JP2015072817A - 開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遮断動作開始における接触子部同士の動き出しを早くすることで、開極時間を大幅に短縮させることのできる開閉装置を提供する。【解決手段】開閉装置は、可動接触子部２０と対向接触子部１０を対向配置する。可動接触子部２０は、操作ロッド２５から駆動力を受けて進退する。対向接触子部１０は、操作ロッド２５の駆動力を可動接触子部２０を介して伝動し、当該対向接触子部１０を可動接触子部２０の進退とは反対方向に進退させる伝動機構４０に連結されている。この伝動機構４０は、操作ロッド２５による駆動力伝達経路とは別に、補助付勢体による駆動力の補助を受ける。補助付勢体は、対向接触子部１０の可動接触子部２０へ向けた進行によって蓄勢し、対向接触子部１０の可動接触子部２０に対する後退によって放勢して伝動機構４０を補助する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、電力系統の変電所或いは開閉所において電流遮断及び投入を切り換える開閉装置に関する。

開閉装置は、電力系統に生ずる過大な事故電流、進み小電流、リアクトル遮断等の遅れ負荷電流、又は極めて小さな事故電流等を遮断する際に利用される。開閉装置は、例えば、遮断過程で電路を機械的に切り離し、切り離しの過程で発弧したアーク放電を消弧性ガスの吹き付けによって消弧する。

開閉装置の一例を挙げると、現在パッファ型と呼ばれるガス遮断器が広く普及している（例えば、特許文献１参照）。パッファ型ガス遮断器は、消弧性ガスが充填された密閉容器内に、対向アーク接触子及び対向通電接触子を備える対向接触子部と、可動アーク接触子及び可動通電接触子とを備える可動接触子部を対向して配置し、それぞれを操作ロッドによる機械的な駆動力によって接触又は離反させることで電流を導通し又は遮断する。

この開閉装置には、両接触子部の離反に伴って容積が減少し、内部の消弧性ガスが蓄圧される蓄圧空間と、両アーク接触子を取り囲むように配置され、蓄圧空間の消弧性ガスをアークに誘導する絶縁ノズルが設けられている。蓄圧空間は、シリンダとピストンとを組み合わせてなり、接触子の開離に連動してシリンダをピストンに近づけることで容積を減少し、内部の消弧性ガスを蓄圧する。

遮断過程においては、対向アーク接触子と可動アーク接触子が離反することで、両アーク接触子間にアークが発生する。接触子の離反に連動してシリンダが移動し、シリンダとピストンの相互作用により蓄圧空間内で十分蓄圧された消弧性ガスが、絶縁ノズルを介してアーク放電に強力に吹き付けることにより、両アーク接触子の絶縁性能を回復させ、アーク放電が小さくなる電流零点で消弧し、電流の遮断を完了させる。

開閉装置の動力源としては、ばね操作機構が選択されることが多くなっている。ばね操作機構は、メンテナンス性や信頼性に優れるためである。但し、ばね操作機構は、油圧操作機構と比較して駆動エネルギーが低い。そのため、可動接触子部の高速動作を実現するには、可動接触子部の小型化及び軽量化が必須となる。

また、駆動エネルギーを可動接触子部に伝動するのみならず、可動接触子部と対向接触子部との間を伝動機構で連結した開閉装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。この開閉装置によれば、低い駆動エネルギーであっても、対向接触子部にも駆動エネルギーを伝動することで両方の接触子部を共に動作させ、相対的に開離速度を向上させることができる。

伝動機構を用いた開閉装置は概略次の通りである。まず、可動接触子部は、動力源が直接或いは絶縁ロッドを介して押し引きする操作ロッドを備え、動力源から駆動力を受けて動作する。対向接触子部は、カップリング、リンク、カム、及びカムローラを介して可動接触子部と連結され、可動接触子部の移動に従動して動作させる。カムの平面にカムローラが滑動する円弧状に描かれた溝が刻設されている。この溝とカム軸との距離は位置によって連続的に遠方から近傍へと変更される。

カムが回動すると、対向接触子部と固定関係にあるカムローラが溝内を滑動する。カムローラの存在する溝内の位置が変わると、カム軸と対向接触子部との距離は変更される。すなわち、対向接触子部は、カムの回動方向に応じてカム軸に寄ったり離れたりする。リンクとカムとの連結位置を調節しておけば、可動接触子部の開離動作に応じて対向接触子部も開離動作し、可動接触子部が接近動作に応じて対向接触子部も接近動作する。

投入状態では、可動接触子部と対向接触子部はそれぞれ互いに接触している。この時、可動接触子部は投入位置で保持されており、リンクを介して可動接触子部に連結されるカムは回転できない。このため、カムローラも溝内で動きが拘束され、カムローラと固定関係にある対向接触子部も投入位置で保持される。

遮断指令により可動接触子部は遮断方向に移動する。この時、カムはカム軸を回転中心として回転する。カムローラは、カム軸から最も離れた溝位置から近くの溝位置に滑動し、対向接触子部は可動接触子部と逆方向に移動する。

特公平７−１０９７４４号公報 特開２００２−２０８３３６号公報

伝動機構により可動接触子部と対向接触子部の両方を移動させる開閉装置では、低い駆動エネルギーであっても、両方の接触子部の開離速度の向上が実現される。しかしながら、２サイクル遮断が要求される高電圧クラスでは、両接触子部の開離のストローク長が長くなる。そのため、カムローラとカム軸との距離が其のストローク長に合わせて遠くなるように溝が刻設され、カムローラがカム軸と遠い位置にある場合、対向接触子部がカムに与える慣性モーメントが大きくなってしまう。

そうすると、遮断動作開始直後は、この慣性モーメントがカムの初動に大きく影響し、カムの動き出しを遅延させてしまう。すなわち、遮断動作開始直後における対向接触子部の動き出しが鈍くなる。この問題は、遮断指令受信から可動接触子部と対向接触子部の開極時間を遅延させることになり、その結果、２サイクル遮断の実現が困難となる。

本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、遮断動作開始における接触子部同士の動き出しを早くすることで、開極時間を大幅に短縮させることのできる開閉装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本実施形態に係る開閉装置は、電流の導通又は遮断を切り替える開閉装置であって、一方側の電路に設けられる第１の接触子部と、他方の電路に設けられ、前記第１の接触子部と対向する第２の接触子部と、前記第１の接触子部に設けられ、前記第１の接触子部を前記第２の接触子部に対して進退させる操作ロッドと、前記操作ロッドの駆動力を前記第１の接触部を介して伝動し、前記第２の接触子部を前記第１の接触子部の進退とは反対方向に進退させる伝動機構と、前記第２の接触子部の前記第１の接触子部へ向けた進行によって蓄勢し、前記第２の接触子部の前記第１の接触子部に対する後退によって放勢して前記伝動機構の駆動を補助する補助付勢体と、を備えること、を特徴とする。

前記伝動機構は、前記第１の接触子部と連結されて、前記第１の接触子部の進退に応じて押し引きされるリンクと、前記リンクと連結されて、前記リンクの押し引きに応じて回動するカムと、前記第２の接触子部に固定され、前記カムに従動して前記第２の接触子部を前記第１の接触子部に対して進退させるカムローラと、を含み、前記補助付勢体は、前記カムに一方のアームが接続され、他方のアームが固定されたねじりバネであり、前記第２の接触子部の前記進行を伴う前記カムの一方向の回動により復元力を蓄勢し、前記第２の接触子部の前記後退を伴う前記カムの逆方向の回動により復元力を放勢し、前記カムの前記逆方向の回動を補助するようにしてもよい。

前記伝達機構は、前記第１の接触子部と連結されて、前記第１の接触子部の進退に応じて押し引きされるリンクと、前記リンクと連結されて、前記リンクの押し引きに応じて回動するカムと、前記第２の接触子部に固定され、前記カムに従動して前記第２の接触子部を前記第１の接触子部に対して進退させるカムローラと、を含み、前記補助付勢体は、前記カムのカム軸に巻きつく渦巻きバネであり、前記第２の接触子部の前記進行を伴う前記カムの一方向の回動により前記カム軸に巻き取られて復元力を蓄勢し、前記第２の接触子部の前記後退を伴う前記カムの逆方向の回動により前記カム軸に巻き出されて復元力を放勢し、前記カム軸に前記カムを前記逆方向へ回動させるトルクを与えるようにしてもよい。

