JP2818241B2 - 開閉装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、電動機や電力用コンデンサ一次側
等に組込まれる開閉装置に係り、特に、この開閉装置に
おける操作リンク機構に関する。

（従来の技術） 既に提案されているこの種の開閉装置における操作リ
ンク機構は、第５図乃至第７図に示されるように構成さ
れている。

即ち、第５図乃至第７図において、絶縁材で構成され
た箱型の絶縁ケース１には、複数（図では一個のみ）の
真空バルブ室２が形成されており、この各真空バルブ室
２の位置する上記絶縁ケース１の上下には、主回路を構
成する三相電源としての電源端子３と負荷端子４が互い
に向合って付設されている。又、この電源端子３と負荷
端子４との間には、周知の真空バルブ５が垂設されてお
り、この真空バルブ５の各固定電極5aの上記電源端子３
に接続されており、この真空バルブ５の可動電極5bは上
記各負荷端子４に接続されている。

一方、上記絶縁ケース１の前面には、台車と一体をな
す機枠６が設けられており、この機枠６には、周知の操
作リンク機構７が上記真空バルブ５の可動電極5bと一体
をなす操作杆８に支軸9aで枢着された駆動レバー９を介
して連結されている。

即ち、上記機枠６の中程には、投入カム10と腕杆11が
回動軸12で回動自在に軸着されており、この腕杆11に
は、投入ばね13が上記投入カム10を時計針方向へ回動す
るように付勢して設けられている。又、この投入カム10
の偏倚した位置には、ローラ（ベアリング）14が付設さ
れており、上記機枠６には、Ｔ字状をなす投入キャッチ
レバー15がピン軸16で上記ローラ14の回転通路上に突出
するように軸装されている。さらに、この投入キャッチ
レバー15の一端部15aは、図示されない電磁石の作動軸
と一体をなす断面が半月状をなす投入軸17に係止されて
おり、上記投入キャッチレバー15の他端部15bは、上記
機枠６に支軸18で軸装された第１レバー19の一部に当接
している。さらに又、この第１レバー19の一部には、上
記駆動レバー９が連杆20を介して連結されており、しか
も、この第１レバー19は上記投入ばね13よりも強い弾力
の回路ばね21で支軸18の周りに反時計針方向へ回動する
ように付勢されている。又、上記第１レバー19の上端部
には、第２レバー22がピン23で接続されており、この第
２レバー22には、ローラ24aを有する第３レバー24がピ
ン25で連結されている。さらに、この第３レバー24の一
端部には、上記機枠６に枢着された揺動腕杆26の自由端
部とトリップレバー27の基部がピン軸28で枢着されてお
り、このトリップレバー27の自由端部は上記投入カム10
の上位の上記機枠６に支軸29で軸装されたトリップキャ
ッチ部材30の偏倚した位置にピン31で接続されている。
さらに又、このトリップキャッチ部材30の一部は、上記
機枠６に付設された断面が半月形をなすトリップ軸32で
係止されており、このトリップ軸32は真空バルブ５の開
路指令を入力する電磁石（トリップコイル）に接続して
いる。

従って、上述した開閉装置における操作リンク機構は
下記のようにして作動する。

1.真空バルブの閉路動作について、 第６図において、真空バルブの閉路指令が入力する
と、図示されない電磁石（投入コイル）が励磁される。
すると、これに連動する断面が半月状の投入軸17が時計
針方向へ回動するので、この投入軸17に係合している投
入キャッチレバー15はピン軸16の周りに時計針方向へ回
動するので、この投入キャッチレバー15からローラ14が
外れる。すると、このローラ14の投入カム10は支軸12の
周りに投入ばね13の弾力により、時計針方向へ回動する
ので、この投入カム10に当接しているローラ24aが外方
へ押出される。すると、第７図に示されるように、この
ローラ24aを付設している第２レバー22と第３レバー24
とが略直線状に伸びるから、この第２レバー22に連結し
ている第１レバー19が支軸18の周りに右旋するから、こ
れに連結している連杆20を介して駆動レバー９を支軸9a
の周りに左旋するので、この駆動レバー９に接続してい
る操作杆８は上方へ押上げられて、この操作杆８と一体
の可動電極5bを真空バルブ５の固定電極に接合するの
で、真空バルブ５は閉路される。

