JP2014002878A - 操作装置、真空開閉装置または操作装置の組み立て方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明では、信頼性を高めた操作装置、真空開閉装置または操作装置の組み立て方法を提供することを目的とする。
【解決手段】上記の課題を解決するために、操作力を発生する電磁石４０と、電磁石４０から発生される操作力により可動する可動ロッドと、可動ロッドの動作を停止させるストッパ部材を有する支持部材と、電磁石４０に電流を供給するコンデンサ１１と、制御基板１０と、電磁石４０、支持部材、コンデンサ１１及び制御基板１０を内部に収容する筺体１とを備え、筺体１内において、前記支持部材はコンデンサ１１及び制御基板１０が固定される面とは異なる面に固定されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、操作装置、真空開閉装置または操作装置の組み立て方法に関するものであり、特に操作装置に電磁石を搭載するものに関する。

開閉装置の電磁操作方式による操作装置として、例えば特許文献１に記載されたものがある。該特許文献に記載された操作装置では、筺体内に配置されて操作力を発生する電磁石と、筺体の床面と電磁石の間に支持されて可動するロッドと、筺体の床面に配置される電磁石電源用のコンデンサと、筺体の側面に固定される制御基板等を備えている。該操作装置からの操作力により主接点を閉極または開極動作させる。

該特許文献では、電磁石は遮断ばねと共に筐体底面に固定され、電磁石中心を貫通するロッドを昇降動作させることにより、遮断部の主接点を閉極または開極する。ロッドの昇降動作は、筐体底面上に設置した衝撃吸収体及びストッパにて停止させる。

特開２００４−１５２６２５号公報

特許文献１によれば、主接点の閉極または開極動作時、昇降動作するロッドのストッパが筐体底面上にあることにより、衝撃が筐体底面に直接伝播するため、同じく筐体底面上に設置されるコンデンサに振動が加わりやすい。そのため、長期間使用すると、例えばコンデンサの配線に緩みが生じる等、信頼性については更なる改善の余地もあった。また、電磁石とストッパは操作装置全体を組み上げる際に接続させており、スペースの限られた筺体内での組み立て作業となり、作業が複雑となっていた。

そこで本発明では、信頼性を高めた操作装置または真空開閉装置を提供することを目的とする。

また、本発明では作業工程を簡略化できる操作装置の組み立て方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る操作装置では、操作力を発生する電磁石と、該電磁石から発生される操作力により可動する可動ロッドと、該可動ロッドの動作を停止させるストッパ部材を有する支持部材と、前記電磁石に電流を供給するコンデンサと、制御基板と、前記電磁石、前記支持部材、前記コンデンサ及び前記制御基板を内部に収容する筺体とを備え、前記筺体内において、前記支持部材は前記コンデンサ及び前記制御基板が固定される面とは異なる面に固定されていることを特徴とする。

また、本発明に係る操作装置の組み立て方法は、操作力を発生する電磁石と、該電磁石から発生される操作力により可動する可動ロッドと、該可動ロッドの動作を停止させるストッパ部材を有する支持部材と、前記電磁石に電流を供給するコンデンサと、制御基板と、前記電磁石、前記支持部材、前記コンデンサ及び前記制御基板を内部に収容する筺体とを備える操作装置の組み立て方法であって、前記電磁石及び前記支持部材を一体に形成するステップと、一体に形成した前記電磁石及び前記支持部材を前記筺体に固定するステップを有することを特徴とする。

本発明によれば、信頼性を高めた操作装置、真空開閉装置または操作装置の組み立て方法を提供することが可能になる。

実施例に係る真空開閉装置の背面図である。 実施例に係る真空開閉装置の側断面図である。 実施例に係るストッパ周辺の拡大図である。 実施例に係る真空開閉装置の上断面図である。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。尚、下記はあくまでも実施例に過ぎず、発明の内容を下記具体的態様に限定する趣旨ではない。発明自体は、下記実施例以外にも種々の形態に変形させることが可能である。

〔実施例〕
実施例について図１ないし図４を用いて説明する。ここで、図１は筐体正面より筐体内部を見た操作装置の構成図、図２は図１の中心断面図である。

筐体１内部には、筐体１内部中央に配置される電磁石４０と、電磁石４０に電流を供給し、筐体底面２１上でかつ筐体１内部の側面側に配置されるコンデンサ１１と、コンデンサ１１が配置される筺体側面２０とは電磁石４０に対して反対側の筐体側面２０に防振部材２４を介して固定され、電磁石４０の動作を制御する制御基板１０と、電磁石４０から発生する操作力によって操作される遮断部１００の開閉状態を外部に送出する補助接点、開閉状態を表示する表示板や、開閉動作回数をカウントするカウンタ等（図示省略）が更に収納される。

