WO2018029760A1 - 操作装置および遮断器 - Google Patents

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bar
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秀一 谷垣
藤田 大輔
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三菱電機株式会社
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    • H01H33/42Driving mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to an operating device that opens and closes contacts using energy stored by twisting a torsion bar, and a circuit breaker including the operating device.
  • an operation device that opens and closes a contact point of a circuit breaker installed in a substation or switching station is known that includes a torsion bar.
  • the contact opening / closing operation is performed using the energy stored by the twist applied to the torsion bar.
  • the circuit breaker has a tank in which contacts are housed and an insulating gas is sealed, and the operation device is attached to the end face of the tank.
  • the torsion bar extends in only one direction from the lever connected to the contact of the circuit breaker, so the distance from the lever to the end of the torsion bar becomes longer. Since the lever of the operating device is connected to the contact, the operating device is provided so that the lever is positioned on the end surface of the tank. In this case, as the distance from the lever of the operating device to the end of the torsion bar becomes longer, the area where the torsion bar protrudes from the tank becomes larger. There was a problem that the structure was complicated.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an operating device capable of shortening the distance from the lever connected to the contact point to the end of the torsion bar.
  • the present invention has a lever that is rotatable around a rotation axis, and a cylindrical shape that is connected to the lever and that has the rotation axis as the center axis.
  • a first torsion bar extending in the first direction along the axis, a first torsion bar provided on the inner side of the first torsion bar, extending along the rotation axis, and on the first direction side of the lever.
  • a second torsion bar connected to the torsion bar and extending from a connecting portion with the first torsion bar to a second direction side opposite to the first direction from the lever, and surrounding the periphery of the second torsion bar It has a cylindrical shape with the rotation axis as the center, and is connected to the second torsion bar at a portion closer to the second direction than the lever, and extends in the first direction from the connection portion with the second torsion bar. And a third torsion bar . Further, the rotation of the third torsion bar is restricted at the end portion on the first direction side.
  • an operating device capable of shortening the distance from the lever connected to the contact point to the end of the torsion bar.
  • FIG. 1 The front view which expanded the operating device part of the circuit breaker concerning Embodiment 1 of the present invention.
  • Front sectional drawing of the torsion bar part for circuit opening of the operating device concerning Embodiment 1 Sectional view along the line AA shown in FIG.
  • Front sectional view of a closing torsion bar portion of the operating device according to the first embodiment Sectional view along CC line shown in FIG. Sectional view along the line DD shown in FIG.
  • FIG. 1 is an enlarged front view of an operating device portion of a circuit breaker according to a first embodiment of the present invention.
  • the circuit breaker 50 includes a tank 51 in which an insulating gas is sealed, and an operation device 52 attached to an end surface of the tank 51.
  • the operating device 52 includes a housing 4 fixed to the end surface 51a of the tank 51, and an open circuit torsion bar extending on both sides of the housing 4 along a first direction indicated by an arrow X and a second direction indicated by an arrow Y. 1, a closing torsion bar 2 extending on both sides of the housing 4 along the direction indicated by the arrow X and the direction indicated by the arrow Y, and the opening torsion bar 1 and the closing torsion fixed to the end face 51a of the tank 51 A first support 5 and a second support 5 ′ that support the bar 2 are provided.
  • FIG. 2 is a front sectional view of the opening torsion bar 1 portion of the operating device 52 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG.
  • the casing 4 of the operating device 52 is formed with a through hole 4a that penetrates along the direction indicated by the arrow X.
  • An opening shaft 6 is supported in the through hole 4a through a bearing 7 so as to be rotatable around a rotation shaft 60.
  • the opening shaft 6 has a cylindrical shape with the rotation axis 60 as a central axis.
  • the output lever 3 is connected to the opening shaft 6.
  • the output lever 3 can rotate around the rotation shaft 60 together with the opening shaft 6.
  • the output lever 3 is housed inside the housing 4.
  • the output lever 3 is connected to the movable contact 56 via a link mechanism 55 provided inside the tank 51.
  • the movable contact 56 moves.
  • the movable contact 56 moves between a position in contact with a fixed contact 57 provided in the tank 51 and a position away from the position.
  • the movable contact 56 and the fixed contact 57 constitute a contact that can contact and separate from each other.
  • a first torsion bar 8 is connected to the opening shaft 6. Specifically, the circuit opening shaft 6 and the first torsion bar 8 are connected by a contact portion 9 where the inner peripheral surface of the circuit opening shaft 6 and the outer peripheral surface of the first torsion bar 8 are in contact with each other. In other words, the output lever 3 and the first torsion bar 8 are connected to each other through the opening shaft 6.
  • the first torsion bar 8 has a cylindrical shape with the rotation axis 60 as the central axis, and extends from the opening shaft 6 in the direction indicated by the arrow X. Inside the first torsion bar 8, a second torsion bar 10 having a solid columnar shape is provided inside the first torsion bar 8. The second torsion bar 10 extends along the rotation axis 60.
  • the second torsion bar 10 is connected to a portion of the first torsion bar 8 that is closer to the direction indicated by the arrow X than the output lever 3.
  • the first torsion bar 8 is connected by the contact portion 11 where the end portion on the direction side indicated by the arrow X and the second torsion bar 10 come into contact.
  • the second torsion bar 10 protrudes from the first torsion bar 8 in the direction indicated by the arrow X.
  • One end 10 a that is the end of the second torsion bar 10 on the direction indicated by the arrow X is supported by the first support 5 fixed to the tank 51.
  • the second torsion bar 10 extends through the through hole 4a formed in the housing 4 to the direction indicated by the arrow Y opposite to the direction indicated by the arrow X from the housing 4.
  • the other end portion 10 b which is an end portion on the direction side indicated by the arrow Y of the second torsion bar 10, is supported by a second support body 5 ′ fixed to the tank 51.
  • the second torsion bar 10 is supported by the first support 5 via the bearing 15 and can be rotated about the rotation shaft 60 by being supported by the second support 5 ′ via the bearing 15 ′. It has become.
