JPH09190746A

JPH09190746A - スイッチアクチュエータ

Info

Publication number: JPH09190746A
Application number: JP8337270A
Authority: JP
Inventors: Lloyd B Smith; ロイド・ビー・スミス
Original assignee: Amerace Corp
Current assignee: Amerace Corp
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1997-07-22
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: EP0782161B1; EP0782161A3; CA2192136A1; BR9606160B1; EP0782161A2; US5717185A; DE69620131T2; CA2192136C; BR9606160A; AU683279B2; CN1071927C; AU7188296A; CN1156892A; JP3038159B2; KR100233727B1; TW373205B; MX9606693A; DE69620131D1; KR970051596A

Abstract

(57)【要約】【課題】電力システムで使用するスイッチ用のアクチ
ュエータを提供する。【解決手段】高電圧スイッチ用アクチュエータは、フ
レーム（１２２）に枢着されたベルクランク（１３４）
及びロッカを有する。ベルクランク及びロッカは、開放
ばね及び閉鎖ばねで互いに連結されている。ベルクラン
ク（１３４）は、高電圧スイッチの移動自在の賦勢要素
（１０８）とリンクしている。スイッチの閉鎖中、オペ
レータがロッカを閉鎖位置に向かって枢動するときにキ
ャッチがベルクランク（１３４）をその開放位置に保持
し、これによって、閉鎖ばねを伸長し、これにエネルギ
を貯えると同時に、開放ばねを弛緩させる。ロッカが閉
鎖ラッチ解除位置に到ったとき、ベルクランク（１３
４）を解放し、その閉鎖位置に向かって迅速に移動しか
くしてスイッチを閉じる。開放作用は同様に行われる。
ベルクランク及びロッカは、協働して、ばねを拘束する
ためのチャンネルを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、全体として、電力
システムで使用するスイッチ用のアクチュエータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電力回路及び電力システム用の部分真空
型又は真空型の消弧装置を持つ高電圧スイッチアッセン
ブリは当該技術分野で周知であり、米国特許第４，５６
８，８０４号、米国特許第３，９５５，１６７号、及び
米国特許第３，４７１，６６９号に示されている。更
に、遮断器の封入式真空型スイッチが周知であり、米国
特許第３，８１２，３１４号及び米国特許第２，８７
０，２９８号に示されている。

【０００３】このようなスイッチアッセンブリ及び遮断
器では、電流の流れを制御し且つ遮断するため、一対の
協働する接点（一方が固定接点であり、他方が可動接点
である）が設けられている。これらの接点は雰囲気制御
式接点アッセンブリ内に設けられており、このアッセン
ブリは、一般に「ボトル」と呼ばれる比較的脆性のガラ
ス製又はセラミック製のハウジングを更に含む。接点
は、ボトル内に収容されている。代表的には、金属製ベ
ローズがボトルの一端に設けられており、可動接点がベ
ローズの内側とリンクしている。ベローズの外側に取り
付けられた作動ロッドを移動させることによってボトル
の内側の可動接点を移動することができる。ボトルの内
部は、低い部分真空が作用した空気又は他のガスのよう
な制御された雰囲気に維持され、接点の開閉時の電弧に
よる損傷から接点を保護する。ボトルのガラス製又はセ
ラミック製の壁は、装置の寿命に亘って制御された雰囲
気を維持する耐浸透性包囲体を形成する。しかしなが
ら、このような制御された雰囲気を使用した場合でも、
電弧を最小にするため、接点を互いに向かって又は互い
から遠ざかるように迅速に移動しなければならない。

【０００４】このような迅速な移動を提供するのに使用
するためのアクチュエータは、幾つかの必要条件を満た
さなければならない。アクチュエータは、スイッチの可
動接点を、予想可能であり且つ繰り返し可能な方法で、
摩擦及び慣性に打ち勝つのに十分な力で、接点を固定的
に閉鎖するのに十分な力で移動しなければならない。

【０００５】しかしながら、アクチュエータがスイッチ
の他の構成要素を損傷しないように、アクチュエータの
移動範囲は限定されていなければならず、且つ予想でき
なければならない。電気事業システムの高圧スイッチ
は、多年に亘って開放状態又は閉鎖状態のままでなけれ
ばならない。従って、アクチュエータは、多年に亘って
動かされていなくても、架線工夫が作動したときに確実
に機能しなければならない。更に、アクチュエータは、
極端な温度、水、及び環境上の汚染物に対する露呈に耐
えることができなければならない。繰り返し作動に耐え
なければならない。更に、アクチュエータは、妥当な価
格で製造できなければならない。更に、コンパクトであ
り且つスイッチの他の構成要素に対して使用されたハウ
ジングと適合しなけれならない。これらの特徴は、地下
配電施設用のアクチュエータで特に重要である。

【０００６】米国特許第３，４７１，６６９号は、地下
の用途用のこのようなスイッチを提供しようとする。米
国特許第３，４７１，６６９号によるスイッチは、部分
真空型又は真空型の制御された雰囲気を持つ接点アッセ
ンブリを含む。協働する接点用の接点アッセンブリは、
間隔が隔てられた強化ロッドを外部の周りに有し、この
接点アッセンブリは、接地を行うための導電性コーティ
ングで覆われた全体に防水性の弾性ジャケットに直接的
に封入されている。スナップ作動式ばね−トグルアッセ
ンブリがジャケット内に配置されており、接点アッセン
ブリの作動ロッドとリンクしている。絶縁材製の回転自
在のシャフトがジャケットの外部からトグルアッセンブ
リまで延びている。シャフトを回転させることによって
ばね−トグルアッセンブリを賦勢して接点を移動し、回
路の開閉を行う。しかしながら、米国特許第３，４７
１，６６９号に記載のスイッチは、当該技術分野で広範
には採用されなかった。オデム等の地下配電施設用封入
式真空区分スイッチの開発及び試験（ＩＥＥＥ公開、日
付不詳）で報告されているように、熱及び圧力の作用下
で加硫したエラストマーは、米国特許第３，４７１，６
６９号に示されたスイッチ設計及び製造プロセスでスイ
ッチのハウジングの形成に容易には使用できない。この
ようなエラストマーの成形時に遭遇する圧力により、接
点アッセンブリに組み込んだボトルの破壊が起こる。エ
ラストマーは、機構内に進入し易く、他の問題点を引き
起こし易い。

【０００７】熱及び圧力で加硫した特定のエラストマー
は、地下発電システムの特に有用な絶縁材料である。Ｅ
ＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンモノマー）のよ
うなエラストマーは、高い絶縁耐力及びオゾンやコロナ
放電の作用に対する優れた抵抗及び他の有用な特性を兼
ね備えている。成形され且つ熱及び圧力の作用で加硫し
たＥＰＤＭ等のエラストマーは、他の地下配電システム
で使用されたハウジング用の構造の材料として広範に採
用されてきた。

【０００８】グレンＪ．ラッツィが本願と同日付けで出
願した「高圧スイッチ」という標題の現在継続中の一般
に譲渡された米国特許出願（以下、ラッツィの出願とい
う）は、高電圧回路で使用するための封入式スイッチを
提供する。同特許について触れたことにより、その特許
に開示されている内容は本明細書中に組み入れたものと
する。ラッツィの出願の好ましい実施例によるスイッチ
は、エラストマー材料製のハウジング、このハウジング
内に配置されており且つハウジングのエラストマー材料
とぴったりと接触した、中空の、好ましくは管状の絶縁
性強化要素、及び中空強化要素内に配置された、固定接
点及び可動接点を内部に有するボトルを含む接点アッセ
ンブリを含む。スイッチは、ハウジングのエラストマー
材料と異なる充填材をボトルと中空強化要素との間に更
に含むのがよい。強化要素及び充填材は、脆性の接点ア
ッセンブリをハウジングの成形中に遭遇する状況から保
護すると同時に、空所のない絶縁構造を提供する。

