JP2002152925A - 碍子型開閉器及びその駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型、簡素化を図り良好な組立性を確保する
と共に、安定した動作モード及び優れた操作性を実現で
き、接点開閉速度の高速化が可能で高い動作信頼性を発
揮する碍子型開閉器の駆動装置を提供する。 【解決手段】 碍子型開閉器１においては、ベース１６
に支持碍管１５が固定され、支持碍管１５の上端部に金
属製容器１４が配置され、金属製容器１４に３つの碍管
２，２ａ，２ｂが取付けられ、碍管２ａ，２ｂ内に断路
器１ａ，１ｂの接点１２，１３が収納されている。碍子
型開閉器１内の二つの断路器１ａ，１ｂの接点１２，１
３を開閉駆動させる駆動装置３は、ベース１６の気中部
分に配置された操作機構部３２と、支持碍管１５内に収
納された絶縁操作ロッド３１と、金属製容器１４内に配
置された開閉機構部３０とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁性ガスを充填
した容器内に多数のスイッチ類を配置した電力用ガス絶
縁開閉装置に係り、特に遮断器と主母線、遮断器と送電
線、等の間に設置する断路器や接地装置から構成される
開閉器及びその駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力用開閉装置の分野ではガス絶
縁開閉装置が主流となっている。ガス絶縁開閉装置とは
絶縁性ガスを充填した容器内に多数のスイッチ類が配置
されており、例えば、遮断器と主母線との間、あるいは
遮断器と送電線との間等にはガス絶縁断路器が設置され
ている。ここで、米国特許５８４１０８７号公報に記載
されたガス絶縁開閉装置の断路器部分を代表的な従来例
として、図８及び図９を参照して具体的に説明する。図
８は従来のガス絶縁断路器の正面断面図、図９は同じく
側面断面図（図８のＢ−Ｂ断面図）である。

【０００３】図８に示すように、断路器１にはＳＦ６ガ
ス等の絶縁性ガスが充填された接地金属容器Ａ２が設け
られている。接地金属容器Ａ２の上部にはフランジＡ
３，Ａ４が形成され、ここに絶縁スペーサＡ７１，Ａ８
１が取付けられている。絶縁スペーサＡ７１，Ａ８１に
は固定電極Ａ７，Ａ８が固定されている。また図９に示
すように、接地金属容器Ａ２の下部にはフランジＡ５
が、接地金属容器Ａ２の側面部にはフランジＡ６がそれ
ぞれ形成されている。フランジＡ５には接地金属容器Ａ
２と電気的に接続された固定電極Ａ９が固定され、フラ
ンジＡ６には金属製の蓋Ａ１０が取付けられている。蓋
Ａ１０には接地金属容器Ａ２内に向って延びる中空の絶
縁筒Ａ１２が固定されており、絶縁筒Ａ１２の中空部分
には駆動軸Ａ１１が通されている。駆動軸Ａ１１は接地
金属容器Ａ２の外部から容器Ａ２内に向って延びてお
り、絶縁性ガスの気密を保ちつつ蓋Ａ１０を貫通してい
る。

【０００４】さらに、接地金属容器Ａ２内には金属容器
からなるシールド導体Ａ２４が電気的絶縁を保って固定
されており、ここに円柱状の可動電極Ａ１５，Ａ１６，
Ａ１７が配置されている。可動電極Ａ１５，Ａ１６，Ａ
１７はそれぞれ前記固定電極Ａ７，Ａ８，Ａ９と対を成
して接点Ａ１８，Ａ１９，Ａ２０を形成するようになっ
ている。また、可動電極Ａ１５，Ａ１６，Ａ１７は電気
的、通電的にここでは図示されていない摺動接触子及び
前記シールド導体Ａ２４により電流端子Ａ１３に接続さ
れている。電流端子Ａ１３は本装置を、ここでは図示さ
れていない別の装置、例えば遮断器と接続するものであ
る。なお、主母線の導体は固定電極Ａ７，Ａ８にそれぞ
れ接続され得る。従って接点Ａ１８，Ａ１９は主母線選
択断路器の役割を果たすことになる。また、固定電極Ａ
９は接地電位であるので、接点Ａ２０は接地装置とな
る。

【０００５】ところで、シールド導体Ａ２４内には接点
Ａ１８，Ａ１９，Ａ２０の開閉操作を行う開閉機構部Ａ
２５が収納されている。開閉機構部Ａ２５は、前記駆動
軸Ａ１０と、カムＡ２６，Ａ２７，Ａ２８と、レバーＡ
２９，Ａ３０，Ａ３１，Ａ３２，Ａ３３，Ａ３４とから
構成されている。カムＡ２６，Ａ２７，Ａ２８は可動電
極Ａ１５，Ａ１６，Ａ１７のそれぞれに接続され、両面
に円弧状の溝が形成されている。レバーＡ２９〜Ａ３４
は、３つのカムＡ２６，Ａ２７，Ａ２８に対応して、Ａ
２９とＡ３０、Ａ３１とＡ３２、Ａ３３とＡ３４という
２個一対の３組に分けられており、２個一対のレバーＡ
２９とＡ３０、Ａ３１とＡ３２、Ａ３３とＡ３４はそれ
ぞれ、カムＡ２６，Ａ２７，Ａ２８を挟むようにして配
置されている。

