JPH11213824A - 開閉機器用電動ばね操作機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小形で信頼性の高い開閉機器用電動ばね操作機
構を提供すること。 【解決手段】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開閉機器を投入する
とともに投入カムを介して遮断ばねを蓄勢する開閉機器
用電導ばね操作機構において、投入ばねは渦巻ばねで構
成して一端を投入カムに連結し、また、回転自在に支持
された出力レバーに設けた１つの連結部を投入カムと開
離自由に連結、他の１つの連結部を遮断ばねに連結、残
りの１つの連結部を投入状態ではオープロップに，遮断
状態ではダンパーに接するように構成し、さらに出力レ
バーに対して遮断ばね、投入カム、オープロップおよび
ダンパーから作用するそれぞれの力の作用点が、同一平
面上にあるように構成しているので、可動部の部品やト
リガー機構および支持部材に働く偏心力や衝撃力を小さ
くでき、電動ばね操作機構の小形化と信頼性の向上が図
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は開閉機用電動ばね操
作機構に係わり、特に、開閉機器用投入あるいは遮断用
トリガー機構を備えた開閉機器用電動ばね操作機構に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力需要の増大と電力消費の都市
集中の傾向が年々強まっており、それに伴い、電力の供
給に不可欠な開閉所が都市部に多く建設されるようにな
ってきている。都市部に建設される開閉所においては、
より一層の信頼性向上と大容量化が必要であり、また開
閉所用地が極端に不足していることから、開閉所自体を
できるだけ小さくすることが必要である。そのため、開
閉所内の開閉機器には、信頼性向上と大容量化は勿論、
小形化が強く求められている。

【０００３】ところで、開閉所内の開閉機器は、その操
作力を得る操作機構として、電動ばね操作機構が多く採
用されている。この電動ばね操作機構は、空気圧操作機
構や油圧操作機構とは異なり、流体圧力を用いる操作機
構ではないので、圧縮機やアキュムレータ等の補機が不
要である上、圧力シール部を設ける必要がない。そのた
め、構造が比較的単純であり、信頼性にも優れていると
いう利点を有する。

【０００４】従来の開閉機器用電動操作機構を図１３の
分解斜視図を用いて説明する。図において、１，２は操
作機構の一対のフレーム、３は電動機である。この電動
機３にはウォームギヤ４とウォームホイール５およびス
プロケット６が接続され、さらに、このスプロケット６
にはチェーン７およびスプロケット８を介してカム軸９
が接続されている。すなわち、電動機３からの駆動力が
カム軸９に伝達されるように構成されている。

【０００５】また、カム軸９の一部には偏心カム１０が
固定されている。この偏心カム１０の近傍には軸１１を
中心に回転する投入レバー１２が設けられており、この
投入レバー１２はその一端で偏心カム１０と接触してお
り、偏心カム１０の回転によって駆動されるようになっ
ている。投入レバー１２の一端は投入ばね１３が接続さ
れ、その他端はフレーム１に固定されている。この投入
ばね１３は通常コイルばねで構成されている。

【０００６】また、カム軸９の別の一部には投入カム１
４が固定されており、この投入カム１４の近傍には連結
レバー１５が設けられている。連結レバー１５はその一
端で投入カム１４と接触しており、投入カム１４の回転
によって駆動されるようになっている。また連結レバー
１５は出力軸１６に固定されており、この出力軸１６と
一体的に回転するようになっている。この連結レバー１
５にはラッチ２２が回転自由に設けられている。さら
に、出力軸１６には出力レバー１７が固定され、この出
力レバー１７の一端にはダンパー２１が、他端には図示
しない開閉機器の電極が接続されている。

【０００７】一方、連結レバー１５は連結ロッド１８を
介して遮断レバー１９と連結されている。この遮断レバ
ー１９の一端は遮断ばね２０の一端に接続され、その他
端はフレーム１に固定されている。遮断ばね２０は投入
ばね１３と同様にコイルばねで構成されている。

【０００８】次に、上記した従来の電動ばね操作機構の
動作を説明する。投入ばね１３を蓄勢する際には、電動
機３の駆動力はウォームギヤ４とウォームホイール５に
より減速され、さらにスプロケット６からチェーン７，
スプロケット８を経て減速される。スプロケット８に伝
達された駆動力によってカム軸９と偏心カム１０とが回
転し、軸１１を中心に回転する投入ばね蓄勢レバー１２
の一端を図中の左方向に押す。この結果、投入レバー１
２の他端に接続された投入ばね１３が圧縮されて投入ば
ね１３が蓄勢状態となる。この蓄勢状態は図示しないト
リガー機構によって保持される。

