JP5989445B2 - 開閉装置用操作機構の緩衝装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電気的接点を含む移動体を動作させて開閉装置の開閉動作を操作する開閉装置用操作機構に用いられる装置であって、動作した移動体を制動するための緩衝装置に関する。

一般に、高電圧の開閉装置には、電気的接点を含む移動体を高速で駆動させる操作機構が設けられている。操作機構は、電気的接点を含む移動体を、開と閉の位置間に往復駆動させることで、開閉装置の開閉動作（遮断動作と投入動作）を操作している。開閉装置が優れた遮断性能を発揮するためには、操作機構は、電気的接点を含む移動体を、遮断動作の終端位置に到達する少し前まで高速で駆動させることが重要である。

このような移動体の動作を実現すべく、操作機構には緩衝装置が採用されている。緩衝装置とは、遮断動作の終了間際で高速移動する移動体を減速し、制動する装置である。開閉装置用操作機構に用いられる緩衝装置の従来例としては特許文献１などが提案されている。

通常、緩衝装置には、電気的接点を含む移動体と衝突するようにピストンロッドが設けられている。このピストンロッドにはピストンが取り付けられている。ピストンロッド及びピストンはシリンダ内部に摺動自在に配置されている。シリンダにはピストンにより圧縮される作動油が充填されている。シリンダとピストンロッドとの摺動部分にはパッキンが設けられている。また、ピストンロッドには初期位置に復帰させるロッド復帰ばねなどが設置されている。

以上の構成を有する緩衝装置では、開閉装置の遮断動作が終了する間際に、高速で駆動される移動体がピストンロッドの端部に衝突する。移動体と衝突したピストンロッドは、ロッド復帰ばねを衝撃的に圧縮しつつ、シリンダ内部に高速で進入する。ピストンロッドの進入に伴ってピストンもシリンダ内部に高速で進入し、ピストンが作動油を急激に圧縮する。急激に圧縮された作動油はピストンを押し戻そうとする反力を発揮する。この反力がピストンロッドを介して移動体に伝わり、移動体を制動する。

上記の緩衝装置によれば、開閉装置の遮断動作の終了間際にのみ、制動力が発生して電気的接点を含む移動体の速度を減速させ、移動体を停止させることができる。したがって、操作機構は、電気的接点を含む移動体を、遮断動作の終端位置に到達する少し前まで高速で駆動させることができる。

このような操作機構によって操作される開閉装置は、優れた遮断性能を発揮することが可能となる。また、開閉装置の投入動作では、電気的接点を含む移動体とピストンロッドとの係合が解消されるので、圧縮されていたロッド復帰ばねの復元力によってピストンロッドは初期位置に復帰し、ピストンも初期位置に戻る。

特開２０１１−８０５６６号公報

しかしながら、従来の緩衝装置には次のような課題があった。すなわち、開閉装置の遮断動作の終了間際において、ピストンロッドが移動体の衝撃を受け止めて高速でシリンダ内部に進入するとき、ピストンロッドの動作に伴ってロッド復帰ばねは急激に圧縮されて衝撃による変形が起こる。一般的に、ばねに衝撃による変形が起きた場合、ばねの端部が局部的に変形するので、ばねの素線同士が密着し易くなる。その結果、ロッド復帰ばねには変形あるいは損傷が発生して、ばね強度が低下する可能性がある。

また、緩衝装置の制動容量を増加させるにはピストンロッドのストローク（変位量）を伸ばすことが有効であるが、そのためにはロッド復帰ばねのばね長を伸ばす必要がある。しかし、ロッド復帰ばねの自由長を伸ばし、ピストンロッドのストローク（変位量）も伸ばした場合、ロッド復帰ばねは座屈し易くなる。仮にロッド復帰ばねが座屈すれば、ばね力が設計通りに発生しなくなるだけではなく、ばねの素線が周囲の構造物と接触する。その結果、ロッド復帰ばねには変形あるいは損傷が発生して、やはり、ばね強度が低下する可能性がある。

本実施形態に係る開閉装置用操作機構の緩衝装置は、上記の課題を解決するためになされたものである。本実施形態の目的は、ばねの変形あるいは損傷または座屈によるばね強度の低下を回避して信頼性の向上を図ることにある。

