JP2019212821A - Torque adjusting device and tap switching device - Google Patents
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Abstract
Description
本技術は、駆動軸回りのトルクの大きさを調節するトルク調節装置及びタップ切換装置に関する。 The present technology relates to a torque adjusting device and a tap switching device that adjust the magnitude of torque around a drive shaft.
従来、変圧器の中性点と、奇数タップ又は偶数タップとの接続を切り換えるタップ切換装置が提案されている。中性点と奇数タップ又は偶数タップとの間には、スイッチが設けられており、該スイッチを操作することによって、切換が実行される。中性点とスイッチとの間、中性点と奇数タップとの間には、それぞれ真空バルブが設けられている。 Conventionally, a tap switching device that switches connection between a neutral point of a transformer and an odd-numbered tap or an even-numbered tap has been proposed. A switch is provided between the neutral point and the odd or even tap, and switching is performed by operating the switch. A vacuum valve is provided between the neutral point and the switch, and between the neutral point and the odd-numbered tap.
タップ切換装置は、駆動軸と、該駆動軸に外側に嵌合した駆動カムと、該駆動カムの周面に接触するカムフォロアと、蓄勢ばねと、該蓄勢ばねを蓄勢する蓄勢機構とを備える。蓄勢ばねの蓄勢完了後、蓄勢ばねの付勢力によるトルク(以下、第一トルクという)が駆動軸に作用し、駆動軸は回転し、カムフォロアは移動する。カムフォロアの変位は真空バルブ及びスイッチに伝達され、真空バルブの開閉及びスイッチの切換が所定タイミングで実行される(例えば特許文献1参照)。 The tap switching device includes a drive shaft, a drive cam fitted to the drive shaft on the outside, a cam follower in contact with a peripheral surface of the drive cam, a power storage spring, and a power storage mechanism that stores the power storage spring. With. After the accumulation of the energy storage spring is completed, torque (hereinafter referred to as first torque) due to the energy of the energy storage spring acts on the drive shaft, the drive shaft rotates, and the cam follower moves. The displacement of the cam follower is transmitted to the vacuum valve and the switch, and the opening and closing of the vacuum valve and the switching of the switch are executed at a predetermined timing (see, for example, Patent Document 1).
第一トルクは時間の経過と共に変化する。カムフォロアから駆動カムに対してもトルク(以下、第二トルクという)が発生する。第一トルクが大きすぎる場合、又は第一トルク及び第二トルクが同じ向きのトルクである場合、切換速度が速くなり過ぎて、真空バルブの開閉及びスイッチの切換のタイミングが、所定タイミングから大きくずれるおそれがある。第一トルク及び第二トルクが逆向きのトルクである場合、駆動軸を回転させるトルクが小さくなり過ぎて、真空バルブの開閉及びスイッチの切換が実行できないおそれがある。 The first torque changes with time. Torque (hereinafter referred to as second torque) is also generated from the cam follower to the drive cam. When the first torque is too large, or when the first torque and the second torque are torques in the same direction, the switching speed becomes too fast, and the timing of opening and closing the vacuum valve and the switching of the switch deviates greatly from the predetermined timing. There is a fear. When the first torque and the second torque are reverse torques, the torque for rotating the drive shaft becomes too small, and there is a possibility that the opening and closing of the vacuum valve and the switching of the switch cannot be performed.
本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、駆動軸回りのトルクを調節可能なトルク調節装置及びタップ切換装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a torque adjusting device and a tap switching device capable of adjusting torque around a drive shaft.
本開示に係るトルク調節装置は、軸回りに回転する駆動軸と、該駆動軸の外側に嵌合し、トルクを調節するための調節カムと、該調節カムの周面に接触するカムフォロアと、該カムフォロアを前記調節カムに向けて付勢させる付勢部材と、該付勢部材及びカムフォロアを連結し、前記駆動軸に交差する軸回りに回転可能な連結部材とを備える。 A torque adjustment device according to the present disclosure includes a drive shaft that rotates about an axis, an adjustment cam that fits outside the drive shaft and adjusts torque, and a cam follower that contacts a peripheral surface of the adjustment cam; An urging member that urges the cam follower toward the adjustment cam, and a connecting member that connects the urging member and the cam follower and is rotatable about an axis that intersects the drive shaft.
本開示にあっては、調節カムにカムフォロアが付勢部材の付勢力によって接触している。調節カムの周面に形成されたカム面に沿って、カムフォロアが移動し、付勢部材はエネルギの吸収又は放出を行い、駆動軸回りのトルクを調節する。 In the present disclosure, the cam follower is in contact with the adjustment cam by the biasing force of the biasing member. The cam follower moves along the cam surface formed on the peripheral surface of the adjustment cam, and the biasing member absorbs or releases energy and adjusts the torque around the drive shaft.
本開示に係るタップ切換装置は、軸回りに回転する駆動軸と、該駆動軸の外側に嵌合し、タップの切換を行うための駆動カムと、前記駆動軸の外側に嵌合し、トルクを調節するための調節カムと、該調節カムの周面に接触するカムフォロアと、該カムフォロアを前記調節カムに向けて付勢させる付勢部材と、該付勢部材及びカムフォロアを連結し、前記駆動軸に交差する軸回りに回転可能な連結部材とを備える。 A tap switching device according to the present disclosure includes a drive shaft that rotates about an axis, a drive cam that is fitted to the outside of the drive shaft and performs tap switching, and is fitted to the outside of the drive shaft to generate torque. An adjustment cam for adjusting the cam, a cam follower that contacts the circumferential surface of the adjustment cam, a biasing member that biases the cam follower toward the adjustment cam, the biasing member and the cam follower are connected, and the drive And a connecting member that is rotatable about an axis that intersects the axis.
