JP2000294092A - しゃ断器の操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小さな操作力で、しかも簡単な機構で大きな
接触荷重を得る。 【解決手段】 可動接触子２ｂを固定接触子２ａに対し
て接離させる方向に移動可能に保持された操作ロッド３
と、この操作ロッド３に相対的に移動可能に接続された
可動部材９と、前記操作ロッド３を、前記可動部材９に
対して前記可動接触子２ｂを前記固定接触子２ａに押し
付ける方向に付勢するワイプばね１６と、前記可動部材
９を、前記固定部材１に対して前記可動接触子２ｂを前
記固定接触子２ａから離す方向に付勢する可動部材駆動
用ばね１９と、前記可動部材９を、前記固定部材１に対
して前記可動接触子２ｂを前記固定接触子２ａに押し付
ける方向に吸引駆動するための永久磁石８と、この永久
磁石８と可動部材９間に作用する磁力を制御することで
前記可動部材９を駆動ししゃ断器２を操作する磁力制御
手段１０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば小容量の真
空バルブ（真空しゃ断器）を操作ロッドにより開閉操作
するしゃ断器の操作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば小容量の真空開閉器の操作
装置としては、図２４に示すような構成のものがある。
図９に示すように台車上に取付けられた配電盤９１の上
部支持体９２に真空バルブ９３が支持され、その可動接
触子を操作する操作ロッド９４は絶縁ロッド９５を介し
て配電盤９１内の下部に設けられた操作機構に連結され
ている。

【０００３】この操作機構は投入電磁石９６と、この投
入電磁石９６に近接する上方に回動軸９７を中心に回動
可能に取付けられ、その一端部が絶縁ロッド９５に連結
部９８及び接続ばね９９を介して連結されると共に、他
端部が台車上に固定されたしゃ断ばね１００に連結部１
０１を介して連結されたレバー１０２と、このレバー１
０２に取付けられ、投入電磁石９６の励磁により吸引さ
れる可動鉄片１０３とから構成されている。

【０００４】このような構成の真空開閉器の操作機構に
おいて、投入電磁石９６を励磁すると可動鉄片１０３を
吸引し、レバー１０２を回動軸９７を中心に図示反時計
方向に回動させ、絶縁ロッド９５を介して操作ロッド９
４が上方に駆動されることで真空バルブ９３が投入され
る。

【０００５】また、投入電磁石９６を無励磁にすると、
しゃ断ばね１００の弾性力によりレバー１０２を回動軸
９７を中心に図示時計方向に回動させ、絶縁ロッド９５
を介して操作ロッド９４が下方に駆動されることで真空
バルブ９３がしゃ断される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の真空開閉器の操作装置において、真空バルブ９３の
投入時の駆動力を投入電磁石９６によりしゃ断ばね１０
０の弾性力に抗して得るには大きな電磁力を発生させな
ければならないため、それだけ大形のものが必要とな
る。また、真空バルブ９３が投入状態にあるときは常に
投入電磁石９６を励磁しておかなけばならず、しかも可
動及び固定接触子の接触圧も十分なものではない。

【０００７】また、しゃ断ばね１００、投入電磁石９
６、レバー１０２等で大きな操作力を得るようにするに
は機構的にも大掛かりで複雑化する。

【０００８】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、小さな操作力で、しかも簡単な機構で大きな
接触荷重を得ることができるしゃ断器の操作装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するためになされたものであり、以下の特徴を有
する。すなわち、この発明によれば、接離可能に設けら
れた可動接触子（２ｂ）と固定接触子（２ａ）とを有す
るしゃ断器（２）を操作するしゃ断器の操作装置におい
て、前記可動接触子（２ｂ）に固定され、この可動接触
子（２ｂ）を固定接触子（２ａ）に対して接離させる方
向に移動可能に保持された操作ロッド（３）と、この操
作ロッド（３）に相対的に移動可能に接続され、かつ前
記操作ロッド（３）に対する相対移動量は所定の可動範
囲に規制された可動部材（１２）と、前記操作ロッド
（３）を、前記可動部材（１２）に対して前記可動接触
子（２ｂ）を前記固定接触子（２ａ）に押し付ける方向
に付勢する第１の弾性部材（１６）と、前記可動部材
（１２）を移動可能に保持する固定部材（１）と、前記
可動部材（１２）を、前記固定部材（１）に対して前記
可動接触子（２ｂ）を前記固定接触子（２ａ）から離す
方向に付勢する第２の弾性部材（１９）と、前記可動部
材（１２）を、前記固定部材（１）に対して前記可動接
触子（２ｂ）を前記固定接触子（２ａ）に押し付ける方
向に吸引駆動するための永久磁石（８）と、この永久磁
石（８）と可動部材（１２）間に作用する磁力を制御す
ることで前記可動部材（１２）を駆動し、しゃ断機
（２）を操作する磁力制御手段（１０）とを有すること
を特徴とするしゃ断器の操作装置が提供される。

【００１０】このような構成によれば、前記第１、第２
の弾性部材（１６、１９）の付勢方向は逆方向であるか
ら、前記第１の弾性部材（ワイプばね）によって可動接
触子を固定接触子に強大な接触荷重で押し付けた場合で
も、前記永久磁石による駆動力は第１、第２の弾性部材
のばね力の差で良い。

【００１１】したがって、永久磁石による操作力が比較
的小さくても作動する、コンパクトな操作装置を得るこ
とができる。

【００１２】なお、第１の実施形態によれば、前記磁力
制御手段（１０）は、前記永久磁石（８）と可動部材
（９）間の磁路を選択的に遮断あるいは繋ぐ磁路開閉機
構部（２０）と、該磁路開閉機構部を開閉駆動する開閉
駆動機構部（２１）とを有する。

