JP2012150929A - Operation mechanism of switch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、遮断器、断路器のような開閉器を開閉操作する開閉器の操作機構に関する。 Embodiments described herein relate generally to an operating mechanism for a switch that opens and closes a switch such as a circuit breaker or a disconnecting switch.
従来、開閉器の操作機構には、電動ばね操作機構が用いられており、モータにより蓄勢された閉路ばねと開路ばねのばね力によって、開閉操作が行われている(例えば、特許文献1参照)。また、電動ばね操作機構よりも部品点数の削減が図れるソレノイド操作機構を用いるものがあり、ソレノイドコイルを励磁し、その電磁力で開閉操作が行われている(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, an electric spring operation mechanism has been used as an operation mechanism of a switch, and the opening / closing operation is performed by the spring force of a closing spring and an opening spring accumulated by a motor (see, for example, Patent Document 1). ). In addition, there is a mechanism that uses a solenoid operation mechanism that can reduce the number of parts as compared with the electric spring operation mechanism. The solenoid coil is energized, and the opening / closing operation is performed by the electromagnetic force (see, for example, Patent Document 2).
上記の従来の開閉器の操作機構においては、次のような問題がある。
開閉器を大容量化させようとすると、電動ばね操作機構では、閉路ばねなどのばね力を大きくしなければならず、それに伴って、ばね自体を大型化するとともに、蓄勢するモータを大容量としなければならなかった。
The conventional switch operating mechanism has the following problems.
In order to increase the capacity of the switch, the electric spring operation mechanism must increase the spring force of the closed spring, etc., and accordingly, the spring itself becomes larger and the motor that stores energy has a larger capacity. And had to.
また、ソレノイド操作機構では、ソレノイドコイルへの通電電流を大きくし、電磁力を増大させなければならなかった。通電電流は、例えばコンデンサの放電電荷を利用するので、ソレノイドコイル自体とともに、コンデンサなどの電源設備を大型化しなければならなかった。 Further, in the solenoid operating mechanism, the energizing current to the solenoid coil has to be increased to increase the electromagnetic force. Since the energization current uses, for example, the discharge electric charge of the capacitor, the power supply equipment such as the capacitor must be enlarged together with the solenoid coil itself.
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、ソレノイド操作機構による電磁力に電動ばね操作機構で用いられているようなばねのばね力を加え、開閉器を大容量化させてもソレノイドコイルへの通電電流を抑制できる開閉器の操作機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem. Even if the spring force of a spring as used in an electric spring operating mechanism is added to the electromagnetic force generated by the solenoid operating mechanism, It is an object of the present invention to provide an operating mechanism for a switch that can suppress an energization current to a coil.
上記目的を達成するために、実施形態の開閉器の操作機構は、磁路を形成するヨークと、前記ヨークに磁束を発生するソレノイドコイルと、前記ヨーク内を移動自在に移動するアーマチュアと、前記アーマチュアを吸引して閉路保持する永久磁石と、前記アーマチュアに固定されるとともに、開閉部に連結される非磁性体の操作ロッドと、前記ヨークを固定するベース板と、前記開閉部が開路状態時に、前記操作ロッドが閉路方向に移動するように付勢される閉路補助ばねとを具備したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an operating mechanism of a switch according to an embodiment includes a yoke that forms a magnetic path, a solenoid coil that generates magnetic flux in the yoke, an armature that moves movably in the yoke, A permanent magnet that attracts and holds the armature closed, a non-magnetic operating rod fixed to the armature and connected to the opening / closing portion, a base plate that fixes the yoke, and the opening / closing portion when the opening / closing portion is in the open state A closing auxiliary spring biased so that the operating rod moves in the closing direction is provided.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、本発明の実施例1に係る開閉器の操作機構を図1を参照して説明する。図1は、本発明の実施例1に係る開閉器の操作機構の構成を示す断面図である。図示右側は開路状態、図示左側は閉路状態を示す。以下の図においても同様である。
First, an operation mechanism of a switch according to
図1に示すように、磁路を形成する筒状のヨーク1内には、環状のソレノイドコイル2が設けられている。ソレノイドコイル2の内側には、ヨーク1内を移動自在に移動する円柱状のアーマチュア3が設けられている。アーマチュア3と接離する軸方向のヨーク1内側には、アーマチュア3を移動もしくは吸引して閉路保持をする永久磁石4が固定されている。アーマチュア3の軸方向には、永久磁石4とヨーク1の一方面を移動自在に貫通する非磁性体の操作ロッド5が固定されている。
As shown in FIG. 1, an
ヨーク1外の操作ロッド5には、板状の連結板6が固定されている。連結板6とヨーク1間には、開路状態時に、操作ロッド5が図示上方向の閉路方向に移動するように付勢される閉路補助ばね7が非磁性体の保護板8を介して設けられている。閉路補助ばね7は、操作ロッド5を囲むように設けられている。操作ロッド5には、図示しない真空バルブのような開閉部が連結される。
A plate-like connecting
