(57)【要約】【課題】凍結環境下でも動作信頼性の高い気中遮断器を得ることを目的としている。【解決手段】電動チャージ機構２１に凍結の可能性を判定する凍結判定ステップと、駆動モータ２５の駆動方式を、凍結の可能性が低いと判定すると通常の駆動方式を、凍結の可能性が高いと判定すると凍結対策用の駆動方式を選択する駆動方式選択ステップと、駆動方式選択ステップで選択した駆動方式によって駆動モータ２５を駆動させる駆動ステップと、を有し、凍結対策用の駆動方式では、駆動モータ２５の回転方向を繰り返し反転させるように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータを用いてラチェットギアに噛みあわせたラチェットを揺動させ、前記ラチェットギアを一歯ずつ回転させて、接点の開閉動作を行うための投入バネを蓄勢する電動チャージ機構を有する気中遮断器のチャージ方法であって、
前記電動チャージ機構に凍結の可能性を判定する凍結判定ステップと、
前記駆動モータの駆動方式を、凍結の可能性が低いと判定すると通常の駆動方式を、凍結の可能性が高いと判定すると凍結対策用の駆動方式を選択する駆動方式選択ステップと、
前記駆動方式選択ステップで選択した駆動方式によって前記駆動モータを駆動させる駆動ステップと、を有し、
前記凍結対策用の駆動方式では、前記駆動モータの回転方向を繰り返し反転させることを特徴とする気中遮断器のチャージ方法。
【請求項２】
前記凍結判定ステップでは、チャージが完了できなかった場合に凍結の可能性が高いと判定することを特徴とする請求項１に記載の気中遮断器のチャージ方法。
【請求項３】
前記凍結判定ステップでは、温度が所定未満の場合に凍結の可能性が高いと判定することを特徴とする請求項１または２に記載の気中遮断器のチャージ方法。
【請求項４】
チャージ方式がＯＮチャージ方式かＯＦＦチャージ方式かを識別するチャージ方式識別ステップを有し、
前記凍結判定ステップでは、前記チャージ方式がＯＦＦチャージ方式の場合は凍結の可能性が低いと判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の気中遮断器のチャージ方法。
【請求項５】
前記駆動ステップでは、温度が所定未満の場合に前記電動チャージ機構を加熱することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の気中遮断器のチャージ方法。
【請求項６】
開閉可能に設置された接点と、
前記接点の開閉動作を行うための投入バネと、
駆動モータを用いてラチェットギアに噛みあわせたラチェットを揺動させ、前記ラチェットギアを一歯ずつ回転させて、前記投入バネを蓄勢する電動チャージ機構と、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の気中遮断器のチャージ方法を実行する制御部と、  を備えたことを特徴とする気中遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動モータで蓄勢された投入バネの力で接点の開閉動作を行う気中遮断器に関し、とくに凍結環境下でのチャージ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遮断容量の大きな気中遮断器では、１回のハンドル操作で開閉の切り替えが可能な小型の遮断器と異なり、ハンドルを複数回操作して投入バネに蓄勢し、蓄勢した力を利用して接点の開閉動作を行っている。その際、蓄勢途中での逆戻りを防止するためにラチェット機構を用いている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、トルクが小さなモータを用いて蓄勢する際、偏心カムを用いて送り爪部材を揺動させ、爪車を一方向に回転させる投入バネの蓄勢機構が用いられることがある。このとき、グリスの劣化や低温による粘度の変化により、送り爪が爪車に掛からなくなることがないようにするため、送り爪を爪車に接する方向に付勢する引張バネを用いることが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２０１３３４号公報（第１頁右欄〜第５頁右上欄、第９図〜第１６図）
