JP5627475B2 - 開閉器の操作機構 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、遮断器、断路器のような開閉器を開閉操作する開閉器の操作機構に関する。

従来、開閉器の操作機構には、電動ばね操作機構が用いられており、モータにより蓄勢された閉路ばねと開路ばねのばね力によって、開閉操作が行われている（例えば、特許文献１参照）。また、電動ばね操作機構よりも部品点数の削減が図れるソレノイド操作機構を用いるものがあり、ソレノイドコイルを励磁し、その電磁力で開閉操作が行われている（例えば、特許文献２参照）。

特開平６−５２７６０号公報 特開２００２−２７０４２３号公報

上記の従来の開閉器の操作機構においては、次のような問題がある。
開閉器を大容量化させようとすると、電動ばね操作機構では、閉路ばねなどのばね力を大きくしなければならず、それに伴って、ばね自体を大型化するとともに、蓄勢するモータを大容量としなければならなかった。

また、ソレノイド操作機構では、ソレノイドコイルへの通電電流を大きくし、電磁力を増大させなければならなかった。通電電流は、例えばコンデンサの放電電荷を利用するので、ソレノイドコイル自体とともに、コンデンサなどの電源設備を大型化しなければならなかった。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、ソレノイド操作機構による電磁力に電動ばね操作機構で用いられているようなばねのばね力を加え、開閉器を大容量化させてもソレノイドコイルへの通電電流を抑制できる開閉器の操作機構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、実施形態の開閉器の操作機構は、磁路を形成するヨークと、前記ヨークに磁束を発生するソレノイドコイルと、前記ヨーク内を移動自在に移動するアーマチュアと、前記アーマチュアを吸引して閉路保持する永久磁石と、前記アーマチュアに固定されるとともに、開閉部に連結される非磁性体の操作ロッドと、前記ヨークを固定するベース板と、前記開閉部が開路状態時に、前記操作ロッドが閉路方向に移動するように付勢される閉路補助ばねと、を具備し、前記閉路補助ばねを複数とし、前記操作ロッドの円周方向に並べたことを特徴とする。

本発明の実施例１に係る開閉器の操作機構の構成を示す断面図。 本発明の実施例２に係る開閉器の操作機構の構成を示す断面図。 本発明の実施例２に係る開閉器の操作機構の構成を示す上面図。 本発明の実施例３に係る開閉器の操作機構の構成を示す断面図。

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に係る開閉器の操作機構を図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る開閉器の操作機構の構成を示す断面図である。図示右側は開路状態、図示左側は閉路状態を示す。以下の図においても同様である。

図１に示すように、磁路を形成する筒状のヨーク１内には、環状のソレノイドコイル２が設けられている。ソレノイドコイル２の内側には、ヨーク１内を移動自在に移動する円柱状のアーマチュア３が設けられている。アーマチュア３と接離する軸方向のヨーク１内側には、アーマチュア３を移動もしくは吸引して閉路保持をする永久磁石４が固定されている。アーマチュア３の軸方向には、永久磁石４とヨーク１の一方面を移動自在に貫通する非磁性体の操作ロッド５が固定されている。

ヨーク１外の操作ロッド５には、板状の連結板６が固定されている。連結板６とヨーク１間には、開路状態時に、操作ロッド５が図示上方向の閉路方向に移動するように付勢される閉路補助ばね７が非磁性体の保護板８を介して設けられている。閉路補助ばね７は、操作ロッド５を囲むように設けられている。操作ロッド５には、図示しない真空バルブのような開閉部が連結される。

ヨーク１の他方面の開口部には、非磁性体のベース板９が固定されている。ベース板９の中央開口部には、操作ロッド５と反対側のアーマチュア３に固定された可動ロッド１０が移動自在に貫通し、端部に端板１１が固定されている。端板１１とベース板９間には、閉路状態時に、可動ロッド１０が図示下方向の開路方向に移動するように付勢される開路補助ばね１２が設けられている。可動ロッド１０を操作ロッド５の軸線上に配置すると、アーマチュア３の移動ロスを抑えられる。

