JP2015530745A - 負荷時タップ切換器用の蓄勢機構 - Google Patents

Abstract

本発明は、負荷時タップ切換器用の蓄勢機構１に関する。この蓄勢機構１は、回転可能な駆動軸１１に周設された、少なくとも１つの別の歯車７，９を介してクランク１３を駆動させる第１歯車５を有する。前記クランク１３は、弾性要素１５に機械式に連結している。この弾性要素１５は、駆動要素１７の巻き上げ時に荷重を受ける。被動要素２９が、前記弾性要素１５の当該荷重印加後に解放可能であり、急激に旋回する。前記駆動要素は、ロッカー１７である。このロッカー１７は、第１ラッチローラ２１と第２ラッチローラ２３とを有する。この第１ラッチローラ２１とこの第２ラッチローラ２３とはそれぞれ、第１ラッチ２５と第２ラッチ２７とを交互に操作する。この場合、前記被動要素２９の１つの第１移動止め位置３９と１つの第２移動止め位置４１とが、前記第１ラッチ２５に割り当てられていて、同様に、前記被動要素２９の１つの第１移動止め位置４３と１つの第２移動止め位置４５とが、前記第２ラッチ２７に割り当てられている。その結果、前記第１ラッチ２５と前記第２ラッチ２７とが、前記ロッカー１７の位置に応じてその第１移動止め位置３９，４３とその第２移動止め位置４１，４５とに交互に存在する。

Description

本発明は、負荷時タップ切換器用の蓄勢機構に関する。この蓄勢機構は、回転可能な駆動軸に周設された第１歯車を有する。この第１歯車は、少なくとも１つの別の歯車を介してクランクを駆動させる。このクランクは、弾性要素に機械式に連結している。この弾性要素は、駆動要素の巻き上げ時に荷重を受ける。被動要素が、この弾性要素の当該荷重印加後に解放可能であり、急激に旋回する。

冒頭で述べた種類の負荷時タップ切換器は、あらゆる分野の従来の技術において公知であり且つ自明である。当該負荷時タップ切換器は、タップ付変圧器の異なる巻線タップ同士間を通電状態のまま切り換えるために使用される。この切り換えは、通常は急激に実施されるので、負荷時タップ切換器は、一般に蓄勢機構を有する。

従来の技術から公知の蓄勢機構は、負荷時タップ切換器の操作の開始ごとにこの負荷時タップ切換器の連続して回転する駆動軸によって巻き上げられる、すなわち荷重を受ける。例えば、独国特許出願公開第１９５６３６９号明細書及び独国特許第２８０６２８２号明細書に開示されているように、公知の蓄勢機構は、主に付勢摺動機構と除勢摺動機構とから構成される。複数のばねが、この付勢摺動機構とこの除勢摺動機構との間に配置されている。さらに、複数のガイドバーが設けられている。この付勢摺動機構と除勢摺動機構との双方が、これらのガイドバー上で互いに独立して長手方向に可動に支承されている。同時に、それぞれ１つのばねが、それぞれ１つのガイドバーを包囲するように、これらのガイドバーは、これらのばね用のガイドを形成する。当該付勢摺動機構が、駆動軸に連結されている偏心部材によって当該除勢摺動機構に対して直線状に移動される。これにより、この付勢摺動機構とこの除勢摺動機構との間に配置された当該複数のばねが、荷重を受ける。この付勢摺動機構が、その終端位置に到達したときに、この除勢摺動機構の拘束が解除される。

特に、この付勢摺動機構とこの除勢摺動機構とを平行に延在する複数のガイドバーを用いて双方の長手方向に摺動可能にすると、要求される精度が高くなり且つ非常に高くなる。さらに、当該蓄勢機構では、運動方向が、二重に変換される。駆動軸の回転運動が、蓄勢機構の直線運動に変換される。この蓄勢機構の直線運動が、解除後に負荷時タップ切換器を操作するための当該切換軸の回転運動に再び逆変換される。直線運動可能な負荷時タップ切換器又はこの負荷時タップ切換器の切換開閉器であっても、このことは、複雑であり、適切でなく、無駄である。さらに、当該蓄勢機構は、多くの摩擦箇所を有する。これらの摩擦箇所は、機械的な故障を助長し、製造コストを増大させる。

