JPH0693338B2 - 遮断器の操作機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、遮断器の操作機構に関するものである。

〔従来の技術〕

電力用遮断器の動作責務は、JEC−2300に示されている
ように、高速度開閉器用としてＯ−0.35秒−CO−１分−
COがある。

ここで、Ｏは開路動作を、COは閉路動作に引き続き猶予
なく開路動作を行うことを示している。

このため、遮断器の操作機構としては、少なくとも０−
0.35秒−COの動作、すなわち、開路動作２回及び閉路動
作１回のエネルギーを最初の開路動作の前に蓄勢してい
ることが必要となる。すなわち、次に１分間の時間内で
は、COのエネルギーを蓄勢する手段はあるが、0.35秒で
大きなエネルギーを蓄勢することは困難であるためであ
る。

また、別の動作責務として、CO−15秒−COという規格も
あり、この場合15秒でCOに必要なエネルギーを蓄勢でき
れば、動作責務を完了できる。

例えば、実開昭59−85546号公報や特開昭61−96619号公
報に示されている従来の例では、上記動作責務を満足す
べく設計されている。

次に、上記のように動作責務を果たしている従来装置に
ついて説明する。

第３図Ａ〜第３図ｃに従来のばね操作機構の構成を示
す。

第３図Ａは閉路状態、第３図Ｂは開路状態、第３図Ｃは
投入ばね放勢状態を示す。

図において、符号（100）は遮断器の可動接触子、（10
1）は可動接触子（100）を投入すると共に遮断ばね（10
3）を付勢するためのカム、（102）はカム（101に同軸
に固定されている爪車（107）を回転させて投入動作を
行なわさせる投入ばね（104）はピンＡであつて、レバ
ー（109）に設けられており、引外しラツチ（106）は係
合可能に設けられている。なお、（105）は引外しラツ
チ（106）を係止又は作動させる引外しトリガである。
また、レバー（109）には、カム（101）に係合してレバ
ー（109）を作動させるローラ（109a）が設けられてお
り、ピンＡ（104）の反対側部分は、遮断ばね（103）に
連結され、中央部の突出部先端は可動接触子（100）に
連結されている。

次に、（107）は爪車であつて、（108）はカム軸であ
り、カム（101）、爪車（107）及びカム軸（108）は一
体的に固定させ共に回転する。なお、この爪車（107）
には、投入ばね（102）が連結されていると共にピンＢ
（118）が設けられており、ピンＢ（118）は、投入電磁
石（113）により作動するプランジヤー（112）によつて
係止又は作動する投入トリガ（110）により係止される
投入ラツチ（111）が係合する。

次に、（114）は爪軸、（115）は爪であり、爪軸（11
4）が図示されていない駆動源により回転することによ
つて、爪（115）が揺動運動し、この揺動によつて、爪
（115）が爪車（107）を回転させる。

なお、（116）は上記引外しトリガ（105）を作動させる
引外し電磁石（117）のプランジヤーである。

次に上記従来装置の動作について説明する。

開路動作は、第３図Ａにおいて、レバー（109）は付勢
されている遮断ばね（103）の押圧力（矢印Ａ）により
常時時計方向の回転力（Ａ′）を与えられており、その
回転力（Ａ′）を、引外しラツチ（106）によるピンＡ
（104）の係止、及び引外しトリガ（105）によつて、保
持している。

従つて、この状態において、引外し電磁石（117）が励
磁されてプランジヤー（116）が矢印Ｂの方向に突出す
ると、引外しトリガ（105）が反時計方向に回転し、従
つて、引外しラツチ（106）がピンＡ（104）の係合を解
除し、その結果、レバー（109）は回転力（Ａ′）によ
り時計方向に回転し、レバー（109）に連結している可
動接触子（100）を引き上げ、遮断する。

第３図Ｂがこの動作完了状態を示している。

次に、閉路動作について説明する。

第３図Ｂにおいて、爪車（107）に連結された投入ばね
（102）は、付勢されていて、カム軸（108）に時計方向
の回転力（Ｃ）を与えており、その回転力（Ｃ）を、爪
車（107）に設置のピンＢに係合している投入ラツチ（1
11）と投入ラツチ（111）を止めている投入トリガ（11
0）によつて、爪車（107）の回転を係止している。従つ
て、この状態にて投入電磁石（113）が励磁されてプラ
ンジヤー（112）が矢印Ｄ方向に作動すると、投入トリ
ガ（110）が反時計方向（Ｅ方向）に回転し、これによ
つて、投入ラツチ（111）が爪車（107）に取り付けられ
ているピンＢ（118）の係止を解除する。その結果、カ
ム軸（108）に固定されているカム（101）が、回転力
（Ｃ）によつて、時計方向に回転し、従つて、レバー
（109）は、それに固定のローラ（109a）がカム（101）
に押されて反時計方向に回転し、その結果、遮断ばね
（103）を圧縮すると共に、可動接触子（100）を閉じ
る。すなわち、第３図Ｃがこの投入動作を完了し、再び
ピンＡ（104）が引はずしラツチ（106）に係止された状
態である。

