JP2008123727A - 開閉器および開閉器操作機構 - Google Patents

Abstract

【課題】三位置開閉器操作機構において、小型、簡略で、多回転の出力が要求される接点部に適用できるようにし、さらに自動操作および手動操作時の誤動作を防止する。
【解決手段】開閉器操作機構は、可動端子を駆動する主軸１３と、主軸に固定された小歯車１４と、操作軸１５と、操作軸に固定され小歯車と係合する大歯車１６と、キャッチ軸１８と、大歯車の突出部１７に係脱自在に係止して突出部１７を三つの位置で保持し、キャッチ軸に回転自在に配置されるキャッチレバー１９ａ、１９ｂと、キャッチレバーに係脱自在に係止する半円柱状部２０ａ’、２０ｂ’を有するラッチピン２０ａ、２０ｂと、ラッチピンに嵌着されたラッチレバーと、ラッチレバーを回転して半円柱状部によるキャッチレバーの係止を解除するトリップコイルと、突出部１７と係合することにより大歯車の回転角度範囲を決定するストッパブロック２３と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、開閉器およびその操作機構に関し、特に、断路器と接地装置の機能を合わせ持ち、入（閉）、切（開）、接地という三つの位置状態の操作を一つの操作装置で行なう三位置開閉器とその操作機構に関するものである。

接地装置付断路器のように、断路器と接地装置の機能を合わせ持つように構成し、入（閉）、切（開）、接地という三つの位置状態の操作を一つの操作装置で行なうところの三位置開閉器の電動方式操作機構（以下では単に操作機構と記す）としては、例えば特許文献１で示された操作機構が知られている。

特許文献１の三位置開閉器において、電動機と減速機と歯車とゼネバ歯車機構より駆動部が構成され、その出力軸の回転によりリンク機構等を介して断路部のブレードを入位置または切位置あるいは接地位置に回動する。ゼネバ歯車機構のゼネバドライバーはその周囲に歯車と係合する歯車部を有し、側面に鎖錠用円弧部と駆動用ピンよりなり、またゼネバホイールは本体の片側に前記円弧部と係合しうる三つの円弧凹面とこの凹面間に各々設けられた前記ピンが出入りしうる放射方向の二つの溝を備えたものとなっている。

特許文献１の三位置開閉器では、切位置で、ゼネバドライバーの円弧部がゼネバホイールの円弧凹面に係合してゼネバホイールが鎖錠され、ブレードは切位置にある。この状態において、入動作のため電動機を始動すると、歯車によりゼネバドライバーは回転する。ピンが溝に係合する位置にくるとゼネバホイールが回動を開始し、リンク機構とブレードが動作する。さらにゼネバドライバーが回動すると、ピンが溝から離れ、円弧部が円弧凹面に係合し、ゼネバホイールは停止する。また、切位置から接地位置へは、上述の動作と全く逆に行なうものである。

また、特許文献２にも、三位置開閉器の操作機構が開示されている。この場合は、電動機に接続された主軸にウォームが取り付けられ、ウォームホイールを介して動力伝達が行なわれる。
特開平３−１３３０１８号公報 特開２０００−２８５７６８号公報

特許文献１に示す三位置開閉器の操作機構には次のような問題点（１）〜（４）がある。

（１）出力軸の回転角度は３６０度未満と制限されるため、多回転の回動で駆動される接点を持つ操作機構への適用は困難である。

（２）従来の操作機構の出力を多回転に対応させるためには、出力軸上にさらに増速機構を設ける必要があり、歯車列が多くなり動力伝達効率が低下しさらにコストアップとなる。

（３）自動操作において、入・切・接地位置を検知し電動機をＯＮまたはＯＦＦするスイッチが故障した場合、たとえば入位置から切位置を通過し、接地位置まで動作する危険性があり、従来の操作機構にはその様な故障動作を機械的に防止する装置が設置できない。

（４）手動操作の場合、作業者が切位置を検知することが従来の操作機構では困難であり、たとえば入位置から切位置を通過し、接地位置まで操作してしまう危険がある。また、入位置と接地位置の検知も困難であり、ピンがゼネバホイールの外周に接触するまで操作してしまい、ピンに過大な力が作用し故障の原因となる可能性がある。

また、特許文献２に示す三位置開閉器の操作機構では、電動機に接続された主軸にウォームが取り付けられ、ウォームホイールを介して動力伝達が行なわれるため、これらの回転軸が互いに平行でなく、小型化する上で困難をきたす場合がある。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、小型、簡略で、多回転の出力が要求される接点部に適用でき、さらに自動操作および手動操作時の誤動作を防止するようにした三位置開閉器操作機構およびこれを利用した開閉器を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る開閉器操作機構は、断路器と接地装置の機能を合せ持つ開閉器の可動端子を移動させることによって、開閉器を、切状態を中心として入状態および接地状態に任意に移行させうる開閉器に使用されうる開閉器操作機構において、開閉器の可動端子に駆動力を伝達する主軸と、前記主軸の周囲に固定された小歯車と、前記主軸とほぼ平行に配置された操作軸と、前記操作軸に固定され、前記小歯車と係合し、端面で軸方向に突出する突出部を有する大歯車と、前記操作軸とほぼ平行に配置されたキャッチ軸と、前記突出部に係脱自在に係止して前記突出部を三つの位置で保持し、前記キャッチ軸に回転自在に配置される二枚のキャッチレバーと、前記キャッチレバーに係脱自在に係止する半円柱状部を有するラッチピンと、前記ラッチピンに嵌着されたラッチレバーと、前記ラッチレバーを一方向に回転して前記半円柱状部による前記キャッチレバーの係止を解除するトリップコイルと、前記大歯車の前記突出部と係合することにより大歯車の回転角度範囲を決定するストッパブロックと、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る開閉器は、切状態を中心として入状態および接地状態に任意に移行しうる可動端子と、この可動端子を駆動する操作機構とを有する開閉器であって、前記操作機構は、前記可動端子に駆動力を伝達する主軸と、前記主軸の周囲に固定された小歯車と、前記主軸とほぼ平行に配置された操作軸と、前記操作軸に固定され、前記小歯車と係合し、端面で軸方向に突出する突出部を有する大歯車と、前記操作軸とほぼ平行に配置されたキャッチ軸と、前記突出部に係脱自在に係止して前記突出部を三つの位置で保持し、前記キャッチ軸に回転自在に配置される二枚のキャッチレバーと、前記キャッチレバーに係脱自在に係止する半円柱状部を有するラッチピンと、前記ラッチピンに嵌着されたラッチレバーと、前記ラッチレバーを一方向に回転して前記半円柱状部による前記キャッチレバーの係止を解除するトリップコイルと、前記大歯車の前記突出部と係合することにより大歯車の回転角度範囲を決定するストッパブロックと、を有すること、を特徴とする。