【０００９】このような投入ばね蓄勢状態において、投
入指令が発せられると、図示しないトリガー機構による
投入ばね１３の保持が解除され、投入ばね１３が放勢す
る。その結果、投入レバー１２が放勢側に回転して偏心
カム１０を回転させ、同時にカム軸９および投入カム１
４が回転する。さらに、投入カム１４の回転によって連
結レバー１５が出力軸１６を中心として回転し、同時に
出力レバー１７が投入側に回転して、出力レバー１７の
先端に接続されている図示しない開閉機器の電極を駆動
して投入状態となる。これと同時に、連結レバー１５に
連結された連結ロッド１８が遮断レバー１９を蓄勢側に
回転させて、遮断レバー１９の一端に接続された遮断ば
ね２０を蓄勢する。この時、連結レバー１５に設けられ
たラッチ２２が、図示しないトリガー機構によって保持
されることにより遮断ばね２０が蓄勢状態で保持され
る。

【００１０】以上のような遮断ばね２０の蓄勢状態にお
いて、遮断指令が発せられると、図示しないトリガー機
構による遮断ばね２０の保持が解除され、遮断ばね２０
が放勢する。その結果、遮断レバー１９が放勢側に回転
し、この回転によって連結ロッド１８を介し連結レバー
１５が出力軸１６を中心として回転し、同時に出力レバ
ー１７が遮断側に回転して、出力レバー１７の先端に接
続されている図示しない開閉機器の電極を駆動して遮断
状態となる。この時、ダンパー２１は緩衝作用の働きを
する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、開閉
所の用地不足等により開閉機器の小形化が求められるに
伴い、開閉機器に使用される開閉機器用電動ばね操作機
構に対しても、また小形化が求められている。

【００１２】従来の電動ばね操作機構では、投入動作に
おいて、投入ばね１３の並進運動を投入レバー１２によ
り回転運動に変換して投入カム１４に伝えているため、
可動部分の質量と部品数が多く、操作機構全体の小形化
を制約している。

【００１３】また、投入動作よりも大きい速度が必要な
遮断動作では、緩衝に用いられるダンパー２１に大きな
力が働く。ダンパー２１はフレーム１，２の間に設けら
れていないため、出力軸１６に片持ちの偏心した力が働
く。出力軸１６やこの出力軸１６を支えるフレーム１，
２は、当然ダンパー２１の偏心力に耐え得る強度が必要
であり、これも操作機構全体の小形化を制約している。

【００１４】さらに、開閉機器は高速かつ高応答で動作
することが要求されている。また、従来の電動ばね操作
機構においても、可動部全体や動作を制御するトリガー
機構には衝撃力が働くが、この動作時の衝撃力を軽減し
て操作機構の小形化と信頼性の向上を図ることが望まれ
ている。

【００１５】本発明（請求項１及び請求項２）は上記事
情を鑑みてなされたもので、その目的は、小形で信頼性
の高い開閉機器用電動ばね操作機構を提供することにあ
る。また、本発明（請求項３及び請求項４）の他の目的
は、小形で信頼性の高い投入あるいは遮断できるトリガ
ー機構を備えた開閉機器用電動ばね操作機構を提供する
ことにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、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開閉機
器を投入するとともに投入カムを介して遮断ばねを蓄勢
する開閉機器用電導ばね操作機構において、前記投入ば
ねは渦巻ばねで構成して一端を前記投入カムに連結し、
また、回転自在に支持された出力レバーに３つの連結部
を設け、１つの連結部を前記投入カムと開離自由に連結
し、他の１つの連結部を前記遮断ばねに連結し、残りの
１つの連結部を投入状態ではオープロップに、遮断状態
ではダンパーに接するように構成し、さらに前記出力レ
バーに対して前記遮断ばねから作用する力と、前記投入
カムから作用する力と、前記オープロップから作用する
力と、前記ダンパーから作用する力の作用点が、同一平
面上にあるように構成されていることを特徴とする。

