开关的制作方法
【专利摘要】本发明涉及开关。根据实施方式的开关包括：第一接触件，所述第一接触件在断开状态和闭合状态之间切换；第二接触件，所述第二接触件在断开状态和接地状态之间切换；操作杆；以及旋转构件，所述旋转构件根据所述操作杆的操作而旋转预定角度。此外，所述开关包括：第一凸轮，所述第一凸轮借助与所述旋转构件沿一个方向的旋转相联动地旋转来断开以及闭合所述第一接触件；以及第二凸轮，所述第二凸轮借助与所述旋转构件沿另一方向的旋转相联动地旋转来断开以及闭合所述第二接触件。
【专利说明】开关
【技术领域】
[0001]本文所讨论的实施方式涉及开关。
【背景技术】
[0002]在变电设备等中使用的常规开关包括气体绝缘开关。这种开关的一个示例是这样的已知开关，其中公共操作装置使得第一接触件和第二接触件执行切换操作，所述第一接触件在断开状态和闭合状态之间切换，所述第二接触件在断开状态和接地状态之间切换。
[0003]与上述常规技术相关的文献例如包括日本专利申请特开第2011-146199号公报。
[0004]包括在上述文献中公开的开关的常规开关在断开状态、闭合状态和接地状态之间手动或自动地切换，且因此在确保执行切换操作的机构方面仍存在改进空间，例如减少尺寸。
[0005]鉴于上述获得实施方式的一方面，实施方式的一方面的目的在于提供一种尺寸减小并且具有更高可靠性的开关。
【发明内容】
[0006]根据实施方式的一方面的开关包括:第一接触件，所述第一接触件在断开状态和闭合状态之间切换；第二接触件，所述第二接触件在断开状态和接地状态之间切换；操作杆；以及旋转构件，所述旋转构件根据所述操作杆的操作而旋转预定角度。此外，所述开关包括:第一凸轮，所述第一凸轮借助与所述旋转构件沿一个方向的旋转相联动地旋转来断开以及闭合所述第一接触件；以及第二凸轮，所述第二凸轮借助与所述旋转构件沿另一方向的旋转相联动地旋转来断开以及闭合所述第二接触件。
[0007]根据实施方式的一方面，由于可借助使用具有简单机构的一个操作杆来执行在第一接触件的断开状态和闭合状态之间的切换以及在第二接触件的断开状态和接地状态之间的切换，因此操作容易并且能够减小该开关的尺寸。此外，能够在断开状态、闭合状态和接地状态之间确定地执行切换；因此能够确保高的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是示出了根据实施方式的开关的外观的说明图；
[0009]图2是开关的电路图；
[0010]图3是示出了开关的操作单元的说明图；
[0011]图4是示出了整个开关的内部结构的说明图；
[0012]图5是示出了操作单元的凸轮机构的说明图；
[0013]图6A是当从一个侧向看时凸轮机构的立体图；
[0014]图6B是当从另一侧向看时凸轮机构的立体图；
[0015]图7是示出了凸轮机构的操作状态的说明图；以及
[0016]图8的(a)、(b)、(c)和图9的(a)、(b)、(C)是示出了操作单元的肘杆机构的操作的示例的示意性说明图。
【具体实施方式】
[0017]在下文中，将参考附图详细地阐述在本申请中公开的开关的实施方式。图1是示出了根据实施方式的开关10的外观的说明图。图2是开关10的电路图。图3是示出了开关10的操作单元4的说明图，并且图4是示出了整个开关10的内部结构的说明图。在下文中，将针对其中开关10例如是设置在地下的接地开关的情况进行说明；但是，本发明不局限于该实施方式。
[0018]如图1所示，根据本实施方式的开关10包括固定在布置框架30上的矩形盒状外壳20，并且在该开关中包括由如图2所示的电路表示的切换装置11。具体地，切换装置11设置有切换单元3，所述切换单元包括位于连接在第一馈线I和第二馈线2之间的电路中间的第一接触件31和第二接触件32。第一接触件31在断开状态和闭合状态之间切换。第二接触件32在断开状态和接地状态之间切换。通常，当在开关10上执行维护时，第二接触件32闭合从而处于接地状态。
