JP2014160634A

JP2014160634A - 開閉器の開閉操作装置

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Publication number: JP2014160634A
Application number: JP2013055319A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Tsuda; 直孝津田; Koichi Ayabe; 浩一綾部; Daisuke Shiga; 大介志賀
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2014-09-04
Anticipated expiration: 2033-03-18
Also published as: JP6165473B2

Abstract

【課題】ハンドルを長くしなくてもハンドルの操作力を低減することができる開閉器の開閉操作装置を提供する。
【解決手段】駆動レバー１３とトグルレバー１４とトグルバネ１５とによってトグル機構が構成された開閉器の開閉操作装置において、トグルバネ１５のバネ軸の一端２１ａが第1バネ受けピン１７に固定され、バネ軸の他端２１ｂが第２バネ受けピン１８に形成された貫通孔１８ａを貫通する。中バネ２４がバネ軸２１の周りに取り付けられて、中バネの一端２４ａが第1バネ受けピン１７に接する。小バネ２３がバネ軸２１の周りに取り付けられて、小バネの一端２３ａが中バネの他端２４ｂと接して、小バネの他端２３ｂが第２バネ受けピン１８に接する。大バネ２５が中バネ２４と小バネ２３との外側に位置している。この結果、ハンドルを長くしなくてもハンドルの操作力を低減することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、トグル機構が改善された開閉器の開閉操作装置に関するものである。

開閉器の開閉操作装置は、固定接点に可動接点を接触させることによって、閉路状態を維持するようになっている。開閉器を操作する場合には、閉路操作時と開路操作時とに所定の操作スピードが要求される。そのために、駆動レバーとトグルレバーとトグルバネとによってトグル機構が構成され、ハンドル操作機構のハンドルを回転させることによりトグル機構が死点を越えたときに、トグルバネの蓄積エネルギが一気に開放されることによって、閉路操作時と開路操作時の操作スピードが得られるようにしている。（例えば、特許文献１参照。）

図６は、従来技術の開閉器の開閉操作装置のトグルバネ１の断面図である。同図において、従来技術の開閉器の開閉操作装置のトグルバネ１は、バネ軸の一端２ａが第1バネ受けピン３に固定され、バネ軸の他端２ｂが第２バネ受けピン４に形成された貫通孔４ａを貫通している。内バネ５がバネ軸２の周りに取り付けられて、内バネの一端５ａが第1バネ受けピン３に接して、内バネの他端５ｂが第２バネ受けピン４に接している。外バネ６が内バネ５の外側に位置して、外バネの一端６ａが第1バネ受けピン３に接して、外バネの他端６ｂが第２バネ受けピン４に接している。

図７は、従来技術の開閉器の開閉操作装置のトグル機構における駆動レバーとトグルレバーとの間の駆動レバートグルレバー角度θ（横軸）と、トグルバネ１が発生するトルクＴ（縦軸）との関係を示す図である。同図を参照して接点の開路動作を行うときのトグルバネ１の動作を説明する。同図に示すＡ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば−５０度）では、図示を省略したトグルレバーがストッパに当接して静止している。この状態で図示を省略したハンドル操作機構のハンドルを開路方向に回転させると、外バネ６と内バネ５とが同時に圧縮を開始し、外バネ６と内バネ５とによって発生するそれぞれのトルクＴが増加し、外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴも増加していく。

ハンドルをさらに開路方向に回転させて図７に示すＢ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば−３０度）に達すると、外バネ６と内バネ５とによって発生するそれぞれのトルクＴが最大値に達し、外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴも最大値に達する。このときハンドルの操作力も最大となる。

ハンドルをさらに開路方向に回転させると、外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴは減少して行き、トグル機構の死点であるＣ点（駆動レバートグルレバー角度θが０度）に達すると、外バネ６と内バネ５とによって発生するそれぞれのトルクＴが零と成り、外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴも零と成る。

そしてハンドルをさらに開路方向に回転させて、死点であるＣ点を越えると、トグルバネ１の蓄積エネルギが一気に開放されることによって、開路操作時の操作スピードが得られる。

上述したトグル機構の死点であるＣ点を少し越えたときには、外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴは可動接点を動かすトルクになるが、このときの外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴは、後述するＥ点のトルクＴが最大値である値よりもかなり小さい。そのために、固定接点と可動接点との間の摩擦力によって、固定接点と可動接点とはすぐには開放されない。

その後、外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴによって、トグルレバーが駆動軸を時計方向に回転して図５に示すＤ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば１０度）に達すると、固定接点と可動接点との間の摩擦力よりも外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴの方が大きくなって接点の開放が開始される。

その後、外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴによって、駆動レバーが駆動軸を反時計方向に回転し、トグルレバーが時計方向に回転し、その後トグルレバーがストッパに当接して停止する。