本発明によれば、小型、簡略で、誤動作を防止し安価な三位置開閉器操作機構およびこれを利用した開閉器を提供することができる。

［第１の実施の形態］
［構成］
図１〜図８は本発明の第１の実施の形態に係る開閉器操作機構（以下、操作機構と略称する）を示す図であり、図１は、図２に示す操作機構のうち、Ａ−Ａ線矢視断面図である。図３は図２に示す操作機構のうち、Ｂ−Ｂ線矢視断面図である。図４は図２に示す操作機構のうち、Ｃ−Ｃ線矢視方向から見たシャッタ板周辺を示す分解図である。図５は図４の側面図である。図６は図２に示す操作機構のうち、Ｃ−Ｃ線矢視方向から見た溝カムと補助スイッチ周辺を示す分解図である。図７は図２に示す操作機構のうち、Ｃ−Ｃ線矢視方向から見た溝カムと表示板周辺を示す分解図である。図８は図２に示す操作機構のうち、Ａ−Ａ線矢視方向から見た大歯車とストッパブロック周辺を示す分解図であり、接地状態を示している。

図１と図２および図３は操作機構の切状態を示している。図２において操作機構はまず、駆動力を供給する電動機１と、この電動機１の駆動力を伝達する減速機２を備えている。この減速機２は電動機１と一体構造となっており、減速機２の最終段には主軸１３が嵌着されている。また主軸１３の周囲には、小歯車１４が嵌着されており、主軸１３にほぼ水平に配置される操作軸１５と操作軸１５に嵌着される大歯車１６へ駆動力が伝達される。

大歯車１６の側面には突出部１７が配置されており、操作軸１５にほぼ平行に配置されたキャッチ軸１８の周囲に回転自由に配置されたキャッチレバー１９ａ、１９ｂの突起状部と係合する。すなわち、図１に示すように突出部１７は切状態ではキャッチレバー１９ａ、１９ｂの突起状部１９ａ’と１９ｂ’に挟まれるように拘束されており、キャッチレバー１９ａ、１９ｂはそれぞれラッチピン２０ａ、２０ｂの半円柱状部２０ａ’、２０ｂ’で係止される。また、キャッチレバー１９ａ、１９ｂはねじりばね２１により半円柱状部２０ａ’、２０ｂ’での係止を解除する方向に回転力を与えられている。

小歯車１４、大歯車１６、キャッチレバー１９ａ、１９ｂ、ねじりばね２１等は、図２に示すように支持板２２ａと２２ｂの間に配置されており、支持板２２ｂにはストッパブロック２３が嵌着されている。

図３に示すように、ラッチピン２０ａ、２０ｂ上には、それぞれラッチレバー２４ａ、２４ｂが嵌着されており、トリップコイル２５ａ、２５ｂはプランジャ２６ａ、２６ｂの先端がラッチレバー２４ａ、２４ｂの一部と係合するよう支持板２２ｂに嵌着されている。支持板２２ｂにはリミットスイッチ２７ａ、２７ｂが嵌着されており、ラッチレバー２４ａ、２４ｂの回動による係合離脱によって導通し、電動機１が始動または停止する。ラッチレバー２４ａ、２４ｂにはそれぞれねじりばね２４ｃ、２４ｄが取りつけられており、ラッチレバー２４ａ、２４ｂの位置復帰の役割をはたす。

図２において、主軸１３と同軸上に手動操作軸２８が嵌着されており、手動操作軸２８の端部には手動ハンドル２９を挿入し手動力を伝える多角形断面をした挿入穴２８ａが配置されている。また、手動操作軸２８上には過度なトルクが手動ハンドル２９より主軸１３へ伝達されるのを防止するトルクリミッタ３０が嵌着されている。

手動操作軸２８とほぼ垂直に表面板３１が配置されており、表面板３１のほぼ中央にハンドル挿入穴３１ａがある。表面板３１の手動操作軸２８側には、表面板３１に対してスライド自在なシャッタ板３２が配置されており、シャッタ板３２にはシャッタ板３２をスライドさせ位置決めをするための切替えレバー３２ａが枢着にされている。さらに、シャッタ板３２には断路操作用と接地操作用のシャッタ穴３２ｂ、３２ｃが配置されている。また、シャッタ板３２には突出部３２ｄが配置されており、電磁装置４７のプランジャ４７ａが係脱自在に係止するように配置されている。