【０００６】また、２個のレバーは駆動軸Ａ１１の回転
方向に対して互いに異なる角度で駆動軸Ａ１１に固定さ
れている。さらに、各レバーＡ２９〜Ａ３４の先端部に
はピンが設置されている。カムＡ２６，Ａ２７，Ａ２８
の両面には円弧状の溝が形成されており、この溝に前記
レバーＡ２９〜Ａ３４先端部のピンが摺動自在に挿通さ
れている。なお、駆動軸Ａ１０において接地金属容器Ａ
２の外部に延びる部分には操作機構部（図示せず）が配
置されており、この操作機構部から駆動力を受けて開閉
機構部Ａ２５が動作するようになっている。これら操作
機構部及び開閉機構部Ａ２５により、接点Ａ１８，Ａ１
９，Ａ２０を開閉駆動させる駆動装置が構成される。

【０００７】以上のような構成を有する従来例におい
て、操作機構部が動作すると、その駆動力を受けて開閉
機構部Ａ２５の駆動軸Ａ１１が回転し、これに伴ってレ
バーＡ２９〜Ａ３４が回転する。したがって、各レバー
Ａ２９〜Ａ３４先端部のピンがカムＡ２６，Ａ２７，Ａ
２８の溝に沿って移動する。このようなレバーＡ２９〜
Ａ３４とカムＡ２６，Ａ２７，Ａ２８との相互作用によ
って駆動軸Ａ１１の回転運動を直線状の往復運動に変換
しながら、駆動軸Ａ１１の回転駆動力を可動電極Ａ１
５，Ａ１６，Ａ１７に伝達する。このため、可動電極Ａ
１５，Ａ１６，Ａ１７が接点Ａ１８，Ａ１９，Ａ２０の
軸方向に移動し、接点Ａ１８，Ａ１９，Ａ２０は開閉動
作を行うことができる。なお、カムＡ２６，Ａ２７，Ａ
２８には駆動軸Ａ１１が通過できる程度の幅を持つ細長
い穴Ａ４５が形成されており、この中に駆動軸１１を通
すことでカムＡ２６，Ａ２７，Ａ２８が直線状の往復運
動をするための一つの支点の働きを持たせている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
従来例においては、次のような問題点がある。すなわ
ち、両断路器接点Ａ１８、Ａ１９が同一の接地金属容器
Ａ２に設置され、可動電極Ａ１５、Ａ１６が共通の開閉
操作機構部Ａ２５に直接設置されていることから、一方
の断路器が故障したとき、故障した断路器のみを取りか
えることはできず、両方の断路器を同時に取り替える必
要が生じる。しかも、現地にて分解及び組立を実施しな
ければならず、取り替えに要する作業時間が長くなる。
このため、取り替えに必要なコストが増大する。一方、
遮断器を含むガス絶縁開閉装置全体を取り替える方法を
取った場合、大きな装置を組み立てた状態で運搬するこ
とになり、多大な費用がかかってしまう。

【０００９】また、上記の従来例では、２つの断路器接
点Ａ１８、Ａ１９が、同一のガス区画に設置されてい
る。すなわち、２つの断路器接点Ａ１８、Ａ１９間には
ガス区分が無い。この状態では２重母線はそれぞれの接
点Ａ１８、Ａ１９に対し他の接点を介することなく接続
されることになる。したがって、例えば一方の母線に雷
撃があって本断路器に進入しこの断路器部分で絶縁破壊
が発生し地絡した場合、このガス区画に対して他の接点
を介することなく接続されている全ての系が送電不可能
になる。この結果、２重母線の両方が停止するという事
態を招くことになる。これでは、一方の母線が送電不能
となっても他方の母線で送電を可能とするように構成さ
れた２重母線構成の意味を成さなくなる。

【００１０】開閉器の駆動装置については、可動電極Ａ
１５、Ａ１６、Ａ１７の各々に対して、カムＡ２６、Ａ
２７、Ａ２８と、レバーＡ２９、Ａ３０、Ａ３１、Ａ３
２、Ａ３３、Ａ３４がそれぞれ２個必要であるため、構
造が複雑化し、組立及び点検時の分解が煩雑化する。特
に、開閉機構部Ａ２５を収納する接地金属容器Ａ２が大
型化し、高価になる。また、事故電流などによる電磁力
が可動電極Ａ１５、Ａ１６、Ａ１７に作用したとき、こ
れを保持する力として、カムＡ２６、Ａ２７、Ａ２８
と、これと係合するレバーＡ２９〜Ａ３４先端部のピン
との間の摩擦力に頼っているため、保持力が弱いという
問題がある。保持力を高める対策として摩擦力を大きく
することが考えられるが、この場合、摺動部分の摩耗が
激しくなるといった不具合が生じることになる。さら
に、ガス絶縁開閉装置の大容量化が進む現在、電極間の
絶縁回復特性を向上させることが求められている。その
ため、開閉器の駆動装置に対しては接点開閉速度の高速
化が望まれている。

