JP3605620B2 - スイッチ装置用のばね駆動装置及びこれに使用する歯車の製造方法 - Google Patents
スイッチ装置用のばね駆動装置及びこれに使用する歯車の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3605620B2 JP3605620B2 JP29583494A JP29583494A JP3605620B2 JP 3605620 B2 JP3605620 B2 JP 3605620B2 JP 29583494 A JP29583494 A JP 29583494A JP 29583494 A JP29583494 A JP 29583494A JP 3605620 B2 JP3605620 B2 JP 3605620B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tooth
- flank
- spring
- gear
- teeth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
- H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
- H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
- H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
- H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
- H01H2003/3063—Decoupling charging handle or motor at end of charging cycle or during charged condition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
- H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
- H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
- H01H2003/3084—Kinetic energy of moving parts recuperated by transformation into potential energy in closing or opening spring to be used in next operation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
- H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
- H01H3/36—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using belt, chain, or cord
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19949—Teeth
- Y10T74/19963—Spur
- Y10T74/19972—Spur form
Landscapes
- Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
- Gear Processing (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Push-Button Switches (AREA)
- Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、スイッチ装置、特に中電圧及び高電圧用の電源回路ブレーカ用のばね駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この形式のばね駆動装置が、欧州特許公開第０，２９４，５６１ 号に開示されている。大歯車が、回転可能に取り付けられる作動軸に固定されて共転するように配置され、その大歯車には、作動軸の回転軸線から偏心した位置に関節接続されたラグが設けられ、ラグの他端部は、ねじり棒ばねとして構成されている作動用ばねと相互作用するレバーに連結されている。作動用ばねに応力を加えるため、大歯車は、駆動装置によって駆動される小歯車と噛み合って、作動用ばねの応力が少なくとも部分的に解除される初期位置から、ラグが回転軸線を通り過ぎかつ作動用ばねに回転方向の応力が加わる死点位置を経由して、作動軸を駆動する。
【０００３】
ラッチ装置が、応力を加えられた作動用ばねの作用に抗して作動軸を支持位置に支持し、その支持位置は、死点位置に対して回転方向にわずかな角度だけ偏心している。大歯車の歯付きリムは、作動軸がラッチ装置上に支持されている場合に、小歯車に隣接する位置に歯と歯の間にギャップを設けている。これは、作動用ばねに応力が加えられて、そのためにラッチ装置に余分の負荷がかかった時に、大歯車が小歯車によってさらに駆動されることを防ぐためのものである。
【０００４】
スイッチをオンにするために、ラッチ装置が作動軸を解放すると、作動軸が作動用ばねの力で回転方向に駆動される。同時に、大歯車の歯付きリムが小歯車と再び噛み合う。作動軸の回転方向において、ギャップに後続した大歯車の第１歯が小歯車の１つの歯の接線方向頂部表面に乗って、そのために歯車対のさらなる回転が妨害され、その結果としてばね駆動装置の作動が阻止されるのを防ぐために、前記第１歯が半径方向に弾性的に押し戻されるように構成されている。
【０００５】
スイッチオンの開始時点で、この歯が小歯車の１つの歯の頂部に突き合わされた場合、それは大歯車の中心方向へ後退することができ、そのため小歯車の対応した歯の頂部表面から滑り移動することができる。そして、それは小歯車のその歯の後ろのギャップに噛合し、これによって小歯車が大歯車と同期する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公知のばね駆動装置の場合、弾性的に後退できる構造になっている歯が摩擦によって小歯車を駆動してしまう危険がある。第２に、大歯車の、ギャップに後続した飛び出し式でない歯が、小歯車の別の歯の頂部表面に当たって駆動装置の作動を阻止する可能性がある。この危険は、特に小歯車がフリーホィールによって駆動装置から切り離されて、従って容易に回転できる時に発生する。さらに、飛び出し歯を設けた大歯車は、製造コストが高い。
【０００７】
従って、本発明の目的は、簡単な手段でスイッチ装置のスイッチオンの作動不良を防止するばね駆動装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明は、このばね駆動装置に用いる歯車対の歯の形状を変えて、歯列間にギャップを有する大歯車と小歯車とのかみ合いをスムーズに行えるようにした歯車対の製造方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】
上記目的は、一般形式のばね駆動装置の場合、請求項１および請求項６の構成上の特徴によって達成される。
【００１０】
本発明の構成によれば、小歯車の歯の縁部は半径方向外側の共通フランクで接するので、小歯車の歯は、大歯車のギャップに後続する第１歯が当接する可能性がある接線方向の頂部表面をまったく備えていない。
【００１１】
本発明によるばね駆動装置によれば、作動用ばねに応力を加える際に駆動される小歯車の歯が、回転方向に見て先行側である負荷縁部にインボリュート形状を有するので、摩擦ロスが最小となる。半径方向の直線を形成するように傾斜した一方のフランクの端面は、研削等の簡単な方法で形成できる。小歯車のこの実施例は、インボリュート歯列を有する市販の歯車の使用を可能にし、その歯車の場合には傾斜フランク面を形成することによって接線方向頂部表面を取り除くことができる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、小歯車の簡単な製造が可能になり、その作動において摩擦ロスを最小にすることができる。歯の上の接線方向頂部表面をなくすために、歯の両側面のフランクが共通歯先縁で接合するように、フランクのインボリュート輪郭を製造中に変位させる。
【００１３】
また、本発明によれば、大歯車の、回転方向においてギャップに続く第１歯のフランクは、互いに半径方向外側に向かって共通歯先縁 (80) で接しており、これも、小歯車上の歯が大歯車のギャップに後続した第１歯の接線方向頂部表面に乗ることを防止する。これはめったに発生することではないが、小歯車がまだ減速している時に、作動用ばねに応力が加えられた直後にラッチ装置が作動軸をスイッチオンさせる場合に起こり得る。
【００１４】
