JP2016517153A - 開閉器の操作機構 - Google Patents

Abstract

本発明はなかんずく固定接点（３０）と可動接点（４０）とを備えた接点系（２０）を有し、接点系（２０）を閉鎖または開放するため可動接点（４０）を操作するためのアクチュエータ（１１０）と、可動接点（４０）およびアクチュエータ（１１０）の間に配置された機械的伝達装置（１２０）とを備えた開閉器（１０）のための操作機構（１００）に関する。本発明によれば、伝達装置（１２０）が、固定軸受（１６０）を中心に旋回可能な折曲レバー（１４０）とこの折曲レバー（１４０）に可動軸受（１７０）を介して接続された連結部材（１５０）とにより形成された関節機構（１３０）を有し、関節機構（１３０）が第１の終端位置と第２の終端位置との間で旋回可能であり、第１の終端位置から第２の終端位置へまたはその逆への移行時に最大伸張状態を通過し、連結部材（１５０）が可動接点（４０）を、第１の終端位置では接点系（２０）を閉鎖する位置に、第２の終端位置では接点系（２０）を開放する位置に保持するようにされる。【選択図】図２

Description

本発明は、固定接点と可動接点とを備えた接点系を有する開閉器のための操作機構に関する。

この種の操作機構は特許文献１により知られている。この操作機構は可動接点を操作するためのアクチュエータと、可動接点とアクチュエータとの間に配置された機械的伝達装置とを有する。公知の操作機構のアクチュエータは２つのプランジャ位置の間を往復切り替え可能なソレノイドを含む。開閉器の両切り替え位置のロックはアクチュエータと接点系との間に配置された操作棒の段のプロフィルにより行われる。

国際公開第２０１３/００４４６７号

本発明の課題は、簡単に製作でき接点系の確実な開閉を可能にする開閉器用操作機構を提供することにある。

この課題は本発明によれば請求項１の特徴を有する操作機構により解決される。本発明の操作機構の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。

したがって本発明によれば、伝達装置が、固定軸受を中心に旋回可能な折曲レバーとこの折曲レバーに可動軸受を介して接続された連結部材とにより形成された関節機構を有し、関節機構が第１の終端位置と第２の終端位置との間で旋回可能であり、第１の終端位置から第２の終端位置へまたはその逆への移行時に最大伸張状態を通過し、連結部材が可動接点を、第１の終端位置では接点系を閉鎖する位置に、第２の終端位置では接点系を開放する位置に保持するようにされる。

本発明の操作機構の本質的な利点は、その間に最大伸張状態がある２つの終端位置の間で往復切り替え可能な関節機構に基づく。このような関節機構は有利なことに、開閉器の投入時の可動接点の動作を開閉器の遮断時とは異なるようにすることを可能にする。たとえば、開閉器の遮断時には関節機構の中間位置が設けられ、この位置で開閉器が完全に遮断される前に接点系の可動接点と固定接点との間に所定の間隔が保持されることが可能になる。

接点系の可動接点への関節機構の接続に関しては、連結部材を可動接点に昇降部材と接点押圧ばねとを介して接続させ、連結部材を伸張状態において昇降部材と接点押圧ばねを介して最大押圧力を可動接点に及ぼすようにすると有利である。

関節機構が連結ギヤの一構成要素を形成すると有利である。

たとえば関節機構は、多節リンクチェーン、特に４節リンクチェーン、または多節リンク伝動機構、特に４節リンク伝動機構の一構成要素を形成することができる。

伸張状態に関して第１の終端位置と第２の終端位置が非対称に配置されると有利である。これに関して特に有利なのは、関節機構が第１の終端位置において折曲レバーと連結部材との間に第１の伸張角度を有し、第２の終端位置において折曲レバーと連結部材との間に第２の伸張角度を有し、関節機構の第１の伸張角度が関節機構の第２の伸張角度より大きくすることである。

関節機構の位置調整には制御レバーを使用すると有利である。したがって、可動軸受に付加的に制御レバーを接続し、これにより関節機構を第１の終端位置から第２の終端位置へまたはその逆へ移動させるようにすると有利である。

