JP2014175228A

JP2014175228A - 開閉装置および開閉装置操作機構

Info

Publication number: JP2014175228A
Application number: JP2013048513A
Authority: JP
Inventors: Kazunaga Kanetani; 和長金谷; Yoshiaki Amita; 芳明網田; Takashi Marushima; 敬丸島; Masaharu Shimizu; 正治清水
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2014-09-22

Abstract

【課題】容易に開極時間や閉極時間を調整可能な開閉装置および開閉装置操作機構を提供するものである。
【解決手段】実施形態の開閉装置操作機構は、開閉装置を投入状態と遮断状態との間で相互に移行させる電磁ソレノイドを備え、前記電磁ソレノイドは、一方の端部が支持構造体に取り付けられ、他方の端部に第１の凹部を有し、内部に空洞部が形成される第１のベースと、前記第１のベースの前記空洞部に前記第１のベースと同軸上に配置され、通電されることにより磁場を発生させる円筒状のコイルと、前記コイルの内側かつ前記コイルと同軸上に配置されるプランジャと、前記プランジャと同軸上に配置されるプランジャ復帰ばねと、前記第１のベースの前記第１の凹部に着脱可能に嵌合され、前記支持構造体側の端部に形成される第２の凹部に前記プランジャが嵌合される第２のベースとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、開閉装置および開閉装置操作機構に関する。

一般に、開閉装置の操作機構は、油圧操作機構と呼ばれる油圧操作力を用いたものやばね操作機構と呼ばれるばね操作力を用いたものがある。

近年、開閉装置の一種であるガス遮断器の消弧室の小型化が進み、少ない操作力で事故電流等を遮断できるようになり、ばね操作機構の適用が多くなっている。

しかし、部品のばらつきによる影響や、連結部や摺動部などの摩擦の影響等により、開極時間や閉極時間が各ばね操作機構で異なることがある。

各相の操作をそれぞれ別々のばね操作機構で行う場合、３相の開極時間および閉極時間を合わせる必要がある。

特開２００７−３２３９８９号公報

そこで、本発明の実施形態はこれらの課題を解決するために、容易に開極時間や閉極時間を調整可能な開閉装置および開閉装置操作機構を提供するものである。

上記課題を達成するために、実施形態の開閉装置操作機構は、開閉装置を投入状態と遮断状態との間で相互に移行させる電磁ソレノイドを備え、前記電磁ソレノイドは、一方の端部が支持構造体に取り付けられ、他方の端部に第１の凹部を有し、内部に空洞部が形成される第１のベースと、前記第１のベースの前記空洞部に前記第１のベースと同軸上に配置され、通電されることにより磁場を発生させる円筒状のコイルと、前記コイルの内側かつ前記コイルと同軸上に配置されるプランジャと、前記プランジャと同軸上に配置されるプランジャ復帰ばねと、前記第１のベースの前記第１の凹部に着脱可能に嵌合され、前記支持構造体側の端部に形成される第２の凹部に前記プランジャが嵌合される第２のベースとを有する。

第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の閉極状態を示す部分拡大図。第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の閉路ばね蓄勢完了状態を示す部分拡大図。第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の開極状態を示す展開正面図。第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の閉極状態を示す展開正面図。第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図。第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの隙間寸法と推進力の関係を示す説明図。第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の閉極状態から開極状態に移行する途中の状態を示す部分拡大図。第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の閉極状態から開極状態に移行する途中の状態を示す部分拡大図。第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の電磁ソレノイドにおける嵌合部の軸方向長さと推進力の関係を示す説明図。第１の実施形態の変形例に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図。第２の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図。第２の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドにおけるスリット深さと推進力の関係を示す説明図。第３の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図。第１の実施形態の変形例に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図。第２の実施形態の変形例に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図。第４の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図。第５の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図。第６の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図。第６の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図。第６の実施形態の変形例に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドのコイル距離と推進力の関係を示す説明図。

以下、実施形態について図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の閉極状態を示す部分拡大図、図２は、第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の閉路ばね蓄勢完了状態を示す部分拡大図、図３は、第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の開極状態を示す展開正面図、図４は、第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の閉極状態を示す展開正面図、図５第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図、図６は、第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの隙間寸法と推進力の関係を示す説明図、図７は、第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の閉極状態から開極状態に移行する途中の状態を示す部分拡大図、図８は、第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の閉極状態から開極状態に移行する途中の状態を示す部分拡大図、図９は、第１の実施形態に係る開閉装置操作機構の電磁ソレノイドにおける嵌合部の軸方向長さと推進力の関係を示す説明図、図１０は、第１の実施形態の変形例に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図である。

