JP5789577B2 - 遮断器の操作機構 - Google Patents

Description

本発明は、遮断器の操作機構に関する。

電力用遮断器に用いるばね操作器は、モータを使用してばねを巻上げる。通常、投入ばね蓄勢が完了するとリミットスイッチが作動することで、モータに発電制動が作用し巻上げが停止する。

投入ばね蓄勢完了時にリミットスイッチが正常に動作しない場合、モータの惰性で回転する力により機器に負荷がかかる。また、リミットスイッチを解除して投入ばねを巻上げることで過巻上げが発生し、駆動源の大きな拘束トルクにより機器に負荷がかかる。

これを避けるため、特許文献１では、開路動作を放勢により行う遮断ばねと、閉路動作を放勢により回転するカムによって行う投入ばねと、遮断ばねの蓄勢を上記投入ばねの放勢によって行うとともに投入ばねの蓄勢を上記カムを回転させつつ行う蓄勢装置とをそなえている遮断器の操作機構に関する発明が開示されている（図１６参照）。

この操作機構は、カムと同心に固定して設けられているとともに一部が欠歯している大歯車８と、この大歯車８に噛み合いかつ駆動源により回転駆動される小歯車９と、上記大歯車８の欠歯部８ａに設けられている揺動可能な２つの爪１４ａ、１４ｂを有する同期爪１４とを備えており、該同期爪１４は、投入ばねの蓄勢完了直後に小歯車９と上記同期爪の第一歯１４ａとが噛み合う位置にあり、かつ、同期爪１４の第二歯１４ｂが閉路動作開始直後に噛み合うように形成されて、小歯車９が大歯車８と円滑に再噛み合い可能に構成されていることを特徴としている。

このような構成により、投入ばねの蓄勢完了直後に小歯車９は大歯車８の欠歯部８ａに結合された同期爪の第１歯１４ａと噛み合い、駆動源の惰性による小歯車９の回転を上記同期爪１４の揺動により逃がし、大歯車８及び小歯車９には駆動源の大きな拘束トルクが加わらないので操作機構の信頼性を向上できるとしている。

特開平１−１５４４１８号公報

しかし、上記特許文献１に開示された発明（図１６）は、モータ停止時の大歯車と小歯車の噛み合わせ位置によっては、投入ばねを放勢する際に大歯車の欠歯部に設けられた同期爪同期爪１４の第二歯１４ｂの先端と小歯車９の歯の先端が固渋し、投入ばねが放勢できないおそれがある。

本発明は上記問題を解決するものであり、モータ停止時に歯車が如何なる噛み合わせ位置であっても、投入ばねを放勢する際にこれらの歯車が固渋するのを防ぐことで、信頼性を向上させたばね操作器を提供することを目的とする。

本発明に係る遮断器の操作機構は、遮断部の開路動作を放勢により行う遮断ばねと、前記遮断部の閉路動作を蓄勢により回転するカムによって行う投入ばねを有し、前記遮断ばねの蓄勢を前記投入ばねの蓄勢によって行うとともに、前記投入ばねの蓄勢を複数の歯車を介して行う蓄勢装置をそなえて構成される。この操作機構は、前記カムと同じ回転軸を有し一部が欠歯している第一の歯車と、前記第一の歯車に噛み合い、かつ、前記蓄勢装置からの駆動力により回転駆動される第二の歯車とを有する。前記第一の歯車の欠歯部に弾性体を挟んで第二の歯車と噛み合う複数の歯を有する同期爪の一端を回動自在に支持し、前記同期爪の一端は前記弾性体の伸縮方向の軸と略平行する長軸を有する楕円形状の回転軸孔により前記欠歯部に揺動自在に支持され、前記同期爪の他端に前記欠歯部に設けられた止め具を受けて揺動を規制する規制部を設け、前記同期爪は、投入ばねの蓄勢完了直後に前記第二の歯車と前記同期爪の前記回転軸孔側に設けられた歯とが噛み合う位置に設けられ、かつ、前記同期爪の前記規制部側に設けられた歯が閉路動作開始直後に噛み合うように構成される。

