專利名稱：開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，特別是關(guān)于一種帶有開關(guān)機(jī)器閉合或斷路用的制動機(jī)構(gòu)的開關(guān)機(jī)器用電動彈簧操作機(jī)構(gòu)。
最近幾年，電力需求量的增大和電力消耗向城市集中的趨勢年年增強(qiáng)，隨此需要在城市里建設(shè)許多電力供應(yīng)上不可少的配電所。由于配電所建設(shè)在城市里勢必要求更高的可靠性和更大的容量，而配電所能用的地面又特別不足，因此除了要提高配電所內(nèi)的開關(guān)機(jī)器的可靠性并將其容量增大，還強(qiáng)烈要求使其小型化。
但是，配電所內(nèi)的開關(guān)機(jī)器大多把電動彈簧操作機(jī)構(gòu)用作能得到這種操作力的操作機(jī)構(gòu)。由于這種電動彈簧操作機(jī)構(gòu)與空氣壓操作機(jī)構(gòu)及油壓操作機(jī)構(gòu)不同，不是使用流體壓力的操作機(jī)構(gòu)，因而不需要壓縮機(jī)和蓄能器等輔機(jī)，此外，還不必設(shè)置壓力密封部。因此，有結(jié)構(gòu)較簡單、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。
下面，用
圖13的分解斜視圖來說明以前的開關(guān)機(jī)器用的電動操作機(jī)構(gòu)。
圖中，1、2是操作機(jī)構(gòu)的一對構(gòu)架，3是電動機(jī)。這個(gè)電動機(jī)3上連接著蝸桿4與蝸輪5及鏈輪6，而且在這個(gè)鏈輪6上借助鏈子7和鏈輪8連接著凸輪軸9。即、做成能將從電動機(jī)3輸出的動力傳遞給凸輪軸9的結(jié)構(gòu)。
而且在凸輪軸9的一部分上固定著偏心凸輪10。在這偏心凸輪10的附近設(shè)置著以軸11為中心地回轉(zhuǎn)的閉合桿12，這個(gè)閉合桿12以它的一端與偏心凸輪10相接觸，由偏心凸輪10的回轉(zhuǎn)而驅(qū)動。閉合桿12的一端連接著閉合彈簧13，另一端固定在構(gòu)架1上。這個(gè)閉合彈簧13由普通的螺旋彈簧構(gòu)成。
在凸輪軸9的另一部分上固定著閉合凸輪14，在這閉合凸輪14的附近設(shè)置著連接桿15。連接桿15以其一端與閉合凸輪14相接觸，能由閉合凸輪14的回轉(zhuǎn)而驅(qū)動。連接桿15還固定在輸出軸16上，與這輸出軸16成一體地回轉(zhuǎn)。在這連接桿15上能自由回轉(zhuǎn)地設(shè)置著掛鉤22。輸出桿17固定在輸出軸16上，在這輸出桿17的一端連接著減震器21，在另一端，連接著圖中沒表示的開關(guān)機(jī)器的電極。
另一方面，連接桿15借助連接棒18與斷路桿19相連接。這個(gè)斷路桿19的一端與斷路彈簧20的一端相連接，它的另一端固定在構(gòu)架1上。斷路彈簧20與閉合彈簧13一樣，由螺旋彈簧構(gòu)成。
下面說明上述以前的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)的動作。
在使閉合彈簧13貯能時(shí)，電動機(jī)3的驅(qū)動力由蝸桿4和蝸輪5的作用而減速，從鏈輪6經(jīng)鏈子7、鏈輪8而減速。由傳遞到鏈輪8的驅(qū)動力使凸輪軸9和偏心凸輪10回轉(zhuǎn)，把以軸11為中心地進(jìn)行回轉(zhuǎn)的閉合彈簧貯能桿12的一端推向圖中的左方。結(jié)果，與閉合桿12的另一端相連接的閉合彈簧13被壓縮，使閉合彈簧13成為貯能狀態(tài)。這貯能狀態(tài)由圖中沒表示的制動機(jī)構(gòu)保持。
當(dāng)在這種閉合彈簧貯能狀態(tài)下，發(fā)出閉合指令時(shí)，解除了由圖中沒表示的由制動(ト リガ-)機(jī)構(gòu)對閉合彈簧13的保持，使閉合彈簧13釋放能量。結(jié)果，使閉合桿12向釋放能量側(cè)回轉(zhuǎn)，從而使偏心凸輪10回轉(zhuǎn)，同時(shí)使凸輪軸9和閉合凸輪14回轉(zhuǎn)。進(jìn)而、由閉合凸輪14的回轉(zhuǎn)使連接桿15以輸出軸16為中心地回轉(zhuǎn)，同時(shí)使輸出桿17向閉合側(cè)回轉(zhuǎn)，將連接在輸出桿17前端上的圖中沒表示開關(guān)機(jī)器的電極驅(qū)動，從而形成閉合狀態(tài)。與此同時(shí)，與連接桿15相連接的連接棒18使斷路桿19向貯能側(cè)回轉(zhuǎn)，從而使與斷路桿19的一端相連接的斷路彈簧20貯能。這時(shí)，設(shè)置在連接桿15上的掛鉤22由圖中沒表示的制動機(jī)構(gòu)保持，由此將斷路彈簧20保持在貯能狀態(tài)下。
當(dāng)在上述斷路彈簧20貯能狀態(tài)下，發(fā)出斷路指令時(shí)，解除了由圖中沒表示的制動機(jī)構(gòu)對斷路彈簧20的保持，使斷路彈簧20釋放能量。結(jié)果、使斷路桿19向釋放能量側(cè)回轉(zhuǎn)，由這回轉(zhuǎn)、借助連接棒18，使連接桿15以輸出軸16為中心地回轉(zhuǎn)，同時(shí)使輸出桿17向斷路側(cè)回轉(zhuǎn)，從而使與輸出桿17的前端相連接的圖中沒表示的開關(guān)機(jī)器的電極驅(qū)動而形成斷路狀態(tài)。這時(shí)，減震器21起緩沖作用。