【０００９】ラッツィの出願の好ましい実施例によるス
イッチは、ハウジングの外側から近付くことができ且つ
可動接点とリンクした賦勢要素を含む。かくして、ハウ
ジングは、賦勢要素が貫通した可撓性ダイヤフラムを含
む。スイッチは、更に、賦勢要素を強制的に移動するド
ライバー即ちアクチュエータを含む。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電力
システムで使用するスイッチ用のアクチュエータを提供
することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの特徴は、
ラッツィの出願及び他の文献の教示を含む、高電圧スイ
ッチで使用するのに適したアクチュエータを提供するこ
とである。本発明のこの特徴によるアクチュエータは、
ベルクランク枢軸及びベルクランク枢軸と平行であるが
ベルクランク枢軸の後方に離間されたロッカ枢軸を構成
するドライバーフレームを含む。ベルクランクは、ベル
クランク枢軸を中心として開放位置と閉鎖位置との間で
枢動するようにフレームに取り付けられている。ベルク
ランクは、開放側取り付け点及び閉鎖側取り付け点を有
する。ロッカは、ロッカ枢軸を中心として全開位置と全
閉位置との間で枢動するようにフレームに取り付けられ
ており、ロッカは、開放側取り付け点及び閉鎖側取り付
け点を有する。

【００１２】開放側ばねがロッカ及びベルクランクの開
放側取り付け点間に連結されており、閉鎖側ばねがロッ
カ及びベルクランクの閉鎖側取り付け点間に連結されて
いる。取り付け点は、ロッカをその全開位置に向かって
移動したとき、ベルクランクがその閉鎖位置にとどまっ
た状態で開放側ばねが応力状態に変形し、ロッカをその
全閉位置に向かって移動したとき、ベルクランクがその
開放位置にとどまった状態で閉鎖側ばねが応力状態に変
形するように配置されている。

【００１３】ベルクランクがその閉鎖位置にあるとき、
ベルクランクが開放枢動しないように拘束するため、開
放側キャッチが設けられており、閉鎖側キャッチは、ベ
ルクランクがその開放位置にあるとき、ベルクランクが
閉鎖枢動しないように拘束する。アクチュエータは、ロ
ッカがその開放移動中にその全開位置の近くの開放ラッ
チ解除位置に到ったときに開放側キャッチの係合を外
し、ロッカがその閉鎖移動中にその全閉位置の近くの閉
鎖ラッチ解除位置に到ったときに閉鎖側キャッチの係合
を外すためのキャッチ解放手段を更に有する。

【００１４】アクチュエータは、フレームを高電圧スイ
ッチの本体に連結し、ベルクランクをスイッチの賦勢要
素に連結するための取り付け手段を更に有する。使用者
は、ロッカを枢動することによってスイッチを賦勢す
る。ロッカを閉鎖方向に枢動したとき、ロッカが閉鎖ラ
ッチ解除位置に至り、閉鎖側キャッチが外れるまで、閉
鎖側ばねが変形し、エネルギがこのばねに貯えられる。
閉鎖側キャッチが外れたとき、閉鎖側ばねがベルクラン
クを駆動してその閉鎖位置に向かって枢動し、スイッチ
の賦勢要素をその閉鎖位置に向かって迅速に駆動する。
ロッカを開放方向に枢動したとき、開放側ばねが変形
し、ロッカが開放ラッチ解除位置に至るまでエネルギが
開放側ばねに貯えられる。ロッカが開放ラッチ解除位置
に至ったとき、開放側キャッチが外れ、開放側ばねがベ
ルクランクを駆動してその開放位置に向かって枢動し、
これによってスイッチの賦勢要素をその閉鎖位置に向か
って迅速に駆動する。開放作動中及び閉鎖作動中、構成
要素の慣性、特定的にはベルクランクの慣性が機構の速
度を制限するのを助ける。かくして、ばねは、アクチュ
エータ自体又はスイッチの締結（binding ）に打ち勝つ
のに十分強力であるのがよく、これによって、このよう
な締結が起こっていない場合には、機構の速度を破壊的
速度に到らしめることなく、確実な作動が確保される。
構成要素の慣性は、ばねに貯えられたエネルギを全開閉
移動に亘って分配するのを助ける。各開閉移動の最初の
部分に亘り、移動を促すばねは、その一杯に変形した状
態からの弛緩を開始したばかりであり、従って最大駆動
力を提供する。移動が連続するに従って、ばねのエネル
ギは移動する構成要素の運動エネルギに変換する。行程
の後の部分において、ばねは部分的に弛緩しており、従
って駆動力が小さい。しかしながら、移動する構成要素
に貯えられた運動エネルギは、行程の後の部分中に移動
を促すのを助ける。これにより、他の場合に必要とされ
るよりも小型のばねで確実な作動を行うことができ、及
びかくして機構をコンパクトにするのを助ける。

【００１５】望ましくは、構成要素は、ベルクランクの
その開放位置への移動中に、開放側ばねが完全には弛緩
せず、ベルクランクのその閉鎖位置への移動中に、閉鎖
側ばねが完全には弛緩しないように構成されている。か
くして、一方のばねは、移動の終わりまで、ベルクラン
クを駆動して開放移動又は閉鎖移動させ、ベルクランク
及びこれに連結された他の構成要素は、それらの移動の
任意の部分に亘って必ずしも惰性で移動しなくてもよ
い。これは、移動の終わりの前に機構が立ち往生しない
ようにするのを確実にするのを助ける。

【００１６】最も好ましくは、ベルクランク及びロッカ
の開放側取り付け点を、平面の開放側と呼ばれるベルク
ランクの枢軸及びロッカの枢軸が構成する平面の一方の
側に配置し、ベルクランク及びロッカの閉鎖側取り付け
点を、反対側の、平面の閉鎖側に配置する。ベルクラン
クの開放側取り付け点は、ベルクランクの開放移動中後
方に移動し、これに対し、閉鎖側取り付け点は、ベルク
ランクの閉鎖移動中、後方に移動する。ロッカの閉鎖側
取り付け点は、全閉位置に向かう枢動中に後方に移動
し、これに対し、開放側取り付け点は、全閉位置に向か
うロッカの枢動中に後方に移動する。かくして、閉鎖側
ばね及び開放側ばねは、大型のコイルばねのような張力
ばねであるのがよい。ベルクランクが一方のキャッチで
拘束された状態でロッカが移動したとき、一方のばねが
伸長し、他方のばねが弛緩する。

【００１７】最も好ましくは、ベルクランクは、互いに
間隔が隔てられた一対の要素を有し、ロッカは、枢軸と
平行な方向に互いに間隔が隔てられた一対の要素を有す
る。ベルクランク及びロッカの要素は、協働して、平面
の閉鎖側に閉鎖側チャンネルを構成し、平面の開放側に
開放側チャンネルを構成する。ばねはこれらのチャンネ
ル内に受け入れられている。この構成は、特にコンパク
トなアッセンブリを提供する。更に、ロッカ及びベルク
ランクの要素は、ベルクランクの迅速な移動中、ばねを
案内し、拘束する。

【００１８】各ばねをばねの弛緩時に案内し且つ拘束す
るのが特に望ましい。即ち、開放側ばねは、閉鎖側ばね
によるベルクランクの閉鎖移動中に案内されなければな
らず、閉鎖側ばねは、開放側ばねによるベルクランクの
開放移動中に案内されなければならない。ベルクランク
及びロッカの要素は、ロッカが閉鎖ラッチ解除位置にあ
るとき及びロッカがその開放位置にあるとき、開放側チ
ャンネルを境界付ける実質的に連続した壁を形成し、ロ
ッカが開放ラッチ解除位置にあるとき及びベルクランク
が前記閉鎖位置にあるとき、閉鎖側チャンネルを境界付
ける実質的に連続した壁を形成するように互いに噛み合
う。かくして、連続壁は、前記ベルクランクの閉鎖移動
中、開放ばねを拘束し、前記ベルクランクの開放移動
中、閉鎖ばねを拘束する。

【００１９】取り付け手段は、望ましくは、賦勢要素の
移動とベルクランクの移動との間に非均等な比を形成す
るため、ベルクランクをスイッチの賦勢要素とリンクす
る非均等なリンク機構手段を有する。望ましくは、ベル
クランクの移動の各増分は、ベルクランクがその閉鎖位
置と隣接している場合には、賦勢要素を比較的小さく移
動し、ベルクランクがその開放位置と隣接している場合
には、賦勢要素を比較的大きく移動する。これによっ
て、ベルクランクは、スイッチの可動接点を衝撃を最小
にする妥当な閉鎖速度で、しかし確実に閉じるための大
きな力で着座させる。非均等リンク機構手段は、ベルク
ランク、フレーム、及びリンクが協働して４棒リンク機
構を構成するように、互いに、ベルクランクに、及びフ
レームに連結された複数のリンクを含むのがよい。

