(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としての電動モータ、駆動軸等を備えた駆動機構と、
この駆動機構からの回転駆動力が伝達される入力軸と、
この入力軸に固定されて、この入力軸とともに回転する入力平歯車と、
この入力平歯車の回転により前記入力軸を中心として公転するように、前記入力軸から離れ、かつ、この入力軸に平行する軸心を備える態様で前記入力平歯車の側面に突出して形成された円筒ローラと、
前記入力軸および前記円筒ローラに平行するように配置された出力軸と、
一端側に前記円筒ローラの側面が接合するカム穴を有し、他端側において前記出力軸に固定されて前記出力軸と一体的に回転する回転レバーと、
前記出力軸の回転力により接点機構を操作するための操作部材とを備え、
前記回転レバーのカム穴の端面は、前記円筒ローラが可逆方向に各一定角度の範囲公転する場合に、前記円筒ローラの側面と接触し、かつ、この接触により前記回転レバーが前記出力軸を中心として可逆方向に回転するように形成した可逆転用の二つのカム面部と、前記電動モータに停止指令が与えられた後に、前記円筒ローラがイナーシャにより前記一定角度の範囲外で可逆方向に公転する場合に、前記円筒ローラの側面と接触し、かつ、この接触により前記回転レバーが前記出力軸を中心として回転しないように前記円筒ローラの軌跡に沿う形状に形成した可逆転用の二つの逃がし曲線面部と、前記二つのカム面の間に形成された遊び面部とを備えていることを特徴とする電力用負荷開閉器の操作装置。
【請求項２】
前記カム穴は、前記可逆転用の二つの逃がし曲線面部がその先端で互いに接合するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力用負荷開閉器の操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、断路器や接地スイッチなどの電力用負荷開閉器の操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電力用負荷開閉器の操作装置としては、例えば、図５および図６に示すような構成のものが知られている。なお、図５は従来の電力用負荷開閉器における操作装置の接点が開となっている状態を示し、図６はその接点が閉となっている状態を示している。
この従来装置において、２０は電動モータおよび手動により駆動可能な駆動機構であり、２１はこの駆動機構２０の駆動軸である。この駆動軸２１の回転力は、平歯車２２を介し平歯車２３に伝達される。２４は入力軸としての台形ねじシャフトであり、両端部において軸受け２４ａ、２４ｂにより支持されるとともに、一端部には前記平歯車２３を固定している。また、この台形ねじシャフト２４には、外形が略長方形を成す台形ねじナット２５がねじ込みにより取り付けられ、さらに、この台形ねじナット２５の両側面部には、前記台形ねじシャフト２４に直交するようにローラ２６が取り付けられている。また、このローラ２６と平行する出力軸２８には、前記ローラ２６に接合する曲線部２７ａと二つの直線部２７ｂとにより略Ｖ字状に形成された部分を両側部に備えたＶ字型レバー２７が固着され、また、出力軸２８の一端部には、操作部材２９（図５および図６では２点鎖線で記載）が固着されている。なお、この操作部材２９は、図示しない接点機構を開閉動作させ、電路を開閉するためのものである。
【０００３】
上記従来の電力用負荷開閉器の操作装置では、電動または手動により、駆動軸２１を回転させると、この回転力が平歯車２２、２３を介して台形ねじシャフト２４に伝達され、台形ねじシャフト２４が回転する。この結果、台形ねじナット２５が軸方向（図５および図６では上下方向）に直線運動する。これに伴い、台形ねじナット２５に取り付けられた二つのローラ２６が、Ｖ字型レバー２７の曲線部２７ａあるいは直線部２７ｂに接触しながら台形ねじシャフト２４の軸方向に直線運動する。このとき、二つのローラ２６が曲線部２７ａに接触して直線運動するときに、ローラ２６がＶ字型レバー２７を押圧し、Ｖ字型レバー２７を操作機構の出力軸２８を中心に回転させるとともに、操作機構の出力軸２８を回転させる。これにより操作部材２９が回転して、図示しない接点機構が駆動され、接点が開閉操作される。