本発明に係る遮断器の操作機構によれば、同期爪全体が楕円形状の回転軸孔の長手方向に移動自在に構成されているため、歯車の固渋を防ぐことが可能となる。

本発明の操作器機構の正面図。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。本発明の操作器機構における、投入ばね蓄勢前の状態を示す図。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。本発明の操作器機構における投入ばね蓄勢後の状態を示す図。 投入ばね蓄勢後の中歯車と同期爪が噛み合う状態を示す図。 投入ばね蓄勢後の中歯車と同期爪が噛み合う状態を示す図。 投入ばね蓄勢後の中歯車と同期爪が噛み合う状態を示す図。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。本発明の操作器機構における、投入ばね蓄勢後の状態を示す図。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。本発明の操作器機構における、投入ばね放勢後の状態を示す図。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。本発明の操作器機構における、投入ばね放勢後の状態を示す図。 投入ばね放勢時の中歯車と同期爪が噛み合う状態を示す図。 投入ばね放勢時の中歯車と同期爪が噛み合う状態を示す図。 投入ばね放勢時の中歯車と同期爪が噛み合う状態を示す図。 投入ばね放勢時に中歯車と同期爪がかみ合わない状態を示す図。 投入ばね放勢時に固渋を回避する中歯車と同期爪の状態を示す図。 本発明に係る同期爪の拡大図。 特許文献１に係る発明の具体的構成を示す図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図２、図３は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、歯車の構成を示す。また、ばね操作器機構部における投入ばね７の蓄勢前後の状態を示す概略図である。大歯車１は中歯車２と噛み合っており、中歯車２は小歯車３と噛み合っている。小歯車３は特小歯車４と噛み合っており、特小歯車４は図１に示すモータ１３と連結されている。このような構成により、モータ１３の駆動力が伝達され投入ばね７が蓄勢される。

同期爪５は、図４に示すように、大歯車１の欠歯部１ａにピン２４によって、その一端を回動自在に支持されている。この同期爪５は、同期爪用弾性体２２により常時同期爪５を押し出す様に押圧される一方、止め具２３により規制部５ｄが抑えられることで同期爪５の揺動を規制している。なお、同期爪用弾性体２２は、コイルばねに限らず、板ばね、皿ばね等、同期爪５を押圧できるものであればよい。

この同期爪５については後に詳述するが、本実施例においては第１歯５ｂ及び第２歯５ｃを有し、投入ばね７蓄勢完了後に第１歯５ｂが中歯車２の歯と噛み合う様に構成され、かつ、閉路動作開始直後に第２歯５ｃが中歯車２の歯と噛み合うように構成されている。

図２、３に示すように、投入用リンク６はその一端が大歯車１に回動自在に連結されている。投入リンク６の他端は投入ばね受け７ａに連結される。図２で示す投入ばね７が放勢された状態から大歯車１が時計方向に回転し、これに連動して投入リンク６が動作し、図３に示す投入ばね７が蓄勢された状態に移行する。

出力用レバー９はメインレバー１９（図７参照）のシャフト１９ａと連結しており、メインレバー１９と一体になって回転運動を行うよう構成されている。出力用ロッド８及び出力用ヒンジ１０は、出力用レバー９の両端に回動自在に連結しており、出力用リンク１１はその一端を出力用ヒンジ１０と連結している。

出力用ロッド８と、出力用ヒンジ１０と、出力用リンク１１は、出力用レバー９の回転に連動して動作する構成となっている。出力用リンク１１はその他端でダッシュポット１２に連結し、出力用レバー９の回転速度を抑制するよう構成される。

出力用ロッド８は遮断器の遮断部可動側に連結されており、出力用ロッド８が紙面上下方向に動作することで、投入動作と遮断動作が行われる。

投入ばね７を蓄勢させる時は、モータ１３を駆動させることにより特小歯車４が反時計方向に回転する。特小歯車４の回転に連動して小歯車３が時計方向に回転する。小歯車３の回転に連動して中歯車２が反時計方向に回転する。中歯車２の回転に連動して大歯車１が時計方向に回転する。大歯車１の回転に連動して大歯車１と結合している投入用リンク６が図２の紙面右方向に動作することにより、投入ばね７が蓄勢される。

図４、図５、図６は、投入ばね７蓄勢完了後に中歯車２が回転しても、大歯車１に結合された同期爪５の揺動により駆動源のトルクを逃がし、大歯車１が回転しない状態を示す図である。

投入ばね７の蓄勢が完了すると、図４に示すように、大歯車１の欠歯部１ａに保持された同期爪５の第１歯５ｂと中歯車２の歯が噛み合う。図５に示すように、中歯車２が反時計方向に回転しても同期爪５の揺動により、モータ１３から伝わる駆動源のトルクを逃がし、図６に示す状態に移行するので、大歯車１及び中歯車２には駆動源のトルクが加わらない。

図７、図８は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、操作機構部の構成を示す。また、ばね操作器機構部における投入ばね７放勢前後の概略図である。カム１８は連結シャフト１４によって大歯車１と連結しており、大歯車１と一体になって回転運動を行うよう構成されている。

メインレバー１９はシャフト１９ａによって、出力用レバー９（図２参照）と連結しており、出力用レバー９と一体になって回転運動を行うよう構成されている。

遮断用リンク２０はメインレバー１９と回動自在に連結されており、メインレバー１９の回転に連動して動作し、遮断ばね２１を蓄勢する構成となっている。

カム１８には投入ばね７が解放しようとするばね力により、時計方向に回転する力が加わっているが、投入用レバー１７により支持されており、回転しない構成となっている。投入用レバー１７は投入用フック１６により支持されている。

