移动设备拔出插入装置及电气设备的制作方法

本申请涉及移动设备拔出插入装置以及电气设备。

背景技术：

以往，例如利用使丝杠旋转从而使螺母沿着丝杠直行移动的丝杠机构来进行开关装置内的移动设备(切断器、开闭器、断路器、仪器用变压器等)的拔出插入操作(例如，参照专利文献1、2)。

例如上述专利文献1中所公开的现有的拔出插入机构由以下几部分来构成，即：可转移地载置与设置于支架后方的安装框架相结合或相分离的切断器主体的托架；用于使托架前后移动的插入和拔出把手；用于限制由插入和拔出把手转移的托架的转移距离的制动单元；以及用于支承插入和拔出把手的梁组件。另外，托架由以下部分构成，即：上部开放并在外周面形成规定高度的壁体的箱体；以及设置于箱体两侧以使得沿架设于支架的两侧壁内侧的导轨而被插入或被拔出的两对车轮。

此外，插入和拔出把手由以下部分构成，即：沿前后方向插入到形成于箱体前方壁体的贯通孔中的丝杠；在与丝杠螺合的状态下设置于箱体前方的壁体内侧的转移螺母；为了防止转移螺母的脱离而固定于箱体上的“u”字形的托座；以及可拆装地设置于前端部而可使丝杠正反旋转的操作把手。

这样，现有拔出插入机构通过使丝杠旋转，从而利用使螺母沿着丝杠直行移动的机构进行设备的移动拔出插入操作。作为使用很多像这样的机构的理由，是为了能较简单地构成通过使用丝杠和螺母来将旋转操作力转换成直行运动时的减速功能并产生直行推力。

在开关装置内的移动设备的拔出插入移动过程中，在插入最终位置附近，为了插入电路触点的触点插头而需要的推力在移动工序中成为最大。另外，构成的丝杠、转移螺母的直径、导程螺距的规格根据该最大推力来决定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2011-10544号公报

专利文献2：日本专利特开2013-150375号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

然而，在移动设备的拔出插入移动过程中，移动所需推力的大半是由移动设备的自重所引起的滚动阻力的程度，与上述最大推力相比，可以是相当小的力。因此，现有拔出插入机构由于浪费了丝杠的减速比，因此作为其结果，在削减操作次数和操作时间上成为了障碍，并在拔出插入作业时的省力化这一点上成为了问题。

另外，需要与移动设备的移动尺寸相同以上的丝杠长度，从而拔出插入机构的深度尺寸被决定，另外，拔出插入机构的高度方向的尺寸受到与丝杠直径相伴的螺母外形尺寸的制约，从而装置的小型化存在极限，存在无法实现小型化、轻量化的问题。

本申请公开了用于解决上述那样问题的技术，其目的在于提供能削减拔出插入操作力、操作次数和操作时间并且能实现小型化的移动设备拔出插入装置以及电气设备。

解决技术问题所采用的技术方案

本申请所公开的移动设备拔出插入装置包括：载置被移动设备的框架；在一端部可移动地支承有所述框架并在另一端形成有蜗轮部的连杆；与所述连杆的所述蜗轮部相咬合而使所述蜗轮部进行旋转的蜗杆；以及与所述蜗杆的操作轴相连结而使所述蜗轮部进行旋转的旋转单元。

另外，本申请所公开的电气设备的特征在于使用了移动设备拔出插入装置。

发明效果

根据本申请所公开的移动设备拔出插入装置以及电气设备，可获得能削减拔出插入操作力、操作次数和操作时间并能实现小型化的移动设备拔出插入装置及电气设备。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的移动设备拔出插入装置的立体图。

图2是表示实施方式1所涉及的移动设备拔出插入装置的立体图。

图3是图1所示的移动设备拔出插入装置的未显示外壳的立体图。

图4是图3所示的移动设备拔出插入装置的侧视图。

图5是图3所示的移动设备拔出插入装置的主视图。

图6是图1的a-a线剖视图。

图7是图6的立体图。

图8是表示将移动设备载置于实施方式1所涉及的移动设备拔出插入装置上并插入到开关装置内的状态的立体图。

图9是图8的侧视图。

图10是对使用实施方式1所涉及的移动设备拔出插入装置和现有装置时的减速比(力比)进行比较的图。

图11是表示实施方式2所涉及的移动设备拔出插入装置的立体图。

图12是实施方式3所涉及的移动设备拔出插入装置的局部放大图。

图13a是实施方式4所涉及的移动设备拔出插入装置的局部俯视图。

图13b是实施方式4所涉及的移动设备拔出插入装置的局部主视图。

具体实施方式

以下，基于附图对实施方式1进行说明。

此外，各附图中，相同标号表示相同或相当的结构。

实施方式1.