2.真空バルブの閉路動作について、 第７図において、真空バルブの閉路指令が入力する
と、図示されない電磁石（トリップコイル）が励磁され
る。すると、これに連動するトリップ軸32が時計針方向
へ回動するので、このトリップ軸32の回動作用で上記ト
リップキャッチ部材30との係合が外れるので、このトリ
ップキャッチ部材30は支軸29の周りに反時計針方向へ回
動するため、このトリップキャッチ部材30に接続されて
いるピン31と一体のトリップレバー27を右方へ移動する
から、このトリップレバー27にピン軸28で連結された揺
動腕杆26はその支軸26aの周りに反時計針方向へ回動す
るから、第３レバー24と第２レバー22は回路ばね21の弾
力で“く字状”に折曲り、第１レバー19は支軸18の周り
に反時計針方向へ回動するので、この第１レバー19が連
杆20を介して駆動レバー９を支軸9aの周りに回動して操
作杆８と一体の可動電極5bを下方へ引下げることによ
り、この可動電極5bは真空バルブ５の固定電極5aから離
間して開路を形成する（第６図参照）。

このように上述した開閉装置における操作リンク機構
は、耐摩耗性や動作効率の向上を図るために、その摺動
部材やその枢着部に潤滑材としてのグリースを塗布して
おり、これによって、円滑な動作をするようになってい
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した開閉装置における操作リンク
機構は、その摺動部材やその枢着部に潤滑材としてのグ
リースを塗布している関係上、使用環境や経年的な酸化
により劣化し、これに起因して、動作特性を損なうばか
りでなく、動作不良を起すおそれもあり、定期的な保守
点検をしなければならない等の難点がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、操作リンク機構の摺動部材やその枢着部に潤滑材と
してのグリースを塗布することなく、長期間に亘り動作
特性及び信頼性の向上を図るようにした開閉装置を提供
することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段とその作用） 本発明は、真空バルブを開閉する開閉装置における操
作リンク機構において、この操作リンク機構に鋼材によ
る各摺動部材及び嵌合部材等に、予め、軟窒化処理を施
して、鋼材による硬度及び引張強さの増大を図り、しか
る後、フッ素樹脂と二硫化モリブデンとの混合比を約1:
1乃至1:9程度の割合で混合した固体潤滑剤をコーティン
グして、鋼材による各摺動部材等を摩擦係数を小さくし
て、グリースを塗布することなく、長期間に亘り動作特
性及び信頼性の向上を図るようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明を図示の一実施例について説明する。

なお、本発明は、上述した具体例と同一構成部材に
は、同じ符号を付して説明する。

第１図及び第２図において、符号18は、真空バルブを
開閉する開閉装置における操作リンク機構における機枠
６に軸装された支軸であって、この支軸18には、第１レ
バー19が軸装されており、この第１レバー19の上端部に
は、第２レバー22がピン23で接続されており、この第２
レバー22には、第３レバー24がピン25で接続されてい
る。

従って、これらの鋼材による各摺動部材及び嵌合部材
等には、予め、軟窒化処理（窒化処理）が施されてお
り、これによって、各摺動部材及び嵌合部材等による鋼
材Ａは、硬度及び引張強さの増大を図っている。即ち、
各摺動部材及び嵌合部材等による鋼材Ａは、軟窒化処理
する窒化液槽に窒化温度約570度程度の温度で約90分程
度加熱して表面硬化の処理を施す。

次に、上記軟窒化処理を施した各摺動部材及び嵌合部
材等による鋼材Ａは、サンドブラスト処理及びりん酸塩
処理（通常の下処理）を施して、第２図に示されるよう
に、鋼材Ａの表面に微妙な凸凹面Ｂを形成することによ
り、次の工程のりん酸塩薄膜との密着性を向上させる。

次に、上記サンドブラスト処理を施した各摺動部材及
び嵌合部材による鋼材Ａは、りん酸マンガン処理（約97
〜100℃程度の温度で約１分程度の加熱時間）を施した
後、フッ素樹脂と二硫化モリブデンとを混合した固体潤
滑剤Ｃに例えば、ポリイミド樹脂による耐熱性の熱硬化
樹脂材を溶材と共に混合したものを上記鋼材Ａに約10〜
15μｍ程度の厚さに塗布し、これを約180度程度の加熱
温度で約40分程度の加熱時間で熱硬化処理する。

即ち、本発明は、上記軟窒化処理及びサンドブラスト
処理された鋼材Ａにりん酸マンガン処理を施す。他方、
フッ素樹脂と二硫化モリブデンとの混合比を約1:1乃至
1:9程度の割合で混合して固体潤滑材Ｃを生成し、この
固体潤滑材Ｃにインバータとしてのポリイミド樹脂（液
材も入れる）を混合したものを上記鋼材Ａの表面10〜15
μｍ程度の厚さにコーディングした後、これを加熱温
度、約180度程度にして、しかも、約40分程度の加熱時
間で熱硬化処理する。

