JPS63304542A - トーションバーによる操作機構 - 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】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、開閉器の操作機構に関するものである。 〔従来の技術〕 遮断器のばね操作機構として、コイルばねを使用するこ
とは特開昭６１−９６６１９号公報、特公昭５５−１７
４４９＠公報及び実開昭６０−９１４２号公報において
よ（知られている。 第６図は従来のばね操作機構の構成図である。 図に詔いて、Ｃ１）は筐体、（２）は筐体に支承された
カム軸、（３）はカム軸（２）１こ装着されたカム、（
４）はカム軸（２）に装着されたツメ車、（５）は投入
ばねで、カム軸（２）を時計方向■こ回動するトルクを
発生する。（６）は回動可能に軸（１）で筐体（１）に
支承された７／＜−で、ピンＡ（８）及びローラ（９）
が設けられている。αｑはレバー（６）に連結されたａ
断ばねで、図示の状態では圧縮により蓄勢されている。 αつは歯車（図示せず〕を介してモータ（図示せず）に
結合されたンメ軸で、投入ばね（５）の放勢位置でモー
タ（図示せず）が回転して偏心運動する。＠はンメ軸α
いこ装着されたンメで、ンメ軸αυの回転により揺動運
動する。Ｑ３はンメ車（４）１こ設けられたピンＢ、α
弔はビンＢＵと係合した投入ランチ、αＧは投入トリガ
で。 投入ランチα１こ係合している。ＣＶｅは投入電磁石で
。 グランジャーσηを有する。口は引外しランチで、ビン
Ａ（８）と係合している。ａ９は引外しトリガで。 引外しランチロと係合している。■は引外し電磁石で、
プランジャーＩ２１１を有する。■は遮断器の可動接触
子で、リンク機構のを介してレバー（６）１こ連結され
ている。 次に開路動作について説明する。第６図において、レバ
ー（６）は遮断ばねα０により常時、時計方向の回転力
を与えられているが、引外しランチ凪及び引外しトリガ
ａｇで保持されている。したがって。 この状態にて引外し電磁石田が励磁され、引外しトリガ
Ｏｇが反時計方向に回転すると、引外しランチ■がビン
Ａ（８）からはずれて、　レバー（６）が時計方向に回
転し、リンク機構■を介して可動接触子■が遮断方向蚤
こ駆動される。＠７図がこの動作完了状態を示す。 閉路動作は第７図において、ンメ車（４）ｄこ連結され
た投入ばね

【５）はカム軸＋２）に時計方向の回転力を
与えており−その回転力を投′入うンチα勺および投入
トリガα均にて保持されている。したがって、この状態
で投入電磁石α０が励磁され、投入トリガ（ト）が反時
計方向に回転すると投入ランチα４がツメ車（４）に取
付けられたビンＢ（１３，Ｄ）らはずれ、カム軸（２］
に固定されているカム（３）が時計方向蚤こ回転し、レ
バー（６）は遮断ばね叫を圧縮しなから反時訓方向に駆
動される。第８図が投入動作を完了し２再びビンＡ（８
）が引はずしランチロで保持さｎｌこ状態を示す。 投入ばねの蓄勢動作は矢のよう醗こ行われる。第８図に
示すように投入動作の完了〔α後には、投入ばね（５）
は放勢状態にある。ツメ軸αηは図示以外の歯車を介し
てモーターこ結合されており、投入ばね（５）の攻勢位
置では、モータが起動されてツメ軸ｑυが回転する。ツ
メ軸０１）は偏心しているため取付けられた２つのツメ
＠は揺動運動を行い、この動作によりンメ車（４）が時
計方向曇こ回転し、投入ばね（５）が蓄勢される。プン
トポイントを越えた位置でカム軸＋２）は時計方向の回
転力を与えられて、再び第６図に示すようにビンＢ　Ｑ
３　＋こ投入ランナα弔が係合すること蚤こより保持さ
れる。この状態ではンメ車（４）の一部Ｉこツメがなく
、ツメ（６）が揺動運動してもンメ車（４）に回転力が
