CN105453209B - 气体断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气体断路器，与以往的双向驱动方式相比能够减小操作能耗，并且使作用于可动销的过度的力缓和而能够实现可靠性高的双向驱动方式。本发明的气体断路器的特征在于，由驱动侧连杆、被驱动侧连杆、将前两者连结的杠杆、规定驱动侧连杆和被驱动侧连杆的动作的导向件构成双向驱动机构部，使可动销分别与上述驱动侧连杆所具有的第一槽凸轮、导向件所具有的第二槽凸轮、杠杆所具有的第三槽凸轮连通，可动销通过驱动侧连杆的动作而在各槽凸轮内运动，从而使杠杆转动，将被驱动侧连杆向与驱动侧连杆相反的方向驱动，将被驱动侧电弧极向与驱动侧电弧极相反的方向驱动。

Description

气体断路器

技术领域

本发明涉及气体断路器，特别地涉及一种气体断路器，其对采用将电极向彼此相反的方向驱动的双向驱动机构者尤其适用。

背景技术

高电压的电力系统所使用的气体断路器通常被称为吹气(Puffer)型，其利用开极动作途中的消弧气体压力上升，使压缩气体向电极间产生的电弧吹扫来遮断电流。

为了提高这种吹气型气体断路器的遮断性能而提出了一种双向驱动方式，将以往固定的被驱动侧的电极向与驱动侧电极的驱动方向相反的方向驱动。

例如专利文献1提出了一种采用叉形杠杆的方式。依据该专利文献1，在叉的凹陷部中接触与驱动侧的动作联动的销，从而叉形杠杆转动并使其变换为开闭轴向的往复运动，由此将被驱动侧电弧极向与驱动侧电极的驱动方向相反的方向驱动。在销从叉的凹陷部离开的状态下，杠杆保持位置，被驱动侧电弧极静止。

该专利文献1的目的是在电流遮断所需要的时间范围内以最小限度的驱动力高效地使被驱动侧动作。

另外，在专利文献2中提出了一种采用槽凸轮的双向驱动方式。该方案是通过销按照驱动侧的动作在槽凸轮内进行移动而使凸轮转动，从而将与凸轮连结的被驱动侧电弧极向与驱动侧电弧极相反的方向驱动。通过使槽凸轮为任意形状，能够实现所希望的被驱动侧电弧极与驱动侧电弧极的速度比。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第6271494号说明书

专利文献2：日本特开2003－109480号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，由于专利文献1中记载的叉形杠杆的形状仅由直线部和圆弧部构成，因此存在无法任意设定被驱动侧的速度的问题。另外，在每次进行开闭动作时，销会与叉形杠杆的凹陷部接触，可能会对叉形杠杆施加过度的力。

另外，专利文献2虽然能够利用槽凸轮任意设定被驱动侧的速度，但是因为是由单一的槽凸轮构成，因此槽凸轮内的可动销相对于驱动侧运动始终运动，从而难以将被驱动侧的动作限定在所希望的时间范围内。另外，为了使被驱动侧相对于驱动侧向相反方向动作，需要可动销进行旋转运动，槽凸轮大致为圆弧状，因此存在装置变大的问题。

本发明针对上述问题，目的是提供一种气体断路器，其能够实现确保遮断性能并使操作器的能耗最小的槽凸轮形状，并且能够实现一种与以往的双向驱动方式相比能够减小操作能耗，同时缓和作用于可动销的过度的力而可靠性较高的双向驱动方式。

用于解决课题的方法

本发明的气体断路器，为了达成上述目的，在密封箱内对置地设置驱动侧电极和被驱动侧电极，上述驱动侧电极具有驱动侧主电极和驱动侧电弧极，上述被驱动侧电极具有被驱动侧主电极和被驱动侧电弧极，上述驱动侧电弧极与操作器连接，上述被驱动侧电弧极与双向驱动机构部连结，上述气体断路器的特征在于，上述双向驱动机构部具备：接受来自上述驱动侧电极的驱动力的驱动侧连杆；与上述被驱动侧电弧极连接的被驱动侧连杆；相对于上述驱动侧连杆的动作使上述被驱动侧连杆向相反方向动作的杠杆；以及规定上述驱动侧连杆和上述被驱动侧连杆的动作的导向件，使可动销分别与上述驱动侧连杆所具有的第一槽凸轮、上述导向件所具有的第二槽凸轮及上述杠杆所具有的第三槽凸轮连通，上述可动销通过上述驱动侧连杆的动作而在上述各槽凸轮内运动，从而使上述杠杆转动，将上述被驱动侧连杆向与上述驱动侧连杆相反的方向驱动，将与上述被驱动侧连杆连接的上述被驱动侧电弧极，向与上述驱动侧连杆所连接的上述驱动侧电极的上述驱动侧电弧极相反的方向驱动。

