JP3025970B2 - 遮断器用ばね伝動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、中圧真空遮断器などに用いられる遮断器用
ばね伝動装置に関する。

（従来の技術） 中圧真空遮断器を対象にした遮断器用ばね伝動装置の
一例がカラー・エマグ・ミットタイルンゲン（Calor−E
mag−Mitteilungen）I/II/1986の９〜12頁に記載されて
いる。このばね伝動装置では遮断器入切のため駆動軸が
渦巻ばねにより同一回転方向に駆動される。駆動軸に回
転しないよう取り付けられた支持板が２つの支持面を有
し、場所を固定して揺動可能に支承された支持部材とこ
の支持面とは駆動軸が遮断器を切換える位置になってい
るとき連動される。駆動軸にやはり回転しないよう極ご
とに１枚のカム板が取り付けられており、その周面は揺
動レバーの一端に配置した追従ローラ用ラジアルカムを
形成する。揺動レバーの他端は接点圧縮ばね装置を介し
真空開閉管の可動切換接点と結合されている。追従ロー
ラをカム板の周面に押圧する遮断ばねがやはり揺動レバ
ーに作用する。駆動軸を270゜回転することにより遮断
器が投入されるが、これを達成するため支持部材が支持
部を開放し、これにより可動切換接点は追従ローラに加
圧作用を及ぼすカム板及び揺動レバーを介し投入位置に
移動する。その際接点圧縮ばね装置も遮断ばねも緊張す
る。そして、支持板を90゜回転して支持板を開放するこ
とにより遮断器を開放する。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述したばね伝動装置では、遮断時に、揺
動レバーと可動切換接点は遮断ばねにより周面の形状に
応じて遮断位置に戻され、揺動レバーの運動は遮断ばね
の追従ローラがその周面に押圧されるカム板によって決
まっている。このため、所定の速度で切換接点を引外し
て確実な遮断を行なうためにカム板の寸法を大きく設定
しているのが実状であった。この結果、切換えに大きな
エネルギーを用意しなければならなかった。

そこで本発明の目的は、先行技術よりも小さなエネル
ギー量で遮断器を確実に駆動する遮断器用ばね伝動装置
を提供することにある。

（課題を解決するための手段および作用） 上記目的を達成するため、本発明は、請求項１〜15に
記載の構成を有する。

遮断器が投入されているときに、支持機構による駆動
軸の回転阻止が停止されると、ばね手段のばね力により
駆動軸が回転し、カム板の溝が昇降装置に引張り作用を
及ぼし、従来のものにくらべ、カム板形状に影響されず
に適正な速度で可動切換接点を固定側の接点から引外し
て遮断器を遮断できる。

カム装置と昇降装置とが極めて簡素な結合により圧縮
引張作用を行なうことが請求項２記載のばね伝動装置に
よって達成される。

請求項３記載のばね伝動装置によれば、昇降装置を遊
びのない状態で、かつ静かに変位できる。

多極遮断器の場合、極ごとに１つのカム装置と、当該
極の可動切換接点と作用結合される１つの昇降状態と、
を設けるのが有利である。これによりカム板当りの伝達
すべき力が極めて小さくなる。

請求項5,6に記載したばね伝動装置では昇降装置に作
用する横力を防止することができる。

請求項12記載のばね伝動装置では、駆動軸への装置ま
たは要素の取付けを容易に行なえる。また、駆動軸に取
り付けた装置または要素がごく簡単に交換できることに
より、ばね伝動装置はさまざまな要請に適合することが
できる。例えば請求項13記載のものでは支持レバーの交
換により遮断と投入位置との間で回転角度を自由に選択
することができる。

請求項15記載のばね伝動装置はスイス特許出願明細書
第02283/88号又はそれに対応した米国特許出願明細書第
07/361 257号に記載するスイッチ配置に特に適してい
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図を参照し
て説明する。