本開示にあっては、調節カムにカムフォロアが付勢部材の付勢力によって接触している。調節カムの周面に形成されたカム面に沿って、カムフォロアが移動し、付勢部材はエネルギの吸収又は放出を行い、駆動軸回りのトルクを調節し、駆動カムによるトルクを調節する。 In the present disclosure, the cam follower is in contact with the adjustment cam by the biasing force of the biasing member. The cam follower moves along the cam surface formed on the peripheral surface of the adjustment cam, and the biasing member absorbs or releases energy, adjusts the torque around the drive shaft, and adjusts the torque by the drive cam.
本開示に係るタップ切換装置は、前記駆動カムの周面に第一凹部が形成され、前記調節カムの周面に第二凹部が形成され、前記駆動軸周りにおいて、前記第一凹部の位置は前記第二凹部の位置とは異なる。 In the tap switching device according to the present disclosure, a first recess is formed on the peripheral surface of the drive cam, a second recess is formed on the peripheral surface of the adjustment cam, and the position of the first recess is around the drive shaft. It is different from the position of the second recess.
本開示にあっては、駆動軸周りにおいて、駆動カムの第一凹部と、調節カムの第二凹部との位置が異なる。第一凹部及び第二凹部それぞれをカムフォロアが同時に移動することが防止され、トルクの極端な増大又は減少を防止することができる。 In the present disclosure, the positions of the first recess of the drive cam and the second recess of the adjustment cam are different around the drive shaft. It is possible to prevent the cam follower from simultaneously moving in each of the first recess and the second recess, thereby preventing an extreme increase or decrease in torque.
本開示に係るタップ切換装置は、前記駆動カムの周面に第一凸部が形成され、前記調節カムの周面に第二凸部が形成され、前記駆動軸周りにおいて、前記第一凸部の少なくとも一部の位置が、前記第二凹部の位置と同じであり、前記駆動軸周りにおいて、前記第二凸部の少なくとも一部の位置が、前記第一凹部の位置と同じである。 In the tap switching device according to the present disclosure, a first convex portion is formed on the peripheral surface of the drive cam, a second convex portion is formed on the peripheral surface of the adjustment cam, and the first convex portion is provided around the drive shaft. The position of at least a part of the second convex part is the same as the position of the second concave part, and the position of the second convex part is the same as the position of the first concave part around the drive shaft.
本開示にあっては、駆動軸の周方向において、第一凸部の少なくとも一部が第二凹部に重なり、第二凸部の少なくとも一部が第一凹部に重なる。そのため、駆動カムによるトルクが調節カムによって相殺され易くなり、駆動軸に供給する動力を小さくすることができる。その結果、動力を供給する構成の小型化を促進させ、タップ切換装置の小型化を促進させて、タップ切換装置の製造費用を削減することができる。 In the present disclosure, in the circumferential direction of the drive shaft, at least a part of the first convex part overlaps the second concave part, and at least a part of the second convex part overlaps the first concave part. For this reason, the torque generated by the drive cam is easily canceled by the adjustment cam, and the power supplied to the drive shaft can be reduced. As a result, it is possible to promote downsizing of the structure for supplying power, promote downsizing of the tap switching device, and reduce the manufacturing cost of the tap switching device.
本開示に係るトルク調節装置及びタップ切換装置にあっては、調節カムにカムフォロアが付勢部材の付勢力によって接触している。調節カムの周面に形成されたカム面に沿って、カムフォロアが移動し、付勢部材はエネルギの吸収又は放出を行い、駆動軸回りのトルクを調節する。 In the torque adjustment device and the tap switching device according to the present disclosure, the cam follower is in contact with the adjustment cam by the urging force of the urging member. The cam follower moves along the cam surface formed on the peripheral surface of the adjustment cam, and the biasing member absorbs or releases energy and adjusts the torque around the drive shaft.
以下本発明を実施の形態に係るタップ切換装置100を示す図面に基づいて説明する。図1はタップ選択器及びタップ切換装置100の電気的構成を示す図である。タップ選択器は、変圧器の主巻線Wmに直列に接続されたタップ巻線Wtと、タップ巻線Wtに設けられた奇数タップt1、t3、t5、・・・と、該奇数タップを選択する奇数タップ選択器T1と、タップ巻線Wtに設けられた偶数タップt2、t4、t6、・・・と、該偶数タップを選択する偶数タップ選択器T2とを備える。奇数タップ選択器T1は、選択された奇数タップに電気的に接続され、偶数タップ選択器T2は、選択された偶数タップに電気的に接続される。
Hereinafter, the present invention will be described based on the drawings showing a
タップ切換装置100は、タップ切換時に奇数タップ選択器T1及び偶数タップ選択器T2を通して流れる負荷電流を開閉する第一真空バルブMaを備える。第一真空バルブMaの一端は変圧器の中性点Nに接続され、他端は切換スイッチSWを介して奇数タップ選択器T1及び偶数タップ選択器T2に選択的に接続される。
The
タップ切換装置100は、タップ切換時に流れるタップ間短絡電流を制限する限流抵抗器rと、限流抵抗器rの投入及び切り離しを行う第二真空バルブMbとを更に備える。第二真空バルブMbの一端は中性点Nに接続され、他端は限流抵抗器rを通して奇数タップ選択器T1に接続されている。
The
第一真空バルブMa及び第二真空バルブMbと、切換スイッチSWとによって、タップ選択器T1、T2により選択された二つのタップの一方から他方へ負荷電流が切り換えられる。 The load current is switched from one of the two taps selected by the tap selectors T1 and T2 to the other by the first vacuum valve Ma and the second vacuum valve Mb and the changeover switch SW.