如上所述，由于配電所的用地不足等緣故，因而要求開關(guān)機(jī)器小型化，由此，對使用于開關(guān)機(jī)器中的開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)也要求小型化。
用以前的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行閉合動作過程中，由于由閉合桿12將閉合彈簧13的平移運(yùn)動變換成回轉(zhuǎn)運(yùn)動而傳遞給閉合凸輪14，因而可動部分的質(zhì)量和零件數(shù)目較多，這限制了操作機(jī)構(gòu)整體小型化。
而且在速度必需比閉合動作大的斷路動作中，有較大的力作用在緩沖的減震器21上。由于減震器21沒設(shè)在構(gòu)架1、2之間，因而輸出軸16上有懸臂式的偏心力作用。輸出軸16和支承這輸出軸16的構(gòu)架1、2必需有能夠耐這減震器21的偏心力的強(qiáng)度，這也限制了操作機(jī)構(gòu)的整體小型化。
還要求開關(guān)機(jī)器能以高速、并且反應(yīng)靈敏地進(jìn)行動作。雖然在以前的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)中，控制整個(gè)可動部分和動作的制動機(jī)構(gòu)上有沖擊力作用，但最好能減輕這動作時(shí)的沖擊力，以便使操作機(jī)構(gòu)小型化、可靠性得以提高。
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)而作出的，其目的是提供一種小型而且可靠性高的開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，它是設(shè)有小型的而且能進(jìn)行可靠性高的閉合或斷路的制動機(jī)構(gòu)的。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，它是由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能，通過使這閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合，而且借助閉合凸輪使斷路彈簧貯能的，其特征在于上述閉合彈簧由盤簧構(gòu)成，將一端與上述閉合凸輪相連接；在能自由回轉(zhuǎn)地支承的輸出桿上設(shè)有3個(gè)連接部分，一個(gè)連接部分與上述閉合凸輪能自由離開地相連接，另一個(gè)連接部分與上述斷路彈簧相連接，剩余一個(gè)連接部分在閉合狀態(tài)下與操作連接件相連接、在斷路狀態(tài)下與減震器相連接，并且，相對于上述輸出桿，由上述斷路彈簧作用的力、由上述閉合凸輪作用的力、由上述操作連接件作用的力和由上述減震器作用的力的作用點(diǎn)都在同一平面上。
開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，它是由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能，通過使這閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合，而且借助閉合凸輪使斷路彈簧貯能的，其特征在于上述閉合彈簧由盤簧構(gòu)成，一端與上述閉合凸輪相連接在能自由回轉(zhuǎn)地支承的輸出桿上設(shè)有3個(gè)連接部分，一個(gè)連接部分與上述閉合凸輪能自由離開地相連接，另一個(gè)連接部分在閉合狀態(tài)下與操作連接件相連接、在斷路狀態(tài)下與減震器相連接，剩余一個(gè)連接部分與用來驅(qū)動電極的輸出棒相連接，并且、相對于上述輸出桿，由上述閉合凸輪作用的力、由上述操作連接件作用的力和由上述減震器作用的力的作用點(diǎn)都在同一平面上。
開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，其特征在于由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能，通過使這閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合，而且設(shè)有借助閉合凸輪使斷路彈簧貯能的閉合動作的制動機(jī)構(gòu)，所述的制動機(jī)構(gòu)，是能自由回轉(zhuǎn)地設(shè)有沿回轉(zhuǎn)軸方向貫通上述閉合凸輪的凸輪滾子，設(shè)有能自由回轉(zhuǎn)地支承的叉狀羊腳鏈構(gòu)件(シ-プロップ)，借助這個(gè)叉狀羊腳鏈構(gòu)件與上述凸輪滾子相接觸而保持上述閉合凸輪位置的。
開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，其特征在于由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能，通過使這閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合，而且設(shè)有借助閉合凸輪使斷路彈簧貯能的斷路動作的制動機(jī)構(gòu)，所述的制動機(jī)構(gòu)，它是在能自由回轉(zhuǎn)地支承的操作連接件(オ-プロップ)上還設(shè)有能自由回轉(zhuǎn)的掛鉤，在閉合狀態(tài)下這個(gè)掛鉤保持上述斷路彈簧的位置。
