在配电设备中，设有收放用于断开负荷电流或者事故电流的真空开关； 在进行负荷的保养和检修时，用于确保作业者的安全的断路器和接地开关， 系统电压/电流的检测装置，以及保护继电器等的封闭式配电盘(也称为开 关设备)。
这种开关设备的绝缘方式是多种多样的，除了以往的空气绝缘盘、使用 SF6气体的箱形GIS之外，近来，出现了从环保的观点出发的固体绝缘、压 缩空气绝缘、完全真空绝缘等绝缘方式，并且正在加速进行通过各种绝缘方 式使得切断开关、断路器、接地开关等各种组件的小型化，提出了在单独一 个容器里把断开、断路、接地等功能集中在一起的真空外壳的方案
还有，在这种真空外壳中，利用开关装置在三个位置或四个位置上对切 断开关、断路器及接地开关三种功能进行转换操作(例如，参照专利文献 1：日本特开平10-308145号公报)。
这种开关装置，一般用多个曲柄、曲柄臂、连杆等的连杆机构连接可动 导体和操作驱动源。因此，该连杆机构具有多个由销等构成的转动连接部。
在该转动连接部上虽涂敷有润滑脂等的润滑油，但经过长时间以后，该 润滑油固化，其结果，转动连接部上的阻力增加，需要很大的操作力。该操 作力的增加，成为使开关装置小型化的一个障碍。
还有，由于上述的现有的开关装置使用由多个连杆、销等构成的转动连 接部，因此，由于这些部件的挠曲、松动等，发生操作力的损耗，存在操作 效率不良的缺陷。

本发明就是基于上述事实而提出的，其目的在于提供一种减少连杆机构 的转动连接部的数量，且能够提高开关操作效率的开关设备的开关装置。
为了达到上述目的，第一发明的开关设备的开关装置，可使可动触点相 对固定触点在第一位置、第二位置及第三位置进行转换，其特征是，具备： 与上述可动触点连接的操作杆；固定了上述操作杆的基部的轴；连接于上述 轴上，使上述可动触点在第一位置、第二位置、第三位置进行转换操作的第 一操作机构；以及选择性地转换上述第一操作机构的上述可动触点，使其从 第二位置移动到第三位置或者阻止其从第二位置移动到第三位置的第二操作 机构。
另外，第二发明的开关设备的开关装置，可使可动触点相对固定触点在 第一位置、第二位置及第三位置进行转换，其特征是，具备：与上述可动触 点连接的第一操作杆；固定了上述操作杆的基部的轴；连接于上述轴上的第 二操作杆；连接于上述第二操作杆上，使上述可动触点在第一位置、第二位 置、第三位置进行转换操作的第一操作机构；以及选择性地转换上述第一操 作机构的上述可动触点，使其从第二位置移动到第三位置或者阻止其从第二 位置移动到第三位置的第二操作机构。
还有，第三发明的开关设备的开关装置，可使可动触点相对固定触点在 闭合位置、断开位置及断路位置进行转换，其特征是，具备：与上述可动触 点连接的第一操作杆；固定了上述操作杆的基部的轴；连接于上述轴上的第 二操作杆；连接于上述第二操作杆上，使上述可动触点在闭合位置、断开位 置及断路位置进行转换操作的第一操作机构；以及选择性地转换上述第一操 作机构的上述可动触点，使其从断开位置移动到断路位置或者阻止其从断开 位置移动到断路位置的第二操作机构。
再有，第四发明的开关设备的开关装置，可使可动触点相对固定触点在 闭合位置、断开位置及断路位置进行转换，其特征是，具备：与上述可动触 点连接的第一操作杆；固定了上述操作杆的基部的轴；连接于上述轴上的第 二操作杆；具有连接于上述第二操作杆上、将上述可动触点向闭合位置方向 驱动的电磁铁，和随着利用上述电磁铁使上述可动触点向闭合位置方向移动 而蓄能的弹簧的第一操作机构；以及选择性地转换利用上述第一操作机构的 上述弹簧的弹力使上述可动触点从断开位置移动到断路位置或者阻止其从断 开位置移动到断路位置的第二操作机构。
再有，第五发明的开关设备的开关装置，是在第四发明中，其特征是， 上述第一操作机构的电磁铁的结构为，当上述可动触点位于断路位置时，其 插棒式铁心位于其固定铁心的外部。
还有，第六发明的开关设备的开关装置，是在第五发明中，其特征是， 上述第二操作机构，具备：与上述第二操作杆的前端一侧抵接的解扣部件； 以及移动操作上述解扣部件的电磁铁。
