JP5101331B2

JP5101331B2 - 真空遮断器

Info

Publication number: JP5101331B2
Application number: JP2008035130A
Authority: JP
Inventors: 健二加藤; 諭赤地
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-02-15
Filing date: 2008-02-15
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-02-15
Also published as: JP2009193886A

Description

本発明は、真空バルブを用いた真空遮断器に係り、特に、開閉操作を容易に行える操作機構を備えた真空遮断器に関する。

従来、この種の真空遮断器の操作機構には、操作方向を、例えば左右方向から上下方向に変換するスコットラッセル機構が用いられ、真空遮断器の外形形状を小型にできることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、スコットラッセル機構は、複数枚の板状のリンクがピンで連結され、操作方向を変換しているので、リンクやピンの摩擦抵抗が大きくなる問題があった。また、リンクやピンを含めた操作機構に過大の荷重が掛かる問題があった。
特開２０００−２９４０９３号公報（第３ページ、図１）

上記の従来の真空遮断器においては、次のような問題がある。
操作方向を変換するスコットラッセル機構では、リンクやピンの摩擦抵抗が大きく、過大の荷重が各部に掛かることがあった。このため、摩擦抵抗を抑制し、操作機構からの操作力を容易に伝達することのできる機構が望まれていた。また、操作方向を変換しないものであっても、操作力が容易に伝達されるものが望まれていた。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、操作力を容易に伝達する機構を備えた真空遮断器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の真空遮断器は、接離自在の一対の接点を有する真空バルブと、前記真空バルブに連結された第１の可動軸と第２の可動軸との軸方向の芯ずれを吸収する自動調芯機構と、前記第２の可動軸と第３の可動軸との操作方向を変換する方向変換機構と、前記第３の可動軸に連結された前記接点の開閉操作を行う操作機構とを備え、前記自動調芯機構は、前記第１の可動軸に連結された回転自在の球体と、前記第１の可動軸の軸方向に配置されるとともに、前記第２の可動軸に連結された前記球体を回転自在に支える球面滑り軸受けとから構成され、前記方向変換装置は、三角形状のリンクの一方の頂点部に連結された前記第２の可動軸と、前記リンクの他方の頂点部に連結されるとともに、前記第２の可動軸の軸方向と直交する方向に移動する前記第３の可動軸とから構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、回転自在の球体を有する自動調芯機構を連結して操作機構からの操作力を伝達しているので、軸方向の芯ずれによる伝達ロスが抑えられ、真空バルブの開閉操作を容易にすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

本発明の実施例に係る真空遮断器を図１乃至図５を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る真空遮断器の構成を示す正面図、図２は、本発明の実施例に係る真空遮断器の構成を示す上面図、図３は、本発明の実施例に係る真空遮断器の操作機構を示す拡大正面図、図４は、本発明の実施例に係る真空遮断器の操作機構を示す拡大上面図、図５は、本発明の実施例に係る真空遮断器の操作機構の動作を説明する拡大正面図である。なお、各図において、固定ピンには斜線を入れ、可動ピンを白抜きで示した。

図１に示すように、真空遮断器は、取り付け板１を境として、遮断部２ａと操作機構部２ｂとに分かれて構成されている。

遮断部２ａには、接離自在の一対の接点３を有する真空バルブ４がエポキシ樹脂でモールドされ、三相分が取り付け板１に固定されている。真空バルブ４の可動側には、軸方向に移動自在の可動電極５が連結され、接続導体６に摺動接触している。可動電極５の軸方向には、絶縁操作ロッド７が連結され、絶縁操作ロッド７に固定された第１の可動軸８が取り付け板１の開口孔を移動自在に貫通している。また、図２に示すように、真空バルブ４は、例えば図示上方が遮断用であり、図示下方が断路用となっている。遮断用と断路用の真空バルブ４の主回路部には、他の電気機器が接続される。

操作機構部２ｂには、三相分の第１の可動軸８に連結されたシャフト９が設けられている。第１の可動軸８の外周には、接点３が閉路したときに、接触荷重を加えるワイプバネ１０が設けられている。そして、中相の第１の可動軸８には、操作方向のずれを吸収する自動調芯機構１１が連結され、更に操作方向を図示上下方向から図示左右方向に変換する方向変換機構１２に連結されている。方向変換機構１２には、例えば永久磁石を有する電磁アクチュエータのような操作機構１３が連結されている。また、上相と中相間と、中相と下相間とのシャフト９には、接点３を開路方向に移動させる開路バネ１４が設けられている。

次に、自動調芯機構１１と方向変換機構１２を図３乃至図５を参照して説明する。図３、図４に示すように、シャフト９は、三角形状の二枚の第１のリンク１５の一方の頂点部を貫通固定している。第１のリンク１５の他方の頂点部には、第１の可動軸８端に当接する可動ピン１６が挟持されている。また、第１のリンク１５の異なる他方の頂点部には、第１のリンク１５間に設けられた球体１７を回転自在に固定する可動ピン１８が挟持されている。球体１７は、内面球状で球体１７を回転自在に支える球面滑り軸受け１９に収納されている。球面滑り軸受け１９には、第１の可動軸８の軸方向に配置された第２の可動軸２０が固定されている。

