JPS6161213B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回路しや断器の電動ばね操作装置の改
良に関するものである。

従来回路しや断器特に気中しや断器の操作機構
の一つとして電動機出力によりばねを蓄勢しこの
蓄勢されたエネルギーによりしや断器の投入、引
はずを行う電動ばね操作と言われているものがあ
る。

しかしながらこの電動ばね操作方式は他の方式
例えばソレノイド操作方式に比較してその構造が
複雑となり、又ばねにエネルギーを蓄勢させその
エネルギーを放勢する事により投入力を得てお
り、投入直前のしや断器の操作力を必要とする時
点での投入力はばね自身の歪量が小さくなるか
ら、ばね自身のエネルギーを大きく取る必要があ
つた。

更にばねを蓄勢する方法としてラチエツト爪、
歯車による方式などがとられるが投入時（ばねエ
ネルギー放勢時）の衝撃により、爪及び歯車の一
部が破損する等の欠点があつた。

従つて回路しや断器とした場合、全体的に他の
操作方式と比較して価格的に高くなり、又構造が
複雑となり機械的衝撃に対して弱いという欠点が
あつた。

本発明は以上の欠点を除去して構造を簡略化し
全体的に価格を低減し機械的衝撃に強い回路しや
断器の電動ばね操作装置を得ることを目的とす
る。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。第１図から第１０図に本発明の一実施例によ
る回路しや断器の電動ばね操作装置の構成を示
す。

第１図から第３図は本発明の特に蓄勢機構部に
関するもので１０１は投入ばね、１０２，１０３
は投入ばね１０１用の金具、１０４はストツパ、
１０５は手動蓄勢歯車、１０６は電動機蓄勢歯
車、１０７は主軸歯車、１０８はばね掛け、１は
これらの機構を取り付けるフレーム、２は押えフ
レーム、３は取付フレーム３ａはばね掛けピン、
１０２ａは長穴を示し、投入ばね１０１中にスト
ツパ１０４を配置し、金具１０２，１０３を投入
ばね１０１の両端部に夫々ネジ込んで固定し投入
ばね１０１を形成する。長穴１０２ａは金具１０
２に明けられ、投入ばね１０１はばね掛け１０８
とばね掛けピン３ａにより機構に接続される。手
動蓄勢歯車１０５は歯車１０５ａとローラクラツ
チ１０５ｂにより形成されローラクラツチ１０５
ｂは歯車１０５ａの内側に圧入固定される。電動
機蓄勢歯車１０６は歯車１０６ａとローラクラツ
チ１０６ｂにより形成されローラクラツチ１０６
ｂは歯車１０６ａの内側に圧入固定される。主軸
歯車１０７は歯車１０７ａと軸受金具１０７ｂ、
ローラクラツチ１０７ｃ、ばね１０７ｄ、ピン１
０７ｅとで形成され、ローラクラツチ１０７ｃは
軸受金具１０７ｂの内側に固定され、このものは
歯車１０７ａ内に収納さればね１０７ｄにより歯
車１０７ａと軸受金具１０７ｂは互いに反対方向
の回軸力を受けるが軸受金具１０７ｂの切欠部２
ケ所の部分に歯車１０７ａに固定した２本のピン
１０７ｅを配置する事によりこの回転運動は軸受
金具１０７ｂの切欠端部とピン１０７ｅが当たる
場所において固定される。

３０１ａは軸受金具、３０１ｂはローラクラツ
チでローラクラツチ３０１ｂは軸受金具３０１ａ
の内側に圧入固定され、このものはフレーム１に
固定される。

２０１は主軸、２０２は電動機軸、２０３は手
動ハンドル軸、３０２は表示カム、１０は投入カ
ム、６０１はローラ、４は電動機を示す。

ローラ６０１は投入カム１０に回動自由に固定
され、主軸２０１にはばね掛け１０８投入用カム
１０が夫々圧入回定され、表示カム３０２がねじ
にて端部に固定され主軸２０１はブツシユ及びロ
ーラクラツチ３０１ｂ，１０７ｃをを貫通する。

電動機軸２０２にはローラクラツチ１０６ｂを
手動ハンドル軸２０３にはローラクラツチ１０５
ｂを夫々配置手動ハンドル軸２０３は手動ハンド
ル２０５と固定される。

第４図から第７図は投入引ばずしリンク部に関
するもので、第１節から第４節までの４節リンク
１４，１３，１２，１１、リンク１５、引はずし
キヤツチ１６、投入キヤツチ１７、入切表示１
８、ピン２０，２１，２２，２３，２４、引はず
しシヤフト２６、投入シヤフト２７、固定ピン２
９、ピン３０，３１，３２、投入ボタン３３、引
はずしボタン３４、ばね３５，３７，３８、ピン
３９、投入用ローラ４０、投入キヤツチ用ローラ
６０１ａ、ピン６０１ｂにて構成する。