发明的效果

根据本发明，能够实现确保遮断性能并使操作器的能耗最小的槽凸轮形状，并且能够实现一种与以往的双向驱动方式相比能够减小操作能耗，同时缓和作用于可动销的过度的力而可靠性较高的双向驱动方式。

附图说明

图1是表示本发明的气体断路器的实施例1的吹气型气体断路器的双向驱动机构的详图。

图2是表示本发明的气体断路器的实施例1的吹气型气体断路器的闭极状态的图。

图3是表示本发明的气体断路器的实施例1的吹气型气体断路器的双向驱动机构的分解立体图。

图4是表示本发明的气体断路器的实施例1的吹气型气体断路器的行程特性的特性图。

图5是表示在本发明的气体断路器的实施例1的吹气型气体断路器的开极途中，被驱动侧电弧极即将动作之前的状态的剖视图。

图6是表示在本发明的气体断路器的实施例1的吹气型气体断路器的开极途中，可动销逼近第一槽凸轮的连结部，被驱动侧电弧极的动作刚刚开始之后的状态的剖视图。

图7是表示在本发明的气体断路器的实施例1的吹气型气体断路器的开极途中，可动销就要从第一槽凸轮的连结部脱出之前，被驱动侧电弧极的动作最后阶段的状态的剖视图。

图8是在表示本发明的气体断路器的实施例1的吹气型气体断路器的开极途中，被驱动侧电弧极的动作结束的状态的剖视图。

图9是表示本发明的气体断路器的实施例1的吹气型气体断路器的开极状态的剖视图。

图10是表示本发明的气体断路器的实施例1的吹气型气体断路器的驱动侧电弧极与被驱动侧电弧极的速度比的图。

图11是表示本发明的气体断路器的实施例2的吹气型气体断路器的闭极状态的双向驱动机构部的详图。

图12是表示本发明的气体断路器的实施例2的吹气型气体断路器的开极途中的被驱动侧电弧极即将动作之前的状态的双向驱动机构部的详图。

图13是表示本发明的气体断路器的实施例2的吹气型气体断路器的开极途中的可动销逼近第一槽凸轮的连结部，被驱动侧电弧极的动作刚刚开始之后的状态的双向驱动机构部的详图。

图14是表示本发明的气体断路器的实施例2的吹气型气体断路器的开极途中的可动销就要从第一槽凸轮的连结部脱出之前，被驱动侧电弧极的动作最后阶段的状态的双向驱动机构部的详图。

图15是表示本发明的气体断路器的实施例2的吹气型气体断路器的开极途中的被驱动侧电弧极的动作结束的状态的双向驱动机构部的详图。

图16是表示本发明的气体断路器的实施例2的吹气型气体断路器的开极状态的双向驱动机构部的详图。

图17是表示使本发明的气体断路器的实施例2的吹气型气体断路器的驱动侧连杆向驱动侧开极方向进行微小量位移时的第一槽凸轮、第二槽凸轮及可动销的变形状态的图。

图18是表示本发明的气体断路器的实施例2的吹气型气体断路器的槽凸轮及可动销因第一槽凸轮驱动时的摩擦力及接触力而变形的状态的图17的侧视图。

图19是表示本发明的气体断路器的实施例2的吹气型气体断路器的描画第一槽凸轮及第二槽凸轮的交叉角度、和在槽凸轮与可动销之间作用的接触力的关系的机构解析结果的图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明实施方式的气体断路器进行说明。另外，下述只不过是实施例而已，并非将发明内容限定于下述具体形态的意图。另外，发明本身则可以根据专利请求范围所记载的内容以各种形态进行实施。另外，虽然在以下实施例中举出具有机械式压缩室及热膨胀室的断路器的例子进行说明，但是也可以将本发明适用于例如仅有机械式压缩室的断路器。

实施例1

图2示出本发明实施例1的吹气型气体断路器的合闸状态。

如该图所示，在密封箱100内呈同轴状对置地设有驱动电极和被驱动电极。驱动侧电极具有驱动侧主电极2和驱动侧电弧极4，被驱动电极具有被驱动侧主电极3和被驱动侧电弧极5。