制御レバーは第２の固定軸受を中心に旋回可能なリンクレバーにより偏向可能にすると有利である。

操作機構はさらに昇降機構を有し、これが第１のプランジャ位置と第２のプランジャ位置を取ることができるようにすると有利である。このような昇降機構が存在する場合には、さらに、昇降機構を関節機構に連結して、昇降機構の第１のプランジャ位置から第２のプランジャ位置への移行および第１のプランジャ位置への戻りが関節機構の終端位置の切り替え、すなわち第１の終端位置から出発して第２の終端位置へまたは第２の終端位置から出発して第１の終端位置への切り替えを惹起するようにすると有利である。

操作機構の特に有利な実施態様によれば、昇降機構は第２の固定軸受を中心に旋回可能なリンクレバーに接続され、昇降機構が第１のプランジャ位置から第２のプランジャ位置への移行時にリンクレバーを可動軸受の方向に旋回させ、第２のプランジャ位置から第１のプランジャ位置への移行時に可動軸受から離れるように旋回させるようにされる。

操作機構の特に有利な実施態様によれば、昇降機構は、関節機構の第１の終端位置から出発して、第１のプランジャ位置から第２のプランジャ位置への移行時に関節機構を制御レバーにより伸ばし、この伸張状態を越えて中間折曲位置へ動かし、第２のプランジャ位置から第１のプランジャ位置への移行時にこの中間折曲位置から関節機構の第２の終端位置に動かすようにされる。

また、昇降機構が‐関節機構の第２の終端位置から出発して、第１のプランジャ位置から第２のプランジャ位置への移行時に関節機構を制御レバーにより伸ばし、この伸張状態を越えて、中間折曲位置に固定することなく、関節機構の第１の終端位置に直接動かすようにすると有利である。

制御レバーは、第２のプランジャ位置から第１のプランジャ位置への移行時に初めて第１のプランジャ位置で取っていた制御レバー終端位置から別の制御レバー終端位置へ旋回されるようにすると有利である。

制御レバーは関節機構の第１の終端位置において取るその第１の制御レバー終端位置においてリンクレバーの第１の載置位置にあると有利である。関節機構の第２の終端位置において取るその第１の制御レバー終端位置において制御レバーがリンクレバーの第２の載置位置にあるかまたはこれから離れるようにすると有利である。

制御レバーの旋回にはたとえば、操作機構が１つまたは複数の制御レバーストッパを（たとえばばねの形で）有するようにされる。制御レバーの第１の制御レバー終端位置から第２の制御レバー終端位置への旋回は第１の制御レバーストッパにより惹起されると有利である。すなわちこのストッパには制御レバーが可動軸受のさらなる運動時に第２のプランジャ位置から第１のプランジャ位置への移行中にもしくは関節機構の中間折曲位置から関節機構の第２の終端位置への移行中に押し付けられる。

代替的にまたは付加的に操作機構は１つの（第２の）制御レバーストッパを（たとえばばねの形で）有し、制御レバーが第２のプランジャ位置から第１のプランジャ位置への移行中にこのストッパに押し付けられることにより第２の制御レバー終端位置から第１の制御レバー終端位置への旋回を惹起するようにすることができる。

関節機構が第１の終端位置から出発して到達する中間折曲位置は、遮断時に固定接点と可動接点との間に生じるアークはまさに消されて再帰電圧は保持されるが、接点系の完全に開かれる接点位置にはまだ達しないように、接点系が開かれるように選ばれる。

