JP6916717B2

JP6916717B2 - 断路器

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Publication number: JP6916717B2
Application number: JP2017219122A
Authority: JP
Inventors: 友幸大山; 高橋　徹夫; 徹夫高橋; 清志永田
Original assignee: Takaoka Toko Co Ltd
Current assignee: Takaoka Toko Co Ltd
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2021-08-11
Anticipated expiration: 2037-11-14
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Description

本発明は、断路器に関するもので、振動抑制機能を備えたパンタグラフ形或いはセミパンタグラフ形の断路器に関するものである。

図１は、従来のパンタグラフ形断路器１′の一例を示している。パンタグラフ形断路器１′は、地上に設置された架台３の上に起立されたがいし装置４の頂上に、パンタグラフ式の導電部２を設置した構成をとる。導電部２は、複数のアーム５をピン構造６で連結したリンク機構からなる。図示の例では下側第一アーム５ａの上端と上側第一アーム５ｂの下端をピン構造６で回転可能に連結し、下側第二アーム５ｃの上端と上側第二アーム５ｄの下端をピン構造６で回転可能に連結し、上側第一アーム５ｂの中間部と上側第二アーム５ｄの中間部をピン構造６で回転可能に連結する。そして、下側第一アーム５ａと下側第二アーム５ｃの下方部位を、動力伝達ボックス１４の側面１４ａに沿うように配置するとともに、下側第一アーム５ａの下端と下側第二アーム５ｃの下端を、それぞれ動力伝達ボックス１４の出力軸１４ｂに連結する。出力軸１４ｂが正逆回転すると、リンク機構の動作により、導電部２の先端２ａ（上側第一アーム５ｂ，上側第二アーム５ｄの上端）は、昇降移動する。導電部２の先端２ａを構成する上側第一アーム５ｂの上端と、上側第二アーム５ｄの上端は、図示するように上方位置にある場合、互いに接近して、母線７の固定接触部７ａを両側から挟み込んだ状態で接触し、導通する。図示省略するが、先端２ａが下方位置にある場合は、一対の先端２ａである上側第一アーム５ｂの上端と、上側第二アーム５ｄの上端は、開いた状態となり、固定接触部７ａから離反し、非導通となる。

がいし装置４は、導電部２を支持する３本の支持がいし１０と、リンク機構の導電部２の開閉のための回転力を伝達する操作がいし１１を備える。３本の支持がいし１０は、架台３の上面に調整スタッド１５を介して配置する調整板１２を底辺とする三角錐の各辺にそれぞれ配置し、支持がいし１０の上端は、動力伝達ボックス１４に連結する。各支持がいし１０は、複数のがいし１０ａを直列に連結し、連結部分は例えばボルト・ナット等で強固に行う。これにより、各支持がいし１０は、それぞれ１本の棒のようになる。また、操作がいし１１は、複数のがいし１１ａを直列に連結し、架台３の上に直立させる。がいし１１ａ同士の連結は、例えばボルト締結により強固に行う。これにより、操作がいし１１は、一本の棒のようになる。

操作がいし１１の上端は、軸支え９に対して回転自在に軸受け支持され、その上端は、軸支え９の上面側に設置した動力伝達ボックス１４に連結される。この動力伝達ボックス１４内に実装された伝達機構により、垂直方向に起立した操作がいし１１の軸周りの回転を、所定の水平軸周りの回転、すなわち、垂直平面内での回転に変換する。動力伝達ボックス１４の一つの側面１４ａに、伝達機構の出力軸１４ｂを配置する。導電部２を構成するアーム５の下端を配置し、出力軸１４ｂに連結する。これにより、操作がいし１１が正逆回転すると、出力軸１４ｂが正逆回転し、それに伴いアーム５の下端を回転中心として、最下方のアーム５が正逆回転する。この最下方のアーム５の正逆回転に伴うリンク機構の動作により、上述したように導電部２の先端２ａが昇降する。

図２に拡大して示すように、調整スタッド１５は、調整板１２と架台３の天板１３とを貫通するように両端に雄ねじを有するスタッドボルト１７を配置し、そのスタッドボルト１７の両端に装着した複数のナット１８にてそれぞれ調整板１２と天板１３を上下から挟み込み固定する。スタッドボルト１７に対するナット１８の位置を適宜にすることで、調整板１２を水平にしつつ、所望の高さに位置させる。調整スタッド１５は、スタッドボルト１７・ナット１８で天板１３と調整板１２を直結しており、強固に固定して動かないリジッド構造を採る。

上述した従来のパンタグラフ形断路器１′は、調整スタッド１５並びにがいし装置４がいずれも強固な構造を採っている。そして例えば地震動が発生した場合、それにともない導電部２が揺れの方向に移動しようとするが、調整スタッド１５並びに三角錐補強構造のがいし装置４の支持がいし１０により頂部変位をおさえ、導電部２の移動を抑制する。しかしながら、がいし装置４の設計基準波形を上回るような大きな地震動が発生した場合、例えばがいし装置４の頂部付近に大きな曲げ応力が加わり、がいしの曲げ許容応力を超過すると、当該がいしが破損するおそれがある。そこで、係る地震動に対してもがいしの破損を防止するため、例えば、特許文献１に開示された断路器の衝撃緩衝装置などが開発され、直列接続するがいしの連結部分に、当該衝撃緩衝装置を配置するものがある。

