JP6796302B2 - 真空バルブを使用した開閉装置の開閉構造 - Google Patents

Description

この発明は、真空バルブを使用した開閉装置において、開閉操作力を低減することにより、操作機構を小型・簡略化するとともに、通電経路導体を安価にし、製品のコストダウンを図る開閉構造に関するものである。

従来の真空バルブを使用した開閉装置の開閉構造は、図１５に示すように、箱状の開閉器本体１の一側に開閉器本体１の内外を貫通するブッシング２ａで被われた固定側端子２、他側に開閉器本体１の内外を貫通するブッシング３ａで被われた可動側端子３を設け、開閉器本体１内の前記固定側端子２に真空バルブ４の一端を固定し、当該真空バルブ４の可動電極棒５を直線的に動かす操作盤６を開閉器本体１内に回転自在に設け、当該操作盤６は操作軸７を中心に円弧運動し、前記可動電極棒５と前記開閉器本体１内の可動側端子３を編組線等の可とう性導体８で連結したもので、前記操作軸７を回わして操作盤６を回転させ、これにより可動電極棒５を直線的に動かし、真空バルブ４内の固定電極と前記可動電極棒５の先端の可動電極とが接触したり、離れたりして開閉する（図示省略）。また、真空バルブ４の可動電極棒５の端部には、常時可動電極棒５の前記可動電極を前記固定電極に押圧するワイプスプリング９が設けられている。そして、前記操作軸７の回転運動は、図外のトグルリンク等を用いた開閉操作機構により行う構成となっている。

また、上記の他に、真空バルブの開閉構造そのものでなく、開閉装置の開閉操作機構において、例えば、特許文献１及び特許文献２に示すように、トグルリンクやトグルバネを用いたものが多数使用されている。

特許第３０７９８２２号公報 特開２０１５−２０１３４５号公報

しかしながら、図１５の開閉装置や特許文献１又は２のものは、開閉操作機構では、トグルリンクやトグルバネを用いたりして前記操作軸７の円運動に対する力を小さなもので済むよう工夫している。しかし、真空バルブ４自体の開閉は直線運動であり、円運動から直線運動へ移行する構成にしているため、この円運動の操作は大きな力が必要である。このため開閉操作機構が大型化し、コストアップの要因になっていた。また、前記図１５の装置では可とう性導体８を用いているが、編組線等の可とう性導体８は高額であり、これもコストアップの要因になっていた。

そこで、この発明は、これらの問題点に着目して発明されたもので、真空バルブの開閉構造自体にトグル機構を用いることにより開閉操作力を低減でき、開閉操作機構を小型化、かつ、簡素化し、コストダウンを可能にした開閉構造を提供することを目的としたものである。

請求項１の発明は、一端から突出する可動電極棒の長手方向の動きにより可動電極と固定電極とを接触させたり、離すことにより電路を開閉する真空バルブを用いた開閉装置において、当該開閉装置の固定電極側端子と、前記真空バルブの固定電極側の一端とを回転自在かつ電気的に接続し、前記開閉装置の可動電極側端子と導体であるリンク片の一端とを回転自在に接続し、当該リンク片の他端と前記真空バルブの前記可動電極棒の一端とを回転自在に接続し、当該回転自在な接続箇所をトグルリンクの中央関節部とし、当該中央関節部を、当該トグルリンクに対して略直角方向に動かす絶縁リンク片を設けた、真空バルブを使用した開閉装置の開閉構造とした。

また、請求項２の発明は、前記可動電極棒の一端部を細幅部とし、当該細幅部に、可動電極棒の長手方向に貫通長孔を設け、当該貫通長孔と前記リンク片の端部の貫通孔及び前記絶縁リンク片の端部の貫通孔に軸を通して前記中央関節部が形成され、さらに前記軸の両外側端に当該軸に回転自在なスペーサを被冠し、前記可動電極棒の外周に設けたフランジ部と前記スペーサとの間の可動電極棒の外周に、可動電極棒を固定電極側に常時押圧するワイプスプリングを設けた、請求項１に記載の真空バルブを使用した開閉装置の開閉構造とした。

請求項１の発明によれば、固定電極側端子に一端を回転自在に接続した真空バルブ自体をトグルリンクのリンクの一方とし、可動電極側端に回転自在に設けたリンク片を他方のリンクとして、これらのリンクの中央接続部をトグルリンクの中央関節部とし、当該中央関節部に絶縁リンク片を接続することにより、トグル機構を構成しているため、従来の開閉機構と比べ、開閉操作力を格段に低減することができる。それ故、開閉操作機構を小型化、簡素化できる。また、従来、可動側に使用していた、編組線等の可とう性導体を不要とした。これらにより製品のコストダウンを図ることができる。

