JP2004355937A

JP2004355937A - 真空遮断器の遮断装置

Info

Publication number: JP2004355937A
Application number: JP2003151807A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kimijima; 芳幸君島
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】可動主接点の閉路操作において、主接点の開路駆動用の遮断スプリングを蓄勢した開閉軸のクランクと係合して投入状態を保持する開路用ラッチの投入終端における位置決めを、手動開路ボタンの棒状駆動部に設けたストッパピンにて行うことにより、投入失敗を防止し、且つ、係合位置決めのための調整を簡素化した遮断装置を提供する。
【解決手段】開路用ラッチと同一の回動中心軸まわりに回動するレバーを回動自由とし、このレバーを介して、手動開路ボタンの棒状駆動部に設けたストッパピンを遮断装置のサポートに当接して、開路用ラッチと開閉軸との係合位置を定めるよう遮断装置を構成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主接点の閉路操作時、開路駆動用の遮断スプリングを蓄勢した開閉軸および開閉軸と一体化したクランク等の蓄勢手段と係合して遮断器を投入状態に保持する開路用ラッチと、この開路用ラッチを遮断器の開路のために係合解除する引き外しコイルのプランジャーまたは手動開路操作の押圧動作により回動するレバーおよび手動開路操作のための押しボタン等からなる真空遮断器の遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、中電圧遮断器の主流を占めている真空遮断器は、これを複数台並設して使用するときの設置スペースや運転安全性等の面から、本体を盤に収納し、本体銘板や本体への外部配線つなぎ込みのための中継端子等は盤に設けるのが普通である。
図４に真空遮断器の構造の一例を示す。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図であり、（ｃ），（ｄ）はそれぞれの断面図である。
図に示すように真空遮断器は大きくは盤１、遮断器本体２および盤と遮断器本体とを機械的に連結し、盤内に収納されている図示していない投入スプリング、遮断スプリングの蓄勢力を遮断器本体に伝達する開閉軸３から構成されている。
【０００３】
盤の表面には、先ず、収納した真空遮断器本体銘板６が取り付けられている。
また、遮断器の引き外しコイルや閉路用ソレノイドコイルやａ接点、ｂ接点等の補助接点から引き出された配線に外部配線をつなぎ込むための制御回路プラグ８、遮断器を手動にて開路操作するための手動開路ボタン４４、手動にて閉路操作するための手動閉路ボタン７を備えている。
また、図示していないが、この盤内には主接点の閉路、開路の駆動力を与えるための投入スプリングおよび遮断スプリングが収納されており、その蓄勢力は開閉軸３を経由して遮断器本体２に伝達される。
【０００４】
なお、図４（ｂ）において９は遮断器の閉路、開路の状態を示す入切表示、１０は遮断器の動作回数を表示する動作カウンター、１１は真空遮断器全体を移動させるための車輪であり、１２は真空遮断器の主回路端子である。
図４（ｃ），（ｄ）に真空遮断器の盤内面を示す。図は遮断器の投入状態を示し、図示されていない遮断スプリングを蓄勢した開閉軸３と一体化したクランク３ａの先端部のローラ３ｂと遮断装置４の構成要素である開路用ラッチ４３が図のように係合することにより投入状態が保持されている。
図５は従来の遮断装置の構造を示す図である。
【０００５】
図６は遮断装置を構成する各部品の単体図であり、（ａ）はレバーの正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は開路用ラッチの正面図、（ｄ）はその側面図である。さらに、図７はサポートの正面図および側面図である。
