特許 6022336 断路器の衝撃緩衝装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6022336

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】断路器の衝撃緩衝装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 31/02 20060101AFI20161027BHJP

   F16F 7/00 20060101ALI20161027BHJP

【ＦＩ】

   H01H31/02 B

   F16F7/00 G

   H01H31/02 E

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-273671(P2012-273671)

(22)【出願日】2012年12月14日

(65)【公開番号】特開2014-120276(P2014-120276A)

(43)【公開日】2014年6月30日

【審査請求日】2015年12月1日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 集会名：「断路器の耐震設計技術に関する研究」推進会議 開催日：平成２４年６月１９日

(73)【特許権者】

【識別番号】514105011

【氏名又は名称】株式会社東光高岳

(73)【特許権者】

【識別番号】000003687

【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092598

【弁理士】

【氏名又は名称】松井 伸一

(72)【発明者】

【氏名】高橋 徹夫

(72)【発明者】

【氏名】永田 清志

(72)【発明者】

【氏名】大山 友幸

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 智章

【審査官】 関 信之

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０１−１４８６３１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５７−０５９４８９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−２３０３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６２２６９３５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００６−２０２４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭４５−００９２１８（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開２０００−２５１５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５１−０１４７６６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ３１／０２

Ｆ１６Ｆ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

断路器の上下に隣接するがいしの間に介在させる衝撃緩衝装置であり、
上側に連結するがいしと下側に連結するがいしのなす角を可変とするユニバーサルジョイントと、
そのユニバーサルジョイントの上側のがいしに連結する上側連結部材と、下側のがいしに連結する下側連結部材の間に介在するように配置されたダンパ装置を備え、
前記ダンパ装置は、前記上側連結部材と前記下側連結部材の間隔が短くなる動作に基づいて発生する衝撃を吸収するものであることを特徴とする断路器の衝撃緩衝装置。

【請求項2】

前記がいしは、断路器の開閉のための回転力を伝達する操作がいしを構成するものであることを特徴とする請求項１に記載の断路器の衝撃緩衝装置。

【請求項3】

前記ダンパ装置は、ばね部材を用いて構成することを特徴とする請求項１または２に記載の断路器の衝撃緩衝装置。

【請求項4】

前記ばね部材は、輪ばねであることを特徴とする請求項３に記載の断路器の衝撃緩衝装置。

【請求項5】

前記輪ばねに対して初期負荷を加える初期荷重加荷構造を備えたことを特徴とする請求項４に記載の断路器の衝撃緩衝装置。

【請求項6】

前記ダンパ装置は、前記輪ばねを収納する上方が開口した収納容器と、その収納容器の上部に昇降移動可能に配置されるガイドキャップとを備え、
前記初期荷重加荷構造は、前記ダンパ装置の内部に実装され、前記収納容器と前記ガイドキャップの最大離反距離を制限するように前記収納容器と前記ガイドキャップを連携する連携手段を有し、前記収納容器と前記ガイドキャップが前記最大離反距離に位置する際にも前記輪ばねが圧縮されるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の断路器の衝撃緩衝装置。

【請求項7】

前記ダンパ装置は、前記輪ばねを収納する上方が開口した収納容器と、その収納容器の上部に昇降移動可能に配置されるガイドキャップとを備え、
前記初期荷重加荷構造は、前記ダンパ装置の外部から前記ガイドキャップを下方に付勢し、無負荷の平常状態で前記輪ばねが圧縮されるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の断路器の衝撃緩衝装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、断路器の衝撃緩衝装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

図１は、従来の５００ｋＶ変電所に設置される断路器１の一例を示している。断路器１の導電部２は、地上に設置された架台３の上に起立されたがいし装置４の頂上に設置される。このがいし装置４の頂上に設置される断路器１の導電部２は、その頂点で回転するヒンジ部５と、ヒンジ部５に連結された水平方向に延びるバット側ブレード６と、そのバット側ブレード６の先端に取り付けられた主接触部（バット）７，シールドリング８を備える。これらバット側ブレード６，主接触部７及びシールドリング８は、ヒンジ部５の回転に伴い一体となって回転する。ヒンジ部５は、バッテリー電源等の駆動源からの力を受けて正逆回転する。この種の断路器は、例えば特許文献１に開示されている。

【0003】

がいし装置４は、導電部２を支持する支持がいし１１と、ヒンジ部５に対して回転力を伝達する操作がいし１２を備える。１本の支持がいし１１は、複数個のがいし １１ａを直列に連結して形成する。この支持がいし１１を３本用い、各支持がいし１１を三角錐の各辺に組み付けて塔のように形成する。この３本の支持がいし１１により形成される塔の上に導電部２を設置する。操作がいし１２は、上記の３本の支持がいし１１で構成される三角錐の中心を上下に延びるように配置する。この操作がいし１２も、複数のがいし１２ａを直列に連結して形成される。この操作がいし１２の上端がヒンジ部５に連携される。

