(57)【要約】【課題】投入力をあらかじめ電動機によって投入ばねに蓄勢し、放勢することによって回路遮断器をＯＮにする電動操作装置において、短時間で、不快な音を抑制して投入ばねを蓄勢できる小形の電動操作装置を提供する。【解決手段】投入ばね２０の一端を保持するカム１６は歯車１４と共に回転し、歯車１４は歯車１２と噛み合い、歯車１２と同軸上に設けられる歯車１１は歯車１０と噛み合い、歯車１０はウォームギアを介して電動機７によって回転される構成において、歯車１２とその回転軸の間にワンウエイベアリング４７を設け、電動機が回転したときは歯車１１と歯車１２は一体となって回転し、投入ばね１８の放勢力によってカム１６が回転するときは歯車１１に回転付勢力が伝達されないようにする。【選択図】  図１
2004152689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路遮断器の操作ハンドルを操作する電動操作装置において、
一端が固定部材に装着され他端が一方向に回転する回転板上にその回転軸を外れた位置に装着された投入ばね、
前記回転板を回転させて前記投入ばねを蓄勢する電動機、
前記電動機と前記回転板との間に介在するギアー装置、
前記投入ばねが放勢する位置で前記回転板の放勢方向の回転を阻止するラッチ機構、
前記回路遮断器の操作ハンドルを操作するスライド板、および
前記回転板の回転に追随するカム機構、を備え、
前記ギアー装置は前記ラッチ機構の係合が解消したとき前記回転板の自由回転を許し、前記電動機が前記ギアー装置を駆動するとき前記ギアー装置に前記回転板を回転させ前記投入ばねに蓄勢させる、ワンウエイベアリングを含み、
前記カム機構は、前記投入ばねが、蓄勢するように前記回転板が回転するとき前記スライド板をＯＦＦ方向に移動させ、放勢するように前記自由回転するときＯＮ方向に移動させることを特徴とする、回路遮断器の電動操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路遮断器の電動操作装置、特に投入ばねの蓄勢及び放勢によって回路遮断器を開閉する電動操作装置の投入ばねの蓄勢技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回路遮断器の電動操作装置としては、たとえば図９に示す装置が知られている（特許文献１参照）。図９を参照して、この電動操作装置は、軸１０１と共に回転するように設けられた回転板１０２と歯車１０３と操作ローラ１０４を有する操作ローラ取付板１０５、軸１０１上に独立して回転するように設けられたラチェットレバー１０６、ラチェットレバー１０６及び固定部材に回転自在に設けられ歯車１０３と噛み合うように付勢されているそれぞれ送り爪１０７及び固定爪１０８、電動機１０９、電動機１０９の回転によって左右に変位してラチェットレバー１０６を回転揺動させるリンク部材１１０、一端が固定部材１１１他端が回転板１０２上のピン１１２に取り付けられた投入ばね１１３、並びに回路遮断器の開閉操作ハンドル１１４を操作するスライド板１１５を有する。
【０００３】
図９は投入ばね１１３が放勢され回路遮断器が閉路している状態を示している。この回路遮断器の開路操作は、投入ばね１１３の蓄勢動作と並行して行われる。すなわち、電動機１０９を駆動するとラチェットレバー１０６が時計及び反時計方向に回転揺動し、反時計方向に回転したとき送り爪１０７が歯車１０３を１歯分反時計方向に回転させて投入ばね１１３を少し蓄勢する。ラチェットレバー１０６が時計方向に回転するとき、固定爪１０８が歯車１０３と噛み合って投入ばね１１３の放勢による歯車１０３の逆転を防止する。この動作を繰り返し、投入ばね１１３の取り付け部分である固定部材１１１とピン１１２との間に軸１０１が位置するように一直線に並んだとき、投入ばね１１３が放勢するように作用する。しかし、図示されていないラッチ機構によって軸１０１の回転が阻止され投入ばね１１３の蓄勢状態が維持される。