レバー４２は回動中心軸４９のまわりに、図５において反時計方向には回転可能であるが、時計方向には、Ｌ字状板４２ａの下面が遮断装置４をユニット化するための覆いであるサポート４１の４１ａ部に当接して、４１ａがストッパーとなり、それ以上回転出来ないよう構成されている。開路用ラッチ４３は回動中心軸４９のまわりに回動可能であるが、反時計方向には図６（ｃ）に示す開路用ラッチ４３の４３ａ部がレバー４２のＬ字状板４２ａの上面に押されて連動して回転し、時計方向には同様に開路用ラッチ４３ａ部がレバー４２のＬ字状板４２ａ上面に当り、更にレバー４２ａの下面が上述のようにサポート４１ａに当たり、ストッパーとなって回転が阻止される。
【０００６】
遮断装置４は、図示しない過電流継電器が主回路を流れる異常電流を検出して引き外しコイル５が動作した場合あるいは手動で開路操作する場合に、遮断スプリングを蓄勢して投入状態を保持している開閉軸３を釈放する機能を有する。
開路操作を手動で行うには、手動開路ボタン４４を手で水平方向（図５において左方向）に押すと、押しボタンの棒状駆動部４４ａが棒状駆動部の軸と直角に対向し、且つ、レバー４２と一体化した平板４２ｂを押して回動中心軸４９まわりにレバー４２を回動し、連動した開路用ラッチ４３が回動して係合解除する。
また、異常電流を検出した図示しない過電流継電器が動作して引き外しコイルに電流が流れて励磁されると、プランジャー５１がコイルの軸方向に移動してレバー４２を押し、回動中心軸４９まわりにレバー４２を回動させ、連動した開路用ラッチ４３が回動して係合解除する。
【０００７】
４５はレバー４２を復帰させるためのスプリング、４６は開路用ラッチ４３を復帰させるためのスプリングであり、手動による開路操作あるいは引き外しコイルによる開路操作いずれにおいても係合解除後は、図に示すように４３ａ、４２ａ、４１ａは各復帰スプリングにより密着して当接した状態に保持される。
４８は手動開路ボタンの棒状駆動部４４ａのピン孔に圧入したストッパピンであり、手動開路ボタン復帰スプリング４７を受けて手動開路ボタンが、元の位置に復帰するときの抜けを防止している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−６３４２７号公報（第６頁、第４図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
遮断位置にある開閉軸３が遮断装置４によって投入位置に保持されるまでの動きを図８（ａ）〜（ｄ）に示す。（ａ）は遮断位置を示しており、この状態で投入指令が入ると、投入スプリングにより蓄勢された開閉軸３は、その中心軸まわりに回動し、開閉軸と一体化したクランク３ａを図において、時計方向に回動する。
（ｂ）は投入途中の状態で、クランク３ａの先端部のローラ３ｂが開路用ラッチ４３を衝打し、その回動中心軸まわりに反時計方向に突き上げられる。
【００１０】
（ｃ）は開閉軸３が本来停止すべき位置を過ぎたオーバーストロークの位置にあるときの状態を示しており、開閉軸３が止まるべき位置を行き過ぎると開路用ラッチ４３は、ラッチ復帰スプリング４６によって時計方向に戻されて図６に示したレバーのＬ字状板４２ａに当たり、ローラ３ｂを受ける位置に定まる。
（ｄ）は投入位置であり、開閉軸３が行き過ぎから戻ると、ローラ３ｂが開路用ラッチ４３と係合して投入状態が保持される。
通常は上記の動きで投入動作が行われ、ローラ３ｂと開路用ラッチ４３が正常に係合して投入状態が保持されるが、ローラを受ける開路用ラッチの位置が悪いとローラ３ｂと開路用ラッチが係合せず、投入状態が保持されないので、投入失敗（フリートリップ）が起きる。
【００１１】
図９（ａ），（ｂ）は投入失敗の場合の開閉軸３と遮断装置４の動きを示したものである。（ａ）のオーバーストロークの位置で、ラッチ４３はレバー４２のＬ字状板４２ａおよび遮断装置のサポート４１ａがストッパーとなって位置が定まるはずであるが、ラッチ復帰スプリング４６の力を受けて、開路用ラッチ４３が４２ａに強くあたった場合には、（ｂ）のようにラッチ復帰スプリング４６の力にうち勝って、戻り過ぎてしまい、ローラ３ｂと開路用ラッチ４３が係合せず、開閉軸３が保持されないという現象（フリートリップ）が起こる。
投入失敗発生の有無は、開路用ラッチ４３が復帰スプリング４６のバネ力により戻されて、レバー４２のＬ字状板４２ａへ衝突した場合の跳ね返りの大きさによる。このため、復帰スプリング４６の特性、回動軸回転の円滑度、サポート４１ａの位置、開路用ラッチ４３ａとレバーのＬ字状板４２ａとの衝突係数等多くの要因が関係している。
