[发明专利]开关装置

说明书

本发明涉及具有开合自如的电极、根据电极的接触、分离施行合闸、分断动作的开关装置，尤其能使开关装置的构造简易化、并提高其性能。

图25为与现有技术的开关装置相类似的一例，该开关装置见于特公平7-60624号公报，是一种利用了电磁回弹的开关装置。

图中，1为开关；2为回弹部件；3为产生回弹部件感应电流的线圈；4为可动导电棒；5为可动电极；6为固定电极；7为止动闩；8为接压(接触加压)合闸弹簧(螺旋弹簧)；9为线圈压板。回弹部件2、可动导电棒4以及可动电极5被连接，固定在电极的中心轴上。线圈3与产生磁场的电流源相连接。另外，图25(a)为闭合状态；图25(b)为断开状态。

图26所示为作为接压合闸弹簧8所使用的螺旋弹簧的载荷特性图。图中，49为所使用的螺旋弹簧的挠度；50为闭合状态的挠度；51为断开状态的挠度；52为闭合状态的弹簧载荷；53为断开状态的弹簧载荷。

下面对其工作情况进行说明。在图25中，电流流过线圈3，便产生磁场，这使得回弹部件2上产生感应电流，相对于线圈3，回弹部件2受到电磁回弹力。当这个电磁回弹力大于图26中所示闭合状态的弹簧载荷52时，回弹部件2、可动导电棒4以及可动电极5则沿与电磁回弹力相同的方向进行动作，使开关1断开。其后，止动闩7使回弹部件2、可动导电棒4以及可动电极5的位置保持在断开状态。其次，解开止动闩7，开关1在接压合闸弹簧8的载荷力作用下，施行合闸动作。如图26所示，螺旋弹簧的弹簧常数为一定，因此，断开状态的弹簧载荷53比闭合状态的载荷52还要大。(1)现有技术的开关装置如上面所述，采用螺旋弹簧作为接压合闸弹簧，由于断开状态的弹簧载荷大于闭合状态的弹簧载荷，使由闭合状态到断开状态的弹簧能量较大，这就需要额外的电磁回弹能量。此外，现有的开关装置为了保持断开状态，设置了必要的止动机构，当断开速度快时，止动机构的性能跟不上，使断开状态不能保持。此外，由于是通过止动闩的解开而进行合闸动作，所以开始止动闩的解开动作需花费时间，造成了合闸动作慢的问题。

本发明是为了解决上述问题而提出的，目的是得到这样一种开关装置，即减小其从闭合状态到断开状态所需的弹簧能量。

此外，其目的还在于使止动闩的负担减轻或者无需负担，以得到开合动作快的开关装置。(2)此外，在本发明中，使用了碟形弹簧作为接压合闸弹簧，可是，使用碟形弹簧，曾出现碟形弹簧径向尺寸加大的问题。

本发明的第2个目的是：使用弹性系数大的材料，以缩小径向尺寸。(3)此外，碟形弹簧与垫圈(该垫圈对碟形弹簧进行夹持作为弹簧支架)或座板之间接触部分的摩擦大的话，开闭动作的时候，碟形弹簧沿径向不能扩展，曾出现不能进行开闭动作的问题。上述垫圈或座板是作为弹簧架，用来夹持该碟形弹簧的。

本发明的第3个目的是；改进碟形弹簧的接触部分的形状并通过改善表面状态来减小摩擦。(4)此外，碟形弹簧的弹簧支架(垫圈或座板)所用材料若比碟形弹簧软的话，在弹簧支架上与碟形弹簧相接触的部分会形成沟槽，开闭动作时，碟形弹簧沿径向不能扩展，曾出现开闭动作不能进行的问题。

本发明的第4个目的是：适当地选择碟形弹簧和弹簧支架(垫圈或座板)的材料，以防上沟槽的发生。(5)此外，使用碟形弹簧作为接压合闸弹簧时，与可动轴端部位置相对的固定框上配置有挡板，由此，决定了碟形弹簧的使用挠度，因此，曾出现挡板处必须留出多条空间的问题。

本发明的第5个目的是，采用不需要多余安装空间的挡板。(6)此外，在断开时，断开速度若快的话，使断开的冲击加大，这在对于开关装置整体、特别是对于开关要求高气密性的场合，曾出现破坏开关的气密性的情况。

本发明的第6个目的是：设置缓和冲击的构件，以缓和冲击。(7)此外，断开状态下，线圈与回弹部件的距离比电极容许磨损量小的情况下，接点磨损后，回弹部件被线圈挡住，引起电极不能接触。

本发明的第7个目的是：合适地设定线圈与回弹部件的距离，以防止电极不能接触。(8)此外，闭合的时候，若闭合速度快的话，造成闭合的冲击加大，由于振动等原因使接点问发生电弧，发生过电极接点溶敷的情况。

尤其是在真空开关等对开关有高气密性要求的情况下，发生过由于冲击，破坏了开关的气密性的情况。

本发明的第8个目的是：合适地做好闭合时的线圈和回弹部件的配置，调节回弹部件的回弹力，以抑制冲击。(9)此外，用电碰回弹电源给电容器充电，所充电荷向线圈放电，由于是上述方式，当合闸、分断两个动作都利用电磁回弹的情况下，且电磁回弹用电源只有一个的场合，曾出现刚合闸后的断开动作，或者刚断开后的合闸动作不能进行的问题。