(57)【要約】【課題】  駆動源にばねを用いるガス遮断器において、駆動源のエネルギーを増加させずに高速動作させる。【解決手段】  ガス遮断器の遮断部４０５では、固定接触子６２と可動接触子６３を有する接点を開閉して電力の遮断と投入を切り換える。操作部４００は、可動接触子を駆動する駆動力を発生する、操作部と遮断部とをリンク機構４０６が接続する。リンク機構は、操作部側に連結される第１のレバー６７と、可動接触子側に連結される第２のレバー６５と、これら２個のレバーを取り付けた回転軸６６とを有する。可動接触子の移動方向と平行な方向に対する第１のレバーの動作角の大きさは、接点の遮断時と投入時とで異なる。【選択図】  図１
2007087836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接触子と可動接触子を有する接点を開閉して電力の遮断と投入を切り換える遮断部と、前記可動接触子を駆動する駆動力を発生する操作部と、操作部と遮断部とを接続するリンク機構とを備えた電力用ガス遮断器において、前記リンク機構は、操作部側に連結される第１のレバーと、可動接触子側に連結される第２のレバーと、これら２個のレバーを取り付けた回転軸とを有し、前記可動接触子の移動方向と平行な方向に対する前記第１のレバーの動作角の大きさが、前記接点の遮断時と投入時とで異なることを特徴とする電力用ガス遮断器。
【請求項２】
前記リンク機構は、前記操作部と前記第１のレバーとを接続するリンクを有し、前記操作部は、このリンクの一端部に接続する第３のレバーとこの第３のレバーを保持する主軸とを有し、前記可動接触子の移動方向と平行な方向に対するこの第３のレバーの動作角の大きさが、前記接点の遮断時と投入時とで異なることを特徴とする電力用ガス遮断器。
【請求項３】
前記第１及び第２のレバーの動作回転角が、前記第３のレバーの動作回転角より大きいことを特徴とする請求項２に記載の電力用ガス遮断器。
【請求項４】
前記第２のレバーと可動接触子とを接続する絶縁材を設け、前記可動接触子の移動方向と垂直な方向に対する前記第２のレバーの動作角の大きさが、前記接点の遮断時と投入時とでほぼ同じであることを特徴とする請求項１に記載の電力用ガス遮断器。
【請求項５】
前記可動接触子の移動方向と平行な方向に対する前記第１のレバーの動作角の大きさが、前記接点の遮断時と投入時とでほぼ３:１であることを特徴とする請求項１に記載の電力用ガス遮断器。
【請求項６】
前記第１のレバーないし第３のレバーの前記回転軸への取り付け部に角穴またはスプライン溝穴を形成し、前記回転軸および主軸を角軸またはスプライン軸を形成し、前記第１ないし第３のレバーを着脱自在としたことを特徴とする請求項２に記載の電力用ガス遮断器。
【請求項７】
前記第１のレバーと前記第２のレバーの動作平面が平行になるように前記第１のレバーと第２のレバーを配置し、これら第１、第２のレバーを取り付けた回転軸を第１のレバーと第２のレバーの取り付け部の間でシールするシール手段と、このシール手段を保持し前記第２のレバーを収容する収納部材とを設け、前記第１のレバーが大気中で動作し、前記第２のレバーが絶縁性のガス中で動作するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電力用ガス遮断器。
【請求項８】
前記操作部は、駆動源として圧縮コイルばねを有することを特徴とする請求項１に記載の電力用ガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遮断器に係り、特に変電所や開閉所などの高電圧仕様に好適な電力用ガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
