(57)【要約】【課題】可動コンタクトが固定コンタクトに接触する際にチャタリングが生じるのを抑制することができる負荷時タップ切換器用切換スイッチを提供する。【解決手段】可動接触子５の可動コンタクト５ａ，５ｂが対応する固定コンタクト３，４に接触した際に互いに磁力により吸引し合って可動コンタクトと対応する固定コンタクトとを接触した状態に拘束する磁気吸引拘束手段３０を、各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとに跨がって設けた。磁気吸引拘束手段３０は、拘束すべき可動コンタクト及び固定コンタクトの一方に固定された強磁性金属からなる被吸引部３１と、拘束すべき可動コンタクト及び固定コンタクトの他方に固定されて被吸引部３１を吸引する磁力を発生する磁力発生部３２とにより構成する。【選択図】    図４
2016063134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離れた位置に配置されて、調整変圧器のタップを選択するタップ選択器が選択している隣接タップの一方及び他方に接続される第１及び第２の固定コンタクトと、前記第１及び第２の固定コンタクトにそれぞれ対応する第１及び第２の可動コンタクトを有して前記第１の可動コンタクトが第１の固定コンタクトに接触し、第２の可動コンタクトが第２の固定コンタクトから離間した状態になる第１の位置と前記第１の可動コンタクトが第１の固定コンタクトから離間し、第２の可動コンタクトが第２の固定コンタクトに接触した状態になる第２の位置との間を変位し得るように設けられた可動接触子と備えて、前記調整変圧器の負荷電流を流すタップを前記タップ選択器が選択している隣接タップの一方から他方に又は他方から一方に切り換える機能を果たすように設けられ、前記可動接触子は、各可動コンタクトを対応する固定コンタクトに衝突させる形で接触させるように操作される負荷時タップ切換器用切換スイッチにおいて、
各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に磁力により互いに吸引し合って各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとを接触した状態に拘束する磁気吸引拘束手段が各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとに跨がって設けられていること、
を特徴とする負荷時タップ切換器用切換スイッチ。
【請求項２】
各磁気吸引拘束手段は、拘束すべき可動コンタクト及び固定コンタクトの一方に固定された強磁性金属からなる被吸引部と、拘束すべき可動コンタクト及び固定コンタクトの他方に固定されて前記被吸引部を吸引する磁力を発生する磁力発生部とからなっていることを特徴とする請求項１に記載の負荷時タップ切換器用切換スイッチ。
【請求項３】
各磁気吸引拘束手段を構成する磁力発生部は永久磁石からなっている請求項２に記載の負荷時タップ切換器用切換スイッチ。
【請求項４】
各磁気吸引拘束手段を構成する磁力発生部は電磁石からなっている請求項２に記載の負荷時タップ切換器用切換スイッチ。
【請求項５】
各磁気吸引拘束手段が拘束すべき可動コンタクトを固定コンタクトに接触させる動作を開始するタイミング以前のタイミングで各磁気吸引拘束手段の磁力発生部を構成する前記電磁石の励磁を開始してその励磁状態を一定時間の間保持する励磁回路が各電磁石に対して設けられ、
各磁気吸引拘束手段の磁力発生部を構成する前記電磁石の励磁が停止するタイミングを、各磁気吸引拘束手段が拘束すべき可動コンタクトが固定コンタクトに接触するタイミングよりも遅らせるように、前記一定時間が設定されていること、
を特徴とする請求項４に記載の負荷時タップ切換器用切換スイッチ。
【請求項６】
前記可動接触子の各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に生じる衝撃を吸収する機能と接触した状態にある両コンタクトの間に接触圧力を付与する機能とを果たすためのバネが、各固定コンタクトに対して設けられていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の負荷時タップ切換器用切換スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷時タップ切換器が調整変圧器のタップを切り換える過程で、調整変圧器の負荷電流を流すタップをタップ選択器が選択している隣接タップの一方から他方に又は他方から一方に切り換える機能を果たす切換スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
負荷時タップ切換器は、例えば特許文献１に示されているように、調整変圧器のタップを選択するタップ選択器と、調整変圧器の負荷電流を流すタップを、タップ選択器が選択している隣接タップの一方から他方に又は他方から一方に切り換える機能と、タップ間短絡電流を抑制する機能とを果たす切換開閉器とにより構成される。
【０００３】
図７は、特許文献１に示された負荷時タップ切換器の一相分の構成を示したものである。図７においてＷｍは調整変圧器Ｗの主巻線、Ｗｔは主巻線に直列に接続された調整変圧器のタップ巻線、Ｔ1はタップ巻線Ｗｔに設けられた奇数タップｔ1，ｔ3，ｔ5，…，ｔ11を選択する奇数タップ選択器、Ｔ2はタップ巻線Ｗｔに設けられた偶数タップｔ2，ｔ4，ｔ6，…，ｔ10を選択する偶数タップ選択器である。図７には一相分の構成のみが示されているが、実際には、調整変圧器に、互いに直列に接続された主巻線Ｗｍ及びタップ巻線Ｗｔが三相分設けられて、これら三相の巻線がスター結線される。
【０００４】