与えられず、ツメ軸０］）は空回りし、モータの回転に
よる過負荷をツメ（２）や投入ランチ０４）Ｉこ与えな
いようＩｃ　１１っている。 〔発明が解決しようとＴる問題点〕 従来の開閉器の操作機構は以上のように構成されている
ので、コイルばねの直線方向の蓄勢力をツバ−を介して
回転力に変換するため、可動接触子の高速動作が困難で
あるという問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
１こもので、可動接触子の駆動力を直接回転力として得
ることができる開閉器の操作機構を得ることを目的とす
る。 Ｃ問題点を解決するための手段〕 この発明に係る開閉器の操作機構は、棒のねじり変形を
利用した第１のトーションバー（Ｊ　Ｉ　５−Ｂ２７０
５’）の一端を回動可能な回動体に固着して、他端を固
定部に固着し一第２のトーションバーの一端８回動体の
回動中心を挾んで第１のトーションバーの反対イＩ′１
１Ｃ固着して一他端を固定部で回動自在に支持し、他端
に連結したリンク機構を介して開閉器の開路又は閉路を
行うようにしたものである。 〔作用〕 この発明醤こおける開閉器の操作機構は、第１のトーシ
ョンバーと第２のトーションバーとが回動体を介して直
列１こ接続されることにより１等価的ニ長尺化したトー
ションバーのねじり力を回転力として出力する。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図暑こついて説明する。第
１図〜＠３図薔こおいて、１１）〜ｔａ）、　（ｓ）　
、　（９）　。 （至）〜■は従来と同様である。□は筐体（１）に固着
されｒ＝筒体−＠は筒体（至）、に設けられたビン、ｅ
２Ｉ３．＠はビンＧに嵌合されて回動自在なレバー、（
支）、翰は一瑞が筐体（１１＋こ固着され、他端が各レ
バー（至）。 ＠蚤こ固着されたトーションバーである。■、■は筐体
（１）に装Ｎされたベアリング、ｏ、ｃｎは各ベアリン
グ■、　（１１）に支持された回転軸、（至）、（ハ）
は一端が各回転軸圏、（至）に固着され、他端が各レバ
ー翰＠に固着ざｎたトーションバーである。なお、トー
ションバー■、（至）、（ロ）、田はねじり力によって
ばね荷重を得るもので、コイルばねは素線のねじり力を
利用し、素線をコイル状にして端部の直線運動１こより
ばね荷重を得るものである。したがって、コイルばねは
素線自体の極慣性モーメートと。 片方固定で他方運動の場合のコイルばね自体の慣性質量
（コイルばね全質量約３分の１）とを持っており、コイ
ルばねの固有振動数は小さい。これに対して、トーショ
ンバーばばね自体の極慣性モーメートシカ持たないので
、固有振動数が大きい。 言い換えれば、消弧室の可動接触子を動作させるエネル
ギーとして、コイルばねの場合、コイルばね自身を動力
）すためのエネルギーを余分轟こ必要とすること１こな
る。その他、トーションバ一には応力集中がない、七ン
チ／グが十分施せるなど多くの利点がある。し力）し、
それを実際に適用する場合、長いトーションバーをどの
よう醗こ配置し、取付けする力）が問題であり、遮断器
には従来適用されていなかった。本発明で使用したトー
ションバー−。囚、ｃ４．ｃｃｑは同一般計器であるが
、遮断用トーションバーのたわみ角を投入用トーション
バーのたわみ角より小さく取ることにより、投入のトー
ションバーの放勢エネルギーを遮断用より大きくなるよ
うに使用している。また投入動作中の投入力はカム（８
）の形状を工夫することにより自由に設計している。（
至）は回転軸■に固着されたレバーで、＠１図において
トーションバー（至）、（ロ）によって反時計方向の回
転力が与えられるように構成されている。（ロ）は回転
軸（至）憂こ固着されたレバー。 （支）は筐体（１）Ｉこ支承された回転軸で、モータ（