上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る開閉装置用操作機構の緩衝装置は、電気的接点を含む移動体を、開と閉の位置間に往復駆動させることで開閉装置の開閉動作を操作する操作機構に用いられる緩衝装置において、次の（１）〜（６）を備えたことを特徴とする。
（１）同軸状に配置された外シリンダ及び内シリンダ。
（２）前記内シリンダの内側に摺動自在に配置された第１ピストン。
（３）前記外シリンダの内側に摺動自在に配置された第２ピストン。
（４）前記第２ピストンに摺動自在に配置され、前記第１ピストンに固着されたピストンロッド。
（５）前記内シリンダと前記第１ピストンで囲まれて形成され、前記ピストンロッド及び前記第１ピストンが押し込まれることで圧縮される作動油が封入された高圧室。
（６）前記外シリンダと前記第２ピストンとの間に配置され、前記外シリンダと前記第２ピストンとを離す方向に付勢された復帰ばね。

本発明の係る第１の実施形態の初期状態を示す断面図。 図１の緩衝装置の制動動作完了状態を示す断面図。 図１の緩衝装置の復帰途中状態を示す断面図。 図２の緩衝装置のＡ−Ａ矢視図。 本発明に係る第２の実施形態の初期状態を示す断面図。 図５の緩衝装置の制動動作完了状態を示す断面図。 本発明に係る第３の実施形態の初期状態を示す断面図。 図７の緩衝装置の制動動作完了状態を示す断面図。 本発明に係る第４の実施形態の初期状態を示す断面図。

以下、本発明に係る開閉装置用操作機構の緩衝装置の実施形態の一例について、図面を参照して具体的に説明する。
［第１の実施形態］
（構成）

図１〜図４を用いて、本発明に係る第１の実施形態を説明する。図１は開閉装置用操作機構の緩衝装置１０の初期状態を示す断面図、図２は図１で示した緩衝装置１０の制動動作完了状態を示す断面図、図３は図１で示した緩衝装置１０の制動動作完了状態から初期状態に移行する復帰動作途中の状態を示す断面図、図４は図２で示した緩衝装置１０のＡ−Ａ矢視図である。

図１及び図２に示すように、開閉装置には電気的接点である可動接点１の開閉動作を操作する操作機構が設けられている。操作機構は、図示しない制御装置から遮断指令または投入指令を受けて、可動接点１の遮断動作または投入動作を操作するように構成されている。

（操作機構の構成）
操作機構には、制御装置（図示せず）からの指令により開閉動作を行う遮断ばね２が設けられている。遮断ばね２はその可動端３が遮断ばね受け４に取り付けられている。遮断ばね受け４にはばねロッド５が固定されている。ばねロッド５は連結部８を介して可動接点１に結合されている。

ここで、可動接点１と一体的に動作する部材群は遮断ばね２、遮断ばね受け４及びばねロッド５であって、これらの部材から電気的接点を含む移動体が構成される。この移動体は支持構造体６の内部に収納されている。支持構造体６には遮断ばね受け４と対向して制止板７が固定されている。

（緩衝装置の構成）
制止板７において、支持構造体６が固定された面の反対側の面に、緩衝装置１０が固定されている。緩衝装置１０とは、可動接点１を含む前記移動体の速度を減少させるためのものである。緩衝装置１０は、内部に作動油２４（後段で詳述）を封入し、可動接点１が動作の終端位置に到達する少し前で、作動油２４を圧縮することで制動力を発生させる装置である。

緩衝装置１０の構成要素は次の通りである。緩衝装置１０は、復帰ばね受け１９と、スタッド２６と、底板２３と、底蓋１７と、中心軸を同じにする外シリンダ１１及び内シリンダ１２と、第１及び第２のピストン１３、１４と、１本のピストンロッド１５と、復帰ばね２０と、高圧室２５と、低圧室２７と、液室２８と、３つのパッキン１６、１８、２２とから構成されている。

