JP4463059B2 - 真空遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、受配電設備に使用される真空遮断器に関し、特に、可動電極を開放駆動するための開放ばね装置部の構造に関するものである。

従来の真空遮断器のばね装置部の構造に関しては、例えば、固定電極と可動電極を接離させ、その接点の開閉を行なう開閉器のばね装置であって、固定電極及び可動電極間に接触圧力を与える接圧ばねと、この接圧ばねを装着し両電極を開閉する接圧ロッドと、回転軸部を中心に回動することにより接圧ばねを介して接圧ロッドを開閉方向に駆動する絶縁レバーとを備え、絶縁レバーの回転軸部に、両電極に開放力を与える開放ばねを保持したばね蓄勢レバーを固定して構成している。開放ばね部に使用している開放ばねは、その一端が回転軸に固着されたばね蓄勢レバーに係止され、他端は絶縁フレームに固定金具によって固定されている（特許文献１参照）。

特開平０７−３２０６０４号公報（第２頁、図２及び図６）

従来の真空遮断器のばね装置は上記のように構成されているので、開放ばね部を、遮断器本体を収容する絶縁フレームに組み付ける際は、開放ばね部を回転軸に取り付けておき、回転軸に設けられている軸受部を軸受押さえ金具で絶縁フレームへ固定した後、ひねりばねからなる開放ばねの一端を、初期荷重を与えるように押さえつけながら固定金具によって絶縁フレームへ固定する必要がある。従って、組み立てには多少の熟練と作業時間を要し、また、軸受け押さえ金具やばねの固定金具などが必要で、部品点数が多くなるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、部品点数を削減し、組み立て時のユニット化を図り、組み立てを容易に行えるばね装置を備えた真空遮断器を提供することを目的とする。

この発明に係わる真空遮断器は、真空バルブと、真空バルブを収容し保持する絶縁フレームと、真空バルブの固定電極と可動電極との間に接触圧力を与える接圧ばねと、接圧ばねを装着し両電極を開閉する接圧ロッドと、接圧ばねを介して接圧ロッドを開閉方向に駆動するレバーと、レバーを回動させる駆動軸と、駆動軸の一端側に装着されて駆動軸を通じ可動電極に開放力を与える開放ばね装置とを備えた真空遮断器において、開放ばね装置は、開放ばね力を有する開放ばねと、駆動軸に固着されて開放ばねの一端側を係合させるばね蓄勢レバーと、絶縁フレームに取り付けられて開放ばねの他端側を係合させると共に駆動軸を回動自在に支承する軸受部を有するばね・軸受保持具とを備えて構成したものである。

この発明の真空遮断器によれば、可動電極に開放力を与える開放ばね装置を、開放ばねと、駆動軸に固着されて開放ばねの一端側を係合させるばね蓄勢レバーと、絶縁フレームに取り付けられて開放ばねの他端側を係合させると共に駆動軸を回動自在に支承する軸受部を有するばね・軸受保持具とを備えて構成したので、少ない部品で開放ばね装置部をユニット化でき、開放ばね装置を絶縁フレームに組み付ける際の作業が容易となり、組み立て工数を低減することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による真空遮断器の正面図であり、図２は図１のII−II方向から見た側面断面図である。図１において、Ａ部は真空遮断器の主回路接圧部、Ｂ部は開放ばね装置部である。まず、Ａ部の主回路接圧部について説明する。図１及び図２において、真空バルブ１は、円筒状の真空容器１ａの軸線上に固定電極１ｂと可動電極１ｃとが配置されて収容されており、真空容器１ａの一端から固定電極１ｂにつながる固定側導体１ｄが導出され、他端から可動電極１ｃにつながる可動側導体１ｅが導出されて構成されている。

真空バルブ１は絶縁フレーム２に収容され保持されている。真空バルブ１の固定側導体１ｄには、その軸線に対し垂直方向に伸びて外部に導出される固定側端子３の一端側が接続され、この固定側端子３が絶縁フレーム２にボルト締めされて固定されることにより、真空バルブ１が絶縁フレーム２に支持されている。また、真空バルブ１の可動側導体１ｅには、可撓導体４を介して可動側端子５の一端側に接続され、可動側端子５の他端側は絶縁フレーム２を貫通して外部に導出されている。