変電所や開閉所に設けられる電力用ガス遮断器（以下、ガス遮断器とも称す）の中で、電圧が３００ｋＶ以下のガス遮断器に用いるバネ式操作部の例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載のガス遮断器では、遮断、投入の駆動源にコイルばねを使用している。ガス遮断器の他の例が、特許文献２に記載されている。この公報に記載のガス遮断器では、操作部の小形化と高速化を図るため、可動電極部の動作軸線に平行な平面上に、操作装置に連結された揺動レバーを配設している。そして、この揺動レバーの端部と可動電極部を駆動する駆動ロッドとを、少なくとも１個の遊動レバーを介して連結している。さらに、揺動レバーの回転中心を通り可動電極部の動作軸線に直角な線により揺動レバーの動作回転角を２分したときに、可動電極部側の動作回転角度をθ１、残りの動作回転角度をθ２として、各動作角θ１、θ２の間に  θ１≧１．５θ２  の関係が成立するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６６７１９号公報（第４頁、第１図）
【特許文献２】特開平４−７１１３１（第５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載のようなばね式ガス遮断器を高速化するためには、操作部の駆動力を増大させる必要がある。しかしながら、駆動力を増大させると駆動源であるばねの占める体積が大きくなり過ぎ、操作装置が大型化する。特に駆動源にコイルばねを使用している特許文献１に示された遮断器では、コイルばね自身の質量の約１／３が慣性負荷になり、これがすべてばねの動作軸線上に作用するため、ばね自身を動かすエネルギーが増大し、高速化が困難になっている。また、ばね力が増加すれば、可動部品の強度維持のために質量が増加する。
【０００５】
特許文献２に記載のガス遮断器では、絶縁性のガスを直線運動する摺動部でシールしているので、シール部の気密性を保持するためにシールロッドに曲げ力を加えないように遊動レバーを配設しなければならず、遊動レバーの配置に制限を受ける。また、遮断器を高速化しようとすると、直線運動する摺動部のシール部材の摺動量が増加し、シール部材の耐久性が低下する。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、駆動源にばねを用いるガス遮断器において、駆動源のエネルギーを増加させずに高速動作させることにある。本発明の他の目的は、ガス遮断器を高速化するとともに、信頼性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の特徴は、固定接触子と可動接触子を有する接点を開閉して電力の遮断と投入を切り換える遮断部と、可動接触子を駆動する駆動力を発生する操作部と、操作部と遮断部とを接続するリンク機構とを備えた電力用ガス遮断器において、リンク機構は、操作部側に連結される第１のレバーと、可動接触子側に連結される第２のレバーと、これら２個のレバーを取り付けた回転軸とを有し、可動接触子の移動方向と平行な方向に対する第１のレバーの動作角の大きさが、接点の遮断時と投入時とで異なることにある。
【０００８】
そしてこの特徴において、リンク機構は、操作部と第１のレバーとを接続するリンクを有し、操作部は、このリンクの一端部に接続する第３のレバーとこの第３のレバーを保持する主軸とを有し、可動接触子の移動方向と平行な方向に対するこの第３のレバーの動作角の大きさが、接点の遮断時と投入時とで異なるのがよく、第１及び第２のレバーの動作回転角が、第３のレバーの動作回転角より大きいことが望ましい。
【０００９】
また、第２のレバーと可動接触子とを接続する絶縁材を設け、可動接触子の移動方向と垂直な方向に対する第２のレバーの動作角の大きさが、接点の遮断時と投入時とでほぼ同じであることがよく、可動接触子の移動方向と平行な方向に対する第１のレバーの動作角の大きさが、接点の遮断時と投入時とでほぼ３:１であるのがさらに望ましい。
【００１０】
