JP2017073221A - 開閉器のロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手動により回転操作可能な開閉器の操作軸が、常態において地震などの外力によって不用意に回転することがなく、前記操作軸を手動により回転操作する場合において、操作軸に対するロックを手動で解除できるようにする。【解決手段】本発明に係る開閉器のロック装置は、出力軸とウォームギヤの軸とが一列に配置された状態で含まれる軸系であって、一端側を回転支点にして回動可能な軸系と、軸系をウォームホイール側に向けて付勢しウォームギヤをウォームホイールに噛合させる弾性部材と、手動操作によって回動可能な押圧部材であって、回転することで、軸系をウォームホイールから離間する方向に直接又は間接に押圧し、弾性部材の弾性力に抗してウォームホイールからウォームギヤを離間させる押圧部材とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、変電所などに配備された開閉器のロック装置に関する。

一般的に、変電所には、常態において変圧器などの機器を送電路に接続する開閉器であって、落雷などによる過大電流が生じた時又は設備点検時において前記機器を送電線路から切り離す開閉器（断路器）が設けられている。

該断路器は、送電路に対して接続したり、切り離したりするための操作装置と、地震などの外力による操作装置の操作軸の自然動作を防止するためのロック装置であって、断路器がオン状態の操作装置の操作軸をロックするロック装置とを備える。

操作装置は、例えば、図３に示すように、手動により回転操作可能な断路器の操作軸１０と、該操作軸１０に回転トルクを伝達する電動モータ１１（以下、単にモータという）と、該モータ１１の出力軸１１ａに取り付けられたピニオンギヤ１２と、該ピニオンギヤ１２に噛合する平歯車１３であって、操作軸１０の一端部に取り付けられた平歯車１３と、操作軸１０の他端部に着脱可能なハンドル１４であって、作業者によって手動で操作されるハンドル１４とを備える（特許文献１参照）。

ロック装置は、例えば、図４に示すように、周縁部に切欠部２０ａを有する回転板２０であって、前記操作軸１０の他端側に固定されるとともに、操作軸１０を中心にして回転可能な回転板２０と、一端部が支軸２１ｂに回転支持されたロックレバー２１であって、他端部が切欠部２０ａに係止するピン２１ａが取り付けられたロックレバー２１と、外部からの制御信号によりロックレバー２１を操作する電磁ソレノイド２２であって、回転板２０の切欠部２０ａに対してロックレバー２１のピン２１ａを係脱させる電磁ソレノイド２２とを備える（特許文献２参照）。

かかる構成の断路器によれば、常態においては、変圧器などの機器を送電路に接続するために、ロック装置により、操作軸１０の回転が阻止されており、オン状態でロックされている。具体的には、図４に示すように、回転板２０の切欠部２０ａにピン２１ａが係止し、操作軸１０が地震などの外力によって不用意に回転することがないようにロックされている。

また、定期検査するなどの場合は、手動で操作軸１０を操作する必要性から、操作軸１０に対するロックを解除する。このロック解除は、電磁ソレノイド２２により行われる。具体的に説明すると、まず、外部からの制御信号によって、電磁ソレノイド２２が駆動し、プランジャ２２ａが引き操作される。つぎに、ロックレバー２１が図４の実線に示す位置から鎖線に示す位置に支軸２１ｂを支点にして回動する。これに伴って、ピン２１ａが回転板２０の切欠部２０ａから離れる。これにより、操作軸１０はフリーの状態になり、手動で操作できるようになる。具体的には、オン状態の断路器をオフ状態に手動で切り替えることができる。

実開昭６４−４８８３６号公報 特開２０１３−２５５３６４号公報

ところで、回転支持されたロックレバー２１の支軸２１ｂには、グリスが塗布されている。このグリスが劣化して固渋すると、外部からの制御信号により電磁ソレノイド２２が駆動しても、ロックレバー２１が動作しなくなり、断路器が動作不良を起こすという問題が生じる。したがって、ロック装置２の点検工数が増える、という問題も生じる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、手動により回転操作可能な開閉器の操作軸が、常態において地震などの外力によって不用意に回転することがなく、前記操作軸を手動により回転操作する場合において、前記操作軸に対するロックを手動で解除できるようにした開閉器のロック装置を提供することを目的とする。

本発明に係る開閉器のロック装置は、手動により回転操作可能な開閉器の操作軸に回転トルクを伝達するウォームホイール、及び電動モータの出力軸から回転駆動を受けるウォームギヤを有するウォーム歯車機構部と、前記出力軸とウォームギヤの軸とが一列に配置された状態で含まれる軸系であって、一端側を回転支点にして回動可能な軸系と、該軸系をウォームホイール側に向けて付勢しウォームギヤをウォームホイールに噛合させる弾性部材と、手動操作によって回動可能な押圧部材であって、回転することで、軸系をウォームホイールから離間する方向に直接又は間接に押圧し、弾性部材の弾性力に抗してウォームホイールからウォームギヤを離間させる押圧部材とを備えたことを特徴とする。

