(57)【要約】【課題】遮断器を投入する際における投入電磁石の操作開始点と圧接バネの蓄勢開始点とでは投入電磁石の負荷の差が大きく、ストロークが圧接バネの蓄勢開始点に達するまでに投入電磁石から供給されるエネルギーが不足するためこの点での負荷に打ち勝つことが出来ず、遮断器の不完全投入を起こしてしまうことがある。【解決手段】遮断器を投入する際における投入電磁石１５の操作開始点での初期負荷を大きくするために、軸受１６の外周面に円周溝を形成して当該円周溝にＯリング１９を嵌め込み、コイル１に通電した時に固定鉄心３へ向かって吸引される可動鉄心２の内周面にＯリング１９が当接して操作開始点での可動鉄心２に初期負荷が加わることにより、投入電磁石１５に流れる投入電流および投入電磁石が発生するエネルギーも大きくなり、投入電磁石１５の操作力が本来の操作力よりも大きくなるようにした。【選択図】　図１
2004071194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定電極に対して可動電極が接触・離反する構成の遮断器と、当該遮断器を投入するための投入電磁石と、前記遮断器の投入により蓄勢されると共に放勢により前記遮断器を遮断する遮断バネと、前記遮断器の投入状態において前記可動電極を前記固定電極に圧接する圧接バネとで構成され、投入操作時に前記遮断バネの付勢力および前記圧接バネの付勢力に抗して前記投入電磁石が前記可動電極を前記固定電極に当接させるようにした開閉装置において、
前記投入電磁石による投入操作の初期に、前記投入電磁石に負荷を加える初期負荷手段を設けたことを特徴とする開閉装置。
【請求項２】
前記初期負荷手段として、前記投入電磁石の可動部分と摺動する摺動部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項３】
前記摺動部材として、Ｏリングを設けたことを特徴とする請求項２に記載の開閉装置。
【請求項４】
前記摺動部材として、バネにより前記可動部分へ付勢される摩擦片を設けたことを特徴とする請求項２に記載の開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開閉装置に関し、遮断器を投入する投入電磁石の操作力を、本来の操作力よりも大きくしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
開閉装置には遮断器が設けられ、遮断器は駆動手段に連動連結されている。即ち、図７に示すようになっている。投入命令により投入電磁石１５のコイル１に電流が流れると、可動鉄心２が固定鉄心３へ吸引される。このため、可動鉄心２に結合された操作ロッド４の下端がコロ５ａを押し、主軸６を中心として回動自在なアーム５が反時計方向へ回動される。アーム５の右端は圧接バネ７ａを有する圧接機構７を介して可動リード棒８の下端に結合されており、固定電極９ａを内端部に有する固定リード棒９と可動電極８ａを内端部に有する可動リード棒８とを真空容器１０の内部に導入した真空インタラプタ１１の可動電極８ａが固定電極９ａに当接する。
【０００３】
投入状態では、圧接バネ７ａの付勢力が作用し、可動電極８ａが固定電極９ａに圧接された状態を維持する。主軸６にはアーム１２の一端が固着されており、上端が拘束された遮断バネ１３の下端がアーム１２の他端に結合されているため、投入により遮断バネ１３が伸ばされて蓄勢状態を維持する。この状態で、図示しない引き外しフックが図示しない係合部に係合し、投入状態が維持される。
【０００４】
次に遮断命令により図示しない引き外しフックが図示しない係合部から外され、蓄勢状態で保持されていた遮断バネ１３が放勢する。そして、復帰バネ１４の放勢も加わって、アーム５が時計方向へ回動し、可動電極８ａが固定電極９ａからはなれると同時に可動鉄心２が固定鉄心３から離れて上昇する。
【０００５】
ここで、投入時における投入電磁石１５の操作力Ｆと、操作力に対する負荷Ｒである遮断バネ１３の付勢力Ｒ１および圧接バネ７ａの付勢力Ｒ２との関係をみると、図８のようになる。つまり、投入開始のＡ点から、可動電極８ａが固定電極９ａに当接し始めるＢ点までは、遮断バネ１３が蓄勢されるので遮断バネ１３の付勢力Ｒ１のみが負荷として作用し、Ｂ点以降ではこれに加えて、可動電極８ａを固定電極９ａに圧接させるための圧接バネ７ａの付勢力Ｒ２が負荷として加わることになり、投入電磁石１５の操作力Ｆはこれらの合力（Ｒ１＋Ｒ２）よりも大きい値となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、現在の技術では、Ａ点とＢ点とでは負荷Ｒの差が大きく、ストロークがＢ点に達するまでに投入電磁石１５から供給されるエネルギーが不足しているためにＢ点での負荷に打ち勝つことが出来ず、不完全投入を起こしてしまうことがある。不完全投入を改善するためには操作電流の時定数を大きくすればよいが、結果としてコイルの大容量化とコストアップを招いてしまう。