昇降機構は第１のプランジャ位置および／または第２のプランジャ位置がそれぞれ磁力またはばね力により保持される磁気操作機構であると有利である。

本発明はさらに上述した操作機構を備えた開閉器に関する。本発明による開閉器の利点に関しては本発明による操作機構に関する上記の説明を参照されたい。

本発明を以下に実施例に基づいて詳細に説明する。この場合各図は以下のことを例示する。

図１は、本発明による操作機構の一実施例を備えた本発明による開閉器の一実施例を示すもので、開閉器の完全に投入された状態および昇降機構の第１のプランジャ位置を示している。 図２は、開閉器の遮断中に昇降機構がその第２のプランジャ位置に達した直後に関節機構が取る中間折曲位置を示す。 図３は、関節機構が図２に示す中間折曲位置からその第２の終端位置におよび昇降機構がその第１のプランジャ位置にもたらされるときに開閉器が到達する完全に開閉器が遮断された状態を示す。 図４は、開閉器の投入時に関節機構が取る伸張状態を示す。 図５は、昇降機構が投入行程中にその第２のプランジャ位置にもたらされるとき、すなわち昇降機構を第２のプランジャ位置から第１のプランジャ位置に切り替える前の開閉器の状態を示す。

各図において概括のために同一または類似部分には常に同一の符号が使用されている。

図１は、固定された接点（以下に固定接点３０と呼ぶ）並びに可動的な接点（以下に可動接点４０と呼ぶ）を有する接点系２０を備えた開閉器１０を示す。

可動接点４０の移動および開閉器１０の投入もしくは遮断のために開閉器１０は操作機構１００を備えており、この操作機構は昇降機構１１０の形のアクチュエータ並びに伝達装置１２０を含んでいる。伝達装置１２０は昇降機構１１０と可動接点４０との間に配置され、昇降機構１１０の昇降運動および力を可動接点４０に伝達する。

伝達装置１２０は関節機構１３０を含んでおり、この関節機構は折曲レバー１４０並びに連結部材１５０を有している。折曲レバー１４０は固定軸受１６０を中心に旋回可能に支承されている。折曲レバー１４０と連結部材１５０との接続のために可動軸受１７０が用いられ、これには付加的に制御レバー１８０が旋回可能に保持されている。

関節機構１３０は図１に示した第１の終端位置と、図３に示した第２の終端位置との間で旋回可能にされている。第１の終端位置から第２の終端位置またはその逆への移行時に関節機構１３０は最大の伸張状態を取る（図４参照）。

関節機構１３０の第１の終端位置（図１参照）では連結部材１５０は可動接点４０を接点系２０が閉じられる位置に保持し、その際接点押圧ばね３１０はほぼ最大限に伸びている。図３に示す関節機構１３０の第２の終端位置では連結部材１５０は可動接点４０を接点系２０が電気的に開かれる開放位置に保持する。関節機構１３０の第１の終端位置から第２の終端位置へのまたはその逆への移行は以下に図２から図５を参照して詳細に説明する。

関節機構１３０の第１の終端位置（図１参照）から第２の終端位置へのまたはその逆への切り替えにはプランジャ２００を備えた昇降機構１１０が用いられる。図１に示した第１のプランジャ位置ではプランジャ２００は下側の終端位置にあり、この位置でプランジャは第２の固定軸受２１０を中心に旋回可能なリンクレバー２２０をリンクレバー連行体２３０で下方に旋回させる。リンクレバー２２０が第２の固定軸受２１０を中心に上方に旋回するとリンクレバー２２０は制御レバー１８０と協働するので、制御レバー１８０により関節機構１３０の終端位置の切り替えが可能となる。

連結部材１５０には昇降部材３００ならびに接点押圧ばね３１０が接続されており、このばねは第３の固定軸受３２０を中心に旋回可能な旋回レバー３３０を介して可動接点４０と連結されている。

開閉器１０の図１に示した投入状態から図３に示した遮断状態への切り替えは以下に図１から図３を参照して詳細に説明する。

開閉器１０の遮断のためまず昇降機構１１０のプランジャ２００が上方へ図２に示した第２のプランジャ位置にもたらされる。プランジャ２００が上方へ動くことによりリンクレバー２２０のレバー端２２１が第２の固定軸受２１０を中心に図１において上方へ旋回されるので、制御レバー１８０は持ち上げられ、関節機構１３０の可動軸受１７０が移動する。関節機構１３０は中間折曲位置に達し、この位置では接点系２０はすでに十分に開いているので、接点系２０の遮断時に固定接点３０と可動接点４０との間に生じるアークがまさに消えることになる。可動接点４０と固定接点３０との間の間隔は図２では符号Ｓ１で示されている。図２では、接点系２０は完全に開いた接点位置には、また、昇降機構１１０は第２のプランジャ位置にはまだ達していない。