【０００４】
上述した蓄勢動作中、操作ローラ取付板１０５が軸１０１と共に反時計方向に回転し、操作ローラ１０４がスライド板１１５に形成された開当接面１１６を押してスライド板１１５を右方向にスライドさせる。このスライド板１１５と共に回路遮断器の開閉操作ハンドル１１４が右方向へ移動し回路遮断器が開路する。回路遮断器の閉路操作は、投入ばね１１３を放勢することによって行われる。すなわち、投入ばね１１３の蓄勢状態を維持しているラッチを釈放することにより、軸１０１が高速で反時計方向に回転し操作ローラ１０４がスライド板１１５の閉当接面１１７を押してスライド板１１５を左方向にスライドさせる。このスライド板１１５と共に回路遮断器の開閉操作ハンドル１１４が左方向へ移動し回路遮断器が閉路する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２１７４８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように従来の回路遮断器の電動操作装置は、電動機を回転させてラチェット機構を利用した構造であったため、送り爪１０７の空動き時間を要し蓄勢動作により長い時間を要するという問題や、送り爪１０７や固定爪１０８が歯車１０３に噛み合ったり摺動するときの音が不快であるという問題や、構造が複雑で形状が大きくなるという問題があった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、短時間で、不快な音を抑制して投入ばねを蓄勢できる小形の回路遮断器の電動操作装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、本発明は、一端が固定部材に装着され他端が一方向に回転する回転板上にその回転軸を外れた位置に装着された投入ばね、回転板を回転させて前記投入ばねを蓄勢する電動機、上記の電動機と回転板との間に介在するギアー装置、上記の投入ばねが放勢する位置で回転板の放勢方向の回転を阻止するラッチ機構、上記の回路遮断器の操作ハンドルを操作するスライド板、および、回転板の回転に追随するカム機構、を備える。そして、上記のギアー装置はラッチ機構の係合が解消したとき回転板の自由回転を許し、電動機がギアー装置を駆動するときギアー装置に前記回転板を回転させ前記投入ばねに蓄勢させる、ワンウエイベアリングを含み、カム機構は、投入ばねが、蓄勢するように回転板が回転するときスライド板をＯＦＦ方向に移動させ、放勢するように自由回転するときＯＮ方向に移動させることとしている。
【０００９】
このような構成により、投入ばねが釈放されるとき回転板が自由回転するため投入ばねの釈放力が電動機などに作用することなく回路遮断器の操作ハンドルを操作することに消費される。また、電動機の回転が無駄無く投入ばねを蓄勢するために寄与し、ベアリングを使用するため蓄勢動作中の動作音を抑制できるとともに送り爪のような部材を設ける必要がないため小形にできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１ないし図８に示される実施例において説明する。図１を参照して、１は回路遮断器、２は回路遮断器１の開閉接触子を接触及び開離させる開閉機構を操作する回転自在のハンドル、３は本発明の電動操作装置、４及び５は電動操作装置３のベース及びカバー、６は電動操作装置３を回路遮断器１の表面に着脱自在に取り付けるための取付板、７は電動機、８は電動機７の回転軸に設けられたウォーム、９はウォーム８と組み合わされてウォームギアを形成するウォームホイール、１０はウォームホイール９と共に回転する歯車、１１は歯車１０と噛み合う歯車、１２は歯車１１と共に回転する歯車、１３は歯車１１と歯車１２とを同軸上に支持する軸、１４は歯車１２と噛み合う歯車、１５は歯車１４と噛み合う歯車、１６はカム、１７は歯車１４とカム１６を一体的に支持する軸、