JP6753177B2 - Switch - Google Patents
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Description
本発明は、機械式パッファ機構を備える開閉器に関する。 The present invention relates to a switch having a mechanical puffer mechanism.
従来、断路器や接地開閉器等の開閉器において、例えば特許文献1に開示されているように、可動接触子の開路時の動作に伴い、アーク発生箇所近傍から絶縁ガスを吸い込んでアークの消弧作用を得る機械式パッファ機構を備えるものがある。このパッファ機構は、可動接触子の動作によりパッファ室の容積を拡大させるシリンダ構造をなしている。 Conventionally, in switches such as disconnectors and grounding switches, as disclosed in Patent Document 1, for example, as the movable contactor operates when the path is opened, insulating gas is sucked from the vicinity of the arc generation location to extinguish the arc. Some are equipped with a mechanical puffer mechanism that obtains an arc action. This puffer mechanism has a cylinder structure that expands the volume of the puffer chamber by the operation of a movable contactor.
しかしながら、上記した開路動作時等における可動接触子の動作負荷は、単純な後退動作に係るものだけではなく、パッファ室の容積拡大に伴う絶縁ガスの吸い込み動作分も加わるため、可動接触子を動作させる操作器に大きな負荷が掛かる。そのため、大きな操作力を発生する大型の操作器を用いる等の対策が必要である。 However, the operating load of the movable contact during the above-mentioned opening operation is not only related to the simple backward operation, but also the suction operation of the insulating gas due to the expansion of the volume of the puffer chamber is added, so that the movable contact is operated. A large load is applied to the operating device. Therefore, it is necessary to take measures such as using a large operating device that generates a large operating force.
そこで、特許文献1の開示技術では、可動接触子の動作負荷を軽減する補助機構がパッファ機構に付加されている。この補助機構は、可動接触子と一体的に動作する可動板(文献ではピストン)に貫通孔を設けると共に、可動板に対して更に閉鎖板(文献では補助ピストン)を可動させる構成である。そして、可動接触子の開路動作初期において、閉鎖板を可動板から離間させて貫通孔を開放状態とすることで、パッファ室内が大きく負圧になることを緩和し、可動接触子の動作負荷が軽減されるというものである。 Therefore, in the technique disclosed in Patent Document 1, an auxiliary mechanism for reducing the operating load of the movable contactor is added to the puffer mechanism. This auxiliary mechanism has a configuration in which a through hole is provided in a movable plate (piston in the literature) that operates integrally with the movable contactor, and a closing plate (auxiliary piston in the literature) is further moved with respect to the movable plate. Then, at the initial stage of the opening operation of the movable contactor, the closing plate is separated from the movable plate to open the through hole, thereby alleviating a large negative pressure in the puffer chamber and reducing the operating load of the movable contactor. It is to be alleviated.
可動接触子の動作負荷の軽減化を図れる開閉器において、本発明者は、更なる軽減化が図れないか検討していた。当然ながら、アークの消弧を図るための絶縁ガスの吸い込み動作(パッファ動作)に悪影響を与えないようにすることも重要である。 In a switch capable of reducing the operating load of the movable contactor, the present inventor has been studying whether further reduction can be achieved. Of course, it is also important not to adversely affect the suction operation (puffer operation) of the insulating gas for extinguishing the arc.
本発明の目的は、可動接触子の動作負荷の更なる軽減を図りつつ、アークの消弧作用を向上することができる機械式パッファ機構付きの開閉器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a switch with a mechanical puffer mechanism capable of improving the arc extinguishing action of an arc while further reducing the operating load of the movable contactor.
上記課題を解決する開閉器は、固定接触子から可動接触子を退避動作させ、互いに接触状態にあった前記固定接触子から前記可動接触子を離間させることで、電路を閉路から開路に切り替える開閉器であり、前記可動接触子の退避動作と連動させる可動板にて前記可動接触子側に並設したパッファ室の容積拡大動作を行わせ、前記可動接触子の先端開口部から自身の内側通路を介して前記パッファ室に絶縁ガスを吸い込んで、前記可動接触子の先端部に生じるアークを消弧するパッファ動作を行う機械式パッファ機構を備える開閉器であって、前記可動接触子の退避動作過程において、前記固定接触子から前記可動接触子が離間する離間時までの期間を開路動作初期とし、以降の期間を開路動作中期及び開路動作後期とし、前記開路動作初期に前記パッファ室を開放させる第1開放手段と、前記開路動作後期に前記パッファ室を開放させる第2開放手段とを備え、前記各開放手段が機能しない前記開路動作中期に前記パッファ動作を行って前記アークの消弧を行うように構成されている。 A switch that solves the above problems switches the electric circuit from closed to open by retracting the movable contacts from the fixed contacts and separating the movable contacts from the fixed contacts that are in contact with each other. It is a device, and a movable plate linked with the retracting operation of the movable contact is used to expand the volume of the puffer chamber arranged side by side on the movable contact side, and the inside passage of the movable contact is opened through the tip opening of the movable contact. A switch having a mechanical puffer mechanism that sucks an insulating gas into the puffer chamber and extinguishes an arc generated at the tip of the movable contact, and retracts the movable contact. In the process, the period from the fixed contact to the time when the movable contact is separated is defined as the initial stage of the opening operation, the subsequent period is defined as the middle stage of the opening operation and the latter stage of the opening operation, and the puffer chamber is opened at the initial stage of the opening operation. The first opening means and the second opening means for opening the puffer chamber in the latter stage of the opening operation are provided, and the puffer operation is performed in the middle of the opening operation in which the opening means do not function to extinguish the arc. It is configured as follows.
