(57)【要約】  本発明は、メイン接点（４ｂ）とともにアーク接点（５ｂ）を含むメイン導電性ボデー（９）を有する可動導電性ユニット（６）を備える断路器（１）に関する。  本発明によれば、このユニット（６）はさらに、ユニット（６）の移動方向（１１）に沿ってメインボデー（９）に対して摺動するように取り付けられた二次ボデー（１４）を有し、二次ボデー（１４）は、ユニット（６）の駆動装置の接続ポイント（２２）に接続されるように設計され、ユニットはさらに、ボデー（９，１４）の間に介在配置される弾性復帰手段（１６）を有し、スイッチギヤは、開路動作中に弾性復帰手段（１６）が最初にメインボデー（９）に対する二次ボデー（１４）の移動の結果としてのエネルギーを蓄積してから、メインボデー（９）を加速させるため蓄積エネルギーを解放できるように設計される。【選択図】図７ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン接点（４ｂ）とアーク接点（５ｂ）の両方を含む導電性メインボデー（９）を有する導電性可動ユニット（６）を備えるスイッチギヤ、特に断路器または接地スイッチ（１）において、
前記導電性可動ユニット（６）の移動方向（１１）に沿って前記メインボデー（９）に対して摺動するように取り付けられた二次ボデー（１４）を前記導電性可動ユニット（６）が有し、前記二次ボデー（１４）が、前記導電性ユニット（６）の駆動装置の接続ポイント（２２）に接続されるように設計され、前記導電性ユニットがさらに、前記メインボデー（９）と前記二次ボデー（１４）との間に介在配置される弾性復帰手段（１６）を有し、前記スイッチギヤが、開路動作中に、最初に前記二次ボデー（１４）が前記メインボデー（９）に対して移動した結果として前記弾性復帰手段（１６）がエネルギーを蓄積してから、前記メインボデー（９）を加速させるため前記蓄積エネルギーを解放できるように設計されることを特徴とする、スイッチギヤ。
【請求項２】
開路動作中にスイッチギヤの固定ボデー（８）に対する前記メインボデー（９）の並進移動を妨害することを可能にする当接手段を含み、前記二次ボデー（１４）が前記メインボデー（９）に対して所定距離を移動した後で前記当接手段を解放するように設計されたロック解除手段を前記二次ボデー（１４）が備えることを特徴とする、請求項１に記載のスイッチギヤ。
【請求項３】
前記弾性復帰手段（１６）が少なくとも一つの圧縮または牽引スプリングを含むことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のスイッチギヤ。
【請求項４】
前記当接手段が前記スイッチギヤの固定ボデー（８）と前記導電性可動ユニット（６）の前記メインボデー（９）とに設けられたことを特徴とする、請求項２を引用するいずれかの先行請求項に記載のスイッチギヤ。
【請求項５】
前記導電性可動ユニット（６）を駆動するための駆動装置（３０）をさらに備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のスイッチギヤ。
【請求項６】
前記駆動装置（３０）が、回転入力シャフト（３２）と、前記導電性ユニット（６）への接続のための接続ポイント（２２）を含む出力部材（３４）とを備え、前記接続ポイントが前記導電性ユニットの移動軸（１１）に沿った並進移動が可能であり、前記装置が、前記接続ポイント（２２）と前記回転入力シャフト（３２）との間で動きを伝達するための機械的システム（４０）を有し、前記機械的システムが、スイッチギヤの開路動作中および／または閉路動作中に、前記回転入力シャフト（３２）が一定角速度で回転する間に前記接続ポイント（２２）で可変速度が得られるような方法で設計されることを特徴とする、請求項５に記載のスイッチギヤ。
【請求項７】
前記機械的システム（４０）が少なくとも二つの要素（４４，４６）を備え、前記要素の各々が、凹溝（５０，５６）と、二つの要素のうち他方の前記凹溝で移動するように設けられたペグ形成部材（５２，５８）とを備えることを特徴とする、請求項６に記載のスイッチギヤ。
【請求項８】
前記ペグ形成部材（５２，５８）の一方を関連の凹溝（５０，５６）の底部へ押圧することにより、また同時に他方のペグ形成部材を関連の凹溝で移動させることにより前記二つの要素（４４，４６）のいずれかが他方の要素により駆動されるように前記機械的システム（４０）が設計されることを特徴とする、請求項７に記載のスイッチギヤ。
【請求項９】
スイッチギヤの開路動作中および／または閉路動作中に、前記ペグ形成部材（５２，５８）の各々が、関連の凹溝（５０，５６）の底部へ押圧される構成から関連の凹溝で移動する構成まで、又はその逆で、少なくとも１回は通過するように前記機械的システム（４０）が設計されることを特徴とする、請求項８に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記駆動装置の前記回転入力シャフト（３２）を駆動する電動モータ（３５）を有することを特徴とする、請求項５から９のいずれか一項に記載のスイッチギヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチギヤ、特に断路器または接地スイッチのタイプ、好ましくは高電圧スイッチギヤの分野に関する。
【０００２】
より正確に述べると、本発明は、スイッチギヤの導電性ユニットに関し、このユニットは従来のようにメイン接点とアーク接点とを備える。
【背景技術】
【０００３】
従来は、また当業者に周知の方法では、断路器または接地スイッチタイプのスイッチギヤの導電性ユニットは、各開路動作中および各閉路動作中に一定速度で並進移動を行う。
【０００４】
反復的に実施されるこれらの動作の間に、概してメイン接点とアーク接点とを備える円筒体の形を取る導電性ユニットは、これら接点を徐々に劣化させる機械的および電気的な応力を受ける。この現象は、スイッチギヤの他のメイン接点および他のアーク接点でも観察される。
【０００５】
これらの問題は、粒子、汚れ、および熱の発生を引き起こし、スイッチギヤの寿命に影響する。
【０００６】
特に、開路動作中においては導電性ユニットの速度が高すぎる場合、メイン接点の機械的摩耗を招く。そのため導電性ユニットの速度の低下が示唆されるが、そうなるとアーク接点が摩耗する結果を生じる。
