JP7308728B2

JP7308728B2 - 遮断器

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Publication number: JP7308728B2
Application number: JP2019208147A
Authority: JP
Inventors: 太智假重
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2023-07-14
Anticipated expiration: 2039-11-18
Also published as: JP2021082453A; CN112820602A

Description

本発明は、モータによって投入ばねを蓄勢し、蓄勢された投入ばねの力で電路を閉状態にする遮断器に関する。

従来、モータによって投入ばねを蓄勢するためにラチェット式チャージ機構を備える遮断器が知られている。例えば、特許文献１には、投入ばねによって付勢されたラチェットギアと、ラチェットギアに係合する送りつめと、送りつめによってラチェットギアを回転させて投入ばねを蓄勢するモータとを備える遮断器が開示されている。

ラチェット式チャージ機構を有する遮断器では、有負荷期間と無負荷期間とが交互に生じる。有負荷期間は、送りつめがラチェットギアを投入ばねの付勢方向と逆方向へ回転させ始めてから逆転防止つめによってラチェットギアの付勢方向への回転が規制されるまでの期間である。無負荷期間は、逆転防止つめによってラチェットギアの付勢方向への回転が規制されてから次に送りつめがラチェットギアを付勢方向と逆方向へ回転させ始めるまでの期間である。

実開平３－１２７７４０号公報

しかしながら、ラチェット式チャージ機構を有する遮断器では、無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際に、送りつめとモータとの間に設けられた伝達機構に急に大きな負荷が加わる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際に伝達機構に加わる負荷の大きさを低減することができる遮断器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の遮断器は、ラチェットギアと、送りつめと、逆転防止つめと、モータと、負荷低減部と、を備える。ラチェットギアは、投入ばねによって第１方向に付勢される。送りつめは、ラチェットギアに係合する。逆転防止つめは、投入ばねによる第１方向へのラチェットギアの回転を規制する。モータは、送りつめとの間に設けられた伝達機構に出力軸が取り付けられ、出力軸を回転させることによって伝達機構を介して送りつめを移動させてラチェットギアを第１方向と逆方向である第２方向へ回転させる。負荷低減部は、伝達機構の出力軸の回転に同期して回転するカムと、カムに当接するアクチュエータと、アクチュエータの位置に基づいてモータを制御する接点部とを有するスイッチと、を備える。スイッチは、逆転防止つめによってラチェットギアが第１方向への回転を規制されている無負荷期間におけるモータの回転速度を、モータへ電力供給を継続する場合と比べて低減する。

本発明によれば、無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際に伝達機構に加わる負荷の大きさを低減することができる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかるチャージが完了した開状態である遮断器の側断面図図１に示す状態の遮断器の一部の構成の状態を示す図実施の形態１にかかるメインシャフト、絶縁リンク用アーム、および絶縁リンクの関係を示す図図１に示す状態の遮断器の一部の構成の状態を示す図実施の形態１にかかる遮断器がトリップ状態である場合の遮断器本体の断面図図５に示す状態の遮断器の一部の構成の状態を示す図実施の形態１にかかる電動チャージ機構の一例を示す側面図実施の形態１にかかる電動チャージ機構の一例を示す正面図実施の形態１にかかる電動チャージ機構の一例を示す側面図実施の形態１にかかる電動チャージ機構の動作を説明するための図実施の形態１にかかる電動チャージ機構における減速ギアの出力軸に加わる負荷トルクの変化を示す図実施の形態１にかかるカムの構成の一例を示す図実施の形態１にかかる電動チャージ機構におけるモータとマイクロスイッチの接点部との関係の一例を示す図実施の形態１にかかる電動チャージ機構におけるモータとマイクロスイッチの接点部との関係の他の例を示す図実施の形態１にかかる負荷トルクと各マイクロスイッチの接点状態との変化を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる遮断器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるチャージが完了した開状態である遮断器の側断面図である。図２は、図１に示す状態の遮断器の一部の構成の状態を示す図である。図３は、実施の形態１にかかるメインシャフト、絶縁リンク用アーム、および絶縁リンクの関係を示す図である。図４は、図１に示す状態の遮断器の一部の構成の状態を示す図である。図５は、実施の形態１にかかる遮断器がトリップ状態である場合の遮断器本体の断面図である。図６は、図５に示す状態の遮断器の一部の構成の状態を示す図である。

図１に示す遮断器１は、気中遮断器であり、不図示の電源装置と不図示の負荷装置との間に接続される。負荷装置は、例えば、電源装置から供給される電力を消費する電気機器である。遮断器１は、モールドケース１０ａとモールドカバー１０ｂとを有する絶縁性の筐体１０を備える。筐体１０内において、図１における右側には主に主回路の開閉を行う電気系統６の部材が配置され、図１における左側には開閉を行うための機構系統７の部材が配置されている。

