JP2011040275A - 真空遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】接点加圧ばねの質量の影響を受けずに、操作駆動力の軽減と設置スペースの縮小化が図れる真空遮断器の操作機構を提供する。
【解決手段】真空バルブ１の可動電極３を絶縁ロッド７とサポート８を介して開閉レバー１０に連結し、当該開閉レバー１０の回動操作により閉極、開極位置に駆動する真空遮断器の操作機構において、投入位置で当該可動電極３を固定電極２に押圧する接点加圧ばねをダブルトーション形の捩じりコイルばね１３とし、当該捩じりコイルばね１３はコイル部を開閉軸１１に嵌挿し、フック部をピン１１ａと第２のアーム１０−２に架設する。
【選択図】図１

Description

この発明は、真空遮断器の操作機構に関し、詳しくは真空バルブの投入位置で可動電極の接点を固定電極の接点に押圧する接点加圧構造に係わる。

まず、従来における真空遮断器（例えば、特許文献１参照）の構造を図４，図５に示す。図において、１は真空バルブ、２は真空バルブ１の固定電極、３は可動電極、４は固定電極２に接続して真空バルブ１の背後に引き出した固定側端子、５は可動電極３に可撓導体６を介して接続した可動側端子、７は可動電極３に連結した絶縁ロッド、８は絶縁ロッド７にスライド軸を介して上下可動に連結された絶縁ロッド７のサポート、９は絶縁ロッド７とサポート８との間に介装した接点加圧ばね（圧縮コイルばね）、１０は一端を前記サポート８に連結ピン８ａを介して連結した開閉レバーであり、該開閉レバー１０はＵ，Ｖ，Ｗ各相の真空バルブ１に共通な開閉軸１１に結合（溶接接合）した上で、他端側が操作機構部１２に設けた開閉ばね、および投入，引外し用のラッチ機構（いずれも不図示）に連係されている。なお、前記の固定側端子４，可動側端子５は断路刃を介して背後に敷設した主回路導体（ブスバー）に接続されている。

上記真空遮断器はハンドル操作による手動ばね操作方式、モータ駆動による電動ばね操作方式があり、手動操作方式では操作機構部１２の前面に配した操作ハンドル（不図示）の操作により前記の開閉ばねを蓄勢し、この状態で手動投入ボタンを押すことにより真空バルブ１を投入し、手動引外しボタンを押すことにより引外し操作を行う。また、電動操作方式では操作機構部１２に内蔵した電動機の駆動により開閉ばねを蓄勢し、投入指令，引外し指令（電気信号）により投入，引外し操作を行うようにしている。

そして、図示の閉極状態で真空遮断器を引外し操作すると、開閉レバー１０を鎖錠していた引外しラッチ機構が外れ、開閉レバー１０は開閉軸１１を支点にして開閉ばねのばね力により時計方向に回動して真空バルブ１の可動電極３を開極する。

また、主回路に過電流が流れた場合には引外しコイルに電気信号が送られ、これにより前記の引外し操作と同様に開閉レバー１０の鎖錠が釈放され、開閉ばねの付勢力により可動電極３が引外し動作して電流を遮断する。

一方、真空バルブ１の開極状態で投入操作すると、ハンドル操作（手動ばね操作方式）、あるいは電動機（電動ばね操作方式）により開閉ばねが蓄勢され、ここで投入ボタンを押すと投入ラッチ機構が外れて開閉レバー１０がばね付勢により反時計方向に回動して可動電極３を閉極位置に押し上げる。

また、この可動電極３の投入操作過程で可動電極３の接点が固定電極２の接点に当接した後は、開閉レバー１０の回転ストロークにより先記した接点加圧ばね９（圧縮コイルばね）が圧縮され、投入位置ではその圧縮ばね力を受けて固定電極２／可動電極３の接点間に接触圧力が加わる。

特開２００７−１１０８２３号公報

ところで、前記した従来構造の真空遮断器には次記のような問題点がある。すなわち、真空バルブ１の投入位置で可動電極３を固定電極２に押圧する接点加圧ばね９として従来構造では圧縮コイルばねを採用し、図４で示すように圧縮コイルばねを絶縁ロッド７とサポート８との間に介装した上で、サポート８を開閉レバー１０に連結している。そのために、
（１）真空バルブ１の投入，引外し動作時には接点加圧ばね９（圧縮コイルばね）が可動電極１と一緒に開極，閉極方向に移動する。このことから、圧縮コイルばね自身の質量が開閉レバー１０の回動操作に対して負荷荷重（モーメント荷重）として加わるようになる。しかも、通電容量の大きな真空遮断器では接点加圧ばね９も大形でその質量も大きくなることから、その分だけ真空バルブ１の投入，引外し操作時には、開閉レバーに大きな駆動力を加える必要があり、そのために開閉レバーを駆動する開閉ばねにはばね力の強いばねが必要となり、またそのばねを蓄勢するには大きな操作力を要することになる。
（２）また、接点加圧ばね９は可動電極３に連結した絶縁ロッド７とサポート８との間に跨がって上下の軸方向に介装しているために、この圧縮コイルばねが占有する長さ分だけ設置スペースが増大して真空遮断器の高さＨが大型化する。

