JP2012043733A - 開閉器用操作装置およびその投入ばね力調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉装置用操作機構において、投入ばねのばね力を大掛かりな専用治具を用いることなく簡素な構成で安全に拘束し、投入ばね部を操作機構から取外すことなくスペーサを挿入することによりばね力調整が可能である。
【解決手段】投入ばね４の端面に配置したばね受け５の背面にばね受け支持体３を配置し、このばね受け支持体３にジャッキボルト用ねじ孔を貫通して設け、このねじ孔にジャッキ用ボルト１０をねじ込むことによりばね受け５および投入ばね４を押し下げてばね受け支持体３とばね受け５との間に隙間１６を作り、その隙間１６にばね力調整用スペーサ７を挿入し、ばね使用高さを変えることによりはね力を調整する。
【選択図】図１

Description

本実施形態は、変電所や開閉所等に設置される高電圧用開閉装置の電気回路を開閉する開閉器用操作装置およびその投入ばね力調整方法に関する。

一般に、変電所や開閉所等の電気所にはガス遮断器（ＧＣＢ）等の高電圧用開閉装置が設置されており、この高電圧用開閉装置の操作機構として、近年では、ガス遮断器の消弧室が小型化されたことに伴い、少ない操作力で電気回路の開閉を可能にしたばね操作機構が主流になっている。

高電圧開閉器用操作装置においては、電気的接点が高速度で開と閉の位置間を移動しなければならない。３相それぞれに操作装置を持つ各相操作形の開閉器では、各相間の閉極時間のばらつきが規格により規定されている。各相間の閉極時間のばらつきを規定値内に揃えるための調整方法の一つとして、投入ばねのばね力（投入ばね力）の初期設定値を調整する場合がある。この調整には投入ばね部を開閉器から取外して行うことが多い。

従来、開閉器用操作装置から投入ばね部を取り外すには、特殊な治具を用いて投入ばねをばね受けと共に圧縮・保持しておき、投入リンクに加わる投入ばね力を除去する必要がある。そして、投入リンクに加わる荷重が除去された状態で投入リンクをピンから取り外し、前述の特殊な治具で投入ばね力を放勢する。従来、投入ばね力を調整するためには、投入ばねの端部にスペーサ等を挟み込む方法がとられるため、挟み込むためには一旦ばね受けを開閉器用操作装置から取外す必要がある。

特開２００７−２９４３６３号公報

上述した従来の開閉器用操作装置において、投入ばね力を調整するためのスペーサは、一旦ばね受けを操作装置から取外し、投入ばねの端部に配置する必要があり、そのために調整作業時間が長くなるという問題点があった。さらに、ばね受けの取外しには特殊な治具を必要とし、大きな投入ばね力を保持するため強固な構造となり、設置スペースもある程度の広さが必要となり、狭い空間での調整作業が困難となる問題点があった。

本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、開閉器の開閉操作を行う開閉器用操作装置において、ばね受けを操作装置から取外すことなくばね力調整用のスペーサを着脱可能にした開閉器用操作装置およびその投入ばね力調整方法を提供することを目的とするものである。

本実施形態によれば、ばね操作機構のフレームの外側面に一端が接するように投入ばねを配置し、前記投入ばねの他端と接するようにばね受けを配置し、当該ばね受けをクランク機構を介してカム軸に連結し、前記投入ばねにより前記クランク機構を介してカム軸を回動させ、開閉器の可動接点を投入位置に駆動して電気回路を開閉するようにした開閉器用操作装置において、前記ばね受け支持体にジャッキ用ねじ孔および前記クランク機構と連結する軸部を備え、さらに、前記ばね受け支持体と前記ばね受けとを固定ボルト、ナットにより機械的固定する。前記固定ボルト、ナットの締結状態を緩めた状態で前記ジャッキ用ねじ孔にジャッキ用ボルトをねじ込むことにより前記ばね受けと前記ばね受け支持体との間に隙間を生じさせ、この隙間にばね圧調整スペーサを着脱可能にする。

