CN103339703B - 开关装置以及开关装置操作机构 - Google Patents

Abstract

根据实施方式，在开关装置从合闸状态转变至断路状态时，螺线杆（36）被断路用电磁螺线（38）的柱塞推压而沿着与螺线杆复位弹簧（37）的施力的朝向的反方向旋转，触发辊销（31a）与螺线杆（36）的卡合脱开，偏心销（32）以及触发杆（31）通过来自闩辊销（12a）的作用力而旋转，闩辊销（12a）与闩顶端部（34c）的卡合脱开，由此，闩杆（12）通过断路弹簧的放能而旋转。

Description

开关装置以及开关装置操作机构

技术领域

本发明的实施方式涉及对电路进行开关的开关装置及其操作机构，特别是关于适合于以短时间切断高电压电流的情况。

背景技术

一般地，开关装置的操作机构包括使用了能够获得大输出的液压操作力的结构或使用了中/低输出的弹簧操作力的结构。将前者称为液压操作机构，将后者称为弹簧操作机构。特别是近年来，作为开关装置的一种的气体断路器的消弧室的小型化有所进步，能够以少的操作力来切断故障电流等，弹簧操作机构的适用变多。但是，在超高电压级的气体断路器中，要求称为二循环切断（在交流的两个循环的量的时间以内进行切断）的高速动作性能。在以往的弹簧操作机构中，三循环切断左右的动作性能是很普遍的，但由于弹簧力的保持机构或保持控制机构的应答性的问题，二循环切断的实现并不容易。

作为这样的开关装置的操作机构的第一以往例，专利文献1中公开的技术广为人知。在专利文献1的技术中，断路弹簧的力介由输出杆，通过由闩、O形杆（O形支杆（卡止打开杆））以及捕捉器构成的保持机构而被保持。这样构成的弹簧操作机构的断路动作是通过如下方式进行的：若跳闸电流流至作为保持控制机构的螺线管，则螺线管的柱塞使捕捉器动作，捕捉器与支杆的卡合脱开，进而，输出杆与闩的卡合脱开，输出杆旋转，断路弹簧力被释放。

作为开关装置的操作机构的第二以往例，专利文献2中公开的技术广为人知。在专利文献2的弹簧操作机构中所采用的构造是：为了保持断路弹簧力，配置有跳闸杆和保持杆，在断路动作时，并非通过断路弹簧的力，而是通过加速弹簧的力使保持杆动作，并释放断路弹簧力。

作为开关装置的操作机构的第三以往例，专利文献3中公开的技术广为人知。在专利文献3的弹簧操作机构中，断路弹簧的力介由输出杆，通过由闩、环和跳闸连杆机构构成的保持机构而被保持。这样构成的弹簧操作机构的断路动作是通过如下方式进行的：如跳闸电流流至螺线管，则螺线管的柱塞使跳闸连杆动作，输出杆与闩的卡合脱开，输出杆旋转，断路弹簧力被释放。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2007－294363号公报

专利文献2:日本专利第3497866号公报

专利文献3:日本特开2009－32560号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述开关装置的操作机构的第一以往例（专利文献1的例子）中，断路弹簧力的释放（断路动作）由通过螺线管的激励所产生的捕捉器的动作、O形支杆的动作和包含断路弹簧的电触头的动作的三个动作构成。图19中示出这些动作关系。横轴表示时间轴，纵轴表示各部分的冲程。图19中，最下部的曲线表示跳闸电流的波形，其上示出捕捉器的动作曲线（冲程）。其上示出O形支杆与断路弹簧的冲程。最上部示出气体断路器的消弧室内部的触头的通电信号。

以施加了跳闸电流的时间为基点，将捕捉器进行动作至O形支杆的动作开始的时间设为T1。并且，将从O形支杆的动作开始至断路弹簧的动作开始的时间设为T2。T3表示从断路弹簧的动作开始至到达断开点的时间。若设断开时间为T0，则

T0＝T1＋T2＋T3    （1）

的关系成立。

为了实现二循环切断，需要使断开时间T0为一定值以下。像这样，在一般的弹簧操作机构中，施加跳闸电流后，并不是从捕捉器到断路弹簧的所有部件同时开始动作，而是捕捉器动作了一定程度之后，与O形支杆的卡合脱开，由此，O形支杆的动作开始，O形支杆动作一定程度之后，断路弹簧动作。即，保持断路弹簧力的机构是阶段性地动作的，因此，为了缩短T0，需要缩短T1、T2、T3的各个时间。

但是，断路弹簧力是由消弧室的可动部重量和断开速度、驱动能量来决定的，因此，T3的时间缩短有限。作为使T2缩短的方法，通过O形支杆的轻量化和增大保持断路弹簧力的力（保持力），能够使动作高速进行。但是，若采用该方法，则如果保持力变大，那么为了提高强度，需要使O形支杆大型化，其轻量化受限。因此，通过增大保持力而进行的高速化受限。此外，通过增大保持力，在O形支杆与捕捉器的卡合部也作用很大的力，捕捉器大型化，并且为了使捕捉器动作，需要具有大的电磁力的螺线管。

现在，可列举出为了螺线管的高输出化而利用了大型电容器的激励方法，但由于流过螺线管的电流值存在由规格决定的上限值，所以高输出化有限。像这样，在以往的弹簧操作机构中，很难容易地缩短断开时间。

此外，在第二以往例（专利文献2的例子）中，断路弹簧力的释放过程也是由跳闸钩通过电磁体而动作、复位杆和加速弹簧和保持杆大致同时动作、跳闸杆和断路弹簧同时动作这三个动作构成。在该以往例中，通过使断路弹簧的保持力（加压力）的方向为保持杆的大致旋转轴中心，减少保持杆的动作所需的力。

