JPH10321088A

JPH10321088A - 開閉器の操作装置

Info

Publication number: JPH10321088A
Application number: JP13226197A
Authority: JP
Inventors: Atsuya Nakajima; 敦哉中嶋; Mikio Hidaka; 幹雄日高; Hiroko Kuze; 裕子久世; Keitaro Tsukui; 啓太郎津久井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】トーションバーを改良することにより、小形
化、軽量化、機械的信頼性の向上を図る。【解決手段】径の異なる複数のパイプ形状のトーショ
ンバー４３〜４５を用い、中空部に順次挿入して入れ子
状にし、一端部を互いに固着することにより、中空部内
折り返し構造にする。これによりトーションバーユニッ
ト３６が小形化するとともに、トーションバー４３〜４
５に曲げが生じないので信頼性が向上する。トーション
バー４６〜４８についても同様にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はトーションバーに
蓄えたエネルギーを利用して開閉器の開閉を行う、開閉
器の操作装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は例えば特開昭６３−３０４５４
２号公報に示された、トーションバーを用いた開閉器の
操作装置の構成を示す斜視図、図１５はその要部である
トーションバーを示す断面図である。これらの図におい
て、４、５、１７、１８はエネルギーを蓄えるトーショ
ンバーであり、トーションバー４、５で開路（遮断）用
トーションバーユニットを構成するとともに、トーショ
ンバー１７、１８で閉路（投入）用トーションバーユニ
ットを構成している。

【０００３】トーションバー４、５、１７、１８に蓄え
られたエネルギーは、レバー３などからなる制御部によ
り保持され、その蓄勢、放勢が制御される。開路時には
トーションバー４、５のエネルギーが、そして閉路時に
はトーションバー１７、１８のエネルギーがレバー１
６、リンク１５、レバー３などを経由して図示しない可
動接触子へ伝達され、開閉動作が行われる。図１５に示
すように、トーションバー４、５はレバー２６を介して
互いに固着され、ピン２７により回転可能に支持される
ことにより、両トーションバーが直列に一体的に働く。
また、トーションバー１７、１８も同様になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の開閉器の操作装
置は以上のように構成されているので、トーションバー
部分が大きくなり、例えばＧＩＳ用の縦形遮断器の操作
装置を収納する操作箱に収めようとすると、トーション
バーが操作箱から突出して操作箱の小形化を図るのが困
難であること、またトーションバーが大きいために操作
箱内での操作装置の配置の自由度が小さいことなどの問
題があった。

【０００５】また、トーションバー同士の固着部のレバ
ーが変位するためにトーションバーに曲げ応力が生じる
という機械的信頼性に関わる問題があり、さらに固着部
での応力集中を防ぐ必要があった。また、遮断器の遮断
速度など動作速度の高速化を図るためにトーションバー
の単位質量当たりの蓄勢エネルギーを大きくする必要が
あった。

【０００６】この発明は上記のような問題を解消するた
めになされたもので、トーションバーの小形化、軽量化
を行って操作装置の小形化、高性能化を図り、またトー
ションバーの機械的信頼性を向上させることを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る開閉器の
操作装置は、可動接触子を駆動するエネルギーを蓄える
トーションバーの材質を、繊維強化プラスチックとした
ものである。また、請求項２に係る開閉器の操作装置
は、トーションバーをパイプ形状の繊維強化プラスチッ
クとしたものである。

【０００８】また、請求項３に係る開閉器の操作装置
は、トーションバーを複数本とし、パイプ形状のトーシ
ョンバーの中空部に外径の小さいトーションバーを挿入
するとともに一端部を互いに固着して折り返し構造とし
たものである。また、請求項４に係る開閉器の操作装置
は、トーションバーの中空部内折り返し構造の最も内側
のトーションバーを中実棒としたものである。

【０００９】また、請求項５に係る開閉器の操作装置
は、トーションバーを偶数本として最も外側のトーショ
ンバーの端部を筐体に固着したものである。また、請求
項６に係る開閉器の操作装置は、トーションバーを偶数
本として、最も内側のトーションバーの端部をピンで回
転可能に支持したものである。

【００１０】また、請求項７に係る開閉器の操作装置
は、外側のトーションバーのせん断剛性を内側のトーシ
ョンバーと比べて小さくしたものである。また、請求項
８に係る開閉器の操作装置は、トーションバーの材質を
繊維強化プラスチックにするとともに中空部内折り返し
構造としたものであり、また外側のトーションバーのせ
ん断剛性を内側と比べて小さくしたものである。