[0019]根据本实施方式的开关10的外壳20填充有绝缘气体。如图3所示，切换装置11被容纳在外壳20中，所述切换装置11包括分别与三相(U相、V相和W相)对应的第一切换装置11a、第二切换装置Ilb和第三切换装置11c。在该实施方式中，SF6 (六氟化硫)被用作绝缘气体；但是，绝缘气体可被合适地选择。
[0020]切换装置Ila至Ilc沿外壳20的纵向方向平行设置，并且均包括作为切换单元3的第一接触件31和第二接触件32。切换装置Ila至Ilc操作地联接到操作单元4，所述操作单元断开以及闭合第一接触件31和第二接触件32。在本实施方式中，切换装置Ila至Ilc中的每个在一些情况下均被统称为切换装置11。
[0021]如图1所示，作为主配线的第一馈线I和第二馈线2被连接到外壳20的一侧的主表面101，以用于三相(U相、V相和W相)中的每个。旋转轴40a操作地连接到切换装置Ila至11c，并且以突出的方式可旋转地设置在外壳20的一侧的侧表面102上。
[0022]如图1和图3所示，操作杆6的基端部被附接到旋转轴40a，使得旋转轴40a能从外部被旋转。具体地，虽然在操作杆6的基端部中形成有连接孔62，但是在操作杆6的末端部中形成有圆形线缆连接孔61，并且操作线缆7的向上延伸的一端被连接到线缆连接孔61。
[0023]例如通过向上拉动朝向地面延伸的操作线缆7，旋转轴40a可经由操作杆6来旋转。如图1所示,在侧表面102上设置指示单元14a和指示单元14b,所述指示单元14a指示第一接触件31的切换状况，所述指示单元14b指示第二接触件32的切换状况。
[0024]如图1所示，操作杆6选择性地安装处于第一安装状态(由实线表示)和第二安装状态(由虚线表示)，所述第二安装状态从第一安装状态逆时针移位大约90°。换言之，连接孔62可被连接在第一安装状态和第二安装状态中的任何安装状态，所述第一安装状态将在下文描述的凸轮机构4A的旋转构件40的旋转方向限定为沿第一方向，所述第二安装状态将旋转构件40的旋转方向限定为沿第二方向。具体地，旋转轴40a的末端被加工成矩形形状(见图5)，并且操作杆6的连接孔62形成为与旋转轴40a对应的矩形形状。
[0025]在该实施方式中，在第一安装状态切换装置11可被设置为接通(闭合电路)，并且在第二安装状态切换装置11可被接地。换言之，在第一安装状态可以借助第一接触件31而在断开状态和闭合状态之间切换，并且在第二安装状态可以借助第二接触件32而在断开状态和接地状态之间切换。
[0026]不太常见的是将切换装置11设置为接地状态；因此如图1和图4所示，锁键(lockkey) 9需要被释放以将操作杆6设定到第二安装状态，从而操作杆6不会由于失误而被设定到第二安装状态。如图4所示，在不使用状态，操作杆6通过被钩在设置于外壳20的侧表面102上的销状钩上而被存放。
[0027]用于悬置开关10的吊环螺栓21被附接在外壳20的顶表面104的四个角部处。引导操作线缆7的线缆引导件71被设置成在吊环螺栓21和21的位于侧表面102侧的两个吊环螺栓之间延伸，旋转轴40a以突出的方式设置在所述侧表面102侦U。
[0028]将参考图3至图9来描述包括上述旋转轴40a和操作杆6的操作单元4的构造以及切换装置11经由操作单元4的操作。图5是示出了操作单元4的凸轮机构4A的说明图。图6A是当从一个侧向看时凸轮机构4A的立体图，图6B是当从另一侧向看时凸轮机构4A的立体图，图7是示出了凸轮机构4A的操作状态的说明图。
[0029]如图3和图4所示，被容纳在外壳20中的切换装置I la、I Ib和Ilc均包括第一接触件31和第二接触件32。第一接触件31通过与销状的第一切换构件33a分离以及与其接触而可在断开状态和闭合状态之间切换，第二接触件32通过与销状的第二切换构件33b分离以及与其接触而可在断开状态和接地状态之间切换。