奇数タップが選択されている場合、切換スイッチSWが奇数タップ選択器T1側に切り換えられ、図示のように第一真空バルブMa及び第二真空バルブMbが閉状態にされる。また偶数タップが選択されている場合、切換スイッチSWが偶数タップ選択器T2側に切り換えられて、第一真空バルブMaが閉状態にされ、第二真空バルブMbが開状態にされる。 When the odd tap is selected, the changeover switch SW is switched to the odd tap selector T1, and the first vacuum valve Ma and the second vacuum valve Mb are closed as illustrated. When the even tap is selected, the changeover switch SW is switched to the even tap selector T2 side, the first vacuum valve Ma is closed, and the second vacuum valve Mb is opened.
例えば図示のように切換スイッチSWがタップ選択器T1側に接続され、第一真空バルブMa及び第二真空バルブMbが閉状態にされ、タップt1が選択されているとする。タップを奇数タップから偶数タップに切り換える場合、例えば、タップをt1からt2に切り換える場合には、先ず第一真空バルブMaを開状態にして負荷電流を限流抵抗器rに流す。そして、切換スイッチSWをタップ選択器T2側に無アークで切り換えた後、第一真空バルブMaを閉状態にし、更に真空バルブMbを開状態にしてタップ切換を終了する。切換スイッチSWをタップ選択器T2側に切り換えて、第一真空バルブMaを閉状態にした場合、タップt1、t2間を通してタップ間に短絡電流が流れる。この短絡電流は限流抵抗器rにより制限される。 For example, as shown in the figure, it is assumed that the changeover switch SW is connected to the tap selector T1, the first vacuum valve Ma and the second vacuum valve Mb are closed, and the tap t1 is selected. When the tap is switched from the odd-numbered tap to the even-numbered tap, for example, when the tap is switched from t1 to t2, first, the first vacuum valve Ma is opened, and the load current is passed through the current limiting resistor r. Then, after the changeover switch SW is switched to the tap selector T2 side without arcing, the first vacuum valve Ma is closed, the vacuum valve Mb is opened, and the tap change is completed. When the changeover switch SW is switched to the tap selector T2 side and the first vacuum valve Ma is closed, a short-circuit current flows between the taps through the taps t1 and t2. This short circuit current is limited by the current limiting resistor r.
切換スイッチSWをタップ選択器T2側に切り換えた状態で第一真空バルブMa及び第二真空バルブMbをそれぞれ閉状態及び開状態にしてタップt2を選択しているとする。偶数タップから奇数タップに切り換える場合、例えばタップをt2からt3に切り換える場合には、先ずタップ選択器T1によりタップt3を選択する。そして、真空バルブMbを閉状態にして限流抵抗器rをタップ選択器T1を通し、タップt3に接続し、第一真空バルブMaを開状態にして負荷電流を限流抵抗器rに流す。そして、切換スイッチSWをタップ選択器T1側に無アークで切り換えて、第一真空バルブMaを閉状態にし、タップ切換を終了する。 It is assumed that the tap t2 is selected by closing the first vacuum valve Ma and the second vacuum valve Mb in the state where the changeover switch SW is switched to the tap selector T2 side. When switching from the even tap to the odd tap, for example, when switching the tap from t2 to t3, first the tap t3 is selected by the tap selector T1. Then, the vacuum valve Mb is closed, the current limiting resistor r is connected to the tap t3 through the tap selector T1, and the first vacuum valve Ma is opened to allow the load current to flow through the current limiting resistor r. Then, the changeover switch SW is switched to the tap selector T1 side without arcing, the first vacuum valve Ma is closed, and the tap switching is finished.
