CN101981644A - 开闭装置和开闭装置操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供开闭装置和开闭装置操作机构。在开闭装置中，在断路时缩短释放断路弹簧力之前的时间。另外，提高动作稳定性。开闭装置操作机构包括：合闸轴(81)；主杆(11)，其固定于合闸轴，能与可动接点联动；断路弹簧；副轴(70)；副杆(71)和弹簧锁杆(72)，它们固定于副轴上；辊销(72a)，其安装于弹簧锁杆的前端；弹簧锁(91)；弹簧锁复位弹簧(91a)，其对弹簧锁施力；弹簧锁销(91b)，其固定于弹簧锁(91)；环(52)，其具有比弹簧锁销(91b)的外径大的内径，能沿弹簧锁销(91b)的径向移动配置在弹簧锁销(91)上。在合闸状态下，辊销(72a)推弹簧锁(91)的前端(102)，断路动作时，以容许弹簧锁(91)旋转的方式拉弹簧锁(91)，辊销(72)和弹簧锁(91)的前端(102)的卡合被解除，利用断路弹簧的释放能量使副轴(70)旋转。

Description

开闭装置和开闭装置操作机构

技术领域

本发明涉及对电路进行开闭的开闭装置和该开闭装置的操作机构，特别涉及适于在短时间断开高压电流的开闭装置和该开闭装置的操作机构。

背景技术

通常，该开闭装置的操作机构使用能获得大输出功率的液压操作力或使用中·低输出功率的弹簧操作力。将前者称为液压操作机构，将后者成为弹簧操作机构，特别是，近年来，作为开闭装置的一种的气体断路器的消弧室的小型化在发展，能用较小的操作力切断事故电流等，应用弹簧操作机构的情况越来越多。但是，在超高电压等级的气体断路器中，要求两周期(two-cycle)断路(在交流的两周期量的时间以内断路)这样的高速动作性能。在以往的弹簧操作机构中，通常是三周期断路程度的动作性能，由于存在弹簧力的保持机构、保持控制机构的响应性的问题，因此不易实现两周期断路。

作为上述那样的开闭装置的操作机构的第一以往例，有专利文献1、专利文献2和专利文献3所公开的内容。在专利文献1、专利文献2和专利文献3中，断路弹簧的力经由输出杆被由弹簧锁(latch)和O形支承构件(O形支承杆(打开-卡定杆))和锁闩(catch)构成的保持机构保持。上述结构的弹簧操作机构的断路动作如下进行，即，当跳闸电流(trip current)流入到作为保持控制机构的电磁线圈时，电磁线圈的插棒式铁心(plunger)使锁闩动作，锁闩和支承构件的卡合被解除，进一步解除输出杆与弹簧锁的卡合，输出杆旋转，释放断路弹簧力。

作为开闭装置的操作机构的第二以往例，有专利文献4记载的弹簧操作机构。专利文献4的弹簧操作机构采用如下结构：为了保持断路弹簧力而配置脱开杆和保持杆，在断路动作时，保持杆由于加速弹簧的力而动作而并不是由于断路弹簧的力而动作，释放断路弹簧力。

专利文献1：日本特开平11-213842号公报(图1和图7)

专利文献2：日本特开2000-40445号公报(图1和图3)

专利文献3：日本特开2007-294363号公报(图7和图8)

专利文献4：日本特许第3497866号公报(图1～图4)

在上述开闭装置的操作机构的第一以往例中，断路弹簧力的释放(断路动作)由以下三个动作构成：由电磁线圈的励磁引起的锁闩的动作；O形支承构件的动作；含有断路弹簧的电触头的动作。这些动作的关系如图14所示。横轴表示时间轴，纵轴表示各部的行程。图14中，最下部的曲线表示跳闸电流的波形，在其上示出了锁闩的动作曲线(行程)。在其上示出了O形支承构件和断路弹簧的行程。在最上部示出了气体断路器的消弧室内部的触头的通电信号。

以施加跳闸电流的时间为基点，设直到使锁闩动作而开始O形支承构件动作之前的时间为T1。设从O形支承构件开始动作到断路弹簧开始动作之前的时间为T2。T3表示从断路弹簧开始动作到达到断开点的时间。设断路时间为T0，则以下关系成立。

T0＝T1+T2+T3    (1)

为了实现两周期断路，需要使断路时间T0为一定值以下。这样，在通常的弹簧操作结构中，并不是在施加跳闸电流后从锁闩到断路弹簧完全同时开始动作，而是在锁闩进行了一定程度的动作之后通过解除其与O形支承构件的卡合，从而开始O形支承构件的动作，在O形支承构件进行一定程度的动作之后，断路弹簧进行动作。即，保持断路弹簧力的机构由于是阶段性地动作，因此，为了缩短T0而需要缩短T1、T2、T3各自的时间。

但是，因为是根据消弧室的可动部重量和断路速度、驱动能量确定弹簧力，所以缩短T3是有限度的。作为缩短T2的方法，通过使O形支承构件轻量化和增大保持断路弹簧力的力(保持力)可以高速动作。但是，对与该方法而言，当增大保持力时，为了提高强度，需要使O形支承构件大型化，在轻量化方面产生问题。因而，在通过增大保持力来进行高速化方面是有限的。另外，通过增大保持力，在O形支承构件与锁闩的卡合部也作用有较大的力，锁闩大型化，而且为了使锁闩动作而需要具有较大电磁力的电磁线圈。

目前，为了使电磁线圈具有高的输出功率，有利用大型电容器的励磁方法，但由于电磁线圈的电流值存在被标准限定的上限值，因此该励磁方法在高输出功率化方面存在极限。可见，在以往的弹簧操作机构中，难以容易地缩短断路时间。

另外，在第二以往例中也同样，断路弹簧力的释放过程由以下三个动作构成：通过电磁体使脱开钩动作；使复位杆、加速弹簧和保持杆基本上同时动作；使脱开杆脱开杆和断路弹簧同时动作。在该以往例中，通过将断路弹簧的保持力(加压力)的方向作为保持杆的大致旋转中心方向，从而降低了保持杆动作所需的力。