１８はカム１６上に偏心して設けられたピン、１９は固定部材、２０はピン１８と固定部材１９との間に設けられたコイル状の投入ばね、２１は歯車１４上に偏心して設けられたローラ、２２はハンドル２を回転させながら左右方向にスライドする操作板、２３及び２４はいずれも操作板２２に備えられ歯車１４が回転したときローラ２１と接触して操作板２２を左方向及び右方向へスライドさせるＯＮ操作ブロック及びＯＦＦ操作ブロック、２５及び２６は操作板２２に設けられており双方の間に回路遮断器１のハンドル２が嵌め込まれるハンドルキャッチ、２７は歯車１５と共に回転する歯車１５の支持軸、２８は支持軸２７に形成された孔に着脱自在に装着される手動蓄勢ハンドルである。また、２９は電動操作装置３を制御する電子回路を含むプリント配線板、３０及び３１はプリント配線板２９に装着されている光電リレーである。
【００１１】
図２を参照して、３２及び３３は回路遮断器１をＯＮ及びトリップさせるためのＯＮボタン及びトリップボタン、３４は手動蓄勢ハンドル２８を挿入するための孔、３５は回転することによって回路遮断器１の状態を示すインジケータ、３６は投入ばね２０の状態を示すインジケータ、３７は電気的にも機械的にもＯＮ操作を防止するシリンダーキーを操作するための孔、３８は電気的にも機械的にもＯＮ操作を防止する南京錠を取り付けるためのタブである。インジケータ３５がカバー５にマークされている「Ｉ」、「△」及び「○」を指したときは、それぞれ回路遮断器１がＯＮ状態、ＯＦＦ状態及びトリップ状態にあることを意味し、インジケータ３６が「ＣＨＡＲＧＥＤ」及び「ＤＩＳＣＨＡＲＧＥＤ」を表示したときは、それぞれ投入ばね２０が蓄勢状態及び非蓄勢状態にあることを意味する。なお、インジケータ３５、インジケータ３６、シリンダーキー及び南京錠は本願の主要部ではないため説明を省略する。
【００１２】
図３を参照して、３９はベース４の上部に取り付けられた上部基板、４０及び４１は上部基板３９上に回転自在に設けられた第１ラッチレバー及び第２ラッチレバー、４２及び４３はそれぞれ第１ラッチレバー４０及び第２ラッチレバー４１を時計回転方向に付勢するばね、４４は電磁石である。図３は投入ばね２０が蓄勢されている状態を示しており、投入ばね２０の両端を支持するピン１８と固定部材１９を結ぶ線がカム１６の回転中心よりわずかに左側にあり、投入ばね２０の放勢力によりカム１６が反時計方向に付勢されており、その係合辺１６ａと第２ラッチレバー４１の係合端４１ａが係合して第２ラッチレバー４１がばね４２に抗して反時計方向に付勢され、第２ラッチレバー４１の他端に設けられたピン４５と第１ラッチレバー４０の係合辺４０ａが係合して第１ラッチレバー４０が時計方向に付勢されている。なお、第１ラッチレバー４０は図示されていないストッパによって時計方向の回転が阻止されている。また、支持軸２７の先端には手動蓄勢ハンドル２８を挿入するための六角孔２７ａが形成されている。
【００１３】
図４及び図５を参照して、歯車１１と軸１３はキー溝機構４６によって一体化されており、軸１３はベース４の孔４ａと上部基板３９の凹み３９ａとの間に回転自在に保持されている。また、歯車１２と歯車１２を支持する軸１３との間にはワンウエイベアリング４７が設けられており、図３において歯車１１を介して軸１３に反時計方向の駆動力が作用したときは歯車１２も回転し、歯車１２に反時計方向の駆動力が作用したときは歯車１２だけが回転し軸１３と歯車１１が回転しない構造となっている。また、歯車１５と支持軸２７はベース４の突起４ｂと上部基板３９に形成された孔３９ｂとの間で支持され、軸１７はベース４に形成された円筒部分４ｃに挿入され上下から歯車１４とカム１６によって円筒部分４ｃを挟むように装着される。なお、カム１６はねじ４８によって軸１７に取り付けられる。また、ウォームホイール９と歯車１０を支持する軸４９は上部基板３９の孔３９ｃとねじ５０によって上部基板３９とベース４との間に装着される。
