JP2009022160A - 気中遮断器用引込及び引出装置並びにこれを備える気中遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】遮断器本体の荷重及び接続位置への動作時に発生する反力に効果的に耐えることができ、大容量、大型の気中遮断器に適した気中遮断器用引込及び引出装置並びにこれを備える気中遮断器を提供する。
【解決手段】気中遮断器用引込及び引出装置を、スピンドルの螺旋部に沿って前後に移動する可動板と、該可動板の上部面に設置されるラックギアと、該ラックギアに噛み合うように設置され、前記ラックギアの前後の移動により回転するピニオンギアと、該ピニオンギアと噛み合い、かつその半径より大きい半径の歯部を有し、前記遮断器本体の荷重及び前記反力に耐えるカムスロット部を備えるカムと、前記クレードルの電気的端子の中間の高さに近接して配置され、前記カムを回転可能に支持するピボットと、前記遮断器本体から突出するように延設され、前記カムに接続されて前記カムからの駆動力を前記遮断器本体に伝達する駆動凸部とを含む構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は気中遮断器に関し、特に、気中遮断器における引き込み動作時の遮断器本体の荷重及び遮断器本体の電気的端子とクレードルの電気的端子との接続時に発生する反力に耐えられる気中遮断器用引込及び引出装置並びにこれを備える気中遮断器に関する。

気中遮断器は、高電圧回路を開閉する真空遮断器に比べて比較的低い電圧の回路を開閉するための産業用回路遮断器である。気中遮断器は、主要部品として遮断器本体及びクレードルを含む。ここで、前記遮断器本体は、開閉機構、接点、消弧機構、及び前記クレードルとの電気的接続のための電気的端子などを含む。このような遮断器本体は、後述する気中遮断器用引込及び引出装置により、前記クレードルに電気的に接続される位置と、前記クレードルから電気的に分離される位置とに移動する。

前記クレードルは、前記遮断器本体を支持する筺体であると同時に、前記遮断器本体と外部の電源及び負荷とを電気的に接続するための手段である。従って、前記クレードルは、外部の電源及び負荷との電気的接続のために外側に突出する外側端子と、内部の前記遮断器本体の電気的端子との電気的接続のための内側端子とを備える。

以下、図９〜図１１を参照して、前記遮断器本体を前記クレードルに電気的に接続されるか、又は前記クレードルから電気的に分離されるように移動させることのできる、従来の気中遮断器用引込及び引出装置について説明する。
図９において符号１０は、クレードル、より具体的にはクレードルの両側に直立して設置される２枚の側板の１つを示す。

図９に示すように、従来の気中遮断器用引込及び引出装置は、カム３０、ピニオンギア２１、及び突出部Ｂ１を含む。
カム３０は、ピボットＰを中心に回転可能にクレードル１０に支持されるように設置される。カム３０は、突出部Ｂ１を挟んで水平に移動するように押す力を伝達する駆動スロット部として、カムスロット部３１を有する。
ピニオンギア２１は、ピボットＰを共通軸としてカム３０と共に回転可能にピボットＰに設置される。

従来の気中遮断器用引込及び引出装置は、上部面にラックギア（図３の符号Ｒ参照）が備えられた可動板（図３の符号ＭＰ参照）をさらに含むこともある。ピニオンギア２１は、前記可動板のラックギアと噛み合い、前後方向に移動する前記可動板により回転する。
突出部Ｂ１は、前記遮断器本体の側面から直接突出するか、又は前記遮断器本体を支持して前記遮断器本体と共に前後方向に移動する板状のレールから突出し、前記遮断器本体を接続位置、テスト位置、又は分離位置に移動させるように動力を伝達する手段である。

図９において符号３２、４０、５０は、本発明の技術的課題である引込及び引出装置とは直接関係のない部品であり、クレードル１０上の電源及び信号端子と前記遮断器本体上の電源及び信号端子とを、テスト位置又は接続位置では自動的に接続させ、分離位置では自動的に分離させる機械的部品である。
符号３２は、カム３０の一側に突設される動力伝達凸部であり、符号４０は、動力伝達凸部３２に接続されて回転動力が伝達される位置と動力伝達凸部３２から離脱して回転動力が遮断される位置とに回転可能にクレードル１０に設置されるレバーである。符号５０は、レバー４０に接続され、案内部材（符号なし）により案内されて垂直方向に昇降するロッドである。符号４１は、動力伝達凸部３２と接続されるようにレバー４０に設けられる接続凹部である。

