WO2013042685A1

WO2013042685A1 - 負荷時タップ切換装置、及びその蓄勢機構

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Publication number: WO2013042685A1
Application number: PCT/JP2012/073921
Authority: WO
Inventors: 泰志宮本; 江口　直紀; 拓石川
Original assignee: 株式会社東芝
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2013-03-28
Also published as: EP2760034A1; AU2012310602B2; JP5971674B2; RU2014115724A; AU2012310602A1; BR112014006022A2; EP2760034B1; US20150001053A1; JP2013065740A; CN103620711A; EP2760034A4

Abstract

強制投入機構を有し、且つ省スペース化を実現した蓄勢機構及びこれを備えた負荷時タップ切換装置を提供する。蓄勢機構は、バネ２６と、バネ２６の縮み方向にスライド可能な巻上げケース２４と、バネ２６の伸び方向にスライド可能な蓄勢ケース２７を有する。巻上げケース２４と蓄勢ケース２７の内部には、蓄勢ケース２７のスライドと連動して軸回転するクランク３０と、巻上げケース２４がバネ２６を圧縮するまで蓄勢ケース２７及びクランク３０を制止させるキャッチ３１Ａ、３１Ｂを有する。偏芯カム２２は、この巻上げケース２４と蓄勢ケース２７の外側に設けられ、巻上げケース２４に外部から揺動継手２３を介して連結し、電動操作機構によって回転されることにより、揺動継手２３を介して巻上げケース２４をスライドさせる。

Description

負荷時タップ切換装置、及びその蓄勢機構

　本発明の実施形態は、変圧器などに用いられる負荷時タップ切換装置及びその切換開閉器を駆動する蓄勢機構に関する。

　負荷時タップ切換装置は、変圧器に負荷電流を与えたまま電圧を切り換える装置である。この負荷時タップ切換装置は、駆動ロッドを回転させることにより、真空バルブを開閉し、切換開閉器が通電接点を選択する。この駆動ロッドの回転に必要なトルクは、蓄勢機構により与えられる。

　蓄勢機構は、バネ力によって駆動ロッドを回転させる（例えば、特許文献１参照。）。この蓄勢機構は、電動操作機構により回転させられる駆動軸と偏心カムを通して同期連動する巻上げケースと、巻上げケースとバネを通して連動する蓄勢ケース、蓄勢ケースと同期連動するクランク、バネ力蓄勢のために投入位置にてクランクの回転を押さえるキャッチで構成されている。

　この蓄勢機構は、キャッチが投入位置にある時に、駆動軸が回転することで切り換えに必要なバネ力を蓄積し、そのバネ力を放勢することで切り換えを行う。しかし、イレギュラーな負荷動作による切り換えに必要な負荷トルクの増加が原因で、キャッチが投入位置に戻らない場合がある。そのため蓄勢機構には、駆動軸の回転トルクによりキャッチを強制的に投入位置へ送る強制投入機構が設けられる。

　この強制投入機構について一例を挙げると、偏芯カムに鍔を取り付けておき、また蓄勢ケースにベアリングを取り付けておき、駆動軸に取り付けられた偏心カムの回転に伴い、鍔がベアリングを押し込むことで、蓄勢ケースがスライドする。この強制投入機構によってバネ力によるトルクに頼ることなくキャッチを投入位置に移動させることができる。

特開２００８－２５８２５９号公報

　このような蓄勢機構では、偏芯カムと駆動軸を巻上げケースと蓄勢ケースとが画成する内部領域に配置しなくてはならなかった。偏芯カムによって巻上げケースをスライドさせ、偏芯カムに取り付けられた鍔によって蓄勢ケースをスライドさせるためである。そうすると、この蓄勢機構が載置されるベース上には、下層にクランク及びキャッチが配置され、上層に偏芯カムと駆動軸が配置され、各部材が積層することとなり、蓄勢機構の厚みが増す要因となっていた。

　昨今、負荷時タップ切換装置の省スペース化の要求が高まっている。そのため、負荷時タップ切換装置全体の高さや体積を損なわずに内部のデッドスペースを使って、各機構をレイアウトする必要が生じてきている。

　また、真空容器中にある電極を外部から引き押しして開極、閉極を行う真空バルブ式では、一回の切換動作において複数の真空バルブが各々開極、閉極を行うことが通常であるため、比較的大きな負荷変動が生じ、衝突に近い現象を伴う場合はイレギュラーなピーク負荷も想定しなければならない要因となる。そのため、蓄勢エネルギーが動作の行程で大いに損なわれた場合にも確実に反転動作の待機位置までキャッチとクランクの位置を調整する強制投入機構は切換事故防止のために重要となる。