另外，通过加速弹簧使第二个动作所含有的保持杆的动作高速化，谋求缩短动作时间。但是，很难在物理上使该第二个动作时间为零秒，包括第一以往例说明的理由在内，很难大幅缩短整个断路时间。

另外，将对脱开杆和保持杆相卡合的部分施加的加压力的方向作为保持杆的大致旋转中心方向，因此，通过外部振动强制保持杆振动，从而脱开杆沿断路动作方向旋转，有可能在没有断路指令的状态下进行动作。另外，由于保持杆和配置在脱开杆上的辊的卡合面的变形等，加压力的方向相对于保持杆的旋转中心朝向并不稳定，在沿保持杆的进行断路动作的方向作用了加压力时，有可能即使没有输入断路指令也会使脱开杆脱落。

而且，虽然在专利文献4中没有记载，但是可以充分认为，在合闸动作中由辊推开保持杆而再次卡合时的冲击力会使保持杆朝断路方向动作，从而很可能在没有断路指令的情况下就进行断路动作。可见，在第二以往例中，无法大幅缩短断路时间，有可能使断路弹簧力的保持的稳定性不足。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供对电路进行开闭的开闭装置和该开闭装置的操作机构，在该开闭装置和该开闭装置的操作机构中，用弹簧锁和该弹簧锁的误动作防止机构的组合对断路弹簧的力进行保持和释放，缩短释放断路弹簧力之前的时间，大幅缩短整个断路时间，并且提高断路弹簧力的保持稳定性和可靠性。

为了实现上述目的，本发明的开闭装置操作机构往复驱动开闭装置的可动接点而使该开闭装置在断路状态和合闸状态之间相互转移，其特征在于，该开闭装置操作机构包括：支承结构体；合闸轴，其能相对于上述支承结构体旋转地配设；主杆，其固定于上述合闸轴，能与上述可动接点联动地摆动；断路弹簧，其相应于上述合闸轴的旋转，在从上述断路状态向合闸状态转移时被储存能量，在从上述合闸状态向断路状态转移时释放能量；副轴，其能绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴相对于上述支承结构体旋转地配设；副杆，其固定于上述副轴上，进行摆动；主副连接连杆，其使上述副杆的前端和上述主杆相互旋转自由地连接；凸轮机构，其相应于上述合闸轴的旋转而使上述副轴摆动；弹簧锁杆，其固定于上述副轴，能进行摆动；辊销，其安装于所述弹簧锁杆的前端，能旋转；弹簧锁，其能相对于上述支承结构体绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转地配设；弹簧锁复位弹簧，其以使上述弹簧锁朝规定方向旋转的方式对上述弹簧锁施力；弹簧锁销，其固定于上述弹簧锁；环，其具有比上述弹簧锁销的外径大的内径，配置成包围上述弹簧锁销的径向外周，能沿上述弹簧锁销的径向移动；在合闸状态下，上述辊销朝上述弹簧锁的旋转轴中心的方向推上述弹簧锁的前端；在从合闸状态向断路状态转移时，以容许上述弹簧锁向与上述弹簧锁复位弹簧的施力方向相反的方向旋转的方式拉上述弹簧锁，上述辊销和上述弹簧锁的前端的卡合被解除，由此，利用上述断路弹簧的释放能量使上述弹簧锁杆旋转。

本发明的开闭装置操作机构的另一方式是，开闭装置操作机构往复驱动开闭装置的可动接点而使该开闭装置在断路状态和合闸状态之间相互转移，其特征在于，该开闭装置操作机构包括：支承结构体；合闸轴，其能相对于上述支承结构体旋转地配设；主杆，其固定于上述合闸轴，能与上述可动接点联动地摆动；断路弹簧，其相应于上述合闸轴的旋转，在从上述断路状态向合闸状态转移时被储存能量，在从上述合闸状态向断路状态转移时释放能量；副轴，其能绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴相对于上述支承结构体旋转地配设；副杆，其固定于上述副轴上，进行摆动；主副连接连杆，其使上述副杆的前端和上述主杆相互旋转自由地连接；凸轮机构，其相应于上述合闸轴的旋转而使上述副轴摆动；弹簧锁杆，其固定于上述副轴，能进行摆动；辊销，其安装于所述弹簧锁杆的前端，能旋转；弹簧锁，其能相对于上述支承结构体绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转地配设；弹簧锁复位弹簧，其以使上述弹簧锁朝规定方向旋转的方式对上述弹簧锁施力；弹簧锁销，其固定于上述弹簧锁；环，其具有比上述弹簧锁销的外径大的内径，配置成包围上述弹簧锁销的径向外周，能沿上述弹簧锁销的径向移动；脱开连杆机构，其与上述弹簧锁卡合；脱开复位弹簧，其朝规定方向对上述脱开连杆机构施力；断路用电磁线圈，其用于克服上述脱开复位弹簧的施力而驱动上述脱开连杆(pull-off link)机构，拉动上述弹簧锁，从上述合闸状态向断路状态转移；在合闸状态下，上述辊销朝上述弹簧锁的旋转轴中心的方向推上述弹簧锁的前端；在从合闸状态向断路状态转移时，以容许上述弹簧锁向与上述弹簧锁复位弹簧的施力方向相反的方向旋转的方式拉上述弹簧锁，上述辊销和上述弹簧锁的前端的卡合被解除，由此，利用上述断路弹簧的释放能量使上述弹簧锁杆旋转；上述脱开连杆机构具有：脱开连杆，其形成有弹簧锁销孔，配置于上述弹簧锁的上述弹簧锁销之外的连接销相对于该弹簧锁销孔能旋转地连接；脱开杆，其包括脱开杆销，该脱开杆销与形成于脱开连杆的另一端的长孔卡合；通过使上述断路用电磁线圈推上述脱开杆，从而使上述脱开杆朝与上述弹簧锁复位弹簧的施力方向相反的方向旋转；在上述弹簧锁上设有脱开连杆连接销，上述脱开连杆连接于上述脱开连杆连接销。

