(57)【要約】【課題】直線運動の操作軸に補助接点を適用した開閉装置において、操作軸に曲げの大きな力が作用しないようにする。【解決手段】開閉装置は、直線的に往復動することによって主接点を開閉する可動接点３０と、可動接点３０に連結されて可動接点３０を往復動させる操作軸１、３と、操作軸１、３を軸方向に往復動させる操作装置１０と、操作軸１、３に固定されてその操作軸１、３の軸に垂直な方向に延びて補助接点３３を開閉する補助接点駆動ピン４と、操作軸１、３に固定され、操作軸１、３の軸に対して補助接点駆動ピン４の延びる向きと逆向きの位置に配置されたカウンターウェイト１１と、を有する。カウンターウェイト１１の荷重による軸周りのモーメントと補助接点駆動ピン４の荷重およびその補助接点駆動ピン４にかかる荷重による軸周りのモーメントとがバランスするように調整する。【選択図】図１
2008103202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線的に往復動することによって主接点を開閉する可動接点と、
この可動接点に連結されて前記可動接点を往復動させる操作軸と、
この操作軸を軸方向に往復動させる操作装置と、
前記操作軸に固定されてその操作軸の軸に垂直な方向に延びて補助接点を開閉する補助接点駆動ピンと、
前記操作軸に固定され、その操作軸の軸に対して前記補助接点駆動ピンの延びる向きと逆向きの位置に配置されたカウンターウェイトと、
を有することを特徴とする開閉装置。
【請求項２】
前記カウンターウェイトの荷重による前記軸周りのモーメントと前記補助接点駆動ピンの荷重およびその補助接点駆動ピンにかかる荷重による前記軸周りのモーメントとがバランスするように調整されていること、を特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項３】
前記補助接点駆動ピンにかかる荷重は、前記補助接点駆動ピンによって駆動されて前記補助接点を駆動する補助接点レバーの荷重を含むこと、を特徴とする請求項２に記載の開閉装置。
【請求項４】
前記操作軸は、前記可動接点に連結された本体側操作軸と、前記操作装置に連結された操作側操作軸と、前記本体側操作軸と操作側操作軸とを結合するフランジとを有し、
前記補助接点駆動ピンおよびカウンターウェイトは前記フランジに取り付けられていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項５】
前記カウンターウェイトは着脱によってバランスを調整可能な複数の部品からなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項６】
前記操作軸は、前記可動接点に連結された本体側操作軸と、前記操作装置に連結された操作側操作軸と、前記本体側操作軸と操作側操作軸とを結合するフランジとを有し、
前記補助接点駆動ピンは前記フランジに取り付けられ、
前記カウンターウェイトは前記フランジと一体に形成されていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項７】
前記操作軸は、前記可動接点に連結された本体側操作軸と、前記本体側操作軸と操作装置の間で連結された操作側操作軸とを有し、
前記本体側操作軸と操作側操作軸の連結部には、それぞれの軸をその軸の方向に垂直な方向に貫通する貫通孔が形成され、前記補助接点駆動ピンが前記貫通孔を貫通して止められることによって前記本体側操作軸と操作側操作軸が連結され、
前記カウンターウェイトは前記補助接点駆動ピンと一体に形成されて、しかも前記貫通孔を通り抜けないように構成されていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項８】
前記操作軸は、前記可動接点に連結された本体側操作軸と、前記本体側操作軸と操作装置の間で連結された操作側操作軸とを有し、
前記本体側操作軸と操作側操作軸の連結部には、それぞれの軸をその軸の方向に垂直な方向に貫通する貫通孔が形成され、前記補助接点駆動ピンが前記貫通孔を貫通して止められることによって前記本体側操作軸と操作側操作軸が連結され、