【００１７】本発明の請求項２は、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
り開閉機器を投入するとともに投入カムを介して遮断ば
ねを蓄勢する開閉機器用電動ばね操作機構において、前
記投入ばねは渦巻ばねで構成して一端を前記投入カムに
連結し、また、回転自在に支持された出力レバーに３つ
の連結部を設け、１つの連結部を前記投入カムと開離自
由に連結し、他の１つの連結部を投入状態ではオープロ
ップに、遮断状態ではダンパーに接するように構成し、
残りの１つの連結部を電極を駆動する出力ロッドに連結
し、さらに前記出力レバーに対して前記投入カムから作
用する力と、前記オープロップから作用する力と、前記
ダンパーから作用する力の作用点が、同一平面上にある
ように構成されていることを特徴とする。

【００１８】本発明の請求項３は、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
り開閉機器を投入するとともに投入カムを介して遮断ば
ねを蓄勢する投入動作のトリガー機構を備えた開閉機器
用電動ばね操作機構において、前記投入カムを回転軸方
向に貫通するカムローラを回転自由に設け、回転自在に
支持された二股形状のシープロップを設け、このシープ
ロップと前記カムローラとが接することにより、前記投
入カムの位置を保持するトリガー機構を備えたことを特
徴とする。

【００１９】本発明の請求項４は、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
り開閉機器を投入するとともに投入カムを介して遮断ば
ねを蓄勢する遮断動作のトリガー機構を備えた開閉機器
用電動ばね機構において、回転自在に支持されたオープ
ロップに、さらに回転自在にラッチを設け、このラッチ
が投入状態において前記遮断ばねの位置を保持するトリ
ガー機構を備えたことを特徴とする。

【００２０】本発明（請求項１乃至請求項４対応）によ
ると、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開閉機器を投入する電動ば
ね操作機構と、遮断ばねを蓄勢し、あるいはこの遮断ば
ねを放勢することにより開閉機器を遮断するトリガー機
構を備えた開閉機器用電動ばね操作機構であるので、従
来技術よりも簡易な構成であり、また可動部の部品やト
リガー機構および支持部材に働く偏心力や衝撃力を従来
技術よりも小さくできるので、開閉機器用電動ばね操作
機構の小形化と信頼性の向上に寄与できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は本発明の第１実施例（請求項
１、請求項３及び請求項４対応）の遮断状態における主
要部の構成図、図２は図１の側面図である。なお、図１
では内部の構造を示すために図２に示すようなフレーム
３１，３２は図示していない。図３は図２の投入ばねの
構造図、図４は渦巻ばねの外周側端部の最適な移動距離
の解析結果の一例を示すグラフ、図５は図１のシープロ
ップの側面図、図６は図１の投入カムの拡大図である。
図６は本実施例の投入状態における内部の構造図であ
る。

【００２２】図１及び図２に示すように、本実施例の開
閉機器用電動ばね操作機構には、電動機３３の出力歯車
３４には伝達歯車３５，３６および大歯車３７が連結さ
れ、さらにこの大歯車３７には投入ばね支え３８が固定
され、投入ばね支え３８には投入ばね３９の外周側端部
が固定されている。すなわち、電動機３３の駆動力によ
り大歯車３７と共に投入ばね支え３８および投入ばね３
９の外周側端部が回転するように構成されている。電動
機３３は投入ばね３９から伝わる力で反転しないよう、
一方向クラッチが内蔵されている。

【００２３】また、カム４０ａとカム軸４０ｂから構成
された投入カム４０を設け、このカム軸４０ｂの一端に
直径方向に貫通した溝４０ｃを設ける。この溝４０ｃに
投入ばね３９の内周側端部を連結する。この投入ばね３
９は図３に示すように、放勢状態にあり、外周側端部が
中心方向に自由状態よりも一定距離Ｌずれているように
構成されている。この距離Ｌと投入ばね３９の板厚ｔと
の間には、Ｌ＞ｔの関係がある。

【００２４】出力レバー４２は、出力軸４２ａとレバー
４２ｂと連結ピン４２ｃおよび連結ローラ４２ｄ，４２
ｅから構成されており、この出力レバー４２を回転自在
に設けている。１つの連結ローラ４２ｄは投入カム４０
と開離自由に連結され、他の連結ローラ４２ｅは投入状
態においてはオープロップ５２に設けられたラッチ５２
ａに、遮断状態においてはダンパー４３に接するように
構成している。また、連結ピン４２ｃはばねロッド４４
とばねガイド４５を介して遮断ばね４６の一端に連結さ
れている。さらに、出力軸４２ａには、図示しない開閉
機器の電極が連結されている。