【０００７】
この問題を解決しようとする試みにおいて、特許文献１は、二つのアーク接点が分離時に離間する際の速度の加速を可能にするスプリングに結合される固定アーク接点を備えるスイッチギヤを提案している。しかしながら、固定アーク接点はスイッチギヤの固定ハウジング内で摺動するように取り付けられているので、この接点は現実的にはもはや固定であるとは考えられない。加えて、従来のスイッチギヤ設計では概して固定接点ゾーンの監視が可能ではないため、スプリングに起こりうる潜在的故障の検出は実用的ではない。スプリングの破損が検出されないとスイッチギヤの危険な誤作動を引き起こしうるので、その克服は困難であろう。
【０００８】
最後に、固定接点へのスプリングの結合はこのゾーンのかさの著しい増大を必要とし、これはスイッチギヤの全体的なかさ増大（バルキネスの増大）という不利益な結果を招くが、コンパクト性は最新スイッチギヤに不可欠と見なされる基準である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】仏国特許発明第２５４７１０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そのため本発明の目的は、先行技術の実施形態に関する上述の欠点に対する少なくとも部分的な解決法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これを行うため、本発明は、スイッチギヤ、特に、メイン接点とアーク接点の両方を含む導電性メインボデーを包含する導電性可動ユニットを含む断路器または接地スイッチを提供する。
【００１２】
本発明によれば、この導電性可動ユニットは、導電性ユニットの移動軸に沿ってメインボデーに対して摺動するように取り付けられる二次ボデーも有し、この二次ボデーは、導電性ユニットの駆動装置の接続ポイントに接続されるように設計され、導電性ユニットはさらに、メインボデーと二次ボデーとの間に介在配置される弾性復帰手段を有し、開路動作中に、弾性手段が最初に、メインボデーに対する二次ボデーの移動の結果としてのエネルギーを蓄積してからメインボデーを加速させるため蓄積エネルギーを解放できるように、スイッチギヤが設計される。
【００１３】
こうして、本発明は第一に、弾性復帰手段のエネルギーの解放により生じる加速によって、同じ開路動作の間に可動ユニットのメインボデーの速度変化を可能にすることを特徴とする。結果的に、この制御による変化が、導電性ユニットの機械的および電気的な摩耗を可能な限り制限するような方法で決定されうる。この点において、永久接点が分離した後で電気アーク接点が分離している間にエネルギーの解放が始まることが好ましい、つまりエネルギーの解放は、アーク接点が分離するまさにその瞬間またはその瞬間の前に始まり、分離した後で終了するのである。その結果、導電性ユニットに備えられたアーク接点の速度は、この開路動作の臨界段階でさらに高くなり、これは電気的応力による損傷を制限する。
【００１４】
当然であるが、本発明は、接続ポイントを一定速度で並進移動させながら可動ユニットのメインボデーの速度を変化させられるという点でも有利である。結果的に、導電性ユニットの駆動装置は、本発明の範囲を超えることなく可変速度が実現されても一定速度で作動するモータを含みうるので有利である。
【００１５】
加えて、仏国特許発明第２５４７１０７号の文献に記載されている解決法と異なり、加速スプリングは固定要素にではなく、可動電極を含むユニットに配設される。こうして、本発明に特有なこの箇所を使用することにより、スプリングに起こりうる故障を検出するという先行技術の問題を克服することが可能である。実際に、固定要素に近接している時よりも、可動導電性ユニットにある時の方が、スプリングに起こりうる破損を監視することがはるかに容易である。
【００１６】
最後に、提案される解決法は、先行技術と比較して、スイッチギヤの全体的なかさを縮小させる。実際に、先行技術では、わずかな程度だけ可動にするために行われる固定接点の変形は、特にこの接点の並進を案内するための著しいサイズ増大を招く。しかし、加速される要素が、電極または可動導体、導電性ユニットそのものに配設される時には、このユニットのサイズはすでに大きく、特に並進を案内するために相当な長さを有するので、サイズに対する影響はかなり弱くなる。全体サイズにそれほど影響を与えずに、またはサイズに影響を与えることすらなく、サイズの大きさを利用して二次ボデーおよび弾性復帰手段を取り入れるので有利であろう。
【００１７】
好ましくは、開路動作中にスイッチギヤの固定ボデーに対するメインボデーの並進移動を妨害することを可能にする当接手段をスイッチギヤが含み、二次ボデーがメインボデーに対して所定距離を移動した後で当接手段を解放するように設計されたロック解除手段を二次ボデーが備える。
【００１８】
好ましくは、弾性復帰手段は、少なくとも一つの圧縮または牽引スプリングを含む。
【００１９】
好ましくは、スイッチギヤの固定ボデーと導電性可動ユニットのメインボデーとに当接手段が配設される。
【００２０】
閉路動作の特定段階中に接点を加速させることを目的として、上記のものと類似した機能を有する弾性復帰手段がスイッチギヤに見られる。例を挙げると、圧縮スプリングを牽引スプリングで置き換えることにより、これが実施されうる。そのため、複数のスプリングを含む解決法が想定される場合でも、スプリングが圧縮された後と牽引された後にそれぞれ、またはその逆に、同じスプリングを使用して開路および閉路中に必要とされる加速を保証することがやはり可能である。
【００２１】
好ましくは、可動ユニットを駆動するための駆動装置もスイッチギヤが包含して、この装置が、回転入力シャフトと、導電性ユニットへの接続のための接続ポイントを含む出力部材とを包含し、接続ポイントは導電性ユニットの移動軸に沿った並進移動が可能である。加えて、この駆動装置は、接続ポイントと回転入力シャフトとの間で動きを伝達するための機械的システムを包含し、この機械的システムは、スイッチギヤの開路動作および／または閉路動作の間、回転入力シャフトの一定角速度での回転中に接続ポイントの可変速度が得られるような方法で設計されている。
【００２２】
