JP2010263024A - タップ選択器 - Google Patents

Abstract

【課題】集電接点の材料費及び加工費を抑えられるようにすると共に絶縁油中でも長期に亘って接触抵抗を維持できるローラコンタクト装置付きタップ選択器の提供。
【解決手段】集電接点２、タップ切換支援接点３及び固定接点４を同じ厚みに形成しながらも、ローラコンタクト装置５が滑りながら転がるようにしたこと。具体的には、上下対称構造の上側では、固定接点用接触部２３の接触点Ａ及び集電接点用接触部２５の接触点Ｃを通過する直線Ｌ３が絶縁回転軸１の軸線Ｌ１と交差する一点Ｐを、ローラ軸１２の軸線Ｌ２が不通過となる状態にその向きを合わせると共に、その不通過となる状態を維持する大きさに固定接点用接触部２３、タップ切換支援接点用接触部２４及び集電接点用接触部２５の各接触点Ａ、Ｂ、Ｃにおける直径を形成してあるタップ選択器。
【選択図】 図１

Description

本発明は、変圧器や電圧調整器の一部品である負荷時タップ切換器のタップ選択器に関する。

上述したタップ選択器としては、次のものが公知となっている（特許文献１）。これは、図７に示すように、絶縁回転軸８１を中心にして外側に向かって順に集電接点８２、タップ切換支援接点８３及び固定接点８４を配置してある。このうち内周側の集電接点８２は図８に示すようにＰ字状の平板のうちのリング状部分であって、その外周にタップ切換支援接点８３を一体に連続してある。そして、タップ切換支援接点８３は、円周方向に沿って切換支援接点本体部８３ａとそれより薄肉の非接触部分８３ｂを交互に複数設けてある。そして、各非接触部分８３ｂの外周近傍に固定接点８４が、円周方向に間隔をおいて設けてある。

また、図７に示すように絶縁回転軸８１には、これら各接点を挟持可能なローラコンタクト装置８５が固定してある。ローラコンタクト装置８５は上下対称構造であって、各接点を上下から挟持する上下のローラ８６を保持している。各ローラ８６はその中心に挿通されたローラ軸８７に回転可能に支持されている。ローラ軸８７は絶縁回転軸８１側から放射状に延長しており、ローラ軸８７の基部は絶縁回転軸８１に固定したボディ８８に収容されている。また、上側のローラ軸８７の中間部には加圧具８９が固定され、加圧具８９がローラ８６の上方を覆っている。上側の加圧具の上面には嵌合溝８９ａが形成され、この嵌合溝８９ａには上側の板バネ９１の先端部が屈曲して嵌り込んでいる。一方、上側の板バネ９１の基部は、ボディ８８に固着されている。そして、上側及び下側の加圧具８９をそれぞれ板バネ９１で上下から抑えることにより、上下のローラ８６で各接点を挟む力を与えている。

各ローラ８６は集電接点用、タップ切換支援接点用及び固定接点用の各接触部９２、９３、９４を有している。各接触部の直径は、固定接点用接触部９４＞タップ切換支援接点用接触部９３＞集電接点用接触部９２の大小関係に形成してある。一方、上下のこれら各接触部に挟まれる各接点の肉厚を、固定接点８４＜支援接点本体部８３ａ＜集電接点８２の大小関係に形成してある。このような大小関係にすることによって、常時少なくとも２つの接点を上下のローラ８６で挟み、ローラ８６が水平なまま接点の上を滑ることなく転がってタップが切り換わるものである。

ところが、従来のものは、上下のローラ８６に挟まれる接点の肉厚を、絶縁回転軸８１に近づくほど厚くしてある。このため、集電接点８２は、材料の板厚が最も厚く且つ質量も重くなり、材料費が増大することになった。定格通過電流の観点から言えば、集電接点８２の肉厚は、固定接点のそれと同じで十分である。

また、集電接点８２とそれより薄肉のタップ切換支援接点８３とは連続する一体物であること、及びタップ切換支援接点８３がタップ切換支援接点本体部８３ａとそれより薄肉の非接触部分８３ｂを円周方向に交互に設けていることから、一体物の集電接点８２及びタップ切換支援接点８３が３次元の複雑な形状となり、加工費が増大することになった。