【００１２】
クランクと開路用ラッチを係合しやすくするために例えば開路用ラッチの係合部の面積を拡げると係合解除が難しくなるというように係合と係合解除のし易さは相反するため、調整のために多大の労力を必要としていた。
また、開路用ラッチ４３ａとレバーのＬ字状板４２ａとの衝突のエネルギーを緩和するため衝突面に弾性部材を介装することも考えられるが、遮断器の機械的動作回数として１０^４回の保証が要求され、１０^４回の中途で弾性部材が永久変形し係合位置がずれてかえって投入失敗の頻度が増すことになる。
本発明の目的は投入動作終端で、開路用ラッチの４３のオーバーストローク位置から係合位置に戻る際のはね返りを抑制し、開閉軸と開路用ラッチの係合位置の調整を容易にするとともに、係合不具合による投入失敗を防止することにより動作信頼性の高い真空遮断器の遮断装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、投入動作終端で、開路用ラッチのオーバーストローク位置から係合位置へ戻る際の跳ね返りを抑制するために請求項１に記載のごとく、開路用ラッチと同一の回動中心軸まわりに回動するレバーを介して手動開路ボタンの棒状駆動部の軸上に設けたストッパピンを遮断装置のサポートに当接することにより開路用ラッチの位置決めを行う遮断装置とする。
また、このストッパピンと遮断装置サポートの間に請求項２に示すように弾性部材を介装すれば更に効果的である。
【００１４】
更に、この弾性部材として請求項３に示すようにＯリングとすれば低コストで効果が得られ、好適である。
本発明のこの構成により、開路用ラッチが投入動作終端でのオーバーストローク位置から遮断スプリングを蓄勢した開閉軸のクランクとの係合位置へ戻る際、まず、開路用ラッチがレバーに当たり、開路用ラッチとレバーは、連動して回動し、レバーと一体化した平板が手動開路ボタンの棒状駆動部の先端に当たり、更に手動開路ボタンの棒状駆動部軸上に設けたストッパピンが遮断装置サポートに当接して、開路用ラッチの位置が固定する。
【００１５】
このように、開路用ラッチのオーバーストローク位置からの戻る際の運動エネルギーは、上記３つの衝突過程で順次失われるので、跳ね返りを著しく低減することが可能となる。
また、開路用ラッチの跳ね返りが低減するので、開路用ラッチとレバー、レバーと手動開路ボタンの棒状駆動部先端との当接および棒状駆動部の軸上のストッパピンの位置のみ一度設定すれば調整は必要なく、遮断器の多数回動作によるずれも起こらないため中途での再調整も無く、機械的動作保証回数のあいだ投入失敗は起こらない。
【００１６】
また、請求項２記載のように、手動開路用押しボタンの棒状駆動部軸上に設けたストッパピンと遮断装置サポートの間に弾性部材を介装すれば、弾性部材の衝撃緩和作用により、開路用ラッチの跳ね返りを一層低減することができる。
更に、請求項３記載のように、弾性部材をＯリングとすれば、棒状駆動部のまわりの環状面で衝撃力を受けるため、衝撃緩和作用を大きくすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施例を示す。図４（ａ）〜（ｄ）に示す真空遮断器全体における遮断装置の配置および機能は従来と同じである。
遮断装置をユニット化するための覆いであるサポート４１から、レバー４２のストパーとなっていた図５に示す４１ａ（サポート部）を削除したものである。（図２のサポート図参照）
手動開路ボタン４４の棒状駆動部４４ａの先端を、棒状駆動部の軸と直角に対向したレバー４２と一体化した平板４２ｂに当接するように構成している。手動開路ボタンの棒状駆動部４４ａの軸上に、開路用ラッチ４３の位置決めのためストッパピン４８を設け、ストッパピン４８をサポート４１に当接して、開路用ラッチの跳ね返りを抑制するようにしている。なお、このストッパピンは、従来の遮断装置と同様に手動開路ボタンの抜け止めの機能も兼用している。
【００１８】
開閉軸３のクランク３ａの先端部のローラ３ｂに衝打された開路用ラッチ４３は、ラッチ復帰スプリング４６によって元の位置に戻されるとまず、レバー４２（詳しくはレバー４２のＬ字状板４２ａ）に当たり、その際の衝突エネルギーはレバーと一体化した平板４２ｂが手動開路ボタンの棒状駆動部４４ａの先端に当たることによって手動開路ボタンを押し、押された手動開路ボタンは、その駆動部軸上のストッパピン４８がサポート４１に当たって、位置決めされる。