以下、図９〜図１１を参照して、前述のように構成される従来の気中遮断器用引込及び引出装置の動作について説明する。
まず、図９の分離位置から図１０のテスト位置への動作を説明する。
図９の状態でスピンドル（図３の符号Ｓ参照）のハンドル接続口（図３の符号Ｓ１参照）にハンドル（図示せず）を接続して前記スピンドルを時計方向に回転させると（このとき、可動板（図３の符号ＭＰ参照）は図９においてピボットＰより左側に位置する状態であると仮定する）、前記可動板が図９において左側から右側に移動することによって、図１０に示すように、上部面のラックギア（図３の符号Ｒ参照）がピニオンギア２１を反時計方向に回転させる。従って、ピニオンギア２１と共にピボットＰを共通軸として設置されているカム３０も、反時計方向に回転して図１０の状態となる。このとき、カム３０の動力伝達凸部３２に接続されたレバー４０が時計方向に回転して、ロッド５０が下降移動することによって、クレードル１０上の電源及び信号端子（図示せず）と前記遮断器本体上の電源及び信号端子（図示せず）とが接続して電気的テストが可能な状態であるテスト位置となる。このようなテスト位置において、突出部Ｂ１は、カム３０のカムスロット部３１の入口に位置する状態であり、カム３０と接触していない状態であるので、前記遮断器本体の移動はなく、従って、前記遮断器本体の電気的端子（図示せず）とそれに対応するクレードル１０の電気的端子（図示せず）とは、図９の状態と同様に分離された状態を維持する。

次に、図１０のテスト位置から図１１の接続位置への動作を説明する。
図１０の状態でスピンドル（図３の符号Ｓ参照）のハンドル接続口（図３の符号Ｓ１参照）にハンドル（図示せず）を接続して前記スピンドルを時計方向にさらに回転させると、可動板（図３の符号ＭＰ参照）が図１０において左側から右側に移動することによって、図１１に示すように、上部面のラックギア（図３の符号Ｒ参照）がピニオンギア２１を反時計方向にさらに回転させる。従って、ピニオンギア２１と共にピボットＰを共通軸として設置されているカム３０も、反時計方向にさらに回転して図１１の状態となる。このとき、突出部Ｂ１は、カム３０のカムスロット部３１の押圧力により水平方向（図の左方向）に移動する。従って、前記遮断器本体の電気的端子（図示せず）とそれに対応するクレードル１０の電気的端子（図示せず）とが機械的及び電気的に接続され、気中遮断器は接続位置に到達する。

次に、図１１の接続位置から図９の分離位置への動作を説明する。
図１１の状態でスピンドル（図３の符号Ｓ参照）のハンドル接続口（図３の符号Ｓ１参照）にハンドル（図示せず）を接続して前記スピンドルを反時計方向に回転させると、可動板（図３の符号ＭＰ参照）が図１１において右側から左側に移動することによって、図９に示すように、上部面のラックギア（図３の符号Ｒ参照）がピニオンギア２１を時計方向に回転させる。従って、ピニオンギア２１と共にピボットＰを共通軸として設置されているカム３０も、時計方向に回転して図９の状態となる。このとき、突出部Ｂ１は、カム３０のカムスロット部３１の押圧力により水平方向（図の右方向）に移動する。従って、前記遮断器本体の電気的端子（図示せず）とそれに対応するクレードル１０の電気的端子（図示せず）とが機械的及び電気的に分離され、気中遮断器は分離位置に到達する。

前述のように構成されて動作する従来の気中遮断器用引込及び引出装置において、クレードル１０の電気的端子と前記遮断器本体の電気的端子との接続時に発生する反力の作用点ＲＰは、図１１に二点鎖線（想像線）で示すように、クレードル１０の２つの電気的端子ＴＰ１、ＴＰ２の中間の高さに位置する。従って、従来の気中遮断器用引込及び引出装置においては、このような反力の作用点ＲＰとカム３０のピボットＰ間の距離ｄ１が遠いため、気中遮断器が大容量、大型であるほど、カム３０がこのような反力に耐えられなくなるという問題があった。

また、気中遮断器が大容量、大型であるほど前記遮断器本体の荷重も比例して増加するが、従来の気中遮断器用引込及び引出装置においては、前述したようにカム３０のピボットＰが前記反力の作用点ＲＰから遠く離れて下側に位置するため、カム３０が前記遮断器本体の荷重を克服して該遮断器本体を変位させることのできる大きな駆動力を発生することが、構造上困難であるという問題があった。

さらに、従来の気中遮断器用引込及び引出装置においては、小さいピニオンギアの回転トルクにより前記遮断器本体の荷重を克服しなければならず、かつ前記反力に耐えなければならないため、このような構造の引込及び引出装置は大容量、大型の気中遮断器には適用できないという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたもので、遮断器本体の荷重及び接続位置への動作時に発生する反力に効果的に耐えることができ、大容量、大型の気中遮断器に適した気中遮断器用引込及び引出装置並びにこれを備える気中遮断器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、回路の電源及び負荷側に電気的に接続するクレードルと、前記クレードルに電気的に接続される接続位置、前記クレードルから電気的に分離されるが制御電源が接続されて信号の入出力を行えるテスト位置、及び前記クレードルから電気的に分離され、制御電源が遮断されて信号の入出力を行えない分離位置に移動する遮断器本体とを備える気中遮断器において、螺旋部が備えられ、ハンドルを接続して手動で回転駆動するスピンドルと、前記スピンドルの螺旋部と螺合し、回転する前記スピンドルの螺旋部に沿って前後に移動する可動板と、前記可動板の上部面に設置され、前記可動板の前後移動と共に前後に移動するラックギアと、前記ラックギアに噛み合うように設置され、前後に移動する前記ラックギアの移動により回転するピニオンギアと、前記ピニオンギアと噛み合い、かつ前記ピニオンギアから伝達されるトルクを増幅するように前記ピニオンギアの半径より大きい半径の歯部を有し、前記ピニオンギアから伝達される回転駆動力により回転し、前記遮断器本体を変位させる駆動力を提供し、前記遮断器本体の荷重及び前記遮断器本体と前記クレードルとの電気的接続時に発生する反力に耐えるカムスロット部を備えるカムと、前記カムが前記遮断器本体の荷重及び前記遮断器本体と前記クレードルとの電気的接続時に発生する反力に効果的に耐えるように、前記クレードルの上下電気的端子の中間の高さに近接する高さで前記クレードル上に配置され、前記カムを回転可能に支持するピボットと、前記遮断器本体から、又は前記遮断器本体と共に移動して前記遮断器本体を支持する手段から突出するように延設され、前記カムに接続されて前記カムからの駆動力を前記遮断器本体に伝達する駆動凸部とを含む、気中遮断器用引込及び引出装置を提供する。