本出願人は、この問題を解決するために次の特許出願をしている（特許文献２）。これは、図９に示すように、各接点の肉厚を同じにしながらも、ローラ８６が一定の傾斜状態のまま接点の上を滑ることなく転がってタップが切り換わるものである。そのために、固定接点用接触部９４の接触点Ａ及び集電接点用接触部９２の接触点Ｃを通過する直線Ｌ３と、絶縁回転軸８１の軸線Ｌ１とが交差する一点Ｐを、ローラ軸８７の軸線Ｌ２が通過するように、ローラ軸８７の軸線Ｌ２を一定の傾斜状態とし、この傾斜状態を維持する大きさに、固定接点用接触部９４、タップ切換支援接点用接触部９３及び集電接点用接触部９２の各接触点Ａ、Ｂ、Ｃにおける直径を形成したものである。

ところで、タップ選択器の各接点等は周囲に充填された絶縁油または絶縁ガスの絶縁媒体により周囲との絶縁が確保されている。上述した特許文献１、２のようにローラが各接点に点接触しながら転がる方式のタップ選択器は、通常、絶縁ガスの雰囲気中で使用される。一方、タップ選択器には、可動接点が固定接点に面接触しながら滑る（摺動する）方式もあり（特許文献３）、これは絶縁油中で使用される。

特開２００７−１１５９１９号公報 特願２００９−１０１８７２号 特開２００１−２３８３６号公報

前述した特許文献１、２のようなローラコンタクト装置を用いたタップ選択器を絶縁ガスの雰囲気中で使用する場合には問題がないが、絶縁油中で使用する場合には、ローラと各接点との接触箇所における電気の接触抵抗が次第に増大することがある。

この原因としては、次の２つが推測される。一つ目は、板バネの接触圧により、油中に含まれる不純物がローラと固定接点の間、並びにローラと集電接点の間で圧接され、絶縁皮膜となって蓄積されることである。二つ目は、過電流等により接触箇所の温度が高温となり、絶縁油が分解されて発生したスラッジなどが絶縁皮膜を生成し、これが蓄積することである。

本発明は上記実情を考慮してなされたもので、その目的は集電接点の材料費及び加工費を抑えられるようにすると共に絶縁油中でも長期に亘って接触抵抗を維持できるローラコンタクト装置付きのタップ選択器を提供することである。

本発明の請求項１は、中心となる絶縁回転軸を基準にしてその外周をリング状の集電接点、複数のタップ切換支援接点及び複数の固定接点で順番に取り囲み、筒状とした上下のローラを備えるローラコンタクト装置を絶縁回転軸に固定し、絶縁油中で常時、ローラコンタクト装置が一定の上下対称構造を維持しながら、タップ定常状態の場合には集電接点と選択した固定接点を、タップ切換状態の場合には一時的に前記した３つの接点を上下のローラでそれぞれ挟持するものであって、上下対称構造のローラコンタクト装置の上側では、各ローラに集電接点用接触部、タップ切換支援接点用接触部及び固定接点用接触部を設け、絶縁回転軸に固定するボディの上側には収容穴をあけ、収容穴にローラ軸の基部を収容すると共に、ローラ軸の先部を固定接点の上に向かって延長し、筒状のローラをローラ軸の先部にベアリングを介して回転可能に支持し、ローラに下向きの接触圧を与える加圧具をローラ軸の中間部に固定し、加圧具を介してローラ軸を下向きに押圧するバネ材をボディと加圧具に取り付け、バネ材によるローラ軸の加圧点が、集電接点用接触部の集電接点への接触点と固定接点用接触部の固定接点への接触点とを結ぶ直線の中間点の真上位置にあるタップ選択器を前提とする。

そして、上下対称構造のローラコンタクト装置の上側では、固定接点用接触部の接触点及び集電接点用接触部の接触点を通過する直線が絶縁回転軸の軸線と交差する一点を、ローラ軸の軸線が不通過となる状態にその向きを合わせると共に、その不通過となる状態を維持する大きさに固定接点用接触部、タップ切換支援接点用接触部及び集電接点用接触部の各接触点における直径を形成してあることを特徴とする。

