JP2856493B2 - 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、可動接触子を備えた断路装置と負荷電流開
閉装置としての真空バルブとを直列に接続した開閉装置
に係り、特に、この開閉装置における操作リンク装置の
開路遅延装置に関する。

（従来の技術） 一般に、この種の可動接触子を備えた断路装置と負荷
電流開閉装置としての真空バルブとを直列に接続した開
閉装置は、上記断路装置に負荷電流の開閉機能を備えて
いないので、この断路装置の閉路時、この断路装置を真
空バルブよりも先に閉路し、次に、この真空バルブを閉
路し、しかも、この断路装置を開路する動作順序と時間
差とを必要とし、さらに、この断路装置では負荷電流で
絶対に開閉しないことが必要条件とされている。

既に提案されているこの種の開閉装置における操作リ
ンク装置の開路遅延装置は、第６図（Ａ）（Ｂ）乃至第
９図に示されるように構成されている。

即ち、第６図（Ａ）（Ｂ）乃至第９図において、略角
筒状をなす機枠（フレーム）１には、コイル2aとアマチ
ュア2bとで構成された電磁石２が設けられており、この
機枠１の側板1aには、回動軸３が上記電磁石２へ連結し
て軸装されている。即ち、この回動軸３には、連杆４が
緩く軸装されており、この連杆４の一端部には、ローラ
５がピン６で支承されており、このローラ５は上記アマ
チュア2bの自由端部2cの押動通路に位置して後述するト
グルレバー７を押動するようにしている。又、この回動
軸３には、枠形をなすトグルレバー７と腕杆８とがそれ
ぞれ軸装されており、このトグルレバー７及び腕杆８の
自由端との間には、トグルばね９がピン軸10で外方へ抜
け出ないように連結して介装されている。さらに、上記
トグルレバー７の上部7aには、略Ｖ字状をなす第１カム
溝11が穿設されており、この第１カム溝11の一部11aに
は、上記トグルレバー７が上記回転軸３を中心に回動す
るとき、同心円弧状をなすように形成されている。つま
り、この第１カム溝11は上記トグルレバー７を回動軸３
の周りに反時計針方向へ回動したときに、この回動の後
半で回動軸３を中心に回動するときに同心円弧状をなす
ように形成されている。

さらに又、上記トグルレバー７の下部7bには、第６図
（Ｂ）及び第７図に示されるように、第２カム溝12が穿
設されており、この第２カム溝12のの一部12aには、上
記トグルレバー７が上記回転軸３を中心に回動すると
き、同心円弧状をなすように形成されている。つまり、
この第２カム溝12は上記トグルレバー７を回動軸３の周
りに反時計針方向へ回動したときに、この回動の前半で
回動軸３を中心に回動するときに同心円弧状をなすよう
に形成されている。

一方、上記第１カム溝11に近接した上記機枠１の側板
1aには、断路装置13が設置されており、この断路装置13
は導体14と一体をなす固定接触子15とこれに当接して接
合する可動接触子16と一体をなす断路駆動軸17とで構成
されており、この断路駆動軸17の一端部には、断路駆動
レバー18が軸着されている。又、この断路駆動レバー18
の自由端部には、ローラ19がピン20aで枢着されてお
り、このローラ19は、上記第１カム溝11に緩く嵌合して
いる。さらに、上記断路装置13の可動接触子16には、真
空バルブ21が可撓導体22を介して直列に接続されてお
り、この真空バルブ21は、真空バルブ本体21a内に固定
電極21bとこれに接触する可動電極とで構成されてお
り、この可動電極と一体の可動杆21cは開閉駆動軸23の
突き当部23aに当接している。さらに又、この開閉駆動
軸23の一端部には、開閉駆動レバー24が軸着されてい
る。この開閉駆動軸23の自由端部には、ローラ25がピン
26で枢着されており、このローラ25は、上記第２カム溝
12に緩く嵌合している（第６図（Ｂ）参照）。