【００１３】このような構成によれば、簡単な構成で可
動部材に印加される吸引力（磁力）を制御することがで
きる。

【００１４】なお、このような磁力制御手段（１０）を
用いる場合には、前記第１の弾性部材（１６）の作用に
より前記操作ロッド（３）から前記可動部材（９）に作
用する反力をＦｋ１、前記第２の弾性部材（１９）の作
用により前記固定部材（１）から前記可動部材（９）に
作用する反力をＦｋ２、前記磁路開閉機構部（２０）が
前記磁路を閉じている場合の前記永久磁石（８）による
前記可動部材（９）の吸引力をＦＭ、前記磁路開閉機構
部（２０）が前記磁路を開いている場合の前記永久磁石
（８）による前記可動部材（９）の吸引力をＦｍとした
場合、Ｆｋ１、Ｆｋ２、ＦＭ及びＦｍは、Ｆｋ１＋Ｆｋ
２<ＦＭ、かつＦｋ１＋Ｆｋ２>Ｆｍとなるように設定さ
れていることが好ましい。

【００１５】また、別の第２の実施形態によれば、前記
磁力制御手段（１０）は、前記永久磁石（８）から可動
部材（９）を通る磁路（Ｘ）に加え、前記永久磁石
（８）から可動部材（９）を通らないバイパス磁路
（Ｙ）を構成する磁路バイパス部（４１。４２）と、こ
の磁路バイパス部により構成される磁路を開閉すること
で永久磁石（８）から可動部材（９）を通る磁路中の磁
束を増減させて永久磁石に印加される磁力を制御するバ
イパス磁路開閉機構部（）とを有する。

【００１６】このような構成によれば、簡単な構成で可
動部材に印加される吸引力（磁力）を制御することがで
きる。

【００１７】この場合、前記第１の弾性部材（１６）の
作用により前記操作ロッド（３）から前記可動部材（１
２）に作用する反力をＦｋ１、前記第２の弾性部材（１
９）の作用により前記固定部材（１）から前記可動部材
（９）に作用する反力をＦｋ２、前記バイパス磁路
（Ｙ）が遮断されている場合の前記可動部材（９）に印
加される吸引力をＦＭ、前記バイパス磁路（Ｙ）が繋が
れている場合の前記前記可動部材（９）に印加される吸
引力をＦｍとした場合、前記Ｆｋ１、Ｆｋ２、ＦＭ及び
Ｆｍは、Ｆｋ１＋Ｆｋ２<ＦＭ、かつＦｋ１＋Ｆｋ２>Ｆ
ｍとなるように設定されていることが好ましい。

【００１８】さらに、第１、第２の実施形態において
は、しゃ断器の投入側では、Ｆｋ１＋Ｆｋ２の変化特性
とＦＭの変化特性は略等しくかつＦｋ１＋Ｆｋ２<ＦＭ
となるように設定され、しゃ断器のしゃ断側では、Ｆｋ
１＋Ｆｋ２の変化特性とＦｍの変化特性は略等しくかつ
Ｆｋ１＋Ｆｋ２>Ｆｍとなるように設定されていること
が好ましい。

【００１９】また、前記実施形態においては、前記磁路
開閉機構部（２０）として、相対的に移動し接触するこ
とで磁路を繋ぎ離間することで磁路を遮断する機構（２
３、２４、２５、２６）を有し、前記開閉駆動機構部
（２１）は、前記磁路開閉機構を駆動するトグルばね機
構（２８、２９、３０、３１、３２）を有するものを採
用することができる。

【００２０】このような構成によれば、手動であっても
容易に磁路の開閉を行なえる。

【００２１】また、この磁路開閉機構部の別の例として
は、相対的に移動し接触することで磁路を繋ぎ離間する
ことで磁路を遮断する機構（２３、２４、２５、２６）
を有し、前記開閉駆動機構が、前記磁路開閉機構部（２
３、２４、２５、２６）を作動方向に付勢する弾性部材
（４５）と、該開磁路開閉機構（２３、２４、２５、２
６）の作動を規制するキャッチ機構（４６）と、このキ
ャッチ機構（４６）を駆動し前記規制を解除することで
前記開閉機構（２３、２４、２５、２６）を作動させる
操作ボタン（４７）とを有するものを採用することもで
きる。

【００２２】また、第３の実施形態によれば、前記第１
の実施形態の前記磁力制御手段（１０）に加え、追加磁
力発生手段（５５）を有し、この追加磁力発生手段（５
５）は、前記可動部材（９）を通る磁束を増加させるた
めの別の永久磁石（５６）と、この別の永久磁石（５
６）により構成される磁路を開閉することで、前記可動
部材に対する吸引力を制御する磁路開閉機構（５７）を
有する。

【００２３】このような構成によれば、可動部材（９）
に印加される吸引力を複数段階に切換えることができ
る。

【００２４】なお、この場合、前記第１の弾性部材（１
６）の作用により前記操作ロッド（３）から前記可動部
材（９）に作用する反力をＦｋ１、前記第２の弾性部材
（１９）の作用により前記固定部材（１）から前記可動
部材（９）に作用する反力をＦｋ２、前記磁力発生手段
（１０）の磁路開閉機構（２０）が閉じ、かつ前記追加
磁路発生手段（５５）の磁路開閉機構（５７）が閉じて
いる場合における前記可動部材に印加される吸引力をＦ
Ｍ＋、前記磁力発生手段の磁路開閉機構が閉じ、かつ前
記追加磁路発生手段の磁路開閉機構が開いている場合に
おける前記可動部材に印加される吸引力をＦＭ±、前記
磁力発生手段の磁路開閉機構が開き、かつ前記追加磁路
発生手段の磁路開閉機構が開いている場合における前記
可動部材に印加される吸引力をＦＭ−とした場合、Ｆｋ
１＋Ｆｋ２がＦＭ±に略等しくなるように設定されてい
ることが好ましい。