再有，第七发明的开关设备的开关装置，是在第流发明中，其特征是， 上述解扣部件为可转动地设置于由上述电磁铁操作的杆上的圆盘。
还有，第八发明的开关设备的开关装置，其特征是，上述解扣部件为设 置于由上述电磁铁操作的杆上的凸轮。
还有，第九发明的的开关设备的开关装置，是在第一至第八发明的任意 一项中，其特征是，具备：接地开关；操作其可动触点的第三操作机构；以 及与上述第二操作机构联动的联锁机构，当处于上述断开位置Y2时，接地 开关的可动触点不能合闸；当接地开关合闸时，上述第二操作机构不能工 作。
根据本发明，由于至少用一根杆连接构成可动触点及其操作机构，因 此，能够削减杆及其转动连接部，且提高操作机构的驱动力的传递效率。还 有，由于能够容易地实现切断开关和断路器之间的机械联锁，因此，提高了 其操作的可靠性。
附图说明
图1是以局部剖表示本发明的开关设备的开关装置的一个实施方式的侧 视图。
图2是图1所示的本发明的开关设备的开关装置的一个实施方式的俯视 图。
图3是用于说明构成本发明的开关设备的开关装置的一个实施方式的第 一操作机构的电磁铁的内部结构的剖视图。
图4是用于说明构成本发明的开关设备的开关装置的一个实施方式的第 二操作机构的电磁铁的内部结构的剖视图。
图5是以局部剖表示构成本发明的开关设备的开关装置的一个实施方式 的第三操作机构的侧剖视图。
图6是表示本发明的开关设备的开关装置的一个实施方式的断开状态的 侧剖视图。
图7是用于说明本发明的开关设备的开关装置的一个实施方式的合闸操 作的侧剖视图。
图8是表示本发明的开关设备的开关装置的一个实施方式的闭合状态的 侧剖视图。
图9是用于说明图3所示的电磁铁的闭合状态的维持的动作说明图。
图10是用于说明图3所示的电磁铁的磁闩的解扣动作的操作说明图。
图11是用于说明本发明的开关设备的开关装置的一个实施方式的断路 操作的侧剖视图。
图12是表示本发明的开关设备的开关装置的一个实施方式的断路状态 的侧剖视图。
图13是表示本发明的开关设备的开关装置的其它实施方式的侧视图。
图14是说明构成本发明的开关设备的开关装置的一个实施方式的第三 操作机构的动作的侧剖视图。
图中：
5—真空外壳、5—可动触点、13—压接弹簧、30—三位置操作机构、 31—第一轴、40—第一操作机构、41—第一操作机构的电磁铁、 42—跳闸弹簧、70—第二操作机构、71—第二操作机构的电磁铁、 72—滚子、81—制动销、100—接地开关、102—接地开关操作机构、 108—联锁机构、Y1—闭合位置、Y2—断开位置、Y3—断路位置

下面，结合附图说明本发明的开关设备的开关装置的一个实施方式。
图1是表示本发明的开关设备的开关装置的一个实施方式的侧视图，图 2是图1的俯视图。图1表示开关设备处于断开状态时的情况。
真空外壳1通过固定侧馈线2A、可动侧馈线2B与电源或负荷(未图 示)连接。真空外壳内的与固定触点3相对的可动触点5停止在以下三个位 置：用于通电的闭合位置Y1、用于切断电流的断开位置Y2及用于针对雷电 等冲击电压确保检修作业人员的安全的断路位置Y3。
真空容器4由陶瓷筒6、上下端板7、8及波纹管9构成，通过波纹管9 可在维持真空气密的同时，使可动触点5动作。在可动导体10与可动侧馈 线2B之间，用柔性导体11连接，并确保动作时的通电性能。
连接真空外壳1和三位置操作机构30时，为了将主电路和机构部在电 学上切断而插入了绝缘杆12。在该实施方式中，做成将用于对触点施加接 触载荷的压接弹簧13收放在绝缘杆12内的结构。绝缘杆12通过销32连接 于固定在第一轴31的触点用杆33上，且通过第一轴31的转动操作使可动 触点5动作。
再有，如图2所示，在该实施方式中，虽然以三相开关设备为例进行了 说明，当然，本发明也可适用于单相开关装置。
下面结合图1及图2更详细地说明上述的三位置操作机构30的结构。
