JP2001202856A - 開閉器操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品に高精度、高硬度の必要がなく、部品点
数が少なく小形化でき、低コストにでき、組立作業を容
易にする。 【解決手段】 電動機１により減速歯車列２を介して操
作軸４を回転し、操作軸４の回転により操作軸４に固着
されたクランクアーム６を介して操作ばね１２を蓄勢
し、蓄勢された操作ばね１２の放勢による操作軸４の回
転により、操作軸４に固着された操作カム１５を回転
し、操作カム１５の回転により伝達機構を介して開閉器
の接点を操作するようにした開閉器操作装置において、
減速歯車列２の最終歯車３の回転中心を操作軸４の軸線
上に設け、最終歯車３の側面に円周方向に半周以上の溝
２６を形成し、操作カム１５の側面に突設されたピン状
突部２７を溝２６に挿入し、電動機１による最終歯車３
の回転により、溝２６の端部が突部２７を押圧し操作軸
４を回転して操作ばね１２を蓄勢し、操作ばね１２の放
勢による操作軸４の回転により、突部２７が溝２６を空
走して移動するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機により蓄勢
された操作ばねにより、遮断器等開閉器の接点を操作す
る開閉器操作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、開閉器の接点を高速で操作する
必要のあるものは、接点を駆動する動力源として、ば
ね、油圧、空気圧などを利用した操作装置を適用してお
り、中でもばね操作方式の操作装置は、遮断器用に広く
適用し、とくに６〜８４ｋＶクラスの遮断器の場合、駆
動源としてのばね即ち操作ばねを電動機により蓄勢し、
ばね力により操作軸を回転し、操作軸に固着した操作カ
ムにより、ローラ、リンク、レバー等の伝達機構を介し
て遮断部を操作している。

【０００３】（従来例１）つぎに、従来例１の操作ばね
を蓄勢する蓄勢機構を、図３を参照して説明する。１は
電動機、２は電動機１の回転を減速する複数個の歯車か
らなる減速歯車列、３は減速歯車列２の最終歯車、４は
操作軸、５はワンウェイクラッチであり、操作軸４の一
端部と最終歯車３との間に設けられ、最終歯車３の回転
中心が操作軸４の軸線上に位置し、最終歯車３の回転の
みが操作軸４に伝達され、操作軸４の回転が最終歯車３
に伝達されず、両者は片方向の相対回転のみ可能になる
ように規制されている。

【０００４】６は操作軸４の他端部に固着されたクラン
クアーム、７はクランクアーム６の先端部に固定された
アームピン、８は上端部がアームピン７に支持されたア
ーム側支持杆、９は操作器フレーム、１０はフレーム９
に固定されたフレームピン、１１は下端部がフレームピ
ン１０に支持されアーム側支持杆８に上端部が重合され
たフレーム側支持杆、１２は両支持杆８，１１の重合部
に巻回された操作ばねであり、操作ばね１２の上端がフ
レーム側支持杆１１の上端の係止片１３に係止され、操
作ばね１２の下端がアーム側支持杆８の下端の係止片１
４に係止され、アームピン７をフレームピン１０側に引
張るよう付勢している。

【０００５】１５は操作軸４に固定された操作カム、１
６は操作軸４に平行に設けられた出力軸、１７は出力軸
１６に固定された２枚のレバー、１８は両レバー１７の
先端部間に支持されたローラ、１９はレバー１７の先端
部に支持されたリンクであり、リンク１９の移動により
遮断部（図示せず）が操作される。

【０００６】つぎに、前記従来例１の動作について説明
する。電動機１の回転により減速歯車列２の最終歯車３
がＡ方向に回転し、ワンウェイクラッチ５により最終歯
車３の回転が操作軸４に伝達し、操作軸４がＢ方向に回
転し、真下に位置したアームピン７がクランクアーム６
とともにＢ方向に回転し、操作ばね１２が圧縮されて蓄
勢される。

【０００７】そして、アームピン７が真上に位置したデ
ッドポイントの位置を少し過ぎた位置に回転すると、電
動機１の電源がオフになり、ほぼ同時に減速歯車列２の
一部に設けられたクラッチ機構（図示せず）が作動し、
電動機１から操作軸４に至る回転力伝達の経路を切り離
す。