[0030]第一切换构件33a和第二切换构件33b沿大致竖直方向彼此同轴地设置，并且第一切换构件33a连接到第一传动轴34a，第二切换构件33b被连接到第二传动轴34b。在图4中，未不出第一传动轴34a和第二传动轴34b。
[0031]操作单元4是使得第一传动轴34a和第二传动轴34b绕轴中心旋转的机构。换言之，操作单元4包括操作杆6和旋转轴40a,所述旋转轴40a根据操作杆6的操作而旋转预定角度，并且所述操作单元还包括凸轮机构4A,所述凸轮机构包括固定到旋转轴40a的旋转构件40。
[0032]如图5和图6A、6B所示，凸轮机构4A包括第一凸轮41和第二凸轮42。第一凸轮41通过与旋转构件40沿一个方向(在该实施方式中，顺时针)的旋转相联动地旋转而断开和闭合第一接触件31。第二凸轮42通过与旋转构件40沿另一方向(在该实施方式中，逆时针)的旋转相联地旋转而断开和闭合第二接触件32。图5所示的凸轮机构4A的状态处于中立状态，在该中立状态，第一接触件31和第二接触件32都断开。在本文中，第一切换装置例如对应于第一凸轮41和第一接触件31，并且是用于在断开状态和闭合状态之间切换的装置。第二切换装置例如对应于第二凸轮42和第二接触件32，并且是用于在断开状态和接地状态之间切换的装置。此外，操作装置例如对应于操作杆6和旋转构件40。操作装置是用于选择第一切换装置和第二切换装置中的一者的装置，使得在所选择的装置是第一切换装置的情况下仅第一切换装置操作，并且使得在所选择的装置是第二切换装置的情况下仅第二切换装置操作。在该情况下，当改变所选择的装置时，所选择的装置借助断开状态而改变至第一切换装置或第二切换装置。
[0033]第一凸轮41被固定到第一旋转轴410，第二凸轮42被固定到第二旋转轴420。第一凸轮41和第二凸轮42设置成彼此面对，而在这两个凸轮之间具有旋转构件40，使得第一旋转轴410、第二旋转轴420以及旋转构件40的旋转轴40a大致沿同一直线定位。在图6A和6B中，未示出旋转轴40a、第一旋转轴410和第二旋转轴420，并且如图6A和6B所示，在旋转构件40中设置有旋转轴连接孔404，并且在第一凸轮41和第二凸轮42中分别设置有旋转轴连接孔413和423。
[0034]旋转构件40形成为以旋转轴40a (旋转轴连接孔404)为中心的大致盘形形状，并且沿外周的大致一半设置有接合部400，所述接合部接合第一凸轮41和第二凸轮42。换言之，第一至第四接合销405a至405d沿旋转构件40的外周的大致一半以突出的方式设置。第一凹进部401形成于相邻的第一接合销405a和第二接合销405b之间。以相似的方式，第二凹进部402形成于第二接合销405b和第三接合销405c之间，并且第三凹进部403形成于第三接合销405c和第四接合销405d之间。
[0035]此外，在第一凸轮41中形成有第一接合凹进部411和第二接合凹进部412，所述第一接合凹进部411接合第一接合销405a，所述第二接合凹进部412接合第二接合销405b。此外，在第二凸轮42中形成有第一接合凹进部421和第二接合凹进部422，所述第一接合凹进部421接合第四接合销405d，所述第二接合凹进部422接合第三接合销405c。
[0036]此外，供固定第一凸轮41的第一旋转轴410经由将在下文描述的第一肘杆机构4B1 (见图3和图4)被操作地连接到第一传动轴34a。此外，供固定第二凸轮42的第二旋转轴420经由将在下文描述的第二肘杆机构4B2 (见图3和图4)被操作地连接到第二传动轴 34b。
[0037]借助该构造，当旋转构件40顺时针旋转时，首先，第一接合销405a接合第一凸轮41的第一接合凹进部411，接着，第二接合销405b接合第二接合凹进部412，由此使得第一凸轮41逆时针旋转。
[0038]比较而言，当旋转构件40逆时针旋转时，首先，第四接合销405d接合第二凸轮42的第一接合凹进部421，接着，第三接合销405c接合第二接合凹进部422，由此顺时针旋转第二凸轮42。
