JPS62262325A - 開閉器の操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の［ｌ的］ （産業上の利用分野） 本発明は開閉器の操作装置に係り、特に電力用の開閉器
などのばね駆動操作の改良に関する。

（従来の技術） 一般に開閉器などの高速の操作装置として、電動力ある
いは人力などによりばねを蓄勢し、そのばねの放勢力を
利用して開閉操作を行う操作装置はよく知られている。

駆動用のばねとしては圧縮ばね、引張ばね、渦巻ばねを
利用したものが一般的であるが、ここではねじりコイル
ばねすなわち渦巻ばねを利用したものを説明する。

第７図に従来の渦巻ばね駆動の操作装置の一例を示す。

すなわち、電動機１の出力軸先端にウオーム２を設け、
ウオーム２はホイール３に連結され、ホイール：３は中
心軸４を介してウオーム５に直結し、さらにウオーム５
はホイール６に連結される。ホイール６の中心軸７は渦
巻ばね８の内側端に直結され、また渦巻ばね８の外側端
は接続板９により他の渦巻ばね１０の外側端に接続され
、渦巻ばねｌＯの内側端は中心軸１１に直結され、さら
に中心軸１１は円板１２に直結される。そして円板１２
の側面にはキャッチローラ１３が設けられ、このキャッ
チローラ１３を引はずしラッチ１４によって受けており
、引はずしラッチ１４は支点を有するＬ字形に形成され
、他方には復帰ばね１６と吸引マグネッ１〜１５を設け
ている。

このような従来の構造によれば電Ａｔｔ＋機１の回転に
より１点線で示す蓄勢時の回転方向２ａ　、　３ａ　、
　６ａにウオーム２．ホイール３．中心軸４．ウオーム
５゜ホイール６、中心軸７が回転して渦巻ばね８，１０
及び中心軸１１．円板１２に実線で示した放勢時の回転
方向１２ａの力が伝達される。円板１２のキャッチロー
ル１３が引はずしラッチ１４によって受けられるため、
中心軸１１１円板１２は回転せず、渦巻ばね８゜ｌＯが
蓄勢される。電動機１を停止し、渦巻ばね８゜１０を蓄
勢し終えた後、吸引マグネット１５によって引はずしラ
ッチ１４を矢印１４ａ方向に回転させてキャッチロール
１３からはずすと１円板１２は回転自由となり、渦巻ば
ね８，１０の放勢力により高速で回転する。そしてこの
回転力を出力として取出す。

なお吸引マグネット１５を解放すると復ん）ばね１６に
より引はずしクラッチ１４が矢印１４ａ方自と反対方向
に回転し、キャッチロール１３と係合し１円板１２の回
転を止める。なお動作エンド近傍では図示しない緩衝装
置により可動系の速度を抑制してキャッチロール１３と
引はずしラッチ１４の係合ショックをやわらげるように
なっている。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のこのようなばね操作装置においては、すべてばね
を蓄勢する力と放勢する力が１対１であろため、ｔｔｔ
動機の回転を大幅に減速して放勢力に見合った力で蓄勢
する必要上、減速機が必然的に大形化し、大減速比のた
め機械的効率の低下はやむを得なかった。なお減速機の
効率は減速比にほぼ逆比例する。また、上述したような
従来の直列ばね方式ではどうしても一軸線上に長さが増
大し、この装置のスペースファクターが、甑＜大形化す
るということなど解決すべき問題点があった。

本発明は上記の点を考慮してなされたもので。

その［１的とするところは、比較的小さな力でばねを蓄
勢し、大きな力でばねを放勢でき、高出力で小形な開閉
ｔＪの操作装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）かかる目的を達
成するために本発明によれば、ねじりコイルばね２本を
並列に配置し、それぞれを歯＋１によって連結し、ねじ
りコイルばねの蓄勢的にはねじコイルリばね２本分の長
さを有するときに蓄勢するのと同じトルクで蓄勢し、放
勢時には２本のねじりコイルばねの放勢力の和、すなわ
ちねじりコイルばね蓄勢に要するトルクの２倍のトルク
で放勢することができ、高出力が得られ。