以上の緩衝装置１０の構成要素について詳しく説明する。
（復帰ばね受け、スタッド、底板、底蓋）
復帰ばね受け１９及びスタッド２６は制止板７に固定されている。スタッド２６は復帰ばね受け１９を外側から囲むようにして複数配置されている。スタッド２６は操作機構の支持構造体６と反対側方向に延びている。底板２３はスタッド２６の端部に固定されている。底蓋１７は底板２３に隣接して配置されている。底蓋１７は、外シリンダ１１の端部に嵌着され、内シリンダ１２の端部に当接されている。

（外シリンダ及び内シリンダ）
外シリンダ１１は復帰ばね受け１９及び底板２３に挟まれるようにして配置されている。このため、外シリンダ１１はスタッド２６の長さ方向の全域にわたる長さに設定されている。

内シリンダ１２は所定の間隙を持って外シリンダ１１の内側に移動自在に配置され、外シリンダ１１の長さ方向の半分ほどの長さに設定されている。また、内シリンダ１２には複数個の貫通孔２１が開口されている。内シリンダ１２と外シリンダ１１との隙間によって形成される空間が低圧室２７となる。

内シリンダ１２において底蓋１７側の端部には油帰還路１２ａが開口されている。内シリンダ１２の両端部には切り欠き部１２ｃと突起部１２ｄが配置されており、突起部１２ｄは貫通孔２１とほぼ同一平面に配置されている。さらに、内シリンダ１２の第２ピストン１４と接する端面には溝１２ｅが配置されている（突起部１２ｄ及び溝１２ｅは図４に図示）。

（第１ピストン及び第２ピストン）
第１ピストン１３は内シリンダ１２の内側に、第２ピストン１４は外シリンダ１１の内側に、それぞれ摺動自在に配置されている。図１に示す緩衝装置１０の初期状態では、第２ピストン１４は内シリンダ１２の端部と接する位置で静止し、第１ピストン１３は第２ピストン１４と接する位置で静止している。

第１ピストン１３及び第２ピストン１４は、初期状態では図１に示すように隣接し合っており、制動動作が完了した状態では図２に示すように互いに離れる方向に移動するようになっている。可動接点１が投入状態から遮断状態に移行するとき（図１の状態から図２の状態へ）、緩衝装置１０は制動動作を行うようになっている。

このとき、第１ピストン１３は図中を左側に移動し、第２ピストン１４は図中を右側に移動するようになっている。すなわち、第１ピストン１３と第２ピストン１４とは互いに離れるように移動するようになっている。これは、後述するようにピストンロッド１５が作動油２４で満たされた空間中に進入してくるので、その体積変化分だけ、第２ピストン１４が右側に移動するためである。つまり、第２ピストン１４は作動油２４の体積変化を吸収するように動作している。

（ピストンロッド）
ピストンロッド１５は第２ピストン１４に対し摺動自在に配置されている。ピストンロッド１５は作動油２４で満たされた空間中に進入するようになっている。ピストンロッド１５において内シリンダ１２側の端部には第１ピストン１３が固着され、もう一方の端部にはピストンヘッド１５ａが固着されている。ピストンヘッド１５ａは、緩やかな凸面を持つ円形凸面部１５ｃと、平面１５ｄとから構成されている。平面１５ｄはピストンヘッド１５ａにおいて円形凸面部１５ｃの反対側に配置される。

円形凸面部１５ｃはばねロッド５と向かい合っており、ばねロッド５と接離可能であり、平面１５ｄは制止板７と向かい合ってその端部と接離可能である。図１に示す投入状態では、円形凸面部１５ｃはばねロッド５と離れており、反対側の平面１５ｄも制止板７の端部とは離れている。このような投入状態から図２に示す遮断状態では、円形凸面部１５ｃがばねロッド５と接し、平面１５ｄも制止板７の端部と接して、静止している。

（復帰ばね）
復帰ばね２０は、外シリンダ１１に設置された復帰ばね受け１９と第２ピストン１４との間に配置されており、常に復帰ばね受け１９と第２ピストン１４を離す方向にばね力が付勢されている。復帰ばね２０のばね力は、第２ピストン１４により作動油２４全体を大気圧より高く加圧するように設定されている。