[0039]此外，在本实施方式中，如图3所示，包括作为驱动源的马达8，所述马达操作地连接到所述第一凸轮41。具体地，第一凸轮41可经由未示出的减速器由来自马达8的动力传输而被直接旋转，而不使用与操作杆6的操作联动地旋转的旋转构件40。换言之，通过借助远程驱动马达8来直接旋转第一凸轮41，根据本实施方式的开关10可执行在断开状态和闭合状态之间的切换。马达8是驱动机构的一个示例，并且驱动机构不局限于马达并且可以是致动器，例如气缸或液压缸。在本文中，马达8对应于用于直接操作第一切换装置而不使用包括旋转构件40的操作机构的驱动装置。
[0040]比较而言，断开状态和接地状态之间的切换受限制，使得仅通过使用操作杆6的手动操作来执行。
[0041]此外，第一凸轮41包括止动件，其限制第一凸轮41的旋转。换言之，如图5至图6B所示，止动销43沿与旋转构件40的第一接合销405a至第四接合销405d相反的方向以突出的方式在第一凸轮41上设置在第一接合凹进部411和第二接合凹进部412之间。止动销43通过在预定状况下与旋转构件40接触来限制第一凸轮41的旋转。止动件的形状不局限于销形状，例如止动销43的形状，并且只要止动件具有突出形状以用作通过与旋转构件40接触的止动件即可。[0042]在本实施方式中，预定状况是:在其中第二接触件32闭合的接地状态下，使得第一凸轮41沿将第一接触件31设定到闭合状态的方向旋转的力强制地起作用。因此，在该情况下，止动销43通过接触旋转构件40来限制第一凸轮41的旋转。在该情况下，第一切换装置包括操作限制装置，当使得第一切换装置沿使第一切换装置闭合的方向操作而使其处于闭合状态的力被强制地施加到当前状态是接地状态的第一切换装置时，所述操作限制装置用于限制所述第一切换装置的操作。在本文中，操作限制装置对应于作为止动件的止动销43。
[0043]换言之，如图7所示，在其中第二接触件32闭合的接地状态中，凸轮机构4A处于其中旋转构件40从图5的中立状态逆时针旋转大约90°并且第二凸轮42顺时针旋转大约90°的状态。另一方面，第一凸轮41并不从图5的中立状态改变。
[0044]考虑到如下情况:指令信号例如由于错误操作而从外部被发送到马达8，并且如上所述，从图7所示的状态，使得第一凸轮41沿将第一接触件31闭合的方向(逆时针)旋转的力由马达8施加到第一凸轮41。在该情况下，如图7所示，由于止动销43接触旋转构件40的周面，因此防止第一凸轮41的进一步旋转。在本实施方式中，当例如限制第一凸轮41的旋转为2秒，那么至马达8的指令信号的传输被控制成停止。
[0045]在本实施方式中，由于第一凸轮41和第二凸轮42通过使用相同构件而形成，因此止动销43还以突出的方式设置在第二凸轮42上；然而，可省除以突出的方式设置在第二凸轮42上的止动销43。
[0046]此外，操作单元4包括肘杆机构4B (第一肘杆机构4B1和第二肘杆机构4B2)。肘杆机构4B可即刻驱动第一切换构件33a和第二切换构件33b，所述第一切换构件和第二切换构件设置成沿与凸轮机构4A协作的闭合方向与所述第一接触件31和第二接触件32接触以及从所述第一接触件31和第二接触件32分离。图8中和图9是示出了操作单元4的肘杆机构4B的操作的示例的示意性说明图，其中图8示出了第一肘杆机构4B1的操作，图9示出了第二肘杆机构4B2的操作。
[0047]如图8所示，开关10的操作单元4包括第一肘杆机构4B1，所述第一肘杆机构操作地连接到与第一切换构件33a连接的第一传动轴34a,所述第一切换构件33a断开以及闭合第一接触件31，并且所述第一肘杆机构操作地连接到供固定第一凸轮41的第一旋转轴410。此外，如图9所示，操作单元4包括第二肘杆机构4B2，所述第二肘杆机构操作地连接到与断开和闭合所述第二接触件32的第二切换构件33b连接的第二传动轴34b，并且所述第二肘杆机构操作地连接到供固定第二凸轮42的第二旋转轴420。