第１図に示す中圧用遮断器は、１つのばね伝動装置10
と、これにより駆動される３つの真空開閉管12と、を有
する。真空開閉管12と、各真空開閉管12とばね伝動装置
10との間の連接棒14は第２図に示すようになっており、
極毎に同一構成になっている。なお、第１、３図では左
端の極のみにこれを示した。

各真空開閉管12は破線で示した固定切換接点16と切換
突き棒18の上端に配置した可動切換接点20とを有する
（第１図）。下端範囲で切換突き棒18はピン22を介し２
腕揺動レバー24に関節結合され、該レバー24の他端は接
点圧縮ばね装置26を介し、ばね伝動装置10の駆動軸28に
取り付けたカム装置30と結合されている。

３つのカム装置30はそれぞれ互いに向き合って離間し
た２枚のカム板32を有し、これら２枚のカム板32は向き
合った状態で同等形状になっている。これらカム板32に
は駆動軸28の周囲を回る各１つの溝34が刻設され、２枚
のカム板32の溝34はそれぞれ駆動軸28の軸線28′方向に
且つ相対向して開口している（特に第３図参照）。溝34
には駆動軸38と平行に延びた円筒形追従ローラ36が案内
されるようになっており、駆動軸28を基準にほぼ半径方
向に延びた連結金具38に保持されている。第１図の連結
金具38に明記してあるように、連結金具38には、追従ロ
ーラ36から離れた方の末端にこの連結金具38の長手方向
に縦長となった孔40が形成されている。この孔40には追
従ローラ36と平行に配置したボルト42が通されており、
このボルト42は揺動レバー24を構成する相互に離間し平
行に延びた２本のレバー24′に固着されている。両レバ
ー24′間には連結金具38及び接点突き棒18が延設され、
かつ、レバー24′は揺動ピン44により揺動可能にシャシ
46に支承されている（特に第２図参照）。

カム板32は薄板部材から打抜き形成され、同じ工程に
おいて溝34が刻設されており、溝34と反対側には突部48
が形成されている。特に第２図から明らかとなるように
溝34は駆動軸28を概ね偏心輪状に周回しており、板32が
図示した回転位置のとき溝34と駆動軸28の軸線28′との
間の距離のうち最大の部分が軸線28′と追従要素36との
間に位置するようになっている。また、最短距離の部分
は第２図に一点鎖線で記入し符号50で示すように追従要
素36から反時計方向に約150゜ずれた位置になってい
る。カム板32が図示位置にあると追従要素36は下端位置
にあり、この位置のとき揺動レバー24は時計回りに回転
することにより第２図に実線で示したように可動切換接
点20を投入位置に移動させた状態になっている。また、
カム板32が時計回りに150゜回転し、最短距離50が追従
要素36と軸線28′との間に位置すると追従要素36は上端
位置に持ち上がっており、この位置のとき揺動レバーは
反時計回りに回転して破線位置24″にあり、この場合遮
断器は遮断されている。

追従要素36に隣接して連結金具38がロッカー52に関節
結合されている。ロッカー52は揺動レバー24とほぼ平行
に延び、連結金具38から離れた方の末端が軸54を利用し
てやはりシャシ46に揺動可能に支承されている。ロッカ
ー52は２本の相互に離間し平行に延びた揺動レバー52′
を有している。該レバー52′は連結金具38を両側に位置
し、ピン56を介し連結金具38に結合されている。ロッカ
ー52と揺動レバー24との間に接点圧縮ばね58が介在さ
れ、該ばね58内に連結金具38が延設され、また、該ばね
58は両端が各１枚の球冠状支え板60で支持され、該支え
板60自体はロッカー52又は揺動レバー24に接した状態に
なっている。支え板60は連結金具38用として各１つの郵
便差入口形状の孔62を有する。