図３および図４において、リンク機構１の左方に可動接点１００が連結される。図３のようにリンク機構１が右方向に移動したときに可動接点１００が開となって開極状態となり、図４のようにリンク機構１が左方向に移動したときに可動接点１００が閉となって閉極状態となるように構成される。リンク機構１の一端はメインレバー１１の先端に回転自在に係合され、メインレバー１１は、閉路シャフト１０に回転自由に取り付けられる。閉路シャフト１０は支持構造体２０に固定された軸受（図示せず）により、支持構造体２０に対して回転可能に支持される。

開路ばね２は支持構造体２０の取り付け面２０ａにその一端が固定されており、他端は開路ばね受け３に嵌着される。開路ばね受け３にはダンパー４が固着され、ダンパー４の内部には流体が封入されており、ピストン４ａが並進摺動自在に配置される。ダンパー４の一端は開路ばねリンク５に固着されており、メインレバー１１のピン１１ａに回転自由に取り付けられる。

支持構造体２０にはサブシャフト３０が支持構造体２０に対して回転自由に配置されており、サブシャフト３０にサブレバー３１が揺動可能に取り付けられる。サブレバー３１の先端にはピン３１ａが配置されており、メインレバー１１に配置されたピン１１ｂとピン３１ａは主副連結リンク６で連結される。サブシャフト３０にはラッチレバー３２が揺動可能に取り付けられ、その先端にはローラピン３２ａが回転自由に取り付けられる。

さらに、サブシャフト３０にはカムレバー３３が取り付けられ、カムレバー３３の先端にはローラ３３ａが回転自由に取り付けられる。

閉路ばね７は支持構造体２０の取り付け面２０ａにその一端が固定されており、他端は閉路ばね受け８に嵌着される。閉路ばね受け８にはピン８ａが配置されており、ピン８ａは、閉路シャフト１０の端部に揺動可能に取り付けられた閉路レバー１２のピン１２ａと、閉路リンク１３を介して連結される。閉路カム１４は、閉路シャフト１０に取り付けられており、閉路シャフト１０の回転に従いローラ３３ａと接離自在に係合する。

図１に示すように、係止レバー４０には突起状の支持部４０ａが形成される。係止レバー４０は支持構造体２０に固着されたピン２１と係合しているため、支持構造体２０に対して固定される。

ラッチ４１は係止レバー４０の端部に固定されたラッチ軸ピン４０ｃの周りに回転自由に配置される。係止レバー４０とラッチ４１間にはラッチ復帰ばね４２が配置され、ラッチ復帰ばね４２の端部は係止レバー４０に固定されたピン４０ｂと係合しており、このラッチ復帰ばね４２はラッチ４１を常に時計方向回転させる力を発生させる。

ラッチ４１の先端４１ａは平面または、凸円弧面（凸円筒面）で形成されており、円弧面の中心位置は、閉極状態におけるローラピン３２ａの中心とラッチ軸ピン４０ｃの中心を結ぶ直線上にほぼ一致するように形成される。

また、図１および図４に示す閉極状態では、ラッチ４１の先端４１ａはローラピン３２ａと係合し、ローラピン３２ａが先端４１ａをラッチ４１の回転軸中心の向きに押し、ラッチ４１が反時計方向回転しようとするのを抑止する構造となっている。

図１に示すように、引き外しリンク４３は、引き外しレバー４４に配置された引き外しレバーピン４４ａとの係合部に長穴４３ａが形成されており、引き外しレバーピン４４ａは長穴４３ａの範囲内で移動および回転が可能である。

ラッチ４１に配置されたラッチピン４１ｂは引き外しリンク４３の長穴４３ａと反対側の端部と回転自由に係合している。

引き外しレバー４４は支持構造体２０に対して回転自由に配置されており、引き外しレバー復帰ばね４５により常に時計方向に回転する力が与えられている。ただし、その回転は支持構造体２０に固着されたピン２２が係合することにより抑止される。

さらに、図３に示す開極状態では、ラッチ４１の時計方向回転は、引き外しリンク４３を介して、ピン２２により抑止される。

開路用電磁ソレノイド６０のプランジャ６０ａの先端は引き外しレバー４４に接離自在に係合される。開閉装置操作機構に開路指令が入力されるとプランジャ６０ａの先端が引き外しレバー４４に接し、引き外しレバー４４を反時計方向回転させる。

