(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【0021】
図1〜
図3は、第1実施形態に係る開閉器を説明するための図である。
図1は、第1実施形態に係る開閉器の平面図を示している。
図2は、
図1における2A−2A線断面図および2B−2B線断面図を示している。
図1および
図2においては、電路が開路状態である場合を示している。
図3は、第1実施形態に係る開閉器において、電路が閉路状態になった場合を示す図である。
【0022】
図1に示す開閉器A1は、配電線に配置される負荷開閉器であり、電路の開閉を行うための電力機器である。開閉器A1は、三相交流用のものであり、3つの相の電路の開閉を同時に行う。
図1に示すように、開閉器A1は、操作機構11,12、駆動軸21,22、固定軸23、6つの駆動レバー3、2組の連結棒4、6つの真空バルブ6、および、筐体8を備えている。3つの駆動レバー3、1組の連結棒4、および、3つの真空バルブ6で、三相の電路を開閉するための1つの回路を構成しており、開閉器A1は、2つの回路を備えている。一方の回路(
図1において下側の回路)を第1回路71とし、他方の回路(
図1において上側の回路)を第2回路72としている。第1回路71と第2回路72とは、互いに独立して駆動される。
【0023】
操作機構11は、第1回路71を駆動するためのものである。操作機構11は、作業者が図示しない操作レバーを回動させた場合に、その回動を駆動軸21に伝達することで、第1回路71を駆動する。電路の開路操作および閉路操作には、それぞれ所定の操作スピードが必要になるので、操作機構11はトグル機構を利用している。操作機構12は、作業者が図示しない操作レバーを回動させた場合に、その回動を駆動軸22に伝達することで、第2回路72を駆動する。なお、本実施形態においては、操作機構11および12の詳細の図示および説明を省略する。また、操作機構11(12)は、人力による操作レバーの回動を必要とせず、モータなどの回転力を駆動軸21(22)に伝達するものであってもよい。
【0024】
駆動軸21は、操作機構11によって回動されるものであり、電路を開路させた状態にする開路位置と、電路を閉路させた状態にする閉路位置との間で回動する。駆動軸21には、1つの駆動レバー3(
図1における左下の駆動レバー3)が溶接などにより固着されており、1つの駆動レバー3(
図1における左上の駆動レバー3)が回動可能に固定されている。駆動軸22は、操作機構12によって回動されるものであり、電路を開路させた状態にする開路位置と、電路を閉路させた状態にする閉路位置との間で回動する。駆動軸22には、1つの駆動レバー3(
図1における右上の駆動レバー3)が溶接などにより固着されており、1つの駆動レバー3(
図1における右下の駆動レバー3)が回動可能に固定されている。固定軸23は、筐体8に固定された軸であり、駆動軸21と駆動軸22との間の位置に配置されている。固定軸23には、2つの駆動レバー3(
図1における中央の上下の駆動レバー3)が回動可能に固定されている。
【0025】
駆動レバー3は、駆動軸21または22の回動に応じて回動して、後述する可動軸64を上下動させるものである。本実施形態では、駆動レバー3は、略L字形状の金属板である2枚の駆動板31が略平行になるように、固定部材32および押圧部材33で固定したものとしている。押圧部材33は、駆動板31の一方端部(
図2における右側の端部)に配置されており、可動軸64を押圧する機能も有する。なお、駆動レバー3の材質および形状は、上記したものに限定されない。駆動レバー3は、駆動軸21または22の回動を可動軸64の上下動に変換するものであればよい。
【0026】
駆動レバー3の駆動板31には、孔3aが設けられている(
図2参照)。
図1における左下の駆動レバー3は、孔3aに駆動軸21を貫通させて、溶接により固着されている。当該駆動レバー3と駆動軸21とは、溶接によって一体となっているので、
図2(b)においては、孔3aを示していない(左の駆動レバー3参照)。
図1における左上の駆動レバー3は、孔3aに駆動軸21を貫通させて、駆動軸21に対して回動可能に固定されている。本実施形態においては、孔3aと駆動軸21との間に軸受を介在させているが、軸受を介在させていなくてもよい。