この構成によれば、可動接触子の退避動作過程において、固定接触子から可動接触子が離間する離間時(この場合、離間時点そのものと、離間時点の若干の前後期間とを含む)までの開路動作初期にパッファ室が第1開放手段により開放状態とされる。また、パッファ動作を行う開路動作中期を経た後の開路動作後期にパッファ室が第2開放手段により再び開放状態とされる。つまり、固定接触子から可動接触子が離間する直後にアークが生じるため、必要時のこの開路動作中期に限定した効率の良いパッファ動作が行われ、それ以外の開路動作初期や後期ではそれぞれパッファ室が開放され、可動接触子の動作負荷が軽減される。 According to this configuration, in the process of retracting the movable contact, the path is opened until the movable contact is separated from the fixed contact (in this case, the separation time itself and a slight period before and after the separation time). At the initial stage of operation, the puffer chamber is opened by the first opening means. Further, the puffer chamber is opened again by the second opening means in the latter stage of the opening operation after the middle stage of the opening operation in which the puffer operation is performed. In other words, since an arc is generated immediately after the movable contact is separated from the fixed contact, efficient puffer operation is performed only in the middle of this opening operation when necessary, and in the other early and late stages of the opening operation, the puffer chambers are performed. Is released, and the operating load of the movable contactor is reduced.
また、上記の開閉器において、前記第1開放手段は、貫通孔を有する前記可動板と、前記貫通孔を閉鎖する閉鎖板とを備え、前記可動接触子を含む可動体に対して前記閉鎖板を固定すると共に、前記閉鎖板よりも前記可動接触子の退避側にて前記可動板を前記閉鎖板と接離可能に前記可動体に対して支持し、更に前記開路動作初期に相当する前記可動接触子の位置範囲で前記可動板が前記閉鎖板に対して離間するように前記可動板を規制する規制部を有して構成されている。 Further, in the above switch, the first opening means includes the movable plate having a through hole and the closing plate for closing the through hole, and the closing plate is provided for a movable body including the movable contact. The movable plate is supported on the movable body so as to be in contact with and separated from the closing plate on the retracting side of the movable contact from the closing plate, and the movable corresponding to the initial stage of the opening operation is further supported. It is configured to have a regulating portion that regulates the movable plate so that the movable plate is separated from the closing plate within the position range of the contactor.
この構成によれば、可動接触子を含む可動体に固定される閉鎖板と、閉鎖板よりも可動接触子の退避側にて閉鎖板と接離可能に可動体に支持される可動板とで、可動体の退避動作と連動して閉鎖板による可動板の貫通孔の閉鎖・開放が切り替えられる。そして、開路動作初期に相当する可動接触子の位置範囲で可動板が閉鎖板に対して離間するように規制部にて規制されることで、開路動作初期において可動板の貫通孔が開放され、パッファ室が開放状態となる。このような開路動作初期におけるパッファ室の開放手段(第1開放手段)が、閉鎖板、可動板及び規制部にて比較的簡単に構成可能である。 According to this configuration, a closing plate fixed to a movable body including a movable contactor and a movable plate supported by the movable body so as to be in contact with and detachable from the closing plate on the retracted side of the movable contactor rather than the closing plate. , The closing / opening of the through hole of the movable plate by the closing plate is switched in conjunction with the retracting operation of the movable body. Then, the movable plate is regulated by the regulating portion so as to be separated from the closing plate within the position range of the movable contactor corresponding to the initial stage of the opening operation, so that the through hole of the movable plate is opened at the initial stage of the opening operation. The puffer room is open. The opening means (first opening means) of the puffer chamber at the initial stage of such opening operation can be relatively easily configured by the closing plate, the movable plate and the regulating portion.
また、上記の開閉器において、前記可動接触子の挿通と共に前記パッファ室を形成する可動側シリンダを備え、前記規制部は、前記可動側シリンダの内周面に形成した段差である。 Further, the switch is provided with a movable side cylinder that forms the puffer chamber together with the insertion of the movable contactor, and the restricting portion is a step formed on the inner peripheral surface of the movable side cylinder.
この構成によれば、可動板の配置位置を規制する規制部は、可動側シリンダの内周面に形成した段差よりなるため、部品数の増加を防止し、簡単に構成可能である。
また、上記の開閉器において、前記第1開放手段は、前記可動板を前記閉鎖板側に付勢する付勢ばねを備えて構成されている。
According to this configuration, the regulating portion that regulates the arrangement position of the movable plate is composed of a step formed on the inner peripheral surface of the movable cylinder, so that an increase in the number of parts can be prevented and the configuration can be easily performed.
Further, in the above switch, the first opening means is provided with an urging spring that urges the movable plate toward the closing plate side.
この構成によれば、可動板を閉鎖板側に付勢する付勢ばねが備えられるため、必要時に閉鎖板と可動板とを確実に当接、即ち閉鎖板による可動板の貫通孔の閉鎖を確実に行うことが可能である。 According to this configuration, since an urging spring for urging the movable plate to the closing plate side is provided, the closing plate and the movable plate are surely brought into contact with each other when necessary, that is, the through hole of the movable plate is closed by the closing plate. It is possible to do it reliably.
また、上記の開閉器において、前記可動接触子の挿通と共に前記パッファ室を形成する可動側シリンダを備え、前記第2開放手段は、前記開路動作後期に相当する前記可動接触子の位置範囲で前記可動側シリンダ内の前記パッファ室を外部と連通させる外部連通孔にて構成されている。 Further, in the switch, the movable side cylinder that forms the puffer chamber together with the insertion of the movable contact is provided, and the second opening means is the position range of the movable contact corresponding to the latter stage of the opening operation. It is composed of an external communication hole that communicates the puffer chamber in the movable cylinder with the outside.