しかしながら、本発明の範囲を超えずに何らかの従来駆動装置が適用されうる。
【００２３】
しかし、スイッチギヤの開路動作中および閉路動作中に一定速度で並進する接続ポイントを設けることにより、上記の特定設計は先行技術の従来駆動装置とは異なっている。この例において、機械的システムは、これらの動作の一方または他方の間に、接続ポイントが並進移動する際の効果的な速度変化を可能にする。結果的に、この制御による変化は、導電性ユニットの機械的および電気的な摩耗を可能な限り制限するような方法で決定されうる。開路動作については、こうして可能となる変化が本発明に特有の変化に加えられ、この変化は、可動ユニットのメインボデーが弾性復帰手段により加速されることによって得られる。
【００２４】
例を挙げると、開路動作の初期段階中には、メイン接点の機械的摩耗を制限するように、メイン接点が分離されてしまうまでは導電性ユニットの速度は低く、それからアーク接点の電気的摩耗を制限するために速度が上昇されうる。
【００２５】
加えて、閉路動作中には、機械的摩耗を回避するようにゆっくりと移動させることにより始動させてから、アーク接点の電気的摩耗を制限するために加速することが有利であろう。アーク接点が接触した後は、メイン接点の相互嵌合の間の速度も制限されうる。
【００２６】
より一般的な方法において、電気的応力に関しては、誘導電流、容量性電流、バスバー転移電流、そして短絡閉路電流の有害な影響を可能な限り制限するために、出力部材の速度変化が調整される。
【００２７】
いずれにしても、各開閉路動作中に速度が変化する様子は、求められる要件および制約に応じて当業者により決定されうる。定義上は、実行容易で信頼性があり低価格な機械的な解決法である機械的伝達システムの設計を、対照的に、例えば電動モータのステータ電流の周波数を制御することによる可変速度駆動を使用するように調整するだけで充分である。しかしながら、本発明の範囲を超えずにこの解決法が使用されうる。
【００２８】
上述したように、出力部材の並進速度の変化は、従来の電動モータによって容易に達成されうるように、入力シャフトが一定の角速度で回転することで得られる。しかしながら、可変の角速度が入力シャフトに印加されてもよい。例を挙げると、シャフトが直接的または間接的に電動ドライブモータに接続されるか、またはこのモータの出力シャフトを構成してもよいことが確認されている。最後に、モータ故障の際には、当業者にはすでに周知であるように、回転入力シャフトがクランクにより手動で操作されうる。この操作の間、オペレータはこの特有の伝達システムにより速度の影響を増減できるという利点を得られるので、有利である。
【００２９】
そのため、機械的伝達システムは好ましくは、回転入力シャフトと、接続ポイントを含む出力部材との間の確実動作リンクの形を取る。「確実動作」の語は、この回転入力シャフトと出力部材との間に両方向リンクが存在することを意味し、特に、いかなる位置でも、接続ポイントが入力シャフトの対応角位置を有するかその逆であって、これが二つの端部位置の間のいかなる点にも当てはまることを暗示する。
【００３０】
好ましくは、この機械的システムは少なくとも二つの要素を包含し、この要素は各々、凹溝と、二つの要素のうち他方のものの凹溝で移動するように設けられたペグ形成部材とを備える。そのため各要素は、関連の部材と協働するある種のカムを形成し、この部材はカム従動子のものと同様の機能を実施する。この技術は、特に信頼性が高く実行が容易であることが判明している。当然であるが、これらの要素、凹溝、そしてペグ形成部材の数、配置、および形状は、目標とする速度変化に応じて調整されうる。
【００３１】
好ましくは、ペグ形成部材の一方を対応の凹溝の底部へ押入することにより、また同時に他方のペグ形成部材を関連の凹溝へ移動させることにより、二つの要素のいずれかが他方の要素により駆動されるように、機械的システムが設計される。さらにより好ましくは、関連の凹溝の底部にペグ形成部材が支承されるように伝達装置の駆動要素の設置が行われ、存在する要素の目標配向を維持するのに、関連の凹溝での他方のペグ形成部材の同時移動がさらに使用される。
【００３２】
好ましくは、スイッチギヤの開路動作中および／または閉路動作中に、各ペグ形成部材が、関連の凹溝の底部に押圧される構成から関連の凹溝を移動する構成まで、またはその逆に、少なくとも１回は移行するように、機械的システムが設計される。この構成変化は当然、出力部材の速度変化を得るのに役立つ。好ましくは、これらの変化は同時に起こる、すなわち、二つのペグ形成部材の一方が関連の凹溝の底部を離れる瞬間は、他方の部材が関連の凹溝の底部と接触する瞬間に対応するのである。
【００３３】
好ましくは、スイッチギヤの開路動作中および／または閉路動作中に、二つのペグ形成部材が、回転入力シャフトの軸を中心として同心である二つの円弧軌道をそれぞれ描くように、機械的システムが設計される。やはり、入力シャフトの軸から異なる距離に位置することで入力シャフトの回転中に二つのペグは必然的に別々の線速度を呈するので、これは出力部材の線速度の変化を得るのに役立つ。
【００３４】
好ましくは、機械的伝達システムの二つの要素の一方は回転入力シャフトとともに回転するように拘束され、二つの要素の他方は、接続ポイントが設けられる接続ロッドを有する。しかしながら、上述したように本発明の範囲を超えることなく類似の中間要素が二つの要素の間に配設されうる。
【００３５】
好ましくは、スイッチギヤは、駆動装置の回転入力シャフトを駆動する電動モータを含む。
【００３６】
本発明の他の利点および特性は、以下に挙げられる詳細な非限定的説明に見られる。
この説明は、添付図面を参照して行われる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の好適な実施形態における断路器の一部分の模式的側面図を示す。
【図２】図１の断路器に備えられる駆動装置の分解斜視図を示す。
【図３ａ】閉路動作中に連続的に取られる断路器の異なる構成を示す。
【図３ｂ】閉路動作中に連続的に取られる断路器の異なる構成を示す。
【図３ｃ】閉路動作中に連続的に取られる断路器の異なる構成を示す。
