(57)【要約】【課題】  小型化が図れ、可動子の導体内での回転を防止することは勿論、電界集中が解消できて絶縁破壊に至ることはないこと。【解決手段】  本発明の開閉装置の駆動機構は、上記課題を解決するために、タンク内に設置されている高電圧側導体に、導体と電気的に接触している可動子を、駆動手段により絶縁軸を介して回転駆動されるスピンドルに形成された螺旋溝を転動するボールを案内にして軸方向に移動させて接続する構成の開閉装置の駆動機構であって、前記導体と前記可動子の間に環状摺動部材が介在され、前記駆動手段の回転により転動する前記ボールが正常に転動しない際には、前記環状摺動部材の摩擦力より前記可動子が固定されて前記導体内での前記可動子の回転が防止されることを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク内に設置されている高電圧側導体に、導体と電気的に接触している可動子を、駆動手段により絶縁軸を介して回転駆動されるスピンドルに形成された螺旋溝を転動するボールを案内にして軸方向に移動させて接続する構成の開閉装置の駆動機構であって、
前記導体と前記可動子の間に環状摺動部材が介在され、前記駆動手段の回転により転動する前記ボールが正常に転動しない際には、前記環状摺動部材の摩擦力より前記可動子が固定されて前記導体内での前記可動子の回転が防止されることを特徴とする開閉装置の駆動機構。
【請求項２】
請求項１に記載の開閉装置の駆動機構であって、
前記導体の内周側には軸方向に所定間隔をもって環状の凹部が複数形成され、前記凹部のそれぞれに前記環状摺動部材が配置されていることを特徴とする開閉装置の駆動機構。
【請求項３】
請求項２に記載の開閉装置の駆動機構であって、
前記環状摺動部材の摩擦力より前記可動子が固定される構成は、前記スピンドルが、前記可動子の中心軸からずれて（偏心して）配置されている構成であることを特徴とする開閉装置の駆動機構。
【請求項４】
請求項３に記載の開閉装置の駆動機構であって、
前記可動子の半径と偏心距離の合計である前記可動子の回転半径（Ｌ１）が、前記導体の半径（Ｌ２）よりも大きい（Ｌ１＞Ｌ２）ことを特徴とする開閉装置の駆動機構。
【請求項５】
請求項３に記載の開閉装置の駆動機構であって、
前記可動子の中心から前記可動子の直径に対する普通公差以上のところに、前記スピンドルの回転軸が位置することを特徴とする開閉装置の駆動機構。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１項に記載の開閉装置の駆動機構であって、
前記スピンドルが前記可動子の中心軸からずれて（偏心して）いることで、前記環状摺動部材への接触反力が生じて前記導体内での前記可動子の回転が防止されることを特徴とする開閉装置の駆動機構。
【請求項７】
請求項２に記載の開閉装置の駆動機構であって、
前記環状摺動部材の摩擦力より前記可動子が固定される構成は、前記可動子と前記導体及び前記環状摺動部材が楕円形状の構成であることを特徴とする開閉装置の駆動機構。
【請求項８】
請求項７に記載の開閉装置の駆動機構であって、
前記可動子と前記導体及び前記環状摺動部材が楕円形状の構成であることで、楕円形状の前記可動子の長軸と短軸の差から前記導体内での前記可動子の回転が防止されることを特徴とする開閉装置の駆動機構。
【請求項９】
請求項２に記載の開閉装置の駆動機構であって、
前記環状摺動部材の摩擦力より前記可動子が固定される構成は、前記可動子と前記導体及び前記環状摺動部材が四角形状の構成であることを特徴とする開閉装置の駆動機構。
【請求項１０】
請求項９に記載の開閉装置の駆動機構であって、
前記可動子と前記導体及び前記環状摺動部材の四角形状の角部に丸みを持たせたことを特徴とする開閉装置の駆動機構。
【請求項１１】
請求項２に記載の開閉装置の駆動機構であって、
