JPS6252409B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回路しや断器の電動ばね方式に適する
操作装置の改良に関するものである。

従来回路しや断器、特に気中しや断器の操作機
構の一つとして電動機出力によりばねを蓄勢しこ
の蓄勢されたエネルギーによりしや断器の投入、
引はずしを行う電動ばね操作と言われているもの
がある。

しかしながらこの電動ばね操作方式は他の方式
例えばソレノイド操作方式に比較してその構造が
複雑となり、又ばねにエネルギーを蓄勢させその
エネルギーを攻勢することにより投入力を得てお
り、投入直前のしや断器の操作力を必要とする時
点での投入力はばね自身の歪量が小さくなるか
ら、ばね自身のエネルギーを大きく取る必要があ
つた。

更にばねを蓄勢する方法としてラチエツト爪、
歯車による方式などがとられる投入時（ばねエネ
ルギー放勢時）の衝撃により爪及び歯車の一部が
破損する等の欠点があつた。

従つて回路しや断器とした場合、全体的に他の
操作方式と比較して価格的に高くなり、又構造が
複雑となり機械的衝撃に対して弱いという欠点が
あつた。

本発明は以上の欠点を除去して構造を簡略化し
全体的に価格を低減し機械的衝撃に強い回路しや
断器の操作装置を得ることを目的とする。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図から第１１図に本発明の一実施例による
回路しや断器の電動ばね操作装置の構成を示す。
第１図から第３図は本発明の特に蓄勢機構部に関
するもので１０１は投入ばね、１０２，１０３は
投入ばね１０１用の金具、１０４はストツパ、１
０５は手動蓄勢歯車、１０６は電動機蓄勢歯車、
１０７は主軸歯車、１０８はばね掛け、１はこれ
らの機構を取り付けるフレーム、２は押えフレー
ム、３は取付フレーム、３ａはばね掛けピン、１
０２ａは長穴を示し、投入ばね１０１中にストツ
パ１０４を配置し、金具１０２，１０３を投入ば
ね１０１の両端部に夫々ネジ込んで固定し、投入
ばね１０１を形成する。

長穴１０２ａは金具１０２に明けられ、投入ば
ね１０１はばね掛け１０８とばね掛けピン３ａに
より機構に接続される。

手動蓄勢歯車１０５は、歯車１０５ａとローラ
クラツチ１０５ｂにより形成され、ローラクラツ
チ１０５ｂは歯車１０５ａの内側に圧入固定され
る。

電動機蓄勢歯車１０６は歯車１０６ａとローラ
クラツチ１０６ｂにより形成され、ローラクラツ
チ１０６ｂは歯車１０６ａの内側に圧入固定され
る。

主軸歯車１０７は歯車１０７ａと、軸受金具１
０７ｂ、ローラクラツチ１０７ｃ、ばね１０７
ｄ、ピン１０７ｅとで形成され、ローラクラツチ
１０７ｃは軸受金具１０７ｂの内側に固定され、
このものは歯車１０７ａ内に収納され、ばね１０
７ｄにより歯車１０７ａと軸受金具１０７ｂは互
いに反対方向の回転力を受けるが軸受金具１０７
ｂの切欠部２ケ所の部分に歯車１０７ａに固定し
た２本のピン１０７ｅを配置する事によりこの回
転運動は軸受金具１０７ｂの切欠部端部とピン１
０７ｅが当たる場所において固定される。

３０１ａは軸受金具、３０１ｂはローラクラツ
チでローラクラツチ３０１ｂは軸受金具３０１ａ
の内側に圧入固定され、このものはフレーム１に
固定される。

２０１は主軸、２０２は電動機軸、２０３は手
動ハンドル軸、３０２は表示カム、１０は投入カ
ム、６０１はローラ、４は電動機を示す。

ローラ６０１は投入カム１０に回転自由に固定
され、主軸２０１にはばね掛け１０８、投入用カ
ム１０が夫々圧入固定され、表示カム３０２がね
じにて端部に固定され主軸２０１はブツシユ及び
ローラクラツチ３０１ｂ，１０７ｃ内を貫通す
る。

電動機軸２０２にはローラクラツチ１０６を手
動ハンドル軸２０３にはローラクラツチ１０５ｂ
を夫々配置手動ハンドル軸２０３は手動ハンドル
２０５と固定される。

第４図から第７図は投入引はずしリンク部に関
するもので、第１節から第４節までの４節リンク
１４，１３，１２，１１、リンク１５、引はずし
キヤツチ１６、投入キヤツチ１７、入切表示１
８、ピン２０，２１，２２，２３，２４、引はず
しシヤフト２６、投入シヤフト２７、固定ピン２
９、ピン３０，３１，３２、投入ボタン３３、引
はずしボタン３４、ばね３５，３６，３７，３
８、ピン３９、投入用ローラ４０、投入キヤツチ
用ローラ６０１ａ、ピン６０１ｂにて構成する。