【００２５】また、出力レバー４２に対して遮断ばね４
６からばねロッド４４を介して作用する力と、投入カム
４０から作用する力と、オープロップ５２に設けられた
ラッチ５２ａから作用する力と、ダンパー４３から作用
する力の作用点が、同一平面上にあるように構成されて
いる。

【００２６】ところで、投入動作のトリガー機構は、投
入カム４０を回転軸方向に貫通するカムローラ４８と、
回転自在に支持された二股形状のシープロップ４９と、
キャッチ５０とソレノイド５１とから構成されている。
シープロップ４９は図５に示すようにローラ４９ａと回
転軸４９ｂが設けられている。シープロップ４９とカム
ローラ４８とが接することにより投入カム４０の位置を
保持するように構成されている。一方、遮断動作のトリ
ガー機構は、回転自在に支持されたオープロップ５２
と、キャッチ５４とソレノイド５５とから構成されてい
る。オープロップ５２には、ラッチピン５２ｂを介して
回転するラッチ５２ａと、ローラ５２ｃと回転軸５２ｄ
が設けられている。このラッチ５２ａが投入状態におい
て出力レバー４２の連結ローラ４２ｅと接することによ
り出力レバー４２の位置を支持し、さらに遮断ばね４６
の位置を保持するように構成されている。

【００２７】シープロップ４９とオープロップ５２には
それぞれ一端を固定した復帰ばね５６，５７が接してい
る。また、ラッチ５２ａには、一端をオープロップ５２
に固定した復帰ばね５８が接している。

【００２８】また、投入カム４０の投入状態では、図６
に示すように投入カム４０の出力レバー４２の連結ロー
ラ４２ｄとの接触面の角度θ１は、投入カム４０の回転
軸に対して１８０度よりも大きく、また投入カム４０は
投入ばね３９によって駆動されるので、投入ばね３９の
変位角も１８０度より大きく構成されている。さらに投
入カム４０の接触面の最終部分４０ｄは、投入カム４０
の回転軸を中心とする半径Ｒの円弧となる。ここで、投
入カム４０の回転軸に対する最終部分４０ｄの角度θ２
は、１５度よりも大きくなるように、また最終部分４０
ｄが連結ローラ４２ｄと接触している時には、連結レバ
ー４２ｅとラッチ５２ａの先端との間に微小な隙間があ
るように構成されている。

【００２９】また、遮断ばね４６は中空のパイプ４７ａ
とブロック４７ｂとから構成されたばね筒４７に支持さ
れている。このばね筒４７のパイプ４７ａの外周側を、
ばねガイド４５が摺動し、パイプ４７ａの内部にばねロ
ッド４４が設けられている。遮断ばね４６の一端はばね
ガイド４５に、他端はばね筒４７のブロック４７ｂに接
している。さらにばね筒４７のブロック４７ｂは電動ば
ね操作機構を構成するフレームに締結されている。

【００３０】次に、本実施例の開閉機器用電動ばね操作
機構の動作について説明する。投入ばね３９を蓄勢する
際には、電動機３３の出力歯車３４の駆動力は、伝達歯
車３５，３６により減速される。さらに大歯車３７を介
して投入ばね支え３８に伝達された駆動力によって、投
入ばね３９の外周側端部が投入カム４０の回転軸を中心
にして図３の反時計方向に回転し、蓄勢状態となる。こ
の時、投入ばね３９の内周側端部が連結された投入カム
４０は、カムローラ４８を介してシープロップ４９に保
持されている。ここで図５に示すようにシープロップ４
９が二股形状になっているため、投入カム４０とシープ
ロップ４９の間には偏心力がほとんど働かない。

【００３１】また、投入ばね３９の外周側端部が中心方
向に自由状態よりも一定距離Ｌずれていることにより、
蓄勢した状態で投入ばね３９の応力の分布が均一化され
ていることが知られている（特開平７−２１７４７８号
公報参照）。これにより、投入ばね３９の小形化を図る
ことができる。ここで、中心方向への移動距離Ｌの大き
さは投入ばね３９を構成する渦巻ばねの巻数ｎによって
最適な値が異なる。