【００２０】当業者は、添付図面を参照して以下の説明
を読むことによって、本発明の他の目的及び利点を更に
よく理解するであろう。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１に示すスイッチは、上述のラ
ッツィの出願に記載された高電圧スイッチである。スイ
ッチ自体の構造は、本発明の部分を構成せず、これは、
専ら本明細書を完全にするために記載されている。本開
示において装置に関して使用されているように、「高電
圧」という用語は、３kV以上の公称システム電圧で作動
するようになった装置を意味する。かくして、「高電
圧」という用語は、電気事業で、例えば一般に「配電」
システムと呼ばれる約３kV乃至約３８kVの公称電圧で作
動するシステムで使用するのに適した器機、並びに約３
８kV以上の公称電圧で作動する「送電」システムで使用
するための器機を含む。スイッチは、熱及び圧力の作用
下で加硫した絶縁性エラストマー、例えばエチレン−プ
ロピレン−ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）エラストマーで
形成されたハウジング１０を含む。ハウジングは、軸線
１４と平行に端方向に延びる細長いボア１２を構成す
る。ハウジングは、固定端１６及び固定端と反対側の第
２端１８を有する。本明細書中、第２端を作動端と呼
ぶ。以下に論じる理由のため、固定端１６に沿って軸線
１４と平行な方向を、本明細書中、閉鎖端に向かう方向
と呼ぶ。これに対し、作動端１８に向かう反対側の端に
向かう方向を開放端に向かう方向と呼ぶ。ハウジング
は、テーパしたブッシュ２０を固定端に有し、別のテー
パしたブッシュ２２が端方向軸線に対して垂直方向に延
びている。ブッシュ２２は、軸線１４に対して垂直方向
にブッシュ２２を通ってボア１２まで延びる金属製管状
電流搬送要素を有する。テーパしたブッシュ２０と作動
端１８との間に配置されたハウジング１０の部分は全体
に円筒形の外面を有し、この力でのハウジングの壁は全
体に円筒形のチューブの形態である。

【００２２】ハウジング１０は、ハウジングの他の部分
と一体に形成されたダイヤフラム２６を更に有する。ダ
イヤフラム２６はハウジングの管状壁と接合する周囲部
分、ハウジングの軸線１４と隣接した中央部分３０、及
び周囲部分と中央部分との間の環状回旋部２８を有す
る。かくして、ダイヤフラムの周囲部分はハウジング壁
に固定されているが、中央部分３０は、回旋部２８が撓
むときにハウジングの残りの部分に対して自由に動くこ
とができる。

【００２３】ダイヤフラム２６は、耐全電圧性（full v
oltage withstand capability ）を提供するのに十分な
厚さを有する。即ち、ダイヤフラム２６の厚さは、使用
中又は障害状態中、スイッチの電流搬送要素と接地との
間に加わる最大電圧にダイヤフラムが耐えるように選択
される。例えば、相間で公称２５kVで作動するように設
計されたスイッチでは、耐全体電圧性を提供するように
なったダイヤフラム及び他の部品は、少なくとも約１
４．４kVの電圧に連続的に耐えることができなければな
らない。ハウジングには、導電性挿入体３２が設けられ
ている。この挿入体は、ハウジングの残りの部分につい
て使用されたのと同じエラストマーとカーボンブラック
のような導電性材料との混合物から形成される。挿入体
３２は、ボア１２の内壁をダイヤフラム２６からボア２
４を越えた所定の箇所まで覆っている。挿入体３２は、
更に、ダイヤフラム２６の内面に沿って短い距離に亘っ
て半径方向内方に延びている。挿入体は、電流搬送要素
５８の外側に沿って延びる短い管状区分３３を更に有す
る。

【００２４】剛性管状強化要素３６がハウジング１０及
びボア１２のほぼ全長に亘って延びている。強化要素３
６は、繊維強化熱硬化性ポリマー、繊維強化熱可塑性ポ
リマー、及び高強度ポリマーのような物理的強さが大き
い絶縁材から形成されている。このような材料のうち、
ガラス繊維強化エポキシ、ポリアミド、ポリ塩化ビニ
ル、超高分子量ポリエチレンを使用できる。強化要素に
は、固定端１６に向かう方向に面した環状肩部３８が設
けられている。肩部３８は、固定端１６に向かって閉鎖
端に向かう方向に面している。強化要素３６は、固定端
１６のところで円錐形部分２０の先端を僅かに越えて突
出している。強化要素は、装置の固定端のところに雌ね
じ４０を備えている。強化要素の穴３７は、ブッシュ２
２のボア２４と整合している。

【００２５】管状外部支持要素４２は、作動端１８と隣
接したハウジングの領域でハウジング１０の外面とぴっ
たりと重なっている。外部支持要素は、更に、ハウジン
グの作動端１８を越えて、開放端に向かう方向に延びて
いる。外部支持要素４２は、ステンレス鋼又は他の金属
のような剛性の導電性材料で形成されている。ブッシュ
２２は、ハウジングから外部支持要素の穴４５を通って
延びている。

【００２６】外部支持体４２は、ハウジング１０の外側
にぴったりと空所を形成することなく接触しており、ハ
ウジングの絶縁性エラストマーに固定的に結合されてい
る。同様に、半導体ライニング３２が絶縁性エラストマ
ーにぴったりと結合されている。強化要素３６は、作動
端１８と隣接したその長さの一部に亘って挿入体３２と
ぴったりと空所を形成することなく接触しており、その
長さの残りの部分に亘ってハウジングの絶縁性エラスト
マーとぴったりと空所を形成することなく接触してい
る。

【００２７】これらの構成要素は、インサート成形によ
って形成される。かくして、強化要素３６を、一般にコ
アと呼ばれる内部マンドレル上に配置する。コア及び強
化要素を成形キャビティ内に置く。コアには、回旋部２
８と対応する溝が形成された面が設けられている。更
に、コアは、強化要素に設けられた３７を通って延びて
いる。エラストマーとカーボンの混合物を金型に強化要
素及びコアの周りに注入し、熱及び圧力の作用で硬化
し、挿入体を形成する。次いで、アッセンブリをハウジ
ング１０の形状を持つ別の金型に送る。金型内には外部
支持要素もまた配置されている。その結果、挿入体、強
化要素、及び強化要素内のコアが外部支持要素内に配置
される。更に、電流搬送要素５８が金型内に位置決めさ
れている。次いで、絶縁性エラストマーを金型内に強化
要素及び挿入体の周りに外部支持要素４２内に注入す
る。エラストマーは、ＥＰＤＭの局在化（localizatio
n）に一般に使用される状態を使用することによって、
熱及び圧力が加わった状態に維持される。結合を促すた
め、外部支持要素４２の内面及び強化要素３６の外面を
従来の接着促進剤で処理するのがよい。成形プロセス
は、支持要素、挿入体、絶縁性エラストマーハウジン
グ、及び外部支持要素からなる永久的な、空所のないア
ッセンブリを形成する。次いで、サブアッセンブリを以
下に論じる他の構成要素と組み立てる。

【００２８】スイッチは、作動端バットレス４６を更に
有する。作動端バットレスは、導電性金属材料、好まし
くは、銅又は銅合金、から形成されている。作動端バッ
トレスの第１面４８は、装置の作動端に面しており、強
化要素の肩部３８と係合している。作動端バットレス
は、更に、固定端１６に面した第２面５０を有する。ハ
ウジング及び強化要素の軸線１４と実質的に同軸のボア
５２が作動端バットレスを通って延びている。ボア５２
は拡大区分５４を有する。作動端バットレスは、更に、
ねじ山を備えた継手５６を有する。電流搬送要素５８内
にはボルト５７が配置されており、ねじ山を備えた継手
５６と螺合する。以下に更に詳細に説明するように、作
動端バットレスは、スイッチを通る電流を通すための端
子として役立つ。ボルト５７は、電流搬送要素５８とバ
ットレス４６との間で導通を維持するのに役立つ。