当然に、摺動摩擦がもはや発生せず、その抵抗が少ないように、駆動軸の連続する回転運動を被動軸の急激で高速の旋回移動に変換する蓄勢機構が既に公知である。このことは、例えば、独国特許第１０２００６００８３３８号明細書、独国特許第１０２００９０３４６２７号明細書及び独国特許第１０２０１００４６２８０号明細書に記載されている。荷重を受けた１つ又は複数のばねが、急激に解放されることによって、被動軸の急激な回転運動が可能になる。当該ばねは、引張ばねでもよく、圧縮ばねでもよい。この場合、その原理は、常に同じである。回転する駆動軸が、最大点まで当該１つのばね又は当該複数のばねに荷重を印加する。その後に、当該ばねが、急激に弛緩することによって、被動軸が、一緒に移動する。この種類の蓄勢機構は、様々な実施の形態で公知であって、最初に並進する付勢運動を、実際の負荷の切り換えに必要な、切換接触子を操作するための主要な高速回転運動へ技術的に複雑に変換することが省略される点で優れている。

さらに、中国実用新案第２０１８４５６７０号明細書には、本出願の請求項１の上位概念に記載の負荷時タップ切換器用の蓄勢機構が開示されている。この場合、当該明細書では、多数の個別部品が、上側の取り付け板と下側の取り付け板との間に配置されているか又はこれらの取り付け板上に取り付けられている。

当該蓄勢機構が、多数の個別構造部品から構成され、これらの構造部品が、一方では構造を著しく複雑にし、他方では大きい構造空間を負荷時タップ切換器で占有することが、この従来の技術の欠点である。当該多数の構造部品に起因して、機械的な故障時の構造部品の交換が、長い作業時間と高いコストとを要する。

独国特許出願公開第１９５６３６９号明細書 独国特許第２８０６２８２号明細書 独国特許第１０２００６００８３３８号明細書 独国特許第１０２００９０３４６２７号明細書 独国特許第１０２０１００４６２８０号明細書 中国実用新案第２０１８４５６７０号明細書

本発明の課題は、製造コスト及び維持コストを少なくし、エネルギー損失又はエネルギー消費を少なく抑える、負荷時タップ切換器用の省スペースで且つ簡単な蓄勢機構を提供することにある。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する負荷時タップ切換器用の蓄勢機構によって解決される。

負荷時タップ切換器用の本発明の蓄勢機構は、回転可能な駆動軸に周設された第１歯車を有る。この第１歯車は、別の少なくとも１つ歯車を介してクランクを駆動させる。この場合、当該蓄勢機構は、切り換え工程ごとに駆動軸によって中心軸駆動される。この駆動軸による中心軸駆動の代わりに、偏心軸駆動も想到可能であることは、当業者にとって自明である。この場合、同時に選択器の駆動部でもある回転可能な駆動軸が、（歯車装置を有する）１８０°又は１６０°回転するモータによって駆動される。しかし、駆動軸が、ステップモータによって直接に駆動されることも、想到可能である。この場合、好ましくは、当該駆動軸は、切り換えステップごとに１８０°だけ回転される。その結果、この駆動軸に周設された第１歯車が、この切り換えステップに対して同様に駆動される。

複数の歯車が、嵌合し且つ空転なしに逆転する回転方向で力を伝達することは一般に公知であるので、好適な実施の形態では、もう１つの歯車が、第１歯車とクランクを駆動する歯車との間に配置されている。その結果、このクランクが、駆動軸と同じ方向に回転する。

この場合、当該クランクが、弾性要素に機械式に連結している。この弾性要素に機械式に連結している。この弾性要素は、この駆動要素の巻き上げ時に荷重を受ける。被動要素が、この弾性要素の当該荷重印加後に解除可能であり、急激に旋回する。