図２に示すように、閉路レバー１２は一端にツメ１２ｂを有し、支持構造体２０に回転自由に配置された閉路用係止レバー５０の半円柱部５０ａと接離自在に係合される。

また、閉路用係止レバー５０の一端には復帰ばね５１が配置されており、復帰ばね５１の他端は支持構造体２０に固定される。復帰ばね５１は圧縮ばねであり、閉路用係止レバー５０を時計方向回転させるばね力が常に作用している。

ただし、その回転は支持構造体２０に固着されたピン２３が係合することにより抑止される。

閉路用電磁ソレノイド６１のプランジャ６１ａの先端は閉路用係止レバー５０に接離自在に係合される。開閉装置操作機構に閉路指令が入力されるとプランジャ６１ａの先端が閉路用係止レバー５０に接し、閉路用係止レバー５０を反時計方向回転させる。

図３に示す開極状態では、閉路リンク１３の中心軸（ピン８ａとピン１２ａの中心を結んだ軸）よりも閉路シャフト１０の中心１０ａが左側に位置しているため、閉路ばね７により閉路レバー１２には反時計方向の回転トルクが与えられている。しかし、ツメ１２ｂと半円柱部５０ａの係合によりその回転が抑止される。

図４に示す閉極状態では、メインレバー１１は、開路ばね２が伸びようとするばね力によって常に時計方向の回転トルクを受ける。メインレバー１１に伝えられた力は、主副連結リンク６を介してサブレバー３１に伝えられる。その力はサブレバー３１を常に反時計方向に回転させるトルクとなり、同時にラッチレバー３２も反時計方向回転させようとする。

ただし、閉極状態ではラッチ４１の先端４１ａとローラピン３２ａが係合しているためにラッチレバー３２の反時計方向回転は抑止され、それに続くサブレバー３１から開路ばね２に至るまでの部材は静止保持された状態となる。

なお、本実施形態では、閉路シャフト１０、サブシャフト３０などの回転軸や各ピンの軸は互いに平行である。

図５に示すように、開路用電磁ソレノイド６０は、コイル６０ｈ、プランジャ６０ａ、プランジャ復帰ばね６０ｃ、第１のベース６０ｆ、第２のベース６０ｅを有する。

プランジャ６０ａは軸形状の軸部７０、軸部７０に同軸上に固定される鉄心７１を有する。

第１のベース６０ｆは一方の端部が支持構造体２０に取り付けられ、他方の端部に第１の凹部８０を有し、内部に空洞部８１が形成される。

円筒状のコイル６０ｈは、空洞部８１に第１のベース６０ｆと同軸上に配置される。円筒状のコイル６０ｈの内側かつ同軸上にはプランジャ６０ａが配置され、プランジャ６０ａの鉄心７１は、支持構造体２０側に突出する凸部７２を有する。

第２のベース６０ｅは、第１の凹部８０に着脱可能に嵌合され、支持構造体２０側の端部に第２の凹部８２が形成される。

プランジャ６０ａは第２の凹部８２に嵌合される。

第１のベース６０ｆとプランジャ６０ａの鉄心７１の凸部７２との間には、プランジャ６０ａと同軸上にプランジャ復帰ばね６０ｃが配置される。

プランジャ６０ａの軸部７０は非磁性体であり、例えばステンレス鋼などで構成される。第２のベース６０ｅ、第１のベース６０ｆ、およびプランジャ６０ａの鉄心７１は強磁性体であり、例えば軟鋼で構成される。

開閉装置操作機構に遮断指令が入力されると、コイル６０ｈが励磁され、開路用電磁ソレノイド６０を構成する強磁性体である第１のベース６０ｆ、第２のベース６０ｅおよびプランジャ６０の鉄心７１を通る磁束が発生する。ここで、磁束は凸部７２の端面６０ｂと動作終了位置６０ｄとの間の隙間寸法ｇの空間も通るが、この空間は透磁率が低く磁気抵抗が高いため、隙間寸法ｇを小さくしようとする力が発生する。この力によって鉄心７１が第１のベース６０ｆ側に吸引される。鉄心７１が吸引されることにより、凸部７２の端面６０ｂと動作終了位置６０ｄとの間の隙間寸法ｇが次第に小さくなり、鉄心７１は第１のベース６０ｆがほぼ接触した状態で停止する。コイル６０ｈに流れる電流が下がり一定値以下になると、プランジャ６０ａはプランジャ復帰ばね６０ｃにより初期位置に戻される。