所述的開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，它是由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能，通過使這閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合，而且借助閉合凸輪使斷路彈簧貯能的，其特征在于上述閉合彈簧由盤簧構(gòu)成，一端與上述閉合凸輪相連接；在能自由回轉(zhuǎn)地支承的輸出桿上設(shè)有3個(gè)連接部分，一個(gè)連接部分與上述閉合凸輪能自由離開地相連接，另一個(gè)連接部分與上述斷路彈簧相連接，剩余一個(gè)連接部分在閉合狀態(tài)下與操作連接件相連接、在斷路狀態(tài)下與減震器相連接，此外，相對于上述輸出桿，由上述斷路彈簧作用的力、由上述閉合凸輪作用的力、由上述操作連接件作用的力和由上述減震器作用的力的作用點(diǎn)都在同一平面上。
本發(fā)明所述的開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，它是由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能，通過使這閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合，而且借助閉合凸輪使斷路彈簧貯能的，其特征在于上述閉合彈簧由盤簧構(gòu)成，一端與上述閉合凸輪相連接；在能自由回轉(zhuǎn)地支承的輸出桿上設(shè)有3個(gè)連接部分，一個(gè)連接部分與上述閉合凸輪能自由離開地相連接，另一個(gè)連接部分在閉合狀態(tài)下與操作連接件相連接、在斷路狀態(tài)下與減震器相連接，剩余一個(gè)連接部分與用來驅(qū)動電極的輸出棒相連接，此外、相對于上述輸出桿，由上述閉合凸輪作用的力、由上述操作連接件作用的力和由上述減震器作用的力的作用點(diǎn)都在同一平面上。
本發(fā)明所述的開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，它是由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能，通過使這閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合，而且設(shè)有借助閉合凸輪使斷路彈簧貯能的閉合動作的制動機(jī)構(gòu)，其特征在于有這樣的制動機(jī)構(gòu)，它是能自由回轉(zhuǎn)地設(shè)有沿回轉(zhuǎn)軸方向貫通上述閉合凸輪的凸輪滾子，設(shè)有能自由回轉(zhuǎn)地支承的叉狀羊腳鏈構(gòu)件，借助這個(gè)叉狀羊腳鏈構(gòu)件與上述凸輪滾子相接觸而保持上述閉合凸輪位置的。
本發(fā)明所述的開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，它是由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能，通過使這閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合，而且設(shè)有借助閉合凸輪使斷路彈簧貯能的斷路動作的制動機(jī)構(gòu)，其特征在于有這樣的制動機(jī)構(gòu)，它是在能自由回轉(zhuǎn)地支承的操作連接件上還設(shè)有能自由回轉(zhuǎn)的掛鉤，在閉合狀態(tài)下這個(gè)掛鉤保持上述斷路彈簧的位置。
由于本發(fā)明的開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，具有由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能、通過使閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，而且具有使斷路彈簧貯能、或者通過使這斷路彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器斷路的制動機(jī)構(gòu)，因而與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)簡單；又因?yàn)槟苁棺饔迷诳蓜硬糠值臉?gòu)件或制動機(jī)構(gòu)和支撐構(gòu)件上的偏心力或沖擊力比現(xiàn)有技術(shù)小，因而能使開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)小型化，并能提高可靠性。
以下參照附圖詳細(xì)說明
具體實(shí)施例方式圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施例處于斷路狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是第1實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖3是表示圖2中的閉合彈簧的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的盤簧外周側(cè)端部的最合適移動距離L0的解析結(jié)果的一個(gè)例子的示意圖。
圖5是圖1中的羊腳狀鏈構(gòu)件的側(cè)視圖。
