JPH0315128A - 三点断路器の電動操作機 - Google Patents

三点断路器の電動操作機

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JPH0315128A
JPH0315128A JP15920289A JP15920289A JPH0315128A JP H0315128 A JPH0315128 A JP H0315128A JP 15920289 A JP15920289 A JP 15920289A JP 15920289 A JP15920289 A JP 15920289A JP H0315128 A JPH0315128 A JP H0315128A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、配電盤等に用いられる三点断路器の電動操
作機に関する。
〔従来の技術] 人と切との2位置を持つ2点断路器は人→切の動作及び
切→入の動作の2動作を持つ。この断路器の操作軸を減
速機を介して回動させる直清の電動操作機は、正転又は
逆転の指令を受けて前記2動作を行う。各動作の終点で
正転又は逆転を急速に停止させて正確な入又は切の位置
を確保するためには、電源の遮断とともに発電制動回路
を作動させる。この発電制動回路の作動のために、操作
軸に設けたカムにより、入及び切の位置で動作するリミ
ットスイッチを用いる. 〔発明が解決しようとする課題〕 これに対し、この発明の対象である3点断路器では、例
えば(a)接地→切→入を正転とすれば、(b)入→切
→接地では逆転である。これを操作軸に取付けたカムと
リミットスイッチから見ると、同じ切位置でありながら
(a)と(b)の動作、すなわち正転と逆転とに対して
カムに異る動作を求めることになって発電制動回路を作
動させることができない。
そこで従来の3点断路器では、発電制動に代り、摩擦式
のブレーキモータを使用する。このブレーキモータには
モータ軸に取付けたディスクに可動鉄心をばねで押し付
けて制動し、電磁石で引き離す無励磁式のもの、ばねと
電磁石の力の方向が反対の励磁式のものがあるが、いず
れも摩擦力で制動ずるので寿命等に問題がある. この発明の目的は、発電制動の可能な三点新路器の電動
操作機を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
この発明1の三点断路器の電動操作機は、正転用リレー
の接点と逆転用リレーの接点とで直流電動機の正逆転可
能な運転回路を構成し、同時に作動するし接点とa接点
とを持つ第1のスイッチのb接点を前記電動機の電機子
巻線の一方の端子に、前記第1のスイッチのa接点を他
方の端子にそれぞれ接続し、前記第1のスイソチの共通
端子に前記正転用リレーのb接点と前記逆転用リレーの
b接点とを直列接続して前記電動機の界磁巻線の他方の
端子に接続し、 同時に作動するb接点とa接点とを持つ第2のスイッチ
のb接点を前記電機子巻線の端子のいずれか一方に、前
記第2のスイッチのa接点を他方の端子にそれぞれ接続
し、前記第2のスイッチの共通端子に前記正転用リレー
のb接点と前記逆転用リレーのb接点とを直列接続して
前記界6n巻線の一方の端子に接続して発電制動回路を
構成し、前記電動機が減速機を介して駆動する操作軸に
入、切、接地の順に各操作角を隔ててその和の角度内を
回動する三点断路器を結合し、前記操作軸にトルク伝達
手段を介して摺動可能なカム板を回動可能に取付け、前
記カム板に前記両操作角の和の角度未満の許容角での回
動を許容するストッパを設け、前記カム板が前記許容角
内で回動しかつ前記各操作角の間の回動位置にある時に
カム輪郭の変化点が前記第1のスイッチと前記第2のス
イッチを作動させるように配置するものである。
発明2の三点新路器の電動操作機は、発明lにおいて、 電機子巻線と界磁巻線とを相互に入れ換えてなるもので
ある。
発明3の三点断路器の電動操作機は、発明l又は2にお
いて、 トルク伝達手段は、操作軸とカム板の一方に設けたばね
で付勢される鋼球と、他方に設けた前記鋼球が係止され
