JPS5921472Y2 - 開閉器の操作機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は開閉器の操作機構に関し、操作バネに蓄勢せし
めたバネ力の放出により開閉器本体の投入・遮断を行な
う場合における前記操作バネが放出するバネエネルギの
利用効率を向上せしめたものである。

一般に遮断器等の開閉器は、その投入・遮断の際に開閉
器本体の可動接触子を可及的高速に運動させる必要があ
る。

このため遮断バネ若しくは投入バネ等の操作バネに予め
潜勢力を蓄勢せしめ遮断若しくは投入操作の際にこの潜
勢力を一時に放出して開閉器本体の遮断若しくは投入を
行なう形式の操作機構が汎用されている。

更に評言すると、ロッドと一体になって移動する可動座
金と固定的に形成した固定座金との間に操作バネを介装
し、前記ロッドを移動せしめることにより前記可動座金
を固定座金に向かって移動せしめ、結果として前記操作
バネに潜勢力を蓄勢せしめる。

通常はこの状態に鎖錠・保持しておく。

一方、投入・遮断操作時には鎖錠を解除することにより
操作バネに蓄勢しておいた潜勢力を放出せしめる。

このことにより前記ロッドが可動座金に作用するバネ力
により蓄勢時と反対方向に移動し、この運動を可動接触
子に伝達するようになっている。

この場合、かかる従来技術において操作バネは、コイル
バネ若しくは複数の皿バネをロッドの軸方向に亙り積層
したものが使用されており、何れの場合においても単一
のバネ定数のものが使用されている。

したがって前述の如く操作バネに潜勢力を蓄勢する際に
は前記ロッドの所要ストロークの全体に亙って常に一定
の割合で潜勢力が蓄勢され、また操作バネに蓄勢された
潜勢力の放出の際にも全く同様に一定の割合で潜勢力が
放出されることになる。

ところが、開閉器の遮断若しくは投入操作にあたっては
その機構上の要請から前記ロッドは所要ストローク間の
ある一定の位置で所定速度を保持する必要がある反面、
それ以降は慣性力により殆んどエネルギを供給する必要
がない。

したがって、上述の如き従来構造においてロッドが所定
の位置で所定の速度を保持するためには遮断若しくは投
入操作に直接必要な操作エネルギ以上の潜勢力を操作バ
ネに蓄勢することになり、しかも前記ロッドが所定速度
に達した後には、その必要がないにもかかわらすロッド
に過大のエネルギが供給され続けることになる。

即ちこの場合操作バネには余剰のエネルギを蓄勢してい
るといい得る。

このため開閉器の各部に大きな衝撃力を与え、この衝撃
力に耐えるために各構成部材を強固にする必要があった
り、あるいは大きな緩衝装置を必要とする等の欠点があ
る。

同時に、操作バネの放出エネルギの利用効率という観点
から捕えればこれを充分有効に利用しているとはいい難
い機構となっている。

そこで本考案は、上述の如き従来技術の欠点に鑑み、操
作バネに蓄勢される余剰エネルギを減少させこの操作エ
ネルギの利用効率を向上せしめ得る、より合理的な開閉
器の操作機構を提供することを目的とする。

そしてその構成上の要旨は、操作バネをロッドに装着し
、このロッドの一方向への移動に伴ない前記操作バネに
潜勢力を蓄勢するとともにこの操作バネの潜勢力の放出
に伴ない前記ロッドを反対方向へ移動せしめることによ
り開閉器本体の遮断若しくは投入を行なうものにおいて
、相対的に大きなバネ定数を有する第１操作バネと相対
的に小さなバネ定数を有する第２操作バネとを有し、前
記ロッドの一方向への移動により先ず第２操作バネに潜
勢力を蓄勢せしぬ若干遅れて第１操作バネに潜勢力を蓄
勢せしめるとともに、潜勢力の放出の際には第１操作バ
ネの潜勢力の放出が終了した後にも第２操作バネの潜勢
力が放出され続けるよう、これら第１操作バネと第２操
作バネとを直列若しくは並列に接続したことにある。

