JP3547165B2 - 負荷時タップ切換装置用タップ選択器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、変圧器のタップ電圧を負荷をかけた状態で切換える負荷時タップ切換装置のタップ選択器に係り、特にタップ選択器のゼネバ歯車伝動装置を改良した負荷時タップ切換装置用タップ選択器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
負荷時タップ切換装置として、送電系統の変圧器に設けられるものと、産業用変圧器に設けられるものがある。前者は、送配電系統の負荷が変動して電圧変化が一定限度を越えた際に、タップを切換えることにより、送配電系統の電圧を一定に保つものである。
【０００３】
後者は、産業機器が要求する電力に応じて、通電状態を保ったまま、変圧器のタップを切換えて必要な電力を供給せしめるものである。このため、負荷時タップ切換装置は、変圧器の使用用途にあったタップ電圧の切換えステップに容易に対応できるものが要求されている。
【０００４】
負荷時タップ切換装置のタップ選択器は、主として接点機構とゼネバ歯車伝動装置からなり、接点機構はタップ切換えを直接行なうものであり、ゼネバ歯車伝動装置は接点機構を制御するものである。従来この種の負荷時タップ切換装置のタップ選択器として、以下に述べる２つの方式がある。
【０００５】
＜第１の方式＞
図４は従来の負荷時タップ切換装置のタップ選択器の第１の方式を示す正断面図であり、図５は図４の接点機構を示す平面図で、図５（ａ）は上側の接点機構３０ａを示し、図５（ｂ）は下側の接点機構３０ｂを示している。図６（ａ），（ｂ）はそれぞれ図４のゼネバ歯車伝動装置を示す平面図および正断面図である。
【０００６】
これは具体的にはゼネバ歯車伝動装置２０と、接点機構３０ａ，３０ｂからなり、ゼネバ歯車伝達装置２０はゼネバ歯車２１、ゼネバドライバ２２、ピン２３、溝２４から構成されている。接点機構３０ａ，３０ｂはそれぞれ駆動板２６、可動接点３１ａ，３１ｂ、固定接点３２ａ，３２ｂ、集電リング３３ａ，３３ｂ、支柱９０，９１、支持板９２，９３から構成されている。
【０００７】
固定接点３２ａは、それぞれ変圧器の各タップに電気的に接続され、水平円周上に一定距離Ａを存して配置されている。また、固定接点３２ａと集電リング３３ａと連結する可動接点３１ａが回転し、隣接する固定接点３２ａを選択することにより、変圧器のタップを切換えている。
【０００８】
一方、接点機構３０ａ，３０ｂは、上下に２段１組で構成されている。前述の接点機構３０ａを上段とすると、下段は接点機構３０ｂのように、固定接点３２ｂが上段の固定接点３２ａの中間位置に位置するように構成されている。そして、上段の可動接点３１ｂが切換えを行なう際、駆動板２６により連結された下段の可動接点３１ｂは同時に回転する。
【０００９】
ただし、可動接点３１ａは、１つの固定接点３２ｂ上を回転するのみであり、上段の可動接点３１ａが固定接点３２ａと開離している際も、可動接点３１ｂは常に固定接点３２ｂと接触しているため、常時通電状態を保っている。
【００１０】
これらの接点機構３０ａ，３０ｂはゼネバ歯車伝動装置２０により回転制御される。ゼネバドライバ２２は、この下面両端のてこ部に垂直方向にピン２３が固定され、このピン２３にゼネバ歯車２１が係合するように、スリット状の溝２４が一定角度で振り分けられている。
【００１１】
このように構成された従来の第１の方式では、タップ切換時は以下のように動作する。すなわち、図示しない駆動手段により、ゼネバドライバ２２を回転させると、このピン２３が、ゼネバ歯車２１の溝２４の側面を押し出され、ゼネバ歯車２１が回転させられる。そして、ゼネバ歯車２１の回転が、このゼネバ歯車２１に連結されている駆動板２６が回転し、これにより可動接点機構２０ａ，２０ｂの可動接点２１ａ，２１ｂが回転する。
