JP5908347B2 - 電磁操作式開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は電磁操作式開閉装置に係り、特に、真空遮断器を電磁操作装置の電磁力を利用して開閉するものに好適な電磁操作式開閉装置に関する。

真空遮断器を電磁操作装置の電磁力を利用して電極を開閉する電磁操作式開閉装置では、開閉部の固定電極に可動電極を接触せしめて得られる主接点の投入時に可動電極を固定電極に押し付け、両電極間を所定の接触圧力を保つ必要がある。この両電極間に所定の接触圧力を保つように、接圧ばねの蓄勢量を調整する機構が、特許文献１に記載されている。

この特許文献１には、可動電極を駆動する可動ロッド軸上に配置された接圧ばねを閉路状態で蓄勢し、この蓄勢力によって可動電極を固定電極に押し付ける接圧機構が記載されている。特許文献１に記載の接圧ばねの蓄勢量は、可動ロッドと駆動レバーとの連結位置により調整されている。

即ち、特許文献１に記載の接触圧力を調整する機構は、可動ロッドにねじ山が設けてあり、この可動ロッドに螺合する２つの調整ナットによって駆動レバーを挟みこむことで、可動ロッドと駆動レバーとを連結し、２つの調整ナットを締めつける位置を調整することによって、閉路状態における接圧ばねの蓄勢量を調整している。

特開平１１−４００１３号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載されている接触圧力を調整する機構では、その調整のために、可動ロッドに螺合されている２つの調整ナットを同時に締め付ける必要があり、作業性が悪いという欠点がある。また、長年使用していることによる調整ナットの経時的な緩みを防止するために、高トルクで調整ナットを締め付ける必要があるが、再調整の度に締め付けが行われ、可動ロッドのねじ山が塑性変形してしまう恐れがあり、部品の強度や信頼性が低下するという欠点がある。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、接圧ばね調整のための作業性が向上することは勿論、経時的な緩みを防止する高トルクでのナットの締め付けを行う必要がなくなり、可動ロッドが塑性変形する恐れのない電磁操作式開閉装置を提供することにある。

本発明の電磁操作式開閉装置は、上記目的を達成するために、相対向して配置された可動鉄心と固定鉄心及び電磁力に応じて前記可動鉄心と固定鉄心を離間又は接触させるコイルを有する電磁操作装置と、相対向して配置された可動電極と固定電極が、前記電磁操作装置からの電磁力に伴う駆動力を駆動ロッド、レバー、シャフト、絶縁ロッドから成るリンク機構を介して伝達され離間又は接触される真空遮断器と、該真空遮断器の可動電極と接続している可動ロッドと前記絶縁ロッドの間に配置され、前記可動電極の固定電極への接触を所定の接触圧力に保つ接圧ばねとを備え、前記レバーは、前記電磁操作装置からの駆動力を伝達する前記駆動ロッドに一端が連結されると共に、他端が前記絶縁ロッドに連結され、かつ、前記シャフトに回動可動に支持され、
前記レバーと前記絶縁ロッドとの連結は、軸方向に貫通孔を有する四角柱の連結治具に前記レバーがピンを介して連結されると共に、前記連結治具の貫通孔に前記絶縁ロッドが挿入され、かつ、前記絶縁ロッドに螺合された前記緩み止めナットとスプリングワッシャを介したナットが前記連結治具を挟持して連結されるものであり、前記緩み止めナットで、前記連結治具の位置が調整されるか、
或いは前記レバーと前記絶縁ロッドとの連結は、軸方向に貫通孔を有する四角柱の連結治具に前記レバーがピンを介して連結されると共に、前記連結治具の貫通孔に前記絶縁ロッドが挿入され、かつ、前記絶縁ロッドに螺合された２つの前記緩み止めナットが前記連結治具を挟持して連結されるものであり、前記緩み止めナットで、前記連結治具の位置が調整されることを特徴とする。

本発明によれば、接圧ばね調整のための作業性が向上することは勿論、経時的な緩みを防止する高トルクでのナットの締め付けを行う必要がなくなり、可動ロッドが塑性変形する恐れのない電磁操作式開閉装置を実現できるという効果がある。

