(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄勢されたコイルばねで駆動されて投入又は引き外し操作が行われる開閉機器の操作装置であって、
コイルばねの一端が固定物に接触してその位置が固定され、他端が円板状のばね案内板に接触して連結され、このばね案内板に連結され駆動源によって軸方向に移動可能の連結棒を備えた開閉機器の操作装置において、
ばね案内板が軸方向に連結された主ばね案内板と副ばね案内板とからなり、主ばね案内板が連結棒と連結し、副ばね案内板がコイルばねに連結し、主ばね案内板と副ばね案内板とがスラスト軸受けを介して連結し、副ばね案内板と連結棒とがラジアル軸受けを介して連結されてなることを特徴とする開閉機器の操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遮断器、断路器、あるいは負荷開閉器などの開閉機器において、投入又は引き外しの駆動源としてコイルばねが使用された操作装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前述のような開閉機器では、投入又は引き外しのために可動接触子の駆動源として油圧又はコイルばねによるものが多い。コイルばねを使用する場合、コイルばねにエネルギーを与えて蓄勢の状態にすることを付勢というが、この付勢するのに電動機が使用され、減速機、カム機構など経てコイルばねを引っ張るか圧縮することによる付勢が行われる。蓄勢されたコイルばねはクランク機構によって係止されるとともに電動機とは切り離され、例えば引き外し用のコイルばねの場合は、引き外し指令が出るまで蓄勢の状態が維持され、引き外し指令によって係止が外されて可動接触子を固定接触子から引き外し、その後ただちに付勢されて次の引き外し動作まで待機する。投入用のコイルばねも同様に、投入動作が完了した後直ちに付勢されて次の投入指令が出されるまで蓄勢の状態を維持する。特に遮断器の場合、大電流を遮断することから、特に強力な引き外し用コイルばねが使用される。
【０００３】
図３は遮断器の操作装置の一部である引き外し用のコイルばねとその周辺の部材の構成を示す断面図を含む平面図である。この図において、コイルばね１は図示しない電動機によって図の左右方向に移動する連結棒５によって付勢される。すなわち、コイルばね１は図の左端がフレーム７に接触している。ただ、脱落しないようにフレームに取付けられた脱落防止リング７１によってその位置が大幅に動くことのないようになっている。コイルばね１の右端は円板状のばね案内板４によって支持されていて、この場合もばね案内板４とコイルばね１とは接触しているだけで、ばね案内板４のコイルばね１との接触部が突出している部分は脱落防止リング７１と同じ機能を果たしている。
【０００４】
ばね案内板４には図の右側に突出する一対の連結金具４１が設けられていて、この連結金具４１に挟まれるようにばね案内板４を貫通した連結棒５の右先端部がピン４２によって支持されている。ばね案内板４は外径部が案内円筒６の内径を滑って移動するようになっている。案内円筒６はフレーム７と同様に図示しない操作装置の容器に固定されている。案内円筒６の右側は厚みが薄くなっているが、この部分がばね案内板４が移動する範囲である。なお、ばね案内板４の外径部が案内円筒６の内径部に接触する部分には全周に渡ってウエアリングと呼ばれる接触抵抗を減ずる部材４５が設けられている。
【０００５】
連結棒５の左端はフレーム７を貫通して連結ボルト５２を介してカム８に回転可能に連結されており、カム８は図示しない電動機に図示しない減速機構やカム機構を介して接続されている。連結ボルト５２との回転の中心軸５１とカム８の回転の中心軸８１とは図のようにずれているので、このずれの２倍の寸法だけ連結棒５が左右の方向に移動し、これに伴ってコイルばね１が伸縮する。図の状態はコイルばね１が伸びて蓄勢されていない状態であり、この図の状態からカム８が半周して中心軸５１が中心軸８１の左側に来たときがコイルばね１が最も縮められた、すなわち蓄勢された状態になる。案内円筒６の右側に設けられた停止金具６１はばね案内板４が案内円筒６の外に飛び出すのを防止するためのものである。