本発明による気中遮断器用引込及び引出装置並びにこれを備える気中遮断器は、カムのピボットが反力の作用点に近接して位置する。
また、本発明による気中遮断器用引込及び引出装置並びにこれを備える気中遮断器は、カムの歯部の半径がピニオンギアの半径よりはるかに大きくて、回転動力を増幅することができる。
さらに、本発明による気中遮断器用引込及び引出装置並びにこれを備える気中遮断器は、ピボットからのモーメントアームの長さが異なる複数のカム面を有するカムスロット部を介して、カムが遮断器本体に駆動力を伝達する。
従って、本発明による気中遮断器用引込及び引出装置は、遮断器本体の荷重及び接続位置への動作時に発生する反力に効果的に耐えられ、大容量、大型の気中遮断器に適する。

前述した本発明の目的とこれを達成する本発明の構成、作用、及び効果は、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明することによって明確に理解できるであろう。

図１に示すように、本発明による気中遮断器は、遮断器本体２０及びクレードル１０を含む。図１において遮断器本体２０の前面下部に示す符号Ｓ１は、図３に詳細に示されているスピンドルＳのハンドル接続口である。

遮断器本体２０は、公知のように、開閉機構（図示せず）、接点（図示せず）、消弧機構（図示せず）、及びクレードル１０との電気的接続のための電気的端子（図７及び図８の符号Ｔ２参照）などを含む。遮断器本体２０は、クレードル１０に電気的に接続される接続位置と、クレードル１０から電気的に分離されるが制御電源（すなわち、制御装置用電源）が接続されて信号の入出力を行えるテスト位置と、クレードル１０から電気的に分離され、制御電源が遮断されて信号の入出力を行えない分離位置とに移動可能である。

クレードル１０は、遮断器本体２０を支持する筺体であると同時に、遮断器本体２０と外部の電源及び負荷とを電気的に接続するための手段である。従って、クレードル１０は、外部の電源及び負荷との電気的接続のために外側に突出する外側端子（図７及び図８の符号Ｔ１の左側部分参照）と、内部の遮断器本体２０の電気的端子との電気的接続のための内側端子（図７及び図８の符号Ｔ１の右側部分参照）とを備える。

以下、図２〜図４を参照して、本発明の一実施形態による気中遮断器用引込及び引出装置の構成について説明する。
本発明による気中遮断器用引込及び引出装置は、図３に示すように、スピンドルＳ、可動板ＭＰ、及びラックギアＲを含む。スピンドルＳは、螺旋部を備え、ハンドル（図示せず）を接続して手動で回転駆動する。ここで、スピンドルＳは、別途のモータにより電動で回転駆動することもできる。

可動板ＭＰは、スピンドルＳの螺旋部と螺合し、回転するスピンドルＳの螺旋部に沿って前後に移動する。図３において符号Ｐ１は、スピンドルＳの螺旋部と螺合されるように、可動板ＭＰ中央の内部長手方向に沿って貫通して形成されるネジ孔を示す。
ラックギアＲは、可動板ＭＰの上部面に設置され、可動板ＭＰの前後移動と共に前後に移動する。ここで、ラックギアＲは、可動板ＭＰの上部面の全長にわたって又は部分的に形成される。

本発明による気中遮断器用引込及び引出装置は、図４に示すように、ピニオンギア３００ａ、３００ｂ、カム４００、ピボット（図２の符号Ｃ参照）、及び駆動凸部である突出部Ｂ１をさらに含む。
ピニオンギア３００ａ、３００ｂは、ラックギアＲに噛み合うように設置され、前後に移動するラックギアＲの移動により回転する。図４に示すように、ピニオンギア３００ａ、３００ｂは、１つの共通の回転軸２００上に設置され、ラックギアＲに噛み合う第１ピニオンギア３００ａとカム４００の歯部（図２の符号４００ａ参照）に噛み合う第２ピニオンギア３００ｂとを含む。