[0048]首先，将描述第一肘杆机构4B1的构造和操作。如图8所示，第一肘杆机构4B1使得第一板45被固定到连接轴451，所述连接轴操作地连接到第一凸轮41的第一旋转轴410。此外，第二板46可旋转地设置到连接轴451。此外，如图8所示，弹簧48在轴体452与轴体461之间被拉伸，所述轴体452设置在第一板45的末端部处，所述轴体461设置在第二板46的面对轴体452的一端处，其中第三板47位于所述轴体452与轴体461之间。
[0049]此外，第二板46形成为能够与支承第一传动轴34a的第三板47相互作用。例如，当第一传动轴34a处于第一姿势时(图8中的(a)和(b))，第一切换构件33a处于断开状态；并且当第一传动轴34a采取第二姿势时(图8中的(c))，第一切换构件33a接触第一接触件31从而处于闭合状态。[0050]此外，第一链轮83和第一板45 —起被固定到第一肘杆机构4B1的连接轴451，并且环形链81卷绕在第一链轮83和固定于马达8的驱动轴80的第二链轮82之间。因此，当马达8被驱动时，连接轴451可借助第一链轮83旋转，结果，第一板45可被旋转。
[0051]将描述在从断开状态切换至闭合状态的情况下第一肘杆机构4B1的操作。为了闭合第一接触件31，马达8从图8中的(a)所示的初始状态被驱动，以使得第一板45逆时针旋转，如图8中的(b)所示。
[0052]然后，在第一板45和第二板46之间被拉伸的弹簧48逐渐伸长，并且在图8中的(b)所示的状态下出现最大张力。当第一板45由于马达8的驱动而进一步逆时针旋转时，弹簧48超过死点并且弹簧48快速地收缩。在弹簧48收缩的情况下，形成为能够与第三板47相互作用的第二板46即刻绕轴体461顺时针旋转，并且使得第一传动轴34a逆时针摆动，如图8中的(c)所示。借助该系列操作，操作地连接到第一传动轴34a的第一切换构件33a接触第一接触件31从而处于闭合状态。在本实施方式中，通过使用马达8来执行切换；但是，通过使用操作杆6以将旋转构件40手动顺时针旋转而不使用马达8，还可以借助凸轮机构4A执行从断开状态至闭合状态的切换。
[0053]接下来，将参考图1、图3和图9来描述在从断开状态切换至接地状态的情况下第二肘杆机构4B2的操作。虽然第二肘杆机构4B2与第一肘杆机构4B1的不同之处在于该第二肘杆机构4B2不连接到马达8，但是第二肘杆机构4B2的基本结构与第一肘杆机构4B1中的相同；因此，与第一肘杆机构4B1中的部件实现相同功能的部件用相同的附图标记表示，并且将省除对所述部件的构造的说明。
[0054]图9中的(a)和(b)中的第二传动轴34b的姿势是第一姿势，在该第一姿势第二切换构件33b处于断开状态。比较而言，图9中的(c)中所示的第二传动轴34b的姿势是第二姿势。当第二传动轴34b采用第二姿势时，第二切换构件33b接触第二接触件32从而处于接地状态。
[0055]将描述在从断开状态切换至接地状态的情况下第二肘杆机构4B2的操作。为了从断开状态切换至接地状态，执行通过使用操作杆6的手动操作。
[0056]首先，操作杆6被再附接到旋转构件40的旋转轴40a，使得操作杆6处于由图1中的虚线所示的第一安装状态。然后，通过向上拉动操作线缆7来逆时针旋转操作杆6，由此将凸轮机构4A的旋转构件40逆时针旋转。因此，从图9中的(a)所示的初始状态，第二凸轮42顺时针旋转(见图3、图5和图7)并且第一板45也顺时针旋转，如图9中的(b)所示。
[0057]接着，在第一板45和第二板46之间被拉伸的弹簧48逐渐伸长，并在图9中的(b)所示的状态下出现最大张力。当操作杆6进一步升高时，第一板45进一步顺时针旋转并且弹簧48超过死点。然后，弹簧48快速收缩。在弹簧48收缩的情况下，第二板46即刻围绕轴体461逆时针旋转并且使得第二传动轴34b顺时针摆动，如图9中的(c)所示。借助该系列操作，操作地连接到第二传动轴34b的第二切换构件33b接触第二接触件32从而处于接地状态。
