遮蔽器的操作装置 【技术领域】
本发明涉及例如在电力系统发生故障时能遮蔽电力系统以保护电力系统的电力用遮蔽器，特别是涉及该电力用遮蔽器的操作装置。
背景技术
通常，在电力用遮蔽器(以下称为遮蔽器)的操作装置中设置有以根据来自外部的电气投入指令信号来关闭主接点为其目的的电磁铁。该电磁铁具有可进退动作地被支承的柱塞以及将投入指令信号变换为电磁力、利用该电磁力驱动柱塞的线圈。并且，当出现投入指令信号时，该电磁铁使柱塞前进或后退，利用该动作来关闭遮蔽器的主接点(例如参照日本专利特许第3271512号公报第3页、图1)。
在这种结构的遮蔽器的操作装置中设置有双重投入防止机构，以防止因遮蔽器投入中出现错误而在重新投入时损坏遮蔽器。在该双重投入防止机构中，大多是采用双重投入防止销。即，该双重投入防止机构具有双重投入防止销，该双重投入防止销设置在从对应于主接点的开状态的第1角度位置向对应于闭状态地第2角度位置驱动用的输出柄上，当输出柄处于第2角度位置时，将投入触发器直接推压于待机位置，处于第1角度位置时，则不与投入触发器接触(例如参照日本专利特许第3271512号公报第3页、图1)。并且，在该操作装置上设置有强力的投入弹簧，其目的是克服电极的反弹力、能可靠且高速地将主接点关闭。该投入弹簧的施加力例如可达2000N(牛顿)以上，非常之大。
又，在这种结构的遮蔽器的操作装置中，例如设置有手动操作机构，以确认遮蔽器的动作为其目的，当未有来自外部的电气投入指令信号时也能由手动操作来关闭主接点。该手动操作机构因功能是辅助性的，故希望该构造简单化。为此，手动操作机构通常大多是由可进退动作地设置于遮蔽器框体上的手动按钮以及设置于该手动按钮与电磁铁的柱塞之间、将手动按钮的动作传递给柱塞的力传递机构所构成。
这种结构还可见日本专利特许2000-207967号公报和日本专利实用新案登录第2546305号公报。
在这种结构的遮蔽器的操作装置中，输出柄在从第1角度位置高速地移动到第2角度位置时发生大冲击力。并且，输出柄从第1角度位置高速地移动到第2角度位置时，输出柄将双重投入防止销上推，双重投入防止销推压投入触发器使其返回待机位置。这样，由输出柄发生的大冲击力通过双重投入防止销传递给投入触发器。该冲击力再通过上述的力传递机构传递到手动按钮。
采用上述的手动操作机构，在由手动操作进行遮蔽器的投入时，若按压手动按钮进行投入操作，则在结束该投入的同时，在与按压手动按钮方向相反的方向上会出现一股回推的强力。
回推该手动按钮的强力就是上述的投入弹簧所施加的力和上述力传递机构动作时的惯性力矩的合力，其力大于2000N，是一种大大超越人的操作力的值。这样，若手没有立即离开手动按钮，则会发生碰伤手指等不良现象，操作性差。
为了解决上述的课题，本发明目的在于，提供一种即使在手动操作遮蔽器的场合下也能轻松操作的遮蔽器的操作装置。
【发明内容】
本发明的遮蔽器的操作装置，包括：配设在遮蔽器的框体上、根据投入和开放指令信号进行开闭动作的主接点；未有投入指令信号时处于待机位置、当出现投入指令信号时向动作位置驱动的投入触发器；当投入触发器处于待机位置时由投入触发器限制回转、当投入触发器处于动作位置时由驱动装置驱动的凸轮；随着凸轮的回转、从对应于主接点的开状态的第1角度位置向对应于闭状态的第2角度位置驱动且与主接点连结的输出柄；以及与凸轮连结、向输出柄施加第2角度位置侧方向力的投入弹簧，其特征在于，具有投入电磁铁和手动投入部，所述投入电磁铁具有面向投入触发器可进退动作的可动柱塞以及将投入指令信号变换为电磁力、利用电磁力向可动柱塞施力的投入线圈，在出现投入指令信号时使可动柱塞前进，使投入触发器移动到动作位置；所述手动投入部具有设置于遮蔽器的框体上可进退动作的手动按钮以及将手动按钮的动作传递给投入触发器的力传递机构，将施加于手动按钮的推压力传递给投入触发器，使投入触发器移动到动作位置；力传递机构具有弹性体，该弹性体使2个构件之间具有力传递方向的弹性，弹性体在进行的途中将在输出柄从第1角度位置向第2角度位置移动时发生的、通过力传递机构向手动按钮侧传递的冲击力吸收掉。