また、特に請求項２の発明によれば、請求項１の構造の真空バルブを用いた開閉装置においても、可動電極棒を固定電極側に常時押圧するワイプスプリングを容易に構成することができ、真空バルブ自体を確実に作動させることができる。

この発明の実施の形態例１の閉路状態の開閉装置の正面断面図である。 この発明の実施の形態例１の閉路状態の開閉装置の要部拡大平面図である。 この発明の実施の形態例１の開路状態の開閉装置の正面断面図である。 この発明の実施の形態例１の開閉装置の固定側端子と真空バルブの接続箇所の要部拡大平面図である。 この発明の実施の形態例１の開閉装置の真空バルブと可動側端子の接続箇所の要部拡大平面図である。 この発明の実施の形態例１の開閉装置の固定側端子を示す図であり、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は正面図、（ｃ）図は右側面図である。 この発明の実施の形態例１の開閉装置の第１接続導体を示す図であり、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は平面図、（ｃ）図は左側面図である。 この発明の実施の形態例１の開閉装置の第２接続導体を示す図であり、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は正面図、（ｃ）図は右側面図である。 この発明の実施の形態例１の開閉装置のワイプスプリングを示す正面概略図である。 この発明の実施の形態例１の開閉装置の環状ワイプ金具を示す図であり、（ａ）図は左側面図、（ｂ）図は正面断面図である。 この発明の実施の形態例１の開閉装置のワイプ金具カラーを示す図であり、（ａ）図は左側面図、（ｂ）図は正面断面図である。 この発明の実施の形態例１の開閉装置のスペーサを示す図であり、（ａ）図は左側面図、（ｂ）図は正面図である。 この発明の実施の形態例１の開閉装置のリンク片を示す図であり、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は平面図である。 この発明の実施の形態例１の開閉装置の絶縁リンク片を示す図であり、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は平面図である。 従来の真空バルブを使用した開閉装置の正面断面図である。

（実施の形態例１）
この発明の実施の形態例１の開閉装置を図１〜３に基づいて説明する。

この実施の形態例１の開閉装置は、箱状の開閉器本体１の一側に開閉器本体１の内外を貫通するブッシング２ａで被われた固定側端子２、他側に開閉器本体１の内外を貫通するブッシング３ａで被われた可動側端子３が夫々設けられている。また、開閉器本体１内の前記固定側端子２に真空バルブ４の一端が回転自在に接続されている。そして、この真空バルブ４の他端から突出する可動電極棒５を含めて当該真空バルブ４をトグル機構のリンクの一方としている。また、前記固定側端子２と、当該固定側端子２に回転自在に接続された真空バルブ４の一端とは電気的に接続されている。なお、図１は当該開閉装置の真空バルブ４が閉路されている状態を示す。

また、前記開閉器本体１の可動側端子３に一端が回転自在に接続されたリンク片１０をトグル機構の他方のリンクとし、このリンク片１０の他端と、前記真空バルブ４の可動電極棒５の先端とが回転自在に接続されて中央関節部１１を形成している。前記可動電極棒５と前記リンク片１０は導体で構成され、これにより可動電極棒５はリンク片１０を通して可動側端子３と電気的に繋がっている。

また、前記可動電極棒５の中央関節部１１側端には、当該可動電極棒５の、真空バルブ４内の自体の可動電極を固定電極に押圧させるワイプスプリング１２が設けられている。また、前記中央関節部１１に、前記トグル機構の２つのリンクである可動電極棒５及びリンク片１０に略直角な方向の絶縁リンク片１３の一端が回転自在に接続されている。当該絶縁リンク片１３の他端は、開閉器本体１を貫通して設けられた操作軸１４に一端を固定した短リンク片１４ａの他端が回転自在に接続されている。

そして、前記操作軸１４を、図１において、反時計方向に回転させると、短リンク片１４ａに押されて絶縁リンク片１３は上昇し、図３に示すように、真空バルブ４及び可動電極棒５から成るリンクとリンク片１０とは中央関節部１１が山形に隆起されるように折れ曲がり、真空バルブ４内で可動電極が固定電極から離れ（図示省略）、開路する。

この状態、即ち開路状態から真空バルブ４を閉路するには、図３において、操作軸１４を時計方向に回転させる。これにより操作軸１４に固定された短リンク片１４ａに引っ張られて絶縁リンク片１３が降下し、トグル機構の２つのリンクの中央関節部１１を押し下げ、これにより可動電極棒５の可動電極を有する一端が真空バルブ４内に押されて入り、真空バルブ４内で固定電極に可動電極が当接する（図示省略）。これにより真空バルブ4は閉路される。また、前記可動電極は前記ワイプスプリング１２の可動電極棒５への押圧力で、前記固定電極を常時押圧し、閉路状態が維持される。