  • a third torsion bar 8 ′ surrounding the periphery of the second torsion bar 10 is provided on the side of the housing 4 in the direction indicated by the arrow Y.
  • the third torsion bar 8 ′ has a cylindrical shape with the rotation axis 60 as the central axis.
  • the third torsion bar 8 ′ is connected to the second torsion bar 10 at the end on the direction side indicated by the arrow Y.
  • the outer peripheral surface of the second torsion bar 10 and the inner peripheral surface of the third torsion bar 8 ′ are connected by a contact portion 11 ′ in contact.
  • the third torsion bar 8 ′ is inserted into a recess formed in the fixing block 12 fixed to the housing 4 at the end on the direction side indicated by the arrow X, and is connected to the fixing block 12.
  • the contact portions 9, 11, 11 ', and 13 described above may be formed, for example, in hexagonal or serrated shapes that mesh with each other, or may be joined by welding or the like.
  • the movable contact 56 is separated from the fixed contact 57 by returning the first torsion bar 8, the second torsion bar 10 and the third torsion bar 8 ′ from the twisted state to the original state.
  • the state where the child 56 and the fixed contact 57 are in contact with each other can be maintained.
  • the first torsion bar 8, the second torsion bar 10 and the third torsion bar 8 ′ are returned from the twisted state to the original state, and movable contact is made.
  • the child 56 can be separated from the fixed contact 57. That is, by using the energy stored by twisting, the movable contact 56 can be moved at a high speed and separated from the fixed contact 57.
  • FIG. 5 is a front sectional view of the closing torsion bar 2 portion of the operating device 52 according to the first embodiment.
  • 6 is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line DD shown in FIG.
  • the casing 4 of the operating device 52 is formed with a through hole 4b that penetrates along the direction indicated by the arrow X.
  • a closing shaft 17 is supported in the through hole 4b via a bearing 18 so as to be rotatable about a rotating shaft 61.
  • the closing shaft 17 has a cylindrical shape with the rotation axis 61 as a central axis.
  • a closing lever 16 is connected to the closing shaft 17.
  • the closing lever 16 is rotatable about the rotation shaft 61 together with the closing shaft 17.
  • a first torsion bar 19 is connected to the closing shaft 17. Specifically, the closing shaft 17 and the first torsion bar 19 are connected by a contact portion 20 where the inner peripheral surface of the closing shaft 17 and the outer peripheral surface of the first torsion bar 19 are in contact with each other. In other words, the closing lever 16 and the first torsion bar 19 are connected via the closing shaft 17.
  • the first torsion bar 19 has a cylindrical shape with the rotation shaft 61 as a central axis.
  • the first torsion bar 19 has a cylindrical shape that extends from the closing shaft 17 in the direction indicated by the arrow Y.
  • a second torsion bar 21 having a solid columnar shape is provided inside the first torsion bar 19.
  • the second torsion bar 21 extends along the rotation shaft 61.
  • the direction indicated by the arrow X is the second direction
  • the direction indicated by the arrow Y is the first direction.
  • the second torsion bar 21 is connected to a portion of the first torsion bar 19 that is closer to the direction indicated by the arrow Y than the closing lever 16.
  • the end portion on the direction side indicated by the arrow Y in the first torsion bar 19 and the second torsion bar 21 are connected by the contact part 22.
  • the second torsion bar 21 protrudes more in the direction indicated by the arrow Y than the first torsion bar 19.
  • One end 21 a which is the end of the second torsion bar 21 on the direction indicated by arrow Y is supported by a second support 5 ′ fixed to the tank 51.
  • the second torsion bar 21 extends through the through hole 4b formed in the housing 4 to the direction indicated by the arrow X from the housing 4.
  • the other end portion 21 b that is the end portion on the direction side indicated by the arrow X of the second torsion bar 21 is supported by the first support 5 fixed to the tank 51.
  • the second torsion bar 21 is supported by the first support 5 through a bearing 26 and is supported by the second support 5 'through a bearing 26' so that the second torsion bar 21 can rotate around the rotation shaft 61. It has become.
  • a third torsion bar 19 ′ surrounding the second torsion bar 21 is provided on the direction side indicated by the arrow X from the housing 4.
  • the third torsion bar 19 ′ has a cylindrical shape with the rotation shaft 61 as the central axis.
  • the third torsion bar 19 ′ is connected to the second torsion bar 21 at the end portion in the direction indicated by the arrow X.
  • the second torsion bar 21 and the third torsion bar 19 ′ are the contact where the outer peripheral surface of the second torsion bar 21 and the inner peripheral surface of the third torsion bar 19 ′ are in contact with each other. It is connected at the portion 22 '.
  • the third torsion bar 19 ′ is inserted into a recess formed in the fixing block 23 fixed to the housing 4 at the end portion on the direction side indicated by the arrow Y, and is connected to the fixing block 23.
  • the inner peripheral surface of the concave portion of the fixing block 23 and the outer peripheral surface of the third torsion bar 19 ′ are connected by the contact portion 24.
  • the contact portions 20, 22, 22 ', and 24 described above may be formed, for example, in hexagonal or serrated shapes that mesh with each other, or may be joined by welding or the like.
  • the closing shaft 17, the first torsion bar 19, the second torsion bar 21, and the third torsion bar 19 ′ rotate in synchronization with each other, In the contact portion 24, the rotation of the third torsion bar 19 ′ is restricted.
  • FIG. 8 is a side view of the operating device 52 according to the first embodiment.
  • the closing torsion bar 2 of the operating device 52 when the closing lever 16 on the free end side rotates about the rotation shaft 61, the end of the third torsion bar 19 ′ becomes a fixed end.
  • the cam 54 pushes the contact portion 58 of the output lever 3 in the process of returning from the twisted state of the first torsion bar 19, the second torsion bar 21, and the third torsion bar 19 '.
  • the output lever 3 is rotated.