図2(a)においては、当該駆動レバー3と駆動軸21とが一体となっていない(回動可能である)ことを示すために、孔3aを大きくして記載している(左の駆動レバー3参照)。
図1における右上の駆動レバー3は、孔3aに駆動軸22を貫通させて、溶接により固着されている。当該駆動レバー3と駆動軸22とは、溶接によって一体となっているので、
図2(a)においては、孔3aを示していない(右の駆動レバー3参照)。
図1における右下の駆動レバー3は、孔3aに駆動軸22を貫通させて、駆動軸22に対して回動可能に固定されている。
図2(b)においては、当該駆動レバー3と駆動軸22とが一体となっていない(回動可能である)ことを示すために、孔3aを大きくして記載している(右の駆動レバー3参照)。
図1における中央の上下の駆動レバー3は、それぞれ、孔3aに固定軸23を貫通させて、固定軸23に対して回動可能に固定されている。
図2においては、これらの駆動レバー3と固定軸23とが一体となっていない(回動可能である)ことを示すために、孔3aを大きくして記載している(中央の駆動レバー3参照)。
【0027】
図2(a)において、各駆動レバー3が駆動軸21(22)を中心として時計回りに回動した場合、押圧部材33が可動軸64の一方端に当接して、可動軸64を下方に押し下げる(
図3参照)。一方、
図3において、各駆動レバー3が駆動軸21(22)を中心として反時計回りに回動した場合、押圧部材33による押圧力が解除され、図示しないバネの反発力により、可動軸64が上方に押し上げられる。なお、駆動レバー3が反時計回りに回動した場合に、押圧部材33が可動軸64を押し上げ、駆動レバー3が時計回りに回動した場合に、バネの反発力により、可動軸64を下方に押し下げるようにしてもよい。
【0028】
連結棒4は、3つの駆動レバー3を連結するものであり、1つの駆動レバー3の回動を、他の2つの駆動レバー3に伝達するためのものである。
図2に示すように、連結棒4は、3つの駆動レバー3の駆動板31の上端部に、それぞれ、連結軸5によって回動可能に固定されている。各駆動レバー3は2枚の駆動板31を備えているので、3つの駆動レバー3は、2つの連結棒4によって連結されている(
図1参照)。なお、各駆動レバー3の一方の駆動板31を1つの連結棒4で連結するのみとしてもよい。
【0029】
第1回路71の3つの駆動レバー3は連結棒4によって連結されている。したがって、駆動軸21に固着されている駆動レバー3(
図2(b)における左側の駆動レバー3参照)が、駆動軸21の回動に伴って回動した場合、他の2つの駆動レバー3(
図2(b)における中央および右側の駆動レバー3参照)も、同時に同方向に回動する。左側の駆動レバー3が時計回りに回動した場合、連結棒4が右側に移動して、この移動により、中央および右側の駆動レバー3も時計回りに回動する(
図3の矢印参照)。逆に、左側の駆動レバー3が反時計回りに回動した場合、連結棒4が左側に移動して、この移動により、中央および右側の駆動レバー3も反時計回りに回動する。つまり、駆動軸21の回動によって、第1回路71の3つの駆動レバー3が同時に同方向に回動する。第2回路72の3つの駆動レバー3も連結棒4によって連結されており、駆動軸22に固着されている駆動レバー3(
図2(a)における右側の駆動レバー3参照)が、駆動軸22の回動に伴って回動した場合、他の2つの駆動レバー3(
図2(a)における中央および左側の駆動レバー3参照)も、同時に同方向に回動する。つまり、駆動軸22の回動によって、第2回路72の3つの駆動レバー3が同時に同方向に回動する。
【0030】
真空バルブ6は、電路の開閉を行う主回路であり、各駆動レバー3の下方にそれぞれ配置されている。
図2に示すように、各真空バルブ6は、真空容器61、可動接点62、固定接点63、可動軸64、および、固定軸65を備えている。
【0031】
