JPH08129938A - 電力用開閉機器の電動式開閉操作装置 - Google Patents
電力用開閉機器の電動式開閉操作装置Info
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- JPH08129938A JPH08129938A JP18527495A JP18527495A JPH08129938A JP H08129938 A JPH08129938 A JP H08129938A JP 18527495 A JP18527495 A JP 18527495A JP 18527495 A JP18527495 A JP 18527495A JP H08129938 A JPH08129938 A JP H08129938A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】グリースを使用せずに、かつメンテナンスフリ
ーのまま長期間に亘り操作機構の摺動面に対して健全な
耐食性，潤滑性が維持できるようにした信頼性の高い電
力用開閉器（例えば断路器）の電動式開閉操作装置を提
供する。 【構成】可動接触子と駆動モータとの間を減速歯車機
構，ボールねじ，およびトグル機構を組合わせた動力伝
達機構を介して連繋結合し、可動接触子をモータ駆動に
より開閉操作する装置において、前記動力伝達機構の各
摺動部のうち、少なくともボールねじ５に対して鋼球５
ｄと摺動し合うねじ軸５ａ，およびナット５ｂの表面
に、耐食性の高いＮｉ−Ｐめっき被膜７を下地層として
その上に潤滑性の高いＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜８
を成層した２層からなる機能めっき皮膜９を形成し、さ
らに鋼球の表面に、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜からなる耐食性
の高い機能めっき皮膜１０を無電解めっき法により形成
する。
ーのまま長期間に亘り操作機構の摺動面に対して健全な
耐食性，潤滑性が維持できるようにした信頼性の高い電
力用開閉器（例えば断路器）の電動式開閉操作装置を提
供する。 【構成】可動接触子と駆動モータとの間を減速歯車機
構，ボールねじ，およびトグル機構を組合わせた動力伝
達機構を介して連繋結合し、可動接触子をモータ駆動に
より開閉操作する装置において、前記動力伝達機構の各
摺動部のうち、少なくともボールねじ５に対して鋼球５
ｄと摺動し合うねじ軸５ａ，およびナット５ｂの表面
に、耐食性の高いＮｉ−Ｐめっき被膜７を下地層として
その上に潤滑性の高いＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜８
を成層した２層からなる機能めっき皮膜９を形成し、さ
らに鋼球の表面に、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜からなる耐食性
の高い機能めっき皮膜１０を無電解めっき法により形成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、変電所の電力開閉設備
として、ＳＦ6 ガスで絶縁した開閉装置に組み込んだ断
路器などを実施対象とする電力用開閉機器の電動式開閉
操作装置に関する。
として、ＳＦ6 ガスで絶縁した開閉装置に組み込んだ断
路器などを実施対象とする電力用開閉機器の電動式開閉
操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず、頭記したガス絶縁開閉装置に組み
込まれた断路器を対象に、従来より実施されている電動
式開閉操作機構の構造を図３に、またその動作を図４
（ａ）〜（ｄ）に示す。まず、図３において、１は断路
器のＵ，Ｖ，Ｗ相の各極に対応する固定接触子、２は挿
入ロッド形の可動接触子、３は可動接触子２を開閉する
駆動モータであり、駆動モータ３と可動接触子２との間
は、減速歯車機構４，モータの回転運動を直線運動に変
換するボールねじ５，トグル機構６の組合わせからなる
動力伝達機構を介して連繋結合されている。ここで、ボ
ールねじ５は、ねじ軸５ａ，ナット５ｂ，ねじ軸とナッ
トの間にまたがってねじ溝内に多数充填した鋼球（図示
せず）からなり、ナット５ｂの側面には後記するトグル
機構との連結ピン５ｃを備えている。一方、トグル機構
６は、ボールねじ５のナット５ｂに突設した連結ピン５
ｃに係合し合う先端二股状のレバー６ａ，連結アーム６
ｂ，二股カムレバー６ｃ，該レバー６ｃを軸支した回転
軸６ｄ，トグル式の開閉ばね６ｅ，開閉ばね６ｅに一端
をピン結合して回転軸６ｄに軸支したレバー６ｆ，該レ
バー６ｆの両側に対向する一対の係合突起を備えて回転
軸６ｄに連結した揺動カム６ｇ，回転軸６ｄの他端に連
結して可動接触子２にピン結合したレバー６ｈとの組合
わせからなる。
込まれた断路器を対象に、従来より実施されている電動
式開閉操作機構の構造を図３に、またその動作を図４
（ａ）〜（ｄ）に示す。まず、図３において、１は断路
器のＵ，Ｖ，Ｗ相の各極に対応する固定接触子、２は挿
入ロッド形の可動接触子、３は可動接触子２を開閉する
駆動モータであり、駆動モータ３と可動接触子２との間
は、減速歯車機構４，モータの回転運動を直線運動に変
換するボールねじ５，トグル機構６の組合わせからなる
動力伝達機構を介して連繋結合されている。ここで、ボ
ールねじ５は、ねじ軸５ａ，ナット５ｂ，ねじ軸とナッ
トの間にまたがってねじ溝内に多数充填した鋼球（図示
せず）からなり、ナット５ｂの側面には後記するトグル
機構との連結ピン５ｃを備えている。一方、トグル機構
６は、ボールねじ５のナット５ｂに突設した連結ピン５
ｃに係合し合う先端二股状のレバー６ａ，連結アーム６
ｂ，二股カムレバー６ｃ，該レバー６ｃを軸支した回転
軸６ｄ，トグル式の開閉ばね６ｅ，開閉ばね６ｅに一端
をピン結合して回転軸６ｄに軸支したレバー６ｆ，該レ
バー６ｆの両側に対向する一対の係合突起を備えて回転
軸６ｄに連結した揺動カム６ｇ，回転軸６ｄの他端に連
結して可動接触子２にピン結合したレバー６ｈとの組合
わせからなる。
