JP2854699B2 - 真空遮断器 - 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、真空遮断器に係り、特に電動ばね操作形真
空遮断器のばね蓄勢用電動機の制御機構に関するもので
ある。

（従来の技術） 真空遮断器において主接点を開閉操作するエネルギー
源として主流をなすものは、ばねの蓄勢エネルギーであ
るが、このばねのエネルギーを蓄勢する手段として、小
容量の真空遮断器においては手動によるものもあるが、
システム上不可欠である自動運転及び遠隔操作を行う場
合には電動操作によるものが一般的である。

ところで、従来の小容量真空遮断器の操作機構は、第
９図に示すトグルばね機構が一般に用いられており、投
入用コイル35を励磁し投入キャッチ36の係止を解くこと
により、第10図に示すように操作用ばね37のエネルギー
で真空バルブ38の主接点39,40を閉極させる。次に、第1
0図においてトリップ用コイル41を励磁し、トリップキ
ャッチ42の係止を解くことにより、第11図に示すよう
に、操作用ばね37のエネルギーにより主接点39,40を開
極させる。

第11図において操作用ばね37を蓄勢する機構は、てこ
−クランク機構となっており、電動機43によりギア44,4
5,46を介してクランク47を回転させ、レバー48を揺動運
動させる。レバー48の動作中に第12図に示すようにトリ
ップキャッチ42を係止させ、操作用ばね37を第９図に示
すように蓄勢し初期状態に戻ったときに、電動機43は停
止しなければならない。電動機43を制御する回路を第13
図に示す。マイクロスイッチ49は、トリップキャッチ42
が係止状態になったことを検出するマイクロスイッチで
あり、マイクロスイッチ50は、操作用ばね37が必要なエ
ネルギーを蓄勢し、レバー48が初期状態に戻ったことを
検出するマイクロスイッチである。初期状態では同図
（ａ）であり、遮断器が開極したときに同図（ｂ）とな
り電動機43が始動する。レバー48が少し動いたところで
同図（ｃ）で、マイクロスイッチ49とマイクロスイッチ
50が同時に“ON"となり、トリップキャッチ42が係止し
たときに同図（ｄ）となりマイクロスイッチ50のみが
“ON"となる。さらにレバー48が動いて操作用ばね37を
蓄勢し、初期状態（第９図）に戻ったところで電動機43
を停止させる。以上が従来のばね蓄勢用電動機の制御方
法である。

（発明が解決しようとする課題） （１）従来技術では、電動機43の制御を操作機構の位置
関係のみに依存していたため、蓄勢中に機構構成部品が
動作するにもかかわらず、電動機43の動作を保持しなけ
ればならない必要性からマイクロスイッチ49,50の２個
を使用しており、組立及び調整に手間がかかっていた。

（２）また、（１）項と同様の理由で蓄積機構は、操作
機構と組み合わせて初めて機械的、電気的に機能を果た
すものとなるので、蓄勢機構としての独立性が確立でき
ずに構成が複雑となっていた。

（３）電動機43を停止させるのに、操作機構構成部品で
直接マイクロスイッチ50を動作させるために、マイクロ
スイッチの動作誤差及び取り付け誤差のばらつき等で操
作用ばね37の初期位置が不安定となり、投入操作に悪影
響を及ぼす恐れがあった。

そこで、本発明の目的は、操作用ばねを蓄勢する電動
機の制御を、操作機構の位置関係に依存させず、蓄勢中
にはマイクロスイッチの閉成状態を保持させ、マイクロ
スイッチを直接操作機構構成部品で動作させないように
して、操作機構の構成を簡単にし、保守点検を容易に
し、信頼性を向上した真空遮断器を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、主接点を開閉するための操作用ばねを電動
機で蓄勢する機構を設けた操作機構と、この操作機構で
開閉操作される真空バルブを備えた真空遮断器におい
て、操作機構に、電動機で駆動され、同軸に円形の突起
を設けた蓄勢用カムと、この蓄積用カムの被駆動部によ
って動作され、突起に係合する凹部を設けたレバーと、
このレバーによって操作され、真空遮断器の常閉接点と
直列に接続され、電動機を制御するマイクロスイッチを
設けたものである。

