CN104303248A - 操作机构以及具备该操作机构的电力用开闭装置 - Google Patents

Abstract

目的在于提供一种具有必不可少的功能、且高速和高响应的电力用开闭装置的操作机构以及具备该操作机构的电力用开闭装置。具备外侧永磁体(31)的列、内侧永磁体(32)的列、内侧管(38)、外侧管(39)、三相线圈(33)、输出环(34)以及电力供给线(33a)。外侧永磁体(31)的列以使磁极最大各旋转90度的方式邻接。在内侧永磁体(32)的列中，磁极具有与外侧永磁体(31)的列相同的方向的磁化矢量径向分量以及与外侧永磁体(31)的列相反的方向的磁化矢量轴向分量。使外侧永磁体(31)的列与内侧永磁体(32)的列以磁化矢量径向分量为相同的方向的方式对置来对外侧永磁体(31)的列与内侧永磁体(32)的列进行固定。三相线圈(33)以固定的间隙介于外侧永磁体(31)的列与内侧永磁体(32)的列之间。

Description

操作机构以及具备该操作机构的电力用开闭装置

技术领域

本发明的实施方式涉及一种对可动触点进行操作的电磁驱动方式的操作机构以及具备该操作机构的电力用开闭装置。

背景技术

电力用开闭装置具备一对触点，通过使该触点接合或分离来对电路进行开闭。当探测到故障电流时，切断信号被输入到电力用开闭装置，电力用开闭装置以该切断信号为契机来使应该切断电流的触点分离。

该电力用开闭装置一般具备一对电弧触点(arc contact)，还具备缓冲室或升压室。电弧触点随着电路开闭用的触点的分离而分离，从而接受电弧放电。缓冲室、升压室由活塞和气缸构成，通过使气缸和活塞相对移动来对滞留在室内的气体进行压缩，向电弧触点之间吹送室内外的高压气体。通过该高压气体的吹送，电弧放电被灭弧，从而电流切断完成。

操作机构是为了使该电路开闭用的可动触点、电弧可动触点以及活塞或气缸彼此相对移动而具备的。因而，要求该操作机构能够进行任意的驱动、能够进行可动件的高速移动、以及可动件的响应性能佳。

要求任意的驱动是因为，由于故障电流为交流而其电压周期性地变动以及故障产生时的相位是随机的，因此期望考虑到从故障电流的产生至灭弧的状态推移来在易于切断的适当定时进行切断动作。要求可动件的高速移动和响应性能是因为，切断动作必须在从切断指令开始起几十毫秒(msec)这样的短时间内完成。

并且，除了这些驱动性能以外，由于正在推进电力设备的地下设置化以及具有驱动机构，因此还要求操作机构的尺寸上的限制、维护性之类的性能。

当前，作为操作机构，提供了空气式、液压式、弹簧式、电磁驱动式。液压式是使用液压传动装置来驱动可动部的方式。弹簧式是使用将压缩的弹簧释放时的能量来驱动可动部的方式，是当前的主流。电磁驱动式是利用电磁传动装置来驱动可动件的方式。

其中，作为电磁驱动式的例子，有将旋转机械的动力转换为直线运动来驱动可动触点的方式、例如日本的公开特许公报的特开2009-212372号公报(以下称为专利文献1)、同样是日本的公开特许公报的特开2008-021599号公报(以下称为专利文献2)。在该方式中能够通过控制旋转机械的驱动来实现任意的驱动。

另外，作为将电磁引力、电磁斥力直接用作推力的例子，能够列举出：利用电磁体和永磁体的引力的方式，例如日本的公开特许公报的特开2003-016888号公报(以下称为专利文献3)；或者，利用作用于空心线圈的电磁引力或斥力的方式，例如日本的公开特许公报的特开平10-040782号公报、特开2002-124158号公报(以下称为专利文献4、专利文献5)；或者，利用感应斥力的方式，例如日本的公开特许公报的特开平11-025817号公报(以下称为专利文献6)。在使用空心线圈的情况下，具有以下的特征：电路的时间常数小，在初始动作中能够得到高响应性能。

另外，还提供了以下方式：使用相互之间保持固定间隔地配置于内外的圆筒型永磁体，对位于内外的圆筒型永磁体之间的空心线圈提供励磁电流，由此对该空心线圈进行驱动，例如有日本的特许公报的特许第4625032号公报(以下称为专利文献7)。