综上所述，本发明的力传递机构具有弹性体，该弹性体能使2个构件之间具有力传递方向的弹性，该弹性体在进行途中将在输出柄从第1角度位置向第2角度位置移动时发生的、通过力传递机构向手动按钮侧传递的冲击力吸收掉。这样，不会出现大的反弹力向手动按钮返回而碰伤操作者手指的不良现象，可获得即使在手动操作遮蔽器的场合下也能轻松操作的遮蔽器的操作装置。
附图的简单说明
图1为表示本发明实施例1的遮蔽器的手动操作装置的要部立体图。
图2为图1的遮蔽器的手动操作装置的要部纵剖面图。
图3为表示图1的遮蔽器的输出柄的第1角度位置的说明图。
图4为表示图1的遮蔽器的输出柄的第2角度位置的说明图。
图5为表示图1的遮蔽器的手动操作装置的遮蔽器开极状态的侧面图。
图6为表示图1的遮蔽器的手动操作装置的遮蔽器投入状态的侧面图。
图7为详细表示图1的螺旋盘簧的立体图。
图8为表示本发明实施例2的遮蔽器的手动操作装置的遮蔽器开极状态的侧面图。
图9为表示本发明实施例3的遮蔽器的手动操作装置的遮蔽器开极状态的侧面图。
图10为表示本发明实施例4的遮蔽器的手动操作装置的手动投入部的要部的侧面图。
图11为表示本发明实施例5的遮蔽器的手动操作装置的手动投入部的要部的侧面图。
图12为表示本发明实施例6的遮蔽器的手动操作装置的手动投入部的要部的侧面图。
图13为表示本发明实施例7的遮蔽器的手动操作装置的遮蔽器投入状态的侧面图。
【具体实施方式】
实施例1
图1为表示本发明实施例1的遮蔽器的手动操作装置的要部立体图。图2为手动操作装置的要部纵剖面图。图3和图4为表示手动操作装置的输出柄的2个角度位置的说明图。图5为表示手动操作装置的遮蔽器开极状态的侧面图。图6为表示手动操作装置的遮蔽器投入状态的侧面图。在图1和图2中，本发明的遮蔽器的手动操作装置包括：机械性防止遮蔽器的双重投入的双重投入防止部100；按照从外部来的电气性投入指令信号进行动作、出现该投入指令信号时将遮蔽器的主接点1关闭的投入电磁铁200；以及例如以确认遮蔽器的动作为其目的、在未有上述投入指令信号时通过手动操作使投入电磁铁200的可动柱塞68强制性移动来关闭遮蔽器的主接点1的手动投入部300。
双重投入防止部100的输出柄50通过输出销67与遮蔽器的主接点1连结。输出柄50被固定在贯通输出柄50的主轴49上。如图2所示，主轴49由设置于框体99的2个轴承99a、99b回转自如地支承。再回到图1，在框体99与输出柄50之间悬架着脱开弹簧61。
输出柄50在将主轴49作为中心摆动的图3所示的第1角度位置101与图4所示的第2角度位置102之间进行往复动作。图3所示的第1角度位置101表示将遮蔽器的主接点1打开的遮蔽器开极状态，与图5相对应。图4所示的第2角度位置102表示将遮蔽器的主接点1关闭的遮蔽器投入状态，与图6相对应。另外，图3和图4中的线98是表示水平方向的说明辅助线。
再回到图1，在凸轮轴48上固定着凸轮69。凸轮轴48被回转自如地支承在框体99的未图示的部分。凸轮69通过未图示的电机等驱动，每回转1圈推动1次输出柄50。并且，以能将凸轮69推动的输出柄50保持于第2角度位置(主接点1关闭的位置)102为其目的，将脱开闩锁51与凸轮69邻接状设置。