本発明によれば、当該駆動要素は、ロッカーである。この場合、このロッカーは、第１ラッチローラと第２ラッチローラとを有する。この第１ラッチローラとこの第２ラッチローラとはそれぞれ、第１ラッチと第２ラッチとを交互に操作する。この場合、当該被動要素の１つの第１移動止め位置と１つの第２移動止め位置とが、この第１ラッチに割り当てられている。同様に、当該被動要素の１つの第１移動止め位置と１つの第２移動止め位置とが、この第２ラッチに割り当てられている。したがって、この第１ラッチとこの第２ラッチとは、当該ロッカーの位置に応じてその第１移動止め位置とその第２移動止め位置とに交互に存在する。

当該両ラッチを第１移動止め位置又は第２移動止め位置へ移行させるため、当該第１ラッチが、第１ラッチローラを有し、当該第２ラッチが、第２ラッチローラを有する。第１ラッチローラと第２ラッチローラとこれらのラッチローラに割り当てられた第１移動止め位置と第２移動止め位置との構成によって、被動要素が、回転しないように固定されていることも留意すべきである。

さらに、第１ラッチが、第１ラッチ軸受の周りに旋回可能に形成されていて、第２ラッチが、第２ラッチ軸受の周りに旋回可能に形成されていることも提唱されている。

また、本発明の蓄勢機構では、カプラーが、クランクとロッカーとを機械式に結合させる。駆動軸によって駆動される当該クランクが、機械式の結合を通じて回転運動を当該カプラーに伝達する。その結果、回転運動によって駆動される当該カプラーが、当該ロッカーとの当該機械式の結合によってこのロッカーの旋回を可能にする。一方では、弾性要素が、このロッカーの当該旋回によって荷重を受け、また、例えば第１ラッチローラが、第１ラッチに対して押圧される結果、この第１ラッチが、第１ラッチ軸受の周りで回転される。また、これにより、この第１ラッチローラ３５が、その第１移動止め位置から移動される。また、このことは、被動要素の固定が解除されることを意味する。したがって、この切り換え後に、当該第１ラッチローラが、その第１移動止め位置からその第２移動止め位置に転移する。この場合、これと同時に、第２ラッチローラが、その第２移動止め位置からその第１移動止め位置に転移する。この第１ラッチローラとこの第２ラッチローラとが、第１移動止め位置又は第２移動止め位置に再び到達したときに、本発明の蓄勢機構が、終端位置に再び存在し、当該切換開閉器の位置が固定される。

特に、当該弾性要素は、ばねである。この場合、当該ばねは、好適な実施の形態ではねじりばねとして形成されている。この場合、しかし、従来の技術で公知のその他のあらゆるばねも想定可能である。このため、当該ねじりばねは、２つの脚部を有する。これらの脚部は交互に、被動要素のばね止め及びロッカーのばね止めと協働する。特に、当該ロッカーの旋回時に、当該ねじりばねの第１脚部が、当該被動要素のばね止めによって不動に保持され、当該ねじりばねの第２脚部が旋回移動されるように、当該蓄勢機構が構成されている。その結果、当該ねじりばねが、荷重を受ける。

特に、本発明の蓄勢機構は、ラッチ引張ばねも有する。当該予荷重が、この第１ラッチとこの第２ラッチとを被動要素の外輪郭に対して当接させる。その結果、第１ラッチローラと第２ラッチローラとが、当該ラッチ引張ばねによって当該被動要素の第１移動止め位置又は第２移動止め位置に移行可能であるか又はこれらの移動止め位置へ押圧される。

特に、上記の実施の形態で説明されている被動要素は、切換開閉器の駆動歯車である。切換開閉器の駆動歯車としての当該被動要素の詳細な説明及び図は省略されている。何故なら、当該駆動歯車に対して従来の技術において公知であり且つ一般的である様々な機械構造部品が使用可能であるからである。すなわち、当該切換開閉器の駆動歯車が、例えば穴あけされた加工品から製作されることは、当業者にとって自明である。例えばコロ軸受のようなその他の構造部品が、当該加工品内に嵌入される。