  • the movable contact 56 By controlling the return of the first torsion bar 19, the second torsion bar 21 and the third torsion bar 19 ′ from the twisted state to the original state by a latch mechanism (not shown), The state in which the movable contact 56 is separated from the fixed contact 57 can be maintained. In addition, by releasing the restriction of the return by the latch mechanism, the first torsion bar 19, the second torsion bar 21, and the third torsion bar 19 ′ are returned from the twisted state to the original state, and the cam 54 When the output lever 3 is rotated, the movable contact 56 can be brought into contact with the fixed contact 57. That is, by using the energy stored by twisting, the movable contact 56 can be moved at high speed and brought into contact with the fixed contact 57.
  • the first torsion bar 8, the second torsion bar 10, and the third torsion bar 8 'of the circuit opening torsion bar 1 are twisted to add energy when the output lever 3 pushed into the cam 54 rotates. Is stored.
  • the return of the first torsion bar 8, the second torsion bar 10, and the third torsion bar 8 ′ from the twisted state by the latch mechanism is restricted, so that the movable contact 56 is a fixed contact.
  • the state in contact with 57 can be maintained.
  • the first torsion bar 19, the second torsion bar 21, and the third torsion bar 19 ′ are twisted by the electric motor 62 to move the cam 54, and the first torsion bar 19, second torsion bar 19 ′. Energy can be stored in the torsion bar 21 and the third torsion bar 19 ′.
  • circuit opening torsion bar 1 and the circuit closing torsion bar 2 extend in both the direction indicated by the arrow X and the direction indicated by the arrow Y with the housing 4 interposed therebetween, so that compared with a case where the circuit opening torsion bar 1 and the circuit closing torsion bar 2 are extended only to either one. Further, it is possible to suppress a region of the opening torsion bar 1 and the closing torsion bar 2 that protrudes from the tank 51. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the circuit opening torsion bar 1 and the circuit closing torsion bar 2 do not protrude from the tank 51 when viewed from the direction perpendicular to the end surface 51 a of the tank 51.
  • the distance from the lever connected to the contact point to the end of the torsion bar is shortened, the circuit breaker 50 is reduced in size, and the support structure for supporting the opening torsion bar 1 and the closing torsion bar 2 is simplified. Can be achieved.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the open circuit torsion bar 1 of the circuit breaker according to the first modification of the first embodiment, and is an enlarged view of the first support body 5 side.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the open circuit torsion bar 1 of the circuit breaker according to the first modification of the first embodiment, and is an enlarged view of the second support 5 'side.
  • a plurality of cylindrical first intermediates provided concentrically between the first torsion bar 8 and the second torsion bar 10.
  • a connecting bar 27 is provided.
  • the first torsion bar 8 and the second torsion bar 10 are connected via a first intermediate connection bar 27. More specifically, the first intermediate connection bar 27 is connected to the second torsion bar 10 or the first intermediate connection bar 27 disposed on the inner side of the first intermediate connection bar 27 on one end side, The other end side is connected to the first torsion bar 8 or the first intermediate connection bar 27 arranged on the outer side.
  • Each of the plurality of first intermediate connection bars 27 may be formed with the same plate thickness, but the first intermediate connection bar 27 arranged on the outer side as shown in FIG. 9 is arranged on the inner side. Further, the plate thickness may be thinner than that of the first intermediate connecting bar 27. Thus, by reducing the plate thickness of the outer first intermediate connection bar 27, the cross-sectional secondary pole moments of the plurality of first intermediate connection bars 27 are equalized, and the first intermediate connection bar 27 It is possible to make the torsional stress uniform when the is twisted. Thereby, the increase in the dimension of the torsion bar 1 for circuit opening can be suppressed.
  • a plurality of cylindrical second concentric rings provided concentrically between the third torsion bar 8 ′ and the second torsion bar 10.
  • An intermediate connection bar 27 ' is provided.
  • the third torsion bar 8 'and the second torsion bar 10 are connected through a second intermediate connection bar 27'.
  • the second intermediate connection bar 27 ′ is connected to the second torsion bar 10 or the second intermediate connection bar 27 ′ disposed on the inner side of the second intermediate connection bar 27 ′ at one end side. It is connected and connected to the third torsion bar 8 ′ or the second intermediate connection bar 27 ′ arranged on the outer side on the other end side.
  • Each of the plurality of second intermediate connection bars 27 ′ may be formed with the same plate thickness, but the second intermediate connection bar 27 ′ arranged on the outer side as shown in FIG.
  • the plate thickness may be thinner than the arranged second intermediate connecting bar 27 '.
  • the cross-sectional secondary pole moments of the plurality of second intermediate connection bars 27 ′ are equalized, and the second intermediate connection bar 27 ′ is equalized. It is possible to make the torsional stress uniform when the bar 27 'is twisted. Thereby, the increase in the dimension of the torsion bar 1 for circuit opening can be suppressed. Further, by using the plurality of first intermediate connection bars 27 and second intermediate connection bars 27 ′, the total length of the circuit opening torsion bar 1 can be shortened.
  • FIG. FIG. 11 is a front view of the operating device 81 of the circuit breaker concerning Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the opening torsion bar 71 according to the second embodiment as viewed from the front.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the closing torsion bar 72 according to the second embodiment when viewed from the front.
  • symbol is attached
  • the circuit opening torsion bar 71 is connected to the output lever 3 and extends in the direction indicated by the arrow X along the rotation shaft 60.
  • 1 torsion bar 73, and a second torsion bar 74 extending in the direction indicated by arrow Y along rotation axis 60.
  • the first torsion bar 73 and the second torsion bar 74 and the output lever 3 are connected to each other through the opening shaft 6.
  • the contact portion where the first torsion bar 73 and the second torsion bar 74 and the output lever 3 are connected to each other may have a serration or hexagonal shape, or may be joined by welding or the like. .
  • the end of the first torsion bar 73 in the direction indicated by the arrow X is fixed and supported by the first support 5.
  • the end of the first torsion bar 73 is inserted into a recess formed in the first support 5, and a serration or hexagonal shape is formed at the contact portion between the first torsion bar 73 and the first support 5. May be formed, or may be joined by welding or the like.
  • the end of the second torsion bar 74 in the direction indicated by the arrow Y is fixed and supported by the second support 5 '.