タップ切換装置100においては、タップ切換の際にタップ選択器の動作と関連させて切換開閉器を構成するスイッチ(上記の例では第一真空バルブMa、第二真空バルブMb及び切換スイッチSW)を所定のシーケンスで動作させる駆動機構が設けられる。
In the
図2は、タップ切換装置100の略示縦断面図である。タップ切換装置100は絶縁筒1を備える。絶縁筒1は上下方向に延びる。絶縁筒1の下部内側に、板状の下部固定フレーム2が設けられている。下部固定フレーム2の上側に、板状の上部固定フレーム3が設けられている。下部固定フレーム2と、上部固定フレーム3との間に、板状の中間フレーム50が設けられている。下部固定フレーム2、上部固定フレーム3、及び中間フレーム50は互いに略平行であり、絶縁筒1の軸方向に直角な方向に延びる。
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the
中間フレーム50は上下方向に貫通した貫通穴(図示略)が形成されている。上下方向を軸方向とし、軸回りに回転可能な駆動軸4が貫通穴に挿入されている。下部固定フレーム2及び上部固定フレーム3に軸受(図示略)を介して、駆動軸4が回転可能に支持されている。駆動軸4の下端部は下部固定フレーム2を貫通し、下部固定フレーム2よりも下側に突出している。
The
下部固定フレーム2の下方に駆動装置5が配置されている。駆動装置5は駆動軸4の下端部に連結している。駆動装置5の駆動力によって、駆動軸4は第1位置と第2位置との間の一定の角度範囲を往復回転する。第1位置は、タップを奇数タップから偶数タップに切り換える場合における駆動軸4の回転開始位置であり、第2位置は、タップを偶数タップから奇数タップに切り換える場合における駆動軸4の回転開始位置である。
A driving
駆動装置5は、蓄勢ばね6と、蓄勢ばね6を蓄勢する蓄勢機構7と、レバー8とを備える。レバー8は下部固定フレーム2に略平行な方向に延びる。レバー8の一端部は駆動軸4の下端部に固定されている。レバー8の他端部下側に、ばね受け部材9Aが取り付けられている。下部固定フレーム2の下面に支持ポスト10が固定されている。支持ポスト10は下部固定フレーム2から下方に突出している。支持ポスト10の下端部はレバー8よりも下側に位置する。支持ポスト10の下端部にレバー11の一端部が回転可能に連結している。レバー11は、上下方向を回転軸方向として回転する。
The
レバー11は、下部固定フレーム2に略平行な方向に延びる。レバー11の他端部にばね受け部材9Bが設けられている。ばね受け部材9Bはレバー11から上方に突出しており、レバー8のばね受け部材9Aに対向する。蓄勢ばね6は引っ張りばねを有し、蓄勢ばね6の一端部はばね受け部材9Aに連結され、他端部は、ばね受け部材9Bに連結されている。
The
絶縁筒1の内周面から支持金具12が、絶縁筒1の径方向中央に向けて突出している。支持金具12はレバー11よりも下側に配置されている。支持金具12に、回転部材13が回転可能に取り付けられている。回転部材13はモータ(図示略)から動力を供給され、上下方向を回転軸方向として回転する。
A support fitting 12 protrudes from the inner peripheral surface of the insulating
回転部材13には第一レバー14が連結している。第一レバー14は、回転部材13からレバー11と略平行な方向に延びる。第一レバー14の先端部には、上下方向を軸方向とした枢軸14aが設けられている。該枢軸14aには第二レバー15が取り付けられている。第二レバー15はレバー11と略平行な方向に延び、第一レバー14及びレバー11の間に配置されている。第二レバー15の先端部は、上下方向を軸方向とした枢軸15aを介して、レバー11の下側に連結されている。
A
後述のストッパ機構によって、駆動軸4が第1位置又は第2位置(回転開始位置)に拘束され、且つ回転部材13を回転させた場合、レバー11は回転し、蓄勢バネ6は引っ張られ、蓄勢される。ストッパ機構が駆動軸4を解放した場合、蓄勢バネ6に蓄勢されたエネルギは一気に解放され、駆動軸4は第1位置から第2位置に、又は第2位置から第1位置に一気に回動する。
When the
図3及び図4は、駆動カム16の略示平面図である。図4は、図3に示す位置から、駆動軸4及び駆動カム16が平面視反時計回りに回転した状態を示す。中間フレーム50と下部固定フレーム2との間において、板状の駆動カム16が駆動軸4の外側に嵌合している。駆動カム16は駆動軸4に略直交する。駆動カム16には上下に貫通した穴が形成され、該穴に駆動軸4が挿入されている。駆動カム16の周面にはカム面16aが形成されている。カム面16aは、120°間隔で配置された三つの第一凸部16u、16v、16wと、これらの第一凸部16u、16v、16w相互間をつなぐ第一凹部16cとを備える。
3 and 4 are schematic plan views of the
駆動軸4の周囲にはU相、V相、W相の三つの第一真空バルブMaが120°間隔で並んでおり、U相、V相、W相の三つの第二真空バルブMbが120°間隔で並んでいる。三つの第二真空バルブMbは、それぞれ、三つの第一真空バルブMaの間に配置されている。
Around the
中間フレーム50と下部固定フレーム2との間において、絶縁筒1の内周面に、三つの第一真空バルブMaに対応する三つの端子金具17aと、三つの第二真空バルブMbに対応する三つの端子金具17bが設けられている。端子金具17a、17bは、駆動カム16よりも下側に配置されている。真空バルブMa及びMbは、それぞれの中心軸線を上下方向に向けた状態で配置されている。真空バルブMa及びMbそれぞれの下端から端子が導出されており、この端子は端子金具17a及び17bに固定されている。
Between the
中間フレーム50から支持部材22が下方に突出している。第一真空バルブMa及び第二真空バルブMbそれぞれに対応する真空バルブ駆動用のL形レバー20a及び20bが中間フレーム50と下部固定フレーム2との間に設けられている。L形レバー20a及び20bの中間の角部は、駆動軸4の軸線に対して直角な方向に延びる回動軸21を介して、支持部材22に回転可能に支持されている。
The
L形レバー20a及び20bの一端には、ローラからなる真空バルブ駆動用のカムフォロア23が取り付けられている。カムフォロア23はカム面16aを転動する。第一真空バルブMa及び第二真空バルブMbの上端から可動軸24が上方に突出する。L形レバー20a及び20bの他端は、対応する第一真空バルブMa及び第二真空バルブMbの可動軸24にピン25を介して連結されている。
A