また図７においてＳＷは、調整変圧器Ｗの負荷電流を流すタップをタップ選択器が選択している隣接タップの奇数タップから偶数タップに、または偶数タップから奇数タップに切り換える機能を果たす切換スイッチである。切換スイッチＳＷは、奇数タップ選択器Ｔ1及び偶数タップ選択器Ｔ2 にそれぞれ接続された第１及び第２の固定コンタクト３及び４と、これらの固定コンタクトにそれぞれ接触する第１及び第２の可動コンタクト５ａ及び５ｂを有する可動接触子５とにより構成されている。
【０００５】
可動接触子５は、第１の可動コンタクト５ａが第１の固定コンタクト３に接触し、第２の可動コンタクト５ｂが第２の固定コンタクト４から離間した状態になる第１の位置と、第１の可動コンタクト５ａが第１の固定コンタクト３から離間し、第２の可動コンタクト５ｂが第２の固定コンタクト４に接触した状態になる第２の位置との間を変位し得るように設けられていて、図示しない操作機構により、各可動コンタクトを対応する固定コンタクトに接触させる際に各可動コンタクトを対応する固定コンタクトに衝突させる形で接触させるように操作される。
【０００６】
図７において、Ｍａはタップ切換時にタップ選択器Ｔ1，Ｔ2 を通して流れる調整変圧器の負荷電流を開閉する第１の真空バルブである。第１の真空バルブＭａの一端は変圧器の中性点Ｎに接続され、他端は切換スイッチＳＷを介して奇数タップ選択器Ｔ1及び偶数タップ選択器Ｔ2に選択的に接続される。またｒはタップ切換時に流れるタップ間短絡電流を制限する限流抵抗器、Ｍｂは限流抵抗器ｒの投入及び切り離しを行う第２の真空バルブで、第２の真空バルブＭｂの一端は中性点Ｎに接続され、他端は限流抵抗器ｒを通して奇数タップ選択器Ｔ１に接続されている。このタップ切換器においては、真空バルブＭａ及びＭｂと、切換スイッチＳＷと、限流抵抗器ｒとにより、調整変圧器のタップを切換える過程で、負荷電流を流すタップを切換える機能と、タップ間短絡電流を抑制する機能とを果たす切換開閉器が構成されている。
【０００７】
図７に示した負荷時タップ切換器において、奇数タップが選択されているときには、切換スイッチＳＷの可動接触子５の第１の可動コンタクト５ａが第１の固定コンタクト３に接触させられて（切換スイッチＳＷが奇数タップ選択器Ｔ1 側に切り換えられて）、図示のように真空バルブＭａ及びＭｂが閉状態にされる。また偶数タップが選択されているときには、切換スイッチＳＷの可動接触子５の第２の可動コンタクト５ｂが第２の固定コンタクト４に接触させられて（切換スイッチＳＷが偶数タップ選択器Ｔ2 側に切換えられて）、真空バルブＭａが閉状態にされ、真空バルブＭｂが開状態にされる。
【０００８】
図示の状態では、切換スイッチＳＷがタップ選択器Ｔ1側に切り換えられ、真空バルブＭａ及びＭｂが閉状態にされて奇数タップｔ1が選択されている。この状態で、タップを奇数タップｔ1から偶数タップｔ2に切り換える場合には、先ず真空バルブＭａを開状態にして負荷電流を限流抵抗器ｒに移行させる。この状態で、切換スイッチＳＷをタップ選択器Ｔ2側に無アークで切り換えた後、真空バルブＭａを閉状態にし、更に真空バルブＭｂを開状態にしてタップ切換を終了する。切換スイッチＳＷをタップ選択器Ｔ2側に切り換えて真空バルブＭａを閉状態にした際には、タップｔ1，ｔ2間を通してタップ間短絡電流が流れるが、この短絡電流は限流抵抗器ｒにより制限される。
【０００９】
また偶数タップから奇数タップに切り換える場合、例えば切換スイッチＳＷをタップ選択器Ｔ2側に切り換え、真空バルブＭａ及びＭｂをそれぞれ閉状態及び開状態にしてタップｔ2を選択している状態で、タップをｔ2からｔ3に切り換える場合には、先ずタップ選択器Ｔ1によりタップｔ3 を選択した後、真空バルブＭｂを閉状態にして限流抵抗器ｒをタップ選択器Ｔ1を通してタップｔ3に接続し、真空バルブＭａを開状態にして負荷電流を限流抵抗器ｒに移行させる。次いで切換スイッチＳＷをタップ選択器Ｔ1側に無アークで切り換えた後、真空バルブＭａを閉状態にしてタップ切換を終了する。
【００１０】
特許文献１にも示されているように、負荷時タップ切換器に用いる切換スイッチＳＷは、中心軸線を鉛直方向に向けた絶縁筒内に、負荷時タップ切換器の他の構成要素とともに収容される。この場合、三相の切換スイッチＳＷの第１及び第２の固定コンタクト３及び４は、絶縁筒の周方向に並べて配置されて該絶縁筒の内周に支持される。
【００１１】
絶縁筒内の中心部には、該絶縁筒の中心軸線に沿って延びる駆動軸が設けられ、該駆動軸と各相の切換スイッチの可動接触子との間に、駆動軸の往復回転に伴って各相の切換スイッチの可動接触子を操作する操作機構が設けられている。駆動軸は、操作バネ等を駆動源とした駆動機構により、一定の角度往復回転させられるようになっていて、該駆動軸の一方向への回転及び他方向への回転に伴ってそれぞれ、各相の切換スイッチの可動接触子が第１の位置及び第２の位置に回動させられる。各相の切換スイッチは、高速で動作させる必要があるため、可動接触子の各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとの接触は、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに高速で衝突する形で行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−８０５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述のように、負荷時タップ切換器の切換スイッチの可動コンタクト５ａ、５ｂと固定コンタクト３，４との接触は、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに高速で衝突する形で行われる。図６は、可動接触子５のコンタクト５ａ又は５ｂと、固定コンタクト３又は４とを模式的に示したもので、この例では、固定コンタクト３，４が、良導電性を有する支持部材６に設けられたガイド孔６０１内にスライド自在に嵌合された状態で保持され、ガイド孔６０１の底部と固定コンタクト３，４との間に、圧縮バネ７が配置されている。バネ７は、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに衝突した際に生じる衝撃を緩和する目的と、各可動コンタクトが固定コンタクトに接触した状態で両コンタクトに所定の接触圧力（接圧）を付与する目的で設けられている。固定コンタクト３及び４は適宜の手段によりタップ選択器Ｔ１及びＴ２に電気的に接続されている。