  • the end of the second torsion bar 74 is inserted into a recess formed in the second support 5 ′, and serrations or contact is made between the second torsion bar 74 and the second support 5 ′.
  • a hexagonal shape may be formed, or it may be joined by welding or the like.
  • a closing torsion bar 72 is connected to the closing lever 16 and extends along the rotation shaft 61 in the direction indicated by the arrow X, and the rotation shaft 61.
  • a second torsion bar 76 extending in the direction indicated by the arrow Y.
  • the first torsion bar 75 and the second torsion bar 76 and the closing lever 16 are connected via a closing shaft 17.
  • the contact portion where the first torsion bar 75 and the second torsion bar 76 and the closing lever 16 are connected to each other may be serrated or hexagonal, or may be joined by welding or the like. Good.
  • the end of the first torsion bar 75 in the direction indicated by the arrow X is fixed and supported by the first support 5.
  • the end of the first torsion bar 75 is inserted into a recess formed in the first support body 5, and a serration or hexagonal shape is formed at the contact portion between the first torsion bar 75 and the first support body 5. May be formed, or may be joined by welding or the like.
  • the end of the second torsion bar 76 in the direction indicated by the arrow Y is fixed and supported by the second support 5 '.
  • an end portion of the second torsion bar 76 is inserted into a recess formed in the second support 5 ′, and serration or a contact portion between the second torsion bar 76 and the second support 5 ′ is formed.
  • a hexagonal shape may be formed, or it may be joined by welding or the like.
  • the circuit opening torsion bar 71 and the circuit closing torsion bar 72 extend in both the direction indicated by the arrow X and the direction indicated by the arrow Y across the housing 4, and therefore only one of them. Compared with the case where the torsion bar 71 and the closing torsion bar 72 are extended from the tank 51, it is possible to suppress the area from protruding from the tank 51.
  • the circuit opening torsion bar 71 and the circuit closing torsion bar 72 do not protrude from the tank 51 when viewed from a direction perpendicular to the end surface 51 a (see also FIG. 1) of the tank 51.
  • the contact opening / closing operation can be speeded up using the energy stored by the twist applied to the opening torsion bar 71 and the closing torsion bar 72.
  • the first support 5 and the second support 5 ′ of the torsion bar shown in the first and second embodiments are omitted when the torsion bar has a low output energy specification and is light in weight. Is possible.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

操作装置(52)は、回転軸を中心に回転可能とされたレバーと、回転軸に沿って第1の方向に延びる第1のトーションバーと、第1のトーションバーの内側に設けられて回転軸に沿って延び、レバーよりも第1の方向側となる部分で第1のトーションバーと連結され、第1のトーションバーとの連結部分からレバーよりも第1の方向と反対の第2の方向側まで延びる第2のトーションバーと、第2のトーションバーの周囲を囲む筒状の形状であり、レバーよりも第2の方向側となる部分で第2のトーションバーと連結され、第2のトーションバーとの連結部分から第1の方向に延びる第3のトーションバーと、を備える。

Description

操作装置および遮断器
 本発明は、トーションバーの捩りによって蓄えられたエネルギーを用いて接点を開閉させる操作装置およびその操作装置を備える遮断器に関するものである。