その後、外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴによって、駆動レバーが駆動軸を反時計方向に回転して、図７に示すＥ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば３０度）で外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴが最大となる。

その後、外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴによって、駆動レバーが駆動軸を反時計方向に回転して図７に示すＦ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば５０度）に達すると、駆動レバーは別のストッパに当接して停止して、接点の開路動作が完了する。

接点の閉路動作を行うときのトグル機構の動作は、上述した接点の開路動作を行うときのトグル機構の動作の逆の動作であるので説明を省略する。

実開平２−９８４２８号公報

従来技術の開閉器の開閉操作装置は、並列に配置した外バネ６と内バネ５とを同時に圧縮しているために、図７に示したＤ点の接点の動作開始時における外バネ６と内バネ５とによる合成された発生トルクが小さい。そこで、接点の動作開始時の発生トルクを大きくしようとすると、外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴの最大トルクを大きくする必要がある。その場合、トグルバネ１が大きくなるため、トグル機構が大型化してハンドルの大きな操作力が必要となり、作業者に負担がかかる。そのために、ハンドルの操作力を小さくしようとするとハンドルを長くする必要があり、開閉器の開閉操作装置が大型化するという不具合がある。

本発明は、ハンドルを長くしなくてもハンドルの操作力を低減することができる開閉器の開閉操作装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
固定接点と、
前記固定接点に接触する可動接点と、
駆動軸と、
Ｌ字状に形成されて、角部が前記駆動軸に回転自在に取り付けられ、一端が前記可動接点に取り付けられた駆動レバーと、
一端が前記駆動軸に回転自在に取り付けられているトグルレバーと、
前記駆動レバーの他端に取り付けられた第1バネ受けピンと、
前記トグルレバーの他端に取り付けられた第２バネ受けピンと、
一端が前記第２バネ受けピンに取り付けられ、他端が前記第１バネ受けピンに取り付けられたトグルバネとを備え、
前記駆動レバーと前記トグルレバーと前記トグルバネとによってトグル機構が構成された開閉器の開閉操作装置において、
前記トグルバネが、一端が前記第1バネ受けピンに固定され、他端が前記第２バネ受けピンに形成された貫通孔を貫通するバネ軸と、
前記バネ軸の周りに取り付けられて、一端が前記第1バネ受けピンに接する中バネと、
前記バネ軸の周りに取り付けられて、前記中バネの他端と前記第２バネ受けピンとの間に設けられた中バネ圧縮遅延手段と、
前記中バネと前記中バネ圧縮遅延手段との外側に位置して、一端が前記第1バネ受けピンに接して、他端が前記第２バネ受けピンに接する大バネとを備え、
前記トグルレバーが回転して前記駆動レバーと前記トグルレバーとによって前記トグルバネが圧縮されるとき、前記大バネが圧縮を開始して、その後前記中バネが圧縮を開始することを特徴とする開閉器の開閉操作装置である。

請求項２の発明は、
請求項１記載の中バネ圧縮遅延手段が、前記バネ軸の周りに取り付けられて、一端が前記中バネの他端と接して、他端が前記第２バネ受けピンに接する小バネであり、
前記トグルレバーが回転して前記駆動レバーと前記トグルレバーとによって前記トグルバネが圧縮されるとき、前記大バネと前記小バネとが圧縮を開始して、その後前記中バネが圧縮を開始することを特徴とする開閉器の開閉操作装置である。

請求項３の発明は、
前記トグルレバーが回転して前記駆動レバーと前記トグルレバーとによって前記トグルバネが圧縮されるとき、前記大バネと前記小バネとが圧縮されて、前記小バネが完全に圧縮された後に前記中バネが圧縮を開始することを特徴とする請求項２記載の開閉器の開閉操作装置である。

請求項４の発明は、
請求項１記載の中バネ圧縮遅延手段が、軸心部を前記バネ軸が貫通し、前記トグルバネが圧縮される前は軸心方向の長さが前記中バネの他端と前記第２バネ受けピンとの間の距離よりも予め定めた長さだけ短く、円柱状に形成された中バネ圧縮遅延筒であり、
前記トグルレバーが回転して前記駆動レバーと前記トグルレバーとによって前記トグルバネが圧縮されるとき、前記大バネが圧縮を開始した後に、前記中バネ圧縮遅延筒の一端が前記中バネの他端に接して、かつ前記中バネ圧縮遅延筒の他端が前記第２バネ受けピンに接したときに、前記中バネが圧縮を開始することを特徴とする開閉器の開閉操作装置である。

本発明の開閉器の開閉操作装置は、中バネの圧縮の開始を、大バネよりも遅らせて、接点の動作開始時にトグルバネの合成トルクが最大値となるようにしている。そのために、トグル機構が大型化せず、ハンドルの操作力を小さくできる。また、ハンドルの操作力を小さくするために、ハンドルを長くする必要がない。