特開２０１４−１２０２７６

従来の断路器に対する地震対策の技術は、専ら、がいし部分の損傷を防ぐことを目的として開発されていた。そのため、本発明が対象とするパンタグラフ形断路器では、例えば従来から想定している規模を超えるような大きな地震動に対しては、十分な耐震構造を採ることができない。すなわち、パンタグラフ形断路器の場合、特に図１に示すように投入状態の導電部２では、アーム５が伸びた姿勢となり、その状態でがいし装置の従来の設計基準を超える大きな地震などの震動が生じると、大きなモーメントが発生し、導電部２やがいし装置４の損傷を招く。特に、ピン構造６の部分や、支持がいし１０の上端付近で折損が見られる。従来の耐震技術では、パンタグラフ形断路器１′に対して適切に適用することができない。

上述した課題を解決するために、本発明は、（１）パンタグラフ式或いはセミパンタグラフ式の導電部と、その導電部を支持する支持がいしと、前記支持がいしを支持する架台と、前記支持がいしと前記架台の間に配置され前記支持がいしの高さ方向の位置を調整する複数の調整スタッドとを備えた断路器であって、前記調整スタッドと、前記支持がいしを保持する調整板の間に振動抑制装置を設け、前記振動抑制装置は、ピンジョイントと、前記ピンジョイント内の複数箇所に実装する減震装置を備え、前記ピンジョイントは、上下に所定の間隔をおいて対向配置させる下側カップリングと上側カップリングとの間に十文字継手を介在させるとともに、前記十文字継手を、前記下側カップリングと前記上側カップリングに対してそれぞれピン結合し、前記上側カップリングと前記下側カップリングが平行な基準状態と、相対的に傾いた状態に変位可能な構成であり、前記減震装置は、輪ばねを内蔵し、前記基準状態の前記下側カップリングと前記上側カップリングとで前記減震装置を挟み込んだ状態で、前記輪ばねが収縮して初期荷重が与えられるように構成した。

パンタグラフ式の導電部は、例えば投入状態では上下に伸びた姿勢となり、その状態で地震などの震動が生じると大きなモーメントが発生する。本発明では、例えば地震発生時における振動を減震装置で減衰し、導電部が大きく変位するのを抑制することができる。よって、大きな地震動があっても輪ばねの伸縮により減震し、支持がいしや導電部の揺れを小さく抑えることができ、それら導電部や支持がいしの損傷や大きな変位により近傍の部材に接触することを抑えることができる。特に上側カップリングと下側カップリングとを十文字継手を介して連係させたピンジョイントを備えるので、地震動の水平振動する方向がどのような方向であっても、上側カップリングが下側カップリングに対して傾き、間隔が狭くなる側に設けた減震装置が機能して振動を減衰することができる。また、傾きは、ピンジョイント（十文字継手）の部分を中心に変位するので、揺れをより小さくすることができる。ピン結合を用いたピンジョイントであるため、傾く際もがたつき無くスムーズに変位するので、長期にわたり信頼性が高く保てる。

（２）小さい地震に対しては、前記輪ばねは伸縮せずに前記調整スタッドと前記支持がいしによる耐震機能を発揮し、前記調整スタッドと前記支持がいしでは対応できない大きい地震に対しては、前記輪ばねの伸縮に伴う減震機能が発揮するように構成する。小さい地震の場合に調整スタッド・支持がいしによる従来からある耐震機能を利用することで、初期荷重を大きくし輪ばねによる減震機能が発動する振動・揺れが大きいものからにすることで、より大きい振動にたいしても対応が可能となる。また、例えば調整スタッド等による耐震機能で対応できない範囲を少し超えた程度であれば、輪ばねの伸縮も少なく、支持がいし・導電部２の傾きひいては頂上部位の変位量を小さくすることができる。よって、振動の大きさの広い範囲にわたりそれら傾き・変位量を小さく抑えることができる。

（３）前記調整スタッドは、仮想三角形の頂点に位置するように３本備え、前記減震装置は、前記前記下側カップリングにおける前記調整スタッドの３箇所の取付位置における隣接する取付位置間に１つずつ配置する。このようにすると、ピンジョイント内に効率よく減震装置を実装することができる。また、この配置をすることで、減震装置も仮想の三角形の頂点に一つずつ、合計３個配置することになる。よって、地震動の水平振動する方向がどのような方向であっても、少なくとも一つの減震装置が機能して振動を減衰することができ、少ない設置数で簡易な構成を採りつつ、効果的に減震できるので良い。

（４）前記減震装置は、前記下側カップリングに固定され、前記上側カップリングとは非固定で接触するように構成した。このようにすると、減震装置を安定してピンジョイント内に保持することができ、また、上側カップリングと減震装置は接触した状態にして固定はしないようにすると、上側カップリングと減震装置は、相対的に移動が許容されるので、例えば大きな地震等に伴い上側カップリングがスムーズに傾き、免震機能が発揮するのでよい。固定は、実施形態では、ボルトを用いて行っている。