【図４】閉路動作中の断路器の或る要素の移動を模式的に示すグラフであり、破線曲線は駆動装置の接続ポイントの移動に対応し、実線曲線は断路器の導電性ユニットのメインボデーの移動に対応する。
【図５ａ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示す。
【図５ｂ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示す。
【図５ｃ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示す。
【図５ｄ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示す。
【図５ｅ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示す。
【図６】開路動作中の断路器の或る要素の移動を模式的に示すグラフであり、破線曲線は駆動装置の接続ポイントの移動に対応し、実線曲線は断路器の導電性ユニットのメインボデーの移動に対応する。
【図７ａ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図７ｂ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図７ｃ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図７ｄ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図７ｅ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図８】図７ａ乃至７ｅに示された断路器の導電性ユニットのメインボデーを示す。
【図９ａ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図９ｂ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図９ｃ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図９ｄ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図９ｅ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図１０】図９ａ乃至９ｅに示された断路器の導電性ユニットのメインボデーを示す。
【図１１ａ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図１１ｂ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図１１ｃ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図１１ｄ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【図１１ｅ】開路動作中に断路器が連続的に取る異なる構成を示し、断路器は本発明の別の好適な実施形態の形である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
最初に、図１および２は、発明の好適な実施形態における断路器の一部分を示し、断路器はおそらくは接地スイッチ、好ましくは高電圧接地スイッチである。
【００３９】
断路器１は、ＳＦ６または適切であることが周知の他の混合ガスなどの絶縁ガスを含有する筐体に包囲される、一部のみが示されたアーク制御室２を包含する。室２は、固定メイン接点４ａとともに、メイン接点４ａに対して径方向内側に置かれた固定アーク接点５ａとを包囲する。室はまた、固定ボデー８に電気的に接続される導電性ユニット６を包囲し、導電性ユニットは固定ボデーの中で、両矢印１１で表される移動軸に沿った並進移動が可能である。このユニット６には、上述の接点４ａ，５ａと協働するための可動メイン接点４ｂおよび可動アーク接点５ｂを備える端部が見られる。
【００４０】
ユニット６は、ボデー８の円筒ハウジング１０においてアクチュエータのピストンのように摺動可能である円筒体の全体形状を取る。外側ボデーを形成して、メイン接点４ｂとともにアーク接点５ｂを内含するメイン導電性ボデー９を包含する。このメインボデー９の内側には、軸１１に沿った配向を有して、摺動可能な二次ボデー１４を収容する貫通ボア１２が設けられている。こうして、二次ボデー１４は、移動軸１１に沿ってメインボデー９に対して摺動するように取り付けられている。
【００４１】
加えて、導電性ユニット６は、固定メイン接点４ａと可能な限り近接する位置に対応する、メインボデーに対する第１端部位置へ二次ボデー１４を押圧する、圧縮スプリング１６などの弾性復帰手段を含む。スプリング１６が二次ボデー１４を付勢しようとするこの第１位置は、このボデー１４が貫通ボア１２の端壁１７に置かれる際の位置にも対応する。
【００４２】
これを行うため、二次ボデー１４の周囲に配設されるスプリング１６は、このボデーのカラー１８に端部の一方で当接するとともに、ボデー９の貫通ボア１２に固定方法で取り付けられたリング２０に他端部で当接する。
【００４３】
こうして、二次ボデー１４は、開路方向に軸１１に沿って移動して電気接点を離間させる時に、リング２０での圧縮スプリングからの反作用によって、これらの接点を内含するメインボデー９へこの動きを伝達する。逆に、軸１１に沿って閉路方向に移動して電気接点を近づける時に、二次ボデー１４は、ボア１２の端壁１７に端部を押圧することによりメインボデー９へこの動きを伝達する。
【００４４】
断路器の開路および閉路動作を実行するように二次ボデーを移動させるため、以下で好適な実施形態が説明される駆動装置３０の接続ポイント２２に、この二次ボデー１４が接続される。しかしながら、接続ポイント２２を駆動するため、本発明の範囲を超えることなく他の従来実施形態が使用されうる。
【００４５】
装置３０は、可動ユニット６の摺動軸１１と実質的に直交する回転入力シャフト３２を包含する。図２に模式的に示されているように、回転入力シャフト３２は、好ましくは開路および閉路動作の各々について一定の角速度で、電動モータ３５により直接的または間接的な方法で駆動されるように設計されている。
