JP2012109116A - 開閉器の状態検知装置および状態検知装置の取付方法 - Google Patents

開閉器の状態検知装置および状態検知装置の取付方法 Download PDF

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Abstract

【課題】開閉器を分解することなく、容易に取り付け、取り外しできる。
【解決手段】この開閉器の状態検知装置は、開閉器の主軸を支持する支持部に着脱可能に固定される第1の固定部材と、前記第1の固定部材の外面に配設される抵抗体と、前記抵抗体上に延びる腕部を備え、前記主軸に着脱可能に固定される第2の固定部材と、前記第2の固定部材の腕部に、前記抵抗体と接触して摺動可能に取り付けられる接触子と、前記抵抗体と前記接触子に電気的に接続され、前記主軸の駆動に対応する前記抵抗体の抵抗値の変化を測定して前記接点の動作状態を検知する検知部と、を具備することを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、開閉器の接点の動作状態を検知する開閉器の状態検知装置および状態検知装置の取付方法に関する。
一般的に、開閉器の接点は、開閉器本体内の絶縁ガス中に設けられており、この開閉器本体内から外部の気中側に露出する開閉器の主軸を、回転制御部が正逆方向に所定角度、回転制御することにより、接点を開または閉の状態にしている。このような開閉器では、主軸の端面に測定手段であるロータリーエンコーダーを取り付けて主軸の回転角を測定する測定装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特開平9−147655号公報
しかしながら、上記した先行技術には、開閉器を分解して、接点の動作状態を測定するための測定装置を取り付けているため、開閉器の分解、組み立てに係る専門知識を持たないユーザでは、容易に測定装置を取り付けたり、取り外したりすることができない。また、開閉器を分解し、その後に組み立てると、工場での組立精度と異なることがあり、この組立精度が異なった場合には、開閉器の測定精度に誤差が生じ、正確な接点の動作状態を把握できなくなる。
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、開閉器を分解することなく、容易に取り付け、取り外しできる開閉器の状態検知装置および状態検知装置の取付方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために本発明の開閉器の状態検知装置は、開閉器本体の内部から露出するとともに、前記開閉器本体の内部に設けられた接点の動作状態を変化させる主軸と、前記開閉器本体に突出して設けられ、前記主軸を支持する支持部と、前記主軸を駆動制御する駆動制御部と、を有する開閉器の前記接点の動作状態を検知する開閉器の状態検知装置にて、前記支持部に着脱可能に固定される第1の固定部材と、前記第1の固定部材の外面に配設される抵抗体と、前記抵抗体上に延びる腕部を備え、前記主軸に着脱可能に固定される第2の固定部材と、前記第2の固定部材の腕部に、前記抵抗体と接触して摺動可能に取り付けられる接触子と、前記抵抗体と前記接触子に電気的に接続され、前記主軸の駆動に対応する前記抵抗体の抵抗値の変化を測定して前記接点の動作状態を検知する検知部と、を具備することを特徴とする。
本発明の開閉器の状態検知装置は、開閉器本体の内部から露出するとともに、前記開閉器本体の内部に設けられた接点の動作状態を変化させる主軸と、前記開閉器本体に突出して設けられ、前記主軸を支持する支持部と、前記主軸を駆動制御する駆動制御部と、を有する開閉器の前記接点の動作状態を検知する開閉器の状態検知装置にて、前記主軸に着脱可能に固定される第1の固定部材と、前記第1の固定部材の外面に配設される抵抗体と、前記抵抗体上に延びる腕部を備え、前記支持部に着脱可能に固定される第2の固定部材と、前記第2の固定部材の腕部に、前記抵抗体と接触して摺動可能に取り付けられる接触子と、前記抵抗体と前記接触子に電気的に接続され、前記主軸の駆動に対応する前記抵抗体の抵抗値の変化を測定して前記接点の動作状態を検知する検知部と、を具備することを特徴とする。