本発明では、例えば大きな地震動があっても導電部や支持がいしが損傷するのを抑止できる。

従来例を示す図である。従来例を示す図である。本発明が実装されるパンタグラフ形断路器の振動抑制装置の一形態を示す正面図である。（ａ）は調整板の部分を示す平面図であり、（ｂ）は調整スタッド・振動抑制装置及びその周辺を示す図であり、（ｃ）は減震装置を示す断面図である。（ａ）は調整スタッド・振動抑制装置及びその周辺を示す図であり、（ｂ）はＡ−Ａ線一部断面図であり、（ｃ）Ｂ−Ｂ線一部断面図である。（ａ）は調整スタッド・振動抑制装置及びその周辺を示す図であり、（ｂ）はピンジョイントを示す平面図であり、（ｃ）はピンジョイントを示す正面図である。ピンジョイントの模式図であり、減震装置２７の輪ばね４３に初期荷重を与える設定方法を説明する図である。作用を説明する図である。セミパンタグラフ形断路器の一例を示す図である。セミパンタグラフ形断路器の別の例を示す図である。セミパンタグラフ形断路器の別の例を示す図である。セミパンタグラフ形断路器における要部を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。

図３は、本発明に係る振動抑制装置の好適な一実施形態並びにそれが適用されるパンタグラフ形断路器１の一形態を示している。パンタグラフ形断路器１は、図１，図２を参照して説明した従来のものと同様の構成を含み、対応する部材については同一符号を付して説明する。また、図３は、図１（ｂ）に対応する図であり、図１（ａ）に対応する図は省略するが、パンタグラフ形断路器１の基本的な構成は図１（ａ）のものと同様である。図３に示すように、パンタグラフ形断路器１は、母線７に対して接触／離反するパンタグラフ式の導電部２と、その導電部２を支持するがいし装置４と、地上に設置される架台３と、架台３とがいし装置４の間に配置されがいし装置４の高さ位置・姿勢を調整する調整スタッド１５を備える。

導電部２は、基本的に従来のパンタグラフ形断路器における構造と同じである。導電部２は、複数のアーム５をピン構造６で連結したリンク機構からなる。リンク機構の動作により、導電部２の先端２ａは、昇降移動する。図示するようにアーム５が伸びて先端２ａが上方位置にある場合、一対の先端２ａが、上方に配置された母線７の固定接触部７ａを挟み込んだ状態で接触し、導通する。図示省略するが、アーム５が畳まれて先端２ａが下方位置にある場合は、一対の先端２ａは開いた状態となり、固定接触部７ａから離反し、非導通となる。

また、図示省略するが、アーム５の下方は、別の母線に導通しており、図示する投入状態では、当該別の母線と母線７とが導通する。そして、導電部２の先端２ａが下方位置にきて母線７から離反すると、母線７から図示省略した当該母線への経路が遮断される。

がいし装置４は、基本的に従来のパンタグラフ形断路器における構造と同じである。すなわち、このがいし装置４は、導電部２を支持する３本の支持がいし１０と、リンク機構の導電部２の開閉のための回転力を伝達する操作がいし１１を備える。３本の支持がいし１０は、架台３の上面に調整スタッド１５を介して配置する調整板１２を底辺とする三角錐の各辺にそれぞれ配置し、支持がいし１０の上端は、動力伝達ボックス１４に連結する。各支持がいし１０は、複数のがいし１０ａを直列に連結し、連結部分は例えばボルト・ナット等で強固に行う。これにより、各支持がいし１０は、それぞれ１本の棒のようになる。図５に示すように、調整板１２は、各頂点がＲ取りされた略正三角形の平板からなり、３本の支持がいし１０の下端は、それぞれ略正三角形の頂点付近に連結される。

また、操作がいし１１は、複数のがいし１１ａを直列に連結し、架台３の上に直立させる。がいし１１ａ同士の連結は、例えばボルト締結により強固に行う。これにより、操作がいし１１は、一本の棒のようになる。操作がいし１１の上端は、軸支え９に対して回転自在に軸受け支持され、その上端は、軸支え９（図１（ａ）参照）の上面側に設置した動力伝達ボックス１４に連係される。

この動力伝達ボックス１４内に実装された伝達機構により、垂直方向に起立した操作がいし１１の軸周りの回転を、側面１４ａから外部に水平に突出させた出力軸１４ｂの軸周りの回転に変換する。これにより、操作がいし１１が正逆回転すると、出力軸１４ｂが正逆回転し、アーム５の姿勢を遷移する。

架台３の外側面下方には、操作装置２０を備える。操作装置２０は、バッテリー・駆動モータ等の駆動源や、駆動を制御する操作スイッチ等を備える。駆動源の回転出力は、動力伝達機構２１を介して操作がいし１１に伝達される。操作がいし１１は、当該回転出力を受けて、正逆回転する。

これらの基本的な構成は、一般的なパンタグラフ形断路器１′と同様である。そして本実施形態では、振動抑制装置は、天板１３上に垂直に起立配置した調整スタッド１５と、調整板１２の間に配置した。すなわち、従前のパンタグラフ形断路器では、調整板１２の支持がいし１０の接続部分の内側部位（調整板１２の中央側）に位置するように起立配置した３本の調整スタッド１５の上端を、当該内側部位の調整板１２に直接連結したが、本実施形態では、調整スタッド１５の上端側は、振動抑制装置２５を介して調整板１２に接続する。