遮断器１の電気系統６は、一端が筐体１０から突出して負荷装置に接続される負荷側固定導体４２と、可動接点４３ａが固着された可動接触子４３と、一端が筐体１０から突出して電源装置に接続され、他端に可動接点４３ａと対向する固定接点４４ａが固着される電源側固定導体４４とを備える。図１を含む複数の図面においては、説明を分かりやすくするために、鉛直方向をＺ軸の方向とし、負荷側固定導体４２および電源側固定導体４４が延伸する方向をＸ軸の方向とし、Ｘ軸とＺ軸とに各々直交する方向をＹ軸の方向とする３次元の直交座標系を図示している。

また、電気系統６は、一端が筐体１０に固定され、他端が可動接触子４３に固定された可撓性を有する可撓導体４５を備える。可動接点４３ａと固定接点４４ａとが接触することで、可撓導体４５を介して負荷側固定導体４２と電源側固定導体４４とが電気的に接続される。可動接点４３ａが配置された可動接触子４３は、連結ピン４９によって機構系統７に取り付けられており、機構系統７によって駆動される。

また、電気系統６は、モールドケース１０ａに保持されたホルダ軸４８に一端が回転可能に取り付けられた可動子ホルダ４６と、モールドケース１０ａと可動接触子４３との間に取り付けられた接圧ばね４７と、消弧室４とを備える。遮断器１が図１に示す開状態では、接圧ばね４７によって可動接点４３ａが固定接点４４ａから引き離される方向に付勢されている。また、遮断器１が図４に示す閉状態では、接圧ばね４７によって可動接点４３ａが固定接点４４ａに対して押し付けられる方向に付勢される。消弧室４は、可動接点４３ａが固定接点４４ａから引き離される際に発生するアークを裁断する。

次に、遮断器１の機構系統７について説明する。図２に示すように、遮断器１は、一対のフレーム１６ａ，１６ｂを含み筐体１０に固定されたフレーム１６と、カムシャフト２１と、ナット８２とを備える。フレーム１６ａとフレーム１６ｂとは、カムシャフト２１とナット８２によって間隔を空けて配置される。カムシャフト２１は、ボルトであるが、ボルト以外の部材であってもよい。

機構系統７は、フレーム１６ａとフレーム１６ｂとの間に挟まれるようにして配置される。ホルダ軸４８、連結ピン４９、および機構系統７における各軸は、断りのない限り、カムシャフト２１の軸と平行な方向すなわちＹ軸方向になるように配置される。

遮断器１の機構系統７は、フレーム１６に一端が固定され、図１における上方に延伸するガイド板１７と、ガイド板１７に取り付けられた投入ばね１８と、中途部が共有固定軸２４ａに回転可能に支持されたチャージアーム２４と、チャージアーム２４を回転するチャージ用カム２２とを備える。

チャージアーム２４の一端にはばね掛けピン２４ｄが設けられており、かかるばね掛けピン２４ｄは、フレーム１６に形成される長孔１６ｃに挿入される。投入ばね１８は、一端がばね掛けピン２４ｄに当接し、他端がフレーム１６に当接する。チャージ用カム２２はカムシャフト２１に固定される。

機構系統７は、チャージ用カム２２を回転させて投入ばね１８を蓄勢する電動チャージ機構９０を備える。電動チャージ機構９０は、ラチェットギア９１を備える。ラチェットギア９１は、チャージ用カム２２と同様にカムシャフト２１に固定されており、電動チャージ機構９０は、ラチェットギア９１を回転することによってチャージ用カム２２を回転させる。なお、電動チャージ機構９０の具体的な構成については後で詳述する。

チャージアーム２４の他端にはアーム側ローラ２４ｂが設けられており、かかるアーム側ローラ２４ｂがチャージ用カム２２のカム面２２ｂに当接する。チャージ用カム２２の回転によってアーム側ローラ２４ｂがカム面２２ｂに沿って移動する。

また、機構系統７は、共有固定軸２４ａに基端が回転可能に支持された第１のクローズラッチ２５と、固定軸２６ａに回転可能に支持された第２のクローズラッチ２６と、一部が半円柱状に形成されたクローズバー２７とを備える。

チャージ用カム２２は、ラチェットギア９１との間に設けられたカム側ローラ２２ａを有しており、第１のクローズラッチ２５の先端は、カム側ローラ２２ａに当接する。第１のクローズラッチ２５の基端と先端との間の中途部にはラッチ側ローラ２５ａが設けられており、かかるラッチ側ローラ２５ａは、第２のクローズラッチ２６の一端に当接する。