次に、開閉操作を説明する。図示右側に示す開路状態において、ソレノイドコイル２を図示しない電源装置で励磁すると、ヨーク１内に磁束が発生し、その電磁力でアーマチュア３が図示上方向の閉路方向に移動する。同時に、閉路補助ばね７のばね力が加わり、図示左側に示す閉路状態となる。永久磁石４の吸引力でアーマチュア３が保持され、ソレノイドコイル２を無励磁とする。ここで、永久磁石４の吸引力は、開路補助ばね１２のばね力よりも勝り閉路状態を保持する。

開路時は、永久磁石４の吸引力に打ち勝つようにソレノイドコイル２を上記と逆励磁する。アーマチュア３が永久磁石４と離れると、連結板６に連結された図示しない主開路ばねで操作ロッド５を開路方向に移動させる。同時に、開路補助ばね１２のばね力が加わり、開路状態とする。主開路ばねは、従来のソレノイド操作機構に用いられているものと同様である。ここで、開路補助ばね１２は、閉路補助ばね７よりもばね力を有し、アーマチュア３の開路方向の移動をスムースとしている。

これにより、操作ロッド５に連結される開閉部を大容量化しても、閉路操作ではソレノイドコイル２の電磁力に閉路補助ばね７のばね力が加わり、また、開路操作では主開路ばねに開路補助ばね１２のばね力が加わり、開閉操作を容易とすることができる。このため、ソレノイドコイル２などを大容量とする必要がなく、通電電流を抑えることができる。

なお、従来の主開路ばねは、所定の開極速度を得るため、所定のばね力を有している。このため、主開路ばねは開路補助ばね１２よりもばね力が大きく、充分な開路操作が行える場合には開路補助ばね１２を省くことができる。

上記実施例１の開閉器の操作機構によれば、ソレノイドコイル２による電磁力のほかに、閉路操作には閉路補助ばね７、開路操作には開路補助ばね１２を用いているので、操作機構に連結される開閉部を大容量化しても、これらの補助ばね７、１２のばね力が加えられ、ソレノイドコイル２への通電電流を抑制できる。

次に、本発明の実施例２に係る開閉器の操作機構を図２、図３を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係る開閉器の操作機構の構成を示す断面図、図３は、本発明の実施例２に係る開閉器の操作機構の構成を示す上面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、閉路補助ばねを複数としたことである。各図において、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２、図３に示すように、閉路補助ばね１３を複数の４本とし、連結板６の円周方向に等間隔で並べている。

上記実施例２の開閉器の操作機構によれば、実施例１による効果のほかに、各閉路補助ばね１３を小さくすることができるので、ばね単体のひずみを小さくすることができ、信頼性を向上させることができる。

次に、本発明の実施例３に係る開閉器の操作機構を図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例３に係る開閉器の操作機構の構成を示す断面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、閉路補助ばねをヨーク内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に示すように、アーマチュア３とベース板９間には、可動ロッド１０を囲むように閉路補助ばね１４が設けられている。アーマチュア３側には、非磁性体の保護板８が設けられている。

上記実施例３の開閉器の操作機構によれば、実施例１による効果のほかに、閉路補助ばね１４をヨーク１内に設けているので、全体形状を小型化することができる。

以上述べたような実施形態によれば、開閉器を大容量化しても、開閉操作を補助する補助ばねを設けているので、ソレノイドコイルで発生させる電磁力を抑制することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、および変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ ヨーク
２ ソレノイドコイル
３ アーマチュア
４ 永久磁石
５ 操作ロッド
６ 連結板
７、１３、１４ 閉路補助ばね
８ 保護板
９ ベース板
１０ 可動ロッド
１１ 端板
１２ 開路補助ばね

Claims (1)

1. 磁路を形成するヨークと、
   前記ヨークに磁束を発生するソレノイドコイルと、
   前記ヨーク内を移動自在に移動するアーマチュアと、
   前記アーマチュアを吸引して閉路保持する永久磁石と、
   前記アーマチュアに固定されるとともに、開閉部に連結される非磁性体の操作ロッドと、
   前記ヨークを固定するベース板と、
   前記開閉部が開路状態時に、前記操作ロッドが閉路方向に移動するように付勢される閉路補助ばねと、を具備し、
   前記閉路補助ばねを複数とし、前記操作ロッドの円周方向に並べたことを特徴とする開閉器の操作機構。

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