（高圧室、低圧室及び液室）
高圧室２５とは内シリンダ１２と第１ピストン１３で囲まれた空間であり、作動油２４を充填している。低圧室２７とは外シリンダ１１と内シリンダ１２とで囲まれた空間であり、第１ピストン１３の動作により高圧室２５内の作動油２４が圧縮されるとき、内シリンダ１２の貫通孔２１から作動油２４が噴出する空間である。また、図２に示すように、遮断状態では、第１ピストン１３と第２ピストン１４とが離れて、これらピストン１３、１４及びピストンロッド１５で囲まれた空間が形成される。この空間が液室２８である。

内シリンダ１２の貫通孔２１から低圧室２７に流れ出た作動油２４は、低圧室２７から液室２８内に流れ込むようになっている。このとき、内シリンダ１２の突起部１２ｄを貫通孔２１とほぼ同一平面に配置したことで、作動油２４の流れを遮るようになっている。また、内シリンダ１２の第２ピストン１４と接する端面に溝１２ｅを配置したことで、内シリンダ１２と第２ピストン１４が接した状態でも作動油２４は液室２８と低圧室２７の間を循環する構造となっている。

（パッキン）
パッキン１６とパッキン１８は、第２ピストン１４における外シリンダ１１とピストンロッド１５との摺動部分にそれぞれ設けられている。図１に示すように、パッキン１６は第２ピストン１４における外シリンダ１１との摺動部分に設けられているが、より詳しくは第２ピストン１４の外周にそれぞれ２箇所固定されている。同様にパッキン１８は第２ピストン１４におけるピストンロッド１５との摺動部分に設けられているが、より詳しくは第２ピストン１４の内周にそれぞれ２箇所固定されている。パッキン２２は底蓋１７において外シリンダ１１と接する摺動部分に固定されている。より詳しくは、パッキン２２は底蓋１７の外周にそれぞれ２箇所固定されている。

（制動動作）
以上のように構成された第１の実施形態において、開閉装置の遮断動作時の緩衝装置１０の制動動作について説明する。制動動作を行う緩衝装置１０は、図１に示した状態から図２に示した状態に移行する。開閉装置が遮断動作を行う場合、図示しない制御装置から開閉装置用操作機構に遮断指令が入り、遮断ばね２が遮断動作を開始して、遮断方向である図中左方向に伸びる。遮断ばね２が所定の距離だけ図中左方向に伸びると、ピストンヘッド１５ａの円形凸面部１５ｃがばねロッド５の端部に当接する。

円形凸面部１５ｃがばねロッド５の端部に当接した瞬間から、ピストンヘッド１５ａとピストンロッド１５及び第１ピストン１３は、底蓋１７側に向けて運動を開始し、第１ピストン１３は高圧室２５内の作動油２４の圧縮を開始する。第１ピストン１３は複数の貫通孔２１を塞ぎつつ、開口している貫通孔２１を通して、高圧室２５内の作動油２４を低圧室２７側に押し出していく。

この時の高圧室２５に発生する圧力が制動力となって、ピストンロッド１５とピストンヘッド１５ａとばねロッド５の間に伝わり、遮断ばね２の動作を停止させる力となる。内シリンダ１２の油帰還路１２ａは、第２ピストン１４を介して伝えられる復帰ばね２０のばね力により、底蓋１７と内シリンダ１２の底部が接することで閉じられている。さらに、緩衝装置１０の制動動作中は高圧室２５と低圧室２７の圧力差のため、内シリンダ１２は底蓋１７側（図中左側）に押し付けられ、油帰還路１２ａの閉じた状態は維持される。

低圧室２７に流入した作動油２４の流れは内シリンダ１２の周囲に設けられた切り欠き部１２ｃから液室２８に流出する。液室２８に流れ込んだ作動油２４は、第２ピストン１４を復帰ばね受け１９側（図中右方向）に移動させることにより体積を増加させていき、復帰ばね２０のばね力により第２ピストン１４を介して加圧される。以上のような緩衝装置１０の制動動作の完了状態が図２である。

（復帰動作）
次に開閉装置の投入動作時の緩衝装置１０の復帰動作について説明する。復帰動作では、緩衝装置１０は図２に示した制動動作の完了状態から図１に示した初期状態に移行する。開閉装置が投入動作を行う場合、図示しない制御装置から開閉装置用操作機構に投入指令が入り、図示しない投入ばねによって遮断ばね２が投入動作を開始する。