圖6是圖1中的閉合凸輪的放大圖。
圖7是表示本發(fā)明第1實(shí)施例處于圖1的閉合狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是本發(fā)明第2實(shí)施例的閉合用制動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖8(a)是正視圖，圖8(b)是圖8(a)中的閉合凸輪的側(cè)視圖。
圖9是本發(fā)明第3實(shí)施例的斷路用制動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖10是本發(fā)明第4實(shí)施例的開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)的閉合彈簧支撐的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是本發(fā)明第5實(shí)施例的開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖12是本發(fā)明第6實(shí)施例的開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)的電動機(jī)附近的結(jié)構(gòu)圖。
圖13是以前的開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)的分解斜視圖。
下面參照著附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例在斷路狀態(tài)下的主要部分的結(jié)構(gòu)圖，圖2是圖1的側(cè)視圖。在圖1中為了表示內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，沒表示如圖2所示的構(gòu)架31、32。圖3是圖2中的閉合彈簧的結(jié)構(gòu)圖，圖4是表示盤簧外周側(cè)端部的最適合移動距離的解析結(jié)果的一個(gè)例子的示意圖，圖5是圖1中的羊腳狀鏈構(gòu)件的側(cè)視圖，圖6是圖1中的閉合凸輪的放大圖。圖7是本實(shí)施例在閉合狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
如圖1和圖2所示，在本實(shí)施例的開關(guān)機(jī)器用電動彈簧操作機(jī)構(gòu)中，在電動機(jī)33的輸出齒輪34上連接著傳動齒輪35、36和大齒輪37，在這大齒輪37上還固定著閉合彈簧支撐38，在閉合彈簧支撐38上固定著閉合彈簧39的外周側(cè)端部。即、將本實(shí)施例的開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)做成能由電動機(jī)33的驅(qū)動力使閉合彈簧支撐38和閉合彈簧39的外周側(cè)端部與大齒輪37一起回轉(zhuǎn)。電動機(jī)33內(nèi)部裝著單向離合器，不能由閉合彈簧39輸出的力而反轉(zhuǎn)。
在本實(shí)施例的開關(guān)機(jī)器用電動彈簧操作機(jī)構(gòu)中還設(shè)有由凸輪40a和凸輪軸40b構(gòu)成的閉合凸輪40，在這個(gè)凸輪軸40b的一端設(shè)有沿直徑方向貫通的溝40c。閉合彈簧39的內(nèi)周側(cè)端部與這個(gè)溝40c相連接。如圖3所示，將這個(gè)閉合彈簧39做成在釋能狀態(tài)下，與自由狀態(tài)相比，外周側(cè)端部沿中心方向偏離一定距離L。這距離L和閉合彈簧39的壁厚t之間有L＞t的關(guān)系。
輸出桿42由輸出軸42a、桿42b、連接銷42c和連接滾子42d、42e構(gòu)成，將這輸出桿42設(shè)置成能自由回轉(zhuǎn)。一個(gè)連接滾子42d能與閉合凸輪40自由離開地連接，另一連接滾子42e在閉合狀態(tài)下與設(shè)置在操作連接件52上的掛鉤52a相接，在斷路狀態(tài)下與減震器43相接。而連接銷42c借助彈簧桿44和彈簧導(dǎo)引件45與斷路彈簧46的一端相連接。此外，輸出軸42a上連接著圖中沒表示的開關(guān)機(jī)器的電極。
另外，相對于輸出桿42，由斷路彈簧46借助彈簧桿44給出的作用力、由閉合凸輪40給出的作用力、由設(shè)置在操作連接件52上的掛鉤52a給出的作用力和由減震器43給出的作用力等的作用點(diǎn)都處于同一平面上。
進(jìn)行閉合動作的制動機(jī)構(gòu)由沿回轉(zhuǎn)軸的方向貫通閉合凸輪40的凸輪滾子48、能自由回轉(zhuǎn)地支承著的叉形羊腳狀鏈構(gòu)件49、爪50和螺旋管51構(gòu)成。如圖5所示，羊腳狀鏈構(gòu)件(シ-プロップ)49設(shè)有滾子49a和回轉(zhuǎn)軸49b。借助使羊腳狀鏈構(gòu)件49和凸輪滾子48相接觸，能將閉合凸輪40的位置保持住。另一方面，進(jìn)行斷路動作的制動機(jī)構(gòu)由能自由回轉(zhuǎn)地支持的操作連接件(オ-プロップ)52、爪54和螺旋管55構(gòu)成。在操作連接件52上設(shè)置著借助掛鉤銷軸52b而回轉(zhuǎn)的掛鉤52a、滾子52c和回轉(zhuǎn)軸52d。在閉合狀態(tài)下，借助這掛鉤52a與輸出桿42的連接滾子42e相接觸而支持輸出桿42的位置，進(jìn)而保持?jǐn)嗦窂椈?6的位置。
