JP2017045576A

JP2017045576A - 開閉装置システムおよび操作機構

Info

Publication number: JP2017045576A
Application number: JP2015166009A
Authority: JP
Inventors: 将太先原; Shota Sakihara; 網田　芳明; Yoshiaki Amita; 芳明網田; 正治清水; Masaharu Shimizu
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2017-03-02

Abstract

【課題】コンパクトで、様々なタイプの開閉装置に対応できる操作機構を提供する。【解決手段】操作機構１０は、駆動軸４に連結された連結レバー機構２００と、連結レバー機構２００に取り付けられた遮断ばねユニット３００と、連結レバー機構２００に取り付けられた投入ばね駆動機構４００と、連結レバー機構２００と投入ばね駆動機構４００とを連結する出力リンク７と、を有する。連結レバー機構２００は、駆動軸４に連結された揺動リンク２２と、揺動リンク２２に連結されて出力リンク７に連結された連結レバー２１と、を備える。投入ばね駆動機構４００の開閉接点駆動部４０１は、出力リンク７に連結された出力レバー４４と、サブレバー４０と、連結リンク４３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、変電所や開閉所などに設置される電力用開閉装置システムおよびその操作機構に関する。

一般に、変電所や開閉所には遮断器等の電力用開閉装置が設置されており、これら開閉装置には操作機構が設けられている。開閉装置の操作機構としては、大出力が得られる油圧操作力を用いたものや、中・低出力を得るためのばね操作力を用いたものがある。前者を油圧操作機構と呼び、後者をばね操作機構と呼んでいる。近年では、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、少ない操作力で遮断できるようになったので、ばね操作機構の適用が主流となっている。以下、ばね操作機構を単に操作機構と呼ぶ。

開閉装置の操作機構は、開閉装置の開閉接点に連結されるメインレバーやエネルギー蓄勢手段を含む開閉接点駆動部と、前記エネルギー蓄勢手段のエネルギーを保持するための保持装置と、駆動源となる電動機を有する蓄勢機構と、電磁ソレノイドを備えた保持制御装置を支持構造体に配置してなるものである。このような開閉装置の操作機構には様々なタイプが提案されている。

特開２００７−２９４３６３号公報

たとえば、従来の開閉装置で、絶縁性ガスを密封したタンクが鉛直に延びるように配置する縦型と、タンクが水平に延びるように配置する横型とがある。かかる開閉装置のばね操作機構による開閉操作機構において、投入ばね駆動機構と遮断ばねユニットとが必要であり、これらを含めた開閉操作機構全体をコンパクトにまとめ、しかも、様々なタイプの開閉装置の操作機構に対応できる構成が求められていた。

本発明の実施形態は、かかる事情に鑑みて、コンパクトで、様々なタイプの開閉装置に対応できる操作機構およびこれを利用した開閉装置システム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、本発明の一実施形態に係る操作機構は、可動接点と、この可動接点を収容するタンクと、前記タンクを貫通して延びて前記可動接点を駆動する駆動軸と、を備えた開閉装置に取り付けられて、前記駆動軸を駆動する操作機構であって、当該操作機構は、前記タンクに取り付けられて前記駆動軸に連結された連結レバー機構と、前記連結レバー機構に取り付けられた遮断ばねユニットと、前記連結レバー機構に取り付けられた投入ばね駆動機構と、前記連結レバー機構と前記投入ばね駆動機構とを連結する出力リンクと、を有し、前記連結レバー機構は、前記タンクに固定された支持構造体と、前記駆動軸に連結された揺動リンクと、前記支持構造体に回転支持されて前記揺動リンクに連結されて前記出力リンクに連結された連結レバーと、を備え、前記遮断ばねユニットは、前記支持構造体に固定されたばね支えと、前記ばね支えに固定された遮断ばね第１端部とこの遮断ばね第１端部の反対側の遮断ばね第２端部とを備えた遮断ばねと、前記遮断ばね第２端部に固定された遮断ばねロッド第１端部とこの遮断ばねロッド第１端部の反対側にあって前記連結レバーに回転可能に連結された遮断ばねロッド第２端部とを備えた遮断ばねロッドと、を備え、前記投入ばね駆動機構は、前記支持構造体に固定されたフレームと、前記出力リンクに連結された開閉接点駆動部と、前記開閉接点駆動部に連結された保持部と、前記開閉接点駆動部に連結された蓄勢機構と、前記開閉接点駆動部に連結された保持制御部と、を備え、前記開閉接点駆動部は、前記フレームに回転可能に支持されて前記出力リンクに連結された出力レバーと、前記フレームに回転可能に支持されたサブレバーと、前記サブレバーおよび前記出力レバーに回転可能に連結された連結リンクと、前記フレームに回転可能に支持されたメインシャフトと、前記メインシャフトに固定された投入レバーと、前記フレームに回転可能に支持された第１の投入リンクと、前記投入レバーに回転可能に支持されて前記第１の投入リンクと平行に摺動可能な第２の投入リンクと、前記第１の投入リンクの端部と前記第２の投入リンクの端部に両端が支持された投入ばねと、前記メインシャフトに固定された投入カムと、前記投入カムと離接可能に係合し前記サブレバーに回転可能に支持された投入ローラと、を備え、前記保持部は、前記フレームに回転可能に支持されたプロップと、前記プロップに回転可能に支持されたラッチと、前記フレームに回転可能に支持され前記プロップと係合する遮断用係止レバーと、前記フレームに回転可能に支持され前記投入レバーと係合する投入用係止レバーと、前記ラッチと離接可能に係合し前記サブレバーに回転可能に支持されたラッチローラと、を備え、前記保持制御部は、前記フレームに固定され前記遮断用係止レバーと係合する遮断用プランジャを備えた遮断用電磁ソレノイドと、前記フレームに固定され前記投入用係止レバーと係合する投入用プランジャを備えた投入用電磁ソレノイドと、を備え、前記蓄勢機構は、前記投入レバーを回動させる電動機を備えること、を特徴とする。

