JP4632943B2 - 開閉操作装置 - Google Patents

Description

この発明は、開閉操作装置に関するものであり、特に、ばね蓄勢機構に関するものである。

開閉装置のばね蓄勢機構による蓄勢力によってカムを介して開閉装置を操作するカム方式の操作機構について、ばね蓄勢機構を改良する構成は、従来技術において提示されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１における図８は、改良の対象となる開閉装置のばね蓄勢機構の構成を示す概略図である。なお、図８は、開閉装置が閉路状態にあり、また開路状態から閉路する準備が完了した状態を示している。図８において、開閉装置のばね蓄勢機構１は、図示しない電動機の回転動力を出力する出力歯車２と、この出力歯車２に歯合された動力伝達歯車３と、この動力伝達歯車３が支持固定されている回転軸４と、動力伝達歯車３に回転自在に接続され、閉路時に図示しない投入ばねの弾性エネルギを動力伝達歯車３に伝達して動力伝達歯車３を時計方向に回転させるリンク機構部５と、回転軸４に固定され、閉路時に動力伝達歯車３とともに時計方向に回転するカム６と、閉路時にカム６が時計方向に回転して衝突することにより回動し、連動した可動接点７を移動させて固定接点８に当接させるレバー９とを備えている。

リンク機構５は、動力伝達歯車３の一面に設けられた連結ピン１０に一端部が回転自在に設けられたリンク１１と、このリンク１１の他端部に一端部が回転自在に設けられ、他端部が投入レバー軸１２に支持固定された投入レバー１３とを有している。投入レバー軸１２は図示しない投入ばねに接続されており、投入ばねが投入レバー軸１２に回転力を与えるように構成されている。ここで、図８に示すような投入ばねに弾性エネルギが蓄積されているときは、投入レバー軸１２は反時計方向に付勢されており、また、投入レバー１３が反時計周りに回転したときに、連結ピン１０が回転軸４を中心に時計周りに回転するように連結ピン１０は上死点から少しずれた位置に設けられている。

カム６は、側面にカム係止ピン１４が設けられており、投入ラッチ軸１５に支持固定された投入ラッチ１６の係止部１６ａにカム係止ピン１４が係止されている。投入ラッチ軸１５は時計周りに回転するよう付勢されており、カム係止ピン１４との係止が外れないように構成されている。投入ラッチ１６に連動している投入トリガ機構１７は、閉路時に投入ラッチ軸１５の時計周りの付勢力に抗して投入ラッチ軸１５を中心に投入ラッチ１６を反時計周りに回動させて投入ラッチ１６のカム係止ピン１４への係止を外すものである。

レバー９は、レバー軸１８に回動自在に設けられ、このレバー９の側面端部にレバー係止ピン１９が設けられている。このレバー係止ピン１９は引き外しラッチ軸２０に支持固定された引き外しラッチ２１の係止部２１ａに係止されている。レバー９は図示しないレバーばねによって反時計周りに回動するように付勢され、また、引き外しラッチ軸２０は時計周りに回動するよう付勢されており、レバー係止ピン１９との係止が外れないように構成されている。引き外しラッチ２１に連動している引き外しトリガ機構２２は、開路時に引き外しラッチ軸２０の時計周りの付勢力に抗して引き外しラッチ２１を引き外しラッチ軸２０を中心に反時計周りに回動させて引き外しラッチ２１のレバー係止ピン１９への係止を外すものである。

動力伝達歯車３は、投入レバー軸を反時計周りに回転させる投入ばねの弾性エネルギが蓄積されて投入ラッチ１６の係止部１６ａがカム係止ピン１４に係止された状態、即ち図８に示す状態で出力歯車２に噛み合う部分にくるようなクラッチ機構部２３を有している。図８は、クラッチ機構部２３が出力歯車２に歯合した状態を示す要部断面図である。図８において、クラッチ機構部２３は、動力伝達歯車３の周縁部分に設けられた凹部２４と、この凹部２４に固定されたピン２５と、ピン２５に回動自在に設けられた同期片２６と、同期片２６および凹部２４の底部の間に縮められて介在し、同期片２６が凹部２４の底部から離れる向きに付勢されている圧縮ばね２７とを有している。同期片２６は２つの爪を有しており、図８に示す状態から反時計周りに回動しないようになっている。従って、出力歯車２が反時計周りに回転すると、同期片２６は圧縮ばね２７の弾性反発力に抗してピン２５を中心に時計周りに回動し、出力歯車２と動力伝達歯車３との噛み合いが外れ、動力伝達歯車３は回転しないようになっている。一方、動力伝達歯車３が時計周りに回転すると、同期片２６はピン２５を中心に時計周りには回動せず、動力伝達歯車３と出力歯車２とは噛み合った状態のままで、出力歯車２を反時計周りに回転させるようになっている。

このような構成の開閉装置のばね蓄勢機構１は、以下のような動作を行う。即ち、まず、図８に示す閉路状態から開路動作を行う場合、引き外しトリガ機構２２が引き外しラッチ２１を引き外しラッチ軸２０を中心に反時計周りに回動させ、係止部２１ａがレバー係止ピン１９から外れる。引き外しラッチ２１の係止が外れたレバー９は、レバー軸１８を中心に付勢されている反時計周りに回動する。この回動によりレバー９に連結された可動接点７が固定接点８から離れる向きに移動し、開路動作が完了する。