【００１１】また、請求項９に係る開閉器の操作装置
は、繊維強化プラスチックのトーションバーの繊維方向
を外側と内側のトーションバーで異ならせたものであ
る。また、請求項１０に係る開閉器の操作装置は、積層
した繊維強化プラスチックのトーションバーの繊維方向
が異なる各層の積層割合を外側と内側のトーションバー
で異ならせたものである。また、請求項１１に係る開閉
器の操作装置は、繊維強化プラスチックのトーションバ
ーの強化材の含有率を外側と内側のトーションバーで異
ならせたものである。また、請求項１２に係る開閉器の
操作装置は、繊維強化プラスチックのトーションバーの
強化材または樹脂の材質を外側と内側のトーションバー
で異ならせたものである。

【００１２】また、請求項１３に係る開閉器の操作装置
は、トーションバーの固着をセレーションにより行い、
雌側のセレーション長さを雄側よりも長くしたものであ
る。また、請求項１４に係る開閉器の操作装置は、トー
ションバーの固着を中間リングを介したセレーションに
より行い、中間リングをトーションバーの材質よりも降
伏点が低く伸びの大きい材質としたものである。また、
請求項１５に係る開閉器の操作装置は、最も内側のトー
ションバーと内側から２番目のトーションバーの固着を
請求項１３または請求項１４記載のセレーションにより
行ったものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１における
開閉器の操作装置のトーションバーを示す断面図であ
り、図２は開閉器の操作装置を示す斜視図、図３〜図５
はその正面図である。まず、開閉器の操作装置について
図２〜図５により説明する。

【００１４】これらの図において、３６は開閉器を開路
（遮断）するときの駆動エネルギーを供給する開路用ト
ーションバーユニットであり、後述のトーションバー４
３、４４、４５により構成されている。３７は閉路（投
入）するとき駆動エネルギーを供給する閉路用トーショ
ンバーユニットであり、後述のトーションバー４６、４
７、４８により構成されている。開路用および閉路用ト
ーションバーユニット３６、３７のエネルギーは、引き
外しトリガ６、引き外しラッチ９、ピン１０、レバー
３、投入トリガ２０、投入ラッチ１９、ピン２１および
カム１２からなる制御部３５で保持し、その蓄勢、放勢
を制御する。制御部３５は筐体２９に収納または取付け
されている。

【００１５】図３は固定接触子１と可動接触子２が接触
して、開閉器が閉路した状態を示している。レバー３は
開路用トーションバーユニット３６により図３において
反時計方向の回転力が与えられて、引き外しラッチ９を
介して回転力を引き外しトリガ６で保持している。レバ
ー３を引き外しトリガ６で保持した状態において、引き
外し電磁石７を励磁すると、プランジャ８が図３の図示
右方向に動作して、引き外しトリガ６が時計方向に回転
する。これにより、引き外しラッチ９がレバー３のピン
１０から外れてレバー３が反時計方向に回転する。この
結果、レバー３の回転力によりリンク機構１１を介して
可動接触子２を遮断方向、すなわち図３において左方向
へ駆動し、開閉器を開路する。この動作が完了した開路
状態を図４に示す。

【００１６】次に、図４の開路状態から両接触子１、２
間を閉路させる閉路動作について説明する。カム１２は
カム軸１３、大歯車１４およびリンク１５を介してレバ
ー１６に連結され、閉路用トーションバーユニット３７
により図４において時計方向の回転力が与えられてい
る。カム１２の回転力は、投入ラッチ１９と投入トリガ
２０とでピン２１を係止することにより保持している。

【００１７】この状態で投入電磁石２２を励磁すると、
プランジャ２３が図４の図示右方向に動作して、投入ラ
ッチ１９がカム１２に設けたピン２１からの反力により
反時計方向に回転する。一方、投入ラッチ１９がピン２
１から外れてカム１２が閉路用トーションバーユニット
３７の放勢により時計方向に回転し、レバー３に設けた
ローラ２４を押し上げるため、レバー３と固着した開路
用トーションバーユニット３６を時計方向にねじりなが
ら駆動する。この結果、図５に示すように閉路状態とな
り、ピン１０が引き外しラッチ９で保持されて投入動作
が完了する。なお、開路用トーションバーユニット３６
を蓄勢しながら閉路用トーションバーユニット３７が放
勢するので、開路用トーションバーユニット３６よりも
閉路用トーションバーユニット３７の蓄勢エネルギーを
大きくしている。

