特許 7196804 固体絶縁開閉装置の断路部操作装置

(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】

(24)【登録日】2022-12-19

(45)【発行日】2022-12-27

(54)【発明の名称】固体絶縁開閉装置の断路部操作装置

(51)【国際特許分類】

   H02B 11/127 20060101AFI20221220BHJP

   H02B 11/12 20060101ALI20221220BHJP

   H01H 47/02 20060101ALI20221220BHJP

【ＦＩ】

H02B11/127 B

H02B11/12 D

H01H47/02 A

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019170176

(22)【出願日】2019-09-19

(65)【公開番号】P2021048713

(43)【公開日】2021-03-25

【審査請求日】2022-02-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000006105

【氏名又は名称】株式会社明電舎

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100104938

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜澤 英久

(74)【代理人】

【識別番号】100210240

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 友幸

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 聡

【審査官】井上 信

(56)【参考文献】

【文献】実開平１－１１１４３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５４－７１６１３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５２－１５９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０３６３３８９１（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許第４１７９６４６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｂ １１／００ － １１／２８

Ｈ０１Ｈ ４７／００ － ４７／３６

Ｈ０２Ｐ ３／００ － ３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モーターの回転力が減速機構を介して伝達され、断路部内のめねじと螺合するねじ軸を備えた固体絶縁開閉装置を、前記断路部の断路位置と接続位置の間で移動させて開閉操作を行う断路部操作装置であって、
前記開閉装置を断路位置に移動させる断路命令により動作する第１の電磁継電器の接点であって、一端が直流電源の正極端に接続され、断路命令が入力されたとき閉路し、開閉装置が断路位置に到達したとき開放される第１の電磁継電器の第１常開接点と、
前記開閉装置を接続位置に移動させる接続命令により動作する第２の電磁継電器の接点であって、一端が直流電源の正極端に接続され、接続命令が入力されたとき閉路し、開閉装置が接続位置に到達したとき開放される第２の電磁継電器の第１常開接点と、
一端が前記第１の電磁継電器の第１常開接点の他端に接続され、他端が直流電源の負極端に接続され、接続命令が入力されたとき閉路し、開閉装置が接続位置に到達したとき開放される第２の電磁継電器の第２常開接点と、
一端が前記第２の電磁継電器の第１常開接点の他端に接続され、他端が直流電源の負極端に接続され、断路命令が入力されたとき閉路し、開閉装置が断路位置に到達したとき開放される第１の電磁継電器の第２常開接点と、
前記第１の電磁継電器の第１常開接点および第２の電磁継電器の第２常開接点の共通接続点と、前記第２の電磁継電器の第１常開接点および第１の電磁継電器の第２常開接点の共通接続点との間に接続された前記モーターの巻線と、
一端が前記第１の電磁継電器の第１常開接点および第２の電磁継電器の第２常開接点の共通接続点に接続され、断路命令が入力されたとき開放され、開閉装置が断路位置に到達したとき閉路する前記第１の電磁継電器の常閉接点と、
一端が前記第１の電磁継電器の常閉接点の他端に接続された抵抗と、
カソードが前記抵抗の他端に接続されたダイオードと、
一端が前記ダイオードのアノードに接続され、他端が前記第２の電磁継電器の第１常開接点および第１の電磁継電器の第２常開接点の共通接続点に接続され、接続命令が入力されたとき開放され、開閉装置が接続位置に到達したとき閉路する前記第２の電磁継電器の常閉接点と、
を備えたことを特徴とする固体絶縁開閉装置の断路部操作装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、断路器や開閉器などの固体絶縁開閉装置の断路部操作装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の固体絶縁開閉装置の断路部引出装置の一例を図３に示す。図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は左側面図である。図３において、１は車輪２を有する開閉装置、３はモーター、４は減速機構、５はクラッチ機構（機械的なクラッチ機構）、６はねじ軸である。モーター３の駆動時の回転力は減速機構４およびクラッチ機構５を介してねじ軸６に伝達される。