图1和图2是表示实施方式1所涉及的移动设备拔出插入装置的立体图。图1表示例如从开关装置等移动目标拔出了移动设备的状态下的移动设备拔出插入装置，图2表示例如向开关装置等移动目标插入移动设备的状态下的移动设备拔出插入装置。

另外，图3是表示图1所示的移动设备拔出插入装置的未显示外壳的状态下的内部结构的立体图。此外，图4是图3所示的移动设备拔出插入装置的侧视图，图5是图3所示的移动设备拔出插入装置的主视图。

在实施方式1中，基于图1至图3，对将用于受配电设备的开关装置内所收纳的作为移动设备的电气设备插入到开关装置内或从开关装置拔出的移动设备拔出插入装置进行说明。这里，电气设备是指切断器、开闭器、断路器、仪器用变压器等。

在图1～图3中，移动设备拔出插入装置50包括：外壳1；自由旋转地被支承于外壳1的蜗杆2b；各个端部具有分别与蜗杆2b相咬合的蜗轮部3c、3d的蜗轮连杆3a、3b；分别与蜗轮连杆3a、3b相连结的连结杆5a、5b；以及与连结杆5a、5b相结合的可动框架6。

另外，设置于蜗杆2b的一端的操作轴2a例如与在进行将切断器等移动设备7从开关装置拔出或插入到开关装置的操作时所安装的操作把手(未图示)相卡合。由蜗杆2b和蜗轮部3c、3d的蜗轮构成蜗杆齿轮2。

另外，蜗轮连杆3a、3b以旋转支承轴即销4a、4b为轴心，可自由旋转地进行配置。蜗轮部3c、3d形成于蜗轮连杆3a、3b的各自的端部，与蜗杆2b的螺纹部相卡合。连结杆5a、5b的一端部分别与蜗轮连杆3a、3b可自由转动地进行销结合。另外，连结杆5a、5b的另一端部通过连结销5c、5d与可动框架6可自由旋转地进行结合。蜗轮连杆3a、3b、连结杆5a、5b以及可动框架6构成导电弓连杆。

可动框架6构成导电弓的可动端，载置被从开关装置(未图示)拔出或插入到开关装置(未图示)中的切断器等移动设备7。另外，设置于外壳1上的固定侧锁定构件8例如将外壳1固定于开关装置上。另外，外壳1收纳并支承蜗杆2b、蜗轮连杆3a、3b的蜗轮部3c、3d。此外，蜗轮部3c、3d的齿部是三维曲面结构。

图6是图1的a-a线剖视图。另外，图7是图6的立体图。图8是表示将切断器搭载于实施方式1所涉及的移动设备拔出插入装置上并插入到开关装置(未图示)内的状态的立体图。图9是图8的侧视图。

如图6所示，可动框架6为由两块板夹住连结杆5a、5b各自的端部的结构，可动框架6与连结杆5a、5b各自的端部由连结销5c、5d可自由转动地进行连结。另外，如图7所示，可动框架6中形成有贯通孔6a，构成为从可动框架6的下方贯穿贯通孔6a并插入螺栓(未图示)，从而固定切断器等移动设备7。

实施方式1中，如图8和图9所示，示出了利用4个螺栓将切断器等移动设备7固定于4个贯通孔6a的例子，但贯通孔6a的数量不限于此，可适当选择。

另外，如图7所示，可动框架6形成有四边形的额外孔6b。其目的在于减轻可动框架6的重量。实施方式1中，示出了形成4个额外孔6b的例子，但也可对额外孔6b的数量进行适当选择。

接着对动作进行说明。向蜗杆2b的操作轴2a插入操作把手(未示出)，使蜗杆2b旋转，从而动力传递至被配置于蜗杆2b两侧的蜗轮连杆3a、3b的蜗轮部3c、3d。然后，通过蜗轮连杆3a、3b沿彼此相接近的方向在旋转支承轴即销4a、4b的周围进行旋转，从而导电弓连杆沿开关装置的深度方向延伸，并且推力从连结杆5a、5b沿开关装置的深度方向传递至可动框架6。其结果是，可以使安装于可动框架6上的切断器等移动设备7沿开关装置的前后方向(直行方向)移动。

另外，对蜗杆2b的操作轴2a沿与上述相反的方向进行旋转操作，蜗轮连杆3a、3b沿彼此远离的方向进行旋转，从而使得由蜗轮连杆3a、3b、连结杆5a、5b以及可动框架6构成的导电弓连杆在开关装置的深度方向上收缩，从而可以将安装于可动框架6上的切断器等移动设备7拔出到原来的位置(拔出位置)。