カム４００は、第２ピニオンギア３００ｂと噛み合い、かつ第２ピニオンギア３００ｂから伝達されるトルクを増幅するように第２ピニオンギア３００ｂの半径より大きい半径の歯部を有する。カム４００は、第２ピニオンギア３００ｂから伝達される回転駆動力により回転し、前記遮断器本体を変位させる駆動力を提供する。また、カム４００は、前記遮断器本体の荷重及び前記遮断器本体と前記クレードルとの電気的接続時に発生する反力に耐えるカムスロット部４１０を備える。

カム４００のカムスロット部４１０は、図２に示すように、前記遮断器本体の荷重及び前記遮断器本体と前記クレードルとの電気的接続時に発生する反力を相殺するトルクを発生するように、カムスロット部４１０の開放された入口部から閉塞された内側端部４００ｂに行くほど、カム４００のピボットＣからのモーメントアームｌ１、ｌ２、ｌ３が短くなる複数のカム面４００ｂ−１、４００ｂ−３、４００ｂ−５を含む。図示のように、モーメントアームｌ１が最も長く、モーメントアームｌ３が最も短い（ｌ１＞ｌ２＞ｌ３）。図２において符号４００ｂ−２、４００ｂ−４は変曲点を示す。カム４００のカムスロット部４１０は、カムスロット部４１０の開放された入口部に位置し、カム４００のピボットＣからのモーメントアームｌ１が最も長い第１カム面４００ｂ−１を含む。カム４００のカムスロット部４１０は、カムスロット部４１０の閉塞された内側端部４００ｂに隣接して位置し、カム４００のピボットＣからのモーメントアームｌ３が最も短い第２カム面４００ｂ−５をさらに含む。カム４００のカムスロット部４１０は、第１カム面４００ｂ−１と第２カム面４００ｂ−５とを連結するように設けられ、カム４００のピボットＣからのモーメントアームｌ２が第１カム面４００ｂ−１のモーメントアームｌ１よりは短くて第２カム面４００ｂ−５のモーメントアームｌ３よりは長い第３カム面４００ｂ−３をさらに含む。カム４００の回転時に第３及び第２カム面４００ｂ−３、４００ｂ−５の角加速度が減少するように、第２カム面４００ｂ−５と第３カム面４００ｂ−３との角度は実質的に０°又は１８０°である。従って、カム４００の回転時、前記遮断器本体から、又は前記遮断器本体と共に移動して前記遮断器本体を支持する手段から突出するように延設される駆動凸部（図４の符号Ｂ１参照）は、第２カム面４００ｂ−５の押圧力を受けてから第３カム面４００ｂ−３の押圧力を受けるとき、又は逆に第３カム面４００ｂ−３の押圧力を受けてから第２カム面４００ｂ−５の押圧力を受けるとき、回転による加速はほとんど受けなくなる。むしろ、前記駆動凸部は、第３カム面４００ｂ−３による押圧時より第２カム面４００ｂ−５による押圧時に減速する。このような減速の理由は、第３カム面４００ｂ−３の曲率半径が第２カム面４００ｂ−５の曲率半径より大きいからである。それに対し、第１カム面４００ｂ−１と第３カム面４００ｂ−３との角度は約１２０°であり、前記駆動凸部は、第１カム面４００ｂ−１の押圧力を受けてから第３カム面４００ｂ−３の押圧力を受けるとき、又は逆に第３カム面４００ｂ−３の押圧力を受けてから第１カム面４００ｂ−１の押圧力を受けるときに加速する。

図２及び図４に示すように、カム４００が前記遮断器本体の荷重及び前記遮断器本体と前記クレードルとの電気的接続時に発生する反力に効果的に耐えるように、ピボットＣは、前記クレードルの電気的端子ＴＰ１、ＴＰ２の中間の高さに近接する高さで前記クレードル上に配置され、前記カムを回転可能に支持する。より詳細には、前記クレードルの電気的端子ＴＰ１、ＴＰ２の中間の高さの位置は、図４に二点鎖線（想像線）で示すように、反力の作用点ＲＰが作用する位置である。このような反力の作用点ＲＰは、前記遮断器本体の荷重が作用する中心点でもある。ピボットＣは、前記想像線から距離ｄ２だけ離れた位置にある。ここで、本発明によるピボットＣが反力の作用点ＲＰの作用する想像線の位置から離隔した距離ｄ２は、従来技術のピボットＰが反力の作用点ＲＰの作用する想像線の位置から離隔した距離ｄ１（図１１参照）よりはるかに短い（ｄ１＞ｄ２）。従って、本発明による引込及び引出装置のカム４００は、従来技術に比べて、ピボットＣの位置が反力の作用点ＲＰ及び前記遮断器本体の荷重の中心点に近接しているので、前記遮断器本体の荷重及び前記遮断器本体の電気的端子と前記クレードルの電気的端子との接続時に発生する反力に効果的に耐えることができ、従って、気中遮断器の大容量化及び大型化に効果的である。

