JPH0581957A - 開閉器の操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 投入動作最終領域で、確実に開閉器本体の動
作を完了させ、良好な投入状態に移行させることの可能
な、開閉器の操作装置を提供する。 【構成】 モータ１の回転力によって駆動バネ９を徐々
に蓄勢し、一定のレベルまで蓄勢した後、モータを駆動
バネから切り離すと共に駆動バネを主軸１１に連結し
て、駆動バネの放勢力により高速で主軸を回転させ、開
閉器本体を駆動する。この場合の連結、切り離しは、一
般的には連結カム５〜７によって行う。開閉器本体の全
動作ストローク中、高速動作の必要な一定の動作領域を
除いた残りの動作領域において、モータを駆動バネに再
度連結し、モータの回転力によって主軸を回転させる。
開閉器本体が完全に動作を完了した時点で、主軸と一体
に動作するカム１７とリミットスイッチ１８などの手段
により、モータを停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、開閉器の操作装置に係
り、特に電動バネ操作方式の操作装置において、開閉器
の全ストローク中、動作最終領域でのバネ力低減などに
よる不完全動作を防止するために、モータ制御機構に改
良を施した開閉器の操作装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の変電設備は、運用上において、負
荷電流開閉などの高速開閉動作を必要とする責務を有す
る開閉器が多く使用されている。このような開閉器の操
作装置としては、通常、駆動バネをモータの回転力によ
り徐々に蓄勢し、その放勢力により主軸を高速回転させ
て可動接触子を駆動し、開閉動作を行う、いわゆる電動
バネ操作方式の操作装置が使用されている。

【０００３】図８は、従来用いられているこのような電
動バネ方式の操作装置を示す分解斜視図、図９及び図１
０はその動作原理図、図１１はその基本制御回路図、図
１２はその動作を示すタイムチャート図である。図８に
示すように、操作装置内において、モータ１の回転力
は、歯車２ａ，２ｂ、ウォームギヤ３を介してホイール
４に伝達されるようになっている。図中５〜７は、同軸
上に順次配置された第１乃至第３の連結カムであり、第
１の連結カム５は、ホイール４に一体に固定されてい
る。第２の連結カム６は、バネレバー８と一体に設けら
れており、第１の連結カム５及び第３の連結カム７に対
して、個別に連結または解放されるように構成されてい
る。

【０００４】バネレバー８は、駆動バネ９に連結されて
おり、第１、第２の連結カム５，６を介して、モータ１
の回転力を伝達された際に、駆動バネ９を圧縮蓄勢する
ようになっている。第３の連結カム７は、主軸１１に一
体に固定されている。主軸１１は、図示していない開閉
器本体の開閉機構部に接続されており、第２、第３の連
結カム６，７を介して駆動バネ９の放勢力（駆動力）を
伝達された際に、開閉機構部を介して可動接触子を駆動
し、開閉動作を行うようになっている。

【０００５】一方、主軸１１における開閉器本体側と反
対側の端部（図中上端）には、制御・表示部が連結され
ている。すなわち、主軸１１の一端には、連結リンク１
２を介して、制御に必要な補助開閉器１３が連結されて
いると同時に、状態表示を行う開閉表示器１４及び動作
回数計１５が連結されており、主軸１１に連動制御して
動作するようになっている。補助開閉器１３は、制御開
路においては、図１１に示すように、投入用電磁接触器
３１及び開路用電磁接触器３２と直列に接続されてい
る。そして、この補助開閉器１３は、駆動バネ９による
開閉機構部の駆動開始直後に、主軸１１の動作によって
切り換えられ、モータ１を停止させるように設定されて
いる。なお、図中１６は端子台である。

【０００６】以上のような構成を有する操作装置の動作
は、次の通りである。すなわち、図９の（Ａ）に示すよ
うに、投入状態においては、第１、第２のカム５，６間
は解放状態にあり、第２、第３のカム６，７間は連結状
態にあり、図示していない可動接触子に接続された開閉
機構部の動作部材２０は、投入側に位置する駆動バネ９
の付勢力によって投入位置（図中左側）に付勢され、可
動接触子を投入位置に保持している。このような投入状
態から開路動作指令がなされると、図９の（Ｂ）に示す
ように、モータ１が起動され、第１、第２のカム５，６
間が連結され、第２、第３のカム６，７間が解放され
る。そして、モータ１の回転力は、第１、第２の連結カ
ム５，６及びバネレバー８を介して駆動バネ９に伝達さ
れ、駆動バネ９を圧縮蓄勢する。