図５ではプランジャ復帰ばね６０ｃは、第２のベース６０ｅと第１のベース６０ｆの内部に設置されているが、図１０に示すようにプランジャ復帰ばね６０ｃは、プランジャ６０ａの同軸上なら電磁ソレノイド６０の外側に設置してもよく、その為にプランジャ６０ａにばね受け６０ｗを設置してもよい。

開路用電磁ソレノイド６０は直角な段差を持つ入れ子構造を有しており、段差寸法をｄ１とすると、隙間寸法ｇと開路用電磁ソレノイド６０の推進力の関係は図６のようになる。このように隙間寸法ｇが小さくなり、段差寸法ｄ１に近づくにつれて、推進力は大きくなる。さらに、隙間寸法ｇが小さくなり、段差寸法ｄ１より小さくなると推進力は下がり、動作終了位置で最大となる。

図５では、開路用電磁ソレノイド６０は凸部７２のような直角な段差を持つ構造としたが、段差は斜面状のテーパ形状でもよく、対向する面同士が平坦なフラット構造でも良い。

（開路動作）
このように構成された本実施形態の開閉装置操作機構において、図１および図４に示す閉極状態から図７および図８に示す状態を経て図３に示す開極状態に至る開路動作について説明する。

まず、図１および図４に示す閉極状態において、開閉装置操作機構に外部指令が入力されると開路用電磁ソレノイド６０が励磁され、プランジャ６０ａが矢印Ａの方向に動作する。

引き外しレバー４４はプランジャ６０ａと係合しているため反時計方向回転する。それに連動して引き外しリンク４３がラッチピン４１ｂと係合しつつ右方向に移動し、ラッチ４１を時計方向回転させる。この動作によりラッチ４１の先端４１ａとローラピン３２ａの係合が外れる。この状態を示したのが図７である。

ラッチレバー３２は開路ばね２により反時計方向の回転力が与えられているため、ラッチ４１を押しのけながら反時計方向回転する。その際、引き外しリンク４３は長穴４３ａと引き外しレバーピン４４ａが係合しながら移動するため、引き外しレバー４４とは独立して動作する。この状態を示したのが図８である。

図３は開路動作終了状態を示している。引き外しリンク４３と引き外しレバー４４は引き外しレバー復帰ばね４５（図１）により閉極状態（図１、図４）とほぼ同じ位置まで復帰する。ラッチ４１もラッチ復帰ばね４２（図１）により閉極状態（図１、図４）とほぼ同じ位置まで復帰する。

図４においてラッチ４１とローラピン３２ａの係合が外れると、ラッチレバー３２とサブシャフト７０に固着されたカムレバー３３、サブレバー３１が反時計方向（矢印Ｂ、Ｃ方向）に回転する。そして、メインレバー１１が時計方向回転（矢印Ｄ方向）に回転し開路ばね２とダンパー４は矢印Ｅ方向に動作する。リンク機構１とそれに連結された可動接点１００が右方向に移動し、開路動作が開始する。

開路ばね２がある一定距離変位すると、ピストン４ａは支持構造体２０に固定されたストッパー２０ｂに当接し、ダンパー４の制動力が発生し開路ばね２の動作を停止させ、それに連結されたリンクレバー類の動作も停止し開路動作が完了する。その状態を示したのが図３である。

（閉路動作）
次に、図２および図３に示す開極状態で閉路ばね７が蓄勢完了した状態から図１および図４に示す閉極状態に至る閉路動作について説明する。

図２および図３において、外部指令が入力されると閉路操作部の閉路用電磁ソレノイド６１が励磁され、プランジャ６１ａが矢印Ｆ方向に動作し、閉路用係止レバー５０はプランジャ６１ａと係合しているため反時計方向回転する。すると半円柱部５０ａとツメ１２ｂの係合が外れ、閉路レバー１２と閉路シャフト１０は閉路ばね７のばね力により反時計方向回転し（矢印Ｇ方向）、閉路ばね７は矢印Ｈ方向に伸びて放勢される。閉路シャフト１０に固着される閉路カム１４は矢印Ｉの方向に回転し、ローラ３３ａと係合する。ローラ３３ａが閉路カム１４により押し込まれると、カムレバー３３は時計方向回転し（矢印Ｊ方向）、同時にサブレバー３１は矢印Ｋの方向に回転する。