小形化できることを特徴とする。

（実施例） 以下本発明の開閉器の操作装置の一実施例を第１図ない
し第６図を参照して説明する。第１図において、電動機
１７の出力軸先端にレバー１８を設け。

このレバー１８の回転運動をレバー１９の矢印１９ａの
ような往復運動に変換する。レバー１９にはラチェット
２０がピン結合されている。吸引マグネット２３が励磁
されるとレバー２４が引付けられ、引張りばね２５が引
張られると、ラチェット２０はラチェットホイール２６
に押付けられ、ラチェットホイール２６と係合し、（第
３図及び第４図参照） 吸引マグネット２３が無励磁の場合は、復帰ばね２７に
よりレバー２４が復帰ばね２７の方向に引張られ。

レバー２４がラチェットｚＯをはね上げ、ラチェット２
０はラチェットホイール２６とは係合しない。（第５図
及び第６図参照） 第２図に１洋細に示すように、ねじりコイルばね２９は
一端でラチェットホイール２６に直結し、他端で歯車３
０と直結している。ねじりコイルばね２９の内側には軸
２８が設けられ、ラチェットホイール２６とキー結合し
ている。軸２８と歯車３０はベアリング４６を介して連
結し、また軸４８と歯車２１は一方向クラッチ２２を介
して連結している。

再び第１図において、歯車３０と歯車３１は同歯数。

同径で互に結合し、歯車３１にはねじりコイルばね２９
と同一のねじりコイルばね３２が直結し、またねじりコ
イルばね３２が直結し、またねじりコイルばね３２の他
端は歯車２１と同素数、同径の歯車３３に直結している
。ねじりコイルばね３２の内側には軸４５が設けられ、
歯車３１．３３とは軸４５とベアリングを介して夫々連
結している。＠車３３には１８０°　対向位置にキャッ
チローラ３１１．３５が配置され、吸引マグネット３６
が無励磁の場合には引はずしラッチ３７がキャッチロー
ラ３４あるいはキャッチローラ３５と係合し、吸引マグ
ネット３６が励磁されると引はずしラッチ３７が二重矢
印３７ａ方向に引きよせられキャッチローラ３４あるい
は３５との係合は解かれる。

さらに吸引マグネット３６の励磁が解かれると引はずし
クラッチ３７は復帰ばね３８により二重矢印３７ａと反
対方向に引張られキャッチローラ３４あるいは３５と係
合する位置にもどる。歯車２１．：ｌ：Ｊの両方には歯
車３９が係合し、歯車３９の中心軸４０の他端にはレバ
ー４１を取付ける。そしてレバー４１の先端はリンク４
２にピン結合され、さらにリンク４２の他端はレバー４
３の先端とピン結合され、レバー４３の出力軸４４に取
付けられ、放勢時にはレバー４１は実線の矢印４１ａの
方向に回動し、レバー４３は実線の矢印４３ａのように
往復回動する。そしてレバー４３に連結された出力軸４
４には図示しない開閉部の可動側が連結される。

次に、このように構成された操作装置の作用について説
明する。第１図において、電動機１７が矢印１７ａ方向
に回転するとレバー１８の先端と南東穴によって連結さ
れたレバー１９が軸２８上の支点を中心に矢印１９ａ方
向に往復運動する。吸引マグネッ１〜２３が励磁されて
いる場合はラチェット２０の先端の刃がラチェットホイ
ール２６と係合しているため、レバー１９の往復運動に
より、レバー１９にピン結合されているラチェット２０
が往復運動し、ラチェットホイールｚ６を蓄勢時の点線
で示した矢印２２ａ方向に回転させる。

ラチェットホイール２６の回転はねじりコイルばね２９
、歯ｊ１３ｏ、　３１、ねじりコイルばね３２に伝達さ
れ、歯車：ｌＯ，：ｌｌは蓄勢時の点線で示した矢印３
０ａ　。