図４以降に拡大して示すように、振動抑制装置２５は、ピンジョイント２６と、そのピンジョイント２６内に実装される減震装置２７を備える。ピンジョイント２６は、上下に所定の間隔をおいて対向配置させる下側カップリング３０と上側カップリング３１の間に十文字継手２８を介在させるとともに、十文字継手２８の所定位置を、それぞれ下側カップリング３０と上側カップリング３１にピン２９を用いて連結し一体化する。

下側カップリング３０は、円盤状の基板３０ａの上面所定位置に、一組の十文字継手支持部３０ｃを、対向配置する。十文字継手支持部３０ｃは、起立した平板であり、その平板を厚さ方向に貫通する貫通孔３０ｄを備える。一組の十文字継手支持部３０ｃは、平板の一面が対向し、貫通孔３０ｄが一直線上に位置し、基板３０ａの中心から等間隔離れた箇所に位置するように形成される。さらに、下側カップリング３０の下面所定位置には、６０度間隔で所定領域を上方に向けて突出させることで凹所３０ｅを形成する。この凹所３０ｅには、上下に貫通する貫通孔が形成され、その貫通孔が開口する凹所３０ｅ内に、固定ナット３２を取り付ける。固定ナット３２の雌ねじの中心と、貫通孔３０ｆの中心を一致させている。そして、調整スタッド１５の上端は、貫通孔内に挿入するとともに、調整スタッド１５の外周面に形成した雄ねじは、固定ナット３２の雌ねじに噛み合う。

すなわち、架台３の天板１３に設けた貫通孔１３ａと、下側カップリング３０の凹所３０ｅに設けた貫通孔３０ｆを上下方向で一致するように配置し、それら両貫通孔１３ａ，３０ｆを貫通するように、スタッドボルト１７を配置する。それら貫通孔１３ａの内径は、スタッドボルト１７の外径よりも大きく、いわゆるバカ穴状態となっている。本実施形態のスタッドボルト１７は、全長に渡って雄ねじが形成されている。このスタッドボルト１７の架台３の天板１３に装着した側の雄ねじ部分に、一組の下側固定ナット２２を装着し、その一組の下側固定ナット２２にて天板１３を上下から挟み込む。これにより、スタッドボルト１７を天板１３に対して固定し、スタッドボルト１７を垂直方向に起立保持する。一方、スタッドボルト１７の雄ねじ部の上端側は上述したように下側カップリング３０に取付けた固定ナット３２に装着し、その上端は貫通孔３０ｆ内に位置する。スタッドボルト１７と固定ナット３２の相対位置や、スタッドボルト１７と下側固定ナット２２の相対位置を適宜調整することで、下側カップリング３０を水平状態に維持しつつ、架台３の天板１３と強固に一体化する。

上側カップリング３１は、下側カップリング３０と同様に円盤状の基板３１ａを有する。この基板３１ａの外径と、下側カップリング３０の基板３０ａの外径は等しくしている。また、基板３１ａの下面所定位置に、一組の十文字継手支持部３１ｃを対向配置する。十文字継手支持部３１ｃは、垂下した平板であり、その平板を厚さ方向に貫通する貫通孔３１ｄを備える。一組の十文字継手支持部３１ｃは、平板の一面が対向し、貫通孔３１ｄが一直線上に位置し、基板３１ａの中心から等間隔離れた箇所に位置するように形成される。さらに、一組の十文字継手支持部３０ｃ間の距離と、一組の十文字継手支持部３１ｃ間の距離は等しくしている。そして、下側カップリング３０と上側カップリング３１を組み合わせる際は、互いの中心が上下で一致し、下側カップリング３０の一組の十文字継手支持部３０ｃを結ぶ線と、上側カップリング３１の一組の十文字継手支持部３１ｃを結ぶ線が、直交するように配置する。この配置した状態では、一組の十文字継手支持部３０ｃに形成した貫通孔３０ｄと、一組の十文字継手支持部３１ｃに形成した貫通孔３１ｄは、同一平面上に位置する。

そして、それら各一組の十文字継手支持部３０ｃ，３１ｃで囲まれる空間内に十文字継手２８が配置されるように、上下から上側カップリング３１と下側カップリング３０で十文字継手２８を挟み込む。このとき、十文字継手２８の側面に９０度間隔で形成したピン装着穴２８ａを、それぞれ対応する十文字継手支持部３０ｃ，３１ｃの貫通孔３０ｄ，３１ｄに対向するように位置合わせをする。この状態で、ピン２９を貫通孔３０ｄ，３１ｄ経由でピン装着穴２８ａ内に挿入固定する。これにより、上側カップリング３１と下側カップリング３０は、一直線上に配置されるピン２９の軸回りに相対的に回転可能となり、ピンジョイント２６が構成される。