なお、上記機枠１の側板1aには、各ストッパ27、28が
上記トグルレバー７や上記腕杆８の作動範囲の位置規制
するように付設されている。

従って、上述した開閉装置における操作リンク装置の
開路遅延装置は、第６図（Ａ）（Ｂ）乃至第９図に示さ
れるように作動する。

即ち、第６図（Ａ）は、開閉装置における開路状態を
示しており、開閉装置における操作リンク装置で閉路状
態にする場合、 自動操作時は、上記電磁石２に通電して付勢すること
により、この電磁石２のアマチュア2bの自由端部2cがロ
ーラ５を介して押動通路上のトグルレバー７を押動す
る。すると、このトグルレバー７は回動軸３の周りに反
時計方向へ回動すると同時に、トグルばね９に弾力を蓄
勢し、開閉装置における操作リンク装置は閉路状態な
る。

又一方、開閉装置における操作リンク装置で開路状態
にする場合、 自動操作時は、上記電磁石２に通電を解除することに
より、上記トグルばね９に蓄勢された弾力がトグルレバ
ー７を回動軸３の周りに時計方向へ回動するので、上記
トグルレバー７がローラ５を介して電磁石２のアマチュ
ア2bを復動する。これにより、開閉装置における操作リ
ンク装置は開路状態なる。

第７図は、開閉装置における開路状態を示しており、
手動操作により開閉装置における操作リンク装置で閉路
状態にする場合、 図示されない操作ハンドルにより、上記回動軸３を時
計方向へ回動すると、この回転軸３と一体の腕杆８も共
に同一方向へ回動して上記トグルばね９に弾力を蓄勢す
る。さらに、、上記回動軸３を時計方向へ回動すると、
上記腕杆８はトグルレバー７とのデットポイント（死
点）を越えると、上記トグルばね９に蓄勢された弾力が
トグルレバー７を回動軸11の周りに反時計方向へ回動す
るので、これにより、開閉装置における操作リンク装置
は閉路状態になる。

次に、この閉路状態から操作リンク装置で開路状態に
する場合、 図示されない操作ハンドルにより、上記回動軸３を反
時計方向へ回動すると、この回転軸３と一体の腕杆８も
共に同一方向へ回動して上記トグルばね９に弾力を蓄勢
する。さらに、、上記回動軸３を反時計方向へ回動する
と、上記腕杆８はトグルレバー７とのデットポイント
（死点）を越えると、上記トグルばね９に蓄勢された弾
力がトグルレバー７を回動軸11の周りに時計方向へ回動
するので、これにより、開閉装置における操作リンク装
置は開路状態なる。

次に、上記トグルレバー７の回動動作と上記断路装置
13及び上記真空バルブ21の動作について説明する。

第７図は、開閉装置における開路状態を示しており、
第８図は、開閉装置における上記断路装置13の閉路状態
を示しており、第９図は、開閉装置における閉路状態を
示している。

即ち、第７図の開路状態から第９図の開閉装置におけ
る閉路状態に至る動作順序を説明する。

第７図の開路状態で閉路状態をすると、上述したよう
に、上記回動時３を時計方向へ回動すると、この回転軸
３と一体の腕杆８も共に同一方向へ回動して上記トグル
ばね９に弾力を蓄勢する。さらに、、上記回動軸３を時
計方向へ回動すると、上記腕杆８はトグルレバー７との
デットポイント（死点）を越えると、上記トグルばね９
に蓄勢された弾力がトグルレバー７を回動軸３の周りに
反時計方向へ回動するので、前記第１カム溝11が上記ロ
ーラ19を案内して上記断路駆動レバー18と一体の断路駆
動軸17を回動する。すると、この断路駆動軸17の可動接
触子16が固定接触子15へ当接して導通する。つまり、断
路装置13は閉路状態になる（第８図参照）。

一方、上記トグルレバー７の前半の作動中、上記第２
カム溝12の形状は上記回動軸３の軸心と同心円弧部を形
成しているため、開閉駆動レバー24のローラ25は上記第
２カム溝12内を遊転して開閉駆動レバー24を開閉駆動軸
３の周りに回動しないけれども、上記第２カム溝12内の
後半に到達すると、開閉駆動レバー24のローラ25は上記
第２カム溝12を押動して開閉駆動レバー24を開閉駆動軸
23の周りに回動するので、この開閉駆動軸23の突き当部
23aが真空バルブ21の可動電極と一体の可動杆21cを押動
して、この真空バルブ21を閉路状態にする（第９図参
照）。