【００１１】本発明は、以上述べたような従来の事情に
対処してなされたものであり、複数組の断路器接点が設
けられた開閉器において、一つの接点が故障した場合に
故障した部分だけを取り替えることができ、取り替えに
かかるコストを低減させた安価な碍子型開閉器を提供す
ることを目的とする。また、本発明の他の目的は、２重
母線構成の送電系に適用できる、すなわち２重母線構成
の意味を損なうことなく母線選択の用途に適用できる碍
子型開閉器を提供することにある。さらに、本発明の他
の目的は、小型、簡素化を図り良好な組立性を確保する
と共に、安定した動作モード及び優れた操作性を実現で
き、接点開閉速度の高速化が可能である、高い動作信頼
性を発揮する碍子型開閉器の駆動装置を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明に係る碍子型開閉器は、互いに離接
自在な固定電極と可動電極から構成される複数組の断路
器の接点が設けられた開閉器において、ベースに支持碍
管が固定され、前記支持碍管の上端部には金属製容器が
配置され、前記金属製容器に複数個の碍管が取付けら
れ、前記各碍管内に前記複数組の断路器の接点が収納さ
れ、前記支持碍管、前記金属製容器及び前記碍管の内部
にそれぞれ絶縁性ガスが封入されたことを特徴としてい
る。以上の構成を有する請求項１の発明では、各碍管ご
とに断路器接点を収納しているため、万一、断路器接点
が故障した場合でも、故障した断路器接点を収納した碍
管だけを取り替えることが可能である。したがって、取
り替える部分は最小限で済み、現地における分解及び組
立にかかる作業時間を短縮することができる。これによ
り、断路器交換作業のコストを大幅に削減することがで
きる。また、金属製容器と碍管との間に隔壁を設けるだ
けで二つの断路器接点間にガス区分を形成することがで
きる。したがって、断路器接点に接続される２重母線は
その意味を損なうことなく、開閉器を母線選択の用途に
適用可能である。

【００１３】請求項２〜８の発明は、請求項１記載の碍
子型開閉器を開閉駆動させる駆動装置であって、次のよ
うな技術的特徴を有している。すなわち、請求項２の発
明は、前記ベースの気中部分に配置された操作機構部
と、前記金属製容器内に配置された開閉機構部と、前記
支持碍管内に収納され、且つ前記操作機構部及び前記開
閉機構部に連結された絶縁操作ロッドとが設けられ、前
記絶縁操作ロッドを介して前記操作機構部からの駆動力
を前記開閉機構部に伝達し、前記複数の断路器の接点を
開閉駆動するように構成されたことを特徴としている。
このような構成を有する請求項２の発明では、複数の断
路器接点を１つの操作機構部、絶縁操作ロッド及び開閉
機構部とにより開閉駆動できるため、駆動装置を小型簡
素化することができる。このため、遮断器の駆動装置を
金属製容器内、支持碍管内あるいはベースの気中部分に
配置することが可能となる。したがって、遮断器接点を
収納した碍管を、断路器接点を収納した複数個の碍管と
共に金属製容器に取付けることが可能となる。この結
果、碍子型開閉装置の集積化及び金属製容器の極小化に
よるコスト低減に寄与することができる。

【００１４】請求項３の発明は、請求項２に記載の碍子
型開閉器の駆動装置において、前記開閉機構部は、前記
断路器の接点それぞれの可動電極に連結されたカム従動
部と、このカム従動部に形成された２本の平行突起面
と、前記２本の平行突起面に挟まれた三角形状の三角カ
ムと、前記三角カムに固定された回転駆動軸とが設けら
れ、前記カム従動部の２本の平行突起面と前記三角カム
の側面部とが常に接触摺動することにより前記断路器の
接点を開閉駆動するように構成され、前記回転駆動軸は
複数組の前記三角カムに対して一体的に形成されると共
に、前記絶縁操作ロッドを介して前記操作機構部に連結
されていることを特徴としている。このような構成を有
する請求項３の発明では、絶縁操作ロッドに係合した１
本の回転駆動軸により、複数組の三角カムとカム従動部
を駆動できる。このため、回転駆動軸に対する各々の三
角カムの取付角度を変えることで、複数の断路器接点を
任意に開閉制御できる。また、三角カムとカム従動部は
簡易な構造で、薄く形成できるため、開閉機構部とこれ
を収納する金属製容器の小型化や組立性の向上を図るこ
とができる。

【００１５】請求項４の発明は、請求項３に記載の碍子
型開閉器の駆動装置において、前記三角カムは、正三角
形の各頂点を中心とする大小２つの円弧の半径和が全て
等しく、且つ前記カム従動部の平行突起面間の距離と一
致するように形成され、前記回転駆動軸が前記三角カム
の１つの頂点上に配置されたことを特徴としている。こ
のような構成を有する請求項４の発明では、カムの回転
運動をカム従動部の直線運動に円滑に変換でき、可動電
極の開閉動作に加えて、開または閉状態における接点の
位置を保持できる。したがって、簡易な構成で異なる動
作モードを安定して実現できる。さらに、回転駆動軸を
逆転させた場合でも、正転の時と同様な動作が得られる
ため、優れた操作性を確保することができる。