本発明は、集電接点、タップ切換支援接点及び固定接点を同じ厚みに形成してあるので、従来に比べて集電接点の材料費及び加工費を抑えられる。

また、これら３つの接点を同じ厚みにしながらも、ローラ軸の軸線の向き及びローラの各接触部の各接触点における直径を上述したように形成してあるので、理論上、ローラが固定接点と集電接点に接する場合には、ローラが固定接点と集電接点の上を滑りながら転がる。従って、絶縁油中でありながらも固定接点又は集電接点とローラとが接する箇所では、絶縁皮膜ができず、その結果、これら接触箇所における電気の接触抵抗の良好な状態が長期に亘って持続する。このように、ローラが滑りながら転がるものであることから本発明は、従来の面接触する摺動方式と点接触して滑りなく転がる方式の双方の利点を活用したものと言える。

（イ）〜（ハ）図は、本発明を適用したタップ選択器の一部切欠側面図で、タップ定常状態、タップ切換中の３点が同時接触中の状態、タップ切換中の中間位置の導通断の状態を示す。 （イ）（ロ）図は、ローラコンタクト装置の分解図、組立図を示す。 （イ）（ロ）図は、ローラアッセンブリの分解図、組立図を示す。 集電接点が含まれるＰ字状の平板を示す斜視図である。 奇数側と偶数側のタップ選択器を示す斜視図である。 ローラコンタクト装置における円周方向及び遠心方向へのローラの拘束構造を示す平面図である。 （イ）〜（ハ）図は、従来のタップ選択器の一部切欠側面図で、タップ定常状態、タップ切換中の３点が同時接触中の状態、タップ切換中の中間位置の導通断の状態を示す。 従来のタップ選択器で用いられた、集電接点が含まれるＰ字状の平板を示す斜視図である。 従来のタップ選択の別例を示す側面図である。

タップ選択器は絶縁油中に浸漬され、図５に示すように、奇数タップ用Ｔ１と偶数タップ用Ｔ２とが左右に隣り合わせに設置されたものである。そして、奇数タップ用Ｔ１及び偶数タップ用Ｔ２のそれぞれについて次のように同様の構成としてある。つまり、中心となる絶縁回転軸１を基準にしてその外周の離れた位置を集電接点２で取り囲み、集電接点２の外周には円周方向に間隔をおいて複数のタップ切換支援接点３を放射状に突出して設けてある。また、隣り合うタップ切換支援接点３、３の間の空間部よりも外周の離れた位置に固定接点４の円周方向の大部分を配置してある。固定接点４の円周方向の端部分に対応する内周側には、タップ切換支援接点３の端部分が対向するように配置されている。従って、固定接点４とタップ切換支援接点３は円周方向に沿って千鳥状でありながらも、端部分が対向するように配列されている。このような配列がなされた上で、絶縁回転軸１にはローラコンタクト装置５を外向きに突出して固定してある。

集電接点２とタップ切換支援接点３は図１、図４又は図５に示すように、Ｐ字状の平板からなる一体物の部品としてある。これは、帯状の平板からＰ字状に切り出したものである。そして、Ｐ字状のうちＣ字状というかリング状の部分、即ち絶縁回転軸１を円周状に囲む部分のうち、内周部を集電接点２とし、円周状に囲む部分のうち外周部、すなわち円周方向に間隔をあけて配置する複数の円弧帯状部分をタップ切換支援接点３としてある。また、集電接点２の剛性を担保する補強部６がタップ切換支援接点３に連続して設けてある。補強部６は、タップ切換支援接点３から絶縁回転軸１を中心とする放射状方向に延長し、固定接点４とは非接触の絶縁状態を保ちながら、隣り合う固定接点４、４の間を通過している。