図４と図５において、表面板３１には切替えレバー３２ａが挿入され、自動操作、断路操作、接地操作に切替えるための溝３１ｃが配置されている。

図２および図３のプッシュプルケーブル３３はシャッタ板３２の側面とプッシュプルケーブル３３の一端に配置されたピン３３ａが係合し、さらにプッシュプルケーブル３３の他端に配置されたピン３３ｂがプランジャ２６ａと係合するように配置される。プッシュプルケーブル３４も同様にシャッタ板３２の側面とプッシュプルケーブル３４の一端に配置されたピン３４ａが係合し、プッシュプルケーブル３４の他端に配置されたピン３４ｂがプランジャ２６ｂと係合するように配置される。

図２および図６において、補助スイッチ切替え用溝カム３５は操作軸１５に嵌着されており、補助スイッチ切替え用カム従動部３５ａ、３５ｂの一端が補助スイッチ切替え用溝カム３５と係合しており、他端は補助スイッチ３６ａ、３６ｂにリンク・レバー機構３７ａ、３７ｂで枢着されている。補助スイッチ切替え用溝カム３５は三つの半径の異なる同心円溝３５ｃ、３５ｄ、３５ｅとそれらを滑らかに結ぶ円弧溝３５ｆ、３５ｇから構成される。同心円溝３５ｃ、３５ｄ、３５ｅおよび円弧溝３５ｆ、３５ｇには、補助スイッチ切替え用カム従動部３５ａ、３５ｂの突出部３５ａ’と３５ｂ’が係合している。

図２および図７において、表示切替え用溝カム３８は操作軸１５に嵌着されており、表示切替え用カム従動部３８ａの一端が表示切替え用溝カム３８と係合しており、他端は表示板３９にリンク・レバー機構４０で枢着されている。表示切替え用溝カム３８は二つの同心円の溝３８ｂ、３８ｃとそれらを滑らかに結ぶ円弧溝から構成される。溝３８ｂ、３８ｃ等には、表示切替え用カム従動部３８ａの突出部３８ａ’が係合している。表示板３９には入、切、接地の表示文字がほぼ等間隔で配置されており、表示板３９を覆うように表面板４１が配置されている。表面板４１には覗き窓４１ａが配置されており、覗き窓４１ａから入、切、接地の表示文字が確認できるようになっている。

図２において、主軸１３に連結軸４２の一端が嵌着されており、他端にはピニオン４３ａが嵌着されている。このピニオン４３ａと係合するラック４３ｂは可動端子４４に嵌着されている。可動端子４４はピニオン４３ａの回動により入側固定端子４５および接地側固定端子４６に係合する。

図８には、ストッパブロック２３の内部断面図を示す。ストッパブロック２３の内部には弾性体２３ａとその弾性体２３ａの両端に接触部２３ｂ、２３ｃが配置されている。接触部２３ｂ、２３ｃは、ストッパブロック２３の内部から飛び出さないように、段差を持つ穴２３ｄ内に格納されており、突出部１７と接地状態および入状態で係合する。突出部１７が接触部２３ｂまたは２３ｃに係合する時に発生する衝撃力を弾性体２３ａで緩和するとともに、突出部１７をある一定の力でキャッチレバー１９ａまたは１９ｂ側に押し出す作用がある。

［作用］
次に、上記のように構成された操作機構の電動機による接地動作と手動による接地動作について、図１〜図１６を用いて説明する。図９は図３に対応する図であり、トリップコイル２５ａが励磁された状態を示している。図１０は図１に対応する図であり、接地動作または接地から切状態までの動作途中を示す図である。図１１は図１に対応する図であり、接地状態を示している。図１２は図４および図９に対応する図であり、シャッタ板３２の移動後の状態を示している。図１３は図６に対応する図であり、接地動作または接地から切状態までの動作途中を示す図である。図１４は図６に対応する図であり、接地状態を示している。図１５は図７に対応する図であり、接地動作または接地から切状態までの動作途中を示す図である。図１６は図７に対応する図であり、接地状態を示している。

［電動機による接地動作］
まず、図２に示す可動端子４４を接地側固定端子４６に接触させる動作について説明する。

図３において、図示しない制御装置からの司令によりトリップコイル２５ａが励磁され、プランジャ２６ａが左方向に移動する。このプランジャ２６ａの移動にともない、プランジャ２６ａの先端がラッチレバー２４ａと係合し、ラッチレバー２４ａはラッチピン２０ａを中心として時計方向に回転する。さらに、ラッチレバー２４ａは電動機１の起動用リミットスイッチ２７ａのリミットスイッチレバー２７ｃと係合し、電動機１が起動し回転を始める。この状態を図９に示す。このとき、キャッチレバー１９ａは、図１の状態からラッチレバー２４ａが時計方向に回転しているので、ラッチピン２０ａも同様に時計方向に回転し、半円柱状部２０ａ’とキャッチレバー１９ａの突起状部１９ｃとの係合がはずれる。

電動機１は前述したようにこの時点で起動されているため、電動機１の回転は小歯車１４を介して大歯車１６に伝達され、突出部１７が図１０に示すように操作軸１５を中心として反時計方向に回転する。可動端子４４は小歯車１４と連動して動作するため、接地側固定端子４６側に接近する。このときねじりばね２１の力により突出部１７とキャッチレバー１９ａの接触状態は保持される。また、トリップコイル２５ａの励磁は制御装置の司令により電動機１の起動に伴い解除され、ねじりばね２４ｃの力によりラッチピン２０ａは反時計方向に回転しようとするが、半円柱状部２０ａ’とキャッチレバー１９ａの弧状部１９ｄが係合するため、リミットスイッチレバー２７ｃとラッチレバー２４ａの係合は解除されず、電動機１は回転を続け、図１１の状態になる。