【００３２】図４は応力解析により得られた応力の分布
を均一化するための最適な移動距離Ｌｏと、渦巻ばねの
巻数ｎの関係を示す結果の一例を示すグラフである。こ
の図中、縦軸は渦巻ばねの板厚ｔにより無次元化してい
る。投入ばね３９の小形化のためには、巻数ｎは少なく
設計する必要がある。この場合、最適な移動距離Ｌｏ
は、巻数ｎが多い場合に比べて大きくする必要がある。
本実施例では、移動距離Ｌを渦巻ばねの板厚ｔよりも大
きくすることにより、応力均一化の効果が十分に得られ
るように構成している。

【００３３】以上のような投入ばね３９の蓄勢状態から
ソレノイド５１に投入指令が入ると、ソレノイド５１の
動作によりキャッチ５０が反時計方向に回転し、さらに
シープロップ４９が反時計方向に回転する。これにより
投入カム４０の支持が解除され、投入ばね３９の内周側
端部が投入カム４０と共に時計方向に回転して、投入ば
ね３９が放勢する。この後、シープロップ４９は、復帰
ばね５６の作用により元の位置に復帰する。

【００３４】投入カム４０が回転すると、出力レバー４
２が反時計方向に回転し、出力レバー４２の出力軸４２
ａに連結されている図示しない開閉機器の電極を駆動し
て投入状態となる。これと同時に、連結ピン４２ｃに連
結ロッド４４と連結ロッド４５を介して連結された遮断
ばね４６が圧縮されて蓄勢状態となる。この蓄勢状態
は、連結ローラ４２ｅがラッチ５２ａに接することによ
り保持される。ラッチ５２ａは、投入動作の途中に連結
ローラ４２ｅと接して時計方向に回転するが、復帰ばね
５８の作用により短時間に元の位置に復帰して連結レバ
ー４２および遮断ばね４６の位置を保持する。投入動作
時に、ラッチ回転軸５２ｂの位置は動かない。

【００３５】また、投入動作の途中で投入カム４０の接
触面の最終部分４０ｄが連結ローラ４２ｄと接している
時には、図７中に示す連結ローラ４２ｅとラッチ５２ａ
の間に微小な隙間がある。このため、連結ローラ４２ｅ
はラッチ５２ａから微小に離れた位置で一旦静止し、連
結ローラ４２ｄが投入カム４０の最終部分４０ｄから離
れた後、ラッチ５２ａと接触する。

【００３６】本実施例では、最終部分４０ｄの角度θ２
を１５度よりも大きく構成することにより、連結ローラ
４２ｅが十分な時間静止してからラッチ５２ａと接触す
るため、ラッチ５２ａやオープロップ５２に働く衝撃力
が小さい。以上説明した投入カムによる投入状態を図７
に示す。

【００３７】上記したような投入状態から、ソレノイド
５５に遮断指令が入ると、ソレノイド５５の動作により
キャッチ５４が時計方向に回転し、さらにオープロップ
５２とラッチ５２ａが一体となって時計方向に回転す
る。これにより出力レバー４２の支持が解除され、遮断
ばね４６が放勢する。遮断ばね４６の駆動力により出力
レバー４２は時計方向に回転し、出力レバー４２の出力
軸４２ａに連結されている図示しない開閉機器の電極を
駆動して遮断状態となる。この時、ダンパー４３は連結
ローラ４２ｅと接触して出力軸４２に緩衝作用を及ぼ
す。この後、オープロップ５２は、復帰ばね５７の作用
により元の位置に復帰する。

【００３８】さらに、本実施例では、出力レバー４２に
対して、遮断ばね４６と投入カム４０とオープロップ５
２とダンパー４３から働く力の作用点が同一平面上にあ
るため、偏心力がほとんど働かず、可動部の部品や支持
部材を小形化できる。

【００３９】また、従来技術では投入動作時に連結レバ
ー１５と共にラッチ２２が移動していたのに対し、本実
施例では、投入動作時に静止しているオープロップ５２
にラッチ５２ａを設けており、さらにラッチ５２ａやオ
ープロップ５２，シープロップ４９の復帰ばねを板ばね
で構成して接触させている。これにより、ラッチや復帰
ばねの動作が安定し、電動ばね操作機構の信頼性が向上
する。

【００４０】図８は本発明の第２実施例（請求項３対
応）に係る開閉機器の投入用トリガー機構の構成図であ
り、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図である。
なお、前記第１実施例で説明した構成部品と同一部品は
同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００４１】同図に示すように、投入カム７０には自動
調心軸受７１を介してカムローラ４８が回転自在に設け
られている。ここで、自動調心軸受とは軸心の狂い等を
自動的に調整するために一般的に用いられているもので
ある。このカムローラ４８と回転自在に設けられたシー
プリップ４９が接することにより、投入カム７０の位置
を保持する。