【０００７】この後、駆動バネ９は、デッドポイントを
越え、開路側に反転する形で放勢を開始する。この時点
で、図９の（Ｃ）に示すように、第２の連結カム６は、
第１の連結カム５から解放されると同時に、第３の連結
カム７と連結する。そして、モータ１から切り離された
駆動バネ９の放勢力は、駆動力として、バネレバー８及
び第２、第３の連結カム６，７を介して主軸１１に伝達
される。従って、主軸１１は、駆動バネ９の放勢力によ
って回転し、開閉機構部の動作部材２０を開路側に駆動
し、可動接触子を開路側に駆動させる。また、図１２に
示すように、駆動バネ９による駆動開始直後の可動接触
子の動作（本体ストローク）途中において、補助開閉器
１３が切り換わり、モータ１を停止させる。

【０００８】また、図１０の（Ａ）に示すように、開路
状態においては、第１、第２のカム５，６間は解放状態
にあり、第２、第３のカム６，７間は連結状態にあり、
開閉機構部の動作部材２０は、開路側に位置する駆動バ
ネ９の付勢力によって開路位置（図中右側）に付勢さ
れ、可動接触子を開路位置に保持している。このような
開路状態から投入動作指令がなされると、図１０の
（Ｂ）に示すように、モータ１が起動され、第１、第２
のカム５，６間が連結され、第２、第３のカム６，７間
が解放される。そして、モータ１の回転力は、第１、第
２の連結カム５，６及びバネレバー８を介して駆動バネ
９に伝達され、駆動バネ９を圧縮蓄勢する。

【０００９】この後、駆動バネ９は、デッドポイントを
越え、投入側に反転する形で放勢を開始する。この時点
で、図１０の（Ｃ）に示すように、第２の連結カム６
は、第１の連結カム５から解放されると同時に、第３の
連結カム７と連結する。そして、モータ１から切り離さ
れた駆動バネ９の放勢力は、駆動力として、バネレバー
８及び第２、第３の連結カム６，７を介して主軸１１に
伝達される。従って、主軸１１は、駆動バネ９の放勢力
によって回転し、開閉機構部の動作部材２０を投入側に
駆動し、可動接触子を投入側に駆動させる。また、図１
２に示すように、駆動バネ９による駆動開始直後の可動
接触子の動作（本体ストローク）途中において、補助開
閉器１３が切り換わり、モータ１を停止させる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の開閉器の操作装置には、開閉動作における
動作最終領域において、バネ力低減などによる不完全動
作を生じる恐れがあった。すなわち、上記のように、モ
ータ１の回転力は、第２の連結カム６が第１の連結カム
５から解放された時点で、遮断され、開閉器本体の全ス
トロークは駆動バネ９の放勢力のみで動作することにな
る。そのため、経年変化などで摩擦力が増加したり、機
械的なカジリ現象が生じると、動作最終領域では駆動バ
ネ９のバネ力が少なくなり、放勢力の余力がこれらの負
荷により減殺され、開閉器本体を動作エンドまで確実に
駆動することができなくなる恐れがあった。そして、特
に投入動作最終領域において、開閉器本体を完全な投入
動作エンドまで駆動できずに不完全動作を起こすと、接
触不良となり、負荷電流通電時に接点部が溶損し、地絡
事故に至るなどの変電所全体の重要な事故につながる危
険性があり、問題となっていた。