さらに、本発明は、ギャップに後続した第１歯が、スイッチオン中に負荷を受ける一方のフランクにインボリュート歯形を有し、負荷を受けない他方のフランクは、共通歯先縁で接する平らなフランク部分を備えるとともに前記第１歯の中心を通る半径方向の直線に対して傾斜する構成としたので、インボリュート歯列を有する大歯車を用いることができ、その大歯車にギャップを形成して、ギャップに後続する第１歯に傾斜した平らなフランク部分を付与できるように手直しするだけでよい。
【００１５】
さらに、請求項５によれば、同様に好ましい本発明によるばね駆動装置の実施例が特定されている。それは製造コスト的には少し高めであるが、バネ駆動装置の信頼性を極めて高いものである。
【００１６】
請求項６ないし請求項８には、小歯車及び大歯車を製造する特に好ましい方法が特定されている。
【００１７】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１に示されているばね駆動装置１０は、概略的に示された電源回路ブレーカ１２用のものであり、一般的に知られている方法で、自由回転できるようにフレーム構造３０に取り付けられたスイッチ作動軸１４を有しており、この作動軸１４の回転軸線が１４’で示されている。歯車対１８の一方の大歯車１６は、作動軸１４の一端部に回転可能に固定され、歯車対１８の他方の小歯車２０が減速伝動装置２４を介して電気駆動モータ２２に接続されている。
【００１８】
チェーン２６の一端部が、大歯車１６に作動軸１４とは反対側で軸線１４’に対して偏心して関節接続されており、そのチェーン２６は、自由回転できるようにフレーム構造３０に同様に取り付けられている案内車２７に掛けられて、圧縮コイルばねとして構成されている作動用ばね（スイッチ作動ばね）２８内に挿通されている。この側の端部で、チェーン２６は作動用ばね２８の自由端部に取り付けられており、作動用ばね２８は他端部でフレーム構造３０に支持されている。
【００１９】
さらに、支持ローラ３２が大歯車１６の端面に回転可能に取り付けられており、フレーム構造３０上に配置されたラッチ装置３４と相互作用するようになっている。ラッチ装置３４は、スイッチオン用ラッチ部材３６を有し、このラッチ部材３６が、回動可能にフレーム構造３０に取り付けられ、そして、接続用電気磁石３８によって、支持ローラ３２と相互作用する、図１に示されている作動位置から、支持ローラ３２の移動経路から外れた解除位置へ、またその逆に移動することができる。
【００２０】
さらに、カムディスク４０が、ローラレバー４２と相互作用して電源回路ブレーカ１２をスイッチオンするために、作動軸１４に固定され、回転できるように配置されている。
【００２１】
軸線１４’から延出する半径方向の線４４は、一点鎖線で示され、チェーン２６の関節部が大歯車１６上の４４’に位置する場合に作動軸１４の死点位置を示し、作動用ばね２８が最大応力を受け、またチェーン２６は軸線１４’を通る直線上にある。図１において、作動軸１４は、矢印で示された回転方向Ｄにおいて死点位置４４に後続した支持位置にあり、この死点４４から好ましくは数度の角度だけ変位している。一点鎖線４８で示されている支持位置では、応力を受けている作動用ばね２８が作動軸１４に対して回転方向Ｄに作用するが、作動軸１４の回転は、支持ローラ３２がスイッチオンラッチ３６上に支持されていることによって阻止されている。
【００２２】
さらなる一点鎖線は作動軸１４の静止位置５０を示しており、その位置は死点位置４４に対して直径上の反対側にあり、その位置では作動用ばね２８の応力が少なくとも部分的に解除されている。
【００２３】
図２は、作動軸１４が支持位置４８にある時の歯車対１８を示している。同様に同じ側にチェーン２６の端部領域が示され、その関節部４６が大歯車１６上にある。大歯車１６の歯列５２は、作動軸１４が支持位置４８にある時に小歯車２０に接近した位置にギャップ５４を有している。このギャップ５４は、支持位置４８にある時に小歯車２０が大歯車１６に対して自由回転できるようにする十分な大きさを有している。
【００２４】
図３は、大歯車１６の一部分を拡大して、歯列５２内に設けられたギャップ５４と小歯車２０とを示している。小歯車２０の歯６０のフランク５６及び５８は、半径方向外側の回転軸２０’と平行な歯先縁６２で接合している。作動用ばね２８に応力を加えるために、歯列５２と噛合している小歯車２０が、駆動モータ２２で駆動方向Ａに駆動され、その結果として大歯車１６がＤ方向に回転する。
【００２５】
小歯車20の歯60の前フランク56は、この場合に負荷を受け、また駆動方向に見た時に先行しており、歯先縁62に向かってインボリュート形状を有している。歯60の後フランク58は、作動用ばね28が応力を受ける時に負荷を受けず、また駆動方向Ａに見た時に後側になっており、対応する歯60の中心を通る半径方向直線66に対して約45度の角度αで傾斜した、歯先縁62でフランク56と接するフランク面64を有している。フランク面64に隣接しているフランク58は、いずれの場合も歯元68までインボリュートの残りの部分を呈している。
【００２６】
図３に示されている小歯車２０は、インボリュート歯列を有する市販の歯車から製造される。これから、フランク面６４を形成するために各歯で点線で示されている部分７０を好ましくは研削によって除去する。この方法で形成された歯先縁６２は、インボリュート歯列のフランク５６から接線方向端面７０’へ移行する領域に位置している。
【００２７】
大歯車16の歯列52もインボリュート歯形を有し、回転方向Ｄに見た時にギャップ54に後続する第１歯72に平らなフランク部分74が同じく好ましくは研削によって形成されているため、この歯72のフランク76及び78は、軸線14’に平行な共通歯先縁80で接する。この場合、回転方向Ｄに見て先行するフランク76は歯先縁80に向かってインボリュート形状を有している。歯先縁80において、後続フランク78の平らなフランク部分74がフランク76と接し、平らなフランク部分74は歯72の中心を通る直径直線72’に対して、約60度の角度βだけ傾斜している。
【００２８】
大歯車１６の製造にも同様に、インボリュート歯列を有する歯車を使用することができる。ギャップ５４を形成するために必要な数の歯を、好ましくは研削によって除去する。さらに、小歯車２０について前述した方法と同様にして、平らなフランク部分７４が歯７２に一体に形成される。
【００２９】
大歯車１６の他の実施例として、矢印８２に示されているように歯７２を大歯車１６の本体内に配置して、それが弾性的に押し戻されるようにすることもできる。この場合には、歯７２についてすでに説明したように、平らなフランク部分７４が好ましくはギャップ５４に後続する第２歯８４に一体に形成される。
【００３０】
図４に示されている小歯車２２”の場合、全ての歯６０’のフランク５６’，５８ ’がインボリュート形状を有しており、この場合には軸線２０’に平行な歯先縁６２’で接合している。この図面に示されている小歯車２２”を、図示の小歯車２０の代わりに使用することができる。
【００３１】
作動軸１４の図１に示されている静止位置５０から出発して、大歯車１６は、駆動モータ２２によって減速伝動装置２４と大歯車１６の歯列５２と噛合している小歯車２０とを介して、作動用ばね２８に応力を加えることができるように回転方向Ｄに駆動される。死点位置４４を通過すると、応力を受けた作動用ばね２８が同様に回転方向Ｄに駆動するように作動軸１４に作用する。
【００３２】
しかし、作動軸１４のさらなる回転が、静止位置にあるスイッチオン用ラッチ部材３６に支持ローラ３２が係合することによって阻止される。死点位置４４を通過してから支持位置４８に達するまでは、ギャップ５４が小歯車２０の領域に入り込むため、小歯車２０が大歯車１６の歯列５２から外れる。その結果、ラッチ装置３４は作動用ばね２８からの力のみを受ける。支持位置４８が死点位置４４に近いことから、この支持力は、支持ばね２８が大きい力を受けている時でも小さい。
【００３３】
このことにより、ラッチ装置３４が小駆動力用として設計されている。その結果、移動すべきラッチ装置３４の質量が小さくなるため、ばね駆動装置１０の反応時間を短縮できる。余分な負荷がラッチ装置３４にかかることが、従動すなわち減速用小歯車２０によって回避される。完全を期すため、作動用ばね２８に応力が加えられた時に、駆動モータ２２が一般的なスイッチ手段を介してスイッチオフされることを述べる必要がある。
【００３４】
電源回路ブレーカ12をオン状態にするためにスイッチオン用ラッチ部材36が接続用電気磁石38によって図１に示されている静止位置から解放位置へ引き戻されると、作動用ばね28が作動軸14を回転方向Ｄへ加速する。その結果、大歯車16のギャップ54に後続した第１歯72が、回転方向Ａで見た時に歯72の移動経路内へ最も後ろまで突出している小歯車20の歯60のフランク58に当たり、その結果、この小歯車20が加速されて大歯車16の歯列52と噛合する。
【００３５】
前述されている小歯車２０の歯６０のフランク５８の特殊な形状は、歯７２の前側フランク７６が、小歯車２０の回転位置に無関係に、フランク７６にほぼ平行になってそれに対して非常に小さな鋭角をなすフランク５８の領域で常に動作することによって達成される。ラッチ装置３４が解放された時、ギャップに後続した第１歯７２が小歯車２０と相互作用する領域に入った時に、小歯車２０が、大歯車１６が回転するかなり高速の周速度で回転しようとする場合でも、フランク部分７４が小歯車２０の対応歯６０のフランク５６の半径方向外側の端部領域にほぼ平行になるため、小歯車２０の歯６０が歯７２の上で詰まって歯車対１８を停止させるようなことはフランク部分７４で防止される。