実施形態１による開閉器用操作装置の一部を示す正面図。 図１で示した開閉器用操作装置をII−II線に沿って切断した側面図。 図１で示した開閉器用操作装置の投入ばね収容体の斜視図。 図２で示した開閉器用操作装置を矢視IV方向に見た平面図。 図２で示した開閉器用操作装置にばね力調整治具を取付けた状態を示す部分断面図。 ばね力調整スペーサの平面図。 実施形態２による開閉器用操作装置にばね力調整治具を取付けた状態を示す部分断面図。 図７で示した開閉器用操作装置を矢視VIII方向に見た平面図。

以下、本発明による開閉器用操作装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
［実施形態１］
図１乃至図６を用いて本実施形態１に係る開閉器用操作装置について説明する。

（構成）
本実施形態１に係る開閉器用操作装置特有の構成を説明する前に、まず、開閉器用操作装置として一般的な構成から説明する。ただし、開閉器用操作装置に通常備えられている遮断ばね部３０や、キャッチ装置部および蓄勢機構部等の各部品は本実施形態とは直接関連がないので簡略化して図示するとか、図示を省略している。

１は、ばね操作機構を構成する各部品を収納したフレーム（筐体）であり、複数個所（図示左側の２箇所）をばね操作機構支え１ａによって図示しないガス遮断器のタンク端面等に固定されるようになっている。このフレーム１は内部にカム軸１１を回転可能に配置しており、そのカム軸１１の中間部にカム１２を固定し、また、フレーム１から外部に突出した軸端部にはクランクレバー１３の一端を固定している。

さらに、このクランクレバー１３の他端部には、クランクレバーピン１４により投入リンク１５の一端部を回転自在に枢着し、この投入リンク１５の他端部には投入ばね４の一端に設けられたばね受け５を固定するばね受け支持体３の軸部３Ｓが枢着されるようになっている。

このように構成された開閉器用操作装置では、遮断器の投入指令に基づいて前記投入ばね４のばね力が放勢され、ばね受け５、ばね受け支持体３および前記クランクレバー１３を介してカム軸１１が回動され、開閉器の可動接点が投入位置に駆動されて電気回路を開閉する。

ところで、本実施形態１では、前記フレーム１の外側面の図示上部面１ｂを投入ばね部のばね取付け面とし、このばね取付け面１ｂ上に、平面形状がコ字状に形成された一対のばね収納体２を、その開口部が向き合うようにして配置して溶接により固定する。しかも、この一対のばね収納体２は、側面部に上端面からばね取付け面１ｂである下端面に向かって伸びる案内溝２ａをそれぞれ形成しており、この案内溝２ａ内をばね受け支持体３の軸部３Ｓが上下方向に摺動可能になっている。

そして、これら一対のコ字状ばね収納体２で囲まれた直方体状の空間部にコイル状に形成された投入ばね４を一対並置して収納し、さらに、当該投入ばね４の上部にばね受け５を配置する。これにより、投入ばね４の図示下側の端面は、前記フレーム１のばね取付け面１ｂに当接し、一方、図示上側の端面はばね受け５の下側面に当接するようになる。

前記ばね受け５は、並置した一対の投入ばね４の幅および投入ばね４の外径よりも長さおよび幅とも若干大きい長方形の板状に形成されており、しかも、各投入ばね４が当接する下側面の２箇所に、当該投入ばね４の内径よりも外径を若干小さくした一対の円板状の位置決めスペーサ６を当接するようにしている。そして、ばね受け５のばね当接面の背後面、すなわちばね当接面と反対側である図示上側面には、必要によりばね力調整用スペーサ７を介して前記ばね受け支持体３が当接するように配置している。

上記のように位置決めスペーサ６、ばね受け５、ばね力調整用スペーサ７およびばね受け支持体３の４つの部品（部材）を下から順に積み上げた状態で、個々の投入ばね４の左右２箇所に下から固定用ボルト（以下、固定ボルトという）８をねじ込み、ばね受け支持体３から突出した先端部にナット９をねじ結合させて前記４つの部品を一体的に固定する。この実施形態１では投入ばね４を２個並置しているので、固定ボルト８およびナット９のセット数は合計４つである。この状態を開閉器用操作装置の上部から見ると、図４で示すとおりになる。

