(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作力が伝達される操作軸を備えて主接点の投入操作・遮断操作を行う操作部と、
前記主接点の投入動作・遮断動作を行う接点動作部と、
前記操作部及び前記接点動作部の間に連結されているリンク機構と、
前記リンク機構の回動によって投入エネルギーが蓄積され、前記リンク機構に前記投入エネルギーを放出することで前記接点動作部の投入動作により前記主接点を投入状態とする操作ばねを備え、
前記操作部は、
前記操作軸に連結された操作円板と、
前記操作円板の外周側に固定された操作ローラを備え、
前記リンク機構は、
前記操作ローラが接触するカム面を有する操作カムと、
前記操作カムの支軸とは異なる位置の操作カム連結部で一端が連結されている第１リンク部材と、
前記第１リンク部材の他端側で当該第１リンク部材の軸方向に移動自在となるように連結されている他のリンク部材を備え、
前記操作ばねは、前記第１リンク部材に沿って配置され、両端が、前記操作カム連結部及び前記第１リンク部材の他端側に連結されており、
前記操作部の前記操作軸を蓄勢方向に回転し、前記操作ローラから前記カム面に回転力が伝達された前記操作カムが前記支軸回りに回転することで、前記操作ばねが蓄勢されており、
前記操作カムに、当該操作カムが前記操作ばねを蓄勢する方向に回転するのを補助する補助ばねが連結されていることを特徴とする遮断器の操作ばね蓄勢装置。
【請求項２】
前記操作カムの前記カム面に連続して前記操作ローラが接触する位置に、前記操作ばねの蓄勢状態が完了したときに、前記操作ローラが当接して前記操作軸の回転が不可能となるカムストッパーを設け、前記操作カムに、当該操作カムが前記操作ばねを蓄勢する方向に回転するのを補助するとともに、前記主接点が遮断動作となったときに、前記操作ローラに対する前記カムストッパーの当接が解除されるように前記操作カムに回転力を伝達する補助ばねが連結されていることを特徴とする請求項１記載の遮断器の操作ばね蓄勢装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧真空遮断器の開閉操作機構などに適用して主接点を投入（主接点が閉じた状態）するための投入エネルギーを蓄勢する操作ばねを備えた遮断器の操作ばね蓄勢装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した操作ばね蓄勢装置を備えた遮断器として、例えば非特許文献１に記載された高圧真空遮断器が知られている。
この非特許文献１の高圧真空遮断器は、操作力が伝達される操作軸を備えて主接点の投入操作・遮断操作を行う操作部と、主接点の投入動作・遮断動作を行う接点動作部と、操作部及び接点動作部の間に連結されているリンク機構と、操作部の操作軸が回転することでリンク機構が回動し、このリンク機構の回動によって投入エネルギーが蓄積される操作ばねと、を備えている。
そして、主接点が遮断されているときに操作部が操作ばねの蓄勢操作を行ない、操作部の投入操作で、操作ばねに蓄勢された投入エネルギーがリンク機構を回動して接点動作部の投入動作を行うことで主接点が投入されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】富士電機技報  2014 vol.87 no.3（高圧真空遮断器「ＭＵＬＴＩ．ＶＣＢ」「Ａｕｔｏ．Ｖ」）p186-190
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、非特許文献１の高圧真空遮断器は、操作ばねを蓄勢する際に操作部の操作軸に加える操作トルクが一定になり難く、操作トルクが大きくなりやすい。また、操作ばねを蓄勢するために多くの操作時間を必要とする。