【００１６】請求項５の発明は、請求項２、３または４
に記載の碍子型開閉器の駆動装置において、前記操作機
構部は、駆動源と、ローラ及び突出部が形成され前記駆
動源の出力を受けて回転するゼネバホイールと、切欠部
及び円弧部が形成され前記絶縁操作ロッドに接続された
ゼネバギアとが設けられ、前記ゼネバホイールのローラ
が前記ゼネバギアの切欠部と係合する際にのみ前記駆動
源の出力が前記絶縁操作ロッドに伝達され、前記ローラ
と前記切欠部との係合が外れた際には前記ゼネバホイー
ルの突出部と前記ゼネバギアの円弧部とが接触すること
により前記ゼネバギアの回転運動が拘束されるように構
成されたことを特徴としている。このような構成を有す
る請求項５の発明では、駆動源の出力をゼネバ機構の働
きにより間欠的なタイミングで絶縁操作ロッドに伝達す
ることができる。すなわち、ゼネバホイールの突出部と
ゼネバギアの円弧部との接触によりゼネバギアの回転運
動を拘束するため、駆動源から駆動力が供給されない状
態であっても、絶縁操作ロッドを介してゼネバ機構につ
ながる接点位置を機械的に保持可能であり、優れた信頼
性を獲得することができる。

【００１７】請求項６の発明は、請求項３、４または５
に記載の碍子型開閉器の駆動装置において、前記絶縁操
作ロッドと、前記開閉機構部の回転駆動軸とを係合させ
る歯車が設けられ、前記絶縁操作ロッド側のギア径は前
記回転駆動軸側のギア径に比して相対的に大きく設定さ
れたことを特徴としている。このような構成を有する請
求項６の発明では、絶縁操作ロッド側のギア径を回転駆
動軸側のギア径に比して相対的に大きく設定することに
より、大幅な変更無しに断路器接点の開閉速度を高速化
でき、電極間の絶縁回復特性の向上に有効である。この
場合、増速部分は開閉機構部と可動電極に限定されるの
で、ギアに加わる負荷を低減することがてき、動作信頼
性を高めることができる。

【００１８】請求項７の発明は、請求項５または６に記
載の碍子型開閉器の駆動装置において、前記ゼネバホイ
ールに前記駆動源の出力を伝達するための歯車列が係合
され、前記歯車列の１つに前記ゼネバホイールと同径の
蓄勢ギアが取付けられ、前記蓄勢ギアの面上にその一端
を固定し、他端を空間的に固定した駆動ばねが設けられ
たことを特徴としている。このような構成を有する請求
項７の発明では、蓄勢ギアによって蓄勢した駆動ばね
を、ゼネバギアの切欠部とゼネバホイールのローラとが
係合するタイミングに同期させて放勢することができ
る。そのため、接点の開閉速度の高速化が実現できる。
特に、高出力化が容易なばねを用いることにより、比較
的簡易な改造で増速効果が得られる。

【００１９】請求項８の発明は、請求項７に記載の碍子
型開閉器の駆動装置において、前記駆動源の回転軸と同
一軸上にこれと互いに回転自由で前記蓄勢ギアと噛合う
クラッチギアが設けられ、前記駆動源の回転軸及び前記
クラッチギアにはそれぞれ互いに離接自在な突起が設け
られたことを特徴としている。このような構成を有する
請求項８の発明では、駆動ばねを蓄勢する際には駆動源
の回転軸及びクラッチギアの突起が互いに接しており、
突起を介してクラッチギアを回動させる。一方、駆動ば
ねを放勢させる際には、駆動源の回転軸及びクラッチギ
アの突起同士が外れてクラッチギアが自由に高速回転で
きるようになる。また、駆動源を逆転させることも可能
で、複数の断路器接点を任意にしかも高速での開閉動作
が可能である。

【００２０】

【発明の実施の形態】（１）第１の実施の形態 ［構成］以下、本発明に係る碍子型開閉器及びその駆動
装置の実施の形態の一例について図面および図中に付し
た符号を引用して具体的に説明する。第１の実施の形態
は請求項１〜６の発明を包含しており、図１は碍子型開
閉器の構成図、図２は碍子型開閉器の駆動装置の鳥瞰
図、図３は駆動装置における開閉機構部の構造図、図４
は接点開路動作過程の説明図、図５は断路器接点のスト
ローク線図を示している。

【００２１】第１の実施の形態における碍子型開閉器１
は、図１に示すように、ベース１６に支持碍管１５が固
定され、この支持碍管１５の上端部に金属製容器１４が
配置されている。金属製容器１４の上部には３つの碍管
２，２ａ，２ｂが取付けられている。碍管２内には遮断
器１０の接点１１が、碍管２ａには断路器１ａの第１接
点１２が、碍管２ｂには断路器１ｂの第２接点１３が各
々収納されている。なお、支持碍管１５、金属製容器１
４及び碍管２，２ａ，２ｂの内部にはそれぞれ絶縁性ガ
スが封入されている。

【００２２】碍子型開閉器１を開閉駆動させる駆動装置
として、ベース１６の気中部分に配置された操作機構部
２２，３２と、金属製容器１４内に配置されたリンク機
構部２０及び開閉機構部３０と、操作機構部２２及びリ
ンク機構部２０に連結された絶縁操作ロッド２１並びに
操作機構部３２及び開閉機構部３０に連結された絶縁操
作ロッド３１とが設けられている。なお、絶縁操作ロッ
ド２１，３１はいずれも支持碍管１５内に配置されてい
る。

【００２３】操作機構部２２は遮断器用、操作機構部３
２は断路器用である。すなわち、絶縁操作ロッド２１を
介して操作機構部２２からの駆動力をリンク機構部２０
に伝達し、遮断器１０の接点１１を開閉駆動するように
構成されている。また、絶縁操作ロッド３１を介して操
作機構部３２からの駆動力を開閉機構部３０に伝達し、
断路器１ａ，１ｂの接点１２，１３を開閉駆動するよう
に構成されている。