サブレバー３１の回転はメインレバー１１に伝えられ、メインレバー１１が反時計方向（矢印Ｌ方向）に回転する。すると、リンク機構１とそれに連結された可動接点１００が左方向に移動し、閉路動作を行なう。メインレバー１１の回転に伴い開路ばね２は圧縮されて蓄勢され、ローラピン３２ａはラッチ４１と再び係合し閉路動作が完了する。図1および図４に閉路動作が完了した状態を示す。

上記のように構成される第１の実施形態の開閉装置操作機構において、プランジャ６０ａの鉄心７１と第２のベース６０ｅとが嵌合する嵌合部７３の軸方向の長さをｄ２とすると、異なる長さｄ２における隙間寸法ｇと推進力の関係は図９のようになる。

図９に示すように、嵌合部７３の軸方向の長さｄ２が異なると推進力も変化する。ｅ，ｄ，ｃ，ｂ，ａとｄ２が小さくなるに従い、推進力も全体的に小さくなる。

これは、嵌合部７３の軸方向の長さｄ２を小さくすると、開路用電磁ソレノイド６０の磁気回路において第２のベース６０ｅの磁気抵抗が大きくなり、発生する磁束が減少するためである。

本実施形態では、第２のベース６０ｅが第１のベース６０ｆに着脱可能に嵌合されるため、容易に第２のベース６０ｅおよびプランジャ６０ａを着脱し交換することが可能である。

異なる嵌合部７３の軸方向の長さｄ２を有するプランジャ６０ａ´および第２のベース６０ｅ´と交換することで、プランジャ６０ａと引き外しレバー４４との係合時の推進力を変えることができる。そのことにより、ラッチ４１とローラピン３２ａの係合が外れるタイミングを変更することができ、容易に開極時間を調整することができる。

また、閉路用電磁ソレノイド６１も開路用電磁ソレノイド６０と同様の構成であるため、容易に第２のベース６０ｅおよびプランジャ６０ａを着脱し交換することが可能である。

異なる嵌合部７３の軸方向の長さｄ２を有するプランジャ６０ａ´および第２のベース６０ｅ´と交換することで、プランジャ６０ａと閉路用係止レバー５０との係合時の推進力を変えることができる。そのことにより、閉路レバー１２と閉路用係止レバー５０の係合が外れるタイミングを変更することができ、容易に閉極時間を調整することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。図１１は、第２の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図である。

この第２の実施形態が、第１の実施形態と異なる点は第２のベース６０ｊにある。第２のベース６０ｊは、支持構造体２０側とは反対側端部にスリット６０ｉを有する。

図１２は、第２の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドにおけるスリット深さと推進力の関係を示す説明図である。

図１２に示すように、スリット６０ｉの深さｈにより推進力は変化し、スリット６０ｉの深さｈがａからｂへと大きくなると推進力は小さくなる。これは、スリット６０ｉの深さｈを大きくすると、第２のベース６０ｊの磁気抵抗が増大し、開路用電磁ソレノイド６０の磁気回路に流れる磁束が減少するためである。

本実施形態では、開路用電磁ソレノイド６０においてスリット６０ｉの深さｈが異なる第２のベース６０ｊ´と交換することで、プランジャ６０ａと引き外しレバー４４との係合時の推進力を変えることができる。そのことにより、ラッチ４１とローラピン３２ａの係合が外れるタイミングを変更することができ、容易に開極時間を調整することができる。

また、閉路用電磁ソレノイド６１においてスリット６０ｉの深さｈが異なる第２のベース６０ｊ´と交換することで、プランジャ６０ａと閉路用係止レバー５０との係合時の推進力を変えることができる。そのことにより、閉路レバー１２と閉路用係止レバー５０の係合が外れるタイミングを変更することができ、容易に閉極時間を調整することができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態および第２の実施形態と同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。図１３は、第３の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図である。

この第３の実施形態が、第１の実施形態と異なる点は第１のベース６０ｆにある。第１のベース６０ｆは、第３のベース６０ｋおよび第４のベース６０ｇに分割可能に構成され、第３のベース６０ｋは支持構造体２０側端部にスリット６０ｙを有する。

スリット６０ｙの深さｈを変化させた場合の隙間寸法ｇとプランジャ６０ａの推進力との関係は図１２と同様であり、図１２に示すように、スリット６０ｙの深さｈにより推進力は変化し、スリット６０ｙの深さｈが大きくなると推進力は小さくなる。