この一連の動作により衝突が３度起こるため、衝突エネルギーは衝突ロスとして減衰していく。さらに、ストッパピン４８がサポート４１に当たった跳ね返りの衝撃力は、手動開路ボタン復帰スプリング４７、レバー復帰スプリング４５、ラッチ復帰スプリング４６のバネ力に反して開路用ラッチ４３に伝わるため押さえ付けられてしまう。
【００１９】
以上の通り、ラッチ４３が跳ね返ろうとする衝撃力は吸収されるか、押さえられるかで投入失敗を大幅に防ぐことができる。
図３に本発明の他の実施例を示す。ストッパピン４８とサポート４１の間にワッシャ４９を介して弾性部材を介装すれば、弾性部材の衝撃力緩和作用により一層、衝撃力が吸収される。また、弾性部材として、市販のＯリング５０を介装すれば、Ｏリングは環状の断面を持つ弾性を有しているので棒状駆動部のまわりで一様に衝撃力を受けるので更に効果的に衝撃力を吸収する作用をなし、低コストで投入失敗を防止できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明では、真空遮断器の遮断装置を以上のように構成したので、以下に記載する効果が得られる。
請求項１記載の構成では、主接点の開路駆動用の遮断スプリングを蓄勢した開閉軸のクランクと係合して投入状態を保持する開路用ラッチの位置決めを、開路用ラッチと同一の回動中心軸まわりに回動するレバーを介して、手動開路ボタンの棒状駆動部の軸上に設けたストッパピンを遮断装置のサポートに当接することにより行うこととしたので、開閉軸のオーバーストローク位置での開閉軸のクランクと開路用ラッチの係合不具合による投入失敗が防止されるとともに、係合のための調整が簡素化された。
【００２１】
また、請求項２に記載の構造では、ストッパピンと遮断装置サポートの間に弾性部材を挿入したので、開路用ラッチの跳ね返りの衝撃力が吸収され、より動作信頼性の高い遮断装置とすることができた。
更に、請求項３に記載のように弾性部材としてＯリングとすれば、衝撃力を環状面で受けるため、一層投入失敗の発生頻度の少ない動作信頼性の優れた遮断装置を、コストを上昇させることなく提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による真空遮断器の遮断装置の図
【図２】本発明のサポート単体図
【図３】本発明の他の実施例による真空遮断器の遮断装置の図
【図４】従来の真空遮断器の遮断装置の一例であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図であり、（ｃ），（ｄ）はそれぞれの断面図
【図５】同上の真空遮断器が備える遮断装置の図
【図６】同上の遮断装置の構成部品単体図であり、（ａ）はレバーの正面図、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は開路用ラッチの正面図、（ｄ）はその側面図
【図７】同上の遮断装置のサポート単体図
【図８】従来の遮断装置の投入動作の説明図
【図９】同上の投入失敗の場合の投入動作の説明図
【符号の説明】
１盤
３開閉軸
３ａクランク
３ｂローラ
４遮断装置
５引き外しコイル
４１サポート
４２レバー
４３開路用ラッチ
４４手動開路ボタン
４４ａ手動開路ボタンの棒状駆動部
４８ストッパピン
５０Ｏリング

Claims

可動主接点の開路駆動用の遮断スプリングを蓄勢した開閉軸のクランクと係合して投入状態を保持する開路用ラッチ、開路操作時に係合解除するためのレバー、手動開路ボタンおよびそれらをユニット化するためのサポートからなる真空遮断器の遮断装置において、主接点の閉路操作時、開路用ラッチと同一の回動中心軸まわりに回動する前記レバーを介して手動開路ボタンの棒状駆動部の軸上に設けたストッパピンを遮断装置のサポートに当接することにより開路用ラッチの位置決めを行うことを特徴とする真空遮断器の遮断装置。
請求項１に記載のものにおいて、前記ストッパピンと遮断装置のサポートとの間に弾性部材を挿入したことを特徴とする真空遮断器の遮断装置
請求項２に記載のものにおいて、弾性部材はＯリングであることを特徴とする真空遮断器の遮断装置