図１１では図２の可動端子４４が接地側固定端子４６に接触する状態となっており、突出部１７がストッパブロック２３に係合し、さらにキャッチレバー１９ａの突起状部１９ｅが突出部１７に係合し、続いて半円柱状部２０ａ’と突起状部１９ｃが係合する。この状態になると、ラッチレバー２４ａが反時計方向に回転しリミットスイッチ２７ａが切状態となるため電動機１の回転は停止し、電動機１による接地動作が終了する。

接地動作時の図２および図６に示す補助スイッチ切替え用溝カム３５と補助スイッチ３６ａ、３６ｂの動作について説明する。図６は切状態であり、接地動作が開始されると補助スイッチ切替え用溝カム３５は操作軸１５を中心として反時計方向に回転を始める。すると、補助スイッチ切替え用カム従動部３５ａの突出部３５ａ’は、円弧溝３５ｆ（θ１の範囲）および３５ｄ（θ２の範囲）に従い移動する。しかし、補助スイッチ切替え用カム従動部３５ｂは係合する溝が同心円溝３５ｅであるため移動しない。この状態を図１３に示す。補助スイッチ切替え用カム従動部３５ａの移動により補助スイッチ３６ａのリンク・レバー機構３７ａが回動し、図１３の状態となってはじめて補助スイッチ３６ａがＯＮの状態からＯＦＦの状態となる。すなわち、図６に示すθ１の範囲の円弧溝３５ｆに突出部３５ａ’があると、補助スイッチ３６ａはＯＮの状態にある。さらに、θ２およびθ３の範囲にあるとＯＦＦの状態となる。図１４に接地動作終了時の補助スイッチ切替え用溝カム３５と補助スイッチ３６ａ周辺を示す。

接地動作時の図２および図７に示す表示切替え用溝カム３８と表示板３９の動作について説明する。図７は切状態であり、接地動作が開始されると表示切替え用溝カム３８は操作軸１５を中心として反時計方向に回転を始める。すると、表示切替え用カム従動部３８ａの突出部３８ａ’は円弧溝３８ｃに従い移動し、表示切替え用カム従動部３８ａも移動し、表示板３９がリンク・レバー機構４０を介して回動する。この状態を図１５に示す。図１５の状態では、可動端子４４はまだ接地側固定端子４６に当接していないため、覗き窓４１ａからは「切」と「接地」の表示文字は見えなくなっている。さらに、接地動作が進み可動端子４４が接地側固定端子４６に当接すると、覗き窓４１ａから「接地」の表示文字が見えるまで、表示切替え用カム従動部３８ａが移動する。図１６に接地動作終了時の溝カム３８付近の分解図を示す。

［電動機による接地状態からの切動作］
電動機１による接地状態から切状態に至るまでの動作について説明する。この動作は上述した動作とほぼ同一手順により行なわれるため、異なる部分のみを説明する。

まず、接地状態は図１１に示すようにキャッチレバー１９ａの突起状部１９ｅとストッパブロック２３の間に突出部１７が拘束されている。この状態から接地動作と同様にトリップコイル２５ａが励磁され、電動機１が接地動作とは逆方向に回転を始め、可動端子４４を駆動する。これに伴い突出部１７は図１１の状態から図１の状態へと移り、キャッチレバー１９ａと１９ｂに係合し、切動作が終了する。

［電動機による入動作、切動作］
電動機１による入動作および切動作は、既述した接地動作および接地からの切動作より容易に推測できるため、その説明を省略する。

［手動による接地動作］
図２に示す切状態から可動端子４４を手動力で駆動し、接地側固定端子４６に接触させる動作について説明する。

手動操作を可能とするため、図示しない制御司令部より図２に示す電磁装置４７が励磁されプランジャ４７ａと突出部３２ｄの係合がはずされる。作業員は図２に示す手動ハンドル２９を挿入穴２８ａに挿入するため、図４に示す切替えレバー３２ａを接地操作位置３１ｂまで移動させる。このときシャッタ板３２の一部とプッシュプルケーブル３３のピン３３ａが係合し、もう一方のピン３３ｂがプランジャ２６ａと係合し、キャッチレバー１９ａが回動可能状態となる。この状態を図１２に示す。図１２の状態になるとハンドル挿入穴３１ａとシャッタ穴３２ｃが重なり、手動ハンドル２９を挿入穴２８ａに挿入できる状態となる。手動ハンドル２９により主軸１３を回転させる以外は、既述した電動機１による接地動作とほぼ同一であるため説明は省略する。

また、手動による接地状態からの切動作、入・切動作の説明は、電動機１による動作説明と手動による接地動作説明から容易に推測できるため、説明は省略する。

［効果］
以上説明した第１の実施の形態に係る操作機構によれば、次のような効果が得られる。

（１）小歯車１４と大歯車１６の減速比を自由に選択できるため、図２に示すような多回転の駆動が要求される接点に対して適用できる。また、そのための新たな部品などの追加がないためコストアップとならない。

（２）自動操作の場合、電動機をＯＮまたはＯＦＦするスイッチが故障しても、キャッチレバーおよびストッパブロックで強制的に電動機の回転を止めるため、入位置からいきなり接地位置まで誤動作することがない。