本发明的开闭装置操作机构的又一方式是，开闭装置操作机构往复驱动开闭装置的可动接点而使该开闭装置在断路状态和合闸状态之间相互转移，其特征在于，该开闭装置操作机构包括：支承结构体；合闸轴，其能相对于上述支承结构体旋转地配设；主杆，其固定于上述合闸轴，能与上述可动接点联动地摆动；断路弹簧，其相应于上述合闸轴的旋转，在从上述断路状态向合闸状态转移时被储存能量，在从上述合闸状态向断路状态转移时释放能量；副轴，其能绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴相对于上述支承结构体旋转地配设；副杆，其固定于上述副轴上，进行摆动；主副连接连杆，其使上述副杆的前端和上述主杆相互旋转自由地连接；凸轮机构，其相应于上述合闸轴的旋转而使上述副轴摆动；弹簧锁杆，其固定于上述副轴，能进行摆动；辊销，其安装于所述弹簧锁杆的前端，能旋转；弹簧锁，其能相对于上述支承结构体绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转；弹簧锁复位弹簧，其以使上述弹簧锁朝规定方向旋转的方式对上述弹簧锁施力地配设；弹簧锁销，其固定于上述弹簧锁；脱开连杆机构，其与上述弹簧锁卡合；脱开复位弹簧，其朝规定方向对上述脱开连杆机构施力；断路用电磁线圈，其用于克服上述脱开复位弹簧的施力而驱动上述脱开连杆机构，拉动上述弹簧锁，从上述合闸状态向断路状态转移；在合闸状态下，上述辊销朝上述弹簧锁的旋转轴中心的方向推上述弹簧锁的前端；在从合闸状态向断路状态转移时，以容许上述弹簧锁向与上述弹簧锁复位弹簧的施力方向相反的方向旋转的方式拉上述弹簧锁，上述辊销和上述弹簧锁的前端的卡合被解除，由此，利用上述断路弹簧的释放能量使上述弹簧锁杆旋转；上述脱开连杆机构具有：脱开连杆，其形成有弹簧锁销孔，该弹簧锁销孔大于包围上述弹簧锁销且相对于该弹簧锁销能相互旋转的程度；脱开杆，其包括脱开杆销，该脱开杆销与形成于脱开连杆的另一端的长孔卡合；通过使上述断路用电磁线圈推上述脱开杆，从而使上述脱开杆朝与上述弹簧锁复位弹簧的施力方向相反的方向旋转。

另外，本发明的开闭装置具有能往复移动的可动接点和驱动该可动接点的操作机构，该开闭装置能利用可动接点的移动而在断路状态和合闸状态之间相互转移，其特征在于，

上述操作机构包括：支承结构体；合闸轴，其能相对于上述支承结构体旋转地配设；主杆，其固定于上述合闸轴，能与上述可动接点联动地摆动；断路弹簧，其相应于上述合闸轴的旋转，在从上述断路状态向合闸状态转移时被储存能量，在从上述合闸状态向断路状态转移时释放能量；副轴，其能绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴相对于上述支承结构体旋转地配设；副杆，其固定于上述副轴上，进行摆动；主副连接连杆，其使上述副杆的前端和上述主杆相互旋转自由地连接；凸轮机构，其相应于上述合闸轴的旋转而使上述副轴摆动；弹簧锁杆，其固定于上述副轴，能进行摆动；辊销，其安装于所述弹簧锁杆的前端，能旋转；弹簧锁，其能相对于上述支承结构体绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转；弹簧锁复位弹簧，其以使上述弹簧锁朝规定方向旋转的方式对上述弹簧锁施力地配设；弹簧锁销，其固定于上述弹簧锁；环，其具有比上述弹簧锁销的外径大的内径，配置成包围上述弹簧锁销的径向外周，能沿上述弹簧锁销的径向移动；在合闸状态下，上述辊销朝上述弹簧锁的旋转轴中心的方向推上述弹簧锁的前端；在从合闸状态向断路状态转移时，以容许上述弹簧锁向与上述弹簧锁复位弹簧的施力方向相反的方向旋转的方式拉上述弹簧锁，上述辊销和上述弹簧锁的前端的卡合被解除，由此，利用上述断路弹簧的释放能量使上述弹簧锁杆旋转。

根据本发明，在对电路进行开闭的开闭装置和该开闭装置的操作机构中，用弹簧锁和该弹簧锁的误动作防止机构的组合对断路弹簧的力进行保持和释放，能缩短释放断路弹簧力之前的时间，大幅缩短整个断路时间。并且，提高断路弹簧力的保持稳定性和可靠性。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的开闭装置的操作机构的保持装置和保持控制装置的合闸状态的主视图。