【００３６】
故障等のため、作動用ばね２８に応力が加えられた時に駆動モータ２２が止まらない場合、ギャップに後続した第１歯７２が半径方向に押し戻されるように構成されている大歯車１６の実施例においては、大歯車１６の歯列５２と小歯車２０との間にガクンという衝撃がない滑らかなかみ合いを確保できる。
【００３７】
上記の作動方法は、図４に示されている小歯車２０”を使っても達成される。
【００３８】
作動用ばね２８の力が作動軸１４を静止位置５０へ戻し、小歯車２０も回転して電源回路ブレーカ１２が接続される。
【００３９】
図１において、作動軸１４の下流側に連結されているばね駆動装置１０の部分について説明する。ローラレバー４２は、フレーム構造３０に回転可能に取り付けられている駆動軸８６に固定されて回転できるようになっている。駆動軸８６の長手軸線８６’は軸線１４’と平行であり、駆動軸８６は実線で示されている切り離し位置「Ｏ」から接続位置「Ｉ」へ、またその逆に回動可能である。駆動軸８６に固定され回転できるように配置されている出力レバー８８が、点線で示されているリンク機構９０を介して電源回路ブレーカ１２の可動スイッチ接点片１２’に接続されている。
【００４０】
切り離しばね９２は、圧縮ばねとして構成され、フレーム構造３０に支持されている。このばね９２の他端部は、案内車９６に掛けられる切り離しチェーン９４と相互作用し、案内車９６がフレーム構造３０上の固定位置に取り付けられ、チェーン９４は駆動軸８６に固定され回転できるように配置されている切り離しレバー９８まで延在している。
【００４１】
駆動軸８６が接続位置「Ｉ」にある時、切り離しチェーン９４を関節接続した切り離しレバー９８が、切り離しチェーン９４に対してほぼ直角に走行する位置にあるのに対して、反対に切り離し位置「Ｏ」では、切り離しばね９２が駆動軸８６をブレーキ装置１００ 内のストッパーで定められる切り離し位置「Ｏ」に保持できるように、切り離しレバー９８及び切り離しチェーン９４が鈍角をなし、切り離し位置「Ｏ」では、ブレーキレバー１０２ を介して駆動軸８６に接続されているブレーキピストン１００ ’がブレーキ装置１００ に当接している。
【００４２】
さらに、切り離しラッチ装置１０４ がフレーム構造３０に取り付けられており、この装置はラッチ装置３４と同じ構造であるが、駆動軸８６に固定され回転できるように配置されている支持レバー１０６ と相互作用する。駆動軸８６が接続位置「Ｉ」にある時、支持レバー１０６ は切り離しばね９２の力に抗して切り離しラッチ１０８ 上に支持されており、この切り離しラッチ１０８ は切り離し用電気磁石１１０ によって駆動されて駆動軸８６を解放することによって、電源回路ブレーカ１２をオフにすることができる。
【００４３】
カムディスクのカムトラック４０’と相互作用するローラ１１２ が、ローラレバー４２の自由端部に回転自在に取り付けられている。カムトラック４０’は、回転方向Ｄとは逆方向に半径方向長さが増加する第１部分１１４ を備えている。この第１部分１１４ は、接続中に作動軸１４が支持位置４８から静止位置５０まで移動する角度よりわずかに小さい角度範囲に設けられている。
【００４４】
作動軸１４がこの回転範囲にある時、第１部分１１４ はローラレバー４２と相互作用して、駆動軸８６を切り離し位置「Ｏ」から接続位置「Ｉ」へ回動させる。回転方向Ｄの反対方向から見て、第１部分１１４ に続いて急激に落ち込む第２部分１１６ が設けられており、これは、作動軸１４が静止位置にある時にローラ１１２ をカムディスク４０に接触しないで接続位置「Ｉ」から切り離し位置「Ｏ」へ移動できるようにする。
【００４５】
また、回転方向Ｄの反対方向に見て、第２部分１１６ に続いて第３部分１１８ が第１部分まで延在しており、この部分は軸線１４’とほぼ同軸的であって、作動軸１４が静止位置５０から支持位置４８へ回転する間、切り離し位置「Ｏ」にある駆動軸８６がその回転位置に留まるようにする半径長さになっている。
【００４６】
図１において、実線は、作動軸１４が支持位置４８にあって、作動用ばね２８に応力が加えられており、駆動軸８６が切り離し位置「Ｏ」へ回転して、切り離しばね９２の応力が少なくとも部分的に解除されている状態を示している。この場合、電源回路ブレーカ１２が開いている。
【００４７】
スイッチオンの接続手順を開始するには、接続用磁石３８が励磁され、その結果としてラッチ装置３４が作動軸１４を解放する。作動用ばね２８の力によって作動軸が回転方向Ｄに回転し始めて、その結果、一方では前記したように大歯車１６の歯列５２が小歯車２０と噛み合い、また他方では第１部分１１４ によって駆動軸８６がその切り離し位置「Ｏ」から反時計回り方向に接続位置「Ｉ」へ向かう方向へ回動する。
【００４８】
作動軸１４が静止位置５０に達する直前に、駆動軸８６が接続位置「Ｉ」へ回動して、切り離しラッチ装置１０４ が支持レバー１０６ の下側に係合するため、駆動軸８６は接続位置「Ｉ」に留まり、この時に第１部分１１４ はローラ１１２ から離れており、作動軸１４は静止位置５０にある。切り離しばね９２も接続中の駆動軸８６の回転によって応力を受けており、そのエネルギーを利用してスイッチを開くことができるので、接続された電源回路ブレーカ１２は、切り離し用磁石１１０ を励磁すればいつでもオフにすることができる。
【００４９】
作動軸１４が静止位置５０に達すると直ちに、駆動モータ２２のスイッチが入って、互いに噛み合った歯車対１８を介して作動軸１４が静止位置５０から死点位置４４を越えて回転し、同時に作動用ばね２８に応力が加えられるため、一旦動き始めると、作動軸１４は再び支持位置４８を取り、次の接続に備える。死点位置４４を越えると、駆動モータ２２が再びスイッチオフになり、歯車対１８の噛み合いが離れるので、ラッチ装置３４に応力を加えることなく作動を停止することができる。切り離しラッチ装置１０４ を励起することによって切り離しばね９２で駆動して電源回路ブレーカ１２をオフにすると、ばね駆動装置１０は直ちに、電源回路ブレーカを再接続すると同時に切り離しばね９２に応力を加える準備ができる。
【００５０】
作動用ばね２８に蓄えられるエネルギーは、もちろん電源回路ブレーカ１２が接続され、同時に切り離しばね９２に応力が加えられた後も、静止位置５０に到達するか、それを通過できる十分な量の余剰エネルギが残るように決定される。
【００５１】
適当な場合、余剰エネルギーは作動用ばねの中で回復される。この場合、作動軸１４を駆動し、作動用ばね２８に応力を加えるためだけに駆動モータ２２と減速伝動装置２４とが作動連結されるように、駆動方向Ａに働くフリーホィールを介して小歯車２０を減速伝動装置２４に接続する必要がある。接続中に大歯車１６が小歯車２０を駆動する場合、小歯車２０は駆動モータ２２及び減速伝動装置２４から切り離されるので、小歯車２０だけを大歯車１６と同期させて移動させればよく、これによって質量が小さいことから小さな駆動力で作動することができる。
【００５２】
駆動モータ２２の代わりに、手動クランクや他の駆動手段ももちろん使用できる。本発明のばね駆動装置１０は特に中電圧及び高電圧のスイッチ装置に適している。
【００５３】
歯６０、７２、８４の除去及び傾斜付けは、研削によって行うことができる。小歯車２０の歯６０と、大歯車１６の、ギャップ５４に後続した第１歯７２、及び場合によっては第２歯８４とは、傾斜を付けてから、すなわちそれぞれフランク面６４または平らなフランク部分７４を形成した後にその歯先縁層を硬化させるのが好ましい。
【００５４】
以上の実施例において、歯車対１８は平歯車である。もちろん他の形式の歯車を用いることも考えられる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の歯の一側面を研削して傾斜させ、歯のフランクが半径方向外側の共通歯先縁で接する形状とすることにより、歯の頂部表面をなくしたので、大歯車のギャップに続く第１歯上で小歯車の歯が詰まって歯車対が停止することを防止できる。また、ラッチ装置の質量が小さいため、小さな駆動力で確実にバネ駆動装置を作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のばね駆動装置の極めて簡素化した斜視図である。
【図２】図１のばね駆動装置において、大歯車が、作動用ばねが応力を受けかつ作動軸がラッチ装置上に支持されている支持位置にあるときを示す歯車対の端面図である。
【図３】第一実施例の小歯車と大歯車の一部とを示している、図２の部分拡大図である。
【図４】小歯車の他の実施例を示している部分図である。
【符号の説明】
１０ ばね駆動装置
１２ 電源回路ブレーカ
１４ 作動軸
１６ 大歯車
２０、２０ ” 小歯車
２８ 作動用ばね
３４ ラッチ装置
４４ 死点位置
４８ 支持位置
５０ 静止位置
５２ 歯列