【００１４】
このような切換スイッチにおいて、可動接触子５の各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに高速で衝突する形で接触すると、両者が接触した瞬間に、非常に早い微細な機械的振動（チャタリング）が起ることがある。通電状態で可動コンタクトと固定コンタクトとの間に機械振動が発生すると、コンタクト間にアークＡが発生して、各コンタクトが溶損し、その寿命が短くなるという問題が生じる。最悪の場合には、可動コンタクトと固定コンタクトの損傷により通電不良の状態が生じたり、可動コンタクトと固定コンタクトとが溶着して、切換スイッチの切換動作が行われなくなったりして、事故を招くおそれがある。
【００１５】
本発明の目的は、可動接触子に設けられた各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に、両コンタクト間でチャタリングが生じるのを抑制することができるようにした負荷時タップ切換器用切換スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、互いに離れた位置に配置されて、調整変圧器のタップを選択するタップ選択器が選択している隣接タップの一方及び他方に接続される第１及び第２の固定コンタクトと、第１及び第２の固定コンタクトにそれぞれ対応する第１及び第２の可動コンタクトを有して第１の可動コンタクトが第１の固定コンタクトに接触し、第２の可動コンタクトが第２の固定コンタクトから離間した状態になる第１の位置と第１の可動コンタクトが第１の固定コンタクトから離間し、第２の可動コンタクトが第２の固定コンタクトに接触した状態になる第２の位置との間を変位し得るように設けられた可動接触子とを備えた負荷時タップ切換器用切換スイッチを対象とする。
【００１７】
本発明が対象とする切換スイッチは、調整変圧器の負荷電流を流すタップをタップ選択器が選択している隣接タップの一方から他方に又は他方から一方に切り換える機能を果たすように設けられるもので、前記可動接触子は、各可動コンタクトを対応する固定コンタクトに衝突させる形で接触させるように操作される。
【００１８】
本発明においては、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に磁力により互いに吸引し合って各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとを接触した状態に拘束する磁気吸引拘束手段が各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとに跨がって設けられる。
【００１９】
上記のように、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に磁力により互いに吸引し合って各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとを接触した状態に拘束する磁気吸引拘束手段を設けておくと、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した瞬間に磁気吸引拘束手段が各可動コンタクトを対応する固定コンタクトに接触した状態に拘束するため、各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとの間で機械振動が生じるのを抑制することができる。従って、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に両コンタクト間でアークが発生するのを抑制することができ、各コンタクトが消耗してその寿命が短くなったり、可動コンタクトと固定コンタクトの損傷により通電不良の状態が生じたり、可動コンタクトと固定コンタクトとが溶着して切換スイッチの切換動作が行われなくなったりする事態が生じるのを防ぐことができる。
【００２０】
上記磁気吸引拘束手段は、例えば、拘束すべき可動コンタクト及び固定コンタクトの一方に固定された強磁性金属からなる被吸引部と、拘束すべき可動コンタクト及び固定コンタクトの他方に固定されて前記被吸引部を吸引する磁力を発生する磁力発生部とにより構成することができる。
【００２１】
上記のように各磁気吸引拘束手段を構成する場合、各磁気吸引拘束手段を構成する磁力発生部は、永久磁石により構成することができる。
【００２２】
また上記のように各磁気吸引拘束手段を構成する場合、各磁気吸引拘束手段を構成する磁力発生部は、電磁石により構成することもできる。
【００２３】
上記のように磁気吸引拘束手段の磁力発生部を電磁石により構成する場合、各磁気吸引拘束手段が拘束すべき可動コンタクトを固定コンタクトに接触させる動作を開始するタイミング以前のタイミングで各磁気吸引拘束手段の磁力発生部を構成する電磁石の励磁を開始してその励磁状態を一定時間の間保持する励磁回路を各電磁石に対して設けることが好ましい。この場合、各磁気吸引拘束手段の磁力発生部を構成する電磁石の励磁が停止するタイミングを、各磁気吸引拘束手段が拘束すべき可動コンタクトが固定コンタクトに接触するタイミングよりも遅らせるように、前記一定時間を設定しておく。