負荷時タップ切換器用の本発明の蓄勢機構の利点は、省スペースで且つ簡単な蓄勢機構が、その全体構造と当該蓄勢機構内に組み込まれた少ない構造部品とに起因して提供されていることにある。すなわち、当該蓄勢機構が、切り換えのために入れ替わる回転方向又は旋回方向ごとに使用され得る、したがって駆動方向に関係なく使用され得るという別の利点も、当該蓄勢機構は、上記のねじりばねの配置によって同時に奏する。これに対して、従来の技術で公知の、摩擦が半径方向に減少する、すなわち損失が減少する負荷時タップ切換器用の蓄勢機構は、方向に依存する。また、本発明の蓄勢機構は、全体的に少なく組み込まれた構造部品に起因して、その製造コスト及び維持コストが少ない。

本発明の蓄勢機構のもう１つの利点は、被動要素に関して既に上述したように、摩擦に起因するエネルギー損失が、コロ軸受を使用することによって少なく抑えられることである。

以下に、本発明及びその利点を、添付図面を参照してより詳細に説明する。

上から見た本発明の蓄勢機構の斜視図である。 下から見た図１に示された蓄勢機構の斜視図である。 当該蓄勢機構の斜視図である。この場合、第１レバーが、被動要素に対して第１止め位置に存在し、第２レバーが、この被動要素に対して第２止め位置に存在する。 図３による蓄勢機構の斜視図である。 当該蓄勢機構の別の斜視図である。この場合、第１レバー、第２レバー、及び当該両レバーを機械式に連結するためのラッチ引張ばねが示されていない。 当該蓄勢機構の別の斜視図である。この場合、歯車、クランク、及びカプラーが、見やすさの理由から示されていない。 上から見た図６による蓄勢機構の斜視図である。 当該蓄勢機構の上面図である。

図中では、等しい符号が、本発明の同じ要素又は同等に作用する要素に対して使用されている。さらに、見やすさの理由から、それぞれの図の説明のために必要である個々の図中の符号だけが示されている。

図１は、上から見た負荷時タップ切換器用の本発明の蓄勢機構の斜視図である。ここでは、この蓄勢機構１は、回転可能な駆動軸１１に配置された第１歯車５を有する。この第１歯車５は、第３歯車９を介してクランク１３を駆動させる。第２歯車７が、この第１歯車５とこの第３歯車９との間に配置されている。その結果、このクランク１３の回転角度ω_２は、駆動軸１１と同じ回転角度ω_１である。本発明の蓄勢機構１が、その他の実施の形態において３つの歯車５，６，７より多いか又は少ない歯車も備え得ることは、当業者にとって自明である。

当該クランク１３が、弾性要素１５に機械式に連結しているので、この弾性要素１５が、駆動要素１７の巻き上げ時に荷重を受ける。被動要素２９が、この弾性要素１５の当該荷重印加後に解除可能であり、急激に旋回する。

本発明によれば、上記駆動要素は、ロッカー１７である。特に、ロッカー１７は、嵌入されているコロ軸受（図示せず）を有してもよい。摩擦によって発生するエネルギー損失が少ない。

図２に示されているように、ロッカー１７は、第１ラッチローラ２１と第２ラッチローラ２３とを有する。この第１ラッチローラ２１とこの第２ラッチローラ２３とはそれぞれ、第１ラッチ２５と第２ラッチ２７とを交互に操作する。この場合、第１ラッチ２５が、第１ラッチ軸受３１の周りに旋回可能に形成されていて、第２ラッチ２７が、第２ラッチ軸受３３の周りに旋回可能に形成されている。

この場合、本発明によれば、さらに、図３及び４による蓄勢機構１の別の斜視図によれば、被動要素２９の第１移動止め位置３９と第２移動止め位置４１とが、第１ラッチ２５に割り当てられていて、同様に、当該被動要素２９の第１移動止め位置４３と第２移動止め位置４５とが、第２ラッチ２７に割り当てられている。したがって、この第１ラッチ２５とこの第２ラッチ２７とは、ロッカー１７の位置に応じてその第１移動止め位置３９，４３とその第２移動止め位置４１，４５とに交互に存在する。

図３及び４に同様に示されているように、第１ラッチ２５が、第１ラッチローラ３５を有し、第２ラッチ２７が、第２ラッチローラ３７を有する。当該２つのラッチ２５，２７が、この第１ラッチローラ３５とこの第２ラッチローラ３７とによってその第１移動止め位置３９，４３又はその第２移動止め位置４１，４５に移行可能である。その結果、第１ラッチローラ３５と第２ラッチローラ３７とこれらのラッチローラに割り当てられた第１移動止め位置３９，４３と第２移動止め位置４１，４５との構成によって、被動要素２９が、回転しないように固定されている。