第２のクローズラッチ２６の一端には、突出部２６ｂおよび係合部２６ｃが形成される。第２のクローズラッチ２６は、不図示の復帰ばねによって図１における反時計回りの力を受けているため、突出部２６ｂが第１のクローズラッチ２５を時計回りに回転させようとする。遮断器１が図１に示す状態である場合、第１のクローズラッチ２５がカム側ローラ２２ａと当接状態にあり、カム側ローラ２２ａがストッパとなって第１のクローズラッチ２５は回転できない状態に保持される。なお、クローズバー２７は、不図示のオンボタンによる手動またはソレノイドなどによるオン操作によって時計回りに回転される。

図３に示すように、機構系統７は、メインシャフト２８と、メインシャフト２８に固定された絶縁リンク用アーム２８ａと、メインシャフト２８に固定され、絶縁リンク用アーム２８ａ間に配置された第２リンク用アーム２８ｂとを備える。メインシャフト２８は、フレーム１６に回転可能に支持される。絶縁リンク用アーム２８ａは、メインシャフト２８に延伸方向に沿って基端が等間隔で３つ配置される。絶縁リンク用アーム２８ａと第２リンク用アーム２８ｂとは互いに同形である。絶縁リンク用アーム２８ａは、不図示のピンによって図４に示す絶縁リンク４１の一端に回転可能に連結される。絶縁リンク４１の他端は可動接触子４３に連結される。

図１および図４に示すように、機構系統７は、投入トグルリンク機構２９と、固定軸３０ａに回転可能に支持されたリンクレバー３０と、固定軸２６ａに回転可能に支持されたトリップラッチ３１と、トリップラッチ３１の一端と係合するトリップバー３２とを備える。

投入トグルリンク機構２９は、第１リンク２９ａと、第２リンク２９ｂと、ピン２９ｃ，２９ｄとを含む。第１リンク２９ａの一端は、ピン３０ｂによってリンクレバー３０の一端に回転可能に連結される。第１リンク２９ａの他端と第２リンク２９ｂの一端とはピン２９ｄによって連結される。第２リンク２９ｂの他端は、ピン２９ｃによって第２リンク用アーム２８ｂの他端に連結される。リンクレバー３０には、一端と回転中心との間の中途部にレバー側ローラ３０ｃが設けられる。トリップラッチ３１は、側面がレバー側ローラ３０ｃに係合する。

図１に示す状態で、不図示のオンボタンが押されると、クローズバー２７が時計回りに回転し、クローズバー２７による第２のクローズラッチ２６のロックが解除される。ロックが解除された第２のクローズラッチ２６は図１における時計回りに回転し、係合部２６ｃとラッチ側ローラ２５ａとの係合が外れる。そのため、チャージ用カム２２は、カム側ローラ２２ａによって第１のクローズラッチ２５を図１における反時計回りに回転させながら、図１における反時計回りに回転するため、アーム側ローラ２４ｂがチャージ用カム２２のカム面２２ｂの段差部に落ち込む。そのため、チャージアーム２４がフリーの状態になる。

チャージアーム２４は、フリーの状態になると、投入ばね１８の放勢力によって図１における反時計回りに回転し、作動面２４ｃが投入トグルリンク機構２９のリンク側ローラ２９ｅをはね上げる。トリップラッチ３１はトリップバー３２によって図１における反時計回りへ動きがロックされているため、投入トグルリンク機構２９は伸張し、第２リンク用アーム２８ｂを図１における反時計回りに回転させる。

これにより、図５および図６に示すように、遮断器１において、可動接点４３ａと固定接点４４ａとが接触し、電路が閉状態になる。なお、図５に示す状態において、リンクレバー３０には、接圧ばね４７によって投入トグルリンク機構２９およびピン３０ｂを介して図５における時計回りの回転力が与えられているが、トリップバー３２によってリンクレバー３０の図５における反時計回りの回転が阻止される。

図５に示すように投入ばね１８が放勢されたトリップ状態において、電動チャージ機構９０におけるラチェットギア９１の駆動により、ラチェットギア９１が図５における反時計回りに回転するとチャージ用カム２２が図５における反時計回りに回転する。これにより、チャージアーム２４がカムシャフト２１を中心に図５における時計回りに図１で示す位置まで回転し、ばね掛けピン２４ｄが投入ばね１８を押下することから、投入ばね１８が蓄勢される。このようにして、投入ばね１８は、図１および図４に示す蓄勢完了状態となる。