【００２４】
上記のように、磁気吸引拘束手段の磁力発生部を電磁石により構成する場合に、各磁気吸引拘束手段が拘束すべき可動コンタクトを固定コンタクトに接触させる動作を開始するタイミング以前のタイミングで各磁気吸引拘束手段の磁力発生部を構成する電磁石の励磁を開始してその励磁状態を一定時間の間保持する励磁回路を設けて、各磁気吸引拘束手段の磁力発生部を構成する電磁石の励磁が停止するタイミングを、各磁気吸引拘束手段が拘束すべき可動コンタクトが固定コンタクトに接触するタイミングよりも遅らせるように、前記一定時間を設定しておくと、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に電磁石を必ず励磁した状態に保持しておくことができるため、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に両コンタクト間に機械振動が発生するのを確実に抑制することができる。またこのように構成しておくと、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトとの接触を完了した後に電磁石の励磁を停止させることができるため、電磁石を励磁する時間を短縮して電磁石で無用な電力が消費されるのを防ぐことができる。
【００２５】
本発明の好ましい態様では、可動接触子の各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に生じる衝撃を吸収する機能と、接触した状態にある両コンタクトの間に接触圧力を付与する機能とを果たすためのバネが、各固定コンタクトに対して設けられる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に磁力により互いに吸引し合って各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとを接触した状態に拘束する磁気吸引拘束手段を設けたので、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに衝突して接触した瞬間に各可動コンタクトを対応する固定コンタクトに接触した状態に拘束して、各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとの間で機械振動が生じるのを抑制することができる。従って、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に両コンタクト間でアークが発生するのを抑制することができ、各コンタクトが消耗してその寿命が短くなったり、可動コンタクトと固定コンタクトの損傷により通電不良の状態が生じたり、可動コンタクトと固定コンタクトとが溶着して切換スイッチの切換動作が行われなくなったりする事態が生じるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る切換スイッチの可動接触子に設けられた第１の可動コンタクトが第１の固定コンタクトに接触している状態で、切換スイッチを駆動する駆動軸を所定角度回転させた状態を示した要部の正面図である。
【図２】切換スイッチを駆動する駆動軸を、図１の状態から更に回転させて可動接触子を中立位置に到達させた状態を示す要部の正面図である。
【図３】駆動軸を図２の状態から更に回転させて、可動接触子の第２の可動コンタクトを第２の固定コンタクトに接触させた状態を示した要部の正面図である。
【図４】本発明の一実施形態で用いる磁気吸引拘束手段の構造を可動コンタクト及び固定コンタクトと共に模式的に示した断面図である。
【図５】本発明の一実施形態において磁気吸引拘束手段を構成する電磁石を励磁する回路の一構成例を示したブロック図である。
【図６】従来の切換スイッチにおいて、可動コンタクトが固定コンタクトに接触した際の状態を説明するための断面図である。
【図７】本発明に係る切換スイッチが設けられる負荷時タップ切換器の構成の一例を示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係る切換スイッチが設けられる負荷時タップ切換器の構成は図７に示されたものと同様であるとする。
【００２９】
図１ないし図３は、本実施形態に係る切換スイッチＳＷの要部の構成を示したもので、図１は、切換スイッチの可動接触子に設けられた第１の可動コンタクトを第１の固定コンタクトに接触させた状態で切換スイッチを駆動する駆動軸を反時計方向に所定角度回転させた状態を示している。また図２は、駆動軸を図１の状態から更に反時計方向に回転させて可動接触子を中立位置に到達させた状態を示し、図３は、駆動軸を更に回転させて、可動接触子の第２の可動コンタクトを第２の固定コンタクトに接触させた状態を示している。  
【００３０】
図１ないし図３において、３及び４はそれぞれ第１及び第２の固定コンタクトで、これらの固定コンタクトは、互いに離れた位置に（６０度の角度間隔をもって）配置されて、調整変圧器のタップを選択するタップ選択器を介して、該タップ選択器が選択している隣接タップの一方及び他方に接続される。第１の固定コンタクト３及び第２の固定コンタクト４は、負荷時タップ切換器の構成要素を収容する絶縁筒１０の内周に支持部材６を介して支持されている。なお図１ないし図３においては、切換スイッチの一相分の構成のみが示されているため、第１及び第２の固定コンタクト３及び４が一組だけ図示されているが、実際には絶縁筒１０内に三相分の切換スイッチが収容される。
【００３１】