次に、第９図の開閉装置における閉路状態から第７図
の開路状態からに至る逆動作の場合、上述した動作の逆
の順序で行われる。

即ち、上記トグルレバー７が回動軸３の周りに時計方
向へ回動すると、このトグルレバー７の前半では、開閉
駆動レバー24のローラ25は上記第２カム溝12を押動して
開閉駆動レバー24を開閉駆動軸23の周りに回動するの
で、この開閉駆動軸23の突き当部23aが真空バルブ21の
可動電極と一体の可動枠21cを復動して、この真空バル
ブ21を開路状態にする。

他方、トグルレバー７の後半では、前記第１カム溝11
が上記ローラ19を案内して上記断路駆動レバー18と一体
の断路駆動軸17を復動するので、この断路駆動軸17の可
動接触子16が固定接触子15から離間する。つまり、断路
装置13は開路状態になる（第７図参照）。

（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
装置の開路遅延装置は、断路装置13と真空バルブ21との
直列に接続し、これを操作リンク装置の一回の操作の前
半と後半の動作を二分割して、上記断路装置13と真空バ
ルブ21との動作に時間差を持たせているため、負荷電流
開閉容量増加されて遮断容量を持った開閉装置として適
用した場合、遮断時のアーク時間が長くなるので、真空
バルブ21が開路してから、断路装置13が開路動作するま
での時間差を大きくする必要とするから、操作リンク装
置全体の動作範囲が大きくなり、小型に構成することが
困難である。

又一方、操作リンク装置をそのまま小型に構成する
と、上記電磁石の力やトグルばねの弾力を大きくしなけ
ればならず、結果的に操作リンク装置全体が大型化する
ことになる等の難点がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、可動接触子を備えた断路装置と負荷電流開閉装置と
しての真空バルブとを直列に接続した開閉装置開閉装置
における操作リンク装置の開路遅延装置において、断路
装置と真空バルブとの動作時間差を大きくすると共に小
型軽量化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） 本発明は、機枠に電磁石を設け、この機枠に回動軸を
軸装し、この回動軸にトグルレバーを腕杆及び電磁石で
作動するように軸装し、この腕杆及びトグルレバーとの
間にトグルばねを連結して介装し、上記トグルレバーの
上部に第１カム溝を穿設し、上記トグルレバーの下部に
第２カム溝を穿設し、上記第１カム溝にローラを嵌合
し、他方、可動拙速子を備えた断路装置に真空バルブを
可撓導体を介して接続し、上記断路装置の断路駆動軸に
作動部材を軸装し、上記第１カム溝の近傍の上記作動部
材に長孔を穿設し、この長孔に上記ローラの係合ピンを
嵌合してばねで付勢し、上記真空バルブの可動杆に開閉
駆動軸を連結し、この開閉駆動軸に作動腕杆を軸装し、
この作動腕杆にローラを上記第２カム溝へ嵌合するよう
に付設したものである。