前記環状摺動部材の摩擦力より前記可動子が固定される構成は、前記可動子の外周側の一部にスリットを設け、このスリットに摺動部材が設置されている構成であることを特徴とする開閉装置の駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は開閉装置の駆動機構に係り、特に、駆動手段により回転駆動されるスピンドルに形成された螺旋溝を介して可動子を軸方向に移動させて接地側導体又は高圧側導体と電気的に接続するものに好適な開閉装置の駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁開閉装置は、遮断器、接地開閉器、断路器、避雷器などを絶縁性能に優れたＳＦ６ガスを充填した容器（タンク）に集約した装置であり、操作器により開閉器や断路器の回路を操作している。
【０００３】
接地開閉器は通電と接地状態をとり、停止箇所を接地することを特徴としている。また、断路器は通電と断路状態をとり、無負荷時の回路の開閉し、確実に無電圧状態を確保することを特徴としている。更に、通電と接地及び断路の三位置を１操作器にまとめた、接地断路器がある。
【０００４】
例えば、特許文献１では、ガス絶縁開閉装置などに搭載している接地開閉器において、内部容積を決定するタンクと、その内部に固定接触部と、固定接触部に投入状態と遮断された状態の軸上にあるスピンドルと協働する可動子と、可動子の回転運動を防止するキー溝を備えたことを特徴とする接地開閉器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０７９３５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、接地断路器においては、投入、断路及び接地を切り替える際、モータ（駆動手段）の回転によりスピンドルの螺旋溝を転動するボールが正常に転動しない場合に、可動子はスピンドルと共に回転し並進運動をとらないため、可動子の導体内での回転を防止する必要があるが、従来は、可動子にキー溝を設置することで可動子が導体内で回転することを防止している。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の接地開閉器の構造を接地断路器に適用しようとすると、軸方向へ可動子を延長し、小型化のために回転防止用のキー溝が導体外に突出する構造としなければならないため、回転防止用のキー溝の鋭角な箇所に電界が集中し、絶縁破壊の起点となりうるという課題があった。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、小型化が図れ、可動子の導体内での回転を防止することは勿論、電界集中が解消できて絶縁破壊に至ることのない開閉装置の駆動機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の開閉装置の駆動機構は、上記目的を達成するために、タンク内に設置されている高電圧側導体に、導体と電気的に接触している可動子を、駆動手段により絶縁軸を介して回転駆動されるスピンドルに形成された螺旋溝を転動するボールを案内にして軸方向に移動させて接続する構成の開閉装置の駆動機構であって、前記導体と前記可動子の間に環状摺動部材が介在され、前記駆動手段の回転により転動する前記ボールが正常に転動しない際には、前記環状摺動部材の摩擦力より前記可動子が固定されて前記導体内での前記可動子の回転が防止されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小型化が図れ、可動子の導体内での回転を防止することは勿論、電界集中が解消できて絶縁破壊に至ることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の開閉装置の駆動機構が採用されるガス絶縁開閉装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のガス絶縁開閉装置に採用される本発明の開閉装置の駆動機構である接地断路器の駆動機構の断路状態を示す断面図である。
【図３】図１のガス絶縁開閉装置に採用される本発明の開閉装置の駆動機構である接地断路器の駆動機構の通電状態を示す断面図である。
【図４】図１のガス絶縁開閉装置に採用される本発明の開閉装置の駆動機構である接地断路器の駆動機構の接地状態を示す断面図である。
【図５】従来の接地断路器の駆動機構であり、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図６】本発明の開閉装置の駆動機構である接地断路器の駆動機構の実施例１を示し、図５に相当する図である。