【００２９】接点アッセンブリ６０が作動端バットレス
４６と装置の固定端１６との間に配置されている。接点
アッセンブリ６０は、管状セラミックボトル６２を含
み、このボトルの一端には、金属製固定端閉鎖体６４が
配置されており、反対側のボトルの作動端には、作動端
閉鎖体６６が配置されている。作動端閉鎖体６６は、伸
長可能な可撓性金属ベローズを含む。固定端接点６８
は、固定端閉鎖体６４に取り付けられており且つボトル
６２内に突出しており、これに対し、可動の即ち作動端
接点７０は作動端閉鎖体６６のベローズに取り付けられ
ている。アッセンブリは、ベローズ６６の外側に配置さ
れたロッド状作動要素７２を更に含み、この要素は、可
動端子の延長部を形成する。同様に、ねじ山を備えた固
定端スタブ接点７４が固定端接点６８に一体に形成され
ており、固定端閉鎖体６４を越えて外方に突出してい
る。接点アッセンブリ６０は、更に、接点の部分を取り
囲む金属製シールド７６を含む。シールドは、ボトル６
２を貫通した金属製フレーム７８によってハウジング内
に支持されている。この目的のため、ボトル６２は幾つ
かの区分に分けて形成されているのがよく、両区分は金
属製フレームに接合されている。ボトル６２は、気密封
止されている。かくして、端部閉鎖体間の接合部、接
点、及びボトルは気密になっている。

【００３０】接点を取り囲むボトル６２の内部空間は、
制御された雰囲気を内部に有する。本開示で使用されて
いるように「制御された雰囲気」という用語は、標準大
気圧の空気以外の雰囲気を意味する。最も好ましくは、
ボトル６２内の雰囲気は部分真空状態である。更に、雰
囲気の組成は、標準大気と異なっているのがよい。ボト
ル内には、SF6 のような電弧抑制ガスが入っているのが
よい。接点アッセンブリ６０全体は、従来の、多くの供
給源から商業的に入手可能な種類の、制御された雰囲気
を持つ接点アッセンブリであるのがよい。このような接
点アッセンブリの一つは、ニューヨーク州ホースヘッド
のカトラー−ハンマー社からＷＬ−３５５９０の表示で
手に入れることができる。

【００３１】ボトル６２の外径は、強化要素３６の内径
よりも僅かに小さく、そのため、ボトルの外側と強化要
素の内側との間に環状空間が形成される。この環状空間
は、ボトルの外側と強化要素の内側との間に実質的に空
所のない境界を形成するように、絶縁性充填材８０で完
全に充填されている。充填材８０は、ハウジング１０の
絶縁材と異なる絶縁材で形成されている。最も好ましく
は、絶縁性充填材８０は、高温や高圧を加えることなく
配置でき且つその最終形態にすることができる材料であ
る。作動中、絶縁性充填材には大きな機械的応力が加わ
らない。従って、充填材は、機械的応力、アブレーショ
ン、等に対するその耐久性とほぼ無関係に選択できる。
充填材は、絶縁耐力が優れていなければならない。好ま
しい充填材には、石油を基材としたグリス及びシリコー
ンを基材としたグリス等のグリス、シリコーンゲル等の
ゲル、及び室温加硫型エラストマー即ち「ＲＴＶ」エラ
ストマーと呼ばれる種類の硬化性エラストマーが含まれ
る。充填材とハウジング１０のゴムとの間の適合性にも
考慮を払わなければならない。石油を基材とした材料
は、ＥＤＰＭで膨潤する傾向がある。従ってＥＤＰＭハ
ウジングに関して石油を基材とした充填材を使用する場
合には、使用中、充填材をハウジングから離しておかな
ければならない。絶縁性強化要素により、このような離
間を行うことができる。同様に、シリコーンを基材とし
た充填材は、シリコーンゴムを膨潤する傾向がある。充
填材は、ゴム又は他のポリマーをゆっくりと膨潤させる
ことによっても形成できる。かくして、ボトル６２の外
側と強化要素３６の内側との間の空間は、ＥＤＰＭやシ
リコーンゴム等の膨潤可能なポリマーで緩く充填でき
る。緩い充填は、中実のチューブ又はマスとして、顆粒
又はペレットとして、又はフォームやスポンジといった
任意の他の形態で提供できる。次いで、ＥＤＰＭの場合
の鉱油（石油）又はシリコーンゴムの場合のシリコーン
オイルといった、使用された特定のポリマーを膨潤でき
る液体を空間に導入する。液体によりポリマーを膨潤さ
せ、全空間を充填し、これによって、空所のない境界面
を形成する。この技術は、他の機械的アッセンブリにも
同様に適用できる。

【００３２】金属製固定端バットレス８２は、強化要素
３６のねじ山４０と係合し、接点アッセンブリの固定端
閉鎖体６４と係合する。固定端バットレスの中央ボアに
は、スタブ接点７４が受け入れられている。更に、固定
端バットレスには、以下に説明する組み立てプロセス中
に使用するための追加の穴８６が設けられている。固定
端バットレスは、ボトル６２を作動端１８に向かって開
放方向に押圧し、ボトルの作動端並びに作動端閉鎖体６
６の周囲を固定端バットレス４６の第２面５０としっか
りと係合した状態に保持する。かくして、ボトル６２は
圧縮状態に維持される。金属製第２端子８８がスタブ端
子７４に取り付けられており、及び従って接点の固定端
６８に取り付けられている。スイッチは、絶縁性エラス
トマーで形成された固定端カバー９０及び半導体エラス
トマーで形成された電気応力除去要素９２を更に含む。
固定端カバー９０は、固定端カバーの内部テーパがハウ
ジングの固定端の円錐形の座２０としっかりと係合する
ように、及び固定端電気応力除去要素が接点アッセンブ
リの第２端子８８、スタブ端子７４、固定端バットレス
４０、及び固定端閉鎖体６４を取り囲むように、ハウジ
ング１０に位置決めされている。固定端キャップには、
第２管状金属製電流搬送要素９４が取り付けられてい
る。電流搬送要素内に配置されたボルト９５は、第２端
子８８と螺合している。

【００３３】リンク９８が作動端バットレス４６のボア
５２内に摺動自在に受け入れられている。リンク９８
は、接点アッセンブリの作動要素７２と螺合しており、
螺合部は、螺合した要素を通って延びるピン（図示せ
ず）等で、使用中に動かないように係止されている。一
般に「ルーバー付き」接点と呼ばれる種類の環状接点１
００がリンク９８を取り囲んでいる。接点１００は、そ
の内面及び外面に突起を有する。接点１００に設けられ
た可撓性突起は、バットレス４６及びリンクと当接し、
これによって、バットレスとリンクとの間に摺動自在の
電気接点を形成する。かくして、接点アッセンブリの移
動自在の接点７０は、第１端子即ちバットレス４６に電
気的に接続される。変形例では、銅製編組ストラップの
ような金属製可撓性ストラップをリンク９８と第１端バ
ットレス即ち第１端子４６との間に接続してもよい。ヨ
ーク１０２は、リンク９８と摺動自在に係合している。
圧縮コイルばね１０４が、ヨーク１０２とリンク９８の
端部との間に配置されており、その結果、閉鎖方向へ
の、固定端１６に向かう、図１で右方へのヨークの移動
は、リンク９８に伝達され、及び従ってばねによって可
動接点７０に伝達される。ボルト１０６がリンク及びヨ
ークと係合しており、そのため、反対の開放方向への
（図１の長さに対して）ヨークの移動は、リンク９８及
び可動接点７０にボルト１０６を通して伝達される。ボ
ルト１０６は、望ましくは、ばね１０４に予負荷を加
え、その結果、ばねは常に圧縮状態のままである。

【００３４】エポキシ強化繊維ガラスのような、強固で
剛性の絶縁材で形成された賦勢要素１０８が、ダイヤフ
ラム２６の中央３０を通って延びている。賦勢要素１０
８は、ダイヤフラムの中央３０に固定的に取り付けられ
ており且つ結合されている。好ましくは、賦勢要素１０
８は、ダイヤフラムの成形時に賦勢要素を金型内に位置
決めすることによって、ダイヤフラムにインサート成形
される。上述のインサート成形プロセス中、化学結合剤
を賦勢要素の表面に付着する。化学結合剤は、ゴムの成
形の技術分野で周知である。一つの適当な化学結合剤
は、ケムロック（Chemlok ）２０５の商標で販売されて
いる。賦勢要素自体及び賦勢要素とダイヤフラムとの間
の接合部は、耐全電圧性を各々備えていなければならな
い。