投入电磁铁200设置在所定位置，根据来自未图示的外部控制装置的投入指令信号或者手动按钮75的投入动作而产生作动，朝双重投入防止部100方向将可动柱塞68推出。投入电磁铁200具有可动柱塞68以及投入线圈60，所述可动柱塞68设置成可进退动作，所述投入线圈60围绕该可动柱塞68设置，将从外部来的投入指令信号变换为电磁力，利用该电磁力，对可动柱塞68施加双重投入防止部100侧的方向力。
在投入电磁铁200的下方设置有被可动柱塞68推压并以触发轴55为中心摆动的投入触发器58。未有投入指令信号时，投入触发器58被复位弹簧65推压处于待机位置，一旦有了投入指令信号，则被可动柱塞68推压，只要主接点1处于开极状态，就向图3虚线所示的动作位置581移动(摆动)。B销63回转自如地轴支承在与凸轮轴48固接的大齿轮57上。投入触发器58的前端部与该B销63接触，阻止大齿轮57的回转。在大齿轮57与框体99之间悬架着投入弹簧62。
在从输出柄50上的主轴49分离的位置上设置有与主轴49平行的轴承71。该轴承71上插入有双重投入防止销70的一端，可回转自如。如图2的纵剖面图所示，双重投入防止销70具有2个部位的包含大体近似于90°弯曲部的L字形部，该两端部被弯曲成相互大致平行的状态。
如图2所示，在框体99上穿设有长圆孔(导孔)72。另外，对于长圆孔72，图3至图6中只示出了孔。双重投入防止销70的运动方向由该长圆孔72引导。长圆孔72被设置成其长轴方向在以投入触发器58的触发轴55为中心的圆形运动的接线方向(与投入触发器58接触的部分的运动方向)上的尺寸较长的状态，该位置设于贯通该长圆孔72的双重投入防止销70与投入触发器58的端部抵接的位置。
如图3所示，主接点1处于开状态时，输出柄50处于第1角度位置101。此时，轴承71处于主轴49的左上方，双重投入防止销70的前端部分向长圆孔72的下方移动。这样，在投入触发器58与双重投入防止销70之间存在充分的间隙，双重投入防止销70对投入触发器58的动作不作限制。
一旦出现了投入指令信号，则投入电磁铁200作动，可动柱塞68将投入触发器58按下(图3中用581表示)。由此，B销63与被按下的投入触发器581分离，通过未图示的电机等驱动装置驱动大齿轮57，朝图1的箭头G方向回转，通过凸轮轴48与该大齿轮57一体化的凸轮69进行回转，凸轮69推动输出柄50，将该位置从第1角度位置101移动至第2角度位置102。由此将主接点1关闭，成为图4的状态。
当然，在输出柄50从第1角度位置101向第2角度位置102移动时，因双重投入防止销70的轴承71移动，故双重投入防止销70也从图3的位置向图4的位置移动。
如图4所示，主接点1处于投入状态时，输出柄50处于第2角度位置102。此时，轴承71处于主轴49的右上方，双重投入防止销70的前端部分向长圆孔72的上方移动。并且，投入触发器58因被双重投入防止销70推压，故不能自由移动。
在此状态下，一旦出现了投入指令信号，则投入电磁铁200作动，可动柱塞68准备要将投入触发器58按下。但是，因双重投入防止销70妨碍了投入触发器58的动作，故投入触发器58不能移动，凸轮轴48也不回转。由此可防止双重投入操作。
图6表示输出柄50的投入状态的手动操作装置。手动按钮支架79通过2个轴承79a、79b沿进退方向可移动地将手动投入杆74支承。手动按钮支架79通过螺栓80a、80b与未图示的操作机构构架进行螺纹式固定。在手动投入杆74的一端设置手动按钮75，而手动投入杆74的另一端则通过销子78与弹性体即螺旋盘簧73的勾子部73b卡合。