第４節リンク１１は主軸２０４に固定され、第
４節リンク１１と第３節リンク１２とはピン２１
により、又、第３節リンク１２と第２節リンク１
３と、投入用ローラ４０はピン２２により、第２
節リンク１３と第１節リンク１４とリンク１５は
ピン２３により、夫々枢支、嵌合され、リンク１
５と引はずしキヤツチ１６はピン３９により枢支
される。

投入キヤツチ１７と入切表示１８は固定ピン２
９により枢支され、ばね３６により夫々反対方向
の回転力を受ける。ばね３５は引張りばねでピン
３１，３２間に掛けられ、リンク全体の復帰させ
る働きを持つ。

ピン３０は第４節リンク１１に固定嵌合され、
投入キヤツチ１７のストツパと入切表示１８の動
作に用いるのである。

シヤフト２６，２７とキヤツチ１６，１７の掛
り部はシヤフト２６，２７の断面が半月状を提し
ている。

第８図乃至第１１図は投入時の瞬時のみ動作す
る瞬時引はずし装置に関するもので、４０１リン
ク、４０２第１リンク、４０３第２リンク、４０
４第３リンク、４０５第４リンクであり、４０６
絶縁パドル、４０７マグネツトリンク、４０８固
定マグネツト、４０９可動マグネツト、４１０主
回路電流をそれぞれ示す。４０１ａ，４０３ａ，
４０４ａ，４０５ａ，４０６ｂは枢支ピン、４０
７ａ，４０７ｂはマグネツトリンク４０７に配設
されたピン、４０７ｃは固定マグネツト４０８と
マグネツトリンク４０７の枢支ピン、４０６ａは
シヤフト、４０７ｄ，４１３はばねである。リン
ク４０１と第１リンク４０２はピン４０１ａによ
り、第１リンク４０２と、第２リンク４０３は、
ピン４０３ａにより、第２リンク４０３と第３リ
ンク４０４はピン４０４ａにより、第３リンク４
０４と、第４リンク４０５はピン４０５ａによ
り、第４リンク４０５と絶縁パドル４０６はピン
４０６ｂによりそれぞれ枢支連結される。４０２
ａは第１リンク４０２をその長穴部で支持する固
定ピンである。可動マグネツト４０９はマグネツ
トリンク４０７に固着され、ピン４０７ｃを中心
に回動する。ばね４０７ｄは、引張りばねで、ピ
ン４０７ａを介してマグネツトリンク４０７に、
時計方向の回転力を与えている。

次に本発明の作用の説明を行う。

第１図から第３図において、第１図は蓄勢完了
状態、第２図は放勢状態を示す。第３図の回転矢
印はローラクラツチの夫々の軸受ケースと軸との
かみ合い方向（ロツク方向）を示すものであり軸
受ケースを矢印方向に回転するとロツクする。従
つて反対に軸は矢印方向には回転自由、軸受ケー
スは矢印と反対方向には回転自由となる。

第２図の投入ばね１０１の放勢状態より第１図
の投入ばね１０１の蓄勢状態に手動ハンドル２０
５で行う場合は手動ハンドル２０５を手前に引く
と、第３図の手動ハンドル軸２０３が反時計方向
に回転する。この時手動ハンドル軸２０３とロー
ラクラツチ１０５ｂがかみ合い、歯車１０５ａも
反時計方向に回転する。歯車１０５ａの回転は歯
車１０６ａを時計方向に回転する。但しこの場合
電動機軸２０２とは回転自由な為歯車１０６ａの
み回転する。歯車１０６ａの回転は歯車１０７ａ
を反時計方向に回転し、まず歯車１０７ａに固定
されたピン１０７ｅが軸受金具１０７ｂの切欠部
端部に当たるまで回転しその後軸受金具１０７ｂ
が回転する。軸受金具１０７ｂの回転はローラク
ラツチ１０７ｃを介して主軸２０１の回転とな
る。

手動ハンドル２０５を元に戻す時は、手動ハン
ドル軸２０３とローラクラツチ１０５ｂが回転自
由となり歯車１０５ａは回らない。又、この時主
軸２０１に固定されたばね掛け１０８により投入
ばね１０１はある程度蓄勢され主軸２０１は時計
方向に回転しようとするがローラクラツチ３０１
ｂによりロツクされる。