另外，与密封箱100邻接地设置操作器1，将传递驱动力的主轴6与该操作器1连结，在主轴6的前端设有驱动侧电弧极4。主轴6在机械式压缩室7及热膨胀室9内贯通地设置。在热膨胀室9的遮断部侧设置驱动侧主电极2及喷嘴8，与驱动侧电弧极4对置地在同轴上设置被驱动侧电弧极5，被驱动侧电弧极5的一端和喷嘴8的前端部与双驱动机构部10连结。

如图2所示，吹气型气体断路器设定于在合闸状态下，利用操作器1的以液压或弹簧构成的驱动源使驱动侧主电极2和被驱动侧主电极3导通的位置，构成了通常时的电力系统的回路。

在对因雷击等而产生的短路电流进行遮断时，将操作器1向开极方向驱动，介由主轴6使驱动侧主电极2与被驱动侧主电极3分离。此时，虽然会在驱动侧电弧极4与被驱动侧电弧极5之间生成电弧，但是通过利用机械式压缩室7进行的机械方式的消弧气体吹扫、和利用热膨胀室9进行的利用电弧热的消弧气体吹扫，对电弧进行消弧而遮断电流。

为了降低该吹气型气体断路器的操作能耗而具备双向驱动机构10，其将以往固定的被驱动侧电弧极5向与驱动侧电极4的驱动方向相反的方向驱动。

以下基于图1及图3对本发明实施例1的吹气型气体断路器的双向驱动方式进行说明。

如图1及图3所示，本实施例的双向驱动机构10构成为：通过导向件14在遮断动作方向上移动自如地保持被驱动侧连杆13和驱动侧连杆11，并利用在导向件14上转动自如地设置的杠杆12进行连结。

在驱动侧连杆11上设置第一槽凸轮16，在导向件14上设置第二槽凸轮17，在杠杆12上设置第三槽凸轮19。可动销18在第二槽凸轮17、第一槽凸轮16及第三槽凸轮19中贯通。

为了避免可动销18脱落，而夹着导向件14在一端设置可动销六角头27，并用可动销固定螺母29对在另一端切出的可动销紧固螺栓28进行紧固。此时，为了使可动销18能够在槽凸轮内自由移动，使可动销18的圆筒部分的长度为导向件14的层叠方向厚度以上。

通过这样构成，可动销18不会固定在任何部位上，而能够在各槽内自由移动。

杠杆固定销15也同样地，夹着导向件14在一端设置杠杆固定销六角头24，并用杠杆固定销固定螺母26对另一端切出的杠杆固定销紧固螺栓25进行紧固。

为了避免杠杆固定销15及可动销18从导向件14脱落，除了上述方式以外，也可以在销的两端切出槽，并分别嵌入挡圈。

杠杆12为了避免作用有与开极方向垂直的方向的力，而优选为左右对称的形状。在本实施例中采用了使杠杆下部为双叉而夹入驱动侧连杆11的构造。

在驱动侧连杆11上切出的第一槽凸轮16从操作器侧观察是由第二直线部16C、连结部16B及第一直线部16A构成的。

第一直线部16A和第二直线部16C设置在彼此不同的轴线上，并在其间设有连结部16B。构成为第一槽凸轮16的铅垂方向的位移幅度收敛在第二槽凸轮17的铅垂方向的位移幅度内及第三槽凸轮19的铅垂方向的位移幅度内。

另外，连结部16B的形状可以根据遮断部的动作特性任意地设计，例如可以考虑采用曲线或直线。

驱动侧连杆11利用设置在导向件14上的槽(图3的14A、14B)限制上下方向的位移，仅能够在与遮断部的动作轴水平的方向上移动。

如图1所示，设置在导向件14上的第二槽凸轮17以与第一槽凸轮16的上下方向的位移幅度相等的方式切出。另外，对于第二槽凸轮17的形状没有特别地限定，可以根据遮断动作特性适当地变更。

如上所述，第一槽凸轮16和第二槽凸轮17形成纸面垂直方向的层叠构造，在两个槽凸轮16和17的重叠部分上配置可动销18(参照图3)。

另外，可动销18贯通于在杠杆12上切出的第三槽凸轮19，杠杆12能够以杠杆固定销15为旋转轴进行旋转。

此时，可动销18在第一槽凸轮16的连结部16B上移动时，会在第二槽凸轮17中向一个方向滚动地移动。由于该可动销18向一个方向的移动，会在第三槽凸轮19内壁的单侧作用力，从而规定杠杆12的旋转方向。另外，对于第三槽凸轮19的形状没有特别地限定，能够根据遮断动作特性适当地变更。

