特許 7362914 負荷時タップ切換器の蓄勢機構および負荷時タップ切換器

(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】2023-10-06

(45)【発行日】2023-10-17

(54)【発明の名称】負荷時タップ切換器の蓄勢機構および負荷時タップ切換器

(51)【国際特許分類】

   H01F 29/04 20060101AFI20231010BHJP

【ＦＩ】

H01F29/04 502K

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022522422

(86)(22)【出願日】2020-05-14

(86)【国際出願番号】 JP2020019190

(87)【国際公開番号】W WO2021229736

(87)【国際公開日】2021-11-18

【審査請求日】2022-04-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】江口 直紀

(72)【発明者】

【氏名】阿部 真一郎

【審査官】久保田 昌晴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－０６７７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０６０８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３１２３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭５９－０００９２６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開平１１－２３８６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４１－０２０１７１（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】実公昭３５－００６０２７（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特公昭６１－０４５８４４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】実開平０４－０８５５４６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２００６／０６７９３６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ２９／０４

Ｈ０１Ｈ ５／０６－５／１２、９／００、９／１２、３３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外力により回転する偏心アームと、
前記偏心アームにより第１端部が押圧されて回転する駆動アームと、
前記駆動アームの回転軸を挟んで前記第１端部の反対側を第２端部としたとき、前記駆動アームの前記第２端部により操作部が押圧されて蓄勢されるトグルバネ機構と、
前記トグルバネ機構の開放動作に連動して切換開閉器を駆動するゼネバ機構と、を有し、
前記トグルバネ機構は、バネ部材および切換アームを有し、
前記バネ部材は、第１ジョイントにおいて取付部材にヒンジ結合され、
前記バネ部材および前記切換アームは、第２ジョイントにおいて相互にヒンジ結合され、
前記切換アームは、第３ジョイントにおいて前記取付部材にヒンジ結合され、
前記操作部は、前記第２ジョイントに配置され、
前記ゼネバ機構は、前記トグルバネ機構の開放動作により回転するゼネバドライバと、前記ゼネバドライバの回転により従動回転して前記切換開閉器を駆動するゼネバと、を有し、
前記切換アームは、前記ゼネバドライバを押圧して回転させる切換アーム押圧部を有し、
前記切換アーム押圧部は、前記切換開閉器の切換動作が完了した状態で、前記ゼネバドライバを押圧し、
前記操作部は、前記トグルバネ機構の開放動作により前記駆動アームの前記第２端部から離れ、
前記駆動アームの前記第２端部は、前記偏心アームの回転継続により再び前記操作部に当接し、前記切換開閉器の切換動作が完了する位置まで前記操作部を押圧可能であり、
前記駆動アームは、前記偏心アームの回転軸を挟んで両側に配置された第１駆動アームおよび第２駆動アームを有する、
負荷時タップ切換器の蓄勢機構。

【請求項2】

前記第１駆動アームは、前記偏心アームと当接する円弧状の第１当接部を有し、
前記第２駆動アームは、前記偏心アームと当接する円弧状の第２当接部を有し、
前記第１当接部の円弧中心点と、前記偏心アームの回転中心点と、前記第２当接部の円弧中心点とが、同一直線上に配置される、
請求項１に記載の負荷時タップ切換器の蓄勢機構。

【請求項3】

前記切換アーム押圧部は、前記第２ジョイントを挟んで前記第３ジョイントの反対側に配置される、
請求項１に記載の負荷時タップ切換器の蓄勢機構。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の負荷時タップ切換器の蓄勢機構と、前記切換開閉器と、タップ選択器と、を有する、
負荷時タップ切換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、負荷時タップ切換器の蓄勢機構および負荷時タップ切換器に関する。

【背景技術】

【0002】

負荷時タップ切換器は、変圧器運転中（負荷時）にタップを切り換える装置である。一般に、負荷時タップ切換器は、タップ選択器と、切換開閉器と、を有する。タップ選択器は、変圧器タップ巻線において運転するタップを選択する。切換開閉器は、選択されたタップに回路を切り換える。切換開閉器の蓄勢機構は、タップ切り換えを瞬時に行う。蓄勢機構には、駆動負荷の抑制が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５９７１６７４号公報