【００１４】
図６を参照して、ＯＦＦの状態において、ローラ２１はＯＮ操作ブロック２３のわずかに下方に位置し、歯車１４に貼付された円弧状かつ帯状の白いラベル５１は光電リレー３０から離れた位置にあり、操作板２２上に貼付された長方形の帯状の白いラベル５２は光電リレー３１の直下にある。また、図７を参照して、ＯＮの状態において、ローラ２１はＯＦＦ操作ブロック２４のわずかに上方に位置し、歯車１４に貼付された円弧状かつ帯状の白いラベル５１は光電リレー３０の直下にあり、操作板２２上に貼付された長方形の帯状の白いラベル５２は光電リレー３１から離れた位置にある。
【００１５】
このような構造の本願発明の電動操作装置３のＯＮ動作を図１、図３及び図６を参照して説明する。図３に示されているように、回路遮断器１がＯＦＦの状態にあるとき投入ばね２０は蓄勢状態にある。この状態で電気的にＯＮ指令が発せられると電磁石４４が励磁されてピン５３が右側方向に移動し、ピン５３に取り付けられた動作片５４が第１ラッチレバー４０を反時計方向に回転させる。この結果、第１ラッチレバー４０の係合辺４０ａとピン４５との係合が解消し、第２ラッチレバー４１が反時計方向に回転し、係合端４１ａとカム１６の係合辺１６ａとの係合が解消してカム１６が反時計方向に回転し、投入ばね２０の全長が最短となる図８の状態となる。この投入ばね２０の放勢動作において、ウォームギアーと噛み合う歯車１１はワンウエイベアリング４７の作用により回転付勢されないため、カム１６の回転が阻害されることはない。そして、図６を参照して、カム１６が反時計方向に回転することによって、ローラ２１がＯＮ操作ブロック２３を押して操作板２２を上方に移動させることによってハンドル２がＯＮの位置まで移動した、図７のＯＮの状態となる。
【００１６】
次に、ＯＮの状態からＯＦＦにする動作を説明する。図６の状態において電動機７の回転指令によって光電リレー３１から発せられた光がラベル５１に反射して光電リレー３１で受光されることによって電動機７が回転し、図８において、ウォーム８及びウォームホイール９を介して歯車１０が反時計回転し、歯車１０と噛み合う歯車１１が軸１３及びワンウエイベアリング４７を介して歯車１２と共に時計回転し、歯車１２と噛み合う歯車１４が反時計方向に回転し投入ばね２０を蓄勢する。投入ばね２０の両端を支持するピン１８と固定部材１９を結ぶ線がカム１６の回転中心に達したとき投入ばね２０が自身の放勢力でさらに反時計方向に回転し、カム１６の係合辺１６ａが第２ラッチレバー４１の係合端４１ａと係合し図３の状態となる。図７を参照して、カム１６が反時計方向に回転することによってローラ２１がＯＦＦ操作ブロック２４を押して操作板２２を下方に移動させるためハンドル２がＯＦＦの位置まで移動した図６の状態となる。この操作板２２の移動に伴いラベル５２が光電リレー３１の直下に移動して電動機７の回転が停止する回路となっている。
【００１７】
なお、ＯＮの状態において操作板２２は回路遮断器１のハンドル２の位置によって拘束される状態にある。このため、回路遮断器１が自動トリップしてハンドル２が下方に移動した場合は操作板２２も下方に移動し、ＯＮの位置とＯＦＦの位置の中間のトリップ位置に移動する。この移動においてＯＮ操作ブロック２３がローラ２１と接することのない位置関係にあるため操作板２２の移動が阻害されることはない。トリップの状態からハンドルをＯＦＦの位置まで移動させるリセット動作は上述したＯＦＦ動作と同様である。
【００１８】
なお、前述の電動機７を回転させる動作の代わりに手動でＯＦＦ動作やリセット動作を行うことができる。すなわち、図８において、支持軸２７の六角孔２７ａに手動蓄勢ハンドル２８を装着して、手動蓄勢ハンドル２８を時計方向に回転させると、歯車１５が時計回転し歯車１４が反時計方向に回転して、カム１６が回転して投入ばね２０を蓄勢できる。このとき、電動機による蓄勢動作と同様に操作板２２もＯＦＦ方向に移動する。図示はされていないが支持軸２７をワンウエイベアリングで保持することによって、手動蓄勢ハンドル２８を時計回転させたときは歯車１４を反時計回転させ、手動蓄勢ハンドル２８を自由状態にしたとき投入ばね２０の放勢力により歯車１４が時計方向に逆転することを防止している。この構成により、手動蓄勢ハンドル２８を時計方向及び反時計方向の往復回転をさせて投入ばね２０を蓄勢することができる。
