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JP7443576B2 - high speed dosing device - Google Patents

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JP7443576B2 JP2022576940A JP2022576940A JP7443576B2 JP 7443576 B2 JP7443576 B2 JP 7443576B2 JP 2022576940 A JP2022576940 A JP 2022576940A JP 2022576940 A JP2022576940 A JP 2022576940A JP 7443576 B2 JP7443576 B2 JP 7443576B2
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崇裕 石黒
芳充 丹羽
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Description

本発明の実施形態は、高速投入器に関する。 Embodiments of the present invention relate to high speed dosers.

定常時は高電圧が印加された端子間の絶縁を保持し、任意のタイミングで高速に端子間を導通させて大電流を通電可能とする投入器がある。投入器は、電力送電系統における高速接地装置やバイパススイッチ、直流遮断器の転流回路用投入器、核融合プラズマ生成用の電流源投入器など、様々な用途で使用されている。 There is a switching device that maintains insulation between terminals to which a high voltage is applied during normal operation, and quickly connects the terminals at arbitrary timing to allow large current to flow. Injectors are used in a variety of applications, such as high-speed grounding devices and bypass switches in power transmission systems, injectors for commutation circuits in DC circuit breakers, and current source injectors for fusion plasma generation.

投入器の一例として、電極駆動式投入器がある。電極駆動式投入器は、定常時に高電圧が印加される対向配置された一対の主電極を持つ。一対の主電極は、一方の主電極を可動電極とされ、他方の主電極を固定電極とされている。可動電極は、固定電極に対して離接動作できるように配置されている。投入動作時に、可動電極が駆動部によって固定電極と接触する方向に動作する。可動電極と固定電極との間の距離が、印加電圧に対する絶縁距離以下となると、可動電極と固定電極との間でアーク放電が発生し、投入器は通電を開始する。可動電極はアーク放電を継続しつつ固定電極と接触する。投入器は、可動電極が固定電極に接触した状態で通電を継続し、投入動作を終了する。 An example of a dosing device is an electrode-driven dosing device. The electrode-driven dosing device has a pair of main electrodes placed opposite each other to which a high voltage is applied during steady state. In the pair of main electrodes, one main electrode is a movable electrode and the other main electrode is a fixed electrode. The movable electrode is arranged so that it can move toward and away from the fixed electrode. During the closing operation, the movable electrode is moved by the drive unit in a direction into which it comes into contact with the fixed electrode. When the distance between the movable electrode and the fixed electrode becomes less than or equal to the insulation distance with respect to the applied voltage, arc discharge occurs between the movable electrode and the fixed electrode, and the energizer starts energizing. The movable electrode contacts the fixed electrode while continuing arc discharge. The dosing device continues to be energized with the movable electrode in contact with the fixed electrode, and ends the dosing operation.

しかし、電極駆動式投入器では、電極間でのアーク放電発生後、電極同士を接触させた状態で投入動作を終了する。このため、大電流投入時において、アーク放電によって融解した電極表面の金属が冷却され、電極同士がスポット的に溶着する。溶着した電極同士は開路動作時に引き離され、溶着部が千切れることで電極に鋭利な突起が形成される。この鋭利な突起は、電極間が開き高電圧が印加される定常時において電界集中部となり、電極間の絶縁性能を低下させる。 However, in the electrode-driven dosing device, after arc discharge occurs between the electrodes, the dosing operation ends with the electrodes in contact with each other. Therefore, when a large current is applied, the metal on the surface of the electrodes melted by arc discharge is cooled, and the electrodes are welded together in spots. The welded electrodes are separated during the circuit-opening operation, and the welded portion is torn off, forming a sharp protrusion on the electrode. This sharp protrusion becomes an electric field concentration area during steady state when the electrodes are open and a high voltage is applied, and deteriorates the insulation performance between the electrodes.

日本国特開昭55-163724号公報Japanese Patent Publication No. 55-163724 日本国特開2019-186162号公報Japanese Patent Application Publication No. 2019-186162 日本国実公昭57-007127号公報Japanese National Publication No. 57-007127

本発明が解決しようとする課題は、電極間の溶着から生じた突起による耐電圧性能の低下を抑制できる高速投入器を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a high-speed dosing device that can suppress a drop in withstand voltage performance due to protrusions caused by welding between electrodes.