前記伝達機構は、前記第１の接触子部と連結されて、前記第１の接触子部の進退に応じて押し引きされるリンクと、前記リンクと連結されて、前記リンクの押し引きに応じて回動するカムと、前記第２の接触子部に固定され、前記カムに従動して前記第２の接触子部を前記第１の接触子部に対して進退させるカムローラと、を含み、前記補助付勢体は、前記カムのカム軸に嵌合されるトーションバーであり、前記第２の接触子部の前記進行を伴う前記カムの回動により捻られて復元力を蓄勢し、前記第２の接触子部の前記後退を伴う前記カムの回動により捻りが解消されて復元力を放勢し、前記カム軸に前記カムを前記逆方向に回動させるトルクを与えるようにしてもよい。

前記伝達機構は、前記第１の接触子部と連結されて、前記第１の接触子部の進退に応じて押し引きされるリンクと、前記リンクと連結されて、前記リンクの押し引きに応じて回動するカムと、前記第２の接触子部に固定され、前記カムに従動して前記第２の接触子部を前記第１の接触子部に対して進退させるカムローラと、を含み、前記補助付勢体は、前記カムのカム軸に嵌合するスプロケットと、前記スプロケットに掛け渡されるチェーンと、自由端が前記チェーンの一端に固定される圧縮バネと、を含み、前記圧縮バネは、前記第２の接触子部の前記進行を伴う前記カムの一方向の回動により前記チェーンに引っ張られて復元力を蓄勢し、前記第２の接触子部の前記後退を伴う前記カムの逆方向の回動により復元力を放勢し、前記チェーンと前記スプロケットを介して前記カム軸に前記カムを前記逆方向に回転させるトルクを与えるようにしてもよい。

前記伝動機構は、前記第１の接触子部に設けられる第１のラックギアと、前記第２の接触子部に設けられる第２のラックギアと、前記第１のラックギアと前記第２のラックギアに挟まれて双方と噛合するピニオンギアと、を含み、前記補助付勢体は、前記ピニオンギアに設けられるねじりバネであり、前記第２の接触子部の前記進行を伴う前記ピニオンギアの一方向の回動により復元力を蓄勢し、前記第２の接触子部の前記後退を伴う前記ピニオンギアの逆方向の回動により復元力を放勢し、前記ピニオンギアの前記逆方向の回動を補助するようにしてもよい。

前記伝動機構は、前記第１の接触子部に設けられる第１のラックギアと、前記第２の接触子部に設けられる第２のラックギアと、前記第１のラックギアと前記第２のラックギアに挟まれて双方と噛合するピニオンギアと、を含み、前記補助付勢体は、前記第２のラックギアに一端が固定され、前記第２の接触子部を前記第１の接触子部から離れるように引っ張る引張りバネであり、前記第２の接触子部の前記進行を伴う前記第２のラックギアの移動により伸長されて復元力を蓄勢し、前記第２の接触子部の前記後退を伴う前記第２のラックギアの移動により復元力を放勢し、前記第２のラックギアを引っ張ることで前記ピニオンギアの回動を補助するようにしてもよい。

第１の実施形態に係る開閉装置の全体構成を示す断面図であり、電流投入状態を示す。 第１の実施形態に係る開閉装置の全体構成を示す断面図であり、電流遮断過程を示す。 第２の実施形態に係る開閉装置の全体構成を示す断面図である。 第３の実施形態に係る開閉装置の全体構成を示す断面図であり、電流投入状態を示す。 第３の実施形態に係る開閉装置の全体構成を示す断面図であり、電流遮断過程を示す。 第４の実施形態に係る開閉装置の全体構成を示す断面図である。 第４の実施形態に係り、カムの板面と直交する断面図であり、カムと其の周辺を示す。 第４の実施形態に係り、カム軸に設けられる渦巻きバネの断面図であり、カム軸と直交する断面を示す。 第５の実施形態に係る開閉装置の全体構成を示す断面図である。 第５の実施形態に係り、カムの板面と直交する断面図であり、カムと其の周辺を示す。 第６の実施形態に係る開閉装置の全体構成を示す断面図であり、電流投入状態を示す。 第６の実施形態に係る開閉装置の全体構成を示す断面図であり、電流遮断過程を示す。 第７の実施形態に係る開閉装置の全体構成を示す断面図である。 第８の実施形態に係る開閉装置の全体構成を示す断面図である。

（第１の実施形態）
（概略構成）
図１に示すように、本実施形態に係る開閉装置は、消弧性ガスが充填された密閉容器２内に対向接触子部１０及び可動接触子部２０を相対させて構成されるガス遮断器である。このガス遮断器は、対向接触子部１０と可動接触子部２０とを接離することで電流の投入及び遮断を切り替える。電流遮断過程では、対向接触子部１０及び可動接触子部２０との間にアーク放電が発弧する。ガス遮断器には、パッファ型等のガス流発生手段が設けられ、消弧性ガスをアーク放電に噴射することで消弧し、電流零点で遮断に至る。

以下、対向接触子部１０及び可動接触子部２０の各々において、他方の接触子と向かい合う側、或いはアーク放電が点弧する側を前方或いは先端と呼び、その反対側を後方或いは後端と呼ぶ。

まず、可動接触子部２０は、操作ロッド２５を備えている。操作ロッド２５は、駆動装置（不図示）の操作力によって押し引きされ、可動接触子部２０は、操作ロッド２５の押し引きに連動して前方又は後方に移動する。

一方、対向接触子部１０は、密閉容器２内に定点設置されて回動可能なカム４１に接続される。カム４１は、可動接触子部２０とリンク４２で連結されている。リンク４２及びカム４１は、対向接触子部１０に操作ロッドの操作力を伝動する伝動機構４０の構成要素である。また、密閉容器２内には、定点設置されて弾性変形可能なねじりバネ５１が設置されている。ねじりバネ５１は、カム４１に付勢力を作用させ、カム４１の一方向への回動を補助する補助付勢体である。ねじりバネ５１が補助する回動方向は、対向接触子部１０を後退させる方向である。

可動接触子部２０の後方への移動は、リンク４２を介してカム４１を回動させる。その回動はねじりバネ５１に補助される。これにより、対向接触子部１０は後退し、可動接触子２０との開離方向に引き離される。また、可動接触子部２０の前方への移動は、ねじりバネ５１に蓄勢しながら、リンク４２を介してカム４１を反対方向に回動させる。これにより、対向接触子部１０は可動接触子部２０との接触方向に押し込まれる。

カム４１近傍には緩衝装置７０が設置されている。緩衝装置７０は、対向接触子部１０と可動接触子部２０を開離させる際に、一定角度以上回動したカム４１を制止し、電流遮断駆動停止に伴う各機構に対する衝撃を緩和する。

この対向接触子部１０には対向アーク接触子１１及び対向通電接触子１２が設けられている。可動接触子部２０には可動アーク接触子２１及び可動通電接触子２２が設けられている。密閉容器２内において、対向通電接触子１２と可動通電接触子２２とが相対し、これらの接離により電流の投入及び遮断が切り換えられる。対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１とが相対し、これらの開離によりアーク放電の発弧が引き受けられる。

ガス流発生手段は、消弧性ガスの機械的圧縮作用をもたらす機械パッファ室３１と、機械的に圧縮された消弧性ガスをアーク放電に導く絶縁ノズル２３である。機械パッファ室３１は、操作ロッド２５の移動に連動して容積可変であり、電流遮断過程で容積が減少し、内部空間の蓄圧に伴って室外へ消弧性ガスを放出する。

絶縁ノズル２３は、機械的パッファ室３１の放出口を囲み、更に可動アーク接触子２１を先端まで包囲することで、アーク放電の発生空間を包囲し、機械パッファ室３１から放出された消弧性ガスをアーク放電へ案内する。

このガス遮断器は、対向通電接触子１２と可動通電接触子２２とが開離し、対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１とがアーク放電を引き受け、同時に機械パッファ室３１で消弧性ガスを蓄圧し、絶縁ノズル２３を介してアーク放電に消弧性ガスを噴射することで、電流零点を迎えて電流遮断に至る。

（詳細構成）
密閉容器２は、その材質が金属や碍子等であり、接地されている。消弧性ガスは、例えば、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ_６ガス）、空気、二酸化炭素、酸素、窒素、またはそれらの混合ガス、その他の消弧性能及び絶縁性能に優れたガスである。望ましくは、消弧性ガスは、六フッ化硫黄ガスよりも地球温暖化係数が低く、かつ分子量が小さく、かつ少なくとも１気圧以上及び摂氏２０度以下で気相であるガスの単体若しくは混合ガスである。