　本発明の実施形態は、上記の課題を解消するために提案されたものであり、強制投入機構を有し、且つ省スペース化を実現した蓄勢機構及びこれを備えた負荷時タップ切換装置を提供することを目的とする。

　上記の目的を達成するために、実施形態の蓄勢機構は、負荷時タップ切換装置に含まれ、電動操作機構から駆動力を受けて遮断機構の切換動作を行う機構であり、以下の特徴を有する。
（１）バネを有する。
（２）バネの一端と当接するとともに、バネの縮み方向にスライド可能な巻上げケースを有する。
（３）バネの他端と当接するとともに、バネの伸び方向にスライド可能な蓄勢ケースを有する。
（４）蓄勢ケースと当接し、蓄勢ケースのスライドと連動して軸回転するクランクを有する。
（５）クランクと同軸に設けられ、遮断機構に回転力を伝達する駆動ロッドを有する。
（６）巻上げケースがバネを圧縮するまで蓄勢ケース及びクランクを制止させるキャッチを有する。
（７）バネ、巻上げケース、蓄勢ケース、及びキャッチが収容される領域の外側に設けられ、巻上げケースに外部から揺動継手を介して連結し、電動操作機構によって回転されることにより、揺動継手を介して巻上げケースをスライドさせる偏芯カムを有する。
（８）偏芯カムの回転動作に連動して前記クランクを直接回転させる強制投入機構を有する。

　また、実施形態の負荷時タップ切換装置は、蓄勢機構と、当該蓄勢機構を駆動させる電動操作機構と、前記蓄勢機構によって切り換えられる遮断機構とを有し、以下の特徴を有する。
（１）バネを有する。
（２）バネの一端と当接するとともに、バネの縮み方向にスライド可能な巻上げケースを有する。
（３）バネの他端と当接するとともに、バネの伸び方向にスライド可能な蓄勢ケースを有する。
（４）蓄勢ケースと当接し、蓄勢ケースのスライドと連動して軸回転するクランクを有する。
（５）クランクと同軸に設けられ、遮断機構に回転力を伝達する駆動ロッドを有する。
（６）巻上げケースがバネを圧縮するまで蓄勢ケース及びクランクを制止させるキャッチを有する。
（７）バネ、巻上げケース、蓄勢ケース、及びキャッチが収容される領域の外側に設けられ、巻上げケースに外部から揺動継手を介して連結し、電動操作機構によって回転されることにより、揺動継手を介して巻上げケースをスライドさせる偏芯カムを有する。
（８）偏芯カムの回転動作に連動して前記クランクを直接回転させる強制投入機構を有する。

本実施形態に係る負荷時タップ切換装置の一例を示す斜視図である。本実施形態に係る蓄勢機構の構成を示す斜視図である。本実施形態に係る蓄勢機構の蓄勢構成を示す分解図である。本実施形態に係る蓄勢機構の強制投入機構を示す分解図である。本実施形態に係る蓄勢機構の動作中における最初の状態を示す図である。本実施形態に係る蓄勢機構の動作中における第２番目の状態を示す図である。本実施形態に係る蓄勢機構の動作中における第３番目の状態を示す図である。本実施形態に係る蓄勢機構の動作中における最後の状態を示す図である。

　以下、負荷時タップ切換装置、及びその蓄勢機構の実施形態について、図１乃至８を参照して具体的に説明する。

　（構成）
　まず、本実施形態に係る負荷時タップ切換装置及びその蓄勢機構について図１乃至４を参照しつつ、詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る負荷時タップ切換装置の一例を示す斜視図である。図２は、蓄勢機構２の構成を示す斜視図であり、（ａ）は上側から、（ｂ）は下側から見た図である。図３は、蓄勢機構２の分解図である。図４は、強制投入機構の分解図である。

　図１に示す負荷時タップ切換装置１は、変圧器に負荷電流を与えたまま電圧を切り換える装置であり、蓄勢機構２、駆動軸４、駆動ロッド５、真空バルブ６、及び切換開閉器７を備える。