【００４６】
駆動装置３０は、接続ロッドの形の出力部材３４も包含し、その一端部は二次ボデー１４への接続ポイント２２を含み、軸１１に沿った並進移動が可能である。加えて、接続ロッド３４は実質的にこの軸１１と平行であり、発明の範囲を超えることなく、旋回接続を形成する接続ポイント２２の周囲で数度の振動が発生しうる場合でも、開閉路動作中に平行を維持するように設計されている。
【００４７】
装置３０は、接続ロッド３４と回転入力シャフト３２との間で動きを伝達するための機械的システム４０を含み、この機械的システム３０は概して、スイッチギヤの開路動作中と閉路動作中の両方において、一定の角速度での回転入力シャフト３２の回転中に接続ポイント２２については可変並進速度が得られるような方法で設計される。この可変並進速度は、断路器の固定ボデー８に対して軸１１上で規定される。
【００４８】
この例では、機械的システム４０は二つの要素４４，４６を包含し、第１要素４４はシャフト３２とともに回転するように拘束され、第２要素４６は接続ロッド３４に固定されている。これらは各々が概ね三角形の形状であり、シャフト３２の軸４８に直交して軸１１と平行に、相互対向状態で平行に配置されている。
【００４９】
第１要素４４には、シャフト３２を収容する頂点から離間した側の近傍に配設される円弧形状の凹溝５０が見られる。この凹溝５０は、要素４４の面の一方に形成されても、あるいは貫通溝であってもよい。加えて、第１要素４４は、面の一方から第２要素４６に向かって軸４８と平行に突出するペグ形成部材５２を包含する。ペグ５２は、凹溝５０と回転入力シャフト３２の同じ軸４８との間に位置している。
【００５０】
類似した方法で、第２要素４６には、ペグ形成部材５８を支承する頂点から離間した側の近傍に配設される円弧形状の凹溝５６が見られる。この凹溝５６は、同様に要素４６の面の一方に形成されても、あるいは貫通溝であってもよい。加えて、ペグ５８は、面の一方から第１要素へ軸４８と平行に突出する。
【００５１】
組立状態において、ペグ５２は凹溝５６で摺動するように設けられるのに対して、ペグ５８は凹溝５０で摺動するように設けられる。そのため各要素４４，４６は、カム従動子に似た機能を実施する部材である関連の部材５８，５２と協働する一種のカムを形成する。
【００５２】
この構成では、二つの要素４４，４６のいずれか一方の、他方の要素による駆動は、ペグ形成部材５２，５８の一方が関連の凹溝の底部へ押圧されることにより、また同時に関連の凹溝で他方のペグ形成部材を移動させることにより行われるように設置される。より正確に述べると、伝達装置の駆動要素が関連の凹溝の底部へ押圧され、さらに、関連の凹溝での他方のペグ形成部材の同時移動が使用されて、要素４６により固定方法で支承される接続ロッド３４の実質的に一定の配向、すなわち摺動軸１１と実質的に平行な配向を維持するように設置される。この点において、開閉路動作中に観察されるように、第２要素４６も移動中に実質的に同一の配向を保つことに注意すること。
【００５３】
最後に、機械的伝達システム４０の設計は、スイッチギヤの開路動作中および閉路動作中に軸４８を中心とする二つのそれぞれ同心の円弧軌跡６２，６４を二つのペグ形成部材５２，５８が描くようなものであることを指摘しておく。回転入力シャフト３２と接続ロッド３４との間の確実動作機械的システム４０は、円弧軌道が開路および閉路段階について同一であるようなものである。
【００５４】
図１には、断路器１が開路位置で示されており、可動ユニット６は固定接点４ａ，４ｂから距離を置いたところにある。この状態で、軸４８を中心とする反時計方向の端部と呼ばれる端部で、凹溝５６の底部にペグ５２が押圧される。加えて、やはり軸４８を中心とする反時計方向の端部と呼ばれる端部で、凹溝５０の底部にペグ５８が押圧される。
【００５５】
図３ａ乃至４を参照して、断路器の閉路動作が以下で説明され、この動作は図１に示された開路位置から開始される。この動作は、入力シャフト３２を一定速度で回転させる断路器の電動モータによって実施される。
【００５６】
シャフト３２は反時計方向に回転する。回転が始まるとすぐに、第１要素４４が同じ方向に回り、ペグ５２を凹溝５６へ押圧することにより第２要素４６を駆動する。同時に、軸４８を中心とする時計方向の端部と呼ばれる凹溝の他端部に向かって、ペグ５８が凹溝５０を移動する。凹溝５０におけるペグ５８のこの移動は、この例では、接続ロッド３４について実質的に同一に配向を保つように、ペグ５２により駆動されながら移動平面において実質的に同一の配向を第２要素４６について保つことが本質的に可能となる。そのためこのロッドは自身の軸に沿って移動し、おそらくは接続ポイント２２を中心としてわずかな角振動を受ける。
【００５７】
閉路動作の初期段階には、接続ポイント２２が軸１１上で固定接点４ａ，５ａへ移動すると、端壁１７と接触するまでボア１２内での二次ボデー１４の移動のみが行われる。この状態は図３ａに示されており、図４に示されたグラフでは点Ｐ１に対応し、実線曲線で模式的に表された導電性ユニット６のメインボデー９の移動がまだ開始されていないことを示す。この初期閉路段階では、ボデー１４が端壁１７と接触するまでスプリング１６が伸長する。あるいは、図３ａに示された構成が開路位置で取られるように設置されてもよい。こうして、二次ボデー１４がボア１２の端壁１７と接触した状態で、閉路動作が開始する。
【００５８】
やはりペグ５２を凹溝５６へ押圧することにより、シャフト３２の回転が同じ角速度で継続し、可動ユニット６のメインボデー９および二次ボデー１４の同時移動を引き起こす。ペグ５２は円弧軌道６２に沿って移動しているので、その線速度は一定であり、これは、機械的システム３０の構成が逆転されるまで接続ポイント２２を一定の線速度で並進させる。ここで「逆転」とは、第１要素を介して第２要素４６の移動を引き起こすためのモータ要素が、ペグ５２を凹溝５６に押圧しなくなって、他方のペグ５８を凹溝５０の底部に押圧するという事実を指している。
【００５９】