一方、Ｐ字状の平板のうち、そのリング状以外の部分（リング状部分から直線的に延びる部分）を、取付部７としてある。取付部７は集電端子でもある。このＰ字状の平板は、図５に示すように絶縁取付板８の上に配置され、取付部７と絶縁取付板８との間、並びに補強部６の先端部と絶縁取付板８との間にブロック状のスペーサ９をそれぞれ介在し、取付部７及び補強部６を絶縁取付板８にスペーサ９ごとそれぞれボルト止めしてある。なお、図示しないが、絶縁取付板８は負荷時タップ切換器全体のフレームシャフトに連結される。

固定接点４は図１に示すように集電接点２と同じ肉厚の平板である。そして、固定接点４は、その内周部分が正に固定接点４としての機能を果たす部分となり、その外周部分が取付部分となる。この取付部分を図５に示すように、集電接点２と同様にその下面にスペーサ９を介して絶縁取付板８に対してボルト止めしてある。

このように集電接点２、タップ切換支援接点３及び固定接点４は、同じ厚みとしてあり、しかも、絶縁回転軸１に対して直交する方向に一直線に並んでいる。

ローラコンタクト装置５は図１に示すように上下対称構造であって、集電接点２の内周側を回転領域とするボディ１１を絶縁回転軸１に固定し、上下対称的に各種部品をボディ１１に取り付けたものである。これ以降、対称的な部分は上側部分のみを説明する。図１、図２又は図５に示すようにボディ１１の上側にはローラ軸１２の基部を収容し、ローラ軸１２の先部を固定接点４の上まで放射状に延長し、ローラ軸１２の先部にベアリング１４を介して筒状のローラ１３を回転可能に支持してある。また、各ローラ軸１２の中間部には加圧具１５を固定してある。従って、ローラ軸１２とローラ１３とベアリング１４と加圧具１５が一体化されたローラアッセンブリとなっている。その上、バネ材である板バネ１６の基部をボディ１１の上面側にボルト止めし、板バネ１６の先部を加圧具１５に係止してある。これにより、板バネ１６の下向きの押圧力を、ローラ軸１２と一体化された加圧具１５からローラ１３に伝え、各接点に対する下向きの接触圧をローラ１３に与えている。

ボディ１１は図１、図２に示すようにブロック状で、上下に貫通する抜穴１７に絶縁回転軸１を通して側面から止めネジ１８で固定してある。また、ボディ１１はその上面にはローラ軸１２の基部を保持する収容穴１９を形成してある。収容穴１９は、絶縁回転軸１側から放射状に形成してあり、水平なローラ軸１２の基部が嵌り込んでいる。その嵌り込み具合は、絶縁回転軸１を中心とする円周方向においては、遊びのある状態であり、上下方向（深さ方向）においては、その遊びよりも広い余裕がある。そして、このような収容穴１９の上を塞ぐバネ材である板バネ１６の基部をボディ１１の上面に載せ、２枚重ねの板バネ１６の基部をボディ１１に、スプリングワッシャ２２ａを介してボルト２２で止めてある。

各ローラ１３は図１又は図３に示すように、筒状であり、３つの接点に対応する３つの接触部２３、２４、２５が設けられている。つまり、絶縁回転軸１側に向かって順番に固定接点用接触部２３、タップ切換支援接点用接触部２４、集電接点用接触部２５が設けられている。

図１（ロ）に示すように、固定接点用接触部２３と集電接点用接触部２５の外周面については、ローラ軸１２から離れる方向に膨らむ形状のＲが付いており、それぞれ接触点Ａ、Ｃで固定接点４と集電接点２に点接触する。

また、タップ切換支援接点用接触部２４の外周面については、その全長における中間部分にその両側よりも段差状に大径となる膨大部分が形成してある。この膨大部分はタップ切換支援接点３との接触点Ｂとなる。タップ切換支援接点用接触部２４は、定格通過電流とは無関係であり、所望の接触圧を与える必要がないので、一点のみで点接触する必然性はない。従って、タップ切換支援接点用接触部２４は、接触点Ｂを含む線分で接している。

ローラ１３はタップ切換時に転がりながらも、固定接点用接触部２３と集電接点用接触部２５の各接触点Ａ、Ｃで滑りが生じるように、ローラ軸１２の軸線Ｌ２の向き及びローラ１３の各接触点Ａ、Ｂ、Ｃにおける直径を決定してある。