【特許文献２】実開平４−６１４６号公報（第１８ページ1行〜第２２頁８行、第１図、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、再生可能エネルギーの利用が推進されているが、例えば、風力発電においては、寒風が吹きすさぶ地に建設されることもあり、そのような施設に気中遮断器を用いた場合、零下数十度の環境に曝されることになる。しかしながら、これまでは、例えば、特許文献２のように、動きが鈍化する程度の低温を想定しており、極寒の地で、凍結によって膠着してしまうような環境を想定したものではなかった。つまり、本格的な凍結環境を想定した対策は、これまで考えられていなかった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、凍結環境下でも動作信頼性の高い気中遮断器を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の気中遮断器のチャージ方法は、駆動モータを用いてラチェットギアに噛みあわせたラチェットを揺動させ、前記ラチェットギアを一歯ずつ回転させて、接点の開閉動作を行うための投入バネを蓄勢する電動チャージ機構を有する気中遮断器のチャージ方法であって、前記電動チャージ機構に凍結の可能性を判定する凍結判定ステップと、前記駆動モータの駆動方式を、凍結の可能性が低いと判定すると通常の駆動方式を、凍結の可能性が高いと判定すると通常の駆動方式を選択する駆動方式選択ステップと、前記駆動方式選択ステップで選択した駆動方式によって前記駆動モータを駆動させる駆動ステップと、を有し、前記凍結対策用の駆動方式では、前記駆動モータの回転方向を繰り返し反転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の気中遮断器のチャージ方法によれば、グリスの固化や氷結が生じても確実に電動チャージ機構を動作させることができるので、凍結環境下でも動作信頼性の高い気中遮断器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる気中遮断器のチャージ方法における駆動モータに対する回転角指令や駆動電流等の波形図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる気中遮断器のチャージ方法を適用する気中遮断器の構成を説明するための、オフ状態での側面断面図と部分下面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる気中遮断器のオフ状態での側面断面図から、チャージにおける動作を説明するため部材を抽出して記載した部分抽出図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる気中遮断器のチャージ機構におけるモータ駆動部分を示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる気中遮断器のチャージ機構におけるモータ駆動部分を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態１にかかる気中遮断器のチャージ機構におけるラチェットギアとラチェット部分を抽出して記載した部分抽出図である。
【図７】本発明の実施の形態１にかかる気中遮断器のチャージ方法を適用する気中遮断器の構成を説明するための、オン状態での側面断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１にかかる気中遮断器のオン状態での側面断面図から、チャージにおける動作を説明するため部材を抽出して記載した部分抽出図である。
【図９】本発明の実施の形態１にかかる気中遮断器のチャージ方法における通常時の駆動モータに対する回転角指令と駆動電流の波形図である。
【図１０】本発明の実施の形態１にかかる気中遮断器のチャージ方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態１の第一変形例にかかる気中遮断器のチャージ方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態１の第二変形例にかかる気中遮断器のチャージ方法を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態２にかかる気中遮断器のチャージ方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１〜図１０は、本発明の実施の形態１にかかる気中遮断器のチャージ方法およびその適用対象である気中遮断器について説明するためのもので、図１（ａ）〜（ｄ）は、気中遮断器のチャージ方法における駆動モータに対する回転角指令（ａ）、駆動電流（ｂ）、負荷（ｃ）、実際の回転角（ｄ）を同期して表示した波形図である。図２（ａ）と（ｂ）は、気中遮断器の構成を説明するための、オフ状態でのｙｚ面による側面断面図（ａ）と、ｙ方向から見た部分下面図であり、図３は図２（ａ）の描画対象からチャージにおける動作を説明するための部材を抽出して記載した部分抽出図である。
【００１１】
また、図４はチャージ機構のモータ駆動部分を示す正面図（ｘｙ面）、図５はモータ駆動部分を示す側面図（ｙｚ面）、図６はチャージ機構におけるラチェットギアとラチェット部分を抽出して記載した部分抽出図である。図７は図２（ａ）に対応するもので、オン状態での側面断面図、図８は図３に対応するもので、図７の描画対象からチャージにおける動作を説明するための部材を抽出して記載した部分抽出図である。
【００１２】
