JP2011530140A - タップ付き変圧器のタップ切換器用の手動操作部 - Google Patents

Abstract

【課題】誤った操作に対して最大限の機械的及び電気的な安全性を有する手動操作部を提供すること。
【解決手段】変圧器におけるタップ切換器の手動操作部であって、駆動軸１７と、コントロールギヤと、駆動軸１７における係止溝１６に係合する係止爪１３によって駆動軸１７がロックされるよう構成された係止ユニットを備えて成る前記手動操作部において、操作部に連結された内部キー５を係止ユニットに設け、更に回転軸９回りに回動可能な爪部材８を係止ユニットに設け、駆動軸１７における係止溝１６に係合する係止爪１３を爪部材８に設け、コントロールギヤの歯車１５における溝１４に係合する係止カム１２を爪部材８に設け、内部キー５を操作することによって、係止爪１３及び係止カム１２がそれぞれ係止溝１６及び溝１４から係合解除されるよう爪部材８がそのロック位置から回動して離脱するよう構成した。

Description

本発明は、変圧器におけるタップ切換器のステップ状かつ無負荷の操作のための手動操作部に関するものである。

上記のような手動操作部が特許文献１に開示されており、この手動操作部は、ケーシング、手動ハンドルを備えた駆動軸、被駆動軸、駆動軸と被駆動軸の間に配置されたギヤ装置及びタップ切換器の各切換位置を示す表示装置で構成されている。

また、他の手動操作部が本出願人の自社出版物である非特許文献１に開示されており、ここでも手動操作のための手動ハンドルが設けられている。この手動操作部は安全性の観点から解除レバーを備えており、この解除レバーは、無断で操作されるのを防ぐために、各切換操作の後に南京錠で施錠されるようになっている。さらに、施錠接点が設けられており、この施錠接点は、解除レバーと同時に切り換えられるようになっている。

また、本出願人の他の自社出版物である非特許文献２には更にほかの手動操作部が開示されており、手動ハンドルは、駆動軸から取り外せるようになっているとともに、その外部のケーシングにおいてバネ固定具で固定されるようになっている。このような形態においては、キーを回転させることによって駆動部をロック解除することができるようになっている。このとき、係止レバーは係止ディスク及びカムホイールから離脱し、駆動軸が解放されて回転可能となる。また、タップ切換器に延びる軸は、切換について手動ハンドルを何回転させる必要があるかに応じて、減速ギヤにより、切換ごとに常に１回転するように回転される。そして、切換後には、上記係止レバーがバネによって再び係止ディスクにおける凹部及びカムホイールに係合し、駆動部がロックされる。また、これと同時に電気的なカムスイッチが切り換えられる。さらに、新たにキーを回転させた後に初めて、強制係合による新たな切換がなされるようになっている。

まとめると、上記のような手動操作部における従来技術の特徴は、３つの機械的構造群を備えていることにある。すなわち、手動ハンドルにおけるトルクをタップ切換器へ伝達する伝達ギヤと、手動ハンドルの操作を表示装置用ギヤに伝達するとともに場合によって設けられる強制係合手段を制御するコントロールギヤと、タップ切換器の動作位置を表示し、実行された切換回数をカウントするための上記表示装置用ギヤである。さらに、従来の手動操作部は、無断での操作を防止するための安全装置も備えている。

独国特許出願公開第３５４１８８８号明細書

「Handantrieb BM75, Betriebsanleitung BA109/03」、２００４年６月 「Handantrieb MR404-Betriebsanleitung BA23/02」、２００４年８月

しかしながら、従来の手動操作部は、これが通常は屋外用となっており監視下にないことが多いため、規則に違反した操作の危険にさらされている。この規則に違反した操作には、素人によるものであったり、装置に記載された操作説明書を単に無視するものであったり、更にはいたずらによる操作や純然たる破壊行為も含まれている。このようなことは、装置における不意の故障やタップ付き変圧器における動作障害のほか、特に品質保証の観点からも懸念すべきものである。

本発明は上記問題にかんがみてなされたもので、その目的とするところは、誤った操作に対して最大限の機械的及び電気的な安全性を有する冒頭に記載したような手動操作部を提供することにある。

上記目的は、請求項１記載の発明によって達成される。また、本発明の好ましい実施形態が従属請求項に記載されている。

本発明による手動操作部は、従来のものと同様に３つの構造群、すなわち伝達ギヤ、コントロールギヤ及び表示装置用ギヤを備えている。本発明によれば、コントロールギヤは、係止ユニットを備えている。そして、この係止ユニットは爪部材を備えており、解除ユニットを操作することなく無断で機能に反する切換がなされようとしても、この爪部材によって力が受け止められるようになっている。

