JPH0821292B2 - 遮断器用電動ばね操作機構 - 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、遮断器の電動ばね操作機構に関するもので
ある。

（従来の技術） 近年、電力需要の増大及び電力消費の都市集中の傾向
は、年々強まっている。また、この様な需要に対応した
電力の供給は、高信頼性、経済的に行なうことが求めら
れ、送電系統の複雑化、大容量化が進められている。一
方、都市における変電所用地の不足による狭あい化から
変電所の縮小化が求められ、断路器、母線等もSF₆ガス
等で絶縁する密閉型ガス開閉所が普及している。密閉型
ガス開閉所においては、開閉所の中の重要機器である遮
断器の信頼性が求められる一方、遮断器が密閉型ガス開
閉所に占める割合が大きいため、その小型化が求められ
ている。

ところで、上記の遮断器の操作力としては、従来、空
気圧が主として用いられていたが、機器の小型化が切望
され、また都市部での騒音問題等から、油圧及び電動ば
ねが用いられるようになってきた。特に、電動ばね操作
機構は、流体圧を用いないので、圧縮器、ポンプ等の補
機類を不要であり、また、シール部も必要なく、いわゆ
る機械的部品のみで構成されるため、構造も比較的単純
であり、信頼性に優れている。このため、ガス遮断器の
内、60KV〜120KVの中電圧クラスの遮断器の操作力とし
て近年非常に多用されてきている。

第３図に従来から用いられている電動ばね操作機構の
鳥瞰展開図を示した。また、この電動ばね操作機構の動
作過程を次に説明する。

投入ばね蓄勢 電動機１の駆動力は、Ｖベルト2,3及びＶプーリ4,5を
経て減速され、さらに、スプロケット６からチェーン7,
8、スプロケット9,10,11を経てより減速される。この様
にして減速された電動機１の駆動力は、スプロケット11
上に配設されたクラッチ爪12を介して軸13に伝達され、
さらに、スプロケット14、チェーン15、スプロケット16
を介してカム軸17に伝達され、カム軸17を回転させる。
そして、この回転力により、カム軸17に固定されている
偏芯カム18が、軸19を中心に回転するレバー20の一端を
上方に押し上げる。このとき、レバー20の他端の下部に
配設された投入ばね21が圧縮され、投入ばねが蓄勢され
る。なお、万一、電動機が途中停止しても、ばね力によ
って前記各構成部材が逆転しない様に、途中にワンウェ
イクラッチが取付けられている。

また、上述した様にして、投入ばね21が蓄勢される
と、第４図に示した様に、スプロケット16上に固定され
たクラッチカム22が、軸23を中心として回転するクラッ
チレバー24を図中右方向へ押圧する。これにより、スプ
ロケット11上に配設されているクラッチ爪12は、図中左
側に押圧され、ピン25を中心として回動し、軸13との係
合が外れ、電動機１の駆動力は軸13に伝達されなくな
り、投入ばね21はこれ以上蓄勢されない。

遮断器の投入と遮断ばねの蓄勢 遮断器に対して投入指令が出されると、投入ばね21に
よってレバー20が押し上げられ、軸19を中心として回転
し、偏芯カム18を回転させ、偏芯カム18とカム軸17に固
定されている投入カム26が回転し、さらに、その回転に
よって、レバー27が軸28を中心として回転し、同軸上の
出力レバー29が回転し、その先端に接続された遮断器の
駆動軸33を動かし、遮断器が投入される。

一方、軸28を挟んで、投入カム26と反対側において、
レバー27に連結されたロッド30は、遮断器の投入動作と
共に動き、レバー31を回転させ、遮断ばね32を蓄勢す
る。

なお、この過程においては、クラッチカム22とクラッ
チレバー24の係合は解けていないので、クラッチ爪12は
軸13と係合していない。従って軸17の回転は、電動機に
は伝達されず、電動機が１が軸17の急速な回転によって
損傷を受けることはない。

投入ばねの再蓄勢 遮断ばね32の蓄勢が完了した時点において、クラッチ
カム22とクラッチレバー24の係合が解けるので、クラッ
チレバー24は第４図中左側に回動し、その結果、スプロ
ケット11上に配設されたクラッチ爪12はクラッチ爪復帰
用ばね34によって図中右方向に回動し、再び軸13と係合
する。これにより、で説明したと同様の過程により、
投入ばね21が再蓄勢される。

遮断器の遮断 遮断器に対して遮断指令が出されると、遮断ばね32に
よりレバー31が回転し、ロッド30を介してレバー27が回
転し、それにより出力レバー29が回転し、その先端に配
設された遮断器の駆動軸33を動かし、遮断器は遮断され
る。

