JPH07105295B2 - 負荷時タップ切換器の蓄勢装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は変圧器の電圧を負荷時に調整を行う負荷時タッ
プ切換器の早切動作を行う蓄勢装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来、このような負荷時タップ切換器の蓄勢装置の構造
としては、例えば、特公昭52−47131号公報を基本にそ
の改良技術として特公昭59−927号公報、特開昭61−147
515号公報、特開昭62−1212号公報、特公昭62−5326号
公報などが提案されている。これらの蓄勢装置の基本構
成を、第５図（特公昭52−47131号公報より抜粋）に示
す。

第５図においては、原動側の動力により図中上下方向に
配置された絶縁駆動軸20を回転させ、この回転により偏
心カム21を偏心動作させ、巻上げケース22を介して蓄勢
ばね23に蓄勢力を蓄えるようになっている。そして、こ
の蓄勢バネ23の解放エネルギーによって蓄勢ケース24を
直線移動させるようになっている。また、図中22a,22b
は巻上げケース22の両側のフランジ、24a,24bは蓄勢ケ
ース24の両側のフランジである。この場合、第５図は、
偏心カム21が左側に移動し、巻上げケース22の右側のフ
ランジ22bと蓄勢ケース24の左側のフランジ24aとの間で
圧縮し、蓄勢力を蓄えている状態を示している。そし
て、このような蓄勢状態から蓄勢ばね23を解放すること
によって、蓄勢ケース24を直線移動させ、この直線動作
を回転動作に変換して切換クランク25を回転させ、切換
クランク25に直結した切換開閉器遮断機構を瞬時に切換
える。

なお、巻上げケース22と蓄勢ケース24とは、図中左右方
向に配設された案内シャフト26に、それぞれのフランジ
22a,22bおよび24a,24bによってガイドされて図中左右方
向に往復直線運動するようになっている。また、偏心カ
ム21は、巻上げケース22の上方に配置されており、巻上
げケース22の上部に突出して設けられた一対の係合板2
7,27間に係合している。さらに、切換クランク25は、蓄
勢ケース24の下方に配置されており、切換クランク25の
上部にピン28を設け、このピン28に回動自在に取り付け
たローラ29を、蓄勢ケース24の下部に設けた一対のスラ
ンド板30,30間の溝に係合する構成により、直線動作の
回転動作への変換がなされるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、以上のような従来の蓄勢装置において
は、巻上げケース22および蓄勢ケース24に対して、複数
の作用点に反対方向の力が加わることにより、巻上げケ
ース22および蓄勢ケース24に偏荷重が作用するため、伝
達効率が低下するという問題が存在する。この問題につ
いて以下に説明する。

まず、第５図の蓄勢状態において、案内シャフト26と蓄
勢ばね23を中心に力の作用点を考えてみると、巻上げケ
ース22には、偏心カム21の駆動力により、その上部の左
側の係合板27と偏心カム21との接触点に左向きの力（曲
げモーメント）が加わるとともに、蓄勢ばね23のばね力
により、その下部の右側のフランジ22bと蓄勢ばね23と
の接触点に右向きの力（曲げモーメント）が加わる。こ
の場合、この巻上げケース22の構成では、２つの作用点
に生じる曲げモーメントを吸収することができないた
め、この曲げモーメントによって巻上げケース22に変形
を生じてしまう。その上、この２つの作用点の間には、
水平方向だけでなく上下方向にも一定の距離があるた
め、この２つの作用点に加わる反対方向の力は、上下方
向に加わる偶力とし作用し、巻上げケース22に反時計方
向の回転力が加わることになる。この回転力は、偏心カ
ム21の偏心動作によって、大きさ不定、方向不定な偏荷
重を生成し、この偏荷重が巻上げケース22に作用するた
め、ケース自体の変形（否）も変化し、偏荷重を増大さ
せる。したがって、巻上げケース22の両フランジ22a,22
bは、この偏荷重の作用を受けながら案内シャフト26に
対して駆動するため、大きさ摩擦損失を生じ、伝達効率
が低下することになる。