【０００６】
図４は図３のＱ矢視図であり、図３と同じ部材には同じ符号を付けて重複する説明は省く。また、図３の停止金具６１は図示を省略してある。ばね案内板４には中央に長方形状の貫通穴４４が設けられていて、この貫通穴４４を連結棒５が貫通して突き出した部分が一対の連結金具４１に挟まれてピン４２を貫通させることによってばね案内板４と連結棒５とが連結されている。このような連結構造はピン４２を回転軸にして連結棒５は回転可能であるが、それは、図３において、カム８が回転すると連結棒５は図の紙面に垂直の方向にも移動するので、図４では上下方向に対しては自由に連結棒５が回転できるようにするためである。なお、図４から分かるように連結棒５は競技場のトラック状の断面をしている。
【０００７】
ばね案内板４には両側に突出部４３が設けられていて、これら一対の突出部４３は案内円筒６に設けられた両側一対ずつの突出部６１の間に挿入された形になっている。したがって、ばね案内板４が回転しようとすると、突出部４３が突出部６１にぶつかってその回転を抑制する。このような構成が採用されるのは次の理由による。
【０００８】
コイルばね１が伸びた状態から縮んだ状態になると軸を中心にした回転力が働くことが知られている。すなわち、伸びたときには捩じれが戻るように回転し、逆に縮むときには捩じれが増すように回転する。この回転はコイルばね１の両端の接触部がずれることによって吸収される。しかし、特に圧縮されて縮んだ状態のときには接触部の圧力が大きいためにその部分の接触抵抗が大きくなってばね案内板４を回転させようとする力になる。ばね案内板４が回転すると結果的に連結棒５を捩じることになって、連結棒５に過大な応力が発生して破損する危険性がある。そのために、ばね案内板に突出部４３を、案内円筒６に突出部６１をそれぞれ設けてばね案内板４の回転を抑制することによって連結棒５の捩じりによる破損を回避した構成が採用されているのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コイルばね１の回転力によるばね案内板４の回転を突出部４３，６１によって抑制した構成を採用しているために、突出部４３と突出部６１との間に摩擦が生じてその摩擦抵抗のために駆動力が減じて初期の遮断性能が得られない可能性があるという問題がある。更に、繰り返し引き外し動作が行われている間に突出部４３，６１の間で磨耗、かじりなどが発生して摩擦抵抗が増大して前述のような問題が更に大きくなる可能性があるとともに、磨耗、かじりによって生ずる金属粉が何らかの障害の原因になる可能性もある。
【００１０】
この発明の目的はこのような問題を解決し、コイルばねの伸び縮みによる回転によって発生する問題を解決して、この回転を有効に吸収して部材の磨耗やかじりが実質的にない、信頼性の高い開閉機器の操作装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためにこの発明によれば、蓄勢されたコイルばねで駆動されて投入又は引き外し操作が行われる開閉機器の操作装置であって、コイルばねの一端が固定物に接触してその位置が固定され、他端が円板状のばね案内板に接触して連結され、このばね案内板に連結され駆動源によって軸方向に移動可能の連結棒を備えた開閉機器の操作装置において、ばね案内板が軸方向に連結された主ばね案内板と副ばね案内板とからなり、主ばね案内板が連結棒と連結し、副ばね案内板がコイルばねに連結し、主ばね案内板と副ばね案内板とをスラスト軸受けを介して連結し、副ばね案内板と連結棒とをラジアル軸受けを介して連結した構成を採用することによって、コイルばねが圧縮又は伸縮するときに生ずる回転力は、主ばね案内板と副ばね案内板との相対的な回転によって吸収されることから、連結棒に回転力が伝わって捩じれが生ずることがない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下この発明を実施例に基づいて説明する。