以下本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

開閉器における操作バネとは投入バネと遮断バネとを包
含する称呼であるが、本実施例では遮断バネのみを説明
する。

投入バネはバネ力の蓄勢及び放出作用が逆になるだけで
構成自体は遮断バネと全く同一であるからである。

したがって本実施例において単に操作バネと称呼すると
きは遮断バネを指すとともに、第゛１操作バネ及び第２
操作バネを包含しているものとする。

第１図及び第２図に示すように、第１操作バネ１は、ロ
ッド２の軸方向に亙り積層された相対的に大きなバネ定
数を有する複数枚の皿バネからなり、可動座金３と中間
座金４との間に介装されている。

このとき前記ロッド２は支持部５，６にその両端部を支
承されて図中左右方向に移動可能に形成されている。

可動座金３はこのロッド２に固着され、したがってロッ
ド２と一体的に移動するようになっている。

一方、中間座金４はその中心部をロッド２が貫通してお
り、したがってこのロッド２の移動それ自体からは自由
な状態となっている。

ただ、この中間座金４と可動座金３との間に、前記第１
操作バネ１は介装されているので、ロッド２の図中左方
向移動に伴なうこれと一体的な可動座金３の移動により
第１操作バネ１を介して図中左方向に押圧される。

また前記支持部６には、この支持部６にその左方向への
移動を規制され且つロッド２がその中心部を貫通するこ
とによりこのロッド２の移動から自由な状態となってい
る固定座金７が当接しており、この固定座金７と前記中
間座金４との間に相対的に小さなバネ定数を有する第２
操作バネ８が介装しである。

この第２操作バネ８は本実施例の場合コイルバネで形成
している。

また、９はストッパで前記第２操作バネ８の長手方向に
伸長してその基端を固定座金７に固着しである。

したがって、中間座金４はこのストッパ９にその左方向
への移動を、また前記可動座金３は支持部５にその右方
向への移動を、固定座金７は支持部６にその左方向への
移動を夫々規制されている。

そして適宜な駆動機構により前記ロッド２を図中左方向
に引張り、且つこのロッド２の左方向移動の際の最終位
置、即ち第１操作バネ１における潜勢力の蓄勢が終了し
た位置で前記ロッド２を一旦鎖錠した後、通常はこの状
態に保持する。

当該開閉器の遮断操作時には鎖錠を解除すれば良い。

ここで本実施例機構における駆動機構を説明しておく。

駆動源であるモータ１０の回転力をウオーム１１を介し
てウオームホイール１２に伝達し、一端にこのウオーム
ホイール１２を固着している軸１３を回転せしめること
によりこの軸１３の他端に固着されているカム１４を回
動せしぬ、ローラ１５を介して前記カム１４でレバー１
６を反時計方向に回動せしめるようになっている。

レバー１６は長短２個の腕からなるＬ字形状のもので、
長腕１６ ａの中程には前記ローラ１５がピン１５ ａ
により回動自在に固着され且つこの長腕１６ａの右端部
にはこのレバー１６の回動の際の回動中心となる軸１７
が固着されている。

また軸１７はその時計方向への回動によりクラッチ１８
を介して他の軸１９と係合してこの軸１９を回動せしめ
ることにより開閉器を遮断するようになっている。

一方、短腕１６ｂはその先端でロッド２を係止している
。

また前記カム１４は反時計方向に亙りその半径が漸減す
るような形状となっている。

更に、鎖錠機構は、前記長腕１６ ａの左端部に固着し
であるピン１６ Ｃと係合する鎖錠レバー２０．この鎖
錠レバー２０を時計方向に回動せしめる引きはずしコイ
ル２１．同じく鎖錠レバー２０を今度は反時計方向に回
動せしめる復帰スプリング２２及びこの復帰スプリング
２２の引張り力に抗して前記鎖錠レバー２０の反時計方
向への回動を規制するストッパ２３からなる。

続いて本実施例の作用をその動作態様とともに説明する
。

第１図は操作バネが蓄勢されていない状態を示している
。

この状態でモータ１０を駆動せしめると、このモータ１
０の回転力はウオーム１１及びウオームホイール１２を
介して軸１３に伝達される。

この結果、カム１４は反時計方向に回動してローラ１５
を下方へ押圧するので、レバー１６は反時計方向に回動
してロッド２を図中左方向へ引張る。

これに伴ないこのロッド２に固着された可動座金３も左
方向へ移動し第１操作バネ１及び第２操作バネ８が圧縮
される。

この場合、第１操作バネ１のバネ定数をｋｌ、第２操作
バネ８のバネ定数をに２とするとに１〉ｋ２なる関係が
成立し、のバネ定数を有するバネとして圧縮される。

この圧縮により中間座金４も左方向へ移動しこの中間座
金４がストッパ９に当接する位置に至る。

この状態から更にロッド２が左方向へ移動すると、第２
操作バネ８はこれ以上圧縮されず第１操作バネ１のみが
中間座金４と固定座金７との間で圧縮されて潜勢力が蓄
勢される。

