JPS6161214B2 - - 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、
引はずし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
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
１０２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１０５ｂ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１０６ｂ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１０７ｅ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１０
７ｂ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１０７
ａ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に回転自由に固定
され、主軸２０１にはばね掛け１０８、投入用カ
ム１０が夫々圧入固定され、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内を貫通す
る。

電動機軸２０２にはローラクラツチ１０６を手
動ハンドル軸２０３にはローラクラツチ１０５ｂ
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図は投入引はずしリンク部に関
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３５，３６，３７，３
８、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
２６，２７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図は投入時瞬時のみ動作する瞬時引はずし
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、４０９は可動マグネツト、４１０
は主電流、４０１ａ，４０３ａ，４０４ａ，４０
５ａ，４０６ｂはピン、４０２ａ，４０７ｃは固
定ピン、４０７ａ，４０７ｂはピン、４０６ａは
シヤフト、４０７ｄ，４１２，４１３はばねを示
し、リンク４０１、リンク４０２はピン４０１ｂ
によりリンク４０２、リンク４０３はピン４０３
ａにより、リンク４０３とリンク４０４はピン４
０４ａにより、リンク４０４とリンク４０５はピ
ン４０５ａにより、リンク４０５と絶縁パドル４
０６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４０
９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４０７
ｄに掛けられ、マグネツトリンク４０７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図に蓄勢完了
状態、第２図は放勢状態を示す。第３図は回転矢
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 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の蓄勢状態に手動ハンドル２０５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１０
６ａを時計方向に回転する。但し、この場合電動
機軸２０２とは回転自由な為歯車１０６ａのみ回
転する。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１０７ｂ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に固定されたばね掛け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点を越えた時に主軸２０
１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は固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
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点を起えて、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との過蓄
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１０
２，１０３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１０
１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４節リンク１１，
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及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１０
４を持たせ金具１０２，１０３と当て、投入ばね
１０１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点までの移動をゆるすな
ら主軸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点を起えて、蓄勢の方向にエネルギー与え、
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１
０１自身にストツパ１０４を持たせ、長穴１０２
ａ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ダ円穴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１０
２ａにより、減すいする事となり、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を寄与させている。

引はずしは、第２節リンク１３と第１節リンク
１４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
２６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との掛けが外れて、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，
１３，１４、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１０
７、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に差込み押えフレ
ーム２にて押えて固定する。

押えフレーム２の端部は内側に押り曲げ、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４０７ｄは絶縁パードル
４０６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、投入に際してアーク接点を接触し、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
動しているリンク４０４とリンク４０５の連絡ピ
ン４０５ａ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４０
５ａ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を支点として時計方向
に回転し、蓄勢を表示すると同時にマイクロスイ
ツチ５０８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、１０４……ストツパ、１０２，１０３
……金具、１０２ａ……長穴。

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、フレームにしや断部の投入力
   を付加するリンク機構と、このリンク機構を駆動
   する投入カムと、この投入カムに固着された主軸
   と、この主軸の一端に固着されたばね掛けと、こ
   のばね掛けにピンを介して嵌合された第１の金具
   と、前記フレームに取付けられた第２の金具とを
   設け、この第２の金具はその一端に形成された長
   穴に前記フレームに固定したピンを嵌合し長手方
   向に少し遊動自在にさせて前記フレームに取付
   け、前記第１の金具の一端に前記投入ばねの一端
   を、前記第２の金具の一端に前記投入ばねの他端
   をそれぞれ取付け、前記投入ばねの内側で、且
   つ、前記第１の金具と第２の金具の対向する間に
   ストツパーを配置し、投入ばねの蓄勢エネルギー
   による衝撃を緩和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ばね操作装置。