真空容器61は、可動接点62および固定接点63が内部に配置される容器であり、電路の開閉時に発生するアークを抑制するために、内部が真空になっている。なお、内部を真空でなく、所定の気体を充填するようにしてもよい。可動接点62は、真空容器61の内部に配置されている一方の接点であり、固定接点63に接触する位置と離れた位置とを移動する。固定接点63は、真空容器61の内部に配置されている他方の接点であり、真空容器61内で、可動接点62の下方の所定の位置に固定されている。
【0032】
可動軸64は、先端に可動接点62が固定されており、上下動可能に設けられている。可動軸64の末端は、真空容器61の外部の、駆動レバー3の押圧部材33の真下に位置している。図においては省略しているが、可動軸64には外部端子に接続するための接続部材(例えば、銅バーや電線など)が接続されており、可動軸64は当該接続位置から先端側は導体になっている。これにより、接続部材と可動接点62とが電気的に接続されている。また、可動軸64の末端側には絶縁部分があり、接続部材と駆動レバー3とが電気的に接続されることを防止している。なお、可動軸64の構造は上記したものに限定されない。例えば、可動軸64を絶縁体で構成して、接続部材と可動接点62とを導体で接続するようにしてもよい。
【0033】
固定軸65は、真空容器61に固定されており、先端に固定接点63が固定されている。図においては省略しているが、固定軸65の末端は真空容器61の外部に露出し、当該露出部分に、他の外部端子に接続するための接続部材が接続されており、固定軸65は当該接続位置から先端側が導体になっている。これにより、接続部材と固定接点63とが電気的に接続されている。なお、固定軸65の構造は上記したものに限定されない。可動接点62と固定接点63とが接触することにより、可動接点62に接続された接続部材と、固定接点63に接続された接続部材とが電気的に接続され、電路が閉路状態になる。
【0034】
駆動レバー3が時計回りに回動した場合、押圧部材33が可動軸64を下方に押し下げることにより、可動接点62が固定接点63側に移動する。そして、最下点に達すると、可動接点62が固定接点63に接触して、閉路状態になる(
図3参照)。一方、駆動レバー3が反時計回りに回動した場合、押圧部材33による押圧力が解除され、図示しないバネの反発力により、可動軸64が上方に押し上げられる。これにより、可動接点62が固定接点63から引き離されて、開路状態になる。
【0035】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【0036】
本実施形態によると、3つの駆動レバー3が連結棒4によって連結されているので、駆動軸21(22)が回動した場合、第1回路71(第2回路72)の3つの駆動レバー3は、同時に同方向に回動する。各駆動レバー3が回動することにより、下方に配置された真空バルブ6の可動軸64が上下動し、可動接点62と固定接点63とが接触した閉路状態と、離れた開路状態とが切り替わる。つまり、駆動軸21(22)の回動により、第1回路71(第2回路72)の三相の電路の開閉を同時に切り替えることができる。
【0037】
また、本実施形態によると、第1回路71(第2回路72)の3つの駆動レバー3は、駆動軸21(22)の軸方向に対して略直交する方向に並んで配置されている。駆動レバー3の下方に配置される真空バルブ6も、駆動軸21(22)の軸方向に対して略直交する方向に並んで配置されている。したがって、3つの真空バルブ6が駆動軸21(22)の軸方向に並んで配置される場合と比べて、開閉器A1の駆動軸21(22)の軸方向の寸法を小さくすることができる。
【0038】
上記第1実施形態においては、電路を開閉するための回路を2つ(第1回路71および第2回路72)備えている場合について説明したが、これに限られない。例えば、回路を1つだけ備えていてもよいし、3つ以上備えていてもよい。
【0039】
図4は、第2実施形態に係る開閉器を説明するための図であり、平面図を示している。同図において、第1実施形態に係る開閉器A1(
図1参照)と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
【0040】
図4に示す開閉器A2は、第2回路72を備えていない(第1回路71のみを備えている)点で、第1実施形態に係る開閉器A1と異なる。開閉器A2は、第2回路72を備えていないので、これを駆動させるための操作機構12も備えていない。また、駆動軸22に代えて、筐体8に固定された固定軸22’を備えている。