接点圧縮ばね装置26は以下の如く動作する。追従要素
36が上端位置にあり又それに対応して可動切換接点20が
遮断位置にあると接点圧縮ばね58は下側支え板60を介し
揺動レバー24のこちら側（第３図の紙面表側）の末端
を、ピン42が孔40の下端に突設するまで下方に押圧す
る。板32が時計回りに回転する途中及び210゜回転して
追従要素36が図示した下端位置に移動すると揺動レバー
24は付勢された接点圧縮ばね58の圧力を受けて時計回り
に回転して可動切換接点20を固定切換接点16に当接させ
る。追従要素36が更に下方に移動すると、接点圧縮ばね
58は、いまや停止した揺動レバー24と、連結金具38と一
緒に運動するロッカー52との間の相対運動の結果更に長
さが短かくなるように押され、これにより、両切換接点
16,20を相互に圧縮する力が強まる。なお、投入位置の
ときピン42は特に第２、３図からはっきりわかるように
孔40の上端範囲にある。

駆動軸28には、さらに回転しないように軟質ハブ64を
取り付け、この軟質ハブ64に渦巻ばね68の内端66を固着
している。渦巻ばね68の外端70が結合されているばね籠
72は、渦巻ばね68をブシュ状に把持し、軟質ハブ64に回
転自在に支承された歯車74に対して回転しないように結
合している。軟質ハブ64の渦巻ばね68のある部分は、歯
車74が配置してある部分に対して半径方向に肉厚になっ
ており、この結果形成された段差部76とこちら側（第２
図紙面表側）の末端で駆動軸28に嵌着された筒78との間
に歯車74用ころがり軸受80があり、該軸受80はこの段差
部76と筒78とによっても軸方向に摺動しないように保持
されている。

歯車74は電動機84により駆動される減速歯車装置86の
被動歯車82と咬み合う（第１図）。ばね籠72は、減速歯
車装置86の軸に作用する図示省略したフリーホイール又
は逆転防止装置により渦巻ばね68が巻き方向とは逆に回
転するのを阻止している。

駆動軸28には更に２本の単腕二重レバー88,90が互い
にずらした位置で回転しないように取り付けられてお
り、これが各１つの支持部材92又は94と連動するように
なっている。各二重レバー88,90の遊端には、ピン96を
使って支持ローラ88′又は90′が保持されている。図示
した投入位置のとき支持ローラ88′は渦巻ばね68の力に
抗して支持部材92の、シャシ46で揺動可能に支承された
２腕支持レバー98の正面98′で支持されている。この正
面98′は支持ローラ88′を基準に、支持レバー98が時計
回りに働く力を受けるように傾いており、支持レバー98
は投入位置のとき正面98′とは逆の末端が支持軸100に
よって回転防止されるようになっている。支持軸100は
やはりシャシ46で揺動可能に支承されており、かつ捩じ
れないよう２腕操作レバー102に回転しないように結合
されている。支持軸100は支持レバー98の範囲に円弧状
の切削部104を有し、支持軸100が遮断キー106により手
動で、又は遮断リレー108により電気的に時計回りに回
転されることにより、支持レバー98は該切削部104を通
して回転することができる。これにより駆動軸28が開放
され、駆動軸28は渦巻ばね68の作用を受けて、二重レバ
ー90の支持ローラ90′が支持レバー110の正面110′に当
接するまで時計回りに回転することができる。支持部材
94は支持部材92と全く同一構成であり、この詳しい説明
は省略する。支持レバー110はやはり支持軸100′で支持
してあり、該軸100′が適宜な切削部104′を有し、これ
を通して支持レバー110は支持軸100′が時計回りに回転
する際揺動することができる。支持軸100′はやはり２
腕操作レバー102′を介し投入キー106′により手動で、
又は投入磁石108′を介し電気的に時計回りに揺動可能
である。