これはこのとき中間座金４がストッパ９に当接しその左
方向への移動を規制されているからである。

一方、前記レバー１６の反時計方向への回動とともにピ
ン１６ Ｃも下降して鎖錠レバー２０と係合することに
より鎖錠される。

同時にリミットスイッチ（図示せず）によってモータ１
０の回転を停止せしめる。

この状態を第２図に示す。

したがって遮断操作時には鎖錠を解除すれば良い。

即ち、遮断指令により引きはずしコイル２１が作動する
とストッパ２３に規制されて静止していた鎖錠レバー２
０は復帰スプリング２２のバネ力に抗して時計方向に回
動する。

この結果鎖錠が解除され、前記第１操作バネ１が蓄勢エ
ネルギを放出するのでロッド２が図中右方向へ移動して
レバー１６及び軸１７を時計方向に回動せしめる。

このときの回動力はクラッチ１８を介して他の軸１９に
伝達される。

この結果、連結機構（図示せず）を介して開閉器本体（
図示せず）が遮断される。

ここでこのとき前記ロッド２に加わる荷重とこのロッド
２のストロークとの関係を考察しておく。

第３図はロッド２に加わる荷重とこのロッド２のストロ
ークとの関係を示す特性図で、■（二点鎖線で示す）は
従来技術の如く操作バネを単一のバネ定数を有するバネ
で形成した場合、ＩＮ実線で示す）は本実施例の場合を
示している。

そしてＳ。。Ｓｌ、Ｓ２及びＳ３は何れもロッド２のス
トロークを示し、Ｓｏは操作バネが蓄勢されていない時
、Ｓｌは操作バネを蓄勢する過程において中間座金４が
ストッパ９に当接した時、Ｓ２は操作バネが完全に蓄勢
された時、Ｓ３は操作バネの潜勢力を放出してロッド２
が所定の速度となる時を夫々示している。

またＰ。

は開閉器の機構上の要請から予め必要とする荷重を示す
。

なお、ストロークは右方向（Ｓ、→Ｓ２）に移動する場
合が操作バネを蓄勢する場合を示し、左方向（Ｓ３→Ｓ
、）に移動する場合が操作バネの潜勢力を放出する場合
を夫々示すものとする。

本図を参照すれば遮断操作に必要なエネルギは、従来技
術においては、５３−８２−Ｄ−Ｃ−８３で囲まれた部
分であり、また本実施例においては、５３−Ｂ−Ｅ−３
２−３３で囲まれた部分であり、したがってその面積は
等しくなっていることが理解される。

ところが操作バネに蓄勢される潜勢力は、従来技術にお
いては、Ｓ 、−Ｐ 、−Ｄ−８２−８，で囲まれた部
分で、また本実施例においては、Ｓｏ Ｐ。

Ａ−Ｅ−５，−ｓ３で囲まれた部分となる。

したがって従来技術においてはＳ。

−Ｐｏ−Ｃ−３３Ｓｏで囲まれた部分、本実施例におい
てはＳ。

−Ｐ。Ａ−Ｂ−８３−８ｏで囲まれた部分が余剰エネル
ギとなり、明らかに本実施例の方の余剰エネルギが少な
くなっている。

即ち操作バネの利用効率を向上せしめ得たものとなって
いる。

なお、前記実施例では第２操作バネ８として圧縮バネを
使用したが、第４図に示す如く引張りバネで形成しても
全く同様の作用・効果が得られる。

即ち、第１操作バネ１は前記実施例と同構成のもので、
ロッド２に固着された可動座金３とこのロッド２に可動
的に形成された中間座金４ａとの間に介装される。

一方、引張りバネである第２操作バネ８ａは、固定座金
７ａからロッド２に沿って伸長されたこの固定座金７ａ
の腕７ｂにその一端が係止されるとともに前記中間座金
４ａにその他端が係止されている。