本実施形態では、第１のベース６０ｆが第３のベース６０ｋおよび第４のベース６０ｇに分割可能に構成されるため、第３のベース６０ｋは支持構造体２０および第４のベース６０ｇと容易に着脱することができ、交換可能である。

開路用電磁ソレノイド６０においてスリット６０ｙの深さｈが異なる第３のベース６０ｋ´と交換することで、プランジャ６０ａと引き外しレバー４４との係合時の推進力を変えることができる。そのことにより、ラッチ４１とローラピン３２ａの係合が外れるタイミングを変更することができ、容易に開極時間を調整することができる。

また、閉路用電磁ソレノイド６１においてスリット６０ｙの深さｈが異なる第３のベース６０ｋ´と交換することで、プランジャ６０ａと閉路用係止レバー５０との係合時の推進力を変えることができる。そのことにより、閉路レバー１２と閉路用係止レバー５０の係合が外れるタイミングを変更することができ、容易に閉極時間を調整することができる。

なお、図１４および図１５に示すように、第１の実施形態や第２の実施形態においても第１のベース６０ｆが第３のベース６０ｋおよび第４のベース６０ｇに分割可能に構成されてもよい。

（第４の実施形態）
第４の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態乃至第３の実施形態と同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。図１６は、第４の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図である。

この第４の実施形態が、第２の実施形態と異なる点は第１のスペーサー６０ｘを設けたことにある。

第２のベース６０ｊのスリット６０ｉ内に強磁性体の第１のスペーサー６０ｘが配置される。

スリット６０ｉ内に強磁性体の第１のスペーサー６０ｘが配置されることにより、第２のベース６０ｊの磁気抵抗が小さくなるため、開路用電磁ソレノイド６０の磁気回路に流れる磁束が増大し、プランジャ６０ａの推進力が大きくなる。

第１のスペーサー６０ｘの数が大きいほど、厚さが大きいほどプランジャ６０ａの推進力は大きくなるため、スリット６０ｉ内に配置されるスペーサー６０ｘの数や厚さを変更することで、異なる推進力を得ることができる。

すなわち、開路用電磁ソレノイド６０においてスリット６０ｉ内に配置されるスペーサー６０ｘの数や厚さを変更することで、プランジャ６０ａと引き外しレバー４４との係合時の推進力を変えることができる。そのことにより、ラッチ４１とローラピン３２ａの係合が外れるタイミングを変更することができ、容易に開極時間を調整することができる。

また、閉路用電磁ソレノイド６１においてスリット６０ｉ内に配置されるスペーサー６０ｘの数や厚さを変更することで、プランジャ６０ａと閉路用係止レバー５０との係合時の推進力を変えることができる。そのことにより、閉路レバー１２と閉路用係止レバー５０の係合が外れるタイミングを変更することができ、容易に閉極時間を調整することができる。

なお、スペーサー６０ｘは第３の実施形態におけるスリット６０ｙ内に配置されてもよく、同様の効果を得ることができる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態乃至第４の実施形態と同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。図１７は、第５の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図である。

この第５の実施形態が、第１の実施形態と異なる点はプランジャ６０ａにコーティング７４が施されることにある。

図１７に示すように、プランジャ６０ａには、第２のベース６０ｅとの摺動面と第１のベース６０ｆとの摺動面に低摩擦係数のコーティング７４が施される。コーティング７４としては例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）が挙げられる。

コイル６０ｈの励磁後から、プランジャ６０ａが動き出すまでには、微小な時間差がある。これは、プランジャ６０ａに生じる推進力がプランジャ６０ａと第２のベース６０ｅ及び第１のベース６０ｆ間の静摩擦力に打ち勝つまでにかかる時間である。

本実施形態では、開路用電磁ソレノイド６０においてプランジャ６０ａの第２のベース６０ｅとの摺動面と第１のベース６０ｆとの摺動面にコーティング７４が施されることで、摩擦力を小さくし、コイル６０ｈの励磁後からプランジャ６０ａの動き出しまでの時間差を短縮することができる。

また、プランジャ６０ａの動き出し後の動摩擦力も小さくなるので、動作時間も短縮することができる。

以上のように本実施形態により、開極時間の短縮が容易に可能となる。加えて、摺動面の摩擦が小さくなることで、電磁ソレノイドの動作が安定し、開極時間のばらつきが少なくなるため、容易に開極時間を調整することができる。

閉路用電磁ソレノイド６１においても同様の構成とすることで容易に閉極時間を調整することができる。

なお、プランジャ６０ａと第２のベース６０ｅとの摺動面と、プランジャ６０ａと第１のベース６０ｆとの摺動面のうち、少なくとも一方にコーティング７４が施されることで上記の効果を得ることができる。