次に、開路状態から閉路動作を行う場合、投入トリガ機構１７が投入ラッチ１６を投入ラッチ軸１５を中心に反時計周りに回動させ、係止部１６ａがカム係止ピン１４から外れる。カム６は、回転軸４に動力伝達歯車３とともに固定され、動力伝達歯車３はリンク機構部５により時計周りに回転するように付勢されているので、投入ラッチ１６の係止が外れると、投入レバー１３が投入レバー軸１２を中心に反時計周りに回動し、この回動力がリンク１１を介して動力伝達歯車３を時計周りに回転させ、それとともにカム６も回転軸４を中心に時計周りに回転する。時計周りに回転したカム６は、開路状態の位置にあるレバー９に衝突し、更にカム６は回転し続けレバーばねによる付勢に抗してレバー９をレバー軸１８を中心に時計周りに回動させる。このレバー９の回動によりレバー９に連結された可動接点７が固定接点８に向かって移動し当接する。

その後、電動機に連結された出力歯車２が電動機の駆動により反時計周りに回転し、動力伝達歯車３を時計周りに回転させる。動力伝達歯車３の時計周りの回転に伴って、投入レバー１３は投入レバー軸１２を中心に時計周りに回動し、投入レバー軸１２に接続された投入ばねに投入レバー１３を反時計周りに回動させる弾性エネルギが蓄積されていく。この弾性エネルギが蓄積されたところで、カム６のカム係止ピン１４が投入ラッチ１６の係止部１６ａに係止され、また、動力伝達歯車３のクラッチ機構部２３が出力歯車２と噛み合う位置に到達し、図８に示す状態にもどる。このとき、出力歯車２は慣性の影響でその後も回転し続けるが、クラッチ機構２３の同期片２６がピン２５を中心に揺動することにより出力歯車２の回転力を吸収し、出力歯車２の回転力を動力伝達歯車３に伝達しない。従って、動力伝達歯車３は常に同一位置に停止して投入ばねに同一量の弾性エネルギを蓄積し、また、動力伝達歯車３の強制的な停止により出力歯車２の回転力が動力伝達歯車３および投入ラッチ１６等に破損を与えることを回避する。

特開平２００３−７１７６号公報

しかしながら、出力歯車２の回転が停止するまでは、同期片２６が揺動することにより出力歯車２と同期片２６とが繰り返し衝突し、騒音が発生するとともに、出力歯車２および同期片２６が破損する可能性がある。これを防止するための一例として出力歯車２および同期片２６の材質および加工方法等により頼る場合もあるが、この場合には、出力歯車２および同期片２６が高価になるという問題点があった。

特許文献１の発明では、騒音および破損の発生を防止するとともに少ない部品点数で構成でき信頼性の高い安価な開閉装置のばね蓄勢機構を得ることを目的としている。

ところが、特許文献１における解決手段は、カム方式についてのものであって、ばねの蓄勢力によりリンク機構を介して開閉装置を操作するリンク方式の開閉操作装置には適用できない。

この発明は、ばね蓄勢機構によって蓄勢されるばねの蓄勢力によりリンク機構を介して操作され、騒音および破損の発生を防止するとともに少ない部品点数で構成でき信頼性の高い安価な開閉操作装置を得ようとするものである。

この発明に係る開閉操作装置は、ばね蓄勢機構によってばねに蓄積された弾性エネルギを放出することにより開路または閉路動作を行う開閉操作装置であって、前記ばねに前記弾性エネルギを蓄積するための動力を伝達する出力歯車を有した動力発生手段と、前記動力発生手段が回転自在に支持された支持軸と、前記出力歯車に歯合された動力伝達歯車と、前記動力伝達歯車が支持固定された引き外しリンクと、前記引き外しリンクの一端に設けられ、前記引き外しリンクと連動して動作し前記ばねの蓄勢完了時点で前記動力発生手段を駆動して前記出力歯車と前記動力伝達歯車の係合を解除する歯車係合解除部と、前記引き外しリンクに連結されているとともに前記ばねに連動し、前記ばねが前記弾性エネルギを放出することにより回動するリンク機構と、前記リンク機構が回動することにより、連動した可動接点を固定接点から離間させ、または前記固定接点に当接させて前記開路または閉路動作を完了させるレバーとを備え、前記引き外しリンクとともに回転する前記歯車係合解除部が前記動力発生手段に接触し前記動力発生手段を押すことにより前記動力発生手段が前記支持軸を中心に回動し、前記ばねに前記弾性エネルギが蓄積された時に前記出力歯車は前記動力伝達歯車から完全に離れるようになっているものであり、前記リンク機構は、回転軸に装着された引き外しリンクと、引き外しリンクの一端に回動自在に装着さればねを外側に配したガイドリンクと、ガイドリンクの長穴部に回動および摺動自在に一端を連結されかつ第１の固定軸に回転自在に装着された投入リンクと、ガイドリンクと投入リンクとの連結部に回転自在に一端を連結された連結リンクと、連結リンクの他端に回転自在に一端を連結されかつ第２の固定軸に回転自在に装着された出力レバーと、引き外しリンクと係合可能な引き外しラッチとを備え、ばねを蓄勢し投入リンクと投入ラッチとを係合させる際には引き外しリンクとガイドリンクと投入リンクとで第１の四節リンクを形成し、引き外しリンクと引き外しラッチとの係合状態では第１の四節リンクに加えて投入リンクと連結リンクと出力レバーとで第２の四節リンクを形成するものである。

この発明によれば、ばね蓄勢機構によって蓄勢されるばねの蓄勢力によりリンク機構を介して操作され、騒音および破損の発生を防止するとともに少ない部品点数で構成でき信頼性の高い安価な開閉操作装置を得ることができ、しかも、２つの四節リンクで負荷力を順次段階的に減衰し各々の四節リンクにおける特定の箇所で大きな減衰を生じない構成としたため、摩擦等の経時変化が少ない開閉操作装置とすることができる。