そして、図９（ａ）と（ｂ）は、それぞれ図１（ａ）と（ｂ）に対応するもので、チャージ方法における通常時の駆動モータに対する回転角指令（ａ）と駆動電流（ｂ）を同期して表示した波形図である。また、図１０はチャージ方法を示すフローチャートである。
【００１３】
本実施の形態１にかかる気中遮断器の特徴は、凍結環境下においても動作信頼性の高い気中遮断器を得るためのチャージ方法にあるが、その説明の前に、気中遮断器としての基本的な構成について説明する。
【００１４】
本実施の形態１にかかる気中遮断器１を構成する主要な機器は、図２（ａ）に示すように、モールドケース３Ａとモールドカバー３Ｂとで構成した筐体３内に収容されている。筐体３内の図中右側（ｚ方向）には、主に主回路の開閉を行う電気系統の部材が、左側には開閉を行うための機構系統の部材が配置されている。
【００１５】
電気系統としては、電源側、負荷側との電気接続のため、一対の導体５１、５２のそれぞれの一端が筐体３から上下（ｙ方向）に別れて突出しており、そのうち導体５１の他端には、固定接点５４が固着されている。固定接点５４に対向する可動接点５５は、固定接点５４に対して接触および開離可能になるように可動子５６に固着され、可動子５６の基端部は、可撓導体５７を介して前述の導体５２と電気接続されている。
【００１６】
可動子５６を保持する可動子ホルダ５８の下端部は、モールドケース３Ａに保持された枢軸６０により、回動自在に支持されており、上端部は連結ピン６１により、機構系統の絶縁リンク４５の他端に連結されている。また、可動子５６は、モールドケース３Ａの右側の壁面との間に設けた接圧バネ６２によって、壁面から遠ざかる方向（ｚ方向）に付勢されており、図２（ａ）に示すような接点のオフ状態時には、可動接点５５を固定接点５４から開離する方向に付勢する。一方、絶縁リンク４５との関係により、オン状態時（例えば、図７参照）には、可動接点５５を固定接点５４に対して押し付ける方向に付勢する。なお、固定接点５４から可動接点５５が引き離される際に発生するアークを裁断する消弧室５は、図中右上に配置されている。
【００１７】
図２（ａ）の左側に描画した機構系統は、下面（ｙ方向負側）から見た図２（ｂ）に示すように、ボルト１２Ａとナット１５５により、間隔をあけて連結された左側フレーム１５１と、右側フレーム１５２との間に挟まれるようにして配置される。なお、上記の枢軸６０と連結ピン６１、および機構系統における軸は、断りの無い限り、ボルト１２Ａの軸と平行（ｘ方向）になるように構成している。
【００１８】
カム機構は、投入バネ３０の放勢および蓄勢を行う軸方向で間隔をあけて設けられたカム１７と、カム１７を駆動するラチェットギア１４とで構成されている。カム側ローラ１０１は、カム１７とラチェットギア１４の間に設けられ、蓄勢用アーム１０２は、カム機構の上方にあって、図３に示すようにボルト１０３を支点として回転する。アーム側ローラ１０４は、蓄勢用アーム１０２の一端に設けられ、カム機構を転接することで、つまりカム機構のカム１７と係合することで、カム機構により回転駆動される。
【００１９】
なお、蓄勢用アーム１０２の中腹部上面には、後述する投入トグルリンク機構を突き上げるカム面１０５が形成されている。また、ラチェットギア１４は、後述する電動チャージ機構２１のラチェット２４（例えば、図４〜図６参照）で駆動力を与えられる。
【００２０】
バネカケピン１０７は、蓄勢用アーム１０２の他端に固着又は保持され、図２（ａ）に示すように、左側フレーム１５１および右側フレーム１５２との間に配設された投入バネ３０の上端部を保持している。そして、バネカケピン１０７が、左側フレーム１５１および右側フレーム１５２のガイド長孔１０７ｇ内を移動することで投入バネ３０は蓄圧される。そして、後述するように投入バネ３０の放勢力によって可動接点５５は、固定接点５４にオン動作する。
【００２１】
クローズラッチ部１０８は、ボルト１０３に回転可能に装着され、中腹部にラッチ側ローラ１０９を有すると共に、一端側はカム側ローラ１０１に係合する。クローズラッチ１１０は、共有固定軸１１１Ｓを中心に回転し、下端はラッチ側ローラ１０９に係合するとともに、上端側はクローズバー１１２に係合している。クローズバー１１２は、図示しないが手動あるいはソレノイドなどによりオン操作される。
【００２２】
メインシャフト１１３は、筐体３に回転可能に支持されている。メインシャフト１１３のアーム１１４、１１５は、メインシャフト１１３に等間隔で３個固定され、３極分の絶縁リンク４５が連結ピン４６によりそれぞれ連結されている。２本のリンク１１６ａ、１１６ｂにより構成される投入トグルリンク機構は、一方のリンク１１６ａが図示しない連結ピン（図中、連結ピン４６の後方に隠れている）により、アーム１１４、１１５に連結され、他方のリンク１１６ｂが連結ピン１２２によりリンクレバー１２０に連結されている。
【００２３】