图2是表示图1的开闭装置的弹簧操作机构的断路状态的展开主视图。

图3是表示图1的开闭装置的弹簧操作机构的合闸状态的展开主视图。

图4是表示图1的开闭装置的断路动作中途的状态的要部主视图。

图5是表示图1的开闭装置的断路动作中途的与图4的状态连续的状态的要部主视图。

图6是表示图1的开闭装置的合闸动作中途的状态的要部主视图。

图7是表示图1的开闭装置的合闸动作中途的与图6的状态连续的状态的要部主视图。

图8是表示图1的开闭装置的合闸动作中途的与图7的状态连续的合闸动作结束前的状态的要部主视图。

图9是表示图1的开闭装置的合闸动作中途的与图8的状态连续的合闸动作结束前的状态的要部主视图。

图10是表示图1的开闭装置的合闸动作中途的与图9的状态连续的即将结束合闸动作之前的状态的要部主视图。

图11是表示本发明的第二实施方式的开闭装置的操作机构的弹簧锁和脱开连杆的要部和其周边部的主视图。

图12是表示本发明的第三实施方式的开闭装置的操作机构的弹簧锁和脱开连杆的要部和其周边部的主视图。

图13是表示本发明的第四实施方式的开闭装置的操作机构的弹簧锁和脱开连杆的要部和其周边部的主视图。

图14是说明以往的开闭装置的断路动作的时间图。

附图标记说明

6连杆机构，10d安装面，11主杆，11a销，11d销，12断路弹簧，13合闸弹簧，14框架(支承结构体)，14a限动件，14b销，15断路弹簧连杆，16断路弹簧支架，17缓冲器，17a活塞，18合闸弹簧支架，18a销，21断路用电磁线圈，21a插棒式铁心，22合闸用电磁线圈，22a插棒式铁心，52环，53脱开连杆，53a长孔，54脱开杆，54a脱开复位弹簧，54b脱开杆销，6合闸用卡定杆，62a半圆柱部，62b复位弹簧，70副轴，71副杆，71a销，72弹簧锁杆，72a辊销，73凸轮杆，73a辊，80主副连接连杆，81合闸轴，82合闸杆，82a，销，82b爪，83合闸连杆，84合闸凸轮，90卡定杆，90a限动销，90b支承部，90c销，91弹簧锁，91a弹簧锁复位弹簧，91b弹簧锁销，91c连接销，92吸振构件，100弹簧锁轴销，101中心，102前端，110弹簧锁销孔，111连接销孔，200可动接点

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的开闭装置的操作机构的实施方式。

[第一实施方式]

首先，使用图1图10说明本发明的开闭装置的操作机构的第一实施方式。图1是表示开闭装置的操作机构的保持装置和保持控制装置的合闸状态的主视图。图2是表示含有图1所示的装置的弹簧操作机构的断路状态的图。图3是表示含有图1所示的装置的弹簧操作机构的合闸状态的图。图4和图5是表示从合闸状态向断路状态转移的中途的断路动作过程的图。图6图10是说明从断路状态向合闸状态转移的中途的合闸动作过程的图。

在图2和图3中，在连杆机构6的左方连接有可动接点200。如图2所示，在连杆机构6向右方移动时，可动接点200打开而成为断路状态，如图3所示，在连杆机构6向左方移动时，可动接点200关闭而成为合闸状态。连杆机构6的一端旋转自由地卡合在主杆11的前端，主杆11旋转自由地固定在合闸轴81上。合闸轴81能旋转地被框架(支承结构体)14上固定的轴承(未图示)支承。

断路弹簧12的一端固定在框架14的安装面10d上，另一端嵌装在断路弹簧支架16上。在断路弹簧支架16上安装有缓冲器17，在缓冲器17内部封入有流体，活塞17a平移滑动自由地配置在该缓冲器17的内部。缓冲器17的一端固定于断路弹簧连杆15，该缓冲器17旋转自由地安装在主杆11的销11a上。

在框架14上旋转自由地配置有副轴70，在副轴70上固定有副杆71。在副杆71的前端配置有销71a，销71a与配置于主杆11的销11d借助主副连接连杆80连接起来。在副轴70上固定有弹簧锁杆72，弹簧锁杆72的前端旋转自由地嵌装有辊销72a。而且，在副轴70上固定有凸轮杆73，在凸轮杆73前端旋转自由地嵌装有辊73a。

合闸弹簧13的一端部固定在框架14的安装面10d，另一端嵌装在合闸弹簧支架18上。合闸弹簧支架18配置有销18a，销18a借助合闸连杆83与固定于合闸轴81端部的合闸杆82的销82a连接。合闸凸轮84固定在合闸轴81，随着合闸轴81的旋转而自由连接和分离地与辊73a卡合。

合闸杆82的一端配置有爪82b，该爪82b与设于合闸用卡定杆62上的半圆柱部62a能自由连接和分离地卡合，该合闸用卡定杆62旋转自由地配置在框架14上。另外，在合闸用卡定杆62的一端配置有复位弹簧62b，复位弹簧62b的另一端固定在框架14上。复位弹簧62b是压缩弹簧，总是作用有使合闸用卡定杆62顺时针旋转的弹簧力。而且，该旋转受到合闸用卡定杆62与固定在框架14上的合闸用电磁线圈22的插棒式铁心22a的卡合的限制。

在图2所示的断路状态中，合闸轴81的中心101位于合闸连杆83的中心轴(将销18a和销82a的中心连接起来的轴)的左侧，因此，由合闸弹簧13对合闸杆82施加逆时针方向转矩。但是，其旋转因爪82b与半圆柱部62a的卡合而被保持而停止。

在卡定杆90形成有突起状的支承部90b，该支承部90b与固定于框架14的销14b卡合，因此，卡定杆90被固定在框架14上。

弹簧锁91配置成能绕着固定于卡定杆90的端部的弹簧锁轴销100自由旋转。在卡定杆90与弹簧锁91之间配置有弹簧锁复位弹簧91a，弹簧锁复位弹簧91a的端部与固定于卡定杆90的销90c卡合，该弹簧锁复位弹簧91a产生始终使弹簧锁91顺时针方向旋转的力。该弹簧锁91的顺时针方向旋转受到弹簧锁91与配置于卡定杆90上的限动销(限动件)90a的抵接的限制。弹簧锁91的前端102形成为平面。在弹簧锁91上配置有弹簧锁销91b，在弹簧锁销91b上配置有能沿弹簧锁销91b的径向移动的环52。环52的内径大于弹簧锁销91b的外径。

在图1和图3所示的合闸状态，前端102与辊销72a卡合，辊销72a朝弹簧锁91的旋转中心方向推前端102，弹簧锁91欲逆时针方向旋转的趋势被止住。

脱开连杆机构具有脱开连杆53和能相对于脱开连杆53的一端移动和旋转地卡合的脱开杆54。脱开连杆53在与配置于脱开杆54的脱开杆销54b卡合的卡合部上形成有长孔53a。脱开杆销54b能在长孔53a的范围内与长孔53a相互移动和旋转。弹簧锁销91b相对于脱开连杆53的与长孔53a相反一侧的端部自由旋转地卡合。脱开杆54相对于框架14自由旋转地配置，并总是被脱开复位弹簧54a施加顺时针方向旋转的力。

