JP2002140966A

JP2002140966A - 開閉装置

Info

Publication number: JP2002140966A
Application number: JP2001280824A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Ishikawa; 佳延石川; Hiroshi Ohashi; 宏大橋; Yasuharu Kanai; 康晴金井; Makoto Taniguchi; 谷口　　誠; Kenji Watanabe; 憲治渡辺; Hidetake Shiire; 英武仕入
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な機構で、小さな操作力にて大きな接触荷
重を得ることにある。【解決手段】真空バルブ２の可動接触子を操作する操作
ロッド３に筒状部５ａを挿通させて可動部材５を軸方向
に移動可能に設け、この可動部材５の円板部５ｂの外周
側と支持フレーム１との間に複数個の可動部材駆動ばね
７を介挿し、且つ可動部材５の筒状部５ａ外周側の円板
部５ｂに永久磁石１１を取付けると共に、この永久磁石
１１の他端部側に対応する支持フレーム１に操作電磁石
１２を磁極面を対向させて設ける構成とし、可動部材５
に加わるしゃ断方向の全ストロークに対応するばねの荷
重特性をFk１、Fk２とし、操作電磁石１２が無励磁の
ときの永久磁石１１の磁気特性をFMとしたとき、これら
荷重特性の和Fk１+Fk２と磁気特性FMとがほぼバランス
するように設定する。

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を備えた開閉装置に関する。

【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２４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ればならず、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備え
た開閉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。

【００１０】（１）まず、この発明は、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を備えた開閉装置であっ
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、かつこの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、この可動部材を移
動可能に保持する固定部材と、前記可動部材を、この固
定部材に対して前記可動接触子を固定端子から離す方向
に付勢する第１の弾性部材と、（必要に応じて、前記操
作ロッドを、可動部材に対して前記可動接触子を固定接
触子に押し付ける方向に付勢する第２の弾性部材と、）
前記可動部材を、固定部材に対して前記可動接触子を固
定接触子に押し付ける方向に駆動するための永久磁石
と、前記永久磁石に対し、前記可動部材を駆動するため
の磁力を作用させるための操作電磁石と、前記操作電磁
石を励磁するための電源回路とを有することを特徴とす
るものである。

【００１１】ここで、前記第１、第２の弾性部材は、非
線形ばね部材から構成されることが好ましく、前記永久
磁石及び操作電磁石以外の構成部品として非磁性材料を
用いることが好ましい。

【００１２】そして、前記操作ロッドの前記可動部材に
対する可動範囲は、前記可動部材の固定部材に対する可
動範囲よりも小さく構成され、前記第１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Ｆｋ１、前記第２の弾性部材の作用により前記操作ロ
ッドから可動部材に作用する反力をＦｋ２、前記操作電
磁石が無励磁のとき、前記永久磁石による固定部材への
可動部材の吸引力をＦＭとしたとき、前記可動部材の可
動範囲内において、ＦＫ１＋ＦＫ２の変化特性とＦＭの
変化特性が略等しくなるように設定されていることが好
ましい。

【００１３】この場合、前記Ｆｋ１，Ｆｋ２，ＦＭは、
前記可動接触子が固定接触子に押し付けられ、しゃ断器
が投入がされる際には、ＦＭ＞Ｆｋ１＋Ｆｋ２、前記
可動接触子が固定接触子から離れ、しゃ断器がしゃ断さ
れる際には、ＦＭ＜Ｆｋ１＋Ｆｋ２となるように設定
されていることが好ましい。

【００１４】また、前記永久磁石は、前記可動部材と固
定部材のどちらか一方に設け、前記操作電磁石は前記可
動部材と固定部材のどちらか他方に設けるようにしても
良いし、前記永久磁石と操作電磁石を前記可動部材と固
定部材のどちらか一方に一体的に設け、前記可動部材と
固定部材のどちらか他方には前記一体的に設けられた永
久磁石及び操作電磁石の磁力を作用させるための磁性部
材が設けるようにしても良い。前者の場合、前記永久磁
石と操作電磁石は閉磁路を形成するように平行配置され
ていることが好ましい。

【００１５】このような構成によれば、操作電磁石が無
励磁のとき、第１、第２の弾性部材の復元力と永久磁石
の永久吸引力とをバランスさせることができるので、操
作電磁石により小さな操作力を与えるだけでしゃ断器の
投入若しくはしゃ断が行なえる。

【００１６】また、しゃ断器の投入時には、操作電磁石
と永久磁石との間の吸引力と第１、第２の弾性部材の復
元力は互いに逆方向であるから、しゃ断器はゆっくりと
投入される。そして、その後、操作電磁石の励磁を停止
させても投入状態が保たれ、かつ可動接触子は第１の弾
性部材の復元力により固定接触子側に押圧される。

【００１７】一方、しゃ断器のしゃ断時には永久磁石と
操作電磁石との間の反発力は、第１、第２の弾性部材の
復元力と同方向であるから、爆発的なしゃ断力を発生さ
せることができ、しゃ断器を瞬時にしゃ断することがで
きる（２）さらに、前記第１の弾性部材は、初期復元力を
調整可能に設けられていることが好ましい。この場合、
前記第１の弾性部材は、一方の端部が、前記固定部材若
しくは可動部材に設けられこの可動部材の移動方向に取
り付け位置を調整可能に設けられた調整部材によって保
持され、この調整部材の取り付け位置を調整することで
初期復元力が調整可能に設けられていても良い。

【００１８】このような構成によれば、第１の弾性部材
の復元力を永久磁石の特性に合わせて調整することが容
易になる。

【００１９】（３）また、この操作装置が、複数のし
ゃ断器を操作する装置である場合には、少なくとも前記
操作ロッド及び第２の弾性部材はしゃ断器の数に応じて
設けるようにする。この場合、この操作装置は、さら
に、各しゃ断器に対応して設けられ、各しゃ断器に流れ
る電流の状態を検出する状態検出センサと、この状態検
出センサにより検出結果に基いて、前記しゃ断器のしゃ
断タイミングを前記電流が０となるタイミングに一致さ
せる同期制御回路とを有することが好ましい。

【００２０】さらにこの場合、前記複数の操作ロッド
は、この操作ロッドの数と同じ数の可動部材に前記第２
の弾性部材を介して接続されていて良いし、少ない数の
可動部材に前記第２の弾性部材を介して接続されていて
良い。

【００２１】このような構成によれば、複数のしゃ断装
置を操作することができ、かつ、相数に合わせて適切な
しゃ断が行なえる。

【００２２】（４）この操作装置はさらに、前記操作
ロッドを手動で駆動でき、しゃ断器のしゃ断を行なえる
手動しゃ断機構を有することが好ましい。この場合、こ
の手動しゃ断機構は、前記可動部材をテコの原理で駆動
する駆動レバーを有するものであっても良いし、前記永
久磁石の磁路を手動で機械的に切断可能な磁路しゃ断機
構であっても良い。