リンク側中央ローラ１１８は、投入トグルリンク機構の中心ピン１１９により回転可能に支持され、蓄勢用アーム１０２のカム面１０５に当接する位置関係にあり、また投入トグルリンク機構は、中心ピン１１９を中心に屈曲可能な関係にある。リンクレバー１２０は、固定軸１２０Ｓに回転可能に支持され、一端側に連結ピン１２２により、他方のリンク１１６ｂと連結される。リンクレバー側ローラ１２３は、リンクレバー１２０の中腹部に回転可能に設けられ、トリップラッチ１２４は、共有固定軸１１１Ｓで回転可能に支持されている。
【００２４】
また、トリップラッチ１２４は、中腹部の凹部１２４ａがリンクレバー側ローラ１２３に合するとともに、上端側がトリップバー１２５に係合している。トリップバー１２５は図示しないが、手動あるいはソレノイドなどによりトリップ操作される。
【００２５】
電動チャージ機構２１は、図４〜図６に示すように、左フレーム２２と右フレーム２３により、各構成部品が配置され、ラチェット２４とラチェットギア１４が噛み合うよう右フレーム２３側は左側フレーム１５１の側面より固定されている。ラチェット２４は、付勢バネ１５によりラチェットギア１４に押し付けられ係合している。駆動モータ２５は、減速ギア列２６を介して、ラチェット２４を回転させ、ラチェットギア１４の逆転防止ツメ１９は係合部１６を有している。押しバネ１３は逆転防止ツメ１９を噛み合い方向に付勢している。また、右フレーム２３には、ラチェットギア１４の回転角を検知するリミットスイッチ２９が設置されている。
【００２６】
次に基本動作について説明する。
まず、投入バネ３０の蓄勢について説明する。
投入バネ３０が放勢されたトリップ状態において、電動チャージ機構２１のラチェット２４の駆動により、ラチェットギア１４を反時計方向に回転させて、カム機構を反時計方向に回転させる。すると、蓄勢用アーム１０２がボルト１０３を中心に時計方向に図３で示す位置まで回動し、バネカケピン１０７が投入バネ３０を押下げるので、投入バネ３０が蓄圧される。このようにして投入バネ３０は、図２、図３に示す蓄勢完了状態となる。
【００２７】
蓄勢完了状態では、カム機構のカム側ローラ１０１によりクローズラッチ部１０８の回動が阻止される。更にクローズラッチ部１０８のラッチ側ローラ１０９により、クローズラッチ１１０の回動が阻止され、クローズバー１１２によりその状態でロックされる。
【００２８】
次に蓄勢完了状態から、接点をオンにする操作について説明する。
図２に示す状態のクローズバー１１２を時計方向に回動操作する。この操作によりクローズラッチ１１０が時計方向に回転し、クローズラッチ１１０に対するラッチ側ローラ１０９の係合が解除される。これに伴って、クローズラッチ部１０８が反時計方向に回転するので、カム機構のロックが解除されてカム機構が反時計方向に回転をはじめる。
【００２９】
カム機構が反時計方向に回転すると、図７に示すようにアーム側ローラ１０４がカム機構の絶壁部から凹部１７ｈに落ち込み蓄勢用アーム１０２がフリーになる。これにより、投入バネ３０が放勢され、この投入バネ３０の放勢により蓄勢用アーム１０２が反時計方向に、図８に示す位置まで回転し、且つはね上がる。このようにして蓄勢用アーム１０２がはね上がったとき、蓄勢用アーム１０２のカム面１０５に、リンク側中央ローラ１１８が当接する。すると、投入トグルリンク機構が、蓄勢用アーム１０２の、はね上げ力によって図７、図８に示す伸長状態となり、接点のオン状態になる。
【００３０】
次に接点のオン状態からオフ状態に移行する操作について説明する。
接点のオン状態において、トリップバー１２５を反時計方向に回動操作させると、トリップラッチ１２４が反時計方向に回動する。すると、トリップラッチ１２４の凹部１２４ａからリンクレバー側ローラ１２３の係合が外れてリンクレバー１２０が固定軸１２０Ｓを軸に時計方向に回動し、投入トグルリンク機構が図２（ａ）に示すように屈曲してオフ状態となる。そして以下、上記動作の繰り返しとなる。
【００３１】
上述した基本構成と動作を踏まえ、本発明の実施の形態の特徴部分であるチャージ方法の実行対象である電動チャージ機構２１の基本動作と、特徴的な動作について続けて説明する。
【００３２】
図４〜図６で説明したように、駆動モータ２５は、減速ギア列２６を介してラチェット２４を駆動することでラチェットギア１４を回転させ、投入バネ３０をチャージする。チャージ完了は、リミットスイッチ２９によるラチェットギア１４の回転角によって検知し、完了を検知すると、駆動モータ２５を停止させる。しかし、駆動モータ２５は停止指令を受けた後も慣性力により回転するので、ラチェット２４を動作させてしまう。しかし、ラチェットギア１４には、欠歯部１８が形成されており、チャージ完了時の回転角度では、ラチェット２４が、欠歯部１８に位置するように調整している。そのため、駆動モータ２５の慣性によるラチェット２４の動作が生じても、ラチェットギア１４の過回転（オーバーラン）を防止することができる。
【００３３】