さらに上側カップリング３１は、基板３１ａを調整板１２の下面に接触した状態で、調整板１２の上面側から装着された固定ボルト２３を用いて連結され、調整板１２と一体化する。従って、上側カップリング３１の基板３１ａと調整板１２は平行となり、また、上述したように下側カップリング３０の基板３０ａと架台３の天板１３も平行となる。そして、ピンジョイント２６は、例えば下側カップリング３０の基板３０ａと上側カップリング３１の基板３１ａが平行な基本姿勢の状態から、例えば下側カップリング３０の基板３０ａに対して上側カップリング３１の基板３１ａが、その中心位置を基準に任意の方向に傾くように変位可能となる。よって、例えば、ピンジョイント２６が基本姿勢の状態では、調整板１２の上に連結したがいし装置４は、架台３の上方に垂直方向に延びるように起立し、また、ピンジョイント２６の上側カップリング３１とともに調整板１２ひいてはがいし装置４が傾くように変位可能となる。

さらに本実施形態では、ピンジョイント２６の下側カップリング３０と上側カップリング３１間の空間に挟むように、減震装置２７を配置する。減震装置２７は、下側カップリング３０の基板３０ａに設けた隣接する凹所３０ｅ間に１つずつ配置し、合計３個を設けた。減震装置２７は、下側カップリング３０の基板３０ａ上に装着する。減震装置２７の固定は、基板３０ａに設けた貫通孔内に貫通させた固定用のボルト２４を締結することで行う。このボルト２４の締結で、下側カップリング３０と減震装置２７が一体化する。また、減震装置２７の上端は、上側カップリング３１の基板３１ａの下面に接触可能となる。より具体的には、例えば上側カップリング３１と下側カップリング３０が平行な基準状態のときには、３つの減震装置２７の上面が、それぞれ基板３１ａに接触するようにしている。この３つの減震装置２７は、同一の外形寸法、同一特性のものを用いており、具体的な構造は、以下の通りである。

図４（ｃ）等に示すように、減震装置２７は、上部開口した収納容器４１内に輪ばね４３を装着するとともに、収納容器４１の上方を覆うように下部開口したガイドキャップ４２を装着して構成される。ガイドキャップ４２は、収納容器４１に対して軸方向、すなわち、設置状態では上下方向に移動可能となる。収納容器４１は、円盤状の底部４１ａの中央から上方に突出する柱部４１ｂと、底部４１ａの外周縁から上方に向かって延びる周壁４１ｃを備える。柱部４１ｂと周壁４１ｃは同心円状に配置され、柱部４１ｂの外周面と周壁４１ｃの内周面との間に所定の空間が形成される。この空間が、輪ばね４３の収納部となる。

輪ばね４３の内輪４３ａの内径は、柱部４１ｂの外径より一回り大きい設定とし、輪ばね４３の外輪４３ｂの外径は、周壁４１ｃの内径よりも一回り小さい設定とする。輪ばね４３の軸方向の長さは、柱部４１ｂの高さよりも長い設定とする。これにより、輪ばね４３を柱部４１ｂの外周面と周壁４１ｃの内周面との間の空間内に挿入した状態では、輪ばね４３の下方の端部は収納容器４１の底部４１ａに接触し、輪ばね４３の上方の端部は、柱部４１ｂよりも上方に突出した状態となる。

ガイドキャップ４２は、上下開口した円筒形のガイドシャフト４２ａと、ガイドシャフト４２ａの上方を閉塞する蓋部４２ｂを備え、ガイドシャフト４２ａの外径と蓋部４２ｂの外径を等しくする。そしてガイドシャフト４２ａの上端を、蓋部４２ｂの下面の周縁に接触させた状態で、固定用のボルト４２ｃにより両者を締結する。ガイドシャフト４２ａの内径は、収納容器４１の周壁４１ｃの外径とほぼ等しくしている。ガイドキャップ４２を収納容器４１の上方より被せた状態では、ガイドシャフト４２ａの内周面の下方部位が、周壁４１ｃの外周面の上方部位に擦り合った状態で対向し、両者は相対的に軸方向に移動可能となる。蓋部４２ｂの上面は、平坦面にしている。

そして、その装着した状態では、輪ばね４３の上端は、ガイドキャップ４２の蓋部４２ｂに接触する。よって、例えば、ガイドキャップ４２に下方への付勢力が加わると、ガイドキャップ４２は、輪ばね４３を下方に付勢し、当該輪ばね４３を圧縮変形させながら下降移動する。また、ガイドキャップ４２に加わっていた付勢力が解除されると、輪ばね４３の弾性復元力によりガイドキャップ４２は上昇移動して元の位置に復帰する。

本実施形態では、上側カップリング３１と下側カップリング３０により、上下から減震装置２７を挟み込むことで、減震装置２７内の輪ばね４３に対して初期荷重を掛けるようにしている。すなわち、輪ばね４３が無負荷状態のときの減震装置２７の長さ（収納容器４１の底部４１ａの下面と、ガイドキャップ４２の蓋部４２ｂの上面との距離）は、基準状態にある上側カップリング３１と下側カップリング３０間の距離よりも長く設定する。すると、基準状態における上側カップリング３１と下側カップリング３０の間に減震装置２７を実装するためには、減震装置２７の長さを上側カップリング３１と下側カップリング３０間の距離に等しくする必要があり、減震装置２７は上側カップリング３１と下側カップリング３０とに挟まれて輪ばね４３が圧縮変形し、初期荷重が加わる。

