JP4901319B2 - 遮断器の操作機構 - Google Patents

Description

この発明は、遮断器の操作機構、特に、トグルリンク機構を備えた遮断器の操作機構に関するものである。

従来技術においては、トグルリンク方式の操作機構を備えた遮断器が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された遮断器の操作機構では、各リンクがピン等により互いに連結され分離できないようになっているためトルク伝達完了後は遮断器閉極状態を各リンクによるリンク機構全体で保持する必要があり、次回投入動作に対して待機するリンク構成は困難である。

一方、カムを用いてトルク伝達を行う方式の操作機構を備えた遮断器では、トルク伝達完了後、次回投入動作に対して待機可能であるが、カムとカムフォロアの接触部は円柱と円柱の外接円モデルとなるため面圧は円柱と凹円面の内接円モデルよりも高くなり、カム面やカムフォロア径の増大による面圧低減もしくは熱処理や熱処理後の部品歪の考慮といった対策が必要である。

特開２００６−３２１８９号公報

この発明は、投入動作後に遮断器の閉極状態を保持するリンク系統とは切離された別のリンク系統により次回投入動作の待機状態を準備できるようにして、閉極状態の保持と次回投入動作の準備とをそれぞれ確実に行うことができ遮断器の開閉動作を的確に遂行できる遮断器の操作機構を得ようとするものである。

この発明に係る遮断器の操作機構では、投入ばねによって付勢され前記投入ばねによる付勢力を投入ラッチにより抑止される第１のリンク系統と、前記投入ラッチの抑止解除により前記投入ばねによる付勢力によって駆動され遮断器を閉極して引外しラッチにより閉極状態に保持される第２のリンク系統とを備え、前記第１のリンク系統に一端を連結されて前記投入ばねの付勢力によって駆動され他端を前記第２のリンク系統に係合して前記第２のリンク系統を介して遮断器を閉極するとともに、前記第１のリンク系統による前記投入ばねの蓄勢動作に応じて前記第２のリンク系統との係合を解除する投入駆動用リンクを設けたものであって、前記第２のリンク系統に設けられた係合ピンに内接する係合部を前記投入駆動用リンクの他端に設けたものである。

この発明によれば、投入動作後は遮断器の閉極状態を保持する第２のリンク系統とは切離された第１のリンク系統により次回投入動作の待機状態を準備できるようにして、閉極状態の保持と次回投入動作の準備とをそれぞれ確実に行うことができるとともに、第１のリンク系統と第２のリンク系統との係合部を円柱と凹円面の内接円モデルとして、係合部の面圧低減を行うことができ、遮断器の開閉動作を的確に遂行できる遮断器の操作機構を得ることができる。

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、この発明による実施の形態における、遮断器が開極状態にあり、投入ばねが蓄勢状態にある場合のリンク構成を示す側面図である。図２は、この発明による実施の形態における、遮断器投入過程でのリンク構成を示す側面図である。図３は、この発明による実施の形態における、遮断器が閉極状態にあり、投入ばねが蓄勢状態にある場合のリンク構成を示す側面図である。図４は、この発明による実施の形態における、Ｕ溝リンクを示す拡大側面図である。図５は、この発明による実施の形態における、Ｕ溝リンクと係合ピンとの係合部分を示す拡大側面図である。

図１から図３までにおいて、シャフト１にはリンク２の一端が固着して取り付けられている。リンク２の他端としての自由端にはＵ溝リンク３の一端がピン４によって回動自在に取り付けられている。Ｕ溝リンク３の他端としての自由端にはＵ溝部３ａが設けられピン５と係合可能となっている。ピン５は回動中心ピン６によって回動自在に支承されているリンク７の一端に設けられリンク７の一端とリンク９の一端とを互いに回動可能に連結している。リンク７の他端にはピン８が設けられている。
リンク９の他端はピン１０によってリンク１１の自由端上部に互いに回動可能に連結されている。リンク１１は回動中心ピン１２により回動自在に支承されている。リンク１１の自由端下部はピン１３によりリンク１４の一端に回動自在に連結され、リンク１４の他端はピン１５により三相駆動軸としての回動中心軸１７に取り付けられた三相駆動リンク１６の一端に回動自在に連結されている。
三相駆動リンク１６の他端はピン１８により主回路遮断器を構成する真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３の可動接点に回動自在に連結されている。主回路遮断器を構成する真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３には、真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３の閉極時に蓄勢され、可動接点を引外し方向に付勢する引外しばね２４が設けられている。
そして、リンク２の他端としての自由端に設けられたピン４と投入ばね支点２０との間に張架され、投入ばね荷重の向きＡの方向にピン４を付勢する投入ばね１９が設けられている。引外しばね２４は引外し荷重の向きＢの方向に付勢力を有しピン１８を介して三相駆動リンク１６を三相駆動軸としての回動中心軸１７を中心として時計式に駆動する方向へ常時付勢している。シャフト１は投入ばね１９を蓄勢する蓄勢用駆動軸としての役割を持つ。