【0003】

７は、例えば配電盤内の固定板８に固定された引出機構である。この引出機構７は、中空を有した筒体に構成され、固定板８とは反対側の端部には、内周部にめねじ部を有したナット９が設けられている。

【0004】

１１は、リミットスイッチを有し、開閉装置１が断路位置に到達したことを検出する断路位置検出器、１２は、リミットスイッチを有し、開閉装置１が接続位置に到達したことを検出する接続位置検出器である。

【0005】

１３は、ナット９よりも若干固定板８側の引出機構７外周に設けられ、開閉装置１が接続位置に到達したときに接続位置検出器１２（のリミットスイッチ）が当接する当接板である。

【0006】

開閉装置１のねじ軸６と引出機構７側のナット９は螺合状態にあり、開閉装置１に断路命令が入るとモーター３が一方の方向に回転し、その回転は減速機構４およびクラッチ機構５を介してねじ軸６に伝わり、ねじ軸６の回転によって開閉装置１は断路位置方向、すなわち引出機構７から離れる方向に移動する。

【0007】

開閉装置１が断路位置に到達したことを断路位置検出器１１が検出すると、モーター３の電源が切れると同時にクラッチ機構５が切られることによりモーター３の回転はねじ軸６に伝わらなくなる。

【0008】

これによってモーター３の惰性はねじ軸６に伝わらない構造であるが、しかし実際には開閉装置１を動かすためにモーター３の減速比を大きくとっていることから、クラッチ機構５を切ってもねじ軸６の惰性により回転は止まらず開閉装置１は動作する。断路操作においてはこの惰性を利用して、ねじ軸６がナット９から外れる位置まで動作することができる。

【0009】

また接続操作時は、まずねじ軸６と、ばねで押されたナット９を螺合状態とした上で、接続命令によりモーター３を他方の方向に回転させ、ねじ軸６の回転によって開閉装置１を接続位置方向、すなわち引出機構７に近づく方向に移動させる。

【0010】

開閉装置１が接続位置に到達してリミットスイッチが当接板１３に当接し、接続位置検出器１２が動作すると、前記断路操作の場合と同様に、モーター３の電源が切れると同時にクラッチ機構５が切られることによりモーター３の回転はねじ軸６に伝わらなくなり、開閉装置１は停止する。

【0011】

尚、開閉装置１が断路位置に到達したら、図示省略の外部導体が、固定板８が固定される配電盤内の図示省略の母線から離れて断路状態となり、開閉装置１が接続位置に到達したら前記外部導体が前記母線に接続されて接続状態となる。

【0012】

尚、従来の固体絶縁開閉装置の断路部引出装置は、例えば特許文献１、２に記載のものが提案されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】実開平５－９１１０８号公報

【文献】特許第２８７８７５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

しかしながら、図３に示す断路部引出装置は、機械的なクラッチ機構５を採用しているため、構造が複雑で部品点数が多く、大型化していた。また、例えば接続操作においてモーター３の電源を切っても、ねじ軸６の惰性により動作を止めることができない。このため、最終的にストッパーを取り付け、開閉装置１をストッパーに衝突させて止める構造とする必要があった。

