WO2005013304A1 - 開閉器用操作器 - Google Patents

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WO2005013304A1
WO2005013304A1 PCT/JP2003/017084 JP0317084W WO2005013304A1 WO 2005013304 A1 WO2005013304 A1 WO 2005013304A1 JP 0317084 W JP0317084 W JP 0317084W WO 2005013304 A1 WO2005013304 A1 WO 2005013304A1
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roller
switch
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Tatsuji Shirozu
Tomio Matsuo
Yasuyoshi Yamada
Isao Miyazaki
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Tkd Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a switch operating device, and more particularly, to a switch operating device having the functions of a disconnecting switch and a grounding device, and switching between three position states of “on”, “off”, and “grounding” with one operating device.
  • a switch operating device having the functions of a disconnecting switch and a grounding device, and switching between three position states of “on”, “off”, and “grounding” with one operating device.
  • the operating device described in Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-22753 is configured such that a switch is turned on, off, A switch operating device that switches between “Ground” and a cam plate provided on the output shaft, and formed on the periphery of the cam plate at the positions corresponding to the “ON”, “OFF”, and “GROUND” positions of the switch.
  • a cam provided with a pin formed in the surface of the cam plate, the pin contacting a switch for stopping the motor, and a cam rolling roller and a locking roller urged by the peripheral edge of the cam plate to roll.
  • the cam that moves up and down by the rotation of the plate, the driven lever, and the cam rolling roller are in the “on”, “off”, or “ground” position of the cam plate, and the locking roller is locked in the concave portion and the output shaft rotates.
  • Holding latch to lock the cam plate recess and cam rolling Micro switch that detects the engagement of the lock roller, and a lock release member that rotates by the horizontal movement of the lock lever, removes the lock roller from the concave portion of the holding latch and releases the lock, and a magnet.
  • a lock release rod is provided.
  • the switch operating device described in Patent Document 1 has the following problems.
  • the stop position during electric operation varies: Limit before the stop target position
  • the switch is operated and the electric brake is applied to the motor, but the braking characteristics are dependent on the load and operating voltage, and the stop positions vary widely.
  • Control system is complicated: There are four limit switches for detecting the stop position, and many auxiliary relays are required. Disclosure of the invention
  • the present invention provides a switch operating device that improves the stop position accuracy in electric operation, improves the stop position accuracy in manual operation (allowable range of pulling out the handle), and reduces the number of auxiliary relays to simplify the control system. To provide.
  • the present invention has a structure in which the groove drives the roller and rotates the output shaft by the rotation of the groove cam shaft.
  • FIG. 1 is a perspective view of an operation mechanism showing one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an example of the groove locus of the groove cam shaft according to the present invention.
  • FIG. 3 is a graphical representation of the groove locus of FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing a torque conversion rate when the groove locus of FIG. 2 is used.
  • FIG. 1 is a perspective view of an operation mechanism showing one embodiment of the present invention.
  • the rotational force of a motor 1 is transmitted by a spur gear 3 of a motor shaft 2 and a spur gear 4 meshing therewith to rotate a groove cam shaft 5.
  • the groove cam shaft 5 can also be rotated.
  • a groove 7 is formed in the manual handle 6, and a handle attaching / detaching restriction plate 8 can enter and exit the groove 7.
  • the handle attaching / detaching restricting plate 8 is urged away from the groove 7 by the spring 9, and the manual handle 6 does not come off because the handle attaching / detaching restricting plate 8 enters the groove 7.
  • a groove 10 is formed continuously in the axial direction.
  • a roller 13 attached to the lever 12 of the output shaft 11 of the switch is arranged in the groove 10, and the roller 13 is guided by the groove 10 by the rotation of the groove cam shaft 5, and the lever ⁇ 1 2 Rotates right and left.
  • a cam plate 14 is provided at an end of the grooved camshaft 5, and a collision roller 17 of a cam driven lever 16 enters and leaves a concave portion 15 formed in the cam plate 14.
  • the cam follower lever 16 is pushed by the release coil 19, the impact roller 17 is recessed.
  • the groove cam shaft 5 can be rotated from 15.