本発明の状態検知装置の取付方法は、開閉器本体の内部から露出するとともに、前記開閉器本体の内部に設けられた接点の動作状態を変化させる主軸と、前記開閉器本体に突出して設けられ、前記主軸を支持する支持部と、前記主軸を駆動制御する駆動制御部と、を有する開閉器に、前記接点の動作状態を検知する状態検知装置を取り付ける状態検知装置の取付方法にて、前記支持部に、前記状態検知装置の第1の固定部材を着脱可能に固定し、かつ前記第1の固定部材の固定によって、前記第1の固定部材の外面に配設された抵抗体を、前記支持部の外面に固定するステップと、前記主軸に、前記状態検知装置の前記抵抗体上に延びる腕部を備えた第2の固定部材を着脱可能に固定させるとともに、前記第2の固定部材の腕部に取り付けられた接触子を、前記抵抗体に摺動可能に接触させるステップと、を含むことを特徴とする。
本発明の状態検知装置の取付方法は、開閉器本体の内部から露出するとともに、前記開閉器本体の内部に設けられた接点の動作状態を変化させる主軸と、前記開閉器本体に突出して設けられ、前記主軸を支持する支持部と、前記主軸を駆動制御する駆動制御部と、を有する開閉器に、前記接点の動作状態を検知する状態検知装置を取り付ける状態検知装置の取付方法にて、前記主軸に、前記状態検知装置の第1の固定部材を着脱可能に固定し、かつ前記第1の固定部材の固定によって、前記第1の固定部材の外面に配設された抵抗体を、前記主軸の外面に固定するステップと、前記支持部に、前記状態検知装置の前記抵抗体上に延びる腕部を備えた第2の固定部材を着脱可能に固定させるとともに、前記第2の固定部材の腕部に取り付けられた接触子を、前記抵抗体に摺動可能に接触させるステップと、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、開閉器を分解することなく、状態検知装置を容易に取り付け、取り外しできる。
本発明の一実施形態の状態検知装置を開閉器に取り付けた状態を示す側面図である。 図1に示した状態検知装置の構成を示す正面図である。 図1に示した状態検知装置の構成を示す側面図である。 図1に示した接触子の構成を示す断面図である。 状態検知装置の電気回路を示す回路図である。 本発明の実施形態2の状態検知装置を開閉器に取り付けた状態を示す側面図である。
(実施形態1)
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態の状態検知装置8を開閉器1に取り付けた状態を示す側面図である。
図1に示すように、開閉器1は、内部にガスが充填された開閉器本体2と、開閉器本体2内から外部に露出する主軸3と、主軸3を支持するフランジ4と、主軸3を回転制御する回転制御部5と、を備える。
フランジ4は、開閉器本体2から突出し、開閉器本体2内部に電気絶縁性の高いガス、たとえばアルゴンガスや六フッ化硫黄ガスなどの封止を可能にするシールフランジからなる。
開閉器1の回転制御部5は、開閉器1から露出した主軸3を保持し、この主軸3の回転角を制御することによって、開閉器本体2の内部に設けられた図示しない接点の動作状態を開または閉の状態に変化させて、接点の切り替えを行っている。
図2は、図1に示した状態検知装置8の構成を示す正面図である。図3は、図1に示した状態検知装置8の構成を示す側面図である。
図2、図3に示すように、状態検知装置8は、開閉器1のフランジ4に着脱可能に固定される取付部10と、開閉器1の主軸3を着脱可能に挟持する取付部20とを備える。
取付部10は、突出したフランジ4の形状に合わせて形成された固定リング11(第1の固定部材)と、固定リング11に配設される抵抗体12と、固定リング11と一体的に構成され、この固定リング11をフランジ4に着脱可能に固定させる固定バンド13とを備える。
固定リング11は、電気絶縁性の高いMCナイロンなどからなり、フランジ4の外周面の形状に対応し、主軸3と同軸の半円筒状の周面を有する。固定リング11は、主軸3と同軸の円筒状周面を有する。なお、この固定リング11は、予めフランジ4の外周面の形状に対応させて加工してもよいし、絶縁性の高いフレキシブルな材料、たとえば合成樹脂などで形成してもよい。このフレキシブルな材料で形成した場合は、後からユーザが固定リング11をフランジ4の外周面の形状にあわせて湾曲させることで、このフランジ4の外周面の形状に対応した周面を形成することができるので、汎用性が高くなる。