【００２５】さらに、この場合、前記永久磁石（８）に
対し、前記可動部材（９）を駆動するための駆動するた
めの操作電磁石（５６）と、この操作電磁石（５６）を
励磁するための給電手段（６１）とを有することが好ま
しい。

【００２６】このような構成によれば、可動部材（９）
に印加される吸引力がＦＭ±の場合において、操作電磁
石による非常に小さい操作力であってもしゃ断器の操作
を行なえる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。

【００２８】（第１の実施形態） （装置の基本構成）図１（ａ）は、この発明の第１の実
施形態に係るしゃ断器の操作機構を示す縦断面図であ
る。

【００２９】図１（ａ）中、符号１で示すのは、しゃ断
器及び操作機構を支持するための支持フレーム（固定部
材）である。この支持フレーム１には、固定接触子２ａ
及び可動接触子２ｂとを有するしゃ断器としての真空バ
ルブ２が取り付けられている。そして、この真空バルブ
２の前記可動接触子２ｂには、絶縁材からなる操作ロッ
ド３が同軸的に連結されている。この操作ロッド３は、
前記支持フレーム１に取付けられたリニアガイド４によ
り軸（上下）方向に移動可能に支持されている。

【００３０】したがって、この操作ロッド３が下方向に
駆動されることで前記可動接触子２ｂが固定接触子２ａ
から離間するので前記真空バルブ２のしゃ断がなされ、
この操作ロッド３が上方向に駆動されることで前記可動
接触子２ｂが固定接触子２ａに接触するので前記真空バ
ルブ２の投入がなされるようになっている。

【００３１】また、この実施形態のしゃ断器の操作機構
は、この図に示すように、並列配置された３つの真空バ
ルブ２を同時に操作するようになっている。そして、こ
れら３つの真空バルブ２の投入及び遮断のスイッチング
は、図に６で示す磁気駆動機構によって一括的になされ
るようになっている。

【００３２】この磁気駆動機構６は、前記支持フレーム
１（固定部材）に固定されたケーシング７と、このケー
シング７内に固定された永久磁石８と、このケーシング
７内で上下移動可能に設けられかつ磁性体からなる可動
部材９と、前記ケーシング７に設けられ前記永久磁石８
と可動部材９間の磁路を遮断・接続する磁路開閉機構１
０（磁力制御手段）とからなる。

【００３３】この磁路開閉機構１０の詳細な構成は後で
詳しく述べるが、この磁路開閉機構１０によって永久磁
石８と可動部材９間の磁路が繋がれると、前記可動部材
９は永久磁石８からの強力な吸引力（ＦＭ）によって上
方向に駆動されるようになっている。

【００３４】また、この可動部材９には、図に１２で示
す駆動ロッドが軸線を垂直にした状態で固定されてい
る。この駆動ロッド１２の上端部１２ａは分岐アーム１
３を介して３股に分岐され、それぞれ前記真空バルブ２
の操作ロッド３の下端に接続されている。この駆動ロッ
ド１２の上端部１２ａと操作ロッド３の下端部は、図１
（ｂ）に示す連結機構１５によって上下方向に距離δだ
け相対移動可能に接続されている。

【００３５】図１（ｂ）に示す連結機構１５は、前記駆
動ロッド１２の上端に固定され前記操作ロッド３の下端
部を上下移動自在に保持するケース１３と、このケース
１３内に設けられ前記操作ロッド３を上方向に付勢する
スプリング１４とを有する。また、前記操作ロッド３の
下端と上記駆動ロッド１２との隙間を調節することによ
ってこの駆動ロッド１２と操作ロッド３の相対可動範囲
は前述したように寸法δに規制されている。

【００３６】また、図１（ａ）に示すように、前記駆動
ロッド１２の上端部１２ａには、図に１６で示すワイプ
ばね（第１の弾性部材）が介挿されている。このワイプ
ばね１６（及び前記スプリング１４）は、前記真空バル
ブ２が投入された際、前記可動接触子２ｂを固定接触子
２ａに対して必要な力（接触荷重）で押圧するようにな
っている。

【００３７】なお、真空バルブ２が遮断された際、すな
わち、可動接触子２ｂが固定接触子２ａから離れた場合
には、前記ワイプばね１６とスプリング１４は伸び切っ
た状態となる（図１（ｃ）参照）。

【００３８】一方、上記駆動ロッド１２の、前記磁気駆
動機構６のケーシング７から下側に突出した下端には、
図に１８で示す鍔状のストッパが設けられており、この
ストッパ１８と前記ケーシング７の下端面との間には、
この駆動ロッド１２を下方向、すなわち、前記可動接触
子２ｂを固定接触子２ａから離す方向に付勢する多段バ
ネ１９（第２の弾性部材）が挿入されている。