可動軸24の上端と中間フレーム50との間にバネ26が配置され、該バネ26の付勢力により、カムフォロア23は駆動カム16のカム面16a側に押圧され、カム面16aに当接する。
A
駆動カム16のカム面16aの第一凸部16u、16v、16wが、U相、V相、W相の第一真空バルブMa又は第二真空バルブMbに対応するカムフォロア23から離れている場合、第一真空バルブMa又は第二真空バルブMbが閉状態にある。
When the first
駆動カム16のカム面16aの第一凸部16u、16v、16wが、U相、V相、W相の第一真空バルブMa又は第二真空バルブMbに対応するカムフォロア23に当接し、カムフォロア23を移動させた場合、可動軸24がバネ26の付勢力に抗して上方に移動し、第一真空バルブMa又は第二真空バルブMbが開状態になる。
The first
蓄勢バネ6の蓄勢が完了するまでの間、駆動軸4を回転開始位置(第1位置または第2位置)に拘束して駆動軸4の回転を阻止するため、ストッパ機構30が設けられている。
A
ストッパ機構30は、駆動カム16の中間フレーム50側に固定された補助カム31を備える。補助カム31は、駆動軸4の周方向に沿って延びる円弧状をなし、その外周面にカム面31aが形成されている。ストッパ機構30は更に、中間フレーム50側に設けられており、補助カム31のカム面31aに当接する補助カムフォロア32と、該補助カムフォロア32をカム面31a側に押圧するように補助カムフォロア32を付勢するバネ33とを備えている。
The
前記L形レバー20a、20bと同形状、同寸法を有するストッパ機構用のL形レバー34が補助カム31の上側に配置されている。L形レバー34の上方において、支持部材36が中間フレーム50に固定されている。L形レバー34の中間の角部は、駆動軸4の軸線に対して直角な方向に延びる回転軸35を介して、支持部材36に支持されている。L形レバー34の一端に補助カムフォロア32が取り付けられている。補助カムフォロア32はカム面31a上を転動するローラを有する。L形レバー34の他端に、ピン37を介してバネ受け部材38が取り付けられている。バネ受け部材38と上部固定フレーム3との間にバネ33が設けられている。バネ33の付勢力によって、補助カムフォロア32はカム面31aに当接する。
An L-shaped
図3及び図4に示すように、カム面31aは、第1ストッパ部31a1と、第2ストッパ部31a2とを有している。第1ストッパ部31a1と、第2ストッパ部31a2とは、円弧状をなすカム面31aの周方向に離隔している。第1ストッパ部31a1及び第2ストッパ部31a2は、カム面31aから径方向外向きに突出している。駆動軸4が第1位置にある場合、補助カムフォロア32は、第1ストッパ部31a1における第2ストッパ部31a2の反対側に係合し、駆動軸4の第2位置への回転を妨げる。駆動軸4が第2位置にある場合、補助カムフォロア32は、第2ストッパ部31a2における第1ストッパ部31a1の反対側に係合し、駆動軸4の第1位置への回転を妨げる。蓄勢バネ6から駆動軸4及び駆動カム16を通して与えられる力によって、補助カムフォロア32がストッパ部31a1、31a2を乗り越えるまで、駆動軸4の回転は阻止される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the cam surface 31a includes a first stopper portion 31a1 and a second stopper portion 31a2. The first stopper portion 31a1 and the second stopper portion 31a2 are spaced apart from each other in the circumferential direction of the arcuate cam surface 31a. The first stopper part 31a1 and the second stopper part 31a2 protrude radially outward from the cam surface 31a. When the
第1ストッパ部31a1が補助カムフォロア32に接触し、補助カム31の時計方向への回転を阻止している場合、駆動軸4は第1位置に配置されている。第2ストッパ部31a2が補助カムフォロア32に接触し、補助カム31の反時計方向への回転を阻止している場合、駆動軸4は第2位置に配置されている。
When the first stopper portion 31a1 is in contact with the
駆動カム16の下側において、駆動軸4の中途部周面に絶縁部材40を介して可動接触子41が取り付けられている。1対の固定接触子42、42(図2は一方の固定接触子42のみを示している)が、絶縁部材40及び可動接触子41に対向するように、駆動軸4の回転方向に間隔を開けた状態で絶縁筒1の内周面に固定されている。可動接触子41は、駆動軸4の回転に伴って二つの固定接触子42、42のいずれかに、選択的に接触する。可動接触子41と固定接触子42、42とによって、切換スイッチSWが構成されている。1対の固定接触子42、42の一方は奇数タップ選択器に接続され、他方は偶数タップ選択器に接続されている。また可動接触子41は対応する相の第一真空バルブMaの可動コンタクト側の端子(可動軸24)に配線(図示略)を介して接続される。
On the lower side of the
上部固定フレーム3の上方の空間に3相の限流抵抗器rが配置され、該限流抵抗器rが各相の第二真空バルブMbと奇数タップ選択器との間に接続される。図2において、3相の限流抵抗器r、奇数タップ選択器及び偶数タップ選択器は省略されている。
A three-phase current limiting resistor r is disposed in a space above the upper fixed
3相の切換スイッチSWが奇数タップ選択器T1側に切り換えられ、真空バルブMa、Mbが閉状態にされ、奇数タップが選択されている場合、駆動軸4は第1位置を僅かに行き過ぎた位置にある。このとき第1ストッパ部31a1は、補助カムフォロア32に接触する位置(図3に示す位置)を反時計方向に僅かに行き過ぎた位置にある。
When the three-phase selector switch SW is switched to the odd tap selector T1, the vacuum valves Ma and Mb are closed, and the odd tap is selected, the