（３）手動動作の場合、大歯車の回転をキャッチレバーおよびストッパブロックで強制的に止めるため、三位置に必ず停止させることができるため、誤動作の防止ができる。

（４）自動操作時には電磁装置とシャッタの突出部は常時係合しており、手動ハンドルの挿入を禁止することができる。手動操作時には外部司令により電磁装置が励磁され、突出部との係合が解除され、シャッタ板を移動させることができる。これにより、自動操作時に間違って作業者が手動ハンドルをハンドル挿入穴に挿入できないため、誤操作を防止することができる。

（５）作業者が手動ハンドルに過度のトルクを負荷した場合、トルクリミッタによりトルク伝達を切り、操作機構各部の破損を防ぐことができる。

（６）突出部がストッパブロックに接触する際の衝撃力を接触部と弾性体により緩和させる。これにより、操作機構部各部に作用する力を緩和させることができるため、部品の破壊を防止することができる。

（７）従来から使用している補助スイッチを用いて、断路動作の入・切と接地動作の接地・切を判別するため、従来並みの信頼性を得ることができ、位置決めに高い精度を要する三位置用補助スイッチを新たに用いなくて済むため、誤動作を防止することができる。

（８）手動操作の場合表示板が操作軸の回転とともに徐々に回動するより、切位置、入位置、接地位置に可動接点が到達するのにあわせて表示板が回動するので、作業者が手動操作を途中で停止することを防止できる。

［第２の実施の形態］
［構成］
図１７〜図２０は、本発明の第２の実施の形態に係る開閉器操作機構を示す構成図である。本実施の形態に係る操作機構は、前述した第１の実施の形態に係る操作機構において、構成の一部を改良したものに他ならないため、以下では、この改良部分についてのみ説明する。なお、図１７は図２に相当する操作機構の構成図を示しており、切状態を示している。また、図１８は図１７の手動操作に関連する部分のみを示しており、手動ハンドル２９を取りつけた状態を示している。図１９は図１７におけるＣ−Ｃ線矢視方向から見た操作軸周辺の切状態での分解図を示している。

本実施の形態では、手動ハンドル２９を挿入し、手動力を伝達するための手段として、第１の実施の形態における表面板３１とシャッタ板３２および電磁装置４７を削除している。そして、その代わりに、手動操作軸２８に嵌着した手動操作軸歯車５０と、手動操作軸歯車５０に係合する第１駆動軸歯車５１ａと手動ハンドル２９の挿入穴５１ｂを持つ第１駆動軸５１を配置し、動力伝達手段５２により第１駆動軸と同期回転する第２駆動軸５３が配置される。第２駆動軸５３には挿入穴５３ａが配置されている。第１駆動軸５１と第２駆動軸５３は操作軸１５をはさんで対向位置に配置されているが、操作軸１５からは等距離に配置されていない。

また、図１８に示すように、手動ハンドル２９を挿入穴５３ａに挿入する際、手動ハンドル２９の円筒部２９ａと係合する位置にレバー５４が配置されている。このレバー５４にはプッシュプルケーブル３３のピン３３ａが枢着されており、レバー５４の回転とともにピン３３ａが移動する。このプッシュプルケーブル３３の他端には第１の実施の形態と同様にピン３３ｂが配置されている。また、第１駆動軸５１の周囲にはレバー５５が配置され、ピン３４ａが枢着されており、その他は第１の実施の形態と同様な構成となっている。

操作軸１５の一端にはシャッタ円板５６が嵌着されており、図１９に示すように、シャッタ円板５６には第１挿入溝５６ａと第２挿入溝５６ｂが配置されている。第１挿入溝５６ａは、手動ハンドル２９を挿入穴５１ｂへ挿入する際に使用し、第２挿入溝５６ｂは、手動ハンドル２９を挿入穴５３ａへ挿入する際に使用する。

第１挿入溝５６ａと第２挿入溝５６ｂは、操作軸１５を中心とする異なる半径の同心円溝５６ｃと５６ｄから構成されており、第１挿入溝５６ａの両端には円状挿入穴５６ｅと５６ｆを持つ。また、第２挿入溝５６ｂの両端には円状挿入穴５６ｇと５６ｈを持つ。同心円溝５６ｃ、５６ｄの溝幅は、手動ハンドル２９の円筒部２９ａの直径より小さく、段差部２９ｂの直径より大きくなっている。また、円状挿入穴５６ｅ、５６ｆ、５６ｇ、５６ｈの直径は、円筒部２９ａの直径より大きくなっている。すなわち、段差部２９ｂが同心円溝５６ｃ、５６ｄの中に入り込むと、手動ハンドル２９が抜けなくなる構造をしている。

［電動機による入動作、切動作および接地動作］
電動機１による入動作、切動作および接地動作は、第１の実施の形態で説明した動作と全く同じため、説明を省略する。

［手動による接地動作］
図１７に示す切状態から可動端子４４を手動力で駆動し、接地側固定端子４６に接触させる動作について説明する。ただし、第１の実施の形態で説明した手動による接地動作と同じ動作部分については説明を省略する。

まず、作業員は図１７に示す手動ハンドル２９を図１９に示す第２挿入溝５６ｂの円状挿入穴５６ｇを通して挿入穴５３ａに挿入する。挿入すると手動ハンドル２９の円筒部２９ａの一部がレバー５４の一部と係合し、レバー５４が回転する。そして、このレバー５４に枢着しているピン３３ａが図１８の上方向に移動し、そのもう一端のピン３３ｂがプランジャ２６ａに係合する。この状態を図１８に示す。