【００１１】本発明は、以上のような従来技術の課題を
解消するために提案されたものであり、その目的は、電
動バネ操作方式の操作装置において、仮に、投入動作最
終領域でバネ力が摩擦力などの機械的な負荷により減殺
された場合であっても、確実に開閉器本体の動作を完了
させ、良好な投入状態に移行させることの可能な、開閉
器の操作装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による開閉器の操
作装置は、モータを駆動バネに連結した状態でモータの
回転力によって駆動バネを徐々に蓄勢し、一定のレベル
まで蓄勢した後、モータを駆動バネから切り離すと共に
駆動バネを主軸に連結して、駆動バネの放勢力により高
速で主軸を回転させ、開閉器本体を駆動する開閉器の操
作装置において、開閉器本体の全動作ストローク中、高
速動作の必要な一定の動作領域を除いた残りの動作領域
において、モータを駆動バネに再度連結し、モータの回
転力によって主軸を回転させ、この後、開閉器本体が完
全に動作を完了した時点でモータを停止させるように構
成したことを特徴としている。

【００１３】具体的には、モータと駆動バネとが、その
間に遊びを有する第１及び第２の連結カムによって連結
され、これらの連結カムが、駆動バネの放勢に伴う第２
の連結カムの回転速度と、モータの回転力による第１の
連結カムの回転速度との速度差によって一旦切り離され
た後、継続して回転するモータの回転力による第１の連
結カムの継続的な回転によって再度連結されるように構
成することが望ましい。

【００１４】

【作用】以上のような構成を有する本発明の開閉器の操
作装置においては、開閉器本体の全動作ストロークのう
ち、高速動作の必要な一定の動作領域のみを、バネ力に
より駆動し、残りの動作領域は、このバネ力に加えて、
モータの回転力によって駆動することができる。すなわ
ち、本発明においては、動作最終領域で、万が一、摩擦
力などの機械的な負荷が増大し、バネの放勢力の余力が
これらの負荷により減殺されても、モータの絶大な回転
力により、開閉器本体を確実に完全な動作エンドまで駆
動することができる。従って、特に投入動作エンドにお
ける接触不良の発生を確実に回避することができ、開閉
器の動作信頼性を格段に向上することができる。

【００１５】

【実施例】本発明による開閉器の操作装置の一実施例に
ついて、図１乃至図７を参照して説明する。図１は本発
明に従う電動バネ操作方式の操作装置の一実施例を示す
分解斜視図、図２及び図３はその動作原理図、図４は連
結カムを示す模式的斜視図、図５は連結カムの動作原理
図、図６はその基本制御回路図、図７はその動作を示す
タイムチャート図である。なお、本実施例の操作装置の
基本的構造は、図８に示した従来の操作装置と同様であ
るため、以下には、本発明に従う特徴的な点についての
み説明し、前述した従来技術と同一部分については説明
を省略する。

【００１６】図１に示すように、本体を駆動する主軸１
１の制御・表示部側とホイール４との間には、主軸１１
と一体に動作するカム１７が設けられている。このカム
１７には、凸部１７ａが形成されており、この凸部１７
ａは、開閉器本体の完全な動作エンドにおいてリミット
スイッチ１８を切り換えるように設計されている。この
場合、リミットスイッチ１８は、開路動作エンド側と投
入動作エンド側の両方に設けられている。なお、図中１
９はストッパである。そして、これらのリミットスイッ
チ１８の接点は、制御回路においては、図６に示すよう
に、投入用電磁接触器３１及び開路用電磁接触器３２と
それぞれ直列に接続され、このリミットスイッチ１８の
切り換え動作により、モータ１の回路が切られ、モータ
１が停止するように構成されている。

【００１７】また、図４に示すように、モータ１の回転
力を伝達される第１の連結カム５と駆動バネ９と連結さ
れた第２の連結カム６とは、完全に合致する形状ではな
く、その間には、一定の遊びが設けられている。なお、
この場合、図４に示す連結カカム５，６の形状は、理解
の容易化のための模式的な形状であり、実際の形状とは
異なる。そして、動作時には、モータ１の回転により、
図５に示すように、連結、解放、再連結を行うように構
成されている。また、第２の連結カム６と第３の連結カ
ム７との関係は、図示していないが、第１、第２の連結
カム５，６間の関係と同様に、一定の遊びを有してお
り、駆動バネ９の放勢開始時に連結されて動作エンド時
まで連結状態に保持され、駆動バネ９の蓄勢中において
のみ解放される構成されている。