この点に関しては、図２では、本発明の蓄勢機構１が、ラッチ引張ばね４７を有するので、図２を再度参照のこと。このラッチ引張ばね４７が、第１ラッチ２５と第２ラッチ２７とを機械式に結合させ、当該予荷重が、この第１ラッチ２５とこの第２ラッチ２７とを被動要素２９の外輪郭３０、ここでは曲面に対して当接させる。その結果、第１ラッチローラ３５と第２ラッチローラ３７とが、ラッチ引張ばね４７によって当該被動要素２９の第１移動止め位置３９，４３又は第２移動止め位置４１，４５に移行可能であるか又はこれらの移動止め位置へ押圧される。

さらに、本発明の蓄勢機構１では、全ての図１〜４に示されているように、カプラー１９が、クランク１３とロッカー１７とを機械式に結合させ、上記弾性要素は、特にばね１５である。この場合、同様に既に説明した全ての図１〜４に示されているように、当該ばね１５は、ねじりばねとして形成されている。このため、当該ねじりばね１５は、２つの脚部４９，５１を有する。この脚部４９とこの脚部５１とは交互に、被動要素２９のばね止め５３及びロッカー１７のばね止め５５と協働する。特に、ロッカー１７の旋回時に、ねじりばね１５の第１脚部４９が、被動要素２９のばね止め５３によって不動に保持され、当該ねじりばね１５の第２脚部５１が旋回移動されるように、当該蓄勢機構１が構成されている。その結果、当該ねじりばね１５が、荷重を受ける。

被動要素２９は、特に切換開閉器の駆動歯車である。切換開閉器の駆動歯車としての被動要素２９の詳細な説明及び図が、見やすさの理由から省略されている。何故なら、当該詳細な説明及び図は、あらゆる分野の従来の技術において公知であり且つ自明であるからである。

本発明の蓄勢機構１の機能を、図１〜４に対して既に説明した特徴に基づいて簡潔に説明する。駆動軸１１によって駆動されるクランク１３が、機械式の結合を通じて回転運動をカプラー１９に伝達する。その結果、回転運動によって駆動される当該カプラー１９が、ロッカー１７との当該機械式の結合によってこのロッカー１７の旋回を可能にする。一方では、ばね１５が、このロッカー１７の当該旋回によって荷重を受け、また、例えば第１ラッチローラ２１が、第１ラッチ２５に対して押圧される結果、第１ラッチ２５が、第１ラッチ軸受３１の周りで回転される。また、これにより、第１ラッチローラ３５が、その第１移動止め位置３９から移動される。また、このことは、被動要素２９の固定が解除されることを意味する。したがって、この切り換え後に、当該第１ラッチローラ３５が、その第１移動止め位置３９からその第２移動止め位置４１に転移する（これに関しては、図３及び４参照）。この場合、これと同時に、第２ラッチローラ３７が、その第２移動止め位置４５からその第１移動止め位置４３に転移する（これに関しては、同様に図３及び４参照）。この第１ラッチローラ３５とこの第２ラッチローラ３７とが、第１移動止め位置３９，４３又は第２移動止め位置４１，４５に再び到達したときに、本発明の蓄勢機構１が、終端位置に再び存在し、当該切換開閉器の位置が固定される。

全ての特徴が、図１〜４に既に説明されていて、別の図５〜８が、これらの図１〜４による別の斜視図だけを示すので、この点に関する図のさらなる説明は省略されている。

本発明を好適な実施の形態を参照して説明した。しかしながら、添付されている特許請求の範囲の保護範囲から外れることなしに、改造及び変更が実施され得ることは、あらゆる当業者にとって自明である。上述した実施の形態は、特許請求の範囲に記載の技術を説明するために使用されるものの、これらの実施の形態は、これらの実施の形態に限定されない。