次に、電動チャージ機構９０の構成について具体的に説明する。図７は、実施の形態１にかかる電動チャージ機構の一例を示す側面図である。図８は、実施の形態１にかかる電動チャージ機構の一例を示す正面図である。図９は、実施の形態１にかかる電動チャージ機構の一例を示す側面図である。なお、図８および図９では、ラチェットギア９１を含む電動チャージ機構９０の一部の構成は図示されていない。

図７に示すように、電動チャージ機構９０は、複数のギア歯９１ａが形成されたラチェットギア９１と、送りつめ９２と、逆転防止つめ９３と、ばね９６，９８とを備える。ラチェットギア９１は、チャージアーム２４、チャージ用カム２２、およびカムシャフト２１を介して投入ばね１８により図７における時計回りに付勢される。以下において、投入ばね１８による付勢でラチェットギア９１が回転する方向を付勢方向と記載する場合がある。付勢方向は、第１方向の一例である。

送りつめ９２は、ラチェットギア９１のギア歯９１ａに先端部９２ａが係合する。ばね９６は、送りつめ９２の基端部とフレーム１６との間に架け渡されており、図７における反時計回りに送りつめ９２を付勢する。

逆転防止つめ９３の基端部は回転可能にフレーム１６に取り付けられている。かかる逆転防止つめ９３は、ばね９８によって図７における反時計回りに付勢されており、先端部９３ａがラチェットギア９１のギア歯９１ａに係合する。これにより、逆転防止つめ９３は、ラチェットギア９１の付勢方向への回転を規制する。なお、逆転防止つめ９３は、付勢方向と反対方向へのラチェットギア９１の回転は規制しない。

電動チャージ機構９０は、図８に示すように、モータ９４と、モータ９４の出力軸９４ａの回転力を送りつめ９２へ伝達する伝達機構９５とを備える。モータ９４は、直流電力によって出力軸９４ａを回転する直流モータであるが、交流モータであってもよい。

伝達機構９５は、モータ９４の出力軸９４ａに入力側のギアが取り付けられた減速ギア９５ａと、減速ギア９５ａの出力軸９５ｃに取り付けられ出力軸９５ｃを中心に回転する回転部材９５ｂとを備える。回転部材９５ｂの回転中心からずれた位置に送りつめ９２の基端が回転可能に取り付けられる。

回転部材９５ｂは、図７に示すばね９６によって出力軸９５ｃを回転中心として図７における反時計回りに付勢されている。モータ９４の出力軸９４ａが回転することによって減速ギア９５ａの出力軸９５ｃが回転すると、回転部材９５ｂが図７における反時計回りに回転する。回転部材９５ｂが図７における反時計回りに回転すると送りつめ９２が円弧スライダクランクと同様の往復曲線運動を複数回繰り返すことにより、送りつめ９２がラチェットギア９１を回転させる。

このように、電動チャージ機構９０において、モータ９４は、送りつめ９２との間に設けられた伝達機構９５に出力軸９４ａが取り付けられており、出力軸９４ａの回転によって伝達機構９５を介して送りつめ９２を往復移動させる。これにより、ラチェットギア９１が付勢方向と逆方向へ回転する。付勢方向と逆方向は、第２方向の一例である。

図１０は、実施の形態１にかかる電動チャージ機構の動作を説明するための図である。電動チャージ機構９０は、図１０に示す第１状態では、送りつめ９２がラチェットギア９１のギア歯９１ａに係合している。電動チャージ機構９０は、第１状態からモータ９４の出力軸９４ａが回転することによって送りつめ９２がギア歯９１ａを図１０における反時計回りに回転させる方向に移動するため、ラチェットギア９１が図１０における反時計回りに回転して、図１０に示す第２状態になる。第２状態では、ラチェットギア９１に対する投入ばね１８の付勢力よってラチェットギア９１からの荷重が送りつめ９２を介して伝達機構９５に加わる。

電動チャージ機構９０は、第２状態からモータ９４の出力軸９４ａがさらに回転することによって送りつめ９２がギア歯９１ａを図１０における反時計回りに回転させる方向に移動し、ラチェットギア９１が図１０における反時計回りに回転して、図１０に示す第３状態になる。電動チャージ機構９０は、第３状態では、送りつめ９２を介して伝達機構９５へ加わるラチェットギア９１からの荷重がゼロとなる死点の位置にある。

電動チャージ機構９０は、第３状態からモータ９４の出力軸９４ａがさらに回転することによって送りつめ９２がギア歯９１ａを図１０における反時計回りに回転させる方向とは逆方向に移動する。ラチェットギア９１は投入ばね１８によって図１０における時計回りに付勢されているため、投入ばね１８による付勢力が加わった状態でラチェットギア９１が図１０における時計回りに回転して、図１０に示す第４状態になる。