手動ハンドル２０５のこの動作を数回繰返す事
により投入ばね１０１は第２図のデツトポイント
Ｄ点に至る。このＤ点を起えた時に主軸２０１は
投入ばね１０１により反時計方向の回転力を受け
る。この時ローラクラツチ１０７ｃ、主軸２０１
は回転自由となつているが、主軸２０１上に固定
された第４図の投入カム１０上のローラ６０１と
投入キヤツチ１７により固定される。

この位置が第１図の蓄勢完了状態である。

デツトポイントＤ点を起えて主軸２０１が回転
した際ばね１０７ｄにより軸受金具１０７ｂも反
時計方向に回転し、軸受金具１０７ｂの切欠端部
とピン１０７ｅとの間に間隙を生じ第１図の様な
状態となり、この作用が電動機軸２０２を電動機
４により回転し電動機による蓄勢をした場合、第
４図の投入キヤツチ１７とローラ６０１ａとの過
蓄勢を防止する有効な手段となる。

当然ではあるが電動機蓄勢の場合歯車１０５ａ
が空転するのみで手動ハンドル軸２０３はそのま
まである。

次に投入ばねの作用について説明する。第１
図、第２図に示すように投入ばね１０１、金具１
０２，１０３、ストツパ１０４より構成される投
入ばねは、第１図の蓄勢完了状態より第２図放勢
状態にしや断器投入の際移行する。

この際第２図放勢状態に示す様投入ばね１０１
自身は金具１０２，１０３とストツパ１０４が当
なる事により投入ばね１０１自身のエネルギーは
図示するデツドポイントＤ点の位置より前になく
なる。

しかし、第１図蓄勢状態より、第２図放勢状態
に移行する際の投入ばね１０１のエネルギーは主
軸２０１及び投入カム１０の回転エネルギーとし
て与えられ、このエネルギーが４節リンク１１，
１２，１３，１４を介してしや断器の投入を行な
う事となる。

しや断器としての投入エネルギーは一般に回路
電流通電時における投入及び、余裕を含めて無負
荷最低投入エネルギーの２〜３割増を投入ばねに
持たせる。

従つて、投入ばね１０１自身にストツパ１０４
を持たせ金具１０２，１０３と当て、投入ばね１
０１のエネルギーを零にしても、主軸２０１を中
心とする回転エネルギーは一般の投入においては
なくならず主軸２０１は回転エネルギーを持つて
まわる事となる。

もし投入ばね１０１自身をストツパ１０４で止
めずデツドポイントＤ点までの移動をゆるすなら
主軸２０１の回転エネルギーは、ばね掛け１０８
を介して投入ばね１０１自身にデツドポイントＤ
点を起えて蓄勢の方向にエネルギー与え、ローラ
クラツチ３０１ｂに逆向き（ロツク方向）の余剰
エネルギーを衝撃として与える事となり、ローラ
クラツチ３０１ｂへの衝撃を与える事となる。

但し、デツドポイントＤ点前の第２図図示の位
置の様に単に投入ばね１０１自身をストツパー１
０４を持つてストツプさせても金具１０２に設け
た長穴１０２ａがなければ主軸２０１は急撃な停
止を行なわざるを得ず、ローラクラツチ３０１ｂ
及びばね掛けピン３ａに衝撃力を与える事とな
る。

本発明のこの点におけるポイントは投入ばね１
０１自身にストツパ１０４を持たせ長穴１０２ａ
を設けた事であり、主軸２０１を中心とする回転
エネルギーをこの長穴１０２ａを介して逃げばね
掛け１０８への衝撃力緩和、及びローラクラツチ
３０１ｂへの衝撃力緩和にある。従つて本発明に
よれば余剰回転エネルギーは長穴１０２ａによ
り、減すいする事となり、この種の電動ばね操作
方式においては非常に有効な手段となる。

次に投入、引はずしリンク部の作用について説
明する。

第４図から第７図は主に投入、引はずし部のリ
ンク構成を示すもので第４図はしや断器引はずし
状態、投入ばね蓄勢状態の位置を示す。

第５図は投入状態、投入ばね放勢瞬時を示す。

第６図は引はずし自由状態、投入ばね放勢瞬時
を示す。

第７図は第４図から第６図の正面図であり各リ
ンク及びピン等の位置関係を示すものである。

本機構の特徴は、４節リンク１１，１２，１
３，１４の第３節リンク１２、第２節リンク１３
の枢支点にピン２２を介して投入ローラ４０を配
置し、これを投入カム１０の作用で投入させる簡
単な構成をした点にある。