专利文献1：日本特开2009-212372号公报

专利文献2：日本特开2008-021599号公报

专利文献3：日本特开2003-016888号公报

专利文献4：日本特开平10-040782号公报

专利文献5：日本特开2002-124158号公报

专利文献6：日本特开平11-025817号公报

专利文献7：日本特许第4625032号公报

发明内容

发明要解决的问题

这样，对于电磁驱动式的操作机构提出了各种方案，但是与液压式的操作机构、弹簧式的操作机构相比，该电磁驱动式的操作机构被指出在可动触点的高速接通和高速切断上必不可少的推力的方面较差。

即，在专利文献1和2所示的使用旋转电动机的例子中，提出了在旋转电动机的绕组中使用铁芯以得到高转矩，但是由于电感变大，电路的时间常数也变大，因此导致在响应性能的提高上产生极限。因此，会变成推力与响应性能的折衷。

另外，在专利文献3至6的将电磁引力、电磁斥力直接用作推力的方式中，难以在整个可动域进行任意的驱动，因此难以在易于切断的适当定时进行切断动作。

在专利文献7所示的使用配置有圆筒型永磁体的传动装置的方式中，能够进行任意的驱动，在线圈中不使用铁芯，因此能够将电感抑制得比较小。然而，尽管不在线圈的内侧使用铁芯，但是在环状的线圈的两端配置有磁性体环，会招致不少电感的增加。

另外，对于内外圆筒永磁体的磁化方向而言，两者均是向径向的相同方向一样地被磁化，因此从内外圆筒型永磁体产生的磁通沿以下路径经过：从外圆筒永磁体的外侧面经圆筒的上底、下底后穿过内圆筒的内侧面并再返回到外圆筒永磁体。为了使该磁通的流动顺畅来生成更强力的磁通，而且为了不对外部带来磁场的影响，不得不在外圆筒永磁体的外侧和内圆筒永磁体的内侧使用具有圆筒状磁性体的背轭(back yoke)。

在该情况下，内侧的背轭对线圈产生与铁芯相同的作用，这是不言而喻的，而且外侧的背轭也产生相同的作用。因而，存在线圈的电感变大的问题。

并且，为了使推力增加而不得不使用强力的永磁体，为了避免背轭的磁饱和而必须使背轭变厚。因此，即使使用强力的永磁体也难以减小推力/体积比。

即，即使是专利文献7所提出的方式也并不能满足响应性能、推力。

如上，电磁驱动式的操作机构难以在具有必不可少的功能的同时还满足高速和高响应的条件。本发明是为了解决所述问题而完成的，其目的在于提供一种具有必不可少的功能、且高速和高响应的电力用开闭装置的操作机构以及具备该操作机构的电力用开闭装置。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明具有下面的结构。即，

用于通过对可动触点进行往复驱动来使开闭装置在切断状态与接通状态之间相互转变的电力用开闭装置的操作机构具备第一永磁体的列、第二永磁体的列、磁体固定单元、线圈、线圈支承单元以及电力供给线。

并且，该第一永磁体的列是使圆环状或圆弧状的永磁体邻接而构成的，其中，相邻接的永磁体的磁极在包含上述永磁体的中心轴的截面上最大旋转90度。在第二永磁体的列中，圆环状或圆弧状的永磁体的磁极具有与上述第一永磁体的列相同的方向的磁化矢量径向分量，并且具有与上述第一永磁体的列相反的方向的磁化矢量轴向分量。磁体固定单元使上述第一永磁体的列与上述第二永磁体的列以各自的磁极的磁化矢量径向分量为相同的方向的方式对置来对上述第一永磁体的列和上述第二永磁体的列进行固定。线圈介于上述第一永磁体的列与上述第二永磁体的列之间，在该线圈与上述第一永磁体的列之间、以及该线圈与上述第二永磁体的列之间存在固定的间隙。线圈支承单元与上述可动触点直接或间接地连接，上述线圈固定于该线圈支承单元，并且该线圈支承单元能够沿着上述第一永磁体的列和上述第二永磁体的列平行移动。电力供给线供给用于对上述线圈进行励磁的电力。

由此，通过由上述第一永磁体的列和上述第二永磁体的列产生的磁路以及被励磁的上述线圈的作用，来产生用于对上述可动触点进行往复驱动的推力。

附图说明

图1是表示第一实施方式所涉及的电力用开闭装置的内部结构图。

图2是表示操作机构的外观的立体图。

图3是沿着操作机构的轴的剖视图。

图4是与操作机构的轴正交的剖视图。

图5是驱动装置的结构图。

图6是表示传递机构和第一保持机构的结构图。

图7是表示第二保持机构的结构图。

图8是表示第二实施方式所涉及的电力用开闭装置的内部结构图。

图9是表示第二传递机构的一个结构例的结构图。

图10是表示第二传递机构的其它结构例的结构图。

图11是表示第三实施方式所涉及的第一保持机构的结构图。

具体实施方式

(第一实施方式)