ここで、第１のリンク１５、可動ピン１６、１８、球体１７、球面滑り軸受け１９が自動調芯機構１１の構成部品となる。そして、自動調芯機構１１は、第１の可動軸８に連結された回転自在の球体１７と、第２の可動軸２０に連結された球体１７を回転自在に支える球面滑り軸受け１９とで構成されると言える。

第２の可動軸２０は、三角形状の第２のリンク２１の一方の頂点部に、可動ピン２２で連結されている。第２のリンク２１の他方の頂点部には、操作機構１３に連結された第３の可動軸２３が設けられ、可動ピン２４で連結されている。第２のリンク２１の異なる他方の頂点部には、第２のリンク２１を回動自在に固定する固定ピン２５が設けられている。

ここで、第２のリンク２１、可動ピン２２、２４、固定ピン２５が方向変換機構１２の構成部品となり、第２の可動軸２０と第３の可動軸２３との移動方向を変換するものとなる。

移動方向は、第３の可動軸２３の軸方向に対して、これと直交する方向に第２の可動軸２０を移動させるものである。なお、第３の可動軸２３と第２の可動軸２０との移動方向が必ずしも直交せず、組立て調整などによって角度がばらついていても、方向変換機構１２の許容する数度程度の動作範囲内であれば、それを直交する方向という。

次に、自動調芯機構１１と方向変換機構１２の動作を図５を参照して説明する。

操作機構１３の動作により、第３の可動軸２３が図示上下方向に移動すると、第２のリンク２１が固定ピン２５を支点として回動する。すると、第２の可動軸２０が図示左右方向に移動し、移動方向が変換される。第２の可動軸２０が図示左右方向に移動すると、第１のリンク１５がシャフト９を支点として回動する。この回動により、可動ピン１６に当接している第１の可動軸８が図示左右方向に移動し、接点３を開閉することができる。

ここで、第２の可動軸２０と第１の可動軸８は、互いに図示左右方向に移動するものの、必ずしも同一の軸線上を移動せず、所謂軸方向の芯ずれを起こすことがある。この芯ずれによる摩擦力などの応力は、球体１７が可動ピン１８を軸として図示左右方向に回転するとともに、図示上下方向にも回動して吸収される。このため、第２の可動軸２０と第１の可動軸８間には、無理な応力が加わらず、操作機構１３からの操作力の伝達ロスを抑えることができる。

また、真空バルブ４は、絶縁材料でモールドされているので、外形形状を小型化することができ、更に、方向変換機構１２により操作機構１３の操作方向を変換しているので、真空遮断器の全体形状を小型化することができる。

上記実施例の真空遮断器によれば、操作機構１３の操作力を方向変換機構１２を介して回転自在の球体１７を有する自動調芯機構１１で伝達しているので、互いに同一方向に移動する第２の可動軸２０と第１の可動軸８とに軸方向の芯ずれなどが起きても、球体１７と球面滑り軸受け１９とで芯ずれによる応力を吸収し、操作力のロスを抑え、真空バルブ４の開閉をスムースに行うことができる。

なお、上記実施例では、操作機構１３に方向変換機構１２と自動調芯機構１１とを連結して説明したが、方向変換機構１２を取り外し、自動調芯機構１１のみを用いた場合にも、球体１７と球面滑り軸受け１９とで軸方向の芯ずれによる応力を吸収し、操作力のロスを抑えることができる。しかしながら、方向変換機構１２を用いたものにおいて、軸方向の芯ずれが起き易いので、自動調芯機構１１で応力を吸収する効果を大きく出せることができる。

本発明の実施例に係る真空遮断器の構成を示す正面図。本発明の実施例に係る真空遮断器の構成を示す上面図。本発明の実施例に係る真空遮断器の操作機構を示す拡大正面図。本発明の実施例に係る真空遮断器の操作機構を示す拡大上面図。本発明の実施例に係る真空遮断器の操作機構の動作を説明する拡大正面図。

符号の説明

１取り付け板
２ａ遮断部
２ｂ操作機構部
３接点
４真空バルブ
５可動電極
６接続導体
７絶縁操作ロッド
８第１の可動軸
９シャフト
１０ワイプバネ
１１自動調芯機構
１２方向変換機構
１３操作機構
１４開路バネ
１５第１のリンク
１６、１８、２２、２４可動ピン
１７球体
１９球面滑り軸受け
２０第２の可動軸
２１第２のリンク
２３第３の可動軸
２５固定ピン

Claims

接離自在の一対の接点を有する真空バルブと、
前記真空バルブに連結された第１の可動軸と第２の可動軸との軸方向の芯ずれを吸収する自動調芯機構と、
前記第２の可動軸と第３の可動軸との操作方向を変換する方向変換機構と、
前記第３の可動軸に連結された前記接点の開閉操作を行う操作機構とを備え、
前記自動調芯機構は、前記第１の可動軸に連結された回転自在の球体と、
前記第１の可動軸の軸方向に配置されるとともに、前記第２の可動軸に連結された前記球体を回転自在に支える球面滑り軸受けとから構成され、
前記方向変換装置は、三角形状のリンクの一方の頂点部に連結された前記第２の可動軸と、
前記リンクの他方の頂点部に連結されるとともに、前記第２の可動軸の軸方向と直交する方向に移動する前記第３の可動軸とから構成されていることを特徴とする真空遮断器。