第４節リンク１１は主軸２０４に固定され、第
４節リンク１１と第３節リンク１２とはピン２１
により、又第３節リンク１２と第２節リンク１３
と投入用ローラ４０はピン２２により、第２節リ
ンク１３と第１節リンク１４とリンク１５はピン
２３により、夫々接続、嵌合され、リンク１５と
引はずしキヤツチ１６はピン３９により接続され
る。投入キヤツチ１７と入切表示１８は固定ピン
２９により嵌合さればね３６により、夫々反対方
向の回転力を受ける。ばね３５は引張りばねでピ
ン３１，３２間に掛けられ、リンク全体の復帰さ
せる働きを持つ。ピン３０は第４節リンク１１に
固定嵌合され投入キヤツチ１７のストツパと入切
表示１８の動作に用いるものである。シヤフト２
６，２７とキヤツチ１６，１７の掛り部はシヤフ
ト２６，２７を半円形に加工して行つている。

第８図は投入時瞬時引はずし装置に関するもの
で、４０１，４０２，４０３，４０４，４０５，
４１１はリンク、４０６は絶縁パドル、４０７は
マグネツトリンク、４０８は固定マグネツト、４
０９は可動マグネツト、４１０は主電流、４０１
ａ，４０３ａ，４０４ａ，４０５ａ，４０６ｂは
ピン、４０２ａ，４０７ｃは固定ピン、４０７
ａ，４０７ｂはピン、４０６ａはシヤフト、４０
７ｄ，４１２，４１３はばねを示し、リンク４０
１、リンク４０２はピン４０１ｂにより、リンク
４０２はピン４０３ａにより、リンク４０３とリ
ンク４０４はピン４０４ａにより、リンク４０４
とリンク４０５はピン４０５ａにより、リンク４
０５と絶縁パドル４０６はピン４０６ｂにより
夫々接続される。マグネツトリンク４０７に可動
マグネツト４０９は固定され固定ピン４０７ｃを
中心として回転する。又、ばね４０７ｄは引張り
でピン４０７ａに掛けられ、マグネツトリンク４
０７に時計方向の回転力を与えている。

第９図ａ，ｂは蓄勢表示機構に関するもので、
５０１は蓄勢表示板、５０２，５０３はリンク、
５０４は固定ピン、５０５はピン、５０６は固定
ピン、５０７はばね、５０８はマイクロスイツチ
を示し、蓄勢表示板５０１、リンク５０２，５０
３は夫々ピン５０５にて接続され、固定ピン５０
４を中心としてリンク５０３は回転する。ばね５
０７は表示カム３０２に対しピン５０５を押しつ
ける様配置される。マイクロスイツチ５０８は電
気信号を得る為に配置するものである。

前記説明の中に記載したローラクラツチとは軸
受ケース内に圧入固定され軸及び軸受ケースに対
し一方向の回転はベアリングのマサツ係数と同等
の回転を有し相互の逆方向に対しての回転は、ロ
ツクするものであり、ラチエツト等と同等の機能
ではあるが、小形軽量となり又動作位置をラチエ
ツト等よりも細分化出来るメリツトがあるもので
ある。

次に本発明の作用の説明を行う。

第１図から第３図において、第１図は蓄勢完了
状態、第２図は放勢状態を示す。第３図の回転矢
印はローラクラツチの夫々の軸受ケースと軸との
かみ合い方向（ロツク方向）を示すものであり軸
受ケースを矢印方向に回転するとロツクする。従
つて反対に軸は矢印方向には回転自由、軸受ケー
スは矢印と反対方向には回転自由となる。