図１はこの発明の実施例を示す遮断器の操作装置の一部である引き外し用コイルばねとその周辺の部材の構成を示す一部断面図を含む平面図、図２は図１のＰ矢視図であり、図３、図４と同じ部材には同じ符号を付け、類似の部材に添字Ａを付けて重複する説明を省く。図１が図３と異なる点は、図３のばね案内板４を軸方向に２分割して、主ばね案内板４Ａ１と副ばね案内板４Ａ２とで構成されるばね案内板４Ａとした点であり、図２が図４と異なる点は、図４の突出部４３，６１がともにないことである。
【００１３】
主ばね案内板４Ａ１と副ばね案内板４Ａ２とは平面接触していてすべり軸受けからなるスラスト軸受けを介して連結されている。主ばね案内板４Ａ１は図３のばね案内板４と同じように連結金具４１を介して連結棒５に連結されており、一方副ばね案内板４Ａ２は鋼玉６３で示す転がり軸受けからなるラジアル軸受けを介して連結棒５に連結しているとともに、図３のばね案内板４と同様にコイルばね１が接触して連結している。
【００１４】
カム８が回転することによって連結棒５が左の方向に移動してコイルばね１が縮む、いわゆる付勢されるとき、引き外し操作のときのコイルばね１が急激に伸びるときなどのコイルばね１の伸縮による連結棒５を中心軸としたコイルばね１の回転が生ずると、その回転力はコイルばね１に接触している副ばね案内板４Ａ２を回転させる。このとき、ラジアル軸受けの機構によって連結棒５にこの回転力は伝わらないので連結棒５を捩じることなしに副ばね案内板４Ａ２だけが回転する。コイルばね１の付勢のときには連結棒５が左方向に移動してコイルばね１が縮むにつれてコイルばね１が副ばね案内板４Ａ２を右の方向に押す力が増大し、この力は主ばね案内板４Ａ１と副ばね案内板４Ａ２との対面部での圧力となるが、副ばね案内板４Ａ２の回転による主ばね案内板４Ａ１との間の相対運動はスラスト軸受け機構によって滑らかに行われる。
【００１５】
この実施例ではスラスト軸受けとしてすべり軸受け、ラジアル軸受けとしてころがり軸受けを採用しているが、この発明においてこのような構成にこだわるものではない。すなわち、スラスト軸受けに転がり軸受けを採用しても何ら差し支えない。いずれにしてもこの発明の目的に反しない範囲で任意の軸受け機構を採用することができる。
【００１６】
【発明の効果】
この発明は前述のように、ばね案内板を軸方向に連結した主ばね案内板と副ばね案内板とで構成し、主ばね案内板を連結棒に連結し、副ばね案内板をコイルばねに連結し、主ばね案内板と副ばね案内板とをスラスト軸受けを介して連結し、副ばね案内板と連結棒とをラジアル軸受けを介して連結した構成を採用することによって、コイルばねの伸縮によって生ずる回転力は、主ばね案内板と副ばね案内板との相対的な回転によって吸収されて連結棒に回転力が伝わらないことから、連結棒に捩じれが生ずることがない。コイルばねの回転は全てスラストとラジアルの二つの軸受け機構によって吸収されるので著しい磨耗やかじりなどの生ずる可能性のある機構がなくなって信頼性の高い開閉機器の操作装置となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す開閉機器の操作装置のコイルばねとその周辺の部材の一部断面図を含む平面図
【図２】図１のＰ矢視図
【図３】従来の開閉機器の操作装置のコイルばねとその周辺の部材の一部断面図を含む平面図
【図４】図３のＱ矢視図
【符号の説明】
１…コイルばね、４，４Ａ…ばね案内板、４Ａ１…主ばね案内板、４Ａ２…副ばね案内板、５…連結棒、６…案内円筒、７…フレーム（固定物）
【図１】
0003837861.tif 000002
【図２】
0003837861.tif 000003
【図３】
0003837861.tif 000004
【図４】
0003837861.tif 000005