【００１２】
＜第２の方式＞
図７は従来の負荷時タップ切換装置のタップ選択器の第２の方式を示す正断面図であり、図８は図７の接点機構を示す平面図で、図８（ａ）は上側の接点機構５０ａを示し、図８（ｂ）は下側の接点機構５０ｂを示している。図９（ａ），（ｂ）はそれぞれ図７のゼネバ歯車伝動装置４０を示す平面図および正断面図である。
【００１３】
上側の接点機構５０ａは、可動接点５１ａ、固定接点５２ａ、集電リング５３ａ、支柱１００，１０１、支持板１０２，１０３からなっている。固定接点５２ａは、それぞれ変圧器の各タップに連結されており、水平円周面上に２通りの接点距離Ａ，Ｂに分割して配置されている。
【００１４】
そして、固定接点５２ａと集電リング５３ａを連結する可動接点５１ａが回転し、隣接する固定接点を選択することにより、変圧器のタップを切換えている。また、前述の第１の方式と同様に、２段構成の接点機構を有しているが、切換え時の動作は異なり、前記接点機構５０ａを上側とすると、下側の接点機構５０ｂは可動接点５１ｂ、上側の可動接点５１ａを切換えの際、全く駆動せず、常時通電状態を保っている。
【００１５】
これらの接点機構５０ａ，５０ｂの回転制御を行なっているゼネバ歯車伝動装置４０は、ゼネバ歯車４１ａ、４１ｂ、ゼネバドライバ４２とから構成されている。ゼネバドライバ４２は、この両端部のてこ部にピン４３ａとピン４３ｂが、それぞれ上下逆方向に取り付けられており、ゼネバ歯車４１ａはピン４３ａに係合するように上側に、またゼネバ歯車４１ｂはピン４３ｂに係合するように下側に配置されている。
【００１６】
そして、それぞれのゼネバ歯車４１ａと４１ｂには、スリット状の溝４４ａと切欠きの大きい溝４４ｂが形成され、特に振り分け角度の大きい溝４４ｂが形成されている。また、それぞれのゼネバ歯車４１ａ，４１ｂに駆動板４６ａと４６ｂが連結され、上側のゼネバ歯車４１ａがピン４３ａに噛み合うときには、駆動板４６ａに接続された可動接点５１ａが回転し、下側のゼネバ歯車４１ｂがピン４３ｂと噛み合い駆動するときには、駆動板４３ｂに接続された可動接点５１ｂが回転するように構成されている。
【００１７】
なお、以上説明したゼネバ歯車４１ａ，４１ｂ以外に、切欠きの大きい溝に代えて漏斗状の溝を使用したものが、特公昭４４ー２１０４９号公報で公知であり、また半円月状の溝を使用したものが、特公昭５１ー３８４０９号公報で公知であるが、いずれも前述したゼネバ歯車４１ａ，４１ｂと同等の機能を有している。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べた第１および第２の方式にあっては、接点機構の固定接点数を増加する際に以下のような問題点がある。第１の方式は、スリット状の溝２４のみで構成されたゼネバ歯車２１を有するゼネバ歯車伝動装置であるため、ゼネバ歯車２１自身の構造も単純で簡素に構成できる。
【００１９】
しかしながら、ゼネバ歯車２１とゼネバドライバ２２間の距離とゼネバドライバ２２の駆動中心とピン２３との関係が規定されれば、ピン２３が入り込めるゼネバ歯車２１の溝２４の位置は、一通りしかないため、スリット状溝２４のピッチを変えることができなく、等間隔の溝配置となる。このため、ゼネバ歯車２１とそれに連動する可動接点３１ａ，３１ｂは、一定角度での切換えしか行なえず、固定接点３２ａ，３２ｂも当然等配置となる。
【００２０】
ここで、固定接点３２ａ，３２ｂ間の距離は、各接点間に生じる電位差に対する絶縁距離によって求められてくるが、第１の方式では、固定接点３２ａ，３２ｂの距離を高電位部の絶縁距離に合わせるしかなく、低電位部では、余分に距離を取ることになる。すなわち、接点機構３０ａ，３０ｂは接点間距離を一定に保たなければならないため、接点数が増えれば増える程、形状は大形化していく。
【００２１】