さらに上記特徴において、第１のレバーないし第３のレバーの回転軸への取り付け部に角穴またはスプライン溝穴を形成し、回転軸および主軸に角軸またはスプライン軸を形成し、第１ないし第３のレバーを着脱自在とするのがよく、第１のレバーと第２のレバーの動作平面が平行になるように第１のレバーと第２のレバーを配置し、これら第１、第２のレバーを取り付けた回転軸を第１のレバーと第２のレバーの取り付け部の間でシールするシール手段と、このシール手段を保持し第２のレバーを収容する収納部材とを設け、第１のレバーが大気中で動作し、第２のレバーが絶縁性のガス中で動作するようにするのが好ましい。また操作部は、駆動源として圧縮コイルばねを有するのが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、駆動源にばねを用いるガス遮断器において、第１のリンクの動作ストローク位置を可動接触子の移動方向に平行な方向に対して非対称にしたので、駆動源のエネルギーを増加させずに遮断器を高速動作させることができる。また、操作部に連結するレバーと遮断部に連結するレバーを取り付けた回転軸で軸封するので、ガス遮断器を高速化できるとともに、信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例を、図１ないし図９を用いて説明する。はじめに、図５にガス遮断器１００の正面図を示す。ガス遮断器１００は、円筒形の接地容器１０３を架台１０５上に設置している。円筒形の接地容器１０３には、絶縁性のガス、例えばＳＦ６ガス（６フッ化硫黄ガス）が規定の圧力で封入されている。円筒形の接地容器１０３の軸方向中間部から斜め上方に、ブッシング１０１、１０２が突き出ている。変電所や開閉所の中の電線を接続して電路を構成する導体が、ブッシング１０１、１０２内に収納されている。架台１０５の側部には、ガス遮断器１００の操作部を収納する操作箱１０４が取り付けられている。
【００１３】
このように構成したガス遮断器１００では、例えば通電時に電力が図示しない系統から上流側のブッシング１０２に供給される。そしてブッシング１０２から接地容器１０３内の接点に導かれ、下流側のブッシング１０１を経て再び系統に供給される。落雷などで系統に事故が発生すると、操作箱１０４内の操作部を駆動して接地容器１０３内の接点を開く。これにより、下流側への電力の供給を遮断する。なお、本実施例では接地容器１０３は水平方向に延在しているが、鉛直方向に延在した形でもよい。また、本実施例では接地容器１０３にブッシングを直接取り付けた単体のガス遮断器を説明するが、ガス絶縁開閉装置の中に組み込まれた遮断器であってもよい。ここではＳＦ６ガスを使用したガス遮断器を例にとり説明するが、真空遮断器など他の開閉装置にも本発明を適用できる。
【００１４】
図１ないし図４に、図５で示した操作箱１０４内に収容する操作部４００と遮断部４０５、およびこれら操作部４００と遮断部４０５とを接続するリンク機構４０６を模式図で示す。図１から図４に変化するにしたがって、順に遮断部４０５の接点の開閉動作が進行する。図１は、遮断部４０５で可動接触子６３が固定接触子６２に投入している状態を示す図であり、図２は遮断動作が終了した状態を示す図、図３は遮断状態から投入状態に復帰する途中の状態を示す図、図４は投入動作が終了した状態であって、投入ばね２８が開放状態にあるときの図である。この図４の状態の後に、投入ばね２８を付勢して図１の状態に戻す。
【００１５】
図１において、遮断部４０５が有する固定接触子６２の一端は、筒状の固定側の導体６１に固定支持されており、他端は可動接触子６３に接触している。可動接触子６３は固定接触子６２との接触側が筒状に形成されており、可動接触子が軸方向に移動すると、固定接触子が筒の内部に嵌合する。固定接触子６２を保持する固定側の導体６１は、図示しない絶縁筒により接地容器に固定支持されている。固定接触子６２及び導体６１は、固定部材である。
【００１６】
可動接触子６３の固定接触子６２との接触端と反対端は、棒状の絶縁材６４に接続されている。可動接触子６３の外周部には筒状のシリンダ６３ａが配設されており、このシリンダ６３ａの外周に、筒状の可動側の導体６０が接して配置されている。可動側の導体６０は、図示を省略した絶縁筒により接地容器に固定支持されている。
【００１７】
