TWI734165B - 電磁操作裝置 - Google Patents

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TWI734165B
TWI734165B TW108128448A TW108128448A TWI734165B TW I734165 B TWI734165 B TW I734165B TW 108128448 A TW108128448 A TW 108128448A TW 108128448 A TW108128448 A TW 108128448A TW I734165 B TWI734165 B TW I734165B
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香川耕一
森藤英二
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日商三菱電機股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種電磁操作裝置，具備有一起操作複數個開閉器的手動操作部，該手動操作部係具備：軸，其轉動自如地保持於電磁操作裝置本體部之框架，且搭架於複數個電磁操作裝置本體部所排列之區域；手柄部，其將軸進行轉動操作；複數個凸輪，其對應於電磁操作裝置本體部之各者而分別安裝於軸；以及連桿構件，其轉動自如地被支撐於由框架所支撐的旋轉軸，其一端部接觸於凸輪而另一端部接觸於可動軸；且該手動操作部係構成為：伴隨手柄部之斷開操作使軸轉動，且透過凸輪及連桿構件使複數個可動軸同時移動。

Description

電磁操作裝置
本發明係關於一種操作例如開閉器的電磁操作裝置。
以開閉器而言，有一種將可動接觸子和固定接觸子內置於真空容器內的真空斷路器，其藉由使可動接觸子移動而進行開閉操作。操作開閉器的電磁操作裝置係以不僅能夠進行電磁操作，而且還能夠進行手動操作的方式所構成。在以手動來進行斷開操作的情況下，例如是藉由作業者使旋轉軸轉動來使固定於旋轉軸的槓桿(lever)驅動，且藉由槓桿直接地推壓電磁操作裝置之可動軸而使其驅動。又，該旋轉軸係一種使用扳手(wrench)等工具來驅動的構成(例如，參照專利文獻1)。 又，就習知的開閉裝置而言，已有揭示一種對三相分之開關(switch)部(開閉器)一起進行開閉操作的構成，在手動操作時係將其他零件之手柄(handle)安裝於主軸(旋轉軸)，且藉由固定於該主軸的槓桿直接地使驅動軸(可動軸)驅動(例如，參照專利文獻2)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特許第5901351號公報 專利文獻2：日本特許第4668165號公報
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1之電磁操作裝置，係使手動操作用的機構部與電磁操作裝置設置成一對。為此，在設想成一台的開閉裝置之中具備有三相分之開閉器，且三相個別設置有電磁操作裝置之構成的情況下，因在進行手動斷開操作時有必要依每一相進行手動操作，故而會暫時性地發生斷相狀態。
又，在專利文獻1及2之構成中，因其是一種藉由固定於旋轉軸的槓桿直接地使可動軸驅動的構造，故而需要足以直接旋轉操作固定有槓桿之旋轉軸的操作扭力(torque)，且在操作性上會有操作扭力因一起進行手動操作的裝置之台數增加而變大的問題點。又，在操作性上亦有手動操作用的手柄等並未裝備於裝置側的問題點。
本案係揭示一種用以解決如上述之課題的技術，其目的在於提供一種能夠對複數個開閉器一起進行手動操作，並且操作性優異的電磁操作裝置。 [解決課題之手段]