 変電所または開閉所に設置されている遮断器の接点を開閉させる操作装置には、特許文献1に開示されているように、トーションバーを備えたものが知られている。このような操作装置では、トーションバーに加えられた捩りによって蓄えられたエネルギーを用いて接点の開閉動作を行わせている。
特開昭63-304542号公報
 遮断器は、接点を内部に収容するとともに絶縁ガスが封入されたタンクを有し、操作装置はそのタンクの端面に取り付けられる。上記従来の操作装置では、遮断器の接点に連結されたレバーからトーションバーが一方向だけに延びて設けられているため、レバーからトーションバーの端部までの距離が長くなる。操作装置のレバーは、接点と連結されるため、レバーがタンクの端面上に位置するように操作装置が設けられる。この場合、操作装置のレバーからトーションバーの端部までの距離が長くなることで、トーションバーがタンクからはみ出す領域が大きくなり、遮断器の大型化およびトーションバーを支持する支持構造物の追加による構造の複雑化を招くという問題があった。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接点に連結されるレバーからトーションバーの端部までの距離の短縮化を図ることのできる操作装置を得ることを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、回転軸を中心に回転可能とされたレバーと、レバーに連結され、回転軸を中心軸とする筒状形状をなし、回転軸に沿って第1の方向に延びる第1のトーションバーと、第1のトーションバーの内側に設けられて回転軸に沿って延び、レバーよりも第1の方向側となる部分で第1のトーションバーと連結され、第1のトーションバーとの連結部分からレバーよりも第1の方向と反対の第2の方向側まで延びる第2のトーションバーと、第2のトーションバーの周囲を囲んで回転軸を中心とする筒状の形状であり、レバーよりも第2の方向側となる部分で第2のトーションバーと連結され、第2のトーションバーとの連結部分から第1の方向に延びる第3のトーションバーと、を備える。また、第3のトーションバーは、第1の方向側となる端部で回転を規制されている。
 本発明によれば、接点に連結されるレバーからトーションバーの端部までの距離の短縮化を図ることのできる操作装置を得ることができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態1にかかる遮断器の操作装置部分を拡大した正面図 実施の形態1にかかる操作装置の開路用トーションバー部分の正面断面図 図2に示すA-A線に沿った断面図 図2に示すB-B線に沿った断面図 実施の形態1にかかる操作装置の閉路用トーションバー部分の正面断面図 図5に示すC-C線に沿った断面図 図5に示すD-D線に沿った断面図 実施の形態1における操作装置の側面図 実施の形態1の変形例1にかかる遮断器の開路用トーションバーの断面図であって、第1の支持体側を拡大した図 実施の形態1の変形例1にかかる遮断器の開路用トーションバーの断面図であって、第2の支持体側を拡大した図 本発明の実施の形態2にかかる遮断器の操作装置の正面図 実施の形態2における開路用トーションバーを正面から見た断面図 実施の形態2における閉路用トーションバーを正面から見た断面図
 以下に、本発明の実施の形態にかかる操作装置および遮断器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1にかかる遮断器の操作装置部分を拡大した正面図である。遮断器50は、内部に絶縁ガスが封入されたタンク51と、タンク51の端面に取り付けられた操作装置52とを備える。
 操作装置52は、タンク51の端面51aに固定された筐体4と、矢印Xで示す第1の方向および矢印Yで示す第2の方向に沿って筐体4の両側に延びる開路用トーションバー1と、同じく矢印Xで示す方向および矢印Yで示す方向に沿って筐体4の両側に延びる閉路用トーションバー2と、タンク51の端面51aに固定されて開路用トーションバー1および閉路用トーションバー2を支持する第1の支持体5および第2の支持体5’を備える。
 図2は、実施の形態1にかかる操作装置52の開路用トーションバー1部分の正面断面図である。図3は、図2に示すA-A線に沿った断面図である。図4は、図2に示すB-B線に沿った断面図である。操作装置52の筐体4には、矢印Xに示す方向に沿って貫通する貫通孔4aが形成されている。貫通孔4aには軸受7を介して回転軸60を中心に回転可能に開路用シャフト6が支持されている。開路用シャフト6は回転軸60を中心軸とする筒状形状をなす。
 開路用シャフト6には、出力レバー3が連結されている。出力レバー3は、開路用シャフト6とともに回転軸60を中心に回転可能とされている。また、出力レバー3は、筐体4の内部に収容される。図1に示すように、出力レバー3は、タンク51の内部に設けられたリンク機構55を介して可動接触子56に連結されている。出力レバー3が回転することで、可動接触子56が移動する。可動接触子56は、タンク51内に設けられた固定接触子57に接触する位置と離間する位置との間を移動する。可動接触子56と固定接触子57とは、互いに接離可能な接点を構成する。
 開路用シャフト6には、第1のトーションバー8が連結されている。具体的には、開路用シャフト6と第1のトーションバー8とは、開路用シャフト6の内周面と第1のトーションバー8の外周面とが接触する接触部9で連結されている。この構成は、出力レバー3と第1のトーションバー8とが開路用シャフト6を介して連結されていると換言できる。
 第1のトーションバー8は、回転軸60を中心軸とする筒状形状をなし、開路用シャフト6から矢印Xに示す方向に延びている。第1のトーションバー8の内側には、中実の柱状形状をなす第2のトーションバー10が設けられる。第2のトーションバー10は、回転軸60に沿って延びる。
 第2のトーションバー10は、第1のトーションバー8のうち出力レバー3よりも矢印Xに示す方向側となる部分に連結されている。本実施の形態1では、第1のトーションバー8のうち矢印Xに示す方向側の端部と第2のトーションバー10とが接触する接触部11で連結されている。第2のトーションバー10は、第1のトーションバー8よりも矢印Xに示す方向側に突出している。第2のトーションバー10の矢印Xに示す方向側の端部である一端部10aは、タンク51に固定された第1の支持体5によって支持される。
 第2のトーションバー10は、筐体4に形成された貫通孔4aを通って、筐体4よりも矢印Xに示す方向と反対の矢印Yに示す方向側まで延びている。第2のトーションバー10の矢印Yに示す方向側の端部である他端部10bは、タンク51に固定された第2の支持体5’によって支持される。第2のトーションバー10は、軸受15を介して第1の支持体5に支持され、軸受15’を介して第2の支持体5’に支持されることで回転軸60を中心に回転可能となっている。
 筐体4よりも矢印Yに示す方向側には、第2のトーションバー10の周囲を囲む第3のトーションバー8’が設けられる。第3のトーションバー8’は、回転軸60を中心軸とする筒状形状をなしている。第3のトーションバー8’は、矢印Yに示す方向側の端部で第2のトーションバー10と連結されている。本実施の形態1では、第2のトーションバー10の外周面と第3のトーションバー8’の内周面とが接触する接触部11’で連結されている。また、第3のトーションバー8’は、矢印Xに示す方向側の端部で、筐体4に固定された固定用ブロック12に形成された凹部に差し込まれて、固定用ブロック12に連結される。本実施の形態1では、固定用ブロック12の凹部の内周面と第3のトーションバー8’の外周面とが接触する接触部13で連結されている。