【００１８】このように構成された本実施例の操作装置
の動作プロセスを、図２、図３、及び図５により説明す
る。まず、図２の（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、投入
状態から開路動作途中までの動作は、図９の（Ａ）乃至
（Ｃ）に示した従来技術の動作と全く同様である。すな
わち、図２の（Ａ）に示すような投入状態から開路動作
指令がなされると、モータ１が起動され、図５の（Ａ）
に示すように、第１の連結カム５が、回転を開始し、図
５の（Ｂ）に示すように、第２の連結カム６と連結する
一方で、第２、第３の連結カム６，７間が解放される。
この後、第１，第２の連結カム５，６は、図５の（Ｃ）
に示すように、モータ１の回転力によって一体に回転
し、駆動バネ９を圧縮蓄勢する。

【００１９】そして、駆動バネ９が、デッドポイントを
越え、開路側に反転する形で放勢を開始すると、第２の
連結カム６自体に回転力が与えられる。この場合、駆動
バネ９の放勢力による第２の連結カム６の回転速度は高
速であり、モータ１の回転力による第１の連結カム５の
回転速度よりもはるかに速い。そのため、第１、第２の
連結カム５，６は、駆動バネ９がデッドポイントに到達
した時点では、図５の（Ｄ）に示すような連結状態にあ
るが、駆動バネ９の放勢の開始により、第２の連結カム
６は、第１の連結カム５よりも高速で回転を開始して、
図５の（Ｅ）に示すように、第１の連結カム５から解放
される。同時に、第２の連結カム６は第３の連結カム７
に連結される。なお、図５においては、このような第
１、第２の連結カム５，６の間の動作速度の差を、回転
方向を示す矢印の太さの差によって示している。

【００２０】この後、第２の連結カム６は、瞬時にし
て、図５の（Ｆ）に示すように、第１の連結カム５を後
に残す形で高速回転する。この第２の連結カム６の高速
回転により、図２の（Ｃ）に示すように、第３の連結カ
ム７及び主軸１１を介して、開閉機構部の動作部材２０
を高速で開路側に駆動し、可動接触子を開路側に駆動さ
せる。

【００２１】ところで、従来技術においては、駆動バネ
９による開路動作開始直後の可動接触子の動作（本体ス
トローク）途中において、モータ１を停止させたが、本
実施例においては、駆動バネ９による開路動作途中時点
ではリミットスイッチ１８が切り換わらないため、モー
タ１は回転を続ける。そして、高速動作の必要な一定の
動作領域（図７のＬ２）をバネ力によって駆動した後
の、開路動作最終領域（図７のＬ３）においては、図５
の（Ｇ）に示すように、第１の連結カム５が第２の連結
カム６に追い付く形で、第２の連結カム６に連結する。
従って、開路動作最終領域においては、図２の（Ｄ）に
示すように、駆動バネ９のバネ力とモータ１の絶大な駆
動力とによって開閉機構部の動作部材２０を駆動するこ
とができるため、開閉器本体を確実に完全な動作エンド
まで駆動することができる。そして、このような開閉器
本体の完全な動作エンドにおいて、リミットスイッチ１
８が切り換わり、図７に示すように、モータ１を停止さ
せる。

【００２２】次に、投入動作に関しては、図３の（Ａ）
乃至（Ｃ）に示すように、開路状態から投入途中までの
動作は、図１０の（Ａ）乃至（Ｃ）に示した従来技術の
動作と全く同様であるが、この後の、投入動作最終領域
の動作は、前記の開路動作最終領域の動作と同様であ
る。すなわち、駆動バネ９による投入動作途中時点で
は、前記開路動作と同様に、リミットスイッチが切り換
わらないため、モータ１は回転を続ける。そして、高速
動作の必要な一定の動作領域（図７のＬ２）をバネ力に
よって駆動した後の、投入動作最終領域（図７のＬ３）
においては、図３の（Ｄ）に示すように、第２の連結カ
ム６が、第３の連結カム７との連結状態を保持したま
ま、再び第１の連結カム５と連結される。従って、投入
動作最終領域においては、駆動バネ９のバネ力とモータ
１の絶大な駆動力とによって投入動作が続行されるた
め、開閉器本体を確実に完全な動作エンドまで駆動する
ことができる。そして、このような開閉器本体の完全な
動作エンドにおいて、リミットスイッチ１８が切り換わ
り、図７に示すように、モータ１を停止させる。