【０００３】かかる構成で、可動接触子２が固定接触子
１に接触している断路器ＯＮの状態では、ボールねじ５
のナット５ｂがねじ軸５ａの左端側に停止しており、ト
グル機構６は図４（ａ）の状態で待機している。ここか
ら可動接触子２を開放して断路器をＯＦＦにするには、
駆動モータ３を始動してボールねじ５のナット５ｂをね
じ軸５ａに沿って右方向へ移動させる。これにより、図
４（ｂ）で示すように、ボールねじ５のナット５ｂの動
きに連動して、トグル機構６の二股カムレバー６ｃがレ
バー６ｆと開閉ばね６ｅとの連結ピン６ｉを時計方向に
押して開閉ばね６ｅを圧縮させていく。ここからさらに
ボールねじ５のナット５ｂの移動が進み、図４（ｃ）で
示すように開閉ばね６ｅが圧縮死点を超えると、図４
（ｄ）で示すように開閉ばね６ｅが一気に伸び、圧縮行
程で蓄勢されていたばね力によりレバー６ｆを介して揺
動カム６ｇが反時計方向に急回転するとともに、その回
転力が回転軸６ｄを介してレバー６ｈに伝わり、可動接
触子２を上方へ急速に引き上げて断路器をＯＦＦにす
る。なお、断路器をＯＦＦからＯＮへ投入操作するに
は、前記とは逆に駆動モータ３を逆転する。これによ
り、ドグルリンク機構６の開閉ばね６ｅが図４（ｄ）の
位置から（ａ）の位置に向けて右から左方向に反転し、
可動接触子２を下方に駆動して固定接触子１と接触させ
る。
１に接触している断路器ＯＮの状態では、ボールねじ５
のナット５ｂがねじ軸５ａの左端側に停止しており、ト
グル機構６は図４（ａ）の状態で待機している。ここか
ら可動接触子２を開放して断路器をＯＦＦにするには、
駆動モータ３を始動してボールねじ５のナット５ｂをね
じ軸５ａに沿って右方向へ移動させる。これにより、図
４（ｂ）で示すように、ボールねじ５のナット５ｂの動
きに連動して、トグル機構６の二股カムレバー６ｃがレ
バー６ｆと開閉ばね６ｅとの連結ピン６ｉを時計方向に
押して開閉ばね６ｅを圧縮させていく。ここからさらに
ボールねじ５のナット５ｂの移動が進み、図４（ｃ）で
示すように開閉ばね６ｅが圧縮死点を超えると、図４
（ｄ）で示すように開閉ばね６ｅが一気に伸び、圧縮行
程で蓄勢されていたばね力によりレバー６ｆを介して揺
動カム６ｇが反時計方向に急回転するとともに、その回
転力が回転軸６ｄを介してレバー６ｈに伝わり、可動接
触子２を上方へ急速に引き上げて断路器をＯＦＦにす
る。なお、断路器をＯＦＦからＯＮへ投入操作するに
は、前記とは逆に駆動モータ３を逆転する。これによ
り、ドグルリンク機構６の開閉ばね６ｅが図４（ｄ）の
位置から（ａ）の位置に向けて右から左方向に反転し、
可動接触子２を下方に駆動して固定接触子１と接触させ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば７７
ＫＶ級の高圧用断路器について、その可動接触子を前記
した従来の電動式開閉操作装置で開閉動作させるには、
前記した開閉ばねのばね力は最大３２０Kgが必要であ
り、かつ開閉動作に伴いボールねじ, およびトグル機構
には大きなスラスト荷重が加わる。この場合に開閉操作
装置の動力伝達機構に組み込んだボールねじに加わる荷
重を実測したところ、ボールねじの鋼球／ねじ軸間には
約１６０Kg／mm2 ，鋼球／ナット間には約１３５Kg／mm
2 にも及ぶ大きな接触面圧の加わることが明らかとなっ
た。
ＫＶ級の高圧用断路器について、その可動接触子を前記
した従来の電動式開閉操作装置で開閉動作させるには、
前記した開閉ばねのばね力は最大３２０Kgが必要であ
り、かつ開閉動作に伴いボールねじ, およびトグル機構
には大きなスラスト荷重が加わる。この場合に開閉操作
装置の動力伝達機構に組み込んだボールねじに加わる荷
重を実測したところ、ボールねじの鋼球／ねじ軸間には
約１６０Kg／mm2 ，鋼球／ナット間には約１３５Kg／mm
2 にも及ぶ大きな接触面圧の加わることが明らかとなっ
た。
【０００５】一方、変電所の開閉設備に用いる断路器は
高い信頼性の確保が必要であり、実際の製品では３０年
間の耐食性，および１００００回の開閉動作の過酷な使
用条件にも耐える品質保証が要求される。そこで、図３
に示した開閉操作装置に対する信頼性確保のために、従
来では減速歯車機構４，ボールねじ５，およびトグル機
構６などの各機構における摺動部にグリースを注入，塗
布し、長期間に亘って摺動面の防錆，潤滑性を維持する
ようにして対処している。
高い信頼性の確保が必要であり、実際の製品では３０年
間の耐食性，および１００００回の開閉動作の過酷な使
用条件にも耐える品質保証が要求される。そこで、図３
に示した開閉操作装置に対する信頼性確保のために、従
来では減速歯車機構４，ボールねじ５，およびトグル機
構６などの各機構における摺動部にグリースを注入，塗
布し、長期間に亘って摺動面の防錆，潤滑性を維持する
ようにして対処している。
【０００６】しかしながら、グリースを塗布した場合に
は、少なくとも数年に１回の割合で定期的に開閉操作装
置の内部を分解，清掃し、グリースを再注入するメンテ
ナンス作業が必要であり、このメンテナンスを怠るとグ
リースが劣化し、これが原因で耐食性，潤滑性が低下
し、数十〜数百回の開閉動作でボールねじの齧り，およ
び各部機構の摺動面に錆による腐食が生じて潤滑性，耐
摩耗性も低下し、これが要因となって断路器の開閉動作
が正常に行われなくなったり、操作機構の故障を引き起
こすようになる。
は、少なくとも数年に１回の割合で定期的に開閉操作装
置の内部を分解，清掃し、グリースを再注入するメンテ
ナンス作業が必要であり、このメンテナンスを怠るとグ
リースが劣化し、これが原因で耐食性，潤滑性が低下
し、数十〜数百回の開閉動作でボールねじの齧り，およ
び各部機構の摺動面に錆による腐食が生じて潤滑性，耐
摩耗性も低下し、これが要因となって断路器の開閉動作
が正常に行われなくなったり、操作機構の故障を引き起
こすようになる。
【０００７】しかも、断路器の据付け先で定期的にグリ
ースを補給するメンテナンス作業を行うには、開閉操作
装置の分解，清掃を含めて多大な労力，人件費を要する
ほか、長い作業日数も必要となることから、その改善策
が強く望まれている。本発明は上記の点にかんがみなさ