抵抗体12は、固定リング11の円筒状周面(外周面)に沿って配設される可変抵抗である。この抵抗体12は、後述する接触子27とともに電気回路を構成し、抵抗体12の両端には電線14がそれぞれ接続されている。
固定バンド13は、端部を有する有端バンドからなる。固定バンド13の一端13a側には、長手方向に複数の孔15が形成されている。また、固定バンド13の他端13b側には、これら孔15に係合する係止部材16が固着されている。この係止部材16は、例えばフック形状の部材などからなる。ユーザは、固定されるフランジ4の外径に応じて、係止位置となる孔15を選択して係止位置の調整を行い、選択した孔15に係止部材16を係合させる。これにより、固定バンド13は、フランジ4の形状に合わせて最適な係止位置で両端が係止され、固定リング11をフランジ4の外周面に固定することができる。
取付部20は、開閉器1の主軸3を着脱可能に挟持し、この主軸と連動する固定ブロック21,22(第2の固定部材)と、固定ブロック21に接続され、抵抗体12に摺動可能に接触する接触子27とを備える。
固定ブロック21は、五角形状に形成され、固定ブロック22は、四角形状に形成されており、この固定ブロック21と22は、ボルト25によって係合している。この固定ブロック21,22は、絶縁性の硬質材料、例えばベークライトやグラスファイバなどから形成される。固定ブロック21の底面と固定ブロック22の上面には、互いに長さが等しく、かつ対向する半円形状の窪み部21a,22aを有する。
この窪み部21a,22aは、固定ブロック21,22同士が係合したときに円を形作り、主軸3を挟持可能とする。この窪み部21a,22aの内周面には、クッション部材23が主軸3の軸芯を中心にして対称的に複数配設されている。クッション部材23は、それぞれの弾性率が等しく、固定ブロック21,22の係合時に、窪み部21a,22aの中心が主軸3の中心になるように調芯する機能を有する。
これにより、固定ブロック21,22は、着脱可能に主軸3を挟持し、この主軸3に連動して回転する。なお、固定ブロック21,22を、ボルト25で係合させたが、これに限らず、たとえばスーツケースの蓋部の留め具のようなものを用いて、ワンタッチで固定ブロック21,22を係合させることも可能である。
固定ブロック21には、抵抗体12に延びるアーム24が取り付けられている。アーム24は、一端側が固定ブロック21に取り付けられて鉛直方向に伸長する。他端側は、開閉器本体2側に逆L字状に折曲され、その先端には抵抗体12と摺接する接触子27が取り付けられている。この接触子27は、電線26と電気的に接続されている。
図4は、図1に示した接触子27の構成を示す断面図である。
接触子27は、円筒形状の筒部27a、筒部27a内に設けられた弾性体27bおよび電極端子27cを備える。
筒部27aは、アーム24の先端部を上下に貫通して、この先端部に固定可能に取り付けられている。
弾性体27bは、筒部27a内に設けられ、電極端子27cを抵抗体12に押圧して接触させる。
電極端子27cは、一端が弾性体27bに接触子、他端が弾性体27bの押圧により抵抗体12に接触して電気的に接続される。接触端子27cは、主軸3の回転に伴って、抵抗体12に常時接触した状態で摺動するので、後述する電気回路の電圧を変化させることができる。
図5は、状態検知装置8の電気回路を示す回路図である。
図5に示すように、状態検知装置8の電気回路は、2つの電源Eと、この電源Eと直列接続される抵抗体12とから閉回路を構成する。
状態検知装置8は、検知部28を備えており、検知部28は、2つの電源Eの中間点(接続点)と抵抗体12間の電圧を検知している。この電圧は、主軸3の回転に伴って抵抗体12上を摺動する接触子27によって変化するので、検知部28はこの変化する電圧値に基づいて主軸3の回転角を検知することができる。