【００４２】このような構成を有する本実施例において
は、前記第１実施例の投入動作のトリガー機構と同様の
作用と効果が得られるのに加え、加工誤差等の要因があ
ってもシープロップ４９と投入カム４０の間に偏心力が
働きにくいという効果も得られる。

【００４３】図９は本発明の第３実施例（請求項３対
応）に係る開閉機器の遮断用トリガー機構の正面図であ
る。なお、前記第１実施例で説明した構成部品と同一部
品は同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００４４】同図に示すように、本実施例は、回転自在
に設けられたオープロップ７２には、ラッチ７２ａが回
転自在に設けられている。このラッチ７２ａが出力レバ
ー４２の連結ローラ４２ｅと接することにより、図示し
ない遮断ばねの位置を保持する。ここで、ラッチ７２ａ
は、連結ローラ４２ｅと接する側の端部と他端で、ラッ
チの回転中心を含む面に対して、対称な形状になってい
る。

【００４５】このような構成を有する本実施例において
は、前記第１実施例の遮断動作のトリガー機構と同様の
作用と効果が得られるのに加え、ラッチ７２ａが動作時
の機構全体の振動の影響を受けにくく、ラッチ７２ａの
動作が安定するという効果も得られる。

【００４６】図１０は本発明の第４実施例（請求項１及
び請求項２対応）に係る開閉機器の電動ばね操作機構の
構成図である。同図に示すように、本実施例が前記第１
実施例と異なる構成は、投入ばね支え７４と穴７５およ
び締結ピン７６であり、その他の構成は同一であるの
で、前記第１実施例で説明した構成部品と同一部品は同
一の符号を付して、その説明を省略する。

【００４７】本実施例は、図示しない大歯車に固定され
た投入ばね支え７４に複数の穴７５を設けてあり、この
穴７５に締結ピン７６を通して投入ばね３９が固定され
ている。締結ピン７６を通す穴７５の位置を変えること
により、投入ばね３９の放勢状態における初期トルクが
変更できる。

【００４８】このような構成を有する本実施例において
は、前記第１実施例と同様の作用と効果が得られるのに
加え、投入ばね３９の出力を調整することが可能である
という効果も得られる。

【００４９】図１１は本発明の第５実施例（請求項２対
応）に係る開閉機器の電動ばね操作機構の構成図であ
る。図に示すように、本実施例は前記第１実施例と同様
に一対のフレームの間に主要部品が設けられているが、
その内部構造を示すためにフレームは図示していない。
なお、本実施例では前記第１実施例の構成の内、ばねロ
ッド４４とばねガイド４５と遮断ばね４６およびばね筒
４７が設けられておらず、その代りに出力ロッド７７が
設けられている。これ以外の構成部品は、前記第１実施
例で説明した構成部品と同一であるので、同一部品には
同一符号を付してその説明を省略する。

【００５０】図に示すように、本実施例では、前記第１
実施例と同様に、出力軸４２ａとレバー４２ｂと連結ピ
ン４２ｃおよび連結ローラ４２ｄ，４２ｅから構成され
た出力レバー４２を回転自在に設けている。１つの連結
ローラ４２ｄは投入カム４０と開離自由に連結され、他
の連結ローラ４２ｅは投入状態におてはオープロップ５
２に設けられたラッチ５２ａに、遮断状態においてはダ
ンパー４３に接するように構成されている。また、さら
に他の連結ピン４２ｃは出力ロッド７７を介して図示し
ない開閉機器の電極と連結されている。遮断ばねは連結
ピン４２ｃと開閉機器の電極とを連結した部分の任意の
位置に設けている。例えば３つの電極をそれぞれ別のタ
ンク内に有する３層遮断器では、各タンク毎に１個の遮
断ばねを有することも可能である。さらに、出力レバー
４２に対して投入カム４０から作用する力と、オープロ
ップ５２に設けられたラッチ５２ａから作用する力と、
ダンパー４３から作用する力の作用点が同一平面上にな
るように構成されている。