三相の切換スイッチを構成する第１及び第２の固定コンタクト３及び４は、絶縁筒１０の中心軸線Ｏと直交する１つの平面（図の紙面と平行な平面）を基準平面として、この基準平面に沿って絶縁筒１０の周方向に並べられた状態で該絶縁筒の内周に支持部材６を介して支持されている。各相の第１及び第２の固定コンタクトの配列順序は同一であり、隣接相の第１の固定コンタクト３と第２の固定コンタクト４とが隣り合うように配列されている。三相の第１及び第２の固定コンタクト３及び４は、絶縁筒１０の内周に１２０度間隔で配置されている。第１の固定コンタクト３及び第２の固定コンタクト４は、図７に示されているように、調整変圧器の奇数タップを選択する奇数タップ選択器Ｔ１及び偶数タップを選択する偶数タップ選択器Ｔ２に図示しない接続手段を介して電気的に接続されている。
【００３２】
図１ないし図３において、５は第１及び第２の固定コンタクト３及び４とともに一相分の切換スイッチを構成する可動接触子である。可動接触子５は、第１及び第２の固定コンタクト３及び４にそれぞれ対応する第１及び第２の可動コンタクト５ａ及び５ｂを有して、第１の可動コンタクト５ａが第１の固定コンタクト３に接触し、第２の可動コンタクト５ｂが第２の固定コンタクト４から離間した状態になる第１の位置（図１に示された位置）と、第１の可動コンタクト５ａが第１の固定コンタクト３から離間し、第２の可動コンタクト５ｂが第２の固定コンタクト４に接触した状態になる第２の位置（図３に示された位置）との間を変位し得るように設けられる。
【００３３】
図示の可動接触子５は、後端部にボス部５０１ａを有する帯板状の基幹部５０１と、この基幹部５０１の先端から左右に分岐して基準平面に沿って第１の固定コンタクト３側及び第２の固定コンタクト４側にそれぞれ張り出したガルウィング形の第１及び第２の翼部５０２及び５０３とを一体に有する略Ｙ字形の形状を持つように形成されていて、第１の翼部５０２の先端及び第２の翼部５０３の先端にそれぞれ第１の固定コンタクト３及び第２の固定コンタクト４に接触する第１の可動コンタクト５ａ及び第２の固定コンタクト５ｂが形成されている。なお５ｒは、板状の部材からなる可動接触子５を補強するためにその縁部に沿って形成されたリブである。
【００３４】
可動接触子５は、その基幹部５０１の後端部を絶縁筒１０の外径側に向け、第１の翼部５０２及び第２の翼部５０３を絶縁筒１０の内径側に向けた状態で、前記基準平面上に配置されている。可動接触子５は、基準平面上で対応する第１及び第２の固定コンタクト３及び４がそれぞれ配置された位置の間を２等分する点Ｐと、絶縁筒１０の中心軸線Ｏとを結ぶ直線上に設けられた回動中心軸１１にその後端部のボス部５０１ａが結合されることにより、基準平面Ｓ上で回動し得るように支持されている。回動中心軸１１は、絶縁筒１０に固定された図示しないフレームに支持されている。
【００３５】
図示の可動接触子５は、基準平面上で回動中心軸１１の軸線と交わる１つの直線に対して対称な位置に、第１及び第２の固定コンタクト３及び４にそれぞれ接触する第１の可動コンタクト５ａ及び第２の可動コンタクト５ｂが配置されるように構成されている。可動接触子５は、図示しない接続手段により、調整変圧器の中性点Ｎ（図７参照）に接続されている。
【００３６】
本実施形態の切換スイッチＳＷを操作するため、絶縁筒１０の中心に、該絶縁筒と軸線を共有した状態で延びるように設けられて、図示しない駆動機構により一方向及び他方向に一定の角度回転させられる駆動軸１２と、この駆動軸１２が一方向に回転する過程及び他方向に回転する過程でそれぞれ可動コンタクト５ａ及び５ｂをそれぞれ固定コンタクト３及び４に接触させるように、駆動軸１２の回転に応じて可動接触子５を操作する操作機構とが設けられている。
【００３７】
本実施形態で用いている操作機構は、中心軸線を駆動軸１２と平行な方向に向け、可動コンタクト５ａ，５ｂが設けられた位置の間を２等分する直線の上に位置させた状態で可動接触子５の基幹部５０１の先端部に支持されたローラ１５と、ローラ１５を嵌合させるＶ字溝２０ａを外周部に有して駆動軸１２と中心軸線を共有した状態で駆動軸１２に固定された絶縁性の駆動円板２０とにより構成されている。
【００３８】
駆動円板２０の外周のＶ字溝２０ａは、１２０度間隔で３個設けられていて，各Ｖ字溝が１相の切換スイッチの可動接触子を操作するために用いられる。本実施形態の操作機構においては、駆動円板２０が一方向（図１ないし図３において時計方向）及び他方向（図１ないし図３において反時計方向）にそれぞれ回転する過程で可動接触子５に取り付けられたローラ１５が駆動円板２０の一つのＶ字溝２０ａに嵌合した状態で可動接触子５を第１の固定コンタクト３側及び第２の固定コンタクト４側にそれぞれ回動させて、最終的にローラ１５がＶ字溝２０ａから離脱して駆動円板２０の外周に接した状態になったときに、可動接触子５の第１の可動コンタクト５ａ及び第２の可動コンタクト５ｂがそれぞれ第１の固定コンタクト３及び第２の固定コンタクト４に完全に接触した状態になるように、駆動円板２０の外径とＶ字溝２０ａの形状とが設定されている。
【００３９】
本実施形態ではまた、駆動円板２０の回転に伴って所定のタイミングで真空バルブＭａ及びＭｂ（図７参照）を動作させるカム機構が設けられているがこのカム機構の図示は省略されている。
【００４０】
可動接触子５は、駆動軸１２と、ローラ１５と、駆動円板２０とからなる操作機構により、可動コンタクト５ａ，５ｂを対応する固定コンタクト３，４に衝突させる形で接触させるように操作される。そのため、各可動コンタクトを対応する固定コンタクトに接触させた際には、両コンタクト間に機械振動（チャタリング）が発生する。
【００４１】