本発明の電磁操作式開閉装置の実施例１を示す正面図である。 本発明の電磁操作式開閉装置の実施例１を示す平面図である。 本発明の電磁操作式開閉装置の実施例１を一部断面して示す側面図である。 本発明の電磁操作式開閉装置の実施例１に採用されるレバーと絶縁ロッドが連結治具を介して連結されている状態を示す斜視図である。 本発明の電磁操作式開閉装置の実施例１に採用される楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットダブルナットから成る緩み止めナットの使用状態を示す断面図である。 本発明の電磁操作式開閉装置の実施例２を一部断面して示す側面図である。 本発明の電磁操作式開閉装置の実施例３を一部断面して示す側面図である。

以下、図示した実施例に基づいて本考案の電磁操作式開閉装置を説明する。尚、符号は、各実施例において、同一構成部品は同符号を使用する。

図１乃至図３に、本発明の電磁操作式開閉装置の実施例１を示す。

図１乃至図３に示す如く、本発明の電磁操作式開閉装置１は、箱型形状に形成されたケース２を備えており、このケース２は正面側に開口３を有し、ケース２の正面側には正面カバー（図示せず）が着脱自在に固定されるようになっている。そして、ケース２内には、電磁石４を中心として、電磁石４のコイル５を励磁するための電力を蓄積するコンデンサ６と、真空遮断器７に対する投入指令又は遮断指令に応答してコンデンサ６からコイル５に供給する電流の通電方向を制御する制御基板８とが、それぞれ別々に独立して配置されている。

電磁石４は、リブ９を介してケース２の正面部にボルト、ナットを用いて固定され、コンデンサ６と制御基板８は、相対向するケース側面にそれぞれ別々に固定されている。即ち、コンデンサ６は、ケース２の左側面にベルトを介してボルト、ナットを用いて固定され、制御基板８は、ケース２の右側面にスペーサ１０を介してボルト、ナットを用いて固定されている。

更に、ケース２内には、真空遮断器７の開閉状態を外部に送出する補助接点１１、開閉状態を表示する状態表示部１２、開閉動作回数をカウントするカウンタ１３が収納されている。

一方、二次プラグ１４は、ケース２の上部側にボルト、ナットを用いて固定されており、二次プラグ１４には、電源用のケーブル、デジタル継電器またはアナログ継電器からの信号ケーブルなどが接続されるようになっている。ケーブル１５は、補助接点１１や制御基板８に接続されている。

制御基板８は、二次プラグ１４から電力の供給を受けると共に、デジタル継電器またはアナログ継電器などから投入指令または開極指令（遮断指令）を受け、電磁石４の駆動を制御するための論理演算を行う制御ロジック部、コンデンサ６を充放電するための充放電回路、コイル５の通電方向を制御するためのリレーやリレー接点などが実装されている。

更に、制御基板８には、コンデンサ６の充電が完了したことを示す発光ダイオード１６が実装されていると共に、手動操作により真空遮断器７に対して投入を指令するための「入」用押しボタンスイッチ１７、手動操作により真空遮断器７に対して開極指令（遮断指令）を出力するための「切」用押しボタンスイッチ１８が実装されている。

補助接点１１、状態表示部１２、カウンタ１３は、真空遮断器７の状態検出機構として、それぞれ電磁石４の側方上部に配置され、プレート１９上の補助スイッチ台５５に固定されている。

真空遮断器７の固定電極６１と可動電極６２は、電磁操作器の電磁石４から発生した電磁力に伴う駆動力を、駆動ロッド２２、一対の操作器用レバー３９、シャフト４０、一対の遮断器用レバー４１、絶縁ロッド６３から成るリンク機構を介して離間又は接触される。駆動ロッド２２は、操作器用レバー３９とピン３８で連結された下部駆動ロッド２２Ａ、下部駆動ロッド２２Ａとピン連結された中央駆動ロッド２２Ｂ、中央駆動ロッド２２Ｂに連結された上部駆動ロッド２２Ｃから構成されており、操作器の駆動ロッド（下部駆動ロッド２２Ａ、中央駆動ロッド２２Ｂ、上部駆動ロッド２２Ｃ）２２の動きが、一対の操作器用レバー３９、シャフト４０、一対の遮断器用レバー４１、絶縁ロッド６３から成るリンク機構を介して真空遮断器７に伝達される。