しかしながら、上述した様に、従来の遮断器用電動ば
ね操作機構においては、投入ばねの蓄勢は電動機の駆動
力を大幅に減速して行なっている。そして、その減速機
構として、Ｖベルト、チェーン等を用いているが、Ｖベ
ルト、チェーンの減速比は、５〜６程度に制約されるた
め、第３図に示した様に、Ｖベルトで２段階、チェーン
で３段階の計５段階と、非常に多段の減速機構を必要と
していた。

そのため、軸、スプロケット、Ｖプーリ等の付属部品
点数が非常に多くなり、組立工程が非常に繁雑となり、
また経済面からも望ましいものではなかった。

また、Ｖベルト、チェーン等の配設箇所が多いので、
それらに損傷が生ずる可能性も非常に高く、信頼性が低
下していた。

また、スプロケット11上に配設されたクラッチ爪12
が、動力伝達の重要な役割を担い、確実な動作が要求さ
れ、大きなトルクを伝達することが要求されている。

しかしながら、クラッチ爪12はスプロケット11上に配
設しなければならず、その取付け位置や取付け構造上、
余り大きくすることができない。また、万一、クラッチ
爪12が破損したり、動作不能となった場合には、電動機
１の駆動力が軸17に伝達されず、投入ばね21を蓄勢する
ことができない。さらに、投入ばね21の解放によって軸
17が急速に回転した場合に、その回転がさらに増幅され
て電動機１を回転させ、破損することが考えられる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の様に、従来の遮断器用電動ばね操作機構におい
ては、電動機を減速機構を構成する部品点数が非常に多
く、組立工程が非常に繁雑となり、コストも高くなって
いた。また、構成部材が損傷を受け易く、遮断器の投
入、遮断動作の信頼性が損われていた。

そこで、本発明は以上の欠点を除去するために提案さ
れたもので、その目的は、減速機構の部品点数の削減を
可能とし、経済的で、信頼性の高い遮断器用電動ばね操
作機構を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の遮断器用電動ばね操作機構は、電動機にウォ
ームギヤを用いた減速機構を連結し、ウォームギヤのウ
ォームホイールにワンウェイクラッチの外輪を配設し、
さらに、前記外輪にワンウェイクラッチの内輪を配設
し、内輪に伝達された電動機の駆動力によって投入ばね
を蓄勢できる様に構成したものである。

（作用） 本発明の遮断器用電動ばね操作機構によれば、減速機
構として、ウォームギヤを用いたことにより、部品点数
を大幅に削減することができ、また、損傷を受け易かっ
たクラッチ爪を不要することができるので、遮断器用電
動ばね操作機構を信頼性を大幅に向上させることができ
る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づい
て具体的に説明する。なお、第３図及び第４図に示した
従来型と同一の部材は同一の符号を付し説明は省略す
る。

＊実施例の構成＊ 本実施例において、第１図に示した様に、電動機１
に、ウォーム軸41a及びウォームホイール41bより成るウ
ォームギヤ41が接続され、また、ウォームホイール41b
にはワンウェイクラッチ42が配設されている。なお、ワ
ンウェイクラッチ42は、第２図（Ａ）（Ｂ）に示した様
に、外輪42a及び内輪42bとから構成され、外輪42aの一
定方向の回転力は内輪42bに伝達されるが、外輪42aの反
対方向の回転力は内輪42bに伝達されない様に構成され
ている。さらに、内輪42bの回転は、外輪42aに伝達され
ない様に構成されている。

また、ウォームホイール41bの中心に設けられた軸31
が、スプロケット14,チューン15及びスプロケット16を
介してカム軸17に連結されている。

＊実施例の作用＊ この様な構成を有する本実施例を遮断器電動ばね操作
機構における動作過程を以下に説明する。

投入ばね蓄勢 電動機１の駆動力は、ウォームギア41からワンウェイ
クラッチ42の外輪42aへと伝達され、さらに、内輪42bへ
伝達される。内輪42bに伝達された駆動力は、軸13から
スプロケット14を介し、チェーン15,スプロケット16へ
と伝達される。さらに、この回転力によりカム軸17に固
定されている偏芯カム18が、軸19を中心に回転するレバ
ー20の一端を上方に押し上げ、投入ばね21を圧縮し蓄勢
する。

なお、万一、電動機が途中停止しても、ウォームホイ
ール41bでウォーム軸41aを回転させることはできないの
で、ばね力によって逆転することはない。

遮断器の投入と遮断ばねの蓄勢 遮断器に対して投入指令が出されると、投入ばね21に
よってレバー20が押し上げられ、軸19を中心として回転
し、偏芯カム18を回転させ、偏芯カム18とカム軸17に固
定されている投入カム26が回転し、さらに、その回転に
よって、レバー27が軸28を中心として回転し、同軸上の
出力レバー29が回転し、その先端に接続された遮断器の
駆動軸を動かし、遮断器が投入される。