次に、これらの固定電極端子２から可動電極端子３までの各接続部品を図４〜図１４に基づいて説明する。

前記固定側端子２は、図４及び図６に示すもので、前記ブッシング２ａ内を貫通する導体の端面に接続され、その先端部がブッシング２ａから突出している。先端部の形状は板体から成る突片２ｂの側面に貫通孔２ｃが設けられている。また、前記真空バルブ４の一端には第１接続導体１５の一端が突設されている。当該第１接続導体１５は、図７に示すように、一端が断面コ字型形状部１５ａとなっており、その両側板に貫通孔１５ｂ、１５ｃが夫々穿たれている。一方の貫通孔１５ｂは他方の貫通孔１５ｃより大径となっており、当該貫通孔１５ｂに、中央に貫通孔を有する円形のカラー１５ｄが入っている。また、前記コ字型形状部１５ａの反対側はねじ棒１５ｅとなっており、図４に示すように、当該ねじ棒１５ｅは前記真空バルブ４の一端のネジ孔に螺着されている。

前記固定側端子２の突片２ｂを前記第１接続導体１５のコ字型形状部１５ａのコ字型溝に入れて各貫通孔２ｃ、カラー１５ｄの貫通孔及び貫通孔１５ｃにボルト１６を通し、その端部にナット１７が螺着されている。また、ボルト１６の頭部内側及びナット１７の内側のボルト１６外周に各２枚の皿座金１８が夫々重ねて被冠されている。これにより、前記固定側端子２と前記第１接続導体１５とは回転自在に接続され、かつ、これらは常時密着して電気的に接続されている。

図５に示すように、前記真空バルブ４の可動電極棒５の先端に第２接続導体１９が接続されている。当該第２接続導体１９は、前記可動電極棒５の先端のねじ棒５ａが当該第２接続導体１９の一端面に設けたねじ孔１９ａに挿入、螺着され、可動電極棒５に接続されている。この第２接続導体１９は、図８に示すように、前記ねじ孔１９ａを有する一端にフランジ１９ｂが設けられた横向き円柱体１９ｃが形成されている。そして、当該円柱体１９ｃの他端に細幅板状の突片１９ｄが設けられ、当該突片１９ｄの側面に、その長手方向に沿って貫通長孔１９ｅが設けられている。

また、図５に示すように、この第２接続導体１９の前記円柱体１９ｃの外周にワイプスプリング１２が摺動自在に被冠され、当該ワイプスプリング１２の一端は前記フランジ１９ｂに係止され、他端は、同じく円柱体１９ｃの外周端に被冠された環状ワイプ金具２１に係止されている。

また、第２接続導体１９の突片１９ｄの両側面には前記リンク片１０、１０の一端が重ねられ、これらのリンク片１０、１０の外側面には夫々前記絶縁リンク片１３、１３の一端が重ねられている。さらに、これらの絶縁リンク片１３、１３の外側面に夫々、一端が縦辺となったスペーサ２２が重ねられ、これらのスペーサ２２、絶縁リンク片１３、リンク片１０の各貫通孔及び突片１９ｄの貫通長孔１９ｅを貫通するボルト２３が設けられ、当該ボルト２３の端部にナット２４が螺着されている。

その際、前記絶縁リンク片１３及びスペーサ２２の各貫通孔は、前記ボルト２３の外径より大きく、当該ボルト２３の外周の間隙にワイプ金具カラー２５がはめ込まれ、ボルト２３及びナット２４の締め付け力を当該ワイプ金具カラー２５で受け、前記リンク片１０と第２接続導体１９の突片１９ｄとが密着するようになっている。

これと同時に第２接続導体１９とリンク片１０及び絶縁リンク片１３とは、前記ボルト２３を軸として相互に回転自在に接続されている。また、前記ボルト２３が貫通されたスペーサ２２及び環状ワイプ金具２１に後端を係止されたワイプスプリング１２の先端が第２接続導体１９のフランジ１９ｂを押し、これにより第２接続導体１９は可動電極棒５を押し、可動電極棒５の可動電極が真空バルブ４内で固定電極を常時押圧する構成となっている。なお、第２接続導体１９は前記ボルト２３が貫通長孔１９ｅを遊貫しており、第２接続導体１９はワイプスプリング１２の反発力により前進可能である。