本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置のトグルバネ１５の断面図である。本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置のトグル機構における駆動レバー１３とトグルレバー１４との間の駆動レバートグルレバー角度θ（横軸）と、トグルバネ１５が発生するトルクＴ（縦軸）との関係を示す図である。本発明の実施の形態２の開閉器の開閉操作装置のトグルバネ３１の断面図である。本発明の実施の形態２の開閉器の開閉操作装置のトグル機構における駆動レバー１３とトグルレバー１４との間の駆動レバートグルレバー角度θ（横軸）と、トグルバネ３１が発生するトルクＴ（縦軸）との関係を示す図である。従来技術の開閉器の開閉操作装置のトグルバネ１の断面図である。従来技術の開閉器の開閉操作装置のトグル機構における駆動レバーとトグルレバーとの間の駆動レバートグルレバー角度θ（横軸）と、トグルバネ１が発生するトルクＴ（縦軸）との関係を示す図である。

［実施の形態１］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置の動作を説明するための図である。同図において、開閉器の開閉操作装置は、固定接点１１に可動接点１２を接触させることによって、閉路状態を維持するようになっている。開閉器を操作する場合には、閉路操作時と開路操作時に所定の操作スピードが要求される。そのために、駆動レバー１３とトグルレバー１４とトグルバネ１５とによってトグル機構が構成されている。

トグル機構の構成としては、駆動レバー１３がＬ字状に形成されて、駆動レバー１３の角部１３ｃが駆動軸１６に回転自在に取り付けられ、駆動レバーの一端１３ａが可動接点１２に取り付けられている。トグルレバーの一端１４ａが駆動軸１６に回転自在に取り付けられている。駆動レバーの他端１３ｂに第1バネ受けピン１７が取り付けられ、トグルレバーの他端１４ｂに第２バネ受けピン１８が取り付けられている。トグルバネの一端１５ａが第２バネ受けピン１８に取り付けられ、トグルバネの他端１５ｂが第１バネ受けピン１７に取り付けられている。駆動レバー１３のストッパ当接部１３ｄが第１ストッパ１９及び第２ストッパ２０に当接することによって駆動レバー１３の回転範囲が制限されている。

トグルレバー１４は、図示を省略したハンドルの回転によって駆動軸１６を回転中心として、第１ストッパ１９に当接する位置と第２ストッパ２０に当接する位置との間を時計方向又は反時計方向に回転する。

以下、図１を参照して、本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置の動作を説明する。同図（Ａ）は開閉器の開閉操作装置の閉路時の状態を示しており、この状態では、トグルレバー１４が第１ストッパ１９に当接している。駆動レバー１３のストッパ当接部１３ｄが第２ストッパ２０に当接することによって、可動接点１２が固定接点１１と接触している。この状態で、図示を省略したハンドルを開路方向に回転させることによって、トグルレバー１４が駆動軸１６を中心として時計方向に回転される。

同図（Ｂ）に示すように、トグルレバー１４が駆動軸１６を中心として時計方向に回転されると、トグルバネ１５が圧縮されてエネルギが蓄積される。トグルバネ１５が駆動レバー１３に十分な駆動力を与えているために、可動接点１２は固定接点１１に押圧されて接触している。

同図（Ｃ）に示すように、ハンドルを開路方向にさらに回転させてトグルレバー１４が駆動軸１６を中心として時計方向にさらに回転されると、駆動軸１６とトグルレバーの他端１４ｂと駆動レバーの他端１３ｂとが直線上に並ぶ。この状態がトグル機構の死点である。トグル機構が死点に達したときにトグルバネ１５の蓄積エネルギが最大となる。

ハンドルを開路方向にさらに回転させてトグルレバー１４が時計方向にさらに回転されて、トグル機構が死点を越えると、トグルバネ１５の蓄積エネルギが一気に開放されて、同図（Ｄ）に示すように、トグルレバー１４が第２ストッパ２０に当接する位置までトグルバネ１５のバネ力によって時計方向に一気に回転する。このとき、駆動レバー１３はトグルバネ１５のバネ力によって反時計方向に一気に回転して、駆動レバー１３のストッパ当接部１３ｄが第１ストッパ１９に当接して、可動接点１２を固定接点１１から離間させる。

開閉器の開閉操作装置を閉じるときは、図１（Ｄ）に示す状態で、図示を省略したハンドルを閉路方向に回転させることによって、トグルレバー１４が駆動軸１６を中心として反時計方向に回転される。同図（Ｃ）に示すように、ハンドルを閉路方向にさらに回転させてトグルレバー１４が駆動軸１６を中心として反時計方向にさらに回転されると、駆動軸１６とトグルレバーの他端１４ｂと駆動レバーの他端１３ｂとが直線上に並んだトグル機構の死点に達する。トグル機構が死点に達したときにトグルバネ１５の蓄積エネルギが最大となる。