更に、可動側導体１ｅには同軸上に接圧ロッド６が連結されている。接圧ロッド６には接圧ばね７が挿入されており、接圧ばね７の一端側は上座金８を介して接圧ロッド６に係止し、他端側は接圧ロッド６に遊嵌された下座金９と接している。また、接圧ロッド６の下端側にはフランジ部１０が設けられている。下座金９とフランジ部１０とに当接させて、絶縁操作レバー１１を構成する絶縁レバー１１ａの先端側が、Ｕ字状の切欠部で接圧ロッド６を挟むように挿入されており、その回動中心に設けた駆動軸１２による回転運動が直線運動に変換されて真空バルブ１の可動電極１ｃが駆動されるようになっている。絶縁操作レバー１１は、図１に示すように、先端側に接圧ロッド６との係合部を有する絶縁レバー１１ａと、その両サイドに補強を兼ねて設けた絶縁バリヤ１１ｂと、更にその外側に対地絶縁強化のために設けた絶縁ヒダ１１ｃとで構成され、絶縁樹脂により一体成形されている。そして、３相分の絶縁操作レバー１１を駆動軸１２に所定の間隔で嵌合させて固定している。絶縁操作レバー１１は操作軸１２と一体注形により形成しても良い。

なお、図では可動電極１ｃ側と駆動軸１２との絶縁を絶縁操作レバー１１により行う例を示しているが、絶縁操作レバーに限定するものではなく、例えば、接圧ロッドの途中を絶縁物で縁切りし、金属レバーを用いるような構成でも良い。

次に、Ｂ部の開放ばね装置部について説明する。図３は絶縁操作レバー１１を挿入した駆動軸１２に開放ばね装置１３を組み付けた状態を示す斜視図であり、図４は図３の矢印IV方向から見た開放ばね装置１３を示す図で、絶縁フレーム２に取り付けた状態を示している。図に示すように、開放ばね装置１３は駆動軸１２の一端側近傍に設けられており、開放方向のばね力を有する開放ばね１４と、開放ばね１４の一端と係合し駆動軸１２に固定されて絶縁操作レバー１１にトルクを伝達するばね蓄勢レバー１５と、開放ばね１４の他端側をばね受部１６ａで係合させると共に駆動軸１２を回動自在に支承する軸受部１６ｂを有するばね・軸受保持具１６を備えて構成されている。ばね・軸受保持具１６は絶縁フレーム２に取り付けられている。

各部品について更に詳細に説明する。開放ばね１４は圧縮コイルばねを使用している。コイルばねを使用することで、係合部はばねの両端だけとなり組み立てが簡単となる。
ばね蓄勢レバー１５は、駆動軸１２を貫通する貫通穴１５ａとスリット部１５ｂと開放ばね１４との係合突起１５ｃとを有しており、締付ボルト１７を締め付けることにより駆動軸１２に強固に固定されるようになっている。なお、スリット部１５ｂを設けて締付ボルト１７で固定する以外に、例えば直接溶接する方式でも良い。
ばね・軸受保持具１６は金属板を曲げ加工して形成している。前述のように駆動軸１２を回動自在に支承する軸受部１６ｂを有し、開放ばね１４との係合部であるばね受け部１６ａは図中に部分拡大図で示すようにバーリング加工により形成している。また、絶縁フレーム２に取り付けるための取付穴１６ｃを設けており、更に、組み立て時の利便性を考えて、固定ボルト１８により組み立て時に一時的に開放ばね１４を組み立てが容易な寸法に圧縮し固定できるよう、ばね・軸受保持具１６側にはボルト穴を、ばね蓄勢レバー１５側にはネジ加工を施している。

駆動軸１２の他端側（図３では右側）には、他端側を回動自在に支承する軸受保持具１９を備えている。軸受保持具１９も金属薄板を曲げ加工して形成し、駆動軸１２を回転支承する軸受部（図示せず）と、絶縁フレーム２へ取り付けるための取付穴１９ａを設けている。