【００３９】この多段ばね１９は、ばね長が長い第１ば
ね１９ａと、ばね長が短い第２ばね１９ｂとからなり、
全体として非線型の特性を発揮するように構成されてい
る。

【００４０】このような構成において、図１（ａ）の左
側は、投入時の状態を示し、図１（ａ）の右側は、遮断
時の状態を示している。

【００４１】すなわち、前記磁路開閉機構１０によって
磁路が繋がれると、前記可動部材９が上方向に吸引駆動
され前記駆動ロッド１２が前記多段バネ１９の復元力に
抗して上方向に駆動される。このことによって、図１
（ａ）の左側に示されるように前記真空バルブ２の操作
ロッド３が駆動され前記可動接触子２ｂが固定接触子２
ａに接触する。そして、この可動接触子２ｂは、固定接
触子２ａに対して前記ワイプばね１６の復元力によって
押し付けられることになる。

【００４２】この状態において、前記固定接触子２ａか
らの可動接触子２ｂ側に対する反力をＦｋ１、多段バネ
１９の復元力をＦｋ２、前記可動部材９の前記永久磁石
８による吸引力をＦＭとすると、 Ｆｋ１＋Ｆｋ２<ＦＭ …（１） の関係が成立している。

【００４３】なお、ここで、各力Ｆｋ１，Ｆｋ２及びＦ
Ｍは、各部材の自重による影響を含んでいるものとす
る。

【００４４】また、前記磁路開閉機構１０によって永久
磁石８と可動部材９間の磁路が遮断されると、前記可動
部材９と永久磁石８の間の磁力はＦＭよりもかなり小さ
いＦｍに減少する。このことで、前記多段ばね１９の復
元力が磁力Ｆｍに勝ることになり、図１（ａ）の右側に
示すように前記可動部材９及び駆動ロッド１２は下降駆
動され、前記可動接触子２ｂが固定接触子２ａから離間
する。この結果、真空バルブ２は遮断される。

【００４５】この状態において、 Ｆｋ１＋Ｆｋ２<Ｆｍ …（２） の関係が成立している。

【００４６】なお、可動接触子２ｂが固定接触子２ａか
ら完全に離間した後は、Ｆｋ１は０となるから、 Ｆｋ２<Ｆｍ …（３） の関係が成立することになる。

【００４７】このような構成のしゃ断器の操作装置にお
いて、永久磁石８及び可動部材９以外の部品としては非
磁性材料を原料とする部品を用いている。例えば支持フ
レーム１、操作ロッド３はステンレス鋼、可動部材駆動
ばね１９及び非線形ワイプばね１６はステンレスばね
鋼、リニアガイド４他は銅または銅合金により構成して
いる。

【００４８】そして、前記可動部材９（駆動ロッド１
２）の操作ロッド３に対する相対可動範囲δは、可動部
材９自身の絶対可動範囲よりも小さく設定されている。

【００４９】（装置の動作特性）次に、このような操作
装置における動作特性を図２に示すグラフに基づいて説
明する。

【００５０】ここで、グラフ中、ＦＫは、前記ワイプば
ね１６と駆動部材用ばね１９のばね力の単純和ＦＫ＝Ｆ
ｋ１＋Ｆｋ２の変化を、投入状態を原点とした可動部材
５の移動量を横軸にとって表したものである。

【００５１】このグラフにおいて、（Ｉ）は完全に投入
された状態（図１（ａ）の左側）に対応し、（ＩＩ）は
前記可動接触子２ｂが固定接触子２ａから離れる寸前の
状態に対応し、（ＩＩＩ）は完全に遮断された状態（図
１（ａ）の右側）に対応する。この図に示すように、
（Ｉ）〜（ＩＩ）ではＦＫ＝Ｆｋ１＋Ｆｋ２、（ＩＩ）
〜（ＩＩＩ）ではＦＫ＝Ｆｋ２となる。ここで、ワイプ
ばね１６の復元力Ｆｋ１は、可動部材駆動ばね１９の復
元力Ｆｋ２に比べてかなり大きいものであることが好ま
しい。

【００５２】一方、このグラフには、前記永久磁石８に
よる永久吸引力ＦＭ、Ｆｍの変化がＦＫの変化に重ねて
示されている。なお、永久吸引力ＦＭ、Ｆｍは、ＦＫと
符号が逆（作用方向が逆）であるが、このグラフではＦ
Ｋとの大小を比較するために同符号で示している。

【００５３】すなわち、前記磁路開閉機構１０により磁
路が閉じられている場合の吸引力ＦＭは、（Ｉ）〜（Ｉ
ＩＩ）の全域に渡ってＦＭ>ＦＫとなるように定めら
れ、特に（Ｉ）〜（ＩＩ）では、Ｆｋ＝（Ｆｋ１＋Ｆｋ
２）よりも若干大きい値で推移するように構成されてい
る。また、前記磁路開閉機構１０により磁路が開かれて
いる場合の吸引力Ｆｍは、（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の全域に
渡ってＦｍ<ＦＫとなるように定められ、特に（ＩＩ）
〜（ＩＩＩ）でＦｋ（＝Ｆｋ２）よりも若干小さい値で
推移するように構成されている。

【００５４】このようにばね１６、１９の復元力（Ｆｋ
１＋Ｆｋ２）及び永久磁石８の吸引力（ＦＭ、Ｆｍ）の
関係が設定されているから、前記磁路開閉機構１０の動
作に基づいて真空バルブ２の投入及び遮断が行なわれる
ようになっている。特に、（Ｉ）の投入状態において、
磁路開閉機構１０によって磁路が開かれると、前記可動
部材９は、ＦＫとＦｍの差に応じた大きなしゃ断方向の
力を受けてノックピン抜きのような作用により瞬時に
（ＩＩＩ）の状態に達することになる。