 上述した接触部9,11,11’,13は、例えば互いに噛み合う六角またはセレーション形状が形成されていてもよいし、溶接等で接合されていてもよい。このように構成することで、接触部9,11,11’では開路用シャフト6、第1のトーションバー8、第2のトーションバー10、第3のトーションバー8’が同期して回転し、接触部13では第3のトーションバー8’の回転が規制される。
 以上説明した操作装置52の開路用トーションバー1では、自由端側となっている出力レバー3が回転軸60を中心に回転すると、第3のトーションバー8’の端部が固定端となっているため、第1のトーションバー8、第2のトーションバー10および第3のトーションバー8’が捩られて、元の状態に戻ろうとするエネルギーが蓄えられる。操作装置52では、第1のトーションバー8、第2のトーションバー10および第3のトーションバー8’が捩られて、可動接触子56と固定接触子57とを接触させる。また、第1のトーションバー8、第2のトーションバー10および第3のトーションバー8’が捩られた状態から元の状態に復帰することで、可動接触子56が固定接触子57から離間される。図示を省略するラッチ機構によって、第1のトーションバー8、第2のトーションバー10および第3のトーションバー8’が捩られた状態から元の状態に復帰することを規制することで、可動接触子56と固定接触子57とが接触した状態を維持することができる。また、ラッチ機構による復帰の規制を解除することで、第1のトーションバー8、第2のトーションバー10および第3のトーションバー8’が捩られた状態から元の状態に復帰し、可動接触子56を固定接触子57から離間させることができる。すなわち、捩りによって蓄えられたエネルギーを利用して、高速で可動接触子56を移動させて、固定接触子57から離間させることができる。
 図5は、実施の形態1にかかる操作装置52の閉路用トーションバー2部分の正面断面図である。図6は、図5に示すC-C線に沿った断面図である。図7は、図5に示すD-D線に沿った断面図である。操作装置52の筐体4には、矢印Xに示す方向に沿って貫通する貫通孔4bが形成されている。貫通孔4bには軸受18を介して回転軸61を中心に回転可能に閉路用シャフト17が支持されている。閉路用シャフト17は回転軸61を中心軸とする筒状形状をなす。
 閉路用シャフト17には、閉路用レバー16が連結されている。閉路用レバー16は、閉路用シャフト17とともに回転軸61を中心に回転可能とされている。閉路用シャフト17には、第1のトーションバー19が連結されている。具体的には、閉路用シャフト17と第1のトーションバー19とは、閉路用シャフト17の内周面と第1のトーションバー19の外周面とが接触する接触部20で連結されている。この構成は、閉路用レバー16と第1のトーションバー19とが閉路用シャフト17を介して連結されていると換言できる。
 第1のトーションバー19は、回転軸61を中心軸とする筒状形状をなす。第1のトーションバー19は、閉路用シャフト17から矢印Yに示す方向に延びる筒状形状をなす。第1のトーションバー19の内側には、中実の柱状形状をなす第2のトーションバー21が設けられる。第2のトーションバー21は、回転軸61に沿って延びる。なお、閉路用トーションバー2の説明では、矢印Xに示す方向が第2の方向となり、矢印Yに示す方向が第1の方向となる。
 第2のトーションバー21は、第1のトーションバー19のうち閉路用レバー16よりも矢印Yに示す方向側となる部分に連結されている。本実施の形態1では、第1のトーションバー19のうち矢印Yに示す方向側の端部と第2のトーションバー21とが接触する接触部22で連結されている。第2のトーションバー21は、第1のトーションバー19よりも矢印Yに示す方向側に突出している。第2のトーションバー21の矢印Yに示す方向側の端部である一端部21aは、タンク51に固定された第2の支持体5’によって支持される。
 第2のトーションバー21は、筐体4に形成された貫通孔4bを通って、筐体4よりも矢印Xに示す方向側まで延びている。第2のトーションバー21の矢印Xに示す方向側の端部である他端部21bは、タンク51に固定された第1の支持体5によって支持される。第2のトーションバー21は、軸受26を介して第1の支持体5に支持され、軸受26’を介して第2の支持体5’に支持されることで回転軸61を中心に回転可能となっている。
 筐体4よりも矢印Xに示す方向側には、第2のトーションバー21の周囲を囲む第3のトーションバー19’が設けられる。第3のトーションバー19’は、回転軸61を中心軸とする筒状形状をなしている。第3のトーションバー19’は、矢印Xに示す方向側の端部で第2のトーションバー21と連結されている。本実施の形態1では、第2のトーションバー21と第3のトーションバー19’とは、第2のトーションバー21の外周面と第3のトーションバー19’の内周面とが接触する接触部22’で連結されている。また、第3のトーションバー19’は、矢印Yに示す方向側の端部で、筐体4に固定された固定用ブロック23に形成された凹部に差し込まれて、固定用ブロック23に連結される。本実施の形態1では、固定用ブロック23の凹部の内周面と第3のトーションバー19’の外周面とが接触する接触部24で連結されている。
 上述した接触部20,22,22’,24は、例えば互いに噛み合う六角またはセレーション形状が形成されていてもよいし、溶接等で接合されていてもよい。このように構成することで、接触部20,22,22’では閉路用シャフト17、第1のトーションバー19、第2のトーションバー21、第3のトーションバー19’が同期して回転し、接触部24では第3のトーションバー19’の回転が規制される。
 図8は、実施の形態1における操作装置52の側面図である。操作装置52の閉路用トーションバー2では、自由端側となっている閉路用レバー16が回転軸61を中心に回転すると、第3のトーションバー19’の端部が固定端となっているため、第1のトーションバー19、第2のトーションバー21および第3のトーションバー19’が捩られて、元の状態に戻ろうとするエネルギーが蓄えられる。操作装置52では、第1のトーションバー19、第2のトーションバー21および第3のトーションバー19’が捩られた状態から復帰する過程で、カム54が出力レバー3の当接部58を押し込んで出力レバー3を回転させる構成となっている。図示を省略するラッチ機構によって、第1のトーションバー19、第2のトーションバー21および第3のトーションバー19’が捩られた状態から元の状態に復帰することを規制しておくことで、可動接触子56が固定接触子57から離間した状態を維持できる。また、ラッチ機構による復帰の規制を解除することで、第1のトーションバー19、第2のトーションバー21および第3のトーションバー19’が捩られた状態から元の状態に復帰し、カム54が出力レバー3を回転させることで、可動接触子56を固定接触子57に接触させることができる。すなわち、捩りによって蓄えられたエネルギーを利用して、高速で可動接触子56を移動させて、固定接触子57に接触させることができる。