かかる構成によれば、ウォーム歯車機構部を備えることでセルフロック状態をつくることができる。すなわち、ウォームホイールからウォームギヤを回転させることができないようになる。これにより、地震などの外力によって操作軸が不用意に回転する自然操作を防止できる。

また、操作軸を手動で操作する場合、押圧部材が回動することで軸系の一端部をウォームホイールから離間する方向に直接又は間接に押圧し、弾性部材の弾性力に抗してウォームホイールからウォームギヤを離間させる。これにより、操作軸を手動で直接操作できるようになる。具体的には、オン状態の断路器をオフ状態、又はオフ状態の断路器をオン状態に手動で切り替えることができる。

本発明に係る開閉器のロック装置の一態様として、弾性部材により付勢されるとともに、押圧部材により押圧される位置に配置された軸受けであって、軸系を軸周りに回転支持する軸受けとを備えることが好ましい。

かかる構成によれば、弾性部材により付勢されるとともに、押圧部材により押圧される位置に軸系の軸受けが配置されることにより、軸系が、自身の軸線周りで回転できる状態で、ウォームギヤとウォームホイールとが噛合する位置と、ウォームギヤとウォームホイールとの噛合が解除される位置とに回動することになる。

以上のように、本発明によれば、手動により回転操作可能な開閉器の操作軸が、常態において地震などの外力によって不用意に回転することがなく、前記操作軸を手動により回転操作する場合において、前記操作軸に対するロックを手動で解除することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る開閉器のロック装置のロック状態を示す概略図。 図２は、開閉器のロック装置の噛合解除状態を示す概略図。 図３は、従来の開閉器の操作装置を示す斜視図。 図４は、従来の開閉器のロック装置を示す図。

本発明の一実施形態に係る開閉器のロック装置について図面を参照しつつ説明する。

なお、本実施形態においては、開閉器として断路器を例にとって説明する。また、図１及び図２において、図３及び図４と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。

本実施形態に係る開閉器のロック装置１は、図１に示す如く、手動により回転操作可能な開閉器の操作軸１０に回転トルクを伝達するウォームホイール３１、及び電動モータ１１の出力軸１１ａから回転駆動を受けるウォームギヤ３２を有するウォーム歯車機構部３０と、モータ１１の出力軸１１ａとウォームギヤ３２の軸とが一列に配置された状態で含まれる軸系Ａであって、一端側を回転支点にして回動可能な軸系Ａと、該軸系Ａをウォームホイール３１側に向けて付勢しウォームギヤ３２をウォームホイール３１に噛合させる弾性部材４１と、手動操作によって回動可能な押圧部材４２であって、回転することで、軸系Ａをウォームホイール３１から離間する方向に直接又は間接に押圧し、弾性部材４１の弾性力に抗してウォームホイール３１からウォームギヤ３２を離間させる押圧部材４２とを備える。

押圧部材４２は、前記軸系Ａの他端側に回転可能に支持されたカム板である。このカム板４２は、基端部が手動軸４２ａに回転可能に支持され、先端部が先細りした形状になっており、後述する軸受けＢ１を保持する球状のベアリング保持体Ｈの外面を摺動しつつ、ベアリング保持体Ｈを押圧する。

また、開閉器のロック装置１は、弾性部材４１により付勢されるとともに、押圧部材４２により押圧される位置に配置された軸受けＢ１であって、軸系Ａの他端側を軸周りに回転支持する軸受けＢ１をさらに備える。本実施形態において、軸受けＢ１の外周は、球状のベアリング保持体Ｈによって保持されている。

また、開閉器のロック装置は、出力軸１１ａを支持するモータ１１のケース１１ｂに一端部が直接又は間接に連結された支軸５１であって、軸系Ａの軸に対して直交する中心線を回転中心にして回転する支軸５１を備える。具体的には、支軸５１は、軸受けＢ２に回転可能に支持され、モータ１１のケース１１ｂに接続部材５２を介して接続されている。これにより、軸系Ａは、支軸５１を支点にして、ウォームギヤ３２とウォームホイール３１とが噛合する第一の位置Ｒと、ウォームギヤ３２とウォームホイール３１との噛合が解除される第二の位置ＵＲとの間を回動することになる。

また、軸系Ａの他端側は、軸受けＢ２によって軸周りに回転可能に支持されることで、モータ１１の出力軸１１ａ及びウォームギヤ３２が軸周りに回転することになる。

つぎに本実施形態に係る開閉器のロック装置の使用態様について説明する。常態において、開閉器（断路器）はオン状態であるため、図１に示す如く、軸系Ａが第一の位置Ｒにある。具体的には、カム板４２の先端部は、ウォームホイール３１側に向いており、弾性部材４１によって、カム板４２の基端部に軸系Ａの他端部が付勢されて圧接し、ウォームギヤ３２がウォームホイール３１側に向けて付勢され、ウォームギヤ３２とウォームホイール３１とが噛合した状態になっている。