（作 用） 真空バルブが閉極するときに被駆動部がレバーを動作
させ、突起をレバーの凹部に係合させる。これにより、
レバーの位置とマイクロスイッチの閉成状態が維持され
る。次に、真空バルブが開極すると、真空遮断器の常閉
接点が閉成するので、電動機が駆動し蓄勢用カムを介し
て操作用ばねが蓄勢を始める。蓄勢が終了し蓄勢用カム
が初期状態に戻ったとき、突起とレバーの凹部の係合が
外れてレバーが復帰し、スイッチが開成するので電動機
が停止する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の一実施例の要部を示す正面図であ
り、第２図は、本発明の一実施例に用いる操作機構の要
部の構成図である。

第１図及び第２図において、操作機構フレーム１に
は、渦巻き状とした操作用ばね２を収納したばねケース
３が回動可能に取付けられている。このばねケース３
は、円筒状に形成されて外周にひだ４を設け、このひだ
４には円周方向に沿った中間にローラ５を設けている。
また、操作機構フレーム１には、ばねケース３と同心に
軸部6aを介してレバー６が回動可能に取付けられ、上記
した操作用ばね２は内側端部が軸部6a側に係止されてい
る。リンク７は、一方の端部をピン8aを介してレバー６
の端部に連結され、このリンク７の他方の端部にピン8b
を介してリンク9,10が連結されている。リンク９は、他
方の端部が上記したひだ４の円周方向に沿った一方の端
部にピン8cを介して連結されている。リンク10は、他方
の端部がピン8dを介して操作ロッド11に連結されてい
る。この操作ロッド11は、中間に図示しない絶縁継手を
連結しており、図示しない接点加圧ばねを介して真空バ
ルブ12の可動通電軸13aに連結している。真空バルブ12
は、絶縁フレーム（図示しない）を介して操作機能フレ
ーム１に取付けられている。なお、符号13は可動接点、
符号14は固定接点、符号14aは固定通電軸を示す。

また、操作機構フレーム１には、半月状の切欠部15a
を設けると共に投入パドル15bを固着し、この投入パド
ル15bを介して投入用コイル16で駆動される投入キャッ
チ15と、半月状の切欠部17aを設けると共にトリップパ
ドル17bを固着し、このトリップパドル17bを介してトリ
ップ用コイル18で駆動されるトリップキャッチ17が取付
けられている。

さらに、操作機構フレーム１には、上記したローラ５
に係合する蓄勢用カム19が回動可能に取付けられてい
る。この蓄勢用カム19は、同軸に固定されている大ギア
20が電動機（図示しない）の回転軸に固定した小ギア21
に噛み合って駆動され、同軸に固定され半月状の切欠部
22aを設けた円筒状突起22がレバー23に係合するように
なっている。レバー23は、操作機構フレーム１に回動可
能に取付けられ、第３図に示すようにローラ５の係合面
23aと、円筒状突起22の外周に係合する円弧状の凹部23b
と、円筒状突起22の半月状の切欠部22aに係合する円弧
状の突部23cと、操作機構フレーム１に取付けられてい
るマイクロスイッチ24を駆動する突出部23dを設け、復
帰ばね25で常時上記したばねケース３側に引張られ復帰
するようになっている。

なお、上記した操作用ばね２の蓄勢は、第４図に示す
ように制御電源間に真空遮断器の補助スイッチの常閉接
点（ｂ接点）26とマイクロスイッチ24を介して直列に接
続された電動機27により、ばねケース３を回動して行わ
れる。

次に、以上のように構成された実施例の作用を説明す
る。まず、閉極操作について説明する。いま、第２図に
示す操作用ばね２が蓄勢状態にあり、レバー23は第３図
に示すように円弧状の突部23cが円筒状突起22の切欠部2
2aに係合し、マイクロスイッチ24は閉成しておらず、か
つ真空バルブ12が開極状態にあるとき、投入用コイル16
を付勢すると、投入キャッチ15が投入パドル15bを介し
て反時計方向に回動する。ばねケース３は、ひだ４の端
部が投入キャッチ15から外れるので、操作用ばね２のば
ね力で反時計方向に回動し、ストップ28に当って停止す
る。このばねケース３の回動によってリンク９は、同図
の右方向に引張られて移動し、第５図に示すようにばね
ケース３が停止したときピン8bがストッパ29に当たる。
リンク９の移動によってリンク10は、同図に示すように
下方に移動し、ピン8dを介して操作ロッド11を同図の下
方に移動させ、真空バルブ12を閉極する。このとき、レ
バー23は、ローラ５に係合面23aを押されて時計方向に
回動し、凹部23bが第６図（ａ）に示すように円筒状突
起22の切欠部22aと同じ位置となり、マイクロスイッチ2
4は駆動されている。ところが、真空遮断器の常閉接点2
6は開成するので、第７図（ａ）に示すように電動機27
は駆動されず、操作用ばね２の蓄勢は行われない。