此外，通过加速弹簧使包含于第二个动作中的保持杆的移动高速化并试图缩短动作时间。但是，在物理上使该第二个动作时间为零秒是很困难的，大幅度地缩短整个断开时间也由于第一以往例中所说明的理由而很困难。

此外，使向跳闸杆与保持杆卡合的部分的加压力的方向为保持杆的大致旋转轴中心方向，因此，由于通过外部振动所产生的向保持杆的强制加振，跳闸杆向断路动作方向旋转，即使在没有断路指令的状态下也可能动作。此外，由于配置于跳闸杆的辊与保持杆的卡合面的变形等，加压力的方向并不稳定，不知道会朝向保持杆的旋转轴中心的哪里，在加压力作用于保持杆的断路动作的方向的情况下，即使不输入断路指令，跳闸杆也可能脱开。

而且，虽未记载于专利文献2，但也完全可以想到：在合闸动作中，通过辊推开保持杆并再次卡合时的冲击力，保持杆向切断方向动作，在没有断路指令的情况下进行断路动作。像这样，在第二以往例中，不能够大幅度地缩短断开时间，并存在断路弹簧力的保持的稳定性不足的可能性。

此外，在第三以往例（专利文献3的例子）中，若螺线管被激励，则介由跳闸杆和跳闸连杆，闩被直接驱动，通过使闩与辊销的卡合解扣的动作和断路弹簧动作这两个动作来进行断路动作。由于像这样地设为两个动作，因此，能够缩短断路动作时间。这与在表示断开时间的式子（1）中不存在T2的状态相同。但是，从闩被驱动到与辊销的卡合脱开，并非断路弹簧力，而是与使闩解扣的方向相反朝向的旋转力施加于闩，因此，未达到断路动作时间的大幅度的缩短。

此外，闩、跳闸杆以及跳闸连杆形成一体地动作，因此，可动部质量变大，妨碍高速动作。

此外，闩与跳闸连杆间以及跳闸连杆与跳闸杆间是通过销结合来构成的，因此，虽然很少，但还是会存在间隙，所以，妨碍高速应答。

并且，在合闸动作即将结束之前，闩通过闩复位弹簧的作用力而恢复到合闸位置，但由于闩与跳闸连杆是一体动作的，所以可动部质量变大。因此，在闩复位弹簧力不足的情况下，闩来不及复位，有可能使合闸动作失败。作为其对策，若增强闩复位弹簧力，则断开时间变长。

本发明的实施方式的课题在于，在进行电路的开关的开关装置及其操作机构中，缩短到释放断路弹簧力为止的时间，并缩短整个断开时间。

用于解决课题的方法

为了达到上述目的，本发明的实施方式的开关装置操作机构为往复驱动开关装置的可动触点，使该开关装置在断路状态与合闸状态之间相互转变的开关装置操作机构。该开关装置操作机构具有：支撑构造体；合闸轴，被配设为能够相对于上述支撑构造体旋转；主杆，固定于上述合闸轴，并能够与上述可动触点连动地摇动；断路弹簧，被配设为对应于上述合闸轴的旋转，在从上述断路状态转变至合闸状态时蓄能，在从上述合闸状态转变至断路状态时放能；副轴，被配设为能够相对于上述支撑构造体绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转；副杆，固定于上述副轴并摇动；主副连结连杆，互相自由旋转地连结上述副杆的前端以及上述主杆；凸轮机构，对应于上述合闸轴的旋转，使上述副轴摇动；闩杆，固定于上述副轴并能够摇动；闩辊销，装配于上述闩杆的前端并能够旋转；触发杆，被配设为能够相对于上述支撑构造体绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转；触发辊销，装配于上述触发杆的前端并能够旋转；触发杆复位弹簧，以使上述触发杆向规定朝向旋转的方式施力；闩，在与上述触发杆的旋转轴不同的位置固定于该触发杆，被配设为能够绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转，并具有能够与上述闩辊销卡合的前端部；闩复位弹簧，以使上述闩向规定朝向旋转的方式施力；螺线杆，被配设为能够相对于上述支撑构造体绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转，并具有能够与上述触发辊销卡合的前端部；螺线杆复位弹簧，以使上述螺线杆向规定朝向旋转的方式施力；以及断路用电磁螺线管，用于克服上述螺线杆复位弹簧的施力地进行驱动，推动上述螺线杆，使得从上述合闸状态转变至断路状态。本发明构成为：在从上述合闸状态转变至断路状态时，上述螺线杆被上述断路用电磁螺线管推压，以使上述螺线杆向上述螺线杆复位弹簧的施力朝向的反方向旋转，上述触发辊销与上述螺线杆的卡合脱开，通过来自上述闩辊销的作用力而偏心销以及触发杆旋转，上述闩辊销与上述闩的前端部的卡合脱开，由此，通过上述断路弹簧的放能而上述闩杆旋转。