また、本発明に係る他の実施形態に係る操作機構は、可動接点と、この可動接点を収容するタンクと、前記タンクを貫通して延びて前記可動接点を駆動する駆動軸と、を備えた開閉装置に取り付けられて、前記駆動軸を駆動する操作機構であって、当該操作機構は、前記タンクに取り付けられた支持構造体と、前記駆動軸に連結された揺動リンクと、前記揺動リンクに連結された出力リンクレバーと、前記支持構造体に取り付けられて前記出力リンクレバーに連結された遮断ばねユニットと、前記支持構造体に取り付けられて前記出力リンクレバーに連結された投入ばね駆動機構と、を有し、前記遮断ばねユニットは、前記支持構造体に固定されたばね支えと、前記ばね支えに固定された遮断ばね第１端部とこの遮断ばね第１端部の反対側の遮断ばね第２端部とを備えた遮断ばねと、前記遮断ばね第２端部に固定された遮断ばねロッド第１端部とこの遮断ばねロッド第１端部の反対側にあって前記出力リンクレバーに回転可能に連結された遮断ばねロッド第２端部とを備えた遮断ばねロッドと、を備え、前記投入ばね駆動機構は、前記支持構造体に固定されたフレームと、前記出力リンクレバーに連結された開閉接点駆動部と、前記開閉接点駆動部に連結された保持部と、前記開閉接点駆動部に連結された蓄勢機構と、前記開閉接点駆動部に連結された保持制御部と、を備え、前記開閉接点駆動部は、前記フレームに回転可能に支持されたサブレバーと、前記サブレバーおよび前記出力リンクレバーに回転可能に連結された連結リンクと、前記フレームに回転可能に支持されたメインシャフトと、前記メインシャフトに固定された投入レバーと、前記フレームに回転可能に支持された第１の投入リンクと、前記投入レバーに回転可能に支持されて前記第１の投入リンクと平行に摺動可能な第２の投入リンクと、前記第１の投入リンクの端部と前記第２の投入リンクの端部に両端が支持された投入ばねと、前記メインシャフトに固定された投入カムと、前記投入カムと離接可能に係合し前記サブレバーに回転可能に支持された投入ローラと、を備え、前記保持部は、前記フレームに回転可能に支持されたプロップと、前記プロップに回転可能に支持されたラッチと、前記フレームに回転可能に支持され前記プロップと係合する遮断用係止レバーと、前記フレームに回転可能に支持され前記投入レバーと係合する投入用係止レバーと、前記ラッチと離接可能に係合し前記サブレバーに回転可能に支持されたラッチローラと、を備え、前記保持制御部は、前記フレームに固定され前記遮断用係止レバーと係合する遮断用プランジャを備えた遮断用電磁ソレノイドと、前記フレームに固定され前記投入用係止レバーと係合する投入用プランジャを備えた投入用電磁ソレノイドと、を備え、前記蓄勢機構は、前記投入レバーを回動させる電動機を備えること、を特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係る開閉装置システムは、前記いずれかの操作機構と、前記開閉装置と、前記駆動軸と、を備えたことを特徴とする。

本発明の第１の実施形態の開閉装置とその操作機構を含む開閉装置システムの遮断状態における構造を示す正面図。図１に示した開閉装置システムを反対側から見た開閉装置システムの遮断状態における構造を示す背面図。本発明の第１の実施形態の開閉装置の操作機構の遮断状態を示す操作機構の分解斜視図。図３に示した操作機構の投入状態を示す操作機構の分解斜視図。図３に示した操作機構の投入動作途中状態を示す操作機構の分解斜視図。本発明の第２の実施形態の開閉装置とその操作機構を含む開閉装置システムの遮断状態における構造を示す正面図。本発明の第２の実施形態の開閉装置の操作機構の遮断状態を示す操作機構の分解斜視図。図７に示した操作機構の投入状態を示す操作機構の分解斜視図。図７に示した操作機構の投入動作途中状態を示す操作機構の分解斜視図。本発明の第３の実施形態の開閉装置の操作機構の構造を示し投入状態における操作機構の分解斜視図。本発明の第４の実施形態の開閉装置の操作機構の構造を示し投入状態における操作機構の分解斜視図。

以下、本発明に係る開閉装置およびその操作機構の実施形態について、図１〜図１１を参照して、具体的に説明する。ここで、互いに、同一または類似の部分には共通の符号を付して重複説明は省略する。また、前述の従来技術と同一または類似の部分にも共通の符号を付す。

（第１の実施形態）
［構成］
まず、図１〜図５を参照して、第１の実施形態について具体的に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の開閉装置とその操作機構を含む開閉装置システムの遮断状態における構造を示す正面図である。図２は、図１に示した開閉装置システムを反対側から見た開閉装置システムの遮断状態における構造を示す背面図である。図３は、本発明の第１の実施形態の開閉装置の操作機構の遮断状態を示す操作機構の分解斜視図である。図４は、図３に示した操作機構の投入状態を示す操作機構の分解斜視図である。図５は、図３に示した操作機構の投入動作途中状態を示す操作機構の分解斜視図である。