【０００８】この状態で操作軸４は、操作ばね１２によ
りＢ方向への回転力を有しており、この回転力を操作軸
４に固定された操作カム１５の側面に設けたラッチロー
ラ（図示せず）等を介してトリガ機構（図示せず）で保
持する。以上により操作ばね１２の蓄勢が完了する。

【０００９】その後、操作指令により前記トリガ機構が
開放されることにより、操作軸４の回転力の規制が外さ
れ、操作軸４とともに操作カム１５がＢ方向に回転す
る。このとき、操作軸４はワンウェイクラッチ５により
最終歯車３に対しフリーとなる方向に回転するので、最
終歯車３は操作軸４と切り離された状態であり、Ａ方向
には回転しない。

【００１０】そして操作カム１５は、出力軸１６に設け
られたローラ１８を押しつつ回転し、ローラ１８、レバ
ー１７を介して出力軸１６が回転し、レバー１７、リン
ク１９を介して遮断部を動作する。

【００１１】（従来例２）つぎに、従来例２を図４を参
照して説明する。同図において図３と異なる点は、図３
における減速歯車列２及びワンウェイクラッチ５を、爪
車機構２０により構成したものであり、それ以外の部分
は図３と同じである。この爪車機構２０は電動機１の回
転を減速する減速歯車列２１の最終段階に送りカム２２
を設けるとともに、操作軸４に爪車２３を固定して設
け、操作軸４に回転自在に支持されたレバー２４’に送
り爪２４を取り付け、送りカム２２の回転により爪車２
３の周囲の送り爪２４を揺動し、送り爪２４の揺動によ
り爪車２３を１〜２歯ずつＢ方向に送り、爪車２３の周
囲に設けた保持爪２５が爪車２３の逆転を防止するよう
になっている。

【００１２】そして、前記動作の繰り返しにより操作ば
ね１２を前記と同様蓄勢し、クランクアーム６のアーム
ピン７が前記デッドポイントを少し過ぎた時点で、解除
機構（図示せず）により送り爪２４が爪車２３から切り
離され、操作ばね１２の蓄勢が完了する。

【００１３】その後操作指令により操作軸４の回転力の
規制が外され、操作軸４がＢ方向に回転する際、爪車２
３は操作軸４とともにＢ方向に回転するが、爪車２３は
保持爪２５とかみ合わない方向に回転し、操作軸４の回
転を妨げることはない。

【００１４】そして、従来例１と同様、操作カム１５が
ローラ１８を押しつつ回転し、ローラ１８、レバー１７
を介して出力軸１６が回転し、レバー１７、リンク１９
を介して遮断部を動作する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来例１及び従来例２
の場合、操作カム１５を固定した操作軸４と電動機１か
らの減速機構との間に、ワンウェイクラッチ５及び爪車
機構２０を設け、電動機１の回転のみを操作軸４に伝達
し、操作軸４の回転を減速機構に伝達しない一方向のみ
の伝達機構を設ける必要がある。

【００１６】ところで、ワンウェイクラッチ５を設ける
場合、操作軸４及び最終歯車３とワンウェイクラッチ５
との当接面は、寸法精度、表面粗さ、表面硬度を、いず
れも高いレベルで仕上げる必要があり、そのため部品製
作に多大なコストと時間を要し、さらに、組立時、前記
当接面に塗布するグリスは、その塗布量の管理を厳密に
行う必要があり、万一塗布量を誤った場合には、ワンウ
ェイクラッチとしての機能を果たさないことがあり得る
という問題点がある。

【００１７】一方、爪車機構２０を設ける場合、各部品
の寸法精度、表面粗さ等は、ワンウェイクラッチ５の場
合ほど高いレベルではないが、爪車２３、送り爪２４、
保持爪２５の硬度は高レベルで仕上げる必要があり、さ
らに部品点数が多くなるので装置全体が大きくなり、高
コストになるという問題点がある。