第２の方式は、スリット状の溝４４ａと切欠きの大きい溝４４ｂで形成されたゼネバ歯車４１ａ，４１ｂを有するゼネバ歯車伝動装置４０であるため、低電位部と高電位部とを分けることができることから、低電位部での接点間距が短縮でき、前述した第１の方式の問題点である形状の大形化が解消できる。
【００２２】
しかし、切欠きの大きい溝４４ｂは、スリット状の溝４４ａと比べ、ゼネバ歯車４１ａ，４１ｂのスペースをかなり取るため、接点の増加数は、それ程望めない。
【００２３】
また、ゼネバ歯車４１ａ，４１ｂが上下段必要であるため、２段分のスペースを確保しなければならなく、さらに接点数の増加に伴い、ゼネバ歯車４１ａ，４１ｂの形状も複雑化していくため、加工が困難になっていくといった問題がある。
【００２４】
さらに、前述の公知の漏斗状の溝や半円月状の溝を有するものであっても同様な問題があり、これらの溝は、切欠きの大きい溝以上に形状が複雑化していく。
そこで、本発明は以上述べた問題点を除去するためなされたもので、構造が簡単で、小形な接点機構を有する負荷時タップ切換装置用タップ選択器を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、接点機構とゼネバ歯車伝動装置を備え、
前記接点機構は変圧器の各タップに電気的に接続され、水平平面上に相異なる２種類の接点間距離を存して円周上に配設された複数の固定接点と、この各固定接点に接離可能に設けられ、駆動部材の回転により回転駆動する２種類の可動接点からなり、
前記ゼネバ歯車伝動装置は、ゼネバドライバとゼネバ歯車からなり、前記駆動部材を回転駆動させるものであって、ゼネバドライバは、回転可能に支持され、この両端に有するてこ部でかつこの上下面にそれぞれ回転中心からの距離が近い位置および遠い位置にピンが設けられ、
前記ゼネバ歯車は、外周縁が円弧状の第１ゼネバ歯車部材と外周縁が円弧状の第２ゼネバ歯車部材が一体的に形成され、
前記第１ゼネバ歯車部材の外周縁には中心から見た振り分け角度が所定角度をなし、かつ前記ゼネバドライバの上面に有するピンが係脱可能となるようにスリット状の溝が複数個等間隔に形成され、
前記第２ゼネバ歯車部材の外周縁には中心から見た振り分け角度が、前記第１ゼネバ歯車部材に形成されているスリット状の溝の振り分け角度より小さく、かつ前記ゼネバドライバの下面に有するピンが係脱可能となるようにスリット状の溝が複数個等間隔に形成され、
前記接点機構の接点間距離の大きな接点間を切換える際は、前記振り分け角度の大きいスリット状の溝が、前記ゼネバドライバの回転中心から遠い距離位置に有るピンが噛み合い回転し、また前記接点機構の接点間距離の小さな接点間を切換える際は、前記ゼネバドライバの回転中心から近い距離位置に有るピンと噛み合い回転するごとく構成したことを特徴とする負荷時タップ切換装置用タップ選択器である。
【００２６】
【作用】
請求項１に対応する発明によれば、ゼネバ歯車は、第１ゼネバ歯車部材と第２ゼネバ歯車部材が一体的に形成され、この両ゼネバ歯車部材にはそれぞれ振り分け角度を変えた等配のスリット状の溝が形成されているので、高電位部と低電位部と分けて配置することができ、これにより低電位部の固定接点間距離が短縮可能となり、コンパクトな負荷時タップ切換装置用タップ選択器が得られる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明による負荷時タップ切換装置用タップ選択器の概略構成を示す正断面図であり、図２（ａ），（ｂ）は図１のゼネバ歯車伝動装置１を示す斜視図であり、図３（ａ），（ｂ）はそれぞれ図１の接点機構１０ａ，１０ｂを示す平面図である。
【００２８】