(整体结构)

图1是表示第一实施方式所涉及的电力用开闭装置的内部结构图。电力用开闭装置1是对电路进行开闭的装置，具备驱动装置2、操作机构3以及开闭机构5，其中，该操作机构3具有传递机构4、第一保持机构6以及第二保持机构7。

驱动装置2通过将从电源100送出的电力提供给操作机构3来使操作机构3驱动。操作机构3是产生直线方向的推力的操作机构。传递机构4具有能够在轴向上进退的操作杆41，通过该操作杆41的推拉来将操作机构3所产生的推力传递给开闭机构5。

开闭机构5在填充有灭弧性气体的密闭空间51内配置有可动触点52和固定触点53，而且可动触点52被固定于操作杆41，可动触点52与操作杆41的推拉相应地接触或离开固定触点53。第一保持机构6和第二保持机构7在未产生操作机构3的推力的电流接通状态的期间维持可动触点52与固定触点53的接触状态。

(操作机构)

图2至图4是表示操作机构3的详细结构的图，图2是表示操作机构3的外观的立体图，图3是沿着操作机构3的轴的A-A’剖视图，图4是与操作机构3的轴正交的B-B’剖视图。如图2至图4所示，操作机构3通过由保持有大致相等的磁化能量的外侧永磁体31的列和内侧永磁体32的列产生的磁场以及三相线圈33的励磁，使卷绕了三相线圈33的输出环34在轴向上进退。

如图2所示，该操作机构3大体上除了输出环34以外还具备定子35。定子35具有圆筒形状。输出环34由非磁性材料形成，具有使一对长的圆弧板34a以使圆弧中心一致的方式面对面的形状，换言之具有沿着轴切掉圆筒的周壁的一部分面对部位而得到的形状，该输出环34为三相线圈33的线圈支承单元。

定子35被固定于地面上。输出环34的直径小于定子35的直径，输出环34在定子35的内部以能够沿着轴移动的方式被支承。即，在定子35的外周面上，沿着定子35的轴铺设有一对比定子35长的棒状的导杆36，该导杆36的两端被固定于连接构件37，连接构件37被固定于输出环34。并且，导杆36上设置有以能够在导杆36上滑动的方式镶上的引导件37a，引导件37a被固定于定子35。

此外，定子35的两端部被由非磁性材料形成的圆板35a盖住。另外，输出环34的一对圆弧板34a、34b通过被固定于两端部的圆板34c而以保持同一姿势的状态相连接。并且，输出环34比定子35长，在圆板35a上，与圆弧板34a、34b的形状相匹配地形成有用于输出环34贯穿的孔。

另外，该操作机构3中设置有位置传感器21，该位置传感器21检测三相线圈33相对于外侧永磁体31列的相对位置。位置传感器21具有线性标尺(linear scale)21a和光学式拾取器(optical pickup)21b。光学式拾取器21b被安装于与输出环34一起移动的连接构件37之一，使受光和发光的指向方向朝向导杆36侧。线性标尺21a是沿着导杆36安装的，面对光学式拾取器21b。

在这种操作机构3的内部，三相线圈33如图3和4所示那样卷绕在输出环34上。卷绕部位以未贯穿的程度凹陷，三相线圈33的面与输出环34的外周面为同一面或低于输出环34的外周面。对于三相线圈33的电力供给线33a穿过输出环34的周壁内部而从圆板34c被引出。

外侧永磁体31的列和内侧永磁体32的列是夹着输出环34的周壁沿着轴向铺设的。在输出环34的周壁与外侧永磁体31的列、以及输出环34的周壁与内侧永磁体32的列之间设置有固定的间隙。

内侧永磁体32具有圆弧状或环形状，以内径沿着由非磁性材料形成的内侧管38的外径的方式被镶上，沿内侧管38的轴向排列有多个内侧永磁体32。即，该内侧管38是对于内侧永磁体32的磁体固定单元的一例。该内侧管38以位置被固定的方式配置于输出环34的内部，与输出环34同轴。

外侧永磁体31也具有圆弧状或环形状，以外径沿着由非磁性材料形成的外侧管39的内径的方式被贴上，沿内侧管38的轴向排列有多个外侧永磁体31。即，该外侧管39是对于外侧永磁体31的磁体固定单元的一例。该外侧管39以位置被固定的方式配置成将输出环34收容于内部，与输出环34同轴。

该内侧永磁体32和外侧永磁体31分别被排列成以使磁化的方向一点点改变的方式排列的海尔贝克阵列(Halbach array)。在本实施方式中，使永磁体邻接地配置，其中，相邻接的永磁体在包含输出环34的中心轴的截面上最大旋转90度。