駆動モータ２５の通常の駆動パターンの角度指令は、図９（ａ）に示すように、時間とともに増大するように与える。このとき、駆動モータ２５が、例えばＤＣモータの場合、駆動電流は図９（ｂ）に示すように正の一定の電流値を与えて駆動する。しかしながら、電動チャージ機構２１による減速ギア列２６が、使用環境の粉塵等の影響や経時的なグリス劣化によるグリス固化などにより駆動できないと、ラチェットギア１４が回転しないため、投入バネ３０への蓄勢（チャージ）ができないことがある。
【００３４】
また、低温時についても、グリス粘度低下の影響や、ギア間に氷結等が発生し、同様に減速ギア列２６が駆動できず、投入バネ３０のチャージが完了しない場合がある。このような場合において、本実施の形態１にかかるチャージ方法では、図９で示した通常駆動とは異なる対策駆動を行うことにより、チャージを完了させるようにする。
【００３５】
対策駆動での蓄勢パターンの角度指令は図１（ａ）に示すように、駆動モータ２５に対して、正方向と逆方向が繰り返して変化するように与える。例えば、時間に応じて増加する係数を正弦波に乗じたように、周期ごとに絶対値を拡大させながら波打つように指令を与える。ここで、駆動モータ２５がＤＣモータの場合、駆動電流は、回転角指令が正方向に変化する場合は正の値、負方向に変化する場合は負の値となる。したがって、駆動電流は、図１（ｂ）に示すように、回転角指令が正負それぞれの頂点の時（破線、点線）に０になり、変化量が最大となるとき（本例では回転角指令が０になるとき：一点鎖線）に最大または最小の値をとる。結果として、時間とともに拡大しながら正負が交互に変化するが、回転角指令と位相が１／４周期ずれたような波形となる。
【００３６】
このとき、駆動モータ２５を正方向に回転させようとすると、投入バネ３０の反発力に抗する力に加え、凍結状態では、固化を打破する力も必要となり、駆動モータ２５の負荷は増加しても、減速ギア列２６を回転させることはできない。一方、負方向に回転させようとする場合は、投入バネ３０の反発力は、逆に回転を助ける方向に働き、負荷が微増程度に留まるにもかかわらず、減速ギア列２６を回転させることができる。
【００３７】
結果として、駆動モータ２５の負荷は図１（ｃ）に示すように、正方向では、駆動電流に応じた負荷が発生するが、負方向では負荷は微増する程度になる。そして、実際の回転角は、図１（ｄ）に示すように、凍結が解消されるまでは、正方向への回転はなく、停止したままであるが、負方向では負荷が微増程度にもかかわらず、回転変位する。そのため、負方向への回転から正方向への回転に切り替えると、少なくとも元の位置（０度）までは正方向に回転するので、そのときの慣性力により、衝撃力を作用させることができる。これを複数回繰返していくと、氷結等の破壊が可能となる。
【００３８】
また、角度が負側であっても、回転が行われることで、減速ギア列２６での摩擦熱による温度上昇でグリス潤滑も回復するため、摩擦力低減効果も加わり、一層駆動しやすくなる。このような、衝撃力および摩擦熱を利用するため、対策駆動として、始動時に、数サイクル〜数十サイクルの往復駆動を与えるようにした。なお、基本的には凍結対策と称しているが、凍結に限らず膠着した状態の解除に対策駆動は有効である。
【００３９】
一方、反転によって衝撃力を発生させる対策駆動は、電動チャージ機構２１の部材自体にも衝撃を与えるため、凍結等が生じる必要なときのみに使用するようにしたい。そこで、本実施の形態にかかるチャージ方法では、図１０に示すように、通常駆動でチャージが完了しないときに、駆動方法を対策駆動に変更するように構成した。さらに、チャージ毎の対策駆動をする回数にも制限を設けるようにした。
【００４０】
具体的には、チャージを開始すると、初めに対策駆動を行った回数の初期値ｎ＝０を設定し（ステップＳ１１０）、駆動方式として、通常の駆動パターンを設定する（ステップＳ１２０）。そして、設定された駆動方式で駆動を開始する（ステップＳ１３０：初回は上述したように通常駆動）。チャージが完了する目安として、５秒タイマによる時間経過を待ったのち（ステップＳ１４０）、リミットスイッチ２９により、チャージが完了したか否かを判断する（ステップＳ１５０）。
【００４１】
リミットスイッチ２９により、ラチェットギア１４の回転角が所定角度まで達したとの信号を検知できていれば、チャージが完了したと判定し（ステップＳ１５０で「ＹＥＳ」）、チャージ完了の信号を出力して（ステップＳ１９０）、終了する。
【００４２】
一方、リミットスイッチ２９による、ラチェットギア１４の回転角が所定角度まで達したとの信号を検知できなければ、チャージが完了していないと判定し（ステップＳ１５０で「ＮＯ」）、対策駆動関連のステップＳ１６０へ移行する。
【００４３】
ステップＳ１６０では、対策駆動の回数制限のため、今回のチャージにおいて、対策駆動を実施した回数（ｎ）が所定値（５）を超えているか否かを判定する。ｎが５を超えていない場合（ステップＳ１６０で「ＮＯ」）、対策駆動を実施する。具体的には、対策駆動の回数として、ｎをひとつカウントアップし（ステップＳ１７０）、駆動方式として図１で説明した対策駆動を設定し（ステップＳ１８０）、ステップＳ１３０に移行して、駆動を開始し、繰り返しのループに入る。
