JP2010080590A - 負荷時タップ切換器用切換スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】可動接触子が固定接触子に接触した状態を保つ期間を任意に設定することができる負荷時タップ切換器用切換スイッチを提供する。
【解決手段】後端部が回動自在に支持されて第１の固定接触子３ｕ〜３ｗに接触する位置と第２の固定接触子４ｕ〜４ｗに接触する位置との間を回動する可動接触子５ｕ〜５ｗの先端にローラ８ｕ〜８ｗを取り付けるとともに、ローラが嵌合するＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗを外周に有する駆動円板９を駆動軸２に取り付けて、駆動円板９が一方向及び他方向にそれぞれ回転する過程でローラ８ｕ〜８ｗがＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗに嵌合した状態で可動接触子が第１の固定接触子側及び第２の固定接触子側にそれぞれ回動し、最終的にローラ８ｕ〜８ｗがＶ字溝から離脱して駆動円板９の外周に接した状態になったときに、可動接触子が第１の固定接触子及び第２の固定接触子に完全に接触した状態になるように構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、負荷時タップ切換器に設けられて、タップ選択器により選択されている隣接タップの一方から他方に負荷電流を切り換える機能を果たす切換スイッチに関するものである。

負荷時タップ切換器は、例えば特許文献１に示されているように、調整変圧器のタップ巻線に設けられている奇数タップ及び偶数タップをそれぞれ選択する奇数タップ選択器及び偶数タップ選択器と、タップを切り換える過程で、タップ選択器により選択されている隣接タップの一方から他方に、また他方から一方に負荷電流を流すタップを切り換える機能及びタップ間短絡電流を制限する機能等を果たす切換開閉器とにより構成される。

図６は、特許文献１に示された負荷時タップ切換器の構成を示したものである。図６においてＷｍは変圧器の主巻線、Ｗｔは主巻線に直列に接続されたタップ巻線、Ｔ1はタップ巻線Ｗｔに設けられた奇数タップｔ1，ｔ3，ｔ5，…を選択する奇数タップ選択器、Ｔ2はタップ巻線Ｗｔに設けられた偶数タップｔ2，ｔ4，ｔ6，…を選択する偶数タップ選択器である。

ＳＷは負荷電流を流す回路を奇数タップ側または偶数タップ側に切り換える切換スイッチで、奇数タップ選択器Ｔ1及び偶数タップ選択器Ｔ2にそれぞれ接続された第１及び第２の固定接触子３及び４と、これらの固定接触子に選択的に接触する可動接触子５とにより構成されている。Ｍａはタップ切換時にタップ選択器Ｔ1，Ｔ2を通して流れる負荷電流を開閉する第１の真空バルブで、第１の真空バルブＭａの一端は変圧器の中性点Ｎに接続され、他端は切換スイッチＳＷを介して奇数タップ選択器Ｔ1及び偶数タップ選択器Ｔ2に選択的に接続される。またｒはタップ切換時に流れるタップ間短絡電流を制限する限流抵抗器、Ｍｂは限流抵抗器ｒの投入及び切り離しを行う第２の真空バルブで、第２の真空バルブＭｂの一端は中性点Ｎに接続され、他端は限流抵抗器ｒを通して奇数タップ選択器Ｔ１に接続されている。このタップ切換器においては、真空バルブＭａ及びＭｂと切換スイッチＳＷとにより、切換開閉器が構成されている。

図６に示した負荷時タップ切換器において、奇数タップが選択されているときには、切換スイッチＳＷが奇数タップ選択器Ｔ1側に切り換えられ、図示のように真空バルブＭａ及びＭｂが閉状態にされる。また偶数タップが選択されているときには、切換スイッチＳＷが偶数タップ選択器Ｔ2側に切り換えられて、真空バルブＭａが閉状態にされ、真空バルブＭｂが開状態にされる。

図示の状態では、切換スイッチＳＷがタップ選択器Ｔ1側に切り換えられ、真空バルブＭａ及びＭｂが閉状態にされて奇数タップｔ1が選択されている。この状態で、タップを奇数タップｔ1から偶数タップｔ2に切り換える場合には、先ず真空バルブＭａを開状態にして負荷電流を限流抵抗器ｒに移行させる。この状態で、切換スイッチＳＷをタップ選択器Ｔ2側に無アークで切り換えた後、真空バルブＭａを閉状態にし、更に真空バルブＭｂを開状態にしてタップ切換を終了する。切換スイッチＳＷをタップ選択器Ｔ2側に切り換えて真空バルブＭａを閉状態にした際には、タップｔ1，ｔ2間を通してタップ間短絡電流が流れるが、この短絡電流は限流抵抗器ｒにより制限される。