【００１８】本発明は、前記の点に留意し、ワンウェイ
クラッチ５のように、部品に高精度、高硬度の必要がな
く、また、爪車機構２０に比し部品点数が少なく小形化
でき、低コストにでき、かつ、組立時にワンウェイクラ
ッチ５のように、グリス塗布作業に厳密な管理を要しな
く、組立作業が容易になる開閉器操作装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、電動機により減速歯車列を介して操作軸
を回転し、前記操作軸の回転により前記操作軸に固着さ
れたクランクアームを介して操作ばねを蓄勢し、蓄勢さ
れた前記操作ばねの放勢による前記操作軸の回転によ
り、前記操作軸に固着された操作カムを回転し、前記操
作カムの回転により伝達機構を介して開閉器の接点を操
作するようにした開閉器操作装置において、前記減速歯
車列の最終歯車の回転中心を前記操作軸の軸線上に設
け、前記最終歯車の側面に円周方向に半周以上の溝を形
成し、前記操作カムの側面に突設されたピン状突部を前
記溝に挿入し、前記電動機による前記最終歯車の回転に
より、前記溝の端部が前記突部を押圧し前記操作軸を回
転して前記操作ばねを蓄勢し、前記操作ばねの放勢によ
る前記操作軸の回転により、前記突部が前記溝を空走し
て移動するようにしたものである。

【００２０】前記のように構成された本発明の開閉器操
作装置は、減速歯車列の最終歯車に円周方向に半周以上
の溝が形成され、操作軸の操作カムの側面のピン状突部
が前記溝に挿入されているため、操作ばねの蓄勢時、電
動機による最終歯車の回転により、前記溝の端部が突部
を押圧して最終歯車の回転が操作軸に伝達され、操作軸
を回転して操作ばねを蓄勢し、蓄勢完了後の操作指令に
よる操作ばねの放勢時、操作軸の回転により突部が回転
しても、突部が溝を空走して移動し、最終歯車に何ら影
響を与えず、最終歯車を操作軸から切り離すことができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の１形態を図１及び
図２を参照して説明する。それらの図において図１と同
一符号は同一もしくは相当するものを示す。電動機１の
回転を減速する減速歯車列２の最終歯車３は、操作軸４
に回転自在にはめ込まれ、最終歯車３の回転中心が操作
軸４の軸線上にあり、最終歯車３に円周方向に半周以
上、例えば２００〜３２０°の溝２６が形成され、操作
軸４の一端部に固定された操作カム１５の側面に、ピン
状突部２７が突設され、この突部２７が溝２６にはめ込
まれて挿入されている。

【００２２】そして、従来例１と同様、操作軸４他端部
のクランクアーム６先端部のアームピン７に操作ばね１
２が連結され、操作軸４に平行に設けられた出力軸１６
のレバー１７に、ローラ１８とリンク１９が支持され、
操作カム１５の回転によりローラ１８、レバー１７を介
して出力軸１６が回転し、レバー１７、リンク１９を介
して遮断部を動作するようになっている。

【００２３】つぎに前記形態の動作について説明する。
図２Ａの状態から、電動機１の電源オンにより減速歯車
列２が回転し、減速歯車列２の最終歯車３がＡ方向に回
転する。このとき、最終歯車３の操作軸４へのはめあい
部は、回転自在となっているので、最終歯車３の回転が
直接操作軸４に伝達されず、最終歯車３のみがＡ方向に
回転する。

【００２４】この最終歯車３の回転が継続すると、図２
Ｂに示すように、最終歯車３の溝２６の終端部が操作カ
ム１５側面の突部２７に当接して押圧し、図２Ｃに示す
ように、操作カム１５がＢ方向に回転し、操作軸４もＢ
方向へ回転し、操作軸４他端部のクランクアーム６を介
して操作ばね１２が蓄勢され始める。

【００２５】操作ばね１２の蓄勢が継続し、クランクア
ーム６のアームピン７が真上のデッドポイントを少し過
ぎた時点、即ち図２Ｄに示す時点で操作ばね１２の蓄勢
完了となり、電動機１の電源がオフになり、ほぼ同時に
減速歯車列２の一部に設けられたクラッチ機構（図示せ
ず）が作動し、電動機１から操作軸４に至る回転力伝達
の経路を切り離す。