本実施形態においては、上記の機械振動を抑制するため、切換スイッチＳＷの可動接触子５に設けられた各可動コンタクト５ａ，５ｂが対応する固定コンタクト３，４に接触した際に磁力により互いに吸引し合って各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとを接触した状態に拘束する磁気吸引拘束手段が各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとに跨がって設けられる。本実施形態において、第１の固定コンタクト３と第１の可動コンタクト５ａとの間に設けられる磁気吸引拘束手段の構成と、第２の固定コンタクト４と第２の可動コンタクト５ｂとの間に設けられる磁気吸引拘束手段の構成とは同一である。
【００４２】
図４は、本実施形態で用いる磁気吸引拘束手段３０の構造を固定コンタクト３（または４）及び可動コンタクト５ａ（または５ｂ）と共に模式的に示した断面図である。図示の固定コンタクト３，４は、良導電性を有する材料により円柱状に形成されていて、それぞれの先端部の外周寄りの角部にはアールが付されている。磁気吸引拘束手段３０は、拘束すべき可動コンタクト及び固定コンタクトの一方に固定された、鉄などの強磁性金属からなる被吸引部３１と、拘束すべき可動コンタクト及び固定コンタクトの他方に固定されて被吸引部３１を吸引する磁力を発生する磁力発生部３２とにより構成される。可動コンタクト及び固定コンタクトの何れの側に被吸引部３１を固定し、可動コンタクト及び固定コンタクトの何れの側に磁力発生部３２を固定するかは任意であるが、本実施形態では、被吸引部３１が可動コンタクト５ａ，５ｂ側に固定され、磁力発生部３２が固定コンタクト３，４側に固定される。
【００４３】
被吸引部３１は、可動コンタクト５ａ，５ｂを挿入する孔３１ｈを内側に有する筒形の形状を呈するように構成されていて、孔３１ｈに可動コンタクト５ａ，５ｂの先端部を受け入れた状態で可動コンタクト５ａ、５ｂの先端に配置される。本実施形態では、被吸引部３１と可動コンタクト５ａ，５ｂとの間を電気的に絶縁するため、被吸引部３１と可動コンタクト５ａ，５ｂとの間に絶縁物３３が挿入され、被吸引部３１及び絶縁物３３が接着等の適宜の固定手段により可動コンタクト５ａ、５ｂに固定されている。
【００４４】
磁力発生部３２は、永久磁石又は電磁石により構成される。本実施形態では、磁力発生部３２が、固定コンタクト３，４の先端部の外周に固定された永久磁石からなっている。磁力発生部３２を構成する永久磁石は、固定コンタクト３，４の先端部を挿入する孔３２ｈを有する筒形の形状に成形されていて、固定コンタクト３，４の先端部を孔部３２ｈに受け入れた状態で固定コンタクト３，４の外周に配置されている。磁力発生部３２と固定コンタクト３，４との間を電気的に絶縁するため、磁力発生部３２と固定コンタクト３，４との間には絶縁物３４が挿入され、磁力発生部３２及び絶縁物３４が接着などにより固定コンタクト３，４の外周に固定されている。
【００４５】
磁力発生部３２を構成する永久磁石は、固定コンタクト３，４の軸線方向に着磁されていて、可動コンタクト５ａ，５ｂの先端が固定コンタクト３，４の先端に接した時に被吸引部３１を吸引して、可動コンタクト５ａ，５ｂと固定コンタクト３，４とを互いに接触させた状態に拘束する。
【００４６】
本実施形態のように被吸引部３１と磁力発生部３２とを設ける場合、可動コンタクト５ａ，５ｂが固定コンタクト３，４に接触した際に、被吸引部３１と磁力発生部３２とが接触し合うように設けられていると、可動コンタクトと固定コンタクトとの接触が妨げられたり、両コンタクトの接圧が不足したりするおそれがある。このような状態が生じるのを防ぐため、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した状態で、被吸引部３１と磁力発生部３２とが微小なギャップを介して対向した状態で配置されるように、被吸引部３１及び磁力発生部３２の取付位置が調整されている。可動コンタクト５ａ，５ｂが固定コンタクト３，４に接触した状態で、磁力発生部３２と被吸引部３１とが、各可動コンタクトと固定コンタクトとの間で発生する機械振動を抑制するために十分な吸引力をもって吸引し合うようにするため、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に被吸引部３１と磁力発生部３２との間に生じるギャップは十分に狭くしておく。
【００４７】
磁力発生部３２が取り付けられた固定コンタクト３，４は、絶縁筒１０の内周に固定された支持部材６に設けられたガイド孔６０１内に挿入されて、絶縁筒１０の径方向にスライドし得る状態で支持されている。固定コンタクト３，４とガイド孔６０１の底部との間には、可動接触子の各可動コンタクト５ａ，５ｂが対応する固定コンタクト３，４に接触した際に生じる衝撃を吸収する機能と接触した状態にある両コンタクトの間に接触圧力を付与する機能とを果たすための圧縮バネ７が設けられている。
【００４８】
本実施形態では、支持部材６が良導電性を有する材料により形成されていて、固定コンタクト３，４が、該固定コンタクトのスライド変位を妨げないように設けられた図示しない適宜の接続手段（例えば可撓導体）により支持部材６に電気的に接続され、固定コンタクト３，４を支持した支持部材６がタップ選択器Ｔ１，Ｔ２に適宜の接続手段を介して電気的に接続されている。
【００４９】
本実施形態においては、絶縁筒１０と、駆動軸１２と、第１の固定コンタクト３及び第２の固定コンタクト４と、第１の固定コンタクト３及び第２の固定コンタクト４にそれぞれ対応する第１及び第２の可動コンタクト５ａ及び５ｂを有する可動接触子５と、可動接触子の各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとの間に跨がって設けられた磁気吸引拘束手段３０と、可動接触子５に取り付けられたローラ１５、駆動軸１２及び駆動円板２０により構成された可動接触子の操作機構と、駆動軸１２を駆動する図示しない駆動機構とにより、負荷時切換開閉器用切換スイッチＳＷが構成されている。