【００２３】このような構成によれば、操作電磁石が何
らかの理由で作動しない場合であっても、しゃ断が行な
えるから、装置の信頼性が向上する。

【００２４】（５）また、この装置は、前記可動部材
の反動を防止する反動防止機構を有することが望まし
い。この場合、この反動防止機構は、前記可動部材の反
動を減衰する緩衝部材を有するものであっても良いし、
前記可動部材と係合してすることでこの可動部材の反動
を規制する爪部材を有するものであっても良い。

【００２５】このような構成によれば、前記可動部材の
反動が有効に防止できるから、しゃ断装置のしゃ断若し
くは投入を確実に行なえる。

【００２６】（６）この操作装置は、前記しゃ断器の
固定側接触子と可動側接触子とが離間している状態で、
前記可動ユニットを可動側接触子が固定側接触子に当接
する方向に付勢するための可動ユニット駆動ばねと、前
記しゃ断器の固定側接触子と可動側接触子とが離間して
いる状態で、前記可動ユニットを可動側接触子が固定側
接触子に当接する方向に付勢するための永久磁石とをさ
らに有するものであっても良い。

【００２７】このような構成によれば、（１）と同様の
作用をえることができる。

【００２８】

【発明の実施形態】以下、本発明の一実施形態を図面を
参照して説明する。

【００２９】（第１の実施形態）図１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。

【００３０】図１において、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４ａ，
４ｂにより軸方向に移動可能に支持されている。

【００３１】したがって、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
から離間するから前記真空バルブ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に接触するから前記真空バ
ルブ２の投入がなされるようになっている。

【００３２】また、前記操作ロッド３には、図に５で示
す可動部材が移動自在に取着されている。この可動部材
５は、筒状部５ａとこの筒状部５ａの上端に接続された
円板部５ｂとからなるものであり、前記筒状部５ａを前
記操作ロッド３に挿通させることでこの操作ロッド３に
対して相対移動自在に取り付けられている。また、前記
可動部材５の円板部５ｂには、周方向に所定の間隔で複
数個の孔５ｃが設けられている。そして、この可動部材
５は、この複数個の孔５ｃを前記支持フレーム１に立設
されたガイドピン６に挿通させた状態で、この支持フレ
ーム１に上下移動自在に取り付けられている。

【００３３】前記操作ロッド３には、前記可動部材５を
挟む上下部分に、この可動部材５の可動範囲を規制する
ための上ストッパ８及び下ストッパ９が設けられてい
る。そして、この可動部材５と下ストッパ９との間に
は、この操作ロッド３及び可動接触子２ｂを前記固定接
触子２ａ側に付勢するためのワイプばね１０（第２の弾
性部材）が挿入されている。

【００３４】したがって、前記可動接触子２ｂと固定接
触子２ａとが当接している状態で、この可動部材５がさ
らに下方向に駆動されることで、前記可動接触子２ｂは
固定接触子２ａに対して前記ワイプばね１０の復元力に
よって押し付けられることになる。また、前記可動部材
５が前記操作ロッド３の上ストッパ８に当接した状態
で、この可動部材５がさらに上方向に駆動されること
で、この操作ロッド３と可動部材５とが一体的に上方向
に駆動されることになる。

【００３５】一方、前記可動部材５と前記支持フレーム
１との間には、この可動部材５を支持フレーム１に対し
て上方向に付勢するための可動部材駆動ばね７（第１の
弾性部材）が、前記ガイドピン６に外挿された状態で設
けられている。

【００３６】また、可動部材５の筒状部５ａには円筒状
の永久磁石１１が上端面を円板部５ｂに固定した状態で
外挿され、前記支持フレーム１の、この永久磁石１１の
下端部に対向する位置には操作電磁石１２が設けられて
いる。この操作電磁石１２は鉄心及び双方向ソレノイド
コイルを備え、図に１３で示す直流電源回路により投入
時に前記永久磁石１１を吸引励磁、しゃ断時に反発励磁
が可能になっている。また、前記永久磁石１１と操作電
磁石１２の鉄心の間には、この操作電磁石１２が非励磁
の場合であっても、永久吸引力ＦＭが生じており、前記
可動部材５を下方向に付勢しているものとする。

【００３７】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１１及び操作電磁石１２の鉄心以外の部
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及び可動部材５は
ステンレス鋼、可動部材駆動ばね７及び非線形ワイプば
ね１０はステンレスばね鋼、操作電磁石１２のソレノイ
ドコイル及びリニアガイド４ａ，４ｂは銅または銅合金
により構成している。

【００３８】次に、この操作装置の動作を説明する。

【００３９】図２（ａ）〜（ｃ）は、この装置の動作を
示す工程図である。

【００４０】図２（ａ）は、前記ワイプばね１０が圧縮
され、前記可動接触子２ｂが固定接触子２ａにこのワイ
プばね１０の復元力により押し付けられている状態であ
る（投入状態）。この状態から前記可動部材５が上方向
に駆動され、操作ロッド３の上ストッパ８に当接した状
態を示すのが図２（ｂ）である。これ以上可動部材５が
上方向に駆動されると、操作ロッド３も上方向に駆動さ
れ、前記可動接触子２ｂは固定接触子２ａから離れる。
図２（ｃ）は、前記可動接触子２ｂと固定接触子２ａと
が完全に離れた状態を示すものである（しゃ断状態）。

【００４１】ここで、図１に矢印で示すように、前記可
動部材駆動ばね７により前記支持フレーム１から前記可
動部材５に作用する上方向の反力をＦｋ１、前記ワイプ
ばね１０の復元力により前記固定接触子２ａから操作ロ
ッド３に作用する上方向の反力をＦｋ２、前記操作電磁
石１２が非励磁の場合における永久磁石１１の可動部材
５に対する下方向の駆動力をＦＭとする。

【００４２】そして、前記可動部材５の操作ロッド３に
対する相対可動範囲は、前記上ストッパ８及び下ストッ
パ９によって可動部材５自身の絶対可動範囲よりも小さ
く設定されている。したがって、上方向の力を正とし
て、総合ばね力ＦＫ＝Ｆｋ１＋Ｆｋ２の変化を、図２
（ａ）の状態を原点とした可動部材５の移動量δを横軸
にとって表すと、図３に示すようになる。この図におい
て、（１）は図２（ａ）の状態に対応し、（２）は図２
（ｂ）の状態に対応し、（３）は図２（ｃ）の状態に対
応する。この図からわかるように、（１）〜（２）では
ＦＫ＝Ｆｋ１＋Ｆｋ２、（２）〜（３）ではＦＫ＝Ｆｋ
１となる。ここで、ワイプばね１０の復元力Ｆｋ２は、
可動部材駆動ばね７の復元力Ｆｋ１に比べてかなり大き
いものであることが好ましい。