ハンドルを閉路方向にさらに回転させてトグルレバー１４が反時計方向にさらに回転されて、トグル機構が死点を越えると、トグルバネ１５の蓄積エネルギが一気に開放されて、同図（Ａ）に示すように、トグルレバー１４が第１ストッパ１９に当接する位置までトグルバネ１５のバネ力によって反時計方向に一気に回転する。このとき、駆動レバー１３はトグルバネ１５のバネ力によって時計方向に一気に回転して、駆動レバー１３が第２ストッパ２０に当接して、可動接点１２を固定接点１１に接触させる。

図２は、本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置のトグルバネ１５の断面図である。同図において、トグルバネ１５は、バネ軸の一端２１ａが第1バネ受けピン１７に固定され、バネ軸の他端２１ｂが第２バネ受けピン１８に形成された貫通孔１８ａを貫通している。大バネ２５、中バネ２４及び小バネ２３は金属で形成されていて、コイルの外径及びバネ力は、大バネ２５＞中バネ２４＞小バネ２３の関係又は中バネ２４≧大バネ２５＞小バネ２３の関係になるように形成されている。中バネ２４がバネ軸２１の周りに取り付けられて、中バネの一端２４ａが第1バネ受けピン１７に接して、中バネの他端２４ｂがワッシャ２２を介して小バネの一端２３ａに接している。小バネ２３はバネ軸２１の周りに取り付けられて、小バネの他端２３ｂが第２バネ受けピン１８に接している。大バネ２５が中バネ２４及び小バネ２３の外側に位置して、大バネの一端２５ａが第1バネ受けピン１７に接して、大バネの他端２５ｂが第２バネ受けピン１８に接している。

図３は、本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置のトグル機構における駆動レバー１３とトグルレバー１４との間の駆動レバートグルレバー角度θ（横軸）と、トグルバネ１５が発生するトルクＴ（縦軸）との関係を示す図である。同図を参照して、本発明の開閉器の開閉操作装置の接点の開路動作を行うときのトグルバネ１５の動作を説明する。同図において、Ａ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば−５０度）では、トグルレバー１４がストッパ１９に当接して静止している。この状態で図示を省略したハンドル操作機構のハンドルを開路方向に回転開始すると、大バネ２５と小バネ２３とが同時に圧縮を開始し、大バネ２５と小バネ２３とによって発生するそれぞれのトルクＴが増加し、大バネ２５と小バネ２３とによる合成されたトルクＴも増加していく。

ハンドルをさらに開路方向に回転させてＢ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば−３０度）に達すると、大バネ２５によって発生するトルクＴが最大値となり、大バネ２５と小バネ２３とによる合成されたトルクＴも大きくなる。

ハンドルをさらに開路方向に回転させてＣ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば−２０度）に達すると、小バネ２３が圧縮し、密着する。そして中バネ２４が圧縮を開始する。大バネ２５によって発生するトルクＴは減少し続ける。なお、小バネ２３が圧縮して密着する前に、中バネ２４が圧縮を開始するようにトグルバネ１５を形成しても良い。

ハンドルをさらに開路方向に回転させてＤ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば−６度）に達すると、中バネ２４によって発生するトルクＴが最大値に達する。このとき大バネ２５と中バネ２４と小バネ２３とによる合成されたトルクＴも最大値に達する。

Ｂ点からＤ点にかけてハンドルの操作力が大きい状態が続くが、中バネ２４がＣ点から圧縮を開始し、Ｄ点で中バネ２４によって発生するトルクＴが最大値となるときには大バネ２５と小バネ２３によって発生するそれぞれのトルクＴは最大値から減少している。そのために、Ｆ点における大バネ２５と中バネ２４と小バネ２３とによる合成されたトルクＴが、図７で示した従来技術の開閉器の開閉操作装置のトグル機構における駆動レバートグルレバー角度θ（横軸）とトグルバネ１に発生するトルクＴ（縦軸）との関係を示す図におけるＤ点での外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴと同じであれば、図３に示すＤ点における大バネ２５と中バネ２４と小バネ２３とによる合成されたトルクＴの最大値は、図７で示した従来技術の開閉器の開閉操作装置のトグル機構における駆動レバートグルレバー角度θ（横軸）とトグルバネ１に発生するトルクＴ（縦軸）との関係を示す図におけるＢ点でのトルクＴの最大値よりも小さい。従って、図３に示すＢ点からＤ点にかけてハンドルの操作力は従来技術の開閉器の開閉操作装置よりも小さくなり、作業者の負担が少なくなる。