【0004】

支持がいし１１は、複数個（図の例では４個）のがいし１１ａをボルトにて連結することで全体が一本の直線状の細棒体としている。また、従前の操作がいし１２は、複数個のがいし１２をボルトにて連結してその全体を一本の直線状の棒状体としたものもある。一方、図１，図２に示すように、操作がいし１２の中間部、すなわち、隣接するがいし１２ａの間にユニバーサルジョイントからなる中間連結部１４を介在して連結したものがある。

【0005】

この中間連結部１４は、例えば図３に示すような中間ピンジョイント構造により構成される。すなわち、十文字型継手１４ａを、上側カップリング１４ｂと下側カップリング１４ｃで挟み込むとともに、ピン１４ｄを用いて一体化する。十文字型継手部１４ａ・ピン１４ｄは、ピン接合構造となっており、ユニバーサルに可動する構成となる。図４（ｂ）に示すように、中間連結部１４は、同一直線状に配置された一組のピン１４ｄの軸回りに所定角度範囲内で正逆回転可能となる。これにより、直交する２軸の回りでそれぞれ所定角度回転することで、上側カップリング１４ｂと下側カップリング１４ｃは、ユニバーサルに可動となる。そして、図４（ａ）に示すように、上側カップリング１４ｂと下側カップリング１４ｃは、がいし１２ａに連結する。

【0006】

例えば過度な地震動により操作がいし１２が振られた場合、すべてのがいし１２ａをボルト等により直結していると、細棒状の操作がいし１２はその全体が湾曲し、がいし１２ａの許容応力を超えると、がいし１２ａが破損してしまう。しかし、上記のように中間連結部１４を設けると、過度な地震動により操作がいし１２が振られても、図２（ｂ）に示すように、中間部連結部１４がユニバーサルに可動し、平常時の真っ直ぐなときのがいし中心である基準線Ｌ１に対し、振られた状態の操作がいし１２（がいし１２ａ）の中心線Ｌ２は傾斜するが、中間連結部１４の上側の２個のがいし１２ａと下側の２個のがいし１２ａはそれぞれ直線状を維持することができ、また、仮に湾曲したとしてもその程度を抑えることができ、がいし１２ａの破損を防ぐことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】実公昭４５−９２１８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上述したピンジョイント構造の中間連結部１４は、構造上可動範囲が限られている。そして、可動範囲の限界に達した場合、上側カップリング１４ｂと下側カップリング１４ｃ同士が接触する。よって、係る可動限界を超える過大な地震動を受けると、操作がいし１２並びに中間連結部１４が勢いよく振られ、中間連結部１４は可動限界に達すると、上側カップリング１４ｂと下側カップリング１４ｃ同士が接触し、それ以上の移動が阻止される。よって、中間連結部１４は可動構造から固定構造となる。その結果、中間連結部１４を実装しない操作がいしと同様に、操作がいし１２は全体がくの字のように変形した屈曲状態となってテンションがかかる。さらに地震動により上側カップリング１４ｂと下側カップリング１４ｃ同士が激しく衝突することで大きな衝撃力が発生し、その衝撃力は中間連結部１４と接合しているがいし１２ａに伝わる。そして、その衝撃力と屈曲状態となったことによるテンションとの重畳による力が、がいしの耐力を超えた場合には、がいし１２ａは破壊するおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述した課題を解決するために、本発明に係る断路器の衝撃緩衝装置は、（１）断路器の上下に隣接するがいしの間に介在させる衝撃緩衝装置であり、上側に連結するがいしと下側に連結するがいしのなす角を可変とするユニバーサルジョイントと、そのユニバーサルジョイントの上側のがいしに連結する上側連結部材と、下側のがいしに連結する下側連結部材の間に介在するように配置されたダンパ装置を備え、前記ダンパ装置は、操作がいし間の振動エネルギーを吸収するとともに、前記上側連結部材と前記下側連結部材の間隔が急激に小さくなる動作に基づいて発生する衝撃を吸収するものとした。

【0010】

上側連結部材は実施形態では上側カップリング２６に対応し、下側連結部材は実施形態では下側カップリング２７に対応する。このようにすると、操作がいしは、上側のがいしと下側のがいしの間に本発明の衝撃緩衝装置が介在されることで上方領域と下方領域に分けられる。なお、上方領域を構成するがいしの個数と下方領域を構成するがいしの個数は任意とすることができ、上下で同じでも良いし異なっていても良い。衝撃緩衝装置は、ユニバーサルジョイントを備えるので、例えば地震動などにより操作がいしが湾曲する方向に力が加わった場合、ユニバーサルジョイントの部分で上側のがいしと下側のがいしのなす角が容易に変化するため、各がいしが大きく湾曲することなく操作がいし全体が振動し、各がいしの破損が抑止される。そして、ユニバーサルジョイント内にダンパ装置を設けたので、上記の上側のがいしと下側のがいしのなす角が変化する際、上側連結部材と下側連結部材の相対角度も変化し、変化の方向により両連結部材の周縁のいずれかの部位が接近し、反対側から離反する。すると、その接近によりダンパ装置に圧縮するような衝撃が加わり、ダンパ装置は振動エネルギーを吸収するとともに係る衝撃を吸収する。よって、例えば過大な地震動が発生したとしても、ダンパ装置で衝撃を吸収し、操作がいしを構成するがいしに過大なストレスが加わるのを抑制し、がいしの破損を防止することができる。