在脱开连杆53的与长孔53a相反一侧的端部形成有与弹簧锁销91b卡合的弹簧锁销孔110。在该实施方式中，弹簧锁销孔110的内径稍大于弹簧锁销91b的外形。

固定于框架14的断路用电磁线圈21的插棒式铁心21a的前端与脱开杆54自由连接和分离地卡合，当输入断路指令时，使脱开杆54逆时针方向旋转。

在合闸状态下，主杆11由于断路弹簧12欲伸长的弹簧力而总是受到顺时针方向旋转的力矩。传递到主杆11的力借助主副连接连杆80被传递到副杆71。该力成为使副杆71总是逆时针方向旋转的转矩，同时，弹簧锁杆72也欲逆时针方向旋转。但是，在合闸状态下，由于弹簧锁91的前端102与辊销72a卡合，因此，弹簧锁杆72的逆时针方向旋转受到限制，从与之连接的副杆71到断路弹簧12的构件成为保持静止的状态。

在此示出的实施方式中，合闸轴81、副轴70等旋转轴、各销的轴相互平行。

(断路动作)

说明在上述结构的本实施方式中，从图1和图3所示的合闸状态经过图4和图5所示的状态到图2所示的断路状态的断路动作。首先，在图1和图3所示的合闸状态中，当输入外部指令时，断路用电磁线圈21被励磁，插棒式铁心21a向箭头B方向动作。脱开杆54因与插棒式铁心21a卡合而逆时针方向旋转，脱开连杆53与之联动地与弹簧锁销91b卡合，且向右方移动，使弹簧锁91顺时针方向旋转。由于该动作，弹簧锁91的前端102与辊销72a的卡合被解除。

图4示出了环的该状态。

弹簧锁杆72因被断路弹簧12施加逆时针方向的旋转力而一边推开弹簧锁91一边逆时针方向旋转。此时，脱开连杆53的长孔53a一边与脱开杆销54b卡合一边移动，因此，相对于脱开杆54独立动作。该状态如图5所示。

图2示出了断路动作结束状态。由弹簧锁复位弹簧91a(图1)使弹簧锁91复位到与合闸状态(图1、图3)基本相同的位置。由脱开复位弹簧54a(图1)使脱开连杆53和脱开杆54都复位到与合闸状态(图1、图3)基本相同的位置。

在图3中，当弹簧锁91与辊销72a的卡合被解除时，弹簧锁杆72和固定于副轴70的凸轮杆73、副杆71逆时针方向(箭头C、D方向)旋转。然后，主杆11朝顺时针方向(箭头E方向)旋转，断路弹簧12和缓冲器17朝箭头F方向动作。连杆机构6和与之连接的可动接点200向右移动，开始断路动作。

当断路弹簧12位移一定程度的距离时，活塞17a与固定于框架14的限动件14a抵接，产生缓冲器17的制动力，使断路弹簧12停止动作，与之连接的连杆、杆类的动作也停止，断路动作结束。图2示出了该状态。

(合闸动作)

接着说明从图2所示的断路状态依次经过图6～图10所示的状态到图1和图3所示的合闸状态的合闸动作。

图2表示在断路状态下合闸弹簧13的储存能量状态。当输入外部指令时，合闸用电磁线圈22被励磁，插棒式铁心22a向箭头H方向动作，合闸用卡定杆62因与插棒式铁心22a卡合而逆时针方向旋转。于是，半圆柱部62a与爪82b的卡合被解除，合闸杆82与合闸轴81在合闸弹簧13的弹簧力的作用下逆时针方向旋转(箭头I方向)，合闸弹簧13朝箭头J方向伸长而释放能量。固定于合闸轴81的合闸凸轮84向箭头K方向旋转，与辊73a卡合。当辊73a被合闸凸轮84推入时，凸轮杆73顺时针方向旋转(箭头L方向)，同时，副杆71向箭头M方向旋转。

副杆71的旋转被传递到主杆11，主杆11向逆时针方向(箭头N方向)旋转。于是，连杆机构6和与之连接的可动接点200向左移动，进行合闸动作。随着主杆11的旋转，断路弹簧12被压缩而储存能量，辊销72a再次与弹簧锁91卡合，合闸动作结束。

在合闸动作中，从图2的断路状态起，凸轮杆73顺时针方向旋转，并且，凸轮杆73和固定于副轴70的弹簧锁杆72都顺时针方向旋转。图6示出了该状态。

接着图6的状态，由辊销72a使弹簧锁91逆时针方向旋转。图7示出了该状态。

接着图7的状态，图8～图10示出了合闸动作即将结束之前的状态。合闸凸轮84和辊73a的卡合解除时，利用断路弹簧12伸长的力，辊销72a向合闸状态位置移动。而且，辊销72a与弹簧锁91的卡合解除时，由弹簧锁复位弹簧91a使弹簧锁91复位到合闸状态位置，弹簧锁91的前端102与辊销72a再次卡合(图8和图9)。该再次卡合时，从辊销72a作用于弹簧锁91的力的方向朝向弹簧锁91的大致旋转中心。

但是，由弹簧锁复位弹簧91a使弹簧锁91复位到合闸状态位置时，弹簧锁91冲撞辊销72a，被撞回，因此，弹簧锁91逆时针方向旋转，弹簧锁91的前端102与辊销72a的卡合被解除，有可能误操作。但是，当弹簧锁91冲撞辊销72a时，环52a因惯性力而向与弹簧锁91的撞回方向相反的箭头P的方向移动(图9)，冲撞于弹簧锁销91b(图10)，因此，能阻止弹簧锁91逆时针方向旋转，成为弹簧锁91的误动作防止结构。