ここで、シャフト１に一端を固着して取り付けられたリンク２、および、リンク２に一端をピン４により回動自在に取り付けれ他端にＵ溝部３ａを設けたＵ溝リンク３はリンク系統Ｌ１を構成する。Ｕ溝リンク３のＵ溝部３ａの両端にはＵ溝部３ａに連接するテーパ部３ｂが設けられている。
また、回動中心ピン６を中心に回動し両端にＵ溝リンク３のＵ溝部３ａと係合するピン５およびピン８を設けたリンク７、リンク７とピン５により一端を回動自在に連結されたリンク９、回動中心ピン１２を中心に回動するよう枢着され自由端上部をリンク９にピン１０によって回動自在に連結されるリンク１１、リンク１１の自由端下部に一端をピン１３によって回動自在に連結されるリンク１４、および、三相駆動軸としての回動中心軸１７を中心として回動するよう枢着され一端をリンク１４の他端にピン１９によって連結され他端をピン１８によってに真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３の可動接点に連結される三相駆動リンク１６はリンク系統Ｌ２を構成する。

真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３で構成される主回路遮断器が開極状態にあり、投入ばねが蓄勢状態にある場合のリンク構成を示す図１において、投入ばね１９は投入ばね荷重方向Ａの向きにピン４を付勢し、投入ラッチ２２がリンク２の反時計式方向への回動を阻止し図示状態に保持している。

真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３で構成される主回路遮断器に閉極指令が印加され投入ラッチ２２が解除されると、投入ばね荷重の向きＡの方向に作用する投入ばね１９の付勢力によりピン４はリンク２の反時計式回動方向へ駆動され、リンク系統Ｌ１に設けられた投入用駆動リンクとしてのＵ溝リンク３はＵ溝部３ａと係合するリンク系統Ｌ２に設けられた係合ピンとしてのピン５をリンク７の時計式回動方向へ駆動してリンク系統Ｌ２へ投入駆動のためのトルク伝達を行い、リンク９およびピン１０を介してリンク１１を回動中心ピン１２を枢軸として反時計式駆動方向へ駆動する。リンク１１はピン１３およびリンク１４を介して三相駆動軸としての回動中心軸１７に取り付けられた三相分の真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３を開閉駆動するための三相駆動リンク１６を回動中心軸１７を中心として反時計式回動方向へ回動して三相駆動リンク１６へトルク伝達を行い、この駆動トルクは、ピン１８を介し真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３の可動接点を引外しばね荷重の向きＢの方向に作用する引外しばね２４の付勢力に抗して閉極方向へ駆動し固定接点に接合させるエネルギに変換される。これにより、遮断器投入過程を示す図２の状態となる。

図２の遮断器投入過程を示す状態から、投入ばね１９の蓄勢用駆動軸となるシャフト１によるリンク２の反時計式方向への駆動によって投入ばね１９は蓄勢されるともに、リンク系統Ｌ１に設けられた投入用駆動リンクとしてのＵ溝リンク３はリンク系統Ｌ２に設けられた係合ピンとしてのピン５との係合を解除し、主回路遮断器としての真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３が閉極状態にあり、投入ばね１９が蓄勢状態にある図３に示す状態となる。
この状態において、引外しラッチ２１は引外しばね２４の付勢力によるリンク系統Ｌ２に設けられたリンク７の反時計式回動方向への回動を阻止し図示状態に保持している。
一方、リンク系統Ｌ１に設けられた投入用駆動リンクとしてのＵ溝リンク３はリンク系統Ｌ２に設けられた係合ピンとしてのピン５との係合が解除され、リンク２およびＵ溝リンク３は次回の投入動作に対し待機可能な位置まで移動しており、蓄勢された投入ばね１９とともに次回の投入動作に備えた準備状態となっている。

真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３で構成される主回路遮断器が閉極状態にあり、投入ばねが蓄勢状態にある場合のリンク構成を示す図３において、真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３で構成される主回路遮断器に開極指令が印加され引外しラッチ２１が解除されると、引外しばね２４の付勢力によってリンク系統Ｌ２に設けられたリンク７は反時計式回動方向へ回動し、また、三相駆動リンク１６が引外しばね２４の付勢力によって時計式回動方向へ回動し、ピン１５およびリンク１４ならびにピン１３を介してリンク１１が回動中心ピン１２を中心として時計式回動方向へ回動して、リンク９を介してピン５を駆動し、図１に示す状態となる。この状態では、リンク系統Ｌ１に設けられた投入用駆動リンクとしてのＵ溝リンク３のＵ溝部３ａはリンク系統Ｌ２に設けられた係合ピンとしてのピン５に係合する。