ゼネバ歯車伝動装置１は、ゼネバ歯車２とゼネバドライバ３とからなり、ゼネバ歯車２は２つのゼネバ歯車部材２ａ，２ｂが組み合わせた構成となっている。ゼネバ歯車部材２ａは、円環のほぼ２／３が切り欠かれ、断面がＬ字状であって半径方向に複数のスリット状の溝５ａが等間隔に形成されている。ゼネバ歯車部材２ｂは、円環のほぼ１／３が切り欠かれ、断面が平板状であって半径方向に複数のスリット状の溝５ｂが等間隔に形成されている。
【００２９】
この場合、溝５ａはピッチが大きく（円の中心から見た振り分け角度が大きく）、溝５ｂは溝５ａのピッチに比べて小さく（円の中心から見た振り分け角度が小さく）なっている。ゼネバ歯車部材２ａ，２ｂは、上面方向から見て円環状をなすように一体的に組み合わされている。
【００３０】
ゼネバドライバ３は、この両端部のてこ部にそれぞれピン４ａ，４ｂがそれぞれ、ゼネバドライバ３の回転中心からの距離を異ならせ、上下に取り付けられている。ゼネバドライバ３に取り付けられているピン４ａ，４ｂは、ゼネバ歯車２に形成されている溝５ａ，５ｂと係脱可能に構成されている。
【００３１】
接点機構１０ａは、可動接点１１ａ、固定接点１２ａ、集電リング１３ａ、駆動板２６、支柱８０，８１、支持板８２，８３から構成されている。支持板８２，８３の間に、固定接点１２ａ，１２ｂをそれぞれ取り付けるための支柱８０，８１が固定されている。すなわち、複数本（ここでは６本）の支柱８０が後述する間隔であって、取り付け端部が支持板８２，８３の同一円周上に配置固定され、さらに支持板８２，８３の間であって、支柱８０の相互間に複数本（ここでは６本）の支柱８１が後述する間隔でかつ取り付け端部が同一円周上に配置固定されている。
【００３２】
固定接点１２ａは、図３（ａ）に示すように、例えば右側に配置されている固定接点相互の接点間距離をＡ（円の中心から見て振り分け角度を大きくしてある）とし、左側に配置されている固定接点相互の接点間距離をＢ（円の中心から見て振り分け角度を見て小さくしてある）となるように、支柱８０が配置固定されている。
【００３３】
また、固定接点１２ｂは、図３（ｂ）に示すように、例えば右側に配置されている固定接点相互の接点間距離をＡ（円の中心から見て振り分け角度を大きくしてある）とし、左側に配置されている固定接点相互の接点間距離をＢ（円の中心から見て振り分け角度を見て小さくしてある）となるように、支柱８１が配置固定されている。この場合、接点間距離Ａの方は、高電位部に相当し、接点間距離Ｂの方は低電位部に相当する。
【００３４】
一方、上下の接点機構１０ａ１０ｂは、前述の従来の第１の方式と同様に、下側の固定接点１２ｂが、上側の固定接点１２ａの中間の位置にあるように構成されている。また、各段の固定接点１２ａ，１２ｂが配設されている円周の中心部には、それぞれ集電リング１３ａ，１３ｂが垂直方向に複数個（ここでは６個）配置固定されている。
【００３５】
各集電リング１３ａ，１３ｂと各固定接点１２ａ，１２ｂに摺動可能に可動接点１１ａ，１１ｂが配設され、可動接点１１ａ，１１ｂは、ゼネバ歯車２に固定された駆動板６により支持固定され、駆動板６はゼネバ歯車２の回転中心として回転可能に構成されている。
【００３６】
そして、切換方式は、前述の従来の第１の方式と同様に、ゼネバ歯車２が駆動すると、上側の可動接点１１ａが回転し、同時に駆動板１６により連結された下側の可動接点１１ｂが回転する。この際、上側の可動接点１１ａは隣接するタップを選択し、一方下側の可動接点１１ｂは、１つの固定接点上を回転し、常時通電状態を保っている。
【００３７】
このような構成のものにおいて、高電位部に相当する長い接点距離Ａの区間の切換えは、以下のように行なわれている。すなわち、図２（ａ）に示すように、ゼネバドライバ３の回転中心から遠い側のピン４ａがスリット状の振り分け角度の大きいゼネバ歯車２の上段２ａに形成された溝５ａに係入し、ゼネバ歯車２を図示しない駆動手段により駆動させることにより、駆動板６に連結した接点機構１０ａ，１０ｂの可動接点１１ａ，１１ｂを同時に回転させられる。
【００３８】