次に、開極操作について説明する。上記したような閉
極状態にあるとき、トリップ用コイル18を付勢すると、
トリップキャッチ17がトリップキャッチパドル17bを介
して時計方向に回動する。レバー６は、その端部がトリ
ップキャッチ17から外れるので、操作用ばね２のばね力
で時計方向に回動し、これに伴って第８図に示すように
リンク7,9,10が引上げられることによってレバー30がス
トッパ29の軸部29aに当たり停止する。これによりピン8
dも引上げられるので、操作ロッド11も上方に移動し、
真空バルブ12を開極する。このとき、レバー23は、回動
せずマイクロスイッチ24は駆動状態にある。ところが、
真空バルブ12の開極により常閉接点26が閉成するので、
第７図（ｂ）に示すように回路で電動機27が駆動され、
操作用ばね２がばねケース３を介して蓄勢される。

次に、この操作用ばね２の蓄勢について説明する。上
記したように電動機27が駆動されると、小ギア21を介し
て大ギア20が回転する。そこで、蓄勢用カム19が第１図
において反時計方向に回動し、第８図の状態にあるロー
ラ５を押し下げながらばねケース３を時計方向に回動さ
せる。このばねケース３の回動により、リンク９が同図
で左側に押されて移動し、ピン8bを同方向に押し出すの
でリンク7,10も直線状態から屈折状態となり、これに伴
ってレバー６が反時計方向に回動する。したがって、操
作用ばね２は、ばねケース３の時計方向への回動とレバ
ー６の反時計方向への回動により、蓄勢される。一方、
蓄勢用カム19の回動によって円筒状突起22も回動し、こ
の切欠部22aがレバー23側に位置するので、レバー23は
復帰ばね25により第６図（ｂ）の状態から第３図の状態
に復帰し、マイクロスイッチ24は開成する。なお、投入
キャッチ15、トリップキャッチ17は、それぞれ図示しな
いばねにより動作時以外は復帰するようになっている。
したがって、蓄勢後ばねケース３は、投入キャッチ15に
より回動を阻止され、レバー６は、トリップキャッチ17
により回動を阻止される。つまり、第２図に示す状態に
なる。

以上説明したように本実施例は、 （１）電動機の制御を操作機構の位置関係のみに依存し
ない。

（２）蓄勢中にマイクロスイッチの状態を保持する機構
を有する。

（３）マイクロスイッチを操作機構構成部品で直接動作
させない。

という３つの条件を満たしており、その具体的手段とし
て、マイクロスイッチ24を駆動するのにレバー23を利用
し操作機構の状態をレバー23で検出させ、開極状態でマ
イクロスイッチ24を駆動させるようにする。蓄勢中にこ
の状態を保持させるのに、蓄勢機構中の回転する部分に
円筒状突起22を設け、レバー23の凹部23dにはまり合う
形状としている。円筒状突起22が一回転して初期状態
（第３図に示す）に戻ったとき、レバー23が復帰ばね25
によりマイクロスイッチ24を駆動させるために円筒状突
起22に円弧状の切欠部22aを設け、レバー23の外周がそ
の切欠部22aにはまり合う形状とすれば、蓄勢機構が常
に同一の初期状態で電動機が停止する。