電動チャージ機構９０は、第４状態からモータ９４の出力軸９４ａがさらに回転すると、ラチェットギア９１が図１０における時計回りに回転して逆転防止つめ９３がラチェットギア９１のギア歯９１ａと係合する。逆転防止つめ９３がラチェットギア９１のギア歯９１ａと係合することで、ラチェットギア９１の図１０における時計回りの回転が停止する。逆転防止つめ９３がラチェットギア９１のギア歯９１ａと係合した後、モータ９４の出力軸９４ａがさらに回転すると、図１０に示す第５状態になる。第５の状態では、送りつめ９２にはラチェットギア９１との間に生じる摩擦力が加わるが、逆転防止つめ９３によってラチェットギア９１は回転しないため、送りつめ９２を介して伝達機構９５には投入ばね１８による付勢力は加わらない。

図１１は、実施の形態１にかかる電動チャージ機構における減速ギアの出力軸に加わる負荷トルクの変化を示す図である。図１１における第１状態～第５状態は、図１０に示す第１状態～第５状態に対応する。図１１において、縦軸は、減速ギア９５ａの出力軸９５ｃに加わる負荷トルクを示し、横軸は、減速ギア９５ａの出力軸９５ｃの回転角を示す。

減速ギア９５ａの出力軸９５ｃは、１回転する時刻ｔ１０～ｔ３０までの１サイクル毎に、ラチェットギア９１をギア歯９１ａ分の角度だけ回転する。減速ギア９５ａの出力軸９５ｃは、繰り返し回転し、これにより、ラチェットギア９１が図１に示す状態になる。なお、時刻ｔ３０は、無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる直前の時刻である。

図１１に示す有負荷期間は、時刻ｔ１０～ｔ２０までの期間である。すなわち、有負荷期間は、減速ギア９５ａの出力軸９５ｃが１回転する期間のうち、ラチェットギア９１が、送りつめ９２によって付勢方向と逆方向へ回転し始めてから逆転防止つめ９３によって付勢方向への回転を規制されるまでの期間である。かかる有負荷期間では、投入ばね１８による付勢力によってラチェットギア９１からの負荷が伝達機構９５に加わる。

また、図１１に示す無負荷期間は、時刻ｔ２０～ｔ３０までの期間である。すなわち、無負荷期間は、１サイクルの期間のうち、ラチェットギア９１が逆転防止つめ９３によって付勢方向への回転が規制されてから次に送りつめ９２によってラチェットギア９１が付勢方向と逆方向へ回転されるまでの期間である。換言すれば、無負荷期間は、投入ばね１８の付勢力によるトルクが伝達機構９５へ加わらない期間である。

このように、電動チャージ機構９０では、減速ギア９５ａの出力軸９５ｃの回転によって、有負荷期間と無負荷期間が繰り返される。無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際、停止しているラチェットギア９１のギア歯９１ａに送りつめ９２が押し当てられる。そのため、送りつめ９２の移動速度が高いほど、伝達機構９５に急に大きな負荷が加わる。そこで、遮断器１の電動チャージ機構９０は、無負荷期間においてモータ９４の回転速度を低減する負荷低減部１００を備える。モータ９４の回転速度は、モータ９４における出力軸９４ａの回転速度である。

負荷低減部１００は、図８に示すように、減速ギア９５ａの出力軸９５ｃに取り付けられるカム１０１と、カム１０１と対向する位置に設けられたマイクロスイッチＳＷ１とを備える。カム１０１は、減速ギア９５ａの出力軸９５ｃの回転に同期して回転する。なお、図８に示す例では、カム１０１は、出力軸９５ｃに取り付けられているが、出力軸９５ｃと同期して回転する他の回転軸に取り付けられてもよい。

図１２は、実施の形態１にかかるカムの構成の一例を示す図である。図１２に示すように、カム１０１には、円盤状に形成されており、外縁部の一部に凹部１０１ａが形成される。また、カム１０１には、中心部に減速ギア９５ａの出力軸９５ｃを挿通するための開口部１０１ｂが設けられる。

マイクロスイッチＳＷ１は、図９に示すように、カム１０１の外縁に当接するアクチュエータ１０２ａと、モータ９４への電力供給を行う電路に接続され、アクチュエータ１０２ａの位置に基づいてモータ９４を制御する接点部１０２ｂとを有する。マイクロスイッチＳＷ１は、例えば、ｃ接点スイッチである。