一端固定的復(fù)位彈簧56、57分別與羊腳狀鏈構(gòu)件49和操作連接件52相接觸。一端固定在操作連接件52上的復(fù)位彈簧58還與掛鉤52a相接觸。
在閉合凸輪40處于閉合狀態(tài)下，如圖6所示，由于閉合凸輪40與輸出桿42的連接滾子42d的接觸面的角度θ1相對于閉合凸輪40的回轉(zhuǎn)軸比180度大，又因?yàn)殚]合凸輪40由閉合彈簧39驅(qū)動，因而閉合彈簧39的位移角也比180度大。而且，閉合凸輪40的接觸面的最后部分40d是以閉合凸輪40的回轉(zhuǎn)軸為中心的半徑為R的圓弧。這時(shí)，與閉合凸輪40的回轉(zhuǎn)軸相對的最后部分40d的角度θ2比15度大，而且在最后部分40d與連接滾子42d相接觸時(shí)，連接桿42e和掛鉤52a前端之間有微小的間隙。
此外，斷路彈簧46支承在由中空的管子47a和座47b構(gòu)成的彈簧筒47里。彈簧導(dǎo)引件45在這彈簧筒47的管子47a外周側(cè)滑動，在管子47a的內(nèi)部設(shè)置著彈簧桿44。斷路彈簧46的一端與彈簧導(dǎo)引件45相接觸，另一端與彈簧筒47的座47b相接觸。彈簧筒47的座47b固緊在構(gòu)成電動彈簧操作機(jī)構(gòu)的構(gòu)架上。
下面，對本實(shí)施例開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)的動作進(jìn)行說明。
在使閉合彈簧39貯能時(shí)，用傳動齒輪35、36把電動機(jī)33的輸出齒輪34的驅(qū)動力減速，借助大齒輪37把驅(qū)動力傳遞給閉合彈簧支撐38，由此使閉合彈簧39的外周側(cè)端部以閉合凸輪40的轉(zhuǎn)軸為中心、沿圖3的反時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，形成貯能狀態(tài)。此時(shí)借助凸輪滾子48將連接著閉合彈簧39的內(nèi)周側(cè)端部的閉合凸輪40保持在羊腳狀鏈構(gòu)件49上。這時(shí)如圖5所示，由于羊腳狀鏈構(gòu)件49呈叉狀，因而在閉合凸輪40和羊腳狀鏈構(gòu)件49間偏心力幾乎不起作用。
而這點(diǎn)是已知的，即、使閉合彈簧39的外周側(cè)端部沿中心方向比自由狀態(tài)偏離一定距離L，就可將貯能狀態(tài)下閉合彈簧39的應(yīng)力分布均勻(參見日本專利公報(bào)特開平7-217478號)。因此就能使閉合彈簧39小型化。其中，向中心方向移動距離L大小的最合適值因構(gòu)成閉合彈簧39的盤簧的圈數(shù)n而不同。
圖4是表示用于使應(yīng)力分布均勻的最適合移動距離L0和盤簧的圈數(shù)n之間關(guān)系的一個(gè)例子的結(jié)果示意圖。其中的應(yīng)力分布由應(yīng)力分析得知，圖中，縱軸經(jīng)盤簧的板厚t處理而無量網(wǎng)化。從圖而見，為了使閉合彈簧39小型化，必需將圈數(shù)n設(shè)計(jì)成較少。這時(shí)，與圈數(shù)n較多的情況相比，必需增大最適合的移動距離L0。在本實(shí)施例中，由于把移動距離L增加成比盤簧的板厚t還大，因而能充分得到使應(yīng)力均勻的效果。
從上述的閉合彈簧39處于貯能狀態(tài)開始、將閉合指令輸入到螺旋管51時(shí)，由螺旋管51的動作使爪50沿反時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，從而使羊腳狀鏈構(gòu)件49反時(shí)針方向回轉(zhuǎn)。由此解除了對閉合凸輪40的支持，使閉合彈簧39內(nèi)周側(cè)的端部與閉合凸輪40一起沿順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，使閉合彈簧39釋放能量。此后，由復(fù)位彈簧56的作用而將羊腳狀鏈構(gòu)件49恢復(fù)到原來的位置。
當(dāng)閉合凸輪40回轉(zhuǎn)時(shí)，使輸出桿42沿反時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，將與輸出桿42的輸出軸42a相連的圖中沒表示的開關(guān)機(jī)器的電極驅(qū)動，由此形成閉合狀態(tài)。與此同時(shí)，壓縮上述的借助連接棒44、導(dǎo)引件45與連接銷42c相連接的斷路彈簧46，由此形成貯能狀態(tài)。借助連接滾子42e與掛鉤52a相接觸而將這個(gè)貯能狀態(tài)保持住。掛鉤52a在閉合過程中與連接滾子42e相接觸而沿時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，但由復(fù)位彈簧58的作用，在短時(shí)間里就恢復(fù)到原來位置，將連接桿42和斷路彈簧46的位置保持住。在閉合動作時(shí)，掛鉤銷軸52b的位置不動。
在閉合動作過程中，在閉合凸輪40的接觸表面的最后部分40d與連接滾子42d相接觸時(shí)，圖7所示的連接滾子42e和掛鉤52a之間有微小的間隙。因此，一旦使連接滾子42e在微微脫離掛鉤52e的位置上靜止，則連接滾子42d就脫離閉合凸輪40的最后部分40d后，與掛鉤52d相接觸。
由于本實(shí)施例通過將最后部分40d的角度θ2做成比15度大，使連接滾子42e在經(jīng)過充分時(shí)間靜止之后與掛鉤52a接觸，因而作用于掛鉤52a和操作連接件52上的沖擊力較小。圖7表示了以上所說的閉合凸輪形成的閉合狀態(tài)。