そして、上側カップリング３１と下側カップリング３０で挟み込むように減震装置２７を実装し、当該減震装置２７に初期荷重を加えるための設定方法として、例えば、図７にするとよい。すなわち、図７（ａ）に示すように、ピンジョイント２６における３箇所の減震装置２７の実装部位のうちの一箇所に、減震装置２７を挿入する。このとき、上側カップリング３１の当該一箇所の側を上方に持ち上げるようにして傾け、当該一カ所の上下の空間を広げる。これにより、減震装置２７は、簡単に上側カップリング３１と下側カップリング３０の間の所定位置にセットすることができる（図７（ｂ）参照）。

次いで、図７（ｃ）に示すように、所定の治具を用い、減震装置２７を配置した位置に対向する上側カップリング３１と下側カップリング３０の部位を挟み込んで当該部位が接近するようにそれぞれの基板３１ａ，３０ａを押す。これにより、基板３１ａ，３０ａの押された部分が接近し、これに伴い押された部分と反対側の基板３１ａ，３０ａ間が基準状態よりも離れて開く。そして少なくとも、開いた側の基板３１ａ，３０ａの間隔が、無負荷状態の軸方向の長さよりも長くなるまで、治具を用いて基板３１ａ，３０ａの所定位置を押し込むと良い。この状態で、開いた側の所定位置に、残りの２つの減震装置２７を配置する。

２つの減震装置２７を配置した後、治具を外すと（図７（ｄ）参照）、治具により押されて圧縮変形していた最初に配置した減震装置２７内の輪ばね４３が、弾性復元力により伸張し、その最初に配置した減震装置２７が接触している上側カップリング３１と下側カップリング３０の基板３１ａ，３０ａ間の間隔を広げる。その結果、図７（ｅ）に示すように、上側カップリング３１と下側カップリング３０の基板３１ａ，３０ａが平行になる基準状態になり、挟み込まれた３つの減震装置２７は、ガイドキャップ４２と収納容器４１がそれぞれ押されて内部の輪ばね４３が圧縮変形し、当該輪ばね４３に初期荷重がかかる。また基準状態では、上側カップリング３１の下面と、ガイドキャップ４２の蓋部４２ｂの上面は面接触し、しっかりと挟み込まれる。本実施形態では、３つの減震装置２７は、同一構成のものを用いているため、各減震装置２７の輪ばね４３にかかる初期荷重は等しくなる。さらに、輪ばね４３の特性・性能や、減震装置２７の寸法形状を適宜に設定することで、基準状態のときに生じる初期荷重として、例えば８トンが加わるようにした。また、適宜のタイミングで下側カップリング３０の基板３０ａの下側より装着したボルト２４を締結して下側カップリング３０と減震装置２７を固定する。

本実施形態における振動抑制装置２５を備えたパンタグラフ形断路器１は、調整板１２並びにその上に設置されるがいし装置４の荷重は、ピンジョイント２６が受ける。より具体的には、ピンジョイント２６の十文字継手２８，ピン２９の部分で受けることになる。すなわち、調整板１２は、ピンジョイント２６の上側カップリング３１の基板３１ａと面接触するとともに、固定ボルト２３により締結されて一体化する。一方、架台３の天板１３の上面に延びるように直接固定された調整スタッド１５の上端は、ピンジョイント２６の下側カップリング３０の基板３０ａに直接連結される。よって、ピンジョイント２６の下側カップリング３０は、調整スタッド１５を介して架台３に機械的に連結されて支えられ、がいし装置４等は、ピンジョイント２６の上側カップリング３１の基板３１ａから十文字継手２８を介して下側カップリング３０に機械的に連係される。これにより、がいし装置４等は、ピンジョイント２６を介して調整スタッド１５ひいては架台３に機械的に連係され、がいし装置４等の荷重はピンジョイント２６の十文字継手２８で受けることになる。そして、ピンジョイント２６は、３つの減震装置２７内の輪ばね４３に対し、上下から挟み込んで例えば８トンもの初期荷重を与えることができるようにしており、十文字継手２８の連結部分の強度・剛性も高くしている。これらのことから、ピンジョイント２６ひいては十文字継手２８の部分で、しっかりと機械的に荷重を受けることができる。

さらに、輪ばね４３の初期荷重は、例えば８トンもの大きい値に設定しているため、地震等の揺れのない通常時はもちろんのこと、揺れの小さい地震があった場合にも、輪ばね４３は伸縮することなく、初期状態を維持する。よって、上述したように、調整スタッド１５を調整してピンジョイント２６の下側カップリング３０は、水平状態を維持するように固定されているため、下側カップリング３０と上側カップリング３１と下側カップリング３０とが平行になる初期状態では、がいし装置４は、その中心線は垂直方向に起立した状態で支持される。

また、例えば揺れの小さい地震が発生した場合、輪ばね４３は伸縮しない。よって、ピンジョイント２６は、上側カップリング３１と下側カップリング３０は平行な基準状態を維持し、ピンジョイントが一つの塊となって、上側のがいし装置４と、架台３の天板１３に連結された調整スタッド１５とを連結し、一体化する。輪ばね４３が伸縮しない状態では、従来のパンタグラフ形断路器１′と同様の機能が発揮して損傷を抑える。例えば地震動が発生した場合、それにともない導電部２が揺れの方向に移動しようとするが、調整スタッド１５とそれと一体化したピンジョイント２６並びに三角錐補強構造のがいし装置４の支持がいし１０により頂部変位をおさえ、導電部２の移動を抑制する。