また、低電位部に相当する短い接点距離Ｂの区間の切換えは、図２（ｂ）に示すようにゼネバドライバ３の回転中心から近い側のピン４ｂが振り分け角度の小さいゼネバ歯車２の下段２ｂに形成されたスリット状の溝５ｂに係入し、ゼネバ歯車２を図示しない駆動手段により駆動させることにより、駆動板６に連結した接点機構１０ａ，１０ｂの可動接点１１ａ，１１ｂを同時に回転させられる。
【００３９】
以上述べた実施例によれば、加工が容易なスリット状の溝５ａ，５ｂによって構成されたゼネバ歯車２を使用し、２種の振り分け角度の違う切換えが行なえるので、接点機構１０ａ，１０ｂを高電位部と低電位部とに分けて配置することができる。これにより、前述した従来の方式に比べて低電位部の接点間距離を短縮でき、これによりコンパクトな接点機構１０ａ，１０ｂを得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、高電位部と低電位部の２種類の振り分け角度による切換えが単純な形状のゼネバ歯車を有するゼネバ伝動装置で行なえるため、接点機構の形状を大形化することなく、容易に接点を増加することができる負荷時タップ切換装置用タップ選択器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による負荷時タップ切換装置用タップ選択器の第１実施例の概略構成を示す図。
【図２】図１のゼネバ歯車伝動装置を示す斜視図。
【図３】図１の接点機構を示す平面図。
【図４】従来の負荷時タップ切換装置用タップ選択器の第１の方式の概略構成を示す図。
【図５】図４の接点機構を示す平面図。
【図６】図４のゼネバ歯車伝動装置を示す図。
【図７】従来の負荷時タップ切換装置用タップ選択器の第２の方式の概略構成を示す図。
【図８】図７の接点機構を示す平面図。
【図９】図７のゼネバ歯車伝動装置を示す図。
【符号の説明】
１…ゼネバ歯車伝動装置、２…ゼネバ歯車、３…ゼネバドライバ、４ａ，４ｂ…ピン、５ａ，５ｂ…溝、６…駆動板、１０ａ，１０ｂ…接点機構、１１ａ，１１ｂ…可動接点、１２ａ，１２ｂ…固定接点、１３ａ，１３ｂ…集電リング、８０，８１…支柱、８２，８３…支持板。

Claims (1)

1. 接点機構とゼネバ歯車伝動装置を備え、
   前記接点機構は変圧器の各タップに電気的に接続され、水平平面上に相異なる２種類の接点間距離を存して円周上に配設された複数の固定接点と、この各固定接点に接離可能に設けられ、駆動部材の回転により回転駆動する２種類の可動接点からなり、
   前記ゼネバ歯車伝動装置は、ゼネバドライバとゼネバ歯車からなり、前記駆動部材を回転駆動させるものであって、ゼネバドライバは、回転可能に支持され、この両端に有するてこ部でかつこの上下面にそれぞれ回転中心からの距離が近い位置および遠い位置にピンが設けられ、
   前記ゼネバ歯車は、外周縁が円弧状の第１ゼネバ歯車部材と外周縁が円弧状の第２ゼネバ歯車部材が一体的に形成され、
   前記第１ゼネバ歯車部材の外周縁には中心から見た振り分け角度が所定角度をなし、かつ前記ゼネバドライバの上面に有するピンが係脱可能となるようにスリット状の溝が複数個等間隔に形成され、
   前記第２ゼネバ歯車部材の外周縁には中心から見た振り分け角度が、前記第１ゼネバ歯車部材に形成されているスリット状の溝の振り分け角度より小さく、かつ前記ゼネバドライバの下面に有するピンが係脱可能となるようにスリット状の溝が複数個等間隔に形成され、
   前記接点機構の接点間距離の大きな接点間を切換える際は、前記振り分け角度の大きいスリット状の溝が、前記ゼネバドライバの回転中心から遠い距離位置に有るピンが噛み合い回転し、また前記接点機構の接点間距離の小さな接点間を切換える際は、前記ゼネバドライバの回転中心から近い距離位置に有るピンと噛み合い回転するごとく構成したことを特徴とする負荷時タップ切換装置用タップ選択器。

Images