また、操作軸を手動で回転して操作ばねを蓄勢する場合には、操作ばねの蓄勢が完了した位置で操作軸の操作方向への回転をロックする装置が必要であり、大型で構造が複雑な蓄勢ロック装置が必要となることで、小型化、製造コストの面で問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、操作ばねを蓄勢する際の操作軸の操作トルクを抑制し、且つ操作時間の短縮を図ることができるとともに、小型化及び製造コストの低減化を図りながら遮断器を製造することができる遮断器の操作ばね蓄勢装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る遮断器の操作ばね蓄勢装置は、操作力が伝達される操作軸を備えて主接点の投入操作・遮断操作を行う操作部と、主接点の投入動作・遮断動作を行う接点動作部と、操作部及び接点動作部の間に連結されているリンク機構と、リンク機構の回動によって投入エネルギーが蓄積され、リンク機構に投入エネルギーを放出することで接点動作部の投入動作により前記主接点を投入状態とする操作ばねを備え、操作部は、操作軸に連結された操作円板と、操作円板の外周側に固定された操作ローラを備え、リンク機構は、操作ローラが接触するカム面を有する操作カムと、操作カムの支軸とは異なる位置の操作カム連結部で一端が連結されている第１リンク部材と、第１リンク部材の他端側で第１リンク部材の軸方向に移動自在となるように連結されている他のリンク部材を備え、操作ばねは、第１リンク部材に沿って配置され、両端が、操作カム連結部及び第１リンク部材の他端側に連結されており、操作部の操作軸を蓄勢方向に回転し、操作ローラからカム面に回転力が伝達された操作カムが支軸回りに回転することで、操作ばねが蓄勢されており、操作カムに、操作カムが操作ばねを蓄勢する方向に回転するのを補助する補助ばねが連結されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る遮断器の操作ばね蓄勢装置によれば、操作ばねを蓄勢する際の操作軸の操作トルクを抑制し、且つ操作時間の短縮を図ることができるとともに、小型化及び製造コストの低減化を図りながら遮断器を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】真空バルブを遮断状態とした真空遮断器を示す図である。
【図２】図１で示した真空遮断器の要部を示す図である。
【図３】リセット状態の真空遮断器を示す図である。
【図４】操作ばねの蓄勢状態を開始する直後の操作カムの位置を示す図である。
【図５】操作ばねの蓄勢状態が完了した真空遮断器を示す図である。
【図６】蓄勢ロック状態の遮断器を示す図である。
【図７】真空バルブを投入状態とした真空遮断器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
［第１実施形態の真空遮断器の構成］
図１から図７は、真空遮断器の真空バルブ１に対して投入操作（真空バルブ１の固定接触子１ａ，可動接触子１ｂが閉極する操作）を行う第１実施形態の真空遮断器を示すものである。なお、各図は、第１実施形態の真空遮断器を構成する操作パネル３の内部を裏面から示しており、操作パネル３に連結している軸は各図ではハッチングを施し、操作パネル３に連結しておらず、操作パネル３以外の部材同士が連結している軸は各図ではハッチングを施していない。
【００１１】
図１及び図２を参照して第１実施形態の真空遮断器の構成を具体的に説明する。
第１実施形態の真空遮断器は、操作パネル３の裏面に、変換レバー４、操作軸５、操作カム６、投入レバー７、投入ラッチ８、遮断レバー９、遮断ラッチ１０、リンク部１１、第１ストッパー２０及び第２ストッパー２１が装着されている。
変換レバー４は、長手方向中央部が支軸４ａを介して操作パネル３に連結され、長手方向の両端部が上下方向に回動するようになっている。変換レバー４の長手方向の一端部が、連結部材２２を介して真空バルブ１の可動接触子１ｂに連結している。
【００１２】
操作軸５は、操作パネル３に回転自在に連結され、操作パネル３の表側に操作ハンドル（不図示）を固定できる部材である。この操作軸５に操作円板１３が同軸に固定されているとともに、操作円板１３の外周側に操作ローラ１４が固定されている。
操作カム６は、操作パネル３に固定された支軸６ａ回りに回転する部材であり、支軸６ａを挟んで一方側に穴がカム形状に形成されており、その穴の周縁に操作ローラ１４が接触している。操作カム６の支軸６ａを挟んで他方側の部位には、回動軸１５を介してリンク部１１を構成する第１リンク部材１６の一端が連結されている。操作カム６が支軸６ａの時計回りに回転すると、操作カム６の支軸６ａを挟んで一方側の外周が、操作パネル３に固定した第１ストッパー２０に当接する。
【００１３】