　駆動軸４は、図示しない電動操作機構によって回転させられる。駆動軸４には、蓄勢機構２が備える偏芯カム２２が固定されており、偏芯カム２２は、駆動軸４の回転力を直線運動に変換して蓄勢機構２に伝達する。蓄勢機構２は、偏芯カム２２から受けた力を用いてコイルバネ２６（図２参照）を蓄勢及び放勢する。更に、蓄勢機構２は、駆動ロッド５に固定されたクランク３０（図２参照）を有し、コイルバネ２６の放勢によって駆動ロッド５を回転させる。真空バルブ６は、駆動ロッド５の回転によって開閉され、また切換開閉器７は、駆動ロッド５の回転によって通電接点を選択する。

　このような負荷時タップ切換装置１の蓄勢機構２について更に詳細に説明する。図２及び３に示すように、板状のベース２ａには、巻上げケース２４と蓄勢ケース２７が設けられている。巻上げケース２４と蓄勢ケース２７は、それぞれ矩形のフレームである。巻上げケース２４と蓄勢ケース２７の各側縁の伸び方向は、一致しており、巻上げケース２４は、蓄勢ケース２７よりも若干大きく、蓄勢ケース２７の上に被さっている。

　ベース２ａには、２本のシャフト２５が平行に延設されている。これらシャフト２５は、巻上げケース２４の一対向縁と直交している。巻上げケース２４には、シャフト２５とフレームとが交差する位置に、シャフト２５が貫通するフランジ２４ｃが突設されている。

　また、ベース２ａには、更に２本のシャフト２８がシャフト２５と平行に延設されている。このシャフト２８は、蓄勢ケース２７の一対向縁と直交している。蓄勢ケース２７のフレームは、シャフト２５の径よりも高く、シャフト２８は、この蓄勢ケース２７のフレームを貫いている。

　すなわち、巻上げケース２４は、シャフト２５にスライド可能に軸支され、蓄勢ケース２７は、シャフト２８にスライド可能に軸支されている。巻上げケース２４と蓄勢ケース２７のスライド方向Ｓは、このシャフト２５、２８に沿った方向である。

　尚、蓄勢ケース２７のフレームのうち、巻上げケース２４のフランジ２４ｃに対応する部分には、フランジ２４ｃよりも一回り大きい刳り貫き部２７ａが形成されており、巻上げケース２４のスライドは蓄勢ケース２７によっては邪魔されない。

　巻上げケース２４と蓄勢ケース２７が画成する内部領域には、スライド方向Ｓに沿ってコイルバネ２６が取り付けられている。このコイルバネ２６は、シャフト２５に支持されており、シャフト２５がコイルバネ２６の内部を貫通している。

　コイルバネ２６の自然長は、巻上げケース２４と蓄勢ケース２７の幅と概略同一である。コイルバネ２６の両端には、刳り貫き部２７ａよりも一回り大きい鍔２６ａが設けられている。そのため、巻上げケース２４と蓄勢ケース２７が同位置に存在する場合、コイルバネ２６の両端は、巻上げケース２４と蓄勢ケース２７のフレームに当接する。

　更に、蓄勢ケース２７の内部領域には、ベース２ａ上にクランク３０が設けられている。このクランク３０には、回転軸から外れた位置にローラ３０ａが突設されている。ローラ３０ａは、蓄勢ケース２７の底面から内部へ突出している。一方、蓄勢ケース２７の底面には、このローラ３０ａをスライド方向Ｓから挟持するブロック２９Ａ及びブロック２９Ｂが固定されている。そのため、蓄勢ケース２７とクランク３０は、連動して動作する。そして、クランク３０の回転軸には、ベース２ａを貫いた駆動ロッド５が固定されており、クランク３０と連動して駆動ロッド５も回転する。

　クランク３０は、扇型形状を有し、要部分が回転軸となり、扇面にローラ３０ａが取り付けられている。クランク３０において弧線の中心を含む中心領域は、弧線の両端に比べて、半径方向に一段盛り上がっている。すなわち、この中心領域と両端との境界には、段部３０ｂ、３０ｃが形成されており、段部３０ｂと段部３０ｃは、クランク３０の端から弧線の中心へ向かって一段上がる段差を有する。

　ベース２ａ上には、この段部３０ｂと係合するキャッチ３１Ａと、段部３０ｃと係合するキャッチ３１Ｂが設けられている。キャッチ３１Ａとキャッチ３１Ｂは、クランク３０ａの弧状部分の移動軌跡中心と回転軸とを結んだ線を中心に線対称に配置されており、キャッチ３１Ａは、略Ｌ字形状を有し、キャッチ３１Ｂは、Ｌの反転文字形状を概略有する。キャッチ３１Ａとキャッチ３１Ｂの一方の腕は、先端が互いに対向しており、キャッチ３１Ａのその片腕は、クランク３０の段部３０ｂの方向に延び、キャッチ３１Ｂのその片腕は、クランク３０の段部３０ｃの方向に伸びている。キャッチ３１Ａとキャッチ３１Ｂの略平行に延びるもう一方の腕同士は、引っ張りバネ３７により連結されている。