本案所揭示的電磁操作裝置係具備有對複數個開閉器一起以手動進行斷開操作的手動操作部，其中，上述手動操作部係具備：軸(shaft)，其轉動自如地保持於操作上述開閉器的電磁操作裝置本體部之框架(frame)，且配設成搭架於複數個上述電磁操作裝置本體部所排列之區域；手柄部，其具有將上述軸進行轉動操作的把手部；複數個凸輪(cam)，其對應於複數個上述電磁操作裝置本體部之各者而分別安裝於上述軸；以及連桿(link)構件，其設置於上述軸與各個上述電磁操作裝置本體部之可動軸之間，且轉動自如地被支撐於由上述框架所支撐的旋轉軸，其一端部接觸於上述凸輪，另一端部接觸於上述可動軸；且上述手動操作部係構成為：伴隨上述手柄部之斷開操作使上述軸轉動，且透過上述凸輪及上述連桿構件使複數個上述可動軸同時移動。 [發明效果]
依據本案所揭示的電磁操作裝置，係為一種使安裝於軸的凸輪與連桿構件連動以使可動軸移動的構成，故而相較於使用以使可動軸移動的一個構件直接地安裝於軸的構成，其設計裕度可隨著與軸連動的零件數越多而變高，且容易進行手動操作所需的操作扭力之調整，可藉由對固定於軸的手柄部進行手動操作而一起操作複數個可動軸，且能夠使操作性提高。
實施形態1. 使用第1圖至第6圖來說明本案之實施形態1的電磁操作裝置100。 第1圖係顯示實施形態1的電磁操作裝置100之局部剖面側視圖，且為顯示與藉由該電磁操作裝置100進行開閉操作的開閉器200之連接關係的示意圖。在此，所謂開閉器200例如為真空斷路器，可藉由電磁操作裝置100和開閉器200來構成開閉裝置。 電磁操作裝置100係具備：電磁操作裝置本體部10，其在能夠利用電源的情況下對開閉器200進行電磁操作；以及手動操作部20，其在電源喪失時等緊急時用以供作業員對開閉器200進行手動操作。在第1圖中，電磁操作裝置本體部10被配置於中央部，開閉器200被配置於右側，手動操作部20被配置於左側，且以貫穿該等構件的方式朝向左右方向延伸配設有可動軸1。再者，三相分之開閉器200係並排配置於第1圖之深度側，第1圖之左端的面部係成為電磁操作裝置100之正面。
開閉器200係以在真空容器內使可動接觸子201和固定接觸子202沿著軸向方向成為對接的方式所構成，與可動接觸子201連接的可動軸1是藉由電磁操作裝置本體部10或手動操作部20所操作而控制開閉。再者，在第1圖中，係省略了位於可動接觸子201與電磁操作裝置本體部10之間的絕緣部以及與二個接觸子連接的導電部等構成的記載。
第2圖係電磁操作裝置100的放大側剖視圖，且例示藉由電磁操作使可動軸1驅動的電磁操作裝置本體部10之構成和以手動使可動軸1驅動的手動操作部20之詳細的構成。第2圖係相當於沿著後面所述的第3圖之A-A線的側剖視圖。 電磁操作裝置本體部10係指在普通運轉時進行開閉器200之開閉操作的機構部，且在藉由框架支撐部11b所支撐之對向的二片板狀的框架11之內部具備可動鐵心12和固定鐵心13，該可動鐵心12係固定於可動軸1且以藉由開閉操作朝向軸向方向移動的方式所構成，該固定鐵心13係固定於框架11且與可動鐵心12對向所設置。可動鐵心12係藉由線圈(coil)14之通電狀態進行操作，在使其從閉合狀態遷移至斷開狀態的情況下，可動鐵心12會朝向第1圖中之箭頭所示的斷開方向(左側)移動，且可動鐵心12會從固定鐵心13離開。當可動鐵心12從固定鐵心13離開而在二個鐵心之間產生間隙時，可動軸1就會藉由設置於與開閉器200為相反側的可動軸1之端部(左端部)的彈簧構件30而朝向斷開方向(跳脫方向)移動，且開閉器200之可動接觸子201會從固定接觸子202離開而成為斷開狀態。再者，在可動軸1之端部係配設有用以壓緊彈簧構件30的彈簧緊壓板31。
手動操作部20係指以作業員之手動操作將開閉器200從閉合狀態切換至斷開狀態用的機構部。如第2圖所示，手動操作部20係設置於配設有彈簧構件30的可動軸1之一方的端部，亦即設置於並未與開閉器200連接之側的端部。而且，手動操作部20主要藉由以下之構件所構成：連桿構件3，其將固設於可動軸1之外周部的凸緣(flange)2朝軸向方向推壓；旋轉軸3a，其轉動自如地支撐連桿構件3；軸支撐部4，其由框架11所支撐；軸5，其由軸支撐部4支撐成轉動自如；凸輪6，其固設於軸5，且與連桿構件3接觸；以及手柄部7，其由從軸5朝向徑向方向外側伸展的臂(arm)部8和安裝於該臂部8之徑向方向外側端部的把手部9所構成。