图1和图3表示合闸结束状态。

根据本实施方式，当输入断路指令，断路用电磁线圈21被励磁时，借助脱开杆54和脱开连杆53，弹簧锁91被直接驱动，通过解除弹簧锁91与辊销72a的卡合的动作和断路弹簧12的动作这两个动作来进行断路动作。这样，由于使现有的弹簧操作机构的三个动作变成两个动作，因此，能大幅缩短断路动作时间。这与表示断路时间的式(1)中T2为零的状态相同，因此能缩短断路时间。

另外，能利用环52防止合闸动作时的弹簧锁91与辊销72a的冲撞引起弹簧锁91脱落，能提高弹簧操作机构的动作可靠性。

另外，弹簧锁91的前端102的卡合面由平面构成，在合闸时，辊销72a朝弹簧锁91的旋转中心(即，弹簧锁轴100的中心)方向推前端102，因此，在合闸状态下，不会从辊销72a向弹簧锁91作用旋转力。由此，可以使弹簧锁91小型化，可以使脱开时所需的力最小化，还可以使电磁线圈小型化。

而且，环52由具有高硬度·高密度等特征的金属、或具有高弹性等特征的高分子材料、或它们的复合体构成，能提高防止弹簧锁91脱落的效果。

另外，通过使环52的质量为绕弹簧锁91的弹簧锁轴100的中心的惯性矩除以从弹簧锁轴100的中心到弹簧锁销91b的距离的平方而得到的弹簧锁91的等效质量以下，能提高弹簧锁91被直接驱动时的速度，能缩短断路时间。

另外，通过对弹簧锁91的前端102或辊销72a或这两者涂覆类金刚石薄膜(diamond-like carbon)，能提高滑动性，能进一步缩短断路时间。

另外，不限于对弹簧锁91的前端102或辊销72a或这两者涂覆类金刚石薄膜，还可对其他滑动面涂覆类金刚石薄膜，从而能缩短开闭装置和其操作机构的断路时间并提高它们的动作稳定性。例如，通过对脱开连杆53的长孔53a的内壁面或脱开杆销54b或这两者涂覆类金刚石薄膜，能缩短断路时间和提高断路动作稳定性。

另外，通过对合闸杆82的一端的爪82b或设于合闸用卡定杆62的半圆柱部62a或这两者涂覆类金刚石薄膜，能防止由润滑油不足导致合闸动作的不稳定性。

[第二实施方式]

图11是表示本发明的第二实施方式的开闭装置的操作机构的弹簧锁和脱开连杆的要部和其周边部的主视图。其中，通过对与第一实施方式相同或类似的部分标注共用的附图标记来省略重复说明。在该实施方式中，在弹簧锁91的前端配置高分子材料等吸振性高的吸振构件92。由此，能缓和弹簧锁91与辊销72a的冲撞引起的撞回，能提高防止弹簧锁91脱落的效果。

[第三实施方式]

图12是表示本发明的第三实施方式的开闭装置的操作机构的弹簧锁和脱开连杆的要部和其周边部的主视图。其中，通过对与第一实施方式相同或类似的部分标注共用的附图标记来省略重复说明。在该实施方式中，与第一实施方式同样地，在弹簧锁91设有弹簧锁销91b，在该弹簧锁销91b的周围配置能沿半径方向移动的环52。在该实施方式中，还在弹簧锁91设有连接销91c。另外，在脱开连杆53形成有连接销孔111，连接销91c卡合于连接销孔111。由此，能获得与第一实施方式相同的效果。

[第四实施方式]

图13是表示本发明的第四实施方式的开闭装置的操作机构的弹簧锁和脱开连杆的要部和其周边部的主视图。其中，通过对与第一实施方式相同或类似的部分标注共用的附图标记来省略重复说明。在该实施方式中，代替第一实施方式中使用的环52，使脱开连杆53的与弹簧锁销91b连接的弹簧锁销孔具有相对于弹簧锁销91b的直径足够大的间隙。由此，脱开连杆53能产生与环52同样的效果。

[其他实施方式]

以上说明的实施方式只是简单的示例，本发明并不限定于这些实施方式。

例如，可以配置多片第一～第三实施方式的环52。在该情况下，当各环52的内径和外径不同时，各环52具有时间差地冲撞辊销72a，因此能提高防止弹簧锁91脱落的效果。另外，因各环52的重量不同而使环52具有时间差地冲撞辊销72a，因此能提高防止弹簧锁91脱落的效果。在该情况下，由于环52的总质量为绕弹簧锁91的弹簧锁轴100的中心的惯性矩除以从弹簧锁轴100的中心到弹簧锁销91b的距离的平方而得到的弹簧锁91的等效质量以下，因此，能提高弹簧锁91被直接驱动时的速度，能缩短断路时间。

第一～第三实施方式的环52是环形，但并不限定于环形，即使是环形之外的形状，也能获得同样的效果。

在上述实施方式中，断路弹簧12和合闸弹簧13使用压缩弹簧，但也可以使用其他弹性体部件，例如，受扭螺旋弹簧、碟形弹簧、盘簧、板簧、空气弹簧、拉伸弹簧。另外，虽然合闸用卡定杆62、脱开杆54、弹簧锁91上设置的复位弹簧62b、54a、91a使用螺旋弹簧、受扭螺旋弹簧，但也可以使用其他弹性体部件，例如，碟形弹簧、盘簧、板簧。

而且，例如，也能应用于具有多个断路弹簧、多个合闸弹簧的操作装置。

另外，在上述各实施方式中，分开设置限动销90a和与弹簧锁复位弹簧91a的端部卡合的销90c，但也可以用一个销兼用作限动销90a和销90c。

另外，由于卡定杆90固定于框架14上，因此，可以取消卡定杆90而将限动销90a和销90c等直接固定在框架14上。另外，限动销90a和销90c可以与卡定杆90或框架14形成一体。