由于该旋转运动，在杠杆12上切出的杠杆被驱动侧导向槽21会向安装于被驱动侧连杆13的被驱动侧移动销20传递力，从而能够将与被驱动侧电弧极5连结的被驱动侧连杆13向与驱动侧连杆11相反的方向驱动。

驱动侧连杆11与被驱动侧连杆13的间隔d1(参照图1)由喷嘴8前端的外径和被驱动侧电弧极5的直径差决定。

另外，驱动侧的臂长La1和被驱动侧的臂长Lb1，在对杠杆12设置角度时，会因杠杆12所具有的角度而发生变化，然而无论何种角度都是La1＜Lb1。

此时，虽然用于使被驱动侧动作的力比Lb1＜La1的情况大，但是由于被驱动侧电弧极5的重量相对于驱动侧的重量压倒性地小，因此该力不太会成为问题。另外，由于使较轻的被驱动侧电弧极5相对于驱动侧较快地动作，因此能够以最小限度的操作力确保所需的相对速度。

例如，如图2所示，双向驱动机构10与驱动侧的连结所采用的构造是，在喷嘴8上安装紧固环22，在紧固环22上设置供驱动侧连杆11的前端部贯通的孔，使驱动侧连杆11的前端部贯通紧固环22而用螺母紧固驱动侧紧固螺栓23。

以下使用图4～图10对开极动作途中的各状态进行说明。

图4示出吹气型气体断路器的行程特性，横轴表示时间，纵轴表示驱动侧电极行程和被驱动侧电极行程。

在图4中，时刻a是开极开始时刻，时刻b是被驱动侧电弧极5即将动作之前(图5的状态)的时刻，时刻c是可动销18逼近第一槽凸轮16的连结部16B的状态(图6的状态)即被驱动侧电弧极5的动作刚刚开始之后的时刻，时刻d是在可动销18就要脱离第一槽凸轮的连结部16B之前，被驱动侧电弧极5的动作最后阶段的时刻(图7的状态)，时刻e是被驱动侧电弧极5的动作结束的时刻(图8的状态)，时刻f是驱动侧动作完成而达到开极状态的时刻(图9的状态)。

各时刻的两个电极的行程例如以s4ab表示驱动侧电弧极4的从时刻a到时刻b的行程那样进行表示。

图5示出被驱动侧电弧极5即将动作之前的状态。就从时刻a到时刻b的行程而言，驱动侧电弧极4为行程s4ab(≠0)，被驱动侧电弧极5为行程s5ab(＝0)，即被驱动侧电弧极5静止。

即，在第一槽凸轮的第二直线部16C的直线部通过可动销18的期间，实现被驱动侧电弧极5静止的状态(以下将该状态称为间歇驱动)。由此，通过对第二直线部16C的长度进行调整，能够使被驱动侧仅在任意的时间范围内运动。

图6示出可动销18逼近第一槽凸轮的连结部16B，被驱动侧电弧极5的动作刚刚开始之后的状态。就表示该期间的行程的从时刻a到时刻c的行程而言，驱动侧电弧极4为行程s4ac(＞s4ab)，被驱动侧电弧极5为行程s5ac(＞s5ab)，两个电极都进行动作。此时，可动销18逼近第一槽凸轮16的连结部16B，并且在第二槽凸轮17和第三槽凸轮19内向一个方向移动。

图7示出在可动销18就要脱离第一槽凸轮16的连结部16B之前，被驱动侧电弧极5的动作最后阶段的状态。就表示该期间的行程的从时刻a到时刻d的行程而言，驱动侧电弧极4为行程s4ad(＞s4ac)，被驱动侧电弧极5为行程s5ad(＞s5ac)，两个电极都进行动作。此时，可动销18沿第一槽凸轮16的连结部16B移动，并且在第二槽凸轮17和第三槽凸轮19内向一个方向移动。

图8示出被驱动侧电弧极5的动作结束的状态。就从时刻a到时刻e的行程而言，驱动侧电弧极4为行程s4ae(＞s4ad)，被驱动侧电弧极5为行程s5ae(＞s5ad)，两个电极都进行移动。此时，可动销18逼近第一槽凸轮的第一直线部16A，并且在第二槽凸轮17和第三槽凸轮19内移动。

图9示出吹气型气体断路器的开极状态。就从时刻a到时刻f的行程而言，驱动侧电弧极4为行程s4af(＞s4ae)，被驱动侧电弧极5为行程s5af(＝s5ae)即被驱动侧电弧极5静止。在第一槽凸轮16的直线部通过可动销18的期间，实现被驱动侧电弧极5静止的间歇驱动状态。