【０００４】
なお、駆動機構２０の駆動源を成す電動モータは、図示しない接点の開閉完了後における操作部材２９の回転位置を検出することにより停止制御されるが、電動モータを停止させる場合、電動モータは停止操作後イナーシャにより数回転する。この現象は、可逆いずれの方向、すなわち、接点を閉動作させる方向または開動作させる方向いずれの方向においても同じである。また、この回転により、ローラ２６がその分余計な直線運動をすることになる。しかし、これにより接点の停止位置が変化しないようにする必要がある。このため、ローラ２６が可逆いずれの方向に直線運動を継続してもＶ字型レバー２７が回転せずに所定位置で固定するように、Ｖ字型レバー２７には前記曲線部２７ａの両側に前記直線部２７ｂが形成されているのである。
【０００５】
したがって、台形ねじシャフト２４の長さは、Ｖ字型レバー２７を駆動するために必要な長さ分だけでは不足し、ローラ２６が直線部２７ｂに接してローラ２６が直線運動する分、長めに設定されている。なお、当然のことながら、シャフト２４の軸受け２４ａ、２４ｂは、ローラ２６の駆動領域外に配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、この従来の電力用負荷開閉器の操作装置においては、入力の回転運動を台形ねじ２４により直線運動に変換しているため、逃がしのためのスペースが大きくなる。また、台形ねじ２４が長くなればなるほど、平歯車２３から作用する曲げ応力が増大するため、剛性を持った太い台形ねじを必要とするという問題があった。また、台形ねじ２４の伝達効率は、比較的小さいので、それをカバーする大きい入力、つまり、大出力のモータや大きな手動力を必要とするという問題があった。
【０００７】
さらに、Ｖ字型レバー２７は、ローラ２６と接し、ローラ２６により回転駆動されるときに、片持ち構造となり、曲げ応力が発生するので、Ｖ字型レバー２７の根元部は発生する曲げ応力に耐え得る剛性を必要とする。そのため、Ｖ字型レバー２７は、ある程度大きな形状とするか、熱処理などにより強度アップする必要があった。また、Ｖ字型レバー２７を大きくした場合には、その動作領域が大きくなり、この動作領域を確保するためにさらに逃がしのスペースを必要とするという問題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものである。その目的とするところは、無駄なスペースや曲げ剛性を必要とする台形ねじおよびＶ字形レバーを不要として、力の伝達効率を向上するとともに小型化を図った電力用負荷開閉器の操作装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明では、駆動源としての電動モータ、駆動軸等を備えた駆動機構と、この駆動機構からの回転駆動力が伝達される入力軸と、この入力軸に固定されて、この入力軸とともに回転する入力平歯車と、この入力平歯車の回転により前記入力軸を中心として公転するように、前記入力軸から離れ、かつ、この入力軸に平行する軸心を備える態様で前記入力平歯車の側面に突出して形成された円筒ローラと、前記入力軸および前記円筒ローラに平行するように配設された出力軸と、一端側に前記円筒ローラの側面が接合するカム穴を有し、他端側において前記出力軸に固定されて前記出力軸と一体的に回転する回転レバーと、前記出力軸の回転力により接点機構を操作するための操作部材とを備え、前記回転レバーのカム穴の端面は、前記円筒ローラが可逆方向に各一定角度の範囲公転する場合に、前記円筒ローラの側面と接触し、かつ、この接触により前記回転レバーが前記出力軸を中心として可逆方向に回転するように形成した可逆転用の二つのカム面部と、前記電動モータに停止指令が与えられた後に、前記円筒ローラがイナーシャにより前記一定角度の範囲外で可逆方向に公転する場合に、前記円筒ローラの側面と接触し、かつ、この接触により前記回転レバーが前記出力軸を中心として回転しないように前記円筒ローラの軌跡に沿う形状に形成した可逆転用の二つの逃がし曲線面部と、前記二つのカム面の間に形成された遊び面部とを備えているものである。