當進一步說明時，軸5係配設成搭架於三相分之電磁操作裝置本體部10所排列之區域，且三個凸輪對應於三相分之電磁操作裝置本體部10之各者而分別安裝於一支軸5。 更且，連桿構件3係設置於軸5與各個電磁操作裝置本體部10之可動軸1之間，且轉動自如地被支撐於由框架11所支撐的旋轉軸3a，連桿構件3之一端部與凸輪6接觸，另一端部與以成為一體之方式固定於可動軸1的凸緣2接觸。該連桿構件3係傳遞凸輪6之動作的構件，且形成為和軸5與可動軸1之間之距離對應的尺寸。在第2圖之例中呈現出，連桿構件3為其平面形狀彎曲成弓形且端部朝凸緣2及凸輪6側突出的形狀，且具有與凸輪6接觸的平坦之接合面。 本案的電磁操作裝置100係構成為：伴隨手柄部7之斷開操作使軸5轉動，且透過凸輪6及連桿構件3使三相分之可動軸1同時移動，藉此進行藉由手動所為的三相一起之斷開操作。
第3圖係從正面側觀察到處於閉合狀態之電磁操作裝置100的前視圖。如第3圖所示，沿著軸5之軸向方向(左右方向)排列有一行的三相分之電磁操作裝置本體部10，分別設置於電磁操作裝置本體部10的可動軸1係相互分離地平行配置，可動軸1和軸5係以確保用以使連桿構件3轉動之一定距離的方式分離地配置。在第3圖中，三支可動軸1係朝向深度方向延伸，手動操作部20的手柄部7之一支直線狀的把手部9是以與軸5平行的方式保持於可動軸1之下側。 然後，為了使藉由作業員所為之手柄操作變得容易，手動操作部20之把手部9係露出於平板狀的框架11之正面側而設置，且在閉合時保持為突出於作業者之前方側，成為操作性優異的布局(layout)。
例如，在開閉器200閉合時，因把手部9係保持在突出於軸5之前方側的狀態，故而朝向軸5之徑向方向伸展的臂部8係成為朝向水平方向延伸的狀態，而在由斷開操作所形成的操作區域在軸5之旋轉角為90度的情況下，如第1圖之虛線所示，在斷開操作結束的時間點會成為把手部9被配設於軸5之下側，且臂部8從軸5向下伸展的狀態。
再者，亦可以構成為：設置具有保持手柄部7之位置之功能的止動器(stopper)等(未圖示)，使手柄部7不會因為本身重量而向下移動。 又，手柄部7係被調整至可以抑制因本身重量所造成的轉動之程度的重量。而且，在閉合狀態中，因可動軸1會藉由電磁操作裝置本體部10而被推壓至開閉器200側，故而構成為手柄部7不會自然地向下轉動。
又，如第3圖所示，用以將連桿構件3保持成轉動自如的旋轉軸3a係搭架於夾隔著可動軸1而被固定於框架11之表面部的二個框架基底部11a之間。該旋轉軸3a之軸所伸展的方向係與可動軸1之軸所伸展之方向正交的方向，旋轉軸3a與可動軸1之間的距離係按照連桿構件3之尺寸所調整。
第4圖係連桿構件3的主要部分放大平面圖，且例示成為與可動軸1之卡合部的連桿構件3之連桿前端部3b的平面形狀。在第4圖之例中，係顯示在連桿構件3之使可動軸1驅動之側的端部夾隔著可動軸1而平行配置有二支連桿前端部3b的狀態。連桿前端部3b之端部係構成為：與固定於可動軸1的凸緣2之開閉器200側的端面接觸，伴隨斷開操作而以旋轉軸3a作為支點轉動，以將凸緣2之端面朝開閉器200之相反側推壓。
第5圖係從正面側觀察到閉合時的電磁操作裝置100之立體圖，手柄部7之把手部9係露出於前方側所配置，且以連接軸5和把手部9之兩端部的方式設置有臂部8。手柄部7係以成為一體的方式裝備於電磁操作裝置100，故而在手動操作之前沒有必要安裝其他構件之手柄，可以在緊急時立即開始手動操作。 又，因是構成為藉由臂部8連接軸5與把手部9雙方之端部而成的四角框體，故而可以比驅動力僅被施加於軸5之一端的情況更使軸5之旋轉狀態穩定。更且，因把手部9係配合搭架有軸5的三相分之裝置的寬度所設置，故而在閉合操作時可以確保供作業員自然地以雙手抓住把手部9的程度之充分的長度。而且，在斷開開始時，因是作業員抓住該把手部9向下施力而使其開始轉動的構成，故而作業員能夠一邊施加體重一邊操作，容易確保三相一起之手動操作所需的操作扭力。 如此，本案的電磁操作裝置100在進行藉由手動操作部20所為的手動操作方面，操作性比以往更佳。