３１ａ方向に夫々回転し、ねじりコイルばね２９．　：
１２が夫々蓄勢される。ねじりコイルばね２９．３２に
より歯車３３の矢印３３ａ方向への回転は、引はずしラ
ッチ３７により止められ、ラチェットホイール２６の反
転は軸２８の時計回り方向のみ回転可能な一方向クラッ
チ２２により防止されている。

電＃ＩＪ機１７によるねしりコイルばね２！］、３２の
蓄勢が完了した後、吸引マグネッ１〜２３を釈放すると
復帰ばね２７がレバー２４を引張りレバー２４を時計方
向に回転し、ラチェノ１−２０をはねｌ−げ、ラチェノ
１、ホイール２６との係合を解く。

歯車２１は歯車３９を介して歯車３３に連結している。

歯車３３の回転は引はずしラッチ３７により止められて
いるため、歯車２１は回転しない。歯車２１はラチェッ
トホイール２６にキー結合されている軸２８に一方向ク
ラッチ２２を介して取付けられているため。

ラチェットホイール２６に直結されているねじりコイル
ばね２９は放勢されない。

次に吸引マグネット３６を励磁すると引はずしラッチ３
７が２重矢印３７ａ方向に回動し、キャッチローラ３４
との結合が解かれ、ねじりコイルばね２９゜３２が放勢
され、歯車２１．３３が放勢を示す実線の矢印２１ａ、
　３：ｌａ力方向夫々回転し、同時に歯車２１．３：１
に係合している歯車３９も放勢を示す実線の矢印３９ａ
方向に回転する。

この時歯車２１はラチェットホイール２６にキー結合し
ている軸２８と反時計回転方向のみ係合する一方向クラ
ッチ２２を介して軸２８に取付けられているため、ねじ
りコイルばね２９の放勢が歯車２Ｉに（Ｊｉ達され放勢
を示す実線の矢印２１ａ、　：ｌ：ｌａ、　３！ｌａ、
　４１ａ。

４３ａ方向に回転または回動する。また歯車３０と歯車
３１は同歯数、同径であり、またねじりコイルばね２９
とねじりコイルばね３２は同一特性を有するばねである
ため、夫々のばね放勢時歯車３０．３１は回転せず、歯
車２１．３３が同速度で回転する。このとき歯車３９の
回転により歯車３９の中心軸４０も回転し。

この回転力を出力として取出すことができる。すなわち
、レバー４１は実線で示した矢印４１ａ方向に回転し、
またレバー４３は実線の矢印４３ａの何れかの方向に回
動し、このレバー４３により出力軸４４は出力を図示し
ない開閉部の可り１側に伝え、開閉部を開閉する。さら
に歯車２１及び３３と歯車３９との歯数比を調整するこ
とにより、中心軸４０からは任意の回転数の出力を取出
すことができる。なお、吸引マグネット３６の励磁はパ
ルス電圧などにより瞬Ｕνとし、励磁後ばね３８により
すぐ復帰させることにより引はずしラッチ３７はキャッ
チローラ３４からはずした後すぐ元の位首に戻り、歯車
３３が１／２回転後キャッチローラ３５と係合し、歯車
３３の回転を止めろ、なお、動作エンド近傍は図示しな
い緩衝装置により可動系の速度を抑制してキャッチロー
ラ：１４，３５と引はずしラッチ３７の係合時のショッ
クをやわらげている。また歯車３３の回転数はキャッチ
ローラ３４．３５の数により調整することができる。

例えばキャッチローラを１個にすれば歯車３３は１回転
し、キャッチローラを３個にすれば１／３回転する。さ
らに上記キャッチローラの数を２個、歯車２１．３３．
３９の歯数を同一にすれば、第１図に示すように、中心
軸４０にレバー４１を取付け、これとリンク４２によっ
てレバー４３に連結することにより。