【００３５】変形例では、賦勢要素をダイヤフラムに組
み立ててもよい。これは、賦勢要素の直径よりも小さい
穴を持つダイヤフラムを成形し、次いで、賦勢要素の表
面とこれを取り囲むダイヤフラムの部分との間にぴった
りとした結合部が形成されるように賦勢要素を穴にプレ
ス嵌めすることによって行うことができる。賦勢要素
の、ダイヤフラムの一方の側部には肩部が形成されてお
り、ナット及びワッシャのようなファスナがダイヤフラ
ムの他方の側部に形成されている。ファスナ及び肩部
は、ダイヤフラムの中央部分を圧縮状態に保持し、賦勢
要素をダイヤフラムに対して固定位置に保持する。この
ような圧縮継手により、賦勢要素とダイヤフラムとの間
に固定された境界面を形成する。

【００３６】賦勢要素１０８は、スナップ係合連結でヨ
ーク１０２に連結されている。かくして、ヨーク１０２
には、装置の作動端に最も近いヨークの端部に穴が設け
られており、このような穴の壁には溝１１０が形成され
ている。賦勢要素１０８の周囲に亘って周溝１１２が延
びている。賦勢要素をリンクとともに端方向に移動する
ようにリンクに連結するため、弾性スナップリング１１
４がこれらの溝と係合している。

【００３７】本発明の一実施例によるアクチュエータ即
ちドライバーアッセンブリ１２０がスイッチの他の要素
に取り付けられている。アクチュエータ１２０は、スイ
ッチのハウジング１０に取り付けられたドライバーフレ
ーム１２２、賦勢要素１０８に連結された可動要素１２
４、及び可動要素を開閉方向に移動して賦勢要素を移動
し、これによって可動接点７０（図１参照）を移動し、
かくしてスイッチの開閉を行うための機構１２６を有す
る。

【００３８】ドライバーフレーム１２４は、ステンレス
鋼又は他の適当な耐蝕性金属又は他の材料で形成されて
いるのがよい。ドライバーフレームは、前端に形成され
た環状カラー１２８及び別のカラー１２９を有する。カ
ラー１２８は、管状外部支持要素４２（図１参照）内に
嵌まるような大きさになっている。機械ねじ１３０がカ
ラー１２８及び従ってドライバーフレーム１２２を、外
部支持要素に対して、及びかくしてエラストマーハウジ
ング１０に対して、組み立てられた位置に保持する。別
の円筒形ハウジング１３１（図２参照）がカラー１２９
の上に嵌まっており、ドライバーの機構を覆っている。
図２には、ハウジング１３１の小さな部分だけが示して
あり、残りの部分は、明瞭化を図るために除去してあ
る。更に、カバー１３１は、図３乃至図６では省略して
ある。

【００３９】ドライバーフレーム１２２及びカラー１２
８は、ハウジング１０の作動端１８と隣接して配置され
ている。賦勢要素１０８の外端は、カラーアッセンブリ
１２８を通ってドライバーフレーム１２２内に延びてお
り、ドライバーフレーム内では、賦勢要素は、調節状態
に係止するためのピン又は他の適当な係止装置を備えた
ねじ連結部のような調節自在の連結部によって、ドライ
バーアッセンブリの可動要素１２４に連結されている。

【００４０】ドライバーフレーム１２２は、一対のプレ
ート１３０及び１３２（図２参照）を含む。これらのプ
レート１３０間を延びるベルクランクシャフト１３８に
一対のベルクランク要素１３４ａ及び１３４ｂが取り付
けられており、その結果、ベルクランク要素は、シャフ
ト１３８と一致するベルクランク軸線を中心としてフレ
ームに対して枢動自在である。ベルクランク要素１３８
は、それらの間を延びるプレート１３９によって互いに
しっかりと連結されている。開放側ピン１３５及び閉鎖
側ピン１３７が、両側に設けられた機構の前端と隣接し
てベルクランク要素１３４間を延びている。以下に更に
詳細に論じたように、ピン１３５及び１３７は、ばねを
ベルクランクに連結するための取り付け点を形成する。
図３乃至図６で最もよくわかるように、各ベルクランク
要素は、ノッチ１４０を備えた全体に円弧状の表面を有
する。

【００４１】作動シャフト１４２が、プレート１３０及
び１３２のベアリング（図示せず）を通って延びてお
り、そのため、作動シャフトは、ドライバーフレームに
関して回転自在である。作動シャフト１４２は、作動ハ
ンドル１４５が係合するための多角形ヘッド１４４を一
端に有する。一対のカムプレート１４６が作動シャフト
１４２に固定的に取り付けられている。カムプレート１
４６は、協働してロッカを構成する。ロッカは、シャフ
ト１４２と一致するロッカ軸線を中心としてフレーム１
２２に関して枢動するように、シャフト１４２によって
取り付けられている。ロッカ軸線１４２は、ベルクラン
ク軸線１３８の後方にこの軸線と平行に配置されてお
り、これらの軸線は、協働して、スイッチの中央軸線１
４と一致する共通平面を構成する。参照を便利にするた
め、平面の一方の側の領域（図２乃至図６の各々におい
て平面の上方にあり且つ軸線１４の上方にある領域）を
平面の開放側にある領域と呼び、これに対し、図２乃至
図６でわかるように、反対側にあり且つ平面及び軸線１
４の下にある領域を平面の閉鎖側にある領域と呼ぶ。

【００４２】ロッカの各カムプレートは、カラー１２８
に向かって前方に延びる一対の主突起１４８及び１５０
（図４参照）、及び後方に延びる一対のキャッチ面１５
２及び１５４（図３及び図４参照）を有する。図２及び
図３で最もよくわかるように、カムプレート１４６の開
放側突起１４８は、機構が図２及び図３に示す閉鎖位置
にあるとき、ベルクランク要素１３４間を延びている。
同様に、閉鎖側突起１５０は、機構が図５に示す開放位
置にあるとき、ベルクランク要素間を延びている。開放
側ピン即ち取り付け点１５３は、プレートの開放側突起
と隣接して、共通平面１４の開放側でロッカのカムプレ
ート１４６間を延びている。閉鎖側ピン即ち取り付け点
１５５は、閉鎖側突起１５０と隣接してロッカ１４６カ
ムプレート間を延びている。

【００４３】開放側主ばね１５６がベルクランクの開放
側ピン１３５とカム１４６の開放側ピン１５３との間を
延びている。図２で最もよくわかるように、開放側ばね
１５６は、ベルクランク要素間の空間及びカムプレート
の突起間の空間を実質的に占有する大型で強力なばねで
ある。更に、ピンと係合したばね１５６のループの内径
は、ピン自体よりもかなり大きい。同様の閉鎖側ばね１
５８がカムプレート１４６の閉鎖側ピン１５５とベルク
ランクの閉鎖側ピン１３７との間を延びている。閉鎖側
ばね１５８は、図３乃至図６には概略にしか示してない
が、閉鎖側ばねもまた、ベルクランク要素間の空間及び
カムプレートの閉鎖側突起１５０間の空間の大部分を占
有する大型の強力なばねである。

【００４４】一対の案内リンクプレート１６０が、プレ
ート１３０及び１３２と隣接してドライバーフレームに
ピン１６２（図３及び図４参照）で枢着されている。
一対の駆動リンクプレート１６６がフレームプレート１
３０及び１３２と隣接して延びている。主ピン１６８が
案内リンクプレート１６２を駆動リンクプレート１６６
に連結し、更に、これらのリンクプレートを駆動機構の
可動要素１２４に連結する。駆動リンクプレート１６６
は、別のピン１７１でベルクランク要素に連結されてい
る。ドライバーフレーム１２２、案内リンクプレート１
６０、駆動リンク１６６、及びベルクランク要素１３４
は、一般に「４棒」リンク機構と呼ばれる種類の機構を
構成する。

【００４５】開放キャッチ１７０（図３及び図４参照）
は、作動シャフト１４２に回転自在に取り付けられてい
る。開放キャッチ１７０は、機構の一方の側で、カムプ
レート１４６とベルクランクプレート１３４ｂと隣接し
た空間１７３に配置されている。キャッチ１７０は、図
２、図５、及び図６では、明瞭化を図るため、省略して
ある。開放キャッチ１７０は、ローラーを備えたチップ
１７４を有する。開放キャッチ１７０は、フィンガ１７
６及びばねマウント１７８を更に有する。キャッチばね
１８２が、ばねマウント１７８とドライバーフレームの
キャップ１２９との間に係合している。ばね１８２は、
開放キャッチ１７０を図３及び図４で見て時計廻り方向
に押圧し、及びかくしてキャッチのチップ１７４を押圧
してベルクランク要素１３４ｂの円弧状の表面と係合さ
せる。