第２図の投入ばね１０１の放勢状態より第１図
の投入ばね１０１の蓄勢の状態に手動ハンドル２
０５で行う場合は手動ハンドル２０５を手前に引
くと、第３図の手動ハンドル軸２０３が反時計方
向に回転する。この時手動ハンドル軸２０３とロ
ーラクラツチ１０５ｂがかみ合い、歯車１０５ａ
も反時計方向に回転する。歯車１０５ａの回転は
歯車１０６ａを時計方向に回転する。但しこの場
合電動機軸２０２とは回転自由な歯車１０６ａの
み回転する。歯車１０６ａの回転は歯車１０６ａ
の回転は歯車１０７ａを反時計方向に回転し、ま
ず歯車１０７ａに固定されたピン１０７ｅが軸受
金具１０７ｂの切欠部端部に当たるまで回転しそ
の後軸受金具１０７ｂが回転する。軸受金具１０
７ｂの回転はローラクラツチ１０７ｃを介して主
軸２０１の回転となる。

手動ハンドル２０５を元に戻す時は手動ハンド
ル軸２０３とローラクラツチ１０５ｂが回転自由
となり、歯車１０５ａは回らない。又、この時主
軸２０１に固定されたばね１０８により投入ばね
１０１はある程度蓄勢され主軸２０１は時計方向
に回転しようとするがローラクラツチ３０１ｂに
よりロツクされる。

手動ハンドル２０５のこの動作を数回繰返す事
により、投入ばね１０１は第２図のデツドポイン
トＤ点に至る。このＤ点を超えた時に主軸２０１
は投入ばね１０１により反時計方向の回転力を受
ける。この時ローラクラツチ１０７ｃ、主軸２０
１は回転自由となつているが、主軸２０１上に固
定された第４図の投入カム１０上のローラ６０１
ａと投入キヤツチ１７により固定される。

この位置が第１図の蓄勢完了状態である。

デツドポイントＤ点を超えて主軸２０１が回転
した際、ばね１０７ｄにより軸受金具１０７ｂも
反時計方向に回転し、軸受金具１０７ｂの切欠き
端部とピン１０７ｅとの間に間隙を生じ第１図の
様な状態となり、この作用が電動機軸２０２を電
動機４により回転し電動機による蓄勢をした場
合、第４図の投入キヤツチ１７とローラ６０１ａ
の過蓄勢を防止する有効な手段となる。

当然ではあるが電動機蓄勢の場合、歯車１０５
ａが空転するのみで手動ハンドル軸２０３はその
ままである。

次に投入ばねの作用について説明する。第１
図、第２図に示すように投入ばね１０１、金具１
０２，１０３、ストツパ１０４より構成される投
入ばねは、第１図の蓄勢完了状態より第２図放勢
状態にしや断器投入の際移行する。

この際第２図放勢状態に示す様投入ばね１０１
自身は金具１０２，１０３とストツパ１０４が当
たる事により投入ばね１０１自身のエネルギーは
図示するデツドポイントＤ点の位置より前になく
なる。

しかし、第１図蓄勢状態より、第２図放勢状態
に移行する際の投入ばね１０１のエネルギーは主
軸２０１及び投入カム１０の回転エネルギーとし
て与えられ、このエネルギーが第４節リンク１
１，１２，１３，１４を介してしや断器の投入を
行なう事となる。

しや断器としての投入エネルギーは一般に回路
電流通電時における投入力余裕を含めて、無負荷
最低投入エネルギーの２〜３割増を投入ばねに持
たせる。

従つて、投入ばね１０１自身にストツパ１０４
を持たせ金具１０２，１０３を当て、投入ばね１
０１のエネルギーを零にしても、主軸２０１を中
心とする回転エネルギーは一般の投入においては
なくならず主軸２０１は回転エネルギーを持つて
まわる事となる。

もし投入ばね１０１自身をストツパ１０４で止
めずデツドポイントＤ点までの移動をするすなわ
ち主軸２０１の回転エネルギーは、ばね掛け１０
８を介して投入ばね１０１自身にデツドポイント
Ｄ点を超えて、蓄勢の方向にエネルギーを与え、
ローラクラツチ３０１ｂに逆向き（ロツク方向）
の余剰エネルギーを衝撃として与える事となり、
ローラクラツチ３０１ｂへの衝撃を与える事とな
る。

但し、デツドポイントＤ点前の第２図図示の位
置の様に単に投入ばね１０１自身をストツパー１
０４を持つてストツプさせても金具１０２に設け
た長穴１０２ａがなければ主軸２０１は急撃な停
止を行なわざるを得ず、ローラクラツチ３０１ｂ
及びばね掛け１０８、ばね掛けピン３ａに衝撃力
を与える事となる。