図３は、プランジャ２００が図２に示した第２のプランジャ位置から再び第１のプランジャ位置へ、すなわち図２から下方へ動かされた状態の開閉器１０を示す。この図から判るように、関節機構１３０の可動軸受１７０はさらに左側に動かされるので、可動接点４０と固定接点３０との間の間隔は拡大される。可動接点４０と固定接点３０との間の間隔は図３では符号Ｓ２で示されており、式Ｓ２＞Ｓ１が成立する。

さらに図３から明らかなように、プランジャ２００の第２のプランジャ位置から第１のプランジャ位置への移行時もしくは可動軸受１７０の左方への旋回時に制御レバー１８０は制御レバーストッパ４００へ向かって旋回するので、リンクレバー２２０が下降すると制御レバー１８０は可動軸受１７０を中心に旋回することになる。制御レバー１８０の旋回により制御レバー１８０の制御レバー端１８１はリンクレバー２２０の載置位置２２２（図２参照）を離れて、制御レバー１８０がリンクレバー２２０の他方の載置位置に載るかまたはこれから若干離れた制御レバー位置へ旋回することになる。後者の例が図３に示されている。

昇降機構１１０および接点系２０の図３に示した位置では開閉器１０は完全に遮断され、関節機構１００ならびに制御レバー１８０はそれらの終端位置に達している。

図３に示した位置からの開閉器１０の再投入を以下に図３から図５に基づいて詳細に説明する。

図３に示した開閉器１０の完全な遮断状態から出発してまず昇降機構１１０が動かされてプランジャ２００が持ち上げられるので、関節機構１３０は図４に示す伸張状態に達する。図から明らかなように、関節機構１３０の１８０度の伸張状態はプランジャ２００がその第２の上側プランジャ位置を取る前にすでに達している。

さらに図４から判るように、可動接点４０はすでに固定接点３０に達しており、接点系２０はすでに閉じられ、接点押圧ばね３１０は最大限に伸びている。開閉器１０はしたがってプランジャ２００がまだ第２のプランジャ位置を取る前に投入状態にある。

図５にはプランジャ２００もしくは昇降機構１１０が第２のプランジャ位置に達した後の開閉器１０の状態を示している。図から明らかなように、図４に示した位置から図５に示した位置への移行時に関節機構１３０の可動軸受１７０はなお若干右方に動かされるので、連結部材１５０が若干下降する。連結部材１５０の下降にも拘わらず可動接点４０の位置は変化しないので、すでに図４で示した開閉器１０の投入状態は維持される。

さらに図５に示すように、関節機構１３０の右方への旋回時に制御レバー１８０はばね４５０に押し付けられるので、ばね４５０は少なくとも若干緊張させられる。次の開閉過程においてプランジャ２００が下降して昇降機構１１０が第１のプランジャ位置に戻されると、リンクレバー２２０は第２の固定軸受２１０を中心に下方へ旋回するので、制御レバー１８０はばね４５０により図５に示した位置から図１に示した位置へ旋回して戻ることができる。この戻り位置において制御レバー１８０の制御レバー端１８１がリンクレバー２２０の載置位置２２２に当接する。関節機構１３０の位置および接点押圧ばね３１０の状態はこの場合不変に維持される。

図１および図３に示すように、関節機構１３０は図１から図５の実施例では第１の終端位置（図１参照）では折曲レバー１４０と連結部材１５０との間に第２の終端位置よりも大きな伸張角度を有する。関節機構１３０の図１に示した第１の終端位置では伸張角度はα１で示され、第２の終端位置での伸張角度は図３に示すようにα２で示されている。換言すれば第１の終端位置および第２の終端位置は最大可能な”伸張状態“に関して非対称である。