この構成によれば、開路動作後期に相当する可動接触子の位置範囲で可動側シリンダ内のパッファ室が外部連通孔を介して外部と連通する。このような開路動作後期におけるパッファ室の開放手段(第2開放手段)が、連通孔といった孔にて簡単に構成可能で、部品数の増加も防止可能である。 According to this configuration, the puffer chamber in the movable cylinder communicates with the outside through the external communication hole in the position range of the movable contact corresponding to the latter stage of the opening operation. The opening means (second opening means) of the puffer chamber in the latter stage of the opening operation can be easily configured by a hole such as a communication hole, and an increase in the number of parts can be prevented.
また、上記の開閉器において、前記固定接触子は、第1固定接触子と第2固定接触子とを備え、前記第1固定接触子は前記可動接触子の先端外周部の嵌入により接触し、前記第2固定接触子は前記可動接触子と先端面同士で接触し、前記第2固定接触子は、付勢ばねによる前記可動接触子側への付勢力を受けて設けられている。 Further, in the above switch, the fixed contact includes a first fixed contact and a second fixed contact, and the first fixed contact is brought into contact by fitting the outer peripheral portion of the tip of the movable contact. The second fixed contact is in contact with the movable contact on the tip surface, and the second fixed contact is provided by receiving an urging force on the movable contact side by an urging spring.
この構成によれば、固定接触子は第1及び第2固定接触子を有し、第1固定接触子は可動接触子の先端外周部の嵌入により接触するのに対し、第2固定接触子は可動接触子と先端面同士で接触する。そして、この第2固定接触子は、付勢ばねによる可動接触子側への付勢力を受けて設けられる。これにより、第2固定接触子が受ける付勢力は、可動接触子の退避動作時の動作負荷の軽減に寄与、特に可動接触子の退避動作の初速を速めるのに寄与する。 According to this configuration, the fixed contacts have first and second fixed contacts, the first fixed contact is brought into contact by fitting the outer peripheral portion of the tip of the movable contact, while the second fixed contact is The movable contactor and the tip surface come into contact with each other. The second fixed contact is provided by receiving an urging force on the movable contact side by the urging spring. As a result, the urging force received by the second fixed contact contributes to reducing the operating load during the retracting operation of the movable contact, and particularly contributes to accelerating the initial speed of the retracting operation of the movable contact.
本発明の機械式パッファ機構付きの開閉器によれば、可動接触子の動作負荷の更なる軽減を図りつつ、アークの消弧作用を向上することができる。 According to the switch with the mechanical puffer mechanism of the present invention, it is possible to improve the arc extinguishing action while further reducing the operating load of the movable contactor.
以下、開閉器の一実施形態について説明する。
図1に示す本実施形態の開閉器10は、絶縁ガス(SF6ガス等)が収容される図示略の容器内に設置、即ち絶縁ガス雰囲気中に設置されている。開閉器10は、固定接触子側ユニット11と可動接触子側ユニット21とを備える。
Hereinafter, an embodiment of the switch will be described.
The
固定接触子側ユニット11において、基部としての固定側導体12には可動接触子側ユニット21との対向面に筒状支持台13の基端部が固定され、筒状支持台13の先端外周部には第1固定接触子14が固定されている。筒状支持台13及び第1固定接触子14は固定側導体12と同様に導体であり、固定側導体12、筒状支持台13及び第1固定接触子14は互いに電気的に接続されている。
In the fixed
第1固定接触子14は、略円筒状をなしており、先端内周部の接触部14aの内径が後述の可動接触子23の外径に対して僅かに小さい設定で、且つ縮径方向に弾性力を有する構成である。つまり、接触部14aは、可動接触子23の嵌入により該可動接触子23に対して所望の接圧が得られるような電気的接触が可能となっている。尚、接触部14aへの可動接触子23の嵌入時において、筒状支持台13の内周面が可動接触子23と接触しないように、筒状支持台13の内径は可動接触子23の外径より若干大きい設定となっている。
The first fixed
筒状支持台13の内側部分13aと固定側導体12に設けた凹状部12aとにはその両者に跨って1つの収容凹部15が形成され、該収容凹部15に第2固定接触子16が収容されている。第2固定接触子16は、導体よりなり、略円筒状をなしている。第2固定接触子16は、収容凹部15内において可動接触子23と同軸上で動作可能に収容され、該第2固定接触子16の内側収容部16aと固定側導体12の凹状部12aとの間に備えられる付勢ばね17にて可動接触子23側に向けての付勢力を得る。