ローラ軸１２の軸線Ｌ２の向きは、固定接点用接触部２３の接触点Ａと集電接点用接触部２５の接触点Ｃを通過する直線Ｌ３が絶縁回転軸１の軸線Ｌ１と交差する一点Ｐを、通過しない向きである。通過すると、従来の図９で示す構造と同様に、滑りが生じない構造（転がりのみの構造）となるからである。図１では、ローラ軸１２の軸線Ｌ２の向きは、水平状態であり、固定接点用接触部２３の接触点Ａと集電接点用接触部２５の接触点Ｃを通過する直線Ｌ３と平行である。従って、ローラ軸１２の軸線Ｌ２が絶縁回転軸１の軸線Ｌ１と交差する一点Ｑは、各接触点Ａ、Ｂ、Ｃを通過する直線Ｌ３が絶縁回転軸１の軸線Ｌ１と交差する一点Ｐとは、異なる位置である。

また、ローラ軸１２の軸線Ｌ２と各接触点Ａ、Ｂ、Ｃを通過する直線Ｌ３とが平行な状態を維持するために、固定接点用接触部２３、タップ切換支援接点用接触部２４及び集電接点用接触部２５の各接触点Ａ、Ｂ、Ｃにおける直径を同一に形成してある。

タップ切換支援接点用接触部２４の接触点Ｂは、固定接点用接触部２３の接触点Ａと集電接点用接触部２５の接触点Ｃとを結ぶ直線の中間点になく、中間点よりも絶縁回転軸１側から遠い箇所にある。中間点の真上位置はバネ材１６によるローラ軸１２への加圧点Ｄである。加圧点Ｄに対して、タップ切換支援接点用接触部２４の接触点Ｂは、両側の接触点Ａ、Ｃよりも近いことから、中央部の接触点Ｂがタップ切換支援接点３に接するときは、両側の接触点Ａ、Ｃが各接点に接しているか否かに関係なく、加圧点Ｄからの荷重の大半が中央部の接触点Ｂにかかる。従って、中央部の接触点Ｂでは転がるのみであるが、通電部ではないので、滑りによるクリーニング効果は不要である。一方、中央部の接触点Ｂがタップ切換支援接点３に接しておらず、両側の接触点Ａ、Ｃのみが固定接点４及び集電接点２に接触するときは、固定接点用接触部２３の接触点Ａでは回転遅れによる滑りが、集電接点用接触部２５の接触点Ｃでは回転進みによる滑りが生じる。このとき、加圧点Ｄが両側の接触点Ａ、Ｃの中間点にあることに加え、摩擦するものの材質が全て同じ（銅）であるので、両側の接触点Ａ、Ｃでの摩擦力及び滑り量が同一となり、これら接触点Ａ、Ｃと固定定接点４及び集電接点２が均等に擦られる。従って、絶縁回転軸１を回すと、ローラ１３には転がり摩擦だけでなく滑りによる摩擦も僅かに生じ、絶縁皮膜を生じさせないクリーニング効果が得られる。

また、ローラ１３は、筒状となっており、その中央部に軸通し孔２６がローラ軸１２の先部を挿通するために設けてある。軸通し孔２６は、タップ切換支援接点用接触部２４の内側に相当する部分をローラ軸１２よりも僅かに大径に形成し、固定接点用接触部２３と集電接点用接触部２５の内側に相当する部分をタップ切換支援接点用接触部２４のそれより段差状に大径に形成して、ベアリング１４をそれぞれ収容する。

ベアリング１４は図１又は図３に示すように、ローラ軸１２の先部に挿通され、ローラ軸１２とローラ１３の間に位置決めされた状態で収容される。固定接点用接触部２３の内部に収容されるベアリング１４は二つであり、ローラ軸１２の軸線Ｌ２に沿って二つ並列して設けてある。絶縁回転軸１側にはニードルベアリング１４ａを、その反対側にはスラストベアリング１４ｂを用いている。また、スラストベアリング１４ｂは、その隣りの止め輪２７によって位置決めされ、止め輪２７がローラ軸１２の先端部の溝に嵌められている。一方、集電接点用接触部２５の内部に収容されるベアリング１４はニードルベアリング１４ｃであり、加圧具１５により位置決めされ、加圧具１５がローラ軸１２の中間部に固定されている。