特に投入カム１０は投入の際に利用するカム面
以外は主軸２０１を中心とする同心円としてあ
り、投入完了後蓄勢状態に至るまで、４節リンク
のサポートをカム面にて行う事により保持キヤツ
チを除き構成の簡略化に寄与させている。

引はずしは、第２節リンク１３と第１節リンク
１４との枢支点にピン２３を介して、リンク１５
を枢支し、電動機軸２０２を利用した引はずしキ
ヤツチ１６をピン３９を介して枢支し、引はずし
シヤフト２６の半円部に掛け、引はずしシヤフト
２６を、時計方向に回転させる事により引はずし
キヤツチ１６を時計方向に回転させ４節リンクを
くずして行う。

特に引はずし後の４節リンクの復帰に際して、
第１節リンク１４にピン３２を設け引はずしキヤ
ツチ１６にピン３１を設けこの間にばね３５を配
置し、引はずしキヤツチ１６の復帰と併用させ、
構成の簡略化をはかつている。

投入ばね蓄勢状態は、カム１０に取り付けたロ
ーラ６０１ａをして投入キヤツチ１７で保持さ
せ、投入キヤツチ１７は固定ピン２９を支点とし
て反時計方向に偏心させてある為投入シヤフト２
７を反時計方向に回転する事により投入キヤツチ
１７が反時計方向に回転しローラ６０１ａとの掛
りが外れて、投入カム１０が反時計方向に前記し
た投入ばね１０１のエネルギーを持つて回転させ
る。

ばね３６は入切表示板１８と、投入キヤツチ１
７間に相互に逆方向の回転力を与え投入キヤツチ
１７自身は第４節リンク１１に固定されたピン３
０を介して動作を規制される。

又この機構の構成に当つて組立を簡略化する為
主軸２０４に付属する、４節リンク１１，１２，
１３，１４リンク１５引はずしキヤツチ１６を組
立、主軸２０１に付属する主軸歯車１０７、投入
カム１０、ばね掛け１０８を組立た後フレーム１
の切欠部１ａ，１ｂに差込み押えフレーム２にて
押えて固定する。

押えフレーム２の端部は内側に押り曲げピン２
２の両端部に当て投入の際の第３節リンク１２、
第２節リンク１３の反転を防止する機能を持つ。

次に瞬時引はずし装置の作用について説明す
る。

第８図は投入動作瞬時にのみ流れる過電流を検
出する瞬時引はずし装置の概要であり、しや断器
開路状態および閉路状態時の引はずし装置のリン
ク類の関連を示している。しや断器閉路時には前
述した４節リンク機構部のピン２２は、図中Ｓで
示す点に静止しており、リンク４０１、第１リン
ク４０２、第２リンク４０３は、ばね４１３の復
帰力により第２リンク４０３がピン２４を中心に
反時計方向の回転力を受け、第１リンク４０２の
長穴部の上面が固定ピン４０２ａと当接して静止
している。かかる状態では第３リンク４０４と第
４リンク４０５の枢支連結部ピン４０５ａはＰで
示す点に存在する。ピン４０５ａは第８図部分図
に示す如く、例えば頭付ピンなどを用い引はずし
リンク４１１の端面と当接可能な状態になり得る
構成をなすものとするが、ピン４０５ａが点Ｐに
存在する場合には引外しリンク４１１との上下位
置関係から当接しないこととなる。

しや断器閉路時に、主回路に所定の過電流が流
れた場合には第９図に示すように、固定マグネツ
ト４０８に生じた磁束により可動マグネツト４０
９を吸引し、マグネツトリンク４０７がピン４０
７ｃを中心に反時計方向に回動し、ピン４０７ｂ
を介して絶縁パドル４０６をシヤフト４０６ａを
中心に時計方向に回転させる。当該動作により第
４リンク４０５が図中左方に移動し、第３リンク
４０４との枢支点のピン４０５ａは第２リンク４
０３と第３リンク４０４の枢支ピン４０４ａを中
心として反時計方向の回動をするが、ピン４０５
ａは引外しリンク４１１の端面とは当接しないの
で、しや断器が引はずされることはない。