リンク機構４０６は、図示しない接地容器に回転自在に支持された回転軸６６を有している。この回転軸６６に、第２のレバー６５及び第１のレバー６７のそれぞれの一端部が嵌合されている。第１のレバー６７と第２のレバー６５とのなす角は、θ（一定）である。第１のレバー６７の他端は、遮断部４０５が有する長軸のリンク６８にピン６７ａを介して接続されている。第２のレバー６５の他端部は、絶縁材６４が可動接触子６３と接続する端部とは反対端に、ピン６５ａを介して接続されている。リンク６８は、絶縁部４０５を構成する操作部４００が有する第３のレバー６９に、下端で接続している。
【００１８】
操作部４００は、主軸４および遮断ばね２６を有する遮断操作部４０３と、カム軸２および投入ばね２８を有する投入操作部４０４と、投入ばね２８の駆動力を保持開放する投入制御機構４０２と、遮断ばね２６の駆動力を保持開放する遮断制御機構４０１とを有している。
【００１９】
遮断操作部４０３の主軸４には、Ｙ字型の主レバー５の中間部と、第３のレバー６９の一端部が取り付けられている。主レバー５のＹ字型の２つの端部には、ローラ６、７が取り付けられている。主レバー５の残りの端部には、遮断ばねリンク２５の一端がピン２５ａを介して回動自在に取り付けられている。遮断ばねリンク２５の他端には、フランジ３４が取り付けられており、遮断ばねリンク２５の外周に配置された遮断ばね２６を保持する。遮断ばね２６のフランジ３４で保持された端部と反対側を、筐体１が保持している。
【００２０】
投入操作部４０４は、遮断操作部４０３と同様の構成になっている。すなわち、カム軸２に大歯車５２が取り付けられており、大歯車５２の中間部には、投入ばねリンク２７の一端部が回動可能に取り付けられている。投入ばねリンク２７の他端部には、ばね受け３５が取り付けられており、投入ばね２８の一端側を保持する。投入ばね２８は、投入ばねリンク２７の外周に配置されており、ばね受け３５の反対端を筐体１が保持している。カム軸２には、外周部に滑らかな弧型の曲線部を有するカム３が取り付けられている。カム３の最大半径部付近には、ローラ１８が取り付けられている。大歯車５２には小歯車５１が噛み合っており、この小歯車５１には、図示しない電動機から駆動力が伝達される。
【００２１】
遮断操作部４０３に隣り合って、遮断制御機構４０１が配置されている。遮断制御機構４０１では、筐体１に固定した軸８ａに中間部を回動自在に取り付けた第２遮断ラッチ８が、一端部に形成した係合部８ｂで、Ｙ字型の主レバー５の一端に設けたローラ７に係合する。第２遮断ラッチ８の他端部には、ローラ１０が取り付けられている。第２遮断ラッチは、軸８ａ部で折れ曲がった形状に形成されている。第２遮断ラッチ８の軸８ａと係合部８ｂとの中間に、第２遮断ラッチ８を元の状態に復帰させる復帰ばね９の一端部が取り付けられている。復帰ばね９の他端部は、筐体１に固定されている。
【００２２】
ローラ１０に係合可能に、遮断ラッチ１１が配置されている。遮断ラッチ１１の中間部は、筐体１に支持された軸１１ａに回動自在に取り付けられており、遮断ラッチ１１は、この軸１１ａ部で折れ曲がった形状に形成されている。遮断ラッチ１１がローラ１０と係合する係合部１１ｂの反対端には、ローラ１３が取り付けられている。このローラ１３にＬ字状をした遮断トリガ１４ａの先端部が当接している。この先端部は、曲面に形成されている。遮断ラッチ１１の軸１１ａとローラ１３との中間に、筐体１に一端が固定された復帰ばね１２が取り付けられている。
【００２３】
遮断トリガ１４ａのＬ字の角部は、軸１４ｃに固定されている。軸１４ｃには、上方に延びる棒状の部材１４ｂも取り付けられており、この部材１４ｂに当接可能に、遮断用電磁石２０１のプランジャ２１１が配置されている。遮断トリガ１４ｂのＬ字の他方の辺に、一端が筐体１に固定された復帰ばね１５が取り付けられている。
【００２４】
投入制御機構４０２は、カム３に取り付けたローラ１８に係合可能な投入ラッチ１９を有している。投入ラッチ１９は略Ｖ字形状をしており、その屈曲部を軸１９ａに回動自在に取り付けている。投入ラッチ１９のＶ字の一端には、カム３のローラ１８に係合する係合部１９ｂが形成されている。投入ラッチ１９のＶ字型の他端にはローラ２１が取り付けられている。