One
つまり、可動接触子23が最も突出する図1の状態において、第2固定接触子16は、その可動接触子23により最も押し込まれた位置に付勢ばね17の付勢力に抗して配置され、第1固定接触子14の接触部14aよりも更に奥側に没入した状態となる。またこの場合、可動接触子23は、自身の先端外周部が第1固定接触子14の接触部14aと接触状態となると共に、可動接触子23の先端面23aが第2固定接触子16の先端面16bと接触状態となり、その両者で電気的接続が図られる。尚、第1固定接触子14は主接触子であるのに対し、第2固定接触子16はアーク切断用の補助接触子である。
That is, in the state of FIG. 1 in which the
また、第2固定接触子16は、自身の本体部16cの基端外周面において径方向外側に突出する係止突部16dを有している。これに対応して、筒状支持台13は、先端内周面において径方向内側に突出する段差(以降、規制段部13b)を有している。第2固定接触子16は、本体部16cの外径が筒状支持台13の規制段部13bの内径及び第1固定接触子14の接触部14aの内径よりも若干小さい設定となっており、第2固定接触子16の動作時に接触しないようになっている。これに対し、第2固定接触子16は、係止突部16dの先端部分(径方向外側端部分)の外径が筒状支持台13の規制段部13bの径方向内側端部分の内径よりも大きい設定となっており、第2固定接触子16の突出方向において係止突部16dと規制段部13bとが係止可能となっている。
Further, the second fixed
つまり、可動接触子23が図1〜図6の状態まで退避する過程において、第2固定接触子16は、その可動接触子23の退避動作に伴い付勢ばね17の付勢力にて可動接触子23との接触状態を維持しながら突出し、自身の係止突部16dが筒状支持台13の規制段部13bに係止状態となると、それ以上突出側への動作が規制された最も突出位置に配置される(図3〜図6参照)。第2固定接触子16は、最も突出位置に配置されると、自身の先端部が第1固定接触子14(接触部14a)よりも突出する。
That is, in the process of retracting the
また、第2固定接触子16は、係止突部16dの先端部分(径方向外側端部分)の外径が筒状支持台13の本体部分の内径と略同等に設定されている。第2固定接触子16は、収容凹部15内を動作する際、係止突部16dにて筒状支持台13の内周面及び固定側導体12の凹状部12aの内周面との接触状態が維持される。
Further, in the second fixed
第1固定接触子14の外周側には、該第1固定接触子14等を全体的に覆うような略半球状のシールド部材18が固定側導体12に対して組み付けられている。シールド部材18は可動接触子23が挿入される開口部18aを有し、第2固定接触子16が最も突出位置に配置されると(図3等参照)、第2固定接触子16の先端面16bと開口部18aとが略面一となるようになっている。
On the outer peripheral side of the first fixed
可動接触子側ユニット21において、基部としての可動側シリンダ22は、導体よりなり、固定接触子側ユニット11と対向する側が閉塞壁22aにて閉塞された中空略円筒状をなしている。尚、この可動側シリンダ22は不動であり、固定接触子側ユニット11との間隔は一定である。可動側シリンダ22の閉塞壁22aの中央部には、固定接触子側ユニット11に向けて略円筒状に突出する支持筒部22bが形成されている。支持筒部22bの内周部は、可動接触子23を軸方向に動作可能に支持する。可動接触子23は、導体よりなり、細長円筒状をなしている。
In the movable
支持筒部22bの先端外周部には、摺動接触子24が固定されている。摺動接触子24は、導体よりなり、可動側シリンダ22と電気的に接続されている。摺動接触子24は、略円筒状をなしており、先端内周部の接触部24aの内径が可動接触子23の外径に対して僅かに小さい設定で、且つ縮径方向に弾性力を有する構成である。つまり、接触部24aは、可動接触子23が軸方向に動作しても該可動接触子23に対して所望の接圧が得られるような電気的接触が可能となっている。
A sliding contactor 24 is fixed to the outer peripheral portion of the tip of the support cylinder portion 22b. The sliding contact 24 is made of a conductor and is electrically connected to the
摺動接触子24の外周側には、該摺動接触子24等を全体的に覆うような略半球状のシールド部材25が可動側シリンダ22に対して組み付けられている。シールド部材25には、可動接触子23が挿通する開口部25aを有し、該開口部25aから可動接触子23の先端部側が固定接触子側ユニット11に向けて突出する。
On the outer peripheral side of the sliding contactor 24, a substantially
可動接触子23の基端部には、該可動接触子23を動作させる操作棒26が同軸固定されている。可動接触子23と操作棒26との境界部分には、略円板状の閉鎖板27が固定されている。閉鎖板27は、後述するが可動板28と当接状態となる場合に可動板28に設けた貫通孔28aを閉鎖し、可動板28と離間状態となる場合に可動板28の貫通孔28aを開放するように動作する。貫通孔28aは、可動板28において閉鎖板27の外周縁よりも内側部分で表裏を貫通するように、可動板28の周方向に複数設けられている(図1等では2つのみ図示)。
An operating
操作棒26における閉鎖板27よりも基端側(可動接触子23とは反対側)には、略円板状の可動板28が挿通され、操作棒26の軸方向に相対移動可能に該操作棒26に対して支持されている。可動板28は、外周面の全周に亘ってシール部材29が取着され、該シール部材29にて可動側シリンダ22の内周面と当接しつつ軸方向に沿った動作が可能となっている。可動板28は、可動側シリンダ22の閉塞壁22aとの間に形成されるパッファ室30の容積を自身の動作により可変とする。
A substantially disk-shaped
また、操作棒26における可動板28よりも基端側には、コイル状の付勢ばね31が挿通され、更に基端側において受け部材32が取着されている。可動板28は、受け部材32を基点とした閉鎖板27に向けての付勢ばね31の付勢力を受けている。可動板28は、可動側シリンダ22の内周面に設けられる後述の規制段部22cによる規制を受けなければ、付勢ばね31の付勢力を受けて閉鎖板27との当接状態が維持、即ち閉鎖板27による可動板28の貫通孔28aの閉鎖状態が維持される。これに対し、可動板28が規制段部22cによる規制を受けて閉鎖板27と相対的に離間すると、可動板28の貫通孔28aは開放され、パッファ室30を開放状態とする。
Further, a coil-shaped