図１及び図２を用いて電磁石４０の構成について説明する。電磁石４０は、支持板１７４と支持板７６の中心を上下に貫通するロッド６２と、支持板１７４と支持板７６の上に支持されると共に可動するロッド６２の周りに配置される固定鉄心６０と、該固定鉄心６０の上でロッド６２と接続される可動鉄心５８と、可動鉄心５８及び固定鉄心６０の外周側に配置されるコイル４８と、可動鉄心５８の上側に配置され、可動鉄心５８に固定される２枚の可動平板６４、６６と、可動鉄心５８の外周側で、コイル４８の上部に配置される支持板７４と、支持板７４及び可動平板６６の間に配置される永久磁石６８と、支持板７４に接続されて電磁石１４上方の外側を覆うカバー７０と、カバー７０に接続されて電磁石１４の上部の蓋となるプレート５６を有している。コイル４８の外周側には側脚７２が配置される。コイル４８は、支持板７４と支持板７６との間に配置されたコイルボビン４９内に収納されている。ロッド６２は、電磁石４０の中央部に配置されているとともに、鉛直方向に沿って配置されている。また、ロッド６２は、その上部側がプレート５６の貫通孔８２内に挿入され、下部側が支持板７６の貫通孔８４内に挿入され、昇降および摺動自在に構成されている。このロッド６２の外周面には可動鉄心５８、可動平板６４、６６がナットを用いて固定され、ロッド６２の下部側にはピン３３を介してシャフト３２が連結されている。ロッド６２は、支持板１７４より下部でピン３３を介してシャフト３２と接続される。また、固定鉄心６０が支持板７６上にボルトで固定されている。ロッド６２には、大小二つの可動平板６４、６６が取り付けられているが、これは、上部の可動平板６４と鉄製のカバー７０との対向距離を増加して、鉄製のカバー７０への漏れ磁束を低減するためである。さらにロッド６２の下部側には抑え板３５が連結されており、抑え板３５と支持板４６との間には、ロッド６２の軸心を中心とした円を描くリング状の遮断ばね４２が装着されている。この遮断ばね４２は、可動鉄心５８を固定鉄心６０から離間させるための弾性力を、抑え板３５を介してロッド６２に付与するようになっている。
また可動鉄心５８の周囲には永久磁石６８が配置されており、永久磁石６８は、指示板７４に固定されている。抑え板３５は、遮断ばね４２の一端に接続され、遮断ばね４２の他端は、支持板４６に接続される。抑え板３５はシャフトと共に動作し、これにより遮断ばね４２が伸縮し、弾性力を蓄勢または開放する。またシャフト３２の下部側はピン３１を介して一対のレバー３６に連結されている。レバー３６は、電磁石１４から発生する電磁力に伴う駆動力を可動電極に伝達する役割を果たす動力伝達部の一要素として構成されており、三相連結シャフト３０を介してレバー１０１に連結されている。レバー１０１は、ピン１０２を介して絶縁ロッド１１４に連結されている。電磁石４０は、電磁力によりロッド６２を昇降動作させることでロッド６２と連動する絶縁ロッド１１４（三相分）を昇降させ、遮断部１００（三相分）の内部にある主接点（図示せず）を投入および開放する。永久磁石６８は、主接点の投入時に可動平板６４を吸引し保持する。

主接点は可動接点および固定接点より構成され、絶縁容器内部にあって絶縁ガス中あるいは真空中に保持される。本実施例では図４に示す様に、三相分三つの真空バルブを有しており、各真空バルブの内部に主接点がそれぞれ収納される。絶縁ロッド１１４の内部には、主接点に接圧を付与するワイプ機構が組み込まれている。絶縁ロッド１１４の上部側は、フレキシブル導体１２１と、フィーダ１２２を介して下接触子１３２に連結されると共に、可動導体１２４を介して可動接点に連結されている。可動接点に相対向する固定接点は、フィーダ１２２を介して上接触子１３０に接続されている。各接触子には配電線などの電力ケーブルが接続される。