ハンドルをさらに開路方向に回転させると、大バネ２５と中バネ２４と小バネ２３とによる合成されたトルクＴは減少して行き、トグル機構の死点であるＥ点（駆動レバートグルレバー角度θが０度）に達すると、大バネ２５と中バネ２４と小バネ２３とによって発生するトルクＴはそれぞれ零と成り、大バネ２５と中バネ２４と小バネ２３とによる合成されたトルクＴも零と成る。

そしてハンドルをさらに開路方向に回転させて、死点であるＥ点を越えると、トグルバネ１５の蓄積エネルギが一気に開放されることによって、開路操作時の操作スピードが得られる。

トグル機構の死点であるＥ点を少し越えると、大バネ２５と中バネ２４と小バネ２３とによる合成されたトルクＴは接点を動かすトルクになるが、このときの大バネ２５と中バネ２４と小バネ２３とによる合成されたトルクＴは、後述する点ＦのトルクＴの最大値よりもかなり小さい。そのために、固定接点１１と可動接点１２との間の摩擦力によって、固定接点１１と可動接点１２とはすぐには開放されない。

その後、トグルバネ１５の蓄積エネルギによってトグルレバー１４が駆動軸１６を時計方向に回転して点Ｆ（駆動レバートグルレバー角度θが例えば６度）に達すると、固定接点１１と可動接点１２との間の摩擦力よりも大バネ２５と中バネ２４と小バネ２３とによる合成されたトルクＴの方が大きくなって接点の開放が開始される。このとき中バネ２４によって発生するトルクＴは最大値であるので、大バネ２５と中バネ２４と小バネ２３とによる合成されたトルクＴは最大値となる。

その後、トグルバネ１５の蓄積エネルギによって駆動レバー１３が駆動軸１６を反時計方向に回転し、トグルレバー１４が駆動軸１６を時計方向に回転すると、中バネ２４によって発生するトルクＴは減少し始め、大バネ２５と小バネ２３によって発生するそれぞれのトルクＴは増加し続け、その後トグルレバー１４は第２ストッパ２０に当接して停止する。

その後、トグルバネ１５の蓄積エネルギによって駆動レバー１３が駆動軸１６を反時計方向に回転してＧ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば２０度）に達すると、中バネ２４の伸びが停止して中バネ２４によって発生するトルクＴが零となり、小バネ２３の伸びが開始して小バネ２３によって発生するトルクＴが減少し始める。一方、大バネ２５によって発生するトルクＴは増加し続けている。なお、中バネ２４の伸びが停止する前に、小バネ２３の伸びが開始するようにトグルバネ１５を形成しても良い。

その後、トグルバネ１５の蓄積エネルギによって駆動レバー１３が駆動軸１６を反時計方向に回転してＨ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば３０度）に達すると、大バネ２５によって発生するトルクＴが最大値となる。

その後、トグルバネ１５の蓄積エネルギによって駆動レバー１３が駆動軸１６を反時計方向に回転すると、大バネ２５は伸び続けて大バネ２５によって発生するトルクＴは減少し始める。小バネ２３は伸び続けて小バネ２３によって発生するトルクＴは減少し続ける。

その後、トグルバネ１５の蓄積エネルギによって駆動レバー１３が駆動軸１６を反時計方向に回転してＩ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば５０度）に達すると、駆動レバー１３のストッパ当接部１３ｄは第１ストッパ１９に当接して停止して、接点の開路動作が完了する。

本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置の接点の閉路動作を行うときのトグルバネ１５の動作は、上述した接点の開路動作を行うときのトグルバネ１５の動作の逆の動作であるので説明を省略する。

この結果、本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置は、中バネ２４の圧縮の開始を大バネ２５と小バネ２３とよりも遅らせて、接点の動作開始時にトグルバネ１５の大バネ２５と中バネ２４と小バネ２３による合成トルクが最大値となるようにしている。そのために、トグル機構が大型化せず、ハンドルの操作力を小さくできる。また、ハンドルの操作力を小さくするために、ハンドルを長くする必要がない。

また、本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置は、図３に示した死点であるＥ点の前後で作業者がハンドルから手を離すことがあっても、死点前後の大バネ２５と中バネ２４と小バネ２３による合成トルクが大きいので、ハンドルはこの大きなトルクによって接点の「入」又は「切」のどちらかの方向へ動作する。そのために、ハンドルが途中で停止することを防止できる。

また、本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置は、ハンドルやトグル機構にかかる負荷を低減でき、ハンドルやトグル機構の強度を小さくできるので、ハンドルやトグル機構を小型化することができ、開閉器の開閉操作装置の小型化を図ることができる。