　このキャッチ３１Ａ及びキャッチ３１Ｂは、それぞれの屈曲部に回転軸が配置されており、揺動可能となっている。巻上げケース２４には、キャッチ３１Ａとキャッチ３１Ｂの略平行に延びる腕と直交する側縁部分に、これら腕と内側から当接可能な引き外し爪２４ａと引き外し爪２４ｂが設けられている。

　引き外し爪２４ａは、巻上げケース２４がキャッチ３１Ａの方向にスライドしたときに、キャッチ３１Ａを回転軸を中心に跳ね上げ、キャッチ３１Ａとクランク３０の段部３０ｂとの係合を解除する。引き外し爪２４ｂは、巻上げケース２４がキャッチ３１Ｂの方向にスライドしたときに、キャッチ３１Ｂを回転軸を中心に跳ね上げ、キャッチ３１Ｂとクランク３０の段部３０ｂとの係合を解除する。

　このような蓄勢機構２において、巻上げケース２４をスライドさせる偏芯カム２２は、巻上げケース２４と蓄勢ケース２７が画成する内部領域の外部に設けられている。偏芯カム２２は、駆動軸４に固定され、駆動軸４の回転に伴って軸回転する。この偏芯カム２２は、駆動軸４が固定された回転軸と同心の円周の一部からカム山が突出した外形を有する。具体的には、偏芯カム２２は、円盤とカム山を有するブロックとにより形成されている。そして、円盤の中心には駆動軸４が固定され、ブロックは、円盤の表面に固定され、カム山部分が円盤の外周から半径方向に突出している。

　この偏芯カム２２と巻上げケース２４とは、長さが固定された揺動継手２３を介して連結されている。揺動継手２３の一端は、カム山の頂点に連結され、偏芯カム２２の回転面と平行に揺動可能となっている。また、揺動継手２３の他端は、巻上げケース２４のスライド方向Ｓとは直交する側縁に連結され、巻上げケース２４を含む平面と平行に揺動可能となっている。

　次に、このような偏芯カム２２及び駆動軸４が巻上げケース２４と蓄勢ケース２７が画成する内部領域の外に設けられる場合の強制投入機構の構成について図２及び４に基づき説明する。まず、偏芯カム２２は、ギア２１を有する。ギア２１は、偏芯カム２２の円盤部分であり、外周面に沿って多数の歯が穿設されたスパーギア若しくはヘリカルギアである。

　ギア２１には、ギア２１と平行軸を有する中間ギア３２が噛み合っている。中間ギア３２は、一対のスパーギア若しくはヘリカルギアがシャフトの両端に固定されて形成されており、一方のギアがベース２ａの上面に位置してギア２１と噛み合い、他方のギアがベース２ａの下方に位置している。

　中間ギア３２のうち、ベース２ａの下方に位置するギアには、ギア２１や中間ギア３２と平行軸を有するギア３３が噛み合っている。このギア３３は、スパーギア若しくはヘリカルギアであり、偏芯カム２２のギア２１と歯数が同一となっている。尚、このギア２１、中間ギア３２、及びギア３３の回転軸は一直線上に配置されている。

　このギア３３は、カム機構を有しており、カムフォロアとなるスライダ３４と係合している。すなわち、ギア３３の表面には、カム溝３３ａが穿設されている。このカム溝３３ａは、ギア３３の回転軸回りに同心円状に形成され、経路の一部が当該回転軸から連続的に離れるカム山となっている。

　スライダ３４は、板状部材であり、一端にピン３４ａが設けられている。ピン３４ａは、スライダ３４の表面から突出しており、カム溝３３に摺動可能に嵌め込まれている。このスライダ３４は、ギア３３の回転に伴い、ピン３４ａがカム溝３３内を摺動し、ピン３４ａがカム山に到達すると、ギア３３の回転軸から離れるようにスライドする。このスライダ３４のスライド方向は、クランク３０と離反する方向である。