本実施例では、電磁石４０は、筐体１に接触しない（筺体１から浮かせて配置した）支持板４６と、電磁石４０本体と支持板４６の間を接続する固定ロッド４１にて一体に形成し、その後、筐体背面２２に対し、取付板４３を介してボルト４５で固定する。支持板４６は、電磁石４０との間に配置される遮断ばね４２の下端を支持している。また、支持板４６には、図３に示す様に、支持板４６の下側で衝撃吸収体４４とストッパ４７も支持固定する。三相連結シャフト３０には、主接点に繋がるレバー３６の他に、より筺体の側面側に配置されるレバー３４も有しており、レバー３４は、三相連結シャフト３０の回転に伴い回転するが、レバー３４の上方への動作は衝撃吸収体４４とストッパ４７と当接することで止められる。レバー３４が止まることで、同様に三相連結シャフト３０に接続される他のレバーも、同様に動作を止められる。これにより、停止位置の位置決めが可能になる。遮断ばね４２は、弾性力によって可動鉄心５８を固定鉄心６０から離間させることで主接点を開放する。このとき、シャフト３２は鉛直上方向に移動するが、それと連動して、三相連結シャフト３０に固定されたレバー３４も上方向に動く。図３に筐体側面より見たレバー３４付近の拡大図を示す。衝撃吸収体４４とストッパ４７は、レバー３４を衝突させて停止することで、主接点の開放に伴うロッド６２やシャフト３２の上昇運動を停止させる。

支持板４６には、衝撃吸収体４４とストッパ４７の存在により、シャフト３２等の可動部品が有する運動エネルギーとばねの弾性エネルギーによる衝撃が伝わる。ただし、この衝撃による振動は、筐体底面２１へ直接に伝播するのではなく、支持板４６から固定ロッド４１→取付板４３→筐体背面２２の順に伝播した後に筐体側面２０や筐体底面２１へ到達する。このため、筐体底面２１上に直接にストッパを設置する場合よりも、筐体底面２１上に設置するコンデンサへの振動の影響が低減されて、配線緩み等の不具合確率が低下する。同様に、筐体側面２０上に設置する制御基板１０に対する振動の影響も低減でき、不具合確率を減じることができる。

電磁石４０の筺体１への固定様式について図４を用いて説明する。図４は筐体底面から筐体内部を見た電磁操作装置の構成図である。該図に示す様に、電磁石４０を三相相間位置においてボルト４５にて筐体背面２２に固定する。三相の真空バルブは筺体１の面のうち、取付板４３が固定される筺体背面２２と平行に三つ並んで配置され、取付板４３が固定される背面内で、かつ三相の真空バルブの相間に設けられるボルト４５により、取付板４３は筺体１に対して固定される。相間位置であれば、ボルト締め等を行うための作業スペースが確保できるので、電磁石の固定作業が容易になる。

本実施例では、ロッド６２の動作を停止させるストッパ４７を有する支持板４６を、筺体１内で、コンデンサ１１及び制御基板１０が固定される面とは異なる面に配置しているので、可動ロッドの振動が直接コンデンサや制御基板に伝達しなくなり、信頼性を高めることが可能になる。

より具体的には、支持板４６は筺体１の床面から離れて（浮かせて）形成され、一方でコンデンサ１１は筺体１の床面上に設置したり、制御基板１０を筺体１の側面側に設置している。これにより、ロッド６２からの振動伝播を一層生じにくくし、信頼性を高めている。

また、本実施例では上記の様にロッド６２の動作を停止させるストッパ４７を有する支持板４６を、筺体１内で、コンデンサ１１及び制御基板１０が固定される面とは異なる面に配置していたが、コンデンサ１１や制御基板１０を同じ面に配置する場合であっても防振部材を介して接続すれば振動による衝撃を緩和できる。

本実施例では、制御基板１０について、ロッド６２の動作を停止させるストッパ４７を有する支持板４６と制御基板１０を筺体１内で同じ面に配置している訳ではないが、制御基板１０は筺体１に対して防振部材を介して固定している。

また、本実施例では電磁石４０は支持板４６と一体に形成しているので、筺体に対して一体に取り付けることが可能になり、作業工程を簡略化できる。即ち、電磁石４０と支持板４６を一体に形成した後、筺体１に取り付ける様な組み立て手順を備えることができ、固定するのは電磁石４０を含めた一体構造に対して一つの固定で済み、各部材が個別に存在する場合に各部材を全て筺体に取り付ける場合と比較して、スペースの限られた筺体内での作業が低減でき、効率的である。特に、筺体への取付板４３による固定を背面にしたことにより、作業性の悪い筺体１下部方向からの取り付け工程が不要となり、底面に固定部位を設ける場合と比較して一層簡便である。本効果は、固定部位が筺体の底面でなければ、例えば筺体の上面や側面になる場合にも同様に奏することが可能になる。

また、本実施例で用いた電磁石４０を筐体背面２２に固定するための取付板４３を、高剛性の部材（例えば、ステンレス鋼等）で製作することで、取付用の部材としてのみでなく筐体補強用部材（リブ）としても用いることも可能である。係る場合、筐体の剛性を増加することでたわみが低下するため、シャフト３２等の可動部品を昇降させるのに要するエネルギーの増加を抑制する効果がある。