【００１８】図５の閉路状態では閉路用トーションバー
ユニット３７は放勢状態にある。この状態において、小
歯車２５をモータ（図示せず）で反時計方向に回転させ
ることにより大歯車１４が時計方向に回転し、リンク１
５およびレバー１６を介して閉路用トーションバーユニ
ット３７を蓄勢する。この結果、両接触子１、２間が閉
路状態にあるとともに、閉路用トーションバーユニット
３７に蓄勢エネルギーを保持した図３の状態になる。な
お、２８は動作時の衝撃力を緩和するための緩衝器であ
る。

【００１９】次に、図１によりトーションバーについて
説明する。４３〜４８は金属性のパイプ形状のトーショ
ンバーであり、トーションバー４５、４８が最も細く、
次にトーションバー４４、４７がこれらよりも太く、さ
らにトーションバー４３、４６が最も太くなっている。
トーションバー４３〜４５および４６〜４８が順次挿入
されてそれぞれ入れ子状になっている。４９は固定ベー
ス、Ａはトーションバー４３〜４８を固着する固着部で
あり、トーションバー４４、４５の一端部でトーション
バー４４の内面とトーションバー４５の外面とが固着さ
れるとともに、トーションバー４４の他の一端部がトー
ションバー４３の一端部で同様に固着され、さらに最も
外側のトーションバー４３の他の一端部でその外面が固
定ベース４９に固着されている。

【００２０】このようにして、トーションバー４３〜４
５は中空部内で折り返した構造となってこれらが直列に
一体的に働くようになっている。トーションバー４６〜
４８についても上記と同様になっている。最も内側のト
ーションバー４５の他の一端部は回転軸３２を介してレ
バー３と固着されるとともに、回転軸３２がベアリング
３０を介して筐体２９に回転可能に支持されている。ト
ーションバー４８についても同様になっているが、こち
らは回転軸３３を介してレバー１６と固着されている。

【００２１】次にトーションバーの固着部について説明
する。ここではセレーションによる固着を行っている。
図６はトーションバー４４を例として示したものであ
り、（ａ）はその断面図、（ｂ）は側面図である。一端
部の内面、および他の一端部の外面の固着部Ａには、軸
方向に平行な多数の歯５０が形成されている。図７はト
ーションバー４４、４５の固着部を例として示したもの
であり、（ａ）はその断面図、（ｂ）（ｃ）は側面図で
ある。

【００２２】内側のトーションバー４５の外面は、固着
部Ａに向けてテーパ状に加工されており、セレーション
長さｄ1で雄側の歯５０が形成されている。また外側の
トーションバー４４の内面は、固着部Ａに向けてテーパ
状に加工され、ｄ1よりも長いセレーション長さｄ2で雌
側の歯５０が形成されている。両トーションバー４４、
４５の歯５０がかみ合うことにより、セレーションによ
る固着がなされる。

【００２３】内側のトーションバー４５のセレーション
長さｄ1は、外側のトーションバー４４のセレーション
長さｄ2よりも短いので、両トーションバー４４、４５
が互いに固着されたとき、はめあい開始端Ｂはトーショ
ンバー４５のテーパ部にあり、この部分のセレーション
は歯先が削られて不完全な形をしている。そのため、は
めあい開始端Ｂ近傍で相手側から受ける力が軽減され、
この部分の応力集中が緩和される。

【００２４】図８はトーションバーの応力集中を示す断
面図であり、一般に、トーションバー４５にトルクＴを
作用させると、はめあい開始端Ｂ近傍で応力が最も高く
なる。トルクＴを大きくしていくと、ついにはＢから破
壊する。Ｃは破断面の例示である。上記のようにｄ1＜
ｄ2とすることにより、このはめあい開始端Ｂの応力を
緩和することができ、トーションバー４５の機械的強度
が向上する。なお、雄側のセレーションを短くするの
は、応力的により厳しい雄側の方の応力緩和を効果的に
行うためである。

【００２５】上記の固着方法はトーションバー４３〜４
８の全ての固着部で行ってもよいし、あるいは一部、例
えば機械強度的に厳しい最も内側のトーションバー４
５、４８に関連した固着のみに適用してもよい。また内
側のトーションバー４５としてパイプ形状としたが中実
棒の固着にも適用できる。さらに中空部内折り返し構造
におけるトーションバー同士の固着について示したが、
トーションバーが単体あるいは図１５に示したような場
合でも、トーションバー端部と他の部材との固着をセレ
ーションにより行って上記の固着方法を採用することが
できる。