【００４６】同様の閉鎖キャッチ１８６（図５及び図６
参照）が、ベルクランク要素１３４ａと隣接した空間１
８８（図２参照）内で作動シャフト１４２に回転自在に
取り付けられている。閉鎖キャッチ１８６は、図面の明
瞭化を図るため、図２、図３、及び図４では省略してあ
る。閉鎖キャッチ１８６は、対応する開放キャッチの要
素と同様に、ローラーを備えたチップ１９０、ばねアー
ム１９２、及びフィンガ１９４を有する。キャッチばね
１９６は、閉鎖キャッチをシャフト１４２を中心として
反時計廻り方向に押圧し、及びかくしてチップ１９０を
押圧してベルクランクプレート１３４ａと係合させるよ
うに、閉鎖キャッチのばねアーム１９２とフレームのキ
ャップ１２９との間に係合している。一対の突起１９８
ａ及び１９８ｂ（図２参照）を持つフリッパープレート
１９６が、フレームプレート１３０と１３２との間を延
びる中間シャフト２００を介してドライバーフレームに
枢着されている。プレートの枢動は、ストップ２０２
（図３乃至図６参照）によって制限される。シャフト２
００は、シャフト１３８、及び１４２と平行であり且つ
同一平面内にある。

【００４７】作動では、電流搬送要素５８及び９４を通
して、及び従って端子４６及び８８を通してスイッチを
回路に接続する。挿入体３２は、第１端子４６に電気的
に接続されている。かくして、挿入体は、第１端子即ち
バットレス４６と同じ電位に維持される。リンク９８及
びヨーク１０２は同じ電位にあり、及び従って挿入体３
２によって包囲された空間内には電位差がない。同様
に、応力除去要素９２は、スイッチの固定端にある全て
の構成要素を第２端子８８の電位に維持する。

【００４８】図１、図２、及び図３に示す位置では、ス
イッチは閉じられている。ピン１７１は、ベルクランク
シャフト１３８及びピン１６８と整合した状態で軸線１
４上に配置されている。開放キャッチのチップ１７４
は、ベルクランク要素１３４ｂのスロット１４０と係合
している。ロッカ即ちカムプレート１４６は、その全閉
位置にある。スイッチを開くため、架線工夫は、ハンド
ル１４５（図２参照）を係合させ、ハンドルを廻してカ
ムプレート１４６を図３及び図４で見て反時計廻り方向
に回転する。架線工夫がロッカを廻すと、ロッカの開放
側取り付け点即ちピン１５３が後方に移動し、これに対
し閉鎖側取り付け点即ちピン１５５が前方に移動する。
ベルクランク１３４は、キャッチ１７４によって所定位
置に保持される。かくして、開放ばね１５６が、ピン１
５３と１３５との間で伸長し、これに対し、閉鎖ばね１
５８が弛緩する。ロッカを移動し続けると、機構は、図
４に示す開放ラッチ解除位置に到達する。この位置で
は、カムプレートの閉鎖側突起１５０がベルクランク要
素１３４間に係合する。かくして、カムプレート及びベ
ルクランク要素は、実質的に連続したチャンネルを形成
し、壁がその両側で閉鎖ばね１５８を境界付ける。

【００４９】ロッカが図３の全閉位置から図４の開放ラ
ッチ解除位置まで移動するとき、ロッカは、開放ラッチ
解除位置に至る直前に開放開始位置を通過する。ロッカ
が開放開始位置に到ったとき、ロッカのカムプレート１
４６の表面１５４がフリッパープレート１９６と係合
し、フリッパープレートをシャフト２００を中心として
時計廻り方向に廻す。プレート１９６に設けられた突起
は、開放キャッチのフィンガ１７６と係合し、これによ
って開放キャッチをばね１８２の押圧力に抗して反時計
廻り方向に押圧する。キャッチのローラーチップ１７４
がベルクランク１３４ｂのスロット１４０から持ち上げ
られて外れる。カム１４６が反時計廻り方向回転移動の
ほぼ終わりにくるまで、キャッチ面１５４はフリッパー
プレートと係合せず、フリッパープレートはフィンガ１
７６と係合しないということは理解されるべきである。
ローラーチップ１７４を持ち上げてスロット１４０から
外す全作用は、開放開始位置と開放ラッチ解除位置との
間のロッカ１４６の非常に短い回転移動に亘って生じ
る。

【００５０】ローラーチップ１７４がスロット１４０か
ら外れると、開放ばね１５６がベルクランク１３４を駆
動し、図５に示す位置に至るまで、ベルクランク要素を
閉鎖方向に、即ち図３及び図４でわかるように反時計廻
り方向に回転する。構成要素は、ベルクランクの開放移
動中に亘り、開放ばねに張力が加わった状態のままであ
るような寸法になっている。かくして、図３の全閉位置
から図５の全開位置までのロッカの開放側取り付けピン
１５３の後方への移動即ち開放スロー（opening throw
）は、ベルクランクに設けられた開放側取り付けピン
１３５の後方への移動即ち開放行程よりも大きい。逆
に、ロッカの閉鎖側ピン１５５の前方への移動は、ベル
クランクの対応するピン１３７の前方への移動よりも大
きい。従って、閉鎖側ばねは、弛緩した状態になり、ベ
ルクランクが図５に示す開放位置に到達したとき、弛緩
したままである。閉鎖側ばねを一杯に弛緩した状態にす
るのに必要な移動量以上のピン１５５の過剰の移動は、
ばねの端ループ内でのピンの移動によって吸収され、閉
鎖側ばねは、圧縮状態に置かれない。開放移動に亘って
開放側ばねに張力が連続的に存在することによって、開
放行程中に機構が任意の中間位置で立ち往生しないよう
にする。実際には、端ループ及びピンは、ベルクランク
及びロッカの開放側取り付け点間で開放側ばね１５６と
直列に連結された空動きリンク機構として役立ち、ベル
クランク及びロッカの閉鎖側取り付け点間で閉鎖側ばね
１５８に直列に連結された別の空動きリンク機構として
役立つ。

【００５１】ベルクランクに設けられたピン１７１は、
駆動リンク１６６を引っ張り、及び従って駆動機構の可
動要素１２４を開放方向（添付図面で見て左方）に移動
する。かくして可動要素は、賦勢要素１０８、ヨーク１
０２（図１参照）、ボルト１０６、リンク９８、及び作
動要素７２を開放方向に引っ張る。かくして、可動接点
７０がその開放位置まで移動する。この移動はいきなり
起こり、これによって、接点間で電弧が発生する可能性
を小さくする。ベルクランク要素が図５の開放位置に移
動したとき、閉鎖キャッチ１８６のチップ１９０がばね
１９６の作用でベルクランク要素１３４ａのスロット１
４０と係合する。これによって、機構を図５に示す開放
位置に係止する。

【００５２】閉鎖作動は、同様に、しかし逆回転で行わ
れる。かくして、架線工夫はハンドルを動かして作動シ
ャフト及びロッカ１４６を閉鎖方向即ち時計廻り方向に
廻し、ロッカの閉鎖側ピン１５５が後方に移動すると
き、開放ばね１５６を弛緩させ、閉鎖ばね１５８を伸長
する。機構は、図６の閉鎖ラッチ解除位置に近付くと
き、閉鎖開始位置を通過し、この位置で、カムのキャッ
チ面１５２がフリッパープレート１９６と係合し、その
結果、プレートの突起１９８ａが閉鎖キャッチのフィン
ガ１９４と係合し、これによってローラーチップ１９０
を持ち上げてベルクランク要素１３４ａのスロット１４
０と係合した状態から外す。ロッカが閉鎖ラッチ解除位
置に到り、チップ１９０がスロットを越えたとき、閉鎖
ばね１５８がベルクランクの閉鎖側取り付けピン１３７
を引っ張り、及びかくして、ベルクランクが図３に示す
閉鎖位置に達するまで、ベルクランク１３４ａを閉鎖方
向、即ち添付図面で見て時計廻り方向に回転駆動する。
ベルクランクは、閉鎖位置に回転するとき、ピン１７１
及び従って駆動リンク１６６及び可動要素１２４を閉鎖
方向に押圧し、かくして、スイッチの全ての他の要素を
押圧し、最終的には、可動接点７０を図１に示す閉鎖位
置まで閉鎖方向に押圧する。閉鎖側ばねは、閉鎖サイク
ルに亘って張力が加わった状態に維持され、ベルクラン
クが閉鎖位置に到達したとき、張力が加わった状態のま
まである。このような張力を提供するため、ロッカの閉
鎖側取り付け点１５５の後方への移動即ちスローは、ベ
ルクランクの閉鎖側取り付け点１３７の後方への移動即
ち行程よりも大きい。