なお、投入ばね４に当接するばね受け５には固定ボルト８とねじ結合するねじ孔が加工されているが、位置決めスペーサ６およびばね受け支持体３には、ねじ孔を加工せずに、ねじ孔よりも若干大きい貫通孔を開けている。したがって、図５のようにナット９を固定ボルト８から取り外した状態では、ばね受け支持体３と固定ボルト８とのねじ締結状態は解かれるため、ばね受け支持体３とばね受け５との間の結合状態も解除されるが、ばね受け５には下から投入ばね４のばね力が作用しており、このばね力によってばね受け５をばね受け支持体３側に押圧するので、ばね力調整用スペーサ７は、ばね受け支持体３とばね受け５との間に挟持された状態を維持し、脱落することはない。

また、ナット９を固定ボルト８から取り外しても、ばね受け５と固定ボルト８とはねじ結合しているので、ばね受け５と固定ボルト８との間に挟持された位置決めスペーサ６も固定ボルト８の頭部とばね受け５との間に依然として挟持され、脱落することはない。

ところで、前記ばね受け支持体３は次のようにして製作されている。
すなわち、まず大径の丸棒鋼材を用意し、その周面を軸中心線から等距離でかつ平行な二面で半月状に切除して平坦面を２面形成する。そして、軸方向の両端部に切削等で小径の軸部３Ｓを形成する。さらに、前記平坦面の前記一対の投入ばね４の軸中心線と合致する位置にそれぞれねじ孔３Ｈを貫通加工する。ばね受け支持体３はこのような形状に形成されている。

２個のねじ孔３Ｈには、それぞればね力調整治具の一部品であるジャッキ用ボルト（ねじジャッキともよばれている。以下、ジャッキボルトという）１０をそれぞれねじ込むことができるようにしている。このジャッキボルトの先端部１０ａには、低トルクでねじ込むことができるように、丁度、ボールペンにおけるボールのように鋼球を回転自在に嵌着している。

前記ばね力調整用スペーサ７は、固定ボルト８やジャッキボルト１０を装着した状態でも着脱を可能とするために、図６に示すように固定ボルト８およびジャッキボルト１０が挿通する３箇所の位置に切り込み溝７ａを有する櫛形に形成されている。

（作用）
以上のように構成された本実施形態１の開閉器用操作装置において、ばね力調整用スペーサ７をばね受け５とばね受け支持体３間に着脱する方法について図５を参照して説明する。

図５は開閉用操作装置の動作停止状態を示しており、固定ボルト８およびジャッキボルト１０の取り付け状態が分かりやすいようにばね受け支持体３の一部を断面にし、さらに図１で示したナット９を固定ボルト８から取り外し、ばね受け支持体３のねじ孔３Ｈにジャッキボルト１０をねじ込んだ状態を示している。

固定ボルト８は、ばね受け５にねじ結合しているため、脱落することは無い。ジャッキボルト１０は、その先端部１０ａに鋼球を回転自在に嵌着しているので、ジャッキボルト１０をばね受け支持体３内に低トルクでねじ込むことができる。ジャッキボルト１０をねじ込んでいくと、その先端部１０ａはばね受け支持体３を貫通してばね受け５に当接する。さらにジャッキボルト１０をねじ込むことにより、ばね受け５が押圧されて次第に図示下方向に押し下げられて投入ばね４を圧縮する。この過程でばね受け支持体３とばね受け５との間に隙間１６が生じる。この隙間１６に櫛形の圧力調整スペーサ７を挿入したり、逆に既に挿入されてある圧力調整スペーサ７を外部に取り出すことができるようになっている。圧力調整スペーサ７は着脱作業を容易にするために、可撓性を有する薄い鋼板で製作されており、枚数を調整することによって所望の厚みが得られるようになっている。