　尚、スライダ３４のピン３４ａがカム溝３３ａのカム山頂点に位置するとき、揺動継手２３と巻上げケース２４とが直交し、巻上げケース２４によるコイルバネ２６の押し出し量が最大となるように、カム溝３３ａの位置とカム山の高さは設定されている。

　スライダ３４には、レバー３５がピン３５ａを介して回転可能に連結されている。ピン３５ａは、レバー３５の回転軸とは外れたレバー３５の一端に位置する。レバー３５の他端には、押し出しピン３５ｂが設けられている。この押し出しピン３５ｂは、スライダ３４のスライドに伴ってレバー３５のスライダ３４との連結部分がクランク３０と離反する方向に回転するため、クランク３０に近づく方向に回転する。

　このレバー３５の押し出しピン３５ｂは、スライダ３６の一端と当接している。このスライダ３６は、レバー３５の押し出しピン３５ｂよりもクランク３０側に配置されており、クランク３０の外側に一接線方向に沿って延びている。

　このスライダ３６には、押し出しピン３５ｂ側の端部に係合部３６ｂが形成されている。係合部３６ｂは、開口が押し出しピン３５ｂに臨むコの字状を有しており、その開口は、スライダ３６の長さ方向に向かって掘設されている。この係合部３６ｂは、開口の最深部で押し出しピン３５ｂと当接している。そのため、レバー３５が回転し、押し出しピン３５ｂがクランク３０側に回転すると、スライダ３６は、クランク３０の側を移動する。

　このスライダ３６は、移動することによって、クランク３０を回転させる部材である。すなわち、スライダ３６は、クランク３０側に開口するコの字状の係合部３６ｃを有している。一方、クランク３０は、この係合部３６ｃの開口内部まで延びるサポートホルダ３０ｄを有している。

　サポートホルダ３０ｄは、クランク３０の回転軸である駆動軸５に嵌合され、駆動軸５に直交するようクランク３０から突き出した突起であり、係合部３６ｃの開口内に内包され、係合部３６ｃの両側辺と当接している。そのため、スライダ３６が移動すると、サポートホルダ３０ｄも共に移動し、このサポートホルダ３０ｄの移動力が回転力に変換されて、クランク３０が回転するようになっている。尚、このクランク３０の回転方向が、蓄勢ケース２７のスライド方向Ｓと一致するように、スライダ３４、レバー３５、及びスライダ３５の配置位置は定められている。

　このような強制投入機構において、スライダ３４、レバー３５、及びスライダ３６は、クランク３０と偏芯カム２２のギア２１の両回転軸を結ぶ線を中心に線対称に一対ずつ設けられている。

　また、カム溝３３ａのカム山の高さは、クランク３０を最大角まで回転させたときには、蓄勢ケース２７が巻上げケース２４を越えてスライドし、コイルバネ２６が自然長よりも若干延びるように設定されている。また、カム溝３３ａのカム山の高さ、及びクランク３０の段部３０ｂ、３０ｃの範囲は、クランク３０を最大角まで回転させたときには、キャッチ３１Ａ、３１Ｂがクランク３０の段部３０ｂ、３０ｃに落ち、段部３０ｂ、３０ｃの段差部分とクランク３０の先端とは一定の距離離間するように設定されている。

　（作用）
　以上のような蓄勢機構２の作用について図５乃至８を参照しつつ詳細に説明する。図５乃至８は、蓄勢機構２の動作を時系列順に示し、図５は、蓄勢機構２の動作中における最初の状態、図６は第２番目の状態、図７は第３番目の状態、図８は、蓄勢機構２の動作中における最後の状態を示す。

　まず、図５に示すように、電動操作機構が駆動して駆動軸４が軸回転すると、駆動軸４に固定された偏芯カム２２も軸回転する。偏芯カム２２の軸回転により、偏芯カム２２のカム山は巻上げケース２４に近づく。カム山が巻上げケース２４に近づくと、巻上げケース２４は、揺動継手２３が突っ張り棒となるために、シャフト２５に沿って偏芯カム２２から離れる方向にスライドする。

　巻上げケース２４がスライドを開始すると、巻上げケース２４のフランジ２４ｃは、蓄勢ケース２７のフレーム内部に移動する。同時に、コイルバネ２６の一端は、鍔２６ａとフランジ２４ｃとの当接関係によって、蓄勢ケース２７の内部へ押し込まれる。