図１から図５に示した関節機構１３０は連結伝動機構の一構成要素とすることができる。たとえば関節機構１３０は多節リンクチェーン、特に４節リンクチェーン、または多節リンク伝動機構、特に４節リンク伝動機構の一構成要素とすることができる。

図１から図５に関連した上述の説明から明らかなように、昇降機構１１０は第１のプランジャ位置から第２のプランジャ位置に移行する際に関節機構１３０の第１の終端位置（図１参照）から出発して（すなわち開閉器１０の遮断状態から出発して）関節機構１３０を制御レバー１８０により伸ばし、この伸張状態を超えて図２に示す中間折曲位置に動かす。第２のプランジャ位置から第１のプランジャ位置への移行時には関節機構１３０は中間折曲位置（図２参照）から関節機構１３０の第２の終端位置（図３参照）へ動かされる。

関節機構１３０の第２の終端位置（図３参照）から出発して（すなわち遮断状態から出発して開閉器１０の投入時に）昇降機構１１０は第１のプランジャ位置から第２のプランジャ位置への移行時に関節機構１３０を制御レバー１８０により伸張状態を越えて関節機構１３０の第１の終端位置へ直接伸ばし、（遮断行程とは異なり）中間折曲位置にとどまることはない。

開閉器１０の投入時には開閉状態の移行は換言すれば第１のプランジャ位置から第２のプランジャ位置への移行時にすでに行われるのに対して、開閉器１０の遮断時には中間折曲位置の形の中間状態が設定される。中間折曲位置では接点系２０の接点は消弧が行われるのに十分なほど開くが、開閉器１０はまだ完全には遮断されてない。これは開閉器１０を中間状態に固定し、接点系２０の接点が完全に開かれる前に消弧が行われることを可能にする。

１０ 開閉器
２０ 接点系
３０ 固定接点
４０ 可動接点
１００ 操作機構
１１０ アクチュエータ/昇降機構
１２０ 伝達装置
１３０ 関節機構
１４０ 折曲レバー
１５０ 連結部材
１６０ 固定軸受
１７０ 可動軸受
１８０制御レバー
１８１ 制御レバー端
２００ プランジャ
２１０ 固定軸受
２２０ リンクレバー
２２１ レバー端
２２２ 載置位置
２３０ リンクレバー連行体
３００ 昇降部材
３１０ 接点押圧ばね
３２０ 固定軸受
３３０ 旋回レバー
４００ 制御レバーストッパ
４５０ ばね
Ｓ１ 間隔
Ｓ２ 間隔
α１ 伸張角度
α２ 伸張角度

Claims (15)