なお、圧力調整スペーサ７には前述したように固定ボルト８やジャッキボルト１０が装着されている状態で着脱できるように切り込み溝７ａを設けており、ばね受け支持体３とばね受け５との間に深く挿入することができ安定的に支持することができるようになっている。

そして、ばね受け支持体３とばね受け５との間に圧力調整スペーサ７を挿入した後、ジャッキボルト１０を戻すと、投入ばね３によりばね受け５は圧力調整スペーサ７を介してばね受け支持体３に密着する。その後ナット９を固定ボルト８にねじ込むことにより、ばね受け支持体３と圧力調整スペーサ７とばね受け５とは、元の一体的に固定された状態になる。この結果、圧力調整スペーサ７の厚さ分だけ投入ばね２の使用高さ（ばね受け５からフレーム１の取り付け面１ｂ迄の距離）が圧縮され、投入ばね力を調整することができる。

（効果）
以上述べたように、本実施形態１によれば、数多くの部品が組み込まれた狭い開閉器操作機構の空間部で投入ばねのばね力を大掛かりな専用の治具を使用することなく、ジャッキボルト１０等からなる簡易な投入ばね力調整手段で、投入ばね２のばね力を調整することができ、作業時間の短縮に寄与することができる。

また、ジャッキボルト１０の先端部１０ａに鋼球を設けたことにより、ばね受け５にジャッキボルト１０の先端部１０ａが当接することよる傷を低減することができ、ジャッキボルト１０の先端部１０ａとばね受け５との摩擦が低減するため、締め付けに要するトルクを低下させることができる。

また、投入ばね４のずれ防止のための位置決めスペーサ６の固定を、前記ばね受け５とばね受け支持体３とを締結する固定ボルト８で共用するようにしたので、位置決めスペーサ６専用の締結部品を省略することができる。

［実施形態２］
次に、本実施形態２に係る開閉器用操作装置について、図７と図８を参照して説明する。図７は開閉器用操作装置の一部を示す部分断面図であり、図５の上部位置に対応する。図８は図７の矢視VIII方向の平面図であり、ばね受け支持体３の一部を説明のため切除した図である。なお前述の実施形態１と同一または類似の部分には共通の符号を付し、重複する説明は省略する。

（構成）
本実施形態２では、前述の実施形態１で示した固定ボルト８の代わりに、ねじ部以外の部分、例えば頭部、頸部（頭部とねじ部との間の軸部）の軸横断面が多角形例えば四角形に形成された角根ボルト８１を使用する。この角根ボルト８１は、ボルトの頸部をばね受け５に形成された矩形孔５ａに嵌着することによって回り止めが行なわれ、しかも、そのボルト頭部８１ａは位置決めスペーサ６１に設けた窪み（凹部）６１ａに収容される。このため、ボルト頭部８１ａは位置決めスペーサ６１で覆い隠される。なお、６２は位置決めスペーサ６１をばね受け５に固定するためのボルトである。

（作用、効果）
以上のように構成した本実施形態２でも実施形態１と同様な作用効果を得ることができることは勿論である。さらに、本実施形態２によれば、固定ボルト８の代わりに角根ボルト８１を使用してばね受け５の矩形孔５ａで回転を拘束するようにしたので、ナット９を締め付ける際、角根ボルト８１が回転することが無く、適切なトルクで締め付けることができる。更に、位置決めスペーサ６１で角根ボルト８１のボルト頭部８１ａを覆うことで、ナット９を外した状態でも角根ボルト８１がばね受け５から脱落することが無くなり、投入ばね４のばね力調整作業を容易に行うことができる。

［他の実施形態］
（１）以上説明した実施形態１では、ばね受け５とばね位置決め用のスペーサ６とを別々の部材として構成したが、１つの部材から例えば削り加工によって一体に形成してもよい。

（２）以上説明した実施形態１では、ジャッキボルト１０の先端部１０ａに硬球を嵌着するようにしたが、硬球を嵌着する代わりにジャッキボルト１０の先端部１０ａをまるめ加工したあと、焼き入れして硬度を高めるようにしてもよい。