前記カウンターウェイトは前記補助接点駆動ピンの延びる向きと逆向きの位置で前記補助接点駆動ピンに取り付けられていること、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の開閉装置。
【請求項９】
主接点の可動接点に連結されて往復動する操作軸に取り付けられて補助接点を駆動する機構であって、
前記操作軸に固定されてその操作軸の軸に垂直な方向に延びて補助接点を開閉する補助接点駆動ピンと、
前記操作軸に固定され、その操作軸の軸に対して前記補助接点駆動ピンの延びる向きと逆向きの位置に配置されたカウンターウェイトと、
を有することを特徴とする開閉装置補助接点駆動機構。
【請求項１０】
主接点の可動接点に連結されて往復動する操作軸に取り付けられて補助接点を駆動する駆動機構の調整方法であって、
前記駆動機構は、前記操作軸に固定されてその操作軸の軸に垂直な方向に延びて補助接点を開閉する補助接点駆動ピンと、前記操作軸に固定され、その操作軸の軸に対して前記補助接点駆動ピンの延びる向きと逆向きの位置に配置されたカウンターウェイトと、を有し、
当該調整方法は、前記カウンターウェイトの荷重による前記軸周りのモーメントと前記補助接点駆動ピンの荷重および補助接点駆動ピンにかかる荷重による前記軸周りのモーメントとがバランスするように調整すること、を特徴とする開閉装置補助接点駆動機構調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は開閉装置と、開閉装置の補助接点を駆動する機構およびその駆動機構の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大電流を通電する電力用の開閉装置としてガス絶縁開閉装置が多く用いられている。そのうち、パッファー型ガス遮断器は高速で開閉することを要求されるので直線運動で接点を開閉させることが多く、ばねや油圧による操作装置の出力も直線の往復動作になるのが大部分である。そのため、開閉装置の構造をシンプルにするためには、接点が収納されたガス容器と操作器がある外部との連結部分も直線運動として、操作装置と直結することが望ましい。
【０００３】
一方、開閉装置にはその開閉の状態を上位の制御系へ伝えるために、開閉装置の入り・切り動作と連動して動く補助接点を１０組から２０組程度有している（特許文献１参照）。この補助接点の駆動方法にはいろいろな方法が考えられる。たとえば、操作軸に直角に取り付けたピンが、補助スイッチ駆動用のレバーにある長穴の内側を直線運動することで、このレバーが補助接点駆動軸を回転させて補助接点を開閉させる構造をとっている。
【特許文献１】特開昭６２−１５４４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のガス遮断器の場合、高電圧大電流を遮断するためには高速で開路し、かつ高いパッファー圧を発生する必要から、大きな操作エネルギーを必要としていた。その操作エネルギーに耐える機械強度を持つためにも操作軸はかなり太く剛性のある設計となっていた。ところが、近年消弧室の電流遮断メカニズムの研究が進み、従来の半分以下のエネルギーで同等の遮断性能を達成することが可能となった。それに伴って操作エネルギーを小さくしてゆくと操作軸も細くなり、剛性が低下してくる。
【０００５】
これに従来と同じ構造の補助接点を取り付けると、操作軸の片側のみに補助接点開閉のための反力が加わり操作軸に曲げの力が加わるようになる。これは従来までなら問題にならないレベルの力であるが、新形で軸の剛性が低下していると軸が曲がってしまう可能性がある。また、操作器の出力に対して、摺動抵抗の増加という形で作用するので開閉速度の低下の可能性がある。