ヨーク1の他方面の開口部には、非磁性体のベース板9が固定されている。ベース板9の中央開口部には、操作ロッド5と反対側のアーマチュア3に固定された可動ロッド10が移動自在に貫通し、端部に端板11が固定されている。端板11とベース板9間には、閉路状態時に、可動ロッド10が図示下方向の開路方向に移動するように付勢される開路補助ばね12が設けられている。可動ロッド10を操作ロッド5の軸線上に配置すると、アーマチュア3の移動ロスを抑えられる。
A non-magnetic base plate 9 is fixed to the opening on the other surface of the
次に、開閉操作を説明する。図示右側に示す開路状態において、ソレノイドコイル2を図示しない電源装置で励磁すると、ヨーク1内に磁束が発生し、その電磁力でアーマチュア3が図示上方向の閉路方向に移動する。同時に、閉路補助ばね7のばね力が加わり、図示左側に示す閉路状態となる。永久磁石4の吸引力でアーマチュア3が保持され、ソレノイドコイル2を無励磁とする。ここで、永久磁石4の吸引力は、開路補助ばね12のばね力よりも勝り閉路状態を保持する。
Next, the opening / closing operation will be described. When the
開路時は、永久磁石4の吸引力に打ち勝つようにソレノイドコイル2を上記と逆励磁する。アーマチュア3が永久磁石4と離れると、連結板6に連結された図示しない主開路ばねで操作ロッド5を開路方向に移動させる。同時に、開路補助ばね12のばね力が加わり、開路状態とする。主開路ばねは、従来のソレノイド操作機構に用いられているものと同様である。ここで、開路補助ばね12は、閉路補助ばね7よりもばね力を有し、アーマチュア3の開路方向の移動をスムースとしている。
When the circuit is opened, the
これにより、操作ロッド5に連結される開閉部を大容量化しても、閉路操作ではソレノイドコイル2の電磁力に閉路補助ばね7のばね力が加わり、また、開路操作では主開路ばねに開路補助ばね12のばね力が加わり、開閉操作を容易とすることができる。このため、ソレノイドコイル2などを大容量とする必要がなく、通電電流を抑えることができる。
As a result, even if the capacity of the opening / closing portion connected to the
なお、従来の主開路ばねは、所定の開極速度を得るため、所定のばね力を有している。このため、主開路ばねは開路補助ばね12よりもばね力が大きく、充分な開路操作が行える場合には開路補助ばね12を省くことができる。
The conventional main open spring has a predetermined spring force in order to obtain a predetermined opening speed. For this reason, the main open spring has a larger spring force than the open
上記実施例1の開閉器の操作機構によれば、ソレノイドコイル2による電磁力のほかに、閉路操作には閉路補助ばね7、開路操作には開路補助ばね12を用いているので、操作機構に連結される開閉部を大容量化しても、これらの補助ばね7、12のばね力が加えられ、ソレノイドコイル2への通電電流を抑制できる。
According to the switch operating mechanism of the first embodiment, in addition to the electromagnetic force generated by the
次に、本発明の実施例2に係る開閉器の操作機構を図2、図3を参照して説明する。図2は、本発明の実施例2に係る開閉器の操作機構の構成を示す断面図、図3は、本発明の実施例2に係る開閉器の操作機構の構成を示す上面図である。なお、この実施例2が実施例1と異なる点は、閉路補助ばねを複数としたことである。各図において、実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, a switch operating mechanism according to
図2、図3に示すように、閉路補助ばね13を複数の4本とし、連結板6の円周方向に等間隔で並べている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the closing
上記実施例2の開閉器の操作機構によれば、実施例1による効果のほかに、各閉路補助ばね13を小さくすることができるので、ばね単体のひずみを小さくすることができ、信頼性を向上させることができる。
According to the switch operating mechanism of the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, each closing
次に、本発明の実施例3に係る開閉器の操作機構を図4を参照して説明する。図4は、本発明の実施例3に係る開閉器の操作機構の構成を示す断面図である。なお、この実施例3が実施例1と異なる点は、閉路補助ばねをヨーク内に設けたことである。図4において、実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, a switch operating mechanism according to
図4に示すように、アーマチュア3とベース板9間には、可動ロッド10を囲むように閉路補助ばね14が設けられている。アーマチュア3側には、非磁性体の保護板8が設けられている。
As shown in FIG. 4, a closing
上記実施例3の開閉器の操作機構によれば、実施例1による効果のほかに、閉路補助ばね14をヨーク1内に設けているので、全体形状を小型化することができる。
According to the switch operating mechanism of the third embodiment, since the closing
以上述べたような実施形態によれば、開閉器を大容量化しても、開閉操作を補助する補助ばねを設けているので、ソレノイドコイルで発生させる電磁力を抑制することができる。 According to the embodiment described above, even if the capacity of the switch is increased, the auxiliary spring that assists the opening / closing operation is provided, so that the electromagnetic force generated by the solenoid coil can be suppressed.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、および変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 ヨーク
2 ソレノイドコイル
3 アーマチュア
4 永久磁石
5 操作ロッド
6 連結板
7、13、14 閉路補助ばね
8 保護板
9 ベース板
10 可動ロッド
11 端板
12 開路補助ばね
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ヨークに磁束を発生するソレノイドコイルと、
前記ヨーク内を移動自在に移動するアーマチュアと、
前記アーマチュアを吸引して閉路保持する永久磁石と、
前記アーマチュアに固定されるとともに、開閉部に連結される非磁性体の操作ロッドと、
前記ヨークを固定するベース板と、
前記開閉部が開路状態時に、前記操作ロッドが閉路方向に移動するように付勢される閉路補助ばねと、
を具備した開閉器の操作機構。 A yoke forming a magnetic path;
A solenoid coil for generating magnetic flux in the yoke;
An armature movably moving in the yoke;
A permanent magnet that attracts and holds the armature closed;
A non-magnetic operating rod fixed to the armature and connected to the opening / closing part;
A base plate for fixing the yoke;
A closing assist spring that is biased so that the operating rod moves in the closing direction when the opening and closing portion is in an open state;
A switch operating mechanism comprising:
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