（作 用） 本発明は、開路動作の前半で真空バルブが開路した
後、開路動作の後半で断路装置の断路駆動軸と一体の作
動部材の長孔に係合する係合ピンとローラを介して動作
を伝達しても、この係合ピンが作動部材の長孔をスライ
ドするために、上記作動部材と一体の断路駆動軸は作動
しないで静止し、開路動作の完了直前に、上記係合ピン
が作動部材の長孔の端部を介して上記作動部材と一体の
断路駆動軸を回動して、上記断路装置を開路状態にして
上記復帰ばねの弾力により十分な開路距離を確保して安
全と信頼性の向上を図ると共に、開路遅延するように
し、大幅な開路時間差を維持して大きな負荷電流容量を
持たせ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図乃至第３図及び第６図（Ａ）（Ｂ）において、
符号１は、略角筒状をなす機枠（フレーム）１であっ
て、この機枠１には、コイル2aとアマチュア2bとで構成
された電磁石２が設けられており、この機枠１の側板1a
には、回動軸３が上記電磁石２へ連結して軸装されてい
る。即ち、この回動軸３には、連杆４が緩く軸装されて
おり、この連杆４の端部には、ローラ５がピン６で支承
されており、このローラ５は上記アマチュア2bの自由端
部2cの押動通路に位置して後述するトグルレバー７を押
動するようにしている。又、この回動軸３には、枠形を
なすトグルレバー７を腕杆８とがそれぞれ軸装されてお
り、このトグルレバー７及び腕杆８の自由端との間に
は、トグルばね９がピン軸10で外方へ抜け出ないように
連結して介装されている。さらに、上記トグルレバー７
の上部7aには、略Ｖ字状をなす第１カム溝11が穿設され
ており、この第１カム溝11の一部11aは、上記トグルレ
バー７が上記回転軸３を中心に回動するとき、同心円弧
状をなすように形成されている。つまり、この第１カム
溝11は上記トグルレバー７を回動軸３の周りに反時計針
方向へ回動したときに、この回動の後半で回動軸３を中
心に回動するときに同心円弧状をなすように形成されて
いる。

さらに又、上記トグルレバー７の下部7bには、第１図
に示されるように、第２カム溝12が穿設されており、こ
の第２カム溝12のの一部12aは、上記トグルレバー７が
上記回転軸３を中心に回動するとき、同心円弧状をなす
ように形成されている。つまり、この第２カム溝12は上
記トグルレバー７を回動軸３の周りに反時計針方向へ回
動したときに、この回動の前半で回動軸３を中心に回動
するときに同心円弧状をなすように形成されている。

一方、第１図及び第６図（Ａ）に示されるように、上
記第１カム溝11に近接した上記機枠１の側板1aには、断
路装置13が設置されており、この断路装置13は導体14と
一体をなす固定接触子15とこれに接合する可動接触子６
と一体をなす断路駆動軸17とで構成されている。又、こ
の断路駆動軸17の一端部には、略扇形をなす作動部材30
が軸装されており、上記第１カム溝11の近傍の上記作動
部材30には、長孔31が穿設されている。さらに、この長
孔31には、上記ローラ19の係合ピン20を嵌合しており、
この係合ピン20は、復帰ばね32で下方へ付勢して設けら
れている。さらに又、上記ローラ19は、上記第１カム溝
11に緩く嵌合しており、上記断路装置13の可動接触子16
には、真空バルブ21が可撓導体22を介して直列に接続さ
れており、この真空バルブ21は、真空バルブ本体21a内
に固定電極21bとこれに接触する可動電極とで構成され
ており、この可動電極と一体の可動杆21cは開閉駆動軸2
3の突き当部23aに当接している。さらに又、この開閉駆
動軸23の一端部には、開閉駆動レバー24が軸着されてい
る。この開閉駆動軸23の自由端部には、ローラ25がピン
26で枢着されており、このローラ25は、上記第２カム溝
12に緩く嵌合している（第１図参照）。

なお、上記機枠１の側板1aには、各ストッパ27、28
a、28bが上記トグルレバー７や上記腕杆８の作動範囲の
位置規制するように付設されている。

以下、本発明の作用について説明する。

第１図における本発明の閉路状態から第３図における
本発明の開路状態に至る動作について説明する。

第１図において、図示されない外部操作によるハンド
ルにより閉路操作すると、上記トグルレバー７が回動軸
３の周りに時計方向へ回動することにより、第２カム溝
12によりローラ25、開閉駆動レバー24を介して開閉駆動
軸23が反時計方向へ回動し、これに連動して真空バルブ
21を開路する。この動作中に第１カム溝11は回動軸３を
中心とした円弧部であるので、ローラ19を介して連結し
ている作動部材30及び断路駆動軸17は作動しない。さら
に、上記トグルレバー７が回動軸３の周りに反時計方向
へ回動し、開路動作の後半になると、第２カム溝12の形
状は回動軸３を中心とした円弧部であるので、上記開閉
駆動レバー24の開閉駆動軸23は作動しないで開路状態を
保持している。