【００２５】
ローラ２１に一端部が当接可能に、投入トリガ２２が配置されている。投入トリガ２２は、折れ曲がった形状に形成されており、その折れ曲がり部を回転軸２２ａに回動自在に取り付けられている。回転軸２２ａは、筐体１に支持されている。投入ラッチ１９の軸１９ａからローラ２１までの間に、一端が筐体１に固定された復帰ばね２０が取り付けられている。投入トリガ２２がローラ２１に当接する側と反対端には、投入トリガ２２ｂが形成されており、この投入トリガ２２ｂに当接可能に投入用電磁石２０２のプランジャ２１２が配置されている。
【００２６】
このように構成した本実施例のガス遮断器では、第２遮断ラッチ８と遮断ラッチ１１と遮断トリガ１４ａとに取り付けた復帰ばね９、１２、１５は、図１に示す投入保持状態で圧縮状態にある。その結果、第２遮断ラッチ８と遮断ラッチ１１と遮断トリガ１４ａには、常にこれらの復帰ばね９、１２、１５のばね力が作用している。そして、主軸４が回動すると、遮断ばねリンク２５が水平方向に動作する。また、遮断操作部４０３に設けた遮断ばね２６のばね力を放勢して電力を遮断し、投入操作部４０４の投入ばね２８のばね力を放勢して電力を投入する。遮断ばね２６は、投入ばね２８の放勢により蓄勢され、投入ばね２８は、電動機と歯車列及び歯車５１、５２により蓄勢される。主レバー５の一方端部に設けたローラ６は、投入状態では力が作用しないが、投入動作時にカム３の外周面から荷重が伝達される。
【００２７】
図１ないし図４を用いて、上記構成のガス遮断器１００の動作を説明する。初めに、図１に示した投入状態から遮断状態へ移行する動作について述べる。投入状態において、遮断指令が入力されると、遮断器１００は遮断動作を開始する。遮断制御機構４０１の遮断用電磁石２０１が励磁され、遮断用電磁石２０１のプランジャ２１１が突出し、トリガレバー１４ｂを押圧する。トリガレバー１４ｂはプランジャ２１１に押されて時計回りに回転する。その結果、遮断トリガ１４と遮断ラッチ１１との係合が外れる。
【００２８】
遮断トリガ１４ａとの係合が外れて、遮断ラッチ１１は回動自由になる。第２遮断ラッチ８のローラ１０が遮断ラッチ１１を押圧しているので、遮断ラッチ１１は軸８ａ回りに右回転する。回動を規制していた遮断ラッチ１１の係合部１１ｂからの支持が失われ、第２遮断ラッチ８は、主レバー５のローラ７の押圧力により時計回りに回転する。その結果、主レバー５と第２遮断ラッチ８との係合が外れる。
【００２９】
主レバー５と遮断ラッチ８との係合が外れて、主レバー５は回動自在となる。リンク２５に巻回され圧縮状態にある遮断ばね２６の規制が外れたので、遮断ばね２６が放勢され、主レバー５を時計回りに回動させる。主軸４を介して第３のレバー６９も時計回りに回動する。主レバー５が回動したので、第３のレバー６９に接続されたリンク６８が下方に移動し、第１のレバー６７を時計回りに回動させる。第１のレバー６７とともに、回転軸６６と第２のレバー６５も時計回りに回動する。第２レバー６５の回動に伴い、第２のレバー６５に接続した絶縁材６４と可動接触子６３が水平右方向に移動する。これにより、可動接触子６３が固定接触子６２から離れる。遮断ばね２６が放勢しきると、遮断動作が終了し、主レバー５の端部のローラ６がカム３の外周面にほぼ当接して止まる（図２参照）。
【００３０】
遮断部４０５が図２に示した遮断状態から、図４に示した投入状態に移る動作を、以下に説明する。図２に示す遮断状態で遮断器１００に投入指令が入力されると、投入用電磁石２０２が励磁される。投入用電磁石２０２のプランジャ２１２が左方向に突出し、投入トリガ２２ｂを押圧する。投入トリガ２２ｂと一体のトリガレバー２２は時計回りに回動し、投入ラッチ１９とトリガレバー２２との係合が外される。カム３に取り付けたローラ１８からの押圧力により、投入ラッチ１９が時計回りに回転し、投入ラッチ１９とカム３との係合が解除される。カム３は、投入ラッチ１９のラッチ部１９ｂからの支持が失われ、回動自由になる。カム３の規制が失われて、投入ばね２８のばね力が放勢される。その結果、投入ばねリンク２７が左方向に移動し、投入ばねリンク２７の移動に伴いカム軸２および大歯車５２が時計回りに回動する。