【００５１】本実施例においては、以下の効果がある。
すなわち本実施例では、従来技術で必要であったコイル
ばねで構成された投入ばね１３の並進運動を投入カム１
４の回転運動に変換する投入レバー１２等が不要であ
り、従来技術よりも簡易な構成となる。また、出力レバ
ー４２と投入カム４０とオープロップ５２およびダンパ
ー４３の間やトリガー機構に偏心力や衝撃力がほとんど
働かず、さらに投入ばね３９の応力を均一化できるの
で、電動ばね操作機構全体を小形化することができる。
また、従来技術では投入動作時に連結レバー１５と共に
ラッチ２２が移動していたのに対し、本実施例では、投
入動作時に静止しているオープロップ５２にラッチ５２
ａを設けおり、さらにラッチ５２ａ、オープロップ５２
及びシープロップ４９の復帰ばねを板ばねで構成して接
触させているので、ラッチ等の回転運動が復帰ばねに伝
わりにくく、トリガー機構の動作が安定し、電動ばね操
作機構の信頼性が向上する。しかも、電極側の構造に併
せて遮断ばねを自由にレイアウトすることができる。

【００５２】図１２は本発明の第６実施例（請求項１及
び請求項２対応）に係る開閉機器の電動ばね操作機構の
構成図である。同図に示すように、本実施例が前記第１
実施例と異なる構成は、電動機７８と、トルクリミッタ
ー７９および出力歯車８０であり、その他の構成は同一
であるので、前記第１実施例で説明した構成部品と同一
部品は同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００５３】同図に示すように、本実施例では、電動機
７８の出力軸７９はトルクリミッター８０の内周側に連
結され、さらにトルクリミッター８０の外周側は出力歯
車８１を介して伝達歯車３５，３６に連結されている。
このトルクリミッターは過大なトルクが伝達するのを防
ぐために一般的に用いられているものであり、過大なト
ルクが働いた場合には内周側と外周側は空転するように
構成されている。

【００５４】このような構成を有する本実施例において
は、前記第１実施例と同様の作用と効果が得られるのに
加え、電動機を制御するリミットスイッチ等の電気系統
に異常が生じた場合、歯車や投入ばねに過大な力が伝達
するのを防ぐことができるという効果が得られる。

【００５５】本発明は以上説明した各実施例に限定され
るものではない。例えば投入ばねを複数の渦巻ばねやぜ
んまいばね等で構成しても、第１実施例と同様の効果が
得られる。また、板ばねで構成した復帰ばねの構造を、
例えば複数の板ばねを重ねて構成することにより、より
大きな復帰力が得られる。また、ラッチ等との接触部分
は前記実施例の形状に限定されるものではなく、特に例
示しないが種々の変形が容易に提供できることは勿論で
ある。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明（請求項１
乃至請求項４対応）によれば、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開
閉機器を投入すると共に，遮断ばねを蓄勢する開閉機器
用電動ばね操作機構と開閉機器用トリガー機構を簡易な
構成で電動ばね操作機構を提供できる。また、可動部の
部品やトリガー機構および支持部材に働く偏心力や衝撃
力を従来技術よりも小さくできるので、開閉機器用電動
ばね操作機構の小形化と信頼性の向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の遮断状態を示す構成図。

【図２】第１実施例の側面図。

【図３】図２の投入ばねの構造図。

【図４】本発明の第１実施例に係る渦巻ばねの外周側端
部の最適な移動距離Ｌｏの解析結果の一例を示す図。

【図５】図１のシープロップの側面図。

【図６】図１の投入カムの拡大図。

【図７】図１の投入状態を示す構造図。

【図８】本発明の第２実施例の投入用トリガー機構の構
成図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）の投入カムの側面図。