本発明のこの点におけるポイントは、投入ばね
１０１自身にストツパ１０４を持たせ、長穴１０
２ａを設けた事であり、主軸２０１を中心とする
回転エネルギーをこの長穴１０２ａを介して逃げ
ばね掛け１０８への衝撃力緩和、及びローラクラ
ツチ３０１ｂへの衝撃力緩和にある。従つて本発
明によれば余剰回転エネルギーは、長穴１０２ａ
により減ずる事となりこの種の電動ばね操作方式
においては非常に有効な手段となる。

次に投入、引はずしリンク部の作用について説
明する。

第４図から第７図は主に投入、引はずし部のリ
ンク構成を示すもので第４図は、しや断器引はず
し状態、投入ばね蓄勢状態の位置を示す。

第５図は投入状態、投入ばね放勢瞬時を示す。

第６図は引はずし自由状態、投入ばね放勢瞬時
を示す。

第７図は、第４図から第６図の正面図であり各
リンク及びピン等の位置関係を示すものである。

本機構の特徴は、４節リンク１１，１２，１
３，１４の第３節リンク１２、第２節リンク１３
の接続点にピン２２を介して投入ローラ４０を配
置し、これを投入カム１０の作用で投入させる簡
単な構成をした点にある。

特に投入カム１０は投入の際に利用するカム面
以外は、主軸２０１を中心とする同心円としてあ
り、投入完了後蓄勢状態に至るまで、４節リンク
のサポートをカム面にて行う事により、保持キヤ
ツチを除き、構成の簡略化に寄与させている。

引はずしは第２節リンク１３と第１節リンク１
４との接続点にピン２３を介して、リンク１５を
接続し、電動機軸２０２を利用した引はずしキヤ
ツチ１６をピン３９を介して接続し、引はずしシ
ヤフト２６の半円部に掛け、引はずしシヤフト２
６を時計方向に回転させる事により引はずしキヤ
ツチ１６を時計方向に回転させ、４節リンクをく
ずして行う。

特に、引はずし後の４節リンクの復帰に際して
第１節リンク１４にピン３２を設け、引はずしキ
ヤツチ１６にピン３１を設け、この間にばね３５
を配置し、引はずしキヤツチ１６の復帰と併用さ
せ、構成の簡略化をはかつている。

投入ばね蓄勢状態は、カム１０に取り付けたロ
ーラ６０１ａをして投入キヤツチ１７で保持さ
せ、投入キヤツチ１７は固定ピン２９を支点とし
て、反時計方向に偏心させてある為、投入の際は
投入シヤフト２７を、反時計方向に回転する事に
より、投入キヤツチ１７が反時計方向に回転しロ
ーラ６０１ａとの掛りが外れて、投入カム１０が
反時計方向に前記した投入ばね１０１のエネルギ
ーを持つて回転させる。

ばね３６は入切表示板１８と、投入キヤツチ１
７間に相互に逆方向の回転力を与え投入キヤツチ
１７自身は、第４節リンク１１に固定されたピン
３０を介して動作を規制される。

又この機構の構成に当つて組立を簡略化する為
主軸２０４に付属する４節リンク１１，１２，１
３，１４、リンク１５引はずしキヤツチ１６を組
立、主軸２０１に付属する主軸歯車１０７、投入
カム１０、ばね掛け１０８を組立た後、フレーム
１の切欠部１ａ，１ｂに差込みフレーム２にて、
押えて固定する。

押えフレーム２の端部は内側に押え曲げ、ピン
２２の両端部に当て、投入の際の第３節リンク１
２、第２節リンク１３の反転を防止する機能を持
つ。

次に瞬時引はずし装置の作用について説明す
る。

第８図は投入時瞬時にのみ作用する過電流を検
出する瞬時引はずし装置に関するものである。

この装置は万一しや断器投入時に主回路に過大
電流が流れた場合、即しや断器を開放させるもの
で投入完了後は動作せず、しや断器の選択しや断
と負荷への衝撃に関して有効な手段となるもので
ある。

もししや断器にばね４０７ｄにより決定される
電流以上の過電流が流れると、主電流４１０はマ
グネツト４０８，４０９を励磁し、マグネツトリ
ンク４０７をばね４０７ｄに打勝つて反時計方向
に吸引する。この時ピン４０７ｂは絶縁パドル４
０６を、固定ピン４０６ａを支点として反時計方
向に回転させる。この事は、リンク４０５を第８
図の図示左方にある距離移動させる。

但し、このリンク４０５はリンク４０４におい
て動作点が第８図のＰ又はＱ点に移動させられ
る。リンク４０４はリンク４０２，４０３を介し
てリンク４０１へと接続されている。リンク４０
１は第４図から第７図のピン２２の端部と当たる
点に配置している為第８図Ｒ点が矢印の方向に移
動する際上方に押し上げられる。