さらに、ガス中と外部との連結部分である遮断器本体側操作軸とシールフランジにも曲げの力が作用するので、ここからガスリークに至る可能性もある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、操作器と直線運動の操作軸に補助接点を適用した開閉装置において、操作軸に曲げの大きな力が作用しない構成を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る開閉装置は、直線的に往復動することによって主接点を開閉する可動接点と、この可動接点に連結されて前記可動接点を往復動させる操作軸と、この操作軸を軸方向に往復動させる操作装置と、前記操作軸に固定されてその操作軸の軸に垂直な方向に延びて補助接点を開閉する補助接点駆動ピンと、前記操作軸に固定され、その操作軸の軸に対して前記補助接点駆動ピンの延びる向きと逆向きの位置に配置されたカウンターウェイトと、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る開閉装置補助接点駆動機構は、主接点の可動接点に連結されて往復動する操作軸に取り付けられて補助接点を駆動する機構であって、前記操作軸に固定されてその操作軸の軸に垂直な方向に延びて補助接点を開閉する補助接点駆動ピンと、前記操作軸に固定され、その操作軸の軸に対して前記補助接点駆動ピンの延びる向きと逆向きの位置に配置されたカウンターウェイトと、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る開閉装置補助接点駆動機構調整方法は、主接点の可動接点に連結されて往復動する操作軸に取り付けられて補助接点を駆動する駆動機構の調整方法であって、前記駆動機構は、前記操作軸に固定されてその操作軸の軸に垂直な方向に延びて補助接点を開閉する補助接点駆動ピンと、前記操作軸に固定され、その操作軸の軸に対して前記補助接点駆動ピンの延びる向きと逆向きの位置に配置されたカウンターウェイトと、を有し、当該調整方法は、前記カウンターウェイトの荷重による前記軸周りのモーメントと前記補助接点駆動ピンの荷重および補助接点駆動ピンにかかる荷重による前記軸周りのモーメントとがバランスするように調整すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、操作器と直線運動の操作軸に補助接点を適用した開閉装置において、操作軸に曲げの大きな力が作用しない構成を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、図面を参照しながら、本発明に係る開閉装置の実施の形態を説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１２】
［第１の実施形態］
図１、図２および図３に第１の実施形態の開閉装置を示す。ここに、図１はこの開閉装置の縦断面図である。図２は、この開閉装置の要部を示す縦断面図であり、図３のII−II線矢視断面図である。図３は図２のIII−III矢視平断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本体ケーシング８内に、往復動して図示しない開閉装置の主接点を開閉する可動接点３０が収容されている。可動接点３０には本体側操作軸３の一端が連結され、本体側操作軸３の他端は結合フランジ２を介して操作側操作軸１の一端に連結されている。操作側操作軸１の他端は操作装置１０に連結されていて、可動接点３０の往復動の方向に、本体側操作軸３と操作側操作軸１（以下、これらを合わせて「操作軸」と呼ぶ）が同軸上に延びている。本体側操作軸３の結合フランジ２と操作側操作軸１の結合フランジ２は、ボルト４５によって結合されている。
【００１４】
本体側操作軸３が本体ケーシング８を貫通する部分にはシールフランジ９が配置されている。また、本体ケーシング８と操作装置１０の間で、本体側操作軸３、操作側操作軸１および結合フランジ２を覆うように連結部ケーシング３１が配置されている。
【００１５】
結合フランジ２の側面には、半径方向外側に向かって延びる補助接点駆動ピン４が取り付けられている。補助接点駆動ピン４は連結部ケーシング３１の側面の開口３２を貫通して延び、補助接点駆動ピン４の先端には補助接点レバー５が取り付けられ、補助接点レバー５は補助接点３３に連絡している。
【００１６】
補助接点駆動ピン４が取り付けられているのと反対側の結合フランジ２の側面には、カウンターウェイト１１が取り付けられている。
【００１７】
