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公開番号2021034333
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210301
出願番号2019156641
出願日20190829
発明の名称遮断器
出願人株式会社日立産機システム
代理人ポレール特許業務法人
主分類H01H 33/42 20060101AFI20210201BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】
固定側電極と可動側電極が遮断状態(開)から投入状態(閉)に移行する時、可動側電極が固定側電極にぶつかる(接触する)衝撃が発生したとしても、可動側電極に反発応力が加わることがなく、一時的に可動側電極が固定側電極との接続状態が外れることがないこと。
【解決手段】
本発明の遮断器は、上記課題を解決するために、固定側電極と、該固定側電極と対向配置され電気的に接触する可動側電極と、該可動側電極を駆動する駆動部とを備えた遮断器であって、前記遮断器は、前記固定側電極に前記可動側電極が接触する際に生じる衝撃による前記可動側電極に加わる反発力を緩和する反発力緩和手段を備えていることを特徴とする。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
固定側電極と、該固定側電極と対向配置され電気的に接触する可動側電極と、該可動側電極を駆動する駆動部とを備えた遮断器であって、
前記遮断器は、前記固定側電極に前記可動側電極が接触する際に生じる衝撃による前記可動側電極に加わる反発力を緩和する反発力緩和手段を備えていることを特徴とする遮断器。
続きを表示(約 3,400 文字)【請求項2】
請求項1に記載の遮断器であって、
前記可動側電極と前記駆動部が駆動軸を介して接続されていると共に、前記固定側電極と前記可動側電極及び前記駆動部が直線状に配置されていることを特徴とする遮断器。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の遮断器であって、
前記反発力緩和手段は、前記固定側電極と前記可動側電極の双方又は一方が磁石で構成されていることを特徴とする遮断器。
【請求項4】
請求項3に記載の遮断器であって、
前記磁石は、前記固定側電極と前記可動側電極の双方又は一方の外周側の一部に形成されていることを特徴とする遮断器。
【請求項5】
請求項3又は4に記載の遮断器であって、
前記磁石は、その磁力の強さが、前記固定側電極と前記可動側電極が少なくとも1回は反発する磁力であることを特徴とする遮断器。
【請求項6】
請求項3乃至5のいずれか1項に記載の遮断器であって、
前記磁石は、電磁石であることを特徴とする遮断器。
【請求項7】
請求項1又は2に記載の遮断器であって、
前記反発力緩和手段は、前記固定側電極の一端に接続されている固定側導体又は前記可動側電極の一端に接続されている駆動軸のいずれか一方に設けられた磁石と、前記磁石と対向配置され、前記磁石が設けられていない前記固定側導体又は前記駆動軸に設けられた磁力受け部とから成ることを特徴とする遮断器。
【請求項8】
請求項7に記載の遮断器であって、
前記磁石と前記磁力受け部は、前記固定側電極と前記可動側電極の外周側に配置されていることを特徴とする遮断器。
【請求項9】
請求項1又は2に記載の遮断器であって、
前記反発力緩和手段は、前記固定側電極又は前記可動側電極のいずれか一方の外周側に設置された軸方向に延在する延在部の内側に、前記固定側電極又は前記可動側電極のいずれか一方が嵌まり込み、前記固定側電極と前記可動側電極の間に摩擦力を付与するものであることを特徴とする遮断器。
【請求項10】
請求項9に記載の遮断器であって、
前記延在部と前記固定側電極又は前記可動側電極の間に、前記摩擦力を増加する摩擦力増加部材が介在されていることを特徴とする遮断器。
【請求項11】
請求項10に記載の遮断器であって、
前記摩擦力増加部材は、前記固定側電極又は前記可動側電極との接触部表面が粗面化構造が施されていることを特徴とする遮断器。
【請求項12】
請求項11に記載の遮断器であって、
前記粗面化構造は、樹脂、プラスチック又はゴムのいずれか1つから成ることを特徴とする遮断器。
【請求項13】
請求項10に記載の遮断器であって、
前記摩擦力増加部材は、前記固定側電極又は前記可動側電極との接触部表面が凹凸部と、該凹凸部の凹部にかみ合う三角部とから成ることを特徴とする遮断器。
【請求項14】
請求項13に記載の遮断器であって、
前記凹凸部は金属から成り、前記三角部は樹脂、プラスチック又はゴムのいずれか1つから成ることを特徴とする遮断器。
【請求項15】
請求項2に記載の遮断器であって、
前記反発力緩和手段は、前記駆動軸内に中空部が形成され、この中空部内に設置されたカウンターウエイトで構成されていることを特徴とする遮断器。
【請求項16】
請求項15に記載の遮断器であって、
前記カウンターウエイトは、前記固定側電極に前記可動側電極が接触する際に生じる衝撃を引き受け、前記中空部内を移動することで、前記可動側電極に加わる反発力を吸収緩和することを特徴とする遮断器。
【請求項17】
請求項16に記載の遮断器であって、
前記カウンターウエイトの前記可動側電極側若しくは前記駆動軸の中空部内の前記可動側電極側に吸引部材を設け、前記カウンターウエイトが前記中空部内を移動し前記可動側電極に加わる反発力を吸収緩和した後に、前記吸引部材の吸引力で前記カウンターウエイトが前記中空部内を移動して初期の状態に戻ることを特徴とする遮断器。
【請求項18】
請求項2に記載の遮断器であって、
前記反発力緩和手段は、前記駆動軸の一部に他の前記駆動軸より径が大きい大径部又は幅が太い幅太部を設けると共に、前記大径部又は幅太部に中空部を形成し、この中空部内に設置されたカウンターウエイトで構成されていることを特徴とする遮断器。
【請求項19】
請求項2に記載の遮断器であって、
前記反発力緩和手段は、絶縁体で構成された前記駆動軸内に中空部が形成され、この中空部内に設置されたカウンターウエイトで構成されていると共に、絶縁体で構成された前記駆動軸は、前記可動側電極に接続された可動側導体に連結されていることを特徴とする遮断器。
【請求項20】
請求項19に記載の遮断器であって、
絶縁体で構成された前記駆動軸に前記可動側導体より径が大きい大径部又は幅が太い幅太部を設けると共に、前記大径部又は幅太部に中空部を形成し、この中空部内に前記カウンターウエイトが設置されていることを特徴とする遮断器。
【請求項21】
請求項20に記載の遮断器であって、
絶縁体で構成された前記駆動軸は、前記可動側導体より径が大きいか又は幅が太い第1の駆動軸と、該第1の駆動軸より径が小さいか又は幅が細く、かつ、前記可動側導体より径が大きいか又は幅が太い第2の駆動軸とから成り、
前記第1の駆動軸に中空部を形成し、この中空部内に前記カウンターウエイトが設置されていると共に、前記第1の駆動軸の軸方向長さと前記第2の駆動軸の軸方向長さの合計が、1つの前記駆動軸の軸方向長さと同じであることを特徴とする遮断器。
【請求項22】
請求項2に記載の遮断器であって、
前記反発力緩和手段は、絶縁体で構成された前記駆動軸の前記可動側電極とは反対側の先端に設置されている電極押さえつけ用のスパイラル状の接圧ばねの中にカウンターウエイトが配置されて構成されていることを特徴とする遮断器。
【請求項23】
請求項2に記載の遮断器であって、
前記反発力緩和手段は、絶縁体で形成された前記駆動軸の先端に設けられたダンパと、該ダンパの先端と対向配置されたダンパ受け部とから成ることを特徴とする遮断器。
【請求項24】
請求項23に記載の遮断器であって、
前記ダンパ受け部は前記可動側電極側に設置され、前記ダンパは前記可動側電極側とは反対側の非可動部に設置されていることを特徴とする遮断器。
【請求項25】
請求項24に記載の遮断器であって、
前記固定側電極と前記可動側電極間の最大距離(両電極間が非接触時の距離)Aが、前記ダンパ受け部と前記ダンパの先端間の最大距離(両電極間が接触時の距離)Bより大きいA>Bの関係にあることを特徴とする遮断器。
【請求項26】
請求項24又は25に記載の遮断器であって、
前記ダンパの先端と前記ダンパ受け部の外周にスパイラル状のばねが設置されていることを特徴とする遮断器。
【請求項27】
請求項23に記載の遮断器であって、
前記反発力緩和手段とは別に、絶縁体で形成された前記駆動軸と略平行に配置された中空部が形成された部材の前記中空部内に設置されたカウンターウエイトから成る反発力緩和手段を備えていることを特徴とする遮断器。
【請求項28】
請求項2に記載の遮断器であって、
前記反発力緩和手段は、絶縁体で形成された前記駆動軸と略平行に配置されたダンパと、該ダンパの先端と対向配置されたダンパ受け部とから成ることを特徴とする遮断器。
【請求項29】
請求項28に記載の遮断器であって、
前記ダンパ受け部は前記駆動軸に設置され、前記ダンパは非可動部に設置されていることを特徴とする遮断器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は遮断器に係り、特に、相対向する電極の可動側が操作器等の駆動部により駆動されるものに好適な遮断器に関する。
続きを表示(約 6,100 文字)【背景技術】
【0002】
遮断器に関する従来技術としては、特許文献1に記載されている真空遮断器を挙げることができる。この特許文献1には、真空遮断器の重量やサイズを増加させることなく、真空遮断器の開閉動作に伴う衝撃や振動による応力を軽減して操作機構部の筺体の撓みを低減し、開閉動作に対する信頼性を向上させるために、少なくとも固定側電極及び可動側電極が格納され、周囲がモールド部で覆われている真空バルブと、駆動軸を介して連結されて前記可動側電極を駆動する操作機構部とを備え、前記真空バルブ(固定側電極及び可動側電極)と前記駆動軸及び前記操作機構部が直線状に配置されていると共に、前記真空バルブのモールド部と前記操作機構部に跨り両者を固定する固定部材を備えていることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2018−147643号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述した特許文献1の真空遮断器は、真空バルブ(固定側電極及び可動側電極)と駆動軸及び駆動部である操作機構部が直線状に配置されているため、固定側電極と可動側電極が遮断状態(開)から投入状態(閉)に移行する際に、可動側電極が固定側電極にぶつかる(接触する)ことによる操作機構部からの駆動力が直接固定側電極に掛ることになる。
【0005】
このため、固定側電極と可動側電極が遮断状態(開)から投入状態(閉)に移行する時、可動側電極が固定側電極にぶつかる(接触する)際の衝撃で、可動側電極に反発応力が加わり、一時的に可動側電極が固定側電極との接続状態が外れてしまう(可動側電極と固定側電極が完全な非接触状態となってしまう)恐れがある。
【0006】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、固定側電極と可動側電極が遮断状態(開)から投入状態(閉)に移行する時、可動側電極が固定側電極にぶつかる(接触する)衝撃が発生したとしても、可動側電極に反発応力が加わることがなく、一時的に可動側電極が固定側電極との接続状態が外れることのない遮断器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の真空遮断器は、上記目的を達成するために、固定側電極と、該固定側電極と対向配置され電気的に接触する可動側電極と、該可動側電極を駆動する駆動部とを備えた遮断器であって、前記遮断器は、前記固定側電極に前記可動側電極が接触する際に生じる衝撃による前記可動側電極に加わる反発力を緩和する反発力緩和手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、固定側電極と可動側電極が遮断状態(開)から投入状態(閉)に移行する時、可動側電極が固定側電極にぶつかる(接触する)衝撃が発生したとしても、可動側電極に反発応力が加わることがなく、一時的に可動側電極が固定側電極との接続状態が外れることはない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明の遮断器の一例として真空遮断器を示す断面図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例1であり、固定側電極と可動側電極が非接触(OFF)時の概略構成を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例1であり、固定側電極と可動側電極が接触(ON)時の概略構成を示す図である。
図2及び図3に示した本発明の反発力緩和手段の実施例1の改良案の概略構成を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例2であり、固定側電極と可動側電極が非接触(OFF)時の概略構成を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例2であり、固定側電極と可動側電極が接触(ON)時の概略構成を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例3であり、固定側電極と可動側電極が非接触(OFF)時の概略構成を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例3であり、固定側電極と可動側電極が接触(ON)時の概略構成を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例4であり、固定側電極と可動側電極が接触(ON)時の概略構成を示す図である。
図9の反発力緩和手段の実施例4に適用される摩擦力増加部材の詳細構造を示す図である。
図9の反発力緩和手段の実施例4に適用される摩擦力増加部材の他の例の詳細構造を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例5であり、固定側電極と可動側電極が非接触(OFF)時の概略構成を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例5であり、固定側電極と可動側電極が接触(ON)時の概略構成を示す図である。
図12及び図13に示した反発力緩和手段の実施例5の改良案である実施例6であり、固定側電極と可動側電極の接触(ON)時に反発力でカウンターウエイトが移動する状態を示す図である。
図14の状態から反発後、磁石でカウンターウエイトが戻る状態を示す図である。
図14及び図15に示した反発力緩和手段の実施例6の別の例であり、反発後、磁石でカウンターウエイトが戻る状態を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例7であり、固定側電極と可動側電極が非接触(OFF)時の概略構成を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例8であり、固定側電極と可動側電極が接触(ON)時の概略構成を示す図である。
図18に示した反発力緩和手段の実施例8の改良案であり、固定側電極と可動側電極が接触(ON)時の概略構成を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例9であり、固定側電極と可動側電極が接触(ON)時の概略構成を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例10であり、固定側電極と可動側電極が接触(ON)時の概略構成を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例11であり、固定側電極と可動側電極が接触(ON)時の概略構成を示す図である。
図1の真空遮断器に採用される反発力緩和手段の実施例12であり、固定側電極と可動側電極が接触(ON)時の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の遮断器を説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。
【0011】
先ず、図1を用いて本発明の遮断器の代表的な例である真空遮断器について説明する。
【0012】
図1に示す如く、真空遮断器40は、エポキシ樹脂等の固体絶縁物により一体注型(モールド)されて形成された(周囲がモールド部1Aで覆われた)真空バルブ1と、固定側ケーブルブッシング導体15の周囲がモールドされている固定側ケーブルブッシング2と、可動側ケーブルブッシング導体16の外部の周囲がモールドされている可動側ケーブルブッシング3と、後述する可動側電極13を操作する操作機構部4とで概略構成されている。通常、エポキシ樹脂等の固体絶縁物により一体注型された真空バルブ1は、モールド真空バルブと呼ばれている。なお、特に図示しないが、モールド部分は通常接地されている。
【0013】
上述した真空バルブ1は、円筒絶縁材5の一端に接合された固定側端板6と、固定側端板6を気密に貫通する固定側導体7と、円筒絶縁材5の他端に接合された可動側端板8と、可動側端板8に一端が接合され、可動部の駆動を許容する蛇腹形状のベローズ9と、ベローズ9を気密に貫通し真空を維持しながら軸方向に駆動する可動側導体10とから構成され、その内部圧力は、およそ10
−2
Pa以下の真空に保たれている。
【0014】
その真空バルブ1の内部には、円筒絶縁材5で支持された浮遊電位金属11と、固定側導体7の端部に接続された固定側電極12と、可動側導体10の端部に接続された可動側電極13とが配置されている。
【0015】
可動側導体10は操作用絶縁ロッド14に接続され、操作用絶縁ロッド14は操作機構部4に収納され、電極対に接触荷重を加えるワイプ機構と連結された操作器に接続されている。操作用絶縁ロッド14の周囲空間には、空気や六フッ化硫黄などの絶縁ガス18が充填されている。
【0016】
また、図示しない操作器の駆動に連動して操作用絶縁ロッド14を介して可動側電極13が駆動することで、固定側電極12と可動側電極13の接離、即ち、真空バルブ1の開状態と閉状態を切り替えることができる。なお、図1の真空バルブ1は、開状態を示している。
【0017】
固定側ケーブルブッシング2は、固定側ケーブルブッシング導体15を真空バルブ1の固定側導体7に電気的に接続して、また、可動側ケーブルブッシング3は、可動側ケーブルブッシング導体16を真空バルブ1の可動側に配置して、真空バルブ1と一緒にエポキシ樹脂等の固体絶縁物により一体注型されており、真空バルブ1の可動側導体10と可動側ケーブルブッシング導体16は、摺動通電可能な接触子17を介して電気的に接続され、固定側ケーブルブッシング2と可動側ケーブルブッシング3に、図示しない電源側ケーブルや負荷側ケーブルがそれぞれ接続されることで、運転できる構成となっている。
【0018】
また、図1に示す真空遮断器40は、真空バルブ(固定側電極12及び可動側電極13)1と駆動軸(可動側導体10、操作用絶縁ロッド14)及び操作機構部4とがほぼ直線状に配置されていると共に、真空バルブ1の周囲のモールド部1Aと操作機構部4とに跨り、両者を一体に固定する固定部材19を有した構成となっている。
【0019】
このように、図1に示す真空遮断器40は、真空バルブ(固定側電極12及び可動側電極13)1と駆動軸(可動側導体10、操作用絶縁ロッド14)及び操作機構部4とがほぼ直線状に配置されているため、固定側電極12と可動側電極13が遮断状態(開)から投入状態(閉)に移行する際に、可動側電極13が固定側電極12にぶつかる(接触する)ことによる操作機構部4からの駆動力が、操作用絶縁ロッド14、可動側導体10及び可動側電極13を介して直接固定側電極12に掛ることになることから、固定側電極12と可動側電極13が遮断状態(開)から投入状態(閉)に移行する時、可動側電極13が固定側電極12にぶつかる(接触する)際の衝撃で、可動側電極13に反発応力が加わり、一時的に可動側電極13が固定側電極12との接続状態が外れてしまう(可動側電極13と固定側電極12が完全な非接触状態となってしまう)恐れがある。
【0020】
これを解決するのが本発明の遮断器であり、本発明の遮断器の一例である真空遮断器では、固定側電極12に可動側電極13が接触する際に生じる衝撃による可動側電極13に加わる反発力を緩和する反発力緩和手段を備えていることを特徴とする。
【0021】
以下、上記反発力緩和手段の具体例について説明する。
【実施例】
【0022】
図2及び図3に、反発力緩和手段の実施例1を示す。
【0023】
該図は、図1に示した真空遮断器40における固定側電極12及び可動側電極13の周囲の概略構成であり、図2は固定側電極12と可動側電極13が非接触(OFF)時を、図3は固定側電極12と可動側電極13が接触(ON)時を示す。
【0024】
図2及び図3に示す本実施例の反発力緩和手段は、可動側電極13を通常の材質(例えば銅)で構成し、固定側電極12を磁石20で構成したものである。なお、固定側電極12を通常の材質(例えば銅)で構成し、可動側電極13を磁石20で構成しても良いし、固定側電極12と可動側電極13の双方を磁石20で構成しても構わない。
【0025】
このように、反発力緩和手段を、固定側電極12と可動側電極13の双方又は一方を磁石20で構成することにより、固定側電極12と可動側電極13は磁力で接触するため、固定側電極12と可動側電極13が遮断状態(開)から投入状態(閉)に移行する時に、可動側電極13が固定側電極12にぶつかる(接触する)衝撃が発生したとしても、固定側電極12と可動側電極13は反発しないので、可動側電極13に反発応力が加わることがなく、一時的に可動側電極13が固定側電極12との接続状態が外れることはない。
【0026】
また、従来は、可動側電極13と固定側電極12が接触→反発→接触を繰り返して最終的な接続状態に至るため、完全な常時接触状態となるまでに時間を要していたが、本実施例では反発がなくなるので、完全な常時接触状態となるまでに時間を要することなく、短時間で完全な常時接触状態にすることが可能となる。
【0027】
なお、上述した磁石20は、その磁力の強さが、固定側電極12と可動側電極13が少なくとも1回は反発する磁力であってもよい。
【0028】
この場合は、固定側電極12と可動側電極13は反発するが、完全な常時接触状態となるまでの時間は未対策に比較して短くすることができ、しかも、磁石20は弱い磁力で済むので安価な磁石で良く、コストダウンが図れる利点がある。
【0029】
また、磁石20は、図4に示すように、固定側電極12の外周側の一部に形成しても良い。なお、磁石20は、可動側電極13の外周側の一部に形成しても良いし、固定側電極12と可動側電極13の双方の外周側の一部に形成しても構わない。
【0030】
このように構成することにより、図2及び図3に示した構成と同一の効果が得られることは勿論、固定側電極12及び可動側電極13の中心の電流経路に磁石20による磁力の影響を及ぼさずに済むし、電流による磁石20の劣化が抑制される。
(【0031】以降は省略されています)

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