【００３１】
カム軸２の回動に伴い、カム３も時計回りに回動する。図３に示すように、カム３の外周面が主レバー５のローラ６に当接し、主レバー５を反時計回りに回転させる。図３の状態からさらに投入動作が進行し、カム３が時計回りに略半回転すると、カム３の最大曲率半径部分でカム３の外周面が主レバー５のローラ６に当接する。このとき、主レバー５に接続した遮断ばねリンク２５が、遮断ばね２６をほぼ元の位置まで圧縮する。
【００３２】
この投入動作では、主レバー５が回動すると、主軸４を介して第３のレバー６９が反時計回りに回動し、リンク６８を上方に移動させる。リンク６８に接続された第１のレバー６７および回転軸６６、第２のレバー６５が、反時計回りに回動する。これにより、第２のレバー６５に接続した絶縁材６４および可動接触子６３が左方向に移動する。投入ばね２８が放勢しきると、可動接触子６３が固定接触子６２に接触して、接点が投入される（図４参照）。投入動作終了時に、操作部４００では、遮断制御機構４０１の各レバー８、１１、１４ａを復帰ばね９、１２、１５が復帰させて、元の位置に戻す。これにより、遮断ばね力２６が保持される。
【００３３】
投入動作が終了すると、図示しない電動機と歯車列を介して小歯車５１を駆動し、大歯車５２を時計回りに回動させる。大歯車５２が右回転したので、投入ばねリンク２７が右方向に移動し、投入ばね２８が圧縮される。大歯車５２がほぼ半回転すると、図示しないリミットスイッチの指令により電動機が停止する。このとき、投入ばね２８は、ばね力を放勢しようとする。しかし前述のように、カム３のローラ１８が投入レバー１９に、投入レバー１９が投入トリガ２２に、それぞれ係合しているので、カム３の回動が阻止される。その結果、投入ばね２８のばね力が保持される。そして図１に示すように、遮断部４０５を投入保持状態に、遮断ばね２６及び投入ばね２８を圧縮された初期状態に戻す。
【００３４】
なお本実施例では、遮断部４０５に接続するリンク機構４０６において、第２のレバー６５のピン６５ａから回転軸６６までの距離ρ２を、第１のレバー６７のピン６７ａから回転軸６６までの距離ρ１の約２倍にしている。このように構成したので、可動接触子６３のストロークが遮断ばね２６のストロークの約２倍に増幅されるとともに、遮断ばね２６のばね力の約半分で、可動接触子６３が駆動される。コイルばねを使用する駆動源では、ばねのストロークを長くすると、必要なばね長さが増大して操作部が大型化する。そこで、本実施例では、リンク機構を用いて可動接触子のストロークを増幅し、小型化を図っている。
【００３５】
次に、上記遮断器１００の動作におけるリンク機構４０６の動作の詳細を、図６を用いて以下に説明する。遮断器１００を開閉させると、操作部４００の主軸４に接続された第３のレバー６９が回転して、遮断部４０５と操作部４００とを連結するリンク６８を上下動させる。リンク６８が上下動すると、第１のレバー６７が回転軸６６とともに回動し、第２のレバー６５を同じ回転角だけ回動させるとともに可動接触子６３を水平方向に移動させる。
【００３６】
本実施例に示したリンク機構４０６では、図６に示したように座標を設定している。遮断部４０５が投入状態にあるときのリンク機構４０６の位置を実線で示し、遮断部４０５が遮断位状態にあるときのリンク機構４０６の位置を破線で示している。遮断部４０５を遮断するときは、主軸４が角度θ２だけ右回転する。これに伴いリンク６８が下方に移動し、回転軸６６が、実線の投入位置から破線で示した遮断位置へ角度θ１だけ右回転する。遮断部４０５を投入するときは、同様に、主軸４が角度θ２だけ左回転すると、リンク６８が上方に移動し、軸６６が角度θ１だけ遮断位置から左回転する。
【００３７】
ここでリンク機構４０５に、可動接触子６３の移動方向をＸ軸とし、これに直交する方向をＹ軸とする、２次元平面を定義する。さらに、回転軸６６の中心を原点とする局所座標系を設定し、Ｘ軸に平行な方向をＸ１軸、Ｙ軸に平行な方向をＹ１軸とする。操作部４００の主軸４の中心を原点とする局所座標系も設定し、Ｘ軸に平行な方向をＸ２軸、Ｙ軸に平行な方向をＹ２軸とする。