【図７】図６の状態から可動子がスピンドルと共に回転した場合を示す図である。
【図８】本発明の開閉装置の駆動機構である接地断路器の駆動機構の実施例２を示し、図５に相当する図である。
【図９】本発明の開閉装置の駆動機構である接地断路器の駆動機構の実施例３を示し、図５に相当する図である。
【図１０】本発明の開閉装置の駆動機構である接地断路器の駆動機構の実施例４を示し、図５に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の開閉装置の駆動機構を説明する。なお、以下に説明する各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。
【実施例１】
【００１３】
図１に、本発明の開閉装置の駆動機構が採用されるガス絶縁開閉装置の概略構成を示す。
【００１４】
該図に示すように、ガス絶縁開閉装置は、遮断器１と、この遮断器１と高電圧導体を介して接続される断路器２と、遮断器１と電気的に接続されている接地断路器８と、接地開閉器３と、計器用変流器４、計器用変圧器５及び各機器の電気導体を支持する絶縁スペーサ７などから概略構成されている。
【００１５】
また、絶縁スペーサ７は、接地タンク６間に挟みこまれることで、接地タンク６の軸線と直行した状態で接地タンク６内に取り付けられている。接地タンク６内には，絶縁性能の高いＳＦ６ガスが封入されている。なお、ＳＦ６ガス以外の気体を用いてよい。
【００１６】
図２、図３及び図４に、図１のガス絶縁開閉装置に採用される本発明の開閉装置の駆動機構である接地断路器８の駆動機構を示し、図２は断路状態、図３は通電状態、図４は接地状態をそれぞれ示す。
【００１７】
図２、図３及び図４は、ガス絶縁開閉装置としてのボールねじを用いた接地断路器８は、断路器と接地開閉器を兼ね備えた構造である。
【００１８】
図２、図３及び図４に示すように、本実施例の接地断路器８の駆動機構は、密封タンク（図示せず）内に設置されて絶縁支持部材（図示せず）に支持されている高電圧側導体１１及び接地側導体１０に、絶縁支持部材（図示せず）に支持されている導体１２と電気的に接触している可動子９を、密封タンクの外側に配置されている操作器や減速機などを介した駆動手段であるモータ１６により回転駆動されるスピンドル１４に螺旋状に軸方向に連続して形成された螺旋溝（図示せず）を介して軸方向に移動させて接続するように構成されている。
【００１９】
また、接地断路器８の駆動機構は、螺旋溝に沿って回転するボール１５を有し、スピンドル１４は、モータ１６からの駆動力を伝達する絶縁軸１３を介して軸方向には移動せず、かつ、回転が可能なように固定されている。
【００２０】
導体１２の内周側には軸方向に所定間隔をもって環状の凹部１２ａが複数形成され、この凹部１２ａのそれぞれには環状摺動部材１７が配置され、可動子９は環状摺動部材１７を介して軸方向に移動可能になっている。なお、環状摺動部材１７は、例えば、ＰＴＦＥ：ポリテトラフェノール樹脂などで構成されている。
【００２１】
そして、モータ１６が稼動することにより、モータ１６に接続されている絶縁軸１３及びスピンドル１４が回転する。上記スピンドル１４には螺旋溝が形成されており、回転するスピンドル１４の螺旋溝をボール１５が転動することで、可動側電極の可動子９の並進運動（軸方向への移動）が可能になっている。
【００２２】
図３に示すように、モータ１６の回転により可動子９が右へ並進運動し、高電圧側導体１１に投入されて図２の断路状態から通電され通電状態となる。また、図４に示すように、モータ１６の図３とは逆回転により可動子９が左へ並進運動し、接地側導体１０に投入されて図２の断路状態から接地され接地状態となる。
【００２３】
図３に示す通電状態と図４に示す接地状態の間の移動中は断路状態をとり、可動子９の並進運動により、接地断路器８の投入、断路及び接地を切り替えることができる。但し、上記の三条件（投入、断路及び接地）を切り替える際、モータ１６の回転により転動するボール１５が正常に転動しない場合に、可動子９はスピンドル１４と共に回転し、並進運動をとらない。
【００２４】