なお、上記固体潤滑剤Ｃに混合されるフッ素樹脂は、
約15〜18％程度が望ましく、ポリイミド樹脂による熱硬
化樹脂材は、約２乃至40％程が望ましい。

このようにして処理された各摺動部材及び嵌合部材等
による鋼材Ａは、グリースを使用することなく、鋼材Ａ
による硬度及び引張強さの増大を図り、フッ素樹脂と二
硫化モリブデンとの混合による固体潤滑剤Ｃを上記鋼材
Ａにコーティングして、各摺動部材及び嵌合部材による
鋼材Ａを摩擦係数を小さくして、長時間に亘り動作特性
及び信頼性の向上を図るようにしている。

次に、第３図に示されるグラフは、“軸受鋼（SUJ2）
一軟鋼”との組合せによるものであって、この第３図に
示されるものは、軸受鋼と軟鋼との組合せにより、この
軸受鋼に軟窒化処理−サンドブラスト処理−りん酸マン
ガン処理（下処理）を施した後、フッ素樹脂及び二硫化
モリブデンを混合した固体潤滑剤Ｃをコーティングして
熱硬化処理を施したものと、上記下処理した後、一般の
二硫化モリブデンの固体潤滑剤をコーテングしたものと
の摩擦係数とすべり距離との関係を示したグラフであ
る。

即ち、第３図のグラフから明らかなように、本発明の
場合、摩擦係数は約0.07程と低く安定し、摩擦係数が以
上に高くなるまでのすべり性能は、すべり距離約800m以
上となり、寿命が長くなっている。

これに対し、軟窒化処理を施さずに、一般的な二硫化
モリブデン（MOS2）の固体潤滑剤のみをコーティングし
たものは、摩擦係数が、 0.09〜0.13と比較的に高い範囲でばらつきとすべり距離
も約200m以下である。

因に、遮断器等の開閉装置の操作リンク機構は、例え
ば、その摺動部の寿命としての滑り距離を約400m程度で
あり、滑り距離が約450m以上であれば十分とされてい
る。

次に、第４図に示されるグラフは、“軟鋼一軟鋼”と
の組合せによるものである。

即ち、各摺動部材や嵌合部材による軟鋼に下処理とし
て、軟窒化処理−サンドブラスト処理−りん酸マンガン
処理を施した後、次に、フッ素樹脂と二硫化モリブデン
を混合した固体潤滑剤をバインダー（ポリイミド樹脂に
よる）に混合したものを上記軟鋼の表面にコーティング
して熱硬化処理を施すことにより、本発明の摩擦係数
は、約0.07程度と安定しており、すべり距離は約1000m
以上になっている。

これに対して、標準の二硫化モリブデンのみの固体潤
滑剤を軟鋼にコーティングしたとき、摩擦係数は約0.1
程度の高い範囲のものとなり、しかも、すべり距離は、
約200m以下に集中している。

このように本発明は、開閉装置に必要な摩擦係数と耐
摩耗性を備えた開閉装置の操作リンク機構を構成するこ
とができるようになり、グリースによる潤滑材を不要な
ものなり、グリースの塗布作業を省くこともできるし、
経年化による酸化や潤滑効率の劣化もなくなる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、真空バルブを開閉
する開閉装置における操作リンク機構において、この操
作リンク機構に鋼材による各摺動部材に、予め、軟窒化
処理を施し、しかる後、フッ素樹脂と二硫化モリブデン
との混合比を約1:1乃至1:9程度の割合で混合した固体潤
滑材をコーティングしているので、鋼材による各摺動部
材及び嵌合部材等の摩擦係数を小さくして、グリースを
塗布することなく、長期間に亘り動作特性及び信頼性の
向上を図ることができるばかりでなく、グリースの塗布
作業を省くこともできるし、経年化による酸化や潤滑効
率の劣化もなくなり、潤滑材による保守点検も不要なる
等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の開閉装置の要部を取出して示す斜視
図、第２図は、第１図中の鎖円Ａ部の拡大断面図、第３
図及び第４図は、本発明の鋼材による各摺動部材等の摩
擦係数と滑り距離との関係を示す各グラフ、第５図は、
既に提案されている開閉装置の側面図、第６図及び第７
図は、既に提案されている開閉装置の作用を説明するた
めの各図である。 ６……機枠、18……支軸、19……第１レバー、22……第
２レバー、24……第３レバー、Ａ……鋼材、Ｂ……凸凹
面、Ｃ……固体潤滑剤。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空バルブを開閉する開閉装置における操
   作リンク機構において、この操作リンク機構に鋼材によ
   る各摺動部材及び嵌合部材等に、予め、軟窒化処理を施
   し、しかる後、フッ素樹脂と二硫化モリブデンとの混合
   比を約1:1乃至1:9程度の割合で混合した固体潤滑剤をコ
   ーティングしたことを特徴とする開閉装置。