【００３８】
上述したように、遮断部４０５側の第１及び第２のレバー６７、６５は、回転軸６６に嵌合しているので、第１及び第２のレバー６７、６５の動作回転角度は等しく、投入から遮断に至る動作回転角度範囲は、θ1である。操作部４００側の第３のレバー６９の投入から遮断に至る動作回転角度範囲は、θ２である。第３のレバー６９の動作角度範囲θ２は、第１及び第２のレバー６７、６５の動作回転角度範囲θ１との間に、θ１＞θ２の関係を有している。
【００３９】
第１のレバー６７の動作角度範囲θ１は、Ｘ１軸で２分される。そこで、投入位置からＸ１軸までの回転範囲をθ１３、Ｘ１軸から遮断位置までの回転範囲をθ１４とする。同様に第２のレバー６５の動作回転角度範囲θ２は、Ｙ１軸で２分される。投入位置からＹ１軸までの回転範囲をθ１１、Ｙ１軸から遮断位置までの回転範囲をθ１２とする。操作部４０５の第３のレバー６９の動作角度範囲θ２は、Ｘ２軸で２分される。投入位置からＸ２軸までの回転範囲をθ２１、Ｘ２軸から遮断位置までの回転範囲をθ２２とする。
【００４０】
なお、本実施例では、主レバー５の動作回転角θ２が、Ｙ２軸に対称になるように、遮断ばね２６のストロークの前半と後半とをＹ２軸までのストロークとし、主レバー５の動作回転角θ２をほぼ２等分している。このように構成すると、遮断ばね２６の解放および圧縮動作に伴う遮断ばね２６の鉛直方向の揺動を少なくすることができ、駆動ロスを低減できる。
【００４１】
本実施例に示した遮断部４０５における、可動接触子６３のストロークの時間変化を、図７に示す。時間ゼロに、遮断指令が入力される。遮断器１００の開極時間は、接点部４０５が投入状態から変化し始めるときを基準に、可動接触子６３が所定の距離だけ移動するまでの時間とする。第１のレバーの動作回転角θ１３、θ１４の割合が、θ１３＝θ１４の場合に比べて  θ１３＜θ１４  であれば、開極時間を短縮できることがこの図７から知られる。この理由は、以下の通りである。図６において、遮断動作開始時の可動接触子６３の駆動力Ｆ２は、第１〜第３のレバー６７、６５、６９の回転中心Ｏ１、Ｏ２からピン６７ａ、６５ａ、６９ａの中心Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５までの距離と、操作部４００の主軸４の駆動トルクＴ0により、（式１）で表される。
【００４２】
【数１】
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遮断動作開始時に、リンク６８はほぼ鉛直方向に配置されている。そのため、主軸４の回転中心Ｏ２と回転軸６６の中心Ｏ１とから、リンク６８の駆動力Ｆ1の作用方向に下ろした２本の垂線（モーメントアーム）がＸ軸となす角度θ１３１、θ２１１はともに微小となり、θ２１１≒θ２１、θ１３１≒θ１３と近似できる。
【００４３】
（１）式において、第１のレバー６７とＸ１軸とのなす角度θ１３を変化させて遮断動作開始時の可動接触子６３の駆動力Ｆ２を最大にするためには、θ１３をゼロにすればよい。これは、第１のレバー６７の投入位置がＸ１軸と重なっている場合である。すなわち、開極時間を最も短縮するには、第１のレバー６７の投入位置を水平方向にすればよい。
【００４４】
ところで、図６では、第１のレバー６７の２つの回転角θ１３、θ１４の比θ１４／θ１３を、約１／３にしている。その理由は、遮断終了位置では可動接触子６３を駆動する駆動力Ｆ２が低下するので、この低下量を抑制するためである。図８に、回転角比θ１４／θ１３を変化させたときの駆動力Ｆ２の変化を示す。第１のレバー６７の回転角θ１３を小さくして、θ１４／θ１３の比を大きくすると、開極速度は増加するものの、遮断位置ではθ１４が増加し、θ１４＝θ１３の場合と比べて駆動力Ｆ２が低下する。
【００４５】