【００２４】図２は、碍子型開閉器１のうち、２つの断
路器接点１２，１３を開閉駆動するする駆動装置３の鳥
瞰図である。前述したように絶縁性ガスが充填された碍
管２ａ、２ｂ内にはそれぞれ第１接点１２と第２接点１
３が配置されている。第１接点１２，１３は、それぞれ
離接自在な固定電極１２ｂ，１３ｂと可動電極１２ａ，
１３ａを対向配置させて構成され、固定電極１２ｂ，１
３ｂは碍管２ａ、２ｂに固定されている。また、可動電
極１２ａ、１３ａの周囲にはそれぞれ摺動通電部１２
ｃ，１３ｃが配置されており、電気的な導通と摺動支持
が行われる。

【００２５】開閉機構部３０は、可動電極１２ａ，１３
ａに連結された２組のカム従動部３２ａ，３２ｂと、こ
れらカム従動部３２ａ，３２ｂに係合する三角カム３１
ａ，３１ｂと、三角カム３１ａに固定される回転駆動軸
３６とから構成される。このうち、カム従動部３２ａに
は板の片面に、直線状の平行する２つの突起面３３ａ、
３４ａが固着され、この突起面３３ａ，３４ａで挟まれ
た矩形溝３５ａに三角カム３１ａが配置される。このよ
うな開閉機構部３０は、突起面３３ａ，３４ａと三角カ
ム３１ａ，３１ｂの側面部とが常に接触摺動することに
より可動電極１２ａ，１３ａを開閉駆動するようになっ
ている。

【００２６】ここで図３を用いて開閉機構部３０をさら
に詳しく説明する。図３（ａ），（ｂ）はそれぞれ、第
１接点１２の可動電極１２ａと三角カム３１ａ、カム従
動部３２ａ近傍の側面断面図と正面図を示している。同
図（ｂ）に示すように、三角カム３１ａは三角形ＯＰＱ
の各頂点を中心とする複数の円弧から構成されており、
回転駆動軸３６を設けた１つの頂点（この場合はＯ点）
を中心に回転する。１つの頂点を中心とする２つの円弧
の半径の和は、平行に形成した２つの突起面３３ａと３
４ａ間の距離と等しい設定されている。すなわち、各頂
点を中心とする２つの円弧の半径和は全て等しく設定さ
れており、三角カム３１ａは常に２つの突起面３３ａ，
３４ａに当接するようになっている。また、カム従動部
３２ａには回転駆動軸３６を貫通するスリット３６ａが
形成されており、カム従動部３２ａと回転駆動軸３６と
が、図の上下方向に相対的な直線運動を行うようになっ
ている。

【００２７】ところで、回転駆動軸３６はカム従動部３
２ａを貫通して延設され、同様に構成されたカム従動部
３２ｂの三角カム３１ｂに連結されている。回転駆動軸
３６の一端には、傘歯車などのギア３７ａが取付けら
れ、絶縁操作ロッド３１の回転運動を直交方向に変換す
るようになっている。ギア３７ａと噛合うギア３７ｂを
一端に取付けた絶縁操作ロッド３１の他端は、絶縁ガス
を封止するシール部３８を介して断路器用操作機構部３
２に接続されている。なお、絶縁操作ロッド３１側のギ
ア３７ｂの径は回転駆動軸３６側のギア３７ａの径に比
して相対的に大きく設定されている。

【００２８】断路器用操作機構部３２は、間欠運動を可
能とするゼネバ機構４０より構成される。ゼネバ機構４
０には、絶縁操作ロッド３１に嵌着されたゼネバギア４
１と、その駆動軸３９に平行に配置されたゼネバホイー
ル４２とが設けられている。ゼネバホイール４２には駆
動源である電動機４７の出力を伝達するための歯車列４
６が係合されている。また、手動操作が可能となるよう
歯車列４６の一つの回転軸４６ａには手動ハンドル４８
が取り付けられている。

【００２９】ゼネバギア４１には凹んだ４つの円弧部４
１ａ及び外周から中心に向って切欠かれた十字状の切欠
部４１ｂが形成されている。一方、ゼネバホイール４２
には円弧状の突出部４２ａ及び切欠部４１ｂに係合可能
なローラ４２ｂが形成されている。このようなゼネバ機
構４０ではゼネバホイール４２のローラ４２ｂがゼネバ
ギア４１の切欠部４１ｂと係合する際にのみ電動機４７
の出力が絶縁操作ロッド３１に伝達され、ローラ４２ｂ
と切欠部４１ｂとの係合が外れた際にはゼネバホイール
４２の突出部４２ａとゼネバギア４１の円弧部４１ａと
が接触してゼネバギア４１の回転運動が拘束されるよう
に構成されている。また、ゼネバホイール４２の中心軸
４３には、複数のスイッチカム４４が嵌着されており、
スイッチカム４４の周囲に係合可能に配置された複数の
補助スイッチ４５により、電動機４７の動作制御を行う
ようになっている。

【００３０】［作用効果］以上のような構成を有する第
１の実施の形態の作用効果は次の通りである。まず、駆
動装置３の作用について図２から図４を併用して説明す
る。図４の（ａ）から（ｄ）は接点１２の開路動作の過
程を示した図で、開閉機構部３０とゼネバ機構４０の動
作のみ抽出して示してある。図４の（ａ）で、操作指令
を受けて始動した電動機４７は、ゼネバホイール４２を
反時計方向に回転させる。このとき、ゼネバホイール４
２の突出部４２ａはゼネバギア４１の凹部４１ａと接触
するため、ゼネバギア４１の回転運動が拘束される。