【００４３】一方、前記永久磁石１１の永久吸引力ＦＭ
の変化は、図３に示すように、前記ＦＫと逆方向（符号
が逆）ではあるが、このＦＫの変化と略等しくなるよう
に設定されている。すなわち、ここでＦ＝ＦＭ＋（Ｆｋ
１＋Ｆｋ２）とすると、このＦは、図３に示すように０
付近で推移する。ただし、（１）〜（２）ではＦ＜０
と、ＦＭは（Ｆｋ１＋Ｆｋ２）よりも若干大きく設定さ
れ、（２）〜（３）ではＦ＞０と、ＦＭは（Ｆｋ１＋Ｆ
ｋ２）よりも若干小さくなるように設定されている。

【００４４】したがって、（３）の状態で、前記操作電
磁石１２を吸引励磁し、前記永久磁石１１との間にＦＫ
より若干大きな吸引力ＦＭａを発生させ作用させ、図４
に示すようにＦ＝ＦＭａ＋（Ｆｋ１＋Ｆｋ２）＜０とす
る。ここでＦＭａが（Ｆｋ１＋Ｆｋ２）よりも少しでも
大きければ、図２（ｃ）から図２（ｂ）、図２（ａ）に
示す順で可動部材５を作動させ、前記真空バルブを投入
することができる。図２（ａ）の状態で前記操作電磁石
１２の励磁を停止させても、永久吸引力ＦＭがＦＭ＞Ｆ
ｋ１＋Ｆｋ２であるから、この投入状態は保たれ、前記
可動接触子２ｂは前記固定接触子２ａに対してＦｋ２の
力で押し付けられることになる。

【００４５】一方、図２（ａ）にある状態で、操作電磁
石１２を反発励磁し、前記永久磁石１１との間に反発力
ＦＭｒを作用させる。このＦＭｒは、（Ｆｋ１＋Ｆｋ
２）と同様に上方向であるから、前記可動部材５に作用
する力は上方向のみとなる。したがって、前記ＦＭｒが
非常に小さいものであったとしても、可動部材５に作用
する力Ｆ＝ＦＭｒ＋Ｆｋは図５に示すように大きなもの
となり、前記可動部材５は、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図２
（ｃ）の状態に達することになる。そして、この図２
（ｃ）の状態で操作電磁石１２を無励磁にしても、前記
永久磁石１１の永久吸引力がＦＭ＜Ｆｋであるから、そ
のしゃ断状態が保持される。

【００４６】すなわち、この実施形態によれば、前記可
動部材５に対して非常に小さい力を作用させるのみで真
空バルブ２のしゃ断操作及び投入操作が行なえ、しか
も、それらの操作を適切な速度で行なえることになる。

【００４７】なお、この実施形態では、操作電磁石１２
として双方向ソレノイドコイルを備え、前記直流電源回
路１３よりその通電方向を切換えて吸引励磁、反発励磁
（逆励磁）するようにしたが、しゃ断コイルと投入コイ
ルを備えた操作電磁石であってもよい。

【００４８】以下、しゃ断コイルと投入コイルを備えた
操作電磁石に適用される電源回路１３’を図６により、
双方向ソレノイドコイルを備えた操作電磁石の電源回路
１３”を図７により説明する。

【００４９】図６において、操作電磁石１２’はしゃ断
コイル１２ａと投入コイル１２ｂとを備えている。この
電源回路１３’は、交流電源よりトランスＴを介して入
力される交流を整流器Ｄ１により整流し抵抗Ｒ１を介し
てコンデンサＣ１を充電する。この充電電荷は、サイリ
スタ駆動回路１６からの点弧により導通するサイリスタ
ＳＣＲ１を通してしゃ断コイル１２ａに与えられ、この
しゃ断コイル１２ａを励磁する。

【００５０】一方、これらの回路と並列回路を構成する
整流器Ｄ３により前記トランスＴを介して入力される交
流を整流し、抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ２を充電す
る。この充電電荷は、前記サイリスタ駆動回路１６から
の点弧により導通するサイリスタＳＣＲ２を通して投入
コイル１２ｂに与えられ、この投入コイル１２ｂを励磁
する。

【００５１】なお、ＳＷ１，ＳＷ２はコンデンサＣ１，
Ｃ２に抵抗Ｒ２，Ｒ４を介してそれぞれ並列に接続され
た放電用スイッチである。また、Ｄ２，Ｄ４はコイルか
らの回り込みを防止するためのダイオードである。

【００５２】図７において、前記操作電磁石１２は、双
方向ソレノイドコイルを備えている。

【００５３】この図に示される電源回路１３”では、交
流電源よりトランスＴを介して入力される交流を整流器
Ｄ１によって整流した後、抵抗Ｒ１を介してコンデンサ
Ｃ１を充電する。この充電電荷は、サイリスタ駆動回路
１６からの点弧により導通するサイリスタＳＣＲ１を通
してスイッチング回路１７に与えられ、このスイッチン
グ回路１７のスイッチング動作により決まる通電方向
（しゃ断または投入）に双方向ソレノイドコイル１２
（しゃ断及び投入コイル）を励磁する。

【００５４】また、この電源回路１３”では、前記回路
と並列にトランスＴを介して入力される交流を整流器Ｄ
３により整流し、抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ２を充
電する。この充電電荷は、サイリスタ駆動回路１６から
の点弧により導通するサイリスタＳＣＲ２を通してスイ
ッチング回路１７に与えられる。これら２つの並列回路
は、通電をやり直す場合に使用することにより、迅速な
対応を可能としている。

【００５５】さらに、この電源回路１３”は、バックア
ップ回路を有する。このバックアップ回路は、上記２つ
の回路と並列にトランスＴを介して入力される交流を整
流器Ｄ５により整流し抵抗Ｒ５を介して二次電池Ｅを充
電しておき、この二次電池Ｅの出力を交流電源の停電時
にサイリスタ駆動回路１６からの点弧により導通するサ
イリスタＳＣＲ３を通してスイッチング回路１７に与え
るように構成されている。

【００５６】上述したような電源回路を操作電磁石１２
の種類に応じて選択することにより、操作電磁石１２を
無励磁、投入励磁、反発励磁等を適宜行うことができ
る。

【００５７】なお、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３はコンデン
サＣ１，Ｃ２、二次電池Ｅに抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６を介
してそれぞれ並列に接続された放電用スイッチである。

【００５８】また、この実施形態では、永久磁石１１を
可動部材５に取付け、操作電磁石１２を支持フレーム１
側に取付ける構成としたが、これとは逆に操作電磁石１
２を可動部材５側に取付け、永久磁石１１を支持フレー
ム１側に取付ける構成としても、前述と同様の作用効果
を得ることができる。