図１８の状態になると第１の実施の形態で説明したように、キャッチレバー１９ａが回動可能状態となり、手動ハンドル２９を反時計方向に回転させると、第２駆動軸５３から動力伝達手段５２と第１駆動軸５１を介して主軸１３および大歯車１６が回転する。また、可動端子４４は接地側固定端子４６の方向へ移動する。このとき、シャッタ円板５６は操作軸１５とともに図１９の反時計方向に回転し、手動ハンドル２９の段差部２９ｂは同心円溝５６ｄにはいり込むため、手動による接地動作完了まで手動ハンドル２９を抜くことができない。

接地動作が完了すると、第１の実施の形態で説明したように、大歯車１６の回転が拘束されるため、作業者は接地動作が終了したことを確認でき、さらに、円状挿入穴５６ｈが第２駆動軸５３の位置まで回動しているため、手動ハンドル２９を抜くことができる。この接地状態におけるシャッタ円板５６の周辺を図２０に示す。図２０で挿入穴５１ｂは同心円溝５６ｄにより一部ふさがれているため、接地状態での入・切動作用の挿入穴５１ｂへ手動ハンドル２９を挿入することはできない。

手動による接地状態からの切動作、入・切動作の説明は、手動による接地動作説明から容易に推測できるため省略する。

［効果］
本実施の形態に係る操作機構によれば、手動動作の場合、大歯車の回転をキャッチレバーおよびストッパブロックで強制的に止めるため、三位置に必ず停止させることができ、誤動作の防止ができる。また、手動操作途中で手動ハンドルを抜けなくしたため、可動接点の中間停止を防止でき、手動ハンドルによる駆動軸を二つ用意し、シャッタ円板により手動ハンドルの挿入位置を制限するため、たとえば接地状態において断路の入・切動作を行なうことができない。

［第３の実施の形態］
図２１は、本発明の第２の実施の形態に係る開閉器操作機構におけるキャッチレバー１９ａ、１９ｂと小歯車１４および大歯車１６部分のみを示す分解図であり、切状態を示している。この実施の形態に係る操作機構は、基本的に前述した第１の実施の形態に係る操作機構と同一の構成を有しており、二つのキャッチレバー１９ａ、１９ｂを、互いに平行なキャッチ軸１８ａ、１８ｂでそれぞれ支持する構造に特徴を有するものである。

図２１に示す第３の実施の形態において、キャッチレバー１９ａはキャッチ軸１８ａに枢着されており、ねじりばね２１ａにより反時計方向の力を受けている。キャッチレバー１９ｂはキャッチ軸１８ｂに枢着されており、ねじりばね２１ｂにより時計方向の力を受けている。突出部１７は二つのキャッチレバー１９ａと１９ｂに挟まれている。

図２１において、接地動作でのキャッチレバー１９ａや突出部１７の動作については第１の実施の形態で説明した通りである。

上述したように、第３の実施の形態においては、二つのキャッチレバー１９ａ、１９ｂの支持構造をそれぞれ独自のキャッチ軸１８ａ、１８ｂで支持するため、キャッチレバー１９ａ、１９ｂが重なり合うことがなく、構造も簡素化し、互いの動作がもう一方のキャッチレバーに影響を与えないため、操作機構の動作信頼性を向上させることができ、さらに安いコストで製作できる。

［第４の実施の形態］
図２２は本発明の第４の実施の形態として、特に、請求項４に記載の発明を適用した操作機構のシャッタ板３２とトリップコイル２５ａ、およびこれらの動作を関連させる機構部分のみを示す分解図である。この実施の形態に係る操作機構は、基本的に前述した第１の実施の形態に係る操作機構と同一の構成を有しており、シャッタ板３２の動作によりトリップコイル２５ａのプランジャ２６ａを動作させる構造に特徴を有するものである。

図２２に示す第３の実施の形態において、レバー５７はシャッタ板３２の移動に伴いシャッタ板３２の一部と係合する位置に配置され、さらにレバー５７はシャフト５８支持されている。シャフト５８のもう一端にはレバー５９が嵌着されており、回動に伴いプランジャ２６ａと係合するように配置されている。

図２２において、第１の実施の形態における手動による接地動作で説明したように、作業者がシャッタ板３２を右方向に移動すると、シャッタ板３２はレバー５７と係合し、レバー５７はシャフト５８の中心を中心として反時計方向に回転する。その回転に伴いレバー５９はプランジャ２６ａと係合し、プランジャ２６ａを左方向に移動させる。この動作により、キャッチレバー１９ａの回動が可能となり、接地動作を開始することができる。その他の動作については第１の実施の形態で説明した通りである。

上述したように、第４の実施の形態においては、シャッタ板の動作を構成が簡素なレバー機構を用いて、プランジャに伝えることができるため、操作機構の動作信頼性を向上させることができ、さらに安いコストで製作できる。

本発明の第１の実施の形態に係る操作機構の切状態を示す図であって、図２のＡ−Ａ線矢視断面図。 図１の操作機構の切状態を示す正面図。 図２の操作機構の切状態を示すＢ−Ｂ線矢視断面図。 図２の操作機構の切状態を示すＣ−Ｃ線矢視方向から見たシャッタ板周辺を示す部分拡大図。 図４のシャッタ板周辺を示す側面図。 図２の操作機構の切状態におけるＣ−Ｃ線矢視方向から見た溝カムと補助スイッチ周辺を示す部分拡大図。 図２の操作機構の切状態におけるＣ−Ｃ線矢視方向から見た溝カムと表示板周辺を示す部分拡大図。 図２の操作機構の切状態におけるＡ−Ａ線矢視方向から見た大歯車とストッパブロック周辺を示す部分拡大図。 図３に対応する部分のトリップコイル励磁後を示す図。 図１に対応する部分の接地動作または接地から切状態までの動作途中を示す図。 図１に対応する部分の接地状態を示す図。 手動操作における図４および図９に対応する部分を関連付けて示す模式図。 図６に対応する部分の接地動作または接地から切状態までの動作途中を示す図。 図６に対応する部分の接地動作終了後を示す図。 図７に対応する部分の接地動作または接地から切状態までの動作途中を示す図。 図７に対応する部分の接地動作終了後を示す図。 本発明の第２の実施の形態に係る操作機構の切状態を示す正面図。 図１７の操作機構の手動操作に関係する部分の部分拡大図。 図１７の操作機構のＣ−Ｃ線矢視方向から見た挿入板周辺を示す部分拡大図。 図１７に対応する部分の接地動作終了後を示す図。 本発明の第３の実施の形態に係る操作機構の切状態を示す図。 本発明の第４の実施の形態に係る操作機構の切状態を示す部分図。