図１および図２に示すように、この実施形態に係る開閉装置システムは、開閉装置であるガス遮断器５と、ガス遮断器５を開閉操作するための操作機構１０とを備えている。

ガス遮断器５は、変電所や開閉所などに設置される開閉装置である。ガス遮断器５は、絶縁性ガス（たとえば六弗化硫黄：ＳＦ６）が封入されたタンク６の内部に電気的な接点３が収納されている。電気的な接点３は可動接点３ａと固定接点３ｂを備え、可動接点３ａは、タンク６から突出した駆動軸４を介して操作機構１０に連結され、開閉操作される。

操作機構１０は、連結レバー機構２００と、遮断ばねユニット３００と、投入ばね駆動機構４００と、出力リンク７とを備えている。

タンク６に機構箱１３が取り付けられている。機構箱１３に支持構造体２が取り付けられている。支持構造体２に、ばね支え３４とフレーム４２が取り付けられている。

連結レバー機構２００は、ガス遮断器５のタンク６の端部に配置される支持構造体２と、支持構造体２に回転可能に支持された連結レバー２１と、連結レバー２１の一端と駆動軸４の一端を結ぶように回転可能に連結された揺動リンク２２とを備えている。連結レバー２１は、支持構造体２に位置が固定された回転軸６３を軸として回転する。

遮断ばねユニット３００は、遮断ばね３０と、遮断ばねロッド３１と、遮断ばねロッドダンパー３３とを備えている。遮断ばね３０は、遮断ばね第１端部３０ａとその反対側の遮断ばね第２端部３０ｂとを有する。遮断ばねロッド３１は、遮断ばねロッド第１端部３１ａとその反対側の遮断ばねロッド第２端部３１ｂとを有する。遮断ばねロッド第１端部３１ａは連結レバー２１に回転可能に接続されている。遮断ばね第１端部３０ａはばね支え３４内の支持構造体２側端部に固定され、遮断ばね第２端部３０ｂは遮断ばねロッド第１端部３１ａに固定されている。

遮断ばねロッドダンパー３３は、直動式のダンパーであって、支持構造体２から遠い側のばね支え３４端部に配置され、遮断ばねロッド３１の遮断ばねロッド第１端部３１ａと離接可能に係合する。遮断ばねロッドダンパー３３は、遮断ばねロッド第１端部３１ａが支持構造体２から遠い側に動く遮断動作の終期に、遮断ばねロッド３１を制動する機能を有する。

投入ばね駆動機構４００は、支持構造体２に脱着可能な手段で固定されたフレーム４２に取り付けられており、開閉接点駆動部４０１と、保持部４０２と、蓄勢機構４０４と、保持制御部４０３を有する。

開閉接点駆動部４０１は、フレーム４２に回転可能に支持されたサブレバー４０と、フレーム４２に回転可能に支持された出力レバー４４と、サブレバー４０および出力レバー４４に回転可能に支持された連結リンク４３と、フレーム４２に回転可能に支持されたメインシャフト６２と、メインシャフト６２に固定された投入レバー４７と、フレーム４２に固定された投入ばね蓄勢シャフト６１と、投入ばね蓄勢シャフト６１に回転可能に支持された第１の投入リンク４８ａと、投入レバー４７に回転可能に支持されて前記第１の投入リンク４８ａと平行に摺動可能な第２の投入リンク４８ｂと、第１の投入リンク４８ａの端部と第２の投入リンク４８ｂの端部にそれぞれ支持された投入ばね４９と、メインシャフト６２に固定された投入カム４５と、投入カム４５と離接可能に係合しサブレバー４０に回転可能に支持された投入ローラ４０ａとを備えている。

また、第１の投入リンク４８ａと第２の投入リンク４８ｂは互いに平行に直線摺動する。

保持部４０２は、フレーム４２に回転可能に支持されたプロップ４６ａと、プロップ４６ａに回転可能に支持されたラッチ４６と、フレーム４２に回転可能に支持されプロップ４６ａと係合する遮断用係止レバー５０ａと、フレーム４２に回転可能に支持され投入レバー４７と係合する投入用係止レバー５０ｂと、ラッチ４６と離接可能に係合しサブレバー４０に回転可能に支持されたラッチローラ４０ｂとを備えている。

さらに、遮断用係止レバー５０ａには、一端がフレーム４２に固定された遮断用復帰ばね７０ａが取り付けられる。この遮断用復帰ばね７０ａは引張りばねであり遮断用係止レバー５０ａを常に後述する遮断用電磁ソレノイド５１ａ側に押し付けるばね力が付勢されている。また投入用係止レバー５０ｂには一端がフレーム４２に固定された投入用復帰ばね７０ｂが取り付けられる。この投入用復帰ばね７０ｂは引張りばねであり投入用係止レバー５０ｂを常に後述する投入用電磁ソレノイド５１ｂ側に押し付けるばね力が付勢されている。

プロップ４６ａには、一端がフレーム４２に固定されたプロップ用復帰ばね７１が取り付けられている。このプロップ用復帰ばね７１は引張りばねであり常に遮断用係止レバー５０ａ側に押し付けるばね力が付勢されている。遮断用復帰ばね７０ａ、投入用復帰ばね７０ｂ、プロップ用復帰ばね７１は、保持部４０２の一部を構成している。