【００５９】さらに、上記第１の実施形態では、円筒状
の永久磁石１１を用いたが、図８に示すようにコーン状
の永久磁石１１’を用いてもよい。この場合、操作電磁
石１２の構成としては、この図８に示すように、永久磁
石１１’の磁極の対向面に合せてカップ状に形成するよ
うにしても良い。

【００６０】このようなコーン状の永久磁石１１’によ
れば、たわみ−荷重の特性は円筒状の永久磁石１１に比
べて低下するが、可動部材駆動ばねによる調整が容易で
ある。

【００６１】また、上記可動部材駆動ばね７及びワイプ
ばね１０としては、図９（ａ）に示すように中央部側が
粗に、両端部側が密になるようにつる巻状に巻回したも
のや、図９（ｂ）に示すようにうず巻き状にしたものを
使用することができ、そのばねたわみー荷重特性は図９
（ｃ）に示すように非線形となる。

【００６２】なお、上記可動部材駆動ばね７及びワイプ
ばね１０に代えて、特性の異なる複数個のコイル状の線
形ばねを直列に接続した構成として非線形特性を得るよ
うにしてもよく、また半径の異なる複数個のコイル状の
線形ばねを同軸的に接続した構成として非線形特性を得
るようにしてもよい。

【００６３】（第２の実施形態）次に、この発明の第２
の実施形態を図１０を参照して説明する。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説
明は省略する。

【００６４】この実施形態の操作装置は、円筒状の前記
永久磁石１１を図に２１で示す保持部材により保持し、
この保持部材２１を可動部材５の円板部５ｂの上面側か
らねじ２２により着脱可能に取付けた構成を有する。

【００６５】また、前記可動部材５の円板部５ｂには、
図１０に２３で示すに調整ねじが螺挿されている。この
調整ねじ２３は、前記ガイドピン６を上下スライド自在
に保持すると共に、その下端面で前記可動部材駆動ばね
７を支持する。

【００６６】このような構成によれば、前記ねじ２２を
外すことで前記永久磁石１１を前記可動部材５から容易
に分離させることができるから、メンテナンス時に再着
磁等を行うことができる。

【００６７】また、前記調整ねじ１３により可動部材駆
動ばね７の復元力Ｆｋ２を調整することが可能なので、
前記総合ばね力Ｆ＝（Ｆｋ１＋Ｆｋ２）をこの装置の組
み立て後に再調整することが可能になる。

【００６８】これにより、永久磁石１１の初期磁力のバ
ラツキや経年劣化、若しくは前記ワイプばね１０や可動
部材駆動ばね７の径時的特性変化等にも容易に対応する
ことができる。

【００６９】（第３の実施形態）次に、この発明の第３
の実施形態を図１１（ａ）、（ｂ）及び図１２を参照し
て説明する。

【００７０】この実施形態は、前記永久磁石と操作電磁
石とから構成される磁力発生部分の他の構成例を示すも
のである。すなわち、第１の実施形態において、より望
ましい動作特性を得るためにはこの磁力発生部分の形状
を工夫することが好ましい。

【００７１】図１１（ａ）、（ｂ）は、図１に示した操
作装置のうち可動部材及びその周辺の構成のみを取り出
して示したもので、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いる。なお、この実施形態において
は、前記支持フレーム１は箱状に形成され、前記操作ロ
ッド３はこの箱状の支持フレーム１の上下開口１ａ、１
ｂを閉塞するリニアガイド３０ａ、３０ｂによって上下
方向スライド移動自在に保持されている。また、図１１
（ａ）は前記真空バルブ２の投入時の状態を示すもので
あり、図１１（ｂ）はしゃ断時の状態を示すものであ
る。

【００７２】図１２は、前記可動部材５に取り付けられ
た永久磁石３１と、前記支持フレーム１’に取り付けら
れ前記永久磁石３１に対して吸引力若しくは反発力を作
用させる操作電磁石３２とを取り出して示したものであ
る。

【００７３】まず永久磁石３１は円筒状に形成されてお
り、その上端面には、円盤状のヨーク３３が固定されて
いる。そして、前記永久磁石３１は、このヨーク３３に
固定された非磁性体カバー３４によりその外周面が覆わ
れている。この場合、永久磁石３１の磁極面は、この永
久磁石３１の下端面を覆うカバー部分３４ａと、前記ヨ
ーク３３の下面を覆うカバー部分３４ｂとなる。

【００７４】一方、操作電磁石３２は、前記非磁性体カ
バー３４の外周面に対向して設けられた円筒状のソレノ
イドコイル３６と、このソレノイドコイル３６を内周面
に保持するカップ型の鉄心３７とからなる。この場合、
操作電磁石３２の磁極面は、前記永久磁石３１の下面に
対向する鉄心３７の上面部３７ａと、前記ヨーク３３の
下面に対向する鉄心３７の上端面部３７ｂである。

【００７５】このような構成によれば、永久磁石３１の
磁力線は操作電磁石３２の鉄心３７を通過するから、永
久磁石３１は大きな磁力で鉄心３７を吸引する。したが
って、前記第１の実施形態と同じ大きさ・特性の永久磁
石３７であっても第１の実施形態の構成と比較して大き
な永久吸引力ＦＭを発生することができる。したがっ
て、その分、前記可動部材駆動ばね７若しくはワイプば
ね１０として復元力を大きいものを採用することができ
るから、しゃ断力若しくは投入力を大きくすることがで
きる。また、永久磁石３１が多少減磁しても誤動作しな
いようにこれらのばね７、１０の復元力に対する裕度を
確保できる。

【００７６】さらに、操作電磁石３２の磁力線は、ソレ
ノイドコイル３６の外側ではその殆どが鉄心３７内部を
通過し、ソレノイドコイル３６の内側では軸方向にほぼ
均一な密度で通過するので、操作電磁石３２を励磁した
際に、永久磁石３１に対して長いストロークで吸引力ま
たは反発力を発生する。

【００７７】したがって、その分可動部材５の絶対可動
範囲を大きくできるから、可動部材駆動ばね７の調整範
囲が広くなり、その調整が容易になる。

【００７８】なお、図１２に示したものは、前記永久磁
石３１がソレノイドコイル３６の内側に配設されている
ものであったが、図１３に示すように、前記永久磁石３
１がソレノイドコイル３６の外側に配設されているもの
であっても良い。

【００７９】（第４の実施形態）次に、この発明の第４
の実施形態を図１４を参照して説明する。

【００８０】この実施形態は、前記ワイプばね、可動部
材駆動ばねの他の配置例に関するものである。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その
詳しい説明は省略する。