【００１９】
また、本願の主要部ではないため詳細な説明と図示は省略するが、表面のＯＮボタン３２を押すと第１ラッチレバー４０を反時計方向に回転させるようなリンク機構が設けられており手動にてＯＮ操作をすることができ、トリップボタン３３を押すと回路遮断器１に設けられている図示されていないトリップボタンを動作させるリンク機構が設けられており手動にて回路遮断器１をトリップできる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した形態で実施され、投入ばねの蓄勢機構としてワンウエイベアリングを含むこととしているため、電動機の回転に無駄無く投入ばねを蓄勢するために寄与して蓄勢時間を短くすることができるとおもに、蓄勢動作音が小さく小形の回路遮断器の電動操作装置を提供できるというような効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電動操作装置の実施例を回路遮断器に装着したときの内部の要部を説明する側面図である。
【図２】図１の電動操作装置を正面から見た平面図である。
【図３】図２の電動操作装置の内部の主要部を示す平面図である。
【図４】図１の電動操作装置の歯車群の装着状態を説明する図３の下方から見た要部断面図である。
【図５】図１の電動操作装置の歯車群の装着状態を説明する図３の右方向から見た要部断面図である。
【図６】図１の電動操作装置のＯＦＦ状態におけるカム１６と操作板２２と光電リレーの位置関係を説明する平面図である。
【図７】ＯＮ状態における図６に相当する図である。
【図８】投入ばねが放勢したときの要部を示す平面図である。
【図９】従来の回路遮断器の電動操作装置の内部の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
１  回路遮断器、２  ハンドル、３  電動操作装置、４  ベース、４ａ  孔、４ｂ  突起、４ｃ  円筒部分、５  カバー、６  取付板、７  電動機、８  ウォーム、９  ウォームホイール、１０，１１，１２，１４，１５  歯車、１３，１７  軸、１６  カム、１６ａ  係合辺、１８  ピン、１９  固定部材、２０  投入ばね、２１  ローラ、２２  操作板、２３  ＯＮ操作ブロック、２４  ＯＦＦ操作ブロック、２５，２６  ハンドルキャッチ、２７  支持軸、２７ａ  六角孔、２８  手動蓄勢ハンドル、２９  プリント配線板、３０，３１  光電リレー、３２  ＯＮボタン、３３  トリップボタン、３４，３７  孔、３５，３６  インジケータ、３８  タブ、３９  上部基板、３９ａ  凹み、３９ｂ  孔、３９ｃ  孔、４０  第１ラッチレバー、４０ａ  係合辺、４１  第２ラッチレバー、４１ａ  係合端、４２，４３  ばね、４４  電磁石、４５  ピン、４６  キー溝機構、４７  ワンウエイベアリング、４８，５０  ねじ、４９  軸、５１，５２  ラベル、５３  ピン、５４  動作片。
【図１】
2004152689.tif 000003
【図２】
2004152689.tif 000004
【図３】
2004152689.tif 000005
【図４】
2004152689.tif 000006
【図５】
2004152689.tif 000007
【図６】
2004152689.tif 000008
【図７】
2004152689.tif 000009
【図８】
2004152689.tif 000010
【図９】
2004152689.tif 000011