保持制御部４０３はフレーム４２に固定され遮断用係止レバー５０ａと係合する遮断用プランジャ５２ａを備えた遮断用電磁ソレノイド５１ａと、フレーム４２に固定され投入用係止レバー５０ｂと係合する投入用プランジャ５２ｂを備えた投入用電磁ソレノイド５１ｂとを備えている。

蓄勢機構４０４は、駆動源となる電動機４１と、投入レバー４７を回動させる減速機８１とを備えている。

出力レバー４４と連結レバー２１は出力リンク７により連結される。

ばね支え３４は、支持構造体２に対してタンク６の反対側に配置され、フレーム４２はタンク６、支持構造体２、ばね支え３４を結ぶ直線に直交する方向に固定されている。

上記の回転する各部材の回転軸はすべて図１および図２の紙面に垂直であって互いに平行である。また、各部材の動作は図１および図２の紙面に平行な平面内の動作である。

［遮断動作］
このように構成された本実施形態において、まず遮断動作について説明する。図４の投入状態において、外部指令により遮断用電磁ソレノイド５１ａが励磁され、遮断用プランジャ５２ａが図４中の矢印Ａの方向に動作する。遮断用係止レバー５０ａは遮断用プランジャ５２ａと係合しているため、反時計回りに回転する。

それに続いて、遮断用係止レバー５０ａとプロップ４６ａの係合が外れ、プロップ４６ａは矢印Ｂ方向に回転する。それに引き続きラッチ４６とラッチローラ４０ｂの係合も外れる。この作用によりサブレバー４０は矢印Ｃ方向に回転する。

そして、サブレバー４０の回転により、連結リンク４３を介して出力レバー４４が反時計方向（図４中の矢印Ｄ方向）に回転する。出力レバー４４の回転により、出力リンク７を介して連結レバー２１が反時計方向（図４の矢印Ｅ方向）に回転し、遮断ばね３０は図４中の矢印Ｆ方向に伸びながら放勢する。連結レバー２１の回転により、電気的な接点３の可動接点３ａと接続された駆動軸４は可動接点３ａを固定接点３ｂから引き離す方向に移動し遮断動作が開始する。遮断ばね３０がある一定距離変位すると、遮断ばね第２端部３０ｂと固定されている遮断ばねロッド第１端部３１ａが直動式の遮断ばねロッドダンパー３３と係合し、直動式の遮断ばねロッドダンパー３３の制動力が発生し遮断ばね３０の動作を停止させ、それに連結された部材の動作も停止し遮断動作が完了する。その状態を示したのが図３である。

［投入動作］
次に投入動作について図３と図４と図５を用いて説明する。図３の遮断状態では、投入ばね４９は既に圧縮されて蓄勢されている。つぎに、外部指令により投入用電磁ソレノイド５１ｂが励磁され、投入用プランジャ５２ｂが図５中の矢印Ｇ方向に動作すると、投入用係止レバー５０ｂは投入用プランジャ５２ｂと係合しているため反時計周りに回転する。

すると、投入用係止レバー５０ｂと投入レバー４７の係合が解除され、投入レバー４７とメインシャフト６２は投入ばね４９のばね力により反時計周り（図５中の矢印Ｈ方向）に回転し、投入ばね４９は図５中の矢印Ｉ方向に伸びながら放勢される。

その後、電動機４１の回転駆動力が、減速機８１を介して投入レバー４７を図５のＨ方向にさらに回転させる。

メインシャフト６２に固定されている投入カム４５は図５中の矢印Ｊの方向に回転し、投入ローラ４０ａに係合し、投入ローラ４０ａが投入カム４５により押し込まれると、サブレバー４０は時計周り（図５中の矢印Ｋ方向）に回転する。

サブレバー４０の回転は連結リンク４３を介して出力レバー４４に伝えられ、出力レバー４４を時計周り（図５中の矢印Ｌ方向）に回転させる。出力レバー４４の回転により、出力リンク７を介して連結レバー２１が時計方向（図５中の矢印Ｍ方向）に回転し電気的な接点３の可動接点３ａと接続された駆動軸４を固定接点３ｂ側に移動させ、投入動作を行う。連結レバー２１の回転に伴い遮断ばね３０は図５中の矢印Ｚ方向に蓄勢される。投入レバー４７の回転角度がおおよそ１８０度以上になると投入カム４５と投入ローラ４０ａの係合が解除される。その状態になるとサブレバー４０のラッチローラ４０ｂはラッチ４６と再び係合し投入動作が完了する。図４に投入状態を示す。

このような構成によると、連結レバー機構２００の連結レバー２１と開閉接点駆動部４０１のサブレバー４０とが、出力リンク７と、出力レバー４４、連結リンク４３を介して連結される。これにより、投入ばね駆動機構４００と連結レバー機構２００との相対距離は、出力リンク７の長さを変えることにより調整できる。

［作用・効果］
本実施形態によれば、開閉装置の操作機構にはレイアウトに自由度が与えられるため、１種類のばね操作機構を多種類の開閉装置に適用可能であり、開閉装置の小型化実現に寄与する信頼性・コンパクト性に優れた開閉装置の操作機構を実現することができる。