【００２６】以上のように、図１に示した構成により、
トーションバー４３〜４５からなる開路用トーションバ
ーユニット３６に蓄えられたエネルギーがレバー３に伝
達され、またトーションバー４６〜４８からなる閉路用
トーションバーユニット３７に蓄えられたエネルギーが
レバー１６に伝達され、それぞれ可動接触子を駆動す
る。なお、以上の操作装置は図示しない操作箱に収納さ
れており、固定ベース４９はこの操作箱に固定されてい
る。したがってトーションバー４３〜４８のねじり力が
固定ベース４９を介して操作箱に作用する。トーション
バーには、原理上ねじり力しか作用せず、曲げ負荷を受
けることはない。従って、従来の構造で多数のトーショ
ンバーを直列に連結する場合、図１５のレバー２６の変
位によるトーションバーの曲げを避けるために、部品点
数の多い複雑な構造を採用する必要があったが、この実
施の形態ではそのような対策の必要がなく、部品点数が
少なくてすむ。対象開閉器としては、遮断器や断路器、
その他の開閉操作に適用できる。

【００２７】実施の形態２．この実施の形態では、全体
構成は実施の形態１の場合と同様であるが、トーション
バーの固着方法が異なり、中間リングを介したセレーシ
ョンにより行っている。図９は実施の形態２におけるト
ーションバー４４、４５の固着部を例として示したもの
であり、両トーションバー４５、４５間に中間リング８
３を介在させ、トーションバー４５と中間リング８３の
間、および中間リング８３とトーションバー４４の間は
図示しないセレーションにより固着している。

【００２８】中間リング８３はトーションバー４４、４
５とは異なる材質とし、その降伏点σy2がトーションバ
ー４４、４５の降伏点σy1と比べて低く、また伸びの大
きい材料とする。例えばトーションバー４４、４５には
低合金鋼、中間リング８３には低炭素鋼を用いる。トル
クが作用した場合、トーションバー４５と中間リング８
３の固着において、雌側である中間リング８３のはめあ
い開始端では完全塑性状態にあってこの付近のセレーシ
ョンの歯の接触面ではほぼ均等に力が作用し、中間リン
グ８３の引張り強度に相当する力がトーションバー４５
の歯面に作用するので、トーションバー４５の応力集中
を緩和できる。中間リング８３とトーションバー４４の
固着においても同様である。

【００２９】上記の固着方法はトーションバー４３〜４
８の全ての固着部で行ってもよいし、あるいは一部、例
えば機械強度的に厳しい最も内側のトーションバー４
５、４８に関連した固着のみに適用してもよい。また内
側のトーションバー４５としてパイプ形状としたが中実
棒の固着にも適用できる。さらに中空部内折り返し構造
におけるトーションバー同士の固着について示したが、
トーションバーが単体あるいは図１５に示したような場
合でも、トーションバー端部と他の部材との固着をセレ
ーションにより行い、上記の固着方法を採用することが
できる。

【００３０】実施の形態３．この実施の形態では、全体
構成は実施の形態１の場合と同様であるが、外側のトー
ションバーのせん断剛性を内側のトーションバーのせん
断剛性よりも小さくしたものである。トーションバーを
使用した操作装置では、適正なストロークを確保するた
めに、トーションバーに対して適正なねじり剛性を設定
する。ところが、図１のように複数本のトーションバー
を用いて中空部内折り返し構造にする場合、外側のトー
ションバーの断面２次極モーメントは内側のトーション
バーと比べて外径の大きくなる分大きくなり、したがっ
てねじり剛性も大きくなる。

【００３１】その対策として、外側のトーションバーの
厚さを薄くすることが一般的に行われるが、トーション
バーの製作の点、およびねじり座屈強度の点から薄くす
るには限界がある。ここでは外側のトーションバーの厚
さをある厚さに保ったままで、つまり断面２次極モーメ
ントが大きいままで、せん断剛性を小さくすることによ
りねじり剛性を所望の値にするものである。

【００３２】図１において、最も外側のトーションバー
４３から最も内側のトーションバー４５までのせん断剛
性をそれぞれＧ1、Ｇ2、Ｇ3とし、トーションバー４
３、４４に互いに材質の異なるアルミニウム合金、トー
ションバー４５の材質に鋼を適用することによりＧ1＜
Ｇ2＜Ｇ3となるようにする。内側のトーションバー４５
よりも中間のトーションバー４４の断面２次極モーメン
トが大きく、さらに外側のトーションバー４３ではそれ
よりも大きくなっていても、トーションバー４３〜４５
のせん断剛性Ｇ1〜Ｇ3を上記のようにすることにより、
トーションバー４３〜４５それぞれのねじり剛性を適正
な値にすることができ、したがって外側のトーションバ
ーのねじれ角が内側に比べて小さくなってしまうことが
防止でき、操作装置として適正なストロークを確保する
ことができる。