【００２６】この状態で操作軸４は、操作ばね１２の力
によりＢ方向への回転力を有しており、この回転力を操
作軸４に固定された操作カム１５の側面に設けたラッチ
ローラ（図示せず）等を介してトリガ機構（図示せず）
で保持する。以上により操作ばね１２の蓄勢が完了す
る。

【００２７】その後、操作指令により前記トリガ機構が
開放され、操作軸４の回転力の規制を外し、操作軸４と
ともに操作カム１５がＢ方向に回転する。このとき、操
作カム１５側面の突部２７は、最終歯車３の溝２６を円
周方向に空走するので、最終歯車３は操作軸４と切り離
され、Ａ方向には回転しない。

【００２８】そして、操作カム１５は図２Ｅに示すよう
に、出力軸１６に設けられたローラ１８を押しつつ回転
し、ローラ１８、レバー１７を介して出力軸１６が回転
し、レバー１７、リンク１９を介し、図２Ｆに示すよう
に遮断部を動作し、動作完了となる。

【００２９】そして、操作軸４が前記トリガ機構により
保持された状態から、トリガ機構が開放されてＢ方向に
回転している途中の位置で、電動機の電源がオンになる
ようにスイッチを設定し、図２Ａの状態に戻す。

【００３０】なお、前記形態において、操作軸４と最終
歯車３との間は、単にはめ合わされているのみである
が、この部分にすべり軸受または転がり軸受を適用して
もよいのは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。減
速歯車列２の最終歯車３の側面に円周方向に半周以上の
溝２６が形成され、操作軸４の操作カム１５の側面のピ
ン状突部２７が前記溝２６に挿入されているため、操作
ばね１２の蓄勢時、電動機１による最終歯車３の回転に
より、前記溝２６の端部が突部２７を押圧して最終歯車
３の回転が操作軸４に伝達され、操作軸４を回転して操
作ばね１２を蓄勢し、蓄勢完了後の操作指令による操作
ばね１２の放勢時、操作軸１４の回転により突部２７が
回転しても、突部２７が溝２６を空走して移動し、最終
歯車３に何ら影響を与えず、最終歯車３を操作軸４から
切り離すことができる。

【００３２】従って、従来のように、ワイウェイクラッ
チの適用に伴う高精度、高硬度の部品製作の必要がな
く、また爪車機構のように、部品点数が多くなく、コス
トを低減することができる。

【００３３】さらに、部品点数が少なく小形化でき、ま
た組立時にワイウェイクラッチにおけるグリス塗布作業
のような精密な管理を要する作業がなく、組立作業に起
因する不具合が発生する恐れが非常に少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の１形態の斜視図である。

【図２】Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは図１の動作説明図で
ある。

【図３】従来例１の斜視図である。

【図４】従来例２の斜視図である。

【符号の説明】

１ 電動機 ２ 減速歯車列 ３ 最終歯車 ４ 操作軸 ６ クランクアーム １２ 操作ばね １５ 操作カム ２６ 溝 ２７ 突部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋▲崎▼ 俊夫 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内 Ｆターム(参考） 5G028 AA07 EB11

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機により減速歯車列を介して操作軸
   を回転し、前記操作軸の回転により前記操作軸に固着さ
   れたクランクアームを介して操作ばねを蓄勢し、蓄勢さ
   れた前記操作ばねの放勢による前記操作軸の回転によ
   り、前記操作軸に固着された操作カムを回転し、前記操
   作カムの回転により伝達機構を介して開閉器の接点を操
   作するようにした開閉器操作装置において、 前記減速歯車列の最終歯車の回転中心を前記操作軸の軸
   線上に設け、前記最終歯車の側面に円周方向に半周以上
   の溝を形成し、前記操作カムの側面に突設されたピン状
   突部を前記溝に挿入し、 前記電動機による前記最終歯車の回転により、前記溝の
   端部が前記突部を押圧し前記操作軸を回転して前記操作
   ばねを蓄勢し、前記操作ばねの放勢による前記操作軸の
   回転により、前記突部が前記溝を空走して移動するよう
   にすることを特徴とする開閉器操作装置。