なお、本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置において、中バネ２４と小バネ２３との間にさらにもう一つのバネとして、金属で形成され、コイルの外径及びバネ力が、中バネ２４と小バネ２３との間の関係になるように形成されたバネを設けることによって、図３に示したトグルバネ１５が発生するトルクＴの変化が平坦となって、接点動作開始のタイミングがＧ点側にずれても、高い動作トルクを維持することができるために、動作信頼性が向上する。

［実施の形態２］
本発明の実施の形態２の開閉器の開閉操作装置の動作は、図１を参照して上述した本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置の動作と同様であるので説明を省略する。図４は、本発明の実施の形態２の開閉器の開閉操作装置のトグルバネ３１の断面図である。同図において、トグルバネ３１の大バネ２５及び中バネ２４は金属で形成されていて、コイルの外径及びバネ力は、大バネ２５＞中バネ２４の関係又は中バネ２４≧大バネ２５の関係になるように形成されている。金属で形成されて円柱状に形成された中バネ圧縮遅延筒３２がバネ軸２１の周りに取り付けられて、中バネ圧縮遅延筒３２が、中バネの他端２４ｂに取り付けられたワッシャ２２と第２バネ受けピン１８との間との間に設けられている。トグルバネ３１が圧縮される前は、中バネ圧縮遅延筒３２の軸心方向の長さが中バネの他端２４ｂに取り付けられたワッシャ２２と第２バネ受けピン１８との間の距離よりも予め定めた長さだけ短い。中バネ圧縮遅延筒３２の軸心方向の長さは、トグルレバー１４が回転して駆動レバー１３とトグルレバー１４とによってトグルバネ３１が圧縮されるとき、大バネ２５が圧縮を開始した後に、中バネ圧縮遅延筒の一端３２ａが中バネの他端２４ｂに取り付けられたワッシャ２２に接して、かつ中バネ圧縮遅延筒の他端３２ｂが第２バネ受けピン１８に接したときに、中バネ２４が圧縮を開始するように決定される。大バネ２５が中バネ２４及び中バネ圧縮遅延筒３２の外側に位置している。

中バネ圧縮遅延筒３２の内周面とバネ軸２１の外周面との距離が大きく離れると、中バネ圧縮遅延筒の一端３２ａ又は他端３２ｂのいずれか又は両方が大バネ２５の隙間に入り込んでトグルバネ３１の動作に不具合が発生することになる。そのために、中バネ圧縮遅延筒３２の内周面とバネ軸２１の外周面との距離は、中バネ圧縮遅延筒の一端３２ａ又は他端３２ｂのいずれか一方又は両方が大バネ２５の隙間に入り込まないように決定される。その他の符号は、図２に示した本発明の実施の形態１の開閉器の開閉操作装置のトグルバネ１５の断面図と同符号を付して、説明を省略する。

図５は、本発明の実施の形態２の開閉器の開閉操作装置のトグル機構における駆動レバー１３とトグルレバー１４との間の駆動レバートグルレバー角度θ（横軸）と、トグルバネ３１が発生するトルクＴ（縦軸）との関係を示す図である。同図を参照して、本発明の開閉器の開閉操作装置の接点の開路動作を行うときのトグルバネ３１の動作を説明する。同図において、Ａ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば−５０度）では、トグルレバー１４がストッパ１９に当接して静止している。この状態で図示を省略したハンドル操作機構のハンドルを開路方向に回転開始すると、大バネ２５が圧縮を開始し、大バネ２５によって発生するトルクＴが増加していく。

ハンドルをさらに開路方向に回転させてＢ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば−３０度）に達すると、大バネ２５によって発生するトルクＴが最大値となる。

ハンドルをさらに開路方向に回転させてＣ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば−２０度）に達すると、中バネ圧縮遅延筒の一端３２ａが中バネの他端２４ｂに取り付けられたワッシャ２２に接して、かつ中バネ圧縮遅延筒の他端３２ｂが第２バネ受けピン１８に接したときに、中バネ２４が圧縮を開始する。大バネ２５によって発生するトルクＴは減少し続ける。

ハンドルをさらに開路方向に回転させてＤ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば−６度）に達すると、中バネ２４によって発生するトルクＴが最大値に達する。このとき大バネ２５と中バネ２４とによる合成されたトルクＴも最大値に達する。

Ｂ点からＤ点にかけてハンドルの操作力が大きい状態が続くが、中バネ２４がＣ点から圧縮を開始し、Ｄ点で中バネ２４によって発生するトルクＴが最大値となるときには大バネ２５によって発生するトルクＴは最大値から減少している。そのために、Ｆ点における大バネ２５と中バネ２４とによる合成されたトルクＴが、図７で示した従来技術の開閉器の開閉操作装置のトグル機構における駆動レバートグルレバー角度θ（横軸）とトグルバネ１に発生するトルクＴ（縦軸）との関係を示す図におけるＤ点での外バネ６と内バネ５とによる合成されたトルクＴと同じであれば、図５に示すＤ点における大バネ２５と中バネ２４とによる合成されたトルクＴの最大値は、図７で示した従来技術の開閉器の開閉操作装置のトグル機構における駆動レバートグルレバー角度θ（横軸）とトグルバネ１に発生するトルクＴ（縦軸）との関係を示す図におけるＢ点でのトルクＴの最大値よりも小さい。従って、図５に示すＢ点からＤ点にかけてハンドルの操作力は従来技術の開閉器の開閉操作装置よりも小さくなり、作業者の負担が少なくなる。