また偶数タップから奇数タップに切り換える場合、例えば切換スイッチＳＷをタップ選択器Ｔ2側に切り換え、真空バルブＭａ及びＭｂをそれぞれ閉状態及び開状態にしてタップｔ2を選択している状態で、タップをｔ2からｔ3に切り換える場合には、先ずタップ選択器Ｔ1によりタップｔ3 を選択した後、真空バルブＭｂを閉状態にして限流抵抗器ｒをタップ選択器Ｔ1を通してタップｔ3に接続し、真空バルブＭａを開状態にして負荷電流を限流抵抗器ｒに移行させる。次いで切換スイッチＳＷをタップ選択器Ｔ1側に無アークで切り換えた後、真空バルブＭａを閉状態にしてタップ切換を終了する。

切換開閉器としては、図６に示したものの他にも、種々の構成を有するものが知られている。公知の切換開閉器の中には、切換スイッチを真空バルブを用いて構成したものもあるが、本発明では、第１の固定接触子及び第２の固定接触子と、気中、絶縁油、絶縁ガスなどの絶縁媒体中でこれらの固定接触子に選択的に接触する可動接触子とを備えた切換スイッチを対象とする。

本発明が対象とする切換スイッチは、切換開閉器を構成する各種のスイッチの内、第１及び第２の（２個の）固定接触子とこれらの固定接触子に選択的に接触させられる可動接触子とを備えたスイッチである。切換スイッチの第１の固定接触子及び第２の固定接触子は、奇数タップ選択器及び偶数タップ選択器に直接または間接的に接続されて、タップ切換が完了した状態で負荷電流を流す通電接触子として機能するスイッチである。

特許文献１にも示されているように、負荷時タップ切換器に用いる切換スイッチは、負荷時タップ切換器の絶縁筒内に、負荷時タップ切換器の他の構成要素とともに収容されて、該絶縁筒の中心部を軸線方向に貫通するように設けられた駆動軸により操作される。この種の切換スイッチにおいて、第１及び第２の固定接触子は、絶縁筒の中心軸線と直交する１つの平面を基準平面として、この基準平面に沿って絶縁筒の周方向に並べた状態で配置されて、該絶縁筒の内周に支持される。

駆動軸は、絶縁筒の中心部に、該絶縁筒と同軸的に配置されて、操作バネを備えた駆動機構等により一方向及び他方向に回転駆動される。

可動接触子は、駆動軸と絶縁筒との間に後端部を絶縁筒側に向けた状態で上記基準平面上に配置される。この可動接触子は、上記基準平面上で第１及び第２の固定接触子がそれぞれ配置された位置の間を２等分する点と絶縁筒の中心軸線とを結ぶ直線を基準直線として、この基準直線上に配置された回動中心軸に後端部が結合されることにより、基準平面上で回動し得るように支持される。

また駆動軸の回転に応じて可動接触子を操作する操作機構が設けられて、この操作機構により、駆動軸が一方向に回転する過程及び他方向に回転する過程でそれぞれ可動接触子が第１の固定接触子及び第２の固定接触子に接触するように操作される。

絶縁筒内には、切換スイッチの構成要素の他に、真空バルブや、該真空バルブを駆動する駆動機構、限流抵抗器等、切換スイッチと共に切換開閉器を構成する部品が収容される。
特開２００５−２９４３１６号公報

従来の切換スイッチは、駆動軸の回転に連動して可動接触子が回動するように構成されていて、駆動軸が回転していても可動接触子は回動しない期間を作ることができなかったため、駆動軸が一方向または他方向に回転する過程で、可動接触子が第１の固定接触子または第２の固定接触子に接触した状態を保つ期間を任意に設定することができなかった。そのため、従来の切換スイッチを用いた場合には、可動接触子を第１の固定接触子または第２の固定接触子に接触させた状態で、切換スイッチとともに切換開閉器を構成する他のスイッチ（例えば真空バルブ）のオン動作またはオフ動作を所定のシーケンスで行わせて、該他のスイッチのオンオフ動作のシーケンスが完了した後に、可動接触子を第２の固定接触子または第１の固定接触子に接触した状態に切り換えるといった動作シーケンスを実現することができず、切換開閉器の回路構成の設計の自由度が制限されるという問題があった。

本発明の目的は、駆動軸が一方向または他方向に回転する過程で、可動接触子が第１の固定接触子または第２の固定接触子に接触した状態を保つ期間を任意に設定することができるようにした負荷時タップ切換器用切換スイッチを提供することにある。

本発明が対象とする負荷時タップ切換器用切換スイッチにおいては、第１及び第２の固定接触子が、負荷時タップ切換器の絶縁筒内に、該絶縁筒の中心軸線と直交する基準平面に沿って絶縁筒の周方向に並べた状態で配置されて、絶縁筒に支持される。絶縁筒の中心部には、駆動軸が該絶縁筒と同軸的に（駆動軸と軸線を共有した状態で）配置される。