また、操作用ばね２を蓄勢するには、ばねケース３を
回動させるがこの操作に蓄勢用カム19を反時計方向に回
動させてローラ５で押すようにしている。遮断器の主接
点の状態を蓄勢機構へ伝える役目をローラ５に持たせ、
蓄勢用カム19がローラ５を最大限に押した際に投入キャ
ッチ15及びトリップキャッチ17が係止することを確認し
ておけば、上記した作用と同様の原理でその機能を果た
す。ただし、この機構では閉極（第５図に示す）及び開
極状態（第８図に示す）でローラ５の位置が不変である
ので、操作用ばね２が放勢しており、かつ真空バルブ12
が開極しているという情報をローラ５の位置と真空バル
ブ12と連動する図示しない真空遮断器の補助スイッチの
常閉接点（ｂ接点）の両方から受け取る方法ををとって
いる。即ち、電動機制御回路を第４図のようにし、第７
図（ｂ）の状態で初めて電動機27が動き始めるようにし
ている。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次の効果を得る
ことができる。

（１）マイクロスイッチの駆動を操作機構構成部品に直
接依存せず専用のレバーを利用しているため、蓄勢機構
の回転部に設けた円筒状突起とそれにはまり合うレバー
に設けた凹部とで、電動機回転中のレバーの機械的保持
が可能となり、マイクロスイッチを１つにすることがで
き、機構構成が簡単になり、保守点検が容易になる。

（２）また、（１）項と同様の理由で電動機を停止させ
る際の位置決めにおいて、従来は操作機構構成部品で直
接マイクロスイッチを駆動していて不安定だったもの
を、蓄勢用カムと一体化した円筒状突起に設けた円弧状
切欠部とそれにはまり合うレバーの外周形状とにより、
確実に一定位置で停止させることができ、機構上機能の
信頼性の向上が図られる。

（３）操作機構から蓄勢機能への情報伝達をローラに担
わせたので、ローラとマイクロスイッチ駆動用レバーは
接触状態で情報伝達され、特別に結合する必要がなく、
操作機構と蓄勢機構の位置関係が管理されれば、蓄勢機
構としては完全に独立させることができ、品質管理及び
手動ばね操作形から電動ばね操作形への仕様変更への対
応が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部を示す正面図、第２図
は本発明の一実施例の第１図と異なる他の要部を示す構
成図、第３図は本発明の一実施例の第１図及び第２図と
異なる他の要部を示す構成図、第４図は本発明の一実施
例の第１図，第２図及び第３図と異なる他の要部を示す
回路図、第５図は本発明の一実施例の作用を示す説明
図、第６図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例の第５図と
異なる他の作用を示す説明図、第７図（ａ）（ｂ）は本
発明の一実施例の第６図（ａ）（ｂ）と異なる他の作用
を示す説明図、第８図は本発明の一実施例の第６図
（ａ）（ｂ）及び第７図（ａ）（ｂ）と異なる他の作用
を示す説明図、第９図は従来の電動ばね操作形真空遮断
器の操作機構の構成図、第10図は従来の電動ばね操作形
真空遮断器の作用を示す説明図、第11図は従来の電動ば
ね操作形真空遮断器の第10図と異なる他の作用を示す説
明図、第12図は従来の電動ばね操作形真空遮断器の第10
図及び第11図と異なる他の作用を示す説明図、第13図は
従来の電動ばね操作形真空遮断器の第10図，第11図及び
第12図と異なる他の作用を示す説明図である。 １……操作機構フレーム、２……操作用ばね ３……ばねケース、５……ローラ 12……真空バルブ、13……可動接点 14……固定接点、19……蓄勢用カム 22……円筒状突起、23……レバー 24……マイクロスイッチ、26……常閉接点 27……電動機

フロントページの続き (72)発明者 東 辰浩 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝府中工場内 (56)参考文献 特開 昭59−79907（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−165408（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01H 33/66 H01H 33/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主接点を開閉するための操作用ばねを電動
   機で蓄勢する機構を設けた操作機構と、この操作機構で
   開閉操作される真空バルブを備えた真空遮断器におい
   て、前記操作機構に、前記電動機で駆動され、同軸に円
   形の突起を設けた蓄勢用カムと、この蓄勢用カムの被駆
   動部によって動作され、前記突起に係合する凹部を設け
   たレバーと、このレバーによって操作され、前記真空遮
   断器の常閉接点と直列に接続され、前記電動機を制御す
   るマイクロスイッチを設けたことを特徴とする真空遮断
   器。