如图7所示，螺旋盘簧73是将1根弹簧棒材弯曲制成，由弹簧棒材的中央部弯曲成V字状的作用部73a、将弹簧棒材的两端部折返成形的勾子部73b、73b、以及在作用部73a与勾子部73b、73b的中间卷绕成弹簧状的中央螺旋部(支点部)73c构成。从侧方看时，螺旋盘簧73是一种将中央螺旋部73c作为角部、将作用部73a和勾子部73b作成大致直角的形状。螺旋盘簧73轴支承于D销77上，形成使悬架于手动按钮支架79的D销77贯通中央螺旋部73c并以D销77为中心摆动的状态。螺旋盘簧73的作用部73a与投入电磁铁200的可动柱塞68的上端面68a对接。
在手动按钮75与手动按钮支架79之间缩设有贯通手动投入杆74的复位弹簧76。利用该复位弹簧76，在手动按钮75上产生了可使其朝箭头A方向移动的力。投入电磁铁200通过螺栓81a、81b与操作机构构架(未图示)进行螺纹式固定。
图6中，一旦将手动按钮75朝箭头B方向推压，则手动投入杆74朝箭头B方向移动。并且，通过手动投入杆74朝箭头B方向的移动，螺旋盘簧73以D销77为中心朝箭头E方向回转。然后，将投入电磁铁200的可动柱塞68朝箭头C方向推压以将投入触发器58按下。然而，此时的轴承71因处于主轴49的右上方，故双重投入防止销70的前端部部向长圆孔72的上方移动，投入触发器58被双重投入防止销70按压，不能自由活动，投入触发器58也不能移动，并且，因凸轮轴48也不回转，故可防止双重投入操作。
另一方面，在图5的开状态下，因轴承71处于主轴49的左上方，故双重投入防止销70的前端部分向长圆孔72的下方移动。并且，在投入触发器58与双重投入防止销70之间具有充分的间隙，双重投入防止销70对投入触发器58的动作不作限制，输出柄50处于开状态。
在此状态下，一旦将手动按钮75朝箭头B方向推压，则手动投入杆74朝箭头B方向移动。并且，通过手动投入杆74朝箭头B方向的移动，螺旋盘簧73以D销77为中心朝箭头E方向回转。结果是螺旋盘簧73将投入电磁铁200的可动柱塞68的上端面68a朝箭头C方向推压。并且，可动柱塞68朝箭头C方向移动。其结果，可动柱塞68推压投入触发器58的端部，使投入触发器58以触发轴55为中心朝箭头D方向摆动。通过触发轴55的摆动，投入触发器58与回转自如地轴支承于大齿轮57的B销63的卡合脱开。这样，输出柄50以主轴49为中心朝箭头E方向摆动，由此将主接点1关闭。
但是，此时，回转自如地设置在输出柄50上的双重投入防止销70沿着长圆孔72朝箭头F方向强力地向上顶。这种将双重投入防止销70向上顶的力就是利用蓄势于被收缩的投入弹簧62中的能量在投入弹簧62伸展时所放出的能量以及双重投入防止部100的各回转构件的回转力矩的惯性力而发生的。并且，这种将双重投入销70向上顶的力如上述的发明目的所述，大于204kgf(2000牛顿)，是一种比人的操作力要大得多的值。又，这种将双重投入防止部100向上顶的力能使投入触发器58以触发轴55为中心朝箭头E方向进行回转，并将可动柱塞68朝箭头F方向上推。又，将螺旋盘簧73以D销77为中心准备朝箭头D方向的回转，但螺旋盘簧73被设计成要用略微超越推压投入电磁铁200的约7kgf(69牛顿)的力使其变形的形态。这样，在手动按钮75上不会出现传递超越该约7kgf(69牛顿)的力。结果是不会发生操作者手指碰伤等的不良现象，可提高操作性。
在此，对本实施例的结构作一整理，遮蔽器的操作装置由双重投入防止部100、投入电磁铁200和手动投入部300构成，其中，双重投入防止部100大致由主接点1、输出柄50、投入触发器58、凸轮69、脱开闩锁51、大齿轮57、投入弹簧62、脱开弹簧61、双重投入防止销70和形成于框体99的长圆孔(导孔)72构成。