【0011】

（２）前記がいしは、断路器の開閉のための回転力を伝達する操作がいしを構成するものとするとよい。

【0012】

（３）前記ダンパ装置は、ばね部材を用いて構成されると良い。（４）ばね部材は、皿ばねや輪ばねを用いるとよい。ばね部材を用いると、耐久性が良好でメンテナンスフリーが実現できるのでよい。そして、皿ばねよりも特に輪ばねを用いると、高い緩衝効果・減衰効果を得られるので好ましい。

【0013】

（５）前記輪ばねに対して初期負荷を加える初期荷重加荷構造を備えるとよい。初期負荷を与えておくと、例えば上側連結部材が傾き始めて上側連結部材と下側連結部材の間隔が短くなり始めた当初から、ばねが安定するとともにロス無く輪ばねの応差の大きい領域，ヒステリシス特性を充分に活かした領域で使用ができるので好ましい。

【0014】

（６）前記ダンパ装置は、前記輪ばねを収納する上方が開口した収納容器と、その収納容器の上部に昇降移動可能に配置されるガイドキャップとを備え、前記初期荷重加荷構造は、前記ダンパ装置の内部に実装され、前記収納容器と前記ガイドキャップの最大離反距離を制限するように前記収納容器と前記ガイドキャップを連携する連携手段を有し、前記収納容器と前記ガイドキャップが前記最大離反距離に位置する際にも前記輪ばねが圧縮されるようにするとよい。連携手段は、実施形態ではガイドピン４０に対応する。この発明は、第一実施形態により実現されている。このようにすると、例えば上側連結部材がガイドキャップから離反したとしても、輪ばねに対して初期負荷が加わった状態を維持できるので好ましい。

【0015】

（７）前記ダンパ装置は、前記輪ばねを収納する上方が開口した収納容器と、その収納容器の上部に昇降移動可能に配置されるガイドキャップとを備え、前記初期荷重加荷構造は、前記ダンパ装置の外部から前記ガイドキャップを下方に付勢し、無負荷の平常状態で前記輪ばねが圧縮されるようにするとよい。この発明は、第二実施形態により実現されている。

【発明の効果】

【0016】

本発明では、例えばユニバーサルジョイントの可動限界を超える過大な地震動を受けるような場合でも、ダンパ装置により振動エネルギーや衝撃を吸収することができ、がいしの破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】従来の断路器の一例を示す図である。

【図2】操作がいしの部分を示す図であり、（ａ）は操作がいしに地震動等がかからずに操作がいしが垂直に起立した基本姿勢にある状態を示す図、（ｂ）は過度な地震動により操作がいしが振られて屈曲した状態を示す図である。

【図3】（ａ）は中間連結部１４を示す斜視図であり、（ｂ）はその分解者視図である。

【図4】（ａ）は中間連結部１４をがいし１２ａに接続した状態を示す図であり（ｂ）は中間連結部１４の動作を説明する図である。

【図5】本発明に係る断路器の衝撃緩衝装置が実装される断路器の一例を示す図である。

【図6】がいし装置と衝撃緩衝装置の関係を示す模式図である。

【図7】本発明に係る断路器の衝撃緩衝装置の好適な第一実施形態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は図（ａ）中のＡ−Ａ矢視正面図、（ｃ）は図（ａ）中のＢ−Ｂ矢視一部破断断面図である。

【図8】図７（ｃ）の一部拡大図である。

【図9】本発明に係る断路器の衝撃緩衝装置の好適な第一実施形態を示す斜視図である。

【図10】本発明に係る断路器の衝撃緩衝装置の好適な第一実施形態を示す分解斜視図である。

【図11】本発明に係る断路器の衝撃緩衝装置の好適な第一実施形態の動作を説明する図である。

【図12】本発明に係る断路器の衝撃緩衝装置の好適な第二実施形態を説明する図である。

【図13】本発明に係る断路器の衝撃緩衝装置の好適な第三実施形態を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図５は、本発明の好適な第一実施形態である断路器の衝撃緩衝装置が実装される５００ｋＶ変電所に設置される断路器１の一例を示している。図６は、本発明の衝撃緩衝装置２０が実装されるがいし装置４を模式的に示している。図５と図１を比較すると分かるように、断路器としての基本的な構成は、同じである。従って、対応する部材には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。そして、従来の中間連結部１４に換えて、本実施形態の衝撃緩衝装置２０を用いることを特徴とする。