【００３３】また、トーションバー４６〜４８について
も同様に構成する。なお、最も内側のトーションバー４
５としてパイプ形状のものを示したが中実棒であっても
同様に適用できる。

【００３４】実施の形態４．この実施の形態では、全体
構成は実施の形態１と同様であるが、トーションバーは
偶数の４本ずつで構成されている。図１０は実施の形態
４におけるトーションバーを示す断面図である。６４〜
７１はトーションバーであり、４本のトーションバー６
４〜６７で開路用トーションバーユニット３６を構成す
るとともに、別の４本のトーションバー６８〜７１で閉
路用トーションバーユニット３７を構成している。

【００３５】最も内側のトーションバー６７の筐体２９
側を開路用トーションバーユニット３６の始端側とする
と、最も外側のトーションバー６４にある終端側は同じ
く筐体２９側となる。トーションバー６８〜７１につい
ても同様となる。そこでトーションバー６４、６８の終
端側の端部を固着した固定ベース４９を筐体２９に固定
する。すなわち、トーションバー６４、６８を筐体２９
に、固定ベース４９を介して固着する。筐体２９には制
御部３５などが収納、取付けされているので、元来強固
に作られている。したがって、ねじり力が作用する固定
ベース４９を筐体２９に固定しても問題ない。固定ベー
ス４９を操作箱（図示せず）に固定しないので、操作箱
の補強などの必要が生じない。図１０では最も内側のト
ーションバー６７、７１としてパイプ形状のものを示し
たが中実棒であってもよい。

【００３６】実施の形態５．図１１は実施の形態５にお
けるトーションバーを示す断面図であり、図において、
７５、７４は最も内側のトーションバー６７、７１の端
部を回転可能に支持するピンである。トーションバー６
４〜７１は実施の形態４の場合と同様に構成されてい
る。ピン７５は最も内側のトーションバー６７と内側か
ら２番目のトーションバー６６との固着部側の端部中心
線上に配置され、トーションバー６７、支持フレーム７
６のいずれか一方に固着されるとともに、他方に回転可
能に挿入されている。ピン７４についても同様になって
いる。支持フレーム７６は図示しない操作箱に固定され
ている。その他の部分については実施の形態４と同様に
なっている。

【００３７】以上のようにトーションバー６７、７１の
端部をピン７５、７４で支持することにより、操作装置
の駆動時の振動でトーションバーに曲げが生じるのを防
止することができ、機械的信頼性が向上する。なお、図
１１では最も内側のトーションバー６７、７１としてパ
イプ形状のものを示したが、中実棒であってもよい。

【００３８】実施の形態６．一般にトーションバーの材
質として金属を用いることが多いが、この実施の形態で
はガラス繊維などを強化材とした繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）を用いた。全体構成は図１〜図５に示したの
と同様になっているが、トーションバー４３〜４８の材
質をＦＲＰとしている。最も内側のトーションバー４
５、４８はパイプ形状でも中実棒でもよい。トーション
バー４３〜４８の材質をＦＲＰとすることにより、軽量
となって、単位質量当たりの蓄勢エネルギーを大きくす
ることができる。また、図１０、図１１に示したトーシ
ョンバーの場合も、その材質としてＦＲＰを用いること
により軽量化できる。さらに図１５の場合もＦＲＰを用
いることができ、加えてトーションバーの形状をパイプ
形状とすることにより、さらに軽量にできる。

【００３９】実施の形態７．実施の形態３で、中空部内
折り返し構造のトーションバーにおいて、外側のトーシ
ョンバーのせん断剛性を内側のトーションバーよりも小
さくしたものを示したが、この実施の形態ではトーショ
ンバーの材質をＦＲＰとし、同様に外側のトーションバ
ーのせん断剛性を小さくしたものを示す。全体構成は実
施の形態６の場合と同様であり、図１２（ｄ）にトーシ
ョンバーの断面を示す。

【００４０】図１２において、９２〜９４はＦＲＰ製の
トーションバー、１９２〜１９４はそれぞれトーション
バー９２〜９４中の強化材であり、ＡＸはトーションバ
ー９２〜９４の軸方向を示す。強化材はガラス繊維を直
交する２方向に織った布を何枚も重ね合わせて用いた積
層構成となっている。図１２（ａ）は最も外側のトーシ
ョンバー９２中の強化材の繊維方向を示し、その一つの
方向がトーションバー９２の軸方向と同じになってい
る。（ｃ）は最も内側のトーションバー９４中の強化材
の繊維方向を示し、その方向がトーションバー９４の軸
方向と４５度の角度をなしている。（ｂ）は中間のトー
ションバー９３中の強化材の繊維方向を示し、その方向
が前述２者の中間、例えばその一つの方向がトーション
バー９３の軸方向と１５度の角度をなしている。