（３）以上説明した実施形態１および２では、図１、図７のように開閉器用操作装置を縦位置に配置したが、横位置（図１の状態を時計周りに９０度回転した位置）にしても良い。

（４）以上説明した実施形態１および２では、投入ばね４を一対並置する構成としたが、１個の投入ばねで期待するばね力を発揮できる場合は、投入ばね４を１個に減らしてもよい。

（５）以上説明した実施形態２では、多角形のボルトとして角根ボルト８１を使用したが、四角形に限定されることなく、ねじ部以外の頭部および頸部の投影面が六角形でもよく、また楕円形等の非円形ボルトであってもよい。要は、ナット９を締めていったとき、ボルト８１が回らなければよく、頸部の形状を四角形のボルトに限定する必要はない。

１…開閉器用操作装置のフレーム、１ａ…ばね操作機構支え、１ｂ…投入ばね取り付け面、２…投入ばね収容部、３…ばね受け支持体、３Ｓ…軸部、３Ｈ…ジャッキ用ねじ孔、４…投入ばね、５…ばね受け、５ａ…矩形穴、６…位置決めスペーサ、７…ばね力調整スペーサ、７ａ…切り込み溝、８…固定ボルト、９…ナット、１０…ジャッキ用ボルト（ねじジャッキ）、１０ａ…ボルト先端部、１１…カム軸、１２…カム、１３…クランクレバー、１４…クランクレバーピン、１５…投入リンク、１６…隙間、６１…位置決めスペーサ、６１ａ…窪み（凹部）、６２…ボルト、８１…角根ボルト（非円形または多角形ボルト）、８１ａ…ボルト頭部。

Claims (6)

1. ばね操作機構のフレームの外側面に一端が当接するように投入ばねを配置し、前記投入ばねの他端と当接するようにばね受けを配置し、当該ばね受けをクランク機構を介してカム軸に連結し、前記投入ばねにより前記クランク機構を介してカム軸を回動させ、開閉器の可動接点を投入位置に駆動して電気回路を開閉するようにした開閉器用操作装置において、
   前記ばね受けの背後に、ジャッキ用ねじ孔および前記クランク機構と連結する軸部を有するばね受け支持体を配置するとともに、固定用ボルトおよびナットのねじ結合により前記ばね受けを前記ばね受け支持体に固定し、前記固定用ボルトおよびナットのねじ結合を緩めた状態で前記ジャッキ用ボルトの先端部が前記ジャッキ用ねじ孔を貫通するようにねじ込んで前記ばね受け支持体と前記ばね受けとの間にばね圧調整スペーサを装着したことを特徴とする開閉器用操作装置。
2. 前記ばね受けにねじ孔を貫通して設けるとともに、投入ばね当接面側に位置決めスペーサを配置し、当該位置決めスペーサを前記ばね受けとのねじ結合により固定したことを特徴とする請求項１に記載の開閉器用操作装置。
3. 前記固定用ボルトは、頸部の軸横断面が非円形または多角形に形成され、前記ばね受けに設けられた非円形または多角形の穴に嵌着され、前記位置決めスペーサに設けた窪みにより前記固定用ボルトの頭部を覆い隠すことを特徴とする請求項１に記載の開閉器用操作装置。
4. 前記ばね圧調整スペーサは、前記固定用ボルトおよびジャッキ用ボルトが挿通する切り込み溝を設けたことを特徴とする請求項１に記載の開閉器用操作装置。
5. 前記ジャッキ用ボルトの先端部に回転自在に鋼球を設けたことを特徴とする請求項１に記載の開閉器用操作装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の開閉器用操作装置において、前記ナットを緩めた状態で前記ジャッキ用ボルトを前記ジャッキ用ねじ孔にねじ込んで先端部を貫通させ、当該ジャッキ用ボルトの先端部で前記ばね受けを押圧することにより、前記ばね受けと前記ばね受け支持体との間に隙間を形成し、当該隙間に所望の厚みを有する前記ばね圧調整スペーサを装着することにより前記投入ばねの使用高さを変化させ、ばね力を調整することを特徴とする開閉器用操作装置の投入ばね力調整方法。

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