５４ ギャップ
５６、５８； ５６’、 ５８’ フランク
６０、 ６０’歯
６２、 ６２’ 共通歯先縁
【産業上の利用分野】
本発明は、スイッチ装置、特に中電圧及び高電圧用の電源回路ブレーカ用のばね駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この形式のばね駆動装置が、欧州特許公開第０，２９４，５６１ 号に開示されている。大歯車が、回転可能に取り付けられる作動軸に固定されて共転するように配置され、その大歯車には、作動軸の回転軸線から偏心した位置に関節接続されたラグが設けられ、ラグの他端部は、ねじり棒ばねとして構成されている作動用ばねと相互作用するレバーに連結されている。作動用ばねに応力を加えるため、大歯車は、駆動装置によって駆動される小歯車と噛み合って、作動用ばねの応力が少なくとも部分的に解除される初期位置から、ラグが回転軸線を通り過ぎかつ作動用ばねに回転方向の応力が加わる死点位置を経由して、作動軸を駆動する。
【０００３】
ラッチ装置が、応力を加えられた作動用ばねの作用に抗して作動軸を支持位置に支持し、その支持位置は、死点位置に対して回転方向にわずかな角度だけ偏心している。大歯車の歯付きリムは、作動軸がラッチ装置上に支持されている場合に、小歯車に隣接する位置に歯と歯の間にギャップを設けている。これは、作動用ばねに応力が加えられて、そのためにラッチ装置に余分の負荷がかかった時に、大歯車が小歯車によってさらに駆動されることを防ぐためのものである。
【０００４】
スイッチをオンにするために、ラッチ装置が作動軸を解放すると、作動軸が作動用ばねの力で回転方向に駆動される。同時に、大歯車の歯付きリムが小歯車と再び噛み合う。作動軸の回転方向において、ギャップに後続した大歯車の第１歯が小歯車の１つの歯の接線方向頂部表面に乗って、そのために歯車対のさらなる回転が妨害され、その結果としてばね駆動装置の作動が阻止されるのを防ぐために、前記第１歯が半径方向に弾性的に押し戻されるように構成されている。
【０００５】
スイッチオンの開始時点で、この歯が小歯車の１つの歯の頂部に突き合わされた場合、それは大歯車の中心方向へ後退することができ、そのため小歯車の対応した歯の頂部表面から滑り移動することができる。そして、それは小歯車のその歯の後ろのギャップに噛合し、これによって小歯車が大歯車と同期する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公知のばね駆動装置の場合、弾性的に後退できる構造になっている歯が摩擦によって小歯車を駆動してしまう危険がある。第２に、大歯車の、ギャップに後続した飛び出し式でない歯が、小歯車の別の歯の頂部表面に当たって駆動装置の作動を阻止する可能性がある。この危険は、特に小歯車がフリーホィールによって駆動装置から切り離されて、従って容易に回転できる時に発生する。さらに、飛び出し歯を設けた大歯車は、製造コストが高い。
【０００７】
従って、本発明の目的は、簡単な手段でスイッチ装置のスイッチオンの作動不良を防止するばね駆動装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明は、このばね駆動装置に用いる歯車対の歯の形状を変えて、歯列間にギャップを有する大歯車と小歯車とのかみ合いをスムーズに行えるようにした歯車対の製造方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】
上記目的は、一般形式のばね駆動装置の場合、請求項１および請求項６の構成上の特徴によって達成される。
【００１０】
本発明の構成によれば、小歯車の歯の縁部は半径方向外側の共通フランクで接するので、小歯車の歯は、大歯車のギャップに後続する第１歯が当接する可能性がある接線方向の頂部表面をまったく備えていない。
【００１１】
本発明によるばね駆動装置によれば、作動用ばねに応力を加える際に駆動される小歯車の歯が、回転方向に見て先行側である負荷縁部にインボリュート形状を有するので、摩擦ロスが最小となる。半径方向の直線を形成するように傾斜した一方のフランクの端面は、研削等の簡単な方法で形成できる。小歯車のこの実施例は、インボリュート歯列を有する市販の歯車の使用を可能にし、その歯車の場合には傾斜フランク面を形成することによって接線方向頂部表面を取り除くことができる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、小歯車の簡単な製造が可能になり、その作動において摩擦ロスを最小にすることができる。歯の上の接線方向頂部表面をなくすために、歯の両側面のフランクが共通歯先縁で接合するように、フランクのインボリュート輪郭を製造中に変位させる。
【００１３】
また、本発明によれば、大歯車の、回転方向においてギャップに続く第１歯のフランクは、互いに半径方向外側に向かって共通歯先縁 (80) で接しており、これも、小歯車上の歯が大歯車のギャップに後続した第１歯の接線方向頂部表面に乗ることを防止する。これはめったに発生することではないが、小歯車がまだ減速している時に、作動用ばねに応力が加えられた直後にラッチ装置が作動軸をスイッチオンさせる場合に起こり得る。
【００１４】
さらに、本発明は、ギャップに後続した第１歯が、スイッチオン中に負荷を受ける一方のフランクにインボリュート歯形を有し、負荷を受けない他方のフランクは、共通歯先縁で接する平らなフランク部分を備えるとともに前記第１歯の中心を通る半径方向の直線に対して傾斜する構成としたので、インボリュート歯列を有する大歯車を用いることができ、その大歯車にギャップを形成して、ギャップに後続する第１歯に傾斜した平らなフランク部分を付与できるように手直しするだけでよい。
【００１５】
さらに、請求項５によれば、同様に好ましい本発明によるばね駆動装置の実施例が特定されている。それは製造コスト的には少し高めであるが、バネ駆動装置の信頼性を極めて高いものである。
【００１６】
請求項６ないし請求項８には、小歯車及び大歯車を製造する特に好ましい方法が特定されている。
【００１７】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１に示されているばね駆動装置１０は、概略的に示された電源回路ブレーカ１２用のものであり、一般的に知られている方法で、自由回転できるようにフレーム構造３０に取り付けられたスイッチ作動軸１４を有しており、この作動軸１４の回転軸線が１４’で示されている。歯車対１８の一方の大歯車１６は、作動軸１４の一端部に回転可能に固定され、歯車対１８の他方の小歯車２０が減速伝動装置２４を介して電気駆動モータ２２に接続されている。
【００１８】
チェーン２６の一端部が、大歯車１６に作動軸１４とは反対側で軸線１４’に対して偏心して関節接続されており、そのチェーン２６は、自由回転できるようにフレーム構造３０に同様に取り付けられている案内車２７に掛けられて、圧縮コイルばねとして構成されている作動用ばね（スイッチ作動ばね）２８内に挿通されている。この側の端部で、チェーン２６は作動用ばね２８の自由端部に取り付けられており、作動用ばね２８は他端部でフレーム構造３０に支持されている。
【００１９】
さらに、支持ローラ３２が大歯車１６の端面に回転可能に取り付けられており、フレーム構造３０上に配置されたラッチ装置３４と相互作用するようになっている。ラッチ装置３４は、スイッチオン用ラッチ部材３６を有し、このラッチ部材３６が、回動可能にフレーム構造３０に取り付けられ、そして、接続用電気磁石３８によって、支持ローラ３２と相互作用する、図１に示されている作動位置から、支持ローラ３２の移動経路から外れた解除位置へ、またその逆に移動することができる。
【００２０】
さらに、カムディスク４０が、ローラレバー４２と相互作用して電源回路ブレーカ１２をスイッチオンするために、作動軸１４に固定され、回転できるように配置されている。
【００２１】
軸線１４’から延出する半径方向の線４４は、一点鎖線で示され、チェーン２６の関節部が大歯車１６上の４４’に位置する場合に作動軸１４の死点位置を示し、作動用ばね２８が最大応力を受け、またチェーン２６は軸線１４’を通る直線上にある。図１において、作動軸１４は、矢印で示された回転方向Ｄにおいて死点位置４４に後続した支持位置にあり、この死点４４から好ましくは数度の角度だけ変位している。一点鎖線４８で示されている支持位置では、応力を受けている作動用ばね２８が作動軸１４に対して回転方向Ｄに作用するが、作動軸１４の回転は、支持ローラ３２がスイッチオンラッチ３６上に支持されていることによって阻止されている。
【００２２】
さらなる一点鎖線は作動軸１４の静止位置５０を示しており、その位置は死点位置４４に対して直径上の反対側にあり、その位置では作動用ばね２８の応力が少なくとも部分的に解除されている。
【００２３】
図２は、作動軸１４が支持位置４８にある時の歯車対１８を示している。同様に同じ側にチェーン２６の端部領域が示され、その関節部４６が大歯車１６上にある。大歯車１６の歯列５２は、作動軸１４が支持位置４８にある時に小歯車２０に接近した位置にギャップ５４を有している。このギャップ５４は、支持位置４８にある時に小歯車２０が大歯車１６に対して自由回転できるようにする十分な大きさを有している。