　一方、蓄勢ケース２７は、キャッチ３１Ａが段部３０ｂに当接することでクランク３０を制止しているために、ブロック２９Ｂでローラ３０ａを移動させることができず、不動となっている。そのため、コイルバネ２６の他端は、蓄勢ケース２７の側縁に当接したまま、不動のままである。すなわち、コイルバネ２６は、巻上げケース２４と蓄勢ケース２７との間で収縮され、蓄勢状態となる。

　次に、図６に示すように、電動操作機構が駆動することで、更に巻上げケース２４がスライドする。そうすると、引き外し爪２４ａがキャッチ３１Ａの腕を内側から外側へ押し出し、キャッチ３１Ａは、段部３０ｂと当接しているキャッチ３１Ａの腕が当該段部３０ｂから離れる方向に跳ね上げられる。

　キャッチ３１Ａが跳ね上げられると、キャッチ３１Ａとクランク３０との係合関係が解除され、クランク３０は回転可能となる。そうすると、クランク３０が回転可能となるまで縮小を続けていたコイルバネ２６は、放勢を開始する。すなわち、コイルバネ２６は、伸張し、蓄勢ケース２７を巻上げケース２４が移動した方向にシャフト２８に沿ってスライドさせる。

　蓄勢ケース２７がスライドすると、ブロック２９Ｂは、ローラ３０ａを押し込んで移動させる。そして、ローラ３０ａがクランク３０の円周方向に移動することで、クランク３０は軸回転する。クランク３０の軸回転により、駆動ロッド５は軸回転を開始する。

　更に、強制投入機構側では、このコイルバネ２６の蓄勢及び放勢の間に、次のように動作している。すなわち、偏芯カム２２の回転に伴ってギア２１が回転し、噛み合っていた中間ギア３２を介してギア３３も回転する。ギア３３の回転により、スライダ３４のピン３４ａは、カム溝３３ａ内を摺動する。

　スライダ３４のピン３４ａは、引き外し爪２４ａがキャッチ３１Ａを跳ね上げ、キャッチ３１Ａとクランク３０との係合が解除されたころに、カム溝３３ａが有するカム山の裾野部分に到達する。そして、偏芯カム２２が更に回転することで、スライダ３４のピン３４ａは、カム溝３３ａ内をカム山の頂点に向けて摺動する。

　スライダ３４のピン３４ａがカム溝３３内をカム山の頂点に向けて摺動すると、スライダ３４は、ピン３４ａに引っ張られることで、クランク３０から離れる方向に移動する。そうすると、スライダ３４に連結しているレバー３５は、押し出しピン３５ｂをクランク３０の方向に移動させるように、回転し始める。

　押し出しピン３５ｂがクランク３０の方向に移動すると、押し出しピン３５ｂは、係合部３６ｂでスライダ３４と当接し、スライダ３４をクランク３０の接線方向に移動させる。スライダ３４の移動が開始すると、スライダ３４は、サポートホルダ３０ｄを係合部３６ｃを用いて回転させる。サポートホルダ３０ｄが回転すると、サポートホルダ３０ｄが固定されているクランク３０も蓄勢ケース２７のスライド方向Ｓに軸回転を開始する。

　次に、図７に示すように、更に偏芯カム２２が回転し、スライダ３４のピン３４ａがカム溝３３ａのカム山頂点に位置すると、スライダ３４のスライド量は最大となり、伴ってクランク３０もコイルバネ２６の放勢に頼らずに強制的に最大角まで回転させられる。この強制投入機構の駆動によってクランク３０が最大角まで回転すると、キャッチ３１Ｂはクランク３０の段部３０ｃに落ち、段部３０ｃの段差部分と一定の距離だけ離間する。

　また、スライダ３４のピン３４ａがカム溝３３ａのカム山頂点に位置すると、蓄勢ケース２７は、巻上げケース２４との一致する位置を越えてスライドし、コイルバネ２６が巻上げケース２４と蓄勢ケース２７との間で収縮され、蓄勢状態となる。

　更に、図８に示すように、偏芯カム２２が最後まで回転すると、スライダ３４のピン３４ａがカム溝３３ａのカム山頂点を過ぎる。このとき、スライダ３４は逆方向に少し戻り、レバー３５ｂの押し出しピン３５ｂはスライダ３６の係合部３６ｂから少し離れる。この状態では、強制投入機構によるクランク３０への作用はなくなっている。

　そのため、収縮されたコイルバネ２６の伸び作用により、巻上げケース２４と一致する位置を越えてスライドしていた蓄勢ケース２７は、巻上げケース２４と一致する位置まで戻る。この蓄勢ケース２７の戻り動作によって、ブロック２９Ａはローラ３０ａを押し戻し、クランク３０は逆回転する。クランク３０の逆回転により、キャッチ３１Ｂは、段部３０ｃの段差部分と当接し、クランク３０はキャッチ３１Ｂによって回転を抑止される。