如上所述，在移动设备7即切断器的拔出插入操作中，移动工序的大半所需要的力是由移动设备7的自重所产生的滚动阻力(支承移动设备7的车轮的滚动阻力)所引起的。

与需要在最终插入位置即最终插入区域a中进行机械性连接或电连接时所需要的推力即操作力相比，该滚动阻力是相当小的力。这里，最终插入位置是指移动设备7在开关装置内连接于主电路的位置。另外，机械性是指在移动设备7在开关装置内与主电路相连接的情况下连接彼此间的电连接器的连接所需的机械力。

实施方式1所涉及的移动设备拔出插入装置50能使用由导电弓连杆中的转矩机构所产生的力的可变倍增功能，从而能利用减速比与导电弓连杆完全伸长的最终插入区域a相匹配而成为最大的功能。因此，能没有浪费地利用移动设备拔出插入装置50的操作力，可削减操作次数，能在操作作业中实现省力化。

图10是关于使用了实施方式1所涉及的移动设备拔出插入装置时的减速比(力比)的变化，将其与使用了现有装置(丝杠结构)时的减速比(力比)进行比较来表示的图。即，图10中，将上述导电弓的转矩结构的特征图表化。即作为导电弓连杆的特性，在从收缩的状态开始延伸时，可动框架6相对于蜗轮连杆3a、3b的旋转量的移动较大，减速比较小，因此，产生推力较小。然而，蜗轮连杆3a、3b的相对于旋转量的移动量朝向结束位置变小且减速比变大，从而能用高效的减速比来构成较大的推力。因此，实施方式1所涉及的移动设备拔出插入装置50可以没有浪费地以较小的转速来进行操作。

另外，实施方式1中的移动设备拔出插入装置50可以由能利用板金等对导电弓连杆的结构构件进行加工的薄板来构成，因此能构成为使移动设备拔出插入装置50整体变薄来抑制其高度。

另外，在现有丝杠结构中，需要与拔出插入的移动尺寸相匹配的对应于拔出插入方向的装置的大小，但是在实施方式1的移动设备拔出插入装置50中，由于根据导电弓连杆的收缩来使移动设备7移动，因此不需要与拔出插入的移动尺寸相对应的装置的大小。

另外，即使对于由现有丝杠结构中所需要的伴随丝杠直径的螺母外形尺寸所引起的高度方向上的制约，实施方式1所涉及的移动设备拔出插入装置50也无需进行制约。因此，实施方式1中的移动设备拔出插入装置50与现有装置相比可以实现小型化及轻量化。

实施方式2.

图11是表示实施方式2所涉及的移动设备拔出插入装置的立体图。

以下，基于图10，对实施方式2所涉及的移动设备拔出插入装置50进行说明。

如图11所示，实施方式2所涉及的移动设备拔出插入装置50仅在可动框架6的单侧设置有由连结杆5a和蜗轮连杆3a构成的连杆。

即使在实施方式2中也与实施方式1同样，移动设备拔出插入装置50包括：外壳1；可自由旋转地支承于外壳1上的蜗杆2b；端部具有与蜗杆2b相咬合的蜗轮部3c的蜗轮连杆3a；与蜗轮连杆3a相连结的连结杆5a；以及与连结杆5a相结合的可动框架6。另外，设置于蜗杆2b的一端的操作轴2a例如与在进行将切断器等移动设备7从开关装置拔出或插入到开关装置的操作时所安装的操作把手(未图示)相卡合。

另外，蜗轮连杆3a以旋转支承轴即销4a为轴心可自由旋转地进行配置。蜗轮部3c形成于蜗轮连杆3a的端部，与蜗杆2b的螺纹部相卡合。连结杆5a的一端部与蜗轮连杆3a可自由转动地进行销结合。另外，连结杆5a的另一端部通过连结销5c与可动框架6可自由旋转地进行结合。

可动框架6与被从开关装置(未图示)拔出或插入到开关装置(未图示)的切断器等移动设备7相结合。另外，外壳1收纳并支承有蜗杆2b、蜗轮连杆3a的蜗轮部3c。

实施方式2所涉及的移动设备拔出插入装置50中，移动设备7的直线运动导轨9与可动框架6相接地进行设置。直线运动导轨9例如固定于开关装置等，并通过滑动可动框架6来使用。在设置有移动设备7的直线运动导轨9的情况下，无需是导电弓连杆机构，可构成例如通过仅由右侧的蜗轮连杆3a和连结杆5a的连杆结构来构成移动设备7的拔出插入移动功能。在实施方式2中，可以获得与实施方式1相同的效果，并且可以更少的部件数来构成。

实施方式3.