この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は接点加圧ばね自身の質量の影響を受けずに真空バルブの投入，引外し操作に要する駆動力を軽減し、併せて設置スペースの縮小化が図れるように操作機構を改良した真空遮断器を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明によれば、真空バルブの可動電極を絶縁ロッドおよびそのサポートを介して開閉レバーに連結し、投入，引外し指令に対応する開閉レバーの回動操作により前記可動電極を閉極，開極位置に駆動するようにした真空遮断器の操作機構において、
真空バルブの投入位置で可動電極の接点を固定電極の接点に押圧するための接点加圧ばねを捩じりコイルばねとして、該捩じりコイルばねを前記開閉レバーの軸部に組み付けて可動電極に接点加圧力を加えるようにし（請求項１）、具体的には次記のような態様で構成する。
（１）前記開閉レバーは、一端を軸部に結合して操作機構側に延在する第１のアームと、一端を前記軸部に軸支して他端を絶縁ロッドのサポートにピン結合した第２のアームからなり、捩じりコイルばねのコイル部を前記軸部に装着して第２のアームとの間に架設する（請求項２）。
（２）前項（１）において、接点加圧ばねがダブルトーション形の捩じりコイルばねであり、その中央フック部を開閉レバーの軸部に掛止し、両端フック部を第２アームに係合して架設する（請求項３）。

上記の構成によれば、接点加圧ばねに圧縮コイルばねを使用した従来構造と比べて次記の効果を奏する。
（１）接点加圧ばねに採用する捩じりコイルばねを開閉レバーの軸部に組み付けたことで、ばね自身の質量がそのまま開閉レバーの回動に対して負荷荷重として加わることがなくなり、これにより真空バルブを投入，引外し操作する過程で開閉レバーに加える駆動操作力を従来構造よりも低減できる。
（２）また、捩じりコイルばねを開閉レバーの軸部に組み付けたことで、可動電極に連結した絶縁ロッドとサポートとの間に接点加圧ばねを配置するスペースを省略してサポートを絶縁ロッドの下面に直結することができ、これにより設置スペースの面でも接点加圧ばねの占有スペースを縮減して真空遮断器の小形，コンパクト化が図れる。特に配電盤の盤内に搭載する引出形の真空遮断器では、真空遮断器のコンパクト化によって配電盤キャビネットの小型化推進に寄与できる。

この発明の実施例による真空遮断器の全体構成図である。 図１における各相の真空バルブ，および開閉レバーの平面配置図である。 図２における矢視Ｘ−Ｘの拡大断面図である。 従来における真空遮断器の全体構成図である。 図４における各相の真空バルブ，および開閉レバーの平面配置図である。

以下、この発明の実施の形態を図１〜図３に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図４，図５に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
図示実施例においては、真空バルブ１の投入位置で可動電極３の接点を固定電極２の接点に押圧する接点加圧ばねにダブルトーション形の捩じりコイルばね１３を採用し、この捩じりコイルばね１３を次記のように開閉レバー１０に組み付けて接点加圧力を得るようにしている。

まず、開閉レバー１０はＵ，Ｖ．Ｗ各相の真空バルブ１に共通な開閉軸１１に一端を結合（溶接接合）して操作開閉機構１２の方に延在する第１のアーム１０−１と、一端を開閉軸１１に軸支して先端を絶縁ロッド７のサポート８に連結ピン８ａを介して結合した第２のアーム１０−２との組立体になり、前記したダブルトーション形の捩じりコイルばね１３はそのコイル部を開閉軸１１の軸上に嵌挿して第２のアーム１０−２との間に架設している。

次に、捩じりコイルばね１３の詳細な架設構造を図３により説明する。まず、前記した第２のアーム１０−２は、絶縁ロッド７の下面側に対向する連結片の左右両サイドから一対のアーム片が開閉軸１１に向けて延在する二股形状の板金加工品になり、各アーム片の先端に穿孔した軸穴を開閉軸１１に嵌挿して回動可能に軸支されている。

また、ダブルトーション形の捩じりコイルばね１３は、周知のようにヘアピン状に折り曲げ形成した中央フック部１３ａを挟んでその左右両側に巻方向が逆なコイル部を有し、そのコイル部の終端から両端フック部１３ｂを引き出した形状になる。