更に、リブの長さは、電磁石の長さ以上の固定部材とする様、筐体背面２２の左端や右端方向（上下に取付板４３を設ける場合には上下方向）に延伸して、リブとしての機能をより高めることもできる。更に、取付板４３は、筺体の一つの内面の幅（高さ方向に取付板４３を取り付ける場合には高さ）より長く、屈曲形状を有する様にし、電磁石４０が固定される筺体１の面、及び電磁石４０が固定される筺体１の面以外の筺体１の面にも固定される様にすることで、曲げ部を有し、複数方向の力に対する耐久性を向上させることが可能になる。

１ 筺体
１０ 制御基板
１１ コンデンサ
２０ 筐体側面
２１ 筐体底面
２２ 筐体背面
２３ 筐体上面
２４ 防振部材
３０ 三相連結シャフト
３１、３３、１０２ ピン
３２ シャフト
３４、３６ レバー
３５ 抑え板
４０ 電磁石
４１ 固定ロッド
４２ 遮断ばね
４３ 取付板
４４ 衝撃吸収体
４５ ボルト
４６、７４、７６ 支持板
４７ ストッパ
４８ コイル
４９ コイルボビン
５６ プレート
５８ 可動鉄心
６０ 固定鉄心
６２ ロッド
６４ 可動平板
６６ 可動平板
６８ 永久磁石
７０ カバー
７２ 側脚
８２、８４ 貫通孔
１００ 遮断部
１０１ レバー
１１４ 絶縁ロッド
１２１ フレキシブル導体
１２２ フィーダ
１２４ 可動導体
１３０ 上接触子
１３２ 下接触子
１７４ 支持板

Claims (8)

1. 操作力を発生する電磁石と、該電磁石から発生される操作力により可動する可動ロッドと、該可動ロッドの動作を停止させるストッパ部材を有する支持部材と、前記電磁石に電流を供給するコンデンサと、制御基板と、前記電磁石、前記支持部材、前記コンデンサ及び前記制御基板を内部に収容する筺体とを備え、
   前記筺体内において、前記支持部材は前記コンデンサ及び前記制御基板が固定される面とは異なる面に固定されていることを特徴とする操作装置。
2. 請求項１に記載の操作装置であって、
   前記支持部材は前記筺体の床面から離れて形成され、かつ前記コンデンサは前記筺体の床面上に設置されることを特徴とする操作装置。
3. 操作力を発生する電磁石と、該電磁石から発生される操作力により可動する可動ロッドと、該可動ロッドの動作を停止させるストッパ部材を有する支持部材と、前記電磁石に電流を供給するコンデンサと、制御基板と、前記電磁石、前記支持部材、前記コンデンサ及び前記制御基板を内部に収容する筺体とを備え、
   前記コンデンサまたは前記制御基板は、防振部材を介して前記筺体に固定されることを特徴とする操作装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一つに記載の操作装置であって、
   前記電磁石及び前記支持部材は一体に形成されることを特徴とする操作装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか一つに記載の操作装置であって、
   前記電磁石は前記電磁石の長さ以上の固定部材により、前記筺体に固定されることを特徴とする操作装置。
6. 請求項５に記載の操作装置であって、
   前記固定部材は、前記筺体の一つの内面の幅または高さより長く、屈曲形状を有しており、前記電磁石が固定される前記筺体の面、及び前記電磁石が固定される前記筺体の面以外の前記筺体の面にも固定されることを特徴とする操作装置。
7. 請求項５または６に記載の操作装置と、前記電磁石から発生される操作力によって開極または閉極を切り替える三相の接点と、該各相の接点をそれぞれ収納する三相の真空バルブと、前記操作装置からの操作力を前記接点に伝達する操作力伝達部とを備え、
   前記三相の真空バルブは前記筺体のうち、前記固定部材が固定される面と略平行に並んで配置され、前記固定部材が固定される面内で、かつ前記三相の真空バルブの相間に設けられる固定具により、前記固定部材は前記筺体に対して固定されることを特徴とする真空開閉装置。
8. 操作力を発生する電磁石と、該電磁石から発生される操作力により可動する可動ロッドと、該可動ロッドの動作を停止させるストッパ部材を有する支持部材と、前記電磁石に電流を供給するコンデンサと、制御基板と、前記電磁石、前記支持部材、前記コンデンサ及び前記制御基板を内部に収容する筺体とを備える操作装置の組み立て方法であって、
   前記電磁石及び前記支持部材を一体に形成するステップと、
   一体に形成した前記電磁石及び前記支持部材を前記筺体に固定するステップを有することを特徴とする前記操作装置の組み立て方法。