駆動軸28は断面が実質的に正方形であり（第２図）、
両端に各１本のねじ112を有し（第３図）、これに各１
個のナット114が螺着されている。シャシ46は２つの相
互に離間し平行に延びた端板46′を有し、これに駆動軸
28が挿通してあり又この端板46′で駆動軸28が玉軸受11
6を利用して回転自在に支承されている。該当する端板4
6′の各外側で２つの外側真空開閉管12用のカム装置30
の２つのカム板32が軸に取り付けてある。両方の端板4
6′間で駆動軸28に２つの二重レバー88,90が、そして該
レバー88,90間には中央の真空開閉管12用のカム装置30
の２つのカム板32と渦巻ばね68、ばね籠72及歯車74を有
する軟質ハブ64と、が配置されている。各カム装置39の
カム板32はスペーサ118により互いに離間しており（第
３図）、外側の２つのカム装置30と当該玉軸受116又は
当該ナット114との間には別の間座スリーブ118′が設け
られている。二重レバー88,90は内側が駆動軸28に一致
するようにした管120に溶接されている。同様に軟質ハ
ブ64及び板32の孔122はこれら軟質ハブ64およびカム板3
2が回転しないように駆動軸28に結合するために、その
形状は駆動軸28の形状に一致したものになっている。２
個のナット114を利用して、駆動軸28に取り付けた部品
は全て軸方向に移動しないように保持されている。

ばね伝動装置10内には、概略図示しただけの補助スイ
ッチ124が設けられていて、その可動接点はカム板32の
当該突部48を介し操作可能になっている。従って補助ス
イッチ124は駆動軸28のその都度の回転位置に依存して
開閉している。補助スイッチ124は動作目的に応じて操
作され、またはばね伝動装置10を電気的にロックするた
めに用いられる。

このばね伝動装置10の組立はごく簡単である。駆動軸
28を軸方向にずらしながらその都度次の駆動要素を駆動
軸28に嵌着していき、最後にこれらをナット114を利用
して相互に固定する。

ばね伝動装置10は以下の如く作動する：図示した投入
位置のとき渦巻ばね68は電動機84により減速歯車装置8
6、歯車74及びばね籠72を介し時計回りに360゜巻かれ
る。支持部材92によって駆動軸28が一緒に回ることが防
止される。遮断器を遮断するため遮断キー106の操作に
より手動で、又は遮断リレー108を作動させることによ
り電気的に、支持軸100は時計回りに回転される。支持
軸100が支持レバー98を開放し、該レバー98は支持ロー
ラ88′の押圧力によって切削部104を通して時計回りに
回転する。これにより駆動軸28が開放され、駆動軸28は
渦巻ばね68の力を受けて、二重レバー90の支持ローラ9
0′が支持レバー110に当接するまで時計回りに150゜回
転する。特に第２図から明らかとなるように駆動軸28が
この回転運動を行うとき追従要素36は溝34により上方に
引かれ上端位置に移動される。この動きが連結金具38、
揺動レバー24及び切換突き棒18を介し可動切換接点20に
伝達され、該接点20が遮断位置に移動する。但し揺動レ
バー24が連結金具38によって遮断方向に連動されるより
前に接点圧縮ばね58はピン42が孔40の下端に当接するま
でゆるむ。駆動軸28の回転開始から揺動レバー24が連動
されるまでの範囲では渦巻ばね68及び接点圧縮ばね58に
より開放されたエネルギーが運動エネルギーに変換さ
れ、場合によってはこのエネルギーが互いに密着された
切換接点16,20を相互に離すのに利用される。渦巻ばね6
8の力を受けて可動切換接点20は遮断位置に移行する。

次に遮断器を投入する場合、投入キー106′を操作し
て手動で、又は投入リレー108′を作動させることによ
り電気的に支持軸100′が時計回りに回される。これに
より支持レバー110が、従って二重レバー90が開放され
る。渦巻ばね68になおエネルギーが蓄積されているため
駆動軸28はやはり二重レバー88の支持ローラ80′が支持
部材92の支持レバー98に当接するまで210゜回転する。
この210゜の投入回転の間に追従要素36は上端位置から
図示した下端位置に、そしてスイッチは投入位置に移行
する。両方の切換接点16,20が互いに当接するや接点圧
縮ばね58が緊張する。最短距離50の範囲では溝34の上昇
分が小さいので渦巻ばね68により放出されるエネルギー
の一部は、可動接点20の希望する昇降時間特性を得るた
めまず運動エネルギーに変換される。次に駆動軸28が投
入位置にあると渦巻ばね68は再び360゜巻かれる。