この押し上げられた点におけるリンク４０４と
リンク４０５の連結ピン４０５ａの位置がＱ点で
ある。但しリンク４０１はしや断器が完全投入状
態になつた場合当りが外れてばね４１３の力によ
り元の状態に復帰する。

又、しや断器は一般にアーク接点と主接点とを
有し、投入に際してＰ−７接点を接触し、ある時
間遅れを持つて主接点を接触する構成としてい
る。この場合リンク４０１はアーク接点が接触し
た時点においては、上方に押し上げられる。

従つてリンク４０１が押し上げられこれに連動
している４０４とリンク４０５の連絡ピン４０５
ａの位置がＱ点にある場合のみ前記マグネツトリ
ンク４０７が吸引された時点でピン４０５ａは、
リンク４１１を第８図の図示左方に押しやり、ト
リツプシヤフトを時計方向に回転する様構成した
場合、投入時のみ動作する瞬時過電流引はずし装
置となる。このリンク４０１とピン２２の作用に
おいて瞬時引はずし装置を選択する様にした事が
特長である。

次に蓄勢表示機構の作用について説明する。

第９図ａ，ｂに示す様に主軸２０１上の一端に
ねじにより固定された表示カム３０２を配置し、
第１図蓄勢完了状態のデツドポイントＤ点の位置
にて、第９図の位置になる様に配置する。

この時、ピン５０５が表示カム３０２の溝最深
部にばね５０７の力により押し下げられ、蓄勢表
示板５０１がピン５０６を支点とし時計方向に回
転し蓄勢を表示すると同時にマイクロスイツチ５
０８を動作させる。

以上のように本発明によれば簡単な構成により
従来複雑とされていた電動ばね、操作回路しや断
器を得る事が出来、小形コンパクト化、安価な回
路しや断器の電動ばね操作装置を提供する事が出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の投入ばね蓄勢機構の側面図で
蓄勢状態を示す図、第２図は本発明の投入ばね蓄
勢機構の側面図で放勢状態を示す図、第３図は本
発明の蓄勢機構の正面図、第４図は本発明の投
入、引外しリンク機構の側面図で引外し状態、ば
ね蓄勢状態を示す図、第５図は本発明の投入、引
外しリンク機構の側面図で第４図より完全投入状
態に移行した状態を示す図、第６図は本発明の投
入、引外しリンク機構の側面図で引外し自由、状
態を示す図、第７図は本発明の投入、引外しリン
ク機構の正面図、第８図は本発明の投入時のみ動
作する瞬時過電流引外し装置の側面図、第９図
ａ，ｂは本発明の蓄勢表示装置を示す正面図及び
側面図である。 １０１……投入ばね、４……電動機、１０……
投入カム、２０１……主軸、１０７ｃ……ローラ
クラツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電動機の回転力により投入ばねを蓄勢し、こ
   の投入ばねの蓄勢エネルギーにより回路しや断器
   の投入、引はずしを行う回路しや断器の電動ばね
   操作装置において、前記投入ばねを蓄勢するため
   の電動機と、この電動機に連結された電動機軸
   と、この電動機軸にローラクラツチを介して取付
   けられた電動機蓄勢歯車と、この電動機蓄勢歯車
   にかみ合う主軸歯車と、この主軸歯車の内側に嵌
   合された軸受ケースとを設け、この軸受けケース
   と主軸とをローラクラツチを介して取付け、前記
   主軸歯車と前記軸受ケースが嵌合部で相互に逆方
   向に回転力を与えるばねを前記主軸歯車と前記軸
   受ケース間に設け、前記軸受ケースには、その周
   縁に沿つて適切な長さの切欠部を設け、この切欠
   部に前記主軸歯車に取付けたピンを係合させ、前
   記主軸には投入カムを取付け、この投入カムの側
   面にローラを取付け、一方向の回転を付与するよ
   うにフレームに弾着した投入キヤツチと前記ロー
   ラとを前記投入ばねを蓄勢時デツトポイントを超
   えた点で係合させ、前記投入カムの回転をストツ
   プするようにすると共に、前記デツトポイントを
   超えた時に、前記切欠部の長さ分だけ前記ピンを
   逃し前記主軸歯車の回転をゆるして、電動機によ
   る投入キヤツチの過剰押圧を防止させるようにし
   たことを特徴とする回路しや断器の電動機ばね操
   作装置。