此外，本发明的实施方式的开关装置为具有能够往复移动的可动触点和驱动该可动触点的操作机构，通过上述可动触点的移动，能够在断路状态与合闸状态之间相互转变的开关装置。上述操作机构具有：支撑构造体；合闸轴，被配设为能够相对于上述支撑构造体旋转；主杆，固定于上述合闸轴，能够与上述可动触点连动地摇动；断路弹簧，被配设为对应于上述合闸轴的旋转，在从上述断路状态转变至合闸状态时蓄能，在从上述合闸状态转变至断路状态时放能；副轴，被配设为能够相对于上述支撑构造体绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转；副杆，固定于上述副轴并摇动；主副连结连杆，互相自由旋转地连结上述副杆的前端以及上述主杆；凸轮机构，对应于上述合闸轴的旋转，使上述副轴摇动；闩杆，固定于上述副轴并能够摇动；辊销，装配于上述闩杆的前端并能够旋转；触发杆，被配设为能够相对于上述支撑构造体绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转；触发辊销，装配于上述触发杆的前端并能够旋转；触发杆复位弹簧，以使上述触发杆向规定朝向旋转的方式施力；闩，在与上述触发杆的旋转轴不同的位置固定于该触发杆，被配设为能够绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转，并具有能够与上述闩辊销卡合的前端部；闩复位弹簧，以使上述闩向规定朝向旋转的方式施力；螺线杆，被配设为能够相对于上述支撑构造体绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转，并具有能够与上述触发辊销卡合的前端部；螺线杆复位弹簧，以使上述螺线杆向规定朝向旋转的方式施力；以及断路用电磁螺线管，用于克服上述螺线杆复位弹簧的施力地进行驱动，推动上述螺线杆，使得从上述合闸状态转变至断路状态。本发明构成为：在从上述合闸状态转变至断路状态时，上述螺线杆被上述断路用电磁螺线管推压以使上述螺线杆向上述螺线杆复位弹簧的施力朝向的反方向旋转，上述触发辊销与上述螺线杆的卡合脱开，通过来自上述辊销的作用力而偏心销以及触发销旋转，上述辊销与上述闩的前端部的卡合脱开，由此，通过上述断路弹簧的放能而上述闩杆旋转。

附图说明

图1为表示本发明的第一实施方式的开关装置的操作机构的保持装置和保持控制装置的合闸状态的主视图。

图2为表示图1的开关装置的弹簧操作机构的断路状态的展开主视图。

图3为表示图1的开关装置的弹簧操作机构的合闸状态的展开主视图。

图4为表示图1的开关装置的断路动作中的状态的主要部分主视图。

图5为表示图1的开关装置的断路动作中的图4的状态之后的状态的主要部分主视图。

图6为表示图1的开关装置的断路动作中的图5的状态之后的状态的主要部分主视图。

图7为表示图1的开关装置的断路动作中的图6的状态之后的状态的主要部分主视图。

图8为表示图1的开关装置的合闸动作中的状态的主要部分主视图。

图9为表示图1的开关装置的合闸动作中的图8的状态之后的状态的主要部分主视图。

图10为放大表示图1的螺线杆前端部附近的主视图。

图11为表示本发明的第二实施方式的开关装置的操作机构的保持装置的合闸状态的主视图。

图12为表示本发明的第三实施方式的开关装置的操作机构的保持装置的合闸状态的主视图。

图13为放大表示图12的螺线杆前端部附近的主视图。

图14为放大表示图12的闩前端部附近的主视图。

图15为表示本发明的第四实施方式的开关装置的操作机构的保持装置的合闸状态的主视图。

图16为表示图15的开关装置的合闸动作结束之前的状态的主要部分主视图。

图17为表示图15的开关装置的合闸动作结束之前的图16的状态之后的状态的主要部分主视图。

图18为表示本发明的第五实施方式的开关装置的操作机构的保持装置的合闸状态的主视图。

图19为说明以往的开关装置的断路动作的时间关系图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的开关装置的操作机构的实施方式加以说明。

［第一实施方式］

首先，使用图1～图10，对本发明的开关装置的操作机构的第一实施方式加以说明。图1为表示开关装置的操作机构的保持装置和保持控制装置的合闸状态的主视图。图2为表示包含图1所示的装置的弹簧操作机构的断路状态的图。图3为表示包含图1所示的装置的弹簧操作机构的合闸状态的图。图4至图7为表示从合闸状态转变至断路状态的途中的断路动作过程的图。图8以及图9为说明从断路状态转变至合闸状态的途中的合闸动作过程的图。图10为放大表示图1的螺线杆前端部附近的主视图。

在图2以及图3中，在连杆机构1的左侧连结有可动触点2。构成为：如图2所示，在连杆机构1移动到了右方向时，可动触点2打开，形成断路状态，如图3所示，在连杆机构1移动到了左方向时，可动触点2关闭，形成合闸状态。连杆机构1的一端能够旋转地卡合于主杆3的前端，主杆3能够旋转地固定于合闸轴4。合闸轴4通过固定于框架（支撑构造体）5的轴承（未作图示）被能够旋转地支撑。

断路弹簧6的一端固定于框架5的装配面5a，另一端嵌于断路弹簧接受部7。在断路弹簧接受部7固定有减震器8，在减震器8的内部封入流体，活塞8a被配置为可平移滑动。减震器8的一端紧固于断路弹簧连杆9，并能够旋转地装配于主杆3的销3a。

在框架5能够旋转地配置有副轴10，在副轴10紧固有副杆11。在副杆11的前端配置有销11a，配置于主杆3的销3b与销11a通过主副连结连杆20连结。在副轴10紧固有闩杆12，在其前端能够旋转地嵌有闩辊销12a。并且，在副轴10紧固有凸轮杆13，在凸轮杆13的前端能够旋转地嵌有凸轮辊13a。

合闸弹簧21的一端固定于框架5的装配面5a，另一端嵌于合闸弹簧接受部22。在合闸弹簧接受部22配置有销22a，销22a介由合闸连杆24，与紧固于合闸轴4的端部的合闸杆23的销23a连结。合闸凸轮25紧固于合闸轴4，随着合闸轴4的旋转，与凸轮辊13a可接触/分离地卡合。

在合闸杆23的一端配置有爪23b，与设在能够旋转地配置于框架5的合闸用卡止杆26的半圆柱部26a可接触/分离地卡合。此外，在合闸用卡止杆26的一端配置有复位弹簧27，复位弹簧27的另一端固定于框架5。复位弹簧27为压缩弹簧，使合闸用卡止杆26沿顺时针方向旋转的弹簧力一直发挥作用。但是，此旋转通过紧固于框架5的合闸用电磁螺线管28的柱塞28a与合闸用卡止杆26卡合而受到限制。