投入ばね７を蓄勢して、遮断部を投入するときは、投入用ボタン１５を押すことにより投入用フック１６が時計方向に回転し、これに連動して投入用レバー１７が時計方向に回転する。投入用レバー１７が時計方向に回転することにより、カム１８は投入ばね７が開放する力により時計方向に回転する。カム１８が時計方向に回転することにより、メインレバー１９が反時計方向に回転する。メインレバー１９が反時計方向に回転することにより、メインレバー１９に連結された遮断用リンク２０が図８の紙面右方向に動作し、遮断ばね２１を蓄勢する。

また、メインレバー１９が反時計方向に回転することにより、シャフト１９ａに連結されている出力用レバー９が反時計方向に回転する（図９参照）。出力用レバー９が反時計方向に回転することにより、出力用レバー９に連結されている出力用ロッド８が図９に示すように紙面上側に向けて動作し、遮断部の閉路動作が行われる。

図１０、図１１、図１２は、投入ばね７放勢時に大歯車１が時計方向に回転する時の大歯車１に結合された同期爪５と中歯車２の回転動作を示す図である。投入ばね７が放勢されると、大歯車１が時計方向に回転する。大歯車１が時計方向に回転すると大歯車１に保持された同期爪５の第２歯５ｃが中歯車２の歯と円滑に噛み合うため、大歯車１と中歯車２が円滑に再噛み合いし、歯面に過大な衝撃加重が加わらない。

一方、図１３は、投入ばね７放勢時に同期爪５の歯と中歯車２の歯がうまく噛み合わない状態を示す図である。この状態では、従来構造においては、これらの歯の先端部が干渉して大歯車１が時計方向に回転できないという固渋の問題が生じる。

本発明では、図１５に示す同期爪５を用いるので、従来構造で生じうる固渋のおそれがなくなる。この同期爪５は回転軸孔５ａを楕円形状とし、その楕円の長軸を同期爪用弾性体２２の伸縮方向の軸と略平行になるように構成した。つまり、その寸法関係はＢ＞Ａである。

このような構成を有するため、図１３に示すように、同期爪５の第２歯５ｃと、中歯車２の歯の先端部が向き合った状態で力が加わったとしても、第２歯５ｃが押されることで同期爪５全体が回転軸孔５ａの長軸方向に動くことが可能となる。これにより、第２歯５ｃの先端と中歯車２の歯の先端が固渋するのを防止することができる（図１４）。

なお、図１５に示す同期爪５は第１歯５ｂ及び第２歯５ｃの二つの歯を有するが、大歯車１が噛み合う歯車の大きさに応じて歯の数を適宜変更してよく、三つ以上の歯を有してもよい。

このように本発明に係る遮断器の操作機構は、同期爪５と中歯車２が如何なる噛み合わせ位置にあったとしても、同期爪５と中歯車２が円滑に噛み合うことができるので、信頼性の高い操作機構を提供することが可能となる。

１ 大歯車
１ａ 欠歯部
２ 中歯車
５ 同期爪
５ａ 回転軸孔
５ｂ 第１歯
５ｃ 第２歯
５ｄ 規制部
６ 投入用リンク
７ 投入ばね
７ａ 投入ばね受け
１４ 連結シャフト
１８ カム
１９ メインレバー
２０ 遮断用リンク
２１ 遮断ばね
２２ 同期爪用弾性体
２３ 止め具
２４ ピン

Claims (2)

1. 遮断部の開路動作を放勢により行う遮断ばねと、
   前記遮断部の閉路動作を蓄勢により回転するカムによって行う投入ばねを有し、
   前記遮断ばねの蓄勢を前記投入ばねの蓄勢によって行うとともに、
   前記投入ばねの蓄勢を複数の歯車を介して行う蓄勢装置をそなえる遮断器の操作機構において、
   前記カムと同じ回転軸を有し一部が欠歯している第一の歯車と、
   前記第一の歯車に噛み合い、かつ、前記蓄勢装置からの駆動力により回転駆動される第二の歯車とを有し、
   前記第一の歯車の欠歯部に弾性体を挟んで第二の歯車と噛み合う複数の歯を有する同期爪の一端を回動自在に支持し、
   前記同期爪の一端は前記弾性体の伸縮方向の軸と略平行する長軸を有する楕円形状の回転軸孔により前記欠歯部に揺動自在に支持され、
   前記同期爪の他端には前記欠歯部に設けられた止め具を受けて揺動を規制する規制部を設け、
   前記同期爪は、投入ばねの蓄勢完了直後に前記第二の歯車と前記同期爪の前記規制部側に設けられた歯とが噛み合う位置に設けられ、かつ、前記同期爪の前記回転軸孔側に設けられた歯が閉路動作開始直後に噛み合うように構成されている、
   遮断器の操作機構。
2. 前記同期爪は２つの歯を有する、請求項１記載の遮断器の操作機構。