開閉装置の投入動作時には、遮断ばね２は遮断方向とは逆方向である投入方向（図中右方向）に移動を開始し、遮断ばね２につながる遮断ばね受け４とばねロッド５も投入方向に移動を開始する。ばねロッド５が投入方向に移動すると、ばねロッド５の端部がピストンヘッド１５ａから離れる。

第２ピストン１４は復帰ばね２０のばね力によって作動油２４全体を大気圧より高く加圧しているため、ばねロッド５が離れたことで、ピストンロッド１５はばねロッド５側に押し出される。この時、第１ピストン１３は図中右側に移動したため、高圧室２５の体積が増大して、高圧室２５の圧力は低圧室２７の圧力よりも一瞬、低くなる。

その結果、第１ピストン１３とともに内シリンダ１２が、ばねロッド５側に移動を開始する。すると、内シリンダ１２の底部が底蓋１７から離れて、内シリンダ１２の油帰還路１２ａが開く。したがって、油帰還路１２ａを通って低圧室２７側から高圧室２５の中に作動油２４が流入する。このような復帰動作の途中の状態を図３に示す。

さらに緩衝装置１０の復帰動作が進むと、作動油２４は内シリンダ１２の油帰還路１２ａと低圧室２７から複数の貫通孔２１を介して高圧室２５内に流入する。開閉装置の投入動作が終了した時点で、第２ピストン１４は内シリンダ１２の端部と接する初期位置に復帰してそこで停止し、第１ピストン１３は第２ピストン１４と接する初期位置に復帰してそこで停止する。以上のような緩衝装置１０の復帰動作が完了した状態、すなわち緩衝装置１０の初期状態が図１である。

（作用効果）
以上述べた第１の実施形態の作用効果は次の通りである。すなわち、第１の実施形態では、ピストンロッド１５には、ピストンロッド１５を初期位置に復帰させるためのロッド復帰ばねを有していない。第１の実施形態で示した復帰ばね２０は、急激に圧縮されることはなく、作動油２４を介して圧縮される。

したがって、開閉装置の遮断動作の終了間際において、ばねロッド５との衝突によりピストンロッド１５が急激に変位しても、復帰ばね２０には急激な変位が発生することはない。このような復帰ばね２０では、衝撃による局部的な変形が起きず、ばねの素線同士が密着することがない。その結果、変形あるいは損傷の発生を抑えることができ、優れたばね強度を維持することが可能である。

また、ピストンロッド１５のストローク（変位量）を伸ばす際、ピストンロッド１５を復帰させるばねの全長や取り付け寸法の制約等が無いため、比較的自由な改造が可能であり、様々な制動容量に対応することができる。このような復帰ばね２０は、ばねの自由長を伸ばし、ピストンロッド１５のストローク（変位量）を伸ばしても座屈し難いので、その点からも、ばね強度の低下を防ぐことができる。

［第２の実施形態］
（構成）
本発明に係る第２の実施形態について図５と図６を参照して説明する。図５は第２の実施形態の初期状態を示す断面図である。図６は図５で示した緩衝装置１０の制動動作完了状態を示す図である。なお、上記第１の実施形態と同一または類似の部分に関しては共通の符号を付して、重複する説明は省略する。また、緩衝装置１０以外の部分については第１の実施形態と同一であるため図示していない。

第２の実施形態は、図１に示す緩衝装置１０に強制復帰ばね３０を追加し、内シリンダ１２と底蓋１７の形状を変更したものである。すなわち、図５に示すように内シリンダ１２の底蓋１７側底部に突起部１２ｂが配置されており、その周囲に強制復帰ばね３０が配置されている。底蓋１７には凹部１７ａが配置されており、ここに強制復帰ばね３０が収納されている。

強制復帰ばね３０は内シリンダ１２と底蓋１７間で常に圧縮力が付勢されている。内シリンダ１２は第２ピストン１４を介して復帰ばね２０のばね力により底蓋１７側に押し付けられており、内シリンダ１２の移動は制止されるように構成されている。すなわち、強制復帰ばね３０のばね力は復帰ばね２０より小さく設定されている。