【0015】

本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、機械的なクラッチ機構を不要とした固体絶縁開閉装置の断路部操作装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記課題を解決するための請求項１に記載の固体絶縁開閉装置の断路部操作装置は、
モーターの回転力が減速機構を介して伝達され、断路部内のめねじと螺合するねじ軸を備えた固体絶縁開閉装置を、前記断路部の断路位置と接続位置の間で移動させて開閉操作を行う断路部操作装置であって、
前記開閉装置を断路位置に移動させる断路命令により動作する第１の電磁継電器の接点であって、一端が直流電源の正極端に接続され、断路命令が入力されたとき閉路し、開閉装置が断路位置に到達したとき開放される第１の電磁継電器の第１常開接点と、
前記開閉装置を接続位置に移動させる接続命令により動作する第２の電磁継電器の接点であって、一端が直流電源の正極端に接続され、接続命令が入力されたとき閉路し、開閉装置が接続位置に到達したとき開放される第２の電磁継電器の第１常開接点と、
一端が前記第１の電磁継電器の第１常開接点の他端に接続され、他端が直流電源の負極端に接続され、接続命令が入力されたとき閉路し、開閉装置が接続位置に到達したとき開放される第２の電磁継電器の第２常開接点と、
一端が前記第２の電磁継電器の第１常開接点の他端に接続され、他端が直流電源の負極端に接続され、断路命令が入力されたとき閉路し、開閉装置が断路位置に到達したとき開放される第１の電磁継電器の第２常開接点と、
前記第１の電磁継電器の第１常開接点および第２の電磁継電器の第２常開接点の共通接続点と、前記第２の電磁継電器の第１常開接点および第１の電磁継電器の第２常開接点の共通接続点との間に接続された前記モーターの巻線と、
一端が前記第１の電磁継電器の第１常開接点および第２の電磁継電器の第２常開接点の共通接続点に接続され、断路命令が入力されたとき開放され、開閉装置が断路位置に到達したとき閉路する前記第１の電磁継電器の常閉接点と、
一端が前記第１の電磁継電器の常閉接点の他端に接続された抵抗と、
カソードが前記抵抗の他端に接続されたダイオードと、
一端が前記ダイオードのアノードに接続され、他端が前記第２の電磁継電器の第１常開接点および第１の電磁継電器の第２常開接点の共通接続点に接続され、接続命令が入力されたとき開放され、開閉装置が接続位置に到達したとき閉路する前記第２の電磁継電器の常閉接点と、を備えたことを特徴としている。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、電気的制動回路の採用により、機械的なクラッチ機構を不要としたので、部品点数を削減し小型化を図ることができる。また、接続動作時はモーター電源切後に発電制動による電流を流すことができ、惰性無く開閉装置を停止させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態例による固体絶縁開閉装置の断路部操作装置の機械的構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図。

【図2】本発明の実施形態例による固体絶縁開閉装置の断路部操作装置の電気的ブレーキ回路を示す回路図。

【図3】従来の固体絶縁開閉装置の断路部引出装置の機械的構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。本実施形態例では、従来用いられていたクラッチ機構を削除した機械的構造とし、断路部の接続操作時は発電制動を利用して惰性無く開閉装置を停止させ、断路操作時は惰性を利用して開閉装置を動作させることができる電気的回路構成とした。

【0020】

図１は、本実施形態例による固体絶縁開閉装置の断路部操作装置の機械的構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。図１において、図３と同一部分は同一符号をもって示している。

【0021】

図１において図３と異なる点は、開閉装置１中のクラッチ機構５を削除して開閉装置１０を構成したことにあり、その他の部分は図３と同様に構成されている。すなわち、モーター３の回転力は減速機構４を介してねじ軸６に伝達されるように構成している。

【0022】

尚、開閉装置１０が断路位置に到達するとねじ軸６はナット９から外れるが、ねじ軸６の先端をナット９の先端部に接した状態を保持させる、図示省略のバネ機構を備えているものとする。

【0023】

図２は、本実施形態例による固体絶縁開閉装置の断路部操作装置の電気的なブレーキ回路の回路図を表し、（ａ）は停止状態、（ｂ）は断路動作、（ｃ）は接続動作、（ｄ）は接続動作での発電制動における各回路状態を示している。

【0024】

図２において、８９ＣＸａ₁は、図１の開閉装置１０を断路位置に移動させる断路命令により動作する８９ＣＸリレー（第１の電磁継電器）の接点であって、一端が図示省略の直流電源の正極端に接続され、断路命令が入力されたとき閉路し、開閉装置１０が断路位置に到達したとき開放される８９ＣＸリレーの常開接点（第１常開接点）である。

【0025】

８９ＴＸａ₁は、前記開閉装置１０を接続位置に移動させる接続命令により動作する８９ＴＸリレー（第２の電磁継電器）の接点であって、一端が図示省略の直流電源の正極端に接続され、接続命令が入力されたとき閉路し、開閉装置１０が接続位置に到達したとき開放される８９ＴＸリレーの常開接点（第１常開接点）である。

【0026】

８９ＴＸａ₂は、一端が前記８９ＣＸリレーの常開接点８９ＣＸａ₁の他端に接続され、他端が８９ＴＸリレーの常開接点８９ＴＸａ₃を介して図示省略の直流電源の負極端に接続された、８９ＴＸリレーの常開接点である。

【0027】

これら８９ＴＸリレーの常開接点８９ＴＸａ₂、８９ＴＸａ₃は、接続命令が入力されたとき閉路し、開閉装置１０が接続位置に到達したとき開放される接点である。

【0028】

８９ＣＸａ₂は、一端が前記８９ＴＸリレーの常開接点８９ＴＸａ₁の他端に接続され、他端が８９ＣＸリレーの常開接点８９ＣＸａ₃を介して図示省略の直流電源の負極端に接続された、８９ＣＸリレーの常開接点である。

【0029】

これら８９ＣＸリレーの常開接点８９ＣＸａ₂、８９ＣＸａ₃は、断路命令が入力されたとき閉路し、開閉装置１０が断路位置に到達したとき開放される接点である。

【0030】

前記常開接点８９ＣＸａ₂、８９ＣＸａ₃によって本発明の８９ＣＸリレー（第１の電磁継電器）の第２常開接点を構成し、前記常開接点８９ＴＸａ₂、８９ＴＸａ₃によって本発明の８９ＴＸリレー（第２の電磁継電器）の第２常開接点を構成している。

【0031】

８９Ｍは、８９ＣＸリレーの常開接点８９ＣＸａ₁および８９ＴＸリレーの常開接点８９ＴＸａ₂の共通接続点と、８９ＴＸリレーの常開接点８９ＴＸａ₁および８９ＣＸリレーの常開接点８９ＣＸａ₂の共通接続点との間に接続された前記モーター３の巻線である。

【0032】

８９ＣＸｂは、一端が８９ＣＸリレーの常開接点８９ＣＸａ₁および８９ＴＸリレーの常開接点８９ＴＸａ₂の共通接続点に接続され、断路命令が入力されたとき開放され、開閉装置１０が断路位置に到達したとき閉路する８９ＣＸリレーの常閉接点である。

【0033】

８９Ｒは、一端が前記常閉接点８９ＣＸｂの他端に接続された抵抗である。Ｄは、カソードが前記抵抗８９Ｒの他端に接続されたダイオードである。

【0034】

８９ＴＸｂは、一端が前記ダイオードＤのアノードに接続され、他端が前記常開接点８９ＴＸａ₁および常開接点８９ＣＸａ₂の共通接続点に接続され、接続命令が入力されたとき開放され、開閉装置１０が接続位置に到達したとき閉路する８９ＴＸリレーの常閉接点である。

【0035】

尚、開閉装置１０が断路位置に到達したことは、図１の断路位置検出器１１によって検出され、開閉装置が接続位置に到達したことは図１の接続位置検出器１２によって検出されるものである。

【0036】

まず、開閉装置１０のねじ軸６と引出機構７側のナット９が螺合しており、各リレーの接点は図２（ａ）の停止状態にあるものとする。この状態で開閉装置１０に断路命令が入ると８９ＣＸリレーが動作してその常開接点８９ＣＸａ₁～８９ＣＸａ₃が図２（ｂ）のように閉路され、常閉接点８９ＣＸｂは開放され、モーター３の巻線８９Ｍには図示矢印方向の電流が流れる。

【0037】

これによってモーター３が駆動され、一方向への回転は減速機構４を介してねじ軸６に伝わり、ねじ軸６の回転によって開閉装置１０は断路位置方向、すなわち引出機構７から離れる方向に移動する。

【0038】

開閉装置１０が断路位置に到達したことを断路位置検出器１１が検出する（例えば断路位置検出器１１のリミットスイッチが、断路位置に設けられた凸部に当接することにより検出する）と、８９ＣＸリレーの常開接点８９ＣＸａ₁～８９ＣＸａ₃は開放され、これによってモーター３の電源は切断される。

【0039】

このとき、モーター３の巻線８９Ｍには発電制動の電流が流れるが、ダイオードＤにより一方向しか流れないため発電制動によるブレーキはかからず、ねじ軸６は惰性により動作し、ナット９から外れる位置まで開閉装置１０は動作する。

【0040】

尚、ねじ軸６がナット９から外れても図示省略のバネ機構により、ねじ軸６の先端はナット９の先端側に接した状態にある。

【0041】

次に開閉装置１０に接続命令が入ると８９ＴＸリレーが動作し、その常開接点８９ＴＸａ₁～８９ＴＸａ₃が図２（ｃ）のように閉路され、常閉接点８９ＴＸｂは開放され、モーター３の巻線８９Ｍには図２（ｂ）の断路動作時とは逆方向の電流が流れる。

【0042】

これによってモーター３の他方向への回転は減速機構４を介してねじ軸６に伝わり、ねじ軸６はナット９と螺合され、ねじ軸６の回転によって開閉装置１０は接続位置方向、すなわち引出機構７に近づく方向に移動する。

【0043】

開閉装置１０が接続位置に到達したことを、接続位置検出器１２が検出する（例えば接続位置検出器１２のリミットスイッチが当接板１３に当接することにより検出する）と、８９ＴＸリレーの常開接点８９ＴＸａ₁～８９ＴＸａ₃は図２（ｄ）のように開放され、常閉接点８９ＴＸｂは閉路され、これによってモーター３の電源は切断される。

【0044】

これと同時にモーター３の発電制動により電流が逆方向に流れ（図２（ｄ）の矢印で示す、巻線８９Ｍ→常閉接点８９ＴＸｂ→ダイオードＤのアノード、カソード→抵抗８９Ｒ→常閉接点８９ＣＸｂ→巻線８９Ｍのループで流れ）、モーター３にブレーキがかかり、開閉装置１０は停止する。

【0045】

上記のように図２のダイオードＤによって、開閉装置１０が断路位置に到達した時はモーター３に発電制動電流が流れないように電流を阻止し（図２（ｂ））、開閉装置１０が接続位置に到達したときはモーター３に発電制動電流が流れる（図２（ｄ））ような回路を構成している。

【0046】

以上のように本実施形態例によれば、従来構造の機械クラッチ方式から電気ブレーキ回路方式に変更し、またブレーキ回路にはダイオードを挿入して一方向しか電流を流さない回路構成としたので、断路動作側は惰性の利用により、ねじ軸６がナット９から抜けるまで動作させることができ、接続動作側は発電制動の利用により、惰性無く開閉装置１０を止めることができる。

【0047】

これによって、従来の機械クラッチ方式の利点（惰性によりねじ軸６をナット９から外すことができる点）を利用し、欠点（部品点数が多く、大型化する点）を無くすことができた。

【符号の説明】

【0048】

２…車輪
３…モーター
４…減速機構
６…ねじ軸
７…引出機構
８…固定板
９…ナット
１０…開閉装置
１１…断路位置検出器
１２…接続位置検出器
１３…当接板
８９Ｍ…モーターの巻線
８９ＣＸａ₁～８９ＣＸａ₃…８９ＣＸリレーの常開接点
８９ＣＸｂ…８９ＣＸリレーの常閉接点
８９ＴＸａ₁～８９ＴＸａ₃…８９ＴＸリレーの常開接点
８９ＴＸｂ…８９ＴＸリレーの常閉接点
８９Ｒ…抵抗
Ｄ…ダイオード

【図1】

【図2】

【図3】