【００５０】
本実施形態の切換スイッチＳＷにおいては、タップを偶数タップから奇数タップに切り換える際に、駆動軸１２が一方向（時計方向）に一定の角度だけ回転駆動される。この間に、先ず真空バルブＭｂがオン状態にされた後、真空バルブＭａがオフ状態にされ、可動接触子５の第２の可動コンタクト５ｂが第２の固定コンタクト４に接触している状態から第１の可動コンタクト５ａが第１の固定コンタクト３に接触する状態に切り換えられる。次いで、真空バルブＭａがオン状態にされてタップの切換が完了する。
【００５１】
またタップを奇数タップから偶数タップに切り換える際には、駆動軸１２が他方向（反時計方向）に一定の角度だけ回転駆動され、この間に、真空バルブＭａがオフ状態にされ、可動接触子５の第１の可動コンタクト５ａが第１の固定コンタクト３に接触していた状態から第２の可動コンタクト５ｂが第２の固定コンタクト４に接触する状態に切り換えられる。次いで、真空バルブＭａがオン状態にされ、真空バルブＭｂがオフ状態にされて、タップの切換が完了する。
【００５２】
図１に示した状態は、タップ選択器が奇数タップを通電タップ（負荷電流を流すタップ）として選択している状態で通電タップを偶数タップに切り換えるために、駆動軸１２が図において反時計方向に設定された一定の角度回転する過程で、ローラ１５が駆動円板２０の対応するＶ字溝２０ａに嵌合する直前の状態になった状態を示している。この状態になるまでの間に、真空バルブＭａがオフ状態にされる。図示の状態では、ローラ１５が未だ駆動円板２０の外周に接した状態にあり、可動接触子５の第１の可動コンタクト５ａが未だ第１の固定コンタクト３に接触した状態にある。
【００５３】
図２は、図１の状態から駆動軸１２が更に反時計方向に回転して、駆動円板２０がＶ字溝２０ａにローラ１５を嵌合させた状態で、可動接触子５を引き連れて回転することにより、可動接触子５を中立位置に到達させた状態を示している。図２の状態では、可動接触子５の第１の可動コンタクト５ａ及び第２の可動コンタクト５ｂが共に対応する第１の固定コンタクト３及び第２の固定コンタクト４から離れた状態にある。この状態から駆動軸２が更に反時計方向に回転すると、可動接触子５の第２の可動コンタクト５ｂが第２の固定コンタクト４に接触する位置に達する。可動接触子５は、ローラ１５がＶ字溝２０ａから離脱する過程で、Ｖ字溝２０ａの傾斜面によって押されることにより時計方向に付勢され、これにより可動接触子５の第２の可動コンタクト５ｂが、第２の固定コンタクト４を付勢しているバネ７を圧縮しながら第２の固定コンタクト４に接触していき、図３に示すように、ローラ１５がＶ字溝２０ａから離脱したときに可動接触子５の第２の可動コンタクト５ｂが、第２の固定コンタクト４に完全に接した状態になる。駆動軸１２は更に反時計方向に回転駆動され、この間に真空バルブＭａがオン状態にされ、真空バルブＭｂがオフ状態にされる。これにより、タップの切換が完了し、偶数タップを通して負荷電流が通電される状態になる。
【００５４】
上記の実施形態のように、各可動コンタクト５ａ，５ｂが対応する固定コンタクト３，４に接触した際に磁力により互いに吸引し合って各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとを接触した状態に拘束する磁気吸引拘束手段３０を設けておくと、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した瞬間に磁気吸引拘束手段３０が各可動コンタクトを対応する固定コンタクトに接触した状態に拘束するため、各可動コンタクトと対応する固定コンタクトとの間で機械振動が生じるのを抑制することができる。従って、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に両コンタクト間でアークが発生するのを抑制することができ、各コンタクトが消耗してその寿命が短くなったり、可動コンタクトと固定コンタクトの損傷により通電不良の状態が生じたり、可動コンタクトと固定コンタクトとが溶着して切換スイッチの切換動作が行われなくなったりする事態が生じるのを防ぐことができる。
【００５５】
上記の実施形態のように、磁力発生部３２を永久磁石により構成すると、永久磁石として希土類磁石等の、小形で強い吸引力を発生するものを用いることにより、磁力発生部３２を小形に構成することができるため、磁気吸引拘束手段３０が大形になるのを防ぐことができる。但し、上記のように、磁力発生部を永久磁石により構成する場合には、可動コンタクトを固定コンタクトから引き離す際に、磁気吸引拘束手段３０から可動コンタクト及び固定コンタクトに付与されている吸引力に打ち勝つ力を可動コンタクトに作用させるように、可動接触子５を操作する操作機構の出力トルクを設定しておく必要がある。
【００５６】
上記の実施形態では、磁力発生部３２を永久磁石により構成したが、磁力発生部３２は、固定コンタクト又は可動コンタクトを受入れる孔部を内側に有する筒形のコアの外周に励磁コイルを巻回して構成した電磁石により構成することもできる。磁力発生部３２を電磁石により構成する場合には、磁力発生部がある程度大形になるのを避けられないため、該磁力発生部は固定コンタクト側に設けることが好ましい。
【００５７】
磁力発生部３２を電磁石により構成する場合には、各可動コンタクトを対応する固定コンタクトに接触させた際に生じる機械振動を抑制する必要がある間だけ吸引力を発生するように磁気吸引拘束手段を構成することができるため、各可動コンタクトを固定コンタクトから引き離す際に必要とする操作機構の出力トルクを小さくすることができる。
【００５８】