【0041】
第2実施形態においても、第1実施形態の場合と同様に、駆動軸21の回動により、第1回路71の三相の電路の開閉を同時に切り替えることができる。また、第1回路71の3つの真空バルブ6も、駆動軸21の軸方向に対して略直交する方向に並んで配置されている。したがって、3つの真空バルブ6が駆動軸21の軸方向に並んで配置される場合と比べて、開閉器A2の駆動軸21の軸方向の寸法を小さくすることができる。
【0042】
図5は、第3実施形態に係る開閉器を説明するための図である。同図(a)は、第3実施形態に係る開閉器の平面図を示している。同図(b)は、同図(a)における5B−5B線断面図を示している。同図において、第1実施形態に係る開閉器A1(
図1および
図2参照)と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
【0043】
図5に示す開閉器A3は、さらに第3回路73を備えている点で、第1実施形態に係る開閉器A1と異なる。第3回路73は、第1回路72と第2回路72との間に配置されている。また、開閉器A3は、第3回路73を駆動させるための操作機構13を備えており、固定軸23に代えて、操作機構13によって回動される駆動軸23’を備えている。操作機構13は、操作機構11と操作機構12との間に配置されており、駆動軸23’を回動させる。
【0044】
操作機構13は、操作機構11および12と同様に、作業者が図示しない操作レバーを回動させた場合に、その回動を駆動軸23’に伝達することで、第3回路73を駆動する。
【0045】
駆動軸23’は、操作機構13によって回動されるものであり、駆動軸21および22と同様に、電路を開路させた状態にする開路位置と、電路を閉路させた状態にする閉路位置との間で回動する。駆動軸23’には、1つの駆動レバー3(
図5(a)における第3回路73の中央の駆動レバー3)が溶接などにより固着されており(
図5(b)参照)、第1回路71の中央の駆動レバー3および第2回路72の中央の駆動レバー3が回動可能に固定されている。
【0046】
第3回路73の左側の駆動レバー3は、駆動軸21に回動可能に固定されており、第3回路73の右側の駆動レバー3は、駆動軸22に回動可能に固定されている。第3回路73の3つの駆動レバー3は、第1回路71および第2回路72の駆動レバー3と同じ構造のものであり、第1回路71および第2回路72と同様に、連結棒4によって連結されている。各駆動レバー3の下方には、それぞれ、真空バルブ6が配置されている。第3回路73の3つの真空バルブ6は、第1回路71および第2回路72の真空バルブ6と同じ構造のものである。
【0047】
3つの駆動レバー3が連結棒4によって連結されているので、駆動軸23’が回動した場合、第3回路73の3つの駆動レバー3は、同時に同方向に回動する。各駆動レバー3が回動することにより、下方に配置された真空バルブ6の可動軸64が上下動し、可動接点62と固定接点63とが接触した閉路状態と、離れた開路状態とが切り替わる。つまり、駆動軸23’の回動により、第3回路73の三相の電路の開閉を同時に切り替えることができる。
【0048】
第3実施形態においては、3つの回路(第1回路71、第2回路72および第3回路73)の電路の開閉を、それぞれ独立して行うことができる。
【0049】
回路を4つ備える場合は、第1実施形態に係る開閉器A1の内部の構成を2組備えるようにすればよい。
【0050】
上記第1〜第3実施形態においては、各回路の3つの駆動レバー3を連結棒4で連結する場合について説明したが、これに限られない。3つの駆動レバー3を同時に回動させることができればよいので、例えば、ベルトやチェーン、歯車などを用いて、1つの駆動レバー3の回動を他の2つの駆動レバー3に伝達するようにしてもよい。
【0051】
図6は、第1〜第3実施形態に係る開閉器A1〜A3の他の実施例を説明するための図である。
【0052】
同図(a)および(b)は、ベルトで、1つの駆動レバーの回動を他の2つの駆動レバー3に伝達する場合の第1実施例を説明するための図である。同図(a)は、当該第1実施例の第1回路71の平面図を示している。なお、真空バルブ6の記載を省略している。同図(b)は同図(a)における6B−6B線断面図を示している。同図において、第1実施形態に係る開閉器A1(
図1および
図2参照)と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
【0053】
同図(a)および(b)に示すように、本第1実施例における駆動レバー3’の形状は、第1〜第3実施形態に係る駆動レバー3と異なる。駆動レバー3’は、外周に溝が設けられた円形状の板である2枚の駆動板31’が略平行になるように、固定部材32’および押圧部材33で固定したものである。なお、駆動レバー3’の材質および形状は限定されない。
【0054】
駆動軸21に固着された駆動レバー3’の一方(
図6(a)における上側)の駆動板31’と、固定軸23に回動可能に固定された駆動レバー3’の一方の駆動板31’とは、その外周の溝にベルト4’がかけられている。また、固定軸23に固定された駆動レバー3’の他方(
図6(a)における下側)の駆動板31’と、駆動軸22に回動可能に固定された駆動レバー3’の他方の駆動板31’とは、その外周の溝にベルト4’がかけられている。なお、ベルト4’の材質および形状は限定されない。
【0055】
駆動軸21が回動した場合、駆動軸21に固着されている駆動レバー3’が駆動軸21の回動に伴って回動する。この回動が、ベルト4’によって、固定軸23に固定された駆動レバー3’に伝達され、固定軸23に固定された駆動レバー3’が回動する(
図6(b)の矢印参照)。また、固定軸23に固定された駆動レバー3’の回動は、ベルト4’によって、駆動軸22に固定された駆動レバー3’に伝達され、駆動軸22に固定された駆動レバー3’が回動する。
【0056】
なお、駆動レバー3’の形状や構造は、上記したものに限定されない。また、ベルト4’の掛け方も、上記したものに限定されない。駆動板31’をスプロケットのようにして、ローラーチェーンで回動を伝達するようにしてもよい。
【0057】
同図(c)は、歯車で、1つの駆動レバーの回動を他の2つの駆動レバー3に伝達する場合の第2実施例を説明するための図である。同図(c)は、第1実施例の同図(b)に相当する図である。同図において、第1実施例(同図(b)参照)と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
【0058】
同図(c)に示すように、本実施例における駆動レバー3”は、駆動板31”が歯車になっている。
【0059】
駆動軸21に固着された駆動レバー3”の回動は、歯車4”を介して、固定軸23に回動可能に固定された駆動レバー3”に伝達される。また、固定軸23に固定された駆動レバー3”の回動は、歯車4”を介して、駆動軸22に回動可能に固定された駆動レバー3”に伝達される。したがって、駆動軸21が回動した場合、駆動軸21に固着されている駆動レバー3”が駆動軸21の回動に伴って回動し、この回動が歯車4”によって伝達されることで、固定軸23および駆動軸22に固定された駆動レバー3”も回動する(
図6(c)の矢印参照)。
【0060】
なお、各駆動レバー3”の間に配置される歯車4”の数は限定されない。また、歯車4”の形状も限定されない。
【0061】
なお、上記第1〜第3実施形態においては、真空バルブ6を用いて真空状態で接点の開閉を行う、真空開閉器について説明したが、これに限られない。本発明は、気中で開閉を行って、開路時に空気やSF
6ガスなどを吹き付ける、気中開閉器やガス開閉器においても、適用することができる。
【0062】
また、上記第1〜第3実施形態においては、開閉器について説明したが、これに限られない。本発明は、三相の電路の開閉を同時に行うための電力機器である開閉装置(例えば、開閉器、遮断器、断路器、電磁接触器など)において、適用することができる。
【0063】
本発明に係る開閉装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る開閉装置の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。