本実施形態によれば、ガス遮断器５の機構箱１３のサイズが異なっても、出力リンク７や出力レバー４４の配置を調整することにより、投入ばね駆動機構４００と連結レバー機構２００との距離を変更可能である。また、出力レバー４４を備えていることにより、連結リンク４３とサブレバー４０を介してラッチ４６に加わる力は一定に保たれる。そのため、出力リンク７の長さを自由に調節することができ、投入ばね駆動機構４００のレイアウトに大きな自由度を持たせることができ、様々なユーザーの仕様要求に対応可能である。

なお、上記実施形態では、遮断ばね３０および投入ばね４９に圧縮コイルばねを用いているが、他の弾性体要素、たとえばネジリコイルばね、皿ばね、渦巻きばね、板ばねを用いてもよい。また、ラッチ４６に設けた復帰ばねにはコイルばねを用いているが、他の弾性体要素、たとえばネジリコイルばね、皿ばね、渦巻きばね、板ばねでもよい。

（第２の実施形態）
［構成］
次に、本発明の第２の実施形態について、図６〜図９を用いて説明する。なお、第１の実施形態の形態と同一または類似の部分には共通の符号を付し、重複する説明は省略する。

図６は、本発明の第２の実施形態の開閉装置とその操作機構を含む開閉装置システムの遮断状態における構造を示す正面図である。図７は、本発明の第２の実施形態の開閉装置の操作機構の遮断状態を示す操作機構の分解斜視図である。図８は、図７に示した操作機構の投入状態を示す操作機構の分解斜視図である。図９は、図７に示した操作機構の投入動作途中状態を示す操作機構の分解斜視図である。

この実施形態の操作機構１０は、遮断ばねユニット３００と、投入ばね駆動機構４００と、揺動リンク２２と、出力リンクレバー９０と、支持構造体１３とを備えている。

この実施形態のガス遮断器５は、第１の実施形態のガス遮断器（開閉装置）５と同様の構造のものであって、絶縁性ガスが封入されたタンク６の内部に電気的な接点３が収納されている。電気的な接点３は可動接点３ａと固定接点３ｂとを備えていて、可動接点３ａはタンク６から突出した駆動軸４を介して、操作機構１０に連結され、開閉操作される。

タンク６に機構箱１３が取り付けられている。機構箱１３に支持構造体２が取り付けられている。支持構造体２に、フレーム４２が取り付けられている。フレーム４２にばね支え３４が取り付けられている。駆動軸４はばね支え３４の一部を貫通し、ばね支え３４は駆動軸４が延びる方向に延びている。また、支持構造体２とフレーム４２は、駆動軸４が延びる方向と同じ方向に互いに直列に並んで配置されている。

遮断ばねユニット３００は、投入ばね駆動機構４００のフレーム４２に脱着可能な手段で固定されたばね支え３４と、ばね支え３４に一端（遮断ばね第１端部３０ａ）が固定された遮断ばね３０と、遮断ばね第２端部３０ｂに固定された遮断ばねロッド３１と、ばね支え３４に固定され遮断ばねロッド第１端部３１ａと離接可能に係合する直動式の遮断ばねロッドダンパー３３とを備えている。

投入ばね駆動機構４００は、ガス遮断器５のタンク６の端部に配置される支持構造体２に脱着可能な手段で固定されたフレーム４２に取り付けられており、開閉接点駆動部４０１と、保持部４０２と、蓄勢機構４０４と、保持制御部４０３を有する。

開閉接点駆動部４０１は、フレーム４２に回転可能に支持されたサブレバー４０と、フレーム４２に回転可能に支持され遮断ばねロッド３１と回転可能に連結された出力リンクレバー９０と、サブレバー４０と出力リンクレバー９０に回転可能に支持された連結リンク４３と、フレーム４２に回転可能に支持されたメインシャフト６２と、メインシャフト６２に固定された投入レバー４７と、フレーム４２に固定された投入ばね蓄勢シャフト６１と、投入ばね蓄勢シャフト６１に回転可能に支持された第１の投入リンク４８ａと、投入レバー４７に回転可能に支持されて前記第１の投入リンク４８ａと平行に摺動可能な第２の投入リンク４８ｂと、第１の投入リンク４８ａの端部と第２の投入リンク４８ｂの端部にそれぞれ支持された投入ばね４９と、メインシャフト６２に固定された投入カム４５と、投入カム４５と離接可能に係合しサブレバー４０に回転可能に支持された投入ローラ４０ａとを備えている。

第１の投入リンク４８ａと第２の投入リンク４８ｂは互いに直線摺動する。出力リンクレバー９０が回転軸８２を軸として回転する。

遮断用係止レバー５０ａには、一端がフレーム４２に固定された遮断用復帰ばね７０ａが取り付けられる。この遮断用復帰ばね７０ａは引張りばねであり、遮断用係止レバー５０ａを常に遮断用電磁ソレノイド５１ａ側に押し付けるばね力が付勢されている。また投入用係止レバー５０ｂには、一端がフレーム４２に固定された投入用復帰ばね７０ｂが取り付けられる。この投入用復帰ばね７０ｂは引張りばねであり、投入用係止レバー５０ｂを常に投入用電磁ソレノイド５１ｂ側に押し付けるばね力が付勢されている。プロップ４６ａには、一端がフレーム４２に固定されたプロップ用復帰ばね７１が取り付けられている。このプロップ用復帰ばね７１は引張りばねであり、常に遮断用係止レバー５０ａ側に押し付けるばね力が付勢されている。