【００４４】
一方、ステップＳ１６０の駆動回数の判定において、５を超えていると（ステップＳ１６０で「ＹＥＳ」）、対策駆動を５回実施しても効果がないことになり、これ以上の駆動は実施しないで、チャージ完了の信号を出力し（ステップＳ２００）、終了する。これは、衝撃を伴う対策駆動の効果がないときに、永久に繰り返すことがないように、回数に制限を設けるものである。
【００４５】
第一変形例．
上記実施の形態においては、チャージが完了しなかった際に回数制限を設けて対策駆動を実施する例について説明したが、第一変形例を含む変形例においては、加熱を用いて凍結対策の効果を高めるチャージ方法について説明する。図１１は第一変形例にかかる気中遮断器のチャージ方法を示すフローチャートである。その他の構成については、図１０を除き、実施の形態１で説明したものを援用する。変形例を実現するため、電動チャージ機構２１には、左フレーム２２にヒータ２７が設置され、右フレーム２３にラチェットギア１４直近の温度を測定する温度センサ２８が設置されている（図４、５参照。）。さらに、図示しない低温判定部とヒータ動作回路を有している。
【００４６】
第一変形例でも、チャージを開始すると、初めに、駆動方式として、通常の駆動パターンを設定する（ステップＳ２１０）。そして、設定された駆動方式で駆動を開始する（ステッ２２０：初回は上述したように通常駆動）。チャージが完了する目安として、５秒タイマによる時間経過を待ったのち（ステップＳ２３０）、リミットスイッチ２９により、チャージが完了したか否かを判断する（ステップＳ２４０）。
【００４７】
リミットスイッチ２９により、ラチェットギア１４の回転角が所定角度まで達したとの信号を検知できていれば、チャージが完了したと判定し（ステップＳ２４０で「ＹＥＳ」）、チャージ完了の信号を出力して（ステップＳ２９０）、終了する。ここまでのフローは駆動回数の設定が無いことを除けば、図１０で説明したフローと同様である。
【００４８】
一方、リミットスイッチ２９からの信号を検知できなければ、チャージが完了していないと判定し（ステップＳ２４０で「ＮＯ」）、変形例での特徴的な対策駆動関連の工程（ステップＳ２５０〜Ｓ２７０）へ移行する。
【００４９】
ステップＳ２５０では、対策駆動の効果を確実にするために加熱の必要性の判断として、温度センサ２８で計測した温度が所定温度（−１０℃）未満であるか否かを確認する。温度が所定温度未満でない場合（ステップＳ２５０で「ＮＯ」）、付加的な対策は行わず、駆動方式として図１で説明した対策駆動を設定し（ステップＳ２８０）、ステップＳ２２０に移行して、駆動を開始し、繰り返しのループに入る。
【００５０】
一方、温度が所定温度未満の場合（ステップＳ２５０で「ＹＥＳ」）、ヒータ２７の動作スイッチをＯＮにする（ステップＳ２６０）。そして、ステップＳ２７０の５分タイマにより、ヒータ２７への５分間の通電で電動チャージ機構２１を暖めた後、駆動方式として対策駆動を設定し（ステップＳ２８０）、ステップＳ２２０に移行して、駆動を開始し、繰り返しのループに入る。
【００５１】
このようにすることで、低温環境下により、例えば、衝撃や摩擦熱で融解しても、すぐに再凍結してしまうような状態であっても、動作信頼性を高める効果が期待できる。
【００５２】
第二変形例．
上記第一変形例では、温度が所定未満の場合、電動チャージ機構２１を時間管理で加熱した例を示した。本第二変形例では、時間管理ではなく、到達温度でフィードバック制御するようにした。図１２は第二変形例にかかる気中遮断器のチャージ方法を示すフローチャートである。第一変形例（図１１）におけるタイマ機能のステップＳ２７０に代えて、温度管理を行うステップＳ２６５を用いた以外は、第一変形例と同様であり、同様部分の説明は省略する。
【００５３】
ステップＳ２５０までは、第一変形例と同様であるので、ステップＳ２５０からの工程について説明する。図１２に示すように、ステップＳ２５０では、対策駆動の効果を確実にするために加熱の必要性の判断として、温度センサ２８で計測した温度が所定温度（−１０℃）未満であるか否かを確認する。温度が所定温度未満でない場合（ステップＳ２５０で「ＮＯ」）、付加的な対策は行わず、駆動方式として図１で説明した対策駆動を設定し（ステップＳ２８０）、ステップＳ２２０に移行して、駆動を開始し、繰り返しのループに入る。
【００５４】
一方、温度が所定温度未満の場合（ステップＳ２５０で「ＹＥＳ」）、ヒータ２７の動作スイッチをＯＮにし（ステップＳ２６０）、温度センサ２８で計測した温度が所定温度を超えるまで（ステップＳ２６５で「ＹＥＳ」になるまで）、加熱を継続する。温度センサ２８で計測した温度が所定温度を超えると、駆動方式として対策駆動を設定し（ステップＳ２８０）、ステップＳ２２０に移行して、駆動を開始し、繰り返しのループに入る。
【００５５】