【００２４】
図３は、大歯車１６の一部分を拡大して、歯列５２内に設けられたギャップ５４と小歯車２０とを示している。小歯車２０の歯６０のフランク５６及び５８は、半径方向外側の回転軸２０’と平行な歯先縁６２で接合している。作動用ばね２８に応力を加えるために、歯列５２と噛合している小歯車２０が、駆動モータ２２で駆動方向Ａに駆動され、その結果として大歯車１６がＤ方向に回転する。
【００２５】
小歯車20の歯60の前フランク56は、この場合に負荷を受け、また駆動方向に見た時に先行しており、歯先縁62に向かってインボリュート形状を有している。歯60の後フランク58は、作動用ばね28が応力を受ける時に負荷を受けず、また駆動方向Ａに見た時に後側になっており、対応する歯60の中心を通る半径方向直線66に対して約45度の角度αで傾斜した、歯先縁62でフランク56と接するフランク面64を有している。フランク面64に隣接しているフランク58は、いずれの場合も歯元68までインボリュートの残りの部分を呈している。
【００２６】
図３に示されている小歯車２０は、インボリュート歯列を有する市販の歯車から製造される。これから、フランク面６４を形成するために各歯で点線で示されている部分７０を好ましくは研削によって除去する。この方法で形成された歯先縁６２は、インボリュート歯列のフランク５６から接線方向端面７０’へ移行する領域に位置している。
【００２７】
大歯車16の歯列52もインボリュート歯形を有し、回転方向Ｄに見た時にギャップ54に後続する第１歯72に平らなフランク部分74が同じく好ましくは研削によって形成されているため、この歯72のフランク76及び78は、軸線14’に平行な共通歯先縁80で接する。この場合、回転方向Ｄに見て先行するフランク76は歯先縁80に向かってインボリュート形状を有している。歯先縁80において、後続フランク78の平らなフランク部分74がフランク76と接し、平らなフランク部分74は歯72の中心を通る直径直線72’に対して、約60度の角度βだけ傾斜している。
【００２８】
大歯車１６の製造にも同様に、インボリュート歯列を有する歯車を使用することができる。ギャップ５４を形成するために必要な数の歯を、好ましくは研削によって除去する。さらに、小歯車２０について前述した方法と同様にして、平らなフランク部分７４が歯７２に一体に形成される。
【００２９】
大歯車１６の他の実施例として、矢印８２に示されているように歯７２を大歯車１６の本体内に配置して、それが弾性的に押し戻されるようにすることもできる。この場合には、歯７２についてすでに説明したように、平らなフランク部分７４が好ましくはギャップ５４に後続する第２歯８４に一体に形成される。
【００３０】
図４に示されている小歯車２２”の場合、全ての歯６０’のフランク５６’，５８ ’がインボリュート形状を有しており、この場合には軸線２０’に平行な歯先縁６２’で接合している。この図面に示されている小歯車２２”を、図示の小歯車２０の代わりに使用することができる。
【００３１】
作動軸１４の図１に示されている静止位置５０から出発して、大歯車１６は、駆動モータ２２によって減速伝動装置２４と大歯車１６の歯列５２と噛合している小歯車２０とを介して、作動用ばね２８に応力を加えることができるように回転方向Ｄに駆動される。死点位置４４を通過すると、応力を受けた作動用ばね２８が同様に回転方向Ｄに駆動するように作動軸１４に作用する。
【００３２】
しかし、作動軸１４のさらなる回転が、静止位置にあるスイッチオン用ラッチ部材３６に支持ローラ３２が係合することによって阻止される。死点位置４４を通過してから支持位置４８に達するまでは、ギャップ５４が小歯車２０の領域に入り込むため、小歯車２０が大歯車１６の歯列５２から外れる。その結果、ラッチ装置３４は作動用ばね２８からの力のみを受ける。支持位置４８が死点位置４４に近いことから、この支持力は、支持ばね２８が大きい力を受けている時でも小さい。
【００３３】
このことにより、ラッチ装置３４が小駆動力用として設計されている。その結果、移動すべきラッチ装置３４の質量が小さくなるため、ばね駆動装置１０の反応時間を短縮できる。余分な負荷がラッチ装置３４にかかることが、従動すなわち減速用小歯車２０によって回避される。完全を期すため、作動用ばね２８に応力が加えられた時に、駆動モータ２２が一般的なスイッチ手段を介してスイッチオフされることを述べる必要がある。
【００３４】
電源回路ブレーカ12をオン状態にするためにスイッチオン用ラッチ部材36が接続用電気磁石38によって図１に示されている静止位置から解放位置へ引き戻されると、作動用ばね28が作動軸14を回転方向Ｄへ加速する。その結果、大歯車16のギャップ54に後続した第１歯72が、回転方向Ａで見た時に歯72の移動経路内へ最も後ろまで突出している小歯車20の歯60のフランク58に当たり、その結果、この小歯車20が加速されて大歯車16の歯列52と噛合する。
【００３５】
前述されている小歯車２０の歯６０のフランク５８の特殊な形状は、歯７２の前側フランク７６が、小歯車２０の回転位置に無関係に、フランク７６にほぼ平行になってそれに対して非常に小さな鋭角をなすフランク５８の領域で常に動作することによって達成される。ラッチ装置３４が解放された時、ギャップに後続した第１歯７２が小歯車２０と相互作用する領域に入った時に、小歯車２０が、大歯車１６が回転するかなり高速の周速度で回転しようとする場合でも、フランク部分７４が小歯車２０の対応歯６０のフランク５６の半径方向外側の端部領域にほぼ平行になるため、小歯車２０の歯６０が歯７２の上で詰まって歯車対１８を停止させるようなことはフランク部分７４で防止される。
【００３６】
故障等のため、作動用ばね２８に応力が加えられた時に駆動モータ２２が止まらない場合、ギャップに後続した第１歯７２が半径方向に押し戻されるように構成されている大歯車１６の実施例においては、大歯車１６の歯列５２と小歯車２０との間にガクンという衝撃がない滑らかなかみ合いを確保できる。
【００３７】
上記の作動方法は、図４に示されている小歯車２０”を使っても達成される。
【００３８】
作動用ばね２８の力が作動軸１４を静止位置５０へ戻し、小歯車２０も回転して電源回路ブレーカ１２が接続される。
【００３９】
図１において、作動軸１４の下流側に連結されているばね駆動装置１０の部分について説明する。ローラレバー４２は、フレーム構造３０に回転可能に取り付けられている駆動軸８６に固定されて回転できるようになっている。駆動軸８６の長手軸線８６’は軸線１４’と平行であり、駆動軸８６は実線で示されている切り離し位置「Ｏ」から接続位置「Ｉ」へ、またその逆に回動可能である。駆動軸８６に固定され回転できるように配置されている出力レバー８８が、点線で示されているリンク機構９０を介して電源回路ブレーカ１２の可動スイッチ接点片１２’に接続されている。
【００４０】
切り離しばね９２は、圧縮ばねとして構成され、フレーム構造３０に支持されている。このばね９２の他端部は、案内車９６に掛けられる切り離しチェーン９４と相互作用し、案内車９６がフレーム構造３０上の固定位置に取り付けられ、チェーン９４は駆動軸８６に固定され回転できるように配置されている切り離しレバー９８まで延在している。
【００４１】
駆動軸８６が接続位置「Ｉ」にある時、切り離しチェーン９４を関節接続した切り離しレバー９８が、切り離しチェーン９４に対してほぼ直角に走行する位置にあるのに対して、反対に切り離し位置「Ｏ」では、切り離しばね９２が駆動軸８６をブレーキ装置１００ 内のストッパーで定められる切り離し位置「Ｏ」に保持できるように、切り離しレバー９８及び切り離しチェーン９４が鈍角をなし、切り離し位置「Ｏ」では、ブレーキレバー１０２ を介して駆動軸８６に接続されているブレーキピストン１００ ’がブレーキ装置１００ に当接している。
【００４２】
さらに、切り離しラッチ装置１０４ がフレーム構造３０に取り付けられており、この装置はラッチ装置３４と同じ構造であるが、駆動軸８６に固定され回転できるように配置されている支持レバー１０６ と相互作用する。駆動軸８６が接続位置「Ｉ」にある時、支持レバー１０６ は切り離しばね９２の力に抗して切り離しラッチ１０８ 上に支持されており、この切り離しラッチ１０８ は切り離し用電気磁石１１０ によって駆動されて駆動軸８６を解放することによって、電源回路ブレーカ１２をオフにすることができる。
【００４３】
カムディスクのカムトラック４０’と相互作用するローラ１１２ が、ローラレバー４２の自由端部に回転自在に取り付けられている。カムトラック４０’は、回転方向Ｄとは逆方向に半径方向長さが増加する第１部分１１４ を備えている。この第１部分１１４ は、接続中に作動軸１４が支持位置４８から静止位置５０まで移動する角度よりわずかに小さい角度範囲に設けられている。
【００４４】