図示せず）で第１図において反時計方向に駆動される。 虫は回転軸（至）に固着された小歯車、に）はカム軸（
２）に固着されて小歯車（至）と噛み合うようＩこ構Ｆ
ｆ２された大歯車で、トーションバー囚、田が蓄勢され
た状態のとき、小歯車に）との噛み合いが外れるように
一部分の歯が欠いである。Ｇ１１）はレバー匈と大歯車
…とを連結したリンク、（ハ）はレバー（至）蕎こ連結
された緩衝器で、可動接触子■の開閉動作時の衝撃を緩
和する。 次醗こ動作について説明する。開路動作は第１図〜ｍｇ
　３　図＋こおいて、レバー（至）はトーションバー。 −により常時反時計方向の回転力が与えられており、そ
の回転力を引外しランチ［１８１および引外しトリガ（
ｌｉ）１こて保持されている。したがって、この状態酪
こて引外し電磁５囚が励磁されると、プランジャーのが
右方向ｌこ動作し、引外しトリガ０９が時計方向に回転
し、引外しランチ（至）がビンＡ（８）からの反力によ
り反時計方向蔭こ回転する。引外しランチ止がビンＡ　
（８）　Ｄ）らはずれると、レバー（至）は反時計方向
に回転し、消弧室の可動接触子■が遮断方向に駆動され
る。この動作完了状態が一更４図である。 閉路動作は＠４図１ｃ３いて、カム（３）はカム軸（２
）。 大歯車に）、リンクｆ４１１を介してレバー■に連結さ
れており、トーション／＜−ｆＪ、（（’ＰＩこより時
計方向の回転力が与えられている。その回転力を投入ラ
ッチα夷８よび投入トリガ（４）にて保持している。こ
の状態にて投入電磁石αＧが励磁されるとプランジャー
α力が右方向に動作し、投入トリガαＧが時計方向に回
転し、投入ランチα（がカム（３）に設けられたビンＢ
ｏ３からの反力により１反時計方向に回転する。 投入ランチα弔がビンＢ（１３２））らはずれ、カム（
３）が時計方向に回転し、レバー（至）に設けられｚロ
ーラ（９）を押し上げるため、レバー（至）はトーショ
ンバー（支）【′４を時計方向にねじりながら駆動され
る。 第５図は投入動作が完了し、再びビンＡ（８）が引外し
ランチ□□□にて保持された状態である。なお、トーシ
ョンバー■、［有］を蓄勢シながらトーションバー翰、
（ハ）カ放勢されるので、トーションバー■（ロ）より
モト−ジョンバー■、（至）の蓄勢エネルギーは大であ
る。 トーションバー（支）、（イ）の蓄勢動作は次のように
行う。第５図１こ示すように投入動作の完了直後１こは
、トーションバー（至）、（至）は攻勢状態にある。小
歯軍国は図示以外の歯車を介してモータに結合されてお
り、小歯車−が反時計方向曇こ回転することにより、大
歯車−が時計方向裔こ回転し、リンクＧυレバー■、投
入用回転軸Ｃ（３を介して、トーションバー囚、田が蓄
勢される。リンク（９）の引張り荷重方向がカム軸（２
）の中心を交差するプントポイントを越えた位置でカム
軸【２】はトーションバー囚、（５）の力によりリンク
＠を介して時計方向の回転力が与えられると同時に、大
歯車に）の一部の歯が欠いているので、大歯車４０と小
歯車−の保合がはずれる。トーションバー凶、（ト）の
カーこよる大歯車重の時計方向の回転力は、ビンＢ　（
ＩＩこ投入ラッチα４が係合することにより保持される
。ｇ−なゎち、＠１図に示した状態に再びもどる。この
状態では、大歯車（ト）と小歯車（至）の係合がはずれ
て３つ、モータが回転しても小歯車（ト）は空回転し、
大歯車噛にモータの回転力が与えられず、ラッチα→や
ビンＢＯＪが過大な負荷が与えられるのを防止している
。 ＠３　図及Ｕ％　４図において、トーションバーの配置
・取付けの工夫を示すとともに動作を説明する。第４図
において、レバー（至）を矢印入方向（反時計方図）Ｉ
こ回転させると、トーションバー■がねじれる。このと
き、支点のビン（至）とトーションバー（ロ）の中心軸
がずれているため、トーションバー（至）がねじれると