【００２３】以上説明したように、本実施例において
は、図７に示すような開閉器本体の全動作ストロークＬ
１のうち、高速動作の必要な一定の動作領域Ｌ２のみ
を、バネ力により駆動し、残りの動作最終領域Ｌ３は、
このバネ力に加えて、モータの回転力により駆動するこ
とができる。すなわち、本実施例においては、動作最終
領域Ｌ３において、万が一、摩擦力などの機械的な負荷
が増大し、バネの放勢力の余力がこれらの負荷により減
殺されても、モータの絶大な回転力により、開閉器本体
を確実に完全な動作エンドまで駆動することができる。
従って、特に投入動作エンドにおける接触不良の発生を
確実に回避することができ、開閉器の動作信頼性を格段
に向上することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、高速動作の必要な一定の動作領域のみをバネ力によ
り開閉器本体を駆動し、残りの動作最終領域について
は、電動操作で開閉器本体を駆動することにより、仮
に、投入動作最終領域でバネ力が摩擦力などの機械的な
負荷により減殺された場合であっても、確実に開閉器本
体の動作を完了させ、良好な投入状態に移行させること
の可能な、開閉器の操作装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による開閉器の操作装置の一実施例を示
す分解斜視図。

【図２】図１の操作装置の動作原理図であり、特に、投
入状態からの開路動作を示す開路動作原理図。

【図３】図１の操作装置の動作原理図であり、特に、開
路状態からの投入動作を示す投入動作原理図。

【図４】図１の操作装置に使用する連結カムを示す模式
的斜視図。

【図５】図４の連結カムの動作原理図。

【図６】図１の操作装置の基本制御回路図。

【図７】図１の操作装置の動作を示すタイムチャート
図。

【図８】従来による開閉器の操作装置の一例を示す斜視
図。

【図９】図８の操作装置の動作原理図であり、特に、投
入状態からの開路動作を示す開路動作原理図。

【図１０】図８の操作装置の動作原理図であり、特に、
開路状態からの投入動作を示す投入動作原理図。

【図１１】図８の操作装置の基本制御回路図。

【図１２】図８の操作装置の動作を示すタイムチャート
図。

【符号の説明】

１…モータ ２ａ，２ｂ…歯車 ３…ウォームギヤ ４…ホイール ５…第１の連結カム ６…第２の連結カム ７…第３の連結カム ８…バネレバー ９…駆動バネ １１…主軸 １２…連結リンク １３…補助開閉器 １４…開閉表示器 １５…動作回数計 １６…端子台 １７…カム １８…リミットスイッチ ２０…開閉機構部の動作部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータを駆動バネに連結した状態でモー
   タの回転力によって駆動バネを徐々に蓄勢し、一定のレ
   ベルまで蓄勢した後、モータを駆動バネから切り離すと
   共に駆動バネを主軸に連結して、駆動バネの放勢力によ
   り高速で主軸を回転し、開閉器本体を駆動する開閉器の
   操作装置において、 開閉器本体の全動作ストローク中、高速動作の必要な一
   定の動作領域を除いた残りの動作領域において、モータ
   を駆動バネに再度連結し、モータの回転力によって主軸
   を回転させ、この後、開閉器本体が完全に動作を完了し
   た時点でモータを停止させるように構成したことを特徴
   とする開閉器の操作装置。
2. 【請求項２】 モータと駆動バネとが、その間に遊びを
   有する第１及び第２の連結カムによって連結され、これ
   らの連結カムが、駆動バネの放勢に伴う第２の連結カム
   の回転速度と、モータの回転力による第１の連結カムの
   回転速度との速度差によって一旦切り離された後、継続
   して回転するモータの回転力による第１の連結カムの継
   続的な回転によって再度連結されるように構成したこと
   を特徴とする請求項１に記載の開閉器の操作装置。