中心軸４０の同一方向１／２回転運動を出力軸４４の往
復回転運動として取出すことが可能である。

上述した実施例においては、ねじりばねとしてねじりコ
イルばねを使用しているが、これは渦巻ばねにおいても
同様の構造をとることは可能である。

このように従来２個の渦巻ばねを直列に設けていた操作
装置を、この２個の渦巻ばねを並列に設けることにより
、ｉ勢時のトルクは従来と同じでも、放勢時の出力は２
倍になり、このように出力が増大し、かつ操作装置の構
成を縮小できる利点がｔｊ）られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、渦巻ばねすなわち
、ねじりコイルばねを蓄勢する際には、２本の並列に配
置されたねじりコイルばねは歯車を介して駆動側の回転
力を伝えることができるので、従来の２本のねじりコイ
ルばねを直列に接続した場合と同じ力で蓄勢することが
でき、ねじりコイルばねを放勢する際には、２本のねじ
りコイルばねは同一特性を有するため、２本のねじりコ
イルばね間の歯車は静止状態を保ち、出力側の歯車のみ
を回転することができ、ねじりコイルばね蓄勢時の２倍
の１−ルクの出力を得ることができる。

出力軸の取り出し方によっては、同一回転方向出力も往
復回転出力も可能である。従って本発明によれば電動機
の出力が小さく、すなわち容積が少なく、ばねの跪列配
置により一１４有スペースを有効的にとれるので小さい
容積で、大きな出力を得ることがｉｆ能な経済ｌ／［の
高い開閉器の操作装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の開閉器の操作装置の夫々斜
視図、第３図ないし第６図は第１図及び第２図の要部を
示し、第３図は一部断平面図、第４図は正面図、第５図
は一部断平面図、第６図は正面図、第７図は従来の開閉
器の操作装置の斜視図である。 １７・・・電動機　　　　　　２０・・・ラチェット２
１、：３０，３１，３３．３９・・・歯車　２２・・・
一方向クラッチ２３．３６・・・吸引マグネット　２６
・・・ラチェットホイール２８．４５・・・軸　　　　
　　　２９，３２・・−ねじリコイルばね３４、：＋５
・・・キャッチローラ　３７・・・引はずしらツチ３８
・・・復帰ばね　　　　　４０・・・中心軸４４・・・
出力軸 代理人　弁理士　　井　上　−男 第１図 第３図 第４図 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ばねの放勢力を駆動源とする開閉器の操作装置に
   おいて、軸線を並列に配置した２本の第１及び第２のね
   じりコイルばねと、その一端で互に噛み合いそれぞれ前
   記第１及び第２のねじりコイルばねと直結する同一歯数
   の第１及び第２の歯車と、一方他端において原動機側か
   ら回転力を与えられる前記第１のねじりコイルばねと直
   結した第１の軸と、前記第２のねじりコイルばねと直結
   する前記第１及び第２の歯車より若干小径でキャッチロ
   ーラを有する第３の歯車及びこの第３の歯車と同径同歯
   数で前記第１の軸の中心に一方向クラッチを介して前記
   第３の歯車と同一平面に取付けた第４の歯車と、前記第
   ３及び第４の歯車と噛み合う第５の歯車ならびにこの第
   ５の歯車と直結する出力軸とからなり、前記キャッチロ
   ーラを釈放自在に止める引はずしラッチと入力側回転方
   向に対し回転自在な前記一方向クラッチとからなり、こ
   の一方向クラッチの動作により並列ばね放勢を行なうこ
   とを特徴とする開閉器の操作装置。
2. （２）ラッチェットホイールを直結した第１の軸が原動
   機との間にラチェット減速機構を設け、ばね放勢時に電
   磁石によりラッチェットを前記ラチェットホイールから
   浮上させ放勢動作を行う特許請求の範囲第１項記載の開
   閉器の操作装置。
3. （３）原動機が電磁クラッチを有する電動機と第１の軸
   を歯車で直結された特許請求の範囲第１項記載の開閉器
   の操作装置。