【文献】特許第５７４４１８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、駆動負荷を抑制することができる負荷時タップ切換器の蓄勢機構および負荷時タップ切換器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の負荷時タップ切換器の蓄勢機構は、偏心アームと、駆動アームと、トグルバネ機構と、ゼネバ機構と、を持つ。偏心アームは、外力により回動する。駆動アームは、偏心アームにより第１端部が押圧されて回転する。駆動アームの回転軸を挟んで第１端部の反対側を第２端部とする。トグルバネ機構は、駆動アームの第２端部により操作部が押圧されて蓄勢される。ゼネバ機構は、トグルバネ機構の開放動作に連動して切換開閉器を駆動する。トグルバネ機構は、バネ部材および切換アームを有する。バネ部材は、第１ジョイントにおいて取付部材にヒンジ結合される。バネ部材および切換アームは、第２ジョイントにおいて相互にヒンジ結合される。切換アームは、第３ジョイントにおいて取付部材にヒンジ結合される。操作部は、第２ジョイントに配置される。ゼネバ機構は、ゼネバドライバと、ゼネバと、を有する。ゼネバドライバは、トグルバネ機構の開放動作により回転する。ゼネバは、ゼネバドライバの回転により従動回転して切換開閉器を駆動する。切換アームは、ゼネバドライバを押圧して回転させる切換アーム押圧部を有する。切換アーム押圧部は、切換開閉器の切換動作が完了した状態で、ゼネバドライバを押圧する。操作部は、トグルバネ機構の開放動作により駆動アームの第２端部から離れる。駆動アームの第２端部は、偏心アームの回転継続により再び操作部に当接する。駆動アームの第２端部は、切換開閉器の切換動作が完了する位置まで操作部を押圧可能である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態の負荷時タップ切換器の斜視図。

【図2】負荷時タップ切換器の円筒容器を除いた状態の斜視図。

【図3】駆動機構の上方からの斜視図。

【図4】切換開閉器の下方からの斜視図。

【図5】実施形態の蓄勢機構の側面断面図。

【図6】蓄勢機構の下方からの斜視図。

【図7】蓄勢機構の上方からの斜視図。

【図8】切換アームの上方からの斜視図。

【図9】蓄勢機構の第１状態の平面図。

【図10】蓄勢機構の第２状態の平面図。

【図11】蓄勢機構の第３状態の平面図。

【図12】蓄勢機構の第４状態の平面図。

【図13】蓄勢機構の第５状態の平面図。

【図14】蓄勢機構の第６状態の平面図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態の負荷時タップ切換器の蓄勢機構および負荷時タップ切換器を、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態の負荷時タップ切換器の斜視図である。図２は、負荷時タップ切換器の円筒容器を除いた状態の斜視図である。負荷時タップ切換器１は、運転状態において変圧器の巻数比（変圧比）を変えることで電圧を調整する装置である。負荷時タップ切換器１は、タップ選択器２と、駆動機構５と、切換開閉器１０と、を有する。

【0008】

タップ選択器２は、変圧器タップ巻線において運転するタップを選択する選択動作を実施する。タップ選択器２は、非通電タップを予め次のタップに進めておく。
切換開閉器１０は、選択されたタップに回路を切り換える切換動作を実施する。切換開閉器１０は、選択されている通電タップと、非通電タップとを切り換える。切換開閉器１０は、円筒容器１０ａの内部に配置されて絶縁油に浸漬されている。
駆動機構５は、電動操作装置（不図示）から駆動軸６を介して伝達される駆動力により、タップ選択器２および切換開閉器１０を駆動する。

【0009】

図３は、駆動機構の上方からの斜視図である。駆動軸６は、ギヤ列７を介して、伝達シャフト８に連結される。伝達シャフト８は、切換開閉器１０の円筒容器１０ａの底板１０ｂを貫通して、切換開閉器１０に接続される。

【0010】

図４は、切換開閉器の下方からの斜視図である。切換開閉器１０は、図１に示される円筒容器１０ａの内部に配置される。切換開閉器１０は、通電経路を切り換える遮断機構と、遮断機構を駆動する蓄勢機構２０と、を有する。遮断機構は、切換ユニット１２と、カムユニット１５と、を有する。切換ユニット１２は、３相交流の各相について形成される。各相の切換ユニット１２は、主取付板１１の上方に配置される。カムユニット１５は、各相の切換ユニット１２の中央に配置される。カムユニット１５は、所定角度だけ正逆回転して、各相の切換ユニット１２を同時に切り換える。カムユニット１５は、円筒容器１０ａの中心軸に沿って配置されるカムユニットシャフト１４（図５参照）を有する。