　このクランク３０がキャッチ３１Ｂによって回転を抑止されている状態では、偏芯カム２２の逆回転により上述の逆動作が行われ、対称配置された他方のスライダ３４、レバー３５、及びスライダ３６によって強制投入動作が行われる。

　（効果）
　以上のように、本実施形態に係る蓄勢機構２において、偏芯カム２２は、内部領域の外側に設けられ、巻上げケース２４に外部から揺動継手２３を介して連結する。この偏芯カム２２は、電動操作機構によって回転されることにより、揺動継手２３を介して巻上げケース２４をスライドさせるようにした。これにより、偏芯カム２２は、クランク３０やキャッチ３１Ａやキャッチ３１Ｂと重ねる必要はなくなり、蓄勢機構２の厚みを薄くすることができ、負荷時タップ切換装置１の省スペース化を図ることができる。

　強制投入機構としては、偏芯カム２２の回転軌跡と同心円状に歯が穿設されたギア２１と、ギア２１の回転によってクランク３０の回転接線方向に直線運動するとともに、クランク３０とサポートホルダ３０ｄを介して連結されるスライダ３６により構成される。

　このギア２１の回転力をスライダ３６の直線運動に変換する機構としては、蓄勢ケース２７の裏側にギア３３を配置し、このギア３３にギア２１の回転を伝達する。ギア３３には、カム溝３３ａを穿設する。このカム溝３３ａは、ギア３３の回転軸回りに形成され、一部領域が当該回転軸から連続的に離れるカム山を有する。そして、このカム溝３３ａ内を摺動するピン３５ａを有するスライダ３４を設け、ギア３３の回転に伴って直線運動させる。このスライダ３４には、レバー３５の一端を連結し、レバー３５をスライダ３４の直線運動に伴って揺動させるようにし、レバー３５の他端でスライダ３６を押し出し、スライダ３６を直線運動させるようにする。

　これにより、蓄勢ケース２７の裏側というデッドスペースを用いて強制投入機構を設けることができるため、強制投入機構を配しても負荷時タップ切換装置１の高さや体積を損なうことはない。

　また、この強制投入機構は、ギア２１とギア３３とに噛み合う中間ギア３２を更に備え、ギア２１とギア３３の歯数を同一とし、ギア２１と中間ギア３２とギア３３の各軸は、一直線上に配置するようにした。これにより、切換開閉器７の回転方向による動作の可逆性を損なうことなく、負荷方向は１８０度方向に均等に分割される。

［その他の実施の形態］
　本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１　負荷時タップ切換装置
２　蓄勢機構
２ａ　ベース
２１　ギア
２２　偏芯カム
２３　揺動継手
２４　巻上げケース
２４ａ　引き外し爪
２４ｂ　引き外し爪
２４ｃ　フランジ
２５　シャフト
２６　バネ
２６ａ　鍔
２７　蓄勢ケース
２７ａ　刳り貫き部
２８　シャフト
２９Ａ　ブロック
２９Ｂ　ブロック
３０　クランク
３０ａ　ローラ
３０ｂ　段部
３０ｃ　段部
３０ｄ　サポートホルダ
３１Ａ　キャッチ
３１Ｂ　キャッチ
３２　中間ギア
３３　ギア
３３ａ　カム溝
３４　スライダ
３４ａ　ピン
３５　レバー
３５ａ　ピン
３５ｂ　押出しピン
３６　スライダ
３６ｂ　係合部
３６ｃ　係合部
３７　引っ張りバネ
４　駆動軸
５　駆動ロッド
６　真空バルブ
７　切換開閉器