【０００７】
一方、不完全投入を改善するための他の方法として付勢力Ｒ１と付勢力Ｒ２との差を小さくして投入電磁石１５の操作力Ｆを調整することもできる。具体的にはＲ１を大きくするかＲ２を小さくするかのいずれかであるが、Ｒ２を小さくすると遮断器の性能を低下させることになるためＲ１を大きくするのが好ましい。
【０００８】
そこで本発明は、斯かる課題を解決した開閉装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための請求項１に係る開閉装置の構成は、固定電極に対して可動電極が接触・離反する構成の遮断器と、当該遮断器を投入するための投入電磁石と、前記遮断器の投入により蓄勢されると共に放勢により前記遮断器を遮断する遮断バネと、前記遮断器の投入状態において前記可動電極を前記固定電極に圧接する圧接バネとで構成され、投入操作時に前記遮断バネの付勢力および前記圧接バネの付勢力に抗して前記投入電磁石が前記可動電極を前記固定電極に当接させるようにした開閉装置において、前記投入電磁石による投入操作の初期に、前記投入電磁石に負荷を加える初期負荷手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
斯かる開閉装置では、投入電磁石が投入操作の初期に初期負荷手段から負荷を受ける。このため、投入電磁石に流れる投入電流および投入電磁石が発生するエネルギーも大きくなり、投入電磁石の操作力は従来の本来の操作力よりも大きくなる。
【００１１】
請求項２に係る開閉装置の構成は、請求項１において、前記初期負荷手段として、前記投入電磁石の可動部分と摺動する摺動部材を設けたことを特徴とし、
請求項３に係る開閉装置の構成は、請求項２において、前記摺動部材として、Ｏリングを設けたことを特徴とし、
請求項４に係る開閉装置の構成は、請求項２において、前記摺動部材として、バネにより前記可動部分へ付勢される摩擦片を設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による開閉装置の実施の形態を説明する。
【００１３】
（ａ）実施の形態１
まず、実施の形態１を図１に示す。これは、投入電磁石１５による投入操作の初期に、投入電磁石１５に負荷が加わるようにしたものである。
【００１４】
図に示すように、可動鉄心（可動部分）２の軸心位置に中空部２ａが形成されている。そして、円筒形の軸受１６が中空部２ａに収容され、軸受１６は一対の六角穴付きボルト１７を介して上板１８に結合されている。
【００１５】
軸受１６の詳細を図２に示す。軸受１６の上部外周面には２本の円周溝１６ａが形成されており、夫々の円周溝１６ａにはＯリング（初期負荷手段を構成する摺動部材）１９が嵌めこまれている。１６ｂは六角穴付きボルト１７を挿通するための孔である。上板１８の下面と下部の円周溝１６ａの下面との距離はδ１に設定されており、可動鉄心２の内周面がＯリング１９と摺動して、投入電磁石１５による投入操作の初期に、投入電磁石１５に負荷が加わるようになっている。
【００１６】
斯かる開閉装置では、Ｏリング１９の膨張力によって可動鉄心２の内周面に摩擦力が加わっており、投入命令が出て可動鉄心２が降下すると、全ストロークＳのうちの最初のストロークδ１下がるまでは可動鉄心２はＯリング１９から初期負荷を受け、その後は初期負荷から開放される。新たに加わる初期負荷の大きさとストロークδ１とを図３に斜線を引いて示す。初期負荷の分だけ投入電磁石１５に加わる負荷が大きいので、投入電磁石１５に流れる投入電流も大きくなって投入電磁石１５が発生するエネルギーが従来よりも大きくなり、図のように二点鎖線で示す操作力Ｆ１は一点鎖線で示す本来の操作力Ｆよりも大きくなる。投入電磁石１５のＢ点における操作力Ｆ１は、図のように負荷力Ｒに打ち勝つには十分な大きさとなる。
【００１７】
なお、Ｏリングの数を増減することにより初期負荷の大きさを調整することが出来る。
【００１８】
（ｂ）実施の形態２
次に、実施の形態２を図４に示す。この実施の形態も、投入電磁石１５に負荷が加わるようにしたものであるが、その構成が異なる。