三位置操作机构30，由第一轴31，用于进行闭合位置Y1和断开位置 Y2的转换操作的第一操作机构40及用于进行断开位置Y2和断路位置Y3 的转换操作的第二操作机构70构成。第一操作机构40具备电磁铁41和跳 闸弹簧42。在电磁铁41和操作杆44的连接部上设有用于容许由第一轴31 的转动引起的操作杆44的圆弧运动和电磁铁41的直线运动的连接部件 43。
另一方面，第二操作机构70，由滚子操作机构73及作为其驱动源的电 磁铁71构成。杆75，在以轴76为中心可转动地支撑的杆75的一端上设有 通过销78可自由转动的滚子72。该滚子72与设置于断路用杆80的前端一 侧的制动销81抵接。断路用杆80的基端固定于第一轴31上。
上述杆75的另一端，连接于电磁铁71上。为了与电磁铁71的直线运 动和杆75的圆弧运动相对应，电磁铁71与杆75通过连接部件74而连接。 轴76的轴承77固定于电磁铁71的上部。
其次，结合图3及图4说明上述电磁铁41及电磁铁71的结构。
首先，结合图3说明电磁铁41的结构。可动铁心由插棒式铁心50和可 动平板51构成，且其截面呈T字形。不锈钢制的杆52贯通该插棒式铁心 50和可动平板51，并用螺母53固定于插棒式铁心50和可动平板51上。
固定铁心由上部铁心54、旁轭钢管55、中央轭56、永久磁铁座57构 成。固定铁心内部配置有线圈65。插棒式铁心50贯通线圈65的中心。在 永久磁铁座57上，与可动平板51面对地安装有圆环状的永久磁铁58。在 永久磁铁58的周围，配置有用于降低向电磁铁外部的漏磁通的钢管59。上 部铁心54、旁轭钢管55、永久磁铁座57、钢管59及下部钢板60用螺钉61 及螺母62夹持组装在一起，构成电磁铁41。
还有，跳闸弹簧42由设置于不锈钢制的杆52的端部(图3的下端)的 部件63和下部钢板60所夹持。部件63通过螺母64固定于不锈钢制的杆 52上。
其次，结合图4说明上述的电磁铁71的结构。固定铁心由3块钢板 85、86、87及2段钢管88、89构成。在其内部配置有两个线圈90、91。通 过对各个线圈进行励磁，插棒式铁心92沿上下方向运动。插棒式铁心92固 定于操作轴93上。该操作轴93的上端，如图1所示，连接于杆75的另一 端。还有，在钢板85和插棒式铁心92之间，配置有复位弹簧94。
在图1及图2所示的各个真空外壳1的固定侧馈线2A上，如图5所 示，设置有接地开关100。相对该接地开关100的固定触点的可动触点101 通过接地开关操作机构102而进行可动操作。
该接地开关操作机构102由以下部件构成：与第一轴31平行地设置的 第二轴103，设置于该第二轴103上的触点用杆104，设置于第二轴103上 的接地用杆105，连接触点用杆104和可动触点101的连接杆106及与接地 用杆105连接的电磁铁107。
该接地开关操作装置102的电磁铁107通过上述的第二操作机构70的 电磁铁71的操作轴93和联锁机构108连接。该联锁机构108具有以下相关 关系：当真空外壳内的可动触点5处于为确保检修作业人员对雷电等的冲击 电压的安全的断路位置Y3的第三位置时，其可以通过电磁铁107将可动触 点101合闸到接地开关100的固定触点上；另外，当真空外壳内的可动触点 5处于为切断电流的断开位置Y2的第二位置时，其不能通过电磁铁107将 可动触点101合闸到接地开关100的固定触点上；再有，当将其可动触点 101与接地开关100的固定触点接通时，则不能使第二操作机构70的电磁 铁71工作。
即，该联锁机构108由以下部件构成：设置于电磁铁107上的的操作轴 109的下方端部上的销110，在电磁铁107的下侧与第二轴103平行地设置 的联锁机构用轴111，设置于该轴111上并连接于第二操作机构的电磁铁71 的操作轴93的下端的杆112及设置于轴111上并与上述销110配合的2根 杆113、114。
下面，结合图6至图11说明上述的本发明的开关设备的开关装置的一 个实施方式的动作。
图6表示的是真空外壳1内的可动触点5设定在为切断电流的断开位置 Y2时的状态，在该图6中，第一操作机构40，借助于设置于其上的跳闸弹 簧42并通过连接部件43时常向设置于第一轴31上的断路用杆80施加顺时 针方向的转动力。