電磁石４は、可動鉄心２０、固定鉄心２１、コイル５、中央駆動ロッド２２Ｂ、２枚の可動平板２３、２４、永久磁石２５、筒状に形成された鉄製のカバー２６、２７、鉄製の支持板２８、固定ロッド２９などを備えて構成されており、コイル５は、支持板３０とカバー２７との間に配置されたコイルボビン３１内に収納されている。

中央駆動ロッド２２Ｂは、電磁石４の中央部に配置されていると共に、鉛直方向に沿って配置され、その上部側が可動平板２４の貫通孔３２内に挿入され下部側がカバー２７の貫通孔３３内に挿入され、昇降及び摺動自在に構成されている。更に、この中央駆動ロッド２２Ｂの外周面には、可動鉄心２０、可動平板２３、２４がナットを用いて固定され、上述した如く、中央駆動ロッド２２Ｂの下部側には、ピン３４を介して下部駆動ロッド２２Ａが連結されている。

また、中央駆動ロッド２２Ｂには、大小２つの可動平板２３、２４が取り付けられているが、これは、上部の可動平板２３と鉄製のカバー２６との対向距離を増加して、鉄製のカバー２６への漏れ磁束を低減するためである。

この中央駆動ロッド２２Ｂに案内支持されている可動鉄心２０と２枚の可動平板２３、２４が、上部駆動ロッド２２Ｃに楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットから成るダブルナット５０を締付けることで、中央駆動ロッド２２Ｂと上部駆動ロッド２２Ｃの連結部に生じている段差部に固定される。

更に、中央駆動ロッド２２Ｂの下部側には、支持板３５が連結されており、支持板３５とベース３６との間には、中央駆動ロッド２２Ｂの軸心を中心とした円を描くリング状の遮断ばね３７が装着されている。

この遮断ばね３７は、可動鉄心２０を固定鉄心２１から離間させるための弾性力を、支持板３５を介して中央駆動ロッド２２Ｂに付与するようになっている。また、可動鉄心２０の周囲には、永久磁石２５が配置されており、永久磁石２５は、支持板３０に固定されている。固定鉄心２１はカバー２７にボルトを用いて固定されている。

また、下部駆動ロッド２２Ａの下部側に、ピン３８を介して連結されている一対の操作器用レバー３９は、電磁石４から発生する電磁力に伴う駆動力の伝達方向を変換するリンク機構の一要素として構成され、ピン３８で連結されている側とは反対側がシャフト４０に連結されており、このシャフト４０を介して、一対の遮断器用レバー４１が３相分連結されている（図２参照）。

この一対の遮断器用レバー４１は、連結治具４２にピン６７を介して回動可能に支持されており、更に、連結治具４２には軸方向に貫通孔（図示せず）に絶縁ロッド６４が挿入され、この絶縁ロッド６４にはねじ山が設けてあり、これに螺合された例えば、楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１とスプリングワッシャ６５を介してナット６６とで、連結治具４２を上下から挟持して連結している。

上述した一対の遮断器用レバー４１と絶縁ロッド６４が連結治具４２を介して連結されている状態を図４に示す。

該図に示す如く、遮断器用レバー４１と絶縁ロッド６４との連結は、軸方向に貫通孔を有する四角柱の連結治具４２に遮断器用レバー４１がピン６７を介して連結されると共に、連結治具４２の貫通孔に絶縁ロッド６４を挿入することで行われ、これに、図４には示されていないが、絶縁ロッド６４に螺合された緩み止めナットとスプリングを介したナットが連結治具４２を挟持して連結されるものである。

また、絶縁ロッド６４と可動ロッド４６の間に配置されている絶縁物４３の内部には、可動電極６２の固定電極６１への接触を所定の接触圧力に保つ接圧ばね６８が組み込まれており、絶縁物４３の上部側は、フレキシブル導体４４を介して可動フィーダ４５に連結されていると共に、真空遮断器７の可動ロッド４６に連結されている。可動ロッド４６は、真空遮断器７の可動電極６２に連結されており、この可動電極６２に相対向して固定電極６１が配置されている。この固定電極６１は、固定ロッド６３に連結されている。

また、固定ロッド６３は、固定フィーダ４７に連結されており、固定フィーダ４７には上コンタクタ４８が連結され、可動フィーダ４５には下コンタクタ４９が連結され、各コンタクタ４８、４９には配電線などの電力ケーブルが接続されるようになっている。