上記のように構成された真空バルブの主回路接圧部Ａと開放ばね装置部Ｂは、図１に示すように、３相一体に形成された絶縁フレーム２に収容されて保持されている。真空バルブ１及びそれに連結された接圧ロッド６部は、前述のように固定側導体３を介して絶縁フレーム２に保持されている。一方、絶縁操作レバー１１，駆動軸１２，開放ばね装置１３は、開放ばね装置１３のばね・軸受保持具１６と軸受保持具１９とに設けた取付穴１６ｃ、１９ａを利用して、ボルト２０によって絶縁フレーム２に固定される。そして、駆動軸１２の一端側は操作装置２１に連結され、指令を受けて駆動軸１２を回動させるように構成されている。
なお、図１では図の左側面（固定側端子３，可動側端子５の導出側から見れば右側面）に操作装置２１を取り付けた場合を示したが、操作装置２１の配置箇所は図１以外でも良い。例えば、図７は、固定側端子３，可動側端子５の導出側から見て裏面側に取り付けた例である。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示す。この場合は、後述のように、ばね・軸受保持具１６と軸受保持具１９の面を利用して取り付けることができる。駆動軸１２とは連結レバー２５で連結させている。
また、図８のように、絶縁フレーム２の下部側へ操作装置２１を取り付けても良い。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示す。駆動軸１２とは、上記同様に連結レバー２５で連結させている。

次に真空遮断器の動作について説明する。図４の開放ばね装置１３において、絶縁フレーム２への組立完了後は固定ボルト１８が取り除かれており、ばね蓄勢レバー１５は開放ばね１４のばね圧によって絶縁フレーム２のストッパー部２ａに当接して真空バルブ１の開極状態を維持している。以下、図１〜図４を参照しながら説明する。
投入指令を受け操作装置２１により駆動軸１２を図の時計方向に回動させると、駆動軸１２と一体となった絶縁レバー１１ａ及び駆動軸１２に嵌合固着したばね蓄勢レバー１５が時計方向（図４の矢印方向）に回転する。図２において、絶縁レバー１１ａが時計方向に回転すると、それと当接している下座金９を上方向に駆動させ、この駆動力により接圧ばね７と上座金８を介して接圧ロッド６を上方に駆動させて、可動電極１ｃを固定電極１ｂに当接するまで移動させる。両電極が当接した後は、可動電極１ｃの動きが阻止されるため、接圧ロッド６の動きも同様に阻止される。

この状態において、更に絶縁レバー１１ａを時計方向に回転させると、接圧ばね７は圧縮され、最終的に操作装置２１の閉極位置において駆動軸１２の回動が停止して主接点の閉極が完了する。この閉極位置は絶縁レバー１１ａの回転角により決まるので、操作装置２１の閉極位置を絶縁レバー１１ａの回転角と一致させるように調整している。主接点の閉極状態では、ばね蓄勢レバー１５の時計方向の回転により開放ばね１４に主接点開極のためのエネルギーが蓄勢される。

次に開極指令が与えられると、開放ばね１４の放勢力により駆動軸１２が反時計方向に駆動され、それに連動した絶縁レバー１１ａが反時計方向に回動することにより操作ロッド６を下方に駆動し、接圧ばね７が放勢され、主接点が開極する。

本実施の形態による真空遮断器の特徴は、開放ばね装置１３の構成、特に、ばね・軸受保持具１６の構造にあり、開放ばね１４の一端を支持するばね受部１６ａ及び駆動軸１２を回転支承する軸受部１６ｂを一体の部材に形成したところにある。そこで次に、このような構成にした開放ばね装置１３の作用について説明する。
開放ばね装置１３は、上述のように、開放時に駆動軸１２を開放方向に回動させて絶縁レバー１１ａに開放方向のトルクを与えるものである。駆動軸１２は静止している真空バルブ１側、具体的には真空バルブ１を保持している絶縁フレーム２側に対して相対的に回動させる必要がある。そこで、開放ばね１４の一端をばね蓄勢レバー１５に係合させ他端を絶縁フレーム２に係合させれば、静止している絶縁フレーム２に対してばね蓄勢レバー１５に固着した駆動軸１２を相対的に回動させることができる。