 開路用トーションバー1の第1のトーションバー8、第2のトーションバー10および第3のトーションバー8’は、カム54に押し込まれた出力レバー3が回転する際に、捩りが加えられてエネルギーが蓄えられる。ここで、ラッチ機構によって第1のトーションバー8、第2のトーションバー10および第3のトーションバー8’が捩られた状態から復帰することを規制することで、可動接触子56が固定接触子57に接触した状態を維持することができる。その後、電動機62によって、第1のトーションバー19、第2のトーションバー21および第3のトーションバー19’に捩りを加えることで、カム54を移動させるとともに、第1のトーションバー19、第2のトーションバー21および第3のトーションバー19’にエネルギーを蓄えることができる。
 また、開路用トーションバー1および閉路用トーションバー2が、筐体4を挟んで矢印Xに示す方向と矢印Yに示す方向の両方に延びているので、いずれか一方のみに延ばす場合に比べて、開路用トーションバー1および閉路用トーションバー2のタンク51からのはみ出す領域を抑えることができる。本実施の形態1では、図1に示すように、タンク51の端面51aに垂直な方向から見れば、開路用トーションバー1および閉路用トーションバー2はタンク51からはみ出していない。これにより、接点に連結されるレバーからトーションバーの端部までの距離の短縮化を図り、遮断器50の小型化および開路用トーションバー1および閉路用トーションバー2を支持する支持構造物の簡素化を図ることができる。
 図9は、実施の形態1の変形例1にかかる遮断器の開路用トーションバー1の断面図であって、第1の支持体5側を拡大した図である。図10は、実施の形態1の変形例1にかかる遮断器の開路用トーションバー1の断面図であって、第2の支持体5’側を拡大した図である。
 変形例1における開路用トーションバー1では、図9に示すように、第1のトーションバー8と第2のトーションバー10との間に同心円状に設けられた円筒形状の複数の第1の中間連結バー27が設けられている。第1のトーションバー8と第2のトーションバー10とは、第1の中間連結バー27を介して連結されている。より具体的には、第1の中間連結バー27は、当該第1の中間連結バー27の内側に配置された第2のトーションバー10または第1の中間連結バー27と一端側で連結され、その外側に配置された第1のトーションバー8または第1の中間連結バー27と他端側で連結されている。
 複数の第1の中間連結バー27のそれぞれは、同じ板厚で形成されていてもよいが、図9に示すように外側に配置された第1の中間連結バー27のほうが、内側に配置された第1の中間連結バー27よりも板厚が薄くなっていてもよい。このように、外側の第1の中間連結バー27の板厚を薄くすることで、複数の第1の中間連結バー27の断面二次極モーメントの均等化を図り、第1の中間連結バー27が捩られたときの捩り応力の均一化を図ることができる。これにより、開路用トーションバー1の寸法の増大を抑制することができる。
 変形例1における開路用トーションバー1では、図10に示すように、第3のトーションバー8’と第2のトーションバー10との間に同心円状に設けられた円筒形状の複数の第2の中間連結バー27’が設けられている。第3のトーションバー8’と第2のトーションバー10とは、第2の中間連結バー27’を介して連結されている。より具体的には、第2の中間連結バー27’は、当該第2の中間連結バー27’の内側に配置された第2のトーションバー10または第2の中間連結バー27’と一端側で連結され、その外側に配置された第3のトーションバー8’または第2の中間連結バー27’と他端側で連結されている。
 複数の第2の中間連結バー27’のそれぞれは、同じ板厚で形成されていてもよいが、図10に示すように外側に配置された第2の中間連結バー27’のほうが、内側に配置された第2の中間連結バー27’よりも板厚が薄くなっていてもよい。このように、外側の第2の中間連結バー27’の板厚を薄くすることで、複数の第2の中間連結バー27’の断面二次極モーメントの均等化を図り、第2の中間連結バー27’が捩られたときの捩り応力の均一化を図ることができる。これにより、開路用トーションバー1の寸法の増大を抑制することができる。また、複数の第1の中間連結バー27および第2の中間連結バー27’を用いることで、開路用トーションバー1の全長の短縮化を図ることができる。
 このような中間連結バーを閉路用トーションバー2に設けた場合にも同様の効果を得ることができる。また、第1の中間連結バー27および第2の中間連結バー27’のいずれか一方のみを設けてもよい。
実施の形態2.
 図11は、本発明の実施の形態2にかかる遮断器の操作装置81の正面図である。図12は、実施の形態2における開路用トーションバー71を正面から見た断面図である。図13は、実施の形態2における閉路用トーションバー72を正面から見た断面図である。なお、上記実施の形態1と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
 実施の形態2にかかる操作装置81では、図11および図12に示すように、開路用トーションバー71が、出力レバー3に連結されて、回転軸60に沿って矢印Xに示す方向に延びる第1のトーションバー73と、回転軸60に沿って矢印Yに示す方向に延びる第2のトーションバー74とを備える。なお、第1のトーションバー73および第2のトーションバー74と出力レバー3とは、開路用シャフト6を介して連結されている。また、第1のトーションバー73および第2のトーションバー74と出力レバー3とが互いに連結する接触部は、セレーションまたは六角形状が形成されていてもよいし、溶接等で接合されていてもよい。
 第1のトーションバー73の矢印Xに示す方向の端部は、第1の支持体5によって固定されて支持されている。例えば、第1のトーションバー73の端部が、第1の支持体5に形成された凹部に差し込まれ、第1のトーションバー73と第1の支持体5との接触部にセレーションまたは六角形状が形成されていてもよいし、溶接等で接合されていてもよい。
 第2のトーションバー74の矢印Yに示す方向の端部は、第2の支持体5’によって固定されて支持されている。例えば、第2のトーションバー74の端部が、第2の支持体5’に形成された凹部に差し込まれ、第2のトーションバー74と第2の支持体5’との接触部にセレーションまたは六角形状が形成されていてもよいし、溶接等で接合されていてもよい。
 図11および図13に示すように、閉路用トーションバー72が、閉路用レバー16に連結されて、回転軸61に沿って矢印Xに示す方向に延びる第1のトーションバー75と、回転軸61に沿って矢印Yに示す方向に延びる第2のトーションバー76とを備える。なお、第1のトーションバー75および第2のトーションバー76と閉路用レバー16とは、閉路用シャフト17を介して連結されている。また、第1のトーションバー75および第2のトーションバー76と閉路用レバー16とが互いに連結する接触部は、セレーションまたは六角形状が形成されていてもよいし、溶接等で接合されていてもよい。
 第1のトーションバー75の矢印Xに示す方向の端部は、第1の支持体5によって固定されて支持されている。例えば、第1のトーションバー75の端部が、第1の支持体5に形成された凹部に差し込まれ、第1のトーションバー75と第1の支持体5との接触部にセレーションまたは六角形状が形成されていてもよいし、溶接等で接合されていてもよい。