る一対の凹部を持つ鋼球受けとからなるものである。
発明4の三点断路器の電動操作機は、発明l又は2にお
いて、 トルク伝達手段は、操作軸とカム板との間に摩擦トルク
を生じる摩擦ばねであるものである。
発明5の三点断路器の電動操作機は、発明1又は2にお
いて、 カム板が回動可能に取付けられる操作軸に代って、減速
機から取り出される回転軸であるものである。
[作用] 発明lにおいて、両操作角δ1と62の和の角度未満の
許容角εでのみ回動可能なカム板に対しトルク伝達手段
を介して摺動可能な操作軸はδ1+62回動するので、
カム板の回動角θ。と操作軸の回動角θ1との関係を直
交軸上に表すと、両者の動きは菱形線図となる。
そして前記カム板が回動して前記各操作角の間の回動位
置にある時にカム輪郭の変化点が第1のスイッチと第2
のスイッチを作動するように配置するので、結局、両ス
イッチは操作軸が゛断路器の三点の間を回動する全ての
場合において、操作軸の各回動の終点では正転で不動作
ならば逆転で動作であり、正転で動作ならば逆転で不動
作という作動をする。
前記(手段)の構成要件の1つである「カム板が許容角
(ε)内で回動しかつ各操作角(δ1又はδ2)の間の
回動位置にある時にカム輪郭の変化部が第1のスイッチ
(取付角α)と第2のスイッチ(取付角β)を作動させ
る」ということは、換言するとε,δ1,δ2,α、β
の間に次の条件が或立することと同義である。
α,β〈εくδ+ +6 z  −−・−・・・−(5
)ε一δ2くα,β〈δ1 ・一・−・一−−−− (
 6 )但しα,βは人の位置から計り、εは入又は接
地の位置から計り、δ1は入一切間、δ2は切一接地間
の操作角とする。
両スイッチにそれぞれ同時に作動するa接点とb接点と
を設け、電機子巻線と界磁巻線とについて〔手段〕の項
に示した発電制動回路を設けるので、電動機への電源が
遮断されると、正転時にも逆転時にも電機子巻線に逆電
流が流れて発電制動され、操作軸はいずれの三点でも急
速に停止し正しい入、切、接地の位置を確保する。
発明2においては上記において、電機子巻線と界磁巻線
とを相互に入れ換えるので、制動時には電機子巻線に逆
電流が流れて発電制動される。
発明3においては、一対の凹部の一方にばねで付勢され
て鋼球が係止さている時には操作軸とカム板とは共に回
動する。カム板がストンバによって回動を阻止されると
、鋼球が凹部から外れて操作軸のみが回動し、操作軸と
カム板は軽く滑り、他方の凹部に鋼球が入って係止する
までカム板は停止し、操作軸のみが回動する。
発明4においては、操作軸とカム板とは常時、摩擦ばね
の摩擦トルクによって共に回動しようとするが、カム板
がストツバによって回動を阻止されると、操作軸の駆動
トルクが摩擦力に打ち勝って操作軸のみが回動する。操
作軸の回転速度は極めて小さく、断路器を操作する操作
軸の駆動トルクはかなり大きいので、前記摩擦トルクに
よる駆動トルクの減少は実質上極めて小さい。
発明5においては、電動機から減速機を介して操作軸を
駆動するものを対象としているので、その動力伝達系の
操作軸に近い比較的低速の回転軸に許容角(ε)がほぼ
360゜未満のカム板を取付けてもよいこととなり、取
付位置の自由度が生じる。
〔実施例〕
第1図は実施例lのカム装置の平面図、第2図は第1図
のカム装置のカムとリミットスイッチの動作図であり、
第3図は第1図のカム装置を用いた電動機の回路図、第
4図は第3図において電動機が正転する時の電流の方向
を付記した回路図、第5図は第4図において電源を遮断
して正転に対して発電制動をする時の電流の方向を付記
した回路図であり、第6図は第3図の電動機の回路図に
用いられる操作回路図、第7図は第6図のりごットスイ
ッチの動作図であり、第8図は実施例2のカム装置の平
面図、第9図は第8図の側面図、第1O図は第8図のカ
ムの動作図であり、第1l図は実施例3のカムの動作図
である。
第1図において、減速機を介して直流電動機で駆動され
る操作軸lが正転(図において左まわり)を完了して、
断路器が入、切、接地の位置の入位置にある状態を示す
。入、切、接地の位置は、その順序に操作角δ1,δ.