ここで、図２に示すように、操作カム６に形成した穴の周縁において、支軸６ａに対して離間した位置で円弧面状に形成されている周縁（図２の一点鎖線の範囲で示している部位）がカム面６ｂとされ、支軸６ａに近い穴の周縁の一部でカム面６ｂに向けて突出している部位がカムストッパー６ｃとされている。
そして、支軸６ａより下側位置の操作カム６と操作パネル３との間には、補助コイルばね１７の両端が固定されている。この補助コイルばね１７は、ばね長が縮む方向を放勢状態としたばねであり、操作カム６に対して支軸６ａの反時計回りのばね力を作用している。
【００１４】
投入レバー７は、操作パネル３に固定された支軸７ａ回りに回転する部材であり、支軸７ａを挟んで一方側には、連結部７ｂ及びその連結部７ｂの上部に投入ローラ２４が設けられている。連結部７ｂには、連結部材２３を介して変換レバー４の長手方向の他端部が連結されている。支軸７ａを挟んで他方側には、操作パネル３に固定された第２ストッパー２１に当接する当接部７ｃが設けられている。
【００１５】
投入レバー７には、支軸７ａの反時計回りにばね力が作用する復帰ばね（不図示）が付設されており、当接部７ｃが第２ストッパー２１に当接している。
投入ラッチ８は、操作パネル３に固定された支軸８ａ回りに回転する部材であり、支軸８ａの反時計回りにばね力が作用する復帰ばね（不図示）が付設されている。この投入ラッチ８は、先端が投入レバー７の投入ローラ２４に係合することで、投入レバー７が支軸７ａの時計回りに回転するのを拘束しているとともに、操作パネル３の表面に配置した投入操作スイッチ（不図示）を操作すると、投入ラッチ８が支軸８ａの時計回りに回転して投入レバー７の投入ローラ２４との係合状態が解除になる。
【００１６】
遮断レバー９は、操作パネル３に連結された支軸９ａ回りに回転する部材であり、凹形状のローラ接触部９ｂが形成されているとともに、遮断ラッチ１０に係合するラッチ係合部９ｃが形成されている。
遮断レバー９には、支軸９ａの時計回りにばね力が作用する復帰ばね（不図示）が付設されており、遮断ラッチ１０に対してラッチ係合部９ｃが離間した状態では、ローラ接触部９ｂの開口先端側に、後述するリンク部１１を構成する第２リンク部材２６のリンク側ロール２５が係合している。
【００１７】
遮断ラッチ１０は、操作パネル３に連結された支軸１０ａ回りに回転する軸方向から見て半円形状の部材であり、支軸１０ａの時計回りにばね力が作用する復帰ばね（不図示）が付設されている。また、操作パネル３の表面に配置した遮断操作スイッチ（不図示）を操作すると、遮断ラッチ１０が支軸１０ａの反時計回りに回転して遮断ラッチ１０と遮断レバー９のラッチ係合部９ｃとの係合状態が解除になる。
【００１８】
リンク部１１は、第１リンク部材１６、第２リンク部材２６、第３リンク部材２７及び第４リンク部材２８で構成されている。
第２リンク部材２６は、操作パネル３に連結された支軸２６ａ回りに回転する部材であり、長手方向の一端側にリンク側ロール２５が形成されているとともに、長手方向の他端側には回動軸２９を介して第３リンク部材２７の一端側が連結されている。
【００１９】
第３リンク部材２７の他端側は、回動軸３０を介して第４リンク部材２８の一端側が連結されており、第４リンク部材２８の他端側は、投入レバー７の投入ローラ２４に連結されている。
操作カム６に回動軸１５を介して一端側が連結している第１リンク部材１６は、他端側の軸方向に沿って長穴３１が形成されており、この長穴３１に、第３リンク部材２７及び第４リンク部材２８を連結している回動軸３０が挿入されている。
【００２０】
そして、第１リンク部材１６の外周に、操作コイルばね３２が配置されており、この操作コイルばね３２の両端は、回動軸１５，３０に固定されている。
操作コイルばね３２は、ばね長が縮む方向に外力が作用することで蓄勢状態（投入エネルギーを蓄える状態）となり、ばね長が延びる方向に放勢状態（投入エネルギーを放出する状態）となるばねである。
【００２１】
ここで、本発明に係る接点動作部が、変換レバー４、投入レバー７、投入ラッチ８、遮断レバー９、遮断ラッチ１０及び第２ストッパー２１に対応し、  本発明に係る操作部が、操作軸５、操作円板１３及び操作ローラ１４に対応し、本発明に係るリンク機構が、操作カム６、リンク部１１及び第１ストッパー２０に対応し、本発明に係る第１リンク部材が第１リンク部材１６に対応し、本発明に係る他のリンク部材が第３リンク部材及び第４リンク部材に対応し、本発明に係る操作ばねが、操作コイルばね３２に対応し、本発明に係る補助ばねが、補助コイルばね１７に対応し、本発明に係る操作カム連結部が、第１リンク部材１６及び操作カム６が連結している回動軸１５に対応している。