又，投入电磁铁200具有投入线圈60和可动柱塞68。并且，手动投入部300具有手动按钮75、复位弹簧76、手动投入杆74、销子78、螺旋盘簧73和D销77。构成手动投入部300的各构件中，除了手动按钮75之外的构件构成了力传递机构，该手动操作装置起着将手动按钮75的动作传递给可动柱塞68的作用。
在这种结构的遮蔽器的操作装置中，由手动投入部300的各构件构成的力传递机构具有螺旋盘簧73，该螺旋盘簧73能使2个构件间具有力传递方向的弹性。该螺旋盘簧73在进行的途中，可将在输出柄50从第1角度位置101向第2角度位置102移动时发生的、通过手动投入部300向手动按钮75侧传递的冲击力吸收掉。这样，不会出现大的反弹力向手动按钮75返回而碰伤操作者手指的不良现象，即使在手动操作遮蔽器的场合下也能进行轻松操作。
在本实施例中，设置于力传递机构的任意2个构件间的弹性体是螺旋盘簧73，该螺旋盘簧73呈大致L字形，中央螺旋部被轴支承，一端与手动投入杆的端部卡合，另一端与可动柱塞的头部接触。螺旋盘簧73兼用于力传递方向变换构件，可将施加于一端的推压力改变方向后向可动柱塞侧的另一端传递，这样，可在不增加部件数的情况下实现冲击力的吸收机构，在减少组装工序的同时可降低成本。
另外，本实施例的遮蔽器的操作装置，通过投入电磁铁200将可动柱塞68推出，可将投入触发器58与B销63的卡合解开，但本发明也适用于通过将可动柱塞68引入来将投入触发器58与B销63的卡合解开的结构。
实施例2
图8为表示本发明实施例2的遮蔽器的手动操作装置的遮蔽器开极状态的侧面图。手动投入杆74的另一端通过销子78与L字形柄32的后端部32b连结。L字形柄32轴支承在D销77上，可使悬架于手动按钮支架79的D销77贯通中央弯曲部，并以D销77为中心进行摆动。L字形柄32就是通过改变方向、将施加于后端部32b的推压力向前端部32传递的力传递方向变换构件。
并且，在L字形柄32的前端部32a与投入电磁铁200的可动柱塞68的上端面68a之间设置有作为弹性体的圆筒弹簧173。圆筒弹簧173在进行途中将在输出柄50从第1角度位置101向第2角度位置102移动时发生的向手动按钮75方向传递的冲击力吸收掉。
在这种结构的遮蔽器的操作装置中，因弹性体是圆筒弹簧173，故可容易实现吸收冲击力的机构，同时方便于处置部件，可降低成本。
又，由于具有L字形柄32，该L字形柄32呈大致L字形，中央弯曲部被轴支承，通过改变方向，将施加于手动投入杆74后端部32b一端的推压力向可动柱塞68侧的另一端传递，圆筒弹簧173被设置在L字形柄32与可动柱塞68之间，因此，构造简单，便于设计，并且，构造单纯，动作稳定，可提高可靠性。
实施例3
图9为表示本发明实施例3的遮蔽器的手动操作装置的遮蔽器开极状态的侧面图。在本实施例中，在L字形柄32与可动柱塞68之间设置有作为弹性体的硬质橡胶圆柱273。其它结构与实施例1相同。硬质橡胶圆柱273呈圆柱状，选择适度的硬性材料成形，用于吸收冲击力。
在这种结构的遮蔽器的操作装置中，因弹性体就是由形成力传递机构的机构系统的材料的低刚性材料构成的低刚性构件即硬质橡胶圆柱273，故容易实现吸收冲击力的机构，同时能可靠地吸收冲击力，进一步提高操作性。
实施例4
图10为表示本发明实施例4的遮蔽器的手动操作装置的手动投入部的要部的侧面图。在本实施例中，在手动投入杆74与可动柱塞68之间设置有作为弹性体的圆筒弹簧373。若是在不改变方向的情况下按原样进行手动按钮75的推压力传递，则也可使用本实施例的结构。