【００１０】
上記において、「可逆方向に」とは、「電力用負荷開閉器の操作装置の接点機構を開または閉とする方向に」を意味し、「可逆転用の二つの」とは、「電力用負荷開閉器の操作装置の接点機構を開とするとき用のものと、同接点機構を閉とするとき用のものとの二つの」を意味する。
【００１１】
また、請求項２記載の発明では、前記カム穴は、前記可逆転用の二つの逃がし曲線面部がその先端で互いに接合するように形成されているものである。
【００１２】
したがって、上記のように構成された電力用負荷開閉器の操作装置においては、駆動軸からの回転運動は、入力平歯車、円筒ローラおよび回転レバーを介し、直線運動に変換することなく回転運動のまま出力軸に固着された操作部材に伝達されるため、無駄なスペースや曲げ剛性を必要とする太い台形ねじを必要としない。また、これに伴い、伝達効率が向上するので、入力が小さくなる。
【００１３】
また、接点機構を操作する操作部材に回転運動を伝達するための回転レバーはカム穴を有するものであり、従来のように略Ｖ字型の部材を必要としない。また、請求項２記載の発明のように、カム穴の形状をその先端が閉じた形状とすると、円筒ローラと接するときの回転レバーの曲げに対する断面係数を増加することができ、回転レバーの剛性を向上することができるため、回転レバーを小型化することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を電力用負荷開閉器の操作装置に具体化した実施の形態を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。
これら図において、１は電動モータおよび手動により駆動可能に構成された駆動機構であり、ケーシング１３に垂直に、かつ、平行に設けられた２枚の支持板１１，１２の一方側に（図２における左側に）固定されている。この駆動機構１は、手動操作軸１ａおよび駆動軸１ｂを有している。また、この駆動機構１の駆動軸１ｂからの回転力は、前記２枚の支持板１１，１２間に設けられた中間平歯車２ａ、２ｂ、２ｃ等からなる中間伝達機構を介し、入力軸４に固着された入力平歯車３に伝達される。なお、駆動機構１の駆動により駆動軸１ｂを選択的に可逆方向に回転することにより、入力平歯車３はＡまたはＢ方向に選択的に可逆方向に回転する。なお、詳しくは図示しないが入力軸４は適宜の手段によりケーシング１３に取り付けられている。
【００１５】
また、入力平歯車３の側面部には円筒ローラ５が取り付けられている。この円筒ローラ５の軸心は前記入力軸４の軸心と平行とされている。また、この円筒ローラ５は、入力平歯車３がＡまたはＢ方向に選択的に可逆方向に回転すると、入力軸４の軸心Ｏ４を中心としてＡまたはＢ方向に選択的に可逆方向に公転する。６は、前記入力軸４および円筒ローラ５と平行に、かつ、これらと離れた位置に配置された出力軸である。この出力軸６は、ケーシング１３に取り付けられた軸受け６ａ、６ｂにより支持されている。また、この出力軸６には回転レバー７が固着されている。この回転レバー７は、略靴底型の形状を成し、その先端側（出力軸６の反対側）部分には、円筒ローラ５の側面が線接触する略瓢箪型のカム穴８が形成されている。
【００１６】
このカム穴８は、入力平歯車３の回転力を、円筒ローラ５を介し出力軸６に伝達するためのものであり、この点をさらに具体的に説明する。
図１において、入力平歯車３がＡ方向に回転するとき、すなわち、円筒ローラ５がＡ方向に公転するとき、円筒ローラ５の側面がカム穴８のカム面部Ｃａ（図４参照）に線接触して、回転レバー７をＡ方向に押圧する。これにより、回転レバー７と出力軸６とが一体的にａ方向に回転する。このとき回転レバー７がＡ１角度位置からＡ２（Ｂ０）角度位置まで円筒ローラ５の回転角度に同期して回転するように、カム面部Ｃａ（図４参照）が形成されている。なお、円筒ローラ５がＡ２（Ｂ０）角度位置まで回転したときに駆動機構１内の電動モータは停止されるが、電動モータはイナーシャによりさらに回転するため、円筒ローラ５がさらにＡ方向に回転する。このとき、この円筒ローラ５の回転により、出力軸６がさらにａ方向に回転することがないように、カム穴８の逃がし面部Ｆａ（図４参照）が円筒ローラ５の回転軌跡に沿った曲面とされている。