【００８１】この実施形態の操作装置４０は、符号４１
で示す可動部材を有する。この可動部材４０はロッド状
をなしており、支持フレーム４２に設けられた図示しな
いリニアガイドによって上下移動可能に保持されてい
る。

【００８２】この可動部材４１の上端部には第１のスト
ッパ４３が設けられ、この第１のストッパ４３と支持フ
レーム４２との間には可動部材駆動ばね４４が挿入され
ている。したがって、この可動部材４１は、この可動部
材駆動ばね４４によって常時上方向に付勢されている。

【００８３】また、この可動部材４１の下端には、操作
ロッド３の上端部を上下移動自在に保持する操作ロッド
支持ケース４５が、接続部材４６を介して固定されてい
る。この接続部材４６は、上端側に形成された雌ネジ部
４６ａで前記可動部材４１の下端に螺着され、下端側に
形成された雄ネジ部４６ｂで前記操作ロッド支持ケース
４５に螺着されている。

【００８４】また、この接続部材４６の下端側には、前
記雌ネジ部４６ｂと同軸にガイド孔４７が形成されてお
り、このガイド孔４７に前記操作ロッド３の上端部が突
没自在に挿入されている。そして、この操作ロッド３の
中途部には、この操作ロッド３の移動を規制するための
第２のストッパ４８が設けられている。そして、この第
２のストッパ４８の上面と前記接続部材４６の下端面と
の間には、前記操作ロッド３を下方向に付勢するための
ワイプばね４９が挿入されている。

【００８５】一方、前記支持フレーム４２内には、前記
可動部材４１に固定された操作電磁石３２と、支持フレ
ーム４２に固定され前記操作電磁石に対向する永久磁石
３１とが設けられている（図１３に示す構成を参照）。
前記操作電磁石３２は前述した電源回路１３に接続され
ており、反発励磁若しくは吸引励磁されるようになって
いる。

【００８６】このような構成によっても、前記可動部材
駆動ばね４４、ワイプばね４９及び永久磁石３１の永久
吸引力（Ｆｋ１，Ｆｋ２，ＦＭ）を第１の実施形態と同
様に設定することで、前記第１の実施形態と略同様の効
果を得ることができる。

【００８７】また、このような構成によれば、ワイプば
ね４９を真空バルブ２側に近づけることができ、操作ロ
ッド３を短尺に形成することができるので、操作ロッド
３及び可動接触子２ｂの総質量を小さくし動作時の慣性
力を低減できる。これにより真空バルブ２のしゃ断を高
速でかつ確実に行なえる効果がある。

【００８８】（第５の実施形態）次に、第５の実施形態
を図１５を参照して説明する。

【００８９】この実施形態の装置は、第４の実施形態の
操作装置４０を、交流電源の相数（真空バルブ２の数）
に対応する数だけ並列に配設したものである。この実施
形態は、三相に対応するもので、前記操作装置４０が３
組設けられている。

【００９０】また、この実施形態は、前記固定側接触子
２ａから延出された本線５０ａ〜５０ｃに巻き付けた光
ファイバ５１ａ〜５１ｃの偏光面を磁歪検出することで
各相の交流電流の状態を検出する状態検出センサ５２ａ
〜５２ｃと、この状態検出センサ５２ａ〜５２ｃからの
検出信号に基いて前記各操作装置４０を制御する同期制
御装置５３とを有する。

【００９１】この同期制御装置５３は、各状態検出セン
サ５２ａ〜５２ｃにより交流のゼロ点クロスタイミング
が検出されると、そのことに基いて、対応する操作装置
４０の操作電磁石３２を順次反発励磁し、前記真空バル
ブ２をしゃ断する機能を有する。各相の位相は１２０°
づつずれているから、前記操作装置４０は、一定の時間
間隔で順次作動することになる。

【００９２】このような構成によれば、真空バルブ２の
しゃ断を、各相毎に、交流のゼロ点をクロスするタイミ
ングに合わせて行なうことができるから、電流がほとん
ど流れていない状態でしゃ断が行なえる。したがって、
真空バルブ２のしゃ断容量の軽減を図ることができる。

【００９３】また、小能力の操作電磁石３２を用いるも
のであっても、瞬時にかつ確実にしゃ断を行なうことが
できる。

【００９４】（第６の実施形態）以下、この発明の第６
の実施形態を図１６を参照して説明する。

【００９５】この実施形態の操作装置６０は、前記第５
の実施形態と同様に３つの真空バルブ２を操作するもの
であるが、第５の実施形態と異なり前記３つの真空バル
ブ２を１つの可動部材４１で同時に駆動するものであ
る。なお、前記第４、第５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説明は省略する。

【００９６】３つの真空バルブ２を１つの可動部材４１
で同時に駆動するため、前記可動部材４１には、図１６
に６１で示す駆動クランクが接続され、３本の操作ロッ
ド３を同じく３本のワイプばね４９を介して同時に駆動
できるように構成されている。そして、この可動部材４
１及びその周辺の構成は、前記第４の実施形態とは上下
逆さまに配設されており、前記駆動クランク６１は可動
部材４１の上端部に取着されている。

【００９７】また、この図に６２で示すのは、前記真空
バルブ２のしゃ断を手動で行なうための手動しゃ断機構
である。この手動しゃ断機構６２は、てこの原理で前記
可動部材４１を押し下げるためのレバー６３とこのレバ
ー６３を揺動自在に支持する支持部材６４とを有する。
前記レバー６３の先端部は、進退駆動されることで前記
可動部材４１の上端部に設けられた支軸と組み合わせら
れるように構成されている。そして、これらを組み合わ
せた後、前記レバー６３を前記支持部材６４の支持点を
中心に上方向に駆動することで前記操作ロッド３を上方
向に駆動でき、前記真空バルブ２のしゃ断が行なえるよ
うになっている。

【００９８】また、前記支持フレーム４２の上端部に
は、前記永久磁石３１の磁路をしゃ断して永久吸引力Ｆ
Ｍの発生を阻止するための磁路しゃ断機構６６が設けら
れている。すなわち、この真空バルブ２の投入中（図１
６に示す状態）に、この磁路しゃ断機構６６を作動させ
前記永久磁石の吸引力を停止させれば、前記操作ロッド
３は前記ワイプばね４９及び駆動ばね４４の復元力によ
りしゃ断方向に移動するから、前記真空バルブ２のしゃ
断が行なえる。

【００９９】一方、この装置は図に６８で示すキャッチ
機構を有する。このキャッチ機構６８は、投入又はしゃ
断を動作が行われた際、前記可動部材４１が動作時の反
動で跳ね返り、逆方向に移動することを防止するもので
ある。