作動軸１４がこの回転範囲にある時、第１部分１１４ はローラレバー４２と相互作用して、駆動軸８６を切り離し位置「Ｏ」から接続位置「Ｉ」へ回動させる。回転方向Ｄの反対方向から見て、第１部分１１４ に続いて急激に落ち込む第２部分１１６ が設けられており、これは、作動軸１４が静止位置にある時にローラ１１２ をカムディスク４０に接触しないで接続位置「Ｉ」から切り離し位置「Ｏ」へ移動できるようにする。
【００４５】
また、回転方向Ｄの反対方向に見て、第２部分１１６ に続いて第３部分１１８ が第１部分まで延在しており、この部分は軸線１４’とほぼ同軸的であって、作動軸１４が静止位置５０から支持位置４８へ回転する間、切り離し位置「Ｏ」にある駆動軸８６がその回転位置に留まるようにする半径長さになっている。
【００４６】
図１において、実線は、作動軸１４が支持位置４８にあって、作動用ばね２８に応力が加えられており、駆動軸８６が切り離し位置「Ｏ」へ回転して、切り離しばね９２の応力が少なくとも部分的に解除されている状態を示している。この場合、電源回路ブレーカ１２が開いている。
【００４７】
スイッチオンの接続手順を開始するには、接続用磁石３８が励磁され、その結果としてラッチ装置３４が作動軸１４を解放する。作動用ばね２８の力によって作動軸が回転方向Ｄに回転し始めて、その結果、一方では前記したように大歯車１６の歯列５２が小歯車２０と噛み合い、また他方では第１部分１１４ によって駆動軸８６がその切り離し位置「Ｏ」から反時計回り方向に接続位置「Ｉ」へ向かう方向へ回動する。
【００４８】
作動軸１４が静止位置５０に達する直前に、駆動軸８６が接続位置「Ｉ」へ回動して、切り離しラッチ装置１０４ が支持レバー１０６ の下側に係合するため、駆動軸８６は接続位置「Ｉ」に留まり、この時に第１部分１１４ はローラ１１２ から離れており、作動軸１４は静止位置５０にある。切り離しばね９２も接続中の駆動軸８６の回転によって応力を受けており、そのエネルギーを利用してスイッチを開くことができるので、接続された電源回路ブレーカ１２は、切り離し用磁石１１０ を励磁すればいつでもオフにすることができる。
【００４９】
作動軸１４が静止位置５０に達すると直ちに、駆動モータ２２のスイッチが入って、互いに噛み合った歯車対１８を介して作動軸１４が静止位置５０から死点位置４４を越えて回転し、同時に作動用ばね２８に応力が加えられるため、一旦動き始めると、作動軸１４は再び支持位置４８を取り、次の接続に備える。死点位置４４を越えると、駆動モータ２２が再びスイッチオフになり、歯車対１８の噛み合いが離れるので、ラッチ装置３４に応力を加えることなく作動を停止することができる。切り離しラッチ装置１０４ を励起することによって切り離しばね９２で駆動して電源回路ブレーカ１２をオフにすると、ばね駆動装置１０は直ちに、電源回路ブレーカを再接続すると同時に切り離しばね９２に応力を加える準備ができる。
【００５０】
作動用ばね２８に蓄えられるエネルギーは、もちろん電源回路ブレーカ１２が接続され、同時に切り離しばね９２に応力が加えられた後も、静止位置５０に到達するか、それを通過できる十分な量の余剰エネルギが残るように決定される。
【００５１】
適当な場合、余剰エネルギーは作動用ばねの中で回復される。この場合、作動軸１４を駆動し、作動用ばね２８に応力を加えるためだけに駆動モータ２２と減速伝動装置２４とが作動連結されるように、駆動方向Ａに働くフリーホィールを介して小歯車２０を減速伝動装置２４に接続する必要がある。接続中に大歯車１６が小歯車２０を駆動する場合、小歯車２０は駆動モータ２２及び減速伝動装置２４から切り離されるので、小歯車２０だけを大歯車１６と同期させて移動させればよく、これによって質量が小さいことから小さな駆動力で作動することができる。
【００５２】
駆動モータ２２の代わりに、手動クランクや他の駆動手段ももちろん使用できる。本発明のばね駆動装置１０は特に中電圧及び高電圧のスイッチ装置に適している。
【００５３】
歯６０、７２、８４の除去及び傾斜付けは、研削によって行うことができる。小歯車２０の歯６０と、大歯車１６の、ギャップ５４に後続した第１歯７２、及び場合によっては第２歯８４とは、傾斜を付けてから、すなわちそれぞれフランク面６４または平らなフランク部分７４を形成した後にその歯先縁層を硬化させるのが好ましい。
【００５４】
以上の実施例において、歯車対１８は平歯車である。もちろん他の形式の歯車を用いることも考えられる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の歯の一側面を研削して傾斜させ、歯のフランクが半径方向外側の共通歯先縁で接する形状とすることにより、歯の頂部表面をなくしたので、大歯車のギャップに続く第１歯上で小歯車の歯が詰まって歯車対が停止することを防止できる。また、ラッチ装置の質量が小さいため、小さな駆動力で確実にバネ駆動装置を作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のばね駆動装置の極めて簡素化した斜視図である。
【図２】図１のばね駆動装置において、大歯車が、作動用ばねが応力を受けかつ作動軸がラッチ装置上に支持されている支持位置にあるときを示す歯車対の端面図である。
【図３】第一実施例の小歯車と大歯車の一部とを示している、図２の部分拡大図である。
【図４】小歯車の他の実施例を示している部分図である。
【符号の説明】
１０ ばね駆動装置
１２ 電源回路ブレーカ
１４ 作動軸
１６ 大歯車
２０、２０ ” 小歯車
２８ 作動用ばね
３４ ラッチ装置
４４ 死点位置
４８ 支持位置
５０ 静止位置
５２ 歯列
５４ ギャップ
５６、５８； ５６’、 ５８’ フランク
６０、 ６０’歯
６２、 ６２’ 共通歯先縁
Claims (8)
- スイッチ装置、特に中電圧及び高電圧用の電源回路ブレーカ用のばね駆動装置であって、
回転可能に取付けられるスイッチ作動軸(14)に偏心した状態で連結され、かつ特定の回転方向（Ｄ）に前記作動軸(14)を駆動してスイッチ装置(12)をスイッチオンするためのスイッチ作動ばね(28)と、
前記作動軸(14)に連結されている大歯車(16)と、
この大歯車(16)と相互作用して、前記作動ばね(28)の応力が少なくとも部分的に解除される初期位置(50)から、前記作動ばね(28)に応力が加えられる死点位置(44)を経由して、前記作動軸(14)を前記回転方向（Ｄ）に回転させることによって前記作動ばね(28)に応力を加えるように前記駆動装置(22)によって駆動される小歯車(20、20")と、
前記回転方向（Ｄ）において死点位置(44)に続く支持位置(48)に前記作動軸(14)を支持して、スイッチ装置をスイッチオンするために前記作動軸(14)を解放するラッチ装置(34)と、
前記作動軸(14)がラッチ装置(34)に支持されている時に小歯車(20、20")に隣接する位置に設けられた、大歯車(16)上の歯列(52)中のギャップ(54)とを備え、
前記ラッチ装置(34)によって前記作動軸(14)が解放された後に、前記小歯車 (20 、 20") と大歯車 (16)の相互妨害を防止するために、前記小歯車(20;20")上の複数の歯(60、60')のフランク(56、58；56',58')が、互いに半径方向外側に向って共通歯先縁(62;62')で接し、また、前記大歯車 (16) の、前記回転方向（Ｄ）においてギャップ (54) に後続する第１歯 (72) のフランク (76 、 78) は、互いに半径方向外側に向かって共通歯先縁 (80) で接しており、前記ギャップ (54) に後続する第１歯 (72) は、スイッチオン中に負荷を受ける一方のフランク (76) にインボリュート歯形を有し、負荷を受けない他方のフランク (78) は、共通歯先縁 (80) で接する平らなフランク部分 (74) を備えるとともに前記第１歯 (72) の中心を通る半径方向の直線 (72') に対して傾斜していることを特徴とするばね駆動装置。 - 小歯車(20)上の各歯(60)は、スイッチ作動ばね(28)に応力を加える際に負荷を受ける一方のフランク(56)にインボリュート歯形を有しており、この時に負荷を受けない他方のフランク(58)には、歯先縁(62)から伸びて、歯の中心を通る半径方向の直線(66)に対して約45度の角度（α）で傾斜しているフランク面(64)を設けていることを特徴とする請求項１の装置。
- 小歯車(20") の歯(60') のフランク(56'、58') がインボリュート歯形を有していることを特徴とする請求項１の装置。
- 第１歯 (72) のフランク (78) が平らなフランク部分 (74) を有し、このフランク部分は、歯の中心を通る半径方向の直線に対して約 60 度の角度（β）で傾斜していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置。
- ギャップ(54)に後続した第１歯(72)は、半径方向(82)へ弾性的に押し戻されるように構成されており、ギャップ(54)に後続した第２歯(84)が、スイッチオン中に負荷を受ける一方のフランク(76)にインボリュート歯形を有しており、この時に負荷を受けない他方のフランク(78)には、歯先縁(80)から伸びて、歯の中心を通る半径方向の直線に対して約60度の角度（β）で傾斜している平らなフランク部分(74)を設けていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置。