実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１から図５までについて説明する。図１は実施の形態１における開閉操作装置のばね蓄勢機構に係る構成を示す概略図である。図３は図１および図２ならびに図５および図６における電動機ユニット周辺の矢印III の向きからの矢視図である。図４は実施の形態１における突出部材，出力歯車および動力伝達歯車の動作関連を説明する模式図であり、図４（ａ）は突出部材が接触部に接触する直前の側面図、図４（ｂ）は出力歯車が動力伝達歯車から離れる直前の側面図、図４（ｃ）は出力歯車が動力伝達歯車から完全に離れた状態を示す側面図である。図５は実施の形態１における開閉操作装置のばね蓄勢機構に係る投入保持状態での構成を示す概略図である。図５は実施の形態１における開閉操作装置のリンク機構の構成を示す概略図である。図６は実施の形態１における開閉操作装置のばね蓄勢機構に係る遮断後のリセット状態での構成を示す概略図である。

図１は、この発明の実施の形態１に係る開閉操作装置のばね蓄勢機構の構成を示す概略図である。図３は、図１および図２ならびに図５および図６の矢印III の向きからの矢視図である。これら図において、開閉操作装置のばね蓄勢機構１は、ばねに蓄積された弾性エネルギを放出することによって開路または閉路動作を行うものであって、投入ばね１３に弾性エネルギを蓄積するための回転動力を伝達する出力歯車２を有した動力伝達手段である電動機ユニット３１と、この電動機ユニット３１が回転自在に支持された支持軸５０と、出力歯車２に歯合される動力伝達歯車３と、この動力伝達歯車３が支持固定された引き外しリンク１１と、この引き外しリンク１１の一端に設けられた突出部１１ｃと、ばね１３の弾性エネルギが放出されることにより回動するリンク機構６と、このリンク機構６が回動し、連動した可動接点７を移動させるレバー９とを備えている。

電動機ユニット３１は、電動機３３と、電動機３３の駆動軸に設けられてこの電動機３３の回転力を複数の歯車を介して出力歯車２に伝達する減速機（図示しない）と、この減速機を覆ったケース３５とを有している。この電動機ユニット３１が回動自在に設けられた支持軸５０は、出力歯車２の出力軸３７と平行になっており、電動機ユニット３１が一体となって、支持軸５０を中心に回動するようになっている。図３に示すように、電動機ユニット３１の両側面に隙間を介して支持構造体である第１フレーム３６ａおよび第２フレーム３６ｂが設けられている。
また、ケース３５は、引き外しリンク１１の突出部１１ｃに接触する接触部３９を有している。さらに、ケース３５には表面に押し圧ばね４０が接触しており、この押し圧ばね４０は常に出力歯車２が動力伝達歯車３側に押し当てられるように、ケース３５を弾力的に押圧している。

動力伝達歯車３は、図１において、投入ばね１３に弾性エネルギを蓄積するときに、出力歯車２が反時計周りに回転することによって、時計周りに回転するものである。この動力伝達歯車３と出力歯車２との噛み合い部分において、互いの歯面が押し合う力の方向線、即ち互いに歯合する歯面の圧力角からなる作用線が支持軸５０から時計周りに回転した方向に少しずらしており、これにより電動機３３により駆動された出力歯車２が反時計周りに回転すると、この回転力により出力歯車２が動力伝達歯車３側に押圧される向きに力が働くようになっている。

回転軸４は、動力伝達歯車３および引き外しリンク１１を支持固定するとともに支持軸５０と平行に第１フレーム３６ａおよび第２フレーム３６ｂに設けられており、動力伝達歯車３および引き外しリンク１１とともにこの回転軸４の軸線を中心に回転するようになっている。
引き外しリンク１１の突出部１１ｃはリンク機構６の動作最終段階手前でケース３５の接触部３９に接触するようになっている。なお、この突出部１１a（歯車係合解除部）は前記引き外しリンクと連動して動作し、前記投入ばねの蓄勢完了時点で前記電動機ユニット３１（動力発生手段）にその先端が当接して前記電動機ユニット３１を支持軸５０を中心に回動させて前記出力歯車２と前記動力伝達歯車３の係合を解除するように動作する。

突出部１１ｃは、引き外しリンク１１がさらに回転軸４を中心として時計周りに回転してケース３５を押しのけて出力歯車２が動力伝達歯車３から完全に離れるように、突出部１１ｃの突出長さを設けている。また、突出部１１ｃは、投入ばね１３が接続されたリンク機構６が回転軸４・軸１００・軸１０１から成るリンクの死点より回転軸４を中心として少し時計周りに回転した位置、すなわちリンク１１に回転軸４を中心とした時計方向への回転力が発生する辺りで、出力歯車２が動力伝達歯車３から離れ始めるように形成されており、ストッパ６０に当接する前に出力歯車２と動力伝達歯車３との係合が確実に離れるようにしてある（蓄勢状態）。

リンク機構６が投入方向へ動作して投入ばね１３の弾性エネルギが放出されると、可動接点７と固定接点８が閉成し、投入保持状態となる（投入状態）。さらに引き外し指令により、リンク機構６がリセット状態に移動すると、可動接点７と固定接点８が開放する（リセット状態）。その後、この投入ばね１３に弾性エネルギを蓄積するために電動機３３が駆動し始め、出力歯車２が反時計周りに回転する。出力歯車２が回転すると、出力歯車２に歯合している動力伝達歯車３が時計周りに回転し、それとともに引き外しリンク１１が回転軸４を中心として時計周りに回転動作し、投入ばね１３は圧縮して弾性エネルギが蓄積されていく。