又一方、第１カム溝11のカム形状によりローラ19を介
して係合ピン20は長孔31を上方へ摺動し、これにより、
復帰ばね32に弾力を蓄勢して第２図に示す状態に変位す
る。

さらに、上記トグルレバー７が回動軸３の周りに反時
計方向へ回動し、このトグルレバー７の動作が完了直前
に上記係合ピン20が長孔31の上端縁に係合し、上記作動
部材30と一体の断路駆動軸17を反時計方向へ回動させる
ことにより、この断路駆動軸17の可動接触子16が固定接
触子15から離間して開路する（第３図参照）。そして、
上記トグルレバー７の動作が完了すると同時に、上記復
帰ばね31の蓄勢弾力により、上記作動部材30と一体の断
路駆動軸17は上記係止ピン20を介して上記トグルレバー
７の動作が完了することより固定され、この係止ピン20
は長孔31の下端縁に係合するまで、反時計方向へ回動
し、第３図に示される開路状態となる。

次に、第３図における本発明の開路状態から第１図に
おける本発明の閉路状態に至る動作について説明する。

先ず、第３図において、図示されない外部操作による
ハンドルにより開路状態から、上記トグルレバー７が回
動軸３の周りに反時計方向へ回動することにより第１カ
ム溝が上記ローラ20を介して上記作動部材30と一体の断
路駆動軸17を時計方向へ回動し、これにより、断路装置
13における断路駆動軸17の可動接触子16が固定接触子15
へ接触して閉路する。さらに、上記トグルレバー７が回
動軸３の周りに反時計方向へ第１カム溝11の後半の回動
動作により、ローラ19が開閉駆動レバー24を介して開閉
駆動軸23が時計方向へ回動し、これに連動して真空バル
ブ21を閉路する（第１図参照）。

このようにして本発明は、開路動作の遅延機構によ
り、開路時の真空バルブ21と断路装置13との動作時間の
差を長くすることができると共に、小型に構成できる。

次に、第４図及び第５図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示され
る本発明の他の実施例は、断路装置13における断路駆動
軸17の一端部17aに断路駆動レバー18のボス部18aを軸装
し、このボス部18aに係合突起部18bを形成し、この係合
突起部18bの位置する上記断路駆動軸17の一部に係合突
起部18bより大きい切り欠部33を形成し、上記断路駆動
軸17の枝片17bと断路駆動レバー18のボス部18aとの間に
復帰ばね32を設けたものである。

従って、第５図（Ａ）では、真空バルブ21が閉路状態
での断路装置13の状態を示し、第５図（Ｂ）では、真空
バルブ21は開路し、動作完了の直前の断路装置13の状態
を示し、第５図（Ｃ）では、真空バルブ21は開路状態で
の断路装置13の状態を示したものである。

次に、上述した他の実施例の作用を説明する。

従って、今、第１図の閉路状態より、第３図の開路状
態に至る開路動作について説明すると、図示されない外
部操作によるハンドルにより開路動作の前半で真空バル
ブ21を開路する。さらに、開路動作の後半でローラ19を
介して断路駆動レバー18が断路駆動軸17の一端部17aを
軸として反時計方向へ回動すると、上記係合突起部18b
より大きい切り欠部33によって断路駆動軸17は空転して
作動しない。同時に、復帰ばね32が蓄勢される。さら
に、上記断路駆動レバー18が反時計方向へ回動して動作
完了の直前になると、この断路駆動レバー18の係合突起
部18bが上記切り欠部33の端部に係合して第５図（Ｂ）
の状態となる。さらに、断路駆動レバー18が断路駆動軸
17の一端部17aを軸として反時計方向へ回動すると、係
合突起部18bと上記切り欠部33とが係合して同一方向へ
回動し、可動接触子16が断路装置13の固定接触子15から
離間して動作が完了する。さらに、上記可動接触子16は
上記復帰ばね32の蓄勢弾力により、断路駆動軸17を反時
計方向へ回動させるので、第５図（Ｃ）に示されるよう
に、充分な断路距離を確保した開路状態となり、開閉装
置の開路状態が完了する。