一方、軸28を挟んで、投入カム26と反対側において、
レバー27に連結されたロッド30は、遮断器の投入動作と
共に動き、レバー31を回転させ、遮断ばね32を蓄勢す
る。

なお、この時、軸17の回転により、スプロケット16,
チェーン15,スプロケット14を介して軸13を回転する
が、軸13はワンウェイクラッチ42の内輪42bに接続され
ており、内輪42bの回転は外輪42aに伝達されない様に構
成されているので、電動機１が軸17の急速な回転によっ
て損傷を受けることはない。

さらに、本実施例においては、電動機１とカム軸17と
の動力の着脱を、ウォームホイール41に配設されたワン
ウェイクラッチの動力着脱機能を利用して行なうことが
できる。即ち、投入ばね蓄勢時には、電動機１の駆動力
がウォームホイール41を経てワンウェイクラッチ42の外
輪42aから内輪42bへ伝達される、投入動作時には、ばね
力により、ワンウェイクラッチの内輪42bは急速に回転
するが、ワンウェイクラッチ42の機能により、外輪42a
は回転しない。また、万一、電動機１が途中で停止した
場合、投入ばね21の反発力によって、ワンウェイクラッ
チ42は回転しようとするが、外輪42aがウォームホイー
ム41bに連結されているため回転できない。これにより
電動機停止時の逆転防止が可能となる。

以上の様に、本実施例においては、減速機構として、
ウォームギア及びワンウェイクラッチを用いているの
で、遮断器用電動ばね操作機構を構成する部品点数を大
幅に削減でき、組立工程の簡略化及びコストの削減が可
能となる。

また、部品点数が減少した結果、故障の発生も大幅に
減少し、遮断器用電動ばね操作機構の信頼性が大幅に向
上する。

さらに、電動機に連結されたウォームホイールとワン
ウェイクラッチの外輪とを連結することにより、電動機
とカム軸との動力の着脱を、ワンウェイクラッチの動力
着脱機能を利用して行なうことにより、クラッチ爪を不
要とし、破損しやすい部品の削減を可能とした。

［発明の効果］ 以上述べた様に、本発明によれば、電動機にウォーム
ギヤを用いた減速機構を連結し、ウォームギヤのウォー
ムホイールにワンウェイクラッチの外輪を配設し、さら
に、前記外輪にワンウェイクラッチの内輪を配設し、内
輪に伝達された電動機の駆動力によって投入ばねを蓄勢
できる様に構成するという簡単な手段によって、減速機
構の部品点数を削減を可能とし、経済的で、信頼性の高
い遮断器用電動ばね操作機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の遮断器用電動ばね操作機構の一実施例
を示す鳥瞰展開図、第２図は第１図の要部拡大図であ
り、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図、第３図は従来の
遮断器用電動ばね操作機構の構成を示す鳥瞰展開図、第
４図は第３図の要部拡大図である。 １……電動機、2,3……Ｖベルト、4,5……Ｖプーリ、６
……スプロケット、7,8……チェーン、9,10,11……スプ
ロケット、12……クラッチ爪、13……軸、14……スプロ
ケット、15……チェーン、16……スプロケット、17……
軸、18……偏芯カム、19……軸、20……レバー、21……
投入ばね、22……クラッチカム、23……軸、24……クラ
ッチレバー、25……ピン、26……投入カム、27……レバ
ー、28……軸、29……出力レバー、30……ロッド、31…
…レバー、32……遮断ばね、33……駆動軸、34……クラ
ッチ爪復帰用ばね、41……ウォームギア、41a……ウォ
ーム軸、41b……ウォームホイール、42……ワンウェイ
クラッチ、42a……外輪、42b……内輪。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機の駆動力により投入ばねを蓄勢し、
   この投入ばねを放勢することにより遮断器を投入すると
   共に、遮断用ばねを蓄勢する遮断器用電動ばね操作機構
   において、 前記電動機にウォームギヤを用いた減速機構を連結し、
   前記ウォーギヤのウォームホイールにワンウェイクラッ
   チの外輪を配設し、さらに、前記外輪のワンウェイクラ
   ッチの内輪を配設したことを特徴とする遮断器用電動ば
   ね操作機構。
2. 【請求項２】前記ワンウェイクラッチが、その外輪の一
   方向の回転のみを内輪に伝達できる様に構成されたもの
   である特許請求の範囲第１項記載の遮断器用電動ばね操
   作機構。
3. 【請求項３】前記ワンウェイクラッチが、その内輪の回
   転を外輪に伝達できない様に構成されたものである特許
   請求の範囲第１項記載の遮断器用電動ばね操作機構。