図６に示す制動動作完了状態では、強制復帰ばね３０のばね力により内シリンダ１２は第２ピストン１４側に移動しているが、第１ピストン１３の端部と内シリンダ１２の高圧室２５側の底部が接触する位置で制止される。この状態では油帰還路１２ａは開いた状態となっている。

（制動動作）
以上の構成を有する第２の実施形態では、制動動作において、第１の実施形態と同様な動作を行うが、制動動作の完了後、強制復帰ばね３０のばね力により内シリンダ１２は第２ピストン１４側へ移動し、第１ピストン１３と内シリンダ１２の底部が接する位置で制止される。

（復帰動作）
第２の実施形態では、復帰動作において、第１の実施形態と同様な動作を行い、上記遮断動作の説明から容易に第２の実施形態における投入動作が推測できるため、詳細な説明は省略する。ただし、図６に示す制動動作完了状態では油帰還路１２ａが既に開いており、低圧室２７から高圧室２５への作動油２４の流入は、内シリンダ１２が移動しなくても開始することができる。

（作用効果）
以上のように構成した第２の実施形態では、前述の第１の実施形態と同様な作用効果に加えて、強制復帰ばね３０を配置したことにより、遮断状態から投入状態に至る過程でのピストンロッド１５の動作を開始する応答時間を短縮させることができる。

一般にパッキン１６、１８の摺動面は、長時間静止した状態が継続されると、油膜が減少し、最悪の場合、パッキン１６、１８と摺動部材（この場合はピストンロッド１５）が固着してしまい、摺動しなくなるといった可能性がある。パッキン１６、１８とピストンロッド１５とが固着まで至らない場合でも、両者の摺動面の摩擦力が大きくなると、ピストンロッド１５が遮断位置から投入位置に達するまでの復帰時間が遅延する。また、前記摩擦力が変化すれば復帰時間にばらつきが出る。そこで、本実施形態では強制復帰ばね３０のばね力を、ピストンロッド１５の動作開始時に作用する摩擦力を打ち消す力として加算する。このような第２の実施形態によれば、復帰時間の遅延を無くすと共に、復帰時間のばらつきを小さくすることができ、緩衝装置に好ましい特性を与えることができる。

また、第２の実施形態では、遮断動作時のピストンロッド１５の急激な変位は、直接強制復帰ばね３０には伝わらず、作動油２４を介して伝わる構造となっている。そのため、強制復帰ばね３０が局部的な変形を起こすことはない。したがって、ばねの素線同士が密着することがなく、変形あるいは損傷の発生を抑えて、優れたばね強度の維持が可能である。

［第３の実施形態］
（構成）
次に、本発明に係る第３の実施形態について、図７と図８を参照して説明する。図７は第３の実施形態の初期状態を示す断面図である。図８は図７で示した緩衝装置１０の制動動作完了状態を示す図である。なお、上記第１の実施形態と同一または類似の部分に関しては共通の符号を付して、重複する説明は省略する。また、緩衝装置１０以外の部分については第１の実施形態と同一であるため図示していない。

第３の実施形態は、図１に示す緩衝装置１０に強制復帰ばね３０と強制復帰ピストン３１とガイド３２を追加し、底蓋１７の形状を変更したものである。すなわち、図７に示すように底蓋１７には凹状のガイド３２が固着されている。ガイド３２には凸形状の強制復帰ピストン３１が摺動自在に配置されている。

強制復帰ばね３０は強制復帰ピストン３１の内部に収納され、強制復帰ピストン３１と底蓋１７間で常に圧縮力が付勢される。強制復帰ピストン３１の内部と底蓋１７とガイド３２で形成される空間は、第２高圧室３３となっており、強制復帰ピストン３１の移動に伴い第２高圧室３３内の作動油２４が圧縮される構造となっている。

強制復帰ピストン３１には段差部３１ａが設けられており、ガイド３２には段差部３２ａが配置されている。段差部３１ａ、３２ａ同士が当接することによって強制復帰ピストン３１及びガイド３２の移動範囲が規制されている。強制復帰ピストン３１には突起部３１ｂが設けられており、突起部３１ｂは油帰還路１２ａの内部を貫通して高圧室２５の中に突き出し形成されている。