このようにすることで、低温環境下により、例えば、衝撃や摩擦熱で融解しても、すぐに再凍結してしまうような状態であっても、対策駆動で動作が可能な温度まで加熱して、動作信頼性を高める効果が期待できる。なお、ステップＳ２５０における温度の計測点と、ステップＳ２６５における温度の計測点は必ずしも同じである必要はない。例えば、ステップＳ２５０では、環境温度（例えば筐体内温度）を計測し、ステップＳ２６５では、電動チャージ機構２１の温度を測るようにしてもよい。
【００５６】
なお、第一変形例、第二変形例では、対策駆動の回数（ｎ）の制限を設けずに簡単に説明したが、図１０と同様に、回数に制限を設けるように設定してもよい。回数（ｎ）の設定値や、温度の設定値は、一例であり、状況に応じて、適宜設定してもよい。
【００５７】
実施の形態２．
実施の形態１およびその変形例においては、通常駆動をデフォルトとし、通常駆動でチャージできなかった際に、対策駆動へ駆動方式を変更する例について説明した。本実施の形態２では、気中遮断器１の仕様に基づいてチャージの駆動方式を選択する例について説明する。実施の形態１においては、対策駆動は機器自体にも衝撃を与えるために、デフォルトの駆動方式は、通常駆動にする旨説明したが、凍結時のように回転不能な状態で駆動する場合は、通常駆動の方が対策駆動よりも機器に負荷がかかることも考えられる。
【００５８】
そこで、本実施の形態２においては、気中遮断器のチャージ方式を識別することで、凍結対策が必要な場合は、積極的に対策駆動を選択するようにした。図１３は本実施の形態２にかかる気中遮断器のチャージ方法を示すフローチャートである。気中遮断器自体の構成については、実施の形態１で説明したものを援用する。一方、本実施の形態２にかかるチャージ方法を実現するため、気中遮断器１には、チャージ方式を識別するための図示しないチャージ方式識別部を備えている。
【００５９】
本実施の形態２にかかるチャージ方法では、図１３に示すように、はじめに、当該機器のチャージ方式がＯＮチャージ方式かＯＦＦチャージ方式かの識別を行う（ステップＳ３１０）。識別法についてはどのような方法でもよいが、例えば、気中遮断器１に設置されている図示しない選択スイッチの状態、またはメモリー等にあらかじめ設定された値等を読み込むことで識別する。そして、識別したチャージ方式に応じて、動作シーケンスの切り替えを行い、ＯＮチャージ方式の場合（ステップＳ３２０で「ＹＥＳ」）は、対策駆動を基本とするステップＳ３３０へ移行する。一方、ＯＦＦチャージ方式の場合（ステップＳ３２０で「ＮＯ」）は、通常駆動を基本とするステップＳ３６０へ移行する。
【００６０】
ＯＮチャージ方式は、接点（固定接点５４と可動接点５５）が、図２に示すＯＦＦの状態から、図７に示すＯＮの状態に変わった瞬間にチャージ動作を行う方式を言う。つまり、チャージ前は接点がＯＦＦであり、電流が流れておらず、エアコンやヒータ等の負荷による発熱源が働いていない状況が続いており、寒冷時に凍結する可能性が高い方式と考えられる。そこで、ＯＮチャージ方式では対策駆動を基本とし、以下のようにしてチャージを実施する。
【００６１】
チャージ方式が識別されている場合、接点状態を示すＡＸ信号の変化でチャージを開始するタイミングを判別することができる。そこで、ＯＮチャージ方式では、接点時の状態を示すＡＸ信号がＯＦＦからＯＮになったときにチャージを始められるよう、ＡＸ信号がＯＮになるまで待機する（ステップＳ３３０）。そして、ＡＸ信号がＯＮになると（ステップＳ３３０で「ＹＥＳ」）、対策駆動の効果を確実にするために加熱の必要性の判断として、温度が所定温度（−１０℃）未満であるか否かを確認する（ステップＳ３４０）。
【００６２】
温度が所定温度未満の場合（ステップＳ３４０で「ＹＥＳ」）、対策駆動の必要性が高いと考えられ、図１で説明した対策駆動により、駆動を行う（ステップＳ３５０）。温度が所定温度未満でない場合（ステップＳ３４０で「ＮＯ」）、対策駆動の必要が無いと考えられ、ＯＦＦチャージ方式の流れであるステップＳ３７０へ移行し、図９で説明した通常駆動を基本として駆動を行う。
【００６３】
一方、ＯＦＦチャージ方式は、接点が図７に示すＯＮの状態から図２に示すＯＦＦの状態に変わった瞬間にチャージ動作を行う方式を言う。つまり、チャージ前は接点がＯＮで、直前までエアコンやヒータ等で気中遮断器１内の温度が保たれ、寒冷時でも凍結するまで電動チャージ機構２１の温度が低下しない方式と考えられる。そこで、ＯＦＦチャージ方式では通常駆動を基本としてチャージを実施する。
【００６４】
ＯＦＦチャージ方式と識別されている場合、接点状態を示すＡＸ信号の変化で接点がＯＮからＯＦＦに切り替わったことを検知して、チャージを開始するタイミングを判別することができる。そこで、ＯＦＦチャージ方式では、接点時の状態を示すＡＸ信号がＯＮからＯＦＦになったときにチャージを始められるよう、ＡＸ信号がＯＦＦになるまで待機する（ステップＳ３６０）。そして、ＡＸ信号がＯＦＦになると（ステップＳ３６０で「ＹＥＳ」）、通常駆動を実施する（ステップＳ３７０）。
【００６５】