ここで、図２および図３を参照して、カウンターウェイト１１の好ましい質量ｍ３とその半径方向位置（操作軸の軸心からの距離）Ｌ３について考察する。まず、補助接点レバー５を回転運動させる場合に生ずる力と等価な質量ｍ１と操作軸までの距離Ｌ１を掛け合わせて曲げモーメント（ｍ１×Ｌ１）を求める。補助接点駆動ピン４についても操作軸に対する曲げモーメント（ｍ２×Ｌ２）を求め、これらを合計し補助スイッチ側で発生する全モーメントを求める。この全モーメントと等しくなるようなカウンターウェイト１１の質量ｍ３と操作軸までのモーメントアームＬ３を決定する。すなわち次の式が成立する。
【００１８】
ｍ３×Ｌ３＝（ｍ１×Ｌ１）＋（ｍ２×Ｌ２）
上述のようにカウンターウェイト１１の質量と取り付け位置を設定した場合、補助接点側で発生する曲げモーメントとカウンターウェイト１１で発生する曲げモーメントが、大きさをほぼ等しく方向を逆に設定してあるので、操作軸に対して曲げモーメントをキャンセルすることが可能である。これにより、摺動抵抗の増加、操作力の低下、開閉速度の低下、ガス漏れの発生などの要因となる操作軸に対する曲げモーメントを取り除くことが可能となり，操作エネルギーの低減、細い操作軸の採用が可能となるなどの効果がある。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態によれば、直線運動形の遮断操作をする遮断器において、補助接点を操作軸から直角方向に取り付けたピンによって駆動する場合、適切な重量と適切な軸からの位置に調整されたカウンターウェイトを設けることによって、操作軸曲げ方向の力をキャンセルすることが可能である。これにより、消弧室の性能が向上し操作力が低減されて操作軸を細くした場合であっても、操作軸の変形、操作速度や操作特性の変化、ガスシール部からのリークなどの問題発生が抑えられる。
【００２０】
［第２の実施形態］
つぎに、本発明に係る開閉装置の第２の実施形態を、図４を参照して説明する。図４は、第１の実施形態における図３に相当する平面図である。この第２の実施形態では、第１の実施形態における本体側操作軸３と操作側操作軸１を結合するための二つの結合フランジ２（図１参照）の一方を、図４に示すようにカウンターウェイト部１１ａと一体化した一体型結合フランジ１２として構成する。この一体型結合フランジ１２の側面には補助接点駆動ピン４が取り付けられ、この補助接点駆動ピン４の反対側に、半径方向外側に突出するカウンターウェイト部１１ａが形成されている。
【００２１】
この実施形態によれば、カウンターウェイトの機能を結合フランジに持たせることになり、その結果、部品点数の削減が可能である。
【００２２】
［第３の実施形態］
つぎに、本発明に係る開閉装置の第３の実施形態を、図５を参照して説明する。図５は、第２の実施形態における図４に相当する平面図である。この第３の実施形態では、操作軸の結合フランジ２とカウンターウェイト１１を別の部品として、ボルト３５により着脱可能としている。
【００２３】
従来技術の例では、１０組程度の補助接点が組み込まれた二つのユニットの場合があるが、これが３または４ユニットになる場合もある。そのような場合には当然、補助接点駆動用ピン４に作用する曲げモーメントも大きくなるのでカウンターウェイト１１も変更する必要がある。その際に、第２の実施形態のようにフランジとカウンターウェイトが一体となっていては、一体型結合フランジ１２（図４）の種類が増えてしまい、生産管理が煩雑になる。この第３の実施形態では、このような不都合を解決するために、フランジ２から独立したカウンターウェイト１１を取り付ける構造とした。この実施形態によれば、部品点数の削減、フランジの構造簡素化によるコストダウン、などの効果が得られる。
【００２４】
［第４の実施形態］
つぎに、本発明に係る開閉装置の第４の実施形態を、図６を参照して説明する。図６は、第３の実施形態における図５に相当する平面図である。この第４の実施形態は第２の実施形態（図４）と第３の実施形態（図５）の中間的な性格を持つものである。すなわち、第２の実施形態（図４）とほぼ同様に、カウンターウェイト部１１ａを備えた一体型結合フランジ１２を用いるが、これにさらに、ボルト３５によって着脱可能な微調整用カウンターウェイト１４を用いる。この場合は、微調整用カウンターウェイト１４は軽量で単純な構造でよく、たとえば座金程度のもので構わない。このため、微調整用カウンターウェイト１４の構造が極めて単純化でき、コストダウンに寄与できる。