対向接触子部１０と可動接触子部２０は、内部中空の円筒又は中実の円柱を基本形とする複合体であり、各部材の全てが共通の中心軸を有する同心状配置となっており、径を合致させることで関係部材同士が対向して共働的に機能する。

対向接触子部１０は、密閉容器２内に固定された両端開口の円筒形状を有する支持筒９を備えている。対向通電接触子１２は、この支持筒９の先端に嵌め込まれて進没入自在である。すなわち、対向通電接触子１２は、両端が開口する円筒形状の導体であり、支持筒９と共通軸を有し、その外径は支持筒９の内径と概略同一である。概略同一とは、対向通電接触子１２にぐらつきがなく、支持筒９内を摺動可能な範囲をいう。対向通電接触子１２の先端側は、支持筒９から可動接触子部２０側へ飛び出している。この対向通電接触子１２の先端は、開口縁が内部に膨出している。

支持筒９の内周面には、対向通電接触子１２との当接範囲に摺動円滑面１３が表面を露出させて埋設されている。摺動円滑面１３は、支持筒９と対向通電接触子１２とを電気的に接続する導体である。更に、この摺動円滑面１３は、対向通電接触子１２との摩擦係数を減らし、或いは対向通電接触子１２の変位に対して弾性変形可能となっている。

対向アーク接触子１１は、先端が丸みを帯びた円柱形状の導体である。対向アーク接触子１１は、対向通電接触子１２内に配置され、共通軸に沿って丸み側を可動接触子部２０側に向けて延びる。この対向アーク接触子１１は、対向通電接触子１２の内周面から延びるサポート１４によって固定されている。

サポート１４は、板面をガス遮断器の軸に沿わせた複数枚の導体板であり、対向通電接触子１２の周方向に沿って所定角度の間隔を隔てて立設し、それぞれ共通軸まで延長されている。対向アーク接触子１１はサポート１４の各導体板が集合する中心に位置し、サポート１４と一体的に形成され、またはサポート１４に固着することで、対向通電接触子１２内に支持される。対向アーク接触子１１と対向通電接触子１２とは、サポート１４により、電気的に接続され、また固定関係にあり、連動して移動する。

可動接触子部２０において、操作ロッド２５は、先端が開口した中空の円筒であり、可動接触子部２０の芯として最内殻に位置している。操作ロッド２５の後端は絶縁ロッド（不図示）を介して駆動装置に接続され、共通軸に沿って前方に押し出され、又は後方に引き込まれる。

可動アーク接触子２１は、両端が開口した内部中空の円筒形状を有する導体である。この可動アーク接触子２１は、操作ロッド２５と同径であり、操作ロッド２５の先端開口縁から連続して延び、先端の開口が対向アーク接触子１１に相対する。

可動アーク接触子２１の開口縁は内部に膨出している。その開口縁部分の内径は対向アーク接触子１１の外径と一致する。この可動アーク接触子２１は、操作ロッド２５に固着しており、操作ロッド２５と連動して対向アーク接触子１１と接離し、対向アーク接触子１１が可動アーク接触子２１の開口に差し込まれることで、可動アーク接触子２１と対向アーク接触子１１が導通状態となる。

尚、可動アーク接触子２１の先端は円周方向に分割されることで、指状電極として形成されてもよい。この可動アーク接触子２１は可撓性を有し、可動アーク接触子２１の開口縁の内径は、対向アーク接触子１１の外径より若干小さく窄められる。

機械パッファ室３１は、シリンダ２４及びピストン２７により構成されるガス流発生手段である。シリンダ２４は、一端が有底で他端が開口した筒形状の導体である。シリンダ２４の有底部が操作ロッド２５の先端と面一になり、且つ可動アーク接触子２１の基端と接続するように、操作ロッド２５に連結され、操作ロッド２５と共に移動する。

このシリンダ２４は、操作ロッド２５の外径よりも内径が大きく、操作ロッド２５と共通の中心軸を有する。有底部は、円盤状であり、操作ロッド２５の先端外周縁からフランジ状に拡がり、有底部を取り囲む側周壁は、対向接触子部１０と反対方向に延びる。

ピストン２７は、ドーナツ状の平板である。ピストン２７の開口に操作ロッド２５が摺動可能に貫通し、ピストン２７の外径がシリンダ２４の内径と一致し、ピストン２７はシリンダ２４に嵌め込まれる。このピストン２７は、ピストン支え２８と一体的に形成されている。ピストン支え２８は、ピストン２７から対向接触子部１０と反対方向に延びる円筒であり、操作ロッド２５より外殻側に位置する。

シリンダ２４とピストン２７で画成された空間が機械パッファ室３１である。シリンダ２４の有底部には、可動アーク接触子２１の一回り外側にシリンダ２４の中空部と外部を連通する放出口２４ａが貫設されており、機械パッファ室３１と其の室外空間とを対向アーク接触子１１側で繋いでいる。

絶縁ノズル２３は、シリンダ２４の有底部の対向アーク接触子１１側の面に立設された内部中空の円筒である。この絶縁ノズル２３は、機械パッファ室３１との放出口２４ａを包囲し、可動アーク接触子２１を所定間隔隔てて内包しながら対向アーク接触子１１側へ中心軸に沿って延びる。

更に、この絶縁ノズル２３は、可動アーク接触子２１の先端を通過後、内径が対向アーク接触子１１の外径よりも若干大きい程度まで窄み、最小内径部分となるスロート部分に至ったところで先端に向けて直線的に拡がる形状である。

可動通電接触子２２は、先端が開口した円筒形状を有する導体である。この可動通電接触子２２は、絶縁ノズル２３の更に外側に筒壁を有し、シリンダ２４の有底部に対向通電接触子１２に向けて立設される。この可動通電接触子２２は、対向通電接触子１２と向かい合わせになる。

可動通電接触子２２の外径は、対向通電接触子１２の内部に膨出した開口縁部分の内径と一致する。対向通電接触子１２の開口に可動通電接触子２２が差し込まれることで、対向通電接触子１２の内面と可動通電接触子２２の外面とが接触し、電気的に導通状態となる。

絶縁ノズル２３の先端には、対向接触子部１０に向けてカップリング４３が延設されている。カップリング４３は、いわゆる継手であり、カム４１と可動接触子部２０とをリンク４２で連結するための延長部材である。このカップリング４３は、基端部分が円筒形状を有し、絶縁ノズル２３に嵌着し、基端部分から対向アーク接触子１１の内部に入り込むまでロッド状に延びている。

カップリング４３の先端にはピン結合部が設けられる。リンク４２は、棒状或いは細身板状であり、一端がピン結合部でカップリング４３とピン結合され、他端はカム４１に向かって延びる。ピン結合部のピン軸は、ガス遮断器の共通軸と直交する。リンク４２の他端は、カム４１に設けられたピン結合部でピン結合され、カム４１と連結されている。このピン結合部のピン軸もガス遮断器の共通軸と直交し、カップリング４３とのピン結合部のピン軸と平行となっている。

カム４１は、平面をガス遮断器の共通軸に沿わせて配置した板状部材であり、各ピン結合部のピン軸と平行なカム軸４１ａが支持筒９に固定されて回動自在に固定されている。カム４１の固定位置は、サポート１４及び対向アーク接触子１１の後端よりも後方である。

カム４１の平面は、カム軸４１ａを中心にして一方側にカム溝平面４１ｃを有し、反対側にレバー面４１ｄを有する。レバー面４１ｄは、カム軸４１ａを基端にして延びる細身形状を有し、ピン結合部はレバー面４１ｄの先端に設けられ、カム４１はレバー面４１ｄの先端でリンク４２と連結されている。

カム溝平面４１ｃは、サポート１４及び対向アーク接触子１１側に膨出した半円形状を有する。カム軸４１ａはカム溝平面４１ｃに対して偏心しており、カム溝平面４１ｃの放射中心は、カム軸４１ａを中心にレバー面４１ｄと反対側に位置する。

このカム溝平面４１ｃには、カムローラ４４が滑動するカム溝４１ｂが刻設されている。対向アーク接触子１１の後端には、カム４１に向けて延長されたロッドが一体的或いは固着しており、カムローラ４４は、ロッドのカム４１側の端に設けられる。すなわち、対向接触子部１０は、ロッドとカムローラ４４を介してカム４１の回動に従動する。