【0019】

つまり、新たに断路器を設置する場合には、操作がいし１２を構成する所定のがいし１２ａの連結部分に、本実施形態の衝撃緩衝装置２０を介在させ、衝撃緩衝装置２０の上下にそれぞれがいし１２ａを連結するように構成する。さらに、既設の中間連結部１４が実装されていた断路器に対しては、係る中間連結部１４を取り外すとともに、衝撃緩衝装置２０に交換することが可能となる。

【0020】

図示するように、本実施形態では、３本の支持がいし１１を三角錐状に組み付けて塔のように構成し、その頂部にて導電部２を支持するようにする。各支持がいし１１は、それぞれ複数（この例では、４個）のがいし１１ａをボルト等で直列に連結し、一直線上に延びる１本の細棒状に形成する。３本の支持がいし１１は、柱間連結がいし１３により相互に連結され、補強される。ヒンジ部５に対して回転力を伝達する操作がいし１２は、３本の支持がいし１１で構成される三角錐の中心を上下に延びるように配置する。さらに、操作がいし１２は、複数（この例では、４個）のがいし１２ａを直列に連結して形成される。この操作がいし１２の上端がヒンジ部５に連携される。また、操作がいし１２の下端は、随省略の駆動源に連携される。操作がいし１２は、駆動源からの動力を受けて回転し、これに伴い操作がいし１２の上端に連携されたヒンジ部５が回転する。

【0021】

本実施形態では、操作がいし１２の中間地点である上から２個目と３個目のがいし１２ａの間に衝撃緩衝装置２０を介在させて、それぞれのがいしを衝撃緩衝装置２０に連結する。また、上から１番目と２番目のがいし１２ａ同士、並びに上から３番目と４番目のがいし１２ａは、ボルトなどで連結する。衝撃緩衝装置２０は、後述するようにユニバーサルジョイントを備えていて、上面と下面の相対位置関係が、平行な基準状態から任意の向きに傾くことができる。これにより、衝撃緩衝装置２０に連結される上から２番目のがいし１２ａと３番目のがいし１２ａは、それぞれ上面と下面の法線方向に向くため、衝撃緩衝装置２０が基準状態のときには両がいし１２ａは一直線上に位置するが、上面と下面の相対的な傾きに沿って両がいし１２ａの軸方向のなす角も変化し、当該両がいし１２ａは所定角度で交差するように変位する。

【0022】

また、操作がいし１２の上端とヒンジ部５とは、ピンジョイント１６により連携する。操作がいし１２の下端は、ピンジョイント１７を介してスラストベアリング１８に連携し、このスラストベアリング１８を介して図外の駆動源に連携される。

【0023】

図７〜図１１を用いて、本実施形態の衝撃緩衝装置２０について説明する。本実施形態の衝撃緩衝装置２０は、ユニバーサルジョイント２１と、そのユニバーサルジョイント２１内に実装したダンパ装置２２とを備えている。ユニバーサルジョイント２１は、十文字型継手２５を、上側カップリング２６と下側カップリング２７で挟み込むとともに、ピン２８を用いて一体化する。上側カップリング２６，下側カップリング２７は、共に鋼材から構成され、強度を増している。

【0024】

図１０等に示すように、上側カップリング２６は、平面矩形状のベース板２６ａの下面の四隅に凹部２６ｂを設け、ベース板２６ａの下面の一組の対辺の中央近傍に、十文字型継手支え部２６ｃを垂下形成する。凹部２６ｂを形成した部分のベース板２６ａの厚さｄ１（図７（ｂ）等参照）を厚くし、強度を保持させる。さらにこの十文字型継手支え部２６ｃには、貫通孔２６ｄが形成される。

【0025】

さらにベース板２６ａの上面には、平面略円形の凹所２６ｅが形成され、その凹所２６ｅの底面に矩形状の細長な突起２６ｆが形成される。この凹所２６ｅ内に、操作がいし１２のがいし１２ａの下端を挿入し、がいし１２ａの底面に形成された位置決め用の凹部内に突起２６ｆを付合することで、がいし１２ａの軸回りの回転を抑止しつつ当該がいし１２ａを上側カップリング２６上にセットする。凹所２６ｅの底面に設けた複数の貫通孔２６ｇ内を貫通するボルト（図示省略）により、がいし１２ａを固定する。

【0026】

図３，図４に示すように、従来の中間連結部１４の上側カップリング１４ｂは、平板状のベース板の上に位置決め突起を形成しているが、本実施形態では、ベース板２６ａを従来のものよりも肉厚にした。その厚くした分を凹所２６ｅの深さで補正した。換言すると、凹所２６ｅの深さの分だけ厚さを増すようにした。このようにベース板２６ａを肉厚にすることで、凹部２６ｂを設けた部分のベース板２６ａの厚さｄ１を所望の強度が得られる厚さに設定することが可能となる。