次に、投入ばねの蓄勢動作を説明する。

第３図Ｃに示すように、投入動作の完了直後には、投入
ばね（102）は放勢状態にあり、爪軸（114）は図示され
ていない歯車を介して駆動源に結合されており、投入ば
ね（102）の放勢位置では、駆動源が起動されて爪軸（1
14）は回転する。爪軸（114）は偏心しているため、取
り付けられている２個の爪（115）は揺動運動を行な
い、この揺動運動により爪車（107）は時計方向に回転
し、投入ばね（102）を蓄勢する。このとき、投入ばね
（102）の爪車（107）の上部デツドポイントを越えた位
置で、カム軸（108）は時計方向の回転力を与えられ、
この回転力はピンＢ（118）に投入ラツチ（111）が係合
することにより保持され、再び、第３図Ａの状態とな
る。

この状態では、爪車（107）の一部に爪が設けられてお
らず、従つて、爪（115）が揺動運動しても、爪車（10
7）に回転力は与えられず、爪軸（114）は空回りし、駆
動源の回転により過負荷を爪（115）や投入ラツチ（11
1）に与えないようになつている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のばね操作機構は、以上のように構成されているの
で、駆動源が爪軸（114）を回転させて爪（115）に揺動
運動させるとき、駆動源に対する負荷が脈動し、従つ
て、駆動源のエネルギー効率が悪く、その結果、容量の
大きな駆動源が必要となり、また爪（115）の形状も先
がとがつたものとならざるを得ず、従つて、大きなばね
荷重のばね操作機構に対して適用することが難しいなど
の問題点があつた。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、負荷の脈動がなく、小さな容量の駆動源で
足りると共に、強度的にも十分な遮断器の操作機構を得
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る遮断器の操作機構は、カムと同心に固定
して設けられていると共に一部が欠歯している大歯車
と、この大歯車に噛み合いかつ駆動源によつて回転駆動
される小歯車とを備えており、上記大歯車の欠歯部は、
投入ばねの蓄勢完了直後に小歯車との噛合いが解離する
位置に設けられていると共に、欠歯部に出入自在に設け
られたプランジャーとこれを押圧するばねとにより、小
歯車の大歯車への円滑な再噛合いが可能に構成されてい
るものである。

〔作用〕

この発明における遮断器の操作機構は、投入ばねの蓄勢
完了直後に小歯車は大歯車の欠歯部に入り、それ迄は、
小歯車により大歯車が回転されて、この大歯車により蓄
勢される。従つて、小歯車の駆動源に対する負荷の脈動
がなく駆動源は円滑に回転し、また、大歯車は欠歯部を
有しているので、投入ばねの蓄勢後は小歯車は空転し
て、大及び小歯車には駆動源の大きな拘束トルクが加わ
らない。

〔実施例〕

以下、この発明をその一実施例を示す図に基づいて説明
する。

第１図Ａは閉路状態、第１図Ｂは開路状態、第１図Ｃは
投入ばね放勢状態を示す。

図において、符号（１）はレバー（２）の回転主軸であ
り、内側に開路用ばねである遮断用トーシヨンバー
（３）の一端が固定されており、遮断用トーシヨンバー
（３）により回転主軸（１）すなわちレバー（２）は反
時計方向に回転力が与えられている。

（４）は投入用レバーで、この投入用レバー（４）の先
端にはリンク（５）が回動可能にピン結合されている。
（６）は投入用主軸であり、投入用主軸（６）は投入用
レバー（４）の回転主軸であって、投入用主軸（６）の
内側には閉路用ばねである投入用トーシヨンバー（７）
の一端が固定されており、投入用トーシヨンバー（７）
により、投入用主軸（６）は反時計方向に回転力が与え
られている。

（８）は大歯車、（９）は小歯車であり、大歯車（８）
の歯部の一部は欠歯しており、閉路用ばねである投入用
トーシヨンバー（７）の蓄勢状態では、小歯車（９）は
大歯車（８）の欠歯部（8a）にあつて相互に係合してい
ない。また、大歯車（８）はリンク（５）の投入用レバ
ー（４）の反対側端部が回転自在に軸支されて、投入用
レバー（４）に連結されている。

（11）はレバー（２）に回転可能に取り付けられている
ローラ（10）を介してレバー（２）を回転させるカムで
あつて、大歯車（８）とはカム軸（12）を介して連結さ
れており、大歯車（８）と一体になつて回転運動を行な
う。

（20）は緩衝器であり、レバー（２）と連結されてお
り、開路、閉路動作時の衝激を緩衝する。

また、大歯車（８）の欠歯部（8a）には、第２図に示す
ように、歯のピツチ上に半径方向に穴が穿設されてお
り、その中にばね（13）を介して出入自在のプランジヤ
ー（14）が、ガイド（15）に案内されて設けられてい
る。このプランジヤー（14）は小歯車（９）の歯と噛み
合うように形成されている。

なお（100）は消弧室の可動接触子であり、図示されて
いないリンク機構でレバー（２）に連結されている。

また、符号（104）〜（106），（110）〜（113）及び
（116）〜（118）で示すものは、従来装置におけるもの
と同一又は同等のものである。

次に上記実施例の動作について説明する。

開路動作は、第１図Ａに示すように、レバー（２）は遮
断用トーシヨンバー（３）により、常時反時計方向の回
転力が与えられており、その回転力を引外しラツチ（10
6）及び引外しトリガ（105）によつて保持している。従
つて、この状態にて引外し電磁石（117）が励磁される
と、引外し電磁石（107）のプランジヤー（116）が図に
おいて右方向に動作し、引外しトリガ（105）が時計方
向に回転し、引外しラツチ（106）がピンＡ（104）から
の反力により反時計方向に回転する。

引外しラツチ（106）がピンＡ（104）からはずれると、
遮断用トーシヨンバー（３）の力により、レバー（２）
は反時計方向に回転し、消弧室の可動接触子（100）は
遮断方向に駆動され開路される。

この動作完了状態が第１図Ｂである。

次に、閉路動作は、第１図Ｂに示すように、カム（11）
がカム軸（12）、大歯車（８）、リンク（５）を介し
て、投入用レバー（４）に連結されているので、投入用
トーシヨンバー（７）の力により、時計方向の回転力が
与えられており、その回転力は、投入ラツチ（111）及
び投入トリガ（110）によつて保持されている。

この状態において、投入電磁石（113）が励磁される
と、投入電磁石（113）のプランジヤー（112）が図にお
いて右方向に動作して投入トリガ（110）を時計方向に
回転させ、その結果、投入トリガ（110）に係止されて
いる投入ラツチ（111）の係止が外れてカム（11）に設
けられているピンＢ（118）からの反力により、投入ラ
ツチ（111）は反時計方向に回転する。

投入ラツチ（111）がピンＢ（118）から外れると、カム
（11）は、投入用トーシヨンバー（７）の力により、投
入用レバー（４）、リンク（５）を介して、時計方向に
回転し、レバー（２）に設けられているローラ（10）を
押し上げ、レバー（２）は遮断用トーシヨンバー（３）
を時計方向にねじりながら時計方向に駆動されて可動接
触子（100）は投入される。

第１図Ｃは、上記のようにして、投入動作が完了し、再
び、ピンＡ（104）が引外しラツチ（106）に係合して保
持された状態である。

なお、遮断用トーシヨンバー（３）を蓄勢しながら投入
用トーシヨンバー（７）が放勢されるので、遮断用トー
シヨンバー（３）よりも投入用トーシヨンバー（７）の
蓄勢エネルギーは大である。

また、投入用トーシヨンバー（７）の蓄勢動作は次のよ
うにして行なう。

第１図Ｃに示すように、投入動作の完了直後には、投入
用トーシヨンバー（７）は放勢状態にある。また、小歯
車（９）は図示されていない歯車を介して駆動源に結合
されており、従つて、小歯車（９）が反時計方向に回転
することによつて、大歯車（８）は小歯車（９）に噛み
合つて時計方向に回転し、リンク（５）投入用レバー
（４）及び投入用主軸（６）を介して、投入用トーシヨ
ンバー（７）が回転されて蓄勢される。これは、リンク
（５）の引張り荷重方向がカム軸（12）の中心と交差す
るデツトポイントを越えた位置でカム軸（12）は投入用
トーシヨンバー（７）の力により、リンク（５）を介し
て時計方向の回転力を与えられると同時に、大歯車
（８）の欠歯部（8a）に小歯車（９）が来るので、大歯
車（８）と小歯車（９）との係合が外れる。

投入用トーシヨンバー（７）の力による大歯車（８）の
時計方向の回転力は、ピンＢ（118）に投入ラツチ（11
1）が係合することにより保持される。すなわち第１図
（Ａ）に示した状態に再びもどる。この状態では、大歯
車（８）と小歯車（９）との係合が外れており、駆動源
が駆動しても、小歯車（９）は大歯車（８）の欠歯部
（8a）内で空回転し、従つて、大歯車（８）には、駆動
源からの駆動力が伝えられず、従つて、ラツチ（111）
やピンＢ（118）に過大な負荷が加わるのを防止してい
る。

また、閉路動作初期において、大歯車（８）に小歯車
（９）が欠歯部（8a）から進んで噛合いを始める場合
に、相互の位置関係によっては、相互の歯光が接触し、
円滑な噛合いを開始し得ない場合が生ずるが、この実施
例では、大歯車（８）の欠歯部（8a）に、先端が歯形を
したプランジヤー（14）を出入自在に設け、これによ
り、小歯車（９）の歯とプランジヤー（14）とが干渉す
る場合には、プランジヤー（14）が後退すると共に大小
歯車（８）（９）の歯が噛み合うように相互にずれて、
両歯車は確実に噛み合うようになる。

なお、上記実施例では大歯車（８）及び小歯車（９）を
平歯車としたが、はずば歯車やかさ歯車であつても良
い。また上記実施例では閉路用及び開路用ばねとして投
入用及び遮断用トーシヨンバーを使用したが、これに限
らず、コイルばね、渦巻ばね等のねじりばねであつても
よく、あるいは、その他のばねであつてもよく、いずれ
の場合においても、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、閉路ばねの蓄勢装置
が、カムと同心に固定して設けられていると共に一部が
欠歯している大歯車と、これに噛み合いかつ駆動源によ
り回転駆動される小歯車とを備え、大歯車の欠歯部は閉
路用ばねの蓄勢完了直後に小歯車との噛合いが解離する
位置に設けられているので、駆動源に加わる負荷が脈動
することなく、小容量の駆動源によってこと足り、また
歯車のモジュールを自由に選べるために大容量の投入ば
ねを蓄勢でき、更に歯車に過大な負荷が加わらず、従っ
て安価に大電流、大出力用の遮断器の操作機構が得られ
る効果を有している。また、先端が歯形と同形のプラン
ジャーを、大歯車の欠歯部の歯のピッチ上に出入自在に
設け、かつこのプランジャーをばねにより半径方向外側
に常時押圧するようにしたので、小歯車が大歯車に円滑
に再噛合い可能となり、信頼性を向上させることができ
る効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるばね操作機構の構造
図であつて第１図Ａは閉路状態の構造図、第１図Ｂは開
路状態の構造図、第１図Ｃは閉路用ばね放勢時の構造
図、第２図は第１図の部分詳細図、第３図は従来のばね
操作機構であつて第３図Ａは閉路状態の構成図、第３図
Ｂは開路状態の構成図、第３図Ｃは閉路用ばね放勢時の
構成図である。 （３）……開路用ばね（遮断用トーシヨンバー）、
（７）……閉路用ばね（投入用トーシヨンバー）、
（８）……大歯車、（8a）……欠歯部、（９）……小歯
車、（11）……カム、（13）……ばね、（14）……プラ
ンジヤー、（15）……ガイド。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開路動作を放勢により行なう開路用ばね
   と、閉路動作を放勢により回転するカムによって行なう
   閉路用ばねと、上記開路用ばねの蓄勢を上記閉路用ばね
   の放勢によって行なうと共に上記閉路用ばねの蓄勢を上
   記カムの軸回転によって行なう蓄勢装置とを備えている
   遮断器の操作機構において、上記蓄勢装置が、上記カム
   と同心に固定して設けられていると共に一部が欠歯して
   いる大歯車と、この大歯車に噛み合いかつ駆動源により
   回転駆動される小歯車と、上記大歯車の欠歯部の歯のピ
   ッチ上に出入自在に設けられている先端が歯形と同形の
   プランジャーと、このプランジャーを半径方向外側に常
   時押圧するばねとを備えており、上記欠歯部は、上記閉
   路用ばねの蓄勢完了直後に上記小歯車との噛合いが解離
   する位置に設けられていることを特徴とする遮断器の操
   作機構。