マイクロスイッチＳＷ１のアクチュエータ１０２ａは、無負荷期間のうち少なくとも一部の期間においてカム１０１の凹部１０１ａに当接する。例えば、アクチュエータ１０２ａは、図１１において、時刻ｔ２１から時刻ｔ３０の直前の位置までの範囲でカム１０１の凹部１０１ａに当接し、時刻ｔ３０になった場合に、アクチュエータ１０２ａが凹部１０１ａに当接しない位置になる。そのため、図１１に示す時刻ｔ２１から時刻ｔ３０になるまでの期間において、マイクロスイッチＳＷ１のｂ接点がオンになり、その後、無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる直前のタイミングである時刻ｔ３０で、マイクロスイッチＳＷ１のａ接点がオンになる。

図１３は、実施の形態１にかかる電動チャージ機構におけるモータとマイクロスイッチの接点部との関係の一例を示す図である。図１３に示す例では、マイクロスイッチＳＷ１の接点部１０２ｂはモータ９４と直列に接続され、抵抗Ｒ１、電源Ｅ、およびマイクロスイッチＳＷ２の接点部１１２ｂの直列接続体か抵抗Ｒ２かのいずれかにモータ９４を接続する。なお、マイクロスイッチＳＷ２の構成については後で説明する。

接点部１０２ｂは、アクチュエータ１０２ａが凹部１０１ａに当接しない位置では、モータ９４を抵抗Ｒ１、電源Ｅ、およびマイクロスイッチＳＷ２の接点部１１２ｂの直列接続体に接続する。これにより、モータ９４へ抵抗Ｒ１および接点部１１２ｂを介して電源Ｅから電流が流れる。また、接点部１０２ｂは、アクチュエータ１０２ａが凹部１０１ａに当接する位置では、モータ９４を抵抗Ｒ２に接続する。これにより、無負荷期間のうち少なくとも一部の期間においてモータ９４への電力供給が遮断される。

さらに、モータ９４に並列に抵抗Ｒ２が接続されるため、モータ９４の誘導起電力によって抵抗Ｒ２に電流が流れモータ９４にブレーキがかかる。そのため、モータ９４の回転速度が下がる。モータ９４にかかるブレーキの大きさは抵抗Ｒ２の抵抗値によって決まる。

このように、電動チャージ機構９０は、無負荷期間のうち少なくとも一部の期間においてモータ９４の回転速度を低下させる。そのため、無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際に、モータ９４の回転速度は、モータ９４へ電力供給を継続する場合に比べ、低くなる。したがって、無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際の運動エネルギーを小さくすることができ、無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際に、伝達機構９５に加わる負荷の大きさを低減することができる。なお、モータ９４へ電力供給を継続する場合、無負荷期間が長いと無負荷期間においてモータ９４の回転速度が高くなる。したがって、モータ９４へ電力供給を継続する場合、無負荷期間が長いと、無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際に伝達機構９５に加わる負荷がさらに大きくなる。電動チャージ機構９０では、無負荷期間のうち少なくとも一部の期間においてモータ９４の回転速度が低下するため、無負荷期間が長い場合であっても、伝達機構９５に加わる負荷の大きさを低減することができる。

図１４は、実施の形態１にかかる電動チャージ機構におけるモータとマイクロスイッチの接点部との関係の他の例を示す図である。図１４に示す例では、マイクロスイッチＳＷ１は、モータ９４、マイクロスイッチＳＷ２の接点部１１２ｂ、および電源Ｅと直列に接続され、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２のいずれかをモータ９４に直列に接続する。抵抗Ｒ１の抵抗値は、抵抗Ｒ２の抵抗値よりも小さい。

接点部１０２ｂは、アクチュエータ１０２ａが凹部１０１ａに当接しない位置では、モータ９４を抵抗Ｒ１に接続する。これにより、モータ９４へ抵抗Ｒ１を介して電源Ｅから電流が流れる。また、接点部１０２ｂは、アクチュエータ１０２ａが凹部１０１ａに当接する位置では、モータ９４を抵抗Ｒ２に接続する。これにより、モータ９４へ抵抗Ｒ２を介して電源Ｅから電流が流れるため、モータ９４が抵抗Ｒ１を介して電源Ｅに接続される場合に比べ、モータ９４へ供給される電力が小さくなり、モータ９４の回転速度が低下する。

このように、電動チャージ機構９０は、無負荷期間のうち少なくとも一部の期間においてモータ９４の回転速度を低下させる。したがって、図１４に示す回路も図１３に示す回路と同様に、無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際の運動エネルギーを小さくすることができ、無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際に、伝達機構９５に加わる負荷の大きさを低減することができる。