【００５３】カムプレート４０の閉鎖方向への回転は、
ストップ２０２及びフリッパープレート１９６によって
拘束される。ベルクランクの閉鎖移動（図６の位置から
図３の位置まで）により、ピン１７１をピン１３８及び
１６８と整合させる。ピン１７１がこの位置に近付くに
つれて、リンク機構が大きな機械的利点を提供し、可動
要素１２４を大きな力で閉鎖方向に駆動する。ドライバ
ー機構の閉鎖移動の完了の直前に可動接点７０が固定接
点６８と係合するように可動要素１２４と賦勢要素１０
８との間の連結部を調節する。接点の係合後のドライバ
ー機構の最終移動は、ヨーク１０２（図１参照）がばね
１０４の押圧力に抗してリンク９８に対して摺動するこ
とによって吸収される。この移動により、接点に加わる
機械的衝撃荷重を最小にする。

【００５４】閉鎖移動中に接点アッセンブリに加わわる
荷重は、固定接点６８、端閉鎖体６４、固定端バットレ
ス８２を通して強化要素３６にねじ山付き連結部４０を
介して伝達される。これらの荷重のうち、ボトル６２に
加わるものは本質的に全くない。強化要素３６に加わわ
った荷重は、この強化要素をドライバーフレームに対し
て閉鎖方向（図１で右方）に移動する傾向がある。しか
しながら、外部強化要素４２は、カラー２８でドライバ
ーフレームに固定されている。外部強化要素は、ハウジ
ング１０を拘束し、ハウジング１０は強化要素を拘束す
る。内部強化要素３６及び外部強化要素４２は互いに入
れ子になっており、大きな表面積に亘ってハウジング１
０と係合しており、ハウジングのエラストマーの薄い環
状部分だけがこれらの強化要素間に配置されている。こ
れにより、剛性の耐応力継手は形成され。この継手
は、強化要素３６が動かないようにしっかりと支持す
る。

【００５５】上述のドライバー機構即ちアクチュエータ
は、大きな利点を提供する。上述のドライバー機構は、
接点を、電弧を最小にするように、開放位置と閉鎖位置
との間で迅速に移動する。ドライバー機構は極めてコン
パクトである。全機構が、スイッチの外部強化要素と本
質的に同じ直径の管状ハウジング内に収容されている。
ドライバー機構の要素を保護する耐候性シールを形成す
るため、Ｏ−リング又は他の従来のシール（図示せず）
をドライバー管状ハウジング１３１とカラー１２８及び
１２９との間に設けることができる。更に、ドライバー
ハウジング１３１には、ハンドル１４５を通すための穴
（図示せず）が設けられている。この穴には、適当なシ
ールが設けられている。

【００５６】アクチュエータは、任意の高電圧スイッチ
に合わせて本質的にどのような大きさにでもつくること
ができるが、一つの有用なアクチュエータは、ばね定数
が約１７５．２N/m （１インチ当たり１６０ポンド）の
開放主ばね及び閉鎖主ばねを有し、ベルクランク軸線を
中心とした慣性モーメントが約０．０００９kg-m2 （１
平方インチ当たり約３．３ポンド）のベルクランクを有
する。各主ばねは、開放ラッチ解除位置又は閉鎖ラッチ
解除位置へのロッカの移動中、約２５mm（約０．９７イ
ンチ）伸長する。ベルクランク軸線とロッカ軸線との間
の距離は、約５１mm（約２インチ）であり、ロッカ軸線
１４２から開放側取り付けピン１５３及び閉鎖側取り付
けピン１５４の各々までの半径方向距離は、約３５mm
（約１．３９インチ）である。ベルクランク軸線１３８
から開放側取り付けピン１３５及び閉鎖側取り付けピン
１３７の各々までの半径方向距離は、約４０mm（約１．
５７インチ）である。

【００５７】以上から理解されるように、上文中に論じ
た特徴の多くの変更及び組み合わせを、特許請求の範囲
に定義された本発明から逸脱することなく、使用でき
る。例えば、ラッツィの出願に開示されたスイッチ以外
のスイッチをアクチュエータと関連して使用できる。更
に、アクチュエータのロッカ１４６は、手動作動でなく
自動装置で枢動駆動できる。ばね端ループを使用する空
動き装置の代わりに、他の形態の空動きリンク機構を使
用できる。従って、好ましい実施例の以上の説明は、本
発明を限定しようとするものでなく、例示を行うもので
あるということは理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】スイッチの一部を示す部分断面図である。

【図２】本発明の一実施例によるアクチュエータを図１
のスイッチと組み立てた状態で示す、図面の明瞭化を図
るためにアクチュエータの幾つかの部分が除去してあ
る、概略部分平面図である。

【図３】図２に示すアクチュエータの概略正面図であ
る。

【図４】図３と同様であるが、アクチュエータを別の作
動位置で示す概略正面図である。

【図５】図３と同様であるが、アクチュエータを別の作
動位置で示す概略正面図である。

【図６】図３と同様であるが、アクチュエータを別の作
動位置で示す概略正面図である。

【符号の説明】

１０ハウジング１６固定端１８作動端２０ブッシュ２６ダイヤフラム３２導電性挿入体３６強化要素４６作動端バットレス６０接点アッセンブリ６２管状セラミックボトル６８固定接点７０可動接点７２ロッド状作動要素８２固定端バットレス９８リンク１０２ヨーク１０８賦勢要素１２０ドライバーアッセンブリ１２２フレーム１３４ベルクランク要素１４６カムプレート