他方、第５図（Ｃ）の開路状態から第５図（Ａ）の閉
路状態に至る動作は、図示されない外部操作によるハン
ドルにより閉路動作の前半で断路駆動レバー18はローラ
19を介して断路駆動軸17の一端部17aを軸として時計方
向へ回動するので、上記係合突起部18bが上記切り欠部3
3を押動するから、断路駆動軸17が時計方向へ回動し、
この断路駆動軸17と一体の可動接触子16が断路装置13の
固定接触子15へ当接して閉路動作が完了する。さらに、
断路駆動軸17の一端部17aを軸として時計方向へ後半の
回動動作で真空バルブ21が閉路し、第５図（Ａ）の閉路
状態になる。

このように上述した他の実施例は、断路駆動軸17とこ
れに軸装した断路駆動レバー18に上記係合突起部18bを
設け、この係合突起部18bと上記切り欠部33との間に復
帰ばね32を設けているので、作動時、遊転動作をさせる
開路動作の遅延機構により、開路時の真空バルブ21と断
路装置13との動作時間差を長くすることができると共
に、小型に構成できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、機枠に電磁石を設
け、この機枠に回動軸を軸装し、この回動軸にトグルレ
バーを腕杆及び電磁石で作動するように軸装し、この腕
杆及びトグルレバーとの間にトグルばねを連結して介装
し、上記トグルレバーの上部に第１カム溝を穿設し、上
記トグルレバーの下部に第２カム溝を穿設し、上記第１
カム溝にローラを嵌合し、他方、可動接触子を備えた断
路装置に真空バルブを可撓導体を介して接続し、上記断
路装置の断路駆動軸に作動部材を軸装し、上記第１カム
溝の近傍の上記作動部材に長孔を穿設し、この長孔に上
記ローラの係合ピンを嵌合してばねで付勢し、上記真空
バルブの可動杆に開閉駆動軸を連結し、この開閉駆動軸
に作動腕杆を軸装し、この作動腕杆にローラを上記第２
カム溝へ嵌合するように付設し、上記断路装置を開路状
態にして上記復帰ばねの弾力により充分な開路距離を確
保しているから、安全と信頼性の向上を図ることができ
るばかりでなく、開路遅延するようにして大幅な開路時
間差を維持して大きな負荷電流容量を持たせると共に、
装置全体を小型に構成することができる等の優れた効果
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示す側面図、第２
図及び第３図は、本発明の作用を説明するための各図、
第４図及び第５図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本発明の他の
実施例を示す各図、第６図（Ａ）（Ｂ）は、既に提案さ
れている開閉装置の要部を示す斜視図、第７図乃至第９
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。 １……機枠、２……電磁石、３……回動軸、７……トグ
ルレバー、９……トグルばね、11……第１カム溝、12…
…第２カム溝、13……断路装置、17……断路駆動軸、19
……ローラ、20……係合ピン、21……真空バルブ、23…
…開閉駆動軸、25……ローラ、30……作動部材、31……
長孔、32……復帰ばね。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機枠に設けられた電磁石と、この機枠に軸
   装された回動軸と、この回動軸に軸装された腕杆及び電
   磁石で作動するトグルレバーと、この腕杆及びトグルレ
   バーとの間に連結して介装されたトグルばねと、上記ト
   グルレバーの上部に穿設された第１カム溝と、上記トグ
   ルレバーの下部に穿設された第２カム溝と、上記第１カ
   ム溝に嵌合したローラと、他方、可動接触子を備えた断
   路装置と、この断路装置に可撓導体を介して接続された
   真空バルブと、上記断路装置の断路駆動軸に軸装された
   作動部材と、上記第１カム溝の近傍の上記作動部材に穿
   設された長孔と、この長孔に嵌合してばねで付勢された
   上記ローラの係合ピンと、上記真空バルブの可動杆に連
   結された開閉駆動軸と、この開閉駆動軸に軸装された作
   動腕杆と、この作動腕杆に上記第２カム溝へ嵌合するよ
   うに付設されたローラとを具備したことを特徴とする開
   閉装置。