當(dāng)從上述的閉合狀態(tài)開始，將斷路指令輸入到螺線管55時(shí)，由螺線管55的動作使爪54沿時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，從而使掛鉤52a與操作連接件52成一體地沿時(shí)針方向回轉(zhuǎn)。由此解除對輸出桿42的支持，使斷路彈簧46釋放能量。由斷路彈簧46的驅(qū)動力使輸出桿42沿順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，將與輸出桿42的輸出軸42a相連的圖中沒表示的開關(guān)機(jī)器的電極驅(qū)動而形成斷路狀態(tài)。這時(shí)減震器43與連接滾子42e相接觸，對輸出軸42起緩沖作用。此后操作連接件52由復(fù)位彈簧57的作用而恢復(fù)到原位。
又因?yàn)樵诒緦?shí)施例中，由斷路彈簧46、閉合凸輪40和操作連接件52與減震器43作用于輸出桿42的力的作用點(diǎn)都處在同一平面上，所以偏心力幾乎不起作用，能使可動部分的零件和支承構(gòu)件小型化。
而在現(xiàn)有技術(shù)中，在進(jìn)行閉合動作時(shí)是使掛鉤22和連接桿15一起移動，與此相對，在本實(shí)施例進(jìn)行閉合動作時(shí)，在靜止的操作連接件52上設(shè)置著掛鉤52a，用板彈簧構(gòu)成掛鉤和操作連接件52、羊腳狀鏈構(gòu)件49的復(fù)位彈簧。由此能使掛鉤和復(fù)位彈簧的動作穩(wěn)定，能提高電動彈簧操作機(jī)構(gòu)的可靠性。
圖8是本發(fā)明第2實(shí)施例的開關(guān)機(jī)器閉合用的制動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，圖8(a)是正視圖、圖8(b)是側(cè)視圖。與上述第1實(shí)施例說過的結(jié)構(gòu)相同的構(gòu)件都標(biāo)上相同的符號，并省略對其說明。
如圖8所示，在閉合凸輪70上借助自動調(diào)心軸承71能自由回轉(zhuǎn)地設(shè)置著凸輪滾子48，這里，所謂自動調(diào)心軸承一般是為了自動地調(diào)整軸心的偏差而使用的。借助這個(gè)凸輪滾子48和能自由回轉(zhuǎn)地設(shè)置的羊腳狀鏈構(gòu)件49相接觸而保持閉合凸輪70的位置。
具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例，能得到與上述第1實(shí)施例中的進(jìn)行閉合動作的制動機(jī)構(gòu)同樣的作用和效果，此外在有加工誤差等影響下，還能使偏心力難作用在羊腳狀鏈構(gòu)件49和閉合凸輪40之間。
圖9是本發(fā)明第3實(shí)施例的開關(guān)機(jī)器斷路用的制動機(jī)構(gòu)正視圖。與上述第1實(shí)施例中已說明過的結(jié)構(gòu)零件相同的構(gòu)件都用相同的符號，并省略對其說明。
如圖9所示，本實(shí)施例是在能自由回轉(zhuǎn)地設(shè)置的操作連接件72上能自由回轉(zhuǎn)地設(shè)置掛鉤72a，借助這掛鉤72a與輸出桿42的連接滾子42e的接觸，保持圖中沒表示的斷路彈簧的位置。其中，掛鉤72a的與連接滾子42e相接一側(cè)的端部和另一端部相對于包含掛鉤的回轉(zhuǎn)中心的那一表面是呈對稱形狀的。
具有這樣結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例除了能得到與上述第1實(shí)施例的進(jìn)行斷路動作的制動機(jī)構(gòu)相同的作用和效果，還具有這樣的效果，即、整個(gè)機(jī)構(gòu)不易受到掛鉤72a動作時(shí)振動的影響，能使掛鉤72a動作穩(wěn)定。
圖10是本發(fā)明第4實(shí)施例的開關(guān)機(jī)器的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
如圖所示，本實(shí)施例與上述第1實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)是閉合彈簧支撐74、孔75和緊固銷76，由于其他結(jié)構(gòu)都相同，因而與上述第1實(shí)施例說明過的結(jié)構(gòu)零件相同的構(gòu)件都用相同符號，并省略對其說明。
本實(shí)施例是把閉合彈簧固定在圖中沒表示的大齒輪上，在閉合彈簧支撐74上設(shè)置多個(gè)孔75，緊固銷76通過這孔75而將閉合彈簧39固定。借助上述通過緊固銷76的孔75位置的改變，能改變閉合彈簧39在釋放能量狀態(tài)下的初始力矩。
具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例不但能取得與上述第1實(shí)施例同樣的作用和效果，而且能取得可調(diào)整閉合彈簧39的輸出力矩的效果。
圖11是本發(fā)明第5實(shí)施例的開關(guān)機(jī)器的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