同時暑こ、トーションバー【Ａの一端がビンのを中心に
して回転する。トーションバ−（ロ）はねじれると同時
暑こよじられる。すなわち曲げられた状態となる。トー
ションバー（至）薔こはねじり応力に加えて曲げ応力が
加わることになるが。 トーションバー（至）が十分長いことと、端部の曲げ酪
こよるたわみ量が少ないので、曲げ応力は問題とならな
い。 レバー（至）がビン■を中心にして回転すると、トーシ
ョンバー■は端部がビン（至）を中心１こして回転スル
と同時にねじられること１こなる。トーションバー（至
）はトーションバー（至）と同様蔭こねしられると同時
暑こ曲げられることになる。したがって、トーションバ
ー（ハ）、＠は直列醗こ１本の長いトーションハートシ
て作用する。ビン（至）はトーションバー［有］と支点
荷重とトーションバー（至）の支点荷■が加わるが、そ
の方向は正反対となるため荷重は相殺されて、ビンＩｆ
こは原理的に全く荷重が加わらない。 ビン（至）か理想的な位置と少しずれるとトーションバ
ーの曲げ負荷が若干加わる。支点荷重は小さいのテ、摩
擦等のビン部のエネルギー損失が少ｆｌい。 トーションバー１こ曲げが加わる使い方としては自動車
のスタビライザなどがあるが、本発明によるものは構造
機能か全く異なる。トーションバーに０曲げが加わりに
くい構造とするためにはトーションバー■、（ロ）の距
離をできるたけ近づけることが必要である。この距離を
Ｏにするには一方をパイプ状にすれは可能である。パイ
プ状のトーションバーを製作するには価格的Ｉこも技術
的煽こも得策でないが、原理的裔こは可能であり、もし
可能であれば十分目的を達成できる。 １本のトーションバーでこの構造を得るためには他端を
固定する必要があり、操作機構力）ら離れた位置での固
定となり、フレーム力）ら剛性のある長い部材を必要と
することも考えられる。しっ）シ。 ２不で折り返し使用し１こ本発明の構造では固定部をフ
レーム近くに配置でき、コンノくクトな構造が得られる
。 上記実施例では２本のトーションバ（−をレノ（−で直
接結合して１本の長いトーションバく−とじたが、同時
に３本以上をレノ（−で同様に結合しても同様に効果を
奏する。 また、上記実施例では遮断器の場合について説明したが
、断路器や他の開閉装置であってもよく一上記実施例と
同様の効果を奏する。 また、複数個のトーションバーを結合して１本の長いト
ーションバーとしてコンパクトに配置する方法は自動車
等醤こも応用できる。 〔発明の効果〕 この発明によれば、操作機構の駆動源にトーションバー
を使用、このトーションバーをｔｅ個ｆこ分割すること
１こよって、コンパクトに構成でき。 高速動作ができる。

【図面の簡単な説明】

ａｔ図はこの発明の一実施例を示す正面図、＠２図はＳ
ｔ図の斜視図、第３図は要部の構成を示す断面図、第４
図は第１図の開路状態を示す説明図、＠５図は第４図の
開路時を示す説明図、第６図は従来の開閉器の操作機構
を示す構成図、＠７図及び篤８図は第６図の動作を示す
説明図である。 図において、【１）は筐体、Ｑ２は可動接触子、■はリ
ンク機構、＠は筒体、（支）、凶、［有］、田はトーシ
ョンバーである。 なお、各図中同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ばねの蓄勢力をリンク機構を介して伝達し、上記
   蓄勢力で開閉器の開路又は閉路動作を行うようにしたも
   のにおいて、第１のトーシヨンバーの一端を回動可能な
   回動体に固着して、他端を固定部に固着し、第２のトー
   シヨンバーの一端を上記回動体の回動中心を挾んで上記
   第１のトーシヨンバーの反対側に固着して、他端を上記
   固定部で回動自在に支持し、他端を上記リンク機構と連
   結したことを特徴とする開閉器の操作機構。