図４は、突出部１１ｃならびに出力歯車２および動力伝達歯車３の動作関連を説明する模式図であり、図４（ａ）は突出部１１ｃが接触部３９に接触する直前の図、図４（ｂ）は出力歯車２が動力伝達歯車３から離れる直前の図、図４（ｃ）は出力歯車２が動力伝達歯車３から完全に離れた図である。
引き外しリンク１１がリンク機構６の回転軸４・軸１００・軸１０１から成るリンクの死点より少し時計周りに回転したところで、突出部１１ｃは、ケース３５の接触部３９に接触し、出力歯車２が動力伝達歯車３から離れ始める。このとき、引き外しリンク１１は投入ばね１３の弾性圧縮力により回転軸４を中心に時計周りに回転する向きに付勢されているので、突出部１１ｃは完全に出力歯車２が動力伝達歯車３から離れるまでケース３５の接触部３９を押して出力歯車２を移動させる（図４（ａ），図４（ｂ））。出力歯車２が動力伝達歯車３から完全に離れたところで、リンク機構６を構成するリンク１５の先端１５ｂが投入ラッチ１６に係止され、投入ばね１３の弾性エネルギが蓄積された状態を保持し、次の閉路動作の準備が完了する（図４（ｃ））。

出力歯車２が動力伝達歯車３から離れた状態から出力歯車２が動力伝達歯車３に互いに衝撃を受けないようなタイミング（時間差）で歯合させることが必要な場合は、図４に示すレバー７０を設けることで、動力伝達歯車３がリセットされてからた後で、出力歯車２が歯合位置まで動き始めるようにできる。
なお、図３、図４に示すように、レバー７０には突起部７０aが一体に装着されており、この突起部７０aは図２に示すように動力伝達歯車３及び引き外しリンク１１と係合する位置まで延在している。

この動作について説明すると、レバー７０は動力伝達歯車３の回転軸４に回転自在に取り付けられており、ばね７１で時計方向に回転するよう付勢されている。図４（ａ）に示すリンク機構６のリセット状態では、レバー７０の突起部７０ａが動力伝達歯車３と当接しておりレバー７０が反時計方向へ押されている。このため電動機ユニット３１の出力軸３７はレバー７０と干渉せず出力歯車２と動力伝達歯車３と歯合した状態を保っている。
ばね蓄勢途中になると図４（ｂ）のように動力伝達歯車３が時計方向に回転するが、レバー７０の先端部７０ｃは出力軸３７と当接しているためばね７１による時計方向の回転は阻止されておりレバー７０は動力伝達歯車３と離れた状態で保持されている。
さらにばね蓄勢動作が進み、図４（ｃ）のように出力歯車２と動力伝達歯車３との歯合が解かれてばね蓄勢完了状態となったときには、出力歯車２と同じ変位をする出力軸３７が支持軸５０を中心に反時計方向へ回転するためレバー７０の先端部７０ｃは出力軸３７との当接が外れて時計方向への回転自由となるため図４（ｃ）の位置まで回転する。

図４（ｃ）の状態からリンク機構６が閉路動作、およびその後の開路動作にて図４（ａ）の状態へと移る場合は動力伝達歯車３が反時計方向へ回転するが、出力軸３７はレバー先端７０ｃ先端の円弧部と当接し、電動機ユニット３１は支持軸５０を中心に時計方向へ回転復帰出来ず出力歯車２と動力伝達歯車３とは途中で歯合することなく図４（ａ）直前の位置まで動力伝達歯車３および引き外しレバー１１が回転復帰する。図４（ａ）に示す初期状態位置直前にレバー７０の突起部７０ａが動力伝達歯車３と当接し、レバー７０は動力伝達歯車３と一体となり反時計方向に回転するため出力軸３７との係合が外れ電動機ユニット３１はばね４０により支持軸５０を中心に時計方向へ回転動作を始めるが、直後に動力伝達歯車３は初期位置まで回転移動を完了しており出力動力伝達歯車３が回転する間に出力歯車２と噛み合うこと無く動力伝達歯車の動きを阻害する事がないように、また互いに衝撃を受けないようなタイミング（動力伝達歯車３のリセットと出力歯車２のリセットの時間差）を確保することができる。

また、このレバー７０の回転動作は、電動機ユニットによるばね蓄勢動作の完了と同期しているため、レバー７０にばね蓄勢完了等の状態表示機能を併せ持たせることができる。

従って、投入ばね１３の弾性エネルギが蓄積されレバー機構６の投入リンク１５（図１参照）が投入ラッチ１６に係止された状態になったときに動力伝達歯車３から出力歯車２が完全に離れているので、電動機３３からの慣性による回転力が出力歯車２を介して動力伝達歯車３に伝達されることはなく、リンク機構６を所定の位置に保持することができる。しかも、投入ラッチ１６が投入リンク１５と係合してリンク機構６を強制的に停止させたときに、電動機３３からの慣性による回転力が出力歯車２を伝達して投入ラッチ１６あるいは動力伝達歯車３等を破損させることを防止できる。このため、出力歯車２および動力伝達歯車３の材質も特殊なものとする必要はなく、簡単な構成部品とすることが出来、安価に出力歯車２および動力伝達歯車３を製造できる。

また、リンク機構６が回転軸４・軸１００・軸１０１から成るリンクの死点から回転軸４を中心として少し時計周りに回転した死点近傍で、出力歯車２が動力伝達歯車３から離れ始めるようになっているので、出力歯車２と動力伝達歯車３とが互いに歯合する歯面の接触面圧が小さくなっており、容易にこれら出力歯車２と動力伝達歯車３との歯合が外れる。

また、出力歯車２および動力伝達歯車３の互いの歯面が押し合う力の方向すなわち圧力角からなる作用線Ｄ（図６参照）の方向が支持軸５０に対し、ケース３５を時計方向に回転力が発生する方向にずらしているので、出力歯車２が反時計周りに回転することによって出力歯車２を動力伝達歯車３側に押す力が生じ、出力歯車２と動力伝達歯車３との歯合状態が向上する。

また、押し圧ばね４０によって出力歯車２が動力伝達歯車３側に弾性的に押圧されているので、一旦突出部１１ｃにより出力歯車２が動力伝達歯車３から離れても、再び速やかに、かつ、確実に出力歯車２および動力伝達歯車３が歯合することができる。