そのため、本実施例では、可動子９の導体１２内での回転を防止する構成、即ち、従来のようなキー溝１９を用いず、環状摺動部材１７の摩擦力より可動子９が固定されて導体１２内での可動子９の回転が防止される構成を具備することを特徴とする。
【００２５】
図５は、従来の接地断路器８の駆動機構であり、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図で、従来のキー溝１９による回転止めを有する構成を示している。
【００２６】
図６は、本発明の開閉装置の駆動機構である接地断路器の駆動機構の実施例１を示し、図５に相当する図で、本実施例の回転止めを有さない構成、即ち、環状摺動部材１７の摩擦力より可動子９が固定されて導体１２内での可動子９の回転が防止される構成を示している。
【００２７】
図５に示す構成は、キー溝１９を設置することで可動子９が導体１２内を回転することを防止している。しかし、図５の構成では、可動子９が導体１２内を回転することは防止できるが、可動子９を高電圧側導体１１と接地側導体１０へ投入する時に、可動子９の通電面積に損失が生じる。即ち、キー溝１９が形成されている分、可動子９の通電面積が減少するので損失となる。
【００２８】
また、通常、導体１２の外には電界が生じているため、図５の構成では、キー溝１９の鋭角な箇所（例えば、図５のＢ、Ｃ部分）に電界が集中し、この集中箇所が基点となり絶縁破壊を誘発してしまう。仮に、電界集中を避けるために可動子９の両端を円柱にした場合には、可動子９が軸上に長くなるため、小型化に反することになる。
【００２９】
これらの問題を解決するために、本実施例では、図６に示すように、従来のキー溝１９のような回転止めを有さないスピンドル１４が、可動子９の中心軸からずれて偏心した構成となっている。
【００３０】
スピンドル１４を、可動子９の中心軸からずれて偏心した構成とすることで、スピンドル１４の回転に伴い可動子９が図７に示すように偏心して回転し、これにより、可動子９と導体１２の間に介在されている環状摺動部材１７には、可動子９の偏心回転に伴い摩擦力が発生し、この環状摺動部材９の摩擦力により可動子９が固定されて導体１２内での可動子９の回転が防止される。
【００３１】
また、本実施例では、スピンドル１４を可動子９の中心軸からずれて偏心させた構成として、キー溝１９のような回転止めをなくすことで、キー溝１９のような鋭角な箇所が形成されないため、キー溝１９の鋭角な箇所への電界集中を解消し、高電圧側導体１１と接地側導体１０へ投入する時に接触面積を十分に獲得することが可能となる。
【００３２】
更に、スピンドル１４が可動子９の中心軸からずれて偏心した構成であることで、可動子９の半径と偏心距離の合計である可動子９の回転半径Ｌ１（図６参照）が、導体１２の半径Ｌ２（図５参照）よりも大きくなる（Ｌ１＞Ｌ２）ため、導体１２内での可動子９の回転を防止することが可能となる。
【００３３】
図７は、図６の状態から可動子９がスピンドル１４と共に回転した場合を示す図であり、図７に示すように、スピンドル１４が可動子９の中心軸からずれて偏心した構造をとることで、上述したように、可動子９の導体１２内での回転の防止することができる。
【００３４】
このような本実施例のスピンドル１４の偏心構造により、可動子９の周囲に設置されている環状摺動部材１７への接触反力（環状摺動部材１７の接触力）で、可動子９の導体１２内での回転を防ぐことが可能となる。
【００３５】
本実施例では、可動子９と導体１２の関係から最小の偏心距離は、ＪＩＳの普通公差以上にする。例えば、可動子９の直径が１００ｍｍに時に±０．３ｍｍの公差となるため、偏心は０．３ｍｍより大きい距離とする。
【００３６】
従って、本実施例によれば、小型化が図れ、可動子９の導体１２内での回転を防止することは勿論、電界集中が解消できて絶縁破壊に至ることはないし、高電圧側導体１１と接地側導体１０へ投入する時に接触面積を十分に獲得することが可能となる。
【実施例２】
【００３７】
図８に、本発明の開閉装置の駆動機構である接地断路器の駆動機構の実施例２を示す。
【００３８】
該図に示すように、本実施例では、環状摺動部材１７の摩擦力より可動子９が固定される構成として、可動子９と導体２及び環状摺動部材１７を楕円形状としたものである。
【００３９】