另外，在第二实施方式中，示例了在第一实施方式的弹簧锁上安装吸振构件的例子，但作为其他的例子，也可以在第三或第四实施方式的弹簧锁上安装吸振构件。

Claims (15)

1.一种开闭装置操作机构，其往复驱动开闭装置的可动接点而使该开闭装置在断路状态和合闸状态之间相互转移，其特征在于，

该开闭装置操作机构包括：支承结构体；合闸轴，其能相对于上述支承结构体旋转地配设；主杆，其固定于上述合闸轴，能与上述可动接点联动地摆动；断路弹簧，其相应于上述合闸轴的旋转，在从上述断路状态向合闸状态转移时被储存能量，在从上述合闸状态向断路状态转移时释放能量；副轴，其能绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴相对于上述支承结构体旋转地配设；副杆，其固定于上述副轴上，进行摆动；主副连接连杆，其使上述副杆的前端和上述主杆相互旋转自由地连接；凸轮机构，其相应于上述合闸轴的旋转而使上述副轴摆动；弹簧锁杆，其固定于上述副轴，能进行摆动；辊销，其安装于所述弹簧锁杆的前端，能旋转；弹簧锁，其能相对于上述支承结构体绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转地配设；弹簧锁复位弹簧，其以使上述弹簧锁朝规定方向旋转的方式对上述弹簧锁施力；弹簧锁销，其固定于上述弹簧锁；环，其具有比上述弹簧锁销的外径大的内径，配置成包围上述弹簧锁销的径向外周，能沿上述弹簧锁销的径向移动；

在合闸状态下，上述辊销朝上述弹簧锁的旋转轴中心的方向推上述弹簧锁的前端；

在从合闸状态向断路状态转移时，以容许上述弹簧锁向与上述弹簧锁复位弹簧的施力方向相反的方向旋转的方式拉上述弹簧锁，上述辊销和上述弹簧锁的前端的卡合被解除，由此，利用上述断路弹簧的释放能量使上述弹簧锁杆旋转。

2.根据权利要求1所述的开闭装置操作机构，其特征在于，

开闭装置操作机构还包括：脱开连杆机构，其与上述弹簧锁卡合；脱开复位弹簧，其朝规定方向对上述脱开连杆机构施力；断路用电磁线圈，其用于克服上述脱开复位弹簧的施力而驱动上述脱开连杆机构，拉动上述弹簧锁，从上述合闸状态向断路状态转移。

3.根据权利要求1或2所述的开闭装置操作机构，其特征在于，

上述脱开连杆机构具有：脱开连杆，其形成有弹簧锁销孔，配置于上述弹簧锁的上述弹簧锁销相对于该弹簧锁销孔能旋转地连接；脱开杆，其包括脱开杆销，该脱开杆销与形成于脱开连杆的另一端的长孔卡合；

通过使上述断路用电磁线圈推上述脱开杆，从而使上述脱开杆朝与上述弹簧锁复位弹簧的施力方向相反的方向旋转。

4.一种开闭装置操作机构，其往复驱动开闭装置的可动接点而使该开闭装置在断路状态和合闸状态之间相互转移，其特征在于，

该开闭装置操作机构包括：支承结构体；合闸轴，其能相对于上述支承结构体旋转地配设；主杆，其固定于上述合闸轴，能与上述可动接点联动地摆动；断路弹簧，其相应于上述合闸轴的旋转，在从上述断路状态向合闸状态转移时被储存能量，在从上述合闸状态向断路状态转移时释放能量；副轴，其能绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴相对于上述支承结构体旋转地配设；副杆，其固定于上述副轴上，进行摆动；主副连接连杆，其使上述副杆的前端和上述主杆相互旋转自由地连接；凸轮机构，其相应于上述合闸轴的旋转而使上述副轴摆动；弹簧锁杆，其固定于上述副轴，能进行摆动；辊销，其安装于所述弹簧锁杆的前端，能旋转；弹簧锁，其能相对于上述支承结构体绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转地配设；弹簧锁复位弹簧，其以使上述弹簧锁朝规定方向旋转的方式对上述弹簧锁施力；弹簧锁销，其固定于上述弹簧锁；环，其具有比上述弹簧锁销的外径大的内径，配置成包围上述弹簧锁销的径向外周，能沿上述弹簧锁销的径向移动；脱开连杆机构，其与上述弹簧锁卡合；脱开复位弹簧，其朝规定方向对上述脱开连杆机构施力；断路用电磁线圈，其用于克服上述脱开复位弹簧的施力而驱动上述脱开连杆机构，拉动上述弹簧锁，从上述合闸状态向断路状态转移；

在合闸状态下，上述辊销朝上述弹簧锁的旋转轴中心的方向推上述弹簧锁的前端；

在从合闸状态向断路状态转移时，以容许上述弹簧锁向与上述弹簧锁复位弹簧的施力方向相反的方向旋转的方式拉上述弹簧锁，上述辊销和上述弹簧锁的前端的卡合被解除，由此，利用上述断路弹簧的释放能量使上述弹簧锁杆旋转；

上述脱开连杆机构具有：脱开连杆，其形成有连接销孔，配置于上述弹簧锁的上述弹簧锁销之外的连接销相对于该连接销孔能旋转地连接；脱开杆，其包括脱开杆销，该脱开杆销与形成于脱开连杆的另一端的长孔卡合；