以下，将杠杆12的动作与上述的可动销18的相对的动作关联起来进行说明。在开极动作开始后并达到图5的状态之前，可动销18沿第二直线部16C移动，杠杆12在此期间静止。

在图6及图7的状态中，可动销18沿连结部16B移动，杠杆12在此期间以杠杆固定销15为支点旋转。在图8及图9的状态中，可动销18沿第一直线部16A移动，杠杆12在此期间静止。

如图6及图7所示，当可动销18在连结部16B上移动时，可动销18在第二槽凸轮17及第三槽凸轮19上分别向一个方向移动，并使杠杆12以杠杆固定销15为支点旋转。

另外，在吹气型气体断路器的开极动作(图5～图9)中，可动销18在第二直线部16C、连结部16B、第一直线部16A中向一个方向移动，在合闸动作(图9～图5)中，可动销18在第一直线部16A、连结部16B、第二直线部16C中向一个方向移动。

如以上这样，在第一槽凸轮的连结部16B，可动销18通过第二槽凸轮17进行杠杆12的位置保持，从而使杠杆12向一个方向旋转，将被驱动侧电弧极5向与驱动侧电弧极4相反的方向驱动。

另外，在第一槽凸轮的第一直线部16A，可动销18通过第二槽凸轮17及第三槽凸轮19限制动作，从而使杠杆12的转动停止。由此，实现被驱动侧电弧极5静止的间歇驱动状态。

如图3所示，本实施例通过使第一槽凸轮16和第二槽凸轮17在可动销18的轴向上重叠而能够实现节省空间的双向驱动机构。另外，由于可动销18不会固定于任何部位，因此能够使作用于可动销18的过度的力缓和，从而能够实现可靠性高的双向驱动机构。

接下来，使用图10对本实施例的驱动侧电极行程和驱动侧电弧极4及被驱动侧电弧极5的速度比进行说明。

在本实施例中，当驱动侧电弧极4达到行程s4ab时，则被驱动侧电弧极5开始动作，且被驱动侧电弧极5在行程s4ae停止。另外，从行程s4ab到行程s4ac使被驱动侧电弧极5加速，在从行程s4ac到行程s4ad和从行程s4ad到行程s4ae这两个阶段减速。这是为了从被驱动侧电弧极5脱离驱动侧电弧极4的时刻b(参照图4)起使被驱动侧电弧极5急剧地加速，而在短时间内使极间距离变长。

这样的动作尤其是对容性小电流遮断是有效的。就容性小电流遮断而言，需要遮断各时刻的极间绝缘破坏电压超过恢复电压。这是因为极间绝缘破坏电压依存于各时刻的极间距离，所以需要在短时间内尽量增大极间距离。

在本实施例中，示出了能够实现容性小电流遮断所需的行程特性的双向驱动机构的槽凸轮形状，但是对于各种遮断任务存在最佳的行程特性，这些可以通过对本实施例的由任意曲线构成的连结部16的形状进行变更而实现。

另外，通过对第一槽凸轮的上述第一直线部16A、第二直线部16C、连结部16B、第二槽凸轮17、第三槽凸轮19的位置关系进行调整，能够变更被驱动侧动作与驱动侧动作的速度比。

通过采用这样的本实施例的结构，能够根据遮断部构造、遮断方式不同的机型简易地进行槽凸轮的设计变更，能够实现用于确保遮断性能的最佳的槽凸轮形状。另外，可动销不与任何部位固定而能够在槽凸轮内自由运动，因此能够缓和在开闭动作时作用于槽凸轮的过度的力。另外，通过将第二槽凸轮与第一槽凸轮在可动销的轴向上重叠，能够实现使断路器的轴向长度缩减并节省空间的双向驱动机构。

因此，根据本实施例，能够实现确保遮断性能并使操作器能耗最小的槽凸轮形状，并且与以往的双向驱动方式相比能够减小操作能耗，同时能够实现使作用于可动销的过度的力缓和而可靠性高的双向驱动方式。

实施例2

图11示出本发明的气体断路器的实施例2的吹气型气体断路器的合闸状态，仅图示了双向驱动机构部。

本实施例的双向驱动机构10，是通过导向件14在遮断动作方向上移动自如地保持被驱动侧连杆13与驱动侧连杆11，并利用在导向件14上转动自如地设置的杠杆12进行连结而构成的。

