开关装置的操作机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及一种利用响应速度快且行程较长的电磁斥力驱动的开关装置的操作机构。
【背景技术】
[0002]关于利用电磁斥力的原理的开关装置的操作机构存在多个提案。但是，其操作机构大多数适用于真空阀。因此，与接点部的行程相当的操作机构的位移虽然依赖于电压级另Ij，但是为比较短的十几毫米以下。
[0003]另外，为了提高从断开指令到开始动作为止的响应速度，提出了一种操作机构，除了电磁斥力机构的固定线圈之外还设置有可动线圈，利用少的电能实现高响应。
[0004]例如，在专利文献I和专利文献2中公开了一种操作机构，具备开关部、可动线圈、断开用固定线圈、闭合用固定线圈、磁闩锁机构。开关部具有能够自由接触或分离的固定电极和可动电极。可动线圈是固定在与可动电极连接的可动轴的中间部的线圈。断开用固定线圈是在可动线圈的轴线方向上配置于可动电极侧，并在与可动线圈之间产生排斥的线圈。闭合用固定线圈是相对于可动线圈固定于断开用固定线圈的相反侧，并在与可动线圈之间产生排斥的线圈。磁闩锁机构是在可动轴的端部利用永磁铁的磁引力的机构。
[0005]这种利用电磁斥力机构的操作机构的特征点在于能够获得高响应、高速度。但是，虽然能够获得高响应、高速度，但另一方面为了增大作用于可动部的加速度，需要使可动部比较牢固。
[0006]为了应对这一情况，在专利文献3中提出了一种将线圈固定接合到可动部的操作机构。在该现有技术中提出了一种通过树脂模塑或清漆将可动线圈粘接并加强的方法。另夕卜，还提出一种在非磁性体的壳体内收纳可动线圈来提高刚性的方法。
[0007]并且，适用于真空断路器的电磁斥力机构需要具备能够保持开路状态或闭路状态下的真空阀内的触点位置的功能。但是，这种位置保持机构的响应性会影响利用电磁斥力机构的开关装置整体的响应时间。为了应对这一情况，除了专利文献I和专利文献2之外，在专利文献4中也提出了一种不需要进行机械性的保持和释放动作的磁闩锁机构。
[0008]在专利文献4中，操作杆被保持为能够在使可动触头相对于固定触头接触或分离的方向上移动。并且，弹性体相对于被限制了移动量的可动部件对操作杆进行施力。设置有用于对可动部件进行保持和吸引驱动的永磁铁，在可动部件固定有操作电磁铁。在可动部件的端部配置有驱动用的弹簧，用作朝向开路动作方向的驱动源。
[0009]进而，在专利文献5中公开了一种适当地制止电磁斥力机构的高速度的动作的技术。在该技术中，与专利文献I和专利文献2同样地，固定线圈配置于断开位置侧和闭合位置侦U。例如，在断开动作中，脉冲电流流过触点侧的固定线圈，可动触点和可动部向断开方向动作。并且，在断开动作结束之前，脉冲电流流过另一方的固定线圈，使其产生电磁斥力以制止动作。由此，对可动部作用有制动力，可动部整体停止。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特开2004-139805号公报
[0013]专利文献2:日本特开2005-78971号公报
[0014]专利文献3:日本特开2002-124162号公报
[0015]专利文献4:日本特开2000-268683号公报
[0016]专利文献5:日本特开平9-7468号公报
【发明内容】
[0017]发明要解决的课题
[0018]在专利文献I和2记载的电磁斥力机构中，为了高效率地使用电能，需要利用铜等良导体构成可动线圈。但是，由于铜的比重大，包括可动线圈在内的可动部整体会变重，成为响应性和速度降低的原因。
[0019]并且，固定线圈和可动线圈适当地分离时，作用于可动线圈的电磁斥力急剧地变弱，在作用有摩擦力等外力的情况下，存在速度在动作中途降低的可能性。因此，难以将电磁斥力机构应用到距离(行程)较长的开关装置的操作机构。
[0020]进而，磁闩锁的可动件为了获得保持力，需要在某种程度上增大可动件和磁轭之间的接触面积，进而需要在断开状态和闭合状态双方的状态下进行保持。因此，可动件变粗变长，可动部整体变重，响应性和速度会降低。
[0021 ]在专利文献3所述的操作机构中，出于提高可动线圈的强度的目的，采用利用树脂模塑等的粘接强化可动线圈的方法或者利用非磁性体的壳体覆盖可动线圈。因此，可动部的重量增大，成为响应性和速度降低的原因。