一方、図８（ａ）に示すように、調整スタッド１５の上端部位を、がいし装置４を支持する調整板１２に直結している従来の構造では、架台３から調整板１２までの剛性が高く、パンタグラフ形の導電部２との固有周期も違う。そのため、小さい地震動に伴う水平振動が発生した場合には上述したように頂部変位をおさえ、導電部２の移動を抑制することで導電部２や、がいし装置４が損傷することができるが、抑制できる水平振動を越える大きな地震が発生した場合には、頂部変位を押さえることができず、導電部２も移動する。このとき架台３から調整板１２までの部分ひいてはがいし装置４と、その上方の導電部２側では一緒に揺れない。特に、導電部２が投入状態の時には、アーム５が上方に向けて伸びているため、水平振動に伴う導電部２の揺れモーメントも大きくなり、頂部の変位量が大きくなる。その結果、導電部２や、がいし装置４が損傷する。

これに対し、本実施形態では、調整スタッド１５の上端と、調整板１２との間にピンジョイント２６を配置し、そのピンジョイント２６は、上側カップリング３１と下側カップリング３０とで減震装置２７を挟み込むことで初期荷重を与えた輪ばね４３を有するので、例えば大きな地震などによりパンタグラフ形断路器１が揺れても輪ばね４３により振動を減衰することができる。

すなわち、図８（ｂ），（ｃ）に示すように、例えば、従来の減震装置２７を配置しないパンタグラフ形断路器１′における導電部２を構成するアーム５の揺れが、許容を超えるような大きな地震動に伴う水平振動が生じた場合、振動に伴う大きな荷重を受けた輪ばね４３が弾性変形して伸縮する。これにともない、ピンジョイント２６が揺れを許容し、上側カップリング３１が所定の方向に傾き、それともない、調整板１２ひいてはがいし装置４が傾くように変位する。そして、揺れにより輪ばね４３が戻るときに減震機能が発揮し、導電部２が大きく変位するのを抑制することができる。よって、大きな地震動があっても減震でき、導電部２の揺れを抑え、導電部２，がいし装置４の損傷や大きな変位により近傍の部材に接触することを抑えることができる。

さらに本実施形態では、十文字継手２８を備えるピンジョイント２６を用いたので、どの方向にも動く（下側カップリング３０に対して上側カップリング３１が傾く）ことができ地震に対して追従性が良い。しかも、十文字継手２８は、十文字継手支持部３０ｃ，３１ｃに対してピン２９を用いて連携されており、ピンの部分に摩擦は無いので、がたつくこともなくスムーズに変位するのでよい。

さらに、ピンジョイント２６の十文字継手２８の部分を中心に傾く。これに対し、例えば十文字継手２８を設けずに、何かしらの機構で初期荷重を与えた輪ばねを本実施携帯用に三カ所においた場合、圧縮された輪ばねの位置を中心に傾くので、大きくなってしまう。本実施形態では、十文字継手２８の部分を中心に傾くので、傾きも小さすることができ、動く距離も短くなる。特に、がいし装置４は、高いので、下側でのわずかの傾きの差が、頂点部分での移動距離は大きく影響する。よって、本実施形態では、がいし構造の下側での傾き、移動距離を短く抑えることができるため、頂点部分での移動距離も小さくなり、接点部分が離脱・破損することを可及的に抑制できる。

さらに本実施形態では、仮想の三角形の頂点に減震装置２７を配置したので、地震動の水平振動する方向がどのような方向であっても、少なくとも一つの減震装置２７の輪ばね４３は圧縮変形して減衰することができるので良い。

上述した実施形態では、パンタグラフ形断路器に適用した例を説明したが、本発明は、これに限ることはなく、例えばセミパンタグラフ形断路器に適用できる。図９は、セミパンタグラフ形断路器の一例を示している。このセミパンタグラフ形断路は、地上に設置された架台３の上に起立されたがいし装置４の頂上に、セミパンタグラフ式の導電部２を設置した構成をとる。導電部２は、下ブレード５ａ′の上端と上ブレード５ｂ′の下端をピン構造６で回転可能に連結し、導電部２の先端部２ａが昇降する構成を採る。この導電部２は、プレート１６上に、動力伝達機構１４′を介して取り付けられる。ピン構造６より、下ブレード５ａ′の動きと上ブレード５ｂ′の動きが連動する。図９（ａ）に示すように、下ブレード５ａ′と上ブレード５ｂ′が略水平方向に寝た状態から、下ブレード５ａ′を起立させると、それに連動して上ブレード５ｂ′も起立する（図９（ｂ）参照）。そして、この起立した状態から下ブレード５ａ′を倒すと、それに連動して上ブレード５ｂ′も倒れ、図９（ａ）に示す状態に戻る。そして図９（ａ）に示すように、先端部２ａが下降位置にあるときは、先端部２ａは母線７の固定接触部７ａから離れて非道通になり、開放状態になる。図９（ｂ）に示すように、先端部２ａが上昇位置にあるときは、先端部２ａは母線７の固定接触部７ａに接触して導通して投入状態になる。