実施形態の高速投入器は、接点部と、駆動機構部と、衝撃緩衝部と、を持つ。接点部は、駆動電極および対向電極を持つ。駆動電極および対向電極は、互いに同軸上で開離して対向配置されている。駆動電極および対向電極は、互いに接近可能である。駆動電極および対向電極の間には、外部から電圧が印加される。駆動機構部は、駆動電極に接続されている。駆動機構部は、駆動部、駆動側付勢部および駆動側ストッパを持つ。駆動部は、投入動作時に駆動電極に対して対向電極に接近する第1方向の駆動力を与える。駆動側付勢部は、駆動電極に対して対向電極から開離する第2方向に常に復帰力を与える。駆動側ストッパは、定常時に駆動電極と対向電極とが開離した状態で駆動電極の第2方向の変位を規制する。衝撃緩衝部は、対向電極に接続されている。衝撃緩衝部は、対向側付勢部および対向側ストッパを持つ。対向側付勢部は、対向電極に対して駆動電極に接触する第2方向に常に復帰力を与える。対向側ストッパは、定常時に駆動電極と対向電極とが開離した状態で対向電極の第2方向の変位を規制する。投入動作は、接近ステップと、接触ステップと、開離ステップと、を持つ。接近ステップでは、駆動電極が駆動部の駆動力によって対向電極に接近する。接触ステップでは、駆動電極が対向電極に接触して対向電極と共に第1方向に変位した後、駆動側付勢部の復帰力、および対向側付勢部の復帰力によって対向電極と共に変位方向を第2方向に反転する。開離ステップでは、対向電極が対向側ストッパによって第2方向の変位を規制され、駆動電極が対向電極から開離する。 The high-speed input device of the embodiment includes a contact portion, a drive mechanism portion, and a shock buffer portion. The contact portion has a drive electrode and a counter electrode. The driving electrode and the counter electrode are coaxially spaced apart and facing each other. The drive electrode and counter electrode are accessible to each other. A voltage is externally applied between the drive electrode and the counter electrode. The drive mechanism section is connected to the drive electrode. The drive mechanism section has a drive section, a drive-side biasing section, and a drive-side stopper. The drive section applies a driving force in a first direction to the drive electrode to approach the counter electrode during the closing operation. The drive-side biasing section always applies a return force to the drive electrode in the second direction away from the counter electrode. The drive-side stopper regulates displacement of the drive electrode in the second direction in a state where the drive electrode and the counter electrode are separated during normal operation. The shock buffer is connected to the counter electrode. The impact buffer section has an opposing biasing section and an opposing stopper. The opposing biasing section always applies a return force to the opposing electrode in the second direction where it contacts the drive electrode. The opposing stopper restricts displacement of the opposing electrode in the second direction in a state where the drive electrode and the opposing electrode are separated during normal operation. The closing operation includes an approach step, a contact step, and a separation step. In the approaching step, the driving electrode approaches the counter electrode by the driving force of the driving section. In the contact step, after the drive electrode contacts the counter electrode and is displaced in the first direction together with the counter electrode, the drive electrode is displaced together with the counter electrode in the first direction by the return force of the drive-side biasing section and the return force of the counter-side bias section. Flip in two directions. In the separating step, displacement of the opposing electrode in the second direction is restricted by the opposing stopper, and the drive electrode separates from the opposing electrode.

第1の実施形態の高速投入器を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a high-speed input device of the first embodiment. 第1の実施形態の高速投入器を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a high-speed input device of the first embodiment. 第1の実施形態の高速投入器を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a high-speed input device of the first embodiment. 第1の実施形態の高速投入器を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a high-speed input device of the first embodiment. 第2の実施形態の高速投入器を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a high-speed input device according to a second embodiment. 第2の実施形態の高速投入器を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a high-speed input device according to a second embodiment. 第2の実施形態の高速投入器を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a high-speed input device according to a second embodiment. 第2の実施形態の高速投入器を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a high-speed input device according to a second embodiment. 第3の実施形態の高速投入器を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a high-speed input device according to a third embodiment. 第3の実施形態の高速投入器を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a high-speed input device according to a third embodiment. 第3の実施形態の高速投入器を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a high-speed input device according to a third embodiment. 第3の実施形態の高速投入器を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a high-speed input device according to a third embodiment. 第4の実施形態の高速投入器を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a high-speed input device according to a fourth embodiment.

以下、実施形態の高速投入器を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を示す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。 Hereinafter, a high-speed dispenser according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, components having the same or similar functions are denoted by the same reference numerals. Further, redundant explanations of these configurations may be omitted.

(第1の実施形態)
図1から図4は、第1の実施形態の高速投入器を示す断面図である。図1は、非通電の遮断状態にある定常時の高速投入器1を示している。図2から図4は、通電可能な投入状態にある高速投入器1の投入動作時の動作過程を示している。
(First embodiment)
1 to 4 are cross-sectional views showing the high-speed dosing device of the first embodiment. FIG. 1 shows the high-speed dosing device 1 in a steady state in a non-energized cutoff state. 2 to 4 show the operation process during the closing operation of the high-speed closing device 1 in the closing state where electricity can be applied.