次に、上述した楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１について、図５を用いて説明する。図５は、連結治具４２の貫通孔に絶縁ロッド６４を挿入し、これに、絶縁ロッド６４に螺合された楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１が連結治具４２を挟持している状態を示すものである。

該図に示す如く、本実施例の楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１は、一方のナットに楔の役割を持たせるために、芯をずらして（軸心Ｏとネジ孔の軸心Ｐがずれている）凸型の加工が施された楔付き偏芯ナット５１Ａと、他方のナットキー溝の役割を持たせるために、テーパーのついた凹型の加工が施されたキー溝付きナット５１Ｂから成る。

このような偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１を用いて両者を締付ける（凹凸ナットを締付ける）ことで、スムーズに楔の働きが発生し、どのような振動や振動にも耐えうることができる。

このように構成された本実施例では、真空遮断器７が閉路状態（図３の状態）における可動電極６２の接触圧力は、連結治具４２の位置によって調整される。連結治具４２の位置は、楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１の位置によって調整され、スプリングワッシャ６５及びナット６６によって連結治具４２が固定される。

従って、本実施例のように、楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１を用いることで、絶縁ロッド６４に螺合されている楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１とナット６６の２つの調整ナットを同時に締め付ける必要がなくなり、楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１を締め付けて連結治具４２の位置を固定すれば、ナット６６を動かすだけで締結が行え、ナット６６での締め付けにおける作業性を向上させることができる。また、連結治具４２の調整位置の経時的なズレを抑制することができると共に、楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１及びナット６６の締め付けに高いトルクをかける必要がないため、電極接触圧力の再調整を繰り返しても、ねじ部の塑性変形を抑えることができる。

よって、本実施例によれば、接圧ばね調整のための作業性が向上することは勿論、経時的な緩みを防止する高トルクでのナットの締め付けを行う必要がなくなり、可動ロッドが塑性変形する恐れのない電磁操作式開閉装置を実現できるという効果がある。

尚、本実施例では、緩み止めナットとして、楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１を用いたが、締込み時に胴部が弾性変形してスリット部が、相手ねじ山をスプリング力でグリップするスリットタイプ、或いはテーパのついた内・外の二重構造ナットにより内ナットのスプリング構造が、ねじ山両斜面を確実にとらえ、握力機能を付加したナットを使用することもできる。

図６に、本発明の電磁操作式開閉装置の実施例２を示す。

該図に示す本実施例の電磁操作式開閉装置では、遮断器用レバー４１と絶縁ロッド６４との連結は、遮断器用レバー４１が、軸方向に貫通孔を有する断面Ｌ字状に形成されると共に、この遮断器用レバー４１の貫通孔に絶縁ロッド６４が挿入され、かつ、絶縁ロッド６４に螺合された楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１とスプリングワッシャ６５を介したナット６６が遮断器用レバー４１を挟持して連結されものである。

即ち、本実施例では、実施例１の操作器用レバー３９と遮断器用レバー４１を１つのレバー７０で置き換え、連結治具を除いたものであり、他の構成は、実施例１と同様である。

このような本実施例のように、１つのレバー７０と絶縁ロッド６４を直接連結する構成であっても、その締結に楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１を使用することで、上述した実施例１と同様な効果を得ることができる。

図７に、本発明の電磁操作式開閉装置の実施例３を示す。

該図に示す本実施例の電磁操作式開閉装置は、実施例１の構成において、スプリングワッシャ６５及びナット６６に換えて、連結治具４２の下部にも楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットのダブルナットから成る緩み止めナット５１Ａを用いたものである。他の構成は、実施例１と同様である。