ところで、タップ切換中にローラ１３に滑りが発生すると、ローラ軸１２とローラ１３との間に極めて大きなスラスト荷重が発生する。ちなみに、従来のような滑りが無い場合には殆どスラスト荷重が発生しない。滑りを発生させるために決定されるローラ１３の固定接点用接触部２３、タップ切換支援接点用接触部２４、集電接点用接触部２５における直径は寸法差が小さい方が材料費及び加工費において有利なので、ニードルベアリング１４ａ、１４ｃを用いている。しかし、ニードルベアリング１４ａ、１４ｃにはスラスト荷重を受け持つ機能はない。そこで、スラストベアリング１４ｂは、絶縁回転軸１の中心から遠のく方向に発生するスラスト荷重を受け持つ為に用いている。スラストベアリング１４ｂは鋼球を用いたものなのでスラスト荷重によるローラ１３を回転させる負荷の増大は微々たるものである。

加圧具１５は図１に示すように、ローラ軸１２と同様に水平な状態になっている。また、加圧具１５はブロック状であって、絶縁回転軸１に近いその基部をローラ軸用取付部２８とし、絶縁回転軸１から遠いその先部をバネ材用係止部２９としてある。

ローラ軸用取付部２８は図１又は図３に示すように、ローラ軸１２の基部を挿入する差込孔３１を絶縁回転軸１側の面の横幅中央部に有すると共に、ローラ軸１２に対して直交する方向に貫通するネジ孔３２を上面に有する。一方、ローラ軸１２にもネジ孔３２に対向する面に位置決め穴３３が凹んで形成されている。拘束ネジ３４をネジ孔３２からねじ込み、拘束ネジ３４の先部を位置決め穴３３に嵌め込むことにより、ローラ軸１２に加圧具１５が固定される。

また、バネ材用係止部２９は図１又は図２に示すように、その底面には下向きに開口する凹溝部３５を備えている。凹溝部３５には、集電接点用接触部２５とタップ切換支援接点用接触部２４の基部側がその上方及び左右側方に隙間をあけて収容される。このようにして、集電接点用接触部２５から固定接点用接触部２３に向かう途中までの上方及び左右側方が覆われる。

前述したようにバネ材用係止部２９は図１に示すように側面視して、ローラ軸１２と同様に水平であり、その先端部上面には、局所的に膨らむ断面半円状の凸部２９ａを突出してある。この凸部２９ａの頂点が板バネ１６によるローラ軸１２の加圧点Ｄとなり、板バネ１６の先端部の平らな内面に接触する。この加圧点Ｄを、固定接点用接触部２３の接触点Ａと集電接点用接触部２５の接触点Ｃを結ぶ直線の中間点の真上位置に設けることによって、ローラ軸１２がその中間点の真上位置で加圧されることになる。そして、タップ定常状態においては板バネ１６による下向き荷重Ｗは等分されて外周側の接触点Ａと内周側の接触点Ｃに１／２Ｗづつ作用し、一方、タップ切換え途中においては板バネ１６による下向き荷重の大半はタップ切換支援接点用接触部２４の接触点Ｂにそのまま作用する。従って、タップ定常状態においても、タップ切換え途中においても、上下のローラ１３やローラ軸１２は水平な状態が維持される。

バネ材用係止部２９の上面は、図３に示すように加圧点Ｄを中心にして左右に間隔をあけて嵌合穴３６を形成してある。各嵌合穴３６に係止ピン（断面Ｃ字状のスプリングピン）３７の下部が圧入され、上部がバネ材用係止部２９から上方に突出した状態で係止ピン３７は固着される。