保持制御部４０３は、フレーム４２に固定され遮断用係止レバー５０ａと係合する遮断用プランジャ５２ａを備えた遮断用電磁ソレノイド５１ａと、フレーム４２に固定され投入用係止レバー５０ｂと係合する投入用プランジャ５２ｂを備えた投入用電磁ソレノイド５１ｂとを備えている。

［遮断動作］
このように構成された本実施形態において、図７と図８を用いて遮断動作について説明する。図８の投入状態において、外部指令により遮断用電磁ソレノイド５１ａが励磁され、遮断用プランジャ５２ａが図８中の矢印Ａの方向に動作する。遮断用係止レバー５０ａは遮断用プランジャ５２ａと係合しているため、反時計回りに回転する。

それに続いて、遮断用係止レバー５０ａとプロップ４６ａの係合が外れ、プロップ４６ａは矢印Ｂ方向に回転する。それに引き続きラッチ４６とラッチローラ４０ｂの係合も外れる。この作用によりサブレバー４０は矢印Ｎ方向に回転する。

そして、サブレバー４０の回転により、連結リンク４３を介して出力リンクレバー９０が反時計方向（図８中の矢印Ｏ向）に回転する。出力リンクレバー９０の回転により、遮断ばね３０は図８中の矢印Ｐ方向に伸びながら放勢する。出力リンクレバー９０の回転により、電気的な接点３の可動接点３ａと接続された駆動軸４は可動接点３ａを固定接点３ｂから引き離す方向に移動し遮断動作が開始する。遮断ばね３０がある一定距離変位すると、遮断ばね第２端部３０ｂと固定している遮断ばねロッド第１端部３１ａが直動式の遮断ばねロッドダンパー３３と係合し、直動式の遮断ばねロッドダンパー３３の制動力が発生し遮断ばね３０の動作を停止させ、それに連結された部材の動作も停止し遮断動作が完了する。その状態を示したのが図７である。

［投入動作］
次に投入動作について図７と図８と図９を用いて説明する。図７の遮断状態では投入ばねは既に圧縮されて蓄勢されている。つぎに、外部指令により投入用電磁ソレノイド５１ｂが励磁され、投入用プランジャ５２ｂが図９中の矢印Ｇ方向に動作すると、投入用係止レバー５０ｂは投入用プランジャ５２ｂと係合しているため反時計周りに回転する。

すると、投入用係止レバー５０ｂと投入レバー４７の係合が解除され、投入レバー４７とメインシャフト６２は投入ばね４９のばね力により反時計周り（図９中の矢印Ｈ方向）に回転し、投入ばね４９は図９中の矢印Ｉ方向に伸びながら放勢される。

その後、電動機４１の回転駆動力が、減速機８１を介して投入レバー４７を図９のＨ方向にさらに回転させる。

メインシャフト６２に固定されている投入カム４５は図９中の矢印Ｊの方向に回転し、投入ローラ４０ａに係合し、投入ローラ４０ａが投入カム４５により押し込まれると、サブレバー４０は時計周り（図９中の矢印Ｑ方向）に回転する。

サブレバー４０の回転は連結リンク４３を介して出力リンクレバー９０に伝えられ、出力リンクレバー９０を時計周り（図９中の矢印Ｒ方向）に回転させる。出力リンクレバー９０の回転により電気的な接点３の可動接点３ａと接続された駆動軸４を固定接点３ｂ側に移動させ、投入動作を行う。出力リンクレバー９０の回転に伴い遮断ばね３０は図中の矢印Ｚ方向に蓄勢される。投入レバー４７の回転角度がおおよそ１８０度以上になると投入カム４５と投入ローラ４０ａの係合が解除される。その状態になるとサブレバー４０のラッチローラ４０ｂはラッチ４６と再び係合し投入動作が完了する。図８に投入状態を示す。

［作用・効果］
本実施形態によれば、第１の実施形態よりも部品点数が少なく、且つ、図１に示した連結レバー機構２００を介さないことで構成の簡略化および可動部の軽量化が可能となる。さらに遮断ばねユニット３００が投入ばね駆動機構４００に固定されているため、支持構造体２からまとめて着脱が可能となり、ユーザーの開閉装置の操作機構の保全簡易化に貢献可能である。

なお、上記実施形態では、遮断ばね３０および投入ばね４９には圧縮コイルばねを用いているが、他の弾性体要素、たとえばネジリコイルばね、皿ばね、渦巻きばね、板ばねを用いてもよい。また、ラッチ４６に設けた復帰ばねにはコイルばねを用いているが、他の弾性体要素、たとえばネジリコイルばね、皿ばね、渦巻きばね、板ばねでもよい。

（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態の開閉装置の操作機構の構造を示し投入状態における操作機構の分解斜視図である。

この第３の実施形態は第１の実施形態の変形であって、図４の操作機構の構成をベースに、図１０に示すように連結レバー２１の回転軸６３にダンパー用レバー９７を固定させ、ダンパー用レバー９７の一端と回動可能に接続されたダンパー用リンク９６と、ダンパー用リンク９６の一端と直動式の連結レバーダンパー９５を連結させた構成とする。連結レバーダンパー９５は支持構造体２に固定されている。

この第３の実施形態によれば、第１または第２の実施形態の開閉装置の操作機構における直動式の遮断ばねロッドダンパー３３に代えて、直動式の連結レバーダンパー９５を連結レバー２１の回転軸６３の部分に配置することで、遮断ばね３０の長さ方向を縮小することが可能となり、操作機構１０全体の小型化が可能となる。