また、強制復帰ピストン３１には第２高圧室３３と高圧室２５とを連通させるための油道３１ｃが形成されている。なお、油帰還路１２ａの穴径は突起部３１ｂの軸径より大きく、作動油２４が流れるように設定されている。内シリンダ１２は第２ピストン１４を介して復帰ばね２０のばね力によりガイド３２の端面に押し付けられており、内シリンダ１２の移動は制止される。この時、油帰還路１２ａは閉じた状態となっている。

図８に示す制動動作の完了状態では、強制復帰ピストン３１の突起部３１ｂは第２ピストン１４の端面と当接されており、強制復帰ばね３０が圧縮されている。強制復帰ばね３０のばね力により第２ピストン１４とピストンロッド１５は投入動作方向に押されている。強制復帰ピストン３１のストローク（変位量）すなわち強制復帰ばね３０のストロークはパッキン１８の幅より長く設定されている。これは、ピストンロッド１５がパッキン１８と固着した幅以上動作すれば、摺動面の油膜が再度形成されるためである。

（制動動作）
以上の構成を有する第３の実施形態では、制動動作において、第１の実施形態と同様な動作を行うが、制動動作完了直前に、第２ピストン１４の端部が突起部３１ｂに当接し、強制復帰ピストン３１は底蓋１７側へ押し込まれる。この時、第２高圧室３３内の作動油２４が圧縮されることで圧力が上昇する。この圧力が強制復帰ピストン３１の制動力となる。第２高圧室３３内の作動油２４は油道３１ｃを通して高圧室２５側へ流出される。

（復帰動作）
第３の実施形態では、投入動作において、第１の実施形態と同様な動作を行い、上記制動動作の説明から容易に第３の実施形態における復帰動作が推測できるため、詳細な説明は省略する。ただし、図８に示す制動動作完了状態では強制復帰ピストン３１は強制復帰ばね３０のばね力により常に第２ピストン１４とピストンロッド１５を第２ピストン１４側に押している。このため、ピストンロッド１５とパッキン１８の摩擦力が変化した場合でも、復帰動作の開始時にはピストンロッド１５は瞬時に復帰動作を開始する。

（作用効果）
以上のように構成した第３の実施形態では、前述の第１の実施形態及び第２の実施形態と同様な作用効果に得ることができる。すなわち、ピストンロッド１５とパッキン１８間の油膜減少に伴って摺動抵抗が増大しても、復帰時間の遅延やばらつきを、強制復帰ばね３０と強制復帰ピストン３１により防止することが可能となり、緩衝装置に好ましい特性を与えることができる。

また、遮断動作時のピストンロッド１５の急激な変位は、直接強制復帰ばね３０には伝わらない構造となっているため、強制復帰ばね３０が局部的な変形を起こすことはなく、ばね強度が低下することがない。さらに、第２高圧室３３は優れた制動効果を挙げることができ、さらに強制復帰ばね３０の急激な変位を防止することが可能となり、ばねの変形を起こす心配がない。

［第４の実施形態］
（構成）
次に、本発明に係る第４の実施形態について、図９を参照して説明する。図９は開閉装置用操作機構の緩衝装置１０の第４の実施形態の投入状態を示す断面図である。なお、上記第３の実施形態と同一または類似の部分に関しては共通の符号を付して、重複する説明は省略する。また、緩衝装置１０以外の部分については第３の実施形態と同一であるため図示していない。

第４の実施形態は、図７に示す緩衝装置１０のガイド３２を省略し、強制復帰ピストン３１の移動量を規制するための止め板３４を追加したものである。すなわち、図９に示すように底蓋１７に凹部を形成して、凸形状の強制復帰ピストン３１を摺動自在に底蓋１７の内部に配置し、止め板３４を底蓋１７の端面に固着させる。強制復帰ピストン３１の突起部３１ｂは止め板３４に配置された穴を通して、内シリンダ１２側に突き出る構造となっている。強制復帰ピストン３１の段差部３１ａは、止め板３４と当接することにより移動範囲が規制されている。

