JP5249424B2 - 電磁操作方式開閉装置 - Google Patents

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Description

この発明は、電力の送配電および受電設備等に用いられる、電磁操作機構を用いた開閉装置に関するものである。
従来の電磁操作方式開閉装置は、主回路電流の開閉を行う主回路接点部，主回路部と操作機構とを電気的に絶縁する絶縁ロッド部、および主回路接点に接圧を与える接圧ばね部と、電磁操作機構部とが一軸上に配置、締結され、操作回路によって制御される電磁操作機構の開極用コイル、および閉極用コイルに電流を流すことにより可動子を所定の方向に駆動させ、主回路接点の開極、あるいは閉極動作を行っている（例えば、特許文献１参照）。
特願２００４−５６０５６７公報（図１）
このように従来の電磁操作方式開閉装置においては、主回路接点部，絶縁ロッド部，接圧ばね部、および電磁操作機構部が一軸上に配置されているため、上記主回路接点部，絶縁ロッド部，接圧ばね部、および電磁操作機構部での中心軸の軸心ずれ、あるいは中心軸の倒れにより、電磁操作機構に偏荷重が印加され、電磁操作方式開閉装置の動作が安定しない問題があった。また、主回路接点部，絶縁ロッド部，接圧ばね部、および電磁操作機構部が一軸上に配置したため、電磁操作方式開閉装置の全長が長くなり、電磁操作方式開閉装置の設置スペースが大きくなる問題があった。
この発明は、上記のような問題を解消するためになされたものであり、電磁操作機構部への偏荷重の発生を簡単な機構で確実に抑制し、また電磁操作方式開閉装置の全長を短縮し電磁操作方式開閉装置の設置スペースを縮小可能な電磁操作方式開閉装置を提供することを目的とする。
この発明は、主回路電流の開閉を行う主回路接点部，主回路部と操作機構とを電気的に絶縁する絶縁ロッド部，主回路接点に接圧を与える接圧ばね部、および主回路接点を開閉動作させさらに開状態および閉状態を保持させる電磁操作機構部を有する電磁操作方式開閉装置において、電磁操作機構部により駆動される電磁操作機構駆動軸と、接圧ばね部あるいは絶縁ロッド部につながり主回路接点部を開閉させる主回路接点可動軸とを有し，電磁操作機構駆動軸と主回路接点可動軸との接合部は、主回路接点可動軸に設けたばね受け接続金具の貫通穴に電磁操作機構駆動軸が嵌合され、両軸が互いに径方向及び軸方向に変位可能な空隙を有し、空隙は、軸方向に変位することで主回路接点部が開状態のときはばね受け接続金具の一方側に形成され、主回路接点部が閉状態のときにはばね受け接続金具の他方側に形成されるように構成されているものである。
また、主回路電流の開閉を行う主回路接点部，主回路部と操作機構とを電気的に絶縁する絶縁ロッド部，主回路接点に接圧を与える接圧ばね部、および主回路接点を開閉動作させさらに開状態および閉状態を保持させる電磁操作機構部を有する電磁操作方式開閉装置において、コイルばねを用いた接圧ばね部の接圧ばねのコイル巻き始め端部とコイル巻き終わり端部とを周方向にずらし整数以外の巻き数としたものである。
また、主回路電流の開閉を行う主回路接点部，主回路部と操作機構とを電気的に絶縁する絶縁ロッド部，主回路接点に接圧を与える接圧ばね部、および主回路接点を開閉動作させさらに開状態および閉状態を保持させる電磁操作機構部を有する電磁操作方式開閉装置において、電磁操作機構駆動軸と、接圧ばね部あるいは絶縁ロッド部につながり主回路接点部を開閉させる主回路接点可動軸との接続角度を変換する角度変換リンクを用いて、電磁操作機構駆動軸と主回路接点可動軸とを４５°から１８０°傾けて接続したものである。
この発明の電磁操作方式開閉装置によれば、電磁操作機構駆動軸と、接圧ばね部あるいは絶縁ロッド部につながり主回路接点部を開閉させる主回路接点可動軸との接合部は、主回路接点可動軸に設けたばね受け接続金具の貫通穴に電磁操作機構駆動軸が嵌合され、両軸が互いに径方向及び軸方向に変位可能な空隙を有し、空隙は、軸方向に変位することで主回路接点部が開状態のときはばね受け接続金具の一方側に形成され、主回路接点部が閉状態のときにはばね受け接続金具の他方側に形成されるように構成されているので、電磁操作機構駆動軸と主回路接点可動軸との軸ずれ、軸の傾きに起因する電磁操作機構駆動軸への偏荷重を抑制し、電磁操作方式開閉装置の動作の安定化が可能となる。