図1に示すように、高速投入器1は、接点部2と、駆動機構部3と、衝撃緩衝部4と、を備える。接点部2は、駆動機構部3および衝撃緩衝部4に接続されている。 As shown in FIG. 1, the high-speed dispenser 1 includes a contact section 2, a drive mechanism section 3, and a shock buffer section 4. The contact section 2 is connected to a drive mechanism section 3 and a shock buffer section 4.

接点部2について説明する。
接点部2は、駆動電極11と、対向電極12と、圧力容器13と、を備える。
The contact portion 2 will be explained.
The contact portion 2 includes a drive electrode 11 , a counter electrode 12 , and a pressure vessel 13 .

駆動電極11および対向電極12は、それぞれ棒状に形成され、同軸上に配置されている。駆動電極11および対向電極12は、駆動電極11の先端、および対向電極12の先端が互いに開離して対向するように配置されている。駆動電極11および対向電極12は、互いに接近可能である。駆動電極11および対向電極12は、相対的に直進動作をすることで、それぞれの先端が互いに離れた開路状態と、それぞれの先端が互いに接触する閉路状態と、を切り替え可能である。以下、駆動電極11および対向電極12の延在方向を軸方向と称する。 The drive electrode 11 and the counter electrode 12 are each formed into a rod shape and are arranged coaxially. The drive electrode 11 and the counter electrode 12 are arranged such that the tip of the drive electrode 11 and the tip of the counter electrode 12 are separated from each other and face each other. Drive electrode 11 and counter electrode 12 are accessible to each other. The driving electrode 11 and the counter electrode 12 can be switched between an open circuit state in which their respective tips are separated from each other and a closed circuit state in which their respective tips are in contact with each other by relatively moving in a straight line. Hereinafter, the direction in which the drive electrode 11 and the counter electrode 12 extend will be referred to as the axial direction.

駆動電極11は、先端に設けられた放電部11aと、放電部11aに接続された通電軸11bと、を備える。対向電極12は、先端に設けられた放電部12aと、放電部12aに接続された通電軸12bと、を備える。放電部11a,12aは、アーク放電への耐損耗性(耐アーク性)が高い材料で形成されている。通電軸11b,12bは、導電性の高い材料で形成されている。本実施形態では、アーク放電への耐損耗性が高い材料は銅タングステン合金である。本実施形態では、導電性の高い材料は銅合金である。ただし、駆動電極11および対向電極12を形成する材料は上記材料に限定されない。駆動電極11および対向電極12のうち少なくとも放電部11a,12aは、アーク放電への耐損耗性が高い金属材料により形成されていればよく、銅タングステン合金の他に、例えば銅クロム合金で形成されていてもよい。また、駆動電極11および対向電極12それぞれは、放電部11a,12aから通電軸11b,12bにわたって同一の材料で形成されていてもよい。 The drive electrode 11 includes a discharge section 11a provided at the tip, and a current-carrying shaft 11b connected to the discharge section 11a. The counter electrode 12 includes a discharge section 12a provided at the tip and a current-carrying shaft 12b connected to the discharge section 12a. The discharge parts 11a and 12a are made of a material that has high wear resistance (arc resistance) against arc discharge. The current-carrying shafts 11b and 12b are made of a highly conductive material. In this embodiment, the material with high wear resistance to arc discharge is a copper-tungsten alloy. In this embodiment, the highly conductive material is a copper alloy. However, the materials forming the drive electrode 11 and the counter electrode 12 are not limited to the above materials. At least the discharge parts 11a and 12a of the driving electrode 11 and the counter electrode 12 may be formed of a metal material having high wear resistance against arc discharge, and may be formed of, for example, a copper-chromium alloy in addition to a copper-tungsten alloy. You can leave it there. Moreover, each of the drive electrode 11 and the counter electrode 12 may be formed of the same material from the discharge parts 11a, 12a to the current-carrying shafts 11b, 12b.

圧力容器13は、絶縁筒14と、第1フタ15と、第2フタ16と、を備える。
絶縁筒14は、円筒状の絶縁物容器14aと、絶縁物容器14aの両端に固定された金属製のフランジ14b,14cと、を備える。フランジ14bには第1フタ15が導通可能に接続されている。フランジ14cには第2フタ16が導通可能に接続されている。第1フタ15および第2フタ16は、それぞれ円板状の板材である。第1フタ15および第2フタ16は、それぞれ絶縁筒14の端部の開口を閉塞するように、フランジ14b,14cに全周にわたって気密に接合されている。第1フタ15および第2フタ16それぞれの中心部には、貫通孔が設けられている。第1フタ