在图2所示的断路状态下，合闸轴4的旋转轴中心4a比合闸连杆24的中心轴24a（连接销22a与销23a的中心的轴）更位于左侧，因此，从合闸弹簧21向合闸杆23赋予逆时针方向的旋转力矩。但是，通过爪23b与半圆柱部26a的卡合，其旋转得到保持并被阻止。

如图1所示，在卡止杆30形成突起状的支撑部30a，该支撑部30a与紧固于框架5的销55卡合，因此，卡止杆30相对于框架5被固定。

触发杆31固定于能够旋转地配置于卡止杆30的端部的偏心销32，在其前端能够旋转地嵌有触发辊销31a。此外，在框架5与触发杆31之间配置触发杆复位弹簧33，触发杆复位弹簧33的端部与固定于框架5的销5b卡合，该触发杆复位弹簧33产生使触发杆31一直沿顺时针方向旋转的力（力矩）。该触发杆复位弹簧33的顺时针方向旋转通过配置于框架5上的止动销5c与触发杆31抵接而受到限制。

闩34以在偏离触发杆31的旋转轴中心31b的位置具有旋转轴中心34a的方式被配置为可绕着偏心销32旋转。此外，在闩34形成有突起部34b。在卡止杆30与闩34之间配置闩复位弹簧35，闩复位弹簧35的端部与固定于卡止杆30的销30b卡合，该闩复位弹簧35产生使闩34一直沿着顺时针方向旋转的力（力矩）。该闩34的顺时针方向旋转通过配置于卡止杆30上的止动销30c与配置于闩34的突起部34b抵接而受到限制。闩34的前端部34c是由与连接闩辊销12a的旋转轴中心与闩34的旋转轴中心34a的直线垂直的平面所形成的。

在闩34形成有从闩的前端部34c的单侧侧面突起的前端突起部34d。在图1以及图3所示的合闸状态下，在闩的前端部34c与闩辊销12a卡合的位置的单侧侧面，通过由闩复位弹簧35所产生的使闩34沿着顺时针方向旋转的力，前端突起部34d的侧面推压闩辊销12a的侧面。

螺线杆36是可绕着固定于框架5的旋转轴中心36b旋转的，具备向旋转轴中心36b的一侧延伸的第一边36c和从旋转轴中心36b向与第一边36c成直角的方向延伸的第二边36d。在螺线杆36的第一边36c的一端配置有螺线杆复位弹簧37，螺线杆复位弹簧37的另一端紧固于框架5。螺线杆复位弹簧37为拉伸弹簧，使螺线杆36沿着顺时针方向旋转的弹簧力一直发挥作用。但是，此旋转通过紧固于框架5的止动销5d与螺线杆36的第一边36c卡合而受到限制。

如图10所示，从螺线杆36的第二边36d的螺线杆前端部36a的单侧侧面突起的螺线杆前端突起部36e具有与连接触发辊销31a的旋转轴中心与螺线杆36的旋转轴中心36b的直线垂直的平面。

固定于框架5的断路用电磁螺线管38的柱塞38a的前端可接触/分离地与螺线杆36卡合，若输入断路指令，则使螺线杆36沿逆时针方向旋转。

在图1以及图3所示的合闸状态下，闩34的前端部34c与闩辊销12a卡合，闩辊销12a向闩34的旋转轴中心34a的朝向（箭头E的方向）推压闩34的前端部34c。此时，触发杆31的旋转轴中心31b位于比连接闩辊销12a的中心与闩34的旋转轴中心34a的直线或其延长线更向副轴10侧偏移的位置，因此，触发杆31以及偏心销32被赋予逆时针方向的旋转力。但是，触发杆31的旋转通过触发辊销31a与螺线杆36的前端部36a的卡合而受到限制。此外，构成为：触发辊销31a向螺线杆36的旋转轴中心36b的朝向推压螺线杆36的前端部36a，阻止螺线杆36沿逆时针方向旋转。

在合闸状态下，主杆3通过断路弹簧6将要拉伸的弹簧力而一直受到沿顺时针方向旋转的力矩。被传递至主杆3的力介由主副连结连杆20被传递至副杆11。此力成为使副杆11一直沿逆时针方向旋转的力矩，同时使闩杆12也沿逆时针方向旋转。

但是，在合闸状态下，闩34的前端部34c与闩辊销12a卡合，因此，闩杆12的逆时针方向旋转受到限制，从随后的副杆11到断路弹簧6的部件形成保持静止的状态。

在此所示的实施方式中，合闸轴4、副轴10等的旋转轴和各销的轴为彼此平行并与图1至图10的纸面垂直的方向。因此，二维地对各部分的“旋转”加以把握即可。

（断路动作）

在像这样构成的本实施方式中，对从图1以及图3所示的合闸状态，依次经过图4至图7所示的状态，直到图2所示的断路状态的断路动作加以说明。

首先，在图1以及图3所示的合闸状态下，若输入外部指令，则断路用电磁螺线管38被激励，柱塞38a向箭头A的方向动作。

螺线杆36与柱塞38a卡合，因此，沿逆时针方向（箭头B的方向）旋转，螺线杆36的前端部36a与触发辊销31a的卡合脱开，触发杆31以及偏心销32沿逆时针方向（箭头C的方向）旋转。这样一来，闩34一边保持闩34的前端部34c与闩辊销12a卡合的状态，一边开始摇动运动，此外，闩杆12通过断路弹簧6而被赋予逆时针方向（箭头D的方向）的旋转力，因此，沿逆时针方向旋转。表示该状态的是图4。