このように、投入動作後は遮断器の閉極状態を保持するリンク系統Ｌ２とは切離された別のリンク系統Ｌ１により次回投入動作の待機状態を準備できるようにして、閉極状態の保持と次回投入動作の準備とをそれぞれ確実に行うことができ遮断器の開閉動作を的確に遂行できる遮断器の操作機構を得ることができる。

すなわち、真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３で構成される主回路遮断器の閉極動作を行うためのトルク伝達完了後は、真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３で構成される主回路遮断器は引外しラッチ２１により閉極状態を保持され、Ｕ溝リンク３に設けられたＵ溝部３ａの係合部とピン５の係合が解除され、リンク２およびＵ溝リンク３は次回投入動作に対して待機可能な位置まで移動する。
Ｕ溝部３ａを持つＵ溝リンク３を設けることにより、トルク伝達およびリンク切離しを同時に行え、切離されたリンク系統Ｌ１とリンク系統Ｌ２との二つのリンク系統で、一方は閉極保持、もう一方は次回投入動作に対し待機することが可能となる。
また、Ｕ溝リンク３にＵ溝部３ａを持つ構造を有することで、Ｕ溝リンク３に設けられたＵ溝部３ａとピン５との係合部は円柱と凹円面の内接円モデルとすることで面圧の低減が可能となり、接触面荷重が同一なカム式と比較して、ピン径の縮小を行え熱処理が不要な構成が可能となる。

図４および図５において、Ｕ溝リンク３には、図４に示すように、Ｕ溝部３ａとともにＵ溝部３ａの両端に連接する対をなすテーパ部３ｂが設けられている。図３に示す閉極状態から図１に示す開極状態に移行する際には、Ｕ溝リンク３にテーパ部３ｂが設けられＵ溝リンク３がピン４のまわりに回動自在であることで、遮断器の開極状態での係合ピン５の位置にバラツキがあっても、テーパ部３ｂがガイドとなって、確実にＵ溝部３ａと係合ピン５とが係合し、図５に示す状態となる。開極位置調整によって係合ピン５の位置がバラツクけれども、そのバラツキをＵ溝リンク３のテーパ部３ｂによりＵ溝リンク３自体で補正するものである。

この発明による実施の形態１によれば、投入ばね１９によって付勢され前記投入ばね１９による付勢力を投入ラッチ２２により抑止されるリンク２，３からなる第１のリンク系統Ｌ１と、前記投入ラッチの抑止解除により前記投入ばね１９による付勢力によって駆動され真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３で構成される主回路遮断器を閉極し引外しラッチ２１により閉極状態に保持されるリンク７，９，１１，１４，１６からなる第２のリンク系統Ｌ２とを備え、前記第１のリンク系統Ｌ１には、前記第１のリンク系統Ｌ１のリンク２に一端を連結されて前記投入ばね１９の付勢力によって駆動されＵ溝部３ａを有する自由端としての他端を前記第２のリンク系統Ｌ２のリンク７，９を連結するピン５に係合して前記第２のリンク系統Ｌ２を介して真空スイッチ管（ＶＳＴ）２３で構成される主回路遮断器を閉極するとともに、前記第１のリンク系統Ｌ１による前記投入ばね１９の蓄勢動作に応じて前記第２のリンク系統Ｌ２に設けられた係合ピンとしてのピン５との係合を解除する投入駆動用リンクとしてのＵ溝リンク３を設けたので、投入動作後は遮断器の閉極状態を保持するリンク系統Ｌ２とは切離された別のリンク系統Ｌ１により次回投入動作の待機状態を準備できるようにして、閉極状態の保持と次回投入動作の準備とをそれぞれ確実に行うことができ、遮断器の開閉動作を的確に遂行できる遮断器の操作機構を得ることができる。
すなわち、投入ばね１９の荷重による付勢力より回転トルクを与えられるシャフト１と回転を同一とするリンク２にピン連結によりピン４の周りに回転自由なＵ溝部３ａを有するＵ溝リンク３を取付けた構造で、リンク系統Ｌ１のＵ溝リンク３に設けられたＵ溝部３ａの係合部と別のリンク系統Ｌ２に設けられたピン５との係合によりトルク伝達を行い、トルク伝達完了後は、Ｕ溝部３ａの係合部とピン５との係合が解除されることによってリンク系統がリンク系統Ｌ１とリンク系統Ｌ２の２系統に切離され、一系統のリンク系統Ｌ２は遮断器閉極保持、もう一系統のリンク系統Ｌ１は次回投入動作に対して待機可能な位置まで移動可能な特徴を有する遮断器の操作機構が構成されている。