Claims

　負荷時タップ切換装置に含まれ、電動操作機構から駆動力を受けて遮断機構の切換動作を行う蓄勢機構であって、
　バネと、
　前記バネの一端と当接するとともに、前記バネの縮み方向にスライド可能な巻上げケースと、
　前記バネの他端と当接するとともに、前記バネの伸び方向にスライド可能な蓄勢ケースと、
　前記蓄勢ケースと当接し、前記蓄勢ケースのスライドと連動して軸回転するクランクと、
　前記クランクと同軸に設けられ、前記遮断機構に回転力を伝達する駆動ロッドと、
　前記巻上げケースが前記バネを圧縮するまで前記蓄勢ケース及び前記クランクを制止させるキャッチと、
　前記バネ、前記巻上げケース、前記蓄勢ケース、及び前記キャッチが収容される領域の外側に設けられ、前記巻上げケースに外部から揺動継手を介して連結し、前記電動操作機構によって回転されることにより、前記揺動継手を介して前記巻上げケースをスライドさせる偏芯カムと、
　前記偏芯カムの回転動作に連動して前記クランクを直接回転させる強制投入機構と、
　を備えること、
　を特徴とする蓄勢機構。
　前記強制投入機構は、
　前記偏芯カムの回転軌跡と同心円状に歯が穿設されたギアと、
　前記ギアの回転によって前記クランクの回転接線方向に直線運動するとともに、前記クランクと連結されるスライダと、
　を備えること、
　を特徴とする請求項１記載の蓄勢機構。
　前記強制投入機構は、
　前記蓄勢ケースの裏側に配置され、前記ギアの回転が伝達されて駆動する第２のギアと、
　前記第２のギアの回転軸回りに形成され、一部領域が当該回転軸から連続的に離れるカム山を有するカム溝と、
　前記カム溝内を摺動するピンを有し、前記第２のギアの回転に伴って直線運動する第２のスライダと、
　一端が前記第２のスライダと連結され、他端が前記スライダに連結され、前記第２のスライダの直線運動に伴って揺動し、前記スライダを直線運動させるレバーと、
　を更に備えること、
　を特徴とする請求項２記載の蓄勢機構。
　前記強制投入機構は、
　前記ギアと前記第２のギアとに噛み合う第３のギアを更に備え、
　前記ギアと前記第２のギアの歯数は同一であり、
　前記ギアと前記第３のギアと前記第２のギアの各軸は、一直線上に配置されていること、
　を特徴とする請求項３記載の蓄勢機構。
　蓄勢機構と、当該蓄勢機構を駆動させる電動操作機構と、前記蓄勢機構によって切り換えられる遮断機構とを有する負荷時タップ切換装置であって、
　前記蓄勢機構は、
　バネと、
　前記バネの一端と当接するとともに、前記バネの縮み方向にスライド可能な巻上げケースと、
　前記バネの他端と当接するとともに、前記バネの伸び方向にスライド可能な蓄勢ケースと、
　前記蓄勢ケースと当接し、前記蓄勢ケースのスライドと連動して軸回転するクランクと、
　前記クランクと同軸に設けられ、前記遮断機構に回転力を伝達する駆動ロッドと、
　前記巻上げケースが前記バネを圧縮するまで前記蓄勢ケース及び前記クランクを制止させるキャッチと、
　前記バネ、前記巻上げケース、前記蓄勢ケース、及び前記キャッチが収容される領域の外側に設けられ、前記巻上げケースに外部から揺動継手を介して連結し、前記電動操作機構によって回転されることにより、前記揺動継手を介して前記巻上げケースをスライドさせる偏芯カムと、
　前記偏芯カムの回転動作に連動して前記クランクを直接回転させる強制投入機構と、
　を備えること、
　を特徴とする負荷時タップ切換装置。
　前記強制投入機構は、
　前記偏芯カムの回転軌跡と同心円状に歯が穿設されたギアと、
　前記ギアの回転によって前記クランクの回転接線方向に直線運動するとともに、前記クランクと連結されるスライダと、
　を備えること、
　を特徴とする請求項５記載の負荷時タップ切換装置。
　前記強制投入機構は、
　前記蓄勢ケースの裏側に配置され、前記ギアの回転が伝達されて駆動する第２のギアと、
　前記第２のギアの回転軸回りに形成され、一部領域が当該回転軸から連続的に離れるカム山を有するカム溝と、
　前記カム溝内を摺動するピンを有し、前記第２のギアの回転に伴って直線運動する第２のスライダと、
　一端が前記第２のスライダと連結され、他端が前記スライダに連結され、前記第２のスライダの直線運動に伴って揺動し、前記スライダを直線運動させるレバーと、
　を更に備えること、
　を特徴とする請求項６記載の負荷時タップ切換装置。
　前記強制投入機構は、
　前記ギアと前記第２のギアとに噛み合う第３のギアを更に備え、
　前記ギアと前記第２のギアの歯数は同一であり、
　前記ギアと前記第３のギアと前記第２のギアの各軸は、一直線上に配置されていること、
　を特徴とする請求項７記載の負荷時タップ切換装置。