【0011】

蓄勢機構２０は、主取付板１１と底部取付板２１との間に配置される。蓄勢機構２０は、図３に示される伝達シャフト８を介して伝達される駆動力により、トグルバネ機構５０ｍを蓄勢する。蓄勢機構２０は、トグルバネ機構５０ｍの開放動作により、カムユニットシャフト１４を俊敏に所定角度だけ正逆回転させる。

【0012】

蓄勢機構２０について詳細に説明する。
図５は、図４のＶ－Ｖ線における、実施形態の蓄勢機構の側面断面図である。図５には、偏心アームローラ３４を切換アームシャフト６１に接近させた状態が記載されている。

【0013】

本願において、直交座標系のＺ方向、Ｘ方向およびＹ方向が以下のように定義される。Ｚ方向は、カムユニットシャフト１４と同軸状に配置される切換アームシャフト６１の中心軸に沿う方向である。例えば、Ｚ方向は上下方向であり、＋Ｚ方向は上方向である。Ｘ方向は、切換アームシャフト６１の中心軸と偏心アームシャフト３１の中心軸とを含む平面内で、Ｚ方向に垂直な方向である。＋Ｘ方向は、カムユニットシャフト１４の中心軸から偏心アームシャフト３１の中心軸への方向である。Ｙ方向は、Ｚ方向およびＸ方向に直交する方向である。例えば、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向である。Ｚ方向の周方向がθ方向と定義される。＋θ方向は、＋Ｚ方向に進む右ネジの回転方向である。

【0014】

図６は、蓄勢機構の下方からの斜視図である。図７は、蓄勢機構の上方からの斜視図である。図６および図７では、図５に示される各取付板（主取付板１１、中間取付板２５および底部取付板２１）の記載が省略されている。図６および図７に示されるように、蓄勢機構２０は、偏心アーム３０と、駆動アーム４０と、トグルバネ機構５０ｍと、ゼネバ機構７０ｍと、を有する。

【0015】

偏心アーム３０は、図６および図７に示されるように、Ｚ方向から見て略卵形状である。偏心アーム３０の側面は、駆動アーム４０と当接するカム面３２である。カム面３２のＺ方向の両端部には、カム面３２から突出する突出部３３が形成される。突出部３３は、カム面３２からの駆動アーム４０の脱落を防止する。

【0016】

Ｚ方向から見て、偏心アーム３０の長軸方向の第１端部の近くに、偏心アームシャフト３１が挿通されている。偏心アームシャフト３１の中心軸は、Ｚ方向と平行である。偏心アーム３０は、偏心アームシャフト３１に固定される。図５に示されるように、偏心アームシャフト３１は、主取付板１１および底部取付板２１により回転可能に支持される。偏心アームシャフト３１は、図３に示される伝達シャフト８に接続される。

【0017】

偏心アーム３０は、長軸方向の第２端部の近くに、偏心アームローラ３４を有する。偏心アームローラ３４の中心軸は、Ｚ方向と平行である。偏心アームローラ３４は、中心軸の周りを回転可能である。偏心アームローラ３４の外周面は、偏心アーム３０のカム面３２の一部を形成する。

【0018】

駆動アーム４０は、偏心アームシャフト３１および切換アームシャフト６１を挟んでＹ方向の両側に配置された第１駆動アーム４０ａおよび第２駆動アーム４０ｂを有する。偏心アームシャフト３１の－Ｙ方向に第１駆動アーム４０ａが配置され、＋Ｙ方向に第２駆動アーム４０ｂが配置される。第１駆動アーム４０ａおよび第２駆動アーム４０ｂは、偏心アームシャフト３１の中心軸および切換アームシャフト６１の中心軸を含むＸＺ面を対称面として、面対称に形成される。以下には、第１駆動アーム４０ａが例として説明される。

【0019】

第１駆動アーム４０ａは、Ｚ方向を厚さ方向とする平板状に形成される。第１駆動アーム４０ａは、Ｘ方向に沿って伸びる。第１駆動アーム４０ａは、Ｘ方向の中央部に配置された駆動アームシャフト４１の周りを回動可能である。駆動アームシャフト４１の中心軸は、Ｚ方向と平行である。駆動アームシャフト４１は、切換アームシャフト６１のＹ方向に配置される。駆動アームシャフト４１のＺ方向の両端部は、図５に示される中間取付板２５および底部取付板２１に固定される。