（第４の実施形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態の開閉装置の操作機構の構造を示し投入状態における操作機構の分解斜視図である。

この第４の実施形態も第１の実施形態の変形であって、図４の操作機構の構成をベースに、図１１に示すような連結レバー２１の回転軸６３に回転式の連結レバーダンパー９８を固定させる。連結レバーダンパー９８本体は支持構造体２に固定されている。

この第４の実施形態によれば、第３の実施形態と同様に、遮断ばね３０の長さ方向を縮小することが可能となり、操作機構１０全体の小型化が可能となる。

［他の実施形態］
上記第３および第４の実施形態では、第１の実施形態の変形として、第１の実施形態の直動式の遮断ばねロッドダンパー３３に代えて回転式の連結レバーダンパー９８を用いるものとした。上記第３および第４の実施形態のさらなる変形として、第２の実施形態の直動式の遮断ばねロッドダンパー３３に代えて回転式の連結レバーダンパー９８を用いてもよい。

また、上記各実施形態では、遮断ばね３０および投入ばね４９には圧縮コイルばねを用いているが、他の弾性体要素、たとえばネジリコイルばね、皿ばね、渦巻きばね、板ばねを用いてもよい。また、ラッチ４６に設けた復帰ばねにはコイルばねを用いているが、他の弾性体要素、たとえばネジリコイルばね、皿ばね、渦巻きばね、板ばねでもよい。

以上、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ものである。

２支持構造体
３接点
３ａ可動接点
３ｂ固定接点
４駆動軸
５ガス遮断器（開閉装置）
６タンク
７出力リンク
１０操作機構
１３機構箱
２１連結レバー
２２揺動リンク
３０遮断ばね
３０ａ遮断ばね第１端部
３０ｂ遮断ばね第２端部
３１遮断ばねロッド
３１ａ遮断ばねロッド第１端部
３１ｂ遮断ばねロッド第２端部
３３遮断ばねロッドダンパー
３４ばね支え
４０サブレバー
４０ａ投入ローラ
４０ｂラッチローラ
４１電動機
４２フレーム
４３連結リンク
４４出力レバー
４５投入カム
４６ラッチ
４６ａプロップ
４７投入レバー
４８ａ第１の投入リンク
４８ｂ第２の投入リンク
４９投入ばね
５０ａ遮断用係止レバー
５０ｂ投入用係止レバー
５１ａ遮断用電磁ソレノイド
５１ｂ投入用電磁ソレノイド
５２ａ遮断用プランジャ
５２ｂ投入用プランジャ
６１投入ばね蓄勢シャフト
６２メインシャフト
６３回転軸
７０ａ遮断用復帰ばね
７０ｂ投入用復帰ばね
７１プロップ用復帰ばね
８１減速機
８２回転軸
９０出力リンクレバー
９５連結レバーダンパー
９６ダンパー用リンク
９７ダンパー用レバー
９８連結レバーダンパー（ロータリーダンパー）
２００連結レバー機構
３００遮断ばねユニット
４００投入ばね駆動機構
４０１開閉接点駆動部
４０２保持部
４０３保持制御部
４０４蓄勢機構