れたものであり、その目的は前記課題を解決し、グリー
スの塗布を必要とせずにメンテナンスフリーのまま長期
間に亘り操作機構の摺動面に対して健全な耐食性，潤滑
性が維持できるようにした信頼性の高い電力用開閉器の
電動式開閉操作装置を提供することにある。
ースを補給するメンテナンス作業を行うには、開閉操作
装置の分解，清掃を含めて多大な労力，人件費を要する
ほか、長い作業日数も必要となることから、その改善策
が強く望まれている。本発明は上記の点にかんがみなさ
れたものであり、その目的は前記課題を解決し、グリー
スの塗布を必要とせずにメンテナンスフリーのまま長期
間に亘り操作機構の摺動面に対して健全な耐食性，潤滑
性が維持できるようにした信頼性の高い電力用開閉器の
電動式開閉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】かかる目的を達成するた
めに、本発明によれば、断路器などを対象とする電力用
開閉器の電動式開閉操作装置として、駆動モータと可動
接触子との間を減速歯車機構，ボールねじ，およびトグ
ル機構の組合わせからなる動力伝達機構を介して連繋結
合したものにおいて、前記ボールねじに対し、鋼球と摺
動し合うねじ軸，およびナットの表面に、耐食性の高い
めっき被膜を下地層としてその上に潤滑性の高いめっき
皮膜を成層した２層からなる機能めっき皮膜を形成する
ものとする。
めに、本発明によれば、断路器などを対象とする電力用
開閉器の電動式開閉操作装置として、駆動モータと可動
接触子との間を減速歯車機構，ボールねじ，およびトグ
ル機構の組合わせからなる動力伝達機構を介して連繋結
合したものにおいて、前記ボールねじに対し、鋼球と摺
動し合うねじ軸，およびナットの表面に、耐食性の高い
めっき被膜を下地層としてその上に潤滑性の高いめっき
皮膜を成層した２層からなる機能めっき皮膜を形成する
ものとする。
【０００９】ここで、前記した２層からなる機能めっき
皮膜のうち、下地層をＮｉ−Ｐめっき皮膜、上層をＮｉ
−Ｐにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を混合
させたＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜として実施するの
がよく、また、２層からなる機能めっき皮膜を無電解め
っき法により形成するのが好ましい。さらに、より一層
高い潤滑性，耐摩耗性を確保するために、ボールねじの
鋼球の表面に、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜からなる耐食性の高
い機能めっき皮膜を形成することが効果的である。
皮膜のうち、下地層をＮｉ−Ｐめっき皮膜、上層をＮｉ
−Ｐにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を混合
させたＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜として実施するの
がよく、また、２層からなる機能めっき皮膜を無電解め
っき法により形成するのが好ましい。さらに、より一層
高い潤滑性，耐摩耗性を確保するために、ボールねじの
鋼球の表面に、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜からなる耐食性の高
い機能めっき皮膜を形成することが効果的である。
【００１０】さらに、前記した２層からなるめっき皮膜
については、下地側のＮｉ−Ｐめっき皮膜，および上層
側のＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜の個々の膜厚を５〜
１３μｍとして、２層合計の膜厚を２０μｍ以下に設定
するのがよい。そして、前記構成のボールねじを採用し
て開閉操作装置を設計，製作するに当たっては、耐久性
などの実用面を考慮して、ボールねじの鋼球／ねじ軸，
鋼球／ナット間の接触面圧が１０５kg／mm2 以下となる
ように、鋼球の充填数，ねじ軸の外径寸法，およびナッ
トの内径寸法を設定して構成するのがよい。
については、下地側のＮｉ−Ｐめっき皮膜，および上層
側のＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜の個々の膜厚を５〜
１３μｍとして、２層合計の膜厚を２０μｍ以下に設定
するのがよい。そして、前記構成のボールねじを採用し
て開閉操作装置を設計，製作するに当たっては、耐久性
などの実用面を考慮して、ボールねじの鋼球／ねじ軸，
鋼球／ナット間の接触面圧が１０５kg／mm2 以下となる
ように、鋼球の充填数，ねじ軸の外径寸法，およびナッ
トの内径寸法を設定して構成するのがよい。
【００１１】また、前記構成の開閉操作装置に対して
は、ボールねじのほかに、駆動モータの動力伝達機構で
ある減速歯車の表面，ないしはトグル機構を構成する各
基素の回り対偶に対する回転摺動部についても、その表
面に耐食性の高いＮｉ−Ｐめっき被膜、および該めっき
皮膜を下地層としてその上に潤滑性の高いＮｉ−Ｐ−Ｐ
ＴＦＥめっき皮膜を成層した２層からなる機能めっき皮
膜を形成して実施することが有効である。
は、ボールねじのほかに、駆動モータの動力伝達機構で
ある減速歯車の表面，ないしはトグル機構を構成する各
基素の回り対偶に対する回転摺動部についても、その表
面に耐食性の高いＮｉ−Ｐめっき被膜、および該めっき
皮膜を下地層としてその上に潤滑性の高いＮｉ−Ｐ−Ｐ
ＴＦＥめっき皮膜を成層した２層からなる機能めっき皮
膜を形成して実施することが有効である。
【００１２】
【作用】前記の構成において、２層からなる機能めっき
皮膜のうち、下地層となる１層目のＮｉ−Ｐめっき皮膜
は高硬度で、かつ長期間に亘り高い防錆能力を保持する
性質を有する。また、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜を下地として
その上に形成する２層目のＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮
膜は、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜に比べて硬度が小さいものの
優れた潤滑性を有する。そこで、開閉操作装置の構成部
品であるボールねじ，ないしは減速歯車，トグル機構の
摺動面に対し、その表面に前記したＮｉ−Ｐめっき皮膜
とＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜を成層した２層構造の
機能めっき層を形成して表面改質することにより、過酷
な使用条件下にもかかわらずグリースレスのままで長期
間に亘り正常な開閉動作を保証できる。
皮膜のうち、下地層となる１層目のＮｉ−Ｐめっき皮膜
は高硬度で、かつ長期間に亘り高い防錆能力を保持する
性質を有する。また、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜を下地として
その上に形成する２層目のＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮
膜は、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜に比べて硬度が小さいものの
優れた潤滑性を有する。そこで、開閉操作装置の構成部
品であるボールねじ，ないしは減速歯車，トグル機構の
摺動面に対し、その表面に前記したＮｉ−Ｐめっき皮膜
とＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜を成層した２層構造の
機能めっき層を形成して表面改質することにより、過酷
な使用条件下にもかかわらずグリースレスのままで長期
間に亘り正常な開閉動作を保証できる。
【００１３】また、前記の２層からなる機能めっき皮膜
を無電解めっき法で形成することで、均一な厚みのめっ
き皮膜と、高い密着性が得られる。さらに、発明者等の
実験結果によれば、前記した２層からなるめっき皮膜に
ついて、下地側のＮｉ−Ｐめっき皮膜，および上層側の
Ｎｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜の膜厚を５〜１３μｍと
して、２層合計の膜厚を２０μｍ以下の範囲に設定する
ことにより、鋼球との接触によるめっき皮膜の割れ，剥
離を効果的に抑えて耐食性，潤滑性を長期間維持できる
ことが確認されている。
を無電解めっき法で形成することで、均一な厚みのめっ
き皮膜と、高い密着性が得られる。さらに、発明者等の
実験結果によれば、前記した２層からなるめっき皮膜に
ついて、下地側のＮｉ−Ｐめっき皮膜，および上層側の
Ｎｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜の膜厚を５〜１３μｍと
して、２層合計の膜厚を２０μｍ以下の範囲に設定する
ことにより、鋼球との接触によるめっき皮膜の割れ，剥
離を効果的に抑えて耐食性，潤滑性を長期間維持できる
ことが確認されている。
【００１４】さらに、ねじ軸，ナット側に形成した機能
めっき層のＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜と面接する鋼
球に対し、その表面に相手側のめっき皮膜と異質なＮｉ
−Ｐめっき皮膜を形成することにより、鋼球自身の耐食
性を高めつつ、鋼球／ねじ軸，鋼球／ナット間の融着を
良好に防止してボールねじの信頼性向上が図れる。そし
て、ボールねじを製作するに当たっては、ねじ軸，ナッ
トの径寸法を大径にし、さらにねじ溝内に充填した鋼球
の数が多くなるように設計することで、鋼球／ねじ軸，
鋼球／ナット間の実質的な接触面圧が軽減し、結果とし
て上記めっき皮膜に加わる荷重が軽減してボールねじの
耐久性が向上する。ここで、ボールねじの鋼球／ねじ
軸，鋼球／ナット間の接触面圧が１０５kg／mm2 以下と
なるように、鋼球の充填数，ねじ軸の外径寸法，および
ナットの内径寸法を設定すれば、電力用開閉機器に要求
される過酷な使用条件も十分な耐久性が確保できる。
めっき層のＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜と面接する鋼
球に対し、その表面に相手側のめっき皮膜と異質なＮｉ
−Ｐめっき皮膜を形成することにより、鋼球自身の耐食
性を高めつつ、鋼球／ねじ軸，鋼球／ナット間の融着を
良好に防止してボールねじの信頼性向上が図れる。そし
て、ボールねじを製作するに当たっては、ねじ軸，ナッ
トの径寸法を大径にし、さらにねじ溝内に充填した鋼球
の数が多くなるように設計することで、鋼球／ねじ軸，
鋼球／ナット間の実質的な接触面圧が軽減し、結果とし
て上記めっき皮膜に加わる荷重が軽減してボールねじの
耐久性が向上する。ここで、ボールねじの鋼球／ねじ
軸，鋼球／ナット間の接触面圧が１０５kg／mm2 以下と
なるように、鋼球の充填数，ねじ軸の外径寸法，および
ナットの内径寸法を設定すれば、電力用開閉機器に要求
される過酷な使用条件も十分な耐久性が確保できる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１（ａ),（ｂ）は図３で述べた断路器の開閉操
作装置に組み込んだボールねじを示し、該ボールねじ５
はねじ軸５ａ，ナット５ｂ，およびねじ軸とナットの間
にねじ溝に充填された多数個の鋼球（ボール）５ｄから
なり、かつナット５ｂの側面には図３で述べたトグル機
構６のレバー６ａに係合し合う連結ピン５ｃを備えてい
る。
する。図１（ａ),（ｂ）は図３で述べた断路器の開閉操
作装置に組み込んだボールねじを示し、該ボールねじ５
はねじ軸５ａ，ナット５ｂ，およびねじ軸とナットの間
にねじ溝に充填された多数個の鋼球（ボール）５ｄから
なり、かつナット５ｂの側面には図３で述べたトグル機
構６のレバー６ａに係合し合う連結ピン５ｃを備えてい
る。
【００１６】ここで、本発明により、ボールねじ５のね
じ軸５ａ，ナット５ｂに対して、鋼球５ｄと接触し合う
ねじ溝側摺動面の表面には、無電解めっき法により耐食
性の高いＮｉ−Ｐめっき被膜７，および該めっき皮膜７
を下地層としてその上にＮｉ−Ｐに４〜１７VOL%のポリ
テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を混合させた潤滑
性の高いＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜８を成層した２
層からなる機能めっき皮膜９が均一厚さに形成されてい
る。そして、前記Ｎｉ−Ｐめっき被膜７, およびＮｉ−
Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜８は、個々の膜厚を５〜１３μ
ｍとし、２層からなる機能めっき皮膜全体での合計膜厚
が２０μｍ以下の範囲に収まるように設定されている。
さらに、鋼球５ｄの表面には膜厚３μｍ程度に設定して
成膜した単層のＮｉ−Ｐめっき被膜７が形成されてい
る。なお、前記した機能めっき皮膜９を形成するには、
部品単位でめっきの不要な箇所をマスキングし、めっき
を施す部分を有機溶剤により脱脂，酸洗いした後、めっ
き処理することで簡単に対応できる。
じ軸５ａ，ナット５ｂに対して、鋼球５ｄと接触し合う
ねじ溝側摺動面の表面には、無電解めっき法により耐食
性の高いＮｉ−Ｐめっき被膜７，および該めっき皮膜７
を下地層としてその上にＮｉ−Ｐに４〜１７VOL%のポリ
テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を混合させた潤滑
性の高いＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜８を成層した２
層からなる機能めっき皮膜９が均一厚さに形成されてい
る。そして、前記Ｎｉ−Ｐめっき被膜７, およびＮｉ−
Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜８は、個々の膜厚を５〜１３μ
ｍとし、２層からなる機能めっき皮膜全体での合計膜厚
が２０μｍ以下の範囲に収まるように設定されている。
さらに、鋼球５ｄの表面には膜厚３μｍ程度に設定して
成膜した単層のＮｉ−Ｐめっき被膜７が形成されてい
る。なお、前記した機能めっき皮膜９を形成するには、
部品単位でめっきの不要な箇所をマスキングし、めっき
を施す部分を有機溶剤により脱脂，酸洗いした後、めっ
き処理することで簡単に対応できる。
【００１７】また、無電解めっき法によるＮｉ−Ｐめっ
き皮膜処理の基本的な反応式は次の通りである。
き皮膜処理の基本的な反応式は次の通りである。
【００１８】
【化１】 Ｎｉ2+＋Ｈ2 ＰＯ2 - ＋Ｈ2 Ｏcat →Ｎｉ＋Ｈ2 ＰＯ3 - ＋２Ｈ+ ……（１）
【００１９】
【化２】 Ｈ2 ＰＯ2 - ＋Ｈ2 Ｏ→Ｈ2 ＰＯ3 - ＋Ｈ2 ↑ ……（２）
【００２０】
【化３】 ３Ｈ2 ＰＯ2 - ＋２Ｈ+ →Ｈ2 ＰＯ3 - ＋２Ｐ＋３Ｈ2 Ｏ ……（３） すなわち、前記（１）式の反応では、析出したニッケル
が自己媒体として働いて反応を促進する。また、めっき
皮膜中には（１）式の反応で生成する亜リン酸と（２）
式の水素ガスによりリンが生成してニッケル中に含まれ
る。
が自己媒体として働いて反応を促進する。また、めっき
皮膜中には（１）式の反応で生成する亜リン酸と（２）
式の水素ガスによりリンが生成してニッケル中に含まれ
る。
【００２１】そして、前記ように形成された２層からな
る機能めっき皮膜９の表面硬さについて調べたところ、
その硬度はＨV(0.3)＝５５０〜７００であった。また、
図２はボールねじのねじ軸，ナットについて、無処理，
単層のＮｉ−Ｐめっき皮膜，単層のＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥ
めっき皮膜，および図示実施例のようにＮｉ−Ｐめっき
皮膜７とＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜８からなる２層
の機能めっき皮膜９を施したものを供試試料として、各
試料について鋼球／ねじ軸，鋼球／ナット間の動摩擦係
数の検証結果を表すものである。この図から判るよう
に、ボールねじのねじ軸，ナットにＮｉ−Ｐめっき皮膜
とＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜からなる２層の機能め
っき層を施した場合が最も動摩擦係数が小さくて優れた
潤滑性を示している。また、先記した機能めっき層付き
のボールねじを採用した開閉操作装置に対し、連続１０
０００回の開閉操作テストを行った後、さらに２４時間
に亘って塩水噴霧試験を行った後の耐食性を検証した結
果、錆の発生も全く認められないことが確認された。
る機能めっき皮膜９の表面硬さについて調べたところ、
その硬度はＨV(0.3)＝５５０〜７００であった。また、
図２はボールねじのねじ軸，ナットについて、無処理，
単層のＮｉ−Ｐめっき皮膜，単層のＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥ
めっき皮膜，および図示実施例のようにＮｉ−Ｐめっき
皮膜７とＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜８からなる２層
の機能めっき皮膜９を施したものを供試試料として、各
試料について鋼球／ねじ軸，鋼球／ナット間の動摩擦係
数の検証結果を表すものである。この図から判るよう
に、ボールねじのねじ軸，ナットにＮｉ−Ｐめっき皮膜
とＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜からなる２層の機能め
っき層を施した場合が最も動摩擦係数が小さくて優れた
潤滑性を示している。また、先記した機能めっき層付き
のボールねじを採用した開閉操作装置に対し、連続１０
０００回の開閉操作テストを行った後、さらに２４時間
に亘って塩水噴霧試験を行った後の耐食性を検証した結
果、錆の発生も全く認められないことが確認された。
【００２２】なお、前記のように機能めっき層を付与し
たボールねじについて、発明者等はねじ軸の外径を３６
mm，鋼球の直径を7.１４４mm，鋼球の数を９９個として
設計，製作したものを、７７ＫＶ級の高圧用断路器の開
