JP4516794B2 - 開閉装置の鎖錠装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作機構に電磁アクチュエータを用いた断路器、遮断器のような開閉装置の鎖錠装置に関する。

電力系統に接続された開閉装置においては、開閉装置の誤操作防止の観点から操作機構に鎖錠装置が設けられている。

従来、操作機構にバネ機構やモータ機構を用いたものでは、開閉装置を開閉操作する操作軸に鎖錠装置を設け、解錠状態では操作軸を操作可能とし、鎖錠状態では操作軸を操作不能とするものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、操作機構に電磁アクチュエータを用いたものでは、開閉装置の開閉に開路させる開路コイルと閉路させる閉路コイルとが用いられ、それぞれのコイルが誤励磁されないようになっている（例えば、特許文献２参照。）。

この電磁アクチュエータは、磁路を形成するヨーク、このヨーク内を移動可能に設けられるとともに、開閉装置を開閉操作する操作軸を固定した磁性体のアーマチュア、このアーマチュアを開路方向に移動させる開路コイル、閉路方向に移動させる閉路コイル、アーマチュアの閉路状態を保持する永久磁石、および閉路状態に保持されたアーマチュアを開路方向に移動させる開路バネから構成されている。

そして、閉路状態にする場合には、閉路コイルを励磁してアーマチュアを閉路方向に移動させる。閉路後には、閉路コイルを無励磁とし、アーマチュアを永久磁石で吸引して閉路状態が保持される。また、開路状態にする場合には、開路コイルを励磁して永久磁石の吸引力に打ち勝つような操作力を発生させるとともに、開路バネのバネ力によりアーマチュアを開路方向に移動させる。開路後には、開路コイルを無励磁とし、開路バネのバネ力で開路状態が保持される。
特開平９−７４７０号公報（第２ページ、図１） 特開２００２−２７０４２３号公報（第４ページ、図１）

上記の従来の操作機構に電磁アクチュエータを用いた開閉装置においては、次のような問題がある。

開路バネのバネ力で開路状態が保持されているものの、開路バネが折損などしてバネ力が劣り、永久磁石の吸引力よりも低下してしまうと、アーマチュアが閉路方向に移動し、ついには閉路状態になってしまうことがある。開閉装置が開路状態から急に閉路状態になると、負荷側に接続されている電気機器に突然に電源が投入されることになり、電気機器を損傷させることがある。

また、閉路コイルや開路コイルを制御する制御回路が誤動作して、閉路コイルが突然に励磁されると、開閉装置が急に閉路状態になってしまう。
このため、開路状態にした開閉装置を確実に保持することが望まれていた。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、開路状態を確実に保持する開閉装置の鎖錠装置を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の開閉装置の鎖錠装置は、接離自在の一対の接点を有する遮断部と、前記遮断部を開路、閉路する電磁アクチュエータを有する操作機構部とを備え、前記電磁アクチュエータは、磁路を形成するヨークと、前記遮断部に連結された前記ヨーク内を移動するアーマチュアと、前記アーマチュアを閉路方向に移動させる閉路コイルと、前記アーマチュアを開路方向に移動させる開路コイルと、このアーマチュアと前記ヨークとで形成されるギャップ間に挿入され、前記アーマチュアの移動を阻止するロックレバーとからなり、前記遮断部が開路状態において、前記ギャップ間に、前記ロックレバーを挿入することを特徴とする。

本発明によれば、開閉装置を開路状態にしたとき、電磁アクチュエータの固定部材と可動部材間に、可動部材の移動を阻止するロックレバーを挿入するようにしているので、可動部材を閉路方向に移動させることができず、開閉装置の開路状態を確実に保持することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例１に係る開閉装置の鎖錠装置を図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る開閉装置の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る開閉装置の鎖錠装置の鎖錠状態を一部切り欠いて示す斜視図、図３は、本発明の実施例１に係る開閉装置の鎖錠装置の解錠状態を一部切り欠いて示す斜視図である。なお、図１において、図示右に閉路状態、図示左に開路状態を示している。

図１に示すように、開閉装置は、図示上段から電流を開閉する遮断部１ａ、遮断部１ａの閉路時に接触荷重を加えるワイプバネ部１ｂ、および図示最下段に遮断部１ａを開閉する操作機構部１ｃが配置され構成されている。

遮断部１ａには、真空絶縁容器２内に接離自在の一対の接点３、４を有する三相分の真空バルブ５が設けられている。この真空バルブ５の固定側は、絶縁碍子６を介して上部固定部材７に固定されている。また、可動側には、軸方向に移動自在の可動通電軸８が設けられ、絶縁操作ロッド９の一方端に連結されている。