迅速な再投入を確保しそして引き続き再遮断を行なえ
るようにするため渦巻ばね68は渦巻ばね68を完全に巻上
げた場合遮断用に蓄積したエネルギーが再投入及び再遮
断に十分となる程度に付勢されており、投入位置に達す
るたびにばね籠72は再び360゜駆動される。

追従要素36は溝34内で強制的に案内されており、これ
により連結金具38の運動方向を基準に追従要素36と板32
とが嵌合した状態になる。従って可動切換接点20の位置
は常に駆動軸28の位置に必然的に一致し、その都度接点
圧縮ばね58又は孔40により吸収される差行程だけ修正さ
れる。

極ごとに単一のカム板を設けることも考えられ、この
場合このカム板は好ましくは両側に、向き合った状態で
互いに一致した形状の溝を一つ有する。この場合連結金
具はフォーク状に構成され、各歯に追従要素を有し、こ
の連結金具が当該溝内で案内される。各カム板に溝を１
つだけ設け、追従要素を別の手段により溝から滑り出る
のを防止することも考えられる。

端板46′は真空開閉管12を少なくとも一部把持する絶
縁担持枠に整形しておくことができ、この枠に真空開閉
管12を固着しておくことができる。カム板配置を１つだ
け設け、追従要素36の行程を共通の操作部材を介し全て
の真空開閉管12に伝達することも勿論考えられる。

追従要素を１つの揺動レバーに配置することも勿論考
えられる。ばね伝動装置10と真空開閉管とが相互に適宜
な位置を占めるなら揺動レバーなしに連結金具を切換突
き棒に直接連結することも可能である。真空開閉管に代
え別の遮断器を設けることもできる。個々の駆動要素を
交換することでばね伝動装置は各種の遮断器の要求条件
に適合可能である。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように、カム装置が圧縮作用
および引張り作用を昇降装置に及ぼし、従来のものにく
らべカム板形状に影響されずに可動切換接点を所定の速
度で引外せるので、遮断ばねのばね力を大きくしなくて
も済み、この結果遮断器を駆動するエネルギー量を少な
くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はばね伝動装置を示す斜視図、 第２図は同ばね伝動装置の要部を示す側面図、 第３図は第２図のIII−III線に沿う断面図である。 12……遮断器、20……可動切換接点、24……ロッカー
（揺動レバー）、26……接点圧縮ばね装置、28……駆動
軸、30……カム装置、32……カム板、34……溝、36……
追従要素（昇降装置）、38……連結金具（昇降装置）、
48……突部、52……ロッカー、64……軟質ハブ、66……
内端、68……渦巻ばね（ばね手段）、70……外端、72…
…ばね籠、84……電動機（巻取り部材）、88……支持レ
バー、90……支持レバー、92……支持部材、94……支持
部材、114……ナット（保持要素）、118……スペーサ、
118′……スペーサ、120……スペーサ、124……補助ス
イッチ（開閉手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−29566（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−161628（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−50720（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−61936（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 33/40 H01H 3/30