また、第２のベース６０ｅあるいは第１のベース６０ｆにコーティング７４が施されてもよく、プランジャ６０ａと第２のベース６０ｅの両方、プランジャ６０ａと第１のベース６０ｆの両方にコーティング７４が施されてもよい。

（第６の実施形態）
第６の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態乃至第５の実施形態と同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。図１８、図１９は、第６の実施形態に係る開閉装置操作機構の開路用電磁ソレノイドの断面図である。

この第６の実施形態が、第１の実施形態と異なる点は第２のスペーサー６０ｚを設けたことにある。

コイル６０ｈと第２のベース６０ｅとの間またはコイル６０ｈと第１のベース６０ｆとの間には強磁性体の第２のスペーサー６０ｚが配置される。

第１のベース６０ｆにおけるプランジャ６０ａ吸引端面を６０ｒ、コイル中心を６０ｓとし、ベース側吸引端面６０ｒとコイル中心６０ｓ間の軸方向距離をコイル距離ｄ３とすると、図２０に示すように、コイル距離ｄ３がａ，ｂ，ｃと小さくなるほど、推進力は大きくなる。これは有限長ソレノイドコイルの場合、コイル内部の軸方向中心部において磁束密度が最も高くなるためである。

本実施形態では、開路用電磁ソレノイド６０においてスペーサー６０ｓの枚数、厚さ及び配置を変更することで、開路用電磁ソレノイド６０内部におけるコイル６０ｈの位置が調整可能である。

コイル６０ｈの位置を調整し、コイル距離ｄ３を変化させることにより、プランジャ６０ａと引き外しレバー４４との係合時の推進力を変えることができる。そのことにより、ラッチ４１とローラピン３２ａの係合が外れるタイミングを変更することができ、容易に開極時間を調整することができる。

同様に、閉路用電磁ソレノイド６０においてスペーサー６０ｓの枚数、厚さ及び配置を変更することで、閉路用電磁ソレノイド６１内部におけるコイル６０ｈの位置が調整可能である。

コイル６０ｈの位置を調整し、コイル距離ｄ３を変化させることにより、プランジャ６０ａと引き外しレバー４４との係合時の推進力を変えることができる。そのことにより、閉路レバー１２と閉路用係止レバー５０の係合が外れるタイミングを変更することができ、容易に閉極時間を調整することができる。

また、図１９に示すように、コイル６０ｈを複数に分割したコイル６０ｎの積層構造とし、コイル６０ｎと第２のベース６０ｅとの間またはコイル６０ｎと第１のベース６０ｆとの間に第２のスペーサー６０ｚが配置されてもよい。このとき、コイル６０ｎは電気的に直列に接続される。

コイルに流す電流値が同じ場合、コイル６０ｎの積層数を少なくすると推進力は小さくなり、コイル６０ｎの積層数を多くすると推進力は大きくなる。しかし、コイル６０ｎの積層数を少なくした場合、漏れ磁束が大きくなり、プランジャに推進力が殆ど発生しなくなることがある。そこで、プランジャ６０ａの端面６０ｂと、ベース側吸引端面６０ｒ間の軸方向距離を吸引距離ｄ３とし、プランジャ側コイル端面６０ｕと、ベース側吸引端面６０ｒ間の軸方向距離を吸引距離ｄ４とし、ベース側コイル端面６０ｖと、端面６０ｂ間の軸方向距離を吸引距離ｄ５としたときに、コイル６０ｎをｄ３＜ｄ４かつｄ３＜ｄ５となるように配置すると、過剰な漏れ磁束を抑制し、最低限の推進力を得ることができる。

なお、第２のスペーサー６０ｚは、コイル６０ｈと第２のベース６０ｅとの間と、コイル６０ｈと第１のベース６０ｆとの間の両方に配置されてもよい。

上記各実施形態において、開路ばね２および閉路ばね７には、圧縮コイルばね、ネジリコイルばね、皿ばね、渦巻きばね、板ばね、空気ばね、引っ張りばねを用いることができ、開路ばね２および閉路ばね７を複数有していてもよい。

また、ラッチ復帰ばね４２、引き外しレバー復帰ばね４５、復帰ばね５１、プランジャ復帰ばね６０ｃには、コイルばね、ネジリコイルばね、皿ばね、渦巻きばね、板ばねを用いることができる。