在驱动侧连杆11上切出第一槽凸轮16，从操作器侧观察是由第二直线部16C、连结部16B及第一直线部16A构成。第一直线部16A和第二直线部16C设置在彼此不同的轴线上，其间设有连结部16B。

构成为第一槽凸轮16的铅垂方向的位移幅度收敛在第二槽凸轮17的铅垂方向的位移幅度内及第三槽凸轮19的铅垂方向的位移幅度内。另外，连结部16B的形状能够根据遮断部的动作特性任意地设计，例如能够考虑采用曲线或直线。

驱动侧连杆11通过设置在导向件14上的槽来限制上下方向的位移(参照图3的14A、14B)，仅能够在与遮断部的动作轴水平的方向上移动。

在导向件14上与第一槽凸轮16的上下方向幅度同等地切出例如由曲线构成的第二槽凸轮17。这里，经由第一槽凸轮16和第二槽凸轮17的交点的切线与各槽凸轮中心线所成的交叉角度(以下简称为槽凸轮的交叉角度)θa为40度以上140度以下。这是为了如后所述将第一槽凸轮16及第二槽凸轮17与可动销18之间的接触力抑制为最小限度。

另外，第二槽凸轮17的形状不限于曲线，能够根据遮断动作特性适当地变更。第一槽凸轮16和第二槽凸轮17形成纸面垂直方向的层叠构造，在两个槽凸轮的重叠部分上配置可动销18，彼此自由可动地连结(参照图3)。

另外，在杠杆12上切出的第三槽凸轮19中贯通可动销18，杠杆12以杠杆固定销15为旋转轴旋转。此时，可动销18在第一槽凸轮的连结部16B上移动时，会沿第二槽凸轮17向一个方向滚动地移动。由于该可动销18向一个方向的移动，会在第三槽凸轮19内壁的单侧作用力，规定杠杆12的旋转方向。另外，对于第三槽凸轮19的形状没有特别地限定，能够根据遮断动作特性适当地变更。

由于该旋转运动，在杠杆12上切出的杠杆被驱动侧导向槽21会向安装在被驱动侧连杆13上的被驱动侧移动销20传递力，从而将与被驱动侧电弧极5连结的被驱动侧连杆13向与驱动侧连杆11相反的方向驱动。

图12示出被驱动侧电弧极5的即将动作之前的状态。就从时刻a到时刻b(参照图4)的行程而言，驱动侧电弧极4为行程s4ab(≠0)，被驱动侧电弧极5为行程s5ab(＝0)即被驱动侧电弧极5静止。该状态中的第一槽凸轮16与第二槽凸轮17的交叉角度θb等于θa，为40度以上140度以下。

图13示出可动销18逼近第一槽凸轮16的连结部16B，且被驱动侧电弧极5的动作刚刚开始之后的状态。就表示该期间的行程的从时刻a到时刻c(参照图4)的行程而言，驱动侧电弧极4为行程s4ac(＞s4ab)，被驱动侧电弧极5为行程s5ac(＞s5ab)，两个电极都进行动作。此时，可动销18逼近第一槽凸轮16的连结部16B，并且在第二槽凸轮17和第三槽凸轮19内向一个方向运动。该状态中的第一槽凸轮16与第二槽凸轮17的交叉角度θc为40度以上140度以下。

图14示出在可动销18就要脱离第一槽凸轮16的连结部16B之前，被驱动侧电弧极5的动作最后阶段的状态。就表示该期间的行程的从时刻a到时刻d(参照图4)的行程而言，驱动侧电弧极4为行程s4ad(＞s4ac)，被驱动侧电弧极5为行程s5ad(＞s5ac)，两个电极都进行动作。此时，可动销18沿第一槽凸轮16的连结部16B移动，并且在第二槽凸轮17和第三槽凸轮19内向一个方向移动。该状态中的第一槽凸轮16与第二槽凸轮17的交叉角度θd为40度以上140度以下。

图15示出被驱动侧电弧极5的动作结束的状态。就从时刻a到时刻e(参照图4)的行程而言，驱动侧电弧极4为行程s4ae(＞s4ad)，被驱动侧电弧极5为行程s5ae(＞s5ad)，两个电极都进行移动。此时，可动销18逼近第一槽凸轮16的第一直线部16A，并且在第二槽凸轮17和第三槽凸轮19内移动。该状态中的第一槽凸轮16与第二槽凸轮17的交叉角度θe为40度以上140度以下。