图12是实施方式3所涉及的移动设备拔出插入装置的局部放大图。以下，基于图12，对实施方式3所涉及的移动设备拔出插入装置50进行说明。在实施方式3所涉及的移动设备拔出插入装置50中，其特征在于将蜗轮连杆3a与蜗轮连杆3b仅错开1/2导程螺距p程度来进行配置，除该特征以外的具有与实施方式1的结构相同的构造。

在夹住蜗杆2b而在其两侧配置蜗轮连杆3a、3b的情况下，因蜗杆2b的导程的扭曲而导致存在旋转半圈程度的螺纹的卡合部的偏移。将蜗轮连杆3a和3b之间的配置与之相匹配地错开1/2旋转程度即1/2导程螺距p程度来进行配置。即，构成为隔着蜗杆2b而设置于一侧的蜗轮连杆3a的旋转轴与设置于另一侧的蜗轮连杆3b的旋转轴错开蜗轮2b的1/2导程螺距p程度来进行配置。

另外，通过将连结杆5a、5b也随之错开1/2导程螺距p程度来与可动框架6相连结，从而能在左右使用同一构件来削减结构部件的种类，并能通过使左右构件共通化来防止组装错误等，能提供可靠性较高的移动设备拔出插入装置50。

实施方式4.

图13a是实施方式4所涉及的移动设备拔出插入装置的局部俯视图。另外，图13b是实施方式4所涉及的移动设备拔出插入装置的局部主视图。在实施方式1至3中，蜗轮连杆3a、3b的蜗轮部3c、3d的齿部为三维曲面形状的蜗轮，但在实施方式4中，其特征在于蜗轮部3c、3d的齿部不是三维曲面形状而是由二维形状的正齿轮10构成。

对于用板金加工形成蜗轮部3c、3d的情况等将蜗轮部3c、3d构成得较薄的情况，由于即使使用正齿轮形状而不是蜗轮形状也能避免因蜗杆2b的导程角扭曲而导致的标准传递接触面以外的干扰，因此可以用能以冲压加工或激光加工等廉价的加工方法制作的正齿轮10来代替，从而能提供更廉价并适于大量生产的移动设备拔出插入装置50。

实施方式5.

在从实施方式1至实施方式4中的移动设备拔出插入装置50中，构成为蜗轮连杆3a、3b的蜗轮部3c、3d的表面硬度比蜗杆2b的螺纹部的表面硬度要低。

在以大推力来使用的情况下，通过将蜗轮部3c、3d的表面硬度设为比蜗杆2b的表面硬度要低，从而能防止因磨损(卡住)等而造成的损伤或破损，能紧凑地构成能承受更大的操作力并产生大推进力的机构。

另外，当蜗轮部3c、3d的传递接触面在超出弹性变形范围而发生塑性变形程度的较大的表面压力下使用的情况下，蜗轮部3c、3d比蜗杆2b的接触面先发生塑性变形，沿与蜗杆2b的接触部形状发生凹陷，从而从初始的点接触状态经线接触而自己扩大至面接触。因此，不会发生因磨损等而造成的损伤或破损，能紧凑地构成能承受更大的操作力并产生大推进力的机构。

即使在实施方式2至实施方式5中的移动设备拔出插入装置50中，也显示出与图10所示的实施方式1相同的减速比(力比)的变化。因此，即使在实施方式2至实施方式5所涉及的移动设备拔出插入装置50中，也能没有浪费地以较小的转速来进行操作。

此外，上述实施方式1至实施方式5中，对适用于以能拔出的方式收纳于开关装置内的电气设备的事例进行了说明，但适用对象并不限于电气设备，只要是从操作位置观察时沿前后方向移动的结构，均能适用本申请的实施方式1至实施方式5中公开的移动设备拔出插入装置50。

本申请虽然记载了各种示例性的实施方式以及实施例，但是1个或多个实施方式所记载的各种特征、方式及功能并不仅限于适用特定的实施方式，也可以单独适用于实施方式，或者进行各种组合来适用于实施方式。

因此，可以认为未例示出的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，设为也包含对至少1个结构要素进行变形、追加或者省略的情况、以及提取至少1个结构要素并与其它实施方式的结构要素进行组合的情况。

标号说明

1外壳

2蜗杆齿轮

2a操作轴

2b蜗杆

3a、3b蜗轮连杆

3c、3d蜗轮部

4a、4b销

5a、5b连结杆

5c、5d连结销

6可动框架

6a贯通孔

6b额外孔

7移动设备

8固定侧锁定构件

9直线运动导轨

10正齿轮

50移动设备拔出插入装置。