另外，在内侧永磁体32的列和外侧永磁体31的列中，旋转的磁化的方向是相反的。即，例如，沿着外侧永磁体31的列顺次观察到的磁化的方向为顺时针，沿着内侧永磁体32的列顺次观察到的磁化的方向为逆时针。

并且，该内侧永磁体32和外侧永磁体31被配置成隔着输出环34的周壁以一对一的方式相对置。磁化矢量具有相同方向的径向分量的内侧永磁体32和外侧永磁体31相对置，磁化矢量具有相反方向的轴向分量的内侧永磁体32和外侧永磁体31相对置。该径向和轴向是以圆弧状或环状的外侧永磁体31和内侧永磁体32为基准的方向。

(驱动装置)

图5是驱动装置2的结构图。驱动装置2具备经由母线22发送接收电力的电力转换器23和电源电力转换器24。另外，母线22上连接有平滑电容器25和蓄电装置26作为电力储存单元。

平滑电容器25和蓄电装置26在三相线圈33中的电力消耗以及从三相线圈33再生电力时也将母线22的电压变动抑制得小。也可以在母线22的适当位置配置多个平滑电容器25、蓄电装置26。

另外，蓄电装置26中配置有电池26a、电阻器26b以及二极管26c。电阻器26b和二极管26c连接于电池26a的正极侧，而且电阻器26b与二极管26c并联连接。即，为了抑制电池26a的过度充电，构成为在从电池26a供给电力时不存在电阻器26b中的电力消耗，在对电池26a充电时充电电力的一部分被电阻器26b消耗。

电力转换器23具备：PWM逆变器23a，其经由电力供给线33a向三相线圈33供给交流电流；以及推力控制器23b，其控制PWM逆变器23a。推力控制器23b对PWM逆变器23a进行控制，使得在三相线圈33中产生与从驱动装置2的外部输入的推力指令值相等的推力。例如，PWM逆变器23a具备电力转换元件群，推力控制器23b对该电力转换元件群的触发角进行控制。

该推力控制器23b上至少连接有U相电流传感器27和W相电流传感器28以及位置传感器21。U相电流传感器27和W相电流传感器28检测三相线圈33的U、V、W相中的U相和W相的励磁电流。推力控制器23b参照来自U相电流传感器27和W相电流传感器28以及位置传感器21的信号来进行推力控制。

电源电力转换器24具备逆变器24a和再生受电控制器24b。再生受电控制器24b基于来自外部的再生受电指令信号来将平滑电容器25和电池26a中蓄积的电力向电源100再生，并且控制逆变器24a的触发角以储存来自电源100的电力。

(第一保持机构)

图6是表示传递机构4和第一保持机构6的结构图，左半图表示切断状态，右半图表示接通状态。此外，在该实施方式中使用保持接通状态的例子来说明第一保持机构6，但是也能够使用同样的机构来保持切断状态。

首先，在传递机构4的操作杆41与输出环34之间连接有另外的中间杆42。该中间杆42的一端与输出环34的一端被共同的销(pin)轴支承为能够转动。另外，中间杆42的另一端与操作杆41的一端被共同的销轴支承为能够转动。对中间杆42和输出环34进行轴支承的销与对操作杆41和中间杆42进行轴支承的销相正交。

接着，第一保持机构6利用对目标(target)62的磁性引力来维持可动触点52与固定触点53的接触状态，该目标62随着传递机构4所具有的操作杆41的移动而向磁体单元61接近。

目标62是由铁磁体(日语：強磁性体)形成的板状构件，竖立设置于中间杆42的周面上。另一方面，中间杆42贯穿于在地面上固定的框架8，而具有由铁磁体形成的轭61a和永磁体61b的磁体单元61以与目标62相对置的方式固定于框架8的中间杆42所穿过的孔附近。

磁体单元61与目标62的位置关系是：磁体单元61位于开闭机构5侧，目标62位于输出环34侧。总之，两者被配置成：在操作杆41向使可动触点52与固定触点53接触的方向移动时，目标62向磁体单元61接近。此外，使磁体单元61与目标62的位置关系相反时也能够得到同样的效果。

(第二保持机构)

图7是表示第二保持机构7的结构图，上半图表示切断状态，下半图表示接通状态。此外，在该实施方式中使用保持接通状态的例子来说明第二保持机构7，但是也能够使用同样的机构来保持切断状态。该第二保持机构7具有目标71以及产生对该目标71的磁性引力的外侧永磁体31和内侧永磁体32。