[0058]如上所述根据本实施方式的开关10可借助使用具有简单机构的一个操作杆6来执行在第一接触件31的断开状态和闭合状态之间的切换以及在第二接触件32的断开状态和接地状态之间的切换。因此，埋入地下的开关10可减小尺寸，具有优良的操作性，并具有
高的可靠性。[0059]已经在上文通过实施方式描述了开关10 ;但是，例如操作单元4的凸轮机构4A和肘杆机构4B等的构造可被合适地改变。
【权利要求】
1.一种开关，所述开关包括: 第一接触件，所述第一接触件在断开状态和闭合状态之间切换； 第二接触件，所述第二接触件在断开状态和接地状态之间切换； 操作杆； 旋转构件，所述旋转构件根据所述操作杆的操作而旋转预定角度； 第一凸轮，所述第一凸轮借助与所述旋转构件沿一个方向的旋转相联动地旋转来断开以及闭合所述第一接触件；以及 第二凸轮，所述第二凸轮借助与所述旋转构件沿另一方向的旋转相联动地旋转来断开以及闭合所述第二接触件。
2.根据权利要求1所述的开关，所述开关还包括驱动源，所述驱动源操作地连接到所述第一凸轮并且直接旋转所述第一凸轮。
3.根据权利要求1或2所述的开关，其中，所述第一凸轮包括止动件，所述止动件通过与所述旋转构件接触来限制所述第一凸轮的旋转。
4.根据权利要求1或2所述的开关，其中，所述操作杆构造成以可拆卸的方式附接到所述旋转构件的旋转轴。
5.根据权利要求 1或2所述的开关，其中，所述旋转构件形成为以旋转轴为中心的大致盘形形状，并且所述旋转构件包括沿外周的大致一半的接合部，所述接合部与所述第一凸轮和所述第二凸轮接合。
6.根据权利要求5所述的开关，其中:所述第一凸轮被固定到第一旋转轴，所述第一旋转轴操作地连接到所述第一接触件；所述第二凸轮被固定到第二旋转轴，所述第二旋转轴操作地连接到所述第二接触件；所述第一凸轮和所述第二凸轮设置成使得所述旋转构件位于该第一凸轮和该第二凸轮之间，使得所述第一旋转轴、所述第二旋转轴、以及所述旋转构件的旋转轴大致沿同一直线定位；并且 所述第一凸轮和所述第二凸轮均包括凹进部，所述凹进部与形成于所述旋转构件的所述接合部中的接合销接合。
7.根据权利要求6所述的开关，所述开关还包括: 第一肘杆机构，所述第一肘杆机构操作地连接到与所述第一接触件所用的切换构件连接的第一传动轴，并且操作地连接到供固定所述第一凸轮的所述第一旋转轴；以及 第二肘杆机构，所述第二肘杆机构操作地连接到与所述第二接触件所用的切换构件连接的第二传动轴，并且操作地连接到供固定所述第二凸轮的所述第二旋转轴。
8.一种开关，所述开关包括: 第一切换装置，所述第一切换装置用于在断开状态和闭合状态之间切换； 第二切换装置，所述第二切换装置用于在断开状态和接地状态之间切换；以及操作装置，所述操作装置用于选择所述第一切换装置和所述第二切换装置中的一者，在所选择的装置是所述第一切换装置的情况下仅使得所述第一切换装置操作，在所选择的装置是所述第二切换装置的情况下仅使得所述第二切换装置操作。
9.根据权利要求8所述的开关，其中，当改变所选择的装置时，所选择的装置经由所述断开状态改变至所述第一切换装置或改变至所述第二切换装置。
10.根据权利要求8所述的开关，所述开关还包括驱动装置，所述驱动装置用于直接操作所述第一切换装置而不使用所述操作装置。
11.根据权利要求10所述的开关，其中，所述第一切换装置包括操作限制装置，当使得所述第一切换装置沿使所述第一切换装置闭合的方向操作而使其处于闭合状态的力被强制地施加到当前状态是接地状态的所述第一切换装置时，所述操作限制装置限制所述第一切换装置的操作。
【文档编号】H01H3/42GK103681026SQ201310061040
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年2月27日 优先权日:2012年9月20日
【发明者】安东德男 申请人:株式会社安川电机