【0027】

下側カップリング２７は、平面矩形状のベース板２７ａの上面の四隅に凹部２７ｂを設ける。この凹部２７ｂの形成位置は、上側カップリング２７の凹部２６ｂと上下方向で重なるように対向配置する。また、ベース板２７ａの上面の一組の対辺の中央近傍に、十文字型継手支え部２７ｃを起立形成する。この一組の十文字型継手支え部２７ｃの形成位置は、上側カップリング２７の一組の十文字型継手支え部２６ｃの形成位置と９０度回転させた位置としている。さらに凹部２７ｂの底部を形成した部分のベース板２６ａの厚さｄ２（図７（ｂ）等参照）を厚くし、強度を保持させる。さらにこの十文字型継手支え部２７ｃには、貫通孔２７ｄが形成される。

【0028】

さらにベース板２７ａの下面には、略円形の凹所２７ｅが形成され、その凹所２７ｅの奥面に矩形状の細長な凹溝２７ｆが形成される。この凹所２７ｅ内に、操作がいし１２のがいし１２ａの上端を挿入し、がいし１２ａの上面に形成された位置決め用の突起を凹溝２７ｆ内に付合することで、がいし１２ａの軸回りの回転を抑止しつつ当該がいし１２ａを下側カップリング２６上にセットする。凹所２７ｅの形成位置にベース板２７ａを貫通するように設けた複数の貫通孔２７ｇ内を貫通するボルト（図示省略）により、がいし１２ａを固定する。

【0029】

上述した上側カップリングと同様に、従来の中間連結部１４の下側カップリング１４ｃは、平板状のベース板の上に位置決め凹溝を形成しているが、本実施形態では、ベース板２７ａを従来のものよりも肉厚にした。換言すると、凹所２７ｅの深さの分だけベース板２７ａの厚さを増すようにした。その厚くした分を凹所２７ｅの深さで補正した。このようにベース板２７ａを肉厚にすることで、凹部２７ｂを設けた部分のベース板２７ａの厚さｄ２を所望の強度が得られる厚さに設定することが可能となる。

【0030】

上述したように上側カップリング２６，下側カップリング２７のベース板２６ａ，２７ａの肉厚を所定量厚くし、既存の中間連結部１４の厚さから増えた分を凹所２６ｅ，２７ｅの深さで調整したので、凹所２６ｅ，２７ｅを設けた分の上側カップリング２６の上面（凹所２６ｅの底面）から下側カップリング２７の下面（凹所２７ｅの奥面）間の距離は、中間連結部１４の上側カップリングの上面から下側カップリング１４ｃの下面間の距離と等しくなる。よって、先に述べた通り、既設の中間連結部１４が実装されていた断路器に対しては、係る中間連結部１４を取り外すとともに、衝撃緩衝装置２０に交換することが可能となる。

【0031】

そして、上記の上側カップリング２６とした側カップリング２７を用いて、上下から十文字型継手２５を挟み込む。このとき、十文字型継手２５の側面に９０度間隔で形成したピン装着穴２５ａを、それぞれ対応する十文字型継手支え部２６ｃ，２７ｃの貫通孔２６ｄ，２７ｄに対向するように位置合わせをする。この状態で、ピン２８を貫通孔２６ｄ，２７ｄ経由でピン装着穴２５ａ内に挿入固定する。これにより、上側カップリング２６と下側カップンリング２７は、一直線上に配置されるピン２８の軸回りに相対的に回転可能となり、ユニバーサルジョイント２１が構成される。

【0032】

ダンパ装置２２は、下側カップリング２７に設けた凹部２７ｂに装着する。よって、本実施形態では、下側カップリング２７の四隅にそれぞれ１個ずつダンパ装置２２が取り付けられる。ダンパ装置２２の固定は、凹部２７ｂの底面に設けた貫通孔２７ｈ内に貫通させた固定用のボルト３０を締結することで行う。このボルト３０の締結で、下側カップリング２７とダンパ装置２２が一体化する。また、ダンパ装置２２の上端は、上側カップリング２６の凹部２６ｂの奥面に接触可能となる。より具体的には、例えば上側カップリング２６と下側カップリング２７が平行な基準状態のときには、４つのダンパ装置２２の上面が、それぞれ対応する４つの凹部２６ｂに接触するようにしている。

【0033】

ダンパ装置２２は、本実施形態では、上部開口した収納容器３１内に輪ばね３３を装着するとともに、収納容器３１の上方を覆うように下部開口したガイドキャップ３２を装着して構成される。ガイドキャップ３２は、収納容器３１に対して軸方向、すなわち、設置状態では上下方向に移動可能となる。収納容器３１内に装着された輪ばね３３の上下両端は、それぞれガイドキャップ３２と収納容器３１に接触している。例えば、ガイドキャップ３２に下方への付勢力が加わると、ガイドキャップ３２は、輪ばね３３を下方に付勢し、当該輪ばね３３を圧縮変形させながら下降移動する。また、ガイドキャップ３２に加わっていた付勢力が解除されると、輪ばね３３の弾性復元力によりガイドキャップ３２は上昇移動して元の位置に復帰する。