【００３１】図４（ｂ）では、ゼネバホイール４２のロ
ーラ４２ｂがゼネバギア４１の切欠部４１ｂに係合する
と同時に、突出部４２ａと凹部４１ａとの接触が外れる
ため、ゼネバギア４１は時計方向に回転する。そして、
図４の（ｂ）から（ｃ）に至る状態では、ゼネバギア４
１の回転が継続し、駆動軸３９に連結した絶縁操作ロッ
ド３１を介して回転駆動力を三角カム３１ａの回転駆動
軸３６に伝達する。この時、三角カム３１ａに係合する
カム従動部３２ａが図の下方向に直線運動を行い、可動
電極１２ａが開路方向に動作する。

【００３２】さらに、ゼネバホイール４２が回転する
と、（ｄ）のようにローラ４２ｂと切欠部４１ｂの係合
が外れ、突出部４２ａと凹部４１ａが再び接触する。そ
のため、ゼネバギア４１の回転は拘束され、可動電極１
２ａの開路状態が保持される。この時、スイッチカム４
４と補助スイッチ４５とがゼネバホイール４２の回転角
を検出する。したがって、所定の回転位置に到達すると
制御電流が切られ、電動機４７は停止する。これに継続
してゼネバホイール４２が反時計回りに回転し、ゼネバ
ギア４１が９０度回転する間は、三角カム３１ａは回転
揺動するが、カム従動部３２ａの位置は保持される。

【００３３】すなわち、電動機４７から駆動力が供給さ
れない状態であっても、可動電極１２ａの開路状態を確
実に保持可能であり、優れた信頼性を獲得できる。さら
に、ゼネバギア４１を９０度回転させることにより、カ
ム従動部３２ａは上方向に移動し、可動電極１２ａの閉
路動作が行われる。一方、図４（ｄ）の状態から、ゼネ
バホイール４２を逆方向の時計回りに回転させることに
よっても、（ｄ）から（ａ）への閉路動作が可能にな
る。

【００３４】上記の一連の動作は、第１接点１２につい
てのみ示したが、第２接点１３についても同様である。
特に、回転駆動軸３６は両接点１２、１３で共通化され
ているため、回転駆動軸３６に対する第２接点１３の三
角カム３１ｂの取付け角度を変えてやれば、第１接点１
２の可動電極１２ａとは異なる動作モードを得ることが
できる。例えば図５は、同一のゼネバギア４１の回転角
に対する第１接点１２と第２接点１３のストロークを示
したもので、この図のように、同一のゼネバ機構４０を
使って複数の断路器の接点を任意に開閉制御することが
可能である。また、ある動作状態から、電動機４７を正
転または逆転させて、別の動作モードに移行できる。そ
の際、回転駆動軸を逆転させた場合でも正転の時と同様
な動作を得ることができ、非常の優れた操作性を発揮で
きる。また、三角カム３１ａ，３１ｂとカム従動部３２
ａ，３２ｂは簡易な構造で、薄く形成できるため、開閉
機構部３０とこれを収納する金属製容器１４の小型化が
可能であり、組立性の向上も図ることができる。

【００３５】さらに上記の第１の実施の形態において
は、絶縁操作ロッド３１側のギア３７ｂの径を、回転駆
動軸３６側のギア３７ａに対して相対的に大きく設定し
ているので、断路器１ａ，１ｂの第１及び第２接点１
２，１３の開閉速度を増速させることができる。このた
め、接点１２，１３間の絶縁回復特性を向上させること
ができ、送電線開閉時のループ電流遮断などの責務を確
実に果たすことができる。しかも第１の実施の形態で
は、増速させる部分を開閉機構部３０と可動電極１２
ａ，１２ｂに限定することができるため、ギア３７ａ，
３７ｂに作用する負荷を極力低することが可能であり、
高い動作信頼性が確保できる。

【００３６】また、第１の実施の形態に係る碍子型開閉
器１の駆動装置３では、二つの断路器接点１２，１３を
１つの操作機構部３２、絶縁操作ロッド３１及び開閉機
構部３０によって開閉駆動できるため、駆動装置３を小
型簡素化することができる。このため、遮断器１０の駆
動装置であるリンク機構部２０と絶縁操作ロッド３１
を、それぞれ金属製容器１４内と支持碍管１５内に収納
できると共に、遮断器用操作機構部３２をベース１６の
気中部分に配置することができるようになる。したがっ
て、遮断器１０の接点１１を収納した碍管２までも、断
路器接点１２，１３を収納した碍管２ａ，２ｂと共に金
属製容器１４に取付けることが可能となる。これによ
り、碍子型開閉装置１の集積化及び金属製容器１４の極
小化によるコスト低減を進めることができる。