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】遮断器（12）の投入及び遮断のためにばね
   手段（68）により同一回転方向の回転力を受ける駆動軸
   （28）と、前記遮断器（12）の投入及び遮断位置のそれ
   ぞれにおいて前記駆動軸（28）の回転力を阻止する支持
   機構（92,94）とを有し、少なくとも１個の可動切換接
   点（20）と連動する昇降装置（36,38）を往復運動させ
   るカム装置（30）を駆動軸（28）に対して回転不動に取
   付け、カム装置（30）が少なくとも一枚のカム板（32）
   を有し、該カム板（32）が昇降装置（36,38）に対し加
   圧作用および引張り作用を及ぼす溝（34）を有し、該溝
   （34）は、駆動軸（28）の周回りでかつこの駆動軸（2
   8）方向に開口することを特徴とする遮断器用ばね伝動
   装置。
2. 【請求項２】昇降装置（36,38）が、溝（34）内に位置
   して該溝（34）に案内される追従要素を備えたことを特
   徴とする請求項１記載のばね伝動装置。
3. 【請求項３】昇降装置（36,38）を溝（34）内で強制的
   に案内したことを特徴とする請求項１又は２記載のばね
   伝動装置。
4. 【請求項４】多極遮断器の極ごとに１つのカム装置（3
   0）を設け、各極ごとに可動切換接点（20）に作用結合
   した１つの昇降装置（36,38）を設けたことを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれか１項記載のばね伝動装置。
5. 【請求項５】カム装置（30）が２枚の離間したカム板
   （32）を有し、各カム板（32）に形成した溝（34）が相
   対向して開口しており、追従要素（36）がこれら両方の
   溝（34）に案内されてなることを特徴とする請求項２〜
   ４のいずれか１項記載のばね伝動装置。
6. 【請求項６】カム板が両面に溝を有し、この溝がラジア
   ルカムを形成し駆動軸の周囲を周回し駆動軸の方向に開
   口しており、昇降装置がフォーク状に構成され、この昇
   降装置の各歯が、当該溝内で案内される追従要素を備え
   ていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記
   載のばね伝動装置。
7. 【請求項７】カム板に溝をフライス加工したことを特徴
   とする請求項１〜６のいずれか１項記載のばね伝動装
   置。
8. 【請求項８】カム板（32）を薄板部材から打抜き、当該
   打抜きと同じ工程において溝（34）の刻設したことを特
   徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のばね伝動装
   置。
9. 【請求項９】カム板（32）の溝（34）とは反対側に開閉
   手段（124）が設けてあり、この開閉手段（124）が、溝
   （34）を刻設することで形成された突部（48）により操
   作可能であることを特徴とする請求項８記載のばね伝動
   装置。
10. 【請求項１０】昇降装置（36,38）が、付勢された接点
    圧縮ばね装置（26）を介して切換接点（20）を作動し、
    さらに前記接点圧縮ばね装置（26）の力を揺動レバー
    （24）を介して切換接点（20）に作用させることを特徴
    とする請求項１〜９のいずれか１項記載のばね伝動装
    置。
11. 【請求項１１】昇降装置（36,38）が駆動軸（28）に対
    し実質的に直角に延びた延長部を有し、この延長部が２
    つのロッカー（24,52）で支承され、一方のロッカーが
    揺動レバーにより形成されたことを特徴とする請求項１
    〜10のいずれか１項記載のばね伝動装置。
12. 【請求項１２】駆動軸（28）の断面が多角形又は星形で
    あり、駆動軸（28）に対して回転不動に結合された装置
    および要素（30,32,64,88,90）が嵌合し、またはスペー
    サ（118,118′,120）を介して駆動軸（28）に嵌着し、
    保持要素（114）により軸方向に保持されていることを
    特徴とする請求項１〜11のいずれか１項記載のばね伝動
    装置。
13. 【請求項１３】駆動軸（28）の周方向に互いにずれた支
    持レバー（88,90）が、該駆動軸（28）に回転不動に取
    り付けられ、駆動軸（28）を遮断器の入切位置で解除可
    能に保持するため前記レバーをそれぞれ固定支持部材
    （92,94）に連動させてなることを特徴とする請求項12
    記載のばね伝動装置。
14. 【請求項１４】ばね手段が渦巻ばね（68）を有し、その
    内端（66）は駆動軸（28）に回転不動に取り付けた軟質
    ハブ（64）に結合し、その外端（70）は軟質ハブ（64）
    上で回転自在に支承されたばね籠（72）に結合し、ばね
    籠が逆転防止装置及び巻取り部材（84）と結合されるこ
    とを特徴とする請求項12又は13記載のばね伝動装置。
15. 【請求項１５】駆動軸と別の駆動部品とが少なくとも１
    つのシールド部材で支承され、該シールド部材が遮断器
    の絶縁担持枠に形成され、該枠が遮断要素又は真空開閉
    管を少なくとも一部把持することを特徴とする請求項１
    〜14のいずれか１項記載のばね伝動装置。