閉操作機構に採用して実機テストを行い、この際にボー
ルねじに加わる荷重を実測したところ、鋼球／ねじ軸間
の接触面圧は約１０５kg／mm2 ，鋼球／ナット間の接触
面圧は約９５kg／mm2であった。したがって、従来装置
に採用していた市販のボールねじ製品と比べても接触面
圧が３０〜５０％程度小さくなり、これにより先記した
機能めっき層への負担が軽減して優れた耐久性が期待で
きる。しかも、前記構成のボールねじは、図２で表した
ように動摩擦係数が小さくてグリースレスのままでも支
障なく機能する。したがって、グリース補給に対してメ
ンテナンスフリーのまま長期間使用できる。
たボールねじについて、発明者等はねじ軸の外径を３６
mm，鋼球の直径を7.１４４mm，鋼球の数を９９個として
設計，製作したものを、７７ＫＶ級の高圧用断路器の開
閉操作機構に採用して実機テストを行い、この際にボー
ルねじに加わる荷重を実測したところ、鋼球／ねじ軸間
の接触面圧は約１０５kg／mm2 ，鋼球／ナット間の接触
面圧は約９５kg／mm2であった。したがって、従来装置
に採用していた市販のボールねじ製品と比べても接触面
圧が３０〜５０％程度小さくなり、これにより先記した
機能めっき層への負担が軽減して優れた耐久性が期待で
きる。しかも、前記構成のボールねじは、図２で表した
ように動摩擦係数が小さくてグリースレスのままでも支
障なく機能する。したがって、グリース補給に対してメ
ンテナンスフリーのまま長期間使用できる。
【００２３】また、図示の実施例は、図３に示した電動
式開閉操作装置を構成する動力伝達機構のうち、最も使
用条件が過酷なボールねじ５に対する表面改質として機
能めっき皮膜を形成したものについて述べたが、ボール
ねじ５と併せて減速歯車機構４の歯車同士が擦り合う摺
動面，およびトグル機構６における軸とレバーとの回り
対偶に対応する各回転摺動面などについても、前記した
Ｎｉ−Ｐめっき皮膜とＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜か
らなる２層の機能めっき層を付与して表面改質すること
により、開閉操作装置全体でのグリースレス化，および
メンテナンスフリー化の達成，並びにより一層の信頼性
向上が図れる。
式開閉操作装置を構成する動力伝達機構のうち、最も使
用条件が過酷なボールねじ５に対する表面改質として機
能めっき皮膜を形成したものについて述べたが、ボール
ねじ５と併せて減速歯車機構４の歯車同士が擦り合う摺
動面，およびトグル機構６における軸とレバーとの回り
対偶に対応する各回転摺動面などについても、前記した
Ｎｉ−Ｐめっき皮膜とＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜か
らなる２層の機能めっき層を付与して表面改質すること
により、開閉操作装置全体でのグリースレス化，および
メンテナンスフリー化の達成，並びにより一層の信頼性
向上が図れる。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、断
路器などを対象とする電力用開閉機器の電動式開閉操作
装置に対して、その動力伝達機構を構成するボールね
じ，減速歯車，トグル機構について、少なくとも使用条
件が最も過酷なボールねじを優先として操作機構の各摺
動部表面に耐食性，潤滑性の高い２層からなる機能めっ
き皮膜を形成して表面改質を施したことにより、従来装
置で使われていたたグリースの塗布を不要とし、グリー
スレスのまま長期間にの使用に十分耐える耐食性，潤滑
性を維持して開閉機器を正常に開閉動作させることがで
きる。したがって、グリースの劣化に起因する動作不
良，並びに定期的に行うグリースの再塗布作業の削減が
図れる。
路器などを対象とする電力用開閉機器の電動式開閉操作
装置に対して、その動力伝達機構を構成するボールね
じ，減速歯車，トグル機構について、少なくとも使用条
件が最も過酷なボールねじを優先として操作機構の各摺
動部表面に耐食性，潤滑性の高い２層からなる機能めっ
き皮膜を形成して表面改質を施したことにより、従来装
置で使われていたたグリースの塗布を不要とし、グリー
スレスのまま長期間にの使用に十分耐える耐食性，潤滑
性を維持して開閉機器を正常に開閉動作させることがで
きる。したがって、グリースの劣化に起因する動作不
良，並びに定期的に行うグリースの再塗布作業の削減が
図れる。
【００２５】また、２層からなる機能めっき皮膜とし
て、下地層をＮｉ−Ｐめっき皮膜、上層をＮｉ−Ｐにポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を混合させたＮ
ｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜とすることで、耐久性の高
い耐食性，潤滑性を確保することができ、かつその機能
めっき皮膜を無電解めっき法により形成することで、均
一厚さで、しかも密着性の良いめっき皮膜が得られる。
さらに、前記のＮｉ−Ｐめっき皮膜，およびＮｉ−Ｐ−
ＰＴＦＥめっき皮膜の個々の膜厚を５〜１３μｍとし
て、２層合計の膜厚を２０μｍ以下の範囲に設定するこ
とにより、高い接触面圧を加えた使用条件下でもめっき
皮膜の割れ，剥離などの欠陥発生を良好に防止できる。
加えて、ボールねじの鋼球表面にＮｉ−Ｐめっき皮膜か
らなる耐食性の高い機能めっき皮膜を形成したことによ
り、鋼球自身の耐久性を高めるとともに、ねじ軸，ナッ
ト側に形成した機能めっき層のＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっ
き皮膜との融着を防いで長期に亘り安定した潤滑性を確
保できる。
て、下地層をＮｉ−Ｐめっき皮膜、上層をＮｉ−Ｐにポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を混合させたＮ
ｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜とすることで、耐久性の高
い耐食性，潤滑性を確保することができ、かつその機能
めっき皮膜を無電解めっき法により形成することで、均
一厚さで、しかも密着性の良いめっき皮膜が得られる。
さらに、前記のＮｉ−Ｐめっき皮膜，およびＮｉ−Ｐ−
ＰＴＦＥめっき皮膜の個々の膜厚を５〜１３μｍとし
て、２層合計の膜厚を２０μｍ以下の範囲に設定するこ
とにより、高い接触面圧を加えた使用条件下でもめっき
皮膜の割れ，剥離などの欠陥発生を良好に防止できる。
加えて、ボールねじの鋼球表面にＮｉ−Ｐめっき皮膜か
らなる耐食性の高い機能めっき皮膜を形成したことによ
り、鋼球自身の耐久性を高めるとともに、ねじ軸，ナッ
ト側に形成した機能めっき層のＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっ
き皮膜との融着を防いで長期に亘り安定した潤滑性を確
保できる。
【図１】本発明の実施例として開閉操作装置に組み込ん
だボールねじの構成図であり、（ａ）はボールねじの全
体構成図、（ｂ）はナット部分の断面図、（ｃ）は要部
の拡大断面図
だボールねじの構成図であり、（ａ）はボールねじの全
体構成図、（ｂ）はナット部分の断面図、（ｃ）は要部
の拡大断面図
【図２】各種めっき皮膜を付したボールねじについて、
その鋼球／ねじ軸，鋼球／ナット間の動摩擦係数を表す
図
その鋼球／ねじ軸，鋼球／ナット間の動摩擦係数を表す
図
【図３】ガス絶縁開閉装置に併設した断路器の電動式開
閉操作装置の構成図
閉操作装置の構成図
【図４】図３に示した電動式開閉操作装置の動作説明図
であり、（ａ）〜（ｄ）は可動接触子をＯＮからＯＦＦ
へ開放操作する場合の各動作状態を表す図
であり、（ａ）〜（ｄ）は可動接触子をＯＮからＯＦＦ
へ開放操作する場合の各動作状態を表す図
１ 固定接触子 ２ 可動接触子 ３ 駆動モータ ４ 減速歯車機構 ５ ボールねじ ５ａ ねじ軸 ５ｂ ナット ５ｄ 鋼球 ６ トグル機構 ７ Ｎｉ−Ｐめっき皮膜 ８ Ｎｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮膜 ９ ２層からなる機能めっき皮膜 １０ Ｎｉ−Ｐめっき皮膜
フロントページの続き (72)発明者 今村 清治 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 富士 卓司 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 山下 満男 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 尾形 孝志 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】断路器などを対象に、可動接触子をモータ
駆動により開閉操作する電力用開閉機器の開閉操作装置
であり、駆動モータと可動接触子との間を減速歯車機
構，ボールねじ，およびトグル機構の組合わせからなる
動力伝達機構を介して連繋結合したものにおいて、前記
ボールねじに対し、鋼球と摺動し合うねじ軸，およびナ
ットの表面に、耐食性の高いめっき被膜を下地層として
その上に潤滑性の高いめっき皮膜を成層した２層からな
る機能めっき皮膜を形成したことを特徴とする電力用開
閉機器の電動式開閉操作装置。 - 【請求項２】請求項１記載の開閉操作装置において、２
層からなる機能めっき皮膜のうち、下地層がＮｉ−Ｐめ
っき皮膜、上層がＮｉ−Ｐにポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）を混合させたＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき
皮膜であることを特徴とする電力用開閉機器の電動式開
閉操作装置。 - 【請求項３】請求項１または２記載の開閉操作装置にお
いて、２層からなる機能めっき皮膜が無電解めっき法に
より形成されたものであることを特徴とする電力用開閉
機器の電動式開閉操作装置。 - 【請求項４】請求項１または２記載の開閉操作装置にお
いて、ボールねじのねじ軸とナットとの間のねじ溝内に
充填された鋼球の表面に、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜からなる
耐食性の高い機能めっき皮膜を形成したことを特徴とす
る電力用開閉機器の電動式開閉操作装置。 - 【請求項５】請求項２記載の開閉操作装置において、Ｎ
ｉ−Ｐめっき皮膜，およびＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき皮
膜の個々の膜厚を５〜１３μｍとして、２層合計の膜厚
を２０μｍ以下に設定したことを特徴とする電力用開閉
機器の電動式開閉操作装置。 - 【請求項６】請求項１記載の開閉操作装置において、ボ
ールねじに対する鋼球／ねじ軸，鋼球／ナット間の接触
面圧が１０５kg／mm2 以下となるように、鋼球の充填
数，ねじ軸の外径寸法，およびナットの内径寸法を設定
したことを特徴とする電力用開閉機器の電動式開閉操作
装置。 - 【請求項７】断路器などを対象とする電力用開閉器の可
動接触子をモータにより開閉駆動する開閉操作装置であ
り、駆動モータと可動接触子との間を減速歯車機構，ボ
ールねじ，およびトグル機構を介して連繋結合したもの
において、減速歯車機構の歯車表面，ないしはトグル機
構の回転摺動部の表面に耐食性の高いめっき被膜を下地
層としてその上に潤滑性の高いめっき皮膜を成層した２
層からなる機能めっき皮膜を形成したことを特徴とする
電力用開閉機器の電動式開閉操作装置。 - 【請求項８】請求項７記載の開閉操作装置において、２
層からなる機能めっき皮膜のうち、下地層がＮｉ−Ｐめ
っき皮膜、上層がＮｉ−Ｐにポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）を混合させたＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥめっき
皮膜であることを特徴とする電力用開閉機器の電動式開