【００３７】さらに、第１の実施の形態に係る碍子型開
閉器１では、碍管２ａ，２ｂごとに断路器接点１２，１
３を収納しているため、万一、断路器接点１２，１２の
いずれか一方が故障した場合でも、故障した方の断路器
接点１２，１２を収納した碍管２ａ，２ｂを取り替える
だけで済む。したがって、取り替える部分は最小限で良
く、現地における分解及び組立にかかる作業時間を短く
なる。これにより、断路器１ａ，１ｂの交換作業コスト
を大幅に削減できる。また、金属製容器１４と碍管２
ａ，２ｂとの間に隔壁を設ければ、二つの断路器接点１
２，１３間にガス区分を簡単に形成できる。したがっ
て、断路器接点１２，１３に接続される２重母線はその
意味を失うことなく、２重母線構成の送電系に適用可能
である。

【００３８】（２）第２の実施の形態 ［構成］第２の実施の形態は請求項７、８の発明に対応
しており、断路器１ａ，１ｂの第１及び第２接点１２，
１３の開閉速度を増速させる手段として、ばねの駆動力
を利用した実施の形態である。すなわち、図６（ａ）〜
（ｃ）に示すようにゼネバホイール４２に隣接して歯車
列４６の１つの歯車４６ａには、ゼネバホイール４２と
同径の蓄勢ギア５０が取付けられている。蓄勢ギア５０
の面上には突起５０ａが形成されており、ここに引張り
ばねからなる駆動ばね５１の一端部が固定されている。
駆動ばね５１の他端部５２は空間的に固定されている。
また、駆動源である電動機４７の回転軸４７ａと同一軸
上にはクラッチギア５３が配置されている。クラッチギ
ア５３は回転軸４７ａと互いに回転自由で蓄勢ギア５０
と噛合うようになっている。さらに、図７に示すように
電動機４７の回転軸４７ａ及びクラッチギア５３にはそ
れぞれ互いに離接自在な角柱状の突起４７ｂ及び円柱状
の５３ａが設けられている。

【００３９】［作用効果］以上のような第２の実施の形
態では、図６（ａ）では、蓄勢ギア５０上の突起５０ａ
は下死点に相当する位置にあり、駆動ばね５１は放勢状
態を保っている。電動機４７が反時計方向に回り始める
と、蓄勢ギア５０は時計方向に回転しながら、駆動ばね
５１を引張る。蓄勢ギア５０が１８０度回転した図６の
（ｂ）の状態では、突起５０ａが上死点の位置に達し、
駆動ばね５１の蓄勢が完了する。この時、ゼネバホイー
ル４２も反時計方向に１８０度回り、ローラー４２ｂが
ゼネバギア４１の切欠部４１ｂに係合を始めるが、図６
（ａ）から（ｂ）に至るまでの間、ゼネバギア４１の回
転はゼネバホイール４２の突出部４２ａによって拘束さ
れるため、三角カム３１ａと共に可動電極１２ａは閉路
状態を保持している。

【００４０】突起５０ａが上死点を越えると駆動ばね５
１は放勢を始め、蓄勢ギア５０と共にゼネバホイール４
２は高速で回転する。つまり、蓄勢ギア５０によって蓄
勢した駆動ばね５１を、ゼネバギア４１の切欠部４１ｂ
とゼネバホイール４２のローラ４２ｂとが係合するタイ
ミングに同期させて放勢することができる。そのため、
接点１２，１３の開閉速度の高速化が実現できる。この
場合、高出力化が容易な駆動ばね５１を用いているの
で、比較的簡易な改造で増速効果を得ことができる。ロ
ーラ４２ｂが係合したゼネバギア４１は回転拘束が解除
されると、三角カム３１ａ、カム従動部３２ａは駆動
し、図６（ｂ）から（ｃ）への開路動作が行われる。な
お、同図では駆動ばね５０は引張りばねとしたが、圧縮
ばねとして構成することも勿論可能である。

【００４１】さらに、第２の実施の形態においては、駆
動ばね５１を蓄勢する際には、電動機４７側の突起４７
ｂが突起５３ａを介してクラッチギア５３を回動させ、
放勢の際には突起５３ａが突起４７ｂから外れてクラッ
チギア５３が自由に高速回転できる。また、この構造の
場合、電動機４７を逆転させることも可能である。この
ため、多様な動作モードの設定が可能であることに加え
て、２つの断路器接点１２，１３の高速動作が可能であ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明の碍子型開
閉器によれば、金属製容器に複数個の碍管を取付け、各
碍管内に複数組の断路器の接点を収納した開閉器であっ
て、一つの接点が故障した場合に故障した部分だけを取
り替えることができ、安価で２重母線構成の送電系に適
用可能となる。また、本発明の碍子型開閉器の駆動装置
によれば、絶縁操作ロッドを介して操作機構部からの駆
動力を開閉機構部に伝達し、複数の断路器の接点を開閉
駆動することにより、小型、簡素化を図り良好な組立性
を確保すると共に、安定した動作モード、優れた操作
性、さらには接点開閉速度の高速化を実現して、高い動
作信頼性を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る碍子型開閉器の第１の実施の形態
の構成図。

【図２】図１に示す碍子型開閉器のうち、複数の断路器
接点を開閉制御する駆動装置の鳥瞰図。

【図３】図２に示す開閉機構部の構造図であり、（ａ）
は可動電極、三角カム及びカム従動部近傍の側面断面
図、（ｂ）は同じく正面図。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は第１の実施の形態における断
路器接点の開路動作過程の説明図。

【図５】二つの断路器接点のストローク線図。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る碍子型開閉器の
駆動装置の第２の実施の形態における接点と開閉機構
部、ゼネバ機構を抽出した構成図。