  • the limit switch 20 detects this condition and turns the motor circuit ON.
  • Fig. 1 shows the state of the intermediate position (the off position in the case of a single grounding).
  • the collision roller 17 falls into the concave portion 15 of the cam plate, and the rotation of the groove cam shaft 5 is blocked.
  • the release coil 19 is excited by a control device (not shown) and pushed by the release coil 19, so that the cam driven lever 16 is piled on the reset spring 18 and rotated clockwise.
  • the collision roller 17 comes out of the concave portion 15 of the cam plate 14 and the groove cam shaft 5 can be rotated.
  • the limit switch 20 detects this condition and turns on the motor circuit.
  • the rotation of the motor 1 is transmitted to the groove cam shaft 5 by the spur gear 3 and the spur gear 4, and the groove cam shaft 5 rotates counterclockwise.
  • the roller 13 engaged with the groove 10 of the groove cam shaft 5 is driven leftward, and the output shaft 11 is rotated counterclockwise (inward) by the lever 12.
  • the collision roller 17 rides on the circular arc surface edge of the cam plate 14 and the rotatable state of the groove cam shaft 5 continues.
  • the limit switch 20 detects this condition and releases the excitation of the release coil 19.
  • FIG. 2 is an example of a groove locus of the groove cam shaft 5 according to the present invention
  • FIG. 3 is a graph showing the locus
  • FIG. 4 is a graph showing the torque conversion rate. Since the axial displacement is constant near the three stop positions, the stop position of the output shaft 11 does not change regardless of where the collision roller 17 stops in the concave portion 15 of the cam plate 14.
  • the rate of change of the axial displacement with respect to the angle of the groove 10 is set to be small on the on and on the ground side, and large on the off side, so the torque conversion rate (output shaft torque / motor shaft torque) is
  • the characteristics are close to the load torque of the switch body, and the load torque of the motor 1 can be made substantially constant.
  • the grooved camshaft 5 rotates counterclockwise.
  • the roller 13 engaged with the groove 10 of the groove cam shaft 5 is driven to the left, and the output shaft 11 is rotated counterclockwise (inward) by the lever 12.
  • the collision roller 17 rides on the arcuate surface edge of the cam plate 14 and the rotatable state of the groove camshaft 5 continues.
  • the limit switch 20 detects this condition and releases the excitation of the release coil 19. In this state (intermediate position), the handle attaching / detaching restricting plate 8 is engaged with the groove 7 of the manual handle 6, and the manual handle 6 does not come off.
  • the collision roller 17 falls into the concave portion 15 of the cam plate 14 and the cam follower lever 16 rotates counterclockwise. With further rotation, the collision roller 17 collides with the wall surface of the concave portion 15 of the cam plate 14 and stops completely.
  • the handle attachment / detachment restriction plate 8 is reset by the spring 9, and the manual handle 6 can be attached / detached.
  • the switch operating device of the present invention has the following effects.
  • the torque conversion rate (output shaft torque / motor shaft torque) H) has characteristics close to the load torque on the switch body side, so that the load torque of the motor can be kept almost constant and the load torque on the motor can be reduced.