検知部28は検知した主軸3の回転角を開閉器1の回転制御部5に出力しており、回転制御部5はこの回転角によって接点の動作状態を認識することができる。
次に、この状態検知装置8の取り付け方法について説明する。
まず、この状態検知装置8を開閉器1に取り付ける場合は、開閉器1のニュートラル状態(回転角度0の状態)で、取付部10の固定リング11を、固定バンド13によって、主軸3を支持するフランジ4の外周面に取り付けて、抵抗体12をこのフランジ4の外周面上に固定する。
次に、取付部20の接触子27を抵抗体12に接触させるとともに、取付部20の固定ブロック21,22によって、露出している主軸3を挟持して、取付部20を主軸3にネジ止め固定する。
そして、開閉器1が可動されると、検知部28が主軸3の回転角度を検知し、この検知した主軸3の回転角度を開閉器1の回転制御部5に出力する。
このように、この実施形態では、状態検知装置8の取付部10を、突出するフランジ4に取り付けて固定するとともに、状態検知装置8の取付部20を、露出する主軸3に取り付けて固定するので、開閉器1を分解することなく、状態検知装置8を容易に取り付け、取り外しできる。この結果、状態検知装置8を必要に応じて開閉器1に取り付けることができる。
また、この実施形態では、状態検知装置8を取付部10と取付部20に分けて構成するとともに、取付部10および取付部20を着脱可能に開閉器1に取り付ける。この結果、故障などに対するメンテナンスが容易になるとともに、故障した一方の取付部のみを交換することができ、交換時のコスト低減を図ることができる。
なお、この実施形態では、取付部10を開閉器1のフランジ4に固定し、取付部20を主軸3に固定したが、これに限らず、取付部10を主軸3に固定し、取付部20をフランジ4に固定してもよい。このような構成をとるのは、たとえば主軸3の径が太い場合、または後述する実施形態2の場合などに特に有効である。
(実施形態2)
図6は、本発明の実施形態2の状態検知装置8を開閉器1に取り付けた状態を示す側面図である。
図6に示すように、この開閉器1では、移動制御部6が、主軸3を長手方向(紙面の左右方向)に所定長さ、移動制御することにより、接点を開または閉の動作状態にしている。
このような開閉器1では、状態検知装置8の取付部10が主軸3に固定され、取付部20がフランジ4に固定されており、取付部20の構成は実施形態1と同様である。
これに対して、取付部10では、固定リング11に代えて、固定棒体17を用いる。この固定棒体17は、露出する主軸3の長手方向に沿って配設される外面を有し、この主軸3に固定される。なお、固定棒体17は、フランジ4の外周面の形状にあわせて弓形状に湾曲させてもよい。また、固定棒体17を絶縁性の高いフレキジブルな材料、たとえば樹脂などで形成してもよい。
抵抗体12は、固定棒体17の外面の長手方向(紙面の左右方向)に沿って配設される可変抵抗である。この抵抗体12は、抵抗体12の両端には電線14がそれぞれ接続されている。
固定バンド13は、固定棒体17と一体的に構成され、この固定棒体17を主軸3に着脱可能に固定される。なお、この固定バンド13の構成は、実施形態1と同様である。また、固定バンド13は、主軸3への固定棒体17の固定をより強力にするため、複数本設けてもよい。
この状態検知装置8の電気回路は、図5と同様である。
検知部28は、2つの電源Eの中間点(接続点)と抵抗体12間の電圧を検知している。この電圧は、主軸3の移動に伴って抵抗体12上を摺動する接触子27によって変化するので、検知部28はこの変化する電圧値に基づいて主軸3の移動距離を検知することができる。
この状態検知装置8を開閉器1に取り付ける場合は、開閉器1のニュートラル状態で、取付部10の固定リング11を、固定バンド13によって、主軸3の外周面に取り付けて、抵抗体12をこの主軸3の外周面上に固定する。
次に、取付部20の接触子27を抵抗体12に接触させるとともに、取付部20の固定ブロック21,22によって、突出しているフランジ4を挟持して、取付部20をフランジ4にネジ止め固定する。
そして、開閉器1が可動されると、検知部28が主軸3の移動距離を検知し、この検知した主軸3の移動距離を開閉器1の回転制御部5に出力する。