如圖所示，本實(shí)施例與上述第1實(shí)施例同樣地、把主要構(gòu)件設(shè)置在一對構(gòu)架之間，但為了表示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，圖中沒表示構(gòu)架。本實(shí)施例是在上述第1實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，不設(shè)置彈簧棒44、彈簧導(dǎo)引件45、斷路彈簧46和彈簧筒47，替代這些構(gòu)件地設(shè)置輸出棒77。由于除此以外的結(jié)構(gòu)零件都是與上述第1實(shí)施例說明過的結(jié)構(gòu)零件是相同的，因而對相同構(gòu)件加上相同符號，并省略對其說明。
如圖所示，本實(shí)施例與上述第1實(shí)施例同樣地，能回轉(zhuǎn)地設(shè)置輸出桿42，它由輸出軸42a、桿42b、連接銷42c和連接滾子42d、42e構(gòu)成。一個(gè)連接滾子42d能自由離開地與閉合凸輪40相連接，另一個(gè)連接滾子42e在閉合狀態(tài)下、與設(shè)置在操作連接件52上的掛鉤52a相連接，在斷路狀態(tài)下與減震器43相連接。此外，連接銷42c借助輸出棒77與圖中沒表示的開關(guān)機(jī)器的電極相連接。斷路彈簧設(shè)置在將連接銷42c和開關(guān)機(jī)器的電極相連接部分的任意位置上。例如，可把3個(gè)電極做成放在多個(gè)不同油槽內(nèi)的3層斷路器，而且每一個(gè)油槽里都有一個(gè)斷路彈簧。而且由閉合凸輪40作用于輸出桿42上的力的作用點(diǎn)、由操作連接件52上所設(shè)置的掛鉤52a作用于輸出桿42上的力的作用點(diǎn)、由減震器43作用于輸出桿42上的力的作用點(diǎn)都在同一平面上。
本實(shí)施例有以下的效果，即、現(xiàn)有技術(shù)中必需采用閉合桿12等，由它們把由螺旋彈簧構(gòu)成的閉合彈簧13的平移運(yùn)動變換成閉合凸輪14的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，但在本實(shí)施例就不必采用，因此能形成比現(xiàn)有技術(shù)更簡單的結(jié)構(gòu)。偏心力和沖擊力幾乎不會作用于輸出桿42、閉合凸輪40、操作連接件52和減震器43之間和制動機(jī)構(gòu)上，由于能使閉合彈簧39的應(yīng)力均勻，因而能使整個(gè)電動彈簧操作機(jī)構(gòu)小型化。
由于用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行閉合動作時(shí)是使掛鉤22與連接桿15一起移動，而與此相對，本實(shí)施例是把掛鉤52a設(shè)置在閉合動作時(shí)處于靜止的操作連接件52上，又用板彈簧構(gòu)成掛鉤52a、操作連接件52和羊腳狀鏈構(gòu)件49的復(fù)位彈簧并接觸上，因而掛鉤等的回轉(zhuǎn)運(yùn)動難傳給復(fù)位彈簧，能穩(wěn)定制動機(jī)構(gòu)的動作，能提高電動彈簧操作機(jī)構(gòu)的可靠性。而且能與電極側(cè)的結(jié)構(gòu)合在一起自由地設(shè)計(jì)出斷路彈簧。
圖12是本發(fā)明第6實(shí)施例的開關(guān)機(jī)器的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
如圖所示，由于本實(shí)施例與上述第1實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)是電動機(jī)78、電動機(jī)的輸出軸79、扭矩限制器80和輸出齒輪81，其他結(jié)構(gòu)都是同樣的，因而與第1實(shí)施例說明過的結(jié)構(gòu)零件相同的構(gòu)件都用相同的符號，并省略對它們的說明。
如圖所示，在本實(shí)施例中，電動機(jī)78的輸出軸79與扭矩限制器80的內(nèi)周側(cè)相連接，而扭矩限制器80的外周側(cè)經(jīng)輸出齒輪81與傳動齒輪35、36相連接。這個(gè)扭矩限制器一般是為了防止傳遞過大的扭矩而使用的，在過大扭矩作用時(shí)能使內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)進(jìn)行空轉(zhuǎn)。
具有這樣結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例，能取得與上述第1實(shí)施例同樣的作用和效果，而且能取得這樣的效果，即、在控制電動機(jī)的限位開關(guān)等電氣系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)可防止過大的力傳遞到齒輪和閉合彈簧上。
本發(fā)明并不局限與上面所說的各個(gè)實(shí)施例。例如，即使用多個(gè)盤簧或游絲等構(gòu)成閉合彈簧，也能得到與第1實(shí)施例同樣的效果。通過將多個(gè)板彈簧重疊構(gòu)成由板彈簧構(gòu)成的復(fù)位彈簧能得到更大的復(fù)位力。另外，與掛鉤等接觸的部位也不局限于上述實(shí)施例的形狀，雖然沒特別示例，但肯定能容易地提供種種變形例子。