この状態からタップを偶数タップに切り換える場合には、蓄勢機構7により蓄勢バネ6を蓄勢する。このとき、図3に示すように、第1ストッパ部31a1が補助カムフォロア32に当接することによって、駆動軸4を第1位置に拘束してその回転を阻止し、蓄勢バネ6の蓄勢を進行させる。蓄勢バネ6の蓄勢が完了した場合、蓄勢バネ6から駆動軸4を通して補助カム31に伝達される力が、バネ33から補助カムフォロア32に与えられている押さえ力を超えて、ストッパ部31a1と補助カムフォロア32との係合が外れるため、補助カム31が駆動カム16及び駆動軸4とともに回転を開始し、蓄勢バネ6に蓄積されたエネルギが一気に放出され、駆動軸4が、図4の矢印に示すように、時計方向に一気に回転する。この駆動軸4の回転の過程では、駆動カム16が第一真空バルブMaを開状態にし、負荷電流を限流抵抗器rに流す。次いで3相の切換スイッチSWをタップ選択器T2側に無アークで切り換えた後、第一真空バルブMaを閉状態にし、更に真空バルブMbを開状態にしてタップ切換を終了する。タップ切換を終了し、補助カムフォロア32が補助カム31の第2ストッパ部31a2を超えた状態(ストッパ部31a2が補助カムフォロア32と接触する位置を時計方向に僅かに行き過ぎた状態)になったところで駆動軸4が停止する。
When the tap is switched from this state to the even-numbered tap, the
この状態からタップを奇数タップに切り換える場合には、蓄勢機構7により再度蓄勢バネ6を蓄勢する。このとき第2ストッパ部31a2が補助カムフォロア32に当接することにより、駆動軸4を第2位置に拘束してその回転を阻止し、蓄勢バネ6の蓄勢を進行させる。蓄勢バネ6の蓄勢が完了すると、蓄勢バネ6から駆動軸4を通して補助カム31に伝達される力が、バネ33から補助カムフォロア32に与えられている押さえ力を超えて補助カム31のストッパ部31a2と補助カムフォロア32との係合が外れ、補助カム31が駆動カム16とともに回転を開始する。この駆動軸4の回転の過程で、駆動カム16が先ず真空バルブMbを閉状態にした後、真空バルブMaを開状態にして負荷電流を限流抵抗器rに流す。次いで3相の切換スイッチSWをタップ選択器T1側に無アークで切り換えた後、第一真空バルブMaを閉状態にし、タップ切換を終了する。タップ切換を終了し、補助カムフォロア32が補助カム31の第1ストッパ部31a1を超えた状態(ストッパ部31a1が補助カムフォロア32と接触する図3の位置を反時計方向に僅かに行き過ぎた状態)になったところで駆動軸4が停止する。
When the tap is switched from this state to an odd-numbered tap, the
図5及び図6は、調節カム51及び駆動カム16の略示平面図である。図6は、図5に示す位置から、駆動軸4、調節カム51及び駆動カム16が平面視反時計回りに回転した状態を示す。図5は図3に対応し、図6は図4に対応する。中間フレーム50と、上部固定フレーム3との間において、板状の調節カム51が駆動軸4の外側に嵌合している。調節カム51は駆動軸4に略直交する。調節カム51には上下に貫通した穴が形成され、該穴に駆動軸4が挿入されている。調節カム51の周面にはカム面51aが形成されている。カム面51aは、120°間隔で配置された三つの第二凸部51u、51v、51wと、これらの第二凸部51u、51v、51w相互間をつなぐ第二凹部51cとを備える。
5 and 6 are schematic plan views of the
調節カム51は駆動カム16と同様な形状を有する。図5に示すように、駆動軸4の軸周りにおいて、第二凸部51u、51v、51wの頂部の位置は、第一凸部16u、16v、16wの頂部から略60°ずれている。駆動軸4の軸方向から視認した場合に、第二凸部51u、51v、51wは、第一凹部16cに重畳し、第一凸部16u、16v、16wの頂部は、第二凹部51cに重畳するように、配置されている。換言すれば、駆動軸4周りにおいて、第一凹部16cと、第二凹部51cとの位置が異なる。
The
調節カム51の周囲に、三つのL形レバー52が並んでいる。上部固定フレーム3から三つの支持部材54が下方に突出している。三つの支持部材54は三つのL形レバー52にそれぞれ対応している。L形レバー52の角部は、駆動軸4の軸線に対して直角な方向に延びる回動軸53を介して支持部材54に回転可能に支持されている。
Three L-shaped
L形レバー52の一端には、カムフォロア、例えばローラを有するローラフォロア55が取り付けられている。L形レバー52の他端と、上部固定フレーム3との間に、バネ56が設けられている。バネ56の付勢力によって、ローラフォロア55は調節カム51のカム面51aに向けて付勢される。ローラフォロア55はカム面51aに当接し、カム面51a上を転動する。トルク調節装置は、調節カム51、L形レバー52、回動軸53、支持部材54、ローラフォロア55及びバネ56を含む。
A cam follower, for example, a
図7は、図6に示すVII線で囲った部分を示す部分拡大図、図8は、図6に示すVIII線で囲った部分を示す部分拡大図である。駆動軸4が時計方向に回転した場合、図7に示すように、一のカムフォロア23は第一凸部16uによって径方向外向きに押し出される。一方、図8に示すように、前記一のカムフォロア23に対応する一のローラフォロア55は第二凹部51cを移動し、径方向内向きに移動する。
7 is a partially enlarged view showing a portion surrounded by the line VII shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a partially enlarged view showing a portion surrounded by the line VIII shown in FIG. When the
即ち、一のカムフォロア23の移動による力は、蓄勢バネ6の付勢力によって駆動軸4に作用するトルクの向きとは逆向きのトルク(負荷トルク)として、駆動軸4に作用し、一のローラフォロア55の移動による力は、蓄勢バネ6の付勢力によって駆動軸4に作用するトルクと同じ向きのトルク(駆動トルク)として、駆動軸4に作用し、両者は互いに減衰又は相殺される。即ち調節カム51のバネ56は、カムフォロア23の移動による駆動トルクに対して、エネルギを吸収し、カムフォロア23の移動による負荷トルクに対して、吸収したエネルギを放出する。
That is, the force caused by the movement of one