１ 蓄勢機構
５ 第１歯車
７，９ 別の歯車
１１ 駆動軸
１３ クランク
１５ 弾性要素、ばね
１７ 駆動要素、ロッカー
１９ カプラー
２１ 第１ラッチローラ
２３ 第２ラッチローラ
２５ 第１ラッチ
２７ 第２ラッチ
２９ 被動要素
３０ 外輪郭
３１ 第１ラッチ軸受
３３ 第２ラッチ軸受
３５ 第１ラッチローラ
３７ 第２ラッチローラ
３９ 第１ラッチの第１移動止め位置
４１ 第１ラッチの第２移動止め位置
４３ 第２ラッチの第１移動止め位置
４５ 第２ラッチの第２移動止め位置
４７ ラッチラッチ引張ばね
４９ 第１脚部
５１ 第２脚部
５３ 被動要素のばね止
５５ ロッカーのばね止
ω_１ 駆動軸の回転角度
ω_２ クランクの回転角度

Claims (8)

1. 回転可能な駆動軸（１１）に周設された、少なくとも１つの別の歯車（７，９）を介してクランク（１３）を駆動する第１歯車（５）を有する、負荷時タップ切換器用の蓄勢機構（１）であって、
   前記クランク（１３）は、弾性要素（１５）に機械式に連結していて、この弾性要素（１５）は、駆動要素（１７）の巻き上げ時に荷重を受け、
   被動要素（２９）が、前記弾性要素（１５）の当該荷重印加後に解放可能であり、急激に旋回する当該蓄勢機構（１）において、
   前記駆動要素は、ロッカー（１７）であり、このロッカー（１７）は、第１ロッカーローラ（２１）と第２ロッカーローラ（２３）とを有し、この第１ロッカーローラ（２１）とこの第２ロッカーローラ（２３）とはそれぞれ、第１ラッチ（２５）と第２ラッチ（２７）とを交互に操作し、前記被動要素（２９）にある１つの第１移動止め位置（３９）と１つの第２移動止め位置（４１）とが、前記第１ラッチ（２５）に割り当てられていて、同様に、前記被動要素（２９）にある１つの第１移動止め位置（４３）と１つの第２移動止め位置（４５）とが、前記第２ラッチ（２７）に割り当てられている結果、前記第１ラッチ（２５）と前記第２ラッチ（２７）とが、前記ロッカー（１７）の位置に応じてその第１移動止め位置（３９，４３）とその第２移動止め位置（４１，４５）とに交互に存在することを特徴とする蓄勢機構（１）。
2. 前記第１ラッチ（２５）は、第１ラッチローラ（３５）を有し、前記第２ラッチ（２７）は、第２ラッチローラ（３７）を有し、当該２つのラッチ（２５，２７）が、この第１ラッチローラ（３５）とこの第２ラッチローラ（３７）とによってその第１移動止め位置（３９，４３）又はその第２移動止め位置（４１，４５）に移行可能である請求項１に記載の蓄勢機構（１）。
3. 前記第１ラッチ（２５）は、第１ラッチ軸受（３１）の周りに旋回可能に形成されていて、前記第２ラッチ（２７）は、第２ラッチ軸受（３３）の周りに旋回可能に形成されている請求項１又は２に記載の蓄勢機構（１）。
4. カプラー（１９）が、前記クランク（１３）と前記ロッカー（１７）とを機械式に結合する請求項１に記載の蓄勢機構（１）。
5. 前記弾性要素は、ねじりばねとして形成されているばね（１５）である請求項１に記載の蓄勢機構（１）。
6. 前記ばね（１５）は、２つの脚部（４９，５１）を有し、これらの脚部（４９，５１）は交互に、前記被動要素（２９）のばね止め（５３）及び前記ロッカー（１７）のばね止め（５５）と協働する請求項１又は５に記載の蓄勢機構（１）。
7. ラッチ引張ばね（４７）が、前記第１ラッチ（２５）と前記第２ラッチ（２７）とを機械式に結合し、且つこの第１ラッチ（２５）とこの第２ラッチ（２７）とに、前記被動要素（２９）の外輪郭（３０）に向けて予荷重を印加する請求項１〜６のいずれか１項に記載の蓄勢機構（１）。
8. 前記被動要素（２９）は、切換開閉器の駆動歯車である請求項１に記載の蓄勢機構（１）。

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