Claims

可動接点と、この可動接点を収容するタンクと、前記タンクを貫通して延びて前記可動接点を駆動する駆動軸と、を備えた開閉装置に取り付けられて、前記駆動軸を駆動する操作機構であって、
当該操作機構は、
前記タンクに取り付けられて前記駆動軸に連結された連結レバー機構と、
前記連結レバー機構に取り付けられた遮断ばねユニットと、
前記連結レバー機構に取り付けられた投入ばね駆動機構と、
前記連結レバー機構と前記投入ばね駆動機構とを連結する出力リンクと、
を有し、
前記連結レバー機構は、
前記タンクに固定された支持構造体と、
前記駆動軸に連結された揺動リンクと、
前記支持構造体に回転支持されて前記揺動リンクに連結されて前記出力リンクに連結された連結レバーと、
を備え、
前記遮断ばねユニットは、
前記支持構造体に固定されたばね支えと、
前記ばね支えに固定された遮断ばね第１端部とこの遮断ばね第１端部の反対側の遮断ばね第２端部とを備えた遮断ばねと、
前記遮断ばね第２端部に固定された遮断ばねロッド第１端部とこの遮断ばねロッド第１端部の反対側にあって前記連結レバーに回転可能に連結された遮断ばねロッド第２端部とを備えた遮断ばねロッドと、
を備え、
前記投入ばね駆動機構は、
前記支持構造体に固定されたフレームと、
前記出力リンクに連結された開閉接点駆動部と、
前記開閉接点駆動部に連結された保持部と、
前記開閉接点駆動部に連結された蓄勢機構と、
前記開閉接点駆動部に連結された保持制御部と、
を備え、
前記開閉接点駆動部は、
前記フレームに回転可能に支持されて前記出力リンクに連結された出力レバーと、
前記フレームに回転可能に支持されたサブレバーと、
前記サブレバーおよび前記出力レバーに回転可能に連結された連結リンクと、
前記フレームに回転可能に支持されたメインシャフトと、
前記メインシャフトに固定された投入レバーと、
前記フレームに回転可能に支持された第１の投入リンクと、
前記投入レバーに回転可能に支持されて前記第１の投入リンクと平行に摺動可能な第２の投入リンクと、
前記第１の投入リンクの端部と前記第２の投入リンクの端部に両端が支持された投入ばねと、
前記メインシャフトに固定された投入カムと、
前記投入カムと離接可能に係合し前記サブレバーに回転可能に支持された投入ローラと、
を備え、
前記保持部は、
前記フレームに回転可能に支持されたプロップと、
前記プロップに回転可能に支持されたラッチと、
前記フレームに回転可能に支持され前記プロップと係合する遮断用係止レバーと、
前記フレームに回転可能に支持され前記投入レバーと係合する投入用係止レバーと、
前記ラッチと離接可能に係合し前記サブレバーに回転可能に支持されたラッチローラと、
を備え、
前記保持制御部は、
前記フレームに固定され前記遮断用係止レバーと係合する遮断用プランジャを備えた遮断用電磁ソレノイドと、
前記フレームに固定され前記投入用係止レバーと係合する投入用プランジャを備えた投入用電磁ソレノイドと、
を備え、
前記蓄勢機構は、前記投入レバーを回動させる電動機を備えること、
を特徴とする操作機構。
可動接点と、この可動接点を収容するタンクと、前記タンクを貫通して延びて前記可動接点を駆動する駆動軸と、を備えた開閉装置に取り付けられて、前記駆動軸を駆動する操作機構であって、
当該操作機構は、
前記タンクに取り付けられた支持構造体と、
前記駆動軸に連結された揺動リンクと、
前記揺動リンクに連結された出力リンクレバーと、
前記支持構造体に取り付けられて前記出力リンクレバーに連結された遮断ばねユニットと、
前記支持構造体に取り付けられて前記出力リンクレバーに連結された投入ばね駆動機構と、
を有し、
前記遮断ばねユニットは、
前記支持構造体に固定されたばね支えと、
前記ばね支えに固定された遮断ばね第１端部とこの遮断ばね第１端部の反対側の遮断ばね第２端部とを備えた遮断ばねと、
前記遮断ばね第２端部に固定された遮断ばねロッド第１端部とこの遮断ばねロッド第１端部の反対側にあって前記出力リンクレバーに回転可能に連結された遮断ばねロッド第２端部とを備えた遮断ばねロッドと、
を備え、
前記投入ばね駆動機構は、
前記支持構造体に固定されたフレームと、
前記出力リンクレバーに連結された開閉接点駆動部と、
前記開閉接点駆動部に連結された保持部と、
前記開閉接点駆動部に連結された蓄勢機構と、
前記開閉接点駆動部に連結された保持制御部と、
を備え、
前記開閉接点駆動部は、
前記フレームに回転可能に支持されたサブレバーと、
前記サブレバーおよび前記出力リンクレバーに回転可能に連結された連結リンクと、
前記フレームに回転可能に支持されたメインシャフトと、
前記メインシャフトに固定された投入レバーと、
前記フレームに回転可能に支持された第１の投入リンクと、
前記投入レバーに回転可能に支持されて前記第１の投入リンクと平行に摺動可能な第２の投入リンクと、
前記第１の投入リンクの端部と前記第２の投入リンクの端部に両端が支持された投入ばねと、
前記メインシャフトに固定された投入カムと、
前記投入カムと離接可能に係合し前記サブレバーに回転可能に支持された投入ローラと、
を備え、
前記保持部は、
前記フレームに回転可能に支持されたプロップと、
前記プロップに回転可能に支持されたラッチと、
前記フレームに回転可能に支持され前記プロップと係合する遮断用係止レバーと、
前記フレームに回転可能に支持され前記投入レバーと係合する投入用係止レバーと、
前記ラッチと離接可能に係合し前記サブレバーに回転可能に支持されたラッチローラと、
を備え、
前記保持制御部は、
前記フレームに固定され前記遮断用係止レバーと係合する遮断用プランジャを備えた遮断用電磁ソレノイドと、
前記フレームに固定され前記投入用係止レバーと係合する投入用プランジャを備えた投入用電磁ソレノイドと、
を備え、
前記蓄勢機構は、前記投入レバーを回動させる電動機を備えること、
を特徴とする操作機構。
前記遮断ばねユニットは、前記ばね支えに固定されて前記遮断ばねロッド第１端部と切離可能に係合する直動式の遮断ばねロッドダンパーをさらに備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の操作機構。
前記遮断ばねユニットは、
前記支持構造体に固定された直動式の連結レバーダンパーと、
前記連結レバーの回転軸に固定されたダンパー用レバーと、
前記連結レバーダンパーと前記ダンパー用レバーとを連結するダンパー用リンクと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の操作機構。
前記遮断ばねユニットは、前記支持構造体と前記連結レバーの回転軸とを連結する回転式の連結レバーダンパーをさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の操作機構。
前記蓄勢機構は、前記電動機の回転駆動力を減速して前記投入レバーに伝える減速機をさらに備えること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の操作機構。
前記タンクに固定された機構箱をさらに有し、
前記支持構造体が前記機構箱に固定され、前記支持構造体および前記フレームが前記機構箱内に収納されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の操作機構。
前記フレームに固定された投入ばね蓄勢シャフトをさらに有し、
前記第１の投入リンクは前記投入ばね蓄勢シャフトの周りに回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の操作機構。
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の操作機構と、
前記開閉装置と、
前記駆動軸と、
を備えたことを特徴とする開閉装置システム。