目标71是以在径向上扩展的方式固定于输出环34的由铁磁体形成的板。该目标71具有外侧环71a和内侧环71b。外侧环71a以沿着输出环34的外径的方式形成内径，以沿着输出环34的外周面的方式被镶上，由此从输出环34的外周面竖起。内侧环71b以沿着输出环34的内径的方式形成外径，以沿着输出环34的内周面的方式被贴上，由此从输出环34的内周面向内侧竖起。外侧环71a与内侧环71b在输出环34的长度方向上的位置一致。

在接通状态下，外侧永磁体31和内侧永磁体32的漏磁通作用于目标71，由此，固定了目标71的输出环34的位置也被维持。

(作用)

说明这种电力用开闭装置1的动作和作用。在操作机构3处于停止状态时，对开闭机构5的可动触点52不输出任何推力。在该状态下，可动触点52向固定触点53侧移动，可动触点52与固定触点53处于接触。

在该电流接通状态下，如图6的右半图所示，目标62对于磁体单元61接触。因此，磁体单元61的磁性引力强有力地作用于目标62，目标62被固定于磁体单元61。

由于目标62与输出环34处于固定关系，输出环34与可动触点52借助中间杆42和操作杆41处于连动关系，因此可动触点52也被维持在接通位置。因此，即使在使操作机构3停止的状态下重力等外力作用于可动触点52，也无需继续操作机构3的运转而能够保持接通状态。因而，基于本实施方式的第一保持机构6不依赖于机械式，而且不需要用于维持接通状态的电力。

此外，目标62对于磁体单元61的接触是指磁性引力作用到目标62被固定于磁体单元61的程度以维持可动触点52的位置的状态，即，也包括虽未严密地接触但是极接近的状态。

另外，如图7的下半图所示，在电流接通状态下，目标71对于外侧永磁体31和内侧永磁体32接近或接触。因此，外侧永磁体31和内侧永磁体32的漏磁通强有力地作用于目标71，阻止目标71相对于外侧永磁体31和内侧永磁体32的分离移动。

由于目标71与输出环34处于固定关系，输出环34与可动触点52借助中间杆42和操作杆41处于连动关系，因此可动触点52也被维持在接通位置。因此，即使在使操作机构3停止的状态下重力等外力作用于可动触点52，也无需继续操作机构3的运转而能够保持接通状态。因而，基于本实施方式的第二保持机构7不依赖于机械式，而且不需要用于维持接通状态的电力。

接着，当系统产生故障电流时，从电力用开闭装置1的外部输入推力指令值。推力指令值表示推力，规定了可动触点52的移动速度、移动量。电力转换器23将与推力指令值相应的交流电流通过电力供给线33a提供给三相线圈33。

交流电流流过三相线圈33，另一方面，外侧永磁体31列和内侧永磁体32列如图3所示那样形成了将外侧永磁体31的列与内侧永磁体32的列连结成环的磁路。

更具体地说，将穿过外侧永磁体31的列和内侧永磁体32的列的内部的轴向磁通以及穿过外侧永磁体31与内侧永磁体32之间的间隙部的径向磁通连结而形成磁路。而且，从外侧永磁体31的列的外侧面出来的磁通几乎不存在，而且从内侧永磁体32的列的内侧面出来的磁通几乎不存在。因而，在外侧永磁体31与内侧永磁体32之间的间隙部会分布极多的径向磁通，大量的径向磁通以直角与被励磁的三相线圈33交链。因此，卷绕了三相线圈33的输出环34在外侧永磁体31的列与内侧永磁体32的列之间平行移动。

当输出环34移动时，从位置传感器21、U相电流传感器27以及W相电流传感器28向推力控制器23b输入检测值。推力控制器23b将这些检测器与推力指令值进行比较，对PWM逆变器23a进行控制以使其差为零。

然后，当位置传感器21的检测值达到期望值时，推力控制器23b停止对三相线圈33的电力供给。在开闭机构5内，可动触点52与固定触点53分离，电流切断结束。此时，为了抑制目标62与磁体单元61的接触冲击，期望的是将使可动触点52的移动速度、移动位置可变的推力指令值输入到推力控制器23b。

电力用开闭装置1的接通动作与该切断动作同样，当电力用开闭装置1被输入接通指令时对三相线圈33提供交流电流，以与切断动作相反的方向进行与切断动作同样的接通动作，以将可动触点52与固定触点53进行连接。

(效果)

如上，在用于通过对电力用开闭装置1的可动触点52进行往复驱动来使开闭装置在切断状态与接通状态之间相互转变的操作机构1中，在本实施方式中，具备外侧永磁体31的列、内侧永磁体32的列、内侧管38、外侧管39、三相线圈33、输出环34以及电力供给线33a。