図４に示されたグラフの点Ｐ２に対応する、構成が逆転するこの瞬間が図３ｂに示されている。この閉路段階中に、第１要素４４は同じ反時計方向に回り続け、ペグ５８を凹溝５０へ押圧することにより第２要素４６を駆動する。同時に、軸４８を中心とする時計方向の端部と呼ばれる、この凹溝の他端部に向かって、ペグ５２が凹溝５６内を移動する。やはりこの例では、凹溝５６内でのペグ５２の移動は、接続ロッド３４について実質的に同一の配向を保つように、凹溝５０により駆動されながら実質的に同一の第２要素４６の配向を移動平面において保つことを本質的に可能にする。
【００６０】
ペグ５２の軌道６２と同様に、ペグ５８の円弧軌道６４は軸４８を中心とし、軌道６２の半径より大きな半径が見られ、点Ｐ２を通過した後で接続ポイント２２の並進速度が加速される結果となる。加えて、図３ｃに模式的に示されているように閉路動作の端部に達するまで、つまり接続ポイント２２が点Ｐ３に達する時まで、この速度は好ましくは実質的に一定である。そのため図３ｃは、電気接点４ａおよび４ｂと５ａおよび５ｂが対になって協働する、閉路位置での断路器を示す。この閉路状態で、ペグ５２は、軸４８を中心とする時計方向の端部で凹溝５６の底部を押圧し、ペグ５８は、やはり軸４８を中心とする時計方向の端部で凹溝５０の底部を押圧する。
【００６１】
この動作では、閉路動作の開始時に低い速度が印加されることは、相互に対して移動する要素の機械的摩耗の制限を可能にするのに対して、閉路動作の終了時に高い速度が印加されることは、アーク接点５ａおよび５ｂの電気的摩耗の制限を可能にする。
【００６２】
図５ａから図６を参照して、断路器の開路動作が以下で説明され、この動作は図３ｃに示された閉路位置から開始される。この動作は、入力シャフト３２を一定速度で回転させる断路器の電動モータによって実施される。
【００６３】
シャフト３２は時計方向に回転する。回転が始まるとすぐに、第１要素４４が同じ方向に回り、ペグ５２を凹溝５６へ押圧することにより第２要素４６を駆動する。同時に、軸４８を中心とする反時計方向の端部と呼ばれる凹溝の他端部に向かって、ペグ５８が凹溝５０内で移動する。やはりこの例では、接続ロッド３４について実質的に同一の配向を保つように、凹溝５０内でのペグ５８の移動は、ペグ５２により駆動されている間に第２要素４６について実質的に同一の配向を移動平面において保つことを本質的に可能にする。そのためこのロッドは、軸に沿って移動し、おそらくは接続ポイント２２を中心とするわずかな角振動を受ける。
【００６４】
開路動作の初期段階では、固定接点４ａ，５ａと反対の方向での軸１１上での接続ポイント２２の移動は、図５ａに、そして図６のグラフで点Ｐ３およびＰ４の間に示されているように、スプリング１６を介して二次ボデー１４とメインボデー９とを同時に駆動する。この初期段階では、可動要素の線速度は比較的遅くて一定であり、これは断路器の機械的摩耗の制限を可能にする。接続ポイント２２が点Ｐ４に達する瞬間に、つまり図５ａに示された瞬間に、メイン接点４ａ，４ｂは分離しているが、アーク接点５ａ，５ｂはまだ接触している。機械的システム４０の構成が逆転されるのは、この瞬間である。ここで「逆転」の語は、第１要素４４を介して第２要素４６の移動を引き起こすためのモータ要素が凹溝５６でペグ５２を押圧しなくなるが、凹溝５０の底部で他のペグ５８を押圧しているという事実を指す。
【００６５】
この逆転は、接続ポイント２２の並進線速度を加速させ、それからこの速度は、図５ｅに示された開路位置に達するまで実質的に一定に維持され、この位置は図６のグラフの点Ｐ７に対応し、この点で、駆動装置３０は図４のグラフの点Ｐ０で取られているものと同一の構成を取る。
【００６６】
接続ポイント２２の線速度が変化する瞬間に続く一瞬に、要素１００として模式的に示された当接手段により固定ボデー８に対するメインボデー９の並進が一時的に妨害されるので、二次ボデー１４がこの接続ポイントにより駆動され、スプリング１６が強く圧縮される。この特徴は本発明に独自のもので、いくつかの可能な設計が以下で詳しく説明される。
【００６７】
そのため、メインボデー９は一瞬、その位置に残り、ストロークを続ける二次ボデー１４によって駆動されない。
【００６８】
こうして、上述した第１端部位置と反対の第２端部位置に向かって二次ボデー１４がメインボデー９に対して移動した結果として、スプリング１６がエネルギーを蓄積することになる。図５ｂは、スプリング１６が強く圧縮されてアーク接点がまだ接触しているという装置３０の状態を示す。この第２位置では、ボデー１４がボデー９に対して所定距離を移動した後に、以下でも説明される方法でボデー１４が当接手段１００をロック解除する。こうして、可動接点４ｂ，５ｂを備えるメインボデー９が解放されるため、図５ｃに示されているように、まだ移動中で点Ｐ５に位置している二次ボデー１４と当接する一瞬まで、スプリング１６からのエネルギーの解放の作用を受けて、軸１１に沿って非常に高い速度でメインボデーが移動する。
【００６９】
このようなボア１２の端壁１７との接触が行われた後で、二つのボデー９，１４は、接続ポイント２２の点Ｐ６に達するまで実質的に同じ線速度で駆動される。この瞬間に、固定ボデー８と当接するためメインボデーが停止し、二次ボデー１４は、凹溝５６の底部にあるペグ５２が軸４８を中心とする反時計方向の端部に押圧される瞬間に対応する点Ｐ７に達するまで、ストロークを続ける。この瞬間に、断路器は図１に示されたものと同一の開路状態にある。
【００７０】
当接手段１００の実施形態についてのいくつかの特定例の説明が続くが、当接手段は、開路動作中に、この手段１００により一時的に妨害されているメインボデー９に対する二次ボデー１４の移動の結果としてスプリング１６が最初にエネルギーを蓄積してから、メインボデー９を加速させるため蓄積エネルギーを解放できることを保証するのに寄与することを思い出すべきである。
【００７１】
最初に、図７ａから図７ｅおよび図８を参照すると、固定ボデー８に形成された対応のオリフィス１０４に収容されるラジアルピン１０２を当接手段１００が包含する第一の例が見られる。ピン１０２はスプリングタイプの弾性復帰手段に結合され、ハウジング１０へ突出するような方法でこの手段を径方向内向きに付勢する。
【００７２】