在这种结构的遮蔽器的操作装置中，具有手动投入杆74，该手动投入杆74一端固定于手动按钮75，另一端向可动柱塞68侧延伸，可滑动地支承在力传递方向上，将施加于手动按钮75的推压力传递给可动柱塞68，圆筒弹簧373被设置在手动投入杆74的端部与可动柱塞的头部之间。这样，可容易实现吸收冲击力的机构。
实施例5
图11为表示本发明实施例5的遮蔽器的手动操作装置的手动投入部的要部的侧面图。在本实施例中，在手动投入杆74与L字形柄32之间设置有作为弹性体的圆筒弹簧473。
在这种结构的遮蔽器的操作装置中具有L字形柄32，该L字形柄32呈大致L字形，中央弯曲部被轴支承，通过改变方向，将施加于手动投入杆74侧一端的推压力向可动柱塞68侧的另一端传递，圆筒弹簧473被设置在手动投入杆74与L字形柄32之间，由此，构造简单，便于设计，并且，构造单纯，动作稳定，可提高可靠性。
实施例6
图12为表示本发明实施例6的遮蔽器的手动操作装置的手动投入部的要部的立体图。在本实施例中，手动投入杆174在中央部一分为二、由与手动按钮75固接的第1连杆174a和具有销子78的第2连杆174b构成。并且，在第1连杆174a与第2连杆174b之间设置有作为弹性体的圆筒弹簧573。
在这种结构的遮蔽器的操作装置中，因手动投入杆74沿轴向一分为二，圆筒弹簧573被夹持状地设置在一分为二的手动投入杆174a、174b之间。这样，可使装置小型化。
另外，在实施例2和实施例4～5中，作为弹性体设置的弹簧是圆筒形，但弹簧不限定于圆筒形(圆柱形)，例如也可以是中央部鼓起的樽形或中央部反向收拢的绕线形等形状。又，在这些实施例中也可设置与实施例3相同的硬质橡胶圆柱，以取代圆筒弹簧。并且，弹性体不限定于弹簧和硬质橡胶圆柱，只要是由比形成手动投入部300的力传递机构的机构系统的材料刚性低的材料组成的低刚性构件，则也可获得所定的效果。
实施例7
图13为表示本发明实施例7的遮蔽器的手动操作装置的遮蔽器投入状态的侧面图。在本实施例中设置有与作为弹性体的螺旋盘簧73连结的延伸杆91。延伸杆91通过由未图示的螺柱81c螺纹式固定的撑条92，朝向投入触发器58并可进退动作地加以支承。并且，本实施例的投入电磁铁200与该延伸杆91并列状邻接设置。具体地说，投入电磁铁200的位置设置成可动柱塞68与延伸杆91呈平行状态，即、延伸杆91与可动柱塞68的进退动作方向呈平行。
又，在延伸杆91及投入电磁铁200与投入触发器58之间设置有并合臂93。并合臂93通过未图示的引导构件可平行移动地支承在与延伸杆91用可动柱塞68的进退动作方向相同的方向上即图13的上下方向。并且，并合臂93的两端部93a、93b分别与延伸杆91及可动柱塞68的前端接触，而并合臂93的中央脚部93c与投入触发器58的力点部58a接触。
在本实施例中，施加于手动按钮75的推压力不通过可动柱塞68、而是通过延伸杆91和并合臂93直接传递给投入触发器58。本实施例的手动投入部301具有手动按钮75、复位弹簧76、手动投入杆74、销子78、螺旋盘簧73、D销77、延伸杆91和并合臂93。并且，在构成手动投入部301的各构件中，除了手动按钮75之外的各构件构成了力传递机构，该力传递机构起着将手动按钮75的动作传递给投入触发器58的作用。
在这种结构的遮蔽器的操作装置中，一旦出现了投入指令信号，则投入电磁铁200作动，可动柱塞68将投入触发器58按下。又，若按压手动按钮75，则延伸杆91传递推压力，将可动柱塞68推下。并且，力传递机构由于不通过投入电磁铁200的可动柱塞68而是直接与投入触发器58连结，因此可在与投入电磁铁200的动作无关的情况下进行遮蔽器的投入。