このように構成された本実施例においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…電磁操作式開閉装置、２…ケース、３…開口、４…電磁石、５…コイル、６…コンデンサ、７…真空遮断器、８…制御基板、９…リブ、１０…スペーサ、１１…補助接点、１２…状態表示部、１３…カウンタ、１４…二次プラグ、１５…ケーブル、１６…発光ダイオード、１７…「入」用押しボタンスイッチ、１８…「切」用押しボタンスイッチ、１９…プレート、２０…可動鉄心、２１…固定鉄心、２２…駆動ロッド、２２Ａ…下部駆動ロッド、２２Ｂ…中央駆動ロッド、２２Ｃ…上部駆動ロッド、２３、２４…可動平板、２５…永久磁石、２６、２７…カバー、２８、３０、３５…支持板、２９…固定ロッド、３１…コイルボビン、３２、３３…貫通孔、３４、３８、６７…ピン、３６…ベース、３７…遮断ばね、３９…操作器用レバー、４０…シャフト、４１…遮断器用レバー、４２…連結治具、４３…絶縁物、４４…フレキシブル導体、４５…可動フィーダ、４６…可動ロッド、４７…固定フィーダ、４８…上コンタクタ、４９…下コンタクタ、５０…ダブルナット、５１…緩み止めナット、５１Ａ…偏芯ナット、５１Ｂ…キー溝付きナット、５５…補助スイッチ台、６１…固定電極、６２…可動電極、６３…固定ロッド、６４…絶縁ロッド、６５…スプリングワッシャ、６６…ナット、６８…接圧ばね、７０…レバー。

Claims (4)

1. 相対向して配置された可動鉄心と固定鉄心及び電磁力に応じて前記可動鉄心と固定鉄心を離間又は接触させるコイルを有する電磁操作装置と、相対向して配置された可動電極と固定電極が、前記電磁操作装置からの電磁力に伴う駆動力を駆動ロッド、レバー、シャフト、絶縁ロッドから成るリンク機構を介して伝達され離間又は接触される真空遮断器と、該真空遮断器の可動電極と接続している可動ロッドと前記絶縁ロッドの間に配置され、前記可動電極の固定電極への接触を所定の接触圧力に保つ接圧ばねとを備え、
   前記レバーは、前記電磁操作装置からの駆動力を伝達する前記駆動ロッドに一端が連結されると共に、他端が前記絶縁ロッドに連結され、かつ、前記シャフトに回動可動に支持され、
   前記レバーと前記絶縁ロッドとの連結は、軸方向に貫通孔を有する四角柱の連結治具に前記レバーがピンを介して連結されると共に、前記連結治具の貫通孔に前記絶縁ロッドが挿入され、かつ、前記絶縁ロッドに螺合された前記緩み止めナットとスプリングワッシャを介したナットが前記連結治具を挟持して連結されるものであり、前記緩み止めナットで、前記連結治具の位置が調整されることを特徴とする電磁操作式開閉装置。
2. 相対向して配置された可動鉄心と固定鉄心及び電磁力に応じて前記可動鉄心と固定鉄心を離間又は接触させるコイルを有する電磁操作装置と、相対向して配置された可動電極と固定電極が、前記電磁操作装置からの電磁力に伴う駆動力を駆動ロッド、レバー、シャフト、絶縁ロッドから成るリンク機構を介して伝達され離間又は接触される真空遮断器と、該真空遮断器の可動電極と接続している可動ロッドと前記絶縁ロッドの間に配置され、前記可動電極の固定電極への接触を所定の接触圧力に保つ接圧ばねとを備え、
   前記レバーは、前記電磁操作装置からの駆動力を伝達する前記駆動ロッドに一端が連結されると共に、他端が前記絶縁ロッドに連結され、かつ、前記シャフトに回動可動に支持され、
   前記レバーと前記絶縁ロッドとの連結は、軸方向に貫通孔を有する四角柱の連結治具に前記レバーがピンを介して連結されると共に、前記連結治具の貫通孔に前記絶縁ロッドが挿入され、かつ、前記絶縁ロッドに螺合された２つの前記緩み止めナットが前記連結治具を挟持して連結されるものであり、前記緩み止めナットで、前記連結治具の位置が調整されることを特徴とする電磁操作式開閉装置。
3. 請求項１又は２に記載の電磁操作式開閉装置において、
   前記緩み止めナットは、楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットから成るダブルナットであることを特徴とする電磁操作式開閉装置。
4. 請求項３に記載の電磁操作式開閉装置において、
   前記楔付き偏芯ナットとキー溝付きナットから成るダブルナットは、ナットに芯をずらして凸型の加工が施された楔付き偏芯ナット及び他方のナットにテーパーのついた凹型の加工が施されたキー溝付きナットから成ることを特徴とする電磁操作式開閉装置。

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