【００５５】（磁路開閉駆動機構の構成・作用）なお、
通常、真空バルブ２の投入中においては、磁路開閉機構
１０による磁路の開閉は比較的困難である。

【００５６】このような課題を解決するため、この発明
の磁路開閉機構１０は図３及び図４に示すように構成さ
れている。図３は真空バルブ２が遮断されている場合の
磁路開閉機構１０の平面図及び正面図を示し、図４は、
真空バルブ２が投入されている場合の磁路開閉機構１０
の平面図及び正面図を示すものである。これらの図に示
されるように、磁路開閉機構１０は、開閉機構部２０
と、この開閉機構部２０を駆動するための駆動機構部２
１とからなる。

【００５７】開閉機構部２０は、図３（ｂ）、図４
（ｂ）に示すように構成されている。すなわち、この開
閉機構部２０は、前記永久磁石８の表面に固定された固
定板２３と、この固定板２３に固定され表面に所定ピッ
チで設けられた複数の歯２４ａを有する第１のティース
部材２４と、前記固定板２３に対して回動自在に保持さ
れた回転板２５と、この回転板２５に固定され表面に所
定ピッチで設けられ前記第１のティース部材２４の歯２
４ａに対向する複数の歯２６ａを有する第２のティース
部材２６とを有する。

【００５８】そして、この開閉機構部２０によって磁路
が閉じる場合には、図３（ｂ）に示すように、前記第
１、第２のティース部材２４、２６の歯２４ａ、２６ａ
同士を当接させる。また、磁路を開く場合には、前記回
転板２５及び第２のティース部材２６を前記歯２６ａの
ピッチに対応する角度だけ回動させ、図４（ｂ）に示す
ようにお互いの歯をずらすようにする。

【００５９】一方、前記駆動機構部２１は、図３
（ａ）、図４（ａ）に示すトグルばね機構から構成され
ている。すなわち、この駆動機構部２１は、前記回転板
２５から延出された従動レバー２８と、前記固定板２３
に揺動自在に保持された駆動レバー２９と、基端部がこ
の駆動レバー２９の中途部に揺動自在に取着され先端部
が前記従動レバー２８の先端部にスライド自在に連結さ
れてなる揺動リンク３０とを有する。この揺動リンク３
０の先端部は、前記従動レバー２８の先端部に回転自在
に設けられた案内部材３１によって、この揺動リンク３
０の軸方向に相対移動可能に保持されている。そして、
この揺動リンク３０には、前記駆動レバー２９と従動レ
バー２８を互いに離間させる方向に付勢するスプリング
３２が外挿されている。なお、図に３４ａ、３４ｂで示
すのは、前記従動レバー２８のストッパであり、前記第
２のティース部材の１ピッチに対応する距離だけ離間し
ている。

【００６０】次に、この磁路開閉機構１０を作動させる
場合の動作について説明する。真空バルブ２を遮断する
場合、作業者は、前記駆動レバー２９を図３（ａ）に示
す状態から、図に矢印で示す方向に駆動する。

【００６１】このことによって、この駆動レバー２９
は、前記揺動リンク３０に外挿されたスプリング３２を
圧縮しながら回動する。この動作により、前記スプリン
グ３２は、揺動リンク３０の軸線が前記従動レバー２８
の軸線と一致し、これを超える直前まで継続的に圧縮さ
れエネルギーが蓄積される。なお、この間、前記従動レ
バー２８は回動せず投入時の位置を保つことになる。

【００６２】そして、前記揺動リンク３０の軸線が従動
レバー２８の軸線を超えた瞬間、スプリング３２に貯え
られたエネルギーが、従動レバー２８に対して、駆動レ
バー２９の回動駆動方向と逆方向の駆動力を発生させ
る。このことで、前記従動レバー２８は俊敏に揺動して
前記開閉機構部２０の回転板２５及び第２のティース２
６を回動させる。このことで、図４（ａ）に示すよう
に、可動部材９と永久磁石８間の磁路が遮断される。 （第１の実施形態における効果）上述した構成によれ
ば、第１に、簡単な構成で真空バルブを投入遮断でき、
かつ投入時には、永久磁石８の吸引力だけで、可動接触
子２ｂと固定接触子２ａとの間に大きな接点荷重を与え
ることができる。また、遮断時には、ワイプばね１６の
作用により瞬時に遮断が行なえる。

【００６３】すなわち、前記第１、第２の弾性部材１
６、１９の付勢方向は逆方向であるから、ワイプばね１
６によって可動接触子２ｂを固定接触子２ａに対して強
大な接触荷重で押し付けた場合でも、前記永久磁石８に
よる吸引力（磁力）はワイプばね１６と可動部材駆動ば
ね１９のね力の差で良い。

【００６４】したがって、永久磁石による操作力が比較
的小さくても作動する、コンパクトな操作装置を得るこ
とができる。

【００６５】また、上記の構成の磁路開閉機構１０によ
れば、手動によりトグルばね機構にエネルギを蓄積し、
それを瞬時に放出することにより永久磁石８と可動部材
９間の磁路の開閉を行なえるから、確実に真空バルブ２
の遮断を行なえる。

【００６６】（第２の実施形態）図５は本発明のしゃ断
器の操作装置の第２の実施形態の基本構成を示す図であ
る。なお、第１の実施形態と同様の構成要素には同一符
号を付してその詳しい説明は省略する。

【００６７】この実施形態の操作装置は、第１の実施形
態の操作装置と異なる構成の磁路開閉機構４０（磁力制
御手段）を有するものである。以下、便宜上、ケーシン
グ７内の永久磁石８から前記可動部材９を通る磁路を第
１の磁路Ｘという。