【0020】

第１駆動アーム４０ａの＋Ｘ方向の端部は、偏心アーム３０に向かって屈曲する。偏心アーム３０に向かう第１駆動アーム４０ａの側面は、偏心アーム３０のカム面３２と当接する第１当接部４３ａである。第１当接部４３ａは、Ｚ方向から見て円弧状である。同様に、第２駆動アーム４０ｂは、偏心アーム３０と当接する円弧状の第２当接部４３ｂを有する。図１０に示されるように、第１当接部４３ａの円弧中心点４４ａと、偏心アーム３０の回転中心点３０ｃと、第２当接部４３ｂの円弧中心点４４ｂとは、同一直線Ｌ上に配置される。

【0021】

図６に示されるように、第１駆動アーム４０ａの－Ｘ方向の端部は、トグルバネ機構５０ｍの操作部６５に向かって屈曲する。操作部６５に向かう第１駆動アーム４０ａの側面は、操作部６５を押圧する駆動アーム押圧部４５である。

【0022】

トグルバネ機構５０ｍは、図６に示されるように、トグルバネとして機能するバネ部材５０と、トグルレバーとして機能する切換アーム６０と、を有する。
バネ部材５０は、例えばコイルバネである。図５に示されるように、バネ部材５０の中心軸は、ＸＹ面と平行に配置される。バネ部材５０の軸方向の両端部には、第１バネホルダ５２ａおよび第２バネホルダ５２ｂが配置される。

【0023】

第１バネホルダ５２ａは、バネ部材５０の－Ｘ方向の端部に配置される。第１バネホルダ５２ａは、第１バネホルダシャフト５１ａの周りを回転可能である。第１バネホルダシャフト５１ａの中心軸は、Ｚ方向と平行である。第１バネホルダシャフト５１ａのＺ方向の両端部は、主取付板１１および底部取付板２１に固定される。バネ部材５０は、第１バネホルダシャフト５１ａの中心軸の位置である第１ジョイント９１において、主取付板１１および底部取付板２１にヒンジ結合される。

【0024】

第２バネホルダ５２ｂは、バネ部材５０の＋Ｘ方向の端部に配置される。第２バネホルダ５２ｂは、第２バネホルダシャフト５１ｂの周りを回転可能である。第２バネホルダシャフト５１ｂの中心軸は、Ｚ方向と平行である。第２バネホルダシャフト５１ｂのＺ方向の両端部は、切換アーム６０に固定される。バネ部材５０および切換アーム６０は、第２バネホルダシャフト５１ｂの中心軸の位置である第２ジョイント９２において、相互にヒンジ結合される。

【0025】

図８は、切換アームの上方からの斜視図である。切換アーム６０は、筒部６２と、主アーム部６４と、副アーム部６３と、を有する。
筒部６２は、円筒状に形成される。筒部６２の内側には、図５に示される切換アームシャフト６１が配置される。切換アームシャフト６１の中心軸は、Ｚ方向と平行である。切換アームシャフト６１の中心軸は、切換開閉器１０（図４参照）のカムユニットシャフト１４の中心軸と同軸状である。切換アームシャフト６１の中心軸と、第１バネホルダシャフト５１ａの中心軸と、偏心アームシャフト３１の中心軸とは、同一平面内に配置される。切換アームシャフト６１の＋Ｚ方向の端部には、フランジ部が形成される。切換アームシャフト６１のＺ方向の両端部は、中間取付板２５および底部取付板２１に固定される。切換アーム６０は、切換アームシャフト６１の周りを回転可能である。切換アーム６０は、切換アームシャフト６１の中心軸の位置である第３ジョイント９３において、中間取付板２５および底部取付板２１にヒンジ結合される。

【0026】

主アーム部６４および副アーム部６３は、筒部６２のＺ方向の両端部から－Ｘ方向に伸びる。図８に示されるように、主アーム部６４は、Ｚ方向から見て、筒部６２を頂点とする二等辺三角形状である。二等辺三角形の底辺に相当する部分における主アーム部６４のＺ方向の厚さは、二等辺三角形の中央部に比べて厚い。これらの構成が、切換アーム６０の慣性モーメントを大きくする。

【0027】

主アーム部６４の中央部にはガイド部材６６が配置される。図５に示されるように、ガイド部材６６は円筒状に形成され、主アーム部６４に固定される。第２バネホルダシャフト５１ｂのＺ方向の両端部は、ガイド部材６６および副アーム部６３に固定される。主アーム部６４の－Ｚ面に沿って、転がり軸受６７が配置される。転がり軸受６７の内輪は、ガイド部材６６の外周に固定される。転がり軸受６７の外輪は、駆動アーム４０と当接する。ガイド部材６６および転がり軸受６７は、駆動アーム４０により押圧される操作部６５である。操作部６５は、第２バネホルダシャフト５１ｂの中心軸と同軸状に、第２ジョイント９２に配置される。

【0028】

図８に示されるように、主アーム部６４は、ゼネバドライバ７０を押圧する切換アーム押圧部６８を有する。切換アーム押圧部６８は、主アーム部６４の－Ｘ方向の端部に配置される。切換アーム押圧部６８は、主アーム部６４の＋Ｚ面から＋Ｚ方向に突出する。一対の切換アーム押圧部６８ａ，６８ｂが、Ｙ方向に離れて配置される。一対の切換アーム押圧部６８ａ，６８ｂは、主アーム部６４の二等辺三角形の底辺の両端部に配置される。一対の切換アーム押圧部６８ａ，６８ｂは、－Ｙ方向に配置される第１切換アーム押圧部６８ａおよび＋Ｙ方向に配置される第２切換アーム押圧部６８ｂである。図５に示されるように、切換アーム押圧部６８は、第２ジョイント９２を挟んで第３ジョイント９３の反対側に配置される。

【0029】

ゼネバ機構７０ｍは、図７に示されるように、ゼネバドライバ７０と、ゼネバ８０と、を有する。
ゼネバドライバ７０は、Ｚ方向から見て、Ｘ方向を長軸方向とする略楕円形状である。ゼネバドライバ７０の中央部に、ドライバシャフト７１が配置される。ゼネバドライバ７０は、ドライバシャフト７１の周りを回転可能である。ドライバシャフト７１の中心軸は、Ｚ方向と平行である。図５に示されるように、ドライバシャフト７１のＺ方向の両端部は、主取付板１１および中間取付板２５に固定される。

【0030】

ゼネバドライバ７０は、－Ｘ方向の端部に第１ドライバローラ７２を有する。第１ドライバローラ７２の中心軸は、Ｚ方向と平行である。第１ドライバローラ７２は、中心軸の周りを回転可能である。第１ドライバローラ７２の外周面は、切換アーム６０の切換アーム押圧部６８と当接する。
ゼネバドライバ７０は、＋Ｘ方向の端部に第２ドライバローラ７４を有する。第２ドライバローラ７４の中心軸は、Ｚ方向と平行である。第２ドライバローラ７４は、中心軸の周りを回転可能である。

【0031】

ゼネバドライバ７０は、＋Ｘ方向の端部に一対の平板７６を有する。一対の平板７６は、ゼネバドライバ７０のＺ方向の両端部に配置される。ゼネバドライバ７０は、一対の平板７６の間にドライバ側ストッパ７８を有する。ドライバ側ストッパ７８の外周は、Ｚ方向から見て、ドライバシャフト７１を中心とする円弧状である。

【0032】

ゼネバ８０は、Ｚ方向を厚さ方向とする平板状に形成される。ゼネバ８０は、切換開閉器１０（図４参照）のカムユニットシャフト１４に固定される。図５に示されるように、カムユニットシャフト１４の中心軸は、Ｚ方向と平行である。カムユニットシャフト１４は、主取付板１１および切換アームシャフト６１により回転可能に支持される。カムユニットシャフト１４の中心軸と、ドライバシャフト７１の中心軸と、第１バネホルダシャフト５１ａの中心軸とは、同一平面内に配置される。

【0033】

図７に示されるように、ゼネバ８０は、Ｚ方向から見て略Ｕ字状に形成される。ゼネバ８０は、外周からカムユニットシャフト１４に向かって切り欠かれたスロット８２を有する。スロット８２の内側に、ゼネバドライバ７０の第２ドライバローラ７４が入り込む。
ゼネバ８０は、ゼネバ側ストッパ８８を有する。ゼネバ側ストッパ８８は、スロット８２の両側におけるゼネバ８０の外周に形成される。ゼネバ側ストッパ８８は、外周からカムユニットシャフト１４に向かって窪む円弧状に形成される。

【0034】

蓄勢機構２０の動作について説明する。
図９は、蓄勢機構の第１状態の平面図である。偏心アーム３０は、偏心アームシャフト３１の＋Ｙ方向に偏心アームローラ３４が配置される位置に回転している。偏心アームローラ３４の外周面に、第２駆動アーム４０ｂの第２当接部４３ｂが当接している。偏心アームシャフト３１の－Ｙ方向のカム面３２に、第１駆動アーム４０ａの第１当接部４３ａが当接している。トグルバネ機構５０ｍの第１バネホルダシャフト５１ａの中心軸および切換アームシャフト６１の中心軸を含む面を中立面Ｓとする。トグルバネ機構５０ｍの第２ジョイント９２は、中立面Ｓの－Ｙ方向に配置されている。

【0035】

図１０は、蓄勢機構の第２状態の平面図である。図９に示される第１状態から、偏心アーム３０が－θ方向に回転する。偏心アームシャフト３１の中心軸から、カム面３２と第１駆動アーム４０ａとの当接点までの距離が増加する。偏心アーム３０が第１駆動アーム４０ａを押圧し、第１駆動アーム４０ａが－θ方向に回動する。第１駆動アーム４０ａの駆動アーム押圧部４５は、トグルバネ機構５０ｍの操作部６５を＋Ｙ方向に押圧する。第２ジョイント９２は中立面Ｓに接近する。第２ジョイント９２と第１ジョイント９１との間の距離が短くなり、バネ部材５０が圧縮されてバネ力が蓄勢される。トグルバネ機構５０ｍでは、第２ジョイント９２を小さな力で押圧しても、バネ部材５０に大きな力が作用する。トグルバネ機構５０ｍにより、蓄勢機構２０の駆動負荷が抑制される。

【0036】

図１１は、蓄勢機構の第３状態の平面図である。図１０に示される第２状態から、偏心アーム３０が－θ方向に回転する。偏心アーム３０のカム面３２に代わり、偏心アームローラ３４が第１駆動アーム４０ａを押圧する。駆動アーム押圧部４５が操作部６５を押圧する。第２ジョイント９２が中立面Ｓに到達し、バネ部材５０が最大限に蓄勢される。図１１に示される第３状態までに、図２に示される駆動機構５は、タップ選択器２の選択動作を完了させる。
図１１に示されるように、第２ジョイント９２が中立面Ｓを越えると、バネ部材５０に蓄勢されたバネ力が開放されて、トグルバネ機構５０ｍの開放動作が開始される。

【0037】

図１２は、蓄勢機構の第４状態の平面図である。図１１に示される第３状態から、バネ部材５０が伸長して、第２ジョイント９２が俊敏に＋Ｙ方向に移動する。操作部６５は第１駆動アーム４０ａから離れる。第２ジョイント９２においてヒンジ接続された切換アーム６０が、第３ジョイント９３を中心に－θ方向に回動する。切換アーム６０の慣性モーメントが大きいので、開放動作が一気に進行するとともに、開放動作中の回動速度の変動が抑制される。切換アーム６０の第１切換アーム押圧部６８ａが、ゼネバドライバ７０の第１ドライバローラ７２を＋Ｙ方向に押圧する。第１ドライバローラ７２の回転により、第１切換アーム押圧部６８ａとの摩擦が抑制される。ゼネバドライバ７０が－θ方向に回転する。ゼネバドライバ７０の第２ドライバローラ７４が、ゼネバ８０のスロット８２に入り込む。第２ドライバローラ７４は、スロット８２の側面を押す。第２ドライバローラ７４の回転により、スロット８２との摩擦が抑制される。ゼネバ８０が＋θ方向に回転する。カムユニットシャフト１４が回転して、切換開閉器１０（図４参照）のタップ切り換えが俊敏に行われる。第１切換アーム押圧部６８ａは、第２ジョイント９２を挟んで第３ジョイント９３の反対側に配置される。第１切換アーム押圧部６８ａの移動距離が長いので、カムユニットシャフト１４の回転角度の設計自由度が大きい。

【0038】

図１３は、蓄勢機構の第５状態の平面図である。図１２に示される第４状態から、トグルバネ機構５０ｍの開放動作により、第２ジョイント９２が＋Ｙ方向に移動する。切換アーム６０、ゼネバドライバ７０およびゼネバ８０が連動して回転する。

【0039】

図１４は、蓄勢機構の第６状態の平面図である。図１３に示される第５状態から、トグルバネ機構５０ｍの開放動作により、第２ジョイント９２が＋Ｙ方向に移動する。ゼネバドライバ７０およびゼネバ８０が連動して回転する。ゼネバドライバ７０のドライバ側ストッパ７８が、ゼネバ８０のゼネバ側ストッパ８８に当接する。ゼネバドライバ７０およびゼネバ８０の回転が停止する。カムユニットシャフト１４の回転が停止して、切換開閉器１０のタップ切り換えが完了する。切換アーム６０の回動が停止して、第２ジョイント９２の＋Ｙ方向への移動が停止する。バネ部材５０は、圧縮された状態で伸長を停止する。第１切換アーム押圧部６８ａは、切換開閉器１０の切換動作が完了した状態で、第１ドライバローラ７２を＋Ｙ方向に押圧する。これにより、切換開閉器１０は、タップ切り換えが完了した状態に保持される。

【0040】

図１３に示される第５状態から、図１４に示される第６状態にかけて、偏心アーム３０が－θ方向に回転する。第１駆動アーム４０ａが－θ方向に回動して、再び操作部６５に当接する。操作部６５は第２駆動アーム４０ｂに当接する。第２駆動アーム４０ｂが－θ方向に回動して、偏心アーム３０に当接する。図１４に示される第６状態において、偏心アーム３０は、偏心アームシャフト３１の－Ｙ方向に偏心アームローラ３４が配置される位置に回転している。第１状態から第６状態にかけて、偏心アーム３０は－θ方向に１８０°回転する。
次に切換開閉器１０のタップ切り換えを実施する場合に、蓄勢機構２０は、第６状態から第１状態にかけて逆の動作をする。偏心アーム３０は＋θ方向に１８０°回転する。

【0041】

図１に示されるように、蓄勢機構２０を含む切換開閉器１０は、円筒容器１０ａの内部に配置されて、絶縁油に浸漬されている。絶縁油の粘度上昇や、切換開閉器１０への異物混入などの、異常事態が想定される。これらの異常事態では、第３状態（図１１参照）から第６状態（図１４参照）にかけてのトグルバネ機構５０ｍの開放動作が途中で停止する可能性がある。この場合には、切換開閉器１０のタップ切り換えが途中で停止する。

【0042】

前述されたように、トグルバネ機構５０ｍの開放動作において、第２ジョイント９２が俊敏に＋Ｙ方向に移動する。このとき、操作部６５は第１駆動アーム４０ａから離れる。トグルバネ機構５０ｍの開放動作が途中で停止すると、第２ジョイント９２の＋Ｙ方向への移動が停止する。この場合でも、図１１に示される第３状態から、偏心アーム３０は回転を続ける。第１駆動アーム４０ａが－θ方向に回動して、再び操作部６５に当接する。第１駆動アーム４０ａは、図１４に示される第６状態において切換開閉器１０の切換動作が完了するまで、操作部６５を＋Ｙ方向に押し続ける。これにより、蓄勢機構２０は、トグルバネ機構５０ｍの開放動作が途中で停止した場合でも、切換開閉器１０の切換動作を強制的に完了させる。

【0043】

以上に詳述されたように、実施形態の負荷時タップ切換器１の蓄勢機構２０は、駆動アーム４０と、トグルバネ機構５０ｍと、ゼネバ機構７０ｍと、を持つ。駆動アーム４０は、外力により回転する。トグルバネ機構５０ｍは、駆動アーム４０により操作部６５を押圧されて蓄勢される。ゼネバ機構７０ｍは、トグルバネ機構５０ｍの開放動作に連動して切換開閉器１０を駆動する。駆動アーム４０は、切換開閉器１０の切換動作が完了する位置まで操作部６５を押圧可能である。

【0044】

駆動アーム４０は、トグルバネ機構５０ｍの開放動作が途中で停止しても、切換開閉器１０の切換動作が完了する位置まで操作部６５を押圧可能である。駆動アーム４０は、切換開閉器１０の切換動作を強制的に完了させる。直列に接続された駆動アーム４０、トグルバネ機構５０ｍおよびゼネバ機構７０ｍにより、蓄勢および開放動作と切換開閉器１０の強制的な切換動作とが連続して実施される。これにより、蓄勢機構２０の駆動負荷を効率的に利用して、切換開閉器１０の強制的な切換動作が実現される。したがって、蓄勢機構２０の駆動負荷が抑制される。蓄勢機構２０の構成部品が少ないので、蓄勢機構２０が小型化および低コスト化される。

【0045】

ゼネバ機構７０ｍは、ゼネバドライバ７０と、ゼネバ８０と、を有する。ゼネバドライバ７０は、トグルバネ機構５０ｍの開放動作により回転する。ゼネバ８０は、ゼネバドライバ７０の回転により従動回転して切換開閉器１０を駆動する。
この構造により、切換開閉器１０のカムユニットシャフト１４が所定角度だけ回転して、タップ切り換えが実行される。

【0046】

トグルバネ機構５０ｍは、バネ部材５０および切換アーム６０を有する。バネ部材５０は、第１ジョイント９１において主取付板１１および底部取付板２１にヒンジ結合される。バネ部材５０および切換アーム６０は、第２ジョイント９２において相互にヒンジ結合される。切換アーム６０は、第３ジョイント９３において中間取付板２５および底部取付板２１にヒンジ結合される。操作部６５は、第２ジョイント９２に配置される。

【0047】

トグルバネ機構５０ｍでは、第２ジョイント９２の操作部６５を小さな力で押圧しても、バネ部材５０に大きな力が作用する。したがって、蓄勢機構２０の駆動負荷が抑制される。

【0048】

蓄勢機構２０は、外力により回転して駆動アーム４０を押圧する偏心アーム３０をさらに有する。駆動アーム４０は、偏心アーム３０の回転軸を挟んで両側に配置された第１駆動アーム４０ａおよび第２駆動アーム４０ｂを有する。

【0049】

偏心アーム３０の回転方向を反転させることにより、操作部６５を押圧する駆動アーム４０が切り換わり、操作部６５の移動方向が反転する。これにより、切換開閉器１０のカムユニットシャフト１４の回転方向が反転する。これに伴って、カムユニット１５のステップ回転角を最大１２０°まで設定可能であり、設計自由度が向上する。カムユニットシャフト１４の回転方向が反転するので、カムユニット１５のカム溝と切換ユニット１２の被駆動部とが１対１に対応する。これにより、切換開閉器１０の切換シーケンスのばらつきが低減され、切換シーケンスの検査工数が削減される。

【0050】

第１駆動アーム４０ａは、偏心アーム３０と当接する円弧状の第１当接部４３ａを有する。第２駆動アーム４０ｂは、偏心アーム３０と当接する円弧状の第２当接部４３ｂを有する。第１当接部４３ａの円弧中心点４４ａと、偏心アーム３０の回転中心点３０ｃと、前記第２当接部の円弧中心点４４ｂとが、同一直線Ｌ上に配置される。
これにより、偏心アーム３０の回転方向によらずに、蓄勢機構２０が同様に動作する。

【0051】

切換アーム６０は、ゼネバドライバ７０を押圧して回転させる切換アーム押圧部６８を有する。切換アーム押圧部６８は、第２ジョイント９２を挟んで第３ジョイント９３の反対側に配置される。
第１切換アーム押圧部６８ａの移動距離が長くなるので、ゼネバドライバ７０およびゼネバ８０の回転角度が増加する。これにより、カムユニットシャフト１４の回転角度の設計自由度が向上する。

【0052】

切換アーム６０は、ゼネバドライバ７０を押圧して回転させる切換アーム押圧部６８を有する。切換アーム押圧部６８は、切換開閉器１０の切換動作が完了した状態で、ゼネバドライバ７０を押圧する。
これにより、切換開閉器１０は、タップ切り換えが完了した状態に保持される。

【0053】

負荷時タップ切換器１は、前述された蓄勢機構２０と、切換開閉器１０と、タップ選択器２と、を有する。
これにより、蓄勢機構２０の駆動負荷を抑制した負荷時タップ切換器１が提供される。

【0054】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、切換開閉器１０の切換動作が完了する位置まで操作部６５を押圧可能な駆動アーム４０を持つ。これにより、蓄勢機構２０の駆動負荷を抑制することができる。

【0055】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0056】

Ｌ…直線、１…負荷時タップ切換器、２…タップ選択器、１０…切換開閉器、１１…主取付板（取付部材）、２０…蓄勢機構、２１…底部取付板（取付部材）、２５…中間取付板（取付部材）、３０…偏心アーム、３０ｃ…回転中心点、４０…駆動アーム、４０ａ…第１駆動アーム、４０ｂ…第２駆動アーム、４３ａ…第１当接部、４３ｂ…第２当接部、４４ａ…円弧中心点、４４ｂ…円弧中心点、５０ｍ…トグルバネ機構、５０…バネ部材、６０…切換アーム、６５…操作部、６８…押圧部、７０ｍ…ゼネバ機構、７０…ゼネバドライバ、８０…ゼネバ、９１…第１ジョイント、９２…第２ジョイント、９３…第３ジョイント。

【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】

【図14】