【0034】

図８に拡大して示すように、収納容器３１は、同心状に配置されたシャフト３５と、そのシャフト３５の外側に装着されるガイドシャフト３６を備える。シャフト３５の下端の基部３５ａが、下側カップリング２７の凹部２７ｂの底面に接触し、固定用のボルト３０により締結される。また、係る基部３５ａの外径と、ガイドシャフト３６の外径を等しくしており、収納容器３１の外周側面が上下方向でほぼ面一となるようにしている。シャフト３５の上方の本体部位３５ｂの外径は、輪ばね３３の内輪３３ａの内径に比べ一回り小さくする。

【0035】

また、ガイドシャフト３６の内径は、輪ばね３３の外輪３３ｂの外径に比べて一回り大きくする。ガイドシャフト３６の内周面と、シャフト３５の本体部位３５ｂの外周面との間に所定の空間が確保され、その空間内に輪ばね３３を挿入セットする。すると、輪ばね３３の内部にシャフト３５が貫通する状態となる。

【0036】

シャフト３５とガイドシャフト３６の間に形成される空間の下端奥部は、基部３５ａの上面が位置し、係止部３５ｃとなる。上記のセットされた輪ばね３３の下端が、係る係止部３５ｃに接触し、支持される。

【0037】

一方、ガイドキャップ３２は、上下開口した円筒状の本体３８と、本体の上端に装着された蓋部材３９とを備える。本体３８の内周面は、その上方が中心に向かって突出して係止部３８ａが形成される。輪ばね３３の上端は、係る係止部３８に接触する。よって、輪ばね３３は、その上下両端が両係止部３８ａ，３５ｃに接触し、それに挟まれた状態で収納容器３１・ガイドキャップ３２内に保持される。

【0038】

蓋部材３９は、その上面３９ａを湾曲した曲面とした。さらに、上面３９ａの曲面をなだらかにしている。これにより、例えば地震動などを受けて上側カップリング２６が傾斜した場合、その傾斜角度がどのようになっても上側カップリング２６の凹部２６ｂと蓋部材３９の上面３９ａの接触が安定的に行え、接触範囲を広くすることができる。これにより、効率よくダンパ装置が圧縮され、充分な緩衝効果・減衰効果を得られる。

【0039】

さらに、本実施形態では、輪ばね３３に対して初期負荷を加える初期荷重加荷構造を備える。初期荷重加構造は、上側カップリング２６と下側カップリング２７が平行な基準状態において輪ばねに初期荷重を与えて初期圧縮させる構造である。そして本実施形態では、ダンパ装置２２内のスタッドボルト構造によってダンパ装置２２の内部で輪ばね３３に初期荷重を与えて初期圧縮させ、輪ばね３３を安定させる構造とした。具体的には、ガイドピン４０の両端にネジを設けたスタッドボルトを用いる。ガイドピン４０の一端は、蓋部材３９に連結する。ガイドピン４０は、シャフト３５の貫通孔３５ｅ内を貫通させ、ガイドピン４０の他端を基部３５ａの内部空間内に突出させる。ガイドピン４０の他端に締め付けナット４１を装着し、締め付けナット４１を装着する。締め付けナット４１は、シャフト３５の基部３５ａの内部空間の天面３５ａ′（貫通孔３５ｅの下端外周縁）に接触し、その状態で締め付けナット４１を適宜の量だけ締め付けることで、ガイドキャップ３２を下降移動させて輪ばね３３に対して初期荷重をかける。

【0040】

本実施形態の断路器の衝撃緩衝装置２０によれば、地震動等があった場合でも以下のように機能し、操作がいし１２（がいし１２ａ）の破損を防ぐことができる。すなわち、衝撃緩衝装置２０は、ユニバーサルジョイント２１を備えているので、地震動が断路器１ひいてはがいし装置４に加わると、操作がいし１２が湾曲するように振幅運動するが従来と同様にユニバーサルジョイント２１の部分が適宜変位し、上側カップリング２６と下側カップリング２７の相対位置関係・角度が変わることで、がいし１２ａが過度に湾曲し破損するのを抑制する。さらに、本実施形態では、輪ばね３３を内装するダンパ装置２２を備えているため、過大な地震動によって振幅運動する操作がいし１２の動作特性に適宜に追従し、ダンパ装置２２（輪ばね３３）がもつ衝撃吸収性および減衰性（外乱抑制）が機能して免震動作するので、耐震性能が向上する。さらに、輪ばね３３が持つ高い減衰性によって、仮に、操作がいし１２が共振してしまうことで起こる操作がいしの振幅運動の増幅も抑えることができる。よって、本実施形態の衝撃緩衝装置２０を実装することで、地震動の強さだけではなく、長期の地震に対しても耐震効果を充分に発揮することができる。