图16示出吹气型气体断路器的开极状态。就从时刻a到时刻f(参照图4)的行程而言，驱动侧电弧极4为行程s4af(＞s4ae)，被驱动侧电弧极5为行程s5af(＝s5ae)即被驱动侧电弧极5静止。在第一槽凸轮16的直线部通过可动销18的期间，实现被驱动侧电弧极5静止的间歇驱动状态。该状态中的第一槽凸轮16与第二槽凸轮17的交叉角度θf等于θe，为40度以上140度以下。

如以上这样，在全部的动作区间，第一槽凸轮16与第二槽凸轮17的交叉角度为40度以上140度以下。

从吹气型气体断路器的开极动作开始后到达成图12的状态为止，可动销18沿第二直线部16C移动，杠杆12静止。在图13及图14的状态下，可动销18沿连结部16B移动，杠杆12以杠杆固定销15为支点旋转。在图15及图16的状态下，可动销18沿第一直线部16A移动，杠杆12静止。

以下用图17～图19示出使第一槽凸轮16与第二槽凸轮17的交叉角度为40度以上140度以下的根据。

在图17及图18中示出第一槽凸轮16、第二槽凸轮17及可动销18为弹性体时的槽凸轮交叉角度和接触力的关系。图17及图18示出使驱动侧连杆11向驱动侧开极方向进行微小量位移时的第一槽凸轮16、第二槽凸轮17及可动销18的变形状态。

在图17及图18中，在与第一槽凸轮16的接触面1相接的区域，可动销18受摩擦力F向驱动侧开极方向变形并受接触力F2牵拉而同向地变形。

另外，在与第二槽凸轮17的接触面2相接的区域，可动销18受摩擦力F而向与驱动侧开极方向成角度θ的方向变形并受接触力F1牵引而同向地变形。另外，由于第一槽凸轮16的接触面1及第二槽凸轮17的接触面2的变形，槽凸轮交叉角度会在局部成为θ’(＞θ)。

图19示出机构解析结果，其描画第一槽凸轮16与第二槽凸轮17的交叉角度和作用在槽凸轮与可动销18之间的接触力F1(F2)的关系。

根据图19可知，接触力F1及F2在交叉角度θ为40度以上140度以下的范围内降低。就图19而言，接触力关于θ＝90度对称而在从0度到40度及140度到180度的范围内增大。因此，为了将第一槽凸轮16及第二槽凸轮17与可动销18之间的接触力抑制为最小限度，可以使交叉角度处于40度以上140度以下的范围。

更理想的是优选第一槽凸轮16与第二槽凸轮17的交叉角度θa至θf为90度。交叉角度为90度时，由于使第一槽凸轮16及第二槽凸轮17与可动销18之间的接触力为最小而能够缓和冲击力。

如以上这样，为了在全部动作区间使第一槽凸轮16与第二槽凸轮17的交叉角度为40度以上140度以下，可以考虑例如以下的设计法。

首先，从满足遮断任务的最佳行程特性考虑，按照函数形式或将任意的坐标点平滑连结而成的形式来设定第二槽凸轮17的曲线。此时，以第一槽凸轮16的第一直线部16A与第二直线部16B的交叉角度为90度的方式，规定第二槽凸轮17的两端形状。接下来，将第二槽凸轮17的曲线分成微小区间，在与各区间的方向矢量成40度以上140度以下的交叉角度的方向上设置坐标点，并将其平滑连结成为第一槽凸轮16的曲线。

根据本实施例，在利用驱动侧的动作进行驱动的第一槽凸轮16与被固定的第二槽凸轮17的交叉区域上连通可动销18，并使第一槽凸轮16与第二槽凸轮17的交叉角度在全部动作区间内为40度以上140度以下，从而能够将作用于可动销18的接触力抑制为最小限度，更加优选使交叉角度为90度，从而能够使可动销18与槽凸轮之间的冲击力为最小，因此能够提供抑制零件的破损及零件间的固涩而可靠性高的气体断路器。

符号说明

1—操作器；2—驱动侧主电极；3—被驱动侧主电极；4—驱动侧电弧极；5—被驱动侧电弧极；6—主轴；7—机械式压缩室；8—喷嘴；9—热膨胀室；10—双向驱动机构部；11—驱动侧连杆；12—杠杆；13—被驱动侧连杆；14—导向件；15—杠杆固定销；16—第一槽凸轮；16A—第一直线部；16B—连结部；16C—第二直线部；17—第二槽凸轮；18—可动销；19—第三槽凸轮；20—被驱动侧移动销；21—杠杆被驱动侧导向槽；22—紧固环；23—驱动侧紧固螺栓；24—杠杆固定销六角头；25—杠杆固定销紧固螺栓；26—杠杆固定销固定螺母。