ここで、リンク機構６について詳述する。
図１から図６までにおいて、回転軸４に引き外しリンク１１が取り付けられており、引き外しリンク１１の一端には、外周に投入ばね１３を配したガイドリンク１４が軸１００を中心として回転自在に連結している。さらに、ガイドリンク１４の長穴部１４ａに投入リンク１５を回転および摺動自在に連結するとともに、固定軸３０に回転自在に装着する。ここで、引き外しリンク１１とガイドリンク１４と投入リンク１５とで、第１の四節リンクを形成する。

また、ガイドリンク１４と投入リンク１５の連結部には、連結リンク１７が投入リンク１５の連結部と回転自在に連結している。この連結リンク１７のもう一端は、出力レバー９と回転自在に連結している。さらに、出力レバー９は、固定軸１８に回転自在に取り付けられている。

引き外しラッチ１２は、投入動作後（図５）、引き外しリンク１１の外縁部に設けられた切欠部１１ａと係合し投入保持するように配置されており、図示しない付勢手段によって、時計方向に付勢されている。
投入ラッチ１６は、投入ばね１３の蓄勢状態を保持するため、投入リンク１５の外縁部に設けた切欠部１５ｂと係合するように配置されており、同じく図示しない付勢手段により時計方向に付勢されている。

次に、開閉装置の操作機構を構成するリンク機構６の動作について説明する。
図６は、開閉装置の開路状態で、投入ばね１３を放勢した操作機構のリセット状態である。引き外しリンク１１，ガイドリンク１４，投入リンク１５からなる第１の四節リンクは、回動軸４を中心として引き外しリンク１１を時計方向に回転すると、連動して動作するものである。図６では、ガイドリンク１４の先端部（図示下端部）は、投入リンク１５のＵ字状曲げ部１５ａの内壁面に接触するように構成されている。ここで、ガイドリンク１４の両端の連結部（１００、１０１）を直線で結ぶ軸線は、投入リンク１５の回転中心である固定軸３０の軸心に対してＬ２だけ図示右上方向にずれている。そのため、回動軸１０を時計方向に回した際、投入リンク１５が反時計方向に回転することなしに、ガイドリンク１４は投入リンク１５のＵ字状曲げ部１５ａの内壁面を滑るように、図示右下方向へ投入リンク１５に対してほぼ直線的に動く。投入リンク１５と連結リンク１７の連結部は、ガイドリンク１４の長穴部１４ａに沿って動き、投入ばね１３を圧縮していく。

図１は、投入ばね１３の蓄勢途中（蓄勢がほぼ完了）の状態で、投入ばね１３が最も縮められた状態よりも僅かに回転軸４を時計方向に回転した状態の図である。ガイドリンク１４の両端の連結部（１００、１０１）を直線で結ぶ軸線が、回転軸４の中心に対しＬ１だけ図示左方向にずれることにより、引き外しリンク１１は、投入ばね１３のばね力によって時計方向に動く回転力を受けて回転動作する。引き外しリンク１１と投入ばね１３とガイドリンク１４が一体となり、回転軸４を回転中心として時計方向に引き外しリンク１１の回転動作が始まる。これにより、ガイドリンク１４の長穴部１４ａの下方の摺動部１４bがそれまで接触していた投入リンク１５のＵ字状曲げ部１５ａから離れる。続いて、ガイドリンク１４の両端部の連結部（１００、１０１）を直線で結ぶ軸線と固定軸３０の軸心とのずれからなる寸法Ｌ２が、次第に小さくなる。さらに、ガイドリンク１４の両端部の連結部（１００、１０１）を直線で結ぶ軸線が固定軸３０の軸心から出力レバー９側に超えると、投入リンク１５は固定軸３０を回転中心に反時計方向に動き出す。

その後、図２に示すように、投入リンク１５の外縁部に設けられた切欠部１５ｂと投入ラッチ１６が係合してばね蓄勢保持状態となる。この時、引き外しリンク１１にも時計方向へ回転する力が働いているが、引き外しリンク１１の一端１１ｃがストッパー２０と接触し、引き外しリンク１１の時計方向への回転回転動作が規制される。そのため、引き外しリンク１１とガイドリンク１４と投入リンク１５からなる第１の四節リンクが、緊張状態を保ったまま保持される。

図１の状態から投入ラッチ１６を反時計方向に回動することで、投入リンク１５と投入ラッチ１６との係合が外れ、投入ばね１３に蓄えられたはね力でＬ２の距離に比例した回転力が、投入リンク１５に加わる。すると、投入リンク１５と連結リンク１７と出力レバー９からなる四節リンクの変形動作が進み、開閉装置の駆動レバー５を押し下げ、駆動軸５１を支点として可動電極８が図示上方向に移動する。この一連の動作が進んで完了する直前付近から、ガイドリンク１４の両端部の連結部（１００、１０１）を直線で結ぶ軸線と回転軸４の中心とのずれからなる寸法Ｌ１が次第に小さくなる。さらに、寸法Ｌ１が回転軸４の軸心を超え出力レバー９の反対側へ移動すると、引き外しリンク１１に加わる回転力は反転し、反時計方向に回転する回転力が加えられる。これにより、引き外しリンク１１の一端の突出部１１ｃとストッパー２０の当接が離れて引き外しリンク１１は反時計方向に回転を始めるが、この時には引き外しラッチ１２が図示しない付勢手段により時計方向に回転している。