【０１００】このため、このキャッチ機構６８は、水平
方向に移動自在に設けられた移動台６９と、この移動台
６９に設けられた緩衝材７０と、前記移動台６９に設け
られストッパ４３の下方向の移動は許容するが上方向の
移動は規制する第１の爪部材７２と、前記ストッパ４３
の上方向の移動は許容するが下方向の移動は規制する第
２の爪部材７３とからなる。

【０１０１】前記第１、第２の爪部材７２、７３は、両
方が同時に作用することがないように、前記ストッパ４
３の幅寸法以上離間して配設されており、前記移動台６
９が水平方向に駆動されることで切替えられるようにな
っている。そして、この移動台６９は、駆動シリンダ装
置７４と、ばね７５とによって所望のポジションに切替
えられるようになっている。

【０１０２】このような構成によれば、１つの可動部材
４１で複数の真空バルブ２の投入及びしゃ断が行なえる
ため、装置構成が簡易になる。また、ワイプばね４９自
体は、真空バルブ２毎に設けられているので、固定接触
子２ａおよび可動接触子２ｂの変形・摩耗状態が異なっ
ていても、それぞれ独立に必要な押圧力を確保できる。

【０１０３】また、この装置では、種々の手動しゃ断手
段（６２、６６）を設けているから、電源不良または断
線などで操作電磁石３２を駆動できない故障状態でも、
真空バルブ２のしゃ断が行なえる。従って装置の信頼性
が向上する。

【０１０４】さらに、前記キャッチ機構６９を設けたか
ら、前記可動部材４１が動作時の反動で逆方向に動作す
ることを防止できる。したがって、投入時のチャタリン
グおよびしゃ断時の再投入などの不健全な動作は生じな
い。

【０１０５】（第７の実施形態）以下、この発明の第７
の実施形態を図１７を参照して説明する。

【０１０６】この図１７は、一点鎖線で仕切られた紙面
右半分が真空バルブしゃ断時の状態、左半分が投入時の
状態を示すものである。なお、すでに説明した第４〜第
６の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付してそ
の説明は省略する。

【０１０７】この実施形態の操作装置は、第６の実施形
態と同様に、一つの可動部材４１で３つの真空バルブ２
の投入・しゃ断を行なうものであるが、第６の実施形態
のような駆動クランク６１を用いず、単なる接続梁７６
を用いるものである。

【０１０８】また、この実施形態の操作装置では、永久
磁石７７と操作電磁石７８が、前記支持フレーム４２に
設けられた同一の保持部材７９に取り付けられている。
そして、可動部材４１側には、単なる磁路を構成するた
めの磁性体８０が取り付けられている。

【０１０９】前記保持部材７９には、支持フレーム４２
と可動部材４１との間の空隙、すなわち磁路の隙間とな
る部分に侵入しうる薄肉嵌合部７９ａが突設されてい
る。また、この保持部材７９の上面と、これに対向する
磁性体８０の下面は、互いに組み合わせうる形状を有す
る凹凸部７９ｂ，８０ａに形成されている。この凹凸部
７９ｂ、８０ａの高さ（凹部の深さ）は、前記ワイプば
ね４９が伸縮できるストロークδと略等しく設定されて
いる。

【０１１０】また、前記磁性体８０の下端部の外周面に
は、図に８０ｂで示す凹部が形成されている。この凹部
８０ｂは、支持フレーム４２との間の嵌合隙間を寸法ｇ
の範囲で変化させ、磁性体８０と保持部材７９との間に
形成される磁路を変化させるようにしたものである。

【０１１１】このような構成によれば、前記操作電磁石
７８が非励磁の場合には、前記永久磁石７７と磁性体８
０との間に生じる永久吸引力によって前記可動部材４１
は下方向に付勢される。そして、前記真空バルブ２の投
入時には、操作電磁石７８を励磁することで前記永久磁
石７７の磁力を増加させる。このことで、前記磁性体８
０との間の吸引力が増大し、可動部材４１を下方向に駆
動することができる。

【０１１２】真空バルブ２のしゃ断時には、操作電磁石
７８を励磁することで前記永久磁石７７の磁力を減少さ
せ、前記ワイプばね４９及び可動部材駆動ばね４４の復
元力により可動部材４１を上方向に移動させることがで
きる。

【０１１３】また、支持フレームに設けられた保持部材
７９と可動部材４１に設けられた磁性体８０は、上下ス
トロークの途中で薄肉嵌合部７９ａの作用によって局所
的な磁力の増加を起こす。

【０１１４】図１９は、この薄肉嵌合部７９ａによる磁
力変化への影響を示したグラフである。この図中、鎖線
で示すのは、前記薄肉嵌合部７９ａが形成されていない
場合の磁力変化の例である。なお、薄肉嵌合部７９ａに
よる漏れ磁束は制限されるので、嵌合が進んでも磁力が
極端に減ることはない。

【０１１５】さらに、保持部材７９と可動部材４１はス
トロークの途中で前記凹部８０ｂにより形成される嵌合
間隔ｇの変化によりに磁力に変化を起こす。図２０は、
この構成による磁力変化への影響を示したグラフであ
る。この図中、鎖線で示すのは、前記凹部８０ｂが形成
されていない場合の磁力変化の例である。

【０１１６】また、保持部材７９と磁性体８０との間に
設けられた前記凹凸部７９ｂ，８０ａの作用により、こ
れらが対向状態にあるストロークδ間では、磁力線の変
化は少ない。図１８は、この状態を示したグラフであ
る。この図中、点線で示すのは前記凹凸部７９ｂ，８０
ａが設けられていない場合である。このグラフからも明
らかなように、ストロークδの範囲ではほぼ一定の吸引
力を発生させることができる。したがって、ワイプばね
４９としてばね定数が低くかつ略一定のばねを用いても
釣合いがとれるようになる。図２１は、ワイプばね４９
としてばね定数が低くかつ略一定のばねを用いた場合の
荷重−たわみ特性を示すものである。

【０１１７】これにより、固定接触子および可動接触子
の変形・摩耗が進んでも、接触子の押圧する力の変化を
少なくできるから、装置の信頼性が向上する。

【０１１８】次に、前記薄肉嵌合部７９ａ、凹部８０ｂ
及び凹凸部７９ｂ，８０ａによる効果を説明する。

【０１１９】第１の実施形態でも説明したように、この
発明では、小さな駆動力でしゃ断及び投入が行なえるよ
うに、前記ワイプばね４９及び可動部材駆動ばね４４に
よる復元力を、永久磁石７７の永久吸引力に略一致させ
るようにしている。

【０１２０】しかし、ワイプばね４９の特性Ｆｋ２は真
空バルブ２に応じて決定されてしまうので、主に可動部
材駆動ばね４４の特性Ｆｋ１を設計することで永久磁石
の磁力特性ＦＭに近づけなければならず、設計裕度が少
ないということがある。