、例えばそれぞれ60゜の間隔を持って配置される。
操作軸lにばばね2で外方に付勢される鋼球3を備える
動作片4が固定される。操作軸lに回動可能に取付けら
れるカム板5には前記鋼球3が係止される一対の凹部6
(6a、6b)を60゜の間隔に配した鋼球受7が固定
される。更にカム板5はストッパ8がケースlO側に固
定した一対の固定片9 (9a、9b )に当ることに
よって、操作角δ,(60゜)と同一角の許容角εの範
囲内でのみ回動できるように阻止される。なお動作片4
とカム板5とを結合する前記のばね2、鋼球3、鋼球受
7に代り、動作片4とカム板5とをばね等で加圧される
摩擦で摺動可能に結合してもよいが、実施例2で後述す
る. カム板5は半径の異る円弧とその接続部すなわち変化部
5a、5bとからカム輪郭が形成され、変化部5aに対
応して第1のスイッチであるり旦ットスイッチLSOC
Iが、変化部5bに対応して第2のスイッチであるり藁
ットスイッチLSOEIがケース10側に固定される。
図示の状態におけるLSOCIの取付角α、LSOEI
の取付角βは前記操作角δ.又はδ2より充分少さい、
例えば40゜にとる。
第2図に基いて、前記第1図の構造における操作軸の回
動と両リミットスイッチの動作とを説明する。第1図の
状態は第2図のカム動作図のP点を示す。第1図におい
て、操作軸1が人位置から逆転(右まわり)すると、ば
ね2で押されている鋼球3が凹部6aに係止されている
ので、カム板5は操作軸lと一体になって回動する。許
容角εだけ回動して切位置に来ると、ストッパ8は固定
片9bに当ってカム板5はそれ以上の回動を阻止される
.こ〜までの動きは第2図の矢印b1である.この切位
置から操作軸lが更に逆転しようとすると、カム板5の
回動が阻止されているので、鋼球3が凹部6aから抜け
てカム板5は動かず操作軸lのみが逆転を続け、接地位
置(Q点)に到達する.その時鋼球3は凹部6bに入り
弾性的に係止される。こ\までの動きは第2図の矢印b
2である。前記の入→切の動作(b1)では操作軸lと
カム板5とは共に動く(共動)が切→人の動作(b2)
では両者は相対的に滑っている(滑り)ことになる。
次に前記blの逆転動作後に切位置から再び人位置に向
って正転する動作は矢印a3で示され、鋼球3は凹部6
aに係止されたまま、操作軸lとカム板5とは滑りなく
共動して第1図の状態に戻る。
前記接地位置Qから正転して接地→切の方向に回動する
場合を説明する.前述したようにQ点では鋼球3は凹部
6bに係止されていて、ストンパ8は固定片9bに当っ
ている。したがってQ点から正転して接地→切の方向に
回動する動作は第2図の矢印a1に示され、鋼球3は凹
部6bに係止されたまま操作軸1とカム板5とは共動す
る。そして切位置でストツバ8が固定片9bに当る。こ
の切位置から更に正転して切→入の回動ではカム板5は
停止したまま、操作軸lのみが正転を続けP点に戻る。
矢印a2の動きである。
接地→切後に逆転して戻る時は矢印b3となる。
前記6通りの動きで注目すべきことは、例えば同し切→
入の動作でも、入→切動作後に人に回動するか、接地→
切動作後に人に回動するかとの間にはa3とa2との動
作の相異があることである。
同様に切→接地の動作にb3とb2の相異がある。
すなわち切位置にヒステレシスがあり、カム動作図は図
示のように菱形となる. このようなカム動作図に示すカム板5の動きに対応する
前述のリミットスイッチLSOCI及びLSOEIのリ
ミットスイッチ動作図は、第2図に対応して図示したと
おりである。すなわち各取付角α、βに位置する変化部
5a、5bにおいてリミソトスイッチが動作位置から不
動作位置に又はその逆に動くことを考慮し、前記6通り
の動きについてカム動作図から丹念にリミットスイッチ
の動きを求めれば図示のリミットスイッチ動作図となる
このリミットスイッチ動作図で注目すべきことは、いず
れのリミットスイッチも1個のカム板の1個所の変化部
5a  (又は5b)によって動作するにもかかわらす
、操作軸の全回動角(δ1十62)の範囲内でリミット
スイッチの作動点が人と切の間及び切と接地の間の2個