由此，设置于断路用杆80上的制动销81与滚子72抵接，并能够抑制 由跳闸弹簧42引起的沿顺时针方向的进一步转动。即，阻止从为切断电流 的断开位置Y2向为确保检修作业人员对由雷电等引起的冲击电压的安全的 断路位置Y3移动。
这里，制动销81和滚子72之间抵接的干涉点P，设定成相对于连接滚 子72的转动轴78和杆75的轴76的直线，与电磁铁71相反一侧。因此， 杆75相对其轴76承受反时针方向的转动力。但是，由于连接于杆75上的 电磁铁71的插棒式铁心92的移动受到钢板87的限制，由此，干涉点P的 位置、即断开位置Y2被固定。还有，断开位置Y2做成能通过设置于轴76 的轴承固定部的薄板95的个数来调节。
下面，结合图7说明利用第一操作机构40从断开位置Y2到闭合位置 Y1的操作(合闸操作)。
如图7所示，当对电磁铁41的线圈65通电时，则对该插棒式铁心50 作用吸引力F1，插棒式铁心50、可动平板51及不锈钢杆52便向图7中的 上方向移动。该驱动力通过连接部件43传递到第一轴31上，使第一轴31 反时针方向转动。由此，触点用杆33反时针方向转动，使可动触点5向闭 合位置Y1方向移动。在该状态下，跳闸弹簧42和压接弹簧13均处于蓄能 状态，以备进行断开动作。
再有，如图8所示，通过合闸操作，制动销81和滚子72之间的抵接状 态被解除，但由于其插棒式铁心92受到电磁铁71的复位弹簧94作用的向 下的作用力，因而滚子72的位置不变。
如图8所示，在保持于闭合位置Y1的状态下，第一操作机构40需要 对抗跳闸弹簧42和压接弹簧13的弹力的保持力。为了获得该保持力，本实 施方式应用第一操作机构40的永久磁铁58的吸引力，即所谓的磁闩方式。 如图9所示，由电磁铁41的永久磁铁58产生的磁通Φ，在插棒式铁心50 与可动平板51上分别作用吸引力Fp、Fp1，但通过设定其总和Fp+Fp1使其 达到上述弹簧的弹力以上，使之维持闭合位置Y1的状态。
开关设备处于闭合状态时，应当不能进行断路操作，为此，通常设置电 的联锁机构使第二操作机构70不会动作。最近，强化安全性的要求日益提 高，通常的做法是，考虑到电的联锁机构的故障，同时设置机械的联锁机 构。如图8所示，本发明所采用的三位置操作机构30所采取的措施是，在 闭合状态下，由制动销81和滚子72抵接所发生的干涉被解除，即使万一第 二的操作机构70工作，也不会对第一轴31和可动触点5带来影响。即，自 动地实现作为切断开关、断路器之间的机械联锁之一的“在可动触点处于闭 合位置的情况下，不能进行断路操作”。
下面，说明利用第一操作机构40从闭合位置Y1到断开位置Y2的操作 (断开操作)。
断开操作利用跳闸弹簧42和压接弹簧13的弹力。结合图10说明磁闩 的解扣操作。通过对电磁铁41的线圈65进行与合闸操作时反方向的励磁， 消除永久磁铁58的磁通Φ，并减少作用于插棒式铁心50和中央轭56之间 的吸引力。作用于可动平板51上的吸引力Fp1虽然不依赖于线圈45的励磁 而大致保持一定，但如果吸引力的总和Fp+Fp1低于弹簧42的弹力，则插棒 式铁心50开始向图中的下方移动，恢复到图6所示的断开状态。
接着，结合图11说明利用第二操作机构70从断开位置Y2向断路位置 Y3的操作(断路操作)。
在图11所示的断开状态中，当对电磁铁71的线圈90进行励磁时，则 在插棒式铁心92上作用沿图中上方向的吸引力F2。通过该驱动力，使杆75 及与其连接的滚子72，以轴76为中心顺时针方向转动。由此，滚子72移 动以双点划线表示的位置。其移动后的状态，即断路状态示于图12。
如上所述，通过第一操作机构40的跳闸弹簧42时常对第一轴31作用 顺时针方向的转动力。因此，制动销81和滚子72在断路操作过程中也总是 维持抵接状态，由于滚子72的移动，其抵接点即干涉点P向图中的下方向 偏离。