その後、図５に示すように、引き外しリンク１１の切欠部１１ａと引き外しラッチ１２とが係合して投入保持した状態となる。すなわち、開閉部の負荷力（接圧ばね４２と開放ばね４１のばね荷重の反力）を出力レバー９で受け止めて、投入リンク１５と連結リンク１７と出力レバー９からなる第２の四節リンクで、投入ばね１３に加わる力を減衰し、ばね蓄勢機構１のリセット位置における投入ばね１３の初荷重で保持することが可能となる。さらに、投入ばね１３の初荷重を投入リンク１５とガイドリンク１４と引き外しリンク１１からなる第１の四節リンクで減衰しているので、引き外しリンク１１にかかる回転付勢力は非常に小さく引き外しラッチ１２に加わる荷重を小さくすることができる。

このように、この実施の形態１では、第１及び第２の二つの四節リンクで負荷力を減衰し、各々の四節リンクの特定の箇所で大きな減衰比をもたせていないため、摩擦等の経時変化に対する影響が少ない開閉装置の操作機構を提供できる。すなわち、引き外しラッチに加わる荷重を投入ばねの初荷重とすることで引き外し動作力のばらつきが少なく、また、引き外し動作力は負荷力の変動に対しても影響しないため、操作機構の引き外し動作が安定する。

構成部品が多くて構成が複雑になると、その組立作業に多大の労力を要していたが、２つの四節リンクに共通する投入リンク（リンク機構６）を用いることで、開閉装置の操作機構を少ない部品数で得られる効果がある。

（１Ａ）この発明による実施の形態１によれば、ばね蓄勢機構１によって投入ばねとしてのばね１３に蓄積された弾性エネルギを放出することにより、可動接点７、固定接点８の開路または閉路動作を行う開閉操作装置であって、前記投入ばね１３に前記弾性エネルギを蓄積するための動力を伝達する出力歯車２を有した電動機ユニット３１からなる動力発生手段と、前記電動機ユニット３１からなる動力発生手段が回動自在に支持した支持軸５０と、前記出力歯車２に歯合された動力伝達歯車３と、前記動力伝達歯車３が支持固定された引き外しリンク１１と、前記引き外しリンク１１の一端に設けられ、前記引き外しリンク１１から外側に向かって突出した突出部１１ｃと、前記引き外しリンク１１に連結されているとともに前記投入ばね１３に連動し、前記投入ばね１３が前記弾性エネルギを放出することにより回動するリンク機構６と、前記リンク機構６が回動することにより連動した可動接点８を固定接点７から離間させ、または前記固定接点７に当接させて前記開路または閉路動作を完了させる出力レバー９とを備え、前記引き外しレバー１１とともに回転する前記突出部１１ｃが前記電動機ユニット３１に接触し前記電動機ユニット３１を押すことにより前記電動機ユニット３１が前記支持軸５０を中心に回動し、前記投入ばね１３に前記弾性エネルギが蓄積された時に前記出力歯車２は前記動力伝達歯車３から完全に離れるようになっているので、前記弾性エネルギが蓄積された後に前記電動機ユニット３１から前記動力伝達歯車３に余分な動力を伝達することはなく、また、このときは前記出力歯車２および前記動力伝達歯車３は互いに離れているので、騒音となることもないし、さらに、前記出力歯車２および前記動力伝達歯車３は特殊な材質とすることなく、構成部品も簡単な形状になるため、安価に製造できる。このため、騒音および破損の発生を防止するとともに、少ない部品点数で構成でき、信頼性の高い安価な開閉操作装置を得ることができる。

（１Ｂ）この発明による実施の形態１によれば、前記（１Ａ）項における構成において、前記リンク機構６は、回転軸４に装着された引き外しリンク１１と、引き外しリンク１１の一端に回転自在に装着され投入ばね１３を外側に配したガイドリンク１４と、ガイドリンク１４の長穴部１４ａに回転および摺動自在に一端を連結されかつ固定軸３０（第１の固定軸）に回転自在に装着された投入リンク１５と、ガイドリンク１４と投入リンク１５との連結部１０１に回転自在に一端を連結された連結リンク１７と、連結リンク１７の他端に軸１０２を介して回転自在に一端を連結されかつ固定軸１８（第２の固定軸）に回転自在に支持された出力レバー９と、引き外しリンク１１の切欠部１１aと係合可能な引き外しラッチ１２とを備え、投入ばね１３を蓄勢し投入リンク１５の切欠部１５bと投入ラッチ１６とを係合させる際には引き外しリンク１１とガイドリンク１４と投入リンク１５とで第１の四節リンクを形成し、引き外しリンク１１と引き外しラッチ１２との係合状態では第１の四節リンクに加えて投入リンク１５と連結リンク１７と出力レバー９とで第２の四節リンクを形成するようにした。このため、騒音および破損の発生を防止するとともに少ない部品点数で構成でき信頼性の高い安価なものとすることができ、しかも、２つの四節リンクで負荷力を順次段階的に減衰し各々の四節リンクの特定の箇所で大きな減衰を生じない構成としたため、摩擦等の経時変化が少ない開閉操作装置を得ることができる。

（１Ｃ）この発明による実施の形態１によれば、前記（１Ａ）項または前記（１Ｂ）項における構成において、前記電動機ユニット３１からなる動力発生手段は、電動機３３と、前記電動機３３が発生する回転動力を前記出力歯車２に伝達する減速機（図示せず）とを有したので、騒音および破損の発生を防止するとともに、少ない部品点数で構成でき信頼性の高い安価なものとすることができる。また電動機３３あるいは減速機（図示せず）を適宜に選定して装着することにより、前記出力歯車２に所定の回転速度および回転トルクを設定できる開閉操作装置を得ることができる。