所にあるという特徴である。従来の単に操作軸に取付け
たカムにより動作するリミットスイッチと異る。この特
徴を別の観点から見ると、例えばLSOCIは正転の全
ての動きal,a2、a3の終点に入る前に動作状態を
保っている(al、a3のように新たに動作状態に入る
ものも含む)し、逆転の全ての動きは終点前に不動作状
態を保っているということである。LSOEIは正転で
不動作状態、逆転で動作状態である。
なお、LSOEIをLSOCIと同一個所に設け、変化
部5aで作動させ、a接点ならb接点に、b接点ならa
接点に代えれば同一作用を示す。この際、β=αとなる
が目的上何ら問題なく、変化部は5aのみ必要となりL
SOf!1とLSOCIを1個のリミットスイッチで構
成でき、実施例2で後述する.第3図の電動機回路図に
おいては、中央部付近に電動機を正転又は逆転させる運
転回路3lが、左右に発電制動回路32 (32a 、
32b )が形成される。なおLSM3は操作軸の手動
ハンドル用のインクロックスイッチである。
運転回路3lは図示のように正転指令で励磁されてON
する3個の正転用リレーのa接点CCX、逆転でONす
る3個の逆転用リレーのa接点TCX、電動機の電機子
巻線及び界磁巻線によって形成される公知の回路である
。なおCCX,TCXを開閉するリレー回路は後述する
発電制動回路32aにおいて、b接点とa接点とを持つ
第1のスイッチ33には前述のLSOCIが使用され、
゜そのb接点を電気子巻線Mの一方の端子に、a接点を
他方の端子にそれぞれ接続し、共通端子に前記正転用リ
レーのb接点CCxと前記逆転用リレーのb接点TCX
とを直列接続して界磁巻線Fの他方の端子に接続する。
発電制動回路32bにおいて、ほぼ同様に第2のスイッ
チ3 4 ( LSOEI)のb接点、a接点、共通端
子、b接点CCX及びb接点TCXとを図示のようにM
,Fの端子に接続する。この際前述したようにLSOE
IをしSOCIと同位置に固定しカムの変化点5aで動
作させるようにした時には、b接点とa接点とを入れ代
えて接続する。
第4図はCCX接点が動作して電動機が正転する時の電
流の方向を第3図に付記したものである.この時CCX
のb接点が開いて発電制動回路32a、32bは遮断さ
れている。
第5図は前記正転状態から電諒が遮断され発電制動回路
が動作している時の電流の方向を示す。
この時の第1のスイッチLSOCI第2のスイッチLS
OEIの各a接点、b接点は第2図から知ることができ
る。すなわち前述したように操作軸lがal、a2、a
3のいずれの動作をしている時でも、その動作の終点前
にはtsoctは動作状態、LSOHIは不動作である
。したがってLSOCIのa接点としSOf!1のb接
点が閉じ、CCXとTCXのb接点はいずれも閉じ第5
図に示す電流の方向となる。
この図ではFの電流の方向は変らすMの方向が代るので
発電制動状態となり電動機は急速に停止する。
逆転運転とその制動状態の電流の方向は特に図示するま
でもなく、Mの電流方向のみが変って逆転していてから
電源が遮断し、LSOCIのb接点とLSOEIのa接
点が閉じることによってMの電流方向が変り逆転での発
動制動回路が戒立する。
次に、第6図及び第7図に基いて3点断路器用の電動操
作機の操作回路の概略を説明する。
各リミットスイッチは操作軸に取付けたカムによってリ
ξットスイッチ動作図のように動作する。
切位置において、スイッチCS人を押して入指令を与え
ると、LSC2とLSC3とは切位置で予め閉している
からリレーCCYが励磁し自己保持される.それによっ
てリレーCCXが励磁し、前述の運転回路のa接点CC
Xが閉じ、電動機は正転する。
操作軸が人位置に来ると、LSC3が開きリレーCCY
の回路を遮断し、前記a接点CCxが開き、電動機回路
を電源から遮断する。同時に前述したように発電制動回
路が戒立して人位置で急速に停止し正確な人位置を確保
する。
入位置で切指令を与えると、↓SO3、スイッチCS切
、LSOIのa接点、CCXのb接点、LSE3が閉じ
てリレーTCXが励磁し、自己保持するとともに前述の
運転回路のa接点TCXが閉じ、電動機は逆転する。切
