JP5975808B2 - 開閉器の操作機構 - Google Patents

Description

この発明は、例えば電力系統の保護や開閉を行うための開閉器の操作機構に関し、特に操作機構における大歯車と小歯車との噛み合い構造に関するものである。

従来、開閉器の操作機構において、カムと同心に固定して設けられていると共に一部に欠歯部が形成されその欠歯部に溝部が設けられている大歯車と、この大歯車と噛み合いかつ駆動源により回転駆動される小歯車と、大歯車の欠歯部に形成された溝部に一方側を揺動自在に支持して、少なくとも２個の第１歯、第２歯を有する１個の同期爪と、この同期爪の他方側を押圧するばねとを備えている。

同期爪は、投入ばねの蓄勢完了直後に小歯車と同期爪の他方側に位置する第１歯と噛み合う位置にあり、同期爪の一方側に位置する第２歯が閉路動作開始後に噛み合うように形成されて、小歯車が大歯車と円滑に再噛み合い可能に構成されているものがある。なお、同期爪の第１歯と第２歯との間は、１歯分が欠落した状態となっている。

特許第２５２９３０９号公報 特開２００３−３１０８９号公報

上述した従来の開閉器の操作機構は、１個の同期爪に設けられた第１歯と第２歯との間は、１歯分が欠落した状態で欠歯となっており、閉路動作開始後、小歯車と同期爪の欠歯の１ピッチ分だけ大歯車が加速回転して、同期爪の第２歯で衝突し係合するため、衝撃力が発生する。このときの衝撃力は大歯車の回転速度と大歯車に連結された投入ばねロッドおよび投入ばね、カム、カム軸等を含んだ回転慣性の積、所謂角運動量で静止した小歯車と衝突する。その結果、生ずる力であり、大歯車の回転速度に比例して衝撃力が大きくなる。衝撃力が大きくなると、同期爪の第２歯の歯面と小歯車の面圧が高くなり、蓄勢動作回数が多い場合は第２歯の磨耗が多くなるという問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、衝撃力が少なく歯の磨耗が少ない多回数の蓄勢動作に耐え得る開閉器の操作機構を提供することを目的とするものである。

この発明に係わる開閉器の操作機構は、電路を開閉する開閉器を駆動する駆動レバーと、前記駆動レバーを操作する操作手段とを備え、前記操作手段は、回転エネルギーを発生する電動機と、前記電動機の回転エネルギーが伝達される第１の伝達機構と、前記第１の伝達機構と係合され一部に欠歯部が形成された第２の伝達機構と、前記第２の伝達機構に連結された蓄勢機構と、前記第２の伝達機構の欠歯部が形成された切り欠き部と、前記切り欠き部に一方側を揺動自在に支持して配設され、少なくとも２個の第１歯、第２歯を有し、前記第１歯と前記第２歯間の一ピッチ分は欠歯に構成された第１の同期爪と、前記切り欠き部に前記第１の同期爪と並列に配置されるとともに一方側を揺動自在に支持して配設され、前記第１の同期爪の前記第１歯と前記第２歯との間の欠歯位置に第３歯を有する第２の同期爪とから構成されたものである。

この発明に係わる開閉器の操作機構によれば、安価で多回数の開閉回数に耐え得る開閉器の操作機構を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における閉路状態を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における開路状態を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における図３の左側面図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における図３の右側面図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における図３のＡ−Ａ線の他方側断面図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における大歯車と小歯車と第１同期爪および第２同期爪を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における大歯車と小歯車と第１同期爪および第２同期爪を示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における大歯車と第１同期爪および第２同期爪を示す大歯車の欠歯部外周側より見た図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構の蓄勢段階における大歯車と小歯車と第１同期爪および第２同期爪の噛み合い過程を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構の蓄勢完了時における大歯車と小歯車と第１同期爪および第２同期爪の噛み合い過程を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構の放勢段階における大歯車と小歯車と第１同期爪および第２同期爪の噛み合い過程を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構の放勢完了における大歯車と小歯車と第１同期爪および第２同期爪の噛み合い過程を示す構成図である。 この発明の実施の形態２に係わる開閉器の操作機構における大歯車と第１同期爪および第２同期爪を示す大歯車の欠歯部外周側より見た図である。 この発明の実施の形態３に係わる開閉器の操作機構における大歯車と第１同期爪および第２同期爪を示す大歯車の欠歯部外周側より見た図である。 この発明の実施の形態４に係わる開閉器の操作機構を示す構成図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１ないし図９に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における閉路状態を示す構成図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における開路状態を示す構成図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構を示す構成図である。図４はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における図３の左側面図である。図５はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における図３の右側面図である。図６はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における図３のＡ−Ａ線の他方側断面図である。図７はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における大歯車と小歯車と第１同期爪および第２同期爪を示す斜視図である。図８はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における大歯車と小歯車と第１同期爪および第２同期爪を示す正面図である。図９はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器の操作機構における大歯車と第１同期爪および第２同期爪を示す大歯車の欠歯部外周側より見た図である。

これら各図において、１は真空バルブ、２は真空バルブ１内に配置され、固定通電軸３に固着された固定側電極であり、固定通電軸３を通して上部側ジャンクション４と電気的に接続される。５は真空バルブ１内に配置され、固定側電極２と相対して対向し可動通電軸６に固着された可動側電極であり、可動通電軸６を通して下部側ジャンクション７と電気的に接続される。８は絶縁された操作ロッドであり、この操作ロッド８の一方側、すなわち、上端側が可動通電軸６の真空バルブ１外に延在する下端部に取り付けられ、この操作ロッド８の他方側、すなわち、下端側が基台フレーム９内に挿通されて基台フレーム９内に位置している。

１０は軸心を真空バルブ１の固定側電極２と可動側電極５間の開閉方向、すなわち、操作ロッド８の軸心と直交するように配設された支軸であり、基台フレーム９内に軸支されている。１１は支軸１０に固着された駆動レバーであり、この駆動レバー１１の一方側１１ａが後述する操作機構部１００である出力リンク１１０の一方側１１０ａに連結ピン１２により連結され、駆動レバー１１を介して支軸１０を回動させる。
また、駆動レバー１１の他方側１１ｂは操作ロッド８の下端側である他方側に回動自在に連結ピン１３により連結されている。操作機構部１００の動作により、駆動レバー１１を介して支軸１０を回動させることによって操作ロッド８が上下方向に作動され、真空バルブ１の固定側電極２と可動側電極５間の開極動作および閉極動作が行われる。

操作機構部１００は、電動機１０１と、電動機１０１の出力歯車１０２により中歯車１０３に係合されて駆動される蓄勢軸１０４と、蓄勢軸１０４に中歯車１０３と同心状に設けられた中歯車１０３とともに第１の伝達機構を構成する小歯車１０５と、小歯車１０５に係合されてカム軸１０６と同心状に設けられ、一部に欠歯部１０７ａが形成された第２の伝達機構を構成する大歯車１０７と、大歯車１０７とカム軸１０６を介して一体的に構成され、大歯車１０７と連動して回動する投入カム１０８と、一方側が投入カム１０８と係合され、主軸１０９を支点として回動可能に構成され、他方側が出力リンク１１０の他方側１１０ｂと連結ピン１１１により連結される出力レバー１１２と、一方側１１３ａが連結ピン１１４を介して大歯車１０７に枢着され、他方側１１３ｂが投入ばね座１１５を介して投入ばね１１６が装着され、大歯車１０７の回動により投入ばね１１６を蓄勢および放勢する投入ばねロッド１１３とから構成されている。投入ばねロッド１１３と投入ばね１１６などにより蓄勢機構が構成される。

１１７はフレーム、１１８は一方側１１８ａが連結ピン１１９を介して出力レバー１１２に枢着され、他方側１１８ｂが開放ばね座１２０を介して開放ばね１２１が装着された開放ばねロッド、１２２はリミットスイッチ、１２３は投入コイル、１２４は投入ラッチ、１２５は投入ラッチ１２４と係合する投入ラッチピン、１２６は投入トリガー、１２７は引き外しラッチ、１２８は引き外しラッチピン、１２９は引き外しトリガーである。

１３０は大歯車１０７の欠歯部１０７ａに形成された切り欠き部であり、例えば、図９に示すように、大歯車１０７の欠歯部１０７ａの板厚方向中央部に凹形状溝部として構成された場合を示している。
１３１は大歯車１０７の欠歯部１０７ａに形成された凹形状溝部である切り欠き部１３０に一方側を揺動自在に支持して配設され、少なくとも２個の第１歯１３１ａ、第２歯１３１ｂを有する第１の同期爪であり、第１歯１３１ａと第２歯１３１ｂ間の一ピッチ分は欠歯となっている。
１３２は大歯車１０７の欠歯部１０７ａに形成された凹形状溝部である切り欠き部１３０に第１の同期爪１３１と並列に配置されるとともに一方側を揺動自在に支持して配設され、第１の同期爪１３１の第１歯１３１ａと第２歯１３１ｂとの間の欠歯位置に第３歯１３２ａを有する第２の同期爪である。

第１の同期爪１３１と第２の同期爪１３２とは同期軸１３３を支点として揺動自在に回転できるように支持されており、第１の同期爪１３１および第２の同期爪１３２の歯形が大歯車７の歯形とピッチ円が同じとなるような位置に大歯車７に軸着されたピン１３４によって位置規制されている。
１３５は第１の同期爪１３１の他方側を押圧する第１復帰ばねであり、１３６は第２の同期爪１３２の他方側を押圧する第２復帰ばねであり、小歯車１０５と噛み合わない場合、第１の同期爪１３１および第２の同期爪１３２をピン１３４に押圧している。

次に、このように構成された機構の動作について説明する。駆動レバー１１は開放ばね１２１によって反時計方向に回転力を与えている主軸１０９に固定された出力レバー１１２に連結されており、引き外しラッチ１２７と引き外しラッチピン１２８との係合によって投入位置を維持している。引き外しトリガー１２９によって引き外しラッチ１２７が反時計方向に回転すると出力リンク１１０が上方に移動し、出力リンク１１０の上方への移動により駆動レバー１１が支軸１０を支点として時計方向に回転する。駆動レバー１１が支軸１０を支点として時計方向に回転すると操作ロッド８が下方側に移動し、操作ロッド８に連結された可動通電軸６も下方側に移動して可動側電極５が開路される。

カム軸１０６に固定され、カム軸１０６とともに回転するようになっている大歯車１０７の中心とその側面に設けられた連結ピン１１４の間をクランク、投入ばね１１６が反時計方向、大歯車１０７の側面に設けられた連結ピン１１４と投入ばねロッド１１３を連結棒として、てこクランク機構（以下、単に機構と呼ぶ）を形成している。

大歯車１０７は投入ラッチ１２４によって機構の思案点からわずかに時計方向にずれた投入待機位置で静止している。投入ラッチ１２４が反時計方向に回転すると、投入ばね１１６に蓄勢している機械エネルギーによって、大歯車１０７は反時計方向に回転する。
大歯車１０７とともにカム軸１０６に固定している投入カム１０８が回転して開放位置にある駆動レバー１１を開放ばね１２１の回転力に抗して投入位置に復帰させる。すなわち、出力リンク１１０が下方に移動し、出力リンク１１０の下方への移動により駆動レバー１１が支軸１０を支点として反時計方向に回転する。駆動レバー１１が支軸１０を支点として反時計方向に回転すると操作ロッド８が上方側に移動し、操作ロッド８に連結された可動通電軸６も上方側に移動して可動側電極５が閉路される。
大歯車１０７と噛み合っている小歯車１０５が反時計方向に回転すると、投入ばね１１６の回転力に抗して大歯車１０７を時計方向に回転させ、図１に示す状態に復帰する。以上に述べた各要素がフレーム１１７に組み込まれ操作機構部を形成している。

次に、大歯車１０７と小歯車１０５との噛み合い部の動作について説明する。大歯車１０７の小歯車１０５と対向する部分は図７および図８に示すように所定数の歯が取り除かれた欠歯部１０７ａが形成され、さらにその欠歯部１０７ａに例えば板厚方向中央部に凹形状溝部として切り欠き部１３０を設けている。
この大歯車１０７の欠歯部１０７ａに形成した切り欠き部１３０内部には、大歯車１０７の歯形と同形の少なくとも２個の第１歯１３１ａ、第２歯１３１ｂを有する第１の同期爪１３１が配設され、第１の同期爪１３１の第１歯１３１ａと第２歯１３１ｂ間の一ピッチ分の１個は欠歯となっている。

また、大歯車１０７の欠歯部１０７ａに形成した切り欠き部１３０内部には、第１の同期爪１３１と並列に第１の同期爪１３１の第１歯１３１ａと第２歯１３１ｂとの間の欠歯位置に第３歯１３２ａを有する第２の同期爪１３２が配設され、第１の同期爪１３１、第２の同期爪１３２は揺動可能なように大歯車１０７に回転自在に配設された同期軸１３３に取り付けられている。
また、第１の同期爪１３１および第２の同期爪１３２には復帰可能となるようそれぞれ第１復帰ばね１３５および第２復帰ばね１３６が配設され、第１復帰ばね１３５および第２復帰ばね１３６の一方側は大歯車１０７の切り欠き部１３０の底部側に当接触し、第１復帰ばね１３５及び第２復帰ばね１３６の他方側は第１の同期爪１３１および第２の同期爪１３２のそれぞれ他方側に当接触し、第１復帰ばね１３５及び第２復帰ばね１３６は大歯車１０７の半径方向に同期軸１３３を中心に回転するが第１の同期爪１３１および第２の同期爪１３２の歯形が大歯車１０７の歯形とピッチ円が同じとなるような位置に大歯車１０７に軸着されたピン１３４によって位置規制されている。

このため、小歯車１０５が反時計方向に回転して第１の同期爪１３１の同期軸１３３から離れた側の第１歯１３１ａも噛み合い歯面を押圧すると、接触する歯面の圧力角の関係から第１の同期爪１３１は反時計方向の回転モーメントが作用することになり、同期軸１３３を中心にして時計方向に回転して小歯車１０５との噛み合いが外れ大歯車１０７を回転させることはない。

一方、大歯車１０７が反時計方向に回転すると、第１の同期爪１３１の同期軸１３３から離れた側の第１歯１３１ａが小歯車１０５と噛み合って、この第１歯１３１ａに作用する押圧力が第１の同期爪１３１を反時計方向に回転させる回転モーメントとして作用するが、第２の同期爪１３２は大歯車１０７の半径方向にはピン１３４で拘束され、同期軸１３３を中心に回動できないため、第２の同期爪１３２の姿勢は図示の状態のまま変わらず、小歯車１０５は回転する。

次に蓄勢操作について図１０および図１１に基づいて説明する。大歯車１０７の反時計方向の回転が進み、投入ばねロッド１１３が思案点を越えた位置で、リミットスイッチ１２２で電動機１０１の電源を停止すると電動機１０１の出力歯車１０２の回転力は惰性により回転後に無くなるが、投入ばね１１６の力により投入ばねロッド１１３を介し、大歯車１０７を反時計に回転する力が作用しているため、図１０に示すように、大歯車１０７は反時計方向に回転するが、小歯車１０５は時計方向に回転して大歯車１０７との噛み合い外れ、小歯車１０５の歯先により第１の同期爪１３１の第１歯１３１ａが押されて第１復帰ばね１３５のばね力に抗して第１の同期爪１３１は同期軸１３３を支点として反時計方向に回転する。さらに、大歯車１０７が反時計方向に回転すると、図１１に示すように、小歯車１０５が惰性により時計方向に回転し、第１の同期爪１３１の第１歯１３１ａが第１復帰ばね１３５のばね力により復帰して小歯車１０５の歯間に噛み合うとともに大歯車１０７に回転自在に軸着した投入ラッチピン１２５と投入ラッチ１２４とが係合し、投入ばね１１６の蓄勢が完了する。

次に投入操作について図１２および図１３に基づいて説明する。投入トリガー１２６を駆動する投入コイル１２３に電気的指令が入ると、投入コイル１２３が励磁され投入トリガー１２６が反時計方向に回転し、投入ラッチ１２４と投入ラッチピン１２５との係合が外れ、上述したように投入ばね１１６の力により大歯車１０７は反時計方向に回転する。図１２に示すように、小歯車１０５は回転していない状態であり、第２の同期爪１３２の第３歯１３２ａと噛み合った後、大歯車１０７はさらに反時計方向に回転し、図示はしないが小歯車１０５の歯先により第２の同期爪１３２の第３歯１３２ａが押されて第２復帰ばね１３６のばね力に抗して第２の同期爪１３２は同期軸１３３を支点として反時計方向に回転する。さらに、大歯車１０７が反時計方向に回転すると、図示はしないが小歯車１０５は第１の同期爪１３１の第２歯１３１ｂと噛み合う。このとき、第２の同期爪１３２の第３歯１３２ａが第２復帰ばね１３６のばね力により復帰する。
そして、大歯車１０７がさらに反時計方向に回転すると、図１３に示すように、小歯車１０５は第１の同期爪１３１の第２歯１３１ｂとの噛み合いが外れ、その後、大歯車１０７の歯と順次噛み合い、大歯車１０７と小歯車１０５との噛み合いが回復するとともに小歯車１０５も時計方向に回転し蓄勢が開始されていく。

先端に小歯車１０５を軸着した蓄勢軸１０４には時計方向には噛み合うが反時計方向には噛み合わない一方向クラッチ（図示せず）を内蔵した中歯車１０３が配設されている。そのため、大歯車１０７と小歯車１０５を軸着した蓄勢軸１０４は回転するが、中歯車１０３以下の歯車列の負荷が伝達されなくなっている。そのため中歯車１０３以下の歯車列の回転慣性が負荷とならないため、投入ばね１１６の位置エネルギーが投入動作の運動エネルギーに有効に変換され、所定の投入速度を得ることが出来る。

次に蓄勢動作について説明する。電動機１０１の出力歯車１０２を軸着した軸は時計方向には回転を拘束し、反時計方向には回転自由に回転するように電動機１０１のフレームに固定した一方向クラッチ（図示せず）を設けている。

中歯車１０３は電動機１０１の出力歯車１０２と噛み合っている。電動機１０１に電気エネルギーが注入されると、電動機１０１の出力歯車１０２は反時計方向に回転する。出力歯車１０２と噛み合っている中歯車１０３は時計方向に回転するが、中歯車１０３に内蔵された一方向クラッチ（図示せず）が時計方向に回転時には蓄勢軸１０４と噛み合い、蓄勢軸１０４も時計方向に回転する。
中歯車１０３には投入ばね１１６の負荷が作用しているため反時計方向の回転トルクが作用して、電動機１０１の出力歯車１０２の時計方向の回転トルクが作用するが一方向クラッチで回転を拘束しているため、出力歯車１０２は時計方向には回転しない。

電動機１０１の出力歯車１０２の反時計方向の回転で、中歯車１０３は時計方向に回転し、中歯車１０３には時計方向に蓄勢軸１０４と噛み合う一方向クラッチが内蔵されているため、蓄勢軸１０４及び蓄勢軸１０４に軸着された小歯車１０５も時計方向に回転する。
小歯車１０５の時計方向の回転により大歯車１０７は反時計方向に回転し、大歯車１０７に回転自在に取り付けられた投入ばねロッド１１３は上方向に移動し、投入ばねロッド１１３の他端には投入ばね座１１５により投入ばね１１６取り付けられている。投入ばね１１６の投入ばね座１１５の反対の端部はフレーム１１７に当接している。投入ばねロッド１１３の上方向の移動により、投入ばね座１１５も上方向に移動する。
その結果、投入ばね１１６は圧縮される。大歯車１０７の反時計方向の回転が進み蓄勢動作をし、投入ラッチピン１２５と投入ラッチ１２４とが係合し、投入ばね１１６の蓄勢を維持するという動作を繰り返す構造となっている。

以上のようにこの発明によれば、投入時に大歯車１０７の回転により、大歯車１０７の欠歯部１０７ａに設けられた切り欠き部１３０に配設された第２の同期爪１３２の第３歯１３２ａと小歯車１０５の衝突は大歯車１０７の歯の一ピッチ分回転での衝突となるため、歯と歯の衝突は速度が遅いため衝撃力が小さくなるため、開閉回数が多い開閉器においては、歯車の磨耗が少なく信頼性の高い、開数寿命の多い開閉装置の提供が可能となる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図１４に基づいて説明する。上述した実施の形態１においては、大歯車１０７の欠歯部１０７ａに形成した切り欠き部１３０は大歯車１０７の板厚方向中央部に凹形状溝部として構成され、この凹形状溝部として構成された切り欠き部１３０内に第１の同期爪１３１と第２の同期爪１３２が並列に配設された場合を示しているが、この実施の形態２においては、大歯車１０７の欠歯部１０７ａの両面にそれぞれ切り欠き部２３０、切り欠き部２３１を形成し、切り欠き部２３０に第１の同期爪１３１を配設し、切り欠き部２３１に第２の同期爪１３２を並列に配設したものであり、上述した実施の形態１と同様の効果を奏する。また、上述した実施の形態１の切り欠き部１３０よりもこの実施の形態２の切り欠き部２３０、切り欠き部２３１の方が容易に形成することができる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図１５に基づいて説明する。上述した実施の形態１においては、大歯車１０７の欠歯部１０７ａに形成した切り欠き部１３０は大歯車１０７の板厚方向中央部に凹形状溝部として構成され、この凹形状溝部として構成された切り欠き部１３０内に第１の同期爪１３１と第２の同期爪１３２が並列に配設された場合を示しているが、この実施の形態３においては、大歯車１０７の欠歯部１０７ａの片側面に切り欠き部２３２を形成し、その切り欠き部２３２に第１の同期爪１３１と第２の同期爪１３２を並列に配設したものであり、上述した実施の形態１と同様の効果を奏する。また、上述した実施の形態１の切り欠き部１３０よりもこの実施の形態３の切り欠き部２３２の方が容易に形成することができる。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４を図１６に基づいて説明する。図において、大歯車１０７には上述した実施の形態１と同様な切り欠き部１３０（図示せず）を有し、この切り欠き部１３０には大歯車１０７の歯形と同形の少なくとも２個の第１歯１３１ａ、第２歯１３１ｂを有する第１の同期爪１３１（図示せず）が配設され、第１の同期爪１３１（図示せず）の第１歯１３１ａと第２歯１３１ｂ間の一ピッチ分の1個は欠歯となっている。

また、大歯車１０７の欠歯部１０７ａに形成した切り欠き部１３０内部には、第１の同期爪１３１と並列に第１の同期爪１３１の第１歯１３１ａと第２歯１３１ｂとの間の欠歯位置に第３歯１３２ａを有する第２の同期爪１３２（図示せず）が配設され、第１の同期爪１３１及び第２の同期爪１３２は揺動可能なように大歯車１０７に回転自在に配設された同期軸１３３（図示せず）に取り付けられ、また、第１の同期爪１３１および第２の同期爪１３２には復帰可能なるようそれぞれ第１復帰ばね１３５および第２復帰ばね１３６が設けられ、第１復帰ばね１３５および第２復帰ばね１３６の他端は大歯車１０７の切り欠き部１３０に底部側に固定されている。

さらに、第１復帰ばね１３５および第２復帰ばね１３６は第１の同期爪１３１および第２の同期爪１３２は大歯車１０７の半径方向に同期軸１３３を中心に回転するが第１の同期爪１３１および第２の同期爪１３２の歯形が大歯車１０７の歯形とピッチ円が同じとなるような位置に大歯車１０７に軸着されたピン１３４で位置規制している。大歯車１０７と噛み合う小歯車１０５を軸着した蓄勢軸１０４は操作機構フレーム１３７の片方に配設された軸受箱１３８に軸受に対し、回転自在に軸支されている。

他方の操作機構フレーム１３７には蓄勢軸１０４の軸周りに回転拘束をした軸受箱１３９内に、蓄勢軸１０４が時計方向には回転自由に回転するが、反時計方向には回転を拘束する一方向クラッチ１４０が圧入されており、上記一方向クラッチ１４０の両側には軸受１４１が圧入され、一方向クラッチ１４０のクラッチ機能を安定化している。

先端に小歯車１０５を軸着した蓄勢軸１０４には時計方向には噛み合うが反時計方向には噛み合わない一方向クラッチ１４２を内蔵した中歯車１０３が配設されている。そのため、大歯車１０７と小歯車１０５を軸着した蓄勢軸１０４は回転するが、中歯車１０３以下の歯車列の負荷が伝達されなくなっている。なお、蓄勢軸１０４には、電動機１０１の出力歯車１０２と噛み合っている。電動機１０１の出力歯車１０２には上述した実施の形態１と異なり、一方向クラッチが内蔵されていない。

次に動作について説明する。電動機１０１に電気エネルギーが注入されると、電動機１０１の出力歯車１０２は反時計方向に回転する。
上記出力歯車１０２と噛み合っている中歯車１０３は時計方向に回転するが、中歯車１０３には投入ばね１１６の負荷が作用しているため反時計方向の回転トルクが作用して、電動機１０１の出力歯車１０２には時計方向の回転トルクが作用するが一方向クラッチで回転で拘束しているため、出力歯車１０２は時計方向には回転しない。電動機１０１の出力歯車１０２の反時計方向の回転で、中歯車１０３は時計方向に回転し、中歯車１０３には時計方向に蓄勢軸１０４と噛み合う一方向クラッチ１４２が内蔵されているため、蓄勢軸１０４及び蓄勢軸１０４に軸着された小歯車１０５も時計方向に回転する。

小歯車１０５の時計方向の回転により大歯車１０７は反時計方向に回転し、大歯車１０７に回転自在に取り付けられた投入ばねロッド１１３は上方向に移動し、投入ばね１１６を蓄勢する操作は上述した実施形態１と同様であり、以下図示を省略する。投入コイル１２３に外部より電気エネルギーを与えると、投入コイル１２３が励磁され、投入ラッチ１２４が反時計方向に回転し、投入ラッチ１２４も反時計方向に回転して投入ラッチピン１２５との係合が外れ、投入ラッチピン１２５を回転自在に軸着した大歯車１０７は反時計方向に回転し始める。
その時、小歯車１０５は時計方向には自由に回転できるため、第２の同期爪１３２の歯と噛み合い、その後、第１の同期爪１３１の同期軸１３３に近い歯と噛み合い、更に大歯車１０７が反時計方向に回転する。大歯車１０７の歯と噛み合い、大歯車１０７と小歯車１０５とは投入ばね１１６によって回転する。

カム軸１０６に固着された投入カム１０８はともに回転するようになっている。投入カム１０８は開放位置にある駆動レバー１１を開放ばね１２１の回転力に抗して投入位置に復帰させ、可動側電極５を閉極する。大歯車１０７は反時計方向に回転した後、下部思案点を越えさらに反時計方向に回転後、投入ばね１１６による回転力は大歯車１０７を時計方向に回転しようと働くが、大歯車１０７と噛み合っている小歯車１０５を軸着している蓄勢軸１０４は軸受箱１３９内に一方向クラッチで時計方向には回転拘束されるため、大歯車１０７の時計方向の回転を拘束し、投入が完了する。投入が完了した後の開放動作は上述した実施の形態１と同様であり説明を省略する。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

この発明は、開閉器の操作機構の初期位置からピニオンギアがリングギアに当接付近までの間では電磁スイッチの電磁力を低減できるとともに、当接以降は電磁力を向上させることができる開閉器の操作機構の実現に好適である。

５ 可動側電極 １１ 駆動レバー
１０１ 電動機 １０２ 出力歯車
１０３ 中歯車 １０５ 小歯車
１０７ 大歯車 １０７ａ 欠歯部
１１３ 投入ばねロッド １１６ 投入ばね
１３０ 切り欠き部 １３１ 第１の同期爪
１３１ａ 第１歯 １３１ｂ 第２歯
１３２ 第２の同期爪 １３２ａ 第３歯

Claims (6)

1. 電路を開閉する開閉器を駆動する駆動レバーと、前記駆動レバーを操作する操作手段とを備え、前記操作手段は、回転エネルギーを発生する電動機と、前記電動機の回転エネルギーが伝達される第１の伝達機構と、前記第１の伝達機構と係合され一部に欠歯部が形成された第２の伝達機構と、前記第２の伝達機構に連結された蓄勢機構と、前記第２の伝達機構の欠歯部が形成された切り欠き部と、前記切り欠き部に一方側を揺動自在に支持して配設され、少なくとも２個の第１歯、第２歯を有し、前記第１歯と前記第２歯間の一ピッチ分は欠歯に構成された第１の同期爪と、前記切り欠き部に前記第１の同期爪と並列に配置されるとともに一方側を揺動自在に支持して配設され、前記第１の同期爪の前記第１歯と前記第２歯との間の欠歯位置に第３歯を有する第２の同期爪とから構成されたことを特徴とする開閉器の操作機構。
2. 前記切り欠き部は、前記第２の伝達機構車の欠歯部の板厚方向中央部に凹形状溝部として構成されたことを特徴とする請求項１に記載の開閉器の操作機構。
3. 前記切り欠き部は、前記第２の伝達機構車の欠歯部の両面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の開閉器の操作機構。
4. 前記切り欠き部は、前記第２の伝達機構車の欠歯部の片側面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の開閉器の操作機構。
5. 前記電動機は、一方向のみの回転エネルギーの伝達が可能なクラッチ手段が搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の開閉器の操作機構。
6. 前記第１の伝達機構は、一方向のみの回転エネルギーの伝達が可能なクラッチ手段が搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の開閉器の操作機構。