また、コイルばねを用いた接圧ばねのコイル巻き始め端部とコイル巻き終わり端部とを周方向にずらし整数以外の巻き数としたものであるので、コイルばねの特異点であるコイル巻き始め端部とコイル巻き終わり端部とを相対的にずらし、コイル巻き始め端部とコイル巻き終わり端部に起因するコイルばねの倒れを抑制することができ、電磁操作機構駆動軸に印加される偏荷重の発生を抑えることが可能となる。
また、電磁操作機構駆動軸と、接圧ばね部あるいは絶縁ロッド部につながり主回路接点部を開閉させる主回路接点可動軸との接続角度を変換する角度変換リンクを用いて、電磁操作機構駆動軸と主回路接点可動軸とを４５°から１８０°傾けて接続したものであるので、主回路接点部，絶縁ロッド部，接圧ばね部、および電磁操作機構部を一軸上に配置する必要がなくなり、電磁操作方式開閉装置の全長を短縮することが可能となり、電磁操作方式開閉装置の設置スペースを縮小することが可能となる。
主回路接点閉状態における電磁操作方式開閉器の全体構成図である。 主回路接点閉状態における電磁操作機構駆動軸と主回路接点可動軸との接続状態を示す構造図であり、図１の部分拡大図である。 主回路接点開状態における電磁操作機構駆動軸と主回路接点可動軸との接続状態を示す構造図である。 電磁操作機構駆動軸と主回路接点可動軸との接続状態を示す構造図である。 コイルばねを用いた接圧ばねを示す構造図である。 電磁操作機構駆動軸と主回路接点可動軸との接続に角度変換リンクを用いた接続状態を示す構造図である。 電磁操作機構と角度変換リンクを主回路接点可動軸に対して対称配置した状態を示す構造図である。 主回路接点閉状態におけるワッシャー状接点消耗量インジケータを示す構造図である。 主回路接点閉状態にて接点消耗状態におけるワッシャー状接点消耗量インジケータを示す構造図である。 主回路接点閉状態にて接点消耗状態におけるワッシャー状接点消耗量インジケータの拡大説明図である。
以下、本発明の実施例１について説明する。図１は主回路接点閉状態における電磁操作方式開閉器の１相に対する全体構成図であり、各相に設けられるものである。開閉可能に配設された主回路接点１は、可動側主回路接点１ａおよび固定側主回路接点１ｂにて構成され、主回路接点１は例えば真空中にて開閉を行う。可動側主回路接点１ａは可とう導体２を介して可動側端子３に接続されるとともに、主回路を電気的に絶縁する絶縁ロッド４，主回路接点可動軸５に接続され、電磁操作機構側接圧ばね受け９ａ，主回路接点側接圧ばね受け９ｂ，ばね受け接続金具９ｃに保持された接圧ばね６を介して電磁操作機構駆動軸７を駆動する電磁操作機構８に接続されている。また固定側主回路接点１ｂは固定側端子２１に接続されている。
図２は電磁操作機構駆動軸７および接圧ばね６付近を示す拡大図であり、図３は主回路接点開状態における電磁操作機構駆動軸７および接圧ばね６付近を示す拡大図である。電磁操作機構駆動軸７には、ナット１０ａ，１０ｂがばね受け接続金具９ｃの両側に固定され、０．１ｍｍ程度の空隙１１ａあるいは１１ｂが設けられている。ナット１０ａあるいは１０ｂとばね受け接続金具９ｃとは接触状態であり、主回路接点閉状態ではナット１０ａとばね受け接続金具９ｃとが接触部１２ａ部にて接触、主回路接点開状態ではナット１０ｂとばね受け接続金具９ｃとが接触部１２ｂ部にて接触している。
次に実施例１の動作について説明する。図１，図２では主回路接点閉状態にあり、電磁操作機構８は電磁操作機構駆動軸７、およびナット１０ａとの接触部１２ａを介して接圧ばね６を押し込み主回路接点１に接圧を与えている。主回路接点閉状態から開状態への駆動は、まず可動側主回路接点１ａが固定側主回路接点１ｂより離れる方向に、電磁操作機構駆動軸７が動作開始する。電磁操作機構駆動軸７の開動作に伴い接圧ばね６の押し込みが開放され、押し込みが完全に無くなると、主回路接点可動軸５を介して可動側主回路接点１ａが動作を開始する。可動側主回路接点１ａが開状態まで移動すると、例えば、主回路接点１が真空中にて開閉を行う場合、可動側主回路接点１ａには真空圧による自閉力が働くため、ばね受け接続金具９ｃとナット１０ｂが接触部１２ｂにて接触し、０．１ｍｍ程度の空隙１１ｂができる。
