JP4921956B2 - 開閉機器の異常監視方法 - Google Patents
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Description
電動ばね操作機構の主要構成部材は、投入ばね39と、遮断ばね46という2つのばねと、投入カム40と、出力レバー42であり、これに加えて、開閉機器の投入動作のためのトリガー機構と、遮断動作のためのトリガー機構、投入ばね39へ駆動力を与える駆動系を有している。
図7〜図9に示すように、電動機33には出力歯車34が設置されており、ここに伝達歯車35、36を介して大歯車37が連結されている。図9に示すように、大歯車37には投入ばね支え38が固定されており、投入ばね支え38は投入ばね39の外周側端部に取り付けられている。つまり、前記の歯車34〜37を通じて電動機33からの駆動力が投入ばね支え38に伝わり、大歯車37と共に投入ばね支え38及び投入ばね39の外周側端部が回転するように構成されている。なお、電動機33には投入ばね39から伝わる力で反対方向に回転しないよう、一方向クラッチが内蔵されている。
投入カム40は、電動機33の下方にカム軸40b(図7及び図8に図示)を中心にして回転自在に配置されている。投入カム40にはカム40a(図7及び図8に図示)が設けられている。
また、出力レバー42は、出力軸42aを中心として三方向に延びるアームを有する略y字状の部材であって(図7及び図8では逆y字形に配置されている)、投入カム40に隣接して回転自在に配置されている。出力レバー42には、図7、図8に示す連結ピン42c及び2つの連結ローラ42d、42eが設置されている。このうち、連結ピン42cは図7及び図8の図中上方向に向かって延びるアーム部分の先端部に固定されている。
図7及び図8に示すように、遮断ばね46は、出力レバー42の一端部に連結、配置されている。より詳しくは、出力レバー42の連結ピン42cに、ばねロッド44と、その一端に取り付けられたばねガイド45を介して、遮断ばね46の一端が連結されている。遮断ばね46は、ばね筒47に支持されて配置されている。
次に、上記の電動ばね操作機構において投入動作及び遮断動作を行うトリガー機構について図7、図8を参照して説明する。投入動作のトリガー機構は、投入カム40に貫通するカムローラ48と、投入カム40に隣接するシープロップ49、キャッチ50及びソレノイド51とから構成される。シープロップ49は二股形状の部材であって基端部に設けられた回転軸49bにて回転自在に支持されており、二股部分の交差する部位にローラ49aが設けられている。
遮断動作のトリガー機構は、出力レバー42に隣接するオープロップ52と、該オープロップ52近傍に配置されるキャッチ54とソレノイド55とから構成されている。オープロップ52は回転軸52dにて回転自在に支持されており、中央部付近にはラッチピン52bを介してラッチ52aが回転自在に配置されている。
続いて、上記の開閉機器用電動ばね操作機構の動作について説明する。すなわち、電動機33による投入ばね39の蓄勢、投入ばね39の放勢によって投入カム40と出力レバー42が回転して開閉機器を投入し、これと同時に遮断ばね46を蓄勢、さらには遮断ばね46の放勢によって出力レバー42が回転して開閉機器を遮断している。これらの動作について詳述する。
投入ばね39を蓄勢する際には、電動機33の出力歯車34の駆動力は、伝達歯車35、36により減速される。さらに大歯車37を介して投入ばね支え38に伝達された駆動力によって、投入ばね39の外周側端部が投入カム40の回転軸を中心にして図7中の時計方向に回転し、投入ばね39の蓄勢状態となる。この時、投入ばね39の内周側端部が溝40cに連結されている投入カム40は、該投入カム40に貫通されたカムローラ48を介して、シープロップ49に保持される。
以上のような投入ばね39の蓄勢状態からソレノイド51に投入指令が入ると、ソレノイド51の動作によりキャッチ50が反時計方向に回転し、さらにシープロップ49が図7中の反時計方向に回転する。これによりカムローラ48からシープロップ49が外れ、シープロップ49による投入カム40の支持が解除される。
シープロップ49の解除に伴い、投入ばね39の内周側端部が投入カム40と共に図7中の時計方向に回転して、投入ばね39が放勢する。投入カム40が図7中の時計方向に回転すると、出力レバー42が図7中の反時計方向に回転する。なお、シープロップ49は、復帰ばね56の作用により元の位置に復帰する。
出力レバー42が図7中の反時計方向に回転すると、出力レバー42の出力軸42aに連結されている図示しない開閉機器の電極を駆動して投入状態となる。これと同時に、出力レバー42の連結ピン42cにばねロッド44及びばねガイド45が図7中の左方向に移動し、ばねガイド45に連結された遮断ばね46が圧縮されて蓄勢状態となる(図7から図8の状態へ)。
上述したような開閉機器の投入状態から、ソレノイド55に遮断指令が入ると、ソレノイド55の動作によりキャッチ54が時計方向に回転し、さらにオープロップ52とラッチ52aが一体となって図7中の時計方向に回転する。これにより出力レバー42の支持が解除され、蓄勢状態にあった遮断ばね46が放勢する(図8から図7の状態へ)。遮断ばね46の駆動力により、出力レバー42は図7中の時計方向に回転し、ばねロッド44及びばねガイド45は図7中の右方向に移動して、遮断ばね46の放勢状態時の位置に復帰する。
また、遮断ばね46の駆動力により出力レバー42は図7中の時計方向に回転すると、出力レバー42の出力軸42aに連結された図示しない開閉機器の電極は遮断動作を行い、遮断状態となる。この時、ダンパー43は出力レバー42の連結ローラ42eと接触して出力軸42に緩衝作用を及ぼす。この後、オープロップ52は、復帰ばね57の作用により元の位置に復帰する。以上のような動作を実施する開閉機器用電動ばね操作機構は、簡易な構成で、開閉機器を確実に操作することができる。これにより、開閉機器の小形化や低コスト化に寄与することができ、しかも信頼性の向上という要求に応えることが可能である。
[実施形態の構成]
以下、本発明の代表的な実施形態について、図1〜図6を参照して具体的に説明する。図1は本実施形態に係る開閉機器用電動ばね操作機構の側面図、図2は本実施形態の主要部材を示す構成図、図3は本実施形態に係る異常監視装置のブロック図、図4〜図6は本実施形態に係る異常監視方法について説明するためのグラフである。なお、本実施形態は図7〜図9に示した電動ばね操作機構に適用したものであり、これらの図に示した部材と同一の部材に関しては同一符号を付して説明は省略する。
次に上記のように構成された本実施形態の作用について説明する。電動機33による投入ばね39の蓄勢原理、投入ばね39によって投入カム40と出力レバー42が回転して開閉機器(図示せず)の電極を駆動すると同時に遮断ばね46を圧縮する投入動作の原理、さらには遮断ばね46により出力レバー42が回転する遮断操作の原理については、それぞれ図7〜図9に示した上記従来技術による開閉機器用電動ばね操作機構の例と同様なので、ここではその説明を省略する。
以上のような本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。すなわち、開閉機器用電動ばね操作機構の動作時に作用する各部材のひずみやトルクと、投入カム40、出力レバー42、伝達歯車36におけるそれぞれの角変位を監視できるため、開閉機器用電動ばね操作機構の稼動状態が正常であることの確認と、異常発生の監視が可能な信頼性の高い開閉機器用電動ばね操作機構を提供することができる。
本発明による実施の形態は、前述の形態に限定されるものではなく、開閉機器用電動ばね操作機構の用途に応じて種々変形して実施できることは勿論である。また、本発明では開閉機器用電動ばね操作機構の一例に関して実施形態を説明したが、他の方式の開閉機器用電動ばね操作機構に関しても、本発明を容易に適用可能である。
3、4、5…トルクセンサー
6、7…ひずみセンサー
8…ケーブル
9…現場中継盤
10…可搬式計算機
10a…出力信号監視部
10b…異常判定部
11…電流計
31、32…フレーム
33…電動機
34…出力歯車、
35、36…伝達歯車
36b…回転軸、
37…大歯車
38…投入ばね支え
39…投入ばね
40…投入カム
40a…カム
40b…カム軸
40c…溝
42…出力レバー
42a…出力軸
42c…連結ピン
42d、42e…連結ローラ
43…ダンパー
44…ばねロッド
45…ばねガイド
46…遮断ばね
47…ばね筒
47a…パイプ
47b…ブロック
48…カムローラ
49…シープロップ
49a…ローラ
49b…回転軸
50、54…キャッチ
51、55…ソレノイド
52…オープロップ
52a…ラッチ
52b…ラッチ軸
52c…ローラ
52d…回転軸
56、57、58…復帰ばね
102、103、104、105…軸受
Claims (1)
- 電動機の駆動力により蓄勢する投入ばねと、前記投入ばねを一端に連結した投入カムと、前記投入カムと開離自由に連結した回転自在な出力レバーと、前記出力レバーに一端を連結した遮断ばねとが設けられ、前記投入ばねの放勢により開閉機器を投入すると同時に前記投入カム及び前記出力レバーを介して前記遮断ばねの蓄勢を行うように構成された開閉機器用電動ばね操作機構において、前記電動機に該電動機の駆動力を前記投入ばねに伝えるための伝達歯車が連結され、前記伝達歯車の回転軸にトルクセンサーが設けられた開閉機器用電動ばね操作機構を用いた開閉機器の異常監視方法であって、
前記電動機の電流波形を基準として前記トルクセンサーの出力信号を監視する出力信号監視ステップと、
前記電流波形を基準とした一定時間後の標準的なトルクの値を判定基準値として予め設定しておき、前記監視ステップで監視された前記電流波形を基準とした一定時間後のトルクの値を、前記判定基準値と比較することにより、開閉機器用電動ばね操作機構の稼動状態が正常か否かを判断する異常判定ステップを含むことを特徴とする開閉機器の異常監視方法。
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