（１Ｄ）この発明による実施の形態１によれば、前記（１Ａ）項から（１Ｃ）項までのいずれかの構成において、前記投入ばね１３に前記弾性エネルギを蓄積する時に、前記出力歯車２および前記動力伝達歯車３が互いに歯合する歯面の圧力角からなる伝達力の作用線（図６の矢印Ｄ）が、減速機（図示せず）のケース３５を含む前記電動機ユニット３１からなる動力発生手段を前記支持軸５０に対して時計方向に回転力が発生する方向にずらしており、前記出力歯車２が前記動力伝達歯車３に押圧されて前記出力歯車２および前記動力伝達歯車３の歯合が外れないようになっているので、騒音および破損の発生を防止するとともに、少ない部品点数で構成でき、信頼性の高い安価なものとすることができる。また、前記投入ばねに前記弾性エネルギが蓄積されている途中で前記出力歯車２が前記動力伝達歯車３から離れることはなく、確実に前記動力を前記ばねに前記弾性エネルギとして伝達することができる開閉操作装置を得ることができる。

（１Ｅ）この発明による実施の形態１によれば、前記（１Ａ）項から（１Ｄ）項までのいずれかの構成において、前記リンク機構６が前記投入ばね１３に対して死点近傍にあるときに、前記出力歯車２が前記動力伝達歯車３から離れるようになっているので、騒音および破損の発生を防止するとともに、少ない部品点数で構成でき信頼性の高い安価なものとすることができる。また、前記リンク機構６が前記投入ばね１３に対して死点近傍にあるときに、前記出力歯車２が前記動力伝達歯車３から離れるようにしたので、前記出力歯車２と前記動力伝達歯車３とが歯合する歯面の面圧が小さく、容易に前記出力歯車２が前記動力伝達歯車３から離れることができる開閉操作装置を得ることができる。

実施の形態２．
この発明による実施の形態２を、図７および図８について説明する。図７は実施の形態２に係る開閉装置のばね蓄勢機構の構成を示す概略図である。図８は図７の電動機ユニットの矢印VIIIの向きからの矢視図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

この発明による実施の形態２における構成を示す図７および図８において、開閉操作装置のばね蓄勢機構１は、電動機ユニット３１の近傍に設けられた検出スイッチである電気スイッチ４４を備えている。電気スイッチ４４は、電動機３３に電気的に接続されており、出力歯車２が動力伝達歯車３から離れると、電動機ユニット３１のケース３５が電気スイッチ４４に接触し、この電気スイッチ４４がオン動作し、出力歯車２が動力伝達歯車３側に向かって移動すると、電動機ユニット３１のケース３５が電気スイッチ４４から離れ、電気スイッチ４４がオフ動作するようになっている。電動機３３は、電気スイッチ４４のオン動作により停止し、オフ動作により駆動するようになっている。また、電動機ユニット３１は第１フレーム３６ａおよび第２フレーム３６ｂ（図３参照）に回転自在に設けられ、電動機ユニット３１の支持軸５０と一体のものとして設けられたハンドル係合軸４６に回転自在に設けられている。ハンドル係合軸４６は、減速機（図示せず）における複数の歯車軸の内１本が延出されてケース３５から露出されたものであり、その端部にはハンドル（図示せず）が係合できる突出ピン４５が固着されている。他の構成は実施の形態１と同様である。

従って、ハンドル係合軸４６は、実施の形態１における支持軸５０と同様の働きをするとともに、ハンドルを係合させることによって手動でハンドル係合軸４６を回転させて出力歯車２を回転させることができるので、停電等により電力供給が遮断された場合でも、閉路動作あるいは開路動作を手動により行うことができる。

また、ハンドル係合軸４６は、減速機（図示せず）内の歯車軸を延出させたものであるので、ハンドル係合軸４６を減速機内の歯車軸と兼用させて部品点数を増加させずに手動による開路動作あるいは閉路動作を行うことができる。

また、電動機３３による投入ばね１３の蓄勢操作の場合、出力歯車２を駆動する電動機３３は、出力歯車２が動力伝達歯車３から離れると、電気スイッチ４４がケース３５の接触によりオン動作し電動機３３を停止させ、出力歯車２が動力伝達歯車３側に向かって移動すると、電気スイッチ４４がオフ動作して電動機３３が駆動するので、電動機３３の駆動動力を必要なときに自動的に供給でき、無駄な電力消費がなくなり、電動機ユニット３１の寿命を長くすることができる。

なお、ハンドル係合軸４６は、ハンドル（図示せず）が係合できればどの様な形状でもよく、また、どの様な長さでもよい。従って、例えば、ハンドル係合軸４６の端部に突出ピン４５を設けなくても、軸断面形状を四角形にして、これに係合するハンドルを用いてもよいし、ハンドル係合軸４６が延出してケース３５から露出していなくても、ハンドルがケース３５の内部に挿入できる形状であれば、ハンドル係合軸４６は延出してケース３５から露出していなくてもよい。

また、減速機の歯車軸を２本以上をハンドル係合軸としてもよく、この場合は、支持軸としてのハンドル係合軸４６は１本で、その他のハンドル係合軸は電動機ユニット３１を支持していない構成となっている。

（２Ａ）この発明による実施の形態２によれば、実施の形態１における前記（１Ａ）項から（１Ｅ）項までのいずれかの構成において、電動機３３を有する前記電動機ユニット３１からなる動力発生手段の近傍に前記電動機３３に電気的に接続された検出スイッチ４４が設けられ、前記検出スイッチ４４は、前記出力歯車２が移動して前記動力伝達歯車３から離れたときに前記電動機３３を停止させ、前記出力歯車２が前記動力伝達歯車３側に移動するときに前記電動機３３を駆動させるようになっているので、騒音および破損の発生を防止するとともに、少ない部品点数で構成でき信頼性の高い安価なものとすることができる。また、自動的に前記電動機３３の駆動および停止ができ、電力消費を低減するとともに、前記動力発生手段の寿命を延ばすことができる開閉操作装置を得ることができる。