駆動凸部である突出部Ｂ１は、前記遮断器本体から突出するように延設されるか、又は前記遮断器本体と共に移動して前記遮断器本体を支持する手段（例えば、前記遮断器本体の両側面に取り付けられる板状のレール部材（図示せず））から突出するように延設される。突出部Ｂ１は、カム４００に接続されて、より詳細にはカム４００のカムスロット部４１０に挟まれて、前記遮断器本体が移動できるように、回転するカム４００からの動力を前記遮断器本体に伝達する。

図４において符号１００は、クレードル１０の両側面に固定設置される両側板を示す。

以下、図１、図７、及び図８を参照して、本発明による気中遮断器の構成について説明する。
本発明による気中遮断器は、前述のような本発明による引込及び引出装置の構成に加えて、図１に示すクレードル１０及び遮断器本体２０をさらに含む。本発明による引込及び引出装置の構成は前述のとおりであるので、重複を避けるために説明を省略する。

クレードル１０は、回路の電源又は負荷側に電気的に接続し、遮断器本体２０を移動可能に支持する。図７及び図８に示すように、クレードル１０の電気的端子Ｔ１は、左右両側に接続端子を含み、図７及び図８において左側の接続端子が回路の電源又は負荷側に電気的に接続される端子部分である。

遮断器本体２０は、クレードル１０に電気的に接続される接続位置と、クレードル１０から電気的に分離される分離位置とに移動可能である。遮断器本体２０は、図１には示していないが、クレードル１０への電気的接続又はクレードル１０からの電気的分離のために、図７及び図８に示す電気的端子Ｔ２を備える。

一方、図６に示すように、本発明による気中遮断器において、クレードル１０の側板１００は、遮断器本体２０の水平方向の移動を案内するための上部ガイドレールＵＧ及び下部ガイドレールＬＲを備え、下部ガイドレールＬＲには複数のガイドローラＬＲ１が回転可能に設置される。

以下、図４〜図６を参照して、本発明による気中遮断器用引込及び引出装置並びにこれを備える気中遮断器の動作について説明する。
図４は、本発明による気中遮断器用引込及び引出装置の構成を示すもので、遮断器本体を除去してクレードルの一側板を側面から見た側面図であり、当該引込及び引出装置の分離位置状態を示す動作状態図であり、図５は、本発明による気中遮断器用引込及び引出装置のテスト位置状態を示す動作状態図であり、図６は本発明による気中遮断器用引込及び引出装置の接続位置状態を示す動作状態図である。

まず、図１及び図３を参照して図４の分離位置から図５のテスト位置への変位動作を説明する。
本発明による気中遮断器の前面操作パネルＦＰの長手方向の中央部に位置するハンドル接続口Ｓ１にハンドル（図示せず）を挿入してスピンドルＳを時計方向に回転させると、可動板ＭＰがスピンドルＳの螺旋部に沿って気中遮断器の前方（すなわち、図３では前面操作パネルＦＰ側、図４では右方向）に移動する。

すると、可動板ＭＰ上に設置されたラックギアＲが第１ピニオンギア３００ａに噛み合い、第１ピニオンギア３００ａが反時計方向に回転することによって、回転軸２００が反時計方向に回転し、回転軸２００に同軸接続された第２ピニオンギア３００ｂも反時計方向に回転する。

従って、第２ピニオンギア３００ｂに歯部（図２の符号４００ａ参照）が噛み合ったカム４００は、図４の状態から時計方向に回転して図５の状態となる。ここで、カム４００の歯部の半径がピニオンギア３００ａ、３００ｂの半径より大きいため、カム４００は第２ピニオンギア３００ｂのトルクより増幅されたトルクを発生する。このとき、前記遮断器本体から、又は前記遮断器本体を支持して共に移動する支持部材から突出した突出部Ｂ１は、カム４００のスロット部４１０の入口に位置する。このようにして、分離位置からテスト位置への気中遮断器用引込及び引出装置並びにこれを備える気中遮断器の動作が完了する。

このとき、カム４００と連動するように接続される動力伝達機構（図示せず）により気中遮断器の制御装置（図示せず）への電源の供給及び信号の入出力を行うためにクレードル１０及び遮断器本体２０にそれぞれ設けられるコネクタが、カム４００の前記回転に連動して接続される。従って、気中遮断器の外部の電源及び負荷への電気的接続は遮断された状態であるが、前記コネクタを介して前記制御装置に電源が供給されて信号の入出力を行える状態であるので、気中遮断器が正常に動作するか否かをテストできる。

次に、図１〜図３及び図７を参照して図５のテスト位置から図６の接続位置への変位動作を説明する。
図５の状態でユーザが前面操作パネルＦＰの長手方向の中央部に位置するハンドル接続口Ｓ１にハンドル（図示せず）を挿入してスピンドルＳを時計方向にさらに回転させると、可動板ＭＰがスピンドルＳの螺旋部に沿って気中遮断器の前方（すなわち、図３では前面操作パネルＦＰ側、図５では右方向）にさらに移動する。

すると、テスト位置で可動板ＭＰ上に設置されたラックギアＲと噛み合った第１ピニオンギア３００ａが反時計方向にさらに回転することによって、回転軸２００が反時計方向にさらに回転し、回転軸２００に同軸接続された第２ピニオンギア３００ｂも反時計方向にさらに回転する。