なお、上述した例では、電動チャージ機構９０は、図１１に示す時刻ｔ２１から時刻ｔ３０の直前までの期間において、モータ９４の回転速度を低下させるが、かかる例に限定されない。すなわち、無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際の運動エネルギーを小さくすることができれば、モータ９４の回転速度を低下させるための期間は、時刻ｔ２１から時刻ｔ３０の直前までの期間に限定されない。

なお、上述した例では、カム１０１の外縁部に凹部１０１ａが形成されるが、カム１０１の外縁部には、凹部１０１ａに代えて凸部が設けられてもよい。この場合、アクチュエータ１０２ａは、無負荷期間のうち少なくとも一部の期間においてカム１０１の凸部に当接する。これにより、無負荷期間においてモータ９４の回転速度を低減することができる。また、カム１０１は、外縁部に凹部または凸部を設けることに代えて、周方向で深さが異なる溝が設けられる構成であってもよい。この場合、マイクロスイッチＳＷ１のアクチュエータ１０２ａは、カム１０１の溝に当接する。

また、上述した例では、マイクロスイッチＳＷ１とカム１０１とを用いて、無負荷期間において、モータ９４の回転速度を低減するが、光学式位置センサとマイクロスイッチＳＷ１とを含む構成であってもよい。光学式位置センサは、例えば、図１１に示す第５状態から第１状態の直前までの位置でマイクロスイッチＳＷ１のａ接点をオフにし、その後第１状態の位置になった場合にマイクロスイッチＳＷ１のａ接点をオンにする。

次に、マイクロスイッチＳＷ２の機能について説明する。図９に示すように、電動チャージ機構９０は、カムシャフト２１に取り付けられたカム１１１と、カム１１１と対向する位置に設けられたマイクロスイッチＳＷ２とを備える。カム１１１は、カム１０１と同様に、円盤状に形成されており、外縁の一部に凹部１１１ａが形成される。また、カム１１１には、中心部にカムシャフト２１を挿通するための不図示の開口部が設けられる。

マイクロスイッチＳＷ２は、図９に示すように、カム１１１の外縁に当接するアクチュエータ１１２ａと、アクチュエータ１１２ａの位置に基づいてモータ９４を制御する接点部１１２ｂとを有する。マイクロスイッチＳＷ２は、ｂ接点スイッチである。接点部１１２ｂは、アクチュエータ１１２ａが凹部１１１ａに当接しない位置では、モータ９４を電源Ｅに接続する。また、接点部１１２ｂは、アクチュエータ１１２ａが凹部１１１ａに当接する位置では、モータ９４を電源Ｅから切り離す。

図１５は、実施の形態１にかかる負荷トルクと各マイクロスイッチの接点状態との変化を示す図である。図１５に示すマイクロスイッチＳＷ１は、遮断器１が図５に示す状態ではオン状態であり、遮断器１が図１に示す状態になった場合にオフ状態になる。これにより、遮断器１が図１に示す状態になった場合にモータ９４への電力供給が遮断される。

また、マイクロスイッチＳＷ１は、遮断器１が図５に示す状態から図１に示す状態になるまでオンとオフを繰り返す。モータ９４とマイクロスイッチＳＷ１とが図１３に示す接続関係である場合、マイクロスイッチＳＷ１のａ接点はモータ９４を電源Ｅに接続させる接点であり、マイクロスイッチＳＷ１のｂ接点はモータ９４を電源Ｅから切断する接点である。

以上のように、実施の形態１にかかる遮断器１は、投入ばね１８によって第１方向に付勢されたラチェットギア９１と、ラチェットギア９１に係合する送りつめ９２と、投入ばね１８によるラチェットギア９１の第１方向へのラチェットギア９１の回転を規制する逆転防止つめ９３とを備える。そして、遮断器１は、モータ９４と、負荷低減部１００とを備える。モータ９４は、負荷低減部１００を備える。モータ９４は、送りつめ９２との間に設けられた伝達機構９５に出力軸９４ａが取り付けられ、出力軸９４ａを回転させることによって伝達機構９５を介して送りつめ９２を移動させてラチェットギア９１を第１方向と逆方向である第２方向へ回転させる。負荷低減部１００は、送りつめ９２によって第２方向へ回転されたラチェットギア９１が、逆転防止つめ９３によって第１方向への回転が規制されてから次に送りつめ９２によってラチェットギア９１が第２方向へ回転されるまでの期間である無負荷期間に、モータ９４の回転速度を低減する。これにより、遮断器１は、無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際に伝達機構９５に加わる負荷の大きさを低減することができる。