位置に来るとLSO3が開いて電動機の電源を遮断して
発電制動回路が或立する。
前記以外の切一接地の指令によっても、電動機は切一接
地の運転をし、所定の位置で制動が加えられて急速に停
止する。
カム装置の実施例2を示す第8図から第tO図までにお
いて、実施例lと同一符号を付けるものはおよそ同一機
能を持つ。
図において、操作角δ,,δ2は60°であるが、カム
板85の許容角εはかなり小さく、約ε=l5゜である
。操作軸lに回動可能に取付けられるカム板85は操作
軸lのフランジla,lbの間にあって、トルク伝達手
段である摩擦ばね82とライナ83とによって操作軸1
の回動に対し摩擦トルクを生じる。カム板85はストツ
バ8がケース10側に固定した一対の固定片9 (9a
 、9b)に当ることによって許容角εの範囲内でのみ
回動できる。第1のスイ・ソチであるりご・ントスイ・
冫チLSOCIと第2のスイ・ンチであるリミントスイ
・冫チLSOEIは、人の位置でカムの変化部5aに対
し取付角α(第2のスイッチの取付角β≠αなら、β)
でケース10側に固定される。αとεの関係は次式(1
)である必要がある。
α.βくε       ・・−・・・一・−・・− 
( 1 )このような条件によれば、「カム板85が許
容角ε内で回動しかつ各操作角δ1又はδ2の間の回動
位置にある時にカム輪郭の変化点5aが第1のスインチ
と第2のスイッチを作動させる」 (前記〔手段〕の構
成要件の1つである)ことになる。
実施例lは ε=δ1=δ2=60 という特殊な場合
であり、実施例2は ε《δ1 =62=60 という極端にεが少さい場合
である。そこで61≠62でεがかなり大きい場合を含
めた一般的な場合における、ε.δ1,δ2,α.βの
間の条件を求めてみる。
第11図に示す実施例3は、カム装置の構造を特に示さ
ないで、カム板の動作図のみを示す。構造は実施例l又
は2のものと同一でよい。
操作軸の3点間の両操作角δ1と62の和の角度内を回
動してカム板の動きが菱形線図を示すためには、 ε〈δ1+δ2     −・−・−−−−− ( 2
 )カム板が人→切の動作blで、取付位置α(及びβ
。以下同様)の第1のスイッチ(及び第2のスイッチ。
以下同様)が切の位置までに作動しなければならないの
で、 αI1a×=δ,        −−− (3a).
゜.αくδl  ’         ”−・−・−・
一・・(3)この時、動作a3でもスイッチは作動する
次にカム板が接地→切の動作alでスイッチが切の位置
までに作動しなければならないので、図の横軸も参照し
て、 αmtn=g−δ2       ・−−−−−− (
 4a ).゜.α〉ε−δ2        −・・
・−・一 (4)この時、動作b3でもスイッチは作動
する。
前記式(2),(3)及び(4)の条件が満たすことは
、スイッチの作動線が図示のようなαsinとαWaX
との間に位置することと意味し、この様な条件では、「
カム板が許容角ε内で回動しかつ各操作角δ1又はδ2
の間の回動位置にある時にカム輪郭の変化部が第1のス
イッチと第2のスイッチを作動させる」 (前記の〔手
段)の構成要件の1つである)ことになる。
以上の第2図、第10図及第3図の説明と式(1), 
 (2),  (3)及び(4)からε,δ1,δ2の
間の一般条件は、 α,βくεくδ1+δ2  −・一・−・・一・・−(
5)e−δ2くα,βくδI   −”一・一 (6)
但し、α.βを人の位置から計り、εは人又は接地の位
置から計り、δ1は入一切間、δ2は切一接地間の操作
角とする。
〔発明の効果〕
この発明は、操作軸の切位置の両側に各操作角δ区及び
δ2を隔てて人位置と接地位置とを持つ三点断路器にお
いて、前記操作軸にトルク伝達手段を介して摺動可能に
取付けられるカム板に角度εの範囲での回動を許容する
ストッパを設け、前記カム板で第1、第2のスイッチを
作動させるものである。
したがって従来の操作軸に単純にカム板を固定するもの
と異り、三点間の6棹類の任意の回動に対しても前記両
スイッチは操作軸の正転と逆転とに対応して常に同一の