【０１２１】これに対して、この実施形態では、前記薄
肉嵌合部７９ａ、凹部８０ｂ及び凹凸部７９ｂ，８０ａ
を設けることで、永久磁石の永久吸引力特性ＦＭを調整
するようにした。これにより、前記ワイプばね４９及び
可動部材駆動ばね４４の設計裕度が向上するので、ＦＭ
と（Ｆｋ１＋Ｆｋ２）を略等しくすることが容易にな
る。

【０１２２】また、この実施形態の構成によれば、永久
磁石７７と操作電磁石７８は一体的に固定され動かない
ので、永久磁石７７が欠けたり、操作電磁石７８に接続
された電線に衝撃が加わり破損するなどの恐れが小さ
い。したがって、装置の信頼性が向上する効果がある。

【０１２３】（第８の実施形態）以下、この発明の第８
の実施形態を図２２を参照して説明する。

【０１２４】この図２２は、一点鎖線で仕切られた紙面
右半分が真空バルブ２のしゃ断時の状態、左半分が投入
時の状態を示すものである。なお、すでに説明した第４
の実施形態と同様の構成には同一符号を付してその詳し
い説明は省略する。

【０１２５】この実施形態の操作装置では、可動部材４
１側に操作電磁石８１が固定され、支持フレーム４２側
に永久磁石８２が固定されている。この操作電磁石８１
と永久磁石８２の寸法及び位置関係は、前記永久磁石８
２から前記操作電磁石８１（鉄心８１ａ）に作用する永
久吸引力が、前記可動部材４１を常に投入方向若しくは
しゃ断方向に作用するように定められている。すなわ
ち、前記可動部材４１は、中間位置を挟んでしゃ断側に
ある場合には、前記永久磁石８２によって遮断方向に付
勢され、投入側にある場合には、投入方向に付勢される
ようになっている。

【０１２６】また、この実施形態では、前記支持フレー
ム４２の上面には、前記可動部材４１の上端部を覆うカ
バー８４が固定されていて、このカバー８４内には、前
記可動部材４１の上端に設けられたストッパ４３を下方
向に付勢するための可動部材駆動ばね８５が設けられて
いる。ここで、前記可動部材４１を上方向に付勢するた
めの前記ばね４４を第１の可動部材駆動ばねとし、下方
向に付勢するための前記ばね８５を第２の可動部材駆動
ばね８５と称することとする。そして、第１の可動部材
駆動ばね４４の復元力をＦｋ２，第３の可動部材駆動ば
ね８５の復元力をＦｋ３とする。

【０１２７】ここで、これらＦｋ２，Ｆｋ３と、ワイプ
ばね４９の復元力Ｆｋ１，及び前記永久磁石８２の永久
吸引力ＦＭの関係は、図２３に示すように設定されてい
る。この図において、（１）で示すのが投入時の力状態
であり、（３）はしゃ断時の力状態である。そして、
（２）は中間状態である。

【０１２８】ここで、第１の可動部材駆動ばね４４の最
大ばね長は、（１）〜（２）間の可動部材４１の移動量
に等しく設定され、第２の可動部材駆動ばね８５の最大
ばね長は、（２）〜（３）間の可動部材４１の移動量に
等しく設定されている。

【０１２９】そして、図２３にＦで示すのはそれらの合
力Ｆ＝ＦＭ＋（Ｆｋ１＋Ｆｋ２＋Ｆｋ３）であり、この
合力が０付近で推移するように、すなわち、ＦＭと（Ｆ
ｋ１＋Ｆｋ２＋Ｆｋ３）の変化特性が略等しくなるよう
に設定されている。

【０１３０】このような構成によっても第１の実施形態
と略同様の効果を得ることができる。

【０１３１】さらに、この実施形態の構成によれば、し
ゃ断側、投入側いずれの方向にも大きな駆動力を得るこ
とができるので、それらの動作を高速に行なえる効果が
ある。また、図示しないが、スペーサを挟む等してばね
座面高さを変えることで、第１の可動部材駆動ばね及び
第２の可動部材駆動ばねの復元力を調整することが可能
であるので、経年劣化により永久磁石の磁力が低下した
場合に必要な調整が容易に行なえる。

【０１３２】なお、この実施形態では、単一の永久磁石
８２を用いているが、投入・しゃ断に必要な力に合わせ
て、投入用永久磁石としゃ断用永久磁石に分割して設け
ても良い。

【０１３３】なお、本発明は以上説明した第１〜第８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。

【０１３４】

【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備えた開閉装置を提
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】（ａ）〜（ｃ）は、同実施例に関し、動作を説
明するための工程図。

【図３】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４】同実施例に関し、しゃ断器の投入時に可動部材
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５】同実施例に関し、しゃ断器のしゃ断時に可動部
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６】同実施例に関し、しゃ断コイルと投入コイルを
備えた操作電磁石を用いた場合の電源回路図。

【図７】同実施例に関し、双方向ソレノイドコイルを備
えた操作電磁石の電源回路図。

【図８】同実施例に関し、永久磁石の形状の他の例を示
す図。

【図９】（ａ）〜（ｃ）は、同実施例に関し、可動部材
駆動ばね及び非線形ワイプばねの具体例とその荷重特性
を示す図。

【図１０】この発明の第２の実施形態を示す概略構成
図。

【図１１】（ａ）、（ｂ）は、この発明の第３の実施形
態を示す概略構成図。

【図１２】同実施例に関し、永久磁石と操作電磁石の構
成例を示す縦断面図。

【図１３】同実施例に関し、永久磁石と操作電磁石の他
の構成例を示す縦断面図。

【図１４】この発明の第４の実施形態を示す概略構成
図。

【図１５】この発明の第５の実施形態を示す概略構成
図。

【図１６】この発明の第６の実施形態を示す概略構成
図。

【図１７】この発明の第７の実施形態を示す概略構成
図。

【図１８】同実施例に関し、磁性体の形状による磁力変
化を示すグラフ。

【図１９】同実施例に関し、磁性体の形状による磁力変
化を示すグラフ。

【図２０】同実施例に関し、磁性体の形状による磁力変
化を示すグラフ。

【図２１】同実施例に関し、磁性体の形状による磁力変
化を示すグラフ。

【図２２】この発明の第８の実施形態を示す概略構成
図。

【図２３】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２４】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…支持フレーム（固定部材）２…真空バルブ（しゃ断器）３…操作ロッド５…可動部材７…可動部材駆動ばね（第１の弾性部材）１０…ワイプばね（第２の弾性部材）１１…永久磁石１２…操作電磁石１３…調整ねじ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金井康晴神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地株式会社東芝京浜事業所内 (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 (72)発明者渡辺憲治東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者仕入英武神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地株式会社東芝京浜事業所内Ｆターム(参考） 5G028 AA05 AA08 AA17 DB02