メインボデー９は、接点４ｂ，５ｂから離間した部分に長手方向スロット１０６を含み、ピン１０２の端部がこのスロット内を摺動する。より正確に述べると、幅の異なる二つの部分から成る各スロット１０６にピン１０２が収容され、図８により明白に見られるように、接点に近接している部分１０６ｂは、これと通じている他の部分１０６ａよりも幅が狭い。各スロット１０６の部分１０６ａ，１０６ｂの間で幅が狭くなっている箇所１０８は、部分１０６ｂの幅よりも直径の大きなピン１０２のための当接部を構成するように設計されているので、当接手段１００の一体的部分を形成する。
【００７３】
二次ボデー１４は、当接手段をロック解除するためのロック解除手段１１０を備え、このロック解除手段は、ボデー１４により固定状態で支承されてメインボデーのスロット１０６の部分１０６ｂで摺動するように設けられるスライダに似たものでありうる。各スライダ１１０は、関連のピンとの接触状態にスムーズに入るように面取りされるとよい。
【００７４】
図７ａから図７ｅは、上で説明された図３ｃおよび図５ａから図５ｄにそれぞれ対応する。しかしながら、図７ｅは、本発明の範囲を超えない最終開路位置と考えられうる。あるいは、図５ｅを参照して説明されたように、点２２が移動を続けることで、二次ボデー１４をメインボデー９に対して若干駆動してもよい。
【００７５】
こうして、開路段階の開始中にはボデー９，１４が一緒に移動し、その結果、スライダ１１０がスロット１０６の部分１０６ｂで摺動し、ピン１０２が同じスロットの部分１０６ａで摺動する。図７ｂに模式的に示された瞬間から、ピン１０２はスロットの狭窄部分１０８と当接することで、当接手段を起動させる。メインボデー９はこうして並進移動を停止し、ボデー８に対して固定されるのに対して、二次ボデー１４はその接続ポイント２２を介して移動し続ける。この段階中には、図７ｃに模式的に示されているように、スプリング１６はこうして、相互に対して移動する二つのボデー９，１４の間で圧縮される。
【００７６】
同じ図は、二次ボデー１４がメインボデー９に対して所定距離を移動した後で当接手段を解放するようにスライダ１１０が設計され、移動の端部でスライダはピン１０２と接触して、ピンに加えられる復帰力に抵抗して同じピンを径方向外向きに付勢することを示している。メインボデーはこうして、スライダの作用を受けて固定ボデー８へ駆動されるピンから解放され、それから、スプリング１６が突然伸長してメインボデー９を加速させ、図７ｄに示されているようにボア１７の端壁が次に、二次ボデー１４を押圧する。アーク接点の電気的摩耗を制限するように、メイン接点の分離の後でアーク接点が分離している間に、この加速が生じる。
【００７７】
次に、上で説明されたのと類似の方法で開路が行われ、ピン１０２はメインボデー９の外面を摺動しながら押圧する。
【００７８】
図９ａから図９ｅおよび図１０は、接点４ｂ，５ｂと反対に置かれたメインボデー９の端部に形成される対応のオリフィス２０４に収容されるラジアルピン２０２を当接手段１００が含む、第二の例を示している。ピン２０２はスプリングタイプの弾性復帰手段に結合されて、この手段を径方向内向きに付勢する。加えて、固定ボデー８には、円筒形状であるか複数の長手方向タブを有する内側部材８ａが見られ、図１０に示された部材８ａはハウジング１０の内側に設けられる。部材８ａは、接点４ｂ，５ｂと反対に置かれた部分に長手方向スロット２０６を含み、ピン２０２の端部は、外側からこのスロットへ径方向に挿入されてその中で摺動する。より正確に述べると、幅の異なる二つの部分から成る各スロット２０６にピン２０２が収容され、図１０により明白に見られるように、接点の最も近くに位置する部分２０６ｂは、これと通じている他の部分２０６ａより幅が大きい。各スロット２０６の部分２０６ａ，２０６ｂの間で幅が狭くなる箇所２０８は、部分２０６ａの幅より大きな直径を持つピン２０２のための当接部を構成するように設計されているので、当接手段１００の一体的部分を形成する。
【００７９】
二次ボデー１４は当接手段をロック解除するためのロック解除手段２１０を備え、このロック解除手段は、ボデー１４により固定状態で支承されて固定部材８ａのスロット２０６の部分２０６ｂ，２０６ａで摺動できるスライダに似ているとよい。各ランナ２１０は、関連のピンとの接触状態へスムーズに入るように面取りされうる。
【００８０】
図９ａから図９ｅは、上で説明された図７ａから図７ｅにそれぞれ対応する。やはり図９ａは、発明の範囲を超えない最終開路位置と考えられうる。あるいは、図５ｅを参照して上で説明されたように、点２２の移動が継続されることで、二次ボデー１４をメインボデー９に対して若干駆動してもよい。
【００８１】
こうして、開路段階の開始中には、ボデー９，１４が一緒に移動し、この結果、スライダ２１０がスロット２０６の部分２０６ｂへ挿入されてここで摺動することになり、また同じスロットの部分２０６ａでピン２０２が摺動する結果となる。図９ｂに模式的に示された瞬間から、ピン２０２がスロットの狭窄部分２０８と当接することで、当接手段を起動させる。メインボデー９の並進がこうして停止され、ボデー８と挿入された部材８ａとに対して固定状態にあるのに対して、二次ボデー１４は接続ポイント２２を介して移動し続ける。この段階では、図９ｃに模式的に示されているように、相互に対して移動する二つのボデー９，１４の間でスプリング１６が圧縮される。
【００８２】
この同じ図は、二次ボデー１４がメインボデー９に対して所定距離を移動した後でスライダ２１０が当接手段を解放するように設計され、所定距離の端部で、スライダはピン２０２と接触し、この同じピンに加えられる復帰力に反してピンを径方向外向きに付勢することを示している。こうして、スライダの作用を受けてメインボデー８へ駆動されるピンから、固定部材８ａが解放され、次にスプリング１６が突然伸長してメインボデー９を加速させ、図９ｄに示されているようにボア１７の端壁または肩部が二次ボデー１４を押圧する。この加速は、アーク接点の電気的摩耗を制限するように、メイン接点の分離の後でアーク接点が分離している間に生じる。
【００８３】
そして、上で説明されたのと類似の方法で開路が行われ、ピン２０２は固定部材８ａの外面に摺動しながら押圧され、スライダ２１０はスロット２０６の狭窄部分２０６ａで摺動する。
【００８４】
図１１ａから図１１ｅは、固定ボデー８に固定されてハウジング１０の中心に位置する機械的チューリップ３０２を当接手段１００が含む、第三の例を示す。「機械的チューリップ」の語は、周方向に分配されて、各々が当接部形成リムを端部に有する複数のスプリングブレードを指す。