此时，闩辊销12a向闩34的旋转轴中心34a的朝向（箭头E的方向）推压闩34的前端部34c，触发杆31的旋转轴中心31b比箭头E更向副轴10侧偏移，因此，偏心销32以及触发杆31被赋予逆时针方向（箭头C的方向）的旋转力。

继图4的状态之后，闩杆12进一步沿逆时针方向（箭头D的方向）旋转。此外，偏心销32以及触发杆31进一步沿逆时针方向（箭头C的方向）旋转，闩34的突起部34b与止动销30c接触。表示该状态的是图5。

继图5的状态之后，闩杆12进一步沿逆时针方向（箭头D的方向）旋转。此外，偏心销32以及触发杆31进一步沿逆时针方向（箭头C的方向）旋转，同时，闩34一边与止动销30c接触一边沿逆时针方向（箭头F的方向）旋转。表示该状态的是图6。通过该动作，闩34的前端部34c与闩辊销12a的卡合脱开。

继图6的状态之后，闩杆12一边推开闩34，一边进一步沿逆时针方向（箭头D的方向）旋转。该状态示于图7中。

图2表示断路动作结束状态。闩34通过闩复位弹簧35（图1）而恢复到与合闸状态（图1、图3）大致相同的位置。触发杆31也通过触发杆复位弹簧33（图1）而恢复到与合闸状态（图1、图3）大致相同的位置。螺线杆36也通过螺线杆复位弹簧37（图1）而恢复到与合闸状态（图1、图3）大致相同的位置。

在图3所示的合闸状态下，若闩34与闩辊销12a的卡合脱开，则闩杆12和紧固于副轴10的凸轮杆13、副杆11沿逆时针方向（箭头G、H方向）旋转。然后，主杆3沿顺时针方向（箭头I的方向）旋转，断路弹簧6与减震器8向箭头J方向动作。连杆机构1和与其连结的可动触点2向右方向移动，断路动作开始。

若断路弹簧6伸长某一定距离，则活塞8a抵接于固定在框架5的挡板5e，产生减震器8的制动力，使断路弹簧6的伸长动作停止，与其连结的连杆类的动作也停止，断路动作结束。表示此状态的是图2。

（合闸动作）

接着，对从图2所示的断路状态，依次经过图8以及图9所示的状态，直到图1以及图3所示的合闸状态的合闸动作加以说明。

图2表示在断路状态下合闸弹簧21被压缩并蓄能的状态。若输入外部指令，则合闸用电磁螺线管28被激励，柱塞28a向箭头K的方向动作。此时，合闸用卡止杆26与柱塞28a卡合，因此，沿逆时针方向旋转。这样一来，半圆柱部26a与爪23b的卡合脱开，合闸杆23和合闸轴4通过合闸弹簧21的弹簧力而沿逆时针方向（箭头L的方向）旋转，合闸弹簧21向箭头M的方向伸长并放能。紧固于合闸轴4的合闸凸轮25向箭头N的方向旋转，并与凸轮辊13a卡合。若凸轮辊13a通过合闸凸轮25而被压入，则凸轮杆13沿顺时针方向（向箭头O的方向旋转）旋转，同时，副杆11向箭头P的方向旋转。

副杆11的旋转被传递至主杆3，主杆3沿逆时针方向（箭头Q的方向）旋转。这样一来，连杆机构1和与其连结的可动触点2向左方向移动，进行合闸动作。伴随着主杆3的旋转，断路弹簧连杆9向箭头R的方向动作，断路弹簧6被压缩并蓄能。

在合闸动作中，凸轮杆13从图2的断路状态沿顺时针方向（箭头O的方向）旋转，同时，凸轮杆13和紧固于副轴10的闩杆12也沿顺时针方向（箭头S的方向）旋转。表示该状态的是图8。

继图8的状态之后，通过闩辊销12a，闩34沿逆时针方向（箭头T的方向）旋转。表示该状态的是图9。

若合闸凸轮25与凸轮辊13a的卡合消失，则通过断路弹簧6伸长的力，闩辊销12a向合闸状态位置移动。并且，若闩辊销12a与闩34的卡合消失，则闩34通过闩复位弹簧35的作用力而恢复到合闸状态位置，闩34的前端部34c与闩辊销12a再次卡合（图1和图3）。

该再次卡合时，闩辊销12a向闩34的旋转轴中心34a的朝向（箭头E的方向）推压闩34的前端部34c，因此，触发杆31以及偏心销32沿逆时针方向（箭头C的方向）旋转，但触发杆31的旋转通过触发辊销31a与螺线杆36的前端部36a的卡合而受到限制。此外，触发辊销31a向螺线杆36的旋转轴中心36b的朝向推压螺线杆36的前端部36a，因此，螺线杆36沿逆时针方向的旋转受到限制，连杆类的动作也停止，合闸动作结束。表示此状态的是图1以及图3。

根据本实施方式，若输入断路指令并且断路用电磁螺线管38被激励，则介由螺线杆36以及偏心销32，闩34直接被驱动，通过使闩34与闩辊销12a的卡合解扣的动作和断路弹簧6动作的两个动作来进行断路动作。由于像这样地使在以往的弹簧操作机构中的三个动作成为两个动作，能够大幅度地缩短断路动作时间。这与在表示断开时间的式子（1）中不存在T2的状态相同，因此，能够缩短断开时间。

并且，从输入断路指令到闩34的前端部34c与闩辊销12a的卡合脱开，在偏心销32一直被赋予逆时针方向（箭头C的方向）的旋转力，能够进一步缩短断开时间。

并且，并不是通过断路用电磁螺线管38直接驱动闩34，因此，通过闩复位弹簧35的复原力所产生的断开时间的影响很少。因此，通过提高闩复位弹簧35的复原力，能够不延长断开时间地使合闸动作时的闩34的复位提前，并使合闸动作稳定性提高。