【図９】本発明の第３実施例の遮断用トリガー機構の構
成図。

【図１０】本発明の第４実施例の開閉機器用電動ばね操
作機構の投入ばね支えの構成図。

【図１１】本発明の第５実施例の開閉機器用電動ばね操
作機構の構成図。

【図１２】本発明の第６実施例の開閉機器用電動ばね操
作機構の電動機近辺の構造図。

【図１３】従来の開閉機器用電動ばね操作機構の分解斜
視図。

【符号の説明】

１，２，３１，３２…フレーム、３，３３，７８…電動
機、４…ウオームギヤ、５…ウォームホイール、６，８
…スプロケット、７…チェーン、９…カム軸、１０…偏
心カム、１１…軸、１２…投入レバー、１３，３９…投
入ばね、１４，４０，７０…投入カム、１５…連結レバ
ー、１６，１７…出力軸、１８…連結ロッド、１９…遮
断レバー、２０，４６…遮断ばね、２１，４３…ダンパ
ー、２２，５２ａ，７２ａ…ラッチ、３４…出力歯車、
３５，３６…伝達歯車、３７…大歯車、３８…投入ばね
支え、４０ａ…カム、４０ｂ…カム軸、４０ｃ…溝、４
０ｄ…接触面の最終部分、４２…出力レバー、４２ａ…
出力軸、４２ｂ…レバー、４２ｃ…連結ピン、４２ｄ，
４２ｅ…連結ローラ、４４…ばねロッド、４５…ばねガ
イド、４７…ばね筒、４７ａ…パイプ、４７ｂ…ブロッ
ク、４８…カムローラ、４９…シープロップ、４９ａ，
５２ｃ，７２ｃ…ローラ、４９ｂ…回転軸、５０，５４
…キャッチ、５１，５５…ソレノイド、５２，７２…オ
ープロップ、５２ｂ…ラッチ軸、５２ｄ，７２ｄ…回転
軸、５６，５７，５８…復帰ばね、７１…自動調心軸
受、７２ｂ…ラッチ軸、７４…投入ばね支え、７５…
穴、７６…締結ピン、７７…出力ロッド、７９…出力
軸、８０…トルクリミッター、８１…出力歯車、９１，
９２，９３…位置決めピン、１０１，１０２，１０３，
１０４，１０５…軸受、ｔ…投入ばね３９の板厚、Ｌ…
投入ばね３９の外周側端部の中心方向への移動距離、θ
１…投入カム４０の連結ローラ４２ｅとの接触面の角
度、θ２…接触面の最終部分４０ｄの角度、Ｒ…接触面
の最終部分４０ｄの半径。

Claims (4)

【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開閉機器を投入
   するとともに投入カムを介して遮断ばねを蓄勢する開閉
   機器用電導ばね操作機構において、前記投入ばねは渦巻
   ばねで構成して一端を前記投入カムに連結し、また、回
   転自在に支持された出力レバーに３つの連結部を設け、
   １つの連結部を前記投入カムと開離自由に連結し、他の
   １つの連結部を前記遮断ばねに連結し、残りの１つの連
   結部を投入状態ではオープロップに、遮断状態ではダン
   パーに接するように構成し、さらに前記出力レバーに対
   して前記遮断ばねから作用する力と、前記投入カムから
   作用する力と、前記オープロップから作用する力と、前
   記ダンパーから作用する力の作用点が、同一平面上にあ
   るように構成されていることを特徴とする開閉機器用電
   動ばね操作機構。
2. 【請求項２】 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開閉機器を投入
   するとともに投入カムを介して遮断ばねを蓄勢する開閉
   機器用電動ばね操作機構において、前記投入ばねは渦巻
   ばねで構成して一端を前記投入カムに連結し、また、回
   転自在に支持された出力レバーに３つの連結部を設け、
   １つの連結部を前記投入カムと開離自由に連結し、他の
   １つの連結部を投入状態ではオープロップに、遮断状態
   ではダンパーに接するように構成し、残りの１つの連結
   部を電極を駆動する出力ロッドに連結し、さらに前記出
   力レバーに対して前記投入カムから作用する力と、前記
   オープロップから作用する力と、前記ダンパーから作用
   する力の作用点が、同一平面上にあるように構成されて
   いることを特徴とする開閉機器用電動ばね操作機構。
3. 【請求項３】 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開閉機器を投入
   するとともに投入カムを介して遮断ばねを蓄勢する投入
   動作のトリガー機構を備えた開閉機器用電動ばね操作機
   構において、前記投入カムを回転軸方向に貫通するカム
   ローラを回転自由に設け、回転自在に支持された二股形
   状のシープロップを設け、このシープロップと前記カム
   ローラとが接することにより、前記投入カムの位置を保
   持するトリガー機構を備えたことを特徴とする開閉機器
   用電動ばね操作機構。
4. 【請求項４】 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開閉機器を投入
   するとともに投入カムを介して遮断ばねを蓄勢する遮断
   動作のトリガー機構を備えた開閉機器用電動ばね機構に
   おいて、回転自在に支持されたオープロップに、さらに
   回転自在にラッチを設け、このラッチが投入状態におい
   て前記遮断ばねの位置を保持するトリガー機構を備えた
   ことを特徴とする開閉機器用電動ばね機構。