本実施例のように、可動子９と導体１２及び環状摺動部材１７の形状を楕円形状にすることで、楕円形状の可動子９の長軸と短軸の差から、可動子９と導体１２の間に介在されている環状摺動部材１７には摩擦力が発生し、この環状摺動部材１７の摩擦力により可動子９が固定されて導体１２内での可動子９の回転が防止される。
【００４０】
これにより、実施例１と同様に、従来のようなキー溝１９を有さない構成で、小型化が図れ、可動子９の導体１２内での回転を防止することは勿論、電界集中が解消できて絶縁破壊に至ることはないし、高電圧側導体１１と接地側導体１０へ投入する時に接触面積を十分に獲得することが可能となる。
【実施例３】
【００４１】
図９に、本発明の開閉装置の駆動機構である接地断路器の駆動機構の実施例３を示す。
【００４２】
該図に示すように、本実施例では、環状摺動部材１７の摩擦力より可動子９が固定される構成として、可動子９と導体１２及び環状摺動部材１７を四角形状にし、電界集中を緩和するために、可動子９と導体１２及び環状摺動部材１７の四角形状の角部に丸みを持たせた構成としている。
【００４３】
本実施例のように、可動子９と導体１２及び環状摺動部材１７の形状を四角形状にすることで、可動子９と導体１２の間に介在されている環状摺動部材１７には摩擦力が発生し、この環状摺動部材１７の摩擦力により可動子９が固定されて導体１２内での可動子９の回転が防止される。
【００４４】
これにより、実施例１と同様に、従来のようなキー溝１９を有さない構成で、小型化が図れ、可動子９の導体１２内での回転を防止することは勿論、電界集中が解消できて絶縁破壊に至ることはないし、高電圧側導体１１と接地側導体１０へ投入する時に接触面積を十分に獲得することが可能となる。
【実施例４】
【００４５】
図１０に、本発明の開閉装置の駆動機構である接地断路器の駆動機構の実施例３を示す。
【００４６】
該図に示すように、本実施例では、環状摺動部材１７の摩擦力より可動子９が固定される構成として、スピンドル１４を可動子９の回転中心に設置し、可動子９にスリット９ａを設け、このスリット９ａに摺動部材１８を設置した構成としたものである。
【００４７】
本実施例のように、可動子９に設けられたスリット９ａに摺動部材１８を設置した構成とすることで、スピンドル１４と共に回転する可動子９の回転に伴い、可動子９と導体１２の間に介在されている環状摺動部材１７には摺動部材１８に押圧されて摩擦力が発生し、この環状摺動部材１７の摩擦力により可動子９が固定されて導体１２内での可動子９の回転が防止される。
【００４８】
これにより、実施例１と同様に、従来のようなキー溝１９を有さない構成で、小型化が図れ、可動子９の導体１２内での回転を防止することは勿論、電界集中が解消できて絶縁破壊に至ることはないし、高電圧側導体１１と接地側導体１０へ投入する時に接触面積を十分に獲得することが可能となる。
【００４９】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は、本発明の実施態様を分かりやすく詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えた実施態様のみに限定されるものではない。例えば、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えたり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えたりすることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１…遮断器、２…断路器、３…接地開閉器、４…計器用変流器、５…計器用変圧器、６…接地タンク、７…絶縁スペーサ、８…接地断路器、９…可動子、９ａ…スリット、１０…接地側導体、１１…高電圧側導体、１２…導体、１２ａ…導体の内周側に形成された環状の凹部、１３…絶縁軸、１４…スピンドル、１５…ボール、１６…モータ（駆動手段）、１７…環状摺動部材、１８…摺動部材、１９…キー溝。
【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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