バネ材である板バネ１６はローラ１３に接触圧を与えるためもので、図１に示すように、その基部を水平に形成し、その中間部を絶縁回転軸１から離れるにつれて上昇するように傾斜させ、その先部をほぼ水平に形成してある。板バネ１６は、前述したようにその基部がボディ１１に固着されている。この固着状態において、板バネ１６は、その先端がバネ材用係止部２９よりも絶縁回転軸１側から離れるように延長していると共に、その先部がバネ材用係止部２９の先端上面によって少し上側に曲げられて全体として下向きの復元力が発生する状態となっている。また、板バネ１６の先部には、各係止ピン３７に対応する箇所に係止孔３８が形成してある。係止孔３８には、係止ピン３７が遊びのある状態で嵌り込む。

上述したタップ選択器は次のようにしてタップを切り換える。図１（イ）に示すように、タップ定常状態においてはローラコンタクト装置５の上下のローラ１３が集電接点２と選択した固定接点４の横幅中央を点接触の形態で挟持する。タップ定常状態から、タップを切換えるために絶縁回転軸１を回転させると、ローラコンタクト装置５が一緒に回転する。そしてローラコンタクト装置５の上下のローラ１３で挟持する接点が次のように段階的に変更する。つまり、挟持する接点が、（イ）図のように集電接点２と切換前に選択した固定接点４の段階、（ロ）図のように切換前の固定接点４を含む３つの接点の段階、（ハ）図のように集電接点２とタップ切換支援接点３の段階、再び（ロ）図のように切換後の固定接点４を含む３つの接点の段階、最後に（イ）図のように集電接点２と切換後の固定接点４の段階のように変更しながら、タップが切り換わる。なお、タップ切換支援接点３の幾つかには補強部６が放射状に連続していることから、タップが切り換わるときに、ローラコンタクト装置５が集電接点２、タップ切換支援接点３及び補強部６の３点を挟持することもある。但し、補強部６は集電接点２と一体で、同電位であるので、問題はない。

タップ切換の際には図６に示すように、絶縁回転軸１の回転に伴ってローラコンタクト装置５が一緒に回転することからローラ１３には各接点から回転方向とは反対方向の力及び遠心力がかかり、ローラ１３を含むローラアッセンブリが移動しようとする。ところが、係止ピン３７と係止孔３８の遊び量の分だけローラアッセンブリが移動すると、係止ピン３７と係止孔３８が衝突し、板バネ１６がそれ以上の移動を阻止し、絶縁回転軸１を中心とする円周方向及び遠心方向にローラアッセンブリを移動不能に拘束する。

本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、ローラコンタクト装置５は、上下のローラ１３を一組保有する構造であったが、二組保有する構造であっても良い。この場合、ボディ１１にローラ軸１２を並列させて保持させればよい。

また、ローラ軸１２は、水平でなく、傾斜している状態であってもよい。但し、傾斜しているローラ軸１２の軸線Ｌ２は、絶縁回転軸１の軸線Ｌ１と各接触点Ａ、Ｂ、Ｃを通過する直線Ｌ３との交差点Ｐから外れているものとする。つまり、従来の図９のような状態にならないようにする。そして、この場合、ローラ１３の各接触部における接触点Ａ、Ｂ、Ｃの直径は、異なるものとなる。

また、板バネ１６と加圧具１５との係止は、係止ピン３７と係止孔３８の関係に限らず、従来の図７のように、加圧具１５の上面に嵌合溝を形成し、嵌合溝に嵌るように板バネ１６の先端部を下向きに屈曲させるものとしても良い。

さらに、バネ材１６によるローラ軸１２の加圧点Ｄの位置も、ローラ１３に対して上方位置に限らず、側方位置でも良い。図示しないがこの場合、加圧具には平面視してコ字状のものを、板バネにはネジリコイルバネをそれぞれ用いる。そして、コ字状の加圧具の中央片にローラ軸を挿通し、ネジで加圧具をローラ軸に固定することにより、コ字状の加圧具の内側にローラを配置する。また、コ字状の加圧具の左右側片の先端部を上向きに突出させ、この先端部をＵ字状としておく。その上で、ネジリコイルバネの中央の円筒コイル部をボディから側方に突出したバネ保持ピンに通して支持させる。ネジリコイルバネの円筒コイル部から加圧具に沿って延長する一端部を、先のＵ字状の先端部に係止する。一方、ネジリコイルバネの円筒コイル部からボディに沿って延長する他端部も同様にボディから突出したバネ保持ピンに係止させる。このようにしてネジリコイルバネで接触圧を発生させても良い。