かかる実施例においても前記実施例と全く同様にロッド
２が左方向に移動すると中間座金４ａが固定座金７ａに
当接するまでは、第１操作バネ１と第２操作バネ８ａと
の合成バネ定数で潜勢力が蓄勢され、それ以降は第１操
作バネ１のみが圧縮されて第１操作バネ１に潜勢力が蓄
勢される。

以上詳記した二つの実施例は第１操作バネと第２操作バ
ネとが直列に接続されたものであるが、これら第１操作
バネと第２操作バネとは並列に接続しても良い。

並列に接続した一実施例を第５図及び第６図を参照して
説明する。

なお、駆動機構は前記実施例と全く同構成であるので、
図面には第１図及び゛第２図で使用した番号を対応させ
て付し重複する構成の説明は省略する。

操作バネは、相対的に大きなバネ定数を有する複数個の
皿バネをロッド３２に沿って積層してなり中間座金３４
と固定座金３７との間に介在せしめられている第１操作
バネ３１と、相対的に小さなバネ定数を有するコイルバ
ネからなり前記第１操作バネ３１を囲繞して可動座金３
３と固定座金３７との間に介在せしめられている第２操
作バネ３８とで形成されている。

また、ロッド３２は支持部３５゜３６にその両端部を支
承されて図中左右方向に移動可能に形成されている。

そしてロッド３２の右端部には、支持部３５にその右方
向への移動を規制され且つ中間座金３４にその左方向へ
の移動を規制される可動座金３３が固着されておりこの
ロッド３２と一体的に左右方向に移動するようになって
いる。

前記可動座金３３と固定座金３７との間に占位する中間
座金３４及び前記支持部３６にその左方向への移動を規
制されている固定座金３７の中心部には前記ロッド３２
が貫通して前記実施例と同様にレバー１６の短腕１６ｂ
に係止されている。

次に、かかる本実施例機構の作用をその動作態様ととも
に説明する。

第５図に示す如き状態でモータ１０を駆動せしめると、
このモータ１０の回転力はウオーム１１及びウオームホ
イール１２を介して軸１３に伝達される。

この結果、カム１４は反時計方向に回動してローラ１５
を下方へ押圧するので、レバー１６が反時計方向に回動
してロッド３２を図中左方向へ引張る。

これに伴ないこのロッド３２に固着された可動座金３３
も左方向に移動し、先ず第２操作バネ３８が圧縮され可
動座金３３が中間座金３４に当接する位置に至る。

この状態がら更にロッド３２が左方向へ移動すると中間
座金３４も左方向に移動する。

この結果、今度は第１操作バネ３１及び第２操作バネ３
８が共に圧縮される。

このとき第１操作バネ３１のバネ定数をに３．第２操作
バネ３８のバネ定数をに４とするとに３〉ｋ４なる関係
が成立し、ｋｌ−に３＋に４のバネ定数を有するバネと
して圧縮される。

一方、前記レバー１６の反時計方向への回動とともにピ
ン１６Ｃが下降して鎖錠レバー２０と係合し、この時点
で鎖錠される。

同時にリミットスイッチ（図示せず）によってモータ１
０の回転を停止せしめる。

この状態を第６図に示す。したがって遮断操作時には鎖
錠を解除すれば良い。

即ち遮断指令により引きはずしコイル２１が動作すると
ストッパ２３に規制されて静止していた鎖錠レバー２０
は復帰スプリング２２のバネ力に抗して時計方向に回動
する。

この結果前記鎖錠が解除され、第１操作バネ３１及び第
２操作バネ３８が前記合成バネ定数にで、潜勢力を放出
するので、ロッド３２が図中右方向へ移動してレバー１
６及び軸１７を時計方向に回動せしめる。