ここで、可動接触子23は、円筒状をなすことで軸方向に沿って形成される内側空間を内側通路23bとしている。内側通路23bは、一方側が可動接触子23の先端面23aにて開口する先端開口部23cと、他方側が可動接触子23の基端外周部にてパッファ室30に開口する基端開口部23dとを有している。基端開口部23dは、可動接触子23の基端外周部の周方向に複数設けられている(図1等では1つのみ図示)。基端開口部23dは、可動接触子23の動作範囲のいずれの位置に配置されても、パッファ室30にて常時開口するものである。そして、貫通孔28aが閉鎖板27による閉鎖状態、且つパッファ室30が外部連通孔22dと連通していない状態にあって可動板28によるパッファ室30の容積拡大動作が行われると(図2等参照)、可動接触子23の先端開口部23cから絶縁ガスのパッファ室30内への吸い込みが生じるようになっている。つまり、これらにより、機械式パッファ機構が構成されている。
Here, the
可動側シリンダ22の内周面には、径方向内側に突出する規制段部22cが形成されている。規制段部22cは、可動接触子23及び操作棒26が最も突出する図1の位置の所定手前位置(図2の位置)において、可動接触子側ユニット21の先端側(可動側シリンダ22の閉塞壁22a側)に向かう可動板28と係止状態となり、それ以上の可動板28の動作を規制する。つまり、規制段部22cは、可動接触子23及び操作棒26と連動動作する可動板28の動作範囲を規定する。
A
また、可動側シリンダ22の内周面には、規制段部22cよりも基端側(可動側シリンダ22の閉塞壁22aから離間する側)の所定位置に該可動側シリンダ22の周壁の内外を連通する外部連通孔22dが形成されている。外部連通孔22dは、スリット状の孔であり、可動側シリンダ22の周壁の周方向に複数設けられている(図1等では2つのみ図示)。外部連通孔22dは、可動接触子23及び操作棒26が最も退避する図6の位置の所定手前位置(図5の若干退避位置側)において、パッファ室30を可動側シリンダ22の外部空間と連通させ、パッファ室30を開放状態とする。
Further, on the inner peripheral surface of the
次に、本実施形態の開閉器10の動作(作用)を説明する。
[開路動作]
開閉器10の開路動作は、図1に示す閉路状態から図2〜図5の各中間状態を経て図6に示す開路状態となるまでの動作である。因みに、開閉器10の開路動作にかかる時間は、開閉器10が開閉する商用交流の数サイクル〜十数サイクル程度である。
Next, the operation (action) of the
[Opening operation]
The opening operation of the
先ず、開閉器10の図1に示す閉路状態において、可動接触子23が最も突出位置に配置され、可動接触子23の先端部が第1固定接触子14に嵌入状態で、先端外周部が接触部14aと圧接状態となっている。また、可動接触子23の先端部が第2固定接触子16を最も押し込まれた状態であり、互いの先端面23a,16b同士が圧接状態となっている。これにより、可動接触子23は第1及び第2固定接触子14,16と導通状態となっており、固定側導体12と可動側シリンダ22とが導通状態、即ち開閉器10前後の電路が閉路となっている。
First, in the closed circuit state shown in FIG. 1 of the
そして、開閉器10を開路状態に切り替えるべく、操作機構(図示略)にて操作棒26が操作されて可動接触子23が退避動作する。固定接触子側ユニット11では、第2固定接触子16が付勢ばね17による可動接触子23側への付勢力を受けているため、可動接触子23の退避動作に伴い両先端面23a,16b同士の接触状態を維持したままの突出動作を行う。可動接触子側ユニット21では、可動接触子23の退避動作に伴い、離間状態にある閉鎖板27が可動板28に近接する(可動板28の貫通孔28aは開放状態)。また、可動板28は、付勢ばね31の付勢力を受けて、可動側シリンダ22の規制段部22cに当接状態で位置の保持がなされている。
Then, in order to switch the
図2の状態まで可動接触子23が退避すると、閉鎖板27が可動板28に当接し閉鎖板27にて可動板28の貫通孔28aが閉鎖される。図1の状態からこの図2の状態までが開閉器10の開路動作初期(可動接触子23の退避動作初期)X1である。尚、以降(次の開路動作中期X2)は、可動接触子23の退避動作と共に可動板28によるパッファ室30の容積拡大動作が行われるが、可動板28の貫通孔28aが閉鎖状態となることから、可動接触子23の内側通路23bを介した先端開口部23cからの絶縁ガスの吸い込み動作(パッファ動作)が行われる。つまり、以降の動作では、パッファ動作に伴い可動接触子23の動作負荷は増大し、操作棒26の操作力は増大する。換言すれば、図2の状態までの開路動作初期X1においては、パッファ動作が行われない分、可動接触子23の動作負荷は軽減されている。
When the
一方で、同じくこの開路動作初期X1では、可動接触子23の先端部が第1固定接触子14(接触部14a)から抜け、第1固定接触子14側との導通が解除される。つまり、第1固定接触子14の接触部14aは可動接触子23に対して圧接しているため、可動接触子23を抜く際の摺動抵抗が動作負荷を大きくする。また、可動接触子23は第1固定接触子14との導通が解除されるものの、可動接触子23の退避動作に追従して突出する第2固定接触子16に対しては導通状態が維持される。つまり、この開路動作初期X1では可動接触子23と第1固定接触子14との間にアークA(図4参照)が生じないため、パッファ動作は不要である。
On the other hand, similarly, in the initial opening operation X1, the tip portion of the
これを踏まえ、この開路動作初期X1では、可動接触子23を第1固定接触子14から抜く際の摺動抵抗が生じるもののこれ同時にパッファ動作を行わないようにして、可動接触子23の動作負荷の軽減が図られている。尚、両付勢ばね17,31の付勢力は可動接触子23の退避動作に加勢するため、可動接触子23の動作負荷の軽減に寄与する。
Based on this, in the initial opening operation X1, although sliding resistance occurs when the
次いで、可動接触子23が図2の状態よりも退避すると、閉鎖板27により可動板28の貫通孔28aを閉鎖しつつ閉鎖板27にて可動板28を押圧し(付勢ばね31の付勢力により可動板28が閉鎖板27側に付勢されてもいる)、可動接触子23の退避動作と連動した可動板28によるパッファ室30の容積拡大動作が行われる。これにより、可動接触子23の先端開口部23cから内側通路23bを介したパッファ室30への絶縁ガスの吸い込み動作(パッファ動作)が行われる。このパッファ動作を行う図2〜図5の期間が開閉器10の開路動作中期(可動接触子23の退避動作中期)X2である。
Next, when the