符号の説明

１ … 電動機
２ … 減速機
１３ … 主軸
１４ … 小歯車
１５ … 操作軸
１６ … 大歯車
１７ … 突出部
１８、１８ａ、１８ｂ … キャッチ軸
１９ａ、１９ｂ … キャッチレバー
１９ａ’、１９ｂ’、１９ｃ、１９ｅ … 突起状部
１９ｄ … 弧状部
２０ａ、２０ｂ … ラッチピン
２０ａ’、２０ｂ’ … 半円柱状部
２１、２１ａ、２１ｂ … ねじりばね
２２ａ、２２ｂ … 支持板
２３ … ストッパブロック
２３ａ … 弾性体
２３ｂ、２３ｃ … 接触部
２３ｄ … 穴
２４ａ、２４ｂ … ラッチレバー
２４ｃ、２４ｄ … ねじりばね
２５ａ、２５ｂ … トリップコイル
２６ａ、２６ｂ … プランジャ
２７ａ、２７ｂ … リミットスイッチ
２７ｃ … リミットスイッチレバー
２８ … 手動操作軸
２８ａ … 挿入穴
２９ … 手動ハンドル
２９ａ … 円筒部
２９ｂ … 段差部
３０ … トルクリミッタ
３１ … 表面板
３１ａ … ハンドル挿入穴
３１ｂ … 接地操作位置
３１ｃ … 溝
３２ … シャッタ板
３２ａ … 切替えレバー
３２ｂ、３２ｃ … シャッタ穴
３２ｄ … 突出部
３３ … プッシュプルケーブル
３３ａ、３３ｂ … ピン
３４ … プッシュプルケーブル
３４ａ、３４ｂ … ピン
３５ … 補助スイッチ切替え用溝カム
３５ａ、３５ｂ … 補助スイッチ切替え用カム従動部
３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ … 同心円溝
３５ｆ、３５ｇ … 円弧溝
３５ａ’、３５ｂ’ … 突出部
３６ａ、３６ｂ … 補助スイッチ
３７ａ、３７ｂ … リンク・レバー機構
３８ … 表示切替え用溝カム
３８ａ … 表示切替え用カム従動部
３８ａ’ … 突出部
３８ｂ、３８ｃ … 溝
３９ … 表示板
４０ … リンク・レバー機構
４１ … 表面板
４１ａ … 覗き窓
４２ … 連結軸
４３ａ … ピニオン
４３ｂ … ラック
４４ … 可動端子
４５ … 入側固定端子
４６ … 接地側固定端子
４７ … 電磁装置
４７ａ … プランジャ
５０ … 手動操作軸歯車
５１ … 第１駆動軸
５１ａ … 第１駆動軸歯車
５１ｂ … 挿入穴
５２ … 動力伝達手段
５３ … 第２駆動軸
５３ａ … 挿入穴
５４ … レバー
５５ … レバー
５６ … シャッタ円板
５６ａ … 第１挿入溝
５６ｂ … 第２挿入溝
５６ｃ、５６ｄ … 同心円溝
５６ｅ、５６ｆ、５６ｇ、５６ｈ … 円状挿入穴
５７、５９ … レバー
５８ … シャフト

Claims (12)