一のローラフォロア55が第二凸部51u〜wによって、径方向外向きに押し出された場合、一のカムフォロア23は第一凹部16cを移動し、径方向内向きに移動する。即ち、一のローラフォロア55の移動による力は、駆動軸4に負荷トルクとして作用し、一のカムフォロア23の移動による力は、駆動軸4に駆動トルクとして作用し、両者は減衰又は相殺される。
When the one
図9は、駆動軸4に作用するトルクの一例を示すグラフである。図9において、T1はカムフォロア23の移動によって駆動軸4に作用するトルクを示し、T2はローラフォロア55の移動によって駆動軸4に作用するトルクを示し、T3及びT4は蓄勢バネ6によって駆動軸4に作用するトルクを示す。縦軸は各トルクを示す。横軸は駆動軸4の回転角度を示す。トルクT1及びT2において、正のトルクは駆動軸4に作用する負荷トルクを示し、負のトルクは駆動軸4に作用する駆動トルクを示す。トルクT3及びT4において、正のトルクは駆動軸4に作用する駆動トルクを示し、負のトルクは駆動軸4に作用する負荷トルクを示す。
FIG. 9 is a graph showing an example of torque acting on the
図9に示すように、例えば、略角度15度〜25度又は略55〜65度において、ローラフォロア55が第二凸部51u〜wによって、径方向外向きに押し出され、カムフォロア23が第一凹部16cを移動し、径方向内向きに移動した場合、ローラフォロア55の移動によって、駆動軸4に負荷トルクが作用し、カムフォロア23の移動によって、駆動軸4に駆動トルクが作用し、両者は減衰又は相殺される。即ち、駆動軸4に作用する合成トルクの極端な増大を防止することができる。
As shown in FIG. 9, for example, the
また、例えば、略角度27度〜37度又は略67度〜77度において、カムフォロア23が第一凸部16uによって径方向外向きに押し出され、ローラフォロア55が第二凹部51cを移動し、径方向内向きに移動した場合、カムフォロア23の移動によって、駆動軸4に負荷トルクが作用し、ローラフォロア55の移動によって、駆動軸4に駆動トルクが作用し、両者は減衰又は相殺される。
Further, for example, the
駆動軸4の回転の進行に従って、蓄勢バネ6に蓄えられたエネルギは減少する。即ち、図9に示すように、蓄勢バネ6によるトルクT3は、駆動軸4の回転の進行に従って、減少する。そのため、例えば、略角度27度〜37度又は略67度〜77度において、トルクT3が減少し且つカムフォロア23の移動によって、駆動軸4に負荷トルクが作用した場合、合成トルクが極端に減少し、零又は負の値となり、駆動軸4が停止するおそれがある。
As the rotation of the
しかし、ローラフォロア55の移動によって、駆動軸4に駆動トルクが作用する。即ち、カムフォロア23の移動による力が負荷トルクとして作用しても、ローラフォロア55の移動による力が駆動トルクとして作用し、負荷トルクは減衰されるので、駆動軸4に作用する合成トルクは正の値を保ちやすい。そのため、駆動軸4は、ストッパ部31a1又は31a2によって係止されるまで、停止することなく、回転を継続することができる。即ち、タップ切換装置100は、合成トルクの極端な減少を防止し、駆動軸4の回転を継続させることができる。
However, the drive torque acts on the
蓄勢バネ6の付勢力によるトルクは、従来、カムフォロア23の移動によって作用する負荷トルクが作用した場合でも、駆動軸4が停止しない大きさに設定され、例えばトルクT3に設定されていた。本実施例においては、上述のように、カムフォロア23の移動によって生じるトルクT1は、ローラフォロア55の移動によって生じるトルクT2によって減衰又は相殺される。そのため、例えば、蓄勢バネ6の付勢力によるトルクを、トルクT3よりも小さいトルクT4に設定することができる。蓄勢バネ6に付勢力によるトルクを小さくすることができるので、駆動装置5に要求される強度が小さくなり、駆動装置5の小型化を促進させることができる。また駆動装置5を構成する部品、例えば蓄勢バネ6の構成を簡素化させることができ、タップ切換装置100の製造費用を削減することができる。
Conventionally, the torque generated by the urging force of the
実施の形態に係るトルク調節装置及びタップ切換装置100にあっては、駆動軸4の回転によるトルクを調節することができる。また駆動カム16の回転速度を調節し、真空バルブMa、Mbの開閉及び切換スイッチSWの切換を所定タイミングで実行することができる。
In the torque adjusting device and
また調節カム51にローラフォロア55がバネ56の付勢力によって接触している。調節カム51の周面に形成されたカム面51aに沿って、ローラフォロア55が移動し、バネ56は、カムフォロア23の移動によって発生するトルクに対して、エネルギの吸収又は放出を行い、駆動軸4回りのトルクを調節することができる。
The
また駆動軸4周りにおいて、駆動カム16の第一凹部16cと、調節カム51の第二凹部51cとの位置が異なる。第一凹部16c及び第二凹部51cそれぞれを、カムフォロア23、55が同時に移動することが防止され、トルクの極端な増大又は減少を防止することができる。
Further, around the
また駆動軸4の周方向において、第一凸部16u、16v、16wの少なくとも一部が第二凹部51cに重なり、第二凸部51u、51v、51wの少なくとも一部が第一凹部16cに重なる。そのため、駆動カム16によるトルクが調節カム51によって相殺され易くなり、駆動軸4に供給する動力を小さくすることができる。その結果、動力を供給する構成の小型化を促進させ、タップ切換装置100の小型化を促進させて、タップ切換装置100の製造費用を削減することができる。
Further, in the circumferential direction of the
上述の実施の形態に示した、第一凸部16u、16v、16w、第一凹部16c、第二凸部51u、51v、51w、及び第二凹部51cの位置は例示に過ぎず、第一凸部16u、16v、16w、第一凹部16c、第二凸部51u、51v、51w、及び第二凹部51cは任意の位置に設定することができる。また上述のトルク調節装置は、タップ切換装置100以外の装置にも適用させることができ、該装置におけるトルクを調節することができる。またトルクの減少又は相殺の為のみならず、トルクの増大の為に、トルク調節装置を使用してもよい。