作動をさせることができ、電動機回路に両スインチによ
る発電制動回路を構成できるという効果があり、従来の
摩擦式ブレーキモータを使用するような寿命が短いとい
うことがないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例lのカム装置の平面図、第2図は第1図
のカム装置のカムとリミットスイッチの動作図であり、
第3図は第1図のカム装置を用いた電動機の回路図、第
4図は第3図において電動機が正転する時の電流の方向
を付記した回路図、第5図は第4図において電源を遮断
して正転に対して発電制動をする時の電流の方向を付記
した回路図であり、第6図は第3図の電動機の回路図に
用いられる操作回路図、第7図は第6図のリミットスイ
ッチの動作図であり、第8図は実施例2のカム装置の平
面図、第9図は第8図の側面図、第1O図は第8図のカ
ムの動作図であり、第1l図は実施例3のカムの動作図
である。 ■・・・操作軸、4・・・動作片、5,85・・・カム
板、5a,5b・・・変化部、8・・・ストッパ、9a
,9b・・・固定片、LSOCI,  LSOEI・・
・リミットスイッチ、33・・・第1のスイッチ、34
・・・第2のスイッチ、δ.δ1.δ2・・・操作角。 逆転−−一ー 第2図 第3図 第4図 第5!!I 第 6 図 第 7 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)正転用リレーの接点と逆転用リレーの接点とで直流
    電動機の正逆転可能な運転回路を構成し、同時に作動す
    るb接点とa接点とを持つ第1のスイッチのb接点を前
    記電動機の電機子巻線の一方の端子に、前記第1のスイ
    ッチのa接点を他方の端子にそれぞれ接続し、前記第1
    のスイッチの共通端子に前記正転用リレーのb接点と前
    記逆転用リレーのb接点とを直列接続して前記電動機の
    界磁巻線の他方の端子に接続し、 同時に作動するb接点とa接点とを持つ第2のスイッチ
    のb接点を前記電機子巻線の端子のいずれか一方に、前
    記第2のスイッチのa接点を他方の端子にそれぞれ接続
    し、前記第2のスイッチの共通端子に前記正転用リレー
    のb接点と前記逆転用リレーのb接点とを直列接続して
    前記界磁巻線の一方の端子に接続して発電制動回路を構
    成し、前記電動機が減速機を介して駆動する操作軸に入
    、切、接地の順に各操作角を隔ててその和の角度内を回
    動する三点断路器を結合し、前記操作軸にトルク伝達手
    段を介して摺動可能なカム板を回動可能に取付け、前記
    カム板に前記両操作角の和の角度未満の許容角での回動
    を許容するストッパを設け、前記カム板が前記許容角内
    で回動しかつ前記各操作角の間の回動位置にある時にカ
    ム輪郭の変化点が前記第1のスイッチと前記第2のスイ
    ッチを作動させるように配置することを特徴とする三点
    断路器の電動操作機。 2)請求項1記載の三点断路器の電動操作機において、 電機子巻線と界磁巻線とを相互に入れ換えてなることを
    特徴とする三点断路器の電動操作機。 3)請求項1又は請求項2記載の三点断路器の電動操作
    機において、 トルク伝達手段は、操作軸とカム板の一方に設けたばね
    で付勢される鋼球と、他方に設けた前記鋼球が係止され
    る一対の凹部を持つ鋼球受けとからなることを特徴とす
    る三点断路器の電動操作機。 4)請求項1又は請求項2記載の三点断路器の電動操作
    機において、 トルク伝達手段は、操作軸とカム板との間に摩擦トルク
    を生じる摩擦ばねであることを特徴とする三点断路器の
    電動操作機。 5)請求項1又は請求項2記載の三点断路器の電動操作
    機において、 カム板が回動可能に取付けられる操作軸に代って、減速
    機から取り出される回転軸であることを特徴とする三点
    断路器の電動操作機。
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