（２Ｂ）この発明による実施の形態２によれば、実施の形態１における前記（１Ａ）項から（１Ｅ）項までのいずれかの構成、または、前記（２Ａ）項における構成において、前記減速機（図示せず）は、複数の歯車が歯合されて構成されており、前記歯車の軸の少なくとも１つをハンドル係合軸４６としてハンドルが係合できるような形状としたので、騒音および破損の発生を防止するとともに、少ない部品点数で構成でき、信頼性の高い安価なもとのすることができる。また、停電等の電力供給が遮断された場合でも、前記ハンドルを前記歯車の軸に係合して、手動により閉路動作あるいは開路動作を行うことができる開閉操作装置を得ることができる。

この発明による実施の形態１における開閉操作装置のばね蓄勢機構の構成を示すもので、蓄勢途中状態を示す概略図である。 この発明による実施の形態１における開閉操作装置のばね蓄勢機構の構成を示すもので、蓄勢完了状態を示す概略図である。 図１および図２ならびに図５および図６における電動機ユニット周辺の矢印III の向きからの矢視図である。 この発明による実施の形態１における突出部材，出力歯車および動力伝達歯車の動作関連を模式的に説明する側面図である。 この発明による実施の形態１における開閉操作装置のばね蓄勢機構に係る投入保持状態での構成を示す概略図である。 この発明による実施の形態１における開閉操作装置のばね蓄勢機構に係る遮断後のリセット状態での構成を示す概略図である。 この発明による実施の形態２における開閉操作装置のばね蓄勢機構の構成を示す概略図である。 この発明による実施の形態２における図７の電動機ユニットの矢印VIIIの向きからの矢視図である。

符号の説明

１ ばね蓄勢機構、２ 出力歯車、３ 動力伝達歯車、４ 回転軸、６ リンク機構、７ 可動接点、８ 固定接点、９ レバー、１１ 引き外しリンク、１１a 切欠部、１１c 突出部、１２ 引き外しラッチ、１３ 投入ばね、１４ ガイドリンク、１４a長穴部、１５ 投入リンク、１５a Ｕ字状曲げ部、１５b 切欠部、１６ 投入ラッチ、１７ 連結リンク、１８ 固定軸、３０ 固定軸、３１ 電動機ユニット（動力発生手段）、３３ 電動機、４４ 電気スイッチ（検出スイッチ）、４６ ハンドル係合軸。

Claims (6)

1. ばね蓄勢機構によってばねに蓄積された弾性エネルギを放出することにより開路または閉路動作を行う開閉操作装置であって、前記ばねに前記弾性エネルギを蓄積するための動力を伝達する出力歯車を有した動力発生手段と、前記動力発生手段が回転自在に支持された支持軸と、前記出力歯車に歯合された動力伝達歯車と、前記動力伝達歯車が支持固定された引き外しリンクと、前記引き外しリンクの一端に設けられ、前記引き外しリンクと連動して動作し前記ばねの蓄勢完了時点で前記動力発生手段を駆動して前記出力歯車と前記動力伝達歯車の係合を解除する歯車係合解除部と、前記引き外しリンクに連結されているとともに前記ばねに連動し、前記ばねが前記弾性エネルギを放出することにより回動するリンク機構と、前記リンク機構が回動することにより、連動した可動接点を固定接点から離間させ、または前記固定接点に当接させて前記開路または閉路動作を完了させるレバーとを備え、前記引き外しリンクとともに回転する前記歯車係合解除部が前記動力発生手段に接触し前記動力発生手段を押すことにより前記動力発生手段が前記支持軸を中心に回動し、前記ばねに前記弾性エネルギが蓄積された時に前記出力歯車は前記動力伝達歯車から完全に離れるようになっているものであり、前記リンク機構は、回転軸に装着された引き外しリンクと、引き外しリンクの一端に回動自在に装着さればねを外側に配したガイドリンクと、ガイドリンクの長穴部に回動および摺動自在に一端を連結されかつ第１の固定軸に回転自在に装着された投入リンクと、ガイドリンクと投入リンクとの連結部に回転自在に一端を連結された連結リンクと、連結リンクの他端に回転自在に一端を連結されかつ第２の固定軸に回転自在に装着された出力レバーと、引き外しリンクと係合可能な引き外しラッチとを備え、ばねを蓄勢し投入リンクと投入ラッチとを係合させる際には引き外しリンクとガイドリンクと投入リンクとで第１の四節リンクを形成し、引き外しリンクと引き外しラッチとの係合状態では第１の四節リンクに加えて投入リンクと連結リンクと出力レバーとで第２の四節リンクを形成することを特徴とする開閉操作装置。
2. 前記動力発生手段は、電動機と、前記電動機が発生する回転動力を前記出力歯車に伝達する減速機とを有したことを特徴とする請求項１に記載の開閉操作装置。
3. 前記動力発生手段の近傍に前記電動機に電気的に接続された検出スイッチが設けられ、前記検出スイッチは、前記出力歯車が移動して前記動力伝達歯車から離れたときに前記電動機を停止させ、前記出力歯車が前記動力伝達歯車側に移動するときに前記電動機を駆動させるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の開閉操作装置。
4. 前記減速機は、複数の歯車が歯合されて構成されており、前記歯車の軸の少なくとも１つをハンドルが係合できるような形状としたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の開閉操作装置。
5. 前記ばねに前記弾性エネルギを蓄積する時に、前記出力歯車および前記動力伝達歯車が互いに歯合する歯面の圧力角からなる伝達力の作用線が前記支持軸に対し、前記出力歯車が前記動力伝達歯車に押圧する方向の回動力が発生する方向にずらしており、前記出力歯車が前記動力伝達歯車に押圧されて前記出力歯車および前記動力伝達歯車の歯合が外れないようになっていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の開閉操作装置。
6. 前記リンク機構が前記ばねに対して死点近傍にあるときに、前記出力歯車が前記動力伝達歯車から離れるようになっていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の開閉操作装置。

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