このように、実施例１では、ナット１０ａあるいは１０ｂとばね受け接続金具９ｃとは接触状態であり、主回路接点閉状態ではナット１０ａとばね受け接続金具９ｃとが接触部１２ａ部にて接触、主回路接点開状態ではナット１０ｂとばね受け接続金具９ｃとが接触部１２ｂ部にて接触しているため、電磁操作機構駆動軸７と主回路接点可動軸５との軸ずれ、軸の傾きに起因する電磁操作機構駆動軸への偏荷重を抑制し、電磁操作方式開閉装置の動作の安定化が可能となる。
なお、図４に示した通り、溝付電磁操作機構駆動軸７ａ，溝付ばね受け接続金具９ｄ，接続ピン２５を用いての接合においても上記と同様な効果が得られる。
以下、本発明の実施例２について説明する。図５はコイルばねを用いた接圧ばね６の構造図であり、コイル巻き始め端部６ａとコイル巻き終わり端部６ｂとを接圧ばね６の周方向に１８０°の角度にずらしたものである。
このように、実施例２では、接圧ばね６のコイル巻き始め端部６ａとコイル巻き終わり端部６ｂとを接圧ばね６の周方向に１８０°の角度にてずらしたものであるため、コイルばねの特異点であるコイル巻き始め端部６ａとコイル巻き終わり端部６ｂとをコイルばね中心軸に対し対称位置にずらし、コイル巻き始め端部６ａとコイル巻き終わり端部６ｂに起因するコイルばねの倒れを抑制することができ、電磁操作機構駆動軸に印加される偏荷重の発生を抑えることが可能となる。
以下、本発明の実施例３について説明する。図６は電磁操作機構駆動軸７と主回路接点可動軸５との接続に角度変換リンク１３を用いた接続状態を示す構造図であり、電磁操作機構駆動軸７と、接圧ばね６あるいは絶縁ロッド４（図示せず）につながり主回路接点１（図示せず）を開閉させる主回路接点可動軸５との接続角度を変換する角度変換リンク１３を用いて、電磁操作機構駆動軸７と主回路接点可動軸５とを９０°傾けて接続している。また、電磁操作方式開閉装置の開状態検出および閉状態検出に用いる回転式補助接点１４を、前記角度変換リンク１３に直接取り付けている。
このように、実施例３では、電磁操作機構駆動軸７と、接圧ばね６あるいは絶縁ロッド４（図示せず）につながり主回路接点１（図示せず）を開閉させる主回路接点可動軸５との接続角度を変換する角度変換リンク１３を用いて、電磁操作機構駆動軸７と主回路接点可動軸５とを９０°傾けて接続したものであるため、主回路接点１（図示せず），絶縁ロッド４（図示せず），接圧ばね６，および電磁操作機構８を一軸上に配置する必要がなくなり、電磁操作方式開閉装置の全長を短縮することが可能となり、電磁操作方式開閉装置の設置スペースを縮小することが可能となる。また回転式補助接点１４を角度変換リンク１３に直接取り付けているため、回転式補助接点１４を駆動させるリンクや引きばね等の部品が不要となり、部品点数の少ない回転式補助接点の設置が可能となる。
以下、本発明の実施例４について説明する。図７は電磁操作機構８と角度変換リンク１３を主回路接点可動軸５に対して対称配置した状態を示す構造図である。
このように、実施例４では、実施例３と同様な効果が得られ、さらに電磁操作方式開閉装置の開極距離の増加や接圧ばね荷重の増大等の電磁操作方式開閉装置の定格が異なるものへの対応が必要になった場合でも、電磁操作機構の個数を容易に増加させることが可能であり、様々な定格への変更が容易である。
以下、本発明の実施例５について説明する。図８は主回路接点閉状態におけるワッシャー状接点消耗量インジケータ１５を示す構造図であり、図９は主回路接点閉状態にて接点消耗状態におけるワッシャー状接点消耗量インジケータを示す構造図である。ワッシャー状接点消耗量インジケータ１５は主回路接点可動軸５に設けられ、電磁操作方式開閉装置の閉状態にて電磁操作機構側接圧ばね受け９ａとワッシャー状接点消耗量インジケータ１５との主回路接点可動軸方向距離、つまり接圧ばねの圧縮量を測定することにより、主回路接点の接点消耗量が監視可能となる。