[0022]在专利文献4所述的操作机构中，在可动部件上固定接合有操作电磁铁绕组。因此，可动部的重量增大，响应性和速度会降低。并且，也不具有用于使开路动作停止的制动装置。因此，动作停止时的冲击力变大，成为各部件的强度降低的原因。
[0023]并且，在行程较长的情况下，为了进行闭路动作需要增大操作电磁铁的电磁力。其理由是因为:闭路动作需要在将开路弹簧蓄势的同时使可动部整体向闭路方向动作，在闭路动作的初始阶段，磁吸引面分离，电磁力变小。为了增大闭路动作的电磁力，需要进一步卷绕更多的操作电磁铁绕组。这样一来，可动部的重量进一步增大，成为开路动作时的响应性和速度降低的原因。
[0024]进而，在专利文献5中，在开路动作的后半部分，在闭合位置侧的固定线圈中流过电流，对可动线圈施加电磁斥力。将该电磁斥力用作可动线圈的制动力而使开路动作停止。由此，停止时的冲击力降低，但开路动作所需要的电能必须增多，存在驱动电源变得大型化的问题。
[0025]本发明的实施方式为了解决上述现有技术的问题而提出，其目的在于提供一种可靠性高的开关装置的操作机构，能够减轻操作机构的可动部的重量，降低驱动所需要的电能，并且能够获得较长的行程以及高响应和高速度，并且能够减小开路动作停止时的冲击力。
[0026]用于解决课题的方案
[0027]作为本发明的实施方式的开关装置的操作机构为了达成上述目的而提出，是一种(a)通过对从开关装置的可动电极延伸出来的可动轴进行操作而使可动电极相对于固定电极接触或分离的操作机构，其特征在于，(b)所述操作机构电磁斥力机构部、磁闩锁部和弹簧驱动部，(C)所述电磁斥力机构部和所述磁闩锁部通过固定部件固定设置于所述开关装置和所述弹簧驱动部之间，(d)所述电磁斥力机构部具有:固定接合于所述固定部件的排斥线圈、固定接合于所述可动轴上的加强板、以及固定接合于所述加强板的排斥环，(e)所述磁闩锁部具有:固定接合于所述固定部件的永磁铁、固定接合于所述永磁铁的闩锁环、以及固定接合于所述可动轴上的可动轭铁，(f)所述弹簧驱动部具有:固定设置于所述固定部件的支承架、固定接合于所述可动轴的端部的弹簧保持板、在所述弹簧保持板和所述支承架之间被配置成包围所述可动轴的开路弹簧、固定设置于所述支承架的缓冲部、以及固定设置于所述支承架的电磁螺线管。
【附图说明】
[0028]图1是表示第一实施方式涉及的开关装置的操作机构的闭路状态的剖视图。
[0029]图2是表示第一实施方式涉及的开关装置的操作机构的开路状态的剖视图。
[0030]图3是表示第一实施方式涉及的开关装置的操作机构的闭路动作中途状态的剖视图。
[0031]图4是表示第一实施方式涉及的开关装置的操作机构的第一电磁螺线管的开路位置的剖视图。
[0032]图5是表示第一实施方式涉及的开关装置的操作机构的第一电磁螺线管的闭路位置的剖视图。
[0033]图6是表示第一实施方式涉及的开关装置的操作机构的第二电磁螺线管的开路位置的剖视图。
[0034]图7是表示第一实施方式涉及的开关装置的操作机构的第二电磁螺线管的闭路位置的剖视图。
[0035]图8是表示第一实施方式涉及的开关装置的操作机构的电磁螺线管的位移和磁引力的关系的说明图。
[0036]图9是表示第二实施方式涉及的开关装置的操作机构的闭路状态的剖视图。
【具体实施方式】
[0037][第一实施方式]
[0038]参照图1?图8说明第一实施方式涉及的开关装置的操作机构。
[0039][结构]
[0040]参照图1说明本实施方式的结构。本实施方式是与开关装置I连接并对其开关进行操作的操作机构6。
[0041][开关装置]
[0042]首先说明开关装置I的结构。开关装置I具有压力容器2、固定电极3、可动电极4、可动轴5。压力容器2是收纳有绝缘性气体的气密容器。固定电极3是圆柱状的导电性部件，其一端固定于压力容器2的内部。可动电极4是具有下底面的圆筒状的导电性部件，其上部的开口端与固定电极3相对配置。
[0043]可动轴5是圆柱状的导电性部件，其一端固定于可动电极4的下底部。可动轴5与固定电极3同轴，其一部分从可动电极4贯穿压力容器2的气密孔2a并向外部延伸。可动轴5通过利用后述的操作机构6向轴方向移动而使可动电极