并且，保持断路弹簧6的复原力的螺线杆36在合闸动作中一直在合闸动作结束时的位置待机，因此，能够提高合闸动作稳定性。

此外，螺线杆36的前端部36a的卡合面由平面构成，在合闸时，触发辊销31a向螺线杆36的旋转轴中心36b的朝向推压螺线杆36的前端部36a，因此，在合闸状态下，旋转力不从触发辊销31a向螺线杆36作用。由此，能够使螺线杆36小型化，使跳闸时所需的力最小化，并能够使断路用电磁螺线管38也小型化。

此外，由于通过比以往例少的零部件数来构成，所以，具有能够大幅度削减材料费和组装工序数量的优点。

根据以上说明的第一实施方式，在进行电路的开关的开关装置及其操作机构中，能够通过闩及其误动作防止机构的组合来进行断路弹簧力的保持和释放，缩短到释放断路弹簧力的时间，并缩短整个断开时间。此外，断路弹簧力保持的稳定性和可靠性提高。

［第二实施方式］

图11为表示本发明的第二实施方式的开关装置的操作机构的闩和螺线杆的主要部分及其周边部的主视图。但是，通过对与第一实施方式相同或类似的部分赋予共同的符号，省略重复说明。

在该实施方式中，螺线杆36被能够旋转地配置于卡止杆30。螺线杆复位弹簧37为拉伸弹簧，使螺线杆36沿顺时针方向旋转的弹簧力一直发挥作用。但是，此旋转通过紧固于卡止杆30的止动销30d与螺线杆36卡合而受到限制。此外，触发杆复位弹簧33的端部与固定于卡止杆30的销30b卡合。

在像这样地构成的本实施方式中，螺线杆36能够与闩34以及触发杆31同样地配置于卡止杆30，因此，能够减少各零部件的位置关系中的误差。

［第三实施方式］

图12为表示本发明的第三实施方式的开关装置的操作机构的闩和螺线杆的主要部分以及其周边部的主视图。图13为放大表示图12的螺线杆前端部附近的主视图。图14为放大表示图12的闩前端部附近的主视图。在此，通过对与第一实施方式相同或类似的部分赋予共同的符号，省略重复说明。

在该实施方式中，如图13所示，螺线杆36的前端部36a由凸圆弧面（即凸圆筒面）形成，其圆弧面的中心位置被形成为与连接合闸状态下的触发辊销31a的旋转轴中心与螺线杆36的旋转轴中心36b的直线40上大致一致。由此，切断开始时从触发辊销31a解开螺线杆36的前端部36a的卡合时所需的力变得更小，能够实现电磁螺线管的小型化以及断开时间的缩短。

进而，如图14所示，由凸圆弧面（即凸圆筒面）形成闩34的前端部34c，此圆弧面的中心位置形成为与连接合闸状态下的闩辊销12a的旋转轴中心与闩34的旋转轴中心34a的直线41上大致一致。由此，解开闩34与闩辊销12a的卡合的时间变短，能够缩点断开时间。

［第四实施方式］

图15为表示本发明的第四实施方式的开关装置的操作机构的闩的主要部分以及其周边部的主视图。但是，通过对与第一实施方式相同或类似的部分赋予共同的符号，省略重复说明。

在该实施方式中，在闩34上配置有闩销34e，在闩销34e上可沿着闩销34e的径向移动地配置有环42。环42的内径比闩销34e的外径大。

在像这样地构成的本实施方式中，表示合闸动作结束之前的状态的是图16以及图17。

在闩34通过闩复位弹簧35而恢复到合闸状态位置时，闩34的前端突起部34d与闩辊销12a冲撞而反弹，因此，闩34并不在合闸位置停止，而是沿逆时针方向旋转，闩34的前端部34c与闩辊销12a的卡合脱开，可能产生误动作。

但是，在本实施方式中，若闩34的前端突起部34d与闩辊销12a冲撞，则环42通过惯性向与闩34的反弹方向相反的箭头U的方向移动（图16），与闩销34e冲撞（图17）。由此，能够阻止闩34的逆时针方向旋转，成为闩34的误动作防止机构。

根据本实施方式，能够通过环42，防止通过合闸动作中的闩34的前端突起部34d与闩辊销12a的冲撞而产生的闩34的脱开，并能够提高弹簧操作机构的动作可靠性。

此外，环42的装配位置并不限于图15所示的位置，即使在闩34的任意位置也能够获得相同的效果。

此外，环42由具有高硬度/高密度等特征的金属、或具有高弹性等特征的高分子材料或其复合体构成，能够提高闩34的防脱效果。

［第五实施方式］

图18为表示本发明的第五实施方式的开关装置的操作机构的闩和螺线杆的主要部分以及其周边部的主视图。但是，通过对与第一实施方式相同或类似的部分赋予共同的符号，省略重复说明。在该实施方式中，在合闸状态下，闩34的前端突起部34d与闩辊销12a相抵的位置的前端突起部34d侧配置高分子材料等的振动吸收性高的振动吸收部件43。由此，能够缓解通过闩34与闩辊销12a的冲撞所产生的反弹，并能够提高闩34的防脱效果。

［其他实施方式］

在上述各实施方式中，将压缩螺旋弹簧用作断路弹簧6以及合闸弹簧21，但也可以使用其他弹性体元件，例如螺旋扭转弹簧、碟形弹簧、盘簧、板簧、空气弹簧或拉伸弹簧。此外，将螺旋弹簧或螺旋扭转弹簧用作设于合闸用卡止杆26、触发杆31、闩34或螺线杆36的复位弹簧27、33、35、37，但也可以使用其他弹性体元件，例如碟形弹簧、盘簧、板簧。