- スイッチ装置、特に中電圧及び高電圧用の電源回路ブレーカ用のばね駆動装置用の小歯車及び大歯車を製造する方法であって、
インボリュート歯列を有する小歯車(20)の各歯の一側面を傾斜させて、歯のフランク(56、58) が互いに半径方向外側に向って共通歯先縁(62)で接するようにし、またインボリュート歯列を有する大歯車(16)の連続歯列(52)から複数の歯を除去してギャップ(54)を形成し、前記大歯車 (16) の回転方向（Ｄ）において、前記ギャップ(54)に後続する第１歯(72) の
一側面を傾斜させることを特徴とする方法。 - 歯(60、72、84)の傾斜及び除去は研削によって行われることを特徴とする請求項６の方法。
- 小歯車(20)の歯(60)と、大歯車(16)の、ギャップ(54)に後続した第１歯(72)及び第２歯(84)は、傾斜を付けてからその縁部層を硬化させることを特徴とする請求項６の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH93117797.6 | 1993-11-03 | ||
| EP93117797A EP0651409B1 (de) | 1993-11-03 | 1993-11-03 | Federantrieb für ein Schaltgerät |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07211176A JPH07211176A (ja) | 1995-08-11 |
| JP3605620B2 true JP3605620B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=8213391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29583494A Expired - Fee Related JP3605620B2 (ja) | 1993-11-03 | 1994-11-04 | スイッチ装置用のばね駆動装置及びこれに使用する歯車の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5595287A (ja) |
| EP (1) | EP0651409B1 (ja) |
| JP (1) | JP3605620B2 (ja) |
| AT (1) | ATE158105T1 (ja) |
| DE (1) | DE59307350D1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5944305A (en) * | 1997-01-30 | 1999-08-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Drive transmitting device, sheet feeding device and image forming apparatus |
| FR2763740B1 (fr) * | 1997-05-26 | 1999-07-16 | Gec Alsthom T & D Ag | Mecanisme d'entrainement a ressort pour un appareil de commutation, en particulier un disjoncteur |
| FR2770929B1 (fr) * | 1997-11-13 | 2000-01-28 | Alsthom Gec | Mecanisme d'entrainement a ressort pour un appareil de commutation, en particulier un disjoncteur |
| US6160234A (en) * | 1999-04-29 | 2000-12-12 | Eaton Corporation | Reduced drag ratchet |
| FR2805921B1 (fr) * | 2000-03-02 | 2002-11-29 | Alstom | Dispositif pour mecanisme de commande d'un appareillage electrique et mecanisme de commande equipe d'un tel dispositif |
| FR2846779B1 (fr) * | 2002-10-30 | 2005-01-28 | Alstom | Disjoncteur comprenant un ensemble de commande et une chambre de coupure, son procede d'assemblage et organe auxiliaire pour cet assemblage |
| CN100458995C (zh) * | 2003-09-13 | 2009-02-04 | Abb技术有限公司 | 电气开关设备的起动装置 |
| US7581463B2 (en) * | 2004-07-30 | 2009-09-01 | Xerox Corporation | Gear modification that enables direct off-center engagement |
| FR2919957B1 (fr) | 2007-08-08 | 2009-10-30 | Areva T & D Ag | Dispositif de commutation de type a tois phases sous enveloppe metallique a encombrement et forces de trasmission par phase reduits |
| FR2925211B1 (fr) | 2007-12-17 | 2010-01-15 | Areva T & D Ag | Commande compacte et robuste pour appareillage electrique moyennes et hautes tensions |
| FR2925210B1 (fr) | 2007-12-17 | 2010-01-15 | Areva T&D Ag | Commande compacte pour appareillage electrique moyennes et hautes tensions |
| CN102148101B (zh) * | 2011-04-20 | 2013-10-09 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） | 转换开关装置 |
| CN102867663B (zh) * | 2012-09-24 | 2014-12-24 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种断路器弹簧操动机构的齿轮传动系统的离合装置 |
| CN103996565A (zh) * | 2013-02-20 | 2014-08-20 | 张亚宇 | 一种高压断路器的弹簧操作机构 |
| FR3046260B1 (fr) * | 2015-12-29 | 2018-07-27 | Systemes Moteurs | Dispositif de transmission de mouvement par engrenage et systeme d'actionnement le comprenant |
| DE102016214544B4 (de) * | 2016-08-05 | 2020-01-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Getriebe zwischen einem bewegbaren Schaltkontakt und einem Antrieb eines Leistungsschalters sowie ein Leistungsschalter mit einem solchen Getriebe |
| CN112201490B (zh) * | 2020-09-25 | 2023-07-18 | 国网山东省电力公司烟台供电公司 | 一种用于柱上开关电动操作绝缘杆 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT208451B (de) * | 1958-12-20 | 1960-04-11 | Sprecher & Schuh Ag | Einschaltvorrichtung mit Federkraftspeicher für elektrische Leistungsschalter |
| US3072763A (en) * | 1960-02-15 | 1963-01-08 | Allis Chalmers Mfg Co | Spring actuated contact opening and closing mechanism |
