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WO2011055564A1 - 開閉装置の操作機構 - Google Patents

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WO2011055564A1
WO2011055564A1 PCT/JP2010/059915 JP2010059915W WO2011055564A1 WO 2011055564 A1 WO2011055564 A1 WO 2011055564A1 JP 2010059915 W JP2010059915 W JP 2010059915W WO 2011055564 A1 WO2011055564 A1 WO 2011055564A1
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WO
WIPO (PCT)
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closing
lever
latch
spring
moon
Prior art date
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Application number
PCT/JP2010/059915
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English (en)
French (fr)
Inventor
洋平 山本
洋 十鳥
丈明 山中
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to JP2011539299A priority patent/JP5200172B2/ja
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Priority to KR1020127005706A priority patent/KR101300979B1/ko
Priority to CN201080049572.9A priority patent/CN102598180B/zh
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/28Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/40Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/30Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
    • H01H3/3031Means for locking the spring in a charged state
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/42Driving mechanisms

Definitions

  • This invention relates to an operating mechanism for a switching device such as a circuit breaker or a switch.
  • the following techniques have been disclosed as conventional operating mechanisms used for switching devices such as circuit breakers. It has a shut-off spring that performs an open circuit operation by release and a closing spring that performs a close operation by release, and the stored energy of the shut-off spring is released by a trip trigger to release the stored energy. Then, a circuit opening operation is performed, and the stored energy of the closing spring is released by a closing trigger, so that the stored energy is released and a closing operation is performed.
  • the trip trigger and closing trigger are rotatably mounted on the same trigger shaft, and when in the closing state, the tripping trigger is attached with a cutoff spring by a trip latch lever to hold the closing state. It is comprised so that the load in which the power was attenuate
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and is an operation mechanism for an opening / closing device in which the reliability of a latch portion that holds the stored energy of the closing and closing springs is increased in the closing and tripping operations.
  • the purpose is to provide.
  • the operating mechanism of the switchgear includes a closing spring for applying a driving force for rotating the camshaft to release the contact of the switchgear, and a stored energy of the closing spring transmitted from the camshaft.
  • a closing spring for applying a driving force for rotating the camshaft to release the contact of the switchgear
  • a stored energy of the closing spring transmitted from the camshaft When the holding spring is released by releasing the holding by the first half-moon latch and the first half-moon latch, the cam provided on the cam shaft is rotated.
  • An output lever that transmits the input driving force to the opening and closing device via the link mechanism, and a trip lever that transmits the stored energy of the cutoff spring provided in the link mechanism and rotates the output lever in the trip direction.
  • a second half-moon latch that retains the stored energy of the shut-off spring.
  • the first half-moon latch that holds the stored energy of the closing spring via the closing lever and the stored energy of the cutoff spring is held via the trip lever. Since the second half-moon latch is provided, the distance from the center of rotation of each half-moon latch to the engagement location can be shortened, so that the position adjustment is easy and the stored energy of the closing spring and the shut-off spring is securely held. And a highly reliable operation mechanism of the switchgear can be obtained. Further, the load applied to the latch portion can be reduced, and the latch can be driven with a small driving force.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a closing lever of FIG. 2.
  • FIG. 3 illustrates the first half moon latch of FIG.
  • FIG. 3 illustrates the principal part (mainly holding mechanism part of the injection
  • FIG. 3 is a perspective view which shows the trip lever of FIG. It is a figure explaining the accumulation
  • FIG. 1 is a perspective view of an operating mechanism of an opening / closing device according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 For example, a vacuum circuit breaker using a vacuum valve will be described as an example of the switchgear.
  • the configuration of the entire operation mechanism will be described with reference to the perspective view of FIG.
  • FIG. 1 there are some parts that are hidden inside and it is difficult to understand the shape. Therefore, the arrangement relationship between the parts will be mainly described, and the details of the shape of each part will be described with reference to the partial views of FIGS. To.
  • a cam shaft 3 to which a cam 2 for transmitting a closing driving force is fixed is disposed between two frames 1a and 1b having different shapes.
  • a first half-moon latch 5 to which the drive plate 4 is fixed is disposed above the cam shaft 3, and a closing lever shaft 7 to which a closing lever 6 is fixed is disposed behind.
  • a trip lever rotating shaft 9 on which a trip lever 8 is pivotally supported is provided in front of the cam shaft 3, and an output lever shaft 11 serving as a rotation center of the output lever 10 is further provided below the rear portion.
  • a second half moon latch 13 to which the drive plate 12 is fixed is disposed at the lower front portion. The shafts and the latches are arranged in parallel to each other in the direction perpendicular to the two frames 1a and 1b.
  • a large gear 14 is fixed to the end of the camshaft 3 protruding to the outside of the frame 1a, and a crank rod 15 is connected to the large gear 14 to perform a crank motion in accordance with this rotation.
  • a closing spring 16 is provided that has one end supported on the frame side and the other end extending and contracting in conjunction with the movement of the crank rod 15 to apply a driving force in the closing direction to the large gear 14.
  • one end side of the output link 17 is pivotally supported on the output lever 10, and the other end side of the output link 17 is connected to a movable contact of a vacuum valve of a vacuum circuit breaker via a link mechanism (not shown). (See FIG. 5).
  • FIG. 2 is a perspective view showing a portion that is mainly above and behind the camshaft 3 and serves as an energy storage mechanism for the input driving force.
  • the right frame 1b is omitted so that the inside can be seen.
  • the cam 2 is fixed to the camshaft 3 to which the large gear 14 is connected and the driving force is transmitted from the closing spring 16.
  • Two closing levers 6 (details will be described later) are arranged in such a manner that a gap is formed on both sides of the cam 2 and the cam 2 is sandwiched, and a locking portion 6a is formed on one end side of the closing lever 6, and the like.
  • the end side is fixed to the closing lever shaft 7 so that it can rotate around the closing lever shaft 7.
  • the closing lever shaft 7 is provided with a twist spring 18. One end of the closing lever is hooked on the closing lever 6, and the other end is locked to the frame 1 b side, thereby rotating the closing lever 6 counterclockwise in the figure. It is energized to let you. However, a stopper (not shown) is provided so as not to rotate counterclockwise beyond the position shown in the drawing. Further, the closing lever 6 is provided with a pin 19 so as to connect the two closing levers, and this pin is arranged at a position where the cam 2 contacts when the cam shaft 3 rotates. .
  • a first half moon latch 5 (details will be described later) is rotatably provided on the frames 1a and 1b.
  • a part of the first half-moon latch 5 is formed with a notch 5a serving as a latch part, and the notch 5a and the engaging part 6a provided on the closing lever 6 are arranged to engage with each other. ing.
  • the locking portion 6a of the closing lever 6 and the notch 5a of the first half-moon latch 5 have a clearance as shown in the figure. It is biased counterclockwise by a twist spring 18 so as to be held in position.
  • the first half-moon latch 5 is attached with a drive plate 4 serving as a portion to which a driving force for releasing the engagement is applied by a rivet, a bolt or the like.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the closing lever 6.
  • a locking portion 6a that engages with the first half-moon latch 5 described above is formed on one end side, and a shaft hole 6b that is fixed to the closing lever shaft 7 is provided on the other end side. It has been. Further, a pin hole 6c to which the pin 19 described above is fixed is provided at a position near the shaft hole 6b between the locking portion 6a and the shaft hole 6b.
  • the notch 6d is for locking the twist spring 18.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams showing the first half-moon latch 5, wherein FIG. 4A shows the half-moon latch 5 alone, FIG. 4B shows the state where the drive plate 4 is attached to the half-moon latch 5, and FIG.
  • the cross section seen from cc of a) is shown.
  • the 1st half-moon latch 5 consists of a round bar-like member, and the notch part 5a which notched leaving a half-moon-shaped cross section (refer (c)) is formed in a part of longitudinal direction. ing.
  • the length of the notch 5a in the axial direction is made larger than the width of the closing lever 6 composed of two plates.
  • a corner portion of the cutout portion 5 a is a portion that becomes an engaging portion with the closing lever 6.
  • a mounting portion 5b and a mounting hole 5c to which the drive plate 4 is mounted are formed at a position shifted in the longitudinal direction with respect to the cutout portion 5a and at a position that is approximately 180 degrees opposite to the circumferential direction. .
  • the drive plate 4 is fitted into the attachment portion 5b, and is fixed by a fastening member such as a rivet or a bolt using the attachment hole 5c.
  • the shape of the drive plate 4 is merely an example, and is not limited to the shape shown in the figure.
  • the reason why the mounting portion 5b is formed at a position shifted by 180 degrees in the circumferential direction with respect to the notch portion 5a is to balance the mass of the first half-moon latch 5 with respect to the rotation axis even slightly. It is not necessarily limited to 180 degrees.
  • the drive plate 4 is pressed with a closing button (not shown) to rotate the first half-moon latch 5, but after the disengagement, in order to surely return to the original position,
  • the spring attachment hole 5d for twist spring attachment is provided in one axial end.
  • the shaft end portion is chamfered so that the twist spring can be easily inserted.
  • one end of the twist spring 20 inserted into the shaft end is inserted into the spring mounting hole 5d, and the other end is locked to the frame 1a. A rotational force in the disengagement direction can be applied.
  • a hole is provided on the frame side in advance, and a part of the drive plate 4 is disposed so as to be movable in the hole. Measures are taken to regulate the above.
  • a pin may be implanted at a position distant from the notch portion of the latch body, and a stopper for contacting the pin may be used on the frame side.
  • FIG. 5 also shows the left side frame 1b so that the inside can be seen.
  • the camshaft 3 has been described with reference to FIG.
  • An output lever 10 composed of two plates is supported on an output lever shaft 11 disposed below the rear portion thereof, and rotates around the output lever shaft 11.
  • the following members are attached between the two output levers 10.
  • a roller 21 is rotatably provided at the upper part of the output lever 10 and in front of the output lever shaft 11.
  • the roller 21 is in a positional relationship where it is rolled and pressed when the cam 2 rotates.
  • a latch pin 22 is provided on the front side of the roller 21.
  • One end of the output link 17 is rotatably supported on the lower side of the output lever 10.
  • the tip from the output link 17 is schematically shown as an example, but is connected to the movable contact 25 of the vacuum valve 24 of the vacuum circuit breaker via the link mechanism 23.
  • a shut-off spring 26 is provided and urged so as to drive the movable contact 25 of the vacuum valve 24 to the open side. This urging force also works as a driving force that drives the output link 17 upward.
  • a trip lever rotating shaft 9 is provided in the frame in front of the cam shaft 3.
  • One end of a tripping lever 8 (details will be described later) made up of two plate-like members is pivotally supported on the tripping lever rotation shaft 9.
  • a stepped locking portion 8a similar to the locking portion 6a of the closing lever 6 described in FIG. 3 is formed.
  • An intermediate lever 28 having one end supported by the shaft pin 27 in a form sandwiched between two tripping levers 8 is rotatably coupled to the tripping lever 8.
  • a second half-moon latch 13 is rotatably provided on the frames 1a and 1b at a position where it can engage with the locking portion 8a of the trip lever 8.
  • the main body shape of the second half-moon latch 13 is the same as that of the first half-moon latch 5 described in FIG.
  • the drive plate 12 is not the same as the drive plate 4, and the shape may be determined as appropriate depending on the pressing direction and the arrangement of neighboring members. That is, by using the drive plate properly while using the body part of the half-moon latch of the same part, it can be used for the first half-moon latch 5 used for the closing operation and the second half-moon latch 13 used for the tripping operation, The number of parts can be reduced by sharing parts.
  • FIG. 6 is a perspective view of the tripping lever 8 and shows only one of the two-sheet set.
  • a stepped locking portion 8 a that engages with the second half-moon latch 13 is formed on one end side, and a shaft hole 8 b that penetrates the tripping lever rotation shaft 9 is formed on the other end side.
  • the pin pin 8c provided in the intermediate portion between the locking portion 8a and the shaft hole 8b is inserted and fixed to the shaft pin 27 described above, and the intermediate lever 28 is rotatably attached to the shaft pin 27.
  • the function of the intermediate lever 28 will be described later. The above is the description of each configuration. Next, the operation of the operation mechanism of the present embodiment will be described.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a state before the closing operation.
  • the vicinity of the cam shaft 3, the closing lever shaft 7 and the first half-moon latch 5 is taken out (the same applies to FIGS. 8 and 9).
  • the locking portion 6a of the closing lever 6 and the cutout portion 5a of the first half-moon latch 5 are in a state in which a clearance exists. That is, the closing lever 6 is urged in the direction of arrow A by the action of the torsion spring 18 and is held at the position shown in the figure.
  • the operation of the camshaft 3 will be described with reference to FIG.
  • the large gear 14 is rotated in the direction of the arrow by a driving force of an electric motor (not shown). Along with this rotation, the crank rod 15 performs a crank motion and accumulates the closing spring 16. When the bottom dead center is exceeded, a rotational force is applied to the large gear 14 by the large load of the charged spring 16 stored. Since the camshaft 3 is connected to the large gear 14 and the cam 2 is fixed to the camshaft 3, the cam 2 rotates together with the camshaft 3 when a rotational force is applied to the large gear 14.
  • the structure is such that the distance from the rotation center position of the closing lever 6 to the engaging portion between the locking portion 6a and the cutout portion 5a of the first half-moon latch 5 is increased. Since the force is received by the pin 19 close to the center of rotation, the load received by the first half-moon latch 5 is a reduced large load due to the stored closing spring 16, and this is a mechanism for reducing the load. Yes. That is, a large load from the closing spring 16 is not directly received by the latch, but is received by the first half-moon latch 5 via the closing lever 6. In addition, since the distance from the rotation center of the half-moon latch to the engagement location is short, the position adjustment of the engagement position is easy.
  • the throwing-in operation is performed by canceling the above-described stored state.
  • the holding state is released by rotating the first half-moon latch 5 engaged with the closing lever 6.
  • This operation can be easily performed by pressing the drive plate 4 attached to the first half-moon latch 5 with, for example, a closing button such as a coil button (not shown) as shown by a thick arrow in FIG. .
  • a closing button such as a coil button (not shown) as shown by a thick arrow in FIG.
  • FIGS. 10 to 13 are explanatory views in which the peripheral portions of the cam shaft 3, the output lever shaft 11, the trip lever rotating shaft 9, and the second half moon latch 13 are taken out.
  • the cam 2 rotates from the state of FIG. 9, the cam 2 then comes into contact with the roller 21 attached to the output lever 10, and the cam 2 acts to push down the roller 21 while rolling.
  • the output lever 10 rotates counterclockwise about the output lever shaft 11 as indicated by the thick arrow in FIG. 10, so that the output link 17 connected to the output lever 10 is biased by the cutoff spring 26. It is pushed down by overcoming. Since the output link 17 is connected to the vacuum valve 24 via the link mechanism 23 as described with reference to FIG. 5, the pressing contact of the output lever 10 closes the movable contact 25 of the vacuum valve 24.
  • the breaker is turned on.
  • the distance from the rotation center position of the trip lever 8 to the engagement portion between the locking portion 8a of the trip lever 8 and the notch portion 13a of the second half-moon latch 13 is increased. Since the load is received via the intermediate lever 28 provided in the middle thereof, the load received by the second half-moon latch 13 is the load that the intermediate lever 28 receives from the latch pin 22 is reduced. A similar load reduction effect can be expected.
  • the tripping operation of the vacuum circuit breaker is performed by canceling the above-described holding state.
  • the holding state is released by rotating the second half-moon latch 13 engaged with the tripping lever 8.
  • the drive plate 12 attached to the second half moon latch 13 is pushed in the direction indicated by the thick arrow in FIG. Easy to implement.
  • the intermediate lever 28 is pushed by the latch pin 22 and rotates clockwise.
  • the intermediate lever 28 and the latch pin 22 are disengaged.
  • the output link 17 is pushed up in the direction of the arrow by the biasing force of the cutoff spring 26, and the contact of the vacuum valve 24 is opened via the link mechanism 23.
  • the camshaft is rotated by releasing the power, and a closing spring that applies a closing driving force for closing the contact of the switchgear is provided from the camshaft.
  • a first half-moon latch that holds the stored energy of the closing spring that is transmitted via the closing lever, and when the closing spring is released by releasing the holding by the first half-moon latch, the cam shaft is provided with The output lever is rotated by being pressed by the cam, and the stored energy of the shut-off spring provided in the link mechanism is transmitted to the opening / closing device via the link mechanism, and the output lever is moved in the direction of tripping.
  • a second half-moon latch that prevents the rotation via a trip lever and retains the stored energy of the shut-off spring. Engage from the center of rotation Because it can shorten the distance far, easy positioning, holding the prestressing energy of the closing spring and the opening spring can be reliably, it is possible to obtain the operating mechanism of reliable switchgear. Further, the load applied to the latch portion can be reduced, and the latch can be driven with a small driving force.
  • the closing lever is formed with a locking portion at one end side and is supported rotatably at the other end side, and a pin is provided at a position close to the rotation center portion between the locking portion and the rotation center portion.
  • the pin is pushed by the rotation of the cam and the closing lever rotates, and the latching portion of the closing lever engages with the notch provided in the first half moon latch, so that the energy stored in the closing spring is maintained. Since the first half-moon latch receives a load in a state where the large load due to the stored closing spring is reduced, the first half-moon latch can be miniaturized, The operation mechanism can be reduced in size.
  • the trip lever has a locking portion formed at one end and is rotatably supported at the other end.
  • One end of the tripping lever can be rotated by a shaft pin provided between the locking portion and the rotation center portion.
  • the other end of the intermediate lever is pushed against the latch pin provided on the output lever by the driving force that the output lever tries to rotate in the tripping direction by the stored energy of the cutoff spring.
  • the tripping lever is rotated, and the latching portion of the tripping lever is engaged with the notch portion provided in the second half-moon latch so that the stored energy of the cutoff spring is held. Therefore, since the second half-moon latch receives a load in a state where the large load due to the stored cutoff spring is reduced, the second half-moon latch can be miniaturized, and the operation mechanism can be downsized. Can be planned.
  • first half-moon latch and the second half-moon latch are formed of a round bar-like member, and the notch portion is formed by notching a part of the longitudinal direction leaving a half-moon shaped cross section, and rotating each half-moon latch.
  • the drive plate mounting portion to be cut is formed at a position in the longitudinal direction different from the cutout portion, leaving a half-moon shaped cross section, so that the shape of the drive plate can be changed as appropriate so that the same shape of the half-moon latch can be obtained. , It can be used for loading operation and tripping operation, and the parts can be shared.
  • each half-moon latch since the notch part and the attachment part formed in each half-moon latch were formed at a position shifted by approximately 180 degrees in the circumferential direction of the rod-shaped half-moon latch, the deviation of the center of rotation and the center of gravity of the half-moon latch can be reduced, The moment of inertia can be reduced.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

 放勢によりカム軸(3)を回転させて、開閉装置の接点を投入するための投入駆動力を与える投入ばね(16)と、投入ばね(16)の蓄勢エネルギーを投入レバー(6)を介して保持する第1の半月ラッチ(5)と、第1の半月ラッチ(5)による保持が解除されて投入ばね(16)が放勢されたとき、カム軸(3)に設けられたカム(2)に押圧されて回動し、リンク機構を介して開閉装置に投入駆動力を伝達する出力レバー(10)と、リンク機構に設けた遮断ばねの蓄勢エネルギーが伝達されて出力レバー(10)が引外し方向に回動するのを引外しレバー(8)を介して阻止し、遮断ばねの蓄勢エネルギーを保持する第2の半月ラッチと(13)とを備えて構成した。

Description

開閉装置の操作機構
 この発明は、遮断器、開閉器等の開閉装置の操作機構に関するものである。
 従来の、遮断器等の開閉装置に使用される操作機構として、例えば次のような技術が開示されている。
 放勢により開路動作を行う遮断ばねと、放勢により閉路動作を行う投入ばねとを有し、引外しトリガによって遮断ばねの蓄勢エネルギーの保持を解除させることで、その蓄勢エネルギーが放勢されて開路動作を行ない、投入トリガによって投入ばねの蓄勢エネルギーの保持を解除させることで、その蓄勢エネルギーを放勢させて閉路動作を行わせるようになっている。引外しトリガと投入トリガは同一のトリガ軸に独立して回転可能に装着されており、投入状態のとき、引外しトリガには投入状態を保持するための引外しラッチレバーによって、遮断ばねの付勢力が減衰された荷重がかかるように構成されている。
特開2005-228713号公報(第2頁、図1)
 特許文献1に示されたような従来の操作装置では、引外しラッチと出力レバーに植設されたピンとが係合することによって投入状態が保持されている。このとき、係合箇所から引外しラッチの回動中心位置までの距離が離れているため、力線の向きがずれるとラッチが外れやすくなり、位置調整が面倒であり、場合によっては投入状態の保持ができなくなる可能性があるという問題点があった。
 この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、投入及び引外し動作において、投入及び遮断ばねの蓄勢エネルギーを保持するラッチ部の信頼性を高めた開閉装置の操作機構を提供することを目的とする。
 この発明の開閉装置の操作機構は、放勢によりカム軸を回転させて、開閉装置の接点を投入するための投入駆動力を与える投入ばねと、カム軸から伝達される投入ばねの蓄勢エネルギーを、投入レバーを介して保持する第1の半月ラッチと、第1の半月ラッチによる保持が解除されて投入ばねが放勢されたとき、カム軸に設けられたカムに押圧されて回動し、リンク機構を介して開閉装置に投入駆動力を伝達する出力レバーと、リンク機構に設けた遮断ばねの蓄勢エネルギーが伝達されて出力レバーが引外し方向に回動するのを引外しレバーを介して阻止し、遮断ばねの蓄勢エネルギーを保持する第2の半月ラッチと、を備えたものである。
 この発明の開閉装置の操作機構によれば、投入ばねの蓄勢エネルギーを、投入レバーを介して保持する第1の半月ラッチと、遮断ばねの蓄勢エネルギーを、引外しレバーを介して保持する第2の半月ラッチとを備えたので、各半月ラッチの回動中心から係合箇所までの距離を短くできるため、位置調整が容易で、投入ばね及び遮断ばねの蓄勢エネルギーの保持が確実にでき、信頼性の高い開閉装置の操作機構を得ることができる。
 また、ラッチ部にかかる荷重を低減でき、小さな駆動力でラッチを駆動できる。
この発明の実施の形態1による開閉装置の操作機構を示す斜視図である。 図1の要部(主に投入駆動力の蓄勢機構部)を示す斜視図である。 図2の投入レバーを示す斜視図である。 図2の第1の半月ラッチを示す図である。 図1の要部(主に投入状態の保持機構部)を示す斜視図である。 図5の引外しレバーを示す斜視図である。 この発明の実施の形態1による開閉装置の操作機構の投入ばねの蓄勢保持動作を説明する図である。 この発明の実施の形態1による開閉装置の操作機構の投入ばねの蓄勢保持動作を説明する図である。 この発明の実施の形態1による開閉装置の操作機構の投入ばねの蓄勢保持動作を説明する図である。 この発明の実施の形態1による開閉装置の操作機構の投入及び投入保持動作を説明する図である。 この発明の実施の形態1による開閉装置の操作機構の投入及び投入保持動作を説明する図である。 この発明の実施の形態1による開閉装置の操作機構の投入及び投入保持動作を説明する図である。 この発明の実施の形態1による開閉装置の操作機構の引外し動作を説明する図である。
実施の形態1.
 図1は実施の形態1による開閉装置の操作機構の斜視図である。開閉装置としては、例えば真空バルブを用いた真空遮断器を例に説明する。まず、図1の斜視図によって操作機構全体の構成を説明する。但し、図1では内部に隠れて形状が分かりづらい部品もあるので、各部品相互の配置関係を主に説明し、各部の形状の詳細については、図2~図6の部分図によって説明することにする。
 図1に示すように、形状の異なる2枚のフレーム1a,1b間に、投入駆動力を伝達するカム2が固着されたカム軸3が配設されている。カム軸3の上方には駆動板4が固着された第1の半月ラッチ5が、また後方には投入レバー6が固着された投入レバー軸7が配設されている。そして、カム軸3の前方には引外しレバー8が軸支された引外しレバー回動軸9が、また、後部下方には出力レバー10の回動中心となる出力レバー軸11が、更に、前方下部には駆動板12が固着された第2の半月ラッチ13が配設されている。上記各軸および各ラッチは2枚のフレーム1a,1bと垂直方向に、互いに並行に配設されている。
 フレーム1aの外側に突出したカム軸3の端部には、大歯車14が固着されており、大歯車14にはこの回転に伴ってクランク運動するクランクロッド15が連結されている。そして、一端がフレーム側に支持され、他端がクランクロッド15の動きに連動して伸縮して大歯車14に対し投入方向の駆動力を付与する投入ばね16が設けられている。
 また、出力レバー10には、出力リンク17の一端側が回動可能に軸支されており、この出力リンク17の他端側は、図示しないリンク機構を介して真空遮断器の真空バルブの可動接点に連結されている(図5参照)。
 以下、各パートに分けて、更に構成の詳細について説明する。
 図2は、カム軸3の上方及び後方にあって、主に投入駆動力の蓄勢機構となる部分を示す斜視図である。図では、図1で説明した二枚のフレーム1a,1bのうちの、右側のフレーム1bを省いて内部が見えるように表示している。
 大歯車14が連結されて投入ばね16から駆動力が伝達されるカム軸3にはカム2が固着されている。カム2の両側に隙間を空けてカム2を挟むような形で、2枚の投入レバー6(詳細は後述)が配置され、投入レバー6の一端側には係止部6aが形成され、他端側が投入レバー軸7に固着されて、投入レバー軸7を中心に回動できるようになっている。投入レバー軸7には、ひねりばね18が設けられており、その一端を投入レバー6に引っ掛け、他端をフレーム1b側に係止させることで、投入レバー6を図で反時計方向に回動させるように付勢されている。但し、図の位置以上には反時計側に回動しないように図示しないストッパが設けられている。
 また、投入レバー6には、2枚の投入レバーを繋ぐようにピン19が設けられており、このピンは、カム軸3が回転したときにカム2が当接するような位置に配置されている。
 カム軸3の上方には、第1の半月ラッチ5(詳細は後述)がフレーム1a,1bに回動自在に設けられている。この第1の半月ラッチ5の一部には、ラッチ部となる切欠部5aが形成されており、この切欠部5aと投入レバー6に設けた係止部6aとが係合するように配置されている。通常の状態(第1の半月ラッチ5と投入レバー5を係合させない状態)では、図のように投入レバー6の係止部6aと第1の半月ラッチ5の切欠部5aとはクリアランスを有する位置で保持されるように、ひねりばね18で反時計方向に付勢されている。そして、投入レバー6が図で時計方向に回動したときに係止部6aと切欠部5aが係合する。
 また、第1の半月ラッチ5には、係合を解除する駆動力が付与される部分となる駆動板4が、リベットやボルト等で取り付けられている。
 図3は、投入レバー6を示す斜視図である。図のように、一端側に先に説明した第1の半月ラッチ5と係合する係止部6aが形成されており、他端側には投入レバー軸7に固着される軸穴6bが設けられている。また、係止部6aと軸穴6bの間で軸穴6bに近い位置には、先に説明したピン19が固着されるピン穴6cが設けられている。なお、切欠部6dはひねりばね18の係止用である。
 図4は、第1の半月ラッチ5を示す図であり、(a)は半月ラッチ5単体を示し、(b)は半月ラッチ5に駆動板4を取り付けた状態を示し、(c)は(a)のc-cから見た断面を示している。
 (a)に示すように、第1の半月ラッチ5は丸棒状部材から成り、長手方向の一部に、半月状の断面((c)参照)を残して切り欠いた切欠部5aが形成されている。切欠部5aの軸方向の長さは、2枚の板からなる投入レバー6の幅より大きくしている。この切欠部5aの角部が投入レバー6との係合部となる部分である。切欠部5aに対して長手方向にずれた位置で、且つ、周方向にほぼ180度反対の位置に同様に切り欠いて、駆動板4が取り付けられる取付部5bと取付穴5cが形成されている。
 (b)に示すように、取付部5bには駆動板4がはめ込まれ、取付穴5cを利用してリベットやボルト等の締結部材で固着されている。
 なお、駆動板4の形状は一例を示すものであり、図の形に限定するものではなく、後述の投入ボタンの配置等の都合で適宜決めればよい。
 また、切欠部5aに対して取付部5bを周方向に180度ずれた位置に形成したのは、第1の半月ラッチ5を、回転軸に対して少しでも質量のバランスをとるためであり、必ずしも180度に限定するものではない。
 係合解除動作においては、駆動板4を図示しない投入ボタンで押圧して第1の半月ラッチ5を回動させるが、係合解除後は、確実に元の位置へ戻るようにするために、(a)に示すように、一方の軸端にひねりばね取付用のばね取付穴5dを設けている。更に、ひねりばねを挿入しやすいように、その軸端部には面取りを施している。(b)に一点鎖線で示すように、軸端部に挿入したひねりばね20の一端をばね取付穴5dに挿入し、他端をフレーム1aに係止させることで、第1の半月ラッチ5に係合解除方向の回転力を与えることができるようになっている。
 また、第1の半月ラッチ5の回動範囲を規制するために、例えば、予めフレーム側に穴を設けておき、駆動板4の一部を穴の中に移動可能に配置することで回転角度を規制する等の手段がとられている。これ以外にも、例えばラッチ本体の切欠部とは離れた位置にピンを植設しておき、フレーム側にこれと接触させるためのストッパを用いる等の手段でも良い。
 次に、図5の斜視図に基づき、カム軸3の前方と後方及び下方に配置されて、主に投入動作から投入保持動作に関連する機構部分の構成について説明する。図5も左側のフレーム1bを省いて内部が見えるように表示している。
 図において、カム軸3は図2で説明したので説明は省略する。その後部下方に配置された出力レバー軸11に、2枚の板で構成された出力レバー10が支持されており、出力レバー軸11を中心に回動する。
 2枚の出力レバー10の間には次の部材が取付けられている。まず、出力レバー10の上部で出力レバー軸11の前方側に、回転自在にローラ21が設けられている。このローラ21はカム2が回転したときに転接して押圧される位置関係にある。ローラ21の前方側には、ラッチピン22が設けられている。そして、出力レバー10の下方側には出力リンク17の一端が回動自在に支持されている。
 出力リンク17から先は、一例として模式的に示しているが、リンク機構23を介して真空遮断器の真空バルブ24の可動接触子25に連結されている。リンク機構23の途中には、遮断ばね26が設けられて、真空バルブ24の可動接触子25を開放側へ駆動するように付勢されている。この付勢力は、出力リンク17を上方に駆動させる駆動力としても働いている。
 カム軸3の前方には、引外しレバー回動軸9がフレームに設けられている。引外しレバー回動軸9には、2枚の板状部材からなる引外しレバー8(詳細は後述)の一端側が軸支されている。引外しレバー8の他端側は、図3で説明した投入レバー6の係止部6aと同様な段状の係止部8aが形成されている。そして、2枚の引外しレバー8の間に挟まれた形で、軸ピン27に一端側が支持された中間レバー28が、引外しレバー8に対して回動自在に結合されている。
 引外しレバー8の係止部8aと係合可能な位置に、第2の半月ラッチ13が、フレーム1a,1bに回動自在に設けられている。第2の半月ラッチ13の本体形状は、図4で説明した第1の半月ラッチ5と同等である。但し、駆動板12は、駆動板4と同じではなく、押圧方向や近隣の部材の配置との関係で、適宜その形状を決めればよい。すなわち、同一部品の半月ラッチの本体部を用いながら、駆動板を使い分けることにより,投入操作に使用する第1の半月ラッチ5と引外し操作に使用する第2の半月ラッチ13とに使用でき、部品の共通化により部品点数の削減が可能となる。
 図6は、引外しレバー8の斜視図であり、2枚組のうちの1枚のみ示している。一端側に第2の半月ラッチ13と係合する段状の係止部8aが形成され、他端側には引外しレバー回動軸9に貫通させる軸穴8bが形成されている。係止部8aと軸穴8bの中間部に設けられたピン穴8cは先に説明した軸ピン27が挿入固定され、この軸ピン27に中間レバー28が回動自在に取り付けられる。中間レバー28の働きについては後述する。
 以上までが各構成の説明であるが、次に、本実施の形態の操作機構の動作について説明する。
 まず、投入ばねの蓄勢保持動作について図7~図9にしたがって説明する。
 図7は投入動作前の状態を説明する図である。カム軸3、投入レバー軸7、第1の半月ラッチ5近傍を取り出して示している(図8,9も同様)。初期状態(蓄勢動作に入る前)では投入レバー6の係止部6aと第1の半月ラッチ5の切欠部5aは、クリアランスが存在する状態となっている。すなわち、投入レバー6はひねりばね18の作用により矢印A方向に付勢されて図の位置に保持されている。
 最初に、図1を参照しながら、カム軸3の動作から説明する。図示しない電動機等の駆動力により大歯車14を矢印方向に回転させる。この回転に伴ってクランクロッド15がクランク運動をおこない、投入ばね16を蓄勢する。下死点を越えると蓄勢された投入ばね16の大荷重によって大歯車14には回転力が付与される。大歯車14にはカム軸3が連結されており、カム軸3にはカム2が固着されているので、大歯車14に回転力が付与されるとカム軸3と共にカム2も回転する。
 図7に戻り説明する。カム2は2枚の投入レバー6間を矢印Bのように時計回りに回転する。回転が進むと、図8のように、回転によってカム2は投入レバー6に固着されたピン19と接触する。ピン19がカム2から荷重を受けると投入レバー軸7に対して図の太矢印の向きにトルクが発生し、投入レバー6が時計回りに回転を始める。投入レバー6にはひねりばね18の力が作用しているが、投入ばね16による荷重はそれにうち勝ち、投入レバー6はクリアランス分だけ回転する。すると、図9のように、先端側の係止部6aと第1の半月ラッチ5の切欠部5aのエッジ部が係合し、カム2と投入レバー6の動きが停止する。この状態が、投入ばね16の蓄勢エネルギーを保つための蓄勢保持である。
 このとき、投入レバー6の回動中心位置から係止部6aと第1の半月ラッチ5の切欠部5aとの係合部までの距離が長くなるような構造にし、更に、カム2からの駆動力は回動中心に近いピン19で受けているため、第1の半月ラッチ5が受ける荷重は、蓄勢した投入ばね16による大荷重を低減させたものとなり、これが荷重低減の機構となっている。すなわち、投入ばね16からの大きな荷重を直接ラッチで受けるのではなく、投入レバー6を介して第1の半月ラッチ5で受けるようになっている。
 また、半月ラッチの回動中心から係合箇所までの距離が短かいので、係合位置の位置調整が容易である。
 次に投入動作について説明する。
 投入動作は前記の蓄勢保時状態を解除することにより行われる。保持状態の解除は投入レバー6と係合している第1の半月ラッチ5を回転させることにより行う。この操作は、図9中に太矢印で示すように、第1の半月ラッチ5に取付けた駆動板4を、例えば、図示しないコイルボタン等からなる投入ボタンで押すことにより容易に実行可能である。
 図9の状態から、第1の半月ラッチ5と投入レバー6の係合が解除されると、カム2により投入レバー6のピン19が押され、その駆動力で投入レバー6が時計方向に回転し、カム2も時計方向に回転できるようになる。
 次に、真空遮断器の投入動作から投入保持動作に至るまでを説明する。
 図10~図13は、カム軸3,出力レバー軸11,引外しレバー回動軸9,第2の半月ラッチ13の周辺部を取り出した説明図である。
 図10に示すように、図9の状態からカム2が回転すると、次にカム2は出力レバー10に取付けられているローラ21と接触し、カム2が転接しながらローラ21を押し下げるように作用する。これにより、出力レバー10は図10の太矢印に示すように出力レバー軸11を中心に反時計方向に回動するので、出力レバー10に連結されている出力リンク17が遮断ばね26の付勢力に打ち勝って下方に押し下げられる。出力リンク17には、図5で説明したように、リンク機構23を介して真空バルブ24とつながっているので、出力レバー10の押し下げ動作により、真空バルブ24の可動接触子25が閉じ、これにより遮断器は投入状態となる。
 次に、投入保持動作について説明する。
 カム2が更に回転してローラ21から離れる時点では、図11に示すように、中間レバー28の先端部とラッチピン22が係合し図の状態となる。カム2がローラ21から離れれば、出力レバー10はカム2側からの駆動力を受けないので、出力リンク17に連結されたリンク機構23の途中に設けられている遮断ばね26(図5参照)の付勢力により、出力リンク17が矢印の方向に駆動され、これが出力レバー10を時計方向に回転させる力として働く。すると、中間レバー28はラッチピン22から荷重を受ける。
 なお、出力レバー軸11の中心に対して出力リンク17の支点が図で左方にLだけずれているので、遮断ばね26の付勢力が作用したとき出力レバー10は時計方向の回転力を受けることになる。
 このとき,中間レバー28と引外しレバー8は軸ピン27により結合されているため、荷重の作用により引外しレバー回動軸9に対してトルクが発生し図11の太矢印の向きへ引外しレバー8と中間レバー28とが一体となって回動する。この動作により、引外しレバー8の係止部8aと第2の半月ラッチ13の切欠部13aのクリアランス分だけ回動し、係止部8aが切欠部13aのエッジ部に係合し、図12状態となって投入状態が保持される。
 このとき,引外しレバー8の回動中心位置から引外しレバー8の係止部8aと第2の半月ラッチ13の切欠部13aとの係合部までの距離を長くし、引き外しレバー8とその途中に設けた中間レバー28とを介して荷重を受けるようにしているため、第2の半月ラッチ13が受ける荷重は、中間レバー28がラッチピン22から受ける荷重を低減させたものとなり、前記と同様の荷重低減の効果が期待できる。
 次に、引外し動作について説明する。
 真空遮断器の引外し動作は、上記の投入保時状態を解除することにより行われる。保持状態の解除は引外しレバー8と係合している第2の半月ラッチ13を回転させることにより行う。この操作を行うときは、前記と同様で第2の半月ラッチ13に取付けた駆動板12を、例えば、図示しないコイルボタン等からなる引外しボタンで図12の太矢印で示す方向に押すことにより容易に実行可能である。
 図13のように、第2の半月ラッチ13を回転させて引外しレバー8と第2の半月ラッチ13の係合が解除されると、中間レバー28がラッチピン22に押されて時計方向へ回動し、中間レバー28とラッチピン22との係合が解除される。これにより、遮断ばね26の付勢力で出力リンク17が矢印方向に押し上げられ、リンク機構23を介して真空バルブ24の接点が開く。
 以上のように、実施の形態1の開閉装置の操作機構によれば、放勢によりカム軸を回転させて、開閉装置の接点を投入するための投入駆動力を与える投入ばねと、カム軸から伝達される投入ばねの蓄勢エネルギーを、投入レバーを介して保持する第1の半月ラッチと、第1の半月ラッチによる保持が解除されて投入ばねが放勢されたとき、カム軸に設けられたカムに押圧されて回動し、リンク機構を介して開閉装置に投入駆動力を伝達する出力レバーと、リンク機構に設けた遮断ばねの蓄勢エネルギーが伝達されて出力レバーが引外し方向に回動するのを引外しレバーを介して阻止し、遮断ばねの蓄勢エネルギーを保持する第2の半月ラッチと、を備えたので、荷重を受ける最終位置に半月ラッチを採用して、半月ラッチの回動中心から係合箇所までの距離を短くできるため、位置調整が容易で、投入ばね及び遮断ばねの蓄勢エネルギーの保持が確実にでき、信頼性の高い開閉装置の操作機構を得ることができる。
 また、ラッチ部にかかる荷重を低減でき、小さな駆動力でラッチを駆動できる。
 また、投入レバーは、一端側に係止部が形成され他端側が回動可能に支持され、係止部と回動中心部との間の回動中心部に近い位置にピンが設けられており、カムの回転によりピンが押されて投入レバーが回動し、投入レバーの係止部が第1の半月ラッチに設けた切欠部と係合することで、投入ばねの蓄勢エネルギーが保持されるように構成したので、蓄勢した投入ばねによる大荷重が低減された状態で、第1の半月ラッチが荷重を受けることになるため、第1の半月ラッチを小形化することができ、操作機構の小型化を図ることができる。
 また、引外しレバーは、一端側に係止部が形成され他端側が回動可能に支持され、係止部と回動中心部との中間部に設けられた軸ピンに一端が回動可能に支持された中間レバーを備えており、遮断ばねの蓄勢エネルギーにより、出力レバーが引外し方向に回動しようとする駆動力で、出力レバーに設けられたラッチピンに中間レバーの他端側が押されて引外しレバーが回動し、引外しレバーの係止部と第2の半月ラッチに設けた切欠部とが係合することで、遮断ばねの蓄勢エネルギーが保持されるように構成したので、蓄勢した遮断ばねによる大荷重が低減された状態で、第2の半月ラッチが荷重を受けることになるため、第2の半月ラッチを小形化することができ、操作機構の小型化を図ることができる。
 また、第1の半月ラッチ及び第2の半月ラッチは、丸棒状部材から成り、切欠部は、長手方向の一部を半月状の断面を残して切り欠いて形成され、各半月ラッチを回動させる駆動板の取付部が、切欠部とは別の長手方向の位置に、半月状の断面を残して切り欠いて形成したので、駆動板の形状を適宜変えることで、同形状の半月ラッチを、投入操作用と引外し操作用とに使用でき、部品の共通化が図れる。
 更に、各半月ラッチに形成された切欠部と取付部とは、棒状をした半月ラッチの周方向のほぼ180度ずれた位置に形成したので、半月ラッチの回転中心と重心のずれを少なくでき、慣性モーメントを小さくできる。

Claims (5)

  1.  放勢によりカム軸を回転させて、開閉装置の接点を投入するための投入駆動力を与える投入ばねと、
    前記カム軸から伝達される前記投入ばねの蓄勢エネルギーを、投入レバーを介して保持する第1の半月ラッチと、
    前記第1の半月ラッチによる保持が解除され前記投入ばねが放勢されたとき、前記カム軸に設けられたカムに押圧されて回動し、リンク機構を介して前記開閉装置に前記投入駆動力を伝達する出力レバーと、
    前記リンク機構に設けた遮断ばねの蓄勢エネルギーが伝達されて前記出力レバーが引外し方向に回動するのを引外しレバーを介して阻止し、前記遮断ばねの蓄勢エネルギーを保持する第2の半月ラッチと、
    を備えていることを特徴とする開閉装置の操作機構。
  2.  請求項1記載の開閉装置の操作機構において、
    前記投入レバーは、一端側に係止部が形成され他端側が回動可能に支持され、前記係止部と回動中心部との間の前記回動中心部に近い位置にピンが設けられており、
    前記カムの回転により前記ピンが押されて前記投入レバーが回動し、前記投入レバーの前記係止部が前記第1の半月ラッチに設けた切欠部と係合することで、前記投入ばねの蓄勢エネルギーが保持されるように構成されていることを特徴とする開閉装置の操作機構。
  3.  請求項1記載の開閉装置の操作機構において、
    前記引外しレバーは、一端側に係止部が形成され他端側が回動可能に支持され、前記係止部と回動中心部との中間部に設けられた軸ピンに一端が回動可能に支持された中間レバーを備えており、
    前記遮断ばねの蓄勢エネルギーにより、前記出力レバーが引外し方向に回動しようとする駆動力で、前記出力レバーに設けられたラッチピンに前記中間レバーの他端側が押されて前記引外しレバーが回動し、前記引外しレバーの前記係止部と前記第2の半月ラッチに設けた切欠部とが係合することで、前記遮断ばねの蓄勢エネルギーが保持されるように構成されていることを特徴とする開閉装置の操作機構。
  4.  請求項2または請求項3記載の開閉装置の操作機構において、
    前記第1の半月ラッチ及び前記第2の半月ラッチは、丸棒状部材から成り、前記切欠部は、長手方向の一部を半月状の断面を残して切り欠いて形成され、前記各半月ラッチを回動させる駆動板の取付部が、前記切欠部とは別の前記長手方向の位置に、半月状の断面を残して切り欠いて形成されていることを特徴とする開閉装置の操作機構。
  5.  請求項4記載の開閉装置の操作機構において、
    前記各半月ラッチに形成された前記切欠部と前記取付部とは、棒状をした前記各半月ラッチの周方向のほぼ180度ずれた位置に形成されていることを特徴とする開閉装置の操作機構。
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