なお、ステップＳ３５０、ステップＳ３７０はそれぞれ「対策駆動」、「通常駆動」と表記しているが、単に１回の駆動を行うことを意味しているものではない。例えば「対策駆動」の中には、実施の形態１で説明したようにチャージ完了しない場合に、複数回対策駆動を試みたり、加熱したりするような工程が加わってもよい。また、「通常駆動」の中には、チャージが完了しなかった際に対策駆動に切り替えるシーケンスを追加してもよい。
【００６６】
いずれの方式でも、機器に悪影響を与えない程度に、適宜繰り返すことが許容される。それらのトライアルも含めて、ステップＳ３５０、ステップＳ３７０を終了した後、チャージ完了を確認して表示を行う（ステップＳ３８０）。
【００６７】
つまり、各実施の形態あるいは変形例等を適宜組み合わせて用いることが可能であり、適宜、変形、省略したりすることも可能である。
【００６８】
以上のように、本発明の各実施の形態にかかる気中遮断器のチャージ方法によれば、駆動モータ２５を用いてラチェットギア１４に噛みあわせたラチェット２４を揺動させ、ラチェットギア１４を一歯ずつ回転させて、接点（固定接点５４と可動接点５５）の開閉動作を行うための投入バネ３０を蓄勢する電動チャージ機構２１を有する気中遮断器１のチャージ方法であって、電動チャージ機構２１に凍結の可能性を判定する凍結判定ステップ（ステップＳ１５０：チャージの成否、ステップＳ２５０：温度、Ｓ３２０：チャージ方式）と、駆動モータ２５の駆動方式を、凍結の可能性が低いと判定すると通常の駆動方式（ステップＳ１２０、ステップＳ２１０、ステップＳ３７０：図９参照）を、凍結の可能性が高いと判定すると凍結対策用の駆動方式（ステップＳ１８０、ステップＳ２８０、ステップＳ３５０：図１参照）を選択する駆動方式選択ステップと、駆動方式選択ステップで選択した駆動方式によって駆動モータ２５を駆動させる駆動ステップ（ステップＳ１３０、ステップＳ２２０、ステップＳ３５０）と、を有し、凍結対策用の駆動方式では、駆動モータ２５の回転方向を繰り返し反転させる（図１参照）ように構成した。これにより、凍結状態においても、駆動モータ２５を投入バネ３０の力に逆らわない逆回転なら、させることができ、摩擦熱を発生させることができる。さらに、そこから反転（正回転）させれば、逆回転で回った分は、戻すことができるので、その際の慣性力で固着した部分に衝撃を与えて凍結状態を解除することが可能になる。一方、凍結の可能性が低い場合は通常駆動を選択するようにしたので、余分な衝撃を機器に与えることもない。つまり、衝撃力および摩擦熱を利用することができるので、凍結環境下でも動作信頼性の高い気中遮断器を得ることができる。
【００６９】
実施の形態１で説明したように、凍結判定ステップでは、チャージが完了できなかった場合に凍結の可能性が高いと判定する（ステップＳ１５０）ようにすれば、環境の状況を把握できなくても、対策駆動を実行できる。また、凍結判定ステップと称しているが、凍結以外の要因で固着したような場合にも固着の解除が可能になる。
【００７０】
実施の形態１の変形例で説明したように、凍結判定ステップでは、温度が所定未満の場合に凍結の可能性が高いと判定する（ステップＳ２５０）ようにすれば、凍結環境下で確実に凍結の対策ができる。
【００７１】
また、実施の形態２で説明したように、チャージ方式がＯＮチャージ式かＯＦＦチャージ方式かを識別するチャージ方式識別ステップ（ステップＳ３１０）を有し、凍結判定ステップでは、チャージ方式がＯＦＦチャージ方式の場合は凍結の可能性が低いと判定する（ステップＳ３２０）ようにすれば、通電や負荷の稼働により凍結対策の必要性が低いことをより確実に判定できる。
【００７２】
そして、駆動ステップ（ステップＳ１３０、ステップＳ２２０、ステップＳ３５０）では、温度が所定未満の場合に電動チャージ機構２１を加熱するように構成すれば、より確実に凍結を解除できる。
【００７３】
また、本発明の各実施の形態にかかる気中遮断器１によれば、接点（固定接点５４と可動接点５５）と、接点の開閉動作を行うための投入バネ３０と、駆動モータ２５を用いてラチェットギア１４に噛みあわせたラチェット２４を揺動させ、ラチェットギア１４を一歯ずつ回転させて、投入バネ３０を蓄勢する電動チャージ機構２１と、上記気中遮断器のチャージ方法を実行する図示しない制御部と、を備えれば、上述したように凍結環境下でも動作信頼性の高い気中遮断器を得ることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１：気中遮断器、  １４：ラチェットギア、  ２１：電動チャージ機構、  ２４：ラチェット、  ２５：駆動モータ、２６：減速ギア列
２７：ヒータ、  ２８：温度センサ、  ２９：リミットスイッチ、  ３０：投入バネ、
５４：固定接点（接点）、  ５５：可動接点（接点）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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