［第１実施形態の真空遮断器の動作］
次に、図１〜図７を参照して、第１実施形態の真空遮断器の動作について説明する。
【００２２】
図１は真空バルブ１を遮断状態（真空バルブ１の固定接触子１ａ，可動接触子１ｂが開極状態）とした真空遮断器を示し、図３はリセット状態の真空遮断器を示し、図４は操作コイルばね３２の蓄勢状態を開始する直後の操作カム６の位置を示し、図５は操作コイルばね３２の蓄勢状態が完了した真空遮断器を示し、図６は蓄勢ロック状態を示し、図７は真空バルブ１を投入状態（真空バルブ１の固定接触子１ａ，可動接触子１ｂが閉極状態）とした真空遮断器を示している。
【００２３】
図１の遮断状態では、遮断レバー９のラッチ係合部９ｃが遮断ラッチ１０に係合せず、投入レバー７の当接部７ｃが第２ストッパー２１に当接し、投入ラッチ８の先端が投入レバー７の投入ローラ２４に係合していることで、投入レバー７の支軸７ａ回りの回転が拘束されているとともに、リンク部１１（第１リンク部材１６、第２リンク部材２６、第３リンク部材２７及び第４リンク部材２８）の回動が拘束されている。
【００２４】
この図１の遮断状態から操作ハンドルの回転により操作軸５及び操作円板１３を時計方向に回転すると、図３に示すように、操作ローラ１４がカム面６ｂに接触している操作カム６は、補助ばね１７のばね力が作用しながら支軸６ａの反時計回りに回転していく。
操作カム６が、支軸６ａの反時計回りに回転すると、回動軸１５を介して操作カム６に連結している第１リンク部材１６及び第３リンク部材２７が図３右側に引っ張られ、第２リンク部材２６が支軸２６ａの反時計回りに回転するので、第２リンク部材２６のリンク側ロール２５にローラ接触部９ｂが係合している遮断レバー９が支軸９ａの時計回りに回転する。
【００２５】
遮断レバー９が回転すると、遮断レバー９のラッチ係合部９ｃが遮断ラッチ１０に係合し、図３に示すように、遮断レバー９の回動が拘束されたリセット状態となる。
この図３のリセット状態から操作ハンドルの回転により操作軸５及び操作円板１３をさらに時計回りに回転していくと、図４に示すように、最上部に位置した操作ローラ１４にカム面６ｂが接触した時点で、操作カム６が支軸６ａの時計回りに回転していく。
【００２６】
操作カム６が支軸６ａの時計回りに回転していくと、第１リンク部材１６の図５左側移動により回動軸１５，３０の間の距離が短くなり、操作コイルばね３２にはばね長が縮む方向に外力が作用して蓄勢状態となっていく。
そして、図５に示すように、操作カム６の外周が第１ストッパー２０に当接した時点で、操作カム６の支軸６ａの時計回りの回転が停止し、操作コイルばね３２の蓄勢状態が完了する。
【００２７】
この図５の操作コイルばね３２の蓄勢状態が完了した状態から操作ハンドルの回転により操作軸５及び操作円板１３をさらに時計回りに回転していくと、図６に示すように、操作ローラ１４が、図６の破線位置から移動してカムストッパー６ｃに当接し、操作ハンドルの回転動作が不能となって蓄勢ロック状態となる。
そして、図６の蓄勢ロック状態から操作パネル３の表面に配置した投入操作スイッチを操作すると、投入ラッチ８が支軸８ａの時計回りに回転し、投入レバー７の投入ローラ２４と投入ラッチ８の先端との係合状態が解除になる。
【００２８】
投入ラッチ８と投入レバー７との係合状態が解除になると、リンク部１１を構成する第１リンク部材１６、第３リンク部材２７及び第４リンク部材２８が回動可能となる。
第３リンク部材２７及び第４リンク部材２８が回動可能となると、操作コイルばね３２は、ばね長が延びる方向に放勢状態となり、第３リンク部材２７及び第４リンク部材２８の回動軸３０が図７の下方に移動するので、図７に示すように、投入レバー７が支軸７ａの時計回りに回転していく。
【００２９】
この投入レバー７の回転動作が、連結部材２３、変換レバー４及び連結部材２２を介して真空バルブ１の可動接触子１ｂに伝達されるので、図７で示すように、固定接触子１ａ及び可動接触子１ｂが閉極して真空バルブ１が投入状態となる。
一方、図７の真空バルブ１の投入状態から図１の遮断状態に復帰するには、操作パネル３の表面に配置した遮断操作スイッチを操作する。
【００３０】