本發(fā)明的效果如上所述，如果采用本發(fā)明，能提供一種電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，它是用電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能，借助這閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)械閉合，而且能用簡易的結(jié)構(gòu)形成使斷路彈簧貯能的開關(guān)機(jī)器用電動彈簧操作機(jī)構(gòu)和開關(guān)機(jī)器用的制動機(jī)構(gòu)。又由于能使作用于可動部分的構(gòu)件、制動機(jī)構(gòu)和支持構(gòu)件的偏心力和沖擊力比現(xiàn)有技術(shù)小，因而能使開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)小型化，能提高可靠性。
權(quán)利要求
1.開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，它是由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能，通過使這閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合，而且借助閉合凸輪使斷路彈簧貯能的，其特征在于上述閉合彈簧由盤簧構(gòu)成，將一端與上述閉合凸輪相連接；在能自由回轉(zhuǎn)地支承的輸出桿上設(shè)有3個(gè)連接部分，一個(gè)連接部分與上述閉合凸輪能自由離開地相連接，另一個(gè)連接部分與上述斷路彈簧相連接，剩余一個(gè)連接部分在閉合狀態(tài)下與操作連接件(オ-プロップ)相連接、在斷路狀態(tài)下與減震器相連接，并且，相對于上述輸出桿，由上述斷路彈簧作用的力、由上述閉合凸輪作用的力、由上述操作連接件作用的力和由上述減震器作用的力的作用點(diǎn)都在同一平面上。
2.開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，它是由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能，通過使這閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合，而且借助閉合凸輪使斷路彈簧貯能的，其特征在于上述閉合彈簧由盤簧構(gòu)成，一端與上述閉合凸輪相連接；在能自由回轉(zhuǎn)地支承的輸出桿上設(shè)有3個(gè)連接部分，一個(gè)連接部分與上述閉合凸輪能自由離開地相連接，另一個(gè)連接部分在閉合狀態(tài)下與操作連接件相連接、在斷路狀態(tài)下與減震器相連接，剩余一個(gè)連接部分與用來驅(qū)動電極的輸出棒相連接，并且、相對于上述輸出桿，由上述閉合凸輪作用的力、由上述操作連接件作用的力和由上述減震器作用的力的作用點(diǎn)都在同一平面上。
3.開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，其特征在于由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能，通過使這閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合，而且設(shè)有借助閉合凸輪使斷路彈簧貯能的閉合動作的制動機(jī)構(gòu)，所述的制動機(jī)構(gòu)，是能自由回轉(zhuǎn)地設(shè)有沿回轉(zhuǎn)軸方向貫通上述閉合凸輪的凸輪滾子，設(shè)有能自由回轉(zhuǎn)地支承的叉狀羊腳鏈構(gòu)件，借助這個(gè)叉狀羊腳鏈構(gòu)件(シ-プロップ)與上述凸輪滾子相接觸而保持上述閉合凸輪位置的。
4.開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，其特征在于由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能，通過使這閉合彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合，而且設(shè)有借助閉合凸輪使斷路彈簧貯能的斷路動作的制動機(jī)構(gòu)，所述的制動機(jī)構(gòu)，它是在能自由回轉(zhuǎn)地支承的操作連接件上還設(shè)有能自由回轉(zhuǎn)的掛鉤，在閉合狀態(tài)下這個(gè)掛鉤保持上述斷路彈簧的位置。
全文摘要
一種小型且可靠性高的開關(guān)機(jī)器用的電動彈簧操作機(jī)構(gòu),由電動機(jī)的驅(qū)動力使閉合彈簧貯能,使該彈簧釋放能量而將開關(guān)機(jī)器閉合,閉合彈簧由盤簧構(gòu)成,一端與閉合凸輪相連接,在能自由回轉(zhuǎn)地支承的輸出桿上設(shè)有3個(gè)連接部,一個(gè)與閉合凸輪能自由離開地相連;另一與斷路彈簧相連;剩余一個(gè)在閉合狀態(tài)與操作連接件連接,在斷路狀態(tài)與減震器連接,相對輸出桿,由斷路彈簧、閉合凸輪、操作連接件和減震器作用的各力的作用點(diǎn)在同一平面上。
文檔編號H01H33/28GK1224902SQ9910033
公開日1999年8月4日 申請日期1999年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月26日
發(fā)明者谷口嘉信, 網(wǎng)田芳明, 古賀重次 申請人:東芝株式會社