図3の状態は、第1固定接触子14から第2固定接触子16の先端部が突出し、第2固定接触子16の係止突部16dが筒状支持台13の規制段部13bに係止して、第2固定接触子16のこれ以上の突出動作が規制される状態である。尚、以降は、第2固定接触子16の先端面16bから可動接触子23の先端面23aが離間し始め、両先端面16b,23a間にアークA(図4参照)が生じる。これを踏まえ、この図3の状態となる少し前の図2の状態からパッファ動作を開始、即ち可動接触子23の先端開口部23cから絶縁ガスの吸い込み動作を開始して、アークAの消弧のために備える。可動接触子23の先端開口部23cから吸い込む絶縁ガスは、互いに当接状態にある両先端面16b,23a間や第2固定接触子16及び筒状支持台13間の隙間等を通じて侵入する。
In the state of FIG. 3, the tip of the second fixed
図4の状態は、第2固定接触子16の先端面16bから可動接触子23の先端面23aが僅かに離間し、両先端面16b,23a間にアークAが生じた状態である。第2固定接触子16はアーク切断用の補助接触子であるため、主接触子である第1固定接触子14より遅れて可動接触子23と離間する。図4の状態では、可動接触子23の退避動作と連動した可動板28の動作によりパッファ室30内への絶縁ガスの吸い込みがなされるため、可動接触子23の先端開口部23cには周囲の絶縁ガスが勢い良く吸い込まれ、先端開口部23cに向かう絶縁ガスの気流がアークAを消弧させる。
The state of FIG. 4 is a state in which the
図5の状態では、可動接触子23の退避動作が進み、可動板28が可動側シリンダ22の外部連通孔22dに到達した状態である。尚、以降(次の開路動作後期X3)は、可動板28が外部連通孔22dを設けた位置を越え、パッファ室30が外部連通孔22dを介して可動側シリンダ22の外部と連通するため、可動板28によるパッファ室30の容積拡大動作が行われても絶縁ガスの吸い込み(パッファ動作)が行われなくなる。換言すれば、図2〜図5の状態までの開路動作中期X2、この場合商用交流の1〜2サイクル程度の期間において、パッファ動作によるアークAの消弧が行われる。
In the state of FIG. 5, the retracting operation of the
そして、可動接触子23が図5の状態よりも退避すると、可動接触子23と連動する可動板28が可動側シリンダ22の外部連通孔22dの位置を越え、パッファ室30が外部連通孔22dを通じて可動側シリンダ22の外部と連通する。このパッファ動作が解除された図6を含む期間が、開閉器10の開路動作後期(可動接触子23の退避動作後期)X3である。
Then, when the
この開路動作後期X3では、可動接触子23が第2固定接触子16と十分に離間してアークAが生じなくなるため、パッファ動作が不要となる。これを踏まえ、パッファ室30を外部連通孔22dを介して開放することで可動接触子23の動作負荷は軽減され、操作棒26の操作力は軽減される。
In the late opening operation X3, the
このように本実施形態の開閉器10は、パッファ動作が必要な開路動作中期X2に限定してパッファ動作を行うようにし、パッファ動作が不要な開路動作初期X1及び後期X3ではパッファ動作を行わないようにして、可動接触子23の動作負荷の軽減化が図られている。
As described above, the
[閉路動作]
開閉器10の閉路動作は、図6に示す開路状態から図1に示す閉路状態となるまでの動作である。閉路動作は、上記開路動作の説明の逆の順、即ち開路動作後期X3、中期X2、初期X1の順で動作する。
[Closed operation]
The closing operation of the
開閉器10の閉路動作初期(開路動作後期X3)では、可動接触子23が突出動作しても、パッファ室30が可動側シリンダ22の外部連通孔22dを通じて開放されてパッファ動作が行われないため、可動接触子23の突出動作初期の動作負荷は軽減されている。
In the initial stage of the closing operation of the switch 10 (late opening operation X3), even if the
次いで、開閉器10の閉路動作中期(開路動作後期中期X2)では、可動接触子23の突出動作に伴ってパッファ動作を行うため、可動接触子23の突出動作中期の動作負荷は初期よりも増大する。尚、可動接触子23の突出動作にて、可動接触子23と一体的に動作する閉鎖板27から可動板28が相対的に離間するような付勢ばね31等の設定とすれば、この閉路動作中期においてもパッファ動作を行わないようにでき、可動接触子23の動作負荷が軽減可能である。
Next, in the middle stage of the closing operation of the switch 10 (mid-term X2 of the late opening operation), the puffer operation is performed along with the protruding operation of the
そして、開閉器10の閉路動作後期(開路動作初期X1)では、第1固定接触子14への嵌入及び第2固定接触子16の押し込み動作を行う分、可動接触子23の動作負荷は大きくなるが、パッファ室30が可動板28の貫通孔28aを通じて開放されてパッファ動作が行われなくなる分、可動接触子23の突出動作後期の動作負荷は軽減されている。このように本実施形態の開閉器10の閉路動作においても、好適に可動接触子23の動作負荷の軽減化が図られている。
Then, in the latter stage of the closing operation of the switch 10 (initial opening operation X1), the operating load of the
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
(1)開閉器10の開路動作過程(可動接触子23の退避動作過程)において、第2固定接触子16から可動接触子23が離間する手前までの開路動作初期X1にパッファ室30が閉鎖板27、可動板28及び規制段部22cの働きにより開放状態となる。また、パッファ動作を行う開路動作中期X2を経た後の開路動作後期X3において、パッファ室30が外部連通孔22dの働きにより再び開放状態となる。つまり、第2固定接触子16から可動接触子23が離間する直後にアークAが生じるため、必要時のこの開路動作中期X2に限定した効率の良いパッファ動作を行うようにし、それ以外の開路動作初期X1や後期X3ではそれぞれパッファ室30を開放することで、可動接触子23の動作負荷の軽減が図られる。これにより、可動接触子23(操作棒26)を動作させる図示略の操作機構の小型化等に貢献する。また、可動接触子23(操作棒26)の操作力の低減が図れると、可動側シリンダ22の内径拡大、ひいてはパッファ室30の拡大が図れるため、短時間で強力なパッファ動作(吸い込み動作)が可能なシリンダ構造とすることができ、一層の消弧性能の向上を図ることが可能である。
Next, the characteristic effects of this embodiment will be described.