このように、実施例５では、電磁操作方式開閉装置の点検等にて主回路接点の接点消耗量を測定する場合、特別な測定器や治具等の必要性が無くなり、接点消耗量を測定作業の省力化が可能となる。
なお、図１０はワッシャー状接点消耗量インジケータ１５の使用例であり、ワッシャー状接点消耗量インジケータ１５を、「要取替え」表示領域１５ａ，「注意」表示領域１５ｂ，「正常」表示領域１５ｃの３領域に塗分け、図８，図９図示の電磁操作機構側接圧ばね受け９ａ部からのワッシャー状接点消耗量インジケータ１５の突出部の上記領域を監視することにより、容易に接点消耗量を判定することが可能となる。
１３ａ リンク軸 １３ｂ 電磁操作機側リンクレバー
１３ｃ 主回路接点側リンクレバー １６ 開閉装置ベース板
１７ 主回路接点固定軸 １８ 追加角度変換リンク
１９ 追加回転式補助接点 ２０ 追加電磁操作機構
２２ 電磁操作機構軸受け ２３ 電磁操作機構軸受け
２４ 主回路接点可動軸軸受け ２４ 主回路接点軸受け

Claims (6)

  1. 主回路電流の開閉を行う主回路接点部，主回路部と操作機構とを電気的に絶縁する絶縁ロッド部，主回路接点に接圧を与える接圧ばね部，および主回路接点を開閉動作させさらに開状態および閉状態を保持させる電磁操作機構部を有する電磁操作方式開閉装置において，
    前記電磁操作機構部により駆動される電磁操作機構駆動軸と，前記接圧ばね部あるいは前記絶縁ロッド部につながり前記主回路接点部を開閉させる主回路接点可動軸とを有し，前記電磁操作機構駆動軸と前記主回路接点可動軸との接合部は、前記主回路接点可動軸に設けたばね受け接続金具の貫通穴に前記電磁操作機構駆動軸が嵌合され、両軸が互いに径方向及び軸方向に変位可能な空隙を有し、前記空隙は、前記軸方向に変位することで前記主回路接点部が開状態のときは前記ばね受け接続金具の一方側に形成され、前記主回路接点部が閉状態のときには前記ばね受け接続金具の他方側に形成されるように構成されていることを特徴とする電磁操作方式開閉装置。
  2. コイルばねを用いた前記接圧ばね部の接圧ばねのコイル巻き始め端部とコイル巻き終わり端部とを周方向にずらし整数以外の巻き数としたことを特徴とする，請求項１記載の電磁操作方式開閉装置。
  3. 前記電磁操作機構駆動軸と，前記接圧ばね部あるいは前記絶縁ロッド部につながり前記主回路接点部を開閉させる前記主回路接点可動軸との接続角度を変換する角度変換リンクを用いて，前記電磁操作機構駆動軸と前記主回路接点可動軸とを４５°から１８０°傾けて接続したことを特徴とする，請求項１または請求項２記載電磁操作方式開閉装置。
  4. 前記電磁操作機構駆動軸と前記主回路接点可動軸との接続角度を変換する前記角度変換リンクを，前記主回路接点可動軸に対して対称に２個配置し，複数台の電磁操作機構を前記主回路接点可動軸に対して対称配置が可能としたことを特徴とする，請求項３記載の電磁操作方式開閉装置。
  5. 電磁操作方式開閉装置の開状態検出および閉状態検出に用いる回転式補助接点を，前記電磁操作機構駆動軸と，前記接圧ばね部あるいは前記絶縁ロッド部につながり前記主回路接点部を開閉させる前記主回路接点可動軸との接続角度を変換する前記角度変換リンクに直接取り付けたことを特徴とする，請求項４記載の電磁操作方式開閉装置。
  6. ワッシャー状接点消耗量インジケータを前記主回路接点可動軸に設け，電磁操作方式開閉装置の閉状態にて前記接圧ばね受けと前記ワッシャー状接点消耗量インジケータとの主回路接点可動軸方向距離つまり前記接圧ばねの圧縮量を測定することにより，主回路接点の接点消耗量が監視可能としたことを特徴とする，請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の電磁操作方式開閉装置。
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