Claims (12)

1.一种气体断路器，其在密封箱内对置地设置驱动侧电极和被驱动侧电极，上述驱动侧电极具有驱动侧主电极和驱动侧电弧极，上述被驱动侧电极具有被驱动侧主电极和被驱动侧电弧极，上述驱动侧电弧极与操作器连接，上述被驱动侧电弧极与双向驱动机构部连结，上述气体断路器的特征在于，

上述双向驱动机构部具备：接受来自上述驱动侧电极的驱动力的驱动侧连杆；与上述被驱动侧电弧极连接的被驱动侧连杆；相对于上述驱动侧连杆的动作使上述被驱动侧连杆向相反方向动作的杠杆；以及规定上述驱动侧连杆和上述被驱动侧连杆的动作的导向件，

使可动销分别与上述驱动侧连杆所具有的第一槽凸轮、上述导向件所具有的第二槽凸轮及上述杠杆所具有的第三槽凸轮连通，上述可动销通过上述驱动侧连杆的动作而在上述各槽凸轮内运动，从而使上述杠杆转动，将上述被驱动侧连杆向与上述驱动侧连杆相反的方向驱动，将与上述被驱动侧连杆连接的上述被驱动侧电弧极，向与上述驱动侧连杆所连接的上述驱动侧电极的上述驱动侧电弧极相反的方向驱动。

2.根据权利要求1所述的气体断路器，其特征在于，

上述第一槽凸轮由第一直线部、设置在与上述第一直线部不同的轴上的第二直线部以及连接上述第一直线部和上述第二直线部的连结部构成，上述第一槽凸轮的铅垂方向的位移幅度收敛在上述第二槽凸轮的铅垂方向的位移幅度内以及第三槽凸轮的铅垂方向的位移幅度内。

3.根据权利要求2所述的气体断路器，其特征在于，

当上述可动销在上述第一直线部及上述第二直线部内移动时上述杠杆静止，当上述可动销在上述连结部内移动时上述杠杆以支点为中心旋转。

4.根据权利要求2所述的气体断路器，其特征在于，

当上述可动销在上述连结部内移动时，上述可动销分别沿上述第二槽凸轮及上述第三槽凸轮向一个方向移动。

5.根据权利要求3所述的气体断路器，其特征在于，

当上述可动销在上述连结部内移动时，上述可动销分别沿上述第二槽凸轮及上述第三槽凸轮向一个方向移动。

6.根据权利要求2所述的气体断路器，其特征在于，

在上述气体断路器的开极动作中，上述可动销沿上述第二直线部、上述连结部、上述第一直线部向一个方向移动，在上述气体断路器的闭极动作中，上述可动销沿上述第一直线部、上述连结部、上述第二直线部向一个方向移动。

7.根据权利要求3所述的气体断路器，其特征在于，

在上述气体断路器的开极动作中，上述可动销沿上述第二直线部、上述连结部、上述第一直线部向一个方向移动，在上述气体断路器的闭极动作中，上述可动销沿上述第一直线部、上述连结部、上述第二直线部向一个方向移动。

8.根据权利要求4所述的气体断路器，其特征在于，

在上述气体断路器的开极动作中，上述可动销沿上述第二直线部、上述连结部、上述第一直线部向一个方向移动，在上述气体断路器的闭极动作中，上述可动销沿上述第一直线部、上述连结部、上述第二直线部向一个方向移动。

9.根据权利要求5所述的气体断路器，其特征在于，

在上述气体断路器的开极动作中，上述可动销沿上述第二直线部、上述连结部、上述第一直线部向一个方向移动，在上述气体断路器的闭极动作中，上述可动销沿上述第一直线部、上述连结部、上述第二直线部向一个方向移动。

10.根据权利要求2所述的气体断路器，其特征在于，

上述第一槽凸轮的上述第一直线部、上述第二直线部、上述连结部、上述第二槽凸轮以及上述第三槽凸轮的位置关系由被驱动侧电弧极与驱动侧电弧极的速度比决定。

11.根据权利要求2所述的气体断路器，其特征在于，

上述第一槽凸轮与上述第二槽凸轮的全部动作区间中的交叉角度为40度以上140度以下。

12.根据权利要求2所述的气体断路器，其特征在于，

上述第一槽凸轮与上述第二槽凸轮的全部动作区间中的交叉角度为90度。