(1) In the opening operation process of the switch 10 (retracting operation process of the movable contact 23), the
(2)可動接触子23と同軸連結される操作棒26(これらで可動体を構成)に固定される閉鎖板27と、閉鎖板27よりも可動接触子23の退避側にて閉鎖板27と接離可能に操作棒26に支持される可動板28とで、可動接触子23(操作棒26)の退避動作と連動して閉鎖板27による可動板28の貫通孔28aの閉鎖・開放が切り替えられる。そして、開路動作初期X1に相当する可動接触子23の位置範囲で可動板28が閉鎖板27に対して離間するように規制段部22cにて規制されることで、開路動作初期X1において可動板28の貫通孔28aが開放され、パッファ室30が開放状態となる。このような開路動作初期X1におけるパッファ室30の開放手段(第1開放手段)が、閉鎖板27、可動板28及び規制段部22cにて比較的簡単に構成することができる。
(2) A
(3)可動板28の配置位置を規制する規制部は、可動側シリンダ22の内周面に形成した規制段部22cよりなるため、部品数の増加を防止でき、簡単に構成することができる。
(3) Since the regulating portion that regulates the arrangement position of the
(4)可動板28を閉鎖板27側に付勢する付勢ばね31が備えられるため、必要時に閉鎖板27と可動板28とを確実に当接、即ち閉鎖板27による可動板28の貫通孔28aの閉鎖を確実に行うことができる。
(4) Since the urging
(5)開路動作後期X3に相当する可動接触子23の位置範囲で可動側シリンダ22内のパッファ室30が外部連通孔22dを介して外部と連通する。このような開路動作後期X3におけるパッファ室30の開放手段(第2開放手段)が、連通孔22dといった孔にて簡単に構成でき、部品数の増加も防止できる。
(5) The
(6)固定接触子として第1及び第2固定接触子14,16を有し、第1固定接触子14は可動接触子23の先端外周部の嵌入により接触するのに対し、第2固定接触子16は可動接触子23と先端面16b,23a同士で接触する。そして、この第2固定接触子16は、付勢ばね17による可動接触子23側への付勢力を受けて設けられる。これにより、第2固定接触子16が受ける付勢力は、可動接触子23の退避動作時の動作負荷の軽減に寄与でき、特に可動接触子23の退避動作の初速を速めるのに寄与することができる。
(6) It has first and second
尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・第2固定接触子16から可動接触子23が離間する若干手前(図2の状態以降)から開路動作中期X2としてパッファ動作を開始する設定としたが、第2固定接触子16から可動接触子23が離間する時(図3の状態)や、可動接触子23の離間が若干進んだ状態(例えば図4の状態等)からパッファ動作を開始させる設定としてもよい。
The above embodiment may be changed as follows.
-It was set to start the puffer operation as the middle stage X2 of the opening operation from slightly before the
・上記実施形態では、固定接触子を2つの接触子(第1及び第2固定接触子14,16)にて構成したが、主接触子である第1固定接触子14のみにて構成してもよい。この場合、第2固定接触子16と共に付勢ばね17を省略でき、固定接触子の小型化にも貢献する。
-In the above embodiment, the fixed contact is composed of two contacts (first and second
・上記実施形態では、閉鎖板27、可動板28等を操作棒26に組み付けたが、可動接触子23に対して組み付ける構成としてもよい。
・上記実施形態では、可動接触子23の退避動作を閉鎖板27を介して可動板28に伝達したが、可動板28の貫通孔28aを閉鎖する機能のない係止部を可動接触子23に一体的に設け、その係止部にて可動板28を可動接触子23と連動動作させてもよい。
-In the above embodiment, the closing
In the above embodiment, the retracting operation of the
・上記実施形態では、閉鎖板27を板状としたが、これ以外の形状にて構成してもよい。
・上記実施形態では、可動板28を閉鎖板27側に付勢する付勢ばね31を用いたが、付勢ばね31を省略してもよい。
-In the above embodiment, the closing
-In the above embodiment, the urging
・上記実施形態では、可動板28を可動側シリンダ22の内周面に一体形成した段差(規制段部22c)で位置規制したが、別部材で規制部を構成してもよい。
・上記別例の他、開閉器10の構成を適宜変更してもよい。
-In the above embodiment, the position of the
-In addition to the above alternative example, the configuration of the
14…第1固定接触子(固定接触子)、16…第2固定接触子(固定接触子)、16b…先端面、17…付勢ばね(第2固定接触子を付勢)、22…可動側シリンダ、22c…規制段部(第1開放手段、規制部、段差)、22d…外部連通孔(第2開放手段)、23…可動接触子(可動体)、23a…先端面、23b…内部通路、23c…先端開口部、26…操作棒(可動体)、27…閉鎖板(第1開放手段)、28…可動板(第1開放手段)、28a…貫通孔、30…パッファ室、31…付勢ばね(第1開放手段)、A…アーク、X1…開路動作初期、X2…開路動作中期、X3…開路動作後期。 14 ... 1st fixed contact (fixed contact), 16 ... 2nd fixed contact (fixed contact), 16b ... tip surface, 17 ... urging spring (2nd fixed contact urging), 22 ... movable Side cylinder, 22c ... Regulatory step portion (first opening means, regulating portion, step), 22d ... External communication hole (second opening means), 23 ... Movable contactor (movable body), 23a ... Tip surface, 23b ... Internal Passage, 23c ... Tip opening, 26 ... Operating rod (movable body), 27 ... Closing plate (first opening means), 28 ... Movable plate (first opening means), 28a ... Through hole, 30 ... Puffer chamber, 31 ... Biasing spring (first opening means), A ... Arc, X1 ... Early opening operation, X2 ... Middle opening operation, X3 ... Late opening operation.