【図７】第２の実施の形態の要部拡大図。

【図８】従来の電力用ガス絶縁開閉装置の断路器部分を
示す正面断面図。

【図９】図８に示す従来の電力用ガス絶縁開閉装置の断
面Ａ−Ａを表す側面断面図。

【符号の説明】

１…碍子型開閉器 １ａ，１ｂ…断路器 ２，２ａ，２ｂ…碍管 ３…駆動装置 １０…遮断器 １１…接点 １２…第１接点 １３…第２接点 １２ａ，１３ａ…可動電極 １２ｂ，１３ｂ…固定電極 １４…金属製容器 １５…支持碍管 １６…ベース ２０…リンク機構部 ２１、３１…絶縁操作ロッド ２２…遮断器操作機構部 ３０…開閉機構部 ３２…断路器用操作機構部 ３１ａ，３１ｂ…三角カム ３２ａ，３２ｂ…カム従動部 ３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ…突起面 ３６…回転駆動軸 ４０…ゼネバ機構 ４１…ゼネバギア ４２…ゼネバホイール ５０…蓄勢ギア ５１…駆動ばね ５３…クラッチギア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊田 健夫 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 Ｆターム(参考） 5G017 BB02 JJ02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに離接自在な固定電極と可動電極か
   ら構成される複数組の断路器の接点が設けられた開閉器
   において、 ベースに支持碍管が固定され、 前記支持碍管の上端部には金属製容器が配置され、 前記金属製容器に複数個の碍管が取付けられ、 前記各碍管内に前記複数組の断路器の接点が収納され、 前記支持碍管、前記金属製容器及び前記碍管の内部にそ
   れぞれ絶縁性ガスが封入されたことを特徴とする碍子型
   開閉器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の碍子型開閉器を開閉駆動
   させる駆動装置であって、 前記ベースの気中部分に配置された操作機構部と、前記
   金属製容器内に配置された開閉機構部と、前記支持碍管
   内に収納され、且つ前記操作機構部及び前記開閉機構部
   に連結された絶縁操作ロッドとが設けられ、前記絶縁操
   作ロッドを介して前記操作機構部からの駆動力を前記開
   閉機構部に伝達し、前記複数の断路器の接点を開閉駆動
   するように構成されたことを特徴とする碍子型開閉器の
   駆動装置。
3. 【請求項３】 前記開閉機構部は、前記断路器の接点そ
   れぞれの可動電極に連結されたカム従動部と、このカム
   従動部に形成された２本の平行突起面と、前記２本の平
   行突起面に挟まれた三角形状の三角カムと、前記三角カ
   ムに固定された回転駆動軸とが設けられ、前記カム従動
   部の２本の平行突起面と前記三角カムの側面部とが常に
   接触摺動することにより前記断路器の接点を開閉駆動す
   るように構成され、 前記回転駆動軸は複数組の前記三角カムに対して一体的
   に形成されると共に、前記絶縁操作ロッドを介して前記
   操作機構部に連結されていることを特徴とする請求項２
   に記載の碍子型開閉器の駆動装置。
4. 【請求項４】 前記三角カムは、正三角形の各頂点を中
   心とする大小２つの円弧の半径和が全て等しく、且つ前
   記カム従動部の平行突起面間の距離と一致するように形
   成され、 前記回転駆動軸が前記三角カムの１つの頂点上に配置さ
   れたことを特徴とする請求項３に記載の碍子型開閉器の
   駆動装置。
5. 【請求項５】 前記操作機構部は、駆動源と、ローラ及
   び突出部が形成され前記駆動源の出力を受けて回転する
   ゼネバホイールと、切欠部及び円弧部が形成され前記絶
   縁操作ロッドに接続されたゼネバギアとが設けられ、前
   記ゼネバホイールのローラが前記ゼネバギアの切欠部と
   係合する際にのみ前記駆動源の出力が前記絶縁操作ロッ
   ドに伝達され、前記ローラと前記切欠部との係合が外れ
   た際には前記ゼネバホイールの突出部と前記ゼネバギア
   の円弧部とが接触することにより前記ゼネバギアの回転
   運動が拘束されるように構成されたことを特徴とする請
   求項２、３または４に記載の碍子型開閉器の駆動装置。
6. 【請求項６】 前記絶縁操作ロッドと、前記開閉機構部
   の回転駆動軸とを係合させる歯車が設けられ、 前記絶縁操作ロッド側のギア径は前記回転駆動軸側のギ
   ア径に比して相対的に大きく設定されたことを特徴とす
   る請求項３、４または５に記載の碍子型開閉器の駆動装
   置。
7. 【請求項７】 前記ゼネバホイールに前記駆動源の出力
   を伝達するための歯車列が係合され、 前記歯車列の１つに前記ゼネバホイールと同径の蓄勢ギ
   アが取付けられ、 前記蓄勢ギアの面上にその一端を固定し、他端を空間的
   に固定した駆動ばねが設けられたことを特徴とする請求
   項５または６に記載の碍子型開閉器の駆動装置。
8. 【請求項８】 前記駆動源の回転軸と同一軸上にこれと
   互いに回転自由で前記蓄勢ギアと噛合うクラッチギアが
   設けられ、 前記駆動源の回転軸及び前記クラッチギアにはそれぞれ
   互いに離接自在な爪及び突起が設けられたことを特徴と
   する請求項７に記載の碍子型開閉器の駆動装置。