【0041】

さらに、本実施形態では、ダンパ装置２２内に初期荷重加荷構造を組み込んだため、装置内部で輪ばね３３を初期圧縮させ安定させることができる。すなわち、地震動が加わると、衝撃緩衝装置２０は、図７に示す上側カップリング２６と下側カップリング２７が平行な基準状態から、図１１に示すように上側カップリング２６は下側カップリング２７に対して相対的に傾斜する状態に変位する。すると、上側カップリング２６の周縁で下側カップリング２７と近づく側（図１１では右側）は、ガイドキャップ３２が下方に付勢され、輪ばね３３が圧縮変形する。このとき、輪ばね３３が持つ特性により、衝撃を吸収するとともに振動を減衰させることになる。そして、輪ばね３３は、圧縮されて輪ばねの応差の大きい領域に達するまで多少のロスが生じるが、ばねが安定するとともに本実施形態では初期荷重加荷構造によって予め輪ばね３３を初期圧縮させているため、上側カップリング２６が傾き始めて上側カップリング２６と下側カップリング２７の間隔が短くなり始めた当初から、ロス無く輪ばねの応差の大きい領域，ヒステリシス特性を充分に活かした領域で使用ができる。よって、本実施形態では、より高い衝撃緩衝効果および減衰効果を発揮することができる。

【0042】

そして、上側カップリング２６と下側カップリング２７はユニバーサルジョイント２１によって連結されているため、振動の方向によって任意の方向に傾くが、どの方向に傾いたとしても１または複数のダンパ装置２２が圧縮される状態となる。よって、衝撃緩衝装置２０は、振動時は所定のダンパ装置２２により常に衝撃吸収並びに減衰効果を発揮し、操作がいし１２，がいし１２ａに加わる力を抑制するとともに、早期に操作がいし１２の振幅を収縮することができる。

【0043】

一方、上側カップリング２６が下側カップリング２７に対して相対的に傾斜した場合、下側カップリング２７と接近する部位があれば、その反対側は下側カップリング２７から離れることになる。すると、例えば図１１（ａ）中左側のように、上側カップリング２６とダンパ装置２２が離れてしまい、上側カップリング２６からのダンパ装置への付勢力は解除される。しかし、本実施形態では、スタッドボルト構造による内部に初期荷重加荷構造を組み込んでいるため、ガイドキャップ３２はガイドピン４０により規定される距離以上は上昇しない。よって、図１１に示す状態でも輪ばね３３は所定量圧縮された状態となっている。そして、振動により変位する上側カップリング２６は、図１１の状態の次には上側カップリング２６が水平に戻り、その後図中左側が下に傾斜する状態に遷移する。従って、図１１中、上側カップリング２６の左側の凹部２６ｂがダンパ装置２２の上面に接触した際には、すでに左側のダンパ装置２２内の輪ばねは初期荷重により適宜量圧縮されているため、上述したように上側カップリング２６が傾き始めてダンパ装置２２内の輪ばねが圧縮し始める当初から、ばねが安定するとともにロス無く輪ばねの応差の大きい領域，ヒステリシス特性を充分に活かした領域で使用ができる。

【0044】

図１２は、本発明の第二実施形態の要部を示している。この実施形態では、上述した第一実施形態と同様に、ダンパ装置２２に対して初期荷重を与える初期荷重加荷構造を備えている。但し、この実施形態では、ダンパ装置２２に対して外部から初期荷重を与えるようにしている。

【0045】

具体的には、上側カップリング２６の凹部２６ｂを形成した部分のベース板２６ａの上面に補強板４３を取り付ける。そして、その補強板４３並びにベース板２６ａを貫通するように押しボルト４１を取り付ける。押しボルト４１の先端をダンパ装置２２のガイドキャップ３２′の上面に接触させる。そして、押しボルト４１の締め付け量を調整して押しボルト４１の先端位置を適宜位置にすることで、輪ばね３３に適宜の初期荷重を与え初期圧縮させる。

【0046】

ガイドキャップ３２′は、円筒状の本体３８′と、その本体３８′の上方部を閉塞する蓋部材３９′とにより構成される。輪ばね３３の上端は蓋部材３９′の下面で受けるようにしている。

【0047】

また、下側カップリング２７の凹部２７ｂを形成した部分のベース板２７ａの下面に補強板４２を取り付ける。固定用のボルト３０は、補強板４２，ベース板２７を貫通し、ダンパ装置２２の収納容器３１に連結する。本実施形態においても押しボルト４１を用いて外部からダンパ装置２２に対して初期荷重を与えるようにしたため、ダンパ装置２２を支持する上側カップリング２６，下側カップリング２７に大きな反力がかかる。そこで、補強板４３，４２を連結して上側カップリング２６，下側カップリング２７を補強し、反力に耐えうるために充分に強度を確保した。本実施形態では、補強板４３，４２を取り付けることで充分な強度を得るようにしたが、上述した実施形態と同様に上側カップリング２６，下側カップリング２７の肉厚自体を厚くするようにしても良い。

【0048】

本実施形態によれば、上述した実施形態と同様に、上側カップリング２６と下側カップリング２７が平行な基準状態のときに上側カップリング２６（押しボルト４１）が接触する４つのダンパ装置２２に初期荷重がかかっているので、ばねが安定するとともに地震動により方向に上側カップリング２６が傾いたとしても、輪ばねの応差の大きい領域，ヒステリシス特性を充分に活かした領域からロス無く動作させることができる。