【００６８】この磁路開閉機構４０は、前記永久磁石８
を挟み前記第1の磁路Ｘ上に配置された一対の磁性板４
１、４２に取着され、この一対の磁性板４１、４２同士
を前記ケーシング７の外側で短絡させることで前記第1
の磁路Ｘを流れる磁束を減少させ、可動部材９に対する
吸引力を制御するものである。すなわち、一対の磁性板
４１、４２間を短絡させると、図にＹで示すような第２
の磁路が構成されるから、第1の磁路Ｘを流れる磁束は
相対的に減少することになる。

【００６９】前記ケーシング７の外側には、前記一対の
磁性板４１、４２間に、第２の磁路Ｙの開閉を行なうた
めの開閉機構部４３が設けられている。この開閉機構部
４３は、例えば、図６（ａ）、（ｂ）に示すように構成
されている。

【００７０】この開閉機構部４３は、前記第１の実施形
態の開閉機構部（図３（ｂ）、図４（ｂ））と略同様に
構成されている。すなわち、前記一方の磁性板４１に固
定された固定板２３及び第１のティース部材２４と、他
方の磁性板４２に回転自在に支持された回転板２５及び
第２のティース部材２６とを有する。そして、第１のテ
ィース部材２４の歯２４ａと第２のティース部材２６の
歯２６ａを回転方向に接離させることで磁路の接続及び
遮断を行なうようになっている。

【００７１】また、この実施形態においては、図６
（ａ）に示すように、前記回転板２５の外周に所定のピ
ッチで係合爪２５ａが突設されており、かつ、この回転
板２５は、例えばゼンマイ４５等によって図に矢印で示
す回転方向に付勢されている。そして、前記固定板２３
には、図に４６で示すキャッチ部材が、一端側を前記回
転板２５の前記爪２５ａと係合／係合解除可能に揺動自
在に保持されている。このキャッチ部材４６は、図示し
ないばねによって係合方向に付勢されている。

【００７２】そしてこのキャッチ部材４６の駆動は、こ
のキャッチ部材４６の他端側を図に４７で示す押し部材
で押圧することにより行なう。キャッチ部材４６と回転
板２５の係合が解除されると、前記回転板２５は前記ゼ
ンマイ４５の復元力によって所定のピッチだけ回動し、
図６（ｂ）に示すように切り替わる。この例では、磁路
を繋ぐ方向に切り替わるようになっているが、次に前記
キャッチ部材４６の係合が解除されると、図６（ａ）で
示すように磁路を遮断する方向に切り替わることにな
る。

【００７３】なお、上記ゼンマイ４５の巻上げは、図６
（ａ）に示すように、逆回転防止機能５０付の手動回転
レバー５１を用い、ゼンマイ４５の中心部に接続された
回転材５２を回転駆動することで行なう。このような構
成によれば、第１の実施形態と略同様の効果を得ること
ができる。

【００７４】（第３の実施形態）図７は本発明の第３の
実施形態を示すものである。なお、前記第１、第２の実
施形態と同様の構成については同一符号を付してその詳
しい説明は省略する。また、以下、便宜上、前記磁気駆
動機構６のケーシング７内に設けられている永久磁石８
を「第１の永久磁石」という。

【００７５】この実施形態の操作装置は、第１の実施形
態と同様に磁路開閉機構１０を有するのに加え、ケーシ
ング７の外側に、図に５５で示す補助磁力発生機構を有
する。この補助磁力発生機構５５は、前記第１の永久磁
石８による可動部材９の吸引力を増加させる機能を有す
るものであり、図に５６で示す第２の永久磁石を有す
る。この第２の永久磁石５６は、第１の永久磁石８を挟
む前記一対の磁性板４１、４２の間に設けられ、このう
ち一方の磁性板４１に固定され、他方の磁性板４２とは
所定の隙間を存して離間している。

【００７６】そして、第２の永久磁石５６と前記他方の
磁性板４２との間の隙間には、磁路を開閉する補助磁力
用磁路開閉機構５７が設けられている。この磁路開閉機
構５７の構成は、第１の実施形態の磁路開閉機構１０と
同じ構成で良い。この補助磁力用磁路開閉機構５７を操
作し、前記他方の磁性板４２と第２永久磁石５６間の磁
路を接続することで、前記可動部材９には、第１の永久
磁石８と第２の永久磁石５６の総合吸引力が与えられる
ことになる。

【００７７】このような構成によれば、この補助磁力発
生機構５５及び磁路開閉機構１０を操作することで、可
動部材９に対する吸引力を３段階に増減することができ
る。すなわち、磁路開閉機構１０と補助磁力発生機構５
５の両方で磁路を遮断している場合には、前記可動部材
９には最も小さい吸引力ＦＭ−が作用する。ついで、磁
路開閉機構１０のみを作動させ第１の永久磁石８による
磁路を繋ぐと、中間の吸引力ＦＭ±を可動部材９に作用
させることができる。最後に補助磁力発生機構５５によ
る磁路を繋ぐと、可動部材９には、第１の永久磁石８と
第２の永久磁石５６の総合吸引力ＦＭ＋を作用させるこ
とができる。

【００７８】ここで、これらの吸引力ＦＭ−、ＦＭ±、
ＦＭ＋と、総合ばね力ＦＫ（＝Ｆｋ１＋Ｆｋ２）の関係
は図８に示すグラフのように設定されている。

【００７９】まず、ＦＭ±は、ＦＫに略等しくなるよう
に設定され、しや断側（Ｉ）ではＦＫよりも若干小さ
く、投入側（ＩＩＩ）ではＦＫよりも若干大きくなるよ
うに設定されている。そして、ＦＭ＋は、全行程に亘っ
てＦＫよりも大きく、ＦＭ−は全行程に亘ってＦＫより
も小さく設定されている。