カム溝４１ｂは、複数の円弧で構成され、隣り合う円弧は連続した形状を有する。複数の円弧は、対向接触子部１０側に膨らんだ弧と対向接触子部１０と反対側に膨らんだ弧の組み合わせで構成され、カムローラ４４の中心軸方向の移動速度を規定する。このカム溝４１ｂは、カム溝平面４１ｃが対向接触子部１０から遠くに移動するカム４１の回転（図における反時計回り）に伴い、カム軸４１ａに近づくように刻設される。すなわち、カム溝４１ｂは、レバー面４１ｄに近づくにつれ、カム溝４１ｂに近づくように延びる。

具体的には、このカム溝４１ｂは、対向接触子部１０側に膨らむ円弧を描きながら、カム軸４１ａとの最離端から徐々にカム軸４１ａに近づき、カム軸４１ａの近傍で対向接触子部１０と反対側に膨らむ円弧に変わって、レバー面４１ｄのピン結合部側に向き、対向接触子部１０側でカム軸４１ａに最も接近する最近端に至る。

換言すれば、対向接触子部１０に固定されたカムローラ４４は、最離部でカム軸４１ａから最も離れるように可動接触子部２０側に押し込まれた状態から、徐々にカム軸４１ａに近づくように可動接触子部２０とは反対側に引き込まれる。或いは、対向接触子部１０に固定されたカムローラ４４は、最近部でカム軸４１ａから最も近づくように可動接触子部２０側に引き込まれた状態から、徐々にカム軸４１ａから遠ざかるように可動接触子部２０側に押し込まれる。

ねじりバネ５１は、環状部分がカム４１のカム軸４１ａに嵌合している。支持筒９には、ガス遮断器の軸と直交し、カム軸４１ａと平行な固定点ピン８２が立設している。カム溝平面４１ｃには、ガス遮断器の軸と直交し、カム軸４１ａと平行な作用点ピン８１が立設されている。ねじりバネ５１は、環状部分から反対方向に延びる２本のアームを固定点ピン８２と作用点ピン８１に引掛けている。

ねじりバネ５１の２本のアームが成す角度は自由時角度よりも拡げられ、ねじりバネ５１は、常時、アームの開き角を狭めるようにカム４１に対して一方向に回動させる付勢力を与える。一方のアームは、作用点ピン８１の対向接触子部１０側の周面に当接している。すなわち、一方のアームは、カムローラ４４がカム溝４１ｂに沿ってカム軸４１ａに近づく方向にカム４１に付勢力を与えるように作用点ピン８１に引掛かり、換言すると、カム溝平面４１ｃがガス遮断器の後方側に回転するように、或いは対向接触子部１０が後方側に移動するように、作用点ピン８１に引掛かる。

緩衝装置７０は、カム４１より更に後方に設置される。緩衝装置７０とカム軸４１ａとの距離は、カム軸４１ａとカム溝平面４１ｃの最離端との距離より短い。そのため、カム４１が一定角度回転すると、回転しながら後方に移動するカム溝平面４１ｃと緩衝装置７０とが当接するようになっている。

この緩衝装置７０は、支持筒９内に固定されてカム４１の平面に対して鉛直に延び、その構造は３重の円殻構造を有する。最内殻は芯となる中実の円柱軸７１であり、最外殻は可撓性の円管７２であり、円柱軸７１と円管７２との間には弾性体７３が充填される。

（作用）
以上の開閉装置につき其の動作を説明する。図１に示すように、通電状態において、可動接触子部２０は、駆動装置による操作ロッド２５の押し込みにより、対向接触子部１０の方向に押し込まれて其の位置が保持されている。カム４１のレバー面４１ｄはカップリング４３及びリンク４２を介してカム軸４１ａより後方に押し込まれている。カム軸４１ａを中心にレバー面４１ｄとは反対側に位置するカム溝平面４１ｃは、カム軸４１ａよりも前方、換言すると可動接触子部２０側に回転して静止している。

カム溝平面４１ｃが前方で静止した状態では、カム溝４１ｂと共通軸の交点はカム軸４１ａから可動接触子部２０側に離れている。そのため、共通軸上のカムローラ４４は、カム軸４１ａから離れるように可動接触子部２０側に押し込まれ、カムローラ４４と固定関係にある対向接触子部１０全体も可動接触子部２０側へ押し込まれて其の位置が保持されている。

このとき、対向接触子部１０と可動接触子部２０の双方が他方に能動的に近づいており、対向通電接触子１２と可動通電接触子２２が接触し、対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１が接触している。

ねじりバネ５１は、作用点ピン８１の前方への回転移動によってアーム同士の開き角が鈍角となるまで拡大され、開き角を狭める方向、すなわちカム溝平面４１ｃを後方へ回転させる方向にエネルギーを蓄積している。

この通電状態では、冷却筒９、対向通電接触子１２、可動通電接触子２２、シリンダ２４が電気的に接続されて一繋ぎの電路を形成している。特に図示しないが、密閉容器２には２本の導体がスペーサによって対向接触子部１０側と可動接触子部２０側に固定されている。スペーサは密閉容器２と導体とを絶縁するとともに、導体を支持する。電流は、ブッシングを介してガス遮断器に流れ込み、対向接触子部１０側の導体から上記電路及び可動接触子部２０側の導体とブッシングを介してガス遮断器外部へ流れ出す。

外部から遮断信号を受信し、事故電流等を遮断する場合、ガス遮断器は、図２に示すように、対向接触子部１０と可動接触子部２０を開離させ、電流を遮断する。具体的には、操作ロッド２５は、駆動装置の操作力を受けて、共通軸に沿って後方に移動する。可動接触子部２０は、操作ロッド２５に引きずられて対向接触子部１０から離れるように後方に移動する。

可動接触子部２０の後方移動は、絶縁ノズル２３の先端に設けられたカップリング４３の後方移動を促す。カップリング４３は、その先端でピン結合されたリンク４２を可動接触子部２０側へ引きずる。リンク４２は、カム４１のレバー面４１ｄを対向接触子部２０へ近づけるように回転移動させる。レバー面４１ｄの回転移動はカム４１の回動を伴い、カム溝平面４１ｃは対向接触子部１０から離れるように後方へ回転移動する。

ねじりバネ５１は作用点ピン８１を介してカム４１の回動を付勢している。操作ロッド２５の後方移動により自由時角度への復帰を許可されたねじりバネ５１は蓄勢エネルギーを放勢し、レバー面４１ｄの前方移動と共にカム４１に回動力を与える。このねじりバネ５１の放勢はカム４１の初動を補助し、また対向接触子部１０と可動接触子部２０の駆動力を増加させる。更に、駆動力を補助するねじりバネ５１は、リンク４２に対する共通軸と直角方向に生ずる荷重を軽減する。

ねじりバネ５１による回動補助を併用することでカム溝平面４１ｃを後方へ回転させると、共通軸とカム溝４１ｂとの交点、すなわちカムローラ４４の位置は、カム軸４１ａとの最離端から徐々にカム軸４１ａへ近づく。換言すれば、カムローラ４４は、カム軸４１ａから最も離れるように前方へ押し込まれた状態から、カム軸４１ａに近づくように後方へ引き込まれる。

そして、カムローラ４４とロッドを介して固定関係にある対向接触子部１０は、カムローラ４４の動きに追従し、可動接触子部２０から離れるように後方へ移動する。対向通電接触子１２は、摺動円滑面１３を滑って支持筒９内を後方へ移動する。或いは、対向通電接触子１２は、摺動円滑面１３を弾性変形させながら、支持筒９内を後方へ移動する。

これにより、対向通電接触子１２と可動通電接触子２２が互いに開離し、続いて対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１が互いに開離し、対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１との間にアーク放電が発弧する。

操作ロッド２５の引き込みが進展すると、操作ロッド２５と連結するシリンダ２４は、その有底部が位置固定のピストン２７に対して接近する。機械パッファ室３１の容積は減少し、ボイルの法則に従い機械パッファ室３１内の消弧性ガスは蓄圧される。

更に操作ロッド２５の引き込みが進展し、対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１間の距離が十分開き、かつ機械パッファ室３１が十分蓄圧すると、機械パッファ室３１内の消弧性ガスが放出口２４ａを通って絶縁ノズル２３内に噴出する。噴流となった消弧性ガスは、絶縁ノズル２３と可動アーク接触子２１との間をガス流路として、アーク放電に向けて案内され、アーク放電に強力に吹き付けられる。