絶縁筒内にはまた、可動接触子がその先端部を駆動軸側に向け、後端部を絶縁筒側に向けた状態で配置される。可動接触子は、絶縁筒内で上記基準平面上に配置されて、該基準平面上で第１及び第２の固定接触子がそれぞれ配置された位置の間を２等分する点と絶縁筒の中心軸線とを結ぶ基準直線上に設けられた回動中心軸に後端部が結合されることにより、基準平面上で回動し得るように支持される。

絶縁筒内にはまた、駆動軸が一方向に回転する過程及び他方向に回転する過程でそれぞれ可動接触子を第１の固定接触子及び第２の固定接触子に接触させるように駆動軸の回転に応じて可動接触子を操作する操作機構が設けられる。

本発明に係わる切換スイッチにおいては、可動接触子が、前記基準平面上で回動中心軸の軸線と交わる１つの直線を中心線として該中心線に対して対称な位置に第１及び第２の固定接触子にそれぞれ接触する第１の接点部及び第２の接点部を有するように構成される。

また本発明においては、上記操作機構が、中心軸線を駆動軸と平行な方向に向け、回転中心を可動接触子の中心線上に位置させた状態で可動接触子の先端部に支持されたローラと、ローラを嵌合させるＶ字溝を外周部に有して駆動軸と中心軸線を共有した状態で駆動軸に固定された絶縁性の駆動円板とを備えている。

駆動円板の外周のＶ字溝は、可動接触子が回動する過程で前記中心線が基準直線に一致したときに基準平面上で駆動軸の中心軸線とＶ字溝の中心とを結ぶ直線が中心線に重なるように設けられる。また駆動円板が前記一方向及び他方向にそれぞれ回転する過程で前記ローラがＶ字溝に嵌合した状態で可動接触子が第１の固定接触子側及び第２の固定接触子側にそれぞれ回動して、最終的にローラがＶ字溝から離脱して駆動円板の外周に接した状態になることにより第１の接点部及び第２の接点部がそれぞれ第１の固定接触子及び第２の固定接触子に完全に接触した状態になるように、駆動円板の外径とＶ字溝の形状とが設定される。

上記のように構成すると、駆動軸が回転していても、ローラが駆動円板の外周に接している状態にある間は、可動接触子を第１の固定接触子または第２の固定接触子に接触させた状態に保持できるため、駆動軸が一方向または他方向に回転する過程で、可動接触子が第１の固定接触子または第２の固定接触子に接触した状態を保つ期間を任意に設定することができる。

また上記のように構成すると、駆動円板の周方向位置を調整することにより、可動接触子のローラがＶ字溝に嵌合するタイミングを調整することができるため、スイッチの切換タイミングを容易に調整することができる。

本発明の好ましい態様では、可動接触子が、駆動軸と絶縁筒との間に後端部を絶縁筒側に向けて配置されて後端部が駆動軸と平行な方向に伸びる回動中心軸により支持された基幹部と該基幹部の先端から分岐して基準平面に沿って第１の固定接触子側及び第２の固定接触子側にそれぞれ張り出したガルウィング形の第１及び第２の翼部とを一体に有する形状を有して、第１及び第２の翼部の先端にそれぞれ第１及び第２の接点部が設けられる。この場合、ローラは可動接触子の基幹部の先端部に取り付けられる。

本発明の他の好ましい態様では、第１の固定接触子及び第２の固定接触子が絶縁筒の径方向に変位し得るように設けられて、第１の固定接触子及び第２の固定接触子をそれぞれ可動接触子側に付勢する接圧バネが第１の固定接触子及び第２の固定接触子のそれぞれに対して設けられる。この場合、駆動軸が一方向に回転する過程でローラがＶ字溝から離脱して前記駆動円板の外周に接触した状態になったときに前記第１の接点部が前記第１の固定接触子に所定の接圧をもって接触した状態になり、駆動軸が他方向に回転する過程でローラがＶ字溝から離脱して駆動円板の外周に接触した状態になったときに第２の接点部が第２の固定接触子に所定の接圧をもって接触した状態になるように、第１の固定接触子及び第２の固定接触子に対してそれぞれ設けられたバネの付勢力が設定される。

本発明を三相変圧器のタップ切換を行う負荷時タップ切換器の切換スイッチに適用する場合には、第１の固定接触子及び第２の固定接触子と可動接触子とがそれぞれ三相分設けられて、三相分の第１及び第２の固定接触子と可動接触子とが絶縁筒の周方向に１２０度間隔で並べて配置される。この場合、駆動円板の外周には、三相の可動接触子にそれぞれ設けられたローラを嵌合させるＶ字溝が１２０度間隔で設けられる。