The positions of the first
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。 It should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The technical features described in each embodiment can be combined with each other, and the scope of the present invention is intended to include all modifications within the scope of the claims and a scope equivalent to the scope of the claims. Is done.
4 駆動軸
16 駆動カム
16c 第一凹部
16u、16v、16w 第一凸部
51 調節カム
51a カム面
51c 第二凹部
51u、51v、51w 第二凸部
52 L形レバー(連結部材)
55 ローラフォロア(カムフォロア)
56 バネ(付勢部材)
4 Drive
55 Roller Follower (Cam Follower)
56 Spring (Biasing member)
Claims (4)
該駆動軸の外側に嵌合し、トルクを調節するための調節カムと、
該調節カムの周面に接触するカムフォロアと、
該カムフォロアを前記調節カムに向けて付勢させる付勢部材と、
該付勢部材及びカムフォロアを連結し、前記駆動軸に交差する軸回りに回転可能な連結部材と
を備えるトルク調節装置。 A drive shaft that rotates about an axis;
An adjustment cam that fits outside the drive shaft and adjusts the torque;
A cam follower that contacts the circumferential surface of the adjustment cam;
A biasing member that biases the cam follower toward the adjustment cam;
A torque adjusting device comprising: a connecting member that connects the urging member and the cam follower and is rotatable about an axis that intersects the drive shaft.
該駆動軸の外側に嵌合し、タップの切換を行うための駆動カムと、
前記駆動軸の外側に嵌合し、トルクを調節するための調節カムと、
該調節カムの周面に接触するカムフォロアと、
該カムフォロアを前記調節カムに向けて付勢させる付勢部材と、
該付勢部材及びカムフォロアを連結し、前記駆動軸に交差する軸回りに回転可能な連結部材と
を備えるタップ切換装置。 A drive shaft that rotates about an axis;
A drive cam for engaging the outside of the drive shaft and switching the tap;
An adjustment cam that fits outside the drive shaft and adjusts the torque;
A cam follower that contacts the circumferential surface of the adjustment cam;
A biasing member that biases the cam follower toward the adjustment cam;
A tap switching device comprising: a connecting member that connects the biasing member and the cam follower and is rotatable about an axis that intersects the drive shaft.
前記調節カムの周面に第二凹部が形成され、
前記駆動軸周りにおいて、前記第一凹部の位置は前記第二凹部の位置とは異なる
請求項2に記載のタップ切換装置。 A first recess is formed on the peripheral surface of the drive cam;
A second recess is formed on the peripheral surface of the adjustment cam;
The tap switching device according to claim 2, wherein the position of the first recess is different from the position of the second recess around the drive shaft.
前記調節カムの周面に第二凸部が形成され、
前記駆動軸周りにおいて、前記第一凸部の少なくとも一部の位置が、前記第二凹部の位置と同じであり、
前記駆動軸周りにおいて、前記第二凸部の少なくとも一部の位置が、前記第一凹部の位置と同じである
請求項3に記載のタップ切換装置。 A first convex portion is formed on the peripheral surface of the drive cam,
A second convex portion is formed on the peripheral surface of the adjustment cam,
Around the drive shaft, the position of at least a part of the first convex portion is the same as the position of the second concave portion,
4. The tap switching device according to claim 3, wherein at least a portion of the second convex portion has the same position as the first concave portion around the drive shaft.
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