【００４１】強化材１９２〜１９４の繊維方向がトーシ
ョンバー９２〜９４の軸方向となす角度が０度のとき
に、せん断剛性が最小で、角度が大きくなるとともに増
加して４５度で最大になる。したがってトーションバー
９２、９３、９４のせん断剛性をそれぞれＧ1、Ｇ2、Ｇ
3とすると、Ｇ1＜Ｇ2＜Ｇ3となり、外側のトーションバ
ー程、ねじり剛性が過大になってしまうのを防止でき、
各トーションバー９２〜９４のねじれ角を適正にして、
操作装置として適正なストロークを確保することができ
る。

【００４２】なお、中間のトーションバー９３の繊維方
向を１５度に揃えたが１５度の層と７５度（９０度−１
５度）の層とを交互に重ね合わせてもよい。また、図１
２では最も内側のトーションバー９４としてパイプ形状
のものを示したが、中実棒であってもよい。

【００４３】実施の形態８．この実施の形態では、全体
構成は実施の形態７と同様になっているが、ＦＲＰ製の
各トーションバーの繊維方向が実施の形態７と異なる。
図１３（ａ）は最も外側のトーションバー９２中の強化
材を示し、ガラス繊維の一つの方向が、軸方向と同じに
なった織布を重ねて用いている。（ｃ）は最も内側のト
ーションバー９４の繊維方向を示し、軸方向とは４５度
の角度をなした織布を重ねて用いている。（ｂ）は中間
のトーションバー９３の繊維方向を示し、軸方向と同じ
繊維方向の織布と、４５度の角度の織布とを交互に重ね
て用いている。

【００４４】上記のように構成することにより、トーシ
ョンバー９２、９３、９４のせん断剛性Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3
の関係は、Ｇ1＜Ｇ2＜Ｇ3となり、各トーションバーの
ねじれ角を適正な大きさにして、操作装置として適正な
ストロークを確保することができる。なお、最も内側の
トーションバー９４はパイプ形状のものでも、中実棒で
もよい。

【００４５】実施の形態９．この実施の形態では、全体
構成は実施の形態７と同様になっているが、各トーショ
ンバー９２、９３、９４のせん断剛性Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3の
変化させ方が異なる。強化材の含有率を変えることによ
りトーションバーのせん断剛性を所望の大きさにする。
すなわち、外側のトーションバー程、強化材の含有率を小
さくする。

【００４６】別の方法として、強化材の材質をトーショ
ンバーにより異ならせてもよい。さらに別の方法とし
て、樹脂の材質をトーションバーにより異ならせてもよ
い。このような方法で、Ｇ1＜Ｇ2＜Ｇ3とすることがで
き、各ねじれ角を適正な大きさにして、操作装置として
適正なストロークを確保できる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る開閉器の
操作装置は、トーションバーを繊維強化プラスチックと
したので軽量となり、開閉器の動作速度を高速化でき、
性能が向上する。また、請求項２に係る開閉器の操作装
置は、トーションバーをパイプ形状の繊維強化プラスチ
ックとしたので、さらに軽量化できる。

【００４８】請求項３に係る開閉器の操作装置は、パイ
プ形状のトーションバーの中空部内で折り返す構造とし
たので、トーションバーに曲げ応力が生じず機械的信頼
性が向上するとともに、寸法が小さくなる。請求項４に
係る開閉器の操作装置は、中空部内折り返し構造の最も
内側のトーションバーを中実棒としたので、寸法をさら
に小さくできる。

【００４９】請求項５に係る開閉器の操作装置は、トー
ションバーを偶数本として、最も外側のトーションバー
を筐体に固着したので、トーションバーのねじり力を強
固な部材で受けることができる効果がある。請求項６に
係る開閉器の操作装置は、トーションバーを偶数本とし
て、最も内側のトーションバーをピンで支持したので、
駆動時の振動でトーションバーに曲げが生じるのを防止
でき、機械的信頼性が向上する。

【００５０】請求項７に係る開閉器の操作装置は、外側
のトーションバーのせん断剛性を内側のトーションバー
よりも小さくしたので、外側のトーションバーのねじれ
角が過小になるのが防止でき、操作装置としての適正な
ストロークを確保できる。請求項８に係る開閉器の操作
装置は、トーションバーを繊維強化プラスチック製の中
空部内折り返し構造としたので、小形化、軽量化、機械
的信頼性の向上ができる。また外側のトーションバーの
せん断剛性を内側よりも小さくしたので、外側のトーシ
ョンバーのねじれ角が小さくなるのを防止できる。