遮断動作の最終段階では、カム４１はカム溝平面４１ｃが後方の緩衝装置７０に当接するまで回動し、カム溝平面４１ｃの緩衝装置７０に対する当接により制止する。当接により生じた衝撃は、円柱軸７１と円管７２との間に充填された弾性体７３が変形することにより吸収される。そのため、カム４１をはじめとする密閉容器２内の各構成要素に対する衝撃力が緩和されている。

そして、アーク放電は、電流零点を迎えたときに、強力な消弧性ガスの噴射と相俟って消弧に至り、ガス遮断器による電流遮断は完了する。

（効果）
以上のように、本実施形態の開閉装置は、可動接触子部２０と対向接触子部１０とを対向させ、可動接触子部２０には、当該可動接触子部２０を対向接触子部１０に対して進退させる操作ロッド２５が設けられている。また、操作ロッド２５の駆動力を可動接触子部２０を介して伝動し、対向接触子部１０を可動接触子部２０の進退とは反対方向に進退させる伝動機構４０を備えている。そして、対向接触子部１０の可動接触子部２０へ向けた進行によって蓄勢し、対向接触子部１０の可動接触子部２０に対する後退によって放勢して伝動機構４０の駆動を補助する補助付勢体を備えるようにした。

伝動機構４０は、例えば、リンク４２とカム４１とカムローラ４４を含み、リンク４２は、可動接触子部２０と連結されて、可動接触子部２０の進退に応じて押し引きされ、カム４１は、リンク４２と連結されて、リンク４２の押し引きに応じて回動し、カムローラ４４は、対向接触子部１０に固定され、カム４１に従動して対向接触子部１０を可動接触子部２０に対して進退させる。

補助付勢体は、例えば、カム４１に一方のアームが接続され、他方のアームが固定されたねじりバネ５１であり、対向接触子部１０の進行を伴うカム４１の一方向の回動により復元力を蓄勢し、対向接触子部１０の後退を伴うカム４１の逆方向の回動により復元力を放勢し、カム４１の逆方向の回動を補助するようにした。

これにより、対向接触子部１０から大きな慣性モーメントを受けるカム４１の初動を補助付勢体により補助し、カム４１の動き出しを円滑化できる。そのため、２サイクル遮断が実現可能となる等、可動接触子部２０と対向接触子部１０の開極時間を短縮できる。

また、高電圧レベルにおいては、可動接触子部２０と対向接触子部１０との間のストローク長が長くなり、このストローク長は、カム４１のカム軸４１ａ中心からリンク４２とのピン結合部までの距離を長くする。そのため、リンク４２とカップリング４３を介して接続された絶縁ノズル２３は、リンク４２から進行方向と直交する方向の負荷を付与される。しかし、補助付勢体によるカム４１の回転補助が存在するため、伝動機構４０に伝達する駆動力を其の分だけ小さくでき、負荷を軽減し、比較的強度の低い絶縁ノズル２３の破損の可能性を低下させることができる。

また、一定角度以上回動したカム４１と当接して回動を規制する緩衝装置７０を備え、この緩衝装置７０は、カム４１の近傍に設けられるとともに弾性体７３を含み構成されるようにした。これにより、カム４１の回動を制止させても衝撃力を緩衝装置７０で吸収できるため、カム４１をはじめとする各駆動箇所の衝撃を緩和し、信頼性の高い開閉装置を実現することができる。

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係るガス遮断器の全体構成を示す断面図である。このガス遮断器において、ねじりバネ５１は、環状部分がカム軸４１ａに嵌め込まれ、一方のアームがカム溝平面４１ｃ上に立設された作用点ピン８１に引っ掛けられ、他方のアームが緩衝装置７０に引っ掛けられている。緩衝装置７０が固定点ピン８２の代わりとなっている。

すなわち、緩衝装置７０は、カム４１を制止し、カム４１の衝撃を吸収し、ガス遮断器の各機構の衝撃を緩和し、更に固定点ピン８２を代替となっている。換言すると、ねじりバネ５１の固定されたアームは、緩衝装置７０に引掛けられるようにした。そのため、部品数削減による材料費や組立工程数の大幅な削減が可能となる。

（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係るガス遮断器の全体構成を示す断面図である。このガス遮断器において、ねじりバネ５１の自由時角度は、緩衝装置７０にカム４１が当接した際の固定点ピン８２とカム軸４１ａと作用点ピン８１とが成す角よりも小さく調整されている。また、支持筒９内には、一対の固定点ピン８３が近接配置される。ねじりバネ５１の一方のアームは、この一対の固定点ピン８３の間で挟持されている。

図５に示すように、投入動作初期においては、ねじりバネ５１の一方のアームが作用点ピン８１から外れた状態となっている。但し、ねじりバネ５１は、環状部分のカム軸４１ａへの嵌合及び一方のアームの一対の固定点ピン８３による挟持により姿勢が維持されている。投入動作が更に進むと、カム４１の回動に応答して作用点ピン８１がねじりバネ５１の一方のアームに当接し、作用点ピン８１がねじりバネ５１を縮める。このガス遮断器では、投入動作初期でねじりバネ５１を蓄勢するエネルギーが必要ないので、駆動装置が必要とする投入のためのエネルギー総量を低減できる。

ここで、遮断動作初期においては、カムローラ４４とカム４１軸が離れており、対向接触子部１０がカム４１に与える慣性モーメントは大きい。そのため、カム４１の初動に最も大きい駆動力を必要とする。一方、遮断動作が進行すると、カムローラ４４とカム軸４１ａとが近くなるため慣性モーメントは小さくなり、また慣性力によって対向接触子部１０と可動接触子部２０とを移動させるために必要な駆動力は小さくなるため、ねじりバネ５１の補助は不要となる。

遮断動作初期においては、ねじりバネ５１は自由時角度よりも縮んでいるために蓄勢エネルギーを有する。そのため、ねじりバネ５１はカム４１の初動を補助することができる。一方、慣性モーメントが小さくなり、移動に必要な駆動力が小さい段階では、ねじりバネ５１は蓄勢エネルギーを使いきり、図５に示すように作用点ピン８１からアームが外れ、カム４１は駆動装置の操作力のみで回動する。従って、ねじりバネ５１の蓄勢エネルギーを効率よく利用することが可能となる。

以上のように、本実施形態では、ねじりバネ５１は、遮断が完了するまでのカム４１の回動角度よりも自由時角度が小さく、カム４１の回動途中でカム４１から外れるようにした。これにより、ねじりバネ５１に蓄勢させるエネルギーは小さくて済み、かつ其の蓄勢エネルギーを最も必要とするカム４１の初動に使用できる。従って、効率の良いカム４１の回動補助を実行できるとともに、投入動作に必要なエネルギーを小さくできる。

（第４の実施形態）
図６は、第４の実施形態のガス遮断器を示す構成図であり、図７は、カム４１の板面と直交する断面図であり、カム４１と其の周辺を示す。図８は、カム軸４１ａに設けられる渦巻きバネの断面図であり、カム軸４１ａと直交する断面を示す。

第１の実施形態では、カム４１の回動を補助する補助付勢体としてねじりバネ５１を配置したが、これに限らず、各種の補助付勢体を適用することができる。第４の実施形態に係るガス遮断器は補助付勢体の他の例を示している。

図６に示すように、このガス遮断器は、補助付勢体として渦巻きバネ５２を備えている。この渦巻きバネ５２はカム軸４１ａに嵌合し、カム軸４１ａにトルクを与える。図７に示すように、カム軸４１ａは、支持筒９の内部を横断するように架設され、カム４１は、このカム軸４１ａの中心に嵌合し、渦巻きバネ５２は、カム軸４１ａの両端に支持筒９と接触しながら嵌合している。

図８に示すように、カム軸４１ａには、カム軸４１ａと同心円の円筒ケース５３が嵌め込まれている。円筒ケース５３の内径はカム軸４１ａの外径よりも大きく、円筒ケース５３とカム軸４１ａとの間には空間が発生する。渦巻きバネ５２は、カム軸４１ａと円筒ケース５３との間に配置される。

渦巻きバネ５２は、長板状であり、一端部をカム軸４１ａに固定し、板面を対面させるように幾重にもカム軸４１ａを巻き込み、他端部が円筒ケース５３の内周面に固定される。円筒ケース５３は、支持筒９の内周面に固定されて、回転不能となっている。この渦巻きバネ５２において、カム溝平面４１ｃが前方に回転するカム４１の回動方向と渦巻きバネ５２の旋回方向とは逆である。