【００８５】
加えて、当接手段の一体的部分を形成する接点４ｂ，５ｂと反対の端部で、メインボデー９には、二次ボデー１４の端部が摺動する長手方向スロット３０６が見られる。この端部は、当接手段をロック解除するためのロック解除手段２１０を形成し、このロック解除手段はスライダに似ており、機械的チューリップとの接触状態にスムーズに入るように各々が面取りされるとよい。
【００８６】
この例では、スプリング１６はもはや圧縮スプリングではなく、牽引スプリングである。このスプリングは、ボア１２の端壁１７を二次ボデー１４の端壁に接続する。加えて、端壁１７に固定されたステム３３０は、二次ボデー１４の端壁のオリフィスを通過して当接部３３２を終端とする。
【００８７】
図１１ａから図１１ｅは、上記の図９ａから図９ｅにそれぞれ対応する。
【００８８】
こうして、開路段階の開始中に、ボデー９，１４はスプリング１６を介して一緒に移動し、その結果、ボデー９がチューリップ３０２の中で移動する。
【００８９】
図１１ｂに模式的に示された瞬間から、メインボデー９の端部はチューリップ３０２のリムと当接し、これにより当接手段が起動される。こうしてメインボデー９の並進移動が停止され、ボデー８に対して固定状態となり、一方で二次ボデー１４は接続ポイント２２を介して移動を続ける。この段階で、図１１ｃに模式的に示されているように、スプリング１６はこうして、相互に対して移動している離間状態の二つのボデー９，１４による牽引を受ける。この移動中に、ステム３３０は二次ボデー１４の端壁にある専用オリフィスの中を摺動する。
【００９０】
この同じ図１１ｃは、二次ボデー１４がメインボデー９に対して所定距離を移動した後で当接手段を解放するようにスライダ３１０が設計され、この移動の端部で、スライダがチューリップ３０２のリムと接触してこれを径方向外向きに付勢し、チューリップのスプリングブレードを弾性変形させることを示している。メインボデー９はこうして、スライダの作用により変形したチューリップから解放され、スプリング１６はそれから突然伸長してメインボデー９を加速させる。図１１ｄに示されているように、スライダ３１０はスロット３０６の端部と当接する位置に復帰する。この加速は、アーク接点の電気的摩耗を制限するように、メイン接点の分離の後でアーク接点が分離している間に生じる。
【００９１】
それから、上記の方法と類似の方法で開路が行われ、チューリップのリムはメインボデー９の外面に摺動しながら押圧される。メインボデーの端部が固定ボデー８と当接した後、そしてステム３３２の当接部が二次ボデー１４の端壁と接触した後で開路が停止して、スプリング１６が引っ張られることになる。こうしてこの例では、接続ポイント２２によりステム３３０を介して、接点が確実に開路位置へ動かされるのである。
【００９２】
当然のことであるが、純粋に非限定的な例として上で説明された発明に、当業者により様々な変形が行われうる。
【符号の説明】
【００９３】
１  断路器
２  アーク制御室
４ａ  固定メイン接点
４ｂ  可動メイン接点
５ａ  固定アーク接点
５ｂ  可動アーク接点
６  導電性可動ユニット
８  固定ボデー
８ａ  内側部材
９  導電性メインボデー
１０  円筒ハウジング
１１  移動方向
１２  貫通ボア
１４  二次ボデー
１６  弾性復帰手段
１７  端壁
１８  カラー
２０  リング
２２  接続ポイント
３０  駆動装置
３２  回転入力シャフト
３４  出力部材
３５  電動モータ
４０  機械的システム
４４，４６  要素
４８  軸
５０  凹溝
５２  ペグ形成部材
５６  凹溝
５８  ペグ形成部材
６２，６４  円弧軌道
１００  当接手段
１０２  ピン
１０４  オリフィス
１０６  スロット
１０６ａ，ｂ  スロット部分
１０８  狭窄部分
１１０  スライダ
２０２  ラジアルピン
２０４  オリフィス
２０６  長手方向スロット
２０６ａ，ｂ  スロット部分
２０８  狭窄部分
２１０  ロック解除手段
３０２  チューリップ
３０６  スロット
３１０  スライダ
３３０  ステム
３３２  当接部
【図１】
2015505130.tif 000003
【図２】
2015505130.tif 000004
【図３ａ】
2015505130.tif 000005
【図３ｂ】
2015505130.tif 000006
【図３ｃ】
2015505130.tif 000007
【図４】
2015505130.tif 000008
【図５ａ】
2015505130.tif 000009
【図５ｂ】
2015505130.tif 000010
【図５ｃ】
2015505130.tif 000011
【図５ｄ】
2015505130.tif 000012
【図５ｅ】
2015505130.tif 000013
【図６】
2015505130.tif 000014
【図７ａ】
2015505130.tif 000015
【図７ｂ】
2015505130.tif 000016
【図７ｃ】
2015505130.tif 000017
【図７ｄ】
2015505130.tif 000018
【図７ｅ】
2015505130.tif 000019
【図８】
2015505130.tif 000020
【図９ａ】
2015505130.tif 000021
【図９ｂ】
2015505130.tif 000022
【図９ｃ】
2015505130.tif 000023
【図９ｄ】
2015505130.tif 000024
【図９ｅ】
2015505130.tif 000025
【図１０】
2015505130.tif 000026
【図１１ａ】
2015505130.tif 000027
【図１１ｂ】
2015505130.tif 000028
【図１１ｃ】
2015505130.tif 000029
【図１１ｄ】
2015505130.tif 000030
【図１１ｅ】
2015505130.tif 000031
【国際調査報告】
2015505130.tif 000032
2015505130.tif 000033
2015505130.tif 000034
2015505130.tif 000035