本発明によれば、後端部が回動自在に支持されて第１の固定接触子に接触する位置と第２の固定接触子に接触する位置との間を回動する可動接触子の先端にローラを取り付けるとともに、ローラが嵌合するＶ字溝を外周に有する駆動円板を駆動軸に取り付けて、駆動円板が一方向及び他方向にそれぞれ回転する過程でローラがＶ字溝に嵌合した状態で可動接触子が第１の固定接触子側及び第２の固定接触子側にそれぞれ回動し、最終的にローラがＶ字溝から離脱して駆動円板の外周に接した状態になったときに、可動接触子が第１の固定接触子及び第２の固定接触子に完全に接触した状態になるように構成したので、駆動軸が回転していても、ローラが駆動円板の外周に接している状態にある間は、可動接触子を第１の固定接触子または第２の固定接触子に接触させた状態に保持することができる。従って、本発明によれば、駆動軸が一方向または他方向に回転する過程で、可動接触子が第１の固定接触子または第２の固定接触子に接触した状態を保つ期間を任意に設定することができる。

また本発明によれば、駆動円板の周方向位置を調整することにより、可動接触子のローラがＶ字溝に嵌合するタイミングを適宜に調整することができるため、スイッチの切換タイミングを容易に調整することができる。

以下図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
本実施形態では、負荷時タップ切換器が図６に示すような電気的構成を有しているものとする。従って、本実施形態の切換スイッチは図６に示した切換スイッチＳＷに相当する。

図１ないし図５は、本発明の好ましい実施形態に係わる負荷時タップ切換器用切換スイッチの異なる動作状態での要部の構成を示したもので、これらの図において、１は軸線を垂直方向に向けて配置された負荷時タップ切換器の絶縁筒である。絶縁筒１は円筒状に形成されていて、その中心部には、該絶縁筒を軸線方向に貫通した駆動軸２が、該絶縁筒と軸線を共有した状態で配置されている。駆動軸２は、図示しない駆動機構により、一方向及び他方向に回転駆動される。

３ｕないし３ｗはそれぞれＵ相ないしＷ相の第１の固定接触子、４ｕないし４ｗはそれぞれＵ相ないしＷ相の第１の固定接触子である。各相の第１及び第２の固定接触子は、絶縁筒１の中心軸線と直交する１つの平面を基準平面Ｓとして、該基準平面（図１ないし図５において、紙面と平行な面）Ｓに沿って、絶縁筒の周方向に並ぶ状態で配置されている。各相の第１及び第２の固定接触子の配列順序は同一であり、隣接相の第１の固定接触子と第２の固定接触子とが隣り合うように配列されている。三相の第１及び第２の固定接触子３ｕ，４ｕ〜３ｗ，４ｗは、絶縁筒１の内周に１２０度間隔で配置されている。

第１の固定接触子３ｕ，３ｖ，３ｗは、導電材料からなっていて、基部３０１ａが絶縁筒１の周壁部を液密に貫通した状態で絶縁筒１に固定された接触子ハウジング３０１と、絶縁筒１の内側で該絶縁筒の径方向に変位し得るようにして接触子ハウジング３０１内にスライド自在に支持された接触子本体３０２と、ハウジング３０１内で接触子本体３０２を絶縁筒の内径側に向けて付勢する接圧バネ３０３とを備えている。固定接触子３ｕ，３ｖ及び３ｗの各接触子本体３０２は、絶縁筒１の内径側に設定された第１の位置（図３に示されている位置）と、この第１の位置よりも外径側に設定された第２の位置（図１に示された位置）との間をスライド変位し得るように設けられていて、常時バネ３０３により第１の位置側（絶縁筒１の内径側）に付勢されている。第１の固定接触子３ｕ〜３ｗは、調整変圧器のタップ巻線の奇数タップを選択するタップ選択器Ｔ1に接続されている。

同様に、第２の固定接触子４ｕ，４ｖ，４ｗは、導電材料からなっていて、基部４０１ａが絶縁筒１の周壁部を液密に貫通した状態で絶縁筒１に固定された接触子ハウジング４０１と、絶縁筒１の内側で該絶縁筒の径方向に変位し得るようにして接触子ハウジング４０１内にスライド自在に支持された接触子本体４０２と、ハウジング４０１内で接触子本体４０２を絶縁筒の径方向の内側に向けて付勢する接圧バネ４０３とを備えている。固定接触子４ｕ，４ｖ及び４ｗの各接触子本体４０２は、絶縁筒１の内径側に設定された第１の位置（図３に示されている位置）と、この第１の位置よりも外径側に設定された第２の位置（図５に示された位置）との間をスライド変位し得るように設けられていて、常時バネ４０３により第１の位置側（絶縁筒１の内径側）に付勢されている。第２の固定接触子４ｕ〜４ｗは、調整変圧器のタップ巻線の偶数タップを選択するタップ選択器Ｔ2に接続されている。