この渦巻きバネ５２を備えるガス遮断器では、カム溝平面４１ｃを前方に移動させるカム４１の回転、すなわち、対向接触子部１０を可動接触子部２０に接触させる投入動作において、渦巻きバネ５２のバネがカム軸４１ａを巻き込むように変位し、板面に生じた張力がエネルギーとして蓄勢される。

そして、遮断動作では、巻き込まれた渦巻きバネ５２が操作ロッド２５の引き込み移動により元に戻ろうと放勢を開始し、カム溝平面４１ｃを後方に移動させるようにカム軸４１ａにトルクを与える。そのため、カム軸４１ａに嵌め込まれたカム４１は、可動接触子部２０、カップリング４３、及びリンク４２を介した操作ロッド２５の引き込み力とともに、渦巻きバネ５２の放勢に補助されて、カム溝平面４１ｃを後方に移動させるように回動し、可動接触子部２０と対向接触子部１０とを互いに開離させる。

以上のように、第４の実施形態に係る開閉装置では、補助付勢体は、カム４１のカム軸４１ａに巻きつく渦巻きバネ５２であり、対向接触子部１０の進行を伴うカム４１の一方向の回動によりカム軸４１ａに巻き取られて復元力を蓄勢し、対向接触子部１０の後退を伴うカム４１の逆方向の回動によりカム軸４１ａに巻き出されて復元力を放勢し、カム軸４１ａにカム４１を逆方向へ回動させるトルクを与えるようにした。

これにより、補助付勢体が渦巻きバネ５２であっても、対向接触子部１０から大きな慣性モーメントを受けるカム４１の初動を補助付勢体により補助し、カム４１の動き出しを円滑化できる。そのため、２サイクル遮断が実現可能となる等、可動接触子部２０と対向接触子部１０の開極時間を短縮できる。また、比較的強度の低い絶縁ノズル２３の破損の可能性を低下させることができる。

（第５の実施形態）
図９は、第５の実施形態のガス遮断器を示す構成図である。図９に示すように、このガス遮断器では、補助付勢体としてトーションバー５４を備えている。カム軸４１ｅは円筒であり、トーションバー５４はカム軸４１ｅに嵌合されて配置される。このトーションバー５４は、丸棒或いは中空棒であり、円周方向の外力によって捻れを生じ、捻りの復元によりカム軸４１ｅにトルクを与える。このトーションバー５４は、緩衝装置７０にカム４１が当接する段階で捻れが解消されるように調整されている。

図１０は、カム４１の板面と直交する断面図であり、カム４１と其の周辺を示す。図１０に示すように、トーションバー５４は、支持筒９の内部を横断するように架設されている。具体的には、トーションバー５４の両端には、アダプタ５５が設けられている。アダプタ５５は、支持筒９に固着している。トーションバー５４は、アダプタ５５により支持筒９内に固定されている。カム軸４１ｅは、支持筒９の内径よりも短小の円筒であり、トーションバー５４に嵌合している。

このトーションバー５４を備えるガス遮断器では、カム溝平面４１ｃを前方に移動させるカム４１の回転、すなわち、対向接触子部１０を可動接触子部２０に接触させる投入動作において、トーションバー５４に捻れが生じて捻れ反力が蓄勢される。

そして、遮断動作では、捻られたトーションバー５４が操作ロッド２５の引き込み移動により元に戻ろうと捻れ反力の放勢を開始し、カム溝平面４１ｃを後方に移動させるようにカム軸４１ｅにトルクを与える。そのため、カム軸４１ｅに嵌め込まれたカム４１は、可動接触子部２０、カップリング４３、及びリンク４２を介した操作ロッド２５の引き込み力とともに、渦巻きバネ５２の放勢に補助されて、カム溝平面４１ｃを後方に移動させるように回動し、可動接触子部２０と対向接触子部１０とを互いに開離させる。

以上のように、第５の実施形態に係るガス遮断器では、補助付勢体は、カム４１のカム軸４１ｅに嵌合されるトーションバー５４であり、対向接触子部１０の進行を伴うカム４１の回動により捻られて復元力を蓄勢し、対向接触子部１０の後退を伴うカム４１の回動により捻りが解消されて復元力を放勢し、カム軸４１ｅにカム４１を逆方向に回動させるトルクを与えるようにした。

これにより、補助付勢体がトーションバー５４であっても、対向接触子部１０から大きな慣性モーメントを受けるカム４１の初動を補助付勢体により補助し、カム４１の動き出しを円滑化できる。そのため、２サイクル遮断が実現可能となる等、可動接触子部２０と対向接触子部１０の開極時間を短縮できる。また、比較的強度の低い絶縁ノズル２３の破損の可能性を低下させることができる。

（第６の実施形態）
図１１は、第６の実施形態のガス遮断器を示す構成図である。図１１に示すように、このガス遮断器では、補助付勢体として、圧縮バネ５６を備えている。また、圧縮バネ５６の復元力を伝達するためのチェーン機構５７を備えている。圧縮バネ５６にエネルギーを蓄勢し、放勢によってチェーン機構５７がカム軸４１ａにトルクをかける。

チェーン機構５７は、カム軸４１ａに嵌合したスプロケット５７ａと、スプロケット５７ａに掛け渡されたチェーン５７ｂを備える。チェーン５７ｂは、緩衝装置７０を越えて後方に延び、圧縮バネ機構に端部が固定されている。このチェーン５７ｂは、後方に引っ張られるとカム溝平面４１ｃが後方に回転するように、カム溝平面４１ｃ側からスプロケット５７ａに掛け渡されている。

圧縮バネ５６は、ベース５８に固定され、自由端にバネ受け５９を有する。ベース５８は、支持筒９内に固定され、緩衝装置７０よりも後方に設置されている。このベース５８は、圧縮バネ５６を設置する板状の台であり、共通軸と直交する台面を有する。圧縮バネ５６は、ベース５８の後方側の面に固定されている。ベース５８には開口が貫設されており、チェーン５７ｂが開口から抜けてベース５８の後方に延びる。チェーン５７ｂの延び先は、バネ受け５９であり、チェーン５７ｂの一端がバネ受け５９に固定されている。

図１１に示すように、電流の投入状態では、対向接触子部１０は可動接触子部２０側に移動しており、カム４１はカム溝平面４１ｃが前方側に位置するように回転している。スプロケット５７ａは、カム溝平面４１ｃ側から掛け渡されたチェーン５７ｂを巻き込み、チェーン５７ｂは、前方へ引っ張られている。チェーン５７ｂの張力はバネ受け５９を前方側に移動させる。そのため、圧縮バネ５６はベース５８とバネ受け５９との間で圧縮され、後方へ延びる復元力を蓄勢している。

そして、図１２に示すように、遮断動作では、圧縮バネ５６が操作ロッド２５の引き込み移動により後方へ延びようとして復元力の放勢を開始し、チェーン５７ｂを後方へ引っ張る。チェーン５７ｂが後方に引っ張られると、チェーン５７ｂを巻き出すようにスプロケット５７ａが回転し、スプロケット５７ａに嵌合されたカム軸４１ａに対して、カム溝平面４１ｃを後方に移動させるようにトルクを与える。

そのため、カム軸４１ａに嵌め込まれたカム４１は、可動接触子部２０、カップリング４３、及びリンク４２を介した操作ロッド２５の引き込み力とともに、圧縮バネ５６の放勢に補助されて、カム溝平面４１ｃを後方に移動させるように回動し、可動接触子部２０と対向接触子部１０とを互いに開離させる。

以上のように、第６の実施形態に係るガス遮断器では、補助付勢体は、カム４１のカム軸４１ａに嵌合するスプロケット５７ａと、スプロケット５７ａに掛け渡されるチェーン５７ｂと、一端が固定され、他端がチェーン５７ｂの一端に固定される圧縮バネ５６とした。圧縮バネ５６は、対向接触子部１０の進行を伴うカム４１の一方向の回動によりチェーン５７ｂに引っ張られて復元力を蓄勢し、対向接触子部１０の後退を伴うカム４１の逆方向の回動により復元力を放勢し、チェーン５７ｂとスプロケット５７ａを介してカム軸４１ａにカム４１を逆方向に回転させるトルクを与えるようにした。