【００１７】
また、入力平歯車３がＢ方向に回転するとき、すなわち、円筒ローラ５がＢ方向に公転するとき、円筒ローラ５の側面がカム穴８のカム面部Ｃｂ（図４参照）に線接触して、回転レバー７をＢ方向に押圧する。これにより、回転レバー７と出力軸６とが一体的にｂ方向に回転する。このとき回転レバー７がＢ１角度位置からＢ２（Ａ０）角度位置まで円筒ローラ５の回転角度に同期して回転するように、カム面部Ｃｂが形成されている。なお、円筒ローラ５がＢ２（Ａ０）角度位置まで回転したときに駆動機構１内の電動モータは停止されるが、電動モータはイナーシャによりさらに回転するため、円筒ローラ５がさらにＢ方向に回転する。このとき、この円筒ローラ５の回転により、出力軸６がさらにｂ方向に回転することがないように、カム穴８の逃がし面部Ｆｂ（図４参照）が円筒ローラ５の回転軌跡に沿った曲面とされている。
【００１８】
なお、図４において、カム穴８におけるカム面部Ｃａとカム面部Ｃｂとの間は、円筒ローラ５の側面がカム穴８と干渉しないように形成された遊び面部Ｎｂである。この遊び面部Ｎｂは、円筒ローラ５の直径より若干大きい略長円形の空間部が形成されるような形状を成している。
また、カム穴８における逃がし面部Ｆａと逃がし面部Ｆｂとの間の先端部は、逃がし面部Ｆａと逃がし面部Ｆｂとを延長して接合し、カム穴８を閉じた形状となるように形成した遊び面部Ｎｔである。
【００１９】
次に、出力軸６には、図２に示すように複数個所に、図示しない接点機構を操作するためのレバーとして形成された操作部材９がそれぞれ固着されている。また、この各操作部材９の先端部には、操作部材９からの回転運動を直線運動に変換して接点機構に伝達するためのロッド１０が回転自在に支持されている。
【００２０】
次に、上記のように構成された電力用負荷開閉器の操作装置の動作について説明する。なお、以下の説明においては、Ａ方向は、図示しない接点が閉じられるときの入力平歯車３の回転方向とする。逆に、Ｂ方向は、図示しない接点が開放されるときの入力平歯車３の回転方向とする。
【００２１】
まず、図示しない電力用負荷開閉器の接点を閉じるときは、電動または手動により駆動軸１ｂを回転させて入力平歯車３をＡ方向に回転させる。これにより、入力平歯車３に取り付けられた円筒ローラ５が入力軸４の軸心Ｏ４を中心としてＡ方向に公転する。そして、この円筒ローラ５がＡ１角度位置からＡ２角度位置まで回転するときに、円筒ローラ５の側面により回転レバー７におけるカム穴８のカム面部Ｃａを押して、回転レバー７とともに出力軸６を，その軸心Ｏ６を中心としてａ方向に所定角度回転させる。これにより、出力軸６に固着されている操作部材９がａ１方向（図１参照）に回転し、ロッド１０がＲａ方向（図２参照）に直線運動して、図示しない電力用負荷開閉器の接点が閉鎖される。
【００２２】
上記により接点が閉じたとき、図示しないリミットスイッチにより、駆動機構１内の電動モータは停止制御されるが、この電動モータはイナーシャにより数回転する。このため円筒ローラ５がさらに回転するが、円筒ローラ５の側面は、カム穴８の逃がし面部Ｆａと接触しているため、回転レバー７はこれ以上回転せず、図示しない電力用負荷開閉器の接点を確実に閉鎖位置に保持する。
【００２３】
次に、電力用負荷開閉器の接点を開くときは、電動または手動により駆動軸１ｂを回転させて入力平歯車３をＢ方向に回転させる。これにより、入力平歯車３に取り付けられた円筒ローラ５が入力軸４の軸心Ｏ４を中心としてＢ方向に公転する。そして、この円筒ローラ５がＢ１角度からＢ２角度まで回転するときに、円筒ローラ５の側面により回転レバー７におけるカム穴８のカム面部Ｃｂを押して、回転レバー７とともに出力軸６を，その軸心Ｏ６を中心としてｂ方向に所定角度回転させる。これにより、出力軸６に固着されている操作部材９がｂ１方向（図１参照）に回転し、ロッド１０がＲｂ方向（図２参照）に直線運動して、図示しない電力用負荷開閉器の接点が開放される。