図５は、磁力発生部３２を電磁石により構成する場合に電磁石を励磁するために用いる回路の構成例を示したものである。図５において、３２Ａ及び３２Ｂはそれぞれ、第１の固定コンタクト３及び第２の固定コンタクト４にそれぞれ取り付ける磁力発生手段を構成する第１の電磁石及び第２の電磁石であり、３５Ａ及び３５Ｂはそれぞれ、第１の電磁石３２Ａ及び第２の電磁石３２Ｂを励磁する第１の励磁回路及び第２の励磁回路である。また３６は、配電線電圧が規定の範囲から外れたときに、配電線電圧を規定の範囲に収めるように負荷時タップ切換器にタップ切換を行わせるために、タップ選択器Ｔ１，Ｔ２及び切換スイッチＳＷを所定のシーケンスで制御するタップ切換制御部である。
【００５９】
タップ切換制御部３６は、切換スイッチＳＷの可動接触子の第１の可動コンタクト５ａを第１の固定コンタクト３に接触させるタイミングで第１の切換指令を発生し、切換スイッチＳＷの可動接触子の第２の可動コンタクト５ｂを第２の固定コンタクト４に接触させるタイミングで第２の切換指令を発生する。切換スイッチの操作機構は、第１の切換指令が発生したときに駆動軸１２を図１ないし図３において時計方向に一定角度回転させて、可動接触子５の第１の固定コンタクト５ａを第１の固定コンタクト３に接触させる動作を行わせる。切換スイッチの操作機構はまた、第１の切換指令が発生したときに駆動軸１２を図１ないし図３において反時計方向に一定角度回転させて、可動接触子５の第２の固定コンタクト５ｂを第２の固定コンタクト４に接触させる動作を行わせる。
【００６０】
図５に示された励磁回路３５Ａ，３５Ｂは、各磁気吸引拘束手段が拘束すべき可動コンタクトを固定コンタクトに接触させる動作を開始するタイミング以前のタイミングで各磁気吸引拘束手段の磁力発生部を構成する電磁石の励磁を開始してその励磁状態を一定時間の間保持するように構成されている。
【００６１】
本実施形態で用いる第１の励磁回路３５Ａ及び第２の励磁回路３５Ｂはそれぞれ、タップ切換制御部３６が第１の切換指令を発生したとき及び第２の切換指令を発生したときに電磁石３２Ａ及び３２Ｂの励磁を開始して、それぞれの励磁状態を一定時間の間保持するように構成されている。
【００６２】
即ち、第１の励磁回路３５Ａは、第１の切換指令が発生したときに第１の電磁石３２Ａの励磁を開始して、一定時間の間その励磁状態を保持するように構成されている。また第２の励磁回路３５Ｂは、第２の切換指令が発生したときに第２の電磁石３２Ｂの励磁を開始して、一定時間の間その励磁状態を保持するように構成されている。
【００６３】
上記「一定時間」は、各磁気吸引拘束手段３０の磁力発生部３２を構成する電磁石の励磁が停止するタイミングを、各磁気吸引拘束手段が拘束すべき可動コンタクトが固定コンタクトに接触するタイミングよりも遅らせるように（可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に電磁石を確実に励磁した状態にしておくように）設定されている。
【００６４】
上記のように、磁気吸引拘束手段３０の磁力発生部３２を電磁石により構成する場合に、各磁気吸引拘束手段３０が拘束すべき可動コンタクトを固定コンタクトに接触させる動作を開始するタイミング以前のタイミングで各磁気吸引拘束手段の磁力発生部を構成する電磁石の励磁を開始してその励磁状態を一定時間の間保持する励磁回路を設けて、各磁気吸引拘束手段３０の磁力発生部を構成する電磁石の励磁が停止するタイミングを、各磁気吸引拘束手段が拘束すべき可動コンタクトが固定コンタクトに接触するタイミングよりも遅らせるように、前記一定時間を設定しておくと、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に電磁石を必ず励磁した状態に保持しておくことができるため、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトに接触した際に両コンタクト間に機械振動が発生するのを確実に抑制することができる。また上記のように構成しておくと、各可動コンタクトが対応する固定コンタクトとの接触を完了した後に電磁石の励磁を停止させることができるため、電磁石を励磁する時間を短縮して電磁石で無用な電力が消費されるのを防ぐことができる。また可動コンタクトを固定コンタクトから引き離す際に、電磁石の励磁を停止させて、磁気吸引拘束手段３０から可動コンタクト及び固定コンタクトに付与される吸引力を消滅させておくようにすることができるため、磁力発生部３２を永久磁石により構成する場合のように、可動接触子５を操作する操作機構の出力トルクを大きくしておく必要はない。
【符号の説明】
【００６５】
Ｗ  調整変圧器
Ｗｍ  主巻線
Ｗｔ  タップ巻線
ｔ１〜ｔ11  タップ
Ｔ１  奇数タップ選択器
Ｔ２  偶数タップ選択器
ＳＷ  切換スイッチ
Ｍａ  真空バルブ
Ｍｂ  真空バルブ
ｒ  限流抵抗器
Ｎ  中性点
３  第１の固定コンタクト
４  第２の固定コンタクト
５  可動接触子
５ａ  第１の可動コンタクト
５ｂ  第２の可動コンタクト
６  固定コンタクトを支持する支持部材
６０１  ガイド孔
７  バネ
１０  絶縁筒
１１  可動接触子の回転中心軸
１２  駆動軸
１５  ローラ
２０  駆動円板
２０ａ  Ｖ字溝
３０  磁気吸引拘束手段
３１  被吸引部
３２  磁力発生部
３２Ａ  第１の電磁石
３２Ｂ  第２の電磁石
３３  絶縁物
３４  絶縁物
３５Ａ  第１の励磁回路
３５Ｂ  第２の励磁回路
３６  タップ切換制御部
【図１】
2016063134.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2016063134.tif 000007
【図６】
2016063134.tif 000008
【図７】
2016063134.tif 000009