【0049】

しかし、外部から負荷を与える初期荷重加荷構造のため、例えば一旦上側カップリング２６が傾いて上部カップリング２６とダンパ装置２２が離れる（図１２（ｃ）中、右側）と、初期荷重がキャンセルされて０となってしまい、そのことにより輪ばねの応差の大きい領域に達到達まで多少のロスが生まれてしまう。そのため、上述した内部に初期荷重加荷構造を採用した第一実施形態の方がより好ましいと言える。

【0050】

なお、本実施形態では、蓋部材３９′の頂部の形状が、曲面の曲率が大きくしているが、第一実施形態と同様に緩やかな曲面とするとなお良い。なお、その他の構成並びに作用効果は、上述した第一実施形態と同様であるので、対応する部材に同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0051】

図１３は本発明の第三実施形態を示している。本実施形態では、上述した各実施形態のように初期荷重加荷構造を採用しておらず、簡易的な構造といえる。初期荷重を与えていないので、両実施形態に比べると上側カップリング２６と下側カップリング２７の強度を高くする必要はないので、凹部２６ｂ，２７ｂに対応するベース板２６ａ，２７ａの肉厚は薄く、また、補強板なども設けていない。これにより、衝撃緩衝装置２０の軽量化は図れる。

【0052】

また、本実施形態では、下側カップリング２７の凹部２７ｂの底面とダンパ装置２２との間にライナー４４を挿入してダンパ装置２２を底上げし、ダンパ装置２２の上端と上側カップリング２６との隙間を無くした。これにより、ダンパ装置２２を安定して保持する。本実施形態では、初期荷重を与えていないため、輪ばねの応差の大きい領域，ヒステリシス特性を充分に活かした領域での使用状態になるまでにロスが生じるので、第一実施形態や第二実施形態と比べると、衝撃緩衝効果および減衰効果が低下するものの、従来のユニバーサルジョイントのみのもの比べると衝撃を吸収し、振動を減衰することができ、操作がいし１２・がいし１２ａの破損防止を図ることができる。なお、その他の構成並びに作用効果は、上述した各実施形態と同様であるので、対応する部材に同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0053】

［変形例］
上述した各実施形態では、ダンパ装置は４個配置したが、その設置個数は４個に限ることはなく、各種の個数を用いることができる。例えば４５度間隔で８個配置すると、上側カップリング２６の傾きの方向の如何に関わらず、より適切・効果的に衝撃緩衝効果や減衰効果を発揮することができるので好ましい。但し、その場合には例えば上述した実施形態をベースに考えると、例えば十文字型継手２５と、両カップリング２６，２７を連結するピン２８の外側に４個のダンパ装置を配置することになり、装置全体が大型化してしまう。また、例えば、正三角形の頂点にダンパ装置を配置すると、上側カップリング２６と下側カップリング２７を３点支持するので安定性は良いので好ましい。但し、既存の中間連結部１４の構成を前提とすると、想定する三角形が大きなものとなり、装置全体が大型化してしまう。これらのことを鑑みると、上述した各実施形態のように４個とするのが好ましい。

【0054】

上述した各実施形態では、ダンパ装置として輪ばねを用いたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば輪ばねに換えて皿ばねを用いても良いし、その他の各種のばね部材や、ばね部材以外の衝撃吸収機能及びまたは減衰機能等を備えた部材を用いても良い。例えば、ゴムなどを用いても高性能な衝撃吸収や減衰機能を備えているので好ましい。但し、ゴムは、ばね部材に比べて耐久性が劣る。従って、例えば、断路器の設置環境を考えると長期にわたり交換をしないですむメンテナンスフリーを得るためには、ばね部材を用いると良い。また、ばね部材のなかでも衝撃吸収や減衰機能を鑑みると、実施形態で示した輪ばねが最も良い。一方、輪ばねは高価であるため、衝撃吸収や減衰に対しての要求が低い場合には、例えば皿ばねなど安価なものを用いると良い。
また、ユニバーサルジョイントは、十文字型継ぎ手を用いるものに限ることはなく、ボールを用いるものなど各種のものを用いることができる。

【0055】

本発明に係る衝撃緩衝装置の適用箇所は、上述した実施形態並びに変形例のものに限ることはなく、例えば支持がいし間等各種のがいしの連結部を有する箇所に適用することができる。

【符号の説明】

【0056】

１ 断路器
２０ 衝撃緩衝装置
２１ ユニバーサルジョイント
２２ ダンパ装置
２５ 十文字型継手
２６ 上側カップリング
２７ 下側カップリング
２８ ピン
３１ 収納容器
３２ ガイドキャップ
３３ 輪ばね
３５ シャフト
３６ ガイドシャフト
３８ 本体
３９ 蓋部材
４０ ガイドピン
４１ 押しボルト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】