一方、蓄勢ケース24にも同様に偏荷重が生じる。まず、
第５図の蓄勢状態において、蓄勢ケース24には、蓄勢ば
ね23のばね力により、その左側のフランジ24aと蓄勢ば
ね23との接触点に左向きの力（曲げモーメント）が加わ
るとともに、ローラ29を介して伝達される図示しない遮
断機構の負荷力により、その下部のスライド板30とロー
ラ29との接触点に右向きの力（曲げモーメント）が加わ
る。この場合、この蓄勢ケース24の構成では、２つの作
用点に生じる曲げモーメント吸収することができないた
め、この曲げモーメントによって蓄勢ケース24に変形を
生じてしまう。その上、この２つの作用点の間には、水
平方向だけでなく上下方向にも一定の距離があるため、
この２つの作用点に加わる反対方向の力は、上下方向に
加わる偶力として作用し、蓄勢ケース24に反時計方向の
回転力が加わることになる。この回転力は、蓄勢ばね23
の解放エネルギーによって、大きさ不定、方向不定な偏
荷重を生成し、この偏荷重が蓄勢ケース24に作用するた
め、ケース自体の変形（否）も変化し、偏荷重を増大さ
せる。したがって、蓄勢ケース24の両フランジ24a,24b
は、この偏荷重の作用を受けながら案内シャフト26に対
して摺動するため、巻上げケース22と同様に大きな摩擦
損失を生じ、伝達効率が低下することになる。

以上のように、第５図の蓄勢装置においては、巻上げケ
ース22および蓄勢ケース24に偶力に基づく偏荷重が作用
するため、それによって大きな摩擦損失を生じ、伝達効
率が低下するという問題がある。これに対して、油中式
の変圧器においては、絶縁油が潤滑油の役割を果たすた
め、摩擦損失は軽減されるが、ガス絶縁方式の場合に
は、潤滑油が皆無であるため、特に摩擦損失の減少策が
必要となる。上、スライド板でローラへ力を伝達する際
にも偏荷重が作用して伝達効率が低下するという問題が
ある。

また、以上のように巻上げケース22および蓄勢ケース24
に作用する偏荷重に対して、これらのケースを強化する
必要が生じる。この場合、巻上げケース22の動作は、比
較的緩慢な動作であるため、巻上げケース22とそのフラ
ンジ22a,22b部分を強化することによって、比較的容易
に解決できる。これに対して、蓄勢ケース24の動作は、
蓄勢ばね23の放勢に伴う瞬発動作であるため、蓄勢ケー
ス24を単純に強化するだけでは、次のような問題を生じ
る。すなわち、重量増加に伴う慣性力増加が蓄勢エネル
ギーを吸収してしまい、その結果、蓄勢ばね23の増強や
衝突時の衝撃力増大などの弊害を生じてしまう。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解説するため
に提案されたものであり、その目的は、巻上げケースや
蓄勢ケースに偏荷重を作用させることがなく、伝達効率
に優れ、かつ、機械的信頼性にも優れた負荷時タップ切
換器の蓄勢装置を提供することである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明による負荷時タップ切換器の蓄勢装置において
は、まず、偏心カムと蓄勢ばねとを、駆動軸の軸方向に
おけるほぼ同じ位置に配置する。そして、巻上げケース
に第１の直線案内軸受を設け、この第１の直線案内軸受
の案内方向を偏心カムと蓄勢ばねの作用方向と一致させ
る。また、蓄勢ケースには、第１の直線案内軸受と案内
方向を一致させるようにして第２の直線案内軸受を設け
る。そして、この第２の直線案内軸受の案内方向を、切
換クランクに回転を与えるスライド用の溝の作用方向と
一致させるように構成する。

（作用） 以上のように構成された本発明の作用は次の通りであ
る。まず、原動側については、偏心カムと蓄勢ばねをほ
ぼ同一平面上に配置しているため、巻上げケースの偏心
カムとの間の作用点および蓄勢ばねとの間の作用点をほ
ぼ同一平面上に配置することができる。そのため、この
２つの作用点に加わる力が偶力として作用することがな
く、偶力に基づく偏荷重が作用することはない。特に、
巻上げケース自体にこの巻上げケースを蓄勢ばねの作用
方向に案内する第１の直線案内軸受を設けているため、
偏心カムの駆動力および蓄勢ばねのばね力により巻上げ
ケースに曲げモーメントが生じても、この曲げモーメン
トは、巻上げケースに設けられた第１の直線案内軸受に
よって吸収される。そのため、巻上げケースに変形を生
じることはない。

また、従動側については、蓄勢ケース自体にこの蓄勢ケ
ースを蓄勢ばねの作用方向に案内する第２の直線案内軸
受を設けているため、蓄勢ばねのばね力およびスライド
用の溝に加わる負荷力により蓄勢ケースに曲げモーメン
トが生じても、この曲げモーメントは、蓄勢ケースに設
けられた第２の直線案内軸受によって吸収され、蓄勢ば
ねとスライド用の溝との曲で、作用方向の力のみが効率
よく伝達される。そのため、蓄勢ケースにおける２つの
作用点に加わるばね力と負荷力が偶力として作用するこ
とはなく、偶力に基づく偏荷重が作用することはない。