これにより、補助付勢体がスプロケット５７ａ、チェーン５７ｂ、及び圧縮バネ５６であっても、対向接触子部１０から大きな慣性モーメントを受けるカム４１の初動を補助付勢体により補助し、カム４１の動き出しを円滑化できる。そのため、２サイクル遮断が実現可能となる等、可動接触子部２０と対向接触子部１０の開極時間を短縮できる。また、比較的強度の低い絶縁ノズル２３の破損の可能性を低下させることができる。

（第７の実施形態）
図１３は、第７の実施形態のガス遮断器を示す構成図である。図１３に示すように、このガス遮断器では、補助付勢体としてねじりバネ６０とラックアンドピニオン機構４５を備えている。このラックアンドピニオン機構４５は、対向接触子部１０にラックギア４５ａを設け、可動接触子部２０にラックギア４５ｂを設け、支持筒９内に両ラックギア４５ａ、４５ｂと噛合するピニオンギア４５ｃを回転自在に設けてなる。ピニオンギア４５ｃは、ねじりバネ６０を有し、ねじりバネ６０の復元力によって回転する。

ねじりバネ６０は、電流の投入のために対向接触子部１０と可動接触子部２０を接近させることにより、ピニオンギア４５ｃの移動と、その移動に伴うピニオンギア４５ｃの従動により蓄勢される。また、ねじりバネ６０は、電流の遮断のために対向接触子部１０と可動接触子部２０とを離間させてピニオンギア４５ｃの回転を可能とすることにより放勢する。

より詳細には、ラックギア４５ａは、対向通電接触子１２の後端から後方へ延びている。このラックギア４５ａは、一対の長板であり、共通軸を挟んで対向する。ラックギア４５ａの共通軸に向く板面には、共通軸に沿ってギアが刻設されている。

ラックギア４５ｂは、絶縁ノズル２３の先端に設けられ、対向接触子部１０に向けて支持筒９内に延設されている。このラックギア４５ｂは、基端部分が円筒形状を有し、絶縁ノズル２３に嵌着している。基端部分からは一対の長板が対向接触子部１０に向けて延びている。長板は共通軸を挟んで対向し、其の板面はラックギア４５ａの板面と真正面から対向している。ラックギア４５ｂのラックギア４５ａに向く板面には、共通軸に沿ってギアが刻設されている。

ラックギア４５ａとラックギア４５ｂの間には、ピニオンギア４５ｃが配置されている。ピニオンギア４５ｃは、支持筒９内の定点に回転可能に設けられており、ラックギア４５ａとラックギア４５ｂにそれぞれ噛合いしている。すなわち、対向接触子部１０に設けられたラックギア４５ａと可動接触子部２０に設けられたラックギア４５ｂが同じピニオンギア４５ｃを反対側から挟み込むように配置され、同じピニオンに噛合している。

ピニオンギア４５ｃ内のねじりバネ６０は、環状部分がピニオンギア４５ｃの軸に嵌合し、一方のアームが支持筒９に固定され、他方のアームがピニオンギア４５ｃの内周面に固定されている。そのため、ピニオンギア４５ｃが外力により回転すると蓄勢し、外力からピニオンギア４５ｃが開放されると放勢してピニオンギア４５ｃを逆回転させる。

図１３に示すように、電流の投入状態では、対向接触子部１０は可動接触子部２０側に移動しており、ラックギア４５ｂは対向接触子部１０側に進行している。そのため、ラックギア４５ｂと噛み合っているピニオンギア４５ｃは、ラックギア４５ｂが進行する方向に回転する。そうすると、ラックギア４５ｂとはピニオンギア４５ｃを挟んで反対側のラックギア４５ａは、可動接触子部２０側に進行する。ラックギア４５ａと固定関係にある対向接触子部１０も連動して可動接触子部２０側に押し出される。

このとき、ピニオンギア４５ｃ内のねじりバネ６０は、ピニオンギア４５ｃの回転を受けて蓄勢している。そして、遮断動作では、ねじりバネ５１が操作ロッド２５の引き込み移動によりピニオンギア４５ｃを回転させる復元力の放勢を開始し、対向接触子部１０に固定されたラックギア４５ａを可動接触子部２０から離れる方向に送り出す。また、可動接触子部２０に固定されたラックギア４５ｂを対向接触子部１０から離れる方向に送り出す。

そのため、可動接触子部２０と対向接触子部１０とは、ラックアンドピニオン機構４５で伝達されたねじりバネ６０の復元力で補助されつつ、駆動装置による操作ロッド２５の操作力により互いに開離させる。

以上のように、本実施形態において、伝動機構４０は、可動接触子部２０に設けられるラックギア４５ｂと、対向接触子部１０に設けられるラックギア４５ａと、両ラックギア４５ａ、４５ｂに挟まれて双方と噛合するピニオンギア４５ｃとした。補助付勢体は、ピニオンギア４５ｃに設けられるねじりバネ６０であり、対向接触子部１０の進行を伴うピニオンギア４５ｃの一方向の回動により復元力を蓄勢し、対向接触子部１０の後退を伴うピニオンギア４５ｃの逆方向の回動により復元力を放勢し、ピニオンギア４５ｃの逆方向の回動を補助するようにした。

これにより、カム軸とカムローラが遠くにあると慣性モーメントが大きくなるといった現象はなく、対向接触子部１０から受ける慣性モーメントは大きくならずに一定であり、カム４１の初動を補助付勢体により補助し、カム４１の動き出しを円滑化できる。そのため、２サイクル遮断が実現可能となる等、可動接触子部２０と対向接触子部１０の開極時間を短縮できる。また、絶縁ノズル２３には進行方向と直交する方向に負荷がかかることはないので、絶縁ノズル２３の破損の可能性を低下させることができる。

（第８の実施形態）
図１４は、第８の実施形態のガス遮断器を示す構成図である。図１４に示すように、このガス遮断器では、補助付勢体として引っ張りバネ６１とラックアンドピニオン機構４５を備えている。ラックアンドピニオン機構４５については、第７の実施形態と同一構成及び同一機能を有するため、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

このガス遮断器において、引っ張りバネ６１は、対向接触子部１０の後方に位置し、ラックギア４５ａの自由端を更に後方から引っ張っている。支持筒９内には、ラックギア４５ａよりも後方にベース５８が設けられている。このベース６２は、引っ張りバネ６１を設置する台であり、台面を共通軸と直交させている。引っ張りバネ６１の一端は、ベース６２の対向接触子部１０側の面に固定され、他端はラックギア４５ａに固定されている。

電流の投入状態では、対向接触子部１０は可動接触子部２０側に移動しており、ラックギア４５ａは対向接触子部１０側に進行している。そのため、ラックギア４５ａに固定されている引っ張りバネ６１は、自由長以上に伸張されて復元力を蓄勢している。

そして、遮断動作では、操作ロッド２５の引き込み移動により、引っ張りバネ６１がラックギア４５ａを後方へ引き込む復元力の放勢を開始し、ラックギア４５ａと対向接触子部１０を可動接触子部２０から離れる方向に移動させる。

そうすると、ラックギア４５ａの進行方向に沿ったピニオンギア４５ｃの回転が引っ張りバネ６１により補助され、ピニオンギア４５ｃの回転はラックギア４５ａを対向接触子部１０から離れる方向に送り出し、可動接触子部２０を対向接触子部１０から離れる方向に送り出す。

そのため、可動接触子部２０と対向接触子部１０とは、ラックアンドピニオン機構４５で伝達された引っ張りバネ６１の復元力で補助されつつ、駆動装置による操作ロッド２５の操作力により互いに開離させる。

以上のように、第８の実施形態では、伝動機構４０は、可動接触子部２０に設けられるラックギア４５ｂと、対向接触子部１０に設けられるラックギア４５ａと、両ラックギア４５ａ、４５ｂに挟まれて双方と噛合するピニオンギア４５ｃとした。補助付勢体は、ラックギア４５ａに一端が固定され、対向接触子部１０を可動接触子部２０から離れるように引っ張る引っ張りバネ６１であり、対向接触子部１０の進行を伴うラックギア４５ａの移動により伸長されて復元力を蓄勢し、対向接触子部１０の後退を伴うラックギア４５ａの移動により復元力を放勢し、ラックギア４５ａを引っ張ることでピニオンギア４５ｃの回動を補助するようにした。