外侧永磁体31的列是使圆环状或圆弧状的永磁体邻接而构成的，其中，相邻接的永磁体的磁极在包含上述永磁体的中心轴的截面上最大旋转90度。在内侧永磁体32的列中，圆环状或圆弧状的永磁体的磁极具有与外侧永磁体31的列相同的方向的磁化矢量径向分量，并且具有与外侧永磁体31的列相反的方向的磁化矢量轴向分量。

内侧管38和外侧管39使外侧永磁体31的列与内侧永磁体32的列以各自的磁极的磁化矢量径向分量为相同的方向的方式对置来对外侧永磁体31的列和内侧永磁体32的列进行固定。三相线圈33介于外侧永磁体31的列与内侧永磁体32的列之间，在该三相线圈33与外侧永磁体31的列之间、以及该三相线圈33与内侧永磁体32的列之间存在固定的间隙。输出环34与可动触点52直接或间接地连接，三相线圈33固定于该输出环34，并且该输出环34能够沿着外侧永磁体31的列和内侧永磁体32的列平行移动。电力供给线33a供给用于对三相线圈33进行励磁的电力。

由此，通过由外侧永磁体31的列和内侧永磁体32的列产生的磁路以及被励磁的三相线圈33的作用，来产生用于对可动触点52进行往复驱动的推力。

此时，从外侧永磁体31的列的外侧面和内侧永磁体32的列的内侧面出来的磁通几乎不存在，在外侧永磁体31的列的外侧面与内侧永磁体32的列的内侧面之间几乎全部磁通构成磁路。因此，不需要背轭。

除此以外，外侧永磁体31的列与内侧永磁体32的列保持有大致相等的磁化能量，由此，在外侧永磁体31的列与内侧永磁体32的列的空隙中会分布极多的径向磁通。并且，三相线圈33配置于分布有极多的径向磁通的空隙中，因此磁通的大部分以直角与三相线圈33交链，以更少的电流产生大的推力。因此，能够实现高速化。

另外，在操作机构3处于运转状态时，铁芯、轭不存在于由外侧永磁体31的列和内侧永磁体32的列形成的主磁通内、三相线圈33附近，因此三相线圈33的自电感变小。因而，即使输出环34高速运动，向三相线圈33流通规定的励磁电流所需的电压也会降低。

另外，由于输出环34不需要铁芯、轭，因此能够实现轻量化，并且由于三相线圈33的大部分与由外侧永磁体31和内侧永磁体32的列形成的主磁通交链，因此推力/重量比提高。因此，响应性能也提高。

并且，将目标62或永磁体61b固定于输出环34或中间杆42等与输出环34连动地移动的构件，具备位置被固定的永磁体61b或目标62，与输出环34的移动相应地，永磁体61b与目标62相对接近，由此利用永磁体61b对目标62的磁性引力来维持可动触点52的位置。

另外，还具备固定于输出环34的目标71，从外侧永磁体31的列和内侧永磁体32的列产生的漏磁通作为对目标71的磁性引力而发挥作用，使得维持可动触点52的位置。

由此，能够排除机械式的保持机构，有助于装置的轻量化。因此，推力/重量比进一步提高，而且响应性能也进一步提高。并且，不存在包括这种滑动部的机械式保持机构，而且不需要用于维持接通状态和切断状态的电力，这在不妨碍电磁驱动方式的操作机构所具有的维护上的优势这一点上是有用的。

并且，本实施方式的操作机构能够进行任意的驱动，因此也能够调整推力以缓和目标62与永磁体61b的碰撞，还能够降低故障风险。另外，能够去除用于降低故障风险的结构，因此也有助于进一步的轻量化。

另外，还能够与可动触点52、固定触点53的损耗状态无关地实现固定的动作特性。并且，在动作时，通过将用于实现固定的动作模式的驱动力的变化与过去的数据进行比较，能够探测触点的损耗状态，因此能够进行设备的寿命诊断。当然，通过定期检查中的无负载运转也能够进行诊断。

(第二实施方式)

(整体结构)

图8是表示第二实施方式所涉及的电力用开闭装置1的内部结构图。如图8所示，在该电力用开闭装置1中，第二传递机构9介于中间杆42与操作杆41之间。能够以推力的放大或移动量的放大为目的来设置该第二传递机构9。

(第二传递机构的一个结构例)

图9是表示以推力的放大为目的的第二传递机构9的结构图。如图9所示，该第二传递机构9将中间杆42与操作杆41以使多个连杆介于其中的方式进行连接。多个连杆包括：棒状的杠杆91，其一端以能够使该杠杆91转动的方式被固定；将中间杆42与杠杆91的另一端能够转动地连接的辅助连杆92；以及将操作杆41与设置于杠杆91的中部的节点能够转动地连接的辅助连杆93。