このように、この実施形態では、状態検知装置8の取付部10を、露出する主軸3に取り付けて固定するとともに、状態検知装置8の取付部20を、突出するフランジ4に取り付けて固定する。この結果、実施形態1と同様に、開閉器1を分解することなく、状態検知装置8を容易に取り付け、取り外しできるとともに、主軸3の長手方向の移動によって、接点の動作状態を変化させる開閉器1にも応用が可能となる。
なお、この実施形態では、取付部10の固定棒体17を主軸3に取り付けたが、これに限らず、この固定棒体17をフランジ4の周方向と直交する方向(紙面の左右方向)に取り付けて、取付部20を主軸3に取り付けることも可能である。この場合も、実施形態2と同様の効果を奏することができる。
なお、本願発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形してもよい。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、種々の発明を構成できる。例えば実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
1…開閉器、2…開閉器本体、3…主軸、4…フランジ、5…回転制御部、6…移動制御部、8…状態検知装置、10…取付部、11…固定リング、12…抵抗体、13…固定バンド、14…電線、15…孔、16…係止部材、17…固定棒体、20…取付部、21,22…固定ブロック、21a,22a…窪み部、23…クッション部材、24…アーム、25…ボルト、26…電線、27…接触子、27a…筒部、27b…弾性体、27c…電極端子、28…検知部。

Claims (12)

  1. 開閉器本体の内部から露出するとともに、前記開閉器本体の内部に設けられた接点の動作状態を変化させる主軸と、前記開閉器本体に突出して設けられ、前記主軸を支持する支持部と、前記主軸を駆動制御する駆動制御部と、を有する開閉器の前記接点の動作状態を検知する開閉器の状態検知装置にて、
    前記支持部に着脱可能に固定される第1の固定部材と、
    前記第1の固定部材の外面に配設される抵抗体と、
    前記抵抗体上に延びる腕部を備え、前記主軸に着脱可能に固定される第2の固定部材と、
    前記第2の固定部材の腕部に、前記抵抗体と接触して摺動可能に取り付けられる接触子と、
    前記抵抗体と前記接触子に電気的に接続され、前記主軸の駆動に対応する前記抵抗体の抵抗値の変化を測定して前記接点の動作状態を検知する検知部と、
    を具備することを特徴とする開閉器の状態検知装置。
  2. 開閉器本体の内部から露出するとともに、前記開閉器本体の内部に設けられた接点の動作状態を変化させる主軸と、前記開閉器本体に突出して設けられ、前記主軸を支持する支持部と、前記主軸を駆動制御する駆動制御部と、を有する開閉器の前記接点の動作状態を検知する開閉器の状態検知装置にて、
    前記主軸に着脱可能に固定される第1の固定部材と、
    前記第1の固定部材の外面に配設される抵抗体と、
    前記抵抗体上に延びる腕部を備え、前記支持部に着脱可能に固定される第2の固定部材と、
    前記第2の固定部材の腕部に、前記抵抗体と接触して摺動可能に取り付けられる接触子と、
    前記抵抗体と前記接触子に電気的に接続され、前記主軸の駆動に対応する前記抵抗体の抵抗値の変化を測定して前記接点の動作状態を検知する検知部と、
    を具備することを特徴とする開閉器の状態検知装置。
  3. 前記主軸が、所定角度の回転により、前記接点の動作状態を変化させ、
    前記第1の固定部材は、前記主軸と同軸の円筒状周面を有し、
    前記抵抗体は、前記第1の固定部材の円筒状周面に沿って配設され、
    前記駆動制御部は、前記検知部によって検知された前記接点の動作状態に基づいて、前記主軸を回転制御する
    ことを特徴とする請求項1または2記載の開閉器の状態検知装置。
  4. 前記主軸が、長手方向の所定長さの移動により、前記接点の動作状態を変化させ、
    第1の固定部材は、前記主軸の長手方向に沿って配設される外面を有し、