これにより、カム軸とカムローラが遠くにあると慣性モーメントが大きくなるといった現象はなく、対向接触子部１０から受ける慣性モーメントは大きくならずに一定であり、カム４１の初動を補助付勢体により補助し、カム４１の動き出しを円滑化できる。そのため、２サイクル遮断が実現可能となる等、可動接触子部２０と対向接触子部１０の開極時間を短縮できる。また、絶縁ノズル２３には進行方向と直交する方向に負荷がかかることはないので、絶縁ノズル２３の破損の可能性を低下させることができる。

（その他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。実施形態で開示の構成の全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。この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ものである。

２ 密閉容器
９ 支持筒
１０ 対向接触子部
１１ 対向アーク接触子
１２ 対向通電接触子
１３ 摺動円滑面
１４ サポート
２０ 可動接触子部
２１ 可動アーク接触子
２２ 可動通電接触子
２３ 絶縁ノズル
２４ シリンダ
２４ａ 放出口
２５ 操作ロッド
２７ ピストン
２８ ピストン支え
３１ 機械パッファ室
４０ 伝動機構
４１ カム
４１ａ カム軸
４１ｂ カム溝
４１ｃ カム溝平面
４１ｄ レバー面
４１ｅ カム軸
４２ リンク
４３ カップリング
４４ カムローラ
４５ ラックアンドピニオン機構
４５ａ ラックギア
４５ｂ ラックギア
４５ｃ ピニオンギア
５１ ねじりバネ
５２ 渦巻きバネ
５３ 円筒ケース
５４ トーションバー
５５ アダプタ
５６ 圧縮バネ
５７ チェーン機構
５７ａ スプロケット
５７ｂ チェーン
５８ ベース
５９ バネ受け
６０ ねじりバネ
６１ 引っ張りバネ
６２ ベース
７０ 緩衝装置
７１ 円柱軸
７２ 円管
７３ 弾性体
８１ 作用点ピン
８２ 固定点ピン
８３ 固定点ピン

Claims (11)

1. 電流の導通又は遮断を切り替える開閉装置であって、
   一方側の電路に設けられる第１の接触子部と、
   他方の電路に設けられ、前記第１の接触子部と対向する第２の接触子部と、
   前記第１の接触子部に設けられ、前記第１の接触子部を前記第２の接触子部に対して進退させる操作ロッドと、
   前記操作ロッドの駆動力を前記第１の接触部を介して伝動し、前記第２の接触子部を前記第１の接触子部の進退とは反対方向に進退させる伝動機構と、
   前記第２の接触子部の前記第１の接触子部へ向けた進行によって蓄勢し、前記第２の接触子部の前記第１の接触子部に対する後退によって放勢して前記伝動機構の駆動を補助する補助付勢体と、
   を備えること、
   を特徴とする開閉装置。
2. 前記伝動機構は、
   前記第１の接触子部と連結されて、前記第１の接触子部の進退に応じて押し引きされるリンクと、
   前記リンクと連結されて、前記リンクの押し引きに応じて回動するカムと、
   前記第２の接触子部に固定され、前記カムに従動して前記第２の接触子部を前記第１の接触子部に対して進退させるカムローラと、
   を含み、
   前記補助付勢体は、
   前記カムに一方のアームが接続され、他方のアームが固定されたねじりバネであり、
   前記第２の接触子部の前記進行を伴う前記カムの一方向の回動により復元力を蓄勢し、
   前記第２の接触子部の前記後退を伴う前記カムの逆方向の回動により復元力を放勢し、前記カムの前記逆方向の回動を補助すること、
   を特徴とする請求項１記載の開閉装置。
3. 前記伝動機構は、
   前記第１の接触子部から前記第２の接触子部へ延長されたカップリングを備え、
   前記リンクは、前記カップリングを介して前記第１の接触子部と連結されること、
   を特徴とする請求項２記載の開閉装置。
4. 前記カムの近傍に設けられるとともに弾性体を含み構成され、一定角度以上回動した前記カムと当接して回動を規制する緩衝部を更に備えること、
   を特徴とする請求項２又は３に記載の開閉装置。
5. 前記ねじりバネの固定されたアームは、前記緩衝部に引掛けられること、
   を特徴とする請求項４記載の開閉装置。
6. 前記ねじりバネは、
   前記遮断が完了するまでの前記カムの回動角度よりも自由時角度が小さく、前記カムの回動途中で前記カムから外れること、
   を特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の開閉装置。
7. 前記伝達機構は、
   前記第１の接触子部と連結されて、前記第１の接触子部の進退に応じて押し引きされるリンクと、
   前記リンクと連結されて、前記リンクの押し引きに応じて回動するカムと、
   前記第２の接触子部に固定され、前記カムに従動して前記第２の接触子部を前記第１の接触子部に対して進退させるカムローラと、
   を含み、
   前記補助付勢体は、
   前記カムのカム軸に巻きつく渦巻きバネであり、
   前記第２の接触子部の前記進行を伴う前記カムの一方向の回動により前記カム軸に巻き取られて復元力を蓄勢し、
   前記第２の接触子部の前記後退を伴う前記カムの逆方向の回動により前記カム軸に巻き出されて復元力を放勢し、前記カム軸に前記カムを前記逆方向へ回動させるトルクを与えること、
   を特徴とする請求項１記載の開閉装置。
8. 前記伝達機構は、
   前記第１の接触子部と連結されて、前記第１の接触子部の進退に応じて押し引きされるリンクと、
   前記リンクと連結されて、前記リンクの押し引きに応じて回動するカムと、
   前記第２の接触子部に固定され、前記カムに従動して前記第２の接触子部を前記第１の接触子部に対して進退させるカムローラと、
   を含み、
   前記補助付勢体は、
   前記カムのカム軸に嵌合されるトーションバーであり、
   前記第２の接触子部の前記進行を伴う前記カムの回動により捻られて復元力を蓄勢し、
   前記第２の接触子部の前記後退を伴う前記カムの回動により捻りが解消されて復元力を放勢し、前記カム軸に前記カムを前記逆方向に回動させるトルクを与えること、
   を特徴とする請求項１記載の開閉装置。
9. 前記伝達機構は、
   前記第１の接触子部と連結されて、前記第１の接触子部の進退に応じて押し引きされるリンクと、
   前記リンクと連結されて、前記リンクの押し引きに応じて回動するカムと、
   前記第２の接触子部に固定され、前記カムに従動して前記第２の接触子部を前記第１の接触子部に対して進退させるカムローラと、
   を含み、
   前記補助付勢体は、
   前記カムのカム軸に嵌合するスプロケットと、
   前記スプロケットに掛け渡されるチェーンと、
   自由端が前記チェーンの一端に固定される圧縮バネと、
   を含み、
   前記圧縮バネは、
   前記第２の接触子部の前記進行を伴う前記カムの一方向の回動により前記チェーンに引っ張られて復元力を蓄勢し、
   前記第２の接触子部の前記後退を伴う前記カムの逆方向の回動により復元力を放勢し、前記チェーンと前記スプロケットを介して前記カム軸に前記カムを前記逆方向に回転させるトルクを与えること、
   を特徴とする請求項１記載の開閉装置。
10. 前記伝動機構は、
    前記第１の接触子部に設けられる第１のラックギアと、
    前記第２の接触子部に設けられる第２のラックギアと、
    前記第１のラックギアと前記第２のラックギアに挟まれて双方と噛合するピニオンギアと、
    を含み、
    前記補助付勢体は、
    前記ピニオンギアに設けられるねじりバネであり、
    前記第２の接触子部の前記進行を伴う前記ピニオンギアの一方向の回動により復元力を蓄勢し、
    前記第２の接触子部の前記後退を伴う前記ピニオンギアの逆方向の回動により復元力を放勢し、前記ピニオンギアの前記逆方向の回動を補助すること、
    を特徴とする請求項１記載の開閉装置。
11. 前記伝動機構は、
    前記第１の接触子部に設けられる第１のラックギアと、
    前記第２の接触子部に設けられる第２のラックギアと、
    前記第１のラックギアと前記第２のラックギアに挟まれて双方と噛合するピニオンギアと、
    を含み、
    前記補助付勢体は、
    前記第２のラックギアに一端が固定され、前記第２の接触子部を前記第１の接触子部から離れるように引っ張る引張りバネであり、
    前記第２の接触子部の前記進行を伴う前記第２のラックギアの移動により伸長されて復元力を蓄勢し、
    前記第２の接触子部の前記後退を伴う前記第２のラックギアの移動により復元力を放勢し、前記第２のラックギアを引っ張ることで前記ピニオンギアの回動を補助すること、
    を特徴とする請求項１記載の開閉装置。

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