Abstract

本発明は、電動操作での停止位置精度を向上させるとともに、手動操作での停止位置精度（ハンドル引き抜き許可範囲）を向上させ、電動操作での停止位置精度および手動操作での停止位置精度（ハンドル引き抜き許可範囲）を向上させた開閉器用操作器であって、円筒表面にローラ１３と係合する溝１０を形成した溝カム軸５の回転がローラ１３を駆動して出力軸１１を回転させ、停止位置近傍では溝カム軸５の回転に対する軸方向変位をなくして、溝カム軸５が回転しても出力軸１１が回転しないようにした。

Description

明 細 書 開閉器用操作器 技術分野
本発明は、 開閉器用操作器に関し、 特に断路器と接地装置の機能を合わ せ持ち、 「入」 「切」 「接地」 という三つの位置状態の切換を一つの操作器で 行う開閉器用操作器に関する。 背景技術
接地装置付断路器のように、 断路器と接地装置の機能を合わせ持つよう に構成し、 「入」 「切」 「接地」 という三つの位置状態の切換を一つの操作装 置で行う三位置開閉器の操作機構としては、 例えば特許文献 1に記載され ているものがある。
特許文献 1 (特開 2 0 0 3 - 2 2 7 3 5号公報） に記載の操作器は、 モ 一夕あるいは手動ハンドルで出力軸を回転させて開閉器の 「入」、 「切」、 「接 地」 を切り換える開閉器用操作器において、 出力軸に設けられたカム板と、 カム板の周縁に開閉器の 「入」、 「切」、 「接地」 の各位置に対応する部分に 形成された凹部、 及びカム板の表面に形成された、 モータを停止させるス イッチに当接するピンと、 カム板の周縁に付勢されて転動するカム転動用 ローラ及びロック用ローラを備えた、 カム板の回転により上下動するカム 従動レバーと、 カム転動用ローラがカム板の 「入」、 「切」 あるいは 「接地」 の位置において、 ロック用ローラがその凹部に係止されて出力軸の回転を ロックする保持ラッチと、 カム板の凹部とカム転動用ローラの係合を検出 するマイクロスイッチと、 ロックレバーの水平動により回動して、 保持ラ ツチの凹部からロック用ローラを外してロックを解除する口ック解除部材、 及びマグネットで駆動するロック解除用ロッドを備えている。
前記特許文献 1記載の開閉器用操作器には、 次の問題点がある。
( 1 ) 電動操作時の停止位置がばらつく ：停止目標位置の手前でリミット スィッチを動作させ、 電動機に電気ブレーキをかけているが、 制動特性が 負荷および操作電圧に依存するために停止位置のばらつきが大きい。
( 2 ) 手動操作時の停止位置範囲が大きい：所定の位置以外では操作ハン ドルが抜けない構造としているがその範囲が大きい。
( 3 ) 制御系が複雑：停止位置検出用リミットスィッチが 4個あり、 多く の補助継電器を必要とする。 発明の開示
本発明は、 電動操作での停止位置精度を向上させるとともに、 手動操作 での停止位置精度 （ハンドル引き抜き許可範囲） を向上させ、 補助継電器 を少なくして制御系を簡素にした開閉器用操作器を提供するものである。
( 1 ) 本発明は、 溝カム軸の回転によって、 溝がローラを駆動し、 出力軸 を回転させる構造とした。
( 2 ) 停止位置近傍では、 溝カム軸の回転に対する溝の軸方向変位をなく して、 電動機が回転しても出力軸が回転しないようにした。
( 3 ) 開閉器本体側の負荷トルクにほぼ反比例して溝カム軸の回転に対す る溝の軸方向変位率を設定し、 電動機が負荷するトルクが一定になるよう にした。
( 4 ) カム板の凹部に衝突ローラを衝突させて停止させる。 衝突による衝 撃を小さくするため、 減速器の上流側 （低トルク側） で衝突させる。
( 5 ) 衝突ローラの落下をリミットスィツチで検出して電動機を停止させ る。
( 6 ) 衝突ローラが落下していない状態ではハンドルの着脱を制限する。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の一実施例を示す操作機構の斜視図である。
図 2は本発明による溝カム軸の溝軌跡の一例である。
図 3は図 2の溝軌跡のグラフ表示である。
図 4は図 2の溝軌跡を用いた場合のトルク変換率を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