１絶縁回転軸 ２集電接点
３タップ切換支援接点 ４固定接点
５ローラコンタクト装置 ６補強部
７取付部 ８絶縁取付板
９スペーサ
１１ボディ １２ローラ軸
１３ローラ １４ベアリング
１４ａニードルベアリング １４ｂスラストベアリング
１４ｃニードルベアリング
１５加圧具 １６板バネ（バネ材）
１７抜穴 １８止めネジ
１９収容穴
２２ボルト ２２ａスプリングワッシャ
２３固定接点用接触部 ２４タップ切換支援接点用接触部
２５集電接点用接触部 ２６軸通し孔
２７止め輪 ２８ローラ軸用取付部
２９バネ材用係止部 ２９ａ凸部
３１差込孔 ３２ネジ孔
３３位置決め穴 ３４拘束ネジ
３５凹溝部 ３６嵌合穴
３７係止ピン ３８係止孔

Ｔ１奇数タップ用 Ｔ２偶数タップ用
Ａ接触点（固定接点に対応） Ｂ接触点（タップ切換支援接点に対応）
Ｃ接触点（集電接点に対応） Ｄ加圧点
Ｌ１軸線（絶縁回転軸に対応） Ｌ２軸線（ローラ軸に対応）
Ｌ３直線（３つの接点を通過するもの）
Ｐ一点（Ｌ１とＬ３の交差点） Ｑ一点（Ｌ１とＬ２の交差点）

Claims (1)

1. 中心となる絶縁回転軸（１）を基準にしてその外周をリング状の集電接点（２）、複数のタップ切換支援接点（３）及び複数の固定接点（４）で順番に取り囲み、筒状とした上下のローラ（１３）を備えるローラコンタクト装置（５）を絶縁回転軸（１）に固定し、絶縁油中で常時、ローラコンタクト装置（５）が一定の上下対称構造を維持しながら、タップ定常状態の場合には集電接点（２）と選択した固定接点（４）を、タップ切換状態の場合には一時的に前記した３つの接点を上下のローラ（１３）でそれぞれ挟持するものであって、上下対称構造のローラコンタクト装置（５）の上側では、各ローラ（１３）に集電接点用接触部（２５）、タップ切換支援接点用接触部（２４）及び固定接点用接触部（２３）を設け、絶縁回転軸（１）に固定するボディ（１１）の上側には収容穴（１９）をあけ、収容穴（１９）にローラ軸（１２）の基部を収容すると共に、ローラ軸（１２）の先部を固定接点（４）の上に向かって延長し、筒状のローラ（１３）をローラ軸（１２）の先部にベアリング（１４）を介して回転可能に支持し、ローラ（１３）に下向きの接触圧を与える加圧具（１５）をローラ軸（１２）の中間部に固定し、加圧具（１５）を介してローラ軸（１２）を下向きに押圧するバネ材（１６）をボディ（１１）と加圧具（１５）に取り付け、バネ材（１６）によるローラ軸（１２）の加圧点（Ｄ）が、集電接点用接触部（２５）の集電接点（２）への接触点（Ｃ）と固定接点用接触部（２３）の固定接点（４）への接触点（Ａ）とを結ぶ直線の中間点の真上位置にあるタップ選択器において、
   集電接点（２）、タップ切換支援接点（３）及び固定接点（４）を同じ厚みに形成し、
   上下対称構造のローラコンタクト装置（５）の上側では、固定接点用接触部（２３）の接触点（Ａ）及び集電接点用接触部（２５）の接触点（Ｃ）を通過する直線（Ｌ３）が絶縁回転軸（１）の軸線（Ｌ１）と交差する一点（Ｐ）を、ローラ軸（１２）の軸線（Ｌ２）が不通過となる状態にその向きを合わせると共に、その不通過となる状態を維持する大きさに固定接点用接触部（２３）、タップ切換支援接点用接触部（２４）及び集電接点用接触部（２５）の各接触点（Ａ、Ｂ、Ｃ）における直径を形成してあることを特徴とするタップ選択器。

Images