しかしながら、開放ばねの他端側を絶縁フレームに係合させる構造では、開放ばねは、開放ばね装置を絶縁フレームに組み込んだ後でなければ取り付けることができない。組み立て順序としては、先ず、駆動軸に絶縁操作レバー部とばね蓄勢レバーとを組み込んだ状態で絶縁フレームに取り付け、駆動軸の軸受け部を軸受け押さえ金具で押さえて絶縁フレームに固定し、その後、開放ばねの一端側をばね蓄勢レバーに係止し、他端側を初期加重を与えながら固定金具で絶縁フレームに固定する。このように、組み立て手順が限定され、組み立てに多少の熟練と時間を要するという問題がある。

そこで、本実施の形態による真空バルブの開放ばね装置１３は、開放ばね１４の一端を支持するばね受部１６ａと駆動軸１２を回動自在に支承する軸受部１６ｂとをばね・軸受保持具１６に一体に形成して構成している。こうすることで、開放ばね装置１３は、絶縁フレーム２と係止するばね類がないので、駆動軸１２、絶縁操作レバー１１と、図３に示すような状態にユニット組み立てしておくことができる。組み立て手順は、駆動軸１２に３相分の絶縁操作レバー１１装着し、操作軸１２の一端側に軸受ブッシュを介してばね・軸受保持具１６の軸受け部１６ｂを挿入し、次に、ばね蓄勢レバー１５を挿入し、所定位置に締付ボルト１７で強固に固定する。次に、ばね蓄勢レバー１５の係合突起１５ｃとばね・軸受保持具１６のばね受部１６ａとに両端を係合させて開放ばね１４を挿入し、ばね蓄勢レバー１５とばね・軸受保持具１６とを固定ボルト１８で締め上げて、組み付け寸法よりやや短くなるまで開放ばね１４を圧縮させて固定しておく。
また、駆動軸１２の他端側にも軸受保持具１９を組み付けておく。組み立てが終わると図３に示す形状となる。以上の組み立て作業は、絶縁フレーム２側に関係なく独立して行うことができる。

図３のように組み立てた状態のものを、図１に示すように絶縁フレーム２に組み付ける。絶縁フレーム２への取付は、ばね・軸受保持具１６及び軸受保持具１９を各２カ所ずつ、合計４カ所をボルト２０で締め付けるだけでよい。

図５は開放ばね装置の他の例を示す図である。図のように、ばね蓄勢レバー２２を、薄板鋼板を曲げ加工により製作している。また、組み立て時に開放ばね１４を圧縮状態にしておくための固定ボルト１８は、ばね・軸受保持具１６に設けた開放ばね１４の係止のためのバーリング加工によるばね受部１６ａの穴を利用して、対向するばね蓄勢レバー２２側にネジ加工をし、開放ばね１４を貫通するように取り付けている。こうすれば、固定ボルト１８用の専用ボルト穴が不要となる。
また、ばね・軸受保持具１６及び軸受保持具１９に取付穴１６ｄ，１９ｂを設けた場合を例示している。この取付穴１６ｄ，１９ｂは、図５の状態の開放ばね装置を絶縁フレーム２に組み付けて完成させた後、例えば、真空遮断器を配電盤内に取り付けるときの取付用の穴として利用したり、操作装置２１を図７のように配置した場合の、操作装置２１の取付用穴として利用できる。絶縁フレーム２自身に穴加工する場合に比べ穴加工が簡単であり、相手の取付部材に合わせ適当な位置に穴加工できる。

図６は開放ばね装置の別の例を示す図である。図のように、開放ばね２３にひねりばねを使用した場合を示している。ばね・軸受保持具１６側には開放ばね２３の一端側を固定する固定用穴１６ｅを設けている。コイルばねを使用する場合に比べ、組み立て手順が多少制約される点を除けば、コイルばねの場合と同様の効果を得ることができる。
また、先述の図４の場合はばね蓄勢レバー１５の絶縁フレーム２に当接するする部分は、絶縁フレーム２にストパー部２ａを設けているが、図６のようにストッパーボルト２４を絶縁フレーム２に取り付ければ、駆動軸１２の回動角度を調整できるので、真空バルブ１の開極位置を調整することができる。この方式は図４のコイルばねを用いた場合にも適用できる。