并且，也可适用于具有多个断路弹簧或多个合闸弹簧的操作装置。

此外，在第一实施方式中，单独设有卡合于触发杆复位弹簧33的端部的销5b和卡合于闩复位弹簧35的端部的销30b，但也可将它们合二为一来兼用。此外，单独设有限制触发杆31的旋转的止动销5c和限制闩34的旋转的止动销30c，但也可将它们合二为一来兼用。

此外，卡止杆30被固定于框架5，因此，也可以去掉卡止杆30，而将销30b以及止动销30c等直接固定于框架5。此外，销30b以及止动销30c也可以与卡止杆30或框架5是一体的。

此外，将止动销5d用于对通过螺线杆复位弹簧37所产生的螺线杆36的沿顺时针方向旋转的限制，但也可以由断路用电磁螺线管38的柱塞38a来代用。

此外，也可以设置多个第四实施方式（图15至图17）的环42。此情况下，若使各环42的内径以及外径不同，则各环42具有时间差地与闩销34e冲撞，因此，能够提高闩34的防脱效果。此外，各环42的质量不同，由此，环42具有时间差地与闩销34e冲撞，因此，能够提高闩34的防脱效果。

进而，第四实施方式的环42为开孔的环形，但是并不限于这样的形状，即使除此以外的形状也能够获得相同的效果。

并且，在第四实施方式中，示出了在第一实施方式的闩34装配了闩销34e以及环42的例子，但作为其他例，也可以在第二或第三或第五实施方式的闩34装配闩销34e以及环42。

此外，在第五实施方式（图18）中，示出了在第一实施方式的闩34装配了振动吸收部件43的例子，但作为其他例，也可以在第二或第三或第四实施方式的闩34的前端突起部34d侧装配振动吸收部件43。

以上所说明的实施方式是例子，其意图并不在于限定发明的范围。这些新颖的实施方式可以通过其他各种形态加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包含于发明的主旨，并包含于权利要求书中所记载的发明及其等同的范围内。

符号说明

1  连杆机构

2  可动触点

3  主杆

3a、3b  销

4  合闸轴

4a  旋转轴中心

5  框架（支撑构造体）

5a  装配面

5b  销

5c、5d  止动销

5e  挡板

6  断路弹簧

7  断路弹簧接受部

8  减震器

8a  活塞

9  断路弹簧连杆

10  副轴

11  副杆

11a  销

12  闩杆

12a  闩辊销

13  凸轮杆

13a  凸轮辊

20  主副连结连杆

21  合闸弹簧

22  合闸弹簧接受部

22a  销

23  合闸杆

23a  销

23b  爪

24  合闸连杆

24a  合闸连杆的中心轴

25  合闸凸轮

26  合闸用卡止杆

26a  半圆柱部

27  复位弹簧

28  合闸用电磁螺线管

28a  柱塞

30  卡止杆

30a  支撑部

30b  销

30c、30d  止动销

31  触发杆

31a  触发辊销

31b  触发杆的旋转轴中心

32  偏心销

33  触发杆复位弹簧

34  闩

34a  闩的旋转轴中心

34b  闩突起部

34c  闩前端部

34d  闩前端突起部

34e  闩销

35  闩复位弹簧

36  螺线杆

36a  螺线杆前端部

36b  螺线杆的旋转轴中心

36c  第1边

36d  第2边

36e  螺线杆前端突起部

37  螺线杆复位弹簧

38  断路用电磁螺线管

38a  柱塞

40、41  直线

42  环

43  振动吸收部件

55  销

Claims (13)

1.一种开关装置操作机构，往复驱动开关装置的可动触点，使该开关装置在断路状态与合闸状态之间相互转变，其特征在于，具有：

支撑构造体；

合闸轴，被配设为能够相对于上述支撑构造体旋转；

主杆，固定于上述合闸轴，并能够与上述可动触点连动地摇动；

断路弹簧，被配设为对应于上述合闸轴的旋转，在从上述断路状态转变至合闸状态时蓄能，在从上述合闸状态转变至断路状态时放能；

副轴，被配设为能够相对于上述支撑构造体绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转；

副杆，固定于上述副轴并摇动；

主副连结连杆，互相自由旋转地连结上述副杆的前端以及上述主杆；

凸轮机构，对应于上述合闸轴的旋转，使上述副轴摇动；

闩杆，固定于上述副轴并能够摇动；

闩辊销，装配于上述闩杆的前端并能够旋转；

触发杆，被配设为能够相对于上述支撑构造体绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转；

触发辊销，装配于上述触发杆的前端并能够旋转；

触发杆复位弹簧，以使上述触发杆向规定朝向旋转的方式施力；

闩，在与上述触发杆的旋转轴不同的位置固定于该触发杆，被配设为能够绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转，并具有能够与上述闩辊销卡合的前端部；

闩复位弹簧，以使上述闩向规定朝向旋转的方式施力；

螺线杆，被配设为能够相对于上述支撑构造体绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转，并具有能够与上述触发辊销卡合的前端部；

螺线杆复位弹簧，以使上述螺线杆向规定朝向旋转的方式施力；以及

断路用电磁螺线管，用于克服上述螺线杆复位弹簧的施力地进行驱动，推动上述螺线杆，使得从上述合闸状态转变至断路状态，

还构成为：在从上述合闸状态转变至断路状态时，上述螺线杆被上述断路用电磁螺线管推压，以使上述螺线杆向上述螺线杆复位弹簧的施力朝向的反方向旋转，上述触发辊销与上述螺线杆的卡合脱开，通过来自上述闩辊销的作用力而使得偏心销以及触发杆旋转，上述闩辊销与上述闩的前端部的卡合脱开，由此，通过上述断路弹簧的放能而使得上述闩杆旋转。