ガス遮断器１００では、可動接触子６３には所定値以上の圧力が作用し、操作部４００には負荷反力として作用する。この圧力のピークは、遮断動作のストローク後半で生じることが知られている。大電流を遮断する場合には圧力上昇も大きく、遮断位置で可動接触子６３の駆動力Ｆ２を大幅に低減すると、電流遮断性能を満足できない恐れがある。そこで回転角度比θ１４／θ１３を約３倍までに留め、開極速度の向上を図りながら遮断位置での駆動力Ｆ２低下をできるだけ抑制する。
【００４６】
可動接触子６３と同一のストロークだけ揺動する第２のレバー６５では、ストロークの前半と後半をＹ１軸で２分されるとしたときに前半と後半とで回転角度がほぼ等しい。したがって、絶縁材以外の遊動リンクなどが不要となり、可動接触子６３をガイドする可動側の導体６０に作用する力の変動を抑制できる。
【００４７】
次に、ガス遮断器１００のガスシールの詳細を、図９を用いて説明する。図９は、ガス遮断器１００の側断面図である。第１のレバー６７と第２のレバー６５の動作平面は、奥行き方向（図９では左右方向）に平行に配置されている。第１、第２のレバー６７、６５の軸方向中間部で、回転軸６６の周囲を図示しないシール部材でシールしている。第２のレバー６７の先端部は、フォーク状に形成されており、フォーク間に絶縁材６７が配置されている。
【００４８】
図９で破線で収容部材を示すように、回転軸６６の奥側（図で右側）と第２のレバー６５、絶縁材６４、絶縁材６４より遮断部４０５側に配置された部品は、収容部材に収容されて、絶縁性のガス雰囲気中にある。シール部材は、収容部材に保持されている。回転軸６６の手前側（図で左側）と第１のレバー６７、第１のレバーより操作部４００側に配置された各部品は、大気雰囲気中にある。回転軸６６には操作部４００から駆動力が伝達され、曲げ及びねじりが作用する。そこで、軸受装置を適切に配置して動作時の偏心量を小さくする。この結果、回転動する回転軸６６をシールするだけでよく、直線駆動する部材をシールする必要がないので、シールが確実になるとともに、通常用いられるＯ−リングシール等の使用が可能になり、容易にシールできる。
【００４９】
なお、上記実施例において、第１のレバー６７と回転軸６６との嵌合や第３のレバー６９と主軸４との嵌合をスプライン結合や角軸と角穴との結合にしているので、外部から容易にこれらのレバーを脱着可能である。それと共に、開極速度に応じてθ１３などの設定角度を異ならせたレバーに容易に交換でき、開極速度の調整が容易になる。
【００５０】
本実施例によれば、駆動源にコイルばねを使用する操作部を備えたガス遮断器において、第１のリンクの動作ストローク位置を水平軸に対して非対称にしたので、可動接触子の駆動力を増大させることができる。また、遮断部の部品数を少なくして小型化できる。これにより遮断器の開極時間が短縮され、遮断動作が高速化される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る電力用ガス遮断器の一実施例の模式図。
【図２】図１に示した電力用ガス遮断器の操作を説明する図。
【図３】図１に示した電力用ガス遮断器の操作を説明する図。
【図４】図１に示した電力用ガス遮断器の操作を説明する図。
【図５】本発明に係る電力用ガス遮断器の一実施例の正面図。
【図６】図１に示した電力用ガス遮断器のレバーの動作を説明する図。
【図７】図１に示した電力用ガス遮断器の動作を示すグラフ。
【図８】図１に示した電力用ガス遮断器の動作を示すグラフ。
【図９】図１に示した電力用ガス遮断器の側面図。
【符号の説明】
【００５２】
１…筐体、２…カム軸、３…カム、４…主軸、５…主レバー、６２…固定接触子、６３…可動接触子、６４…絶縁材、６５…第２のレバー、６６…回転軸、６７…第１のレバー、６８…リンク、６９…第３のレバー、２０１…遮断用電磁石、２０２…投入用電磁石、４００…操作部、４０１…遮断制御機構、４０２…投入制御機構、４０３…遮断操作部、４０４…投入操作部、４０５…遮断部、４０６…リンク機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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