そして、この捩じりコイルばね１３を開閉軸１１の軸上に嵌挿した状態で中央フック部１３ａを開閉軸１１に植設した半径方向のピン１１ａに引っ掛けて掛止し、両端フック部１３ｂは開閉軸１１に軸支してサポート８にピン結合した第２アーム１０−２の前記連結片の下面側に差し込んで掛け渡すように架設している。なお、第２のアーム１０−２にピン結合したサポート８は絶縁ロッド７の下面に重ね合わせてねじ止め固定している。

次に上記構造の動作について説明する。まず、真空バルブ１の可動電極３が開極している引外し状態では、図３で表すように捩じりコイルばね１３のばね力を受けた第２アーム１０−２の連結片の端面が開閉軸１１に植設したピン１１ａに突き当たってこの位置に拘束保持されている。ここで、真空遮断器の投入操作により第１のアーム１０−１を反時計方向に回動すると、第２のアーム１０−２は捩じりコイルばね１３を介して開閉軸１１の回転に追随し、第２のアーム１０−２にピン結合したサポート８，絶縁ロッド７を介して可動電極３を閉極位置に押し上げる。この押し上げ過程で可動電極３が固定電極２に当接した後、第１のアーム１０−１がさらに反時計方向に回動すると、開閉軸１１の回動に伴ってピン１１ａに引っ掛けた捩じりコイルばね１３に捻り力が加わり、この捻り力の反力を受けて可動電極３と固定電極２との間に接点加圧力が加わるようになる。

一方、真空バルブ１の閉極状態で真空遮断器の引外し操作により開閉レバー１０の第１のアーム１０−１を時計方向に回動すると、前記の投入動作とは逆に開閉軸１１の回転に追随して第２アーム１０−２が時計方向に揺動し、可動電極３を引外し位置に向けて開極駆動する。なお、可動電極３が固定電極１から開極すると第２のアーム１０−２は図３に示した位置に復帰する。

この場合に図示実施例の構造では、接点加圧ばねとして機能するダブルトーション形の捩じりコイルばね１３は、そのコイル部が開閉レバー１０の支点となる開閉軸１１の軸上に組み付けられているので、捩じりコイルばね１３の質量が開閉レバー１０の回動操作に対し負荷荷重として加わることがない。これにより、真空遮断器の投入，引外し操作過程で開閉レバー１０に加える操作力を図４に示した従来構造（圧縮コイルばね９が可動電極３に連結した絶縁ロッド７とサポート８との間の可動側に介装されている）と比べて低減できる。

さらに、図示実施例の構造では絶縁ロッド７のサポート８が、絶縁ロッド７の下面に重ね合わせて直結されているので、従来構造（図４参照）のように絶縁ロッド７とサポート８との間に圧縮コイルばね９を介装する設置スペースを確保する必要がなくなる。これにより、図１に示した全高サイズＨを図４の従来構造よりも縮減して真空遮断器をコンパクトに構成できる。

１ 真空バルブ
２ 固定電極
３ 可動電極
７ 絶縁ロッド
８ サポート
８ａ 連結ピン
１０ 開閉レバー
１０−１ 第１のアーム
１０−２ 第２のアーム
１１ 開閉軸
１１ａ ピン
１２ 操作機構部
１３ ダブルトーション形の捩じりコイルばね(接点加圧ばね)
１３ａ 中央フック部
１３ｂ 両端フック部

Claims (3)

1. 真空バルブの可動電極を絶縁ロッドおよびそのサポートを介して開閉レバーに連結し、投入，引外し指令に対応する開閉レバーの回動操作により前記可動電極を閉極，開極位置に駆動するようにした真空遮断器の操作機構において、
   真空バルブの投入位置で可動電極の接点を固定電極の接点に押圧するための接点加圧ばねを捩じりコイルばねとして、該捩じりコイルばねを前記開閉レバーの軸部に組み付けて可動電極に接点加圧力を加えるようにしたことを特徴とする真空遮断器の操作機構。
2. 請求項１に記載の操作機構において、開閉レバーが一端を軸部に結合して操作機構側に延在する第１のアームと、一端を前記軸部に軸支して他端を絶縁ロッドのサポートにピン結合した第２のアームからなり、捩じりコイルばねのコイル部を前記軸部に装着して第２のアームとの間に架設したことを特徴とする真空遮断器の操作機構。
3. 請求項２に記載の操作機構において、接点加圧ばねがダブルトーション形の捩じりコイルばねであり、その中央フック部を開閉レバーの軸部に掛止し、両端フック部を第２アームに係合して架設したことを特徴とする真空遮断器の操作機構。