【００８０】また、図７に示すように、前記可動部材９
には、磁力を微調整するための操作電磁石６０が取付け
られている。この操作電磁石６０は、電源６１によって
作動するものである。ただし、比較的小さい磁力を発生
させる小型・軽量のもので良く、可動部材９の動きに影
響を与えないものとする。

【００８１】このような構成によれば、まず、前記磁路
開閉機構１０及び補助磁力制御機構５７を操作して吸引
力をＦＭ＋又はＦＭ−に切り替えることで前記第１の実
施形態と同様に可動部材９を駆動することができ、真空
バルブ２の遮断及び投入が行える。

【００８２】さらに、この実施形態では、第１の永久磁
石８による自然吸引力ＦＭ±がＦＫと略等しく設定され
ているから、比較的小さな駆動力であっても、可動部材
９を投入側若しくは遮断側に駆動することができる。そ
こで、この実施形態では、可動部材９に小型軽量の電磁
石６０を設けてこの電磁石６０を励磁することで可動部
材９を駆動するようにしている。

【００８３】また、ＦＭ±は、遮断側ではＦＭ±>Ｆ
Ｋ、投入側ではＦ±<ＦＫに設定しているから、投入状
態若しくは遮断状態で電磁石６０の励磁を停止しても、
投入若しくは解除の状態を維持することができる。ま
た、投入時はワイプばね１６の作用により必要かつ十分
な接触圧力で前記可動接触子２ｂを固定接触子２ａに押
圧することができる。したがって、電磁石６０の消費電
力を節減することができる。

【００８４】なお、この電磁石６０に変えて、てこ等を
用いて手動により前記可動部材を駆動するようにしても
良い。この場合でも、切替え後は、力を加えなくても投
入若しくは解除の状態を維持することができる。

【００８５】なお、本発明は以上説明した第１〜第３の
実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更
しない範囲内で種々変形して実施することができること
は言うまでもない。例えば上記各実施形態では操作対象
が真空バルブの場合について述べたが、操作対象として
ガスしゃ断器であっても良い。

【００８６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、小さ
な操作力で、しかも簡単な機構で大きな接触荷重を得る
ことができるしゃ断器の操作装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態を示す概略構成図。

【図２】同実施例に関し、可動部材に作用する力と可動
ユニットの移動ストロークとの関係を示すグラフ。

【図３】同実施例に関し、磁路開閉機構の動作を概略構
成図。

【図４】同実施例に関し、磁路開閉機構の動作を概略構
成図。

【図５】第２の実施形態を示す概略構成図。

【図６】同実施例に関し、磁路開閉機構の動作を概略構
成図。

【図７】第３の実施形態を示す概略構成図。

【図８】同実施例に関し、可動部材に作用する力と可動
ユニットの移動ストロークとの関係を示すグラフ。

【図９】従来のしゃ断器の操作装置の一例を示す構成説
明図。

【符号の説明】

１…固定部材 ２…真空バルブ ２ａ…固定接触子 ２ｂ…可動接触子 ３…操作ロッド ４…リニアガイド ５…可動部材 ６…磁気駆動機構 ７…ケーシング ８…永久磁石（第１の永久磁石） ９…可動部材 １０…磁路開閉機構（磁力制御手段） １２…駆動ロッド １２ａ…上端部 １５…連結機構 １６…ワイプばね（第1の弾性部材） １９…多段バネ（第２の弾性部材） ２０…開閉機構部 ２１…駆動機構部 ２３…固定板 ２４…第１のティース部材 ２６…第２のティース部材 ２５…回転板 ２５ａ…係合爪 ２８…従動レバー（トグルばね機構） ２９…駆動レバー（トグルばね機構） ３０…揺動リンク（トグルばね機構） ３１…案内部材（トグルばね機構） ３２…スプリング（トグルばね機構） ４０…磁路開閉機構 ４１、４２…一対の磁性板 ４３…開閉機構部 ４５…ゼンマイ（弾性部材） ４６…キャッチ部材（キャッチ機構） ５０…逆回転防止機能 ５１…手動回転レバー ５５…補助磁力発生機構 ５６…第２の永久磁石 ５７…補助磁力用磁路開閉機構 ６０…操作電磁石 ６１…電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本間 三孝 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 谷口 誠 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 Ｆターム(参考） 5G028 EB14 EB15