ワイプバネ部１ｂには、絶縁操作ロッド９の他方端に連結された第１の可動軸１０とこの第１の可動軸１０の軸方向に配置された第２の可動軸１１とを連結するワイプバネホルダ１２が設けられている。ワイプバネホルダ１２内には、一対の接点３、４に接触荷重を加えるワイプバネ１３が設けられている。

操作機構部１ｃには、三相分の第２の可動軸１１を連結する連絡梁１４、および操作機構の電磁アクチュエータ１５が下部固定部材１６に固定され設けられている。

電磁アクチュエータ１５は、磁路を形成する断面ロ字状の筒状のヨーク１７、ヨーク１７内を移動するように設けられた磁性体からなるアーマチュア１８から構成されている。また、ヨーク１７内には、アーマチュア１８を移動もしくは閉路保持する例えばネオジウム系材料からなる永久磁石１９、アーマチュア１８を取り囲むように環状の閉路コイル２０と開路コイル２１とが設けられている。そして、非磁性体の操作軸２２がアーマチュア１８を貫通固定してヨーク１７を貫き、連絡梁１４に連結されている。また、下部固定部材１６内の操作軸２２端には、一対の接点３、４が開路方向に移動するように付勢された開路バネ２３が設けられている。

更に、下部固定部材１６と対向するアーマチュア１８端面に鍔状に突出した鍔部１８ａとヨーク１７内面の中間部に突出した突出部１７ａ間には、鎖錠装置２４が設けられている。この突出部１７ａは、ヨーク１７内に固定された固定部材となる。なお、アーマチュア１８と永久磁石１９間には、ヨーク１７と同様に磁路を形成する磁性体の磁性板２５が設けられている。この磁性板２５も、ヨーク１７内に固定された固定部材となる。なお、アーマチュア１８は、ヨーク１７内の可動部材となる。

鎖錠装置２４には、図２に示すように、ロックレバー２６がヨーク１７の一辺となるヨーク下部１７ｂに、回動自在に固定ピン２７で固定されている。このロックレバー２６は、その一部分が、突出部１７ａと鍔部１８ａとで形成されるギャップＧ間に挿入できるようになっている。また、ロックレバー２６には、く字状のリンク２８の一方端が可動ピン２９で固定されている。リンク２８の他方端は、ガイド３０上を移動する連結板３１に可動ピン３２で固定されている。また、この連結板３１には、操作ロッド３３が固定され、ヨーク１７外に導出されている。

次に、開閉装置を開路状態にしたときの鎖錠方法を図２を参照して説明する。

図示しない制御回路で開路コイル２１を励磁してアーマチュア１８をヨーク下部１７ｂ側に移動させ、開閉装置を開路状態にすると、アーマチュア１８の鍔部１８ａとヨーク１７の突出部１７ａ間にはギャップＧが形成される。開路状態においては、開路コイル２１が無励磁となり、開路バネ２３のバネ力で開路状態が保持される。

そして、鎖錠装置２４の操作ロッド３３を図示矢印方向に直線移動させると、ロックレバー２６が固定ピン２７を支点として図示矢印方向に回動する。このロックレバー２６の回動により、その一部分は、突出部１７ａと鍔部１８ａとで形成されるギャップＧ間に挿入される。

このように、ロックレバー２６の一部分が突出部１７ａと鍔部１８ａとで形成されるギャップＧ間に挿入されると、アーマチュア１８は永久磁石１９の方向に移動することができず、鎖錠状態となる。即ち、開路バネ２３のバネ力が低下したり、また、閉路コイル２１を励磁したりしてもアーマチュア１８の移動が阻止され、開路状態を保持することができるようになる。

これを解錠する場合には、図３に示すように、操作ロッド３３を図示矢印方向に移動させる。この移動により、ロックレバー２６が固定ピン２７を支点として図示矢印方向に回動し、ロックレバー２６の一部分が突出部１７ａと鍔部１８ａとで形成されるギャップＧ間から外れる。

これにより、アーマチュア１８が移動可能となり、図示しない制御回路で閉路コイル２０を励磁すれば、アーマチュア１８が磁性板２５の方向に移動し、開閉装置を閉路状態にすることができる。この閉路状態においては、閉路コイル２０が無励磁となり、永久磁石１９の吸引力により閉路状態が保持される。

上記実施例１の開閉装置の鎖錠装置によれば、開閉装置を開路状態にしたとき、ヨーク１７内の突出部１７ａとアーマチュア１８の鍔部１８ａとで形成されるギャップ間にアーマチュア１８の移動を阻止するロックレバー２６を挿入しているので、ヨーク１７内でアーマチュア１８を移動させることができなくなり開路状態を確実に保持することができる。