【００５１】請求項９に係る開閉器の操作装置は、繊維
強化プラスチック製のトーションバーの繊維方向を外側
と内側のトーションバーで異ならせることにより、外側
のトーションバーのせん断剛性を内側よりも小さくした
ので、外側のトーションバーのねじれ角が小さくなるの
を防止できる。請求項１０に係る開閉器の操作装置は、
繊維方向の異なる各層の積層割合を外側と内側のトーシ
ョンバーで変えることにより、外側のトーションバーの
せん断剛性を内側よりも小さくしたので、同様の効果が
ある。

【００５２】請求項１１に係る開閉器の操作装置は、強
化材の含有率を外側と内側のトーションバーで異ならせ
ることにより、外側のトーションバーのせん断剛性を内
側よりも小さくしたので、同様の効果がある。請求項１
２に係る開閉器の操作装置は、強化材または樹脂の材質
を外側と内側のトーションバーで異ならせることによ
り、外側のトーションバーのせん断剛性を内側よりも小
さくしたので、同様の効果がある。

【００５３】請求項１３に係る開閉器の操作装置は、ト
ーションバーの固着をセレーションにより行い、雌側の
セレーション長さを雄側よりも長くしたので、トーショ
ンバーでの応力集中が緩和され、機械的信頼性が向上す
る。請求項１４に係る開閉器の操作装置は、トーション
バーの固着を中間リングを介したセレーションにより行
い、中間リングの材質をトーションバーよりも降伏点が
低く伸びが大きい材質としたので、同様の効果がある。

【００５４】請求項１５に係る開閉器の操作装置は、ト
ーションバーを繊維強化プラスチック製の中空部内折り
返し構造とするとともに、最も内側と２番目のトーショ
ンバーの固着を、雌側のセレーション長さの長いセレー
ション、または降伏点が低く伸びが大きい材質の中間リ
ングを介したセレーションにより行ったので、機械強度
的に厳しい部分の応力集中を緩和でき、機械的信頼性が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１におけるトーション
バーを示す断面図である。

