JPH1173855A - 開閉機器の操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コイルばねの伸び縮みによって生ずる回転力が
原因となる部材の磨耗やかじりがないようにする。 【解決手段】ばね案内板４Ａを、軸方向に連結した主ば
ね案内板４Ａ１と副ばね案内板４Ａ２とで構成し、主ば
ね案内板４Ａ１を連結棒５に連結し、副ばね案内板４Ａ
２をコイルばね１に連結し、主ばね案内板４Ａ１と副ば
ね案内板４Ａ２とをスライス軸受けを介して連結し、副
ばね案内板４Ａ２と連結棒５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１
が伸縮するときに生ずる回転力は、主ばね案内板４Ａ１
と副ばね案内板４Ａ２との相対的な回転によって吸収さ
れて連結棒５に回転力が伝わらないことから、連結棒５
に捩じれが生ずることがない。コイルばね１の回転は全
て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部材がなくなる。

Description

【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７
１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４３，６
１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イス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
受けを構成している。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
ライス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）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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イス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。