（作用効果）
以上の構成を有する第４の実施形態では、制動動作及び復帰動作において第３の実施形態と同様な動作を行うことができ、前述の第３の実施形態と同様な作用効果に得ることができる。

［他の実施形態］
なお、上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。

これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。例えば、上記実施形態では、復帰ばね２０及び強制復帰ばね３０に圧縮コイルばねを用いているが、他の弾性体要素、たとえば皿ばねを用いることもできる。

１… 可動接点
２… 遮断ばね
３… 可動端
４… 遮断ばね受け
５… ばねロッド
６… 支持構造体
７… 制止板
８… 連結部
１０… 緩衝装置
１１… 外シリンダ
１２… 内シリンダ
１２ａ… 油帰還路
１２ｂ… 突起部
１２ｃ… 切り欠き部
１２ｄ… 突起部
１２ｅ… 溝
１３… 第１ピストン
１４… 第２ピストン
１５… ピストンロッド
１５ａ… ピストンヘッド
１５ｃ… 円形凸面部
１５ｄ… 平面
１６… パッキン
１７… 底蓋
１７ａ… 凹部
１８… パッキン
１９… 復帰ばね受け
２０… 復帰ばね
２１… 貫通孔
２２… パッキン
２３… 底板
２４… 作動油
２５… 高圧室
２７… 低圧室
２８… 液室
３０… 強制復帰ばね
３１… 強制復帰ピストン
３１ａ… 段差部
３１ｂ… 突起部
３１ｃ… 油道
３２… ガイド
３２ａ… 段差部
３３… 第２高圧室
３４… 止め板

Claims (6)

1. 電気的接点を含む移動体を、開と閉の位置間に往復駆動させることで開閉装置の開閉動作を操作する操作機構に用いられる緩衝装置において、
   同軸状に配置された外シリンダ及び内シリンダと、
   前記内シリンダの内側に摺動自在に配置された第１ピストンと、
   前記外シリンダの内側に摺動自在に配置された第２ピストンと、
   前記第２ピストンに摺動自在に配置され、前記第１ピストンに固着されたピストンロッドと、
   前記内シリンダと前記第１ピストンで囲まれて形成され、前記ピストンロッド及び前記第１ピストンが押し込まれることで圧縮される作動油が封入された高圧室と、
   前記外シリンダと前記第２ピストンとの間に配置され、前記外シリンダと前記第２ピストンとを離す方向に付勢された復帰ばねを備えたこと、
   を特徴とする開閉装置用操作機構の緩衝装置。
2. 前記開閉装置用操作機構は制止板および遮断ばねを有しており、
   前記遮断ばねの端部には遮断ばね受けを嵌着し、
   前記遮断ばね受けに遮断ばねロッドを固着し、
   前記ピストンロッドと前記遮断ばねロッドを接離自在に係合したこと、
   を特徴とする請求項１に記載の開閉装置用操作機構の緩衝装置。
3. 前記内シリンダと底蓋との間に強制復帰ばねを配置したこと、
   を特徴とする請求項１又は２に記載の開閉装置用操作機構の緩衝装置。
4. 前記底蓋にガイドを固着し、
   前記ガイドの内部に強制復帰ピストンを摺動自在に配置し、
   前記強制復帰ピストンの端面は前記第１ピストンの端面と離接自在に接触し、
   前記底蓋と前記強制復帰ピストンの間に強制復帰ばねを配置したこと、
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の開閉装置用操作機構の緩衝装置。
5. 前記底蓋の内部に強制復帰ピストンを摺動自在に配置し、
   前記強制復帰ピストンの端面は前記第１ピストンの端面と離接自在に接触し、
   前記底蓋と前記強制復帰ピストンの間に強制復帰ばねを配置し、
   前記底蓋の端面に前記強制復帰ピストンの可動範囲を規制する止め板を固着したこと、
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の開閉装置用操作機構の緩衝装置。
6. 前記第２ピストンには前記外シリンダと前記ピストンロッドとの摺動部分に固定されるパッキンを備え、
   前記強制復帰ばねのストロークは前記パッキンの幅以上であること、
   を特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の開閉装置用操作機構の緩衝装置。

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