従って、第２ピニオンギア３００ｂに歯部が噛み合ったカム４００は、図５の状態から時計方向にさらに回転する。ここで、カム４００の歯部の半径がピニオンギア３００ａ、３００ｂの半径より大きいため、カム４００は第２ピニオンギア３００ｂのトルクより増幅された大きなトルクを発生する。従って、カム４００は、遮断容量及び物理的サイズの大きい遮断器本体でも容易に水平移動させることのできる駆動力を提供することができる。このとき、テスト位置でカム４００のスロット部４１０の入口に位置していた突出部Ｂ１は、カム４００の時計方向の回転によりスロット部４１０に加圧されて、図６に示すように、スロット部４１０のカムプロファイルに沿って水平方向に移動し、クレードル１０の後方（すなわち、図６の左側）に位置する。図２から分かるように、カム４００の時計方向の回転により、前記カムプロファイルの第１カム面４００ｂ−１、及び変曲点４００ｂ−２を介して第１カム面４００ｂ−１から９０°より大きく１８０°より小さい角度（例えば、１２０°）をなすように延長され、予め定められた曲率半径を有する第３カム面４００ｂ−３に突出部Ｂ１が接触し、突出部Ｂ１を介して圧力を受ける遮断器本体は、迅速かつスムーズに接続位置に水平移動する。このようにして、図７に示すように前記遮断器本体の電気的端子Ｔ２と前記クレードルの電気的端子Ｔ１との機械的及び電気的接続が行われる接続位置への移動が完了する。また、前記クレードルの電気的端子Ｔ１と前記遮断器本体の電気的端子Ｔ２との接続時に発生する反力が最大となる時点以後、突出部Ｂ１は、第３カム面４００ｂ−３との角度差が０°又は１８０°である第２カム面４００ｂ−５に接触することによって、ほとんど角度変化のない延長面に接触するので、カム４００の回転による角加速度及び慣性モーメントが減少する。このようなテスト位置から接続位置への変位により、図７に示すように、前記遮断器本体の電気的端子Ｔ２は、それに対応する前記クレードルの電気的端子Ｔ１に機械的及び電気的に接続した状態となる。また、前記クレードルのコネクタと前記遮断器本体のコネクタとは機械的及び電気的に接続された状態を維持する。従って、回路の電源と負荷が電気的に接続された状態となり、気中遮断器の制御装置に電源が供給されて信号の入出力を行える状態が維持される。

次に、図１、図３、及び図８を参照して図６の接続位置から図５のテスト位置への変位動作を説明する。
図６の状態でユーザが前面操作パネルＦＰの長手方向の中央部に位置するハンドル接続口Ｓ１にハンドル（図示せず）を挿入してスピンドルＳを反時計方向に回転させると、可動板ＭＰがスピンドルＳの螺旋部に沿って気中遮断器の後方（すなわち、図３では前面操作パネルＦＰから遠ざかる方向、図６では左方向）に移動する。

すると、可動板ＭＰ上に設置されたラックギアＲも前面操作パネルＦＰから遠ざかる方向に移動し、ラックギアＲと噛み合った第１ピニオンギア３００ａが時計方向に回転することによって、回転軸２００が時計方向に回転し、回転軸２００に同軸接続された第２ピニオンギア３００ｂも時計方向に回転する。

従って、第２ピニオンギア３００ｂに歯部が噛み合ったカム４００は、図６の状態から反時計方向に回転して図５の状態となる。ここで、カム４００の歯部の半径がピニオンギア３００ａ、３００ｂの半径より大きいため、カム４００は第２ピニオンギア３００ｂのトルクより増幅されたトルクを発生する。従って、カム４００は、遮断容量及び物理的サイズの大きい遮断器本体でも容易に水平移動させることのできる駆動力を提供することができる。このとき、接続位置でカム４００のスロット部４１０の第２カム面４００ｂ−５に位置していた突出部Ｂ１は、カム４００の反時計方向の回転によりスロット部４１０に加圧されて、図５に示すように、スロット部４１０のカムプロファイルに沿って水平方向に移動し、クレードル１０の前方（すなわち、図５の右側）に位置する。従って、前記遮断器本体も突出部Ｂ１の水平方向の移動変位だけ前記クレードルの前方に移動する。これにより、図８に示すように、前記遮断器本体の電気的端子Ｔ２と前記クレードルの電気的端子Ｔ１とは機械的及び電気的に分離される。

接続位置からテスト位置への遮断器本体の移動動作の結果、前記遮断器本体のコネクタと前記クレードルのコネクタとの接続状態は維持され、回路の電源と負荷は電気的に遮断された状態となり、これにより、気中遮断器の制御装置に電源が供給されて信号の入出力を行える状態が維持される。

次に、図１及び図３を参照して図５のテスト位置から図４の分離位置への変位動作を説明する。
図５の状態でユーザが前面操作パネルＦＰの長手方向の中央部に位置するハンドル接続口Ｓ１にハンドル（図示せず）を挿入してスピンドルＳを反時計方向にさらに回転させると、可動板ＭＰがスピンドルＳの螺旋部に沿って気中遮断器の後方（すなわち、図３では前面操作パネルＦＰからさらに遠ざかる方向、図５では左方向）に移動する。