本発明によれば、無知による故意でない誤った操作あるいは故意の誤った操作に対して最大限の安全性を提供することが可能である。

ロック状態にある手動操作部における係止ユニットを示す背面図である。 ロック状態にある手動操作部における係止ユニットを示す側面図である。 南京錠を外した時点の係止ユニットを示す図である。 操作部を最終位置まで更に回転させた時点の係止ユニットを示す図である。 手動ハンドルの回転操作開始時点の係止ユニットを示す図である。 手動ハンドルを更に回転させたときの係止ユニットを示す図である。 切換操作終了直前時点の係止ユニットを示す図である。 切換操作終了時点の係止ユニットを示す図である。 再びロック位置に至った時点の係止ユニットを示す図である。 手動操作部全体を示す斜視図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

静止状態かつ安全な状態にある本発明による係止ユニットが図１及び図２に示されており、不図示のケーシングの外部には、外部の操作部２を有する外部キー１が配置されている。この外部の操作部２は、固定された部材３と協働するとともに、安全な状態においてこの部材３に当接しており、当該操作部２及び前記部材３の貫通孔でガイドされる南京錠４によってこの位置に固定されている。

また、この外部の操作部２は、カム６を備えつつロックピン７を有する内部キー５に連結されている。ここで、外部の操作部２、外部キー１及び内部キー５は、回転可能に構成されている。さらに、回転軸９に枢支された爪部材８が設けられており、この爪部材８は、カム６と係合する溝１０を備えている。この爪部材８における溝１０の反対側には係止部１１が設けられており、この係止部１１は、後述するように、ロックピン７と係合するようになっている。さらに、爪部材８には係止カム１２が設けられており、この係止カム１２は、爪部材８上において、該爪部材８と共に回転軸９回りに回動するようになっている。なお、この係止カム１２は、爪部材８の延長部に対して垂直に所定量だけ摺動可能となっている。

また、爪部材８はその他端に更に係止爪１３を有しているとともに、図示の係止カム１２は、コントロールギヤの歯車１５に形成された溝１４に係合するようになっている。また、図示の係止爪１３は、駆動軸１７に形成された係止溝１６に係合するようになっている。さらに、内部キー５に連結されたバネ１８と、爪部材８に連結されたバネ１９が図示されている。また、変圧器用の遮断器を操作するためのマイクロスイッチ２０と、電気的にキー解除状態を通報するためのマイクロスイッチ２１も図示されている。なお、この位置においては、南京錠４が内部キー５を図示の位置に保持している。

以下に説明する図面においては、各段階における位置及び機能の説明に必要な部材を、符号を付して記載している。

図３には南京錠４の解除後の係止ユニットが示されており、内部キー５がバネ１８によって右方向へ９０°回転されている。また、これと同時に、マイクロスイッチ２１が操作されるとともに南京錠４が解除されてこれが電気的に表示される。ここで、駆動軸１７は、係止溝１６に係合する係止爪１３によってまだロックされている。

図４には完全に遮断状態にある装置すなわち操作部２をその最終位置まで更に回転させた状態が示されており、このとき、この外部の操作部２及び内部のキー５は、バネの力に抗して右方向に更に回転される。この結果、内部キー５は、そのカム６と共に爪部材８に当接してこの爪部材８を下方に押圧し、溝１０に係合する。爪部材８のこのような動作の間に、変圧器用の遮断器を操作するためのマイクロスイッチ２０が作動し、変圧器が確実にオフされる。

そして、図４に示すように、遮断されたこの最終位置において初めて、係止爪１３が係止溝１６から離脱し、駆動軸１７が解放される。これにより、手動操作が可能となる。すなわち、まず、駆動軸１７をこれに取り付けられた手動ハンドルによって操作することが可能となる。なお、この時点まで、切換スイッチは遮断されている。

図５には手動ハンドル操作開始時における装置が示されており、係止カム１２のその溝１４との係合が解除されている。手動ハンドルを回転させることでコントロールギヤによって溝１４も回転する。ここで、８回の手動ハンドルの回転が正確に溝１４の１回転に相当するようになっている。また、この手動操作が開始されると、溝１４によって係止カム１２の外面部に負荷がかかり、カム６がバネの力によって弾発的に溝１０から係合解除される。なお、この状態が図６に示されている。

ところで、爪部材８の駆動軸１７における係止溝１６への係合は、歯車１５及び溝１４は切換ごとに１回転のみしかしないため、７回転後に初めて可能となる。なお、この実施形態においては駆動軸１７を８回転としているが、他の回転数としてもよい。ギヤを適当に設定することで、いかなる場合でも１回の切換ごとに溝１４が正確に１回転することになる。

また、内部キー５は溝１０に係合しておらず、ロックピン７が係止部１１に当接している。この状態が図７に示されており、ロックピン７は係止部１１によって係止されている。

図８には完全に遮断された状態の装置が示されており、この状態においては、係止爪１３が係止されており、駆動軸１７が係止爪１３によってロックされている。上述のように、係止爪１３は再度係止溝１６に係合し、バネ１９によって爪部材８全体が回動する。なお、この状態においては、マイクロスイッチ２１によるキー解除信号はまだオン状態となっている。