閉操作装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18527495A JPH08129938A (ja) | 1994-09-08 | 1995-07-21 | 電力用開閉機器の電動式開閉操作装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21440594 | 1994-09-08 | ||
| JP6-214405 | 1994-09-08 | ||
| JP18527495A JPH08129938A (ja) | 1994-09-08 | 1995-07-21 | 電力用開閉機器の電動式開閉操作装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08129938A true JPH08129938A (ja) | 1996-05-21 |
Family
ID=26503009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18527495A Pending JPH08129938A (ja) | 1994-09-08 | 1995-07-21 | 電力用開閉機器の電動式開閉操作装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08129938A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7036475B2 (en) * | 2003-02-10 | 2006-05-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | Lash adjuster for valve gear |
| US7578211B1 (en) * | 2004-03-29 | 2009-08-25 | Raytheon Company | Leadscrew drive with annular-shell leadscrew |
| WO2017154792A1 (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 株式会社アマダホールディングス | 増力機構を使ったプレスブレーキのクラウニング方法及びプレスブレーキ |
| CN109659211A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-04-19 | 国网山东省电力公司龙口市供电公司 | 一种令克绝缘板 |
| FR3120106A1 (fr) * | 2021-02-23 | 2022-08-26 | Foundation Brakes France | Actionneur électromécanique pour système de freinage de véhicule |
| WO2024195424A1 (ja) * | 2023-03-17 | 2024-09-26 | サンデン株式会社 | 摺動部材 |
-
1995
- 1995-07-21 JP JP18527495A patent/JPH08129938A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7036475B2 (en) * | 2003-02-10 | 2006-05-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | Lash adjuster for valve gear |
| US7578211B1 (en) * | 2004-03-29 | 2009-08-25 | Raytheon Company | Leadscrew drive with annular-shell leadscrew |
| US8707810B2 (en) * | 2004-03-29 | 2014-04-29 | Raytheon Canada Limited | Leadscrew drive with annular-shell leadscrew |
| WO2017154792A1 (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 株式会社アマダホールディングス | 増力機構を使ったプレスブレーキのクラウニング方法及びプレスブレーキ |
| JP2017164809A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-21 | 株式会社アマダホールディングス | プレスブレーキのクラウニング方法及びプレスブレーキ |
| CN109659211A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-04-19 | 国网山东省电力公司龙口市供电公司 | 一种令克绝缘板 |
| FR3120106A1 (fr) * | 2021-02-23 | 2022-08-26 | Foundation Brakes France | Actionneur électromécanique pour système de freinage de véhicule |
| WO2022179861A1 (fr) * | 2021-02-23 | 2022-09-01 | Hitachi Astemo France | Actionneur électromécanique pour système de freinage de véhicule |
| WO2024195424A1 (ja) * | 2023-03-17 | 2024-09-26 | サンデン株式会社 | 摺動部材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20051021 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051025 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060228 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |