专利名称：电力用负荷开闭器的操作装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及断路器或接地开关等电力负荷用开闭器的操作装置。
背景技术：
已知传统的电力负荷用开闭器的操作装置的结构如图5及图6所示。图5表示传统的电力用负荷开闭器中操作装置的接点(未图示)打开的状态，图6表示该接点关闭的状态。
在该传统装置上，20是可通过电动机和手动进行驱动的驱动机构，21是该驱动机构20的驱动轴。该驱动轴21的旋转力经过正齿轮22传递给正齿轮23。24是作为输入轴的梯形螺纹轴，两端部被轴承24a、24b支承，同时一端部固定着正齿轮23。另外，在该梯形螺纹轴24上装有外形为大致长方形的梯形螺纹螺帽25，在该梯形螺纹螺帽25的两侧面部装有与前述梯形螺纹轴24正交的滚子26。另外，在与该滚子26平行的输出轴28上固定有V字杆27，其两侧具有由与前述滚子26接合的曲线部27a和两个直线部27b构成的大致V字形部分，另外，在输出轴28的一端部固定着操作构件29(图5及图6中用点划线表示)。该操作构件29使未图示的接点机构作开闭动作并将电路开闭。
采用上述传统的电力负荷用开闭器的操作装置时，一旦通过电动或手动使驱动轴21旋转，其旋转力即经过正齿轮22、23传递到梯形螺纹轴24上，梯形螺纹轴24旋转。结果，梯形螺纹螺帽25沿轴向作直线运动。同时，安装在梯形螺纹螺帽25上的两个滚子26一边接触V字杆27的曲线部27a或直线部27b，一边沿梯形螺纹轴24的轴向作直线运动。这时，在两个滚子26接触曲线部27a而作直线运动时，滚子26推压V字杆27，使V字杆27以操作机构的输出轴28为中心旋转，同时使操作机构的输出轴28旋转。由此使操作构件29旋转，使未图示的接点机构受到驱动、接点(未图示)受到开闭操作。
不过，成为驱动机构20的驱动源的电动机是在未图示的接点开闭完毕后通过对操作构件29旋转位置的检测而被停止的，而在使电动机停止时，电动机在停止操作后还会因惯性而旋转数圈。这种现象在正反的任一方向、即、无论是在使接点作关闭动作的方向或作打开动作的方向都是相同的。而且这种旋转会使滚子26作额外的直线动作。然而，必须避免接点的停止位置因此而发生变化。为此，即使滚子26沿正反的任一方向继续作直线运动，V字杆27也不旋转，而且为了固定在规定位置上，在V字杆27上前述曲线部27a的两侧形成前述直线部27b。
因而，如果梯形螺纹轴24的长度只是驱动V字杆27所需的长度就不够，而要按照滚子26接触直线部27b作直线运动的量来设定其长度。当然，梯形螺纹轴24的轴承24a、24b配置固定在滚子26的驱动区域之外。
如上所述，在传统的电力用负荷开闭器的操作装置上，是通过梯形螺纹轴24将输入的旋转运动变换成直线运动的，因此使退让用空间增大。另外，梯形螺纹轴24越长，从正齿轮23作用的弯曲应力就越大，故需要刚性强的粗大梯形螺纹轴。而且梯形螺纹轴24的传递效率较低，故需要有能超过其传动效率的较大输出、即需要较大输出的电动机或手动力。
另外，V字杆27在与滚子26接触并受到滚子26的旋转驱动时，因其形成悬臂结构，并产生弯曲应力，故V字杆27的基部需要有能够耐受弯曲应力的刚性。因此，V字杆27需要做成较大形状或是通过热处理等来提高强度。而如果将V字杆27做成较大形状，其动作范围又会增大，为确保其动作范围还需增加退让空间。
本发明正是为了解决上述问题，目的在于提供一种无须设置需要额外空间和弯曲刚性的梯形螺纹轴及V字杆，可提高力的传递效率且可实现小型化的电力用负荷开闭器的操作装置。
发明的公开为了实现上述目的，本发明具备具有作为驱动源的电动机、驱动轴等的驱动机构；接受由该驱动机构传递的旋转驱动力的输入轴；固定在该输入轴上而与该输入轴一起旋转的输入正齿轮；具有离开前述输入轴且与该输入轴平行的轴心、在前述输入正齿轮的侧面凸出形成、因该输入正齿轮的旋转而以前述输入轴为中心公转的圆筒滚子；与前述输入轴及前述圆筒滚子平行配置的输出轴；一端具有与前述圆筒滚子的侧面接合的凸轮孔、另一端供前述输出轴贯通且固定在前述输出轴上与前述输出轴一体旋转的旋转杆；通过前述输出轴的旋转力而对接点机构进行操作用的操作构件，前述旋转杆的凸轮孔的端面具备可逆转用的两个凸轮面部、可逆转用的两个退让曲线面部以及在前述两个凸轮面之间形成的游隙面部，前述凸轮面部如下形成在前述圆筒滚子沿正反方向作一定角度范围公转时与前述圆筒滚子的侧面接触，且通过经由该接触传递的力使前述旋转杆以前述输出轴为旋转轴而沿正反方向旋转，前述退让曲线面部则是为了避免在前述电动机停止后、在前述圆筒滚子因惯性而超过前述一定的角度范围继续沿正反方向公转时与前述圆筒滚子的侧面接触、并经由该接触而传递的力导致前述旋转杆以前述输出轴为中心旋转，而形成与前述圆筒滚子的轨迹一致的形状。
在上述方案中，所谓“正反方向”，是指“将电力用负荷开闭器的操作装置的接点机构打开或关闭的方向”，所谓“可逆转用的两个”是指“将电力用负荷开闭器的操作装置的接点机构打开用的一个及将该接点机构关闭用的一个”。
另外，本发明的前述凸轮孔做成前述可逆转用的两个退让用曲线面部在其前端相互接合的形状。
从而，在上述结构的电力用负荷开闭器的操作装置上，来自驱动轴的旋转运动经过输入正齿轮、圆筒滚子以及旋转杆，不变换直线运动而保持旋转运动的状态传递到固定在输出轴上的操作构件。因此，本发明的电力用负荷开闭器不必设置需要额外空间和弯曲刚性的粗大梯形螺纹轴，而且因其传递效率提高，可减小输入。
另外，向操作接点机构的操作构件传递旋转运动用的旋转杆具有凸轮孔，不需要传统的大致V字形构件。又如第2方案所示，若将凸轮孔做成前端关闭的形状，则可增加在圆筒滚子接触时对于旋转杆的弯曲的剖面系数，可提高旋转杆的刚性，故可使旋转杆小型化。
附图的简单说明
图1是本发明实施形态的电力用负荷开闭器的操作装置的动作说明图。
图2是从正面看图1所示电力用负荷开闭器的操作装置的结构图。
图3是从侧面看图1所示电力用负荷开闭器的操作装置的结构图。
图4是本发明实施形态的旋转杆的放大图。
图5表示传统的电力用负荷开闭器的操作装置，表示接点打开状态下的结构。
图6表示传统的电力用负荷开闭器的操作装置，表示接点关闭状态下的结构。
实施发明的最佳形态以下结合图1～图4详细说明本发明的电力用负荷开闭器的操作装置的实施形态。
图中，1是可用电动机及手动驱动的驱动机构，且如图3所示，固定在与壳体13垂直且相互平行的2块支承板11、12的一侧(图3中为左侧)。该驱动机构1具有手动操作轴1a及驱动轴1b。来自该驱动机构1的驱动轴1b的旋转力经过由设在前述2块支承板11、12之间的中间正齿轮2a、2b、2c等组成的中间传动机构而传递到固定在输入轴4上的输入正齿轮3。通过利用驱动机构1的驱动使驱动轴1b有选择地在正反方向旋转，输入正齿轮3有选择地向A或B方向(见图1)旋转。另外，输入轴4用适当的装置安装在壳体13上(未图示)。
在输入正齿轮3的侧面装有圆筒滚子5。该圆筒滚子5的轴心与前述输入轴4的轴心平行。另外，在输入正齿轮3有选择地向A方向或B方向旋转时，该圆筒滚子5即以输入轴4的轴心O4为中心有选择地向A或B方向公转。6是与前述输入轴4及圆筒滚子5平行且配置在脱离它们的位置上的输出轴。该输出轴6受安装在壳体13上的轴承6a、6b支承。另外，在该输出轴6上固定着旋转杆7。该旋转杆7大致呈鞋底形状，在其前端(与输入轴6相反的一侧)部分形成与圆筒滚子5的侧面作线接触的大致葫芦形凸轮孔8。
该凸轮孔8用于将输入正齿轮3的旋转力经过圆筒滚子5而传递给输出轴6。以下具体说明。
在图1中，当输入正齿轮3向A方向旋转时，即，圆筒滚子5向A方向公转时，圆筒滚子5的侧面与凸轮孔8的凸轮面部Ca(见图4)作线接触，将旋转杆7向A方向推压。由此使旋转杆7和输出轴6一体地向a方向旋转。这时圆筒滚子5从A1角度位置旋转到A2(B0)角度位置，与此同步，旋转杆7的前端向a方向旋转，这样来形成凸轮面部Ca(见图4)。不过，当圆筒滚子5旋转到A2(B0)角度位置时，驱动机构1内的电动机被停止，但该电动机因惯性而继续旋转，故圆筒滚子5继续向A方向旋转。此时为了避免因该圆筒滚子5的旋转而使输出轴6继续向a方向旋转，将凸轮孔8的退让面部Fa(见图4)做成与圆筒滚子5的旋转轨迹一致的曲面。
另外，当输入正齿轮3向B方向旋转时，即，圆筒滚子5向B方向公转时，圆筒滚子5的侧面与凸轮孔8的凸轮面部Cb(见图4)作线接触，将旋转杆7向B方向推压。由此使旋转杆7与输出轴6一体地向b方向旋转。这时旋转杆7从B1角度位置旋转到B2(A0)角度位置，与此同步，旋转杆7的前端向a方向旋转，这样来形成凸轮面Cb。不过，当圆筒滚子5旋转到B2(A0)角度位置时，驱动机构1内的电动机被停止，但该电动机因惯性而继续旋转，故圆筒滚子5继续向B方向旋转。此时为了避免因该圆筒滚子5的旋转而使输出轴6继续向b方向旋转，将凸轮孔8的退让面部Fb(见图4)做成与圆筒滚子5的旋转轨迹一致的曲面。
在图4中，凸轮孔8中的凸轮面部Ca和凸轮面部Cb之间是为了避免圆筒滚子5的侧面与凸轮孔8相互干扰而形成的游隙面部Nb。该游隙面部Nb形成略大于圆筒5的直径的大致长圆形空间部。
另外，凸轮孔8中的退让面部Fa和退让面部Fb之间的前端部是将退让面部Fa和退让面部Fb延长后接合，形成将凸轮孔8封闭的形状的游隙面部Nt。
如图3所示，在输出轴6上的多个部位分别固定着操作构件9，作为对未图示的接点机构进行操作用的操作杆。在各操作构件9的前端部旋转自如地支承着将来自操作构件9的旋转运动变换成直线运动后传递到接点机构用的杆10。
以下说明上述结构的电力用负荷开闭器的操作装置的动作。在以下的说明中，A方向作为未图示的接点关闭时的输入正齿轮3的旋转方向。相反，B方向作为未图示的接点打开时的输入正齿轮3的旋转方向。
首先，在未图示的电力用负荷开闭器的接点关闭时，通过电动或手动使驱动轴1b旋转以使输入正齿轮3向A方向旋转。由此使安装在输入正齿轮3上的圆筒滚子5以输入轴4的轴心O4为中心向A方向公转。而且当该圆筒滚子5从A1角度位置旋转到A2角度位置时，用圆筒滚子5的侧面推压旋转杆7上的凸轮孔8的凸轮面部Ca，使输出轴6与旋转杆7一起以其轴心O6为中心向a方向旋转规定角度。由此使固定在输出轴6上的操作构件9向a1方向(见图1)，杆10向Ra方向(见图2)作直线运动，将未图示的电力用负荷开闭器的接点关闭。
在通过以上动作关闭接点后，未图示的限位开关使驱动机构1内的电动机停止，但该电动机因惯性而仍要旋转数圈。因此圆筒滚子5继续旋转，但如前所述，由于圆筒滚子5的侧面与凸轮孔8的退让面部Fa接触，故旋转杆7并不继续旋转，将未图示的电力用负荷开闭器的接点可靠地保持在关闭位置上。
然后，在要打开电力用负荷开闭器的接点时，通过电动或手动使驱动轴1b旋转以使输入正齿轮3向B方向旋转。由此使安装在输入正齿轮3上的圆筒滚子5以输入轴4的轴心O4为中心向B方向公转。而且，当该圆筒滚子5从B1角度旋转到B2角度时，用圆筒滚子5的侧面推压旋转杆7上的凸轮孔8的凸轮面部Cb，使输出轴6与旋转杆7一起以其轴心O6为中心向b方向旋转规定角度。由此使固定在输出轴6上的操作构件9向b1方向(见图1)旋转，杆10向Rb方向(见图2)作直线运动，将未图示的电力用负荷开闭器的接点打开。
在通过以上动作打开接点后，未图示的限位开关使驱动机构1内的电动机停止，但该电动机因惯性而仍要旋转数圈。因此圆筒滚子5继续旋转，但由于圆筒滚子5的侧面与凸轮孔8的退让面部Fb接触，故旋转杆7并不继续旋转，将未图示的电力用负荷开闭器的接点可靠地保持在关闭位置上。
作为受操作构件9及杆10操作的电力用负荷开闭器的接点机构，可以是将接点配置在真空容器内部，并且利用弹簧的弹力将该接点保持在关闭状态。不过，这种形式的接点机构因其接点保持在真空容器中，故在接点打开时有自闭力(即自身关闭的力)在起作用。从而，在这种场合，该自闭力就作用于操作构件9上。然而，用本实施形态的电力用负荷开闭器的操作装置时，能够克服这种自闭力而将接点可靠地保持在打开状态。不过，当将接点从打开状态变成关闭状态时，可利用其自闭力减少使旋转杆7旋转的转矩。
另外，作为电力用负荷开闭器的接点机构，也可不用上述会产生自闭力的结构，而是在气体中配置叶片形接点。在这种场合，为了将叶片形接点推入，只要有能够克服将叶片形接点关闭所需的磨擦力的力即可，故可减轻驱动机构1的驱动力。从而可将圆筒滚子5和旋转杆7做得更加小型，使电力用负荷开闭器的操作装置更加小型化。
本发明由于采用以上结构，具有以下效果。
采用本发明，来自驱动机构的旋转运动通过输入正齿轮、旋转杆等而原样传递到对电力用负荷开闭器的接点机构进行操作的操作构件；由于不使用将旋转运动变换成直线运动的构件，不必如传统技术那样设置需要额外空间和较大弯曲刚性的梯形螺纹轴。从而可提高传递效率，减小输入，可采用小型小功率的电动机，还可减轻手动时的力。
采用本发明，旋转杆的形状不是V字形，而是具有封闭的凸轮孔，故可针对圆筒滚子与凸轮面的接触所产生的弯曲应力增大截面系数。从而可比传统的V字杆有更大刚性，可实现小型化。另外，旋转杆的动作区域小于传统的V字杆，可以缩小电力用负荷开闭器的操作装置的所需空间。
工业上利用的可能性如上所述，本发明的电力用负荷开闭器的操作装置无须大功率的电动机和较大的手动力，可用于变电所等的大型断路器和开关装置。
权利要求
1.一种电力用负荷开闭器的操作装置，其特征在于，包括具有作为驱动源的电动机、驱动轴等的驱动机构；接受由该驱动机构传递的旋转驱动力的输入轴；固定在该输入轴上而与该输入轴一起旋转的输入正齿轮；具有离开所述输入轴且与该输入轴平行的轴心、在所述输入正齿轮的侧面凸出形成、因该输入正齿轮的旋转而以所述输入轴为中心公转的圆筒滚子；与所述输入轴及所述圆筒滚子平行配置的输出轴；一端具有与所述圆筒滚子的侧面接合的凸轮孔、另一端供所述输出轴贯通且固定在所述输出轴上与所述输出轴一体旋转的旋转杆；通过所述输出轴的旋转力而对接点机构进行操作用的操作构件，所述旋转杆的凸轮孔的端面具备可逆转用的两个凸轮面部、可逆转用的两个退让曲线面部以及在所述两个凸轮面之间形成的游隙面部，所述凸轮面部如下形成在所述圆筒滚子沿正反方向作一定角度范围公转时与所述圆筒滚子的侧面接触，且通过经由该接触传递的力使所述旋转杆以所述所述输出轴为旋转轴而沿正反方向旋转，所述退让曲线面部则是为了避免在所述电动机停止后、在所述圆筒滚子因惯性而超过所述一定的角度范围继续沿正反方向公转时与所述圆筒滚子的侧面接触、并经由该接触而传递的力导致所述旋转杆以所述输出轴为中心旋转，而形成与所述圆筒滚子的轨迹一致的形状。
2.如权利要求1所述的电力用负荷开闭器的操作装置，其特征在于，所述凸轮孔做成所述可逆转用的两个退让用曲线面部在其前端相互接合的形状。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种提高力的传递效率、实现小型化的电力用负荷开闭器的操作装置。其结构如下:来自驱动机构的的驱动轴的旋转运动经过输入正齿轮、圆筒滚子、旋转杆等,不变换成直线运动而仍以旋转运动的形式传递到固定在输出轴上的操作构件。圆筒滚子与旋转杆之间的运动传递通过使圆筒滚子的侧面与设在旋转杆上的封闭式凸轮孔接触来进行。
文档编号H01H3/42GK1338110SQ00803134
公开日2002年2月27日 申请日期2000年6月15日 优先权日1999年12月3日
发明者小林稔, 丸山稔正, 佐藤俊文, 宫本圣一, 糸谷孝行 申请人:三菱电机株式会社