すると、可動板ＭＰ上に設置されたラックギアＲも前面操作パネルＦＰからさらに遠ざかる方向に移動し、ラックギアＲと噛み合った第１ピニオンギア３００ａがテスト位置から図５の時計方向にさらに回転することによって、回転軸２００が時計方向にさらに回転し、回転軸２００に同軸接続された第２ピニオンギア３００ｂも時計方向にさらに回転する。

従って、第２ピニオンギア３００ｂに歯部が噛み合ったカム４００は、図５の状態から反時計方向に回転する。このとき、カム４００のスロット部４１０から突出部Ｂ１が離脱して図４の状態となる。

このようにして、テスト位置から分離位置への遮断器本体の移動動作と共に前記遮断器本体のコネクタと前記クレードルのコネクタとが分離され、分離動作が完了する。

本発明による気中遮断器の外形的構成を示す、クレードルから遮断器本体を引き出した状態の斜視図である。 本発明による気中遮断器用引込及び引出装置の主要構成部品であるカムの詳細な構成を示す正面図である。 本発明による気中遮断器用引込及び引出装置のスピンドル、可動板、及びラックギアの構成を示す斜視図である。 本発明による気中遮断器用引込及び引出装置の構成を示すもので、遮断器本体を除去してクレードルの一側板を側面から見た側面図であり、当該引込及び引出装置の分離位置状態を示す動作状態図である。 本発明による気中遮断器用引込及び引出装置のテスト位置状態を示す動作状態図である。 本発明による気中遮断器用引込及び引出装置の接続位置状態を示す動作状態図である。 本発明による気中遮断器用引込及び引出装置における遮断器本体の電気的端子とクレードルの電気的端子とが接続された状態を上から見た平面図である。 本発明による気中遮断器用引込及び引出装置における遮断器本体の電気的端子とクレードルの電気的端子とが分離された状態を上から見た平面図である。 従来の気中遮断器用引込及び引出装置の構成を示すもので、遮断器本体を除去してクレードルの一側板を側面から見た側面図であり、当該引込及び引出装置の分離位置状態を示す動作状態図である。 従来の気中遮断器用引込及び引出装置のテスト位置状態を示す動作状態図である。 従来の気中遮断器用引込及び引出装置の接続位置状態を示す動作状態図である。

符号の説明

１０ クレードル
１１、１２、１３ モーメントアーム
２０ 遮断器本体
２１ ピニオンギア
３０ カム
３１ カムスロット部
３２ 動力伝達凸部
４０ レバー
４１ 接続凹部
５０ ロッド
１００ 側板
２００ 回転軸
３００ａ 第１ピニオンギア
３００ｂ 第２ピニオンギア
４００ カム
４００ａ 歯部
４００ｂ 内側端部
４００ｂ−１ 第１カム面
４００ｂ−２ 変曲点
４００ｂ−３ 第３カム面
４００ｂ−４ 変曲点
４００ｂ−５ 第２カム面
４１０ カムスロット部
Ｂ１ 突出部
Ｃ、Ｐ ピボット
ＦＰ 前面操作パネル
ＭＰ 可動板
Ｐ１ ネジ孔
Ｒ ラックギア
ＲＰ 作用点
Ｓ スピンドル
Ｓ１ ハンドル接続口
Ｔ１、Ｔ２、ＴＰ１、ＴＰ２ 電気的端子
ＵＧ 上部ガイドレール
ＬＲ 下部ガイドレール
ＬＲ１ ガイドローラ

Claims (10)