なお、上記実施例１では、鎖錠状態をヨーク１７内の突出部１７ａとアーマチュア１８の鍔部１８ａとで形成されるギャップ間にロックレバー２６を挿入することで説明したが、開路状態時において、アーマチュア１８と磁性板２５間で形成されるギャップ間に、例えばギャップと対向する位置の閉路コイル２０に貫通孔を設け、この貫通孔からアーマチュア１８の移動を阻止するロックレバーを挿入しても開路状態を保持することができる。

また、上記実施例１では、ロックレバー２６を一方向からヨーク１７の突出部１７ａとアーマチュア１８の鍔部１８ａとで形成されるギャップ間に挿入することで説明したが、複数方向から複数のロックレバーをギャップ間に挿入してもよい。

次に、本発明の実施例２に係る開閉装置の鎖錠装置を図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例２に係る開閉装置の鎖錠装置を一部切り欠いて示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、鎖錠装置をヨーク外に設けたことである。図４において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。図４において、図示右に閉路状態、図示左に開路状態を示している。

図４に示すように、鎖錠装置４０は、ヨーク１７と連絡梁１４間に設けられている。ヨーク１７と連絡梁１４間の操作軸２２には、円板状の可動部材４１が固定されており、また、ヨーク１７外には、可動部材４１を取り囲んで操作軸２２が貫通する断面Ｌ字状の筒状の固定部材４２が固定されている。そして、開路状態時に、固定部材４２と可動部材４１とで形成されるギャップＧ間に可動部材４１の移動を阻止するようなロックレバー４２が挿入されるようになっている。

上記実施例２の開閉装置の鎖錠装置によれば、開閉装置を開路状態にしたとき、ヨーク１７外に固定された固定部材４２と操作軸２２に固定された可動部材４１間にロックレバー４３を挿入しているので、操作軸２２を移動させることができなくなり開路状態を確実に保持することができる。

次に、本発明の実施例３に係る開閉装置の鎖錠装置を図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例３に係る開閉装置の鎖錠装置を一部切り欠いて示す断面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、鎖錠装置をヨーク外に設けたことである。図５において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。図５において、図示右に閉路状態、図示左に開路状態を示している。

図５に示すように、鎖錠装置４５は、ヨーク下部１７ｂと開路バネ２３間に設けられている。ヨーク下部１７ｂと開路バネ２３間の操作軸２２には、円板状の可動部材４６が固定されており、また、可動部材４６と開路バネ２３間には、操作軸２２が貫通する固定板４７が下部固定部材１６に固定されている。そして、開路状態時に、ヨーク下部１７ｂと可動部材４６とで形成されるギャップＧ間に可動部材４６の移動を阻止するようなロックレバー４８が挿入されるようになっている。

上記実施例３の開閉装置の鎖錠装置によれば、開閉装置を開路状態にしたとき、ヨーク下部１７ｂとヨーク１７外の可動部材４６間にロックレバー４８を挿入しているので、操作軸２２を移動させることができなくなり開路状態を確実に保持することができる。

次に、本発明の実施例４に係る開閉装置の鎖錠装置を図６を参照して説明する。図６は、本発明の実施例４に係る開閉装置の鎖錠装置を操作する操作機構を示す正面図である。なお、この実施例４が実施例１と異なる点は、鎖錠装置の操作ロッドに操作機構を設けたことである。図６において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図６に示すように、鎖錠装置２４の操作ロッド３３には、この操作ロッド３３を移動させる操作機構５０が設けられている。架台５１に固定された操作機構５０には、操作ロッド３３に連結された可動軸５２が設けられ、また、この可動軸５２の外周には、励磁することにより可動軸５２を移動させることのできるコイル５３が設けられている。更に、可動軸５２には、ストッパー５４が固定され、このストッパー５４とコイル５３間にバネ５５が設けられている。

このバネ５５は、可動軸５２を図示矢印方向、即ち、開閉装置が開路状態にあるとき、鎖錠装置２４を鎖錠する方向に移動させるように付勢されている。また、コイル５３とこれを励磁する電源装置５６との間には、電源が遮断されたときに開路となる接点５７が設けられている。この電源装置５６は、開閉装置の主回路と同様の電源となっている。

これにより、開閉装置が開路状態にあって、停電になると、接点５７が開路してコイル５３が無励磁となる。すると、可動軸５２および操作ロッド３３がバネ５５のバネ力によって図示矢印方向に移動し、これにより、鎖錠装置２４が動作して鎖錠されることになる。このため、開閉装置の主回路が停電のとき、確実に鎖錠することができる。