(第二传递机构的其它结构例)

图10是表示以移动量的放大为目的的第二传递机构9的结构图。如图10所示，该第二传递机构9将中间杆42与操作杆41以使多个连杆介于其中的方式进行连接。多个连杆包括：棒状的杠杆91，其一端以能够使该杠杆91转动的方式被固定；将中间杆42与设置于杠杆91的中部的节点能够转动地连接的辅助连杆92；以及将操作杆41与杠杆91的另一端能够转动地连接的辅助连杆93。

(效果)

像这样具备杠杆91，该杠杆91的一端处具有能够转动的固定点，并且输出环34直接或间接地以能够转动的方式安装于另一端侧，与输出环34相比操作杆41被安装于该杠杆91的更靠近固定点的位置。

在该第二传递机构9中，相比于力点与支点的距离，作用点与支点的距离更近。因此，当杠杆91作为杠杆发挥功能时，中间杆42的移动力能够被放大后传递给操作杆41。

另外，具备杠杆91，该杠杆91的一端处具有能够转动的固定点，并且操作杆41以能够转动的方式安装于另一端侧，与操作杆41相比输出环34直接或间接地被安装于该杠杆91的更靠近固定点的位置。

在该第二传递机构9中，相比于作用点与支点的距离，力点与支点的距离更近。因此，当杠杆91作为杠杆发挥功能时，中间杆42的移动量能够被放大后传递给操作杆41。

另外，虽然部件数量和滑动部增加，但是具有使推力或行程增减的功能，因此具有操作机构3或开闭装置5侧的设计自由度增加的效果。

(第三实施方式)

(第一保持机构的结构)

图11是表示第三实施方式所涉及的电力用开闭装置1的第一保持机构6的结构图，左半图表示切断状态，右半图表示接通状态。如图11所示，在该第一保持机构6中，框架8代替了目标62。即，框架8由铁磁体形成。另一方面，中间杆42上固定有从周面竖起的板状的橡胶磁体63。

(作用和效果)

在该第一保持机构6中，如图11的右半图所示，橡胶磁体63对于框架8接触。因此，橡胶磁体63的磁性引力强有力地作用于框架8，橡胶磁体63被固定于框架8。

由于橡胶磁体63与输出环34处于固定关系，输出环34与可动触点52借助中间杆42和操作杆41处于连动关系，因此可动触点52也被维持在接通位置。因此，即使在使操作机构3停止的状态下重力等外力作用于可动触点52，也无需继续操作机构3的运转而能够保持接通状态。因而，基于本实施方式的第一保持机构6不依赖于机械式，而且不需要用于维持接通状态的电力。另外，橡胶磁体63具有高弹性力，因此缓和橡胶磁体63与框架8的碰撞冲击，还能够降低故障风险。另外，能够去除用于降低故障风险的结构，因此也有助于进一步的轻量化。

[其它实施方式]

在本说明书中，说明了本发明所涉及的多个实施方式，但是这些实施方式是作为例子而呈现的，并不意图限定发明的范围。具体地说，也包括将第一至第三实施方式的全部或任一个进行组合而得到的方式。如上的实施方式能够以其它各种方式来实施，能够在不脱离发明的范围的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、宗旨，同样包含于权利要求书中记载的发明及其均等的范围。

例如，在各图中，说明了电力用开闭装置1横卧的例子，但是也可以竖置电力用开闭装置1。另外，以使外侧永磁体和内侧永磁体为圆环状为例子进行了说明，但是例如也可以将圆弧状排列成环状。

附图标记说明

1：电力用开闭装置；2：驱动装置；21：位置传感器；21a：线性标尺；21b：光学式拾取器；22：母线；23：电力转换器；23a：PWM逆变器；23b：推力控制器；24：电源电力转换器；24a：逆变器；24b：再生受电控制器；25：平滑电容器；26：蓄电装置；26a：电池；26b：电阻器；26c：二极管；27：U相电流传感器；28：W相电流传感器；3：操作机构；31：外侧永磁体；32：内侧永磁体；33：三相线圈；33a：电力供给线；34：输出环；34a：圆弧板；34b：圆弧板；34c：圆板；35：定子；35a：圆板；36：导杆；37：连接构件；37a：引导件；38：内侧管；39：外侧管；4：传递机构；41：操作杆；42：中间杆；5：开闭机构；51：密闭空间；52：可动触点；53：固定触点；6：第一保持机构；61：磁体单元；61a：轭；61b：永磁体；62：目标；63：橡胶磁体；7：第二保持机构；71：目标；71a：外侧环；71b：内侧环；8：框架；9：第二传递机构；91：杠杆；92：辅助连杆；93：辅助连杆；100：电源。