以上のように、本実施の形態におる真空遮断器によれば、可動電極に開放力を与えるばね装置を、開放ばね力を有する開放ばねと、駆動軸に固着されて開放ばねの一端を係合させるばね蓄勢レバーと、絶縁フレームに取り付けられて開放ばねの他端側を係合させると共に駆動軸を回動自在に支承する軸受部を有するばね・軸受保持具とを備えて構成したので、少ない部品で開放ばね装置部をユニット化でき、真空遮断器を取り付ける絶縁フレーム側に関係なく開放ばね装置の組み立てができるので、開放ばね装置を絶縁フレームに組み付ける際の作業が容易となり、組み立て工数を低減することができる。

また、開放ばね装置の開放ばねに圧縮コイルばねを用いたので、開放ばね装置の組み立てが容易となる。

更にまた、開放ばねを組み立て時に一時的に圧縮しておくために、ばね・軸受保持具とばね蓄勢レバーをボルトによって締結できるように構成したので、開放ばね装置を絶縁フレームに取り付ける場合に、ばね荷重が掛からないため、取付作業が簡単となる。

受配電設備使用される開閉器で、開放ばねを使用した遮断器に適用して効果をあげることができる。

この発明の実施の形態１における真空遮断器を示す正面図である。 図１のII−IIから見た側面断面図である。 この発明の実施の形態１における真空遮断器の、駆動軸に絶縁操作レバーと開放ばね装置を組み立てた状態を示す斜視図である。 図３の矢印IV方向から見た開放ばね装置を絶縁フレームに取り付けた状態を示す図である。 この発明の実施の形態１における真空遮断器の開放ばね装置の他の例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１における真空遮断器の開放ばね装置の別の例を示す図である。 この発明の実施の形態１における真空遮断器の他の例を示す図である。 この発明の実施の形態１における真空遮断器の別の例を示す図である。

符号の説明

１ 真空バルブ １ｂ 固定電極
１ｃ 可動電極 ２ 絶縁フレーム
６ 接圧ロッド １１ 絶縁操作レバー
１１ａ 絶縁レバー １２ 駆動軸
１３ 開放ばね装置 １４，２３ 開放ばね
１５，２２ ばね蓄勢レバー １６ ばね・軸受保持具
１６ａ ばね受部 １６ｂ 軸受部
１６ｃ 取付穴 １６ｅ 固定用穴
１８ 固定ボルト。

Claims (3)

1. 真空バルブと、上記真空バルブを収容し保持する絶縁フレームと、上記真空バルブの固定電極と可動電極との間に接触圧力を与える接圧ばねと、上記接圧ばねを装着し上記両電極を開閉する接圧ロッドと、上記接圧ばねを介して上記接圧ロッドを開閉方向に駆動するレバーと、上記レバーを回動させる駆動軸と、上記駆動軸の一端側に装着されて上記駆動軸を通じ上記可動電極に開放力を与える開放ばね装置とを備えた真空遮断器において、
   上記開放ばね装置は、開放ばね力を有する開放ばねと、上記駆動軸に固着され上記開放ばねの一端側を係合させるばね蓄勢レバーと、上記絶縁フレームに取り付けられて上記開放ばねの他端側を係合させると共に上記駆動軸を回動自在に支承する軸受部を有するばね・軸受保持具とを備えて構成したことを特徴とする真空遮断器。
2. 請求項１記載の真空遮断器において、上記開放ばねは圧縮コイルばねであることを特徴とする真空遮断器。
3. 請求状１又は請求項２記載の真空遮断器において、組み立て時に上記開放ばねを一時的に圧縮しておくために、上記ばね・軸受保持具と上記ばね蓄勢レバーとをボルトによって締結するように構成したことを特徴とする真空遮断器。

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