５ｕ、５ｖ及び５ｗはそれぞれ、駆動軸２と三相の第１及び第２の固定接触子との間に設けられたＵ，Ｖ及びＷ三相の可動接触子である。各可動接触子は、後端部にボス部５０１ａを有する帯板状の基幹部５０１と、この基幹部５０１の先端から左右に分岐して前記基準平面に沿って第１の固定接触子３ｕ，３ｖ，３ｗ側及び第２の固定接触子４ｕ，４ｖ，４ｗ側にそれぞれ張り出したガルウィング形の第１及び第２の翼部５０２及び５０３とを一体に有する略Ｙ字形の形状を持つように形成されていて、第１の翼部５０２の先端及び第２の翼部５０３の先端がそれぞれ第１の固定接触子及び第２の固定接触子に接触する第１の接点部５０４及び第２の接点部５０５となっている。本実施形態では、基幹部５０１の後端部（ボス部５０１ａが設けられた端部）を可動接触子の後端部とし、翼部５０２及び５０３側の端部を可動接触子の先端部とする。

可動接触子５ｕないし５ｗは、それぞれの先端部を駆動軸２側に向け、後端部を絶縁筒１側に向けた状態で前記基準平面Ｓ上に配置されている。可動接触子５ｕないし５ｗは、基準平面Ｓ上で第１及び第２の固定接触子３ｕ〜３ｗ及び４ｕ〜４ｗがそれぞれ配置された位置の間を２等分する点Ｐと絶縁筒１の中心軸線Ｏとを結ぶ直線（この直線を基準直線と呼ぶ。）Ｌ1上に設けられた回動中心軸（駆動軸２と平行な軸）６にその後端部のボス部５０１ａが結合されることにより、基準平面Ｓ上で回動し得るように支持されている。回動中心軸６は、絶縁筒１に固定された図示しないフレームに支持されている。

本実施形態の可動接触子５は、基準平面Ｓ上で回動中心軸６の軸線と交わる１つの直線を中心線Ｌ2として、該中心線Ｌ2に対して対称な位置に、第１及び第２の固定接触子にそれぞれ接触する第１の接点部５０４及び第２の接点部５０５を有するように構成されている。

本実施形態の切換スイッチを操作するため、駆動軸２が一方向に回転する過程及び他方向に回転する過程でそれぞれ可動接触子５ｕないし５ｗを第１の固定接触子３ｕ〜３ｗ及び第２の固定接触子４ｕ〜４ｗに接触させるように、駆動軸２の回転に応じて可動接触子を操作する操作機構が設けられている。

本実施形態の操作機構は、中心軸線を駆動軸２と平行な方向に向け、回転中心を可動接触子５ｕ〜５ｗの中心線Ｌ2上に位置させた状態で可動接触子５ｕ〜５ｗの先端部にそれぞれ支持されたローラ８ｕ〜８ｗと、ローラ８ｕ〜８ｗをそれぞれ嵌合させるＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗを外周部に有して駆動軸２と中心軸線を共有した状態で駆動軸２に固定された絶縁性の駆動円板９とにより構成されている。

図示の駆動円板９は、ボス部９０１と、絶縁材料からなっていて、ボス部９０１に中心部が固定された円板９０２とからなっていて、円板９０２の外周に、径方向の外側に開口したＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗが１２０度間隔で設けられている。駆動円板９は、ボス部９０１を駆動軸２に嵌着することにより、駆動軸２に固定されている。各Ｖ字溝は、その谷底部から開口部にかけて末広がり状に傾斜して伸びる左右の内面（傾斜面）が、該Ｖ字溝を幅方向に２等分する平面に対して左右対称に配置される形状を有するように形成されている。

本実施形態の切換スイッチでは、可動接触子５ｕ〜５ｗが回動する過程でそれぞれの中心線Ｌ2が基準直線Ｌ1に一致したときに、基準平面Ｓ上で駆動軸２の中心軸線とＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗのそれぞれの中心（溝の幅方向の中央部）とを結ぶ直線Ｌ3が、対応する可動接触子５ｕ〜５ｗの中心線Ｌ2に重なるように、Ｖ字溝Ｖｕ〜Ｖｗが設けられている。即ち、Ｖ字溝Ｖｕ〜Ｖｗが可動接触子５ｕ〜５ｗに対して上記の位置関係を持って配置されるように、駆動円板９の周方向位置が調整されている。