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接離可能に設けられた可動接触子と固定
   接触子とを有するしゃ断器を操作するしゃ断器の操作装
   置において、 前記可動接触子に固定され、この可動接触子を固定接触
   子に対して接離させる方向に移動可能に保持された操作
   ロッドと、 この操作ロッドに相対的に移動可能に接続され、かつ前
   記操作ロッドに対する相対移動量は所定の可動範囲に規
   制された可動部材と、 前記操作ロッドを、前記可動部材に対して前記可動接触
   子を前記固定接触子に押し付ける方向に付勢する第１の
   弾性部材と、 前記可動部材を移動可能に保持する固定部材と、 前記可動部材を、前記固定部材に対して前記可動接触子
   を前記固定接触子から離す方向に付勢する第２の弾性部
   材と、 前記可動部材を、前記固定部材に対して前記可動接触子
   を前記固定接触子に押し付ける方向に吸引駆動するため
   の永久磁石と、 この永久磁石と可動部材間に作用する磁力を制御するこ
   とで前記可動部材を駆動し、しゃ断機を操作する磁力制
   御手段とを有することを特徴とするしゃ断器の操作装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のしゃ断器の操作装置にお
   いて、 前記磁力制御手段は、 前記永久磁石と可動部材間の磁路を選択的に遮断あるい
   は繋ぐ磁路開閉機構部と、該磁路開閉機構部を開閉駆動
   する開閉駆動機構とを有することを特徴とするしゃ断器
   の操作装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のしゃ断器の操作装置にお
   いて、 前記第１の弾性部材の作用により前記操作ロッドから前
   記可動部材に作用する反力をＦｋ１、 前記第２の弾性部材の作用により前記固定部材から前記
   可動部材に作用する反力をＦｋ２、 前記磁路開閉機構部が前記磁路を閉じている場合の、前
   記永久磁石による前記可動部材の吸引力をＦＭ、 前記磁路開閉機構部が前記磁路を開いている場合の、前
   記永久磁石による前記可動部材の吸引力をＦｍ、とした
   場合、 Ｆｋ１、Ｆｋ２、ＦＭ及びＦｍは、 Ｆｋ１＋Ｆｋ２<ＦＭ、かつＦｋ１＋Ｆｋ２>Ｆｍとなる
   ように設定されていることを特徴とするしゃ断器の操作
   装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のしゃ断器の操作装置にお
   いて、 しゃ断器の投入側では、Ｆｋ１＋Ｆｋ２の変化特性とＦ
   Ｍの変化特性は略等しくかつＦｋ１＋Ｆｋ２<ＦＭとな
   るように設定され、 しゃ断器のしゃ断側では、Ｆｋ１＋Ｆｋ２の変化特性と
   Ｆｍの変化特性は略等しくかつＦｋ１＋Ｆｋ２>Ｆｍと
   なるように設定されていることを特徴とするしゃ断器の
   操作装置。
5. 【請求項５】 請求項２記載のしゃ断器の操作装置にお
   いて、 前記磁路開閉機構は、 相対的に移動することで接離し、接触することで磁路を
   つなぎ、離間することで磁路を遮断する機構を有し、 前記開閉駆動機構は、 前記磁路開閉機構を駆動するトグルばね機構を有するこ
   とを特徴とするしゃ断器の操作装置。
6. 【請求項６】 請求項２記載のしゃ断器の操作装置にお
   いて、 前記磁路開閉機構は、 相対的に移動し接触することで磁路をつなぎ、離間する
   ことで磁路を遮断する機構を有し、 前記開閉駆動機構が、 前記磁路開閉機構を作動方向に付勢する弾性部材と、 該開磁路開閉機構の作動を規制するキャッチ機構と、 このキャッチ機構を駆動し前記規制を解除することで前
   記開閉機構を作動させる操作機構とを有することを特徴
   とするしゃ断器の操作装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載のしゃ断器の操作装置にお
   いて、 前記磁力制御手段は、 前記永久磁石から可動部材を通る磁路に加え、前記永久
   磁石から可動部材を通らないバイパス磁路を構成する磁
   路バイパス部と、 この磁路バイパス部により構成される磁路を開閉するこ
   とで、永久磁石から可動部材を通る磁路中の磁束を増減
   させて永久磁石と可動部材間の磁力を制御するバイパス
   磁路開閉機構とを有することを特徴とするしゃ断器の操
   作装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載のしゃ断器の操作装置にお
   いて、 前記第１の弾性部材の作用により前記操作ロッドから前
   記可動部材に作用する反力をＦｋ１、 前記第２の弾性部材の作用により前記固定部材から前記
   可動部材に作用する反力をＦｋ２、 前記バイパス磁路が開いている場合の前記永久磁石によ
   る前記可動部材の吸引力をＦＭ、 前記バイパス磁路が閉じている場合の前記永久磁石によ
   る前記可動部材の吸引力をＦｍ、とした場合、 前記Ｆｋ１、Ｆｋ２、ＦＭ及びＦｍは、 Ｆｋ１＋Ｆｋ２<ＦＭ、かつＦｋ１＋Ｆｋ２>Ｆｍとなる
   ように設定されていることを特徴とするしゃ断器の操作
   装置。
9. 【請求項９】 請求項２記載のしゃ断器の操作装置にお
   いて、 さらに補助磁力発生手段を有し、 この補助磁力発生手段は、 前記可動部材を通る磁束を増加させるための別の永久磁
   石と、 この別の永久磁石により構成される磁路を開閉すること
   で、前記可動部材に対する吸引力を制御する磁路開閉機
   構とを有することを特徴とするしゃ断器の操作装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載のしゃ断器の操作装置に
    おいて、 前記第１の弾性部材の作用により前記操作ロッドから前
    記可動部材に作用する反力をＦｋ１、 前記第２の弾性部材の作用により前記固定部材から前記
    可動部材に作用する反力をＦｋ２、 前記磁力発生手段の磁路開閉機構が閉じ、かつ前記追加
    磁路発生手段の磁路開閉機構が閉じている場合における
    前記可動部材に印加される吸引力をＦＭ＋、 前記磁力発生手段の磁路開閉機構が閉じ、かつ前記追加
    磁路発生手段の磁路開閉機構が開いている場合における
    前記可動部材に印加される吸引力をＦＭ±、 前記磁力発生手段の磁路開閉機構が開き、かつ前記追加
    磁路発生手段の磁路開閉機構が開いている場合における
    前記可動部材に印加される吸引力をＦＭ−とした場合、 Ｆｋ１＋Ｆｋ２がＦＭ±に略等しくなるように設定され
    ていることを特徴とするしゃ断器の操作装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載のしゃ断器の操作装置
    において、 前記永久磁石に対し、前記可動部材を駆動するための駆
    動するための操作電磁石と該操作電磁石を励磁するため
    の電源回路とを具備したことを特徴とするしゃ断器の操
    作装置。