第１０図はしや断器投入瞬時（投入動作時）
に、回路の短絡などの障害により、過電流が流れ
た場合に、しや断器が瞬時引はずしを行なう過程
を示したものである。しや断器の投入動作は第４
図、第５図により前述したように、投入ばねの放
勢力によりカムを回転し投入ローラーを介してピ
ン２２を点Ｒから点Ｓを移動する動作を伴なう為
該動作時、ピン２２の上面でリンク４０１の先端
部下面を押し上げる作用により、第１リンク４０
２が持ち上げられ、第２リンク４０３がピン２４
を中心にして、時計方向へ回転され、第２リンク
４０３に枢支連結された第３リンク４０４と、第
４リンク４０５の枢支部ピン４０５ａは第８図Ｐ
点からＱ点へ移動する。しや断器が完全投入時
（ピン２２がＳ点に至達）にはリンク４０１の先
端部は下降自由となる為、復帰ばね４１３の作用
により下降して、４０２，４０３，４０４のリン
ク類も復帰することになるが通常これらリンク類
の復帰動作には20ms程度の遅延がある。一方投
入動作時に万一主回路に短絡などの障害が存在し
た場合にはしや断器接触子が接触後10ms以内に
は可動マグネツト４０９が吸引動作が行なわれる
ので、マグネツトリンク４０７、絶縁リンク４０
６がそれぞれ回動動作を行ない、第４リンク４０
５が左方へ移動し、ピン４０５ａが引外しリンク
４１１の先端と当接し、該引外しリンク４１１
が、引はずしパドル２６ａと当押し、引外しシヤ
フト２６を回動する為、引外しラツチ１６と引は
ずしシヤフトの掛合が外れて、しや断器は引外し
動作が行なわれる。第１１図は前述動作により引
外しラツチ１６と引外しシヤフト２６の掛合が外
れた状態を示すものである。

以上の如き、本案構成は、電磁石とリンク機構
の構成の為、ノイズ等による誤動作がなく、簡単
で確実な投入時瞬時引はずし装置を提供すること
が出来る。投入時瞬時引はずし装置は、多数のし
や断器が互いに協調をとりながら、保護系統を構
成した場合に、万一母線短絡などが発生したとき
にも、被害を最少限に保護することが可能とな
る。

以上のように本発明によれば簡単な構成により
従来複雑とされていた電動ばね操作回路しや断器
を得る事が出来、小形コンパクト化で信頼性の高
い回路しや断器の操作装置を提供する事が出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の投入ばね蓄勢機構の側面図で
蓄勢状態を示す図、第２図は本発明の投入ばね蓄
勢機構の側面図で放勢状態を示す図、第３図は本
発明の蓄勢機構の正面図、第４図は本発明の投
入、引外しリンク機構の側面図で引外し状態、ば
ね蓄勢状態を示す図、第５図は本発明の投入、引
外しリンク機構の側面図で第４図より、完全投入
状態に移行した状態を示す図、第６図は本発明の
投入、引外しリンク機構の側面図で引外し自由状
態を示す図、第７図は本発明の投入、引外しリン
ク機構の正面図、第８図、第９図、第１０図、第
１１図は本発明の投入時のみ動作する瞬時過電流
引外し装置の側面図である。 ４０１……リンク、４０２……第１リンク、４
０３……第２リンク、４０４……第３リンク、４
０５…第４リンク、４０６……絶縁パドル、４０
７……マグネツトリンク、４１１……引外しリン
ク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主回路の開閉動作を司る主リンク機構部の連
   結ピンにより上下動するリンクと、このリンクの
   一端をピンを介して第１リンクの一端に連結し、
   この第１リンクの中央部に設けた長穴にフレーム
   に固着させたピンに係合させ、他端を第２リンク
   の一端とピンを介して連結し、この第２リンクの
   中央部をフレームに固着したピンで枢支し、第２
   リンクの他端を第３リンクの一端にピンを介して
   連結し、第３リンクの一端にピンを介して連結
   し、第３リンクの他端を第４リンクの一端にピン
   を介して連結し、第４リンクの他端を絶縁パドル
   の一端にピンを介して連結し、この絶縁パドルの
   中央部をフレームに固着したピンに枢支し、絶縁
   パドルの他端を主回路の投入時の過電流のみ動作
   するマグネツト機構のリンクと係合させ、前記連
   結ピンにより上下動するリンクが連結ピンと係合
   している間のみ、第３リンクと第４リンクのピン
   結合部を引外しリンクの一端に当接させ、前記上
   下動するリンクと連結ピンとの係合が外ずれた時
   に、前記ピン結合部と引外しリンクの当接を解除
   するように配置させ、引外しキヤツチカムを投入
   中係止している引外しシヤフトを投入時の過電流
   が流れた時にのみ、前記ピン結合部を前記引外し
   リンクの一端に当接させ、この引外しリンクの動
   きで、前記引外しシヤフトと引外しキヤツチカム
   の係止を解き、引外しキヤツチカムに連結された
   リンクで、前記主リンク機構部の投入時のバラン
   スをくずし、主回路の接点を開極させることを特
   徴とする回路しや断器の操作装置。