Claims (5)
前記可動接触子の退避動作過程において、前記固定接触子から前記可動接触子が離間する離間時までの期間を開路動作初期とし、以降の期間を開路動作中期及び開路動作後期とし、前記開路動作初期に前記パッファ室を開放させる第1開放手段と、前記開路動作後期に前記パッファ室を開放させる第2開放手段とを備え、前記各開放手段が機能しない前記開路動作中期に前記パッファ動作を行って前記アークの消弧を行うように構成され、
前記第1開放手段は、貫通孔を有する前記可動板と、前記貫通孔を閉鎖する閉鎖板とを備え、前記可動接触子を含む可動体に対して前記閉鎖板を固定すると共に、前記閉鎖板よりも前記可動接触子の退避側にて前記可動板を前記閉鎖板と接離可能に前記可動体に対して支持し、更に前記開路動作初期に相当する前記可動接触子の位置範囲で前記可動板が前記閉鎖板に対して離間するように前記可動板を規制する規制部を有して構成されていることを特徴とする開閉器。 A switch for switching an electric circuit from a closed circuit to an open circuit by retracting the movable contact from the fixed contact and separating the movable contact from the fixed contacts that are in contact with each other. The movable plate linked with the retracting operation causes the volume expansion operation of the puffer chamber arranged side by side on the movable contact side, and the insulating gas is sent from the tip opening of the movable contact to the puffer chamber via its own inner passage. A switch having a mechanical puffer mechanism that performs a puffer operation to suck in and extinguish the arc generated at the tip of the movable contact.
In the retracting operation process of the movable contact, the period from the fixed contact to the time when the movable contact is separated is defined as the initial stage of the opening operation, and the subsequent periods are defined as the middle stage of the opening operation and the latter stage of the opening operation. A first opening means for opening the puffer chamber and a second opening means for opening the puffer chamber in the latter stage of the opening operation are provided, and the puffer operation is performed in the middle of the opening operation in which each opening means does not function. It is configured to extinguish the arc .
The first opening means includes the movable plate having a through hole and a closing plate that closes the through hole, fixes the closing plate to a movable body including the movable contact, and closes the closing plate. The movable plate is supported on the movable body so as to be in contact with and separated from the closing plate on the retracted side of the movable contact, and the movable plate is movable within the position range of the movable contact corresponding to the initial stage of the opening operation. A switch characterized by having a regulating portion that regulates the movable plate so that the plate is separated from the closing plate .
前記可動接触子の挿通と共に前記パッファ室を形成する可動側シリンダを備え、
前記規制部は、前記可動側シリンダの内周面に形成した段差であることを特徴とする開閉器。 In the switch according to claim 1 ,
A movable side cylinder that forms the puffer chamber together with the insertion of the movable contact is provided.
The switch is a switch characterized by a step formed on the inner peripheral surface of the movable cylinder.
前記第1開放手段は、前記可動板を前記閉鎖板側に付勢する付勢ばねを備えて構成されていることを特徴とする開閉器。 In the switch according to claim 1 or 2 ,
The first opening means is a switch provided with an urging spring for urging the movable plate toward the closing plate side.
前記可動接触子の挿通と共に前記パッファ室を形成する可動側シリンダを備え、
前記第2開放手段は、前記開路動作後期に相当する前記可動接触子の位置範囲で前記可動側シリンダ内の前記パッファ室を外部と連通させる外部連通孔にて構成されていることを特徴とする開閉器。 In the switch according to any one of claims 1 to 3 , the switch
A movable side cylinder that forms the puffer chamber together with the insertion of the movable contact is provided.
The second opening means is characterized by being composed of an external communication hole for communicating the puffer chamber in the movable cylinder with the outside in the position range of the movable contact corresponding to the latter stage of the opening operation. Switch.
前記固定接触子は、第1固定接触子と第2固定接触子とを備え、前記第1固定接触子は前記可動接触子の先端外周部の嵌入により接触し、前記第2固定接触子は前記可動接触子と先端面同士で接触し、
前記第2固定接触子は、付勢ばねによる前記可動接触子側への付勢力を受けて設けられていることを特徴とする開閉器。 In the switch according to any one of claims 1 to 4 , the switch
The fixed contact includes a first fixed contact and a second fixed contact, the first fixed contact is brought into contact by fitting the outer peripheral portion of the tip of the movable contact, and the second fixed contact is said. The movable contactor and the tip surface come into contact with each other,
The second fixed contact is a switch provided by receiving an urging force on the movable contact side by an urging spring.
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