また、負荷低減部１００は、カム１０１と、マイクロスイッチＳＷ１を備える。マイクロスイッチＳＷ１はスイッチの一例である。カム１０１は、伝達機構９５の出力軸９５ｃの回転に同期して回転する。マイクロスイッチＳＷ１は、カム１０１に当接するアクチュエータ１０２ａと、アクチュエータ１０２ａの位置に基づいてモータ９４を制御する接点部１０２ｂとを有する。これにより、比較的簡易な構成によって無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際に伝達機構９５に加わる負荷の大きさを低減することができる。

また、カム１０１の外縁部には、凹部１０１ａまたは凸部が形成される。アクチュエータ１０２ａは、無負荷期間において凹部１０１ａまたは凸部に当接する。接点部１０２ｂは、モータ９４への電力供給を行う電路に接続され、アクチュエータ１０２ａが凹部１０１ａまたは凸部に当接する位置に移動した場合に、モータ９４へ供給される電力を低減またはゼロにすることでモータ９４の回転速度を低減する。これにより、比較的簡易な構成によって無負荷期間から有負荷期間へ切り替わる際に伝達機構９５に加わる負荷の大きさを低減することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１遮断器、４消弧室、６電気系統、７機構系統、１０筐体、１０ａモールドケース、１０ｂモールドカバー、１６，１６ａ，１６ｂフレーム、１６ｃ長孔、１７ガイド板、１８投入ばね、２１カムシャフト、２２チャージ用カム、２２ａカム側ローラ、２２ｂカム面、２４チャージアーム、２４ａ共有固定軸、２４ｂアーム側ローラ、２４ｃ作動面、２４ｄばね掛けピン、２５第１のクローズラッチ、２５ａラッチ側ローラ、２６第２のクローズラッチ、２６ａ，３０ａ固定軸、２６ｂ突出部、２６ｃ係合部、２７クローズバー、２８メインシャフト、２８ａ絶縁リンク用アーム、２８ｂ第２リンク用アーム、２９投入トグルリンク機構、２９ａ第１リンク、２９ｂ第２リンク、２９ｃ，２９ｄ，３０ｂピン、２９ｅリンク側ローラ、３０リンクレバー、３０ｃレバー側ローラ、３１トリップラッチ、３２トリップバー、４１絶縁リンク、４２負荷側固定導体、４３可動接触子、４３ａ可動接点、４４電源側固定導体、４４ａ固定接点、４５可撓導体、４６可動子ホルダ、４７接圧ばね、４８ホルダ軸、４９連結ピン、８２ナット、９０電動チャージ機構、９１ラチェットギア、９１ａギア歯、９２送りつめ、９２ａ，９３ａ先端部、９３逆転防止つめ、９４モータ、９４ａ，９５ｃ出力軸、９５伝達機構、９５ａ減速ギア、９５ｂ回転部材、９６，９８ばね、１００負荷低減部、１０１，１１１カム、１０１ａ，１１１ａ凹部、１０１ｂ開口部、１０２ａ，１１２ａアクチュエータ、１０２ｂ，１１２ｂ接点部、Ｅ電源、Ｒ１，Ｒ２抵抗、ＳＷ１，ＳＷ２マイクロスイッチ。

Claims

投入ばねによって第１方向に付勢されたラチェットギアと、
前記ラチェットギアに係合する送りつめと、
前記投入ばねによる前記第１方向への前記ラチェットギアの回転を規制する逆転防止つめと、
前記送りつめとの間に設けられた伝達機構に出力軸が取り付けられ、前記出力軸を回転させることによって前記伝達機構を介して前記送りつめを移動させて前記ラチェットギアを前記第１方向と逆方向である第２方向へ回転させるモータと、
負荷低減部と、を備え、
前記負荷低減部は、
前記伝達機構の出力軸の回転に同期して回転するカムと、
前記カムに当接するアクチュエータと、前記アクチュエータの位置に基づいて前記モータを制御する接点部とを有するスイッチと、を備え
前記スイッチは、前記逆転防止つめによって前記ラチェットギアが前記第１方向への回転を規制されている無負荷期間における前記モータの回転速度を、前記モータへ電力供給を継続する場合と比べて低減する
ことを特徴とする遮断器。
前記カムの外縁部には、
凹部または凸部が形成され、
前記アクチュエータは、
前記無負荷期間において前記凹部または前記凸部に当接し、
前記接点部は、
前記モータへの電力供給を行う電路に接続され、前記アクチュエータが前記凹部または前記凸部に当接する位置に移動した場合に、前記モータへ供給される電力を低減またはゼロにすることで前記無負荷期間における前記モータの回転速度を、前記モータへ電力供給を継続する場合と比べて低減する
ことを特徴とする請求項１に記載の遮断器。