（実施例） 以下に、本発明による一実施例を第１図乃至第４図を参
照して具体的に説明する。第１図において、１は図示し
ない電動操作機構からの動力によって回転する絶縁駆動
軸であり、軸２を介して偏心カム３へ回転力を伝達する
ようになっている。そして、この偏心カム３の偏心動作
により、滑り板4a,4bから巻上げケース５に直線動作を
与え、２本の蓄勢ばね9a,9bに蓄勢エネルギーを蓄える
ようになっている。この場合、偏心カム３と蓄勢ばね9
a,9bとは、絶縁駆動軸１の軸方向におけるほぼ同じ位
置、すなわち、絶縁駆動軸１の軸方向と直交するほぼ同
一平面上に配置されている。また、巻上げケース５の両
側には、２本の第１の直線案内軸受6a,6bが設けられ、
その案内方向は、偏心カム３と蓄勢ばね9a,9bの作用方
向と一致している。そしてまた、蓄勢ケース７の下部の
両側には、２本の第２の直線案内軸受8a,8bが設けら
れ、その案内方向は、第１の直線案内軸受6a,6bの案内
方向と一致している。なお、第１と第２の直線案内軸受
6a,6b,8a,8bは、いずれもころがり型の直線案内軸受で
ある。

一方、図中10は、蓄勢ばね9a,9bが蓄勢された際に、飛
び出さないようにこれを保持するためのばね押さえであ
り、11は軸受板である。また、蓄勢ケース７と、切換ク
ランク12、およびこれに固定された遮断部駆動軸13との
係合構成としては、蓄勢ケース７に設けられた一対のス
ライド板14,14によってスライド用の溝が形成され、こ
の溝内に、切換クランク12の係合部であるカムフォロワ
15が係合している。この場合、カムフォロワ15に回転力
を与えるスライド板14,14の作用方向は、第２の直線案
内軸受け8a,8bの案内方向と一致しており、また、スラ
イド板14,14と第２の直線案内軸受け8a,8bとは絶縁駆動
軸１の軸方向におけるほぼ同じ位置、すなわち、絶縁駆
動軸１の軸方向と直交するほぼ同一平面上に配置されて
いる。

以上のような構成を有する本実施例においては、巻上げ
ケース５および蓄勢ケース７に偏荷重が作用することは
なく、優れた伝達効率が得られる。

まず、原動側については、偏心カム３と蓄勢ばね9a,9b
をほぼ同一平面上に配置しているため、巻上げケース５
の偏心カム３との間の作用点および蓄勢ばね9a,9bとの
間の作用点をほぼ同一平面上に配置することができる。
そのため作用点が軸方向（上下方向）にずれていた第５
図の従来例のように、２つの作用点に加わる力が偶力と
して作用することはなく、巻上げケース５に偶力に基づ
く偏荷重は作用しない。したがって、巻上げケース５
は、偏荷重の作用を受けることなくその第１の直線案内
軸受6a,6bによって摺動するため、従来のように大きな
摩擦損失を生じることはなく、伝達効率が低下すること
はない。特に、本実施例においては、巻上げケース５自
体にこの巻上げケース５を蓄勢ばね9a,9bの作用方向に
案内する第１の直線案内軸受6a,6bを設けているため、
偏心カム３の駆動力および蓄勢ばね9a,9bのばね力によ
り巻上げケース５に曲げモーメントが生じても、この曲
げモーメントは、巻上げケース５に設けられた第１の直
線案内軸受6a,6bによって吸収されるため、巻上げケー
ス５に変形を生じることはない。

また、従動側については、蓄勢ケース７自体にこの蓄勢
ケース７を蓄勢ばね9a,9bの作用方向に案内する第２の
直線案内軸受8a,8bを設けているため、蓄勢ばね9a,9bか
らのばね力と、スライド用の溝に加わる負荷力は、互い
に直接伝達されることはなく、第２の直線案内軸受8a,8
bによって一旦受け止められることになる。この点につ
いて、以下に説明する。

すなわち、まず、蓄勢ケース自体に直線案内軸受を持た
ず、単に、蓄勢ケースのフランジを案内シャフトに対し
て摺動させている第５図の従来例では、ばね力や負荷力
による曲げモーメントが吸収されることはなく、蓄勢ケ
ース24に偏荷重が作用してしまう。これに対して、本実
施例においては、蓄勢ケース７自体に第２の直線案内軸
受8a,8bが直接設けられているため、蓄勢ばね9a,9bのば
ね力およびスライド用の溝に加わる負荷力により蓄勢ケ
ース７に曲げモーメントが生じでも、この曲げモーメン
ドは、蓄勢ケース７に設けられた第２の直線案内軸受に
よって吸収され、蓄勢ばね9a,9bとスライド用の溝との
曲で、作用方向の力のみが効率よく伝達される。