図９にはロック状態にある装置が示されており、操作者により、外部キー２（図９では不図示）が部材３に当接するとともに南京錠４が挿入されるよう、この外部キー２がバネ１８による力に抗して手動で再び操作される。なお、南京錠４は、各構成要素をこの位置で固定するものとなっている。そして、キー解除の表示は、マイクロスイッチ２１によって解除される。

しかして、上記各図面（各状態）から、本発明による装置により様々な保護機能が一体化されることが分かる。また、南京錠４が解除されず、かつ、操作部２がバネ１８による力に抗して作動位置まで積極的に（故意に）回転されない限り、駆動軸１７のロック状態が維持される。さらに、各完全な切換（ここでは駆動軸１７の８回転に相当）のみ可能となっており、これは、係止カム１２と溝１４の協働（相互作用）によってなされるようになっている。

また、切換時に、操作者が８回転させないうちに回転操作をやめてしまうような場合には図５あるいは図６に示すような中間状態が生じ、この中間状態においては、変圧器用の遮断器がマイクロスイッチ２０によってオフされ、装置を遮断することができない。これは、内部キー５がロックされたままとなることに基づくものである。さらに、８回転して溝１４が完全に１回転すると爪部材８の係止カム１２が溝１４に再び係合するため、８回転より多く回転させることも不可能である。そして、爪部材８は回転軸９回りに回転するため、駆動軸１７も再度ロックされる。なお、このようなロックは、外部の操作部２を新たに積極的に操作しない限り解除されないようになっている。

図１０には本発明による手動操作部全体が示されており、ここでは、通常はケーシングの側方に設けられる手動ハンドル２２と、該手動ハンドル２２用の挿入口２３と、ケーシング上部に設けられつつ操作すべきタップ切換器へ延在する被駆動軸２４が示されている。さらに、タップ切換器におけるタップの実際の切換位置を示す位置表示器２５と、切換段階表示器２６と、カウント２７も示されている。ここで、切換段階表示器２６は、各切換において、１回転時（コントロールギヤの歯車１５における溝１４と同様）に実際の切換段階を表示するものである。そして、この切換段階表示器２６の指針が再びその初期位置へ至ると、切換が終了する。

１ 外部キー
２ 操作部
３ 部材
４ 南京錠
５ 内部キー
６ カム
７ ロックピン
８ 爪部材
９ 回転軸
１０ 溝
１１ 係止部
１２ 係止カム
１３ 係止爪
１４ 溝
１５ 歯車
１６ 係止溝
１７ 駆動軸
１８，１９ バネ
２０，２１ マイクロスイッチ
２２ 手動ハンドル
２３ 挿入口
２４ 被駆動軸
２５ 位置表示器
２６ 切換段階表示器
２７ カウント

Claims (7)

1. 変圧器におけるタップ切換器のステップ状かつ無負荷の操作のための手動操作部であって、
   各切換ごとに複数回手動で回転される駆動軸と、
   この回転を正確に歯車の１回転に減速させるコントロールギヤと、
   外部の回転可能な操作部によって手動で係合解除されない限り前記駆動軸における係止溝に係合する係止爪によって前記駆動軸がロックされるよう構成された係止ユニット
   を備えて成る前記手動操作部において、
   前記操作部（２）に連結された内部キー（５）を前記係止ユニットに設け、
   更に回転軸回りに回動可能な爪部材（８）を前記係止ユニットに設け、
   前記駆動軸（１７）における前記係止溝（１６）に係合する係止爪（１３）を前記爪部材（８）に設け、
   前記コントロールギヤの前記歯車（１５）における溝（１４）に係合する係止カム（１２）を前記爪部材（８）に設け、
   前記内部キー（５）を操作することによって、前記係止爪（１３）及び係止カム（１２）がそれぞれ前記係止溝（１６）及び前記溝（１４）から係合解除されるよう前記爪部材（８）がそのロック位置から回動して離脱するよう構成した
   ことを特徴とする手動操作部。
2. 前記内部キー（５）にカム（６）及びロックピン（７）を設けるとともに、前記爪部材（８）の一端に、前記カム（６）と係合する溝（１０）及び前記ロックピン（７）と係合する係止部（１１）を設けたことを特徴とする請求項１記載の手動操作部。
3. 前記係止爪（１３）を、前記爪部材（８）における前記溝（１０）とは反対側の端部に設けたことを特徴とする請求項２記載の手動操作部。
4. 前記内部キー（５）にバネ（１８）を連結し、該バネ（１８）による力に抗して前記内部キー（５）を係合解除位置へと押圧可能に構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の手動操作部。
5. 前記爪部材（８）にバネ（１９）を連結させたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の手動操作部。
6. 変圧器用の遮断器を操作するマイクロスイッチ（２０）を設け、該マイクロスイッチ（２０）を前記爪部材（８）のその係合解除動作によって操作可能に構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の手動操作部。
7. キー解除信号を電気的に送出するマイクロスイッチ（２１）を設け、該マイクロスイッチ（２１）を前記内部キー（５）で操作可能に構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の手動操作部。

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