其结果，第一轴31顺时针方向转动，可动触点5通过触点用杆33移动 到断路位置Y3。断路位置Y3由电磁铁71的插棒式铁心92和钢板85冲突 的位置决定。也就是说，如果在第二操作机构70的两个方向上应用可操作 的电磁铁，由于在同一个电磁铁的动作范围内，断开位置Y2和断路位置Y3 的间隔可自动地确定，因而不需要调整机构。并且，之所以采用制动销81 和滚子72的抵接结构，是为了通过降低其移动时的摩擦而顺利地进行断路 操作。
在图12所示的断路状态中，第一操作机构40的电磁铁41的插棒式铁 心50处于永久磁铁座57的下方，即位于固定铁心的外部。由此，即使万一 在断路状态下对线圈65进行励磁，也几乎没有通过插棒式铁心50的磁通， 因而不发生吸引力。也就是说，实现了切断开关和断路器之间的机械联锁， 即“在可动触点处于断路位置的情况下，不能进行合闸操作”。
下面，结合图12说明利用第二操作机构70从断路位置Y3到断开位置 Y2的操作。
如图12所示，当在断路状态下对第二操作机构70的电磁铁71的线圈 91进行励磁时，则对插棒式铁心92作用向下的吸引力F3。通过该驱动力 F3，使杆75及滚子72以轴76为中心逆时针方向转动、移动。由此，由于 滚子72将与之抵接的制动销81向上方推压，因此，可动触点5便移动到断 开位置Y2。
接着，结合图5说明第二操作机构70的断路位置Y3和接地开关操作 机构102的相关关系。当真空外壳内的可动触点5处于为切断电流的断开位 置Y2的第二位置时，由于联锁机构108的杆113与设置在电磁铁107的操 作轴109的下方端部的销110配合，因而，使接地开关100的可动触点101 不能利用电磁铁107合闸到其固定触点上。
另外，当把该接地开关100的可动触点101合闸到其固定触点上时，即 在接地状态下，由于联锁机构108的杆114与设置于电磁铁107的操作轴 109的下方端部的销110干涉，使得第二操作机构70的电磁铁71不能工 作。另一方面，如图14所示，当真空外壳1的可动触点5处于闭合位置Y1 或断开位置Y2时，由于销110和杆113互相干涉，使得接地开关操作机构 102不能工作。即，利用联锁机构108，不容许在闭合状态及断开状态下的 接地开关100的合闸操作，更不容许接地状态下的断路操作。
再有，在上述实施方式中，在第二操作机构70的滚子操作机构73上使 用了可自由转动的滚子72，但也可将该滚子72做成部分圆弧状的凸轮。
另外，虽将第一操作机构40的电磁铁41及第二操作机构70的电磁铁 71配置在断路用杆80的下侧，但如图13所示，也可以将这些电磁铁41、 71配置在断路用杆80的上侧。此时，操作杆连接于断路用杆80的中间部 分。
再有，也可以将第二操作机构70的电磁铁71配置于与第一操作机构 40的电磁铁41的动作方向正交的方向上。再有，虽然第一操作机构40采 用电磁操作方式，但也可以采用电动弹簧方式等其它操作方式。
根据上述的本发明的实施方式，尽管做成将断路操作用的第二操作机构 70设置在第一操作机构40上的结构，但其第一操作机构40的动作特性与 二位置操作机构的情形仍没有变化，且解决了操作力的传递效率低这种现有 装置存在的问题。
另外，由于已考虑在闭合状态下，使制动销81与滚子72互不干涉的措 施，因此，即使电联锁发生故障，使得第二操作机构70万一动作的情况 下，也只改变滚子72的位置，而不会对可动触点5带来任何影响。也就是 说，能够自动地实现切断开关、断路器之间的机械联锁的一个方面“在可动 触点处于闭合位置的情况下，不能进行断路操作”。
再有，在断路状态下，由于第一操作机构40的电磁铁41的插棒式铁心 50位于固定铁心外部，因此，即使万一对电磁铁41进行励磁，也不作用吸 引力，不能进行合闸操作。即，也能实现机械联锁的另一个方面“在可动触 点处于断路位置的情况下，不能进行合闸操作”。即，根据本发明的三位置 操作机构30，由于提高了要求以大电流实现接通及切断任务的第一操作机 构的效率，而且不需要切断开关、断路器之间的机械联锁用的连杆部件，因 此，实现了小型化，且进一步提高可靠性。