1. 固定接点（３０）と可動接点（４０）とを備えた接点系（２０）を有し、接点系（２０）を閉鎖または開放するため可動接点（４０）を操作するためのアクチュエータ（１１０）と、可動接点（４０）およびアクチュエータ（１１０）との間に配置された機械的伝達装置（１２０）とを備えた開閉器（１０）のための操作機構（１００）において、
   ‐伝達装置（１２０）が、固定軸受（１６０）を中心に旋回可能な折曲レバー（１４０）とこの折曲レバー（１４０）に可動軸受（１７０）を介して接続された連結部材（１５０）とにより形成された関節機構（１３０）を有し、
   ‐関節機構（１３０）が第１の終端位置と第２の終端位置との間で旋回可能であり、第１の終端位置から第２の終端位置へまたはその逆への移行時に最大伸張状態を通過し、
   ‐連結部材（１５０）が可動接点（４０）を、第１の終端位置では接点系（２０）を閉鎖する位置に、第２の終端位置では接点系（２０）を開く位置に保持する、
   ことを特徴とする開閉器用操作機構（１００）。
2. ‐連結部材（１５０）が可動接点（４０）に昇降部材（３００）と接点押圧ばね（３１０）とを介して接続され、
   ‐連結部材（１５０）が伸張状態において昇降部材（３００）と接点押圧ばね（３１０）とを介して最大押圧力を可動接点（４０）に及ぼす、
   ことを特徴とする請求項１記載の操作機構（１００）。
3. ‐関節機構（１３０）が第１の終端位置では折曲レバー（１４０）と連結部材（１５０）との間の第１の伸張角度（α１）を、第２の終端位置では折曲レバー（１４０）と連結部材（１５０）との間の第２の伸張角度（α２）を有し、
   ‐関節機構（（１３０）の第１の伸張角度（α１）が関節機構（（１３０）の第２の伸張角度（α２）より大きい、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の操作機構（１００）。
4. 可動軸受（１７０）に付加的に制御レバー（１８０）が接続され、これにより関節機構（１３０）が第１の終端位置から第２の終端位置へまたはその逆へ動かされることを特徴とする請求項１から３の１つに記載の操作機構（１００）。
5. 制御レバー（１８０）が第２の固定軸受（２１０）を中心に旋回可能なリンクレバー（２２０）により偏向可能であることを特徴とする請求項４記載の操作機構（１００）。
6. 操作機構（１００）が第１のプランジャ位置と第２のプランジャ位置を取ることのできる昇降機構（１１０）を有することを特徴とする請求項１から５の１つに記載の操作機構（１００）。
7. 昇降機構（１１０）が関節機構（１３０）に連結され、昇降機構（１１０）の第１のプランジャ位置から第２のプランジャ位置および再び第１のプランジャ位置への移行が関節機構（１３０）の終端位置の切り替えを惹起し、すなわち第１の終端位置から出発して第２の終端位置へまたは第２の終端位置から出発して第１の終端位置への切り替えを惹起することを特徴とする請求項６記載の操作機構（１００）。
8. 昇降機構（１１０）が第２の固定軸受（２１０）を中心に旋回可能なリンクレバー（２２０）に接続され、昇降機構がリンクレバーを第１のプランジャ位置から第２のプランジャ位置への移行時に可動軸受（１７０）の方向へ旋回させ、第２のプランジャ位置から第１のプランジャ位置への移行時に逆方向へ旋回させることを特徴とする請求項６または７記載の操作機構（１００）。
9. 昇降機構（１１０）が第１のプランジャ位置から第２のプランジャ位置への移行時に関節機構（１３０）を関節機構（１３０）の第１の終端位置から出発して制御レバー（１８０）により伸ばし、この伸張状態を超えて中間折曲位置へ動かし、第２のプランジャ位置から第１のプランジャ位置への移行時にこの中間折曲位置から関節機構（１３０）の第２の終端位置へ動かすことを特徴とする請求項６から８の１つに記載の操作機構（１００）。
10. 関節機構（１３０）が第１の終端位置から出発して到達する中間折曲位置が、遮断時に固定接点（３０）と可動接点（４０）との間に発生するアークはまさに消されるが接点系（２０）の完全に開かれた接点位置にはまだ達しない程度に接点系（２０）が開かれるように、選ばれることを特徴とする請求項９記載の操作機構（１００）。
11. 昇降機構（１１０）が第１のプランジャ位置から第２のプランジャ位置への移行時に関節機構（１３０）を制御レバー（１８０）により関節機構（１３０）の第２の終端位置から出発して伸ばし、この伸張状態を越えて直接‐第２の中間折曲位置に固定せずに‐関節機構（１３０）の第１の終端位置へ動かすことを特徴とする請求項６から１０の１つに記載の操作機構（１００）。
12. 制御レバー（１８０）が第２のプランジャ位置から第１のプランジャ位置への移行時に初めて第１のプランジャ位置時にあった制御レバー終端位置から別の制御レバー終端位置へ旋回されることを特徴とする請求項６から１１の１つに記載の操作機構（１００）。
13. 関節機構（１３０）が連結ギヤの一構成要素を形成することを特徴とする請求項１から１２の１つに記載の操作機構（１００）。
14. 関節機構（１３０）が多重リンクチェーン、特に４リンクチェーン、または多重リンクギヤ、特に４リンクギヤの一構成要素を形成することを特徴とする請求項１から１３の１つに記載の操作機構（１００）。
15. 請求項１から１４の１つに記載の操作機構（１００）を備えた開閉器（１０）。

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