図 1は本発明の一実施例を示す操作機構の斜視図である。 図 1において、 電動機 1の回転力を電動機軸 2の平歯車 3とこれに嚙み合う平歯車 4によ り伝達して溝カム軸 5を回転させる。
なお、 電動機 1に代えて手動ハンドル 6を電動機軸 2に連結して平歯車
4を回転させて溝カム軸 5を回転させることもできる。 手動ハンドル 6に は溝 7が形成され、 溝 7にはハンドル着脱制限板 8が出入り可能になって いる。 ハンドル着脱制限板 8はばね 9により溝 7から離れるように付勢さ れ、 溝 7にハンドル着脱制限板 8が入り込むことにより、 手動ハンドル 6 が抜けなくなる。
溝カム軸 5の周面には軸方向に連続して溝 1 0が形成されている。 溝 1 0には開閉器の出力軸 1 1のレバー 1 2に取り付けられたローラ 1 3が配 置され、 溝カム軸 5の回転によりローラ 1 3が溝 1 0にガイドされてレバ ― 1 2が左右に回動する。
また、 溝カム軸 5の端部にはカム板 1 4が設けられ、 カム板 1 4に形成 された凹部 1 5にカム従動レバー 1 6の衝突ローラ 1 7が出入りする。 力 ム従動レバー 1 6はリセットばね 1 8で衝突ローラ 1 7が凹部 1 5に入る ように付勢され、 レリーズコイル 1 9によりカム従動レバー 1 6が押され ると、 衝突ローラ 1 7が凹部 1 5から外れて、 溝カム軸 5の回転が可能と なる。 カム従動レバー 1 6が押されると、 リミットスィッチ 2 0がこの状 態を検知して、 電動機回路を O Nにする。
カム従動レバ一 1 6が押されると、 手動ハンドル操作の場合は、 ハンド ル着脱制限板 8が手動ハンドル 6の溝 7に入り込んで手動ハンドル 6が抜 けないようになる。
次に本発明の開閉器用操作器の動作について説明する。
( 1 ) 電動操作
図 1は中間位置 （入一切一接地の場合は切位置） の状態を示す。 この状 態では衝突ローラ 1 7がカム板の凹部 1 5に落ちて溝カム軸 5の回転が口 ックされている。 入操作指令を受けると、 図示していない制御装置によりレリーズコイル 1 9が励磁され、 レリーズコイル 1 9に押されてカム従動レバ一 1 6がリ セットばね 1 8に杭して時計方向に回転し、 衝突ローラ 1 7がカム板 1 4 の凹部 1 5から抜け出して溝カム軸 5の回転が可能となる。 リミツトスィ ツチ 2 0がこの状態を検知して、 電動機回路を O Nにする。
電動機 1の回転は平歯車 3、 平歯車 4によって溝カム軸 5に伝達され、 溝カム軸 5が反時計方向に回転する。 溝カム軸 5の溝 1 0と係合している ローラ 1 3は左方向に駆動され、 出力軸 1 1はレバ一 1 2により反時計方 向 （入方向） に回転する。 溝カム 5がある程度回転すると、 衝突ローラ 1 7はカム板 1 4の円弧面縁に乗り、 溝カム軸 5の回転可能な状態が継続す る。 リミットスィッチ 2 0がこの状態を検知して、 レリーズコイル 1 9の 励磁を解く。
回転が進み、 溝カム軸 5が約一回転すると、 衝突ローラ 1 7がカム板 1 4の凹部 1 5に落下し、 カム従動レバー 1 6が反時計方向に回転する。 リ ミットスィッチ 2 0がこの状態を検知して、 電動機回路を O F Fする。 電 動機 1はしばらく堕送を続けるが、 衝突ローラ 1 7がカム板の凹部 1 5の 壁面に衝突して完全に停止する。
図 2は本発明による溝カム軸 5の溝軌跡の一例で、 図 3はこれのグラフ 表示であり、 図 4はそのトルク変換率を示すグラフである。 三箇所の停止 位置近傍では軸方向変位が一定なので、 衝突ローラ 1 7がカム板 1 4の凹 部 1 5内のどこで停止しても、 出力軸 1 1の停止位置は変化しない。
図 2において、 溝 1 0の角度に対する軸方向変位の変化率は入、 接地側 で小さく、 切側で大きく設定しているので、 トルク変換率 (出力軸トルク /電動機軸トルク） は図 4のごとく、 開閉器本体側の負荷トルクに近い特 性となり、 電動機 1の負荷トルクをほぼ一定にすることができる。
( 2 ) 手動操作