通过使上述断路用电磁线圈推上述脱开杆，从而使上述脱开杆朝与上述弹簧锁复位弹簧的施力方向相反的方向旋转；

在上述弹簧锁上设有脱开连杆连接销，上述脱开连杆连接于上述脱开连杆连接销。

5.根据权利要求1或4所述的开闭装置操作机构，其特征在于，

上述环由能相互分离地移动的多片环构成。

6.根据权利要求5所述的开闭装置操作机构，其特征在于，

上述多片环的内径和外径中的至少一方互相不同。

7.根据权利要求5所述的开闭装置操作机构，其特征在于，

上述多片环的重量互相不同。

8.根据权利要求1或4所述的开闭装置操作机构，其特征在于，

上述环的总质量为上述弹簧锁的等效质量以下。

9.一种开闭装置操作机构，其往复驱动开闭装置的可动接点而使该开闭装置在断路状态和合闸状态之间相互转移，其特征在于，

该开闭装置操作机构包括：支承结构体；合闸轴，其能相对于上述支承结构体旋转地配设；主杆，其固定于上述合闸轴，能与上述可动接点联动地摆动；断路弹簧，其相应于上述合闸轴的旋转，在从上述断路状态向合闸状态转移时被储存能量，在从上述合闸状态向断路状态转移时释放能量；副轴，其能绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴相对于上述支承结构体旋转地配设；副杆，其固定于上述副轴上，进行摆动；主副连接连杆，其使上述副杆的前端和上述主杆相互旋转自由地连接；凸轮机构，其相应于上述合闸轴的旋转而使上述副轴摆动；弹簧锁杆，其固定于上述副轴，能进行摆动；辊销，其安装于所述弹簧锁杆的前端，能旋转；弹簧锁，其能相对于上述支承结构体绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转地配设；弹簧锁复位弹簧，其以使上述弹簧锁朝规定方向旋转的方式对上述弹簧锁施力；弹簧锁销，其固定于上述弹簧锁；脱开连杆机构，其与上述弹簧锁卡合；脱开复位弹簧，其朝规定方向对上述脱开连杆机构施力；断路用电磁线圈，其用于克服上述脱开复位弹簧的施力而驱动上述脱开连杆机构，拉动上述弹簧锁，从上述合闸状态向断路状态转移；

在合闸状态下，上述辊销朝上述弹簧锁的旋转轴中心的方向推上述弹簧锁的前端；

在从合闸状态向断路状态转移时，以容许上述弹簧锁向与上述弹簧锁复位弹簧的施力方向相反的方向旋转的方式拉上述弹簧锁，上述辊销和上述弹簧锁的前端的卡合被解除，由此，利用上述断路弹簧的释放能量使上述弹簧锁杆旋转；

上述脱开连杆机构具有：脱开连杆，其形成有弹簧锁销孔，该弹簧锁销孔大于包围上述弹簧锁销且相对于该弹簧锁销能相互旋转的程度；脱开杆，其包括脱开杆销，该脱开杆销与形成于脱开连杆的另一端的长孔卡合；

通过使上述断路用电磁线圈推上述脱开杆，从而使上述脱开杆朝与上述弹簧锁复位弹簧的施力方向相反的方向旋转。

10.根据权利要求1、4或9中任一项所述的开闭装置操作机构，其特征在于，

上述开闭装置操作机构具有：合闸杆，其固定于上述合闸轴；合闸连杆，其能相对于上述合闸杆旋转自由地与上述合闸杆相接合；合闸弹簧，其配置在上述合闸连杆的前端和上述支承结构体之间，朝远离上述合闸轴的方向对上述合闸连杆的前端施力。

11.根据权利要求10所述的开闭装置操作机构，其特征在于，

上述合闸弹簧相应于上述合闸轴的旋转，在上述合闸状态或上述断路状态下储存能量，在从上述断路状态转移到上述合闸状态时释放能量。

12.根据权利要求10所述的开闭装置操作机构，其特征在于，

上述开闭装置操作机构还具有配置于上述合闸杆的前端的爪和与该爪卡合的保持装置；

上述保持装置具有：合闸用卡定杆，其具有半圆柱部；复位弹簧，其朝规定方向对上述合闸用卡定杆施力；合闸用电磁线圈，其用于克服上述复位弹簧的施力而驱动上述保持装置，使上述合闸用卡定杆动作，从上述断路状态转移到上述合闸状态。

13.根据权利要求1、4或9中任一项所述的开闭装置操作机构，其特征在于，

上述弹簧锁和上述辊销中的至少一方涂覆有类金刚石薄膜。

14.根据权利要求1、4或9中任一项所述的开闭装置操作机构，其特征在于，

在上述弹簧锁的前端配置有吸收振动的构件。

15.一种开闭装置，其具有能往复移动的可动接点和驱动该可动接点的操作机构，该开闭装置能利用可动接点的移动而在断路状态和合闸状态之间相互转移，其特征在于，

上述操作机构包括：支承结构体；合闸轴，其能相对于上述支承结构体旋转地配设；主杆，其固定于上述合闸轴，能与上述可动接点联动地摆动；断路弹簧，其相应于上述合闸轴的旋转，在从上述断路状态向合闸状态转移时被储存能量，在从上述合闸状态向断路状态转移时释放能量；副轴，其能绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴相对于上述支承结构体旋转地配设；副杆，其固定于上述副轴上，进行摆动；主副连接连杆，其使上述副杆的前端和上述主杆相互旋转自由地连接；凸轮机构，其相应于上述合闸轴的旋转而使上述副轴摆动；弹簧锁杆，其固定于上述副轴，能进行摆动；辊销，其安装于所述弹簧锁杆的前端，能旋转；弹簧锁，其能相对于上述支承结构体绕与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转地配设；弹簧锁复位弹簧，其以使上述弹簧锁朝规定方向旋转的方式对上述弹簧锁施力；弹簧锁销，其固定于上述弹簧锁；环，其具有比上述弹簧锁销的外径大的内径，配置成包围上述弹簧锁销的径向外周，能沿上述弹簧锁销的径向移动；

在合闸状态下，上述辊销朝上述弹簧锁的旋转轴中心的方向推上述弹簧锁的前端；

在从合闸状态向断路状态转移时，以容许上述弹簧锁向与上述弹簧锁复位弹簧的施力方向相反的方向旋转的方式拉上述弹簧锁，上述辊销和上述弹簧锁的前端的卡合被解除，由此，利用上述断路弹簧的释放能量使上述弹簧锁杆旋转。

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