其次，使用第6圖來說明斷開動作時的凸輪6與連桿構件3之動作。第6圖係顯示凸輪6和連桿構件3連動之狀態的放大側視圖。 在此例中，凸輪6係藉由具有一個頂部的卵形之板凸輪所構成。凸輪6之基圓(base circle)係與軸5配置成同軸，從基圓僅突出預定之升舉量(lift amount)的頂部6a係以在閉合時向下的方式安裝於軸5。當軸5藉由斷開操作朝向逆時針方向旋轉90度時，第6圖之虛線所示的凸輪6就會轉動至其頂部6a成為向右的位置為止，且成為頂部6a突出於可動軸1之軸向方向的開閉器200側的狀態。隨之，連桿構件3會以旋轉軸3a作為中心(支點)而朝向逆時針方向轉動，連桿構件3之一端(下端)會藉由頂部6a而朝軸向方向之開閉器200側(右側)被推壓，連桿構件3之另一端(上端)係朝可動軸1之軸向方向的開閉器200之相反側(左側)被推壓，使可動軸1朝向斷開方向驅動。
再者，因安裝於軸5的凸輪6係對三個開閉器200分別設置，故而三個凸輪6是對應於可動軸1而相互分離地安裝於軸5上，該等三個凸輪6係配設成相同形狀且相同方向。 又，將從軸5至凸輪6之頂部6a(作用點)為止的距離設定為比從手柄部7之把手部9(施力點)至軸5(支點)為止的距離更小，藉此能夠利用槓桿的原理以更小的操作扭力來使凸輪6驅動。
在此，成為連桿構件3之支點的旋轉軸3a係配置於可動軸1與軸5之間。旋轉軸3a能夠設置於連結與凸輪6接觸的連桿構件3之一端(施力點)和與可動軸1之凸緣2接觸的連桿構件3之另一端(作用點)的線上之中點，但是亦能夠設置於該中點以外之偏移的位置。例如，在連桿構件3中，將施力點與支點(旋轉軸3a)之間的距離調整成為比支點與作用點的距離更大，藉此就能夠利用槓桿的原理以更小的操作扭力來使可動軸1朝向斷開方向移動。反之，將施力點與支點之間的距離調整成為比支點與作用點的距離更小，藉此就能夠利用藉由手動操作部20所為的可動軸1之斷開操作而使可動軸1更大幅移動。
如此，連桿構件3係能夠配合電磁操作裝置100之規模及內部構造、手柄部7及凸輪6之形狀等條件來決定其形狀及配置的設計裕度較高的零件。而且，具備有如上述之凸輪6及連桿構件3的本案之電磁操作裝置100，其設計裕度係比使用以使可動軸1移動的構件(先前技術中的槓桿)直接地安裝於軸5的構成更高，故而能夠調整凸輪6及連桿構件3之形狀，而可以在緊急時能夠確保的操作扭力之範圍內進行三相一起之手動操作，且能夠使操作性比以往更提高。
實施形態2. 其次，使用第7圖及第8圖來說明本案之實施形態2的電磁操作裝置100。 第7圖係從正面側觀察到處於閉合狀態的電磁操作裝置100之前視圖，在軸5之右端的位置上，於框架11之外表面固定有柱塞(plunger)40，且以與該柱塞40接觸的方式在軸5安裝有柱塞用凸輪41。將沿著第7圖之B-B線的側剖視圖顯示於第8圖。
如第8圖所示，柱塞40係在內部內置推壓彈簧40a，且構成為推壓彈簧40a藉由接觸於柱塞用凸輪41而被壓縮，且同時對柱塞用凸輪41施加接觸壓力。柱塞用凸輪41係可以使用與上述之凸輪6相同形狀者，且能調整柱塞用凸輪41之方向以使接觸壓力在斷開操作之途中的時序(timing)成為最大。
在軸5之斷開操作時的轉動區域與實施形態1之情況同樣為90度，且手柄部7朝向逆時針方向於鐘點位置(clock position)從9點轉動至6點的情況下，與手柄部7及軸5連動的凸輪6之頂部6a的轉動區域係從6點成為3點，而柱塞用凸輪41係以柱塞用凸輪41之頂部的轉動區域成為例如相對於凸輪6朝向逆時針方向僅偏移45度之範圍的方式安裝於軸5。
該實施形態2的電磁操作裝置100中，係構成為在軸5之斷開操作時的轉動區域之中間位置使柱塞用凸輪41之頂部接觸於柱塞40來壓縮推壓彈簧40a，故而在軸5之轉動區域的柱塞用凸輪41之頂部超過柱塞40的後半部分，內置於柱塞40的推壓彈簧40a之接觸壓力會作用於柱塞用凸輪41來輔助(assist)斷開操作。因而，不用僅依賴手柄部7之藉由作業者所施加的操作力，容易一起進行三相分之開閉器200的手動斷開操作。
再者，柱塞40之接觸壓力係在軸5之轉動區域的中間位置成為最大，故而能夠抑制一旦成為斷開狀態的可動軸1回到閉合狀態，且能夠穩定地保持斷開狀態。 更且，在軸5之轉動區域的前半部分係隨著斷開操作進展而慢慢地使藉由柱塞40所形成的接觸壓力變大，故而在斷開操作開始時會有欲將手柄部7回復到原來的閉合狀態之力產生作用。因而，即便已錯誤地對手柄部7施加負荷，柱塞40仍會產生作用以維持閉合狀態，可防止誤動作。 如此，藉由在軸5之轉動區域對從柱塞40承受之接觸壓力調整強弱，亦能夠一邊抑制誤動作一邊穩定地保持斷開狀態或閉合狀態。