がいし装置４は、導電部２を支持する支持がいし１０と、導電部２の先端部２ａを昇降するための操作力を伝達する操作がいし１１を備える。支持がいし１０は、複数のがいし１０ａを直列に連結する。同様に操作がいし１１は、複数のがいし１１ａを直列に連結する。それぞれの連結部分は例えばボルト・ナット等で強固に行う。これら支持がいし１０と、操作がいし１１は、架台３の上に直立させる。支持がいし１０の上端は、プレート１６に連結し、導電部２を支持する。また、操作がいし１１の上端は、動力伝達機構１４′に連係する。操作装置２０からの動力を受けて操作がいし１１が正逆回転すると、動力伝達機構１４′により下ブレード５ａ′に動力が伝わり、その下ブレード５ａ′が起立したり倒れたりする。これにより導電部２の先端部２ａが昇降し、断路器の投入状態と開放状態が切り替わる。

図１０，図１１は、セミパンタグラフ形断路器の別のタイプを示している。図９に示すセミパンタグラフ形断路器は、セミパンタグラフ式の導電部２の先端部２ａが昇降し、上方に配置した固定接触部７ａと接触・離反するタイプであるが、図１０，図１１に示す断路器は、セミパンタグラフ式の導電部２の先端部２ａが水平方向に往復移動し、水平方向に隣接するように配置された固定接触部７ａに接触したり、離れたりする。このタイプでも、先端部２ａの往復移動は、操作がいし１１の正逆回転により、図１０に示すように下ブレード５ａ′が起立した状態と、図１１に示すように下ブレード５ａ′が倒れた状態に変位し、それに追従して上ブレード５ｂ′も同様の動きをすることで行う。また、このタイプでは、固定接触部７ａも支持がいし１０で支持される。

これらのセミパンタグラフ形断路器は、架台３上にがいし装置４（支持がいし４）を支持するに際し、図１２に拡大して示すように、調整スタッド１５を介して取り付ける。この図１２は、図９〜図１１中のＡ部を拡大するものである。すなわち、図１２（ａ）に示すように、従来は調整スタッド１５の上端を、支持がいし４の下端が取り付けられる調整板１２に直接連結する構成を採っている。これに対し、本実施形態では、図１２（ｂ）に示すように、調整スタッド１５の上端と、調整板１２との間に、振動抑制装置２５を配置した。そして、調整スタッド１５の上端は、振動抑制装置２５を構成するピンジョイント２６の下側カップリング３０に直接連結し、調整板１２と上側カップリング３１とを切々連結する。これにより、小さい地震等の揺れに対しては、調整スタッド１５の機能により支持がいし４が起立した状態を維持し、がいし装置４や導電部２の損傷を抑制し、大きい地震等の揺れに対しては振動抑制装置２５の輪ばね４３の減衰効果により支持がいし４の揺れを速やかに小さくし、がいし装置４や導電部２の損傷を抑制する。

１パンタグラフ形断路器
２導電部
３架台
４がいし装置
１２調整板
１３天板
１５調整スタッド
２５振動抑制装置
２６ピンジョイント
２７減震装置
２８十文字継手
２９ピン
３０下側カップリング
３１上側カップリング
４３輪ばね

Claims

パンタグラフ式或いはセミパンタグラフ式の導電部と、その導電部を支持する支持がいしと、前記支持がいしを支持する架台と、前記支持がいしと前記架台の間に配置され前記支持がいしの高さ方向の位置を調整する複数の調整スタッドとを備えた断路器であって、
前記調整スタッドと、前記支持がいしを保持する調整板の間に振動抑制装置を設け、
前記振動抑制装置は、ピンジョイントと、前記ピンジョイント内の複数箇所に実装する減震装置を備え、
前記ピンジョイントは、上下に所定の間隔をおいて対向配置させる下側カップリングと上側カップリングとの間に十文字継手を介在させるとともに、前記十文字継手を、前記下側カップリングと前記上側カップリングに対してそれぞれピン結合し、前記上側カップリングと前記下側カップリングが平行な基準状態と、相対的に傾いた状態に変位可能な構成であり、
前記減震装置は、輪ばねを内蔵し、
前記基準状態の前記下側カップリングと前記上側カップリングとで前記減震装置を挟み込んだ状態で、前記輪ばねが収縮して初期荷重が与えられるように構成したことを特徴とする断路器。
小さい地震に対しては、前記輪ばねは伸縮せずに前記調整スタッドと前記支持がいしによる耐震機能を発揮し、
前記調整スタッドと前記支持がいしでは対応できない大きい地震に対しては、前記輪ばねの伸縮に伴う減震機能が発揮するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の断路器。
前記調整スタッドは、仮想三角形の頂点に位置するように３本備え、
前記減震装置は、前記前記下側カップリングにおける前記調整スタッドの３箇所の取付位置における隣接する取付位置間に１つずつ配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の断路器。
前記減震装置は、前記下側カップリングに固定され、前記上側カップリングとは非固定で接触するように構成したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の断路器。