ハンドルをさらに開路方向に回転させると、大バネ２５と中バネ２４とによる合成されたトルクＴは減少して行き、トグル機構の死点であるＥ点（駆動レバートグルレバー角度θが０度）に達すると、大バネ２５と中バネ２４とによって発生するトルクＴはそれぞれ零と成り、大バネ２５と中バネ２４とによる合成されたトルクＴも零と成る。

そしてハンドルをさらに開路方向に回転させて、死点であるＥ点を越えると、トグルバネ３１の蓄積エネルギが一気に開放されることによって、開路操作時の操作スピードが得られる。

トグル機構の死点であるＥ点を少し越えると、大バネ２５と中バネ２４とによる合成されたトルクＴは接点を動かすトルクになるが、このときの大バネ２５と中バネ２４とによる合成されたトルクＴは、後述する点ＦのトルクＴの最大値よりもかなり小さい。そのために、固定接点１１と可動接点１２との間の摩擦力によって、固定接点１１と可動接点１２とはすぐには開放されない。

その後、トグルバネ３１の蓄積エネルギによってトグルレバー１４が駆動軸１６を時計方向に回転して点Ｆ（駆動レバートグルレバー角度θが例えば６度）に達すると、固定接点１１と可動接点１２との間の摩擦力よりも大バネ２５と中バネ２４とによる合成されたトルクＴの方が大きくなって接点の開放が開始される。このとき中バネ２４によって発生するトルクＴは最大値であるので、大バネ２５と中バネ２４とによる合成されたトルクＴは最大値となる。

その後、トグルバネ３１の蓄積エネルギによって駆動レバー１３が駆動軸１６を反時計方向に回転し、トグルレバー１４が駆動軸１６を時計方向に回転すると、中バネ２４によって発生するトルクＴは減少し始め、大バネ２５によって発生するトルクＴは増加し続け、その後トグルレバー１４は第２ストッパ２０に当接して停止する。

その後、トグルバネ３１の蓄積エネルギによって駆動レバー１３が駆動軸１６を反時計方向に回転してＧ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば２０度）に達すると、中バネ２４の伸びが停止して中バネ２４によって発生するトルクＴが零となる。一方、大バネ２５によって発生するトルクＴは増加し続けている。

その後、トグルバネ３１の蓄積エネルギによって駆動レバー１３が駆動軸１６を反時計方向に回転してＨ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば３０度）に達すると、大バネ２５によって発生するトルクＴが最大値となる。

その後、トグルバネ３１の蓄積エネルギによって駆動レバー１３が駆動軸１６を反時計方向に回転すると、大バネ２５は伸び続けて大バネ２５によって発生するトルクＴは減少し始める。

その後、トグルバネ３１の蓄積エネルギによって駆動レバー１３が駆動軸１６を反時計方向に回転してＩ点（駆動レバートグルレバー角度θが例えば５０度）に達すると、駆動レバー１３のストッパ当接部１３ｄは第１ストッパ１９に当接して停止して、接点の開路動作が完了する。

本発明の実施の形態２の開閉器の開閉操作装置の接点の閉路動作を行うときのトグルバネ３１の動作は、上述した接点の開路動作を行うときのトグルバネ３１の動作の逆の動作であるので説明を省略する。

この結果、本発明の実施の形態２の開閉器の開閉操作装置は、中バネ２４の圧縮の開始を大バネ２５よりも遅らせて、接点の動作開始時にトグルバネ３１の大バネ２５と中バネ２４とによる合成トルクが最大値となるようにしている。そのために、トグル機構が大型化せず、ハンドルの操作力を小さくできる。また、ハンドルの操作力を小さくするために、ハンドルを長くする必要がない。

また、本発明の実施の形態２の開閉器の開閉操作装置は、図５に示した死点であるＥ点の前後で作業者がハンドルから手を離すことがあっても、死点前後の大バネ２５と中バネ２４とによる合成トルクが大きいので、ハンドルはこの大きなトルクによって接点の「入」又は「切」のどちらかの方向へ動作する。そのために、ハンドルが途中で停止することを防止できる。

また、本発明の実施の形態２の開閉器の開閉操作装置は、ハンドルやトグル機構にかかる負荷を低減でき、ハンドルやトグル機構の強度を小さくできるので、ハンドルやトグル機構を小型化することができ、開閉器の開閉操作装置の小型化を図ることができる。