1. 回路の電源及び負荷側に電気的に接続するクレードルと、前記クレードルに電気的に接続される接続位置、前記クレードルから電気的に分離されるが制御電源が接続されて信号の入出力を行えるテスト位置、及び前記クレードルから電気的に分離され、制御電源が遮断されて信号の入出力を行えない分離位置に移動する遮断器本体とを備える気中遮断器において、
   螺旋部が備えられ、ハンドルを接続して手動で回転駆動するスピンドルと、
   前記スピンドルの螺旋部と螺合し、回転する前記スピンドルの螺旋部に沿って前後に移動する可動板と、
   前記可動板の上部面に設置され、前記可動板の前後移動と共に前後に移動するラックギアと、
   前記ラックギアに噛み合うように設置され、前後に移動する前記ラックギアの移動により回転するピニオンギアと、
   前記ピニオンギアと噛み合い、かつ前記ピニオンギアから伝達されるトルクを増幅するように前記ピニオンギアの半径より大きい半径の歯部を有し、前記ピニオンギアから伝達される回転駆動力により回転し、前記遮断器本体を変位させる駆動力を提供し、前記遮断器本体の荷重及び前記遮断器本体と前記クレードルとの電気的接続時に発生する反力に耐えるカムスロット部を備えるカムと、
   前記カムが前記遮断器本体の荷重及び前記遮断器本体と前記クレードルとの電気的接続時に発生する反力に効果的に耐えるように、前記クレードルの上下電気的端子の中間の高さに近接する高さで前記クレードル上に配置され、前記カムを回転可能に支持するピボットと、
   前記遮断器本体から、又は前記遮断器本体と共に移動して前記遮断器本体を支持する手段から突出するように延設され、前記カムに接続されて前記カムからの駆動力を前記遮断器本体に伝達する駆動凸部と、
   を含むことを特徴とする気中遮断器用引込及び引出装置。
2. 前記カムのカムスロット部は、前記遮断器本体の荷重及び前記遮断器本体と前記クレードルとの電気的接続時に発生する反力を相殺するトルクを発生するように、前記カムスロット部の開放された入口部から閉塞された内側端部に行くほど、前記カムのピボットからのモーメントアームが短くなる複数のカム面を含むことを特徴とする請求項１に記載の気中遮断器用引込及び引出装置。
3. 前記カムのカムスロット部は、
   前記カムスロット部の開放された入口部に位置し、前記カムのピボットからのモーメントアームが最も長い第１カム面と、
   前記カムスロット部の閉塞された内側端部に隣接して位置し、前記カムのピボットからのモーメントアームが最も短い第２カム面と、
   前記第１カム面と前記第２カム面とを連結するように設けられ、前記カムのピボットからのモーメントアームが前記第１カム面のモーメントアームよりは短くて前記第２カム面のモーメントアームよりは長い第３カム面と、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の気中遮断器用引込及び引出装置。
4. 角加速度が減少するように、前記第２カム面と前記第３カム面との角度は実質的に０°又は１８０°であることを特徴とする請求項３に記載の気中遮断器用引込及び引出装置。
5. 前記ピニオンギアは、
   前記ラックギアに噛み合う第１ピニオンギアと、
   前記カムの歯部に噛み合う第２ピニオンギアとを含み、
   前記第１及び第２ピニオンギアが１つの共通回転軸上に設置されることを特徴とする請求項１に記載の気中遮断器用引込及び引出装置。
6. 回路の電源及び負荷側に電気的に接続するクレードルと、
   前記クレードルに電気的に接続される接続位置、及び前記クレードルから電気的に分離される分離位置に移動する遮断器本体と、
   螺旋部が備えられ、ハンドルを接続して手動で回転駆動するスピンドルと、
   前記スピンドルの螺旋部と螺合し、回転する前記スピンドルの螺旋部に沿って前後に移動する可動板と、
   前記可動板の上部面に設置され、前記可動板の前後移動と共に前後に移動するラックギアと、
   前記ラックギアに噛み合うように設置され、前後に移動する前記ラックギアの移動により回転するピニオンギアと、
   前記ピニオンギアと噛み合い、かつ前記ピニオンギアから伝達されるトルクを増幅するように前記ピニオンギアの半径より大きい半径の歯部を有し、前記ピニオンギアから伝達される回転駆動力により回転し、前記遮断器本体を変位させる駆動力を提供し、前記遮断器本体の荷重及び前記遮断器本体と前記クレードルとの電気的接続時に発生する反力に耐えるカムスロット部を備えるカムと、
   前記カムが前記遮断器本体の荷重及び前記遮断器本体と前記クレードルとの電気的接続時に発生する反力に効果的に耐えるように、前記クレードルの上下電気的端子の中間の高さに近接する高さで前記クレードル上に配置され、前記カムを回転可能に支持するピボットと、
   前記遮断器本体から、又は前記遮断器本体と共に移動して前記遮断器本体を支持する手段から突出するように延設され、前記カムに接続されて前記カムからの駆動力を前記遮断器本体に伝達する駆動凸部と、
   を含むことを特徴とする気中遮断器。
7. 前記カムのカムスロット部は、前記遮断器本体の荷重及び前記遮断器本体と前記クレードルとの電気的接続時に発生する反力を相殺するトルクを発生するように、前記カムスロット部の開放された入口部から閉塞された内側端部に行くほど、前記カムのピボットからのモーメントアームが短くなる複数のカム面を含むことを特徴とする請求項６に記載の気中遮断器。
8. 前記カムのカムスロット部は、
   前記カムスロット部の開放された入口部に位置し、前記カムのピボットからのモーメントアームが最も長い第１カム面と、
   前記カムスロット部の閉塞された内側端部に隣接して位置し、前記カムのピボットからのモーメントアームが最も短い第２カム面と、
   前記第１カム面と前記第２カム面とを連結するように設けられ、前記カムのピボットからのモーメントアームが前記第１カム面のモーメントアームよりは短くて前記第２カム面のモーメントアームよりは長い第３カム面と、
   を含むことを特徴とする請求項７に記載の気中遮断器。
9. 角加速度が減少するように、前記第２カム面と前記第３カム面との角度は実質的に０°又は１８０°であることを特徴とする請求項８に記載の気中遮断器。
10. 前記ピニオンギアは、
    前記ラックギアに噛み合う第１ピニオンギアと、
    前記カムの歯部に噛み合う第２ピニオンギアとを含み、
    前記第１及び第２ピニオンギアが１つの共通回転軸上に設置されることを特徴とする請求項６に記載の気中遮断器。

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