遮断操作スイッチを操作すると、遮断ラッチ１０が支軸１０ａの反時計回りに回転して遮断ラッチ１０と遮断レバー９のラッチ係合部９ｃとの係合状態が解除になる。
また、操作コイルばね３２はリンク部１１にばね力を作用しないので、投入レバー７が、支軸４ａの反時計回りにばね力が作用する復帰ばね（不図示）のばね力で支軸７ａの反時計回りに回転して当接部７ｃが第２ストッパー２１に当接し、この投入レバー７の回転とともにリンク部１１（第１リンク部材１６、第２リンク部材２６、第３リンク部材２７及び第４リンク部材２８）も図１と同様の位置に移動する。
【００３１】
さらに、操作カム６には補助ばね１７のばね力が作用しているので、操作カム６の支軸６ａの反時計回りとともに、操作ローラ１４がカムストッパー６ｃから離れた位置に移動し、操作軸５の回転が可能となる。
そして、投入ラッチ８が、復帰ばねのばね力により支軸８ａの反時計回りに回転し、その先端が投入レバー７の投入ローラ２４に係合する。投入レバー７が支軸７ａの反時計回りに回転する動作が、連結部材２３、変換レバー４及び連結部材２２を介して真空バルブ１の可動接触子１ｂに伝達されるので、図１で示すように、固定接触子１ａ及び可動接触子１ｂが開極して真空バルブ１が遮断状態となる。
［第１実施形態の真空遮断器の作用効果］
次に、第１実施形態の真空遮断器の作用効果について説明する。
【００３２】
第１実施形態の真空遮断器では、手動作による操作ハンドルの回転により操作軸５及び操作円板１３を時計回りに回転していくと、最上部に位置した操作ローラ１４にカム面６ｂが接触した時点で、操作カム６が支軸６ａの時計回りに回転していき、第１リンク部材１６の移動により回動軸１５，３０の間の距離が短くなり、操作コイルばね３２は蓄勢状態となっていく。このように、手動作により操作コイルばね３２を蓄勢状態とする際には、操作カム６を回転させる操作軸５に大きな操作トルクをかける必要がない。
【００３３】
また、操作コイルばね３２を蓄勢状態とするために操作カム６が回転する方向には、補助ばね１７のばね力が作用しているので、操作時間の短縮を図ることができる。
また、操作コイルばね３２の蓄勢状態が完了した状態から操作ハンドルの回転により操作軸５及び操作円板１３をさらに時計回りに回転していくと、操作ローラ１４が、図６の破線位置から移動してカムストッパー６ｃに当接し、操作ハンドルの回転動作が不能となって蓄勢ロック状態となる（図６参照）。このように、操作カム６のカム面６ｂに連続したカムストッパー６ｃを設けて操作ローラ１４に当接するという簡便な蓄勢ロック状態としたことで、従来の装置と比較して、小型化を図ることができるとともに、製造コストの低減化を図った真空遮断器を提供することができる。
【００３４】
さらに、真空バルブ１が遮断状態に復帰するときには、操作カム６のカムストッパー６ｃに当接していた操作ローラ１４は、操作カム６に補助ばね１７のばね力が作用していることで、カムストッパー６ｃから離れた位置に移動してロック状態が解除され、操作軸５の回転を可能とすることができる。したがって、カムストッパー６ｃのロック解除動作も簡便な構造とすることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  真空バルブ
１ａ  固定接触子
１ｂ  可動接触子
３  操作パネル
４  変換レバー
４ａ  支軸
５  操作軸
６  操作カム
６ａ  支軸
６ｂ  カム面
６ｃ  カムストッパー
７  投入レバー
７ａ  支軸
７ｂ  連結部
７ｃ当接部
８  投入ラッチ
８ａ  支軸
９  遮断レバー
９ａ  支軸
９ｂ  ローラ接触部
９ｃ  ラッチ係合部
１０  遮断ラッチ
１０ａ  支軸
１１  リンク部
１３  操作円板
１４  操作ローラ
１５，２９，３０  回動軸
１６  第１リンク部材
１７  補助コイルばね
２０  第１ストッパー
２１  第２ストッパー
２２，２３  連結部材
２４  投入ローラ
２５  リンク側ロール
２６  第２リンク部材
２６ａ  支軸
２７  第３リンク部材
２８  第４リンク部材
３１  長穴
３２  操作コイルばね
【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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