Claims (10)

1.一种电力用开闭装置的操作机构，用于通过对可动触点进行往复驱动来使开闭装置在切断状态与接通状态之间相互转变，该操作机构的特征在于，具备：

第一永磁体的列，其是使圆环状或圆弧状的永磁体邻接而构成的，其中，相邻接的永磁体的磁极在包含上述永磁体的中心轴的截面上最大旋转90度；

第二永磁体的列，在该第二永磁体的列中，圆环状或圆弧状的永磁体的磁极具有与上述第一永磁体的列相同的方向的磁化矢量径向分量，并且具有与上述第一永磁体的列相反的方向的磁化矢量轴向分量；

磁体固定单元，其使上述第一永磁体的列与上述第二永磁体的列以各自的磁极的磁化矢量径向分量为相同的方向的方式对置来对上述第一永磁体的列和上述第二永磁体的列进行固定；

线圈，其介于上述第一永磁体的列与上述第二永磁体的列之间，在该线圈与上述第一永磁体的列之间、以及该线圈与上述第二永磁体的列之间存在固定的间隙；

线圈支承单元，其与上述可动触点直接或间接地连接，上述线圈固定于该线圈支承单元，并且该线圈支承单元能够沿着上述第一永磁体的列和上述第二永磁体的列平行移动；以及

电力供给线，其供给用于对上述线圈进行励磁的电力，

其中，通过由上述第一永磁体的列和上述第二永磁体的列产生的磁路以及被励磁的上述线圈的作用，来产生用于对上述可动触点进行往复驱动的推力。

2.根据权利要求1所述的电力用开闭装置的操作机构，其特征在于，

上述第一永磁体和上述第二永磁体保持有同等的磁化能量。

3.根据权利要求1或2所述的电力用开闭装置的操作机构，其特征在于，还具备：

铁磁体，其固定于上述线圈支承单元或与该线圈支承单元连动地移动的构件；以及

位置被固定的第三永磁体，

其中，与上述线圈支承单元的移动相应地，上述第三永磁体与上述铁磁体相对接近，由此利用上述第三永磁体对上述铁磁体的磁性引力来维持上述可动触点的位置。

4.根据权利要求1或2所述的电力用开闭装置的操作机构，其特征在于，还具备：

第三永磁体，其固定于上述线圈支承单元或与该线圈支承单元连动地移动的构件；以及

位置被固定的铁磁体，

其中，与上述线圈支承单元的移动相应地，上述第三永磁体与上述铁磁体相对接近，由此利用上述第三永磁体对上述铁磁体的磁性引力来维持上述可动触点的位置。

5.根据权利要求3所述的电力用开闭装置的操作机构，其特征在于，

上述第三永磁体是橡胶磁体。

6.根据权利要求4所述的电力用开闭装置的操作机构，其特征在于，

上述第三永磁体是橡胶磁体。

7.根据权利要求1或2所述的电力用开闭装置的操作机构，其特征在于，

还具备固定于上述线圈支承单元的铁磁体，

其中，从上述第一永磁体的列和上述第二永磁体的列产生的漏磁通作为对上述铁磁体的磁性引力而发挥作用，维持上述可动触点的位置。

8.根据权利要求1或2所述的电力用开闭装置的操作机构，其特征在于，还具备：

操作杆，其使上述可动触点往复运动；以及

杠杆，该杠杆的一端处具有能够转动的固定点，并且上述线圈支承单元直接或间接地以能够转动的方式安装于该杠杆的另一端侧，与上述线圈支承单元相比上述操作杆被安装于该杠杆的更靠近上述固定点的位置，

其中，将上述线圈支承单元的推力放大后传递给上述可动触点。

9.根据权利要求1或2所述的电力用开闭装置的操作机构，其特征在于，还具备：

操作杆，其使上述可动触点往复运动；以及

杠杆，该杠杆的一端处具有能够转动的固定点，并且上述操作杆以能够转动的方式安装于该杠杆的另一端侧，与上述操作杆相比上述线圈支承单元直接或间接地被安装于该杠杆的更靠近上述固定点的位置，

其中，将上述线圈支承单元的移动量放大后传递给上述可动触点。

10.一种电力用开闭装置，具有能够往复运动的可动触点以及对上述可动触点进行驱动的操作机构，能够通过上述可动触点的移动来在切断状态与接通状态之间相互移动，

上述操作机构是根据权利要求1或2所述的操作机构。