2.根据权利要求1所述的开关装置操作机构，其特征在于，

具有偏心销，该偏心销在上述触发杆的旋转轴中心部固定于该触发杆并能够相对于上述支撑构造体旋转地被支撑，且以不同于上述触发杆的旋转轴中心的位置为旋转轴中心能够旋转地支撑上述闩。

3.根据权利要求1或2所述的开关装置操作机构，其特征在于，

能够与上述触发辊销卡合的螺线杆的前端部成为与连接该触发辊销的旋转轴中心和该螺线杆的旋转轴中心的直线垂直的平面。

4.根据权利要求1或2所述的开关装置操作机构，其特征在于，

能够与上述触发辊销卡合的螺线杆的前端部为在连接该触发辊销的旋转轴中心和该螺线杆的旋转轴中心的直线上具有曲率中心轴的凸圆筒面。

5.根据权利要求1或2所述的开关装置操作机构，其特征在于，

能够与上述闩辊销卡合的闩的前端部成为与连接该闩辊销的旋转轴中心和该闩的旋转轴中心的直线垂直的平面。

6.根据权利要求1或2所述的开关装置操作机构，其特征在于，

能够与上述闩辊销卡合的闩的前端部为在连接该闩辊销的旋转轴中心和该闩的旋转轴中心的直线上具有中心的凸圆筒面。

7.根据权利要求1或2所述的开关装置操作机构，其特征在于，还具有：

闩销，固定于上述闩；以及

环，具有比上述闩销的外径大的内径，被配置为包围上述闩销的径向外周，并能够沿上述闩销的径向移动。

8.根据权利要求1或2所述的开关装置操作机构，其特征在于，

形成有从上述闩的前端部突起的前端突起部，在上述合闸状态的前后上述闩的前端部和上述闩辊销卡合时，该前端突起部能够在该卡合位置的单侧侧面与上述闩辊销接触。

9.根据权利要求8所述的开关装置操作机构，其特征在于，

在上述前端突起部上装配有振动吸收部件，该振动吸收部件吸收在进入上述合闸状态之前上述闩辊销与上述前端突起部接触时所产生的振动。

10.根据权利要求1或2所述的开关装置操作机构，其特征在于，具有：

合闸杆，固定于上述合闸轴；

合闸连杆，相对于上述合闸杆能够旋转地接合；以及

合闸弹簧，被配置于上述合闸连杆的前端与上述支撑构造体之间，对上述合闸连杆的前端向远离上述合闸轴的方向施力。

11.根据权利要求10所述的开关装置操作机构，其特征在于，

上述合闸弹簧被配设为，对应于上述合闸轴的旋转，在上述合闸状态或上述断路状态下蓄能，在从上述断路状态转变至上述合闸状态时放能。

12.根据权利要求10所述的开关装置操作机构，其特征在于，

还具有：

爪，配置于上述合闸杆的前端；以及

保持装置，与上述爪卡合，

上述保持装置具有：

合闸用卡止杆，具有半圆柱部；

复位弹簧，对上述合闸用卡止杆向规定方向施力；以及

合闸用电磁螺线管，用于克服对上述合闸用卡止杆施力的上述复位弹簧的施力地驱动上述保持装置，来移动上述合闸用卡止杆，使得从上述断路状态转变至上述合闸状态。

13.一种开关装置，具有能够往复移动的可动触点和驱动该可动触点的操作机构，通过上述可动触点的移动，能够在断路状态与合闸状态之间相互转变，其特征在于，上述操作机构具有：

支撑构造体；

合闸轴，被配设为能够相对于上述支撑构造体旋转；

主杆，固定于上述合闸轴，能够与上述可动触点连动地摇动；

断路弹簧，被配设为对应于上述合闸轴的旋转，在从上述断路状态转变至合闸状态时蓄能，在从上述合闸状态转变至断路状态时放能；

副轴，被配设为能够相对于上述支撑构造体绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转；

副杆，固定于上述副轴并摇动；

主副连结连杆，互相自由旋转地连结上述副杆的前端以及上述主杆；

凸轮机构，对应于上述合闸轴的旋转，使上述副轴摇动；

闩杆，固定于上述副轴并能够摇动；

闩辊销，装配于上述闩杆的前端并能够旋转；

触发杆，被配设为能够相对于上述支撑构造体绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转；

触发辊销，装配于上述触发杆的前端并能够旋转；

触发杆复位弹簧，以使上述触发杆向规定朝向旋转的方式施力；

闩，在与上述触发杆的旋转轴不同的位置固定于该触发杆，被配设为能够绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转，并具有能够与上述闩辊销卡合的前端部；

闩复位弹簧，以使上述闩向规定朝向旋转的方式施力；

螺线杆，被配设为能够相对于上述支撑构造体绕着与上述合闸轴的旋转轴大致平行的旋转轴旋转，并具有能够与上述触发辊销卡合的前端部；

螺线杆复位弹簧，以使上述螺线杆向规定朝向旋转的方式施力；以及

断路用电磁螺线管，用于克服上述螺线杆复位弹簧的施力地进行驱动，推动上述螺线杆，使得从上述合闸状态转变至断路状态，

还构成为：在从上述合闸状态转变至断路状态时，上述螺线杆被上述断路用电磁螺线管推压以使上述螺线杆向上述螺线杆复位弹簧的施力朝向的反方向旋转，上述触发辊销与上述螺线杆的卡合脱开，通过来自上述闩辊销的作用力而使得偏心销以及触发销旋转，上述闩辊销与上述闩的前端部的卡合脱开，由此，通过上述断路弹簧的放能而使得上述闩杆旋转。