このとき第１操作バネ３１の潜勢力の放出が終了した後
は第２操作バネ３８のみの潜勢力が放出される。

そしてこのときの回動力はクラッチ１８を介して他の軸
１９に伝達される結果、連結機構（図示せず）を介して
遮断−機本体（図示せず）が遮断される。

ここでこのとき前記ロッド３２に加わる荷重とこのロッ
ド３２のストロークとの関係を特性図に表わすと前記実
施例と同様の特性線（第３図参照）が得られる。

したがって従来技術との比較の際には前述の実施例と全
く同様に考えてさしつがえない。

即ち従来技術に較べ余剰エネルギが大幅に削減されてお
り、それ史操作バネの移用効率を向上せしめ得たものと
なっている。

このとき、操作バネを潜勢する過程において可動座金３
３が中間座金３４に当接した時点が、第３図におけるＳ
ｌの時点に対応している。

なお、上記実施例では第１操作バネ３１と第２操作バネ
３８とをロッド３２に同軸配置しているが、第７図に示
す如く、両者を別々に配置しても良い。

即ち機能的にロッド３２に対応するロッド３２ Ｈの先
端には第１０ツド３２ ｂと第２０ツド３２ Ｃの基端
を固着している平板４０が固着されている。

このことにより第１ロツド３２ ｂと第２０ツド３２
Ｃとは相互に平行なロッドとなっており、同時に固定座
金３７ Ｈの上部と下部でこの固定座金３７ ａを夫々
貫通している。

一方、これら第１０ツド３２ ｂと第２０ツド３２ Ｃ
との先端にはロッド３２と一体的に移動する可動座金３
３ ａ 、３３ ｂが夫々固着されている。

そして前記第１操作バネ３１と同様の機能を有する第１
操作バネ３１ ａが可動座金３３ ａと固定座金３７３
との間に、また前記第２操作バネ３８と同様の機能を有
する第２操作バネ３８ ａが可動座金３３ ｂと固定座
金３７３との間に夫々介装しである。

このとき第１０ツド３２ ｂは第１操作バネ３１ ａの
右端と可動座金３３３との間に所定の間隔があくように
しておく。

かかる実施例においても前記実施例と同様にロッド３２
ａが左方向に移動すると、これと一体的な可動座金３
３ ｂの移動に伴ない先ず第２操作バネ３８ ａのみが
圧縮され若干遅れて可動座金３３ ａが第１操作バネ３
１ ａの右端に当接した後、第１操作バネ３１ ａと第
２操作バネ３８ ａとが共に圧縮される。

このときの合成バネ定数は前記実施例の場合と同様に考
えれは゛良い。

以上実施例とともに具体的に説明したように本考案によ
れば相対的なバネ定数が異なる第１操作バネと第２操作
バネとでこれら第１操作バネ及び第２操作バネを直列若
しくは並列に接続して形成したので、潜勢力を蓄勢する
際その初期においては小さなバネ定数の操作バネとして
所定の潜勢力を蓄勢でき操作に不必要な余剰のエネルギ
を大幅に削減できる。

この結果、投入・遮断操作に伴ない各部に与える衝撃力
が従来技術に比して非常に小さくなり、当該操作機構の
各部品及び部材の小形化を図ることができ、所要スペー
スを縮小し得るとともに価格も低置なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の一実施例を示す正面図（
但し駆動機構は斜視図で示す）で、第１図が操作バネに
潜勢力を蓄勢していない状態、第２図が操作バネに潜勢
力を蓄勢した状態を夫々示す。 また第３図はロッドに加わる荷重とこのロッドのストロ
ークとの関係を従来技術との比較において示す特性図、
第４図は本考案の第２の実施例の操作バネ部分を抽出し
て示す正面図、第５図、第６図は本考案の第３の実施例
を示す正面図（但し駆動機構は斜視図で示す）で、第５
図が操作バネに潜勢力を蓄勢していない状態、第６図が
潜勢力を蓄勢した状態を夫々示す。 また第７図は本考案の第４の実施例の操作バネ部分を抽
出して示す正面図である。 図面中、１，３１，３１８は第１操作バネ、８，８ ａ
、３８゜３８ ａは第２操作バネである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 操作バネをロッドに装着し、このロッドの一方向への移
   動に伴ない前記操作バネに潜勢力を蓄勢するとともにこ
   の操作バネの潜勢力の放出に伴ない前記ロッドを反対方
   向へ移動せしめることにより開閉器本体の遮断若しくは
   投入を行なうものにおいて、相対的に大きなバネ定数を
   有する第１操作バネと相対的に小さなバネ定数を有する
   第２操作バネとを有し、前記ロッドの一方向への移動に
   より先ず第２操作バネに潜勢力を蓄勢せしぬ若干遅れて
   第１操作バネに潜勢力を蓄勢せしめるとともに、潜勢力
   の放出の際には第１操作バネの潜勢力の放出が終了した
   後にも第２操作バネの潜勢力が放出され続けるよう、こ
   れら第１操作バネと第２操作バネとを直列若しくは並列
   に接続したことを特徴とする開閉器の操作機構。