また、この発明による実施の形態によれば、前項の構成において、前記第２のリンク系統Ｌ２に設けられた係合ピン５に内接するＵ溝部３ａからなる係合部を前記第１のリンク系統Ｌ１を構成し前記第１のリンク系統Ｌ１の蓄勢用駆動軸としてのシャフト１に一端を固着されたリンク２の他端にピン４で一端を回動自在に連結された投入駆動用リンク３の自由端としての他端に設けたので、投入動作後は遮断器の閉極状態を保持するリンク機構Ｌ２とは切離された別のリンク機構Ｌ１により次回投入動作の待機状態を準備できるようにして、閉極状態の保持と次回投入動作の準備とをそれぞれ確実に行うことができ遮断器の開閉動作を的確に遂行できるとともに、第１のリンク機構Ｌ１と第２のリンク機構Ｌ２との係合部を円柱と凹円面の内接円モデルとして係合部の面圧低減を行える遮断器の操作機構を得ることができる。
すなわち、第１のリンク機構Ｌ１を構成する前記Ｕ溝部３ａを有するＵ溝リンク３と第２のリンク機構Ｌ２を構成するピン５の接触面は円柱と凹円面の内接円モデルとなり、面圧低減が可能な特徴を有する遮断器の操作機構が構成されている。

さらに、この発明による実施の形態によれば、前項の構成において、前記係合ピン５に内接するＵ溝部３ａからなる係合部と連接して前記係合ピン５と前記Ｕ溝部３ａからなる係合部との係合を案内するテーパ部５ｂを前記第１のリンク系統Ｌ１を構成し前記第１のリンク系統Ｌ１の蓄勢用駆動軸としてのシャフト１に一端を固着されたリンク２の他端にピン４で一端を回動自在に連結された投入駆動用リンク３の自由端としての他端に設けたので、投入動作後は遮断器の閉極状態を保持するリンク機構Ｌ２とは切離された別のリンク機構Ｌ１により次回投入動作の待機状態を準備できるようにして、閉極状態の保持と次回投入動作の準備とをそれぞれ確実に行うことができ遮断器の開閉動作を的確に遂行できるとともに、第１のリンク機構Ｌ１と第２のリンク機構Ｌ２との係合部を円柱と凹円面の内接円モデルとして係合部の面圧低減を行え、しかも、前記係合ピンと前記係合部との係合を確実に行える遮断器の操作機構を得ることができる。

この発明による実施の形態における遮断器が開極状態にあり、投入ばねが蓄勢状態にある場合のリンク構成を示す側面図である。 この発明による実施の形態における遮断器投入過程のリンク構成を示す側面図である。 この発明による実施の形態における遮断器が閉極状態にあり、投入ばねが蓄勢状態にある場合のリンク構成を示す側面図である。 この発明による実施の形態における、Ｕ溝リンクを示す拡大側面図である。 この発明による実施の形態における、Ｕ溝リンクと係合ピンとの係合部分を示す拡大側面図である。

符号の説明

１ シャフト、２ リンク、３ Ｕ溝リンク、４，５ ピン、６ 回動中心ピン、７ リンク、８ ピン、９ リンク、１０ ピン、１１ リンク、１２ 回動中心ピン、１３ ピン、１４ リンク、１５ ピン、１６ 三相駆動リンク、１７ 回動中心軸、１８ ピン、１９ 投入ばね、２０ 投入ばね支点、２１ 引外しラッチ、２２ 投入ラッチ、２３ 主回路遮断器を構成する真空スイッチ管（ＶＳＴ）、２４ 引外しばね。

Claims (2)

1. 投入ばねによって付勢され前記投入ばねによる付勢力を投入ラッチにより抑止される第１のリンク系統と、前記投入ラッチの抑止解除により前記投入ばねによる付勢力によって駆動され遮断器を閉極して引外しラッチにより閉極状態に保持される第２のリンク系統とを備え、前記第１のリンク系統に一端を連結されて前記投入ばねの付勢力によって駆動され他端を前記第２のリンク系統に係合して前記第２のリンク系統を介して遮断器を閉極するとともに、前記第１のリンク系統による前記投入ばねの蓄勢動作に応じて前記第２のリンク系統との係合を解除する投入駆動用リンクを設けたものであって、前記第２のリンク系統に設けられた係合ピンに内接する係合部を前記投入駆動用リンクの他端に設けたことを特徴とする遮断器の操作機構。
2. 前記係合ピンに内接する係合部と連接して前記係合ピンと前記係合部との係合を案内するテーパ部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の遮断器の操作機構。

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