なお、係止レバー４０は支持構造体２０に固定されるものであるから、係止レバー４０を無くして、ピン４０ｂなどを支持構造体２０に直接固定するようにしてもよい。また、ピン４０ｂは、係止レバー４０または支持構造体２０と一体のものでもよい。

プランジャ６０ａの質量を変更することによっても開極時間および閉極時間の変更が可能となる。

本発明のいくつかの実施形態について説明したが、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。これらの実施形態は、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、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同様に、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。

１…リンク機構
２…開路ばね
３…開路ばね受け
４…ダンパー
４ａ…ピストン
５…開路ばねリンク
６…主副連結リンク
７…閉路ばね
８…閉路ばね受け
１０…閉路シャフト
１１…メインレバー
１２…閉路レバー
１３…閉路リンク
１４…閉路カム
２０…支持構造体
３０…サブシャフト
３１…サブレバー
３２…ラッチレバー
３２ａ…ローラピン
３３…カムレバー
４０…係止レバー
４１…ラッチ
４１ａ…先端
４２…ラッチ復帰ばね
４３…引き外しリンク
４４…引き外しレバー
４４ａ…引き外しレバーピン
４５…引き外しレバー復帰ばね
５０…閉路用係止レバー
５０ａ…半円柱部
５１…復帰ばね
６０…開路用電磁ソレノイド
６０ａ，６１ａ…プランジャ
６０ｃ…プランジャ復帰ばね
６０ｅ，６０ｊ…第２のベース
６０ｆ…第１のベース
６０ｇ…第４のベース
６０ｈ，６０ｎ…コイル
６０ｉ，６０ｙ…スリット
６０ｋ…第３のベース
６０ｗ…ばね受け
６０ｘ…第１のスペーサー
６０ｚ…第２のスペーサー
６１…閉路用電磁ソレノイド
７０…軸部
７１…鉄心
７２…凸部
７３…嵌合部
７４…コーティング
８０…第１の凹部
８１…空洞部
８２…第２の凹部
１００…可動接点

Claims

開閉装置を投入状態と遮断状態との間で相互に移行させる電磁ソレノイドを備える開閉装置操作機構において、
前記電磁ソレノイドは、
一方の端部が支持構造体に取り付けられ、他方の端部に第１の凹部を有し、内部に空洞部が形成される第１のベースと、
前記第１のベースの前記空洞部に前記第１のベースと同軸上に配置され、通電されることにより磁場を発生させる円筒状のコイルと、
前記コイルの内側かつ前記コイルと同軸上に配置されるプランジャと、
前記プランジャと同軸上に配置されるプランジャ復帰ばねと、
前記第１のベースの前記第１の凹部に着脱可能に嵌合され、前記支持構造体側の端部に形成される第２の凹部に前記プランジャが嵌合される第２のベースと
を有する開閉装置操作機構。
前記第１のベースの前記一方の端部と、前記第２のベースの前記支持構造体側とは反対側の端部のうち、少なくとも一方にスリットを有する請求項１に記載の開閉装置操作機構。
前記スリット内に配置される強磁性体の第１のスペーサーをさらに有する請求項２に記載の開閉装置操作機構。
前記プランジャと前記第１のベースとの摺動面と、前記プランジャと前記第２のベースとの摺動面のうち、少なくとも一方の面に設置される低摩擦係数のコーティングをさらに有する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の開閉装置操作機構。
前記コイルと前記第２のベースとの間または前記コイルと前記第１のベースとの間に配置される強磁性体の第２のスペーサーをさらに有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の開閉装置操作機構。
前記第１のベースが複数に分割可能な請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の開閉装置操作機構。
往復駆動可能な可動接点と、
前記可動接点を駆動させ、投入状態と遮断状態との間で相互に移行させる電磁ソレノイドを備える開閉装置操作機構と
を有する開閉装置において、
前記電磁ソレノイドは、
一方の端部が支持構造体に取り付けられ、他方の端部に第１の凹部を有し、内部に空洞部が形成される第１のベースと、
前記第１のベースの前記空洞部に前記第１のベースと同軸上に配置され、通電されることにより磁場を発生させる円筒状のコイルと、
前記コイルの内側かつ前記コイルと同軸上に配置されるプランジャと、
前記プランジャと同軸上に配置されるプランジャ復帰ばねと、
前記第１のベースの前記第１の凹部に着脱可能に嵌合され、前記支持構造体側の端部に形成される第２の凹部に前記プランジャが嵌合される第２のベースと
を有する開閉装置。