【図２】この発明の実施の形態１における開閉器の操
作装置を示す斜視図である。

【図３】この発明の実施の形態１における開閉器の操
作装置を示す正面図である。

【図４】この発明の実施の形態１における開閉器の操
作装置を示す正面図である。

【図５】この発明の実施の形態１における開閉器の操
作装置を示す正面図である。

【図６】この発明の実施の形態１におけるトーション
バーを示す断面図である。

【図７】この発明の実施の形態１におけるトーション
バーの固着部を示す断面図と側面図である。

【図８】トーションバーの破断を示す断面図である。

【図９】この発明の実施の形態２におけるトーション
バーの固着部を示す断面図である。

【図１０】この発明の実施の形態４におけるトーショ
ンバーを示す断面図である。

【図１１】この発明の実施の形態５におけるトーショ
ンバーを示す断面図である。

【図１２】この発明の実施の形態７におけるトーショ
ンバーを示す断面図と強化材を示す説明図である。

【図１３】この発明の実施の形態８における強化材を
示す説明図である。

【図１４】従来の開閉器の操作装置を示す斜視図であ
る。

【図１５】従来のトーションバーを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１固定接触子、２可動接触子、２９筐体、４３〜
４８,６４〜７１,９２〜９４トーションバー、７４,
７５ピン、８３中間リング、１９２〜１９４強化
材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者津久井啓太郎東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エネルギーを蓄えるトーションバーを備
え、固定接触子と接離する可動接触子を上記トーション
バーのエネルギーにより駆動する開閉器の操作装置にお
いて、上記トーションバーの材質を繊維強化プラスチッ
クとしたことを特徴とする開閉器の操作装置。
【請求項２】トーションバーの形状をパイプ形状とし
たことを特徴とする請求項１記載の開閉器の操作装置。
【請求項３】エネルギーを蓄えるトーションバーを備
え、固定接触子と接離する可動接触子を上記トーション
バーのエネルギーにより駆動する開閉器の操作装置にお
いて、外径が互いに異なる複数本の上記トーションバー
を備え、上記トーションバーのうち外径が２番目に小さ
いトーションバーから外径が最も大きいトーションバー
までの形状をパイプ形状として、外径の大きいトーショ
ンバーの中空部内に外径の小さいトーションバーを順次
挿入するとともに、内外で隣合うトーションバーの一端
部同士を互いに固着して順次上記中空部内で折り返した
構造とし、上記複数本のトーションバーが直列に働くよ
うにしたことを特徴とする開閉器の操作装置。
【請求項４】最も内側のトーションバーの形状を中実
棒としたことを特徴とする請求項３記載の開閉器の操作
装置。
【請求項５】偶数本のトーションバーと、これらのト
ーションバーに蓄えられたエネルギーを保持し、そのエ
ネルギーの蓄勢、放勢を制御する制御部と、この制御部
を収納または取付けする筐体とを備え、最も外側のトー
ションバーと外側から２番目のトーションバーとの固着
部とは反対側の、上記最も外側のトーションバーの端部
を上記筐体に固着したことを特徴とする請求項３記載の
開閉器の操作装置。
【請求項６】最も内側のトーションバーと内側から２
番目のトーションバーとの固着部で、上記最も内側のト
ーションバーの端部をピンにより回転可能に支持したこ
とを特徴とする請求項５記載の開閉器の操作装置。
【請求項７】外側のトーションバーのせん断剛性をそ
れよりも内側のトーションバーのせん断剛性と比べて小
さくしたことを特徴とする請求項３記載の開閉器の操作
装置。
【請求項８】トーションバーの材質を繊維強化プラス
チックとしたことを特徴とする請求項３または請求項７
記載の開閉器の操作装置。
【請求項９】トーションバー中の強化材の繊維方向を
外側のトーションバーとそれよりも内側のトーションバ
ーとで異ならせることにより、上記外側のトーションバ
ーのせん断剛性を上記内側のトーションバーのせん断剛
性と比べて小さくしたことを特徴とする請求項８記載の
開閉器の操作装置。
【請求項１０】トーションバーを、強化材の繊維方向
が異なる複数の層を有する積層構成とし、上記各層の積
層割合を外側のトーションバーとそれよりも内側のトー
ションバーとで異ならせることにより、上記外側のトー
ションバーのせん断剛性を上記内側のトーションバーの
せん断剛性と比べて小さくしたことを特徴とする請求項
８記載の開閉器の操作装置。
【請求項１１】トーションバー中の強化材の含有率を
外側のトーションバーとそれよりも内側のトーションバ
ーとで異ならせることにより、上記外側のトーションバ
ーのせん断剛性を上記内側のトーションバーのせん断剛
性と比べて小さくしたことを特徴とする請求項８記載の
開閉器の操作装置。
【請求項１２】トーションバー中の強化材または樹脂
の材質を外側のトーションバーとそれよりも内側のトー
ションバーとで異ならせることにより、上記外側のトー
ションバーのせん断剛性を上記内側のトーションバーの
せん断剛性と比べて小さくしたことを特徴とする請求項
８記載の開閉器の操作装置。
【請求項１３】エネルギーを蓄えるトーションバーを
備え、固定接触子と接離する可動接触子を上記トーショ
ンバーのエネルギーにより駆動する開閉器の操作装置に
おいて、２本の上記トーションバーの一端部同士の固着
または上記トーションバーの端部と他の部材との固着を
セレーションにより行うとともに、雌側のセレーション
長さを雄側のセレーション長さよりも長くしたことを特
徴とする開閉器の操作装置。
【請求項１４】エネルギーを蓄えるトーションバーを
備え、固定接触子と接離する可動接触子を上記トーショ
ンバーのエネルギーにより駆動する開閉器の操作装置に
おいて、２本の上記トーションバーの一端部同士の固着
または上記トーションバーの端部と他の部材との固着
を、中間リングを介したセレーションにより行うととも
に、上記中間リングの材質をトーションバーの材質より
も降伏点が低く伸びの大きい材質としたことを特徴とす
る開閉器の操作装置。
【請求項１５】エネルギーを蓄えるトーションバーを
備え、固定接触子と接離する可動接触子を上記トーショ
ンバーのエネルギーにより駆動する開閉器の操作装置に
おいて、外径が互いに異なる複数本のトーションバーを
備え、上記トーションバーのうち外径が２番目に小さい
トーションバーから外径が最も大きいトーションバーま
での形状をパイプ形状として、外径の大きいトーション
バーの中空部内に外径の小さいトーションバーを順次挿
入するとともに、内外で隣合うトーションバーの一端部
同士を互いに固着して順次上記中空部内で折り返した構
造とし、上記複数本のトーションバーが直列に働くよう
にし、最も内側の上記トーションバーと内側から２番目
の上記トーションバーとの固着をセレーションにより行
ったことを特徴とする請求項１３または請求項１４記載
の開閉器の操作装置。