雖然本案係記載有例示的實施形態，但是記載於實施形態的各種特徵、態樣及功能並非被限於特定的實施形態之應用，而是能夠單獨或以各種的組合來應用於實施形態。 從而，可在本案所揭示的技術範圍內設想出未被例示的無數個變化例。例如還包含變化至少一個構成要素的情況、追加至少一個構成要素的情況、或省略至少一個構成要素的情況等。
1:可動軸 2:凸緣 3:連桿構件 3a:旋轉軸 3b:連桿前端部 4:軸支撐部 5:軸 6:凸輪 6a:頂部 7:手柄部 8:臂部 9:把手部 10:電磁操作裝置本體部 11:框架 11a:框架基底部 11b:框架支撐部 12:可動鐵心 13:固定鐵心 14:線圈 20:手動操作部 30:彈簧構件 31:彈簧緊壓板 40:柱塞 40a:推壓彈簧 41:柱塞用凸輪 100:電磁操作裝置 200:開閉器 201:可動接觸子 202:固定接觸子
第1圖係顯示實施形態1的電磁操作裝置之概要的局部剖面側視圖。 第2圖係電磁操作裝置的放大側剖視圖。 第3圖係實施形態1的電磁操作裝置之前視圖。 第4圖係連桿構件的主要部分放大平面圖。 第5圖係實施形態1的電磁操作裝置之立體圖。 第6圖係顯示凸輪和連桿構件的側視圖。 第7圖係實施形態2的電磁操作裝置之前視圖。 第8圖係沿著第7圖之B-B線的側剖視圖。
1:可動軸
5:軸
6:凸輪
7:手柄部
10:電磁操作裝置本體部
11:框架
20:手動操作部
100:電磁操作裝置
200:開閉器
201:可動接觸子
202:固定接觸子

Claims (5)

  1. 一種電磁操作裝置，係具備有對複數個開閉器一起以手動進行斷開操作的手動操作部，其中上述手動操作部係具備：軸，其轉動自如地保持於操作上述開閉器的電磁操作裝置本體部之框架，且配設成搭架於複數個上述電磁操作裝置本體部所排列之區域；手柄部，其具有將上述軸進行轉動操作的把手部；複數個凸輪，其對應於複數個上述電磁操作裝置本體部之各者而分別安裝於上述軸；以及連桿構件，其設置於上述軸與各個上述電磁操作裝置本體部之可動軸之間，且轉動自如地被支撐於由上述框架所支撐的旋轉軸，且為一端部接觸於上述凸輪，另一端部接觸於上述可動軸，而以前述旋轉軸為支點之槓桿構件；且上述手動操作部係構成為：伴隨上述手柄部之斷開操作使上述軸轉動，且透過上述凸輪及上述連桿構件使複數個上述可動軸同時移動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電磁操作裝置，其中，沿著上述軸之軸向方向排列配設有三相分之上述電磁操作裝置本體部，分別設置於上述電磁操作裝置本體部的三支上述可動軸係相互分離地平行配置。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之電磁操作裝置，其中，上述手柄部係藉由以與上述軸平行的方式設置的一支上述把手部、和連結上述軸與上述把手部的臂部所構成，上述把手部係配設成露出於上述電磁操作裝置之正面側的狀態。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電磁操作裝置，其中，上述手柄部之上述把手部係構成為：在閉合時保持於上述電磁操作裝置之正面的上述軸之前方側，而在斷開開始時被朝下方下推且以上述軸作為中心而轉動。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之電磁操作裝置，其中，上述手動操作部係具備：柱塞，其內置有推壓彈簧，且固定於上述框架；以及柱塞用凸輪，與上述柱塞連動，且固設於上述軸；且上述手動操作部係構成為：在上述軸之斷開操作時的旋轉區域之中間位置使上述柱塞用凸輪之頂部接觸於上述柱塞而壓縮上述推壓彈簧。
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