【００２４】
上記により接点が開放されたとき、図示しないリミットスイッチにより、駆動機構１内の電動モータは停止制御されるが、この電動モータはイナーシャにより数回転する。このため円筒ローラ５がさらに回転するが、円筒ローラ５の側面は、カム穴８の逃がし面部Ｆｂと接触しているため、回転レバー７はこれ以上回転せず、図示しない電力用負荷開閉器の接点を確実に開放位置に保持する。
【００２５】
なお、操作部材９およびロッド１０により操作される電力用負荷開閉器の接点機構としては、接点を真空容器の内部に配置し、また、この接点を閉鎖状態に保持する力として接圧ばねによる弾性力を利用する形式のものを用いても良い。なお、この形式の接点機構は、接点が真空容器中に保持されているため、接点が開いたときに自閉力が作用する。したがって、この場合には、この自閉力が操作部材に作用することになる。しかし、本実施の形態における電力用負荷開閉器の操作装置では、この自閉力に打ち勝って接点を確実に開放状態に保持するように構成される。なお、接点を開放状態から閉鎖状態に操作するときは、この自閉力が作用する分、回転レバー７を回転させるトルクを小さくすることができる。
【００２６】
また、電力用負荷開閉器の接点機構としては、上記のような自閉力を発生する形式のものに代えて、気中やガス中にブレード型接点を配置したものを用いても良い。この場合は、ブレード形接点を押し込むには、ブレード形接点の接圧荷重の摩擦に打ち勝つだけの力があれば良いので、駆動機構１の駆動力を軽減することができる。したがって、円筒ローラ５や、回転レバー７をより小型して、電力用負荷開閉器の操作装置をより小型化することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏することができる。
請求項１記載の発明によれば、駆動機構からの回転運動は、入力平歯車、回転レバーなどにより、そのまま電力用負荷開閉器の接点機構を操作する操作部材に伝達されており、回転運動を直線運動に変換する部材が使用されていないので、従来のように無駄なスペースや大きな曲げ剛性を必要とする台形ねじを必要としない。したがって、伝達効率が向上し、入力が小さくなり、電動モータも小型の小出力のものでよく、手動のときの力も軽減することができる。
【００２８】
また、請求項２記載の発明によれば、この回転レバーの形状はＶ字型でなく、閉じたカム穴を有するものであるので、円筒ローラとカム面との接触により発生する曲げ応力に対して断面係数が大きくとれる。したがって、従来のＶ字型レバーに比し大きな剛性がとれ、小型化ができる。また、回転レバーの動作領域は、従来のＶ字型レバーのそれに比し小さく、電力用負荷開閉器の操作装置の所要スペースを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電力用負荷開閉器の操作装置の動作説明図。
【図２】図１記載の電力用負荷開閉器の操作装置を正面から見た構成説明図。
【図３】図１記載の電力用負荷開閉器の操作装置を側面から見た構成説明図。
【図４】本発明の実施の形態に係る回転レバーの拡大図。
【図５】従来の電力用負荷開閉器の操作装置に係り、接点開状態のときの構成説明図。
【図６】図５記載の電力用負荷開閉器の操作装置係り、接点閉状態のときの構成説明図。
【符号の説明】
１  駆動機構、１ａ  手動操作軸、１ｂ  駆動軸、３  入力平歯車、４  入力軸、５  円筒ローラ、６  出力軸、７  回転レバー、８  カム穴、９  操作部材、１０  ロッド、Ｃａ、Ｃｂ  カム面部、Ｆａ、Ｆｂ  逃がし面部、Ｎｂ、Ｎｔ遊び面部。
【図１】
0003574367.tif 000002
【図２】
0003574367.tif 000003
【図３】
0003574367.tif 000004
【図４】
0003574367.tif 000005
【図５】
0003574367.tif 000006
【図６】
0003574367.tif 000007