１トグルバネ
２バネ軸
２ａバネ軸の一端
２ｂバネ軸の他端
３第１バネ受けピン
４第２バネ受けピン
４ａ第２バネ受けピンの貫通孔
５内バネ
５ａ内バネの一端
５ｂ内バネの他端
６外バネ
６ａ外バネの一端
６ｂ外バネの他端
１１固定接点
１２可動接点
１３駆動レバー
１３ａ駆動レバーの一端
１３ｂ駆動レバーの他端
１３ｃ駆動レバーの角部
１３ｄ駆動レバーのストッパ当接部
１４トグルレバー
１４ａトグルレバーの一端
１４ｂトグルレバーの他端
１５トグルバネ
１５ａトグルバネの一端
１５ｂトグルバネの他端
１６駆動軸
１７第１バネ受けピン
１８第２バネ受けピン
１８ａ第２バネ受けピンの貫通孔
１９第１ストッパ
２０第２ストッパ
２１バネ軸
２１ａバネ軸の一端
２１ｂバネ軸の他端
２２ワッシャ
２３小バネ
２３ａ小バネの一端
２３ｂ小バネの他端
２４中バネ
２４ａ中バネの一端
２４ｂ中バネの他端
２５大バネ
２５ａ大バネの一端
２５ｂ大バネの他端
３１トグルバネ
３２中バネ圧縮遅延筒
３２ａ中バネ圧縮遅延筒の一端
３２ｂ中バネ圧縮遅延筒の他端
Ｔトルク
θ 駆動レバートグルレバー角度

Claims

固定接点と、
前記固定接点に接触する可動接点と、
駆動軸と、
Ｌ字状に形成されて、角部が前記駆動軸に回転自在に取り付けられ、一端が前記可動接点に取り付けられた駆動レバーと、
一端が前記駆動軸に回転自在に取り付けられているトグルレバーと、
前記駆動レバーの他端に取り付けられた第1バネ受けピンと、
前記トグルレバーの他端に取り付けられた第２バネ受けピンと、
一端が前記第２バネ受けピンに取り付けられ、他端が前記第１バネ受けピンに取り付けられたトグルバネとを備え、
前記駆動レバーと前記トグルレバーと前記トグルバネとによってトグル機構が構成された開閉器の開閉操作装置において、
前記トグルバネが、一端が前記第1バネ受けピンに固定され、他端が前記第２バネ受けピンに形成された貫通孔を貫通するバネ軸と、
前記バネ軸の周りに取り付けられて、一端が前記第1バネ受けピンに接する中バネと、
前記バネ軸の周りに取り付けられて、前記中バネの他端と前記第２バネ受けピンとの間に設けられた中バネ圧縮遅延手段と、
前記中バネと前記中バネ圧縮遅延手段との外側に位置して、一端が前記第1バネ受けピンに接して、他端が前記第２バネ受けピンに接する大バネとを備え、
前記トグルレバーが回転して前記駆動レバーと前記トグルレバーとによって前記トグルバネが圧縮されるとき、前記大バネが圧縮を開始して、その後前記中バネが圧縮を開始することを特徴とする開閉器の開閉操作装置。
請求項１記載の中バネ圧縮遅延手段が、前記バネ軸の周りに取り付けられて、一端が前記中バネの他端と接して、他端が前記第２バネ受けピンに接する小バネであり、
前記トグルレバーが回転して前記駆動レバーと前記トグルレバーとによって前記トグルバネが圧縮されるとき、前記大バネと前記小バネとが圧縮を開始して、その後前記中バネが圧縮を開始することを特徴とする開閉器の開閉操作装置。
前記トグルレバーが回転して前記駆動レバーと前記トグルレバーとによって前記トグルバネが圧縮されるとき、前記大バネと前記小バネとが圧縮されて、前記小バネが完全に圧縮された後に前記中バネが圧縮を開始することを特徴とする請求項２記載の開閉器の開閉操作装置。
請求項１記載の中バネ圧縮遅延手段が、軸心部を前記バネ軸が貫通し、前記トグルバネが圧縮される前は軸心方向の長さが前記中バネの他端と前記第２バネ受けピンとの間の距離よりも予め定めた長さだけ短く、円柱状に形成された中バネ圧縮遅延筒であり、
前記トグルレバーが回転して前記駆動レバーと前記トグルレバーとによって前記トグルバネが圧縮されるとき、前記大バネが圧縮を開始した後に、前記中バネ圧縮遅延筒の一端が前記中バネの他端に接して、かつ前記中バネ圧縮遅延筒の他端が前記第２バネ受けピンに接したときに、前記中バネが圧縮を開始することを特徴とする開閉器の開閉操作装置。