そのため、本実施例において、蓄勢ケース７における２
つの作用点に加わるばね力と負荷力が偶力として作用す
ることはなく、偶力に基づく偏荷重が作用することはな
い。特に、本実施例においては、スライド用の溝を形成
するスライド板14,14と蓄勢ケース７の移動荷重を受け
る第２の直線案内軸受8a,8bとが、ほぼ同一平面上に配
置されているため、第５図の従来例のように、スライド
板30と蓄勢ケース24の移動荷重を受けるフランジ24a,24
bとが、軸方向（上下方向）にずれていた第５図の従来
例とは異なり、蓄勢ケース７に偶力が生じることはな
い、したがって、本実施例において、蓄勢ケース７は、
偏荷重の作用を受けることなくその第２の直線案内軸受
8a,8bによって摺動するため、従来のように大きな摩擦
損失を生じることはなく、伝達抗率が低下することはな
い。

以上のように、本実施例においては、巻上げケース５お
よび蓄勢ケース７に偏荷重が作用することがなく、優れ
た伝達効率を得られるため、切換クランク12を円滑に回
転させることができ、遮断部駆動軸13を介して図示しな
い遮断機構に効率よく動力を伝達できる。また、このよ
うに、巻上げケース５および蓄勢ケース７に偏荷重が作
用しないことから、これらのケースをそのために強化す
る必要がなく、重量増加に伴う弊害を生じることもない
ため、機械的信頼性にも優れている。特に、ガス絶縁変
圧器に用いられる負荷時タップ切換器においては、直線
案内軸受を使用することで全体をコンパクト化できる利
点もある。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、偏心カムと蓄勢ばねの配置、これらの部材と第１と
第２の直線案内軸受の作用方向および案内方向の位置関
係の用件を満たす限りにおいて、実際の各部材の寸法形
状や配置構成は適宜変更可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、偏心カムと蓄
勢ばねを駆動軸の軸方向におけるほぼ同じ位置に配置
し、巻上げケースと蓄勢ケースに第１と第２の直線案内
軸受をそれぞれ設け、これらの軸受の案内方向を、偏心
カムと蓄勢バネの作用方向、およびスライド用の溝の作
用方向と一致させるように構成したことにより、巻上げ
ケースや蓄勢ケースに偏荷重を作用させることがなく、
伝達効率に優れ、かつ、機械的信頼性にも優れた負荷時
タップ切換器の蓄性装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明による負荷時タップ切換器の
蓄勢装置の一実施例を示す図であり、第１図は第３図の
Ｂ矢視断面図、第２図は第１図のＣ矢視断面図、第３図
は平面図、第４図は第３図のＡ矢視断面図である。 第５図は従来の負荷時タップ切換器の蓄勢装置の一例を
示す断面図である。 １……絶縁駆動軸、２……軸、３……偏心カム、4a,4b
……滑り板、５……巻上げケース、6a,6b……第１の直
線案内軸受、７……蓄勢ケース、8a,8b……第２の直線
案内軸受、9a,9b……蓄勢ばね、10……ばね押え、11…
…軸受板、12……切換クランク、13……遮断部駆動軸、
14……スライド板、15……カムフォロワ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動源からの動力によって回転する駆動軸
   と、この駆動軸と同軸状に設けられ、駆動軸のタップ上
   げ、下げ方向の回転を受けて偏心動作を行う偏心カム
   と、この偏心カムの偏心動作を受けて往復直線運動を行
   う巻上げケースと、この巻上げケースによってエネルギ
   ーを蓄える蓄勢ばねと、この蓄勢ばねの解放エネルギー
   を受けて往復直線運動を行う蓄勢ケースを備え、この蓄
   勢ケースにスライド用の溝を設け、この溝内に切換クラ
   ンクの係合部を係合し、蓄勢ケースの往復直線運動によ
   って切換クランクを回転運動させるようにした負荷時タ
   ップ切換器の蓄勢装置において、 前記偏心カムと前記蓄勢ばねとを、前記駆動軸の軸方向
   におけるほぼ同じ位置に配置し、前記巻上げケースに第
   １の直線案内軸受を設け、この第１の直線案内軸受の案
   内方向を偏心カムと蓄勢ばねの作用方向と一致させると
   ともに、前記蓄勢ケースには、前記第１の直線案内軸受
   と案内方向を一致させるようにして第２の直線案内軸受
   を設け、この第２の直線案内軸受の案内方向を、前記切
   換クランクに回転を与える前記スライド用の溝の作用方
   向と一致させるように構成したことを特徴とする負荷時
   タップ切換器の蓄勢装置。