 第2のトーションバー76の矢印Yに示す方向の端部は、第2の支持体5’によって固定されて支持されている。例えば、第2のトーションバー76の端部が、第2の支持体5’に形成された凹部に差し込まれ、第2のトーションバー76と第2の支持体5’との接触部にセレーションまたは六角形状が形成されていてもよいし、溶接等で接合されていてもよい。
 以上説明した操作装置81では、開路用トーションバー71および閉路用トーションバー72が、筐体4を挟んで矢印Xに示す方向と矢印Yに示す方向の両方に延びているので、いずれか一方のみに延ばす場合に比べて、開路用トーションバー71および閉路用トーションバー72のタンク51からのはみ出す領域を抑えることができる。本実施の形態2では、タンク51の端面51a(図1も参照)に垂直な方向から見れば、開路用トーションバー71および閉路用トーションバー72はタンク51からはみ出さずに済む。これにより、接点に連結されるレバー3,16からトーションバー71,72の端部までの距離の短縮化を図り、遮断器の小型化および開路用トーションバー71および閉路用トーションバー72を支持する支持構造物の簡素化を図ることができる。
 また、実施の形態1と同様に、開路用トーションバー71および閉路用トーションバー72に加えた捩りによって蓄えられたエネルギーを利用して、接点の開閉動作の高速化を図ることができる。なお、実施の形態1,2に示されるトーションバーの第1の支持体5および第2の支持体5’は、トーションバーが低出力エネルギーの仕様で、重量が軽い場合等においては省略することが可能である。
 以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
 1 開路用トーションバー、2 閉路用トーションバー、3 出力レバー、4 筐体、4a 貫通孔、4b 貫通孔、5 第1の支持体、5’ 第2の支持体、6 開路用シャフト、7 軸受、8 第1のトーションバー、8’ 第3のトーションバー、9 接触部、10 第2のトーションバー、10a 一端部、10b 他端部、11,11’ 接触部、12 固定用ブロック、13 接触部、15,15’ 軸受、16 閉路用レバー、17 閉路用シャフト、18 軸受、19 第1のトーションバー、19’ 第3のトーションバー、20 接触部、21 第2のトーションバー、21a 一端部、21b 他端部、22,22’ 接触部、23 固定用ブロック、24 接触部、26,26’ 軸受、27 第1の中間連結バー、27’ 第2の中間連結バー、50 遮断器、51 タンク、51a 端面、52 操作装置、54 カム、55 リンク機構、56 可動接触子、57 固定接触子、58 当接部、60,61 回転軸、71 開路用トーションバー、72 閉路用トーションバー、73,75 第1のトーションバー、74,76 第2のトーションバー、81 操作装置。

Claims (10)

  1.  回転軸を中心に回転可能とされたレバーと、
     前記レバーに連結され、前記回転軸を中心軸とする筒状形状をなし、前記回転軸に沿って第1の方向に延びる第1のトーションバーと、
     前記第1のトーションバーの内側に設けられて前記回転軸に沿って延び、前記レバーよりも前記第1の方向側となる部分で前記第1のトーションバーと連結され、前記第1のトーションバーとの連結部分から前記レバーよりも前記第1の方向と反対の第2の方向側まで延びる第2のトーションバーと、
     前記第2のトーションバーの周囲を囲んで前記回転軸を中心とする筒状の形状であり、前記レバーよりも前記第2の方向側となる部分で前記第2のトーションバーと連結され、前記第2のトーションバーとの連結部分から前記第1の方向に延びる第3のトーションバーと、を備え、
     前記第3のトーションバーは、前記第1の方向側となる端部で回転を規制されていることを特徴とする操作装置。
  2.  前記第2のトーションバーを、前記第1の方向側の端部である一端部で回転可能に支持する第1の支持体と、
     前記第2のトーションバーを、前記第2の方向側の端部である他端部で回転可能に支持する第2の支持体と、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。
  3.  前記第2のトーションバーは、中実の柱状形状であることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。
  4.  前記第2のトーションバーと前記第3のトーションバーとの間に同心円状に設けられた円筒形状の複数の中間連結バーをさらに備え、
     前記中間連結バーが、当該中間連結バーの内側に配置された前記第2のトーションバーと一端側で連結されて、外側に配置された第3のトーションバーまたは中間連結バーと他端側で連結されることで、前記第2のトーションバーと前記第3のトーションバーとは、前記中間連結バーを介して連結されていることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。
  5.  複数の前記中間連結バーは、外側に配置された前記中間連結バーのほうが、内側に配置された前記中間連結バーよりも板厚が薄いことを特徴とする請求項4に記載の操作装置。
  6.  前記第2のトーションバーと前記第1のトーションバーとの間に同心円状に設けられた円筒形状の複数の中間連結バーをさらに備え、
     前記中間連結バーが、当該中間連結バーの内側に配置された前記第2のトーションバーと一端側で連結されて、外側に配置された第1のトーションバーまたは中間連結バーと他端側で連結されることで、前記第2のトーションバーと前記第1のトーションバーとは、前記中間連結バーを介して連結されていることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。
  7.  複数の前記中間連結バーは、外側に配置された前記中間連結バーのほうが、内側に配置された前記中間連結バーよりも板厚が薄いことを特徴とする請求項6に記載の操作装置。
  8.  回転軸を中心に回転可能とされたレバーと、
     前記レバーに連結され、前記回転軸に沿って第1の方向に延びる第1のトーションバーと、
     前記レバーに連結され、前記回転軸に沿って前記第1の方向と反対の第2の方向に延びる第2のトーションバーと、
     前記第1のトーションバーを、前記第1の方向側の端部で固定して支持する第1の支持体と、
     前記第2のトーションバーを、前記第2の方向側の端部で固定して支持する第2の支持体と、を備えることを特徴とする操作装置。
  9.  請求項1に記載の操作装置と、
     前記レバーの回転に連動して移動する可動接触子と、
     前記可動接触子の移動に伴って前記可動接触子と接触または離間が可能となる位置に設けられた固定接触子と、を備えることを特徴とする遮断器。
  10.  請求項8に記載の操作装置と、
     前記レバーの回転に連動して移動する可動接触子と、
     前記可動接触子の移動に伴って前記可動接触子と接触または離間が可能となる位置に設けられた固定接触子と、を備えることを特徴とする遮断器。
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