| US3203505A (en) * | 1963-06-06 | 1965-08-31 | Allis Chalmers | Transmission mechanism |
| US3220279A (en) * | 1963-12-16 | 1965-11-30 | Exxon Production Research Co | Gear tooth system |
| SE332451B (ja) * | 1968-10-01 | 1971-02-08 | Asea Ab | |
| DE2244613C2 (de) * | 1972-09-12 | 1973-12-13 | Olympia Werke Ag, 2940 Wilhelmshaven | Getriebeanordnung für Zahnrad getriebe |
| CH561956A5 (ja) * | 1974-04-25 | 1975-05-15 | Sprecher & Schuh Ag | |
| US3890853A (en) * | 1974-07-31 | 1975-06-24 | Singer Co | Gear mechanism for producing periodic rotation |
| JPS5590752A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-09 | Isuzu Motors Ltd | Asymmetric gear apparatus |
| SU1096415A1 (ru) * | 1982-01-31 | 1984-06-07 | Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет | Цилиндрическа эвольвентна зубчата передача |
| FR2558986B1 (fr) * | 1984-01-30 | 1986-11-21 | Merlin Gerin | Dispositif de commande d'un disjoncteur electrique |
| US4653340A (en) * | 1986-03-03 | 1987-03-31 | Pitney Bowes Inc. | Beveled spur gear |
| JPH0693338B2 (ja) * | 1987-05-13 | 1994-11-16 | 三菱電機株式会社 | 遮断器の操作機構 |
-
1993
- 1993-11-03 EP EP93117797A patent/EP0651409B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-03 AT AT93117797T patent/ATE158105T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-11-03 DE DE59307350T patent/DE59307350D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-10-25 US US08/328,650 patent/US5595287A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-04 JP JP29583494A patent/JP3605620B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE59307350D1 (de) | 1997-10-16 |
| EP0651409B1 (de) | 1997-09-10 |
| US5595287A (en) | 1997-01-21 |
| JPH07211176A (ja) | 1995-08-11 |
| EP0651409A1 (de) | 1995-05-03 |
| ATE158105T1 (de) | 1997-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3605620B2 (ja) | スイッチ装置用のばね駆動装置及びこれに使用する歯車の製造方法 | |
| US6568720B1 (en) | Door lock with roller catch, especially for motor vehicles | |
| EP0215702B1 (fr) | Serrure à ouverture et fermeture électriques, notamment pour portières de véhicules automobiles | |
| US8006814B2 (en) | Brake with spindle and cam disk arrangement | |
| EP0313454B1 (fr) | Serrure assistée à pêne rotatif | |
| JP4809327B2 (ja) | 係止装置 | |
| CN101228044B (zh) | 防止自打开的包括安全挡块的锁定和释放机械装置 | |
| KR100623277B1 (ko) | 육상 차량용 브레이크 장치 | |
| JP2008530407A (ja) | ラッチ組立体 | |
| US5981889A (en) | Spring drive mechanism for switch gear, in particular a circuit breaker | |
| US20040221670A1 (en) | Step down gear train for an adjusting device of an automotive vehicle seat | |
| JPH0644439B2 (ja) | 遮断器の制御装置 | |
| US20010048227A1 (en) | Motor vehicle door lock with a controlled actuating element | |
| EP1369886B1 (fr) | Commande mécanique à ressort pour disjoncteur haute ou moyenne tension, comprenant une roue dentée coopérant avec un pignon | |
| JP4143191B2 (ja) | 開閉装置、特に回路遮断器のためのばね駆動機構 | |
| JPH09106741A (ja) | 遮断器の操作機構 | |
| CN102194580A (zh) | 驱动设备以及带有此类驱动设备的电气开关 | |
| CZ201937A3 (cs) | Ovládací mechanismus západky zámku | |
| JPH06235276A (ja) | 車両の電動開閉器用の安全装置 | |
| CN87100629A (zh) | 照相机快门的上紧机构 | |
| JPH06323392A (ja) | 単一サイクル型のシャフト駆動選択機構 | |
| JPH0792584B2 (ja) | カメラの伝達切換機構 | |
| WO2020254441A1 (fr) | Actionneur de serrage à maintien passif, frein de stationnement, véhicule et procédé d'utilisation | |
| JP4387486B2 (ja) | 車両ドアロック機構用アクチュエータ | |
| JP3900477B2 (ja) | アクチュエータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20040203 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20040206 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040423 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040811 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040830 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040903 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040830 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071015 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091015 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |