带强制接通机构的蓄能机构及有载分接头切换装置制造方法
【专利摘要】本发明提供带强制接通机构的蓄能机构及有载分接头切换装置，低价且为简单的构成，能够抑制负载转矩而进行稳定的动作。蓄能机构中所组装的强制接通机构包括突起(8)、轴承(9)及接通凸轮(17)。其中，突起(8)安装于偏心凸轮(2)下面侧，在突起(8)的前端安装有轴承(9)。接通凸轮(17)为使顶角成为90°附近的等腰三角形状，安装于蓄能壳体(5)的上面侧。接通凸轮(17)通过与轴承(9)接触而经由蓄能壳体(5)使曲柄(6)旋转，将阻挡器(7)送到待机位置。
【专利说明】带强制接通机构的蓄能机构及有载分接头切换装置
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及变压器等所使用的有载分接头切换装置以及带强制接通 机构的蓄能机构。
【背景技术】
[0002]近年来，在变压器等中，广泛使用在保持对变压器等施加有负载电流的状态下切 换电压的有载分接头切换装置。在有载分接头切换装置中，确保分接头切换动作的迅速性 较重要，因此通过蓄能机构来得到较大的切换转矩。在蓄能机构中，通过将所蓄能的弹簧力 一下子释放来使曲柄高速旋转，能够在短时间内进行与曲柄连结的分接头切换器的切换动 作。
[0003]在蓄能机构中，为了蓄积弹簧力，而设置有与曲柄上所形成的爪部卡合而抑制曲 柄的旋转的阻挡器。阻挡器为，在使弹簧力释放时从曲柄的爪部暂时脱离，但在分接头切换 器的切换动作结束、曲柄旋转了规定量之后，与曲柄的爪部再次卡合。将阻挡器与曲柄的爪 部卡合时的位置设为阻挡器的待机位置。
[0004]然而，当产生干扰、分接头切换器的故障等而分接头切换器的切换动作所需要的 切换转矩增加时，有时曲柄的旋转量变得不充分，曲柄的爪部不能够到达阻挡器的位置、即 阻挡器不能够返回待机位置。在这种情况下，阻挡器不能够与爪部卡合，而不能够抑制曲柄 的旋转，因此蓄能机构难以蓄积弹簧力。
[0005]因此，在蓄能机构中，作为阻挡器未移动到待机位置的情况下的保险机构，而引入 了强制接通机构(例如专利文献I等)。强制接通机构是指在蓄能机构本来的动作之后、将 阻挡器强制地送向待机位置的机构。
[0006]以下，参照图8及图9的立体图，对有载分接头切换装置中的带强制接通机构的蓄 能机构的现有例进行具体说明。如这些图所示那样，在蓄能机构中设置有与电动操作机构 (未图示)连结的驱动轴10，在驱动轴10上安装有偏心凸轮11。
[0007]如图8所示，在偏心凸轮11上卡合有与驱动轴10及偏心凸轮11同步连动地进行 往复直线运动的提升壳体12。另外，设定为，在进行直线运动的提升壳体12到达规定位置 的时刻，提升壳体12使后述的阻挡器15及曲柄14的爪部之间的卡合脱离。
[0008]图9表示将图8所示的提升壳体12拆卸后的状态。在提升壳体12的下面侧配置 有蓄能弹簧(未图示)及蓄能壳体13。蓄能壳体13通过蓄能弹簧而与提升壳体12连动地 进行往复直线运动。
[0009]在蓄能壳体13的下面侧连结有与蓄能壳体13同步连动地进行旋转的曲柄14，在 曲柄14上连结有分接头切换器(未图示)。此外，与曲柄14接近地设置有阻挡器15。阻 挡器15构成为在待机位置与曲柄14的爪部卡合。
[0010]在以上那样的蓄能机构中，当受到来自电动操作机构的驱动力而驱动轴10旋转 时，随着驱动轴10的旋转而偏心凸轮11旋转。因此，与偏心凸轮11连动的提升壳体12进 行直线运动。直线运动的提升壳体12在对蓄能弹簧的一端部施加力的同时使与蓄能弹簧接触的蓄能壳体13往复直线运动。此时，处于待机位置的阻挡器15抑制曲柄14的旋转， 因此即使蓄能壳体13直线运动，曲柄14也不会旋转。因此，随着提升壳体12的直线运动， 而蓄能弹簧逐渐蓄积弹簧力。
[0011]当进行直线运动的提升壳体12到达规定位置时，提升壳体12使曲柄14的爪部与 阻挡器15之间的卡合脱离，阻挡器15被释放。因此，蓄能弹簧将弹簧力释放，通过该蓄能 弹簧的弹簧力，蓄能壳体13高速地进行直线运动，与蓄能壳体13同步连动的曲柄14高速 地旋转。曲柄14将该回转力传递到分接头切换器，分接头切换器能够实施迅速的分接头切 换动作。
[0012]接着，对蓄能机构中所组装的强制接通机构的构成进行说明。强制接通机构包括: 形成在偏心凸轮11上的特殊形状的接通凸轮16 ;和安装在蓄能壳体13上的轴承19(参照 图9)。接通凸轮16为，在与偏心凸轮11连动地旋转时，与轴承19抵接，沿着凸轮的形状将 轴承19压入。
[0013]在这种强制接通机构中，接通凸轮16利用驱动轴10的旋转转矩将轴承19压入， 由此能够使蓄能壳体13滑动移动，并强制地使与蓄能壳体13连动的曲柄14旋转。因此， 即使万一产生干扰等而分接头切换器的切换动作所需要的切换转矩增加，也能够避免曲柄 14的旋转量不足这种事态。由此，阻挡器15能够向与曲柄14的爪部卡合的待机位置可靠 地移动。根据具备以上的强制接通机构的蓄能机构，即使产生干扰、故障等，阻挡器15也一 定与曲柄14的爪部卡合，因此蓄能机构能够稳定地蓄积弹簧力。
[0014]现有技术文献
[0015]专利文献
[0016]专利文献1:日本特开2008-258259号公报
【发明内容】
[0017]发明要解决的课题
[0018]但是，在以往的强制接通机构中存在如下那样的课题。即，随着与偏心凸轮11连 动地旋转的接通凸轮16将轴承19压入，接通凸轮16与轴承19之间的接触点逐渐从偏心 凸轮11的旋转中心远离。
[0019]因此，随着接通凸轮16的旋转，负载转矩增大。此外，随着接通凸轮16与偏心凸 轮11 一起进行旋转，而压力角变大，来自轴承19的阻力变大。这一点也成为负载转矩增大 的一个重要原因。
[0020]在强制接通机构的负载转矩较大的情况下，为了使强制接通机构稳定地动作，关 于构成机构的部件，需要极致密的形状，且必须精密地制造部件。并且，在上述的强制接通 机构中，在偏心凸轮11上安装制造有特殊形状的接通凸轮16。因此，安装作业困难，制造工 时增大。
[0021]如上所述，强制接通机构是在干扰、故障时保证分接头切换器的切换的机构，因此 稳定地动作是不可缺的。因此，不允许阻碍稳定驱动那样的部件精度的降低，此外制造工时 也较多，制造成本高涨，导致性价比恶化。
[0022]本发明的实施方式是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供带强制接通机 构的蓄能机构及具备其的有载分接头切换装置，为低价、简单的构成，能够在抑制负载转矩的同时进行稳定的驱动。
[0023]用于解决课题的手段
[0024]为了实现上述目的，实施方式的带强制接通机构的蓄能机构为，具有:偏心凸轮， 与驱动轴同步连动；提升壳体，与上述偏心凸轮同步连动地进行往复直线运动；蓄能弹簧， 安装于上述提升壳体；蓄能壳体，通过上述蓄能弹簧而与上述提升壳体同步连动地进行往 复直线运动；曲柄，与上述蓄能壳体同步连动地进行旋转；以及阻挡器，通过在规定的待机 位置与上述曲柄卡合来阻止上述曲柄的旋转而进行上述蓄能弹簧的蓄能；组装有如下那样 的强制接通机构。
[0025]即，实施方式的蓄能机构中所组装的强制接通机构的特征在于，构成为，具备:突 起，安装于上述偏心凸轮；轴承，安装在上述突起的前端；以及接通凸轮，安装于上述蓄能 壳体；通过上述接通凸轮与上述轴承接触来经由上述蓄能壳体使上述曲柄旋转，将上述阻 挡器送到待机位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是从上方观察代表性的实施方式的立体图。
[0027]图2是从下方观察代表性的实施方式的立体图。
[0028]图3是表示代表性的实施方式的动作的平面图。
[0029]图4是对现有技术与实施方式的负载转矩进行比较的曲线图。
[0030]图5是其他实施方式的立体图。
[0031]图6是对现有技术与代表性的实施方式及其他实施方式的负载转矩进行比较的 曲线图。
[0032]图7是关于代表性的实施方式及其他实施方式而对接通凸轮的行程距离的旋转 角进行比较的曲线图。
[0033]图8是以往的带强制接通机构的蓄能机构的立体图。
[0034]图9是以往的带强制接通机构的蓄能机构的立体图。
【具体实施方式】
[0035]以下，参照图1?图7对实施方式的带强制接通机构的蓄能机构进行具体说明。另 夕卜，本实施方式的特征在于强制接通机构，蓄能机构的基本构成及其动作与图8、图9所示 的现有例同样。
[0036][蓄能机构的构成]
[0037]首先，参照图1、图2对实施方式的蓄能机构的构成进行具体说明。如图1所示， 在蓄能机构中设置有与电动操作机构(未图示)连结的驱动轴1，在驱动轴I上安装有与 驱动轴I同步连动的偏心凸轮2。与偏心凸轮2邻接地配置有蓄能弹簧3，在该偏心凸轮2 及蓄能弹簧3的下方，与蓄能弹簧3接触地设置有蓄能壳体5。蓄能壳体5通过蓄能弹簧3 而与后述的提升壳体4同步连动并进行往复直线运动。
[0038]如图2所示，在蓄能壳体5的上面侧配置有提升壳体4。提升壳体4与偏心凸轮2 同步连动地进行往复直线运动。另外，图1是从上方观察实施方式的立体图，但为了实现理 解的容易化，而表不将提升壳体4拆卸的状态。[0039]如图2所示，在蓄能壳体5的下面侧连结有曲柄6。曲柄6构成为，与蓄能壳体5 同步连动地旋转，向分接头切换器(未图示)传递回转力。此外，与曲柄6接近地设置有相 对于曲柄6的爪部6a卡合脱离自如的阻挡器7。
[0040]阻挡器7构成为，通过在预先决定的待机位置与曲柄6的爪部6a卡合，来限制曲 柄6的旋转,进行蓄能弹簧3的蓄能。阻挡器7与曲柄6的爪部6a之间的卡合被设定为， 通过直线运动了规定行程的提升壳体4而脱离。蓄能机构包括上述部件、即驱动轴1、偏心 凸轮2、蓄能弹簧3、提升壳体4、蓄能壳体5、曲柄6以及阻挡器7。
[0041][蓄能机构的动作]
[0042]对具有以上那样的构成的蓄能机构的动作进行说明。即，当受到来自电动操作机 构的驱动力而驱动轴I旋转时，与驱动轴I同步连动的偏心凸轮2旋转，与偏心凸轮2连动 的提升壳体4进行直线运动。直线运动了的提升壳体4对蓄能弹簧3的一端部施加力，并 且使与蓄能弹簧3接触的蓄能壳体5进行往复直线运动。
[0043]与蓄能壳体5连动的曲柄6，由于蓄能壳体5的往复直线运动而要进行旋转，但处 于待机位置的阻挡器7与曲柄6的爪部6a卡合。S卩，曲柄6的旋转被抑制，随着提升壳体 4的移动而在蓄能弹簧3中蓄积弹簧力。
[0044]在提升壳体4直线运动了规定行程的时刻，提升壳体4使阻挡器7与曲柄6的爪 部6a之间的卡合脱离。由此，阻挡器7被释放，蓄能弹簧3将弹簧力释放。结果，受到所释 放的蓄能弹簧3的弹簧力，而蓄能壳体5高速地进行直线运动，与蓄能壳体5同步连动的曲 柄6高速地进行旋转。曲柄6将回转力传递给分接头切换器，分接头切换器能够迅速地切换。
[0045][强制接通机构的构成]
[0046]本实施方式的特征在于，在上述蓄能机构中组装有如下那样的强制接通机构。如 图1所示，强制接通机构包括突起8、轴承9以及接通凸轮17。其中，突起8安装于偏心凸 轮2的下面侧，在突起8的前端安装有轴承9。
[0047]接通凸轮17为使顶角成为90°附近的等腰三角形状，沿着蓄能壳体5上面侧的相 互面对的左右边缘部，使顶角对置地安装。接通凸轮17通过与安装在偏心凸轮2侧的轴承 9接触而滑动，蓄能壳体5与接通凸轮17同步连动地进行滑动。
[0048]随着蓄能壳体5的滑动，与蓄能壳体5同步连动的曲柄6旋转，但此时，接通凸轮 17被设定为，在阻挡器7移动到待机位置的时刻，轴承9到达接通凸轮17的顶点。即，接通 凸轮17构成为，通过与轴承9接触而经由蓄能壳体5使曲柄6旋转，将阻挡器7送向待机位置。
[0049][强制接通机构的动作]
[0050]接着，使用图3的(A)?(F)对本实施方式的强制接通机构的动作进行说明。即， 从轴承9与接通凸轮17接触的时刻(图3的(A))起接通凸轮17开始滑动，随着偏心凸轮 2向逆时针旋转方向的旋转，轴承9将接通凸轮17向图中右方压入，由此接通凸轮17进行 滑动(图3的从⑶向(D))。
[0051]因此，安装有接通凸轮17的蓄能壳体5也向图中右方滑动。然后，在阻挡器7与 曲柄6的爪部6a卡合而移动到待机位置的时刻(图3的从(E)向(F))，轴承9到达接通凸 轮17的顶点。[0052][作用效果]
[0053]以上那样的本实施方式的作用效果如下所述。图4是横轴为通过本实施方式的 强制接通机构而进行滑动移动的蓄能壳体5或者通过以往的强制接通机构而进行滑动移 动的蓄能壳体13的行程距离、纵轴表示各距离的负载转矩的曲线图，是在行程方向上施加 10 [N]的负载的曲线图。
[0054]如图4所示，在本实施方式中，从蓄能壳体5进行滑动移动之前的待机状态起，其 负载转矩为以往的1/3程度即可。并且，通过安装在偏心凸轮2上的轴承9将接通凸轮17 压入来使蓄能壳体5滑动。因此，从偏心凸轮2的旋转中心到轴承9与接通凸轮17的接触 点为止的距离不变化。
[0055]因此，在本实施方式中，即使偏心凸轮2进行旋转，轴承9与接通凸轮17之间的压 力角也常时一定。结果，随着蓄能壳体5的行程距离增加，轴承9与接通凸轮17的接触点 上的负载转矩反而减少。
[0056]S卩，与随着偏心凸轮11的旋转而负载转矩增大的现有技术相对照，在本实施方式 中，对驱动轴I施加的负载转矩逐渐变小。如此，本实施方式能够使负载转矩大幅度降低。 在图4所示的例子中，当与现有技术的强制接通机构中的负载转矩成为最大的时刻相比 时，本实施方式的强制接通机构中的负载转矩为以往的负载转矩的大致1/8。
[0057]根据如此地抑制了负载转矩的本实施方式，无需实施以往那种程度的致密的形状 构成、部件的精密制造，强制接通机构就能够稳定地动作。因此，作为阻挡器7未移动到待 机位置的情况下的保险机构即强制接通机构，能够发挥优异的可靠性。
[0058]并且，在本实施方式中，不仅不需要使用高价的精密部件，而且与具有制造工时变 多的趋势的现有技术相比较，为简单的构成，接通凸轮17及轴承9的安装作业极其简单。此 夕卜，接通凸轮17为使顶角成为90°附近的等腰三角形的凸轮形状，是旋转角、负载转矩、行 程的平衡最佳的形状。该形状容易加工，制造性良好。因此，能够使制造成本降低，性价比 大幅度提闻。
[0059]进一步，使顶角成为90°附近的等腰三角形的接通凸轮17为，通过使与轴承9接 触的边部分倾斜，能够使与轴承9的接触定时延迟。因此，即使曲柄6的旋转角较小，也能 够获得较大的行程距离，能够使阻挡器7可靠地移动到待机位置。
[0060]如此，即使曲柄6的旋转角较小也能够获得较大的行程距离的本实施方式的强制 接通机构，不会阻碍蓄能机构的动作，因此作为蓄能机构的保险机构的机构、即作为在蓄能 机构本来的动作之后动作的机构，非常适合。
[0061][其他实施方式]
[0062]另外，上述实施方式在本说明书中作为一例来提示，并非试图限定发明的范围。 即，能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明范围的范围内能够进行各种省略、置换、变更。
[0063]这些实施方式及其变形例包含在发明范围及主旨内，同样包含在请求范围所记载 的发明和与其均等的范围内。例如，作为其他实施方式的形态，也可以为具备上述带强制接 通机构的蓄能机构的有载分接头切换装置。
[0064]此外，接通凸轮与轴承的接触部的形状能够适宜变更，通过调整强制接通机构中 的负载转矩、轴承与接通凸轮之间的旋转角度等，能够与分接头切换器的切换所需要的负载转矩相配合地决定接通凸轮的形状。
[0065]具体地，如图5所示，也能够取代等腰三角形状的接通凸轮17，而使用细长的“ 口 ” 字形的接通凸轮18。根据这种接通凸轮18，如图6的曲线图所示，能够进一步降低负载转矩。
[0066]但是，当对接通凸轮17与接通凸轮18的行程距离的旋转角进行比较时，如图7的曲线图所示，使用了接通凸轮17的强制接通机构占优。另外，在图6的曲线图中，使用了接通凸轮18的强制接通机构在旋转角40°下决定最大行程距离，使用了接通凸轮17的强制接通机构及以往的强制接通机构，在各自的方式下使最终行程距离一致为大致相同距离。
[0067]符号的说明
[0068]1、10…驱动轴
[0069]2、11…偏心凸轮
[0070]3…蓄能弹簧
[0071]4、12…提升壳体
[0072]5、13…蓄能壳体
[0073]6、14 …曲柄
[0074]7、15…阻挡器
[0075]8…突起
[0076]9、19 …轴承
[0077]16、1了、18…接通凸轮
【权利要求】
1.一种带强制接通机构的蓄能机构，其特征在于，具有:偏心凸轮，与驱动轴同步连动；提升壳体，与上述偏心凸轮同步连动地进行往复 直线运动；蓄能弹簧，安装于上述提升壳体；蓄能壳体，通过上述蓄能弹簧而与上述提升壳 体同步连动地进行往复直线运动；曲柄，与上述蓄能壳体同步连动地进行旋转；以及阻挡 器，通过在规定的待机位置与上述曲柄卡合来阻止上述曲柄的旋转而进行上述蓄能弹簧的 蓄能，在该带强制接通机构的蓄能机构中，上述强制接通机构构成为，具备:突起，安装于上述偏心凸轮；轴承，安装在上述突起的前端；以及 接通凸轮，安装于上述蓄能壳体，通过上述接通凸轮与上述轴承接触来经由上述蓄能壳体使上述曲柄旋转，将上述阻挡 器送到待机位置。
2.如权利要求1所述的带强制接通机构的蓄能机构，其特征在于，上述接通凸轮的凸轮形状为等腰三角形状。
3.一种有载分接头切换装置，其特征在于，具备权利要求1所述的带强制接通机构的蓄能机构。
4.一种有载分接头切换装置，其特征在于，具备权利要求2所述的带强制接通机构的蓄能机构。
【文档编号】H01F29/02GK103460311SQ201280015687
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月28日 优先权日:2011年3月28日
【发明者】石川拓, 江口直纪, 鹿子木修 申请人:株式会社东芝