Claims

【特許請求の範囲】

【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
置を備えた開閉装置であって、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、この操作ロッドに移動可能に接続され、かつこの操作ロ
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、この固定部材に対して前記可動接触子
を固定端子から離す方向に付勢する第１の弾性部材と、前記可動部材を、固定部材に対して前記可動接触子を固
定接触子に押し付ける方向に駆動するための永久磁石
と、前記永久磁石に対し、前記可動部材を駆動するための磁
力を作用させるための操作電磁石と、前記操作電磁石を励磁するための電源回路とを有するこ
とを特徴とする開閉装置。
【請求項２】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
置であって、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、かつこ
の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、この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、この固定部材に対して前記可動接触子
を固定端子から離す方向に付勢する第１の弾性部材と、前記操作ロッドを、可動部材に対して前記可動接触子を
固定接触子に押し付ける方向に付勢する第２の弾性部材
と、前記可動部材を、固定部材に対して前記可動接触子を固
定接触子に押し付ける方向に駆動するための永久磁石
と、前記永久磁石に対し、前記可動部材を駆動するための磁
力を作用させるための操作電磁石と、前記操作電磁石を励磁するための電源回路とを有するこ
とを特徴とする開閉装置。
【請求項３】請求項１または２記載の開閉装置におい
て、前記第１、第２の弾性部材は、非線形ばね部材から構成
されることを特徴とする開閉装置。
【請求項４】請求項１または２記載の開閉装置におい
て、前記永久磁石及び操作電磁石以外の構成部品として非磁
性材料を用いたことを特徴とする開閉装置。
【請求項５】請求項１または２記載の開閉装置におい
て、前記操作ロッドの前記可動部材に対する可動範囲は、前記可動部材の固定部材に対する可動範囲よりも小さく
構成されていることを特徴とする開閉装置。
【請求項６】請求項２記載の開閉装置において、前記第１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Ｆｋ１、前記第２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Ｆｋ２、前記操作電磁石が無励磁のとき、前記永久磁石による固
定部材への可動部材の吸引力をＦＭとしたとき、前記可動部材の可動範囲内において、ＦＫ１＋ＦＫ２の
変化特性とＦＭの変化特性が略等しくなるように設定さ
れていることを特徴とする開閉装置。
【請求項７】請求項６記載の開閉装置において、前記Ｆｋ１，Ｆｋ２，ＦＭは、前記可動接触子が固定接触子に押し付けられ、しゃ断器
が投入がされる際には、ＦＭ＞Ｆｋ１＋Ｆｋ２、前記
可動接触子が固定接触子から離れ、しゃ断器がしゃ断さ
れる際には、ＦＭ＜Ｆｋ１＋Ｆｋ２となるように設定
されていることを特徴とする開閉装置。
【請求項８】請求項１または２記載の開閉装置におい
て、前記永久磁石は、前記可動部材と固定部材のどちらか一
方に設けられ、前記操作電磁石は、前記可動部材と固定部材のどちらか
他方に設けられていることを特徴とする開閉装置。
【請求項９】請求項８記載の開閉装置において、前記永久磁石と操作電磁石は閉磁路を形成するように平
行配置されていることを特徴とする開閉装置。
【請求項１０】請求項１または２記載の開閉装置にお
いて、前記永久磁石と操作電磁石は、前記可動部材と固定部材
のどちらか一方に一体的に設けられ、前記可動部材と固定部材のどちらか他方には、前記永久
磁石及び操作電磁石の磁力を作用させるための磁性部材
が設けられていることを特徴とする開閉装置。
【請求項１１】請求項１または２記載の開閉装置にお
いて、前記第１の弾性部材は、初期復元力を調整可能に設けら
れていることを特徴とする開閉装置。
【請求項１２】請求項１１記載の開閉装置において、前記第１の弾性部材は、一方の端部が、前記固定部材若
しくは可動部材に設けられこの可動部材の移動方向に取
り付け位置を調整可能に設けられた調整部材によって保
持され、この調整部材の取り付け位置を調整することで初期復元
力が調整可能に設けられていることを特徴とする開閉装
置。
【請求項１３】請求項２記載の開閉装置において、この開閉装置は、複数のしゃ断器を操作する操作装置を
備え、少なくとも前記操作ロッド及び第２の弾性部材はしゃ断
器の数に応じて設けられていることを特徴とする開閉装
置。
【請求項１４】請求項１３の開閉装置において、この開閉装置は、さらに、各しゃ断器に対応して操作装置が設けられ、各しゃ断器
に流れる電流の状態を検出する状態検出センサと、この状態検出センサにより検出結果に基いて、前記しゃ
断器のしゃ断タイミングを前記電流が０となるタイミン
グに一致させる同期制御回路とを有することを特徴とす
る開閉装置。
【請求項１５】請求項１３記載の開閉装置において、前記複数の操作ロッドは、この操作ロッドの数よりも少
ない数の可動部材に前記第２の弾性部材を介して接続さ
れていることを特徴とする開閉装置。
【請求項１６】請求項１５記載の開閉装置において、前記操作装置はさらに、前記操作ロッドを手動で駆動でき、しゃ断器のしゃ断を
行なえる手動しゃ断機構を有することを特徴とする開閉
装置。
【請求項１７】請求項１６記載の開閉装置において、前記手動しゃ断機構は、前記可動部材をテコの原理で駆動する駆動レバーを有す
ることを特徴とする開閉装置。
【請求項１８】請求項１６記載の開閉装置において、前記手動しゃ断機構は、前記永久磁石の磁路を手動で機械的に切断可能な磁路し
ゃ断機構であることを特徴とする開閉装置。
【請求項１９】請求項１または２記載の開閉装置にお
いて、前記可動部材の反動を防止する反動防止機構を有するこ
とを特徴とする開閉装置。
【請求項２０】請求項１９記載の開閉装置において、前記反動防止機構は、前記可動部材の反動を減衰する緩衝部材を有することを
特徴とする開閉装置。
【請求項２１】請求項１９記載の開閉装置において、前記可動部材と係合してすることで、この可動部材の反
動を規制する爪部材を有することを特徴とする開閉装
置。
【請求項２２】請求項１または２記載の開閉装置にお
いて、この操作装置はさらに、前記しゃ断器の固定側接触子と可動側接触子とが離間し
ている状態で、前記可動ユニットを可動側接触子が固定
側接触子に当接する方向に付勢するための可動ユニット
駆動ばねと、前記しゃ断器の固定側接触子と可動側接触子とが離間し
ている状態で、前記可動ユニットを可動側接触子が固定
側接触子に当接する方向に付勢するための永久磁石とを
有することを特徴とする開閉装置。