【００２５】
［第５の実施形態］
つぎに、本発明に係る開閉装置の第５の実施形態を、図７および図８を参照して説明する。図７は第５の実施形態の開閉装置の要部を示す正面図であり、図８はその要部を示す側面図である。この第５の実施形態では、本体側操作軸３と操作側操作軸１が、ピン１７によって結合されている。本体側操作軸３と操作側操作軸１の連結部それぞれには、軸方向に垂直な方向の貫通孔４０、４１が形成され、これらの貫通孔４０、４１をピン１７が貫通している。このピン１７の一端には、貫通孔４０、４１の直径よりも直径の大きなカウンターウェイト部１７ｂが形成され、このカウンターウェイト部１７ｂの反対側は操作軸の中心軸から垂直に延びて補助接点駆動ピンとして機能するように構成されている。ピン１７が貫通孔４０、４１から抜けるのを防ぐために、スナップリング１８が取り付けられている。
【００２６】
カウンターウェイト部１７ｂは、ピン１７の抜け出しを防ぐとともに、ピン１７の突出とバランスを取るためのカウンターウェイトとしても機能している。
【００２７】
この実施形態によれば、第１〜第４の実施形態のようなある程度の径を持った結合フランジが不要となり、この部分の小型化が可能となる。また、第１〜第４の実施形態と同様に、補助接点を駆動するための曲げモーメントがキャンセルされるので信頼性が向上する。
【００２８】
［第６の実施形態］
つぎに、本発明に係る開閉装置の第６の実施形態を、図９を参照して説明する。図９は第６の実施形態の開閉装置の要部を示す正面図である。この第６の実施形態は第５の実施形態（図７、図８）の変形例であって、第５の実施形態においてカウンターウェイト１９とピン１７を分離独立させたものである。この実施形態によれば、第３の実施形態（図５）と同様に、補助接点の構成が変更になった場合にカウンターウェイト１９のみを変更すればよい。頭の部分のみ異なったピンを何種類も作る必要がなくなり、生産管理上都合がよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る開閉装置の第１の実施形態を示す部分縦断面図である。
【図２】図１の開閉装置の要部を示す縦断面図であり、図３のII−II線矢視断面図である。
【図３】図２のIII−III矢視平断面図である。
【図４】本発明に係る開閉装置の第２の実施形態の要部を示す平面図である。
【図５】本発明に係る開閉装置の第３の実施形態の要部を示す平面図である。
【図６】本発明に係る開閉装置の第４の実施形態の要部を示す平面図である。
【図７】本発明に係る開閉装置の第５の実施形態の要部を示す正面図である。
【図８】図７の開閉装置の要部を示す側面図である。
【図９】本発明に係る開閉装置の第６の実施形態の要部を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    操作側操作軸
２  結合フランジ
３    本体側操作軸
４    補助接点駆動ピン
５    補助接点レバー
８    本体ケーシング
９    シールフランジ
１０    操作装置
１１    カウンターウェイト
１１ａ    カウンターウェイト部
１２    一体型結合フランジ
１４    微調整用カウンターウェイト
１７    ピン
１７ｂ    カウンターウェイト部
１８    スナップリング
１９    カウンターウェイト
３０    可動接点
３１    連結部ケーシング
３２    開口
３３    補助接点
３５    ボルト
４０，４１    貫通孔
４５    ボルト
【図１】
2008103202.tif 000003
【図２】
2008103202.tif 000004
【図３】
2008103202.tif 000005
【図４】
2008103202.tif 000006
【図５】
2008103202.tif 000007
【図６】
2008103202.tif 000008
【図７】
2008103202.tif 000009
【図８】
2008103202.tif 000010
【図９】
2008103202.tif 000011