なお、電源装置５６が復電されると、接点５７を閉路し、コイル５３を励磁する。これにより、コイル５３の操作力がバネ５５のバネ力に打ち勝って、操作ロッド３３を図示矢印方向と反対方向に移動させ、鎖錠装置２４を解錠することができる。そして、開閉装置を閉路状態にすることができる。

上記実施例４の開閉装置の鎖錠装置によれば、実施例１と同様の効果のほかに、開閉装置が開路状態であって停電になったとき、鎖錠装置２４を鎖錠状態とすることができる。

次に、本発明の実施例５に係る開閉装置の鎖錠装置を図７を参照して説明する。図７は、本発明の実施例５に係る電磁アクチュエータの構成を示す断面図である。なお、この実施例５が実施例１と異なる点は、閉路コイルに接点を設けたことである。図７において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、図７において、図示右に閉路状態、図示左に開路状態を示している。

図７に示すように、電磁アクチュエータ１５の閉路コイル２０を励磁する電源装置６０には、鎖錠装置２４が鎖錠状態にあるとき、閉路コイル２０を励磁を開路する接点６１が設けられている。

これにより、開閉装置が開路状態にあって、鎖錠装置２４が鎖錠状態であるとき、接点６１が開路しているので、閉路コイル２０を励磁することができなくなる。そして、鎖錠装置２４を解錠すると、接点６１を閉路し、閉路コイル２０を励磁することができるようになる。

上記実施例５の開閉装置の鎖錠装置によれば、実施例１と同様の効果のほかに、鎖錠装置２４が鎖錠状態にあれば、閉路コイル２０を励磁できず、開閉装置の誤動作を防止することができる。

本発明の実施例１に係る開閉装置の構成を示す断面図。 本発明の実施例１に係る開閉装置の鎖錠装置の鎖錠状態を一部切り欠いて示す斜視図。 本発明の実施例１に係る開閉装置の鎖錠装置の解錠状態を一部切り欠いて示す斜視図。 本発明の実施例２に係る開閉装置の鎖錠装置を一部切り欠いて示す断面図。 本発明の実施例３に係る開閉装置の鎖錠装置を一部切り欠いて示す断面図。 本発明の実施例４に係る開閉装置の鎖錠装置を操作する操作機構を示す正面図。 本発明の実施例５に係る電磁アクチュエータの構成を示す断面図。

符号の説明

１ａ 遮断部
１ｂ ワイプバネ部
１ｃ 操作機構部
２ 真空絶縁容器
３、４ 接点
５ 真空バルブ
６ 絶縁碍子
７ 上部固定部材
８ 可動通電軸
９ 絶縁操作ロッド
１０ 第１の可動軸
１１ 第２の可動軸
１２ ワイプバネホルダ
１３ ワイプバネ
１４ 連絡梁
１５ 電磁アクチュエータ
１６ 下部固定部材
１７ ヨーク
１７ａ 突出部
１７ｂ ヨーク下部
１８ アーマチュア
１８ａ 鍔部
１９ 永久磁石
２０ 閉路コイル
２１ 開路コイル
２２ 操作軸
２３ 開路バネ
２４、４０、４５ 鎖錠装置
２５ 磁性板
２６、４３、４８ ロックレバー
２７ 固定ピン
２８ リンク
２９、３２ 可動ピン
３０ ガイド
３１ 連結板
３３ 操作ロッド
４１、４６ 可動部材
４２ 固定部材
４７ 固定板
５０ 操作機構
５１ 架台
５２ 可動軸
５３ コイル
５４ ストッパー
５５ バネ
５６、６０ 電源装置
５７、６１ 接点

Claims (3)

1. 接離自在の一対の接点を有する遮断部と、
   前記遮断部を開路、閉路する電磁アクチュエータを有する操作機構部とを備え、
   前記電磁アクチュエータは、磁路を形成するヨークと、
   前記遮断部に連結された前記ヨーク内を移動するアーマチュアと、
   前記アーマチュアを閉路方向に移動させる閉路コイルと、
   前記アーマチュアを開路方向に移動させる開路コイルと、
   このアーマチュアと前記ヨークとで形成されるギャップ間に挿入され、前記アーマチュアの移動を阻止するロックレバーとからなり、
   前記遮断部が開路状態において、前記ギャップ間に、前記ロックレバーを挿入することを特徴とする開閉装置の鎖錠装置。
2. 前記ギャップは、前記アーマチュアの鍔部と前記ヨーク内の突出部間で形成されることを特徴とする請求項１に記載の開閉装置の鎖錠装置。
3. 前記ロックレバーが前記アーマチュアと前記ヨークとで形成されるギャップ間に挿入されたとき、前記閉路コイルが非励磁となることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の開閉装置の鎖錠装置。

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