また、前記可動側端子３は、前記図６の固定側端子２と同構造のもので、図５に示すように、ブッシング３ａ端から板状の突片３ｂが突出している。当該突片３ｂは貫通孔を有し、前記２枚のリンク片１０の他端が突片３ｂの両側面に重ねられ、各リンク片１０の貫通孔と突片３ｂの貫通孔とを一致させてボルト２６をこれらの貫通孔に通し、他端にナット２７を螺着したものである。

その際、ボルト２６の頭体の内側とナット２７の内側のボルト２６に２枚の皿座金１８を重ねて介在させている。これにより、各リンク片１０と可動側端子３とは常時電気的に接続され、かつ両者は回転自在となっている。

これらの固定電極端子２から可動電極端子３までの各接続部品については、上記実施の形態例のものに限定されるものではなく、回転自在な接続であって常時電気的に接続されるものであれば、他の構造でも良い。

以上の様に当該開閉装置においては、真空バルブ４の開閉をリンク機構によって開閉させる構造としているため、従来の開閉構造に比べ、格段に開閉操作力を低減できる。それ故、開閉操作機構を簡素化、かつ小型化でき、開閉装置のコストダウンを図ることができる。例えば、手動開閉の場合の操作ハンドルの長さを短くしても、容易に操作できる。また、ソレノイド等による自動開閉の構成においてもソレノイドを小型化する等、簡素化できる。

なお、上記実施の形態例１では、可動電極棒５の一端に第２接続体１９を接続し、当該第２接続導体１９の端部に細幅の突片１９ｄを設け、当該突片１９ｄ箇所でリンク片１０及び絶縁リンク１３を重ねて中央関節部１１としているが、これに限らず、可動電極棒５の一端に細幅の突片１９ｄを一体に設けて、当該箇所にリンク片１０及び絶縁リンク１３を重ねて中央関節部１１としても良い。

また、ボルト２３を適宜の軸としてもよい。さらに、ワイプスプリング１２の後端の環状ワイプ金具２１を設けず、スペーサ２２でワイプスプリング１２の後端を係止することもできる。

１ 開閉器本体 ２ 固定側端子
２ａ ブッシング ２ｂ 突片
２ｃ 貫通孔 ３ 可動側端子
３ａ ブッシング ３ｂ 突片
４ 真空バルブ ５ 可動電極棒
５ａ ねじ棒 ６ 操作盤
７ 操作軸 ８ 可とう性導体
１１ 中央関節部 １２ ワイプスプリング
１３ 絶縁リンク片 １４ 操作軸
１４ａ 短リンク片 １５ 第１接続導体
１５ａ コ字型形状部 １５ｂ 貫通孔
１５ｃ 貫通孔 １５ｄ カラー
１５ｅ ねじ棒 １６ ボルト
１７ ナット １８ 皿座金
１９ 第２接続導体 １９ａ ねじ孔
１９ｂ フランジ １９ｃ 円柱体
１９ｄ 突片 １９ｅ 貫通長孔
２１ 環状ワイプ金具 ２２ スペーサ
２３ ボルト ２４ ナット
２５ ワイプ金具カラー ２６ ボルト
２７ ナット

Claims (2)

1. 一端から突出する可動電極棒の長手方向の動きにより可動電極と固定電極とを接触させたり、離すことにより電路を開閉する真空バルブを用いた開閉装置において、
   当該開閉装置の固定電極側端子と、前記真空バルブの固定電極側の一端とを回転自在かつ電気的に接続し、前記開閉装置の可動電極側端子と導体であるリンク片の一端とを回転自在に接続し、
   当該リンク片の他端と前記真空バルブの前記可動電極棒の一端とを回転自在に接続し、当該回転自在な接続箇所をトグルリンクの中央関節部とし、
   当該中央関節部を、当該トグルリンクに対して略直角方向に動かす絶縁リンク片を設けたことを特徴とする、真空バルブを使用した開閉装置の開閉構造。
2. 前記可動電極棒の一端部を細幅部とし、当該細幅部に、可動電極棒の長手方向に貫通長孔を設け、当該貫通長孔と前記リンク片の端部の貫通孔及び前記絶縁リンク片の端部の貫通孔に軸を通して前記中央関節部が形成され、
   さらに前記軸の両外側端に当該軸に回転自在なスペーサを被冠し、前記可動電極棒の外周に設けたフランジ部と前記スペーサとの間の可動電極棒の外周に、可動電極棒を固定電極側に常時押圧するワイプスプリングを設けたことを特徴とする、請求項１に記載の真空バルブを使用した開閉装置の開閉構造。