図 1の状態では衝突ローラ 1 7がカム板 1 4の凹部 1 5に落ちて溝カム 軸 5の回転がロックされ、 またハンドル着脱制限板 8がリセットされてハ ンドルの着脱が可能な状態である。 手動ハンドル 6を電動機軸 2に装着する。 図示していないスィツチを押 すとレリーズコイル 1 9が励磁され、 カム従動レバー 1 6が時計方向に回 転し、 衝突ローラ 1 7がカム板の凹部 1 5から抜け出して溝カム軸 5の回 転が可能となる。
手動ハンドル 6を時計方向に回転すると、 溝カム軸 5が反時計方向に回 転する。 溝カム軸 5の溝 1 0と係合しているローラ 1 3は左方向に駆動さ れ、 レバー 1 2により出力軸 1 1は反時計方向 （入方向） に回転する。 溝 カム軸 5がある程度回転すると、 衝突ローラ 1 7はカム板 1 4の円弧面縁 に乗り、 溝カム軸 5の回転可能な状態が継続する。 リミットスィッチ 2 0 がこの状態を検知して、 レリーズコイル 1 9の励磁を解く。 この状態 （中 途位置） ではハンドル着脱制限板 8が手動ハンドル 6の溝 7に係合して、 手動八ンドル 6が抜けない。
回転が進み、 溝カム軸 5が約一回転すると、 衝突ローラ 1 7がカム板 1 4の凹部 1 5に落下し、 カム従動レバ一 1 6が反時計方向に回転する。 さ らに回転させると、 衝突ローラ 1 7がカム板 1 4の凹部 1 5の壁面に衝突 して完全に停止する。 ハンドル着脱制限板 8がばね 9によりリセットされ て手動ハンドル 6の着脱が可能な状態となる。
本発明の開閉器用操作器は次の効果を奏する。
( 1 ) 停止位置近傍では溝カム軸の回転に対する溝の軸方向変位がないの で、 電動機が回転しても出力軸は回転せず、 電動操作での停止位置精度が 向上する。
( 2 ) 衝突ローラがカム板の凹部に入った状態 （この範囲ではハンドルの 回転によって出力軸が回転しない） でのみ、 手動ハンドルの引き抜きが可 能なので、 手動操作での停止位置精度 （ハンドル引き抜き許可範囲） が向 上する。
( 3 ) 溝カム軸は、 衝突ローラがカム板の凹部に衝突して停止するので、 電動機の発電制動が不要となる。
( 4 ) 溝の角度に対する軸方向変位の変化率を入、 接地側で小さく、 切側 で大きく設定しているので、 トルク変換率 （出力軸トルク/電動機軸トル ク） は開閉器本体側の負荷トルクに近い特性となり、 電動機の負荷トルク をほぼ一定にすることができ、 電動機の負担トルク軽減する。
( 5 ) 停止用リミットスィツチが 1個なので制御系が簡素化される。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 開閉器本体の可動部に駆動力を伝達する出力軸と、 出力軸と一体に構 成されたレバーと、 レバーの先端に可回転的に配設されたローラと、 円筒 表面にローラと係合する溝を形成した溝カム軸とによって構成され、 溝力 ム軸の回転がローラを駆動し、 出力軸を回転させることを特徴とする開閉 器用操作器。
2 . 前記溝カム軸の溝形状は、 開閉器の停止位置近傍で軸の回転に対する 溝の軸方向変位を小さくしたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の開 閉器用操作器。
3 . 前記溝カム軸の溝形状は、 開閉器本体側の負荷トルクにほぼ反比例し て軸の回転に対する溝の軸方向変位率を設定したことを特徴とする請求の 範囲第 1項記載の開閉器用操作器。
4 . 前記溝カム軸と一体に配設され円板の一部に凹部が設けられたカム板 と、 カム板の周縁に付勢されて転動する衝突ローラが設けられ、 前記溝力 ム軸の一回転毎に衝突ローラが前記カム板の凹部に落下衝突して溝カム軸 の回転が停止することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の開閉器用操作 ¾§。
5 . 前記溝カム軸の駆動を電動機で行い、 前記衝突ローラの落下をリミツ トスィツチで検出して電動機を停止させることを特徴とする請求の範囲第
1項記載の開閉器用操作器。
6 . 前記溝カム軸の駆動を手動ハンドルで行い、 前記衝突ローラが落下し ていない状態ではハンドルの着脱を制限することを特徴とする請求の範囲 第 1項記載の開閉器用操作器。
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