    前記抵抗体は、前記第1の固定部材の外面に沿って配設され、
    前記駆動制御部は、前記検知部によって検知された接点の動作状態に基づいて、前記主軸を移動制御する
    ことを特徴とする請求項1または2記載の開閉器の状態検知装置。
  5. 前記接触子は、
    前記抵抗体に電気的に接触する電極端子と、
    前記電極端子を前記抵抗体に押圧する弾性体と、
    前記電極端子と前記弾性体を収容する収容部と、
    を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の開閉器の状態検知装置。
  6. 前記第1の固定部材は、
    前記支持部の形状に対応させて変形可能な変形部材と、
    前記変形部材を前記支持部に着脱可能に固定させる固定バンドと、
    を有することを特徴とする請求項1または3記載の開閉器の状態検知装置。
  7. 前記固定バンドの一端側には、長手方向に複数の孔が形成され、また前記有端バンドの他端側には、前記孔と係合し、前記有端バンドの一端側に他端側を係止させる係止部材が配設される
    ことを特徴とする請求項6記載の開閉器の状態検知装置。
  8. 前記第2の固定部材は、
    前記主軸を挟持するための対向する窪み部を有する第1挟持部材および第2挟持部材と、
    前記窪み部の内周面に所定間隔で設けられ、前記主軸と当接する当接部材と、
    前記窪み部が前記主軸を挟持するように、前記第1挟持部材および第2挟持部材を係合させる係合部材と、
    を有することを特徴とする請求項1または3記載の開閉器の状態検知装置。
  9. 前記第2の固定部材は、
    前記支持部を挟持するための対向する窪み部を有する第1挟持部材および第2挟持部材と、
    前記窪み部の内周面に所定間隔で設けられ、前記支持部と当接する当接部材と、
    前記窪み部が前記支持部を挟持するように、前記第1挟持部材および第2挟持部材を係合させる係合部材と、
    を有することを特徴とする請求項2または3記載の開閉器の状態検知装置。
  10. 前記当接部材は、前記主軸の軸芯を中心として対称的に配設される
    ことを特徴とする請求項8または9記載の開閉器の状態検知装置。
  11. 開閉器本体の内部から露出するとともに、前記開閉器本体の内部に設けられた接点の動作状態を変化させる主軸と、前記開閉器本体に突出して設けられ、前記主軸を支持する支持部と、前記主軸を駆動制御する駆動制御部と、を有する開閉器に、前記接点の動作状態を検知する状態検知装置を取り付ける状態検知装置の取付方法にて、
    前記支持部に、前記状態検知装置の第1の固定部材を着脱可能に固定し、かつ前記第1の固定部材の固定によって、前記第1の固定部材の外面に配設された抵抗体を、前記支持部の外周面に固定するステップと、
    前記主軸に、前記状態検知装置の前記抵抗体上に延びる腕部を備えた第2の固定部材を着脱可能に固定させるとともに、前記第2の固定部材の腕部に取り付けられた接触子を、前記抵抗体に摺動可能に接触させるステップと、
    を含むことを特徴とする状態検知装置の取付方法。
  12. 開閉器本体の内部から露出するとともに、前記開閉器本体の内部に設けられた接点の動作状態を変化させる主軸と、前記開閉器本体に突出して設けられ、前記主軸を支持する支持部と、前記主軸を駆動制御する駆動制御部と、を有する開閉器に、前記接点の動作状態を検知する状態検知装置を取り付ける状態検知装置の取付方法にて、
    前記主軸に、前記状態検知装置の第1の固定部材を着脱可能に固定し、かつ前記第1の固定部材の固定によって、前記第1の固定部材の外面に配設された抵抗体を、前記主軸の外周面に固定するステップと、
    前記支持部に、前記状態検知装置の前記抵抗体上に延びる腕部を備えた第2の固定部材を着脱可能に固定させるとともに、前記第2の固定部材の腕部に取り付けられた接触子を、前記抵抗体に摺動可能に接触させるステップと、
    を含むことを特徴とする状態検知装置の取付方法。
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