フロントページの続き (71)出願人 595038062 Ｒｏｕｔｅ 24，Ｈａｃｋｅｔｔｓｔｏｗｎ，ＮｅｗＪｅｒｓｅｙ 07840，ＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓｏｆＡｍｅｒｉｃａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高電圧スイッチ用アクチュエータにおい
て、（ａ）ベルクランク枢軸及び該ベルクランク枢軸と平行
であり且つ前記ベルクランク枢軸から後方に間隔が隔て
られた平行なロッカ枢軸を構成するドライバーフレー
ム、（ｂ）前記ベルクランク枢軸を中心として枢動自在に前
記フレームに取り付けられたベルクランク、ベルクラン
ク要素は、開放側取り付け点及び閉鎖側取り付け点を持
ち、前記ベルクランクは開放位置と閉鎖位置との間で枢
動自在である、ベルクランク、（ｃ）前記ロッカ枢軸を中心として枢動自在に前記フレ
ームに取り付けられたロッカであって、開放側取り付け
点を有し、前記ロッカは全閉位置と全開位置との間で枢
動自在である、ロッカ、（ｄ）前記ロッカ及び前記ベルクランクの開放側取り付
け点間に連結された開放側ばね、及び前記ロッカ及び前
記ベルクランクの閉鎖側取り付け点間に連結された閉鎖
側ばねであって、ベルクランクがその閉鎖位置にとどま
った状態でロッカをその全閉位置からその全開位置に向
かって移動するとき、前記開放側ばねが変形してエネル
ギがこのばねに貯えられ、ベルクランクがその開放位置
にとどまった状態でロッカをその全開位置からその全閉
位置に向かって移動するとき、前記閉鎖側ばねが変形し
てエネルギがこのばねに貯えられる、開放側ばね及び閉
鎖側ばね、（ｅ）前記ベルクランクが前記閉鎖位置にあるとき、前
記ベルクランクが開放方向に枢動しないように拘束する
ための開放側キャッチ、及び前記ベルクランクが前記開
放位置にあるとき、前記ベルクランクが閉鎖方向に枢動
しないように拘束するための閉鎖側キャッチ、（ｆ）前記ロッカの開放移動中、前記ロッカが前記全開
位置に近い開放ラッチ解除位置に到ったとき、前記開放
側キャッチを係合状態から外し、前記ロッカの閉鎖移動
中、前記ロッカが前記全閉位置に近い閉鎖ラッチ解除位
置に到ったとき、前記閉鎖側キャッチを係合状態から外
すためのキャッチ解放手段、（ｇ）前記フレームを高電圧スイッチの本体に連結し、
前記ベルクランクを前記スイッチの賦勢要素に連結し、
これによって、前記ロッカを閉鎖移動で枢動するとき、
前記ロッカが閉鎖ラッチ解除位置に至るまで前記閉鎖側
ばねが変形し、このとき、閉鎖側ばねがベルクランクを
駆動してその閉鎖位置に向かって枢動し、スイッチの賦
勢要素をその閉鎖位置に向かって迅速に駆動し、ロッカ
を開放移動で枢動するとき、ロッカが開放ラッチ解除位
置に至るまで前記開放側ばねが変形し、このとき、開放
側ばねがベルクランクを駆動してその開放位置に向かっ
て枢動し、スイッチの賦勢要素をその閉鎖位置に向かっ
て迅速に駆動するための取り付け手段、を有する、高電圧スイッチ用アクチュエータ。
【請求項２】前記枢軸は共通平面を構成し、前記ロッ
カ及び前記ベルクランクの前記開放側取り付け点は、前
記共通平面の開放側に配置され、前記ロッカ及び前記ベ
ルクランクの前記閉鎖側取り付け点は、前記開放側と反
対側の前記共通平面の閉鎖側に配置され、前記ベルクラ
ンクの開放側取り付け点は、前記ベルクランクが前記開
放位置に向かって枢動するとき、後方に移動し、前記ベ
ルクランクの閉鎖側取り付け点は、前記ベルクランクが
前記閉鎖位置に向かって枢動するとき、後方に移動し、
前記ロッカの閉鎖側取り付け点は、前記ロッカがその全
閉位置に向かって枢動するとき、後方に移動し、前記ロ
ッカの開放側取り付け点は、前記ロッカがその全開位置
に向かって枢動するとき、後方に移動する、請求項１に
記載のアクチュエータ。
【請求項３】前記ベルクランクは、互いに間隔が隔て
られた一対の要素を含み、前記ロッカは、互いに間隔が
隔てられた一対の要素を含み、前記ベルクランクの前記
プレート及び前記ロッカの前記プレートは、協働して、
閉鎖側チャンネルを前記平面の前記閉鎖側に形成し、開
放側チャンネルを前記プレートの前記開放側に形成し、
前記ばねは前記チャンネルに受け入れられている、請求
項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】前記ばねの各々は、引っ張りコイルばね
である、請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】前記ベルクランク及び前記ロッカの前記
要素は、前記ロッカが前記閉鎖ラッチ解除位置にあると
き、前記開放側チャンネルの両側に実質的に連続した壁
を形成するように、及び前記ロッカが前記開放ラッチ解
除位置にあるとき、前記閉鎖側チャンネルの両側に実質
的に連続した壁を形成するように互いに噛み合ってお
り、これによって、前記連続壁は、前記ベルクランクの
閉鎖移動中、前記開放ばねを拘束し、前記ベルクランク
の開放移動中、前記閉鎖ばねを拘束する、請求項４に記
載のアクチュエータ。
【請求項６】前記キャッチ解放手段は、前記全閉位置
から前記開放ラッチ解除位置に近い開放開始位置までの
前記ロッカの開放移動中、前記開放キャッチを係合状態
のままにし、前記全開位置から前記開放ラッチ解除位置
に近い閉鎖開始位置までの前記ロッカの閉鎖移動中、前
記閉鎖キャッチを係合状態のままにするように構成され
ている、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項７】前記キャッチ解放手段は、フレームに対
して第１方向に移動したときに開放キャッチを移動し、
第２方向に移動したときに閉鎖キャッチを移動するよう
に前記フレームに移動自在に取り付けられたフリッパー
を含み、前記ロッカは、前記ロッカが開放移動において
開放開始位置に到ったとき、前記フリッパーと係合して
前記フリッパーを前記第１方向に移動するようになった
開放突起、及び前記ロッカが閉鎖移動において閉鎖開始
位置に到ったとき、前記フリッパーと係合する閉鎖突起
を含み、前記閉鎖突起は、前記ロッカが閉鎖移動におい
て閉鎖開始位置に到ったときフリッパーと係合する、請
求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項８】前記キャッチは、前記ロッカ軸線を中心
として移動するように前記フレームに枢着されており、
前記フリッパーは、前記フレームに前記ロッカ軸線と平
行なフリッパー軸線に枢着されている、請求項７に記載
のアクチュエータ。
【請求項９】前記ベルクランクは、ノッチを備えた少
なくとも一つの全体に円弧状の表面を構成し、前記キャ
ッチの各々は、一つの前記ノッチと係合できるチップを
含む、請求項８に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】前記取り付け手段は、前記ベルクラン
クの移動の増分毎に、前記ベルクランクがその閉鎖位置
と隣接している場合には前記賦勢要素を比較的小さく移
動し、前記ベルクランクがその開放位置と隣接している
場合には前記賦勢要素を比較的大きく移動するように、
前記賦勢要素の移動と前記ベルクランクの移動との間
に、非均等な比を提供するように、前記ベルクランクを
前記スイッチの前記賦勢要素とリンクするための非均等
なリンク機構手段を含む、請求項１に記載のアクチュエ
ータ。
【請求項１１】前記非均等なリンク機構手段は、互い
に、前記ベルクランクに、及び前記フレームに連結され
た複数のリンクを含み、前記ベルクランク、フレーム、
及びリンクは、協働して、４棒リンク機構を構成する、
請求項１０に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】前記ロッカ、前記ベルクランク、及び
前記ばねは、前記ベルクランクの全開放移動中、前記開
放側ばねが前記ベルクランクを前記開放位置に向かって
押圧し続け、前記ベルクランクの全閉鎖移動中、前記閉
鎖側ばねが前記ベルクランクを前記閉鎖位置に向かって
押圧し続けるように構成されており且つ配置されてい
る、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項１３】前記ばねは引っ張りばねであり、前記
ロッカの前記開放側取り付け点は、全閉位置から全開位
置までのロッカの移動中、開放スロー距離に亘って移動
し、前記ベルクランクの前記開放側取り付け点は、開放
行程距離に亘って移動し、前記開放スロー距離は、前記
開放行程距離よりも大きく、前記ロッカの前記閉鎖側取
り付け点は、全閉位置から全開位置までの前記ロッカの
移動中閉鎖スロー距離に亘って移動し、前記ベルクラン
クの前記閉鎖側取り付け点は、閉鎖行程距離に亘って移
動し、前記閉鎖スロー距離は、前記閉鎖行程距離よりも
大きい、請求項１２に記載のアクチュエータ。
【請求項１４】前記開放側取り付け点間で前記開放側
ばねに直列に連結された開放側空動き機構、及び前記閉
鎖側取り付け点間で前記閉鎖側ばねに直列に連結された
閉鎖側空動き機構を更に有する、請求項１３に記載のア
クチュエータ。
【請求項１５】前記ばねの各々は、所定の内径を持つ
少なくとも一つの端ループを含み、前記開放側取り付け
点の少なくとも一方は、前記開放側ばねの前記端ループ
の一方に受け入れられた、このような端ループの内径よ
りも小さい外径を持つピンを含み、前記閉鎖側取り付け
点のうちの少なくとも一方は閉鎖側ばねの前記端ループ
の一方に受け入れられた、このような端ループの内径よ
りも小さい外径を持つピンを含み、前記空動き機構は前
記端ループ及び前記ピンを含む、請求項１４に記載のア
クチュエータ。
【請求項１６】取り付け点の上述の構成要素を取り囲
む全体に管状のハウジングを更に有する、請求項１に記
載のアクチュエータ。
【請求項１７】前記フレームは、前記ハウジング内で
前方及び後方に延びる一対のプレートを含み、前記プレ
ートは、前記軸線に対して横方向に延び且つ互いから間
隔が隔てられており、前記ベルクランク及び前記ロッカ
は前記プレート間に配置されている、請求項１６に記載
のアクチュエータ。
【請求項１８】前記フレームは、前記プレートの前記
前端及び前記後端に一対のカラーを有し、前記管状ハウ
ジングは、前記カラー上に支持されている、請求項１７
に記載のアクチュエータ。