この状態においては、地震などの外力によって操作軸１０が不用意に回転する自然操作を防止できる状態になっている。すなわち、ウォームホイール３１からウォームギヤ３２を回転できない状態（所謂セルフロック状態）になっている。

つぎに、開閉器（断路器）を定期検査するなどの場合において、作業者が手動で操作軸１０を操作するとき、図２に示す如く、作業者が手動軸４２ａを手動で回転操作し、カム板４２をウォームホイール３１側からモータ１１の出力軸１１ａ側に手動で回転させると、カム板４２の先端部が軸系Ａの他端部を弾性部材４１の弾性力に抗して矢印の方向に押圧する。これにより、弾性部材４１がカム板４２の先端部により圧縮された状態になる。すなわち、軸系Ａが第一の位置Ｒから第二の位置ＵＲに回動した状態になる。

この状態において、ウォームギヤ３２とウォームホイール３１との噛合状態が解除されているため、この噛合解除によって、ウォームホイール３１はフリーの状態になる。

したがって、開閉器（断路器）の操作軸１０に、図３に示すハンドル１４を接続すれば、開閉器（断路器）の操作軸１０を手動で直接操作できるようになる。具体的には、オン状態の開閉器（断路器）をオフ状態に切り替えることができる。

つぎに、カム板４２の先端部を軸系Ａの他端部からウォームホイール３１側に戻すと、圧縮された弾性部材４１が伸長されて、軸系Ａが第一の位置Ｒから第二の位置ＵＲへ回動し、ウォームギヤ３２とウォームホイール３１とが噛合状態になる。すなわち、図１の状態に復帰する。

このように、本発明に係る開閉器のロック装置は、常態において操作軸１０が地震などの外力によって不用意に回転することがなく、操作軸１０を手動で操作する場合において、操作軸１０に対するロックを手動で解除できる。

なお、本発明に係る開閉器のロック装置は、前記実施形態に限定することなく種々変更することができる。

例えば、前記実施形態の場合、弾性部材４１によって、軸系Ａを介して、ウォームギヤ３２をウォームホイール３１側に向かって付勢するようにしたが、モータ１１のケース１１ｂを介して、ウォームギヤ３２をウォームホイール３１側に向かって付勢するようにしてもよい。要は、ウォームギヤ３２をウォームホイール３１側に向かって付勢できればよい。

また、前記実施形態の場合、軸系Ａの他端部を押圧部材４２によって押圧するようにしたが、ウォームギヤ３２の軸を押圧部材４２によって直接押圧するようにしてもよい。

また、前記実施形態の場合、断路器の操作軸１０をハンドル１４で直接操作するようにしたが、操作軸１０の回動力を軽減するための歯車機構などを介在させて、操作軸１０を間接的に操作するようにしてもよい。

また、前記実施形態の場合、開閉器として断路器を例にとって説明したが、ロック装置を備えた負荷開閉器、遮断器にも適用できる。

１，２…開閉器のロック装置、１０…操作軸、１１…モータ、１２…ピニオンギヤ、１３…平歯車、１４…ハンドル、２０…回転板、２０ａ…切欠部、２１…ロックレバー、２１ａ…ピン、２１ｂ…支軸、２２…電磁ソレノイド、２２ａ…プランジャ、３０…ウォーム歯車機構部、３１…ウォームホイール、３２…ウォームギヤ、４１…弾性部材、４２…押圧部材（カム板）、４２ａ…手動軸、５１…支軸、５２…接続部材

Claims (2)

1. 手動により回転操作可能な開閉器の操作軸に回転トルクを伝達するウォームホイール、及び電動モータの出力軸から回転駆動を受けるウォームギヤを有するウォーム歯車機構部と、
   前記出力軸とウォームギヤの軸とが一列に配置された状態で含まれる軸系であって、一端側を回転支点にして回動可能な軸系と、
   該軸系をウォームホイール側に向けて付勢しウォームギヤをウォームホイールに噛合させる弾性部材と、
   手動操作によって回動可能な押圧部材であって、回転することで、軸系をウォームホイールから離間する方向に直接又は間接に押圧し、弾性部材の弾性力に抗してウォームホイールからウォームギヤを離間させる押圧部材とを備えたことを特徴とする開閉器のロック装置。
2. 弾性部材により付勢されるとともに、押圧部材により押圧される位置に配置された軸受けであって、軸系を軸周りに回転支持する軸受けとを備えることを特徴とする請求項１に記載の開閉器のロック装置。

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