1. 断路器と接地装置の機能を合せ持つ開閉器の可動端子を移動させることによって、開閉器を、切状態を中心として入状態および接地状態に任意に移行させうる開閉器に使用されうる開閉器操作機構において、
   開閉器の可動端子に駆動力を伝達する主軸と、
   前記主軸の周囲に固定された小歯車と、
   前記主軸とほぼ平行に配置された操作軸と、
   前記操作軸に固定され、前記小歯車と係合し、端面で軸方向に突出する突出部を有する大歯車と、
   前記操作軸とほぼ平行に配置されたキャッチ軸と、
   前記突出部に係脱自在に係止して前記突出部を三つの位置で保持し、前記キャッチ軸に回転自在に配置される二枚のキャッチレバーと、
   前記キャッチレバーに係脱自在に係止する半円柱状部を有するラッチピンと、
   前記ラッチピンに嵌着されたラッチレバーと、
   前記ラッチレバーを一方向に回転して前記半円柱状部による前記キャッチレバーの係止を解除するトリップコイルと、
   前記大歯車の前記突出部と係合することにより大歯車の回転角度範囲を決定するストッパブロックと、
   を有することを特徴とする開閉器操作機構。
2. 前記キャッチ軸を二つ配置し、前記二枚のキャッチレバーをそれぞれ一つずつ前記キャッチ軸に回転自在に配置したことを特徴とする請求項１に記載の開閉器操作機構。
3. 前記主軸に嵌着され、手動ハンドルを係合させる手段をもつ手動操作軸と、
   前記手動操作軸にほぼ垂直に配置され、ハンドル挿入穴と操作切り替えレバーの挿入溝を持つ表面板と、
   前記表面板の前記手動操作軸側に配置され、断路操作用と接地操作用のハンドル挿入穴を持ち、前記操作切り替えレバーを回転自由に配置し、前記表面板に対してスライド自在なシャッタ板と、
   前記シャッタ板の側面および前記トリップコイルの軸に係脱自在に配置されたプッシュプルケーブルと、
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の開閉器操作機構。
4. 前記主軸に嵌着され手動ハンドルを係合させる手段を持つ手動操作軸と、
   前記手動操作軸にほぼ垂直に配置され、ハンドル挿入穴と操作切り替えレバーの挿入溝を持つ表面板と、
   前記表面板の前記手動操作軸側に配置され、断路操作用と接地操作用の各ハンドル挿入穴を持ち、前記操作切り替えレバーを回転自由に配置し、前記表面板に対してスライド自在なシャッタ板と、
   前記シャッタ板の側面および前記トリップコイルの軸に係脱自在に配置されたレバー機構と、
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の開閉器操作機構。
5. 前記シャッタ板の前記手動操作軸側に突出部を設け、その突出部と係脱自在に配置された電磁装置を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の開閉器操作機構。
6. 前記主軸に嵌着され手動ハンドルを係合させる手段を持つ手動操作軸と、
   前記手動操作軸に嵌着された手動操作軸歯車と、
   前記手動操作軸にほぼ平行に配置され、手動ハンドルにより駆動される第１駆動軸と、
   前記第１駆動軸に嵌着され、前記手動操作軸歯車と係合する第１駆動軸歯車と、
   前記第１駆動軸にほぼ平行に配置され、前記手動ハンドルにより駆動される第２駆動軸と、
   前記第２駆動軸の回転を前記第１駆動軸に伝える動力伝達手段と、
   前記手動ハンドルに係脱自在に配置されたレバーと、
   前記レバーに回転自在に配置され、前記トリップコイルの軸に係脱自在に配置されたプッシュプルケーブルと、
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の開閉器操作機構。
7. 前記手動操作軸にトルクリミッタを配置したことを特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれか一項に記載の開閉器操作機構。
8. 円筒状挿入部に溝をもつ前記手動ハンドルと、
   前記操作軸に嵌着され、前記手動ハンドルを挿入する円弧状穴をもち、前記手動ハンドルの段差部と係合する溝穴をもち、前記操作軸の回転に連動するシャッタ円板と、
   を有することを特徴とする請求項６に記載の開閉器操作機構。
9. 前記ストッパブロックは、
   内部に前記大歯車の前記突出部が係脱自在に係止するよう配置された接触部と、
   前記接触部の位置保持を行なうよう配置された弾性体を有することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の開閉器操作機構。
10. 前記操作軸に嵌着された補助スイッチ切替え用溝カムと、前記補助スイッチ切替え用溝カムの周囲に配置された二つの補助スイッチ切替え用カム従動部と、前記操作軸の周囲に配置された補助スイッチと、前記カム従動部と前記補助スイッチとを連結するリンク・レバーと、を具備する補助スイッチ切替え機構を有し、
    前記補助スイッチ切替え用溝カムの溝は三つの異なる同心円とそれらを滑らかに結ぶ円弧から構成され、
    入・切動作では一方の補助スイッチが入・切動作し、接地・切動作では他方の補助スイッチが入・切動作すること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の開閉器操作機構。
11. 前記操作軸に嵌着された表示切替え用溝カムと、前記表示切替え用溝カムの周囲に配置された表示切替え用カム従動部と、前記操作軸の周囲に配置され、接点の三位置を示す表示板と、覗き窓を配置して前記表示板を覆う表面板と、前記表示切替え用カム従動部と前記表示板とを連結するリンク・レバーと、を有する表示切替え機構を有し、
    前記可動端子が入側固定端子から解離するまでに前記表示切替え用カム従動部が変位し、前記表示板の表示が入と切の中間位置まで回動し、前記可動端子が切位置に達する直前に前記表示板の表示が切位置まで回動し、前記可動端子が接地側固定端子から解離するまでに前記表示切替え用カム従動部が変位し、前記表示板の表示が接地と切の中間位置まで回動し、前記可動端子が切位置に達する直前に前記表示板の表示が切位置までに回動するカム溝を有すること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の開閉器操作機構。
12. 切状態を中心として入状態および接地状態に任意に移行しうる可動端子と、この可動端子を駆動する操作機構とを有する開閉器であって、
    前記操作機構は、
    前記可動端子に駆動力を伝達する主軸と、
    前記主軸の周囲に固定された小歯車と、
    前記主軸とほぼ平行に配置された操作軸と、
    前記操作軸に固定され、前記小歯車と係合し、端面で軸方向に突出する突出部を有する大歯車と、
    前記操作軸とほぼ平行に配置されたキャッチ軸と、
    前記突出部に係脱自在に係止して前記突出部を三つの位置で保持し、前記キャッチ軸に回転自在に配置される二枚のキャッチレバーと、
    前記キャッチレバーに係脱自在に係止する半円柱状部を有するラッチピンと、
    前記ラッチピンに嵌着されたラッチレバーと、
    前記ラッチレバーを一方向に回転して前記半円柱状部による前記キャッチレバーの係止を解除するトリップコイルと、
    前記大歯車の前記突出部と係合することにより大歯車の回転角度範囲を決定するストッパブロックと、
    を有すること、を特徴とする開閉器。

Images