そして、本実施形態においては、駆動円板９が一方向（図１ないし図５において時計方向）及び他方向（図１ないし図５において反時計方向）にそれぞれ回転する過程でローラ８ｕ〜８ｗがＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗに嵌合した状態で可動接触子５ｕ〜５ｗが第１の固定接触子３ｕ〜３ｗ側及び第２の固定接触子４ｕ〜４ｗ側にそれぞれ回動して、最終的にローラ８ｕ〜８ｗがＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗから離脱して駆動円板９の外周に接した状態になったときに、可動接触子５ｕ〜５ｗの第１の接点部５０４及び第２の接点部５０５がそれぞれ第１の固定接触子３ｕ〜３ｗ及び第２の固定接触子４ｕ〜４ｗに完全に接触した状態になるように、駆動円板９の外径とＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗの形状とが設定されている。

本実施形態においては、絶縁筒１と、駆動軸２と、第１の固定接触子３ｕ〜３ｗ及び第２の固定接触子５ｕ〜５ｗと、可動接触子５ｕ〜５ｗと、可動接触子５ｕ〜５ｗにそれぞれ取り付けられたローラ８ｕ〜８ｗと、駆動円板９とにより、負荷時切換開閉器用切換スイッチが構成されている。

本実施形態においては、切換スイッチが三相用に構成されているため、固定接触子及び可動接触子を示す参照数字にｕ〜ｗの添え字を付けている。本実施形態で用いる第１の固定接触子３ｕ〜３ｗは図６の固定接触子３に相当し、第２の固定接触子４ｕ〜４ｗは図６の固定接触子４に相当する。また可動接触子５ｕ〜５ｗは図６の可動接触子５に相当する。

図１ないし図５において、Ｍau〜Ｍawは、図６のＭaに相当する三相の真空バルブであり、ＭbuないしＭbwは、図６のＭｂに相当する三相の真空バルブである。また１１ｕないし１１ｗは絶縁筒２の周壁部に取り付けられた真空バルブＭau〜Ｍawの外部接続端子であり、１２ｕないし１２ｗは絶縁筒２の周壁部に取り付けられた真空バルブＭbu〜Ｍbwの外部接続端子である。

本実施形態に係わる負荷時切換開閉器においては、駆動軸２の回転に伴って真空バルブＭau〜Ｍaw及びＭbuないしＭbwを操作する操作機構が設けられている。この操作機構は例えば、駆動軸２に取り付けられたカム板と、該カム板のカム面に追従して変位するカム従動子とを備えたカム機構により構成されるが、この操作機構についての説明は省略する。

本実施形態の切換スイッチ（図６のＳＷに相当するスイッチ）においては、タップを偶数タップから奇数タップに切り換える際に、駆動軸２が一方向（時計方向）に一定の角度だけ回転駆動される。この間に、先ず真空バルブＭbu〜Ｍbwがオン状態にされた後、真空バルブＭau〜Ｍawがオフ状態にされ、可動接触子５ｕ〜５ｗが第２の固定接触子４ｕ〜４ｗに接触している状態から第１の固定接触子３ｕ〜３ｗに接触する状態に切り換えられる。次いで、真空バルブＭau〜Ｍawがオン状態にされてタップの切換が完了する。

またタップを奇数タップから偶数タップに切り換える際には、駆動軸２が他方向（反時計方向）に一定の角度だけ回転駆動され、この間に、真空バルブＭau〜Ｍawがオフ状態にされ、可動接触子５ｕ〜５ｗが固定接触子３ｕ〜３ｗに接触していた状態から固定接触子４ｕ〜４ｗに接触する状態に切り換えられる。次いで、真空バルブＭau〜Ｍawがオン状態にされ、真空バルブＭbuないしＭbwがオフ状態にされて、タップの切換が完了する。

図１に示した状態は、駆動軸２が一方向（時計方向）に設定された一定の角度回転する過程で、ローラ８ｕ〜８ｗがＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗから外れた後、駆動軸が更に所定の角度回転してその回転を終了した状態を示している。図示の状態では、ローラ８ｕ〜８ｗが駆動円板９の外周に接した状態にあり、可動接触子５ｕ〜５ｗの第１の接点部５０４がそれぞれ第１の固定接触子３ｕ〜３ｗに完全に接触した状態にある。この状態では、固定接触子３ｕ〜３ｗに設けられたバネ３０３により、可動接触子５ｕ〜５ｗと第１の固定接触子３ｕ〜３ｗとの接圧が与えられている。この状態は、新たに選択された奇数タップを通して通電が行われている状態である。

この状態でタップを偶数タップに切り換える際には、駆動軸２が図において他方向（反時計方向）に一定角度だけ回転駆動される。図２は、図１の状態から駆動軸２が反時計方向に所定の角度回転して、ローラ８ｕ〜８ｗがＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗに嵌合する直前の位置に達した状態を示している。図２の状態になるまでの間に、真空バルブＭau〜Ｍawがオフ状態にされる。図２の状態では、未だ可動接触子５ｕ〜５ｗがそれぞれ第１の固定接触子３ｕ〜３ｗに接触した状態にある。この状態から駆動軸２が更に反時計方向に回転すると、ローラ８ｕ〜８ｗが固定接触子３ｕ〜３ｗに設けられたバネ３０３の付勢力により駆動円板９側に付勢されながらＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗに嵌合する。ローラ８ｕ〜８ｗがＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗとの嵌合を開始すると、駆動円板９がローラ８ｕ〜８ｗを引き連れて回転するため、可動接触子５ｕ〜５ｗが時計方向に回動し、それぞれの第１の接点部５０４が固定接触子３ｕ〜３ｗから離れる。図３は可動接触子５ｕ〜５ｗの第１の接点部５０４が固定接触子３ｕ〜３ｗから離れた後、可動接触子５ｕ〜５ｗが第１の固定接触子３ｕ〜３ｗと第２の固定接触子４ｕ〜４ｗとの間の中間位置に達した状態を示している。

図３に示した状態から駆動軸２が更に反時計方向に回転すると、可動接触子５ｕ〜５ｗの第２の接点部５０５が第２の固定接触子４ｕ〜４ｗに接触する位置に達する。可動接触子５ｕ〜５ｗは、ローラ８ｕ〜８ｗがＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗから離脱する過程で、Ｖ字溝Ｖｕ〜Ｖｗの傾斜面により押されることにより時計方向に付勢される。これにより可動接触子５ｕ〜５ｗの第２の接点部５０５が、第２の固定接触子４ｕ〜４ｗのバネ４０３を圧縮しながら第２の固定接触子４ｕ〜４ｗに接触していき、図４に示すように、ローラ８ｕ〜８ｗがＶ字溝Ｖｕ〜Ｖｗから離脱したときに可動接触子５ｕ〜５ｗの第２の接点部５０５が、第２の固定接触子４ｕ〜４ｗに完全に接した状態になる。駆動軸２は更に反時計方向に図５に示す位置まで回転駆動され、この間に真空バルブＭau〜Ｍawがオン状態にされ、真空バルブＭbu〜Ｍbwがオフ状態にされる。これにより、タップの切換が完了し、偶数タップを通して負荷電流が通電される状態になる。

上記の実施形態では、図６に示した電気的な構成を有する切換開閉器に本発明に係わる切換スイッチを用いるとしたが、本発明に係わる切換スイッチを、他の電気的構成を有する切換開閉器にも適用することができるのはもちろんである。

上記の実施形態のように、可動接触子がガルウィング形の翼部を有する形状を持つように構成すると、可動接触子の回動を許容するために必要なスペースを必要最小限の大きさに抑えることができるため、絶縁筒内のスペースを他の構成要素を収容するために有効利用することができ、切換開閉器が大形になるのを防ぐことができる。

しかしながら、本発明で用いる可動接触子は、上記実施形態で用いたものに限定されるものではなく、基準平面Ｓ上で回動中心軸６の軸線と交わる中心線Ｌ2に対して対称な位置に、第１及び第２の固定接触子にそれぞれ接触する第１の接点部５０４及び第２の接点部５０５を有して、絶縁筒内で回動し得るものであれば、如何なる形状を有するものでもよい。

本発明の一実施形態に係わる切換スイッチにおいて、駆動軸の一方向への回転に伴ってスイッチの可動接触子が第１の固定接触子に接触した後、両者が接触した状態を保って、駆動軸が更に回転した状態を示した要部の上面図である。 本発明の一実施形態に係わる切換スイッチにおいて、駆動軸が他方向に回転する過程でスイッチの可動接触子が第１の固定接触子から離れる直前の状態を示した要部の上面図である。 本発明の一実施形態に係わる切換スイッチにおいて、駆動軸が他方向に回転する過程でスイッチの可動接触子が第１及び第２の固定接触子から離れた状態を示した要部の上面図である。 本発明の一実施形態に係わる切換スイッチにおいて、駆動軸が他方向に回転する過程でスイッチの可動接触子が第２の固定接触子に接触した直後の状態を示した要部の上面図である。 本発明の一実施形態に係わる切換スイッチにおいて、スイッチの可動接触子が第２の固定接触子に接触した後、両者が接触した状態を保って駆動軸が他方向に更に回転した状態を示した要部の上面図である。 負荷時タップ切換器の構成例を示した回路図である。

符号の説明

１ 絶縁筒
２ 駆動軸
３ｕ〜３ｗ 第１の固定接触子
３０３ バネ
４ｕ〜４ｗ 第２の固定接触子
４０３ バネ
５ｕ〜５ｗ 可動接触子
５０４ 第１の接点部
５０５ 第２の接点部
６ 回動中心軸
８ｕ〜８ｗ ローラ
９ 駆動円板
Ｖｕ〜Ｖｗ Ｖ字溝

Claims (4)

1. 負荷時タップ切換器の絶縁筒内に、該絶縁筒の中心軸線と直交する基準平面に沿って前記絶縁筒の周方向に並べた状態で配置されて前記絶縁筒に支持された第１及び第２の固定接触子と、前記絶縁筒の中心部に該絶縁筒と同軸的に配置さた駆動軸と、先端部を前記駆動軸側に向け、後端部を前記絶縁筒側に向けた状態で前記基準平面上に配置されて前記基準平面上で前記第１及び第２の固定接触子がそれぞれ配置された位置の間を２等分する点と前記絶縁筒の中心軸線とを結ぶ基準直線上に設けられた回動中心軸に後端部が結合されることにより前記基準平面上で回動し得るように支持された可動接触子と、前記駆動軸が一方向に回転する過程及び他方向に回転する過程でそれぞれ前記可動接触子を前記第１の固定接触子及び第２の固定接触子に接触させるように前記駆動軸の回転に応じて前記可動接触子を操作する操作機構とを備えた負荷時タップ切換器用切換スイッチにおいて、
   前記可動接触子は、前記基準平面上で前記回動中心軸の軸線と交わる１つの直線を中心線として該中心線に対して対称な位置に前記第１及び第２の固定接触子にそれぞれ接触する第１の接点部及び第２の接点部を有するように構成され、
   前記操作機構は、中心軸線を前記駆動軸と平行な方向に向け、回転中心を前記可動接触子の中心線上に位置させた状態で前記可動接触子の先端部に支持されたローラと、前記ローラを嵌合させるＶ字溝を外周部に有して前記駆動軸と中心軸線を共有した状態で前記駆動軸に固定された絶縁性の駆動円板とを具備し、
   前記可動接触子が回動する過程で前記中心線が前記基準直線に一致したときに前記基準平面上で前記駆動軸の中心軸線と前記Ｖ字溝の中心とを結ぶ直線が前記中心線に重なるように前記Ｖ字溝が設けられ、
   前記駆動円板が前記一方向及び他方向にそれぞれ回転する過程で前記ローラが前記Ｖ字溝に嵌合した状態で前記可動接触子が前記第１の固定接触子側及び第２の固定接触子側にそれぞれ回動して、最終的に前記ローラが前記Ｖ字溝から離脱して前記駆動円板の外周に接した状態になることにより前記第１の接点部及び第２の接点部がそれぞれ前記第１の固定接触子及び第２の固定接触子に完全に接触した状態になるように、前記駆動円板の外径と前記Ｖ字溝の形状とが設定されていること、
   を特徴とする負荷時タップ切換器用切換スイッチ。
2. 前記可動接触子は、前記駆動軸と絶縁筒との間に後端部を絶縁筒側に向けて配置されて後端部が前記駆動軸と平行な方向に伸びる回動中心軸により支持された基幹部と該基幹部の先端から分岐して前記基準平面に沿って前記第１の固定接触子側及び第２の固定接触子側にそれぞれ張り出したガルウィング形の第１及び第２の翼部とを一体に有する形状を有して、前記第１及び第２の翼部の先端にそれぞれ前記第１及び第２の接点部が設けられ、
   前記ローラは前記基幹部の先端部に取り付けられていること、
   を特徴とする請求項１に記載の負荷時タップ切換器用切換スイッチ。
3. 前記第１の固定接触子及び第２の固定接触子は前記絶縁筒の径方向に変位し得るように設けられていて、前記第１の固定接触子及び第２の固定接触子をそれぞれ前記可動接触子側に付勢する接圧バネが前記第１の固定接触子及び第２の固定接触子のそれぞれに対して設けられ、
   前記駆動軸が一方向に回転する過程で前記ローラが前記Ｖ字溝から離脱して前記駆動円板の外周に接触した状態になったときに前記第１の接点部が前記第１の固定接触子に所定の接圧をもって接触した状態になり、前記駆動軸が他方向に回転する過程で前記ローラが前記Ｖ字溝から離脱して前記駆動円板の外周に接触した状態になったときに前記第２の接点部が前記第２の固定接触子に所定の接圧をもって接触した状態になるように、前記第１の固定接触子及び第２の固定接触子に対してそれぞれ設けられたバネの付勢力が設定されていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の負荷時タップ切換器用切換スイッチ。
4. 前記第１の固定接触子及び第２の固定接触子と前記可動接触子とがそれぞれ三相分設けられて、三相分の第１及び第２の固定接触子と可動接触子とが前記絶縁筒の周方向に１２０度間隔で並べて配置され、
   前記駆動円板の外周には、前記三相の可動接触子にそれぞれ設けられたローラを嵌合させる前記Ｖ字溝が１２０度間隔で設けられていること、
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の負荷時タップ切換器用切換スイッチ。

Images