【００１９】
図に示すように、可動鉄心２の軸心位置に中空部２ａが形成されている。そして、円筒形の軸受２０が中空部２ａに収容され、軸受２０は一対の六角穴付きボルト２５を介して上板１８に結合されている。ここまでは、実施の形態１とほぼ同じである。
【００２０】
図５に示すように軸受２０には円周溝２０ａが形成され、当該円周溝２０ａには複数の摩擦片（初期負荷手段を構成する摺動部材）２１が収容されている。夫々の摩擦片２１の内側には円形の凹部２１ａが形成され、凹部２１ａにはバネ２２がそれぞれ収容されている。つまり、バネ２２により複数の摩擦片２１が可動鉄心２の内周面に付勢されている。摩擦片２１の放射方向への突出量を制限するために、軸受２０の上部の外周にはリング形状のカラー２３が装着されている。
また、円周方向で摩擦片２１が片寄らないように、隣り合う摩擦片２１どうしの間にはガイドピン２４が設けられている。そして、夫々の部品間にはグリスが塗布されている。可動鉄心２の内周面の上部には小径部２ｂと大径部２ｃとこれらを結ぶテーパ部２ｄとが形成されており、可動鉄心２が最上部に位置する図４の右側の図の状態からストロークδ２だけ下がってテーパ部２ｄが摩擦片２１と対応する位置を占めると、摩擦片２１は可動鉄心２の内周面から離れる。つまり、全ストロークＳのうちの最初のストロークδ２だけ下がるまでは、摩擦片２１が小径部２ｂへ押圧されて可動鉄心２は摩擦片２１から初期負荷を受ける。
【００２１】
斯かる開閉装置では、バネ２２により付勢される複数の摩擦片２１によって可動鉄心２の内周面に摩擦力が加わっており、投入命令が出て可動鉄心２が降下すると、全ストロークＳのうちの最初のストロークδ２下がるまでは可動鉄心２は摩擦片２１から初期負荷を受け、その後は初期負荷から開放される。新たに加わる初期負荷の大きさとストロークδ２とを図６に斜線で示す。初期負荷の分だけ投入電磁石１５に加わる負荷が大きいので、投入電磁石１５に流れる投入電流も大きくなって投入電磁石１５が発生するエネルギーが従来よりも大きくなり、図のように二点鎖線で示す操作力Ｆ２は一点鎖線で示す本来の操作力Ｆよりも大きくなる。投入電磁石１５のＢ点における操作力Ｆ２は、図のように負荷力Ｒに打ち勝つには十分な大きさとなる。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように、請求項１〜４に係る開閉装置によれば、初期負荷手段を設けたので、投入電磁石に加わる負荷が本来の負荷よりも初期負荷手段の分だけ大きく、投入電磁石に流れる投入電流および投入電磁石が発生するエネルギーも大きくなる。このため、投入操作開始点での投入電磁石の操作力は従来の本来の操作力よりも大きくなり、圧接バネを圧縮し始める点での投入電磁石の操作力は、遮断バネの負荷力および圧接バネの負荷力を加えた負荷力に打ち勝つには十分な大きさとなり、大容量の投入電磁石を準備する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による開閉装置の実施の形態１における投入電磁石を示す断面図。
【図２】本発明による開閉装置の実施の形態１の軸受に係り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図。
【図３】本発明による開閉装置の実施の形態１における投入電磁石の操作力・負荷力を示すグラフ。
【図４】本発明による開閉装置の実施の形態２における投入電磁石を示す断面図。
【図５】本発明による開閉装置の実施の形態２における投入電磁石の軸受に係り、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図。。
【図６】本発明による開閉装置の実施の形態２における投入電磁石の操作力・負荷力を示すグラフ。
【図７】従来の開閉装置の構成図。
【図８】従来の開閉装置における投入電磁石の操作力・負荷力を示すグラフ。
【符号の説明】
２…可動鉄心
１５…投入電磁石
１６…軸受
１９…Ｏリング
【図１】
2004071194.tif 000003
【図２】
2004071194.tif 000004
【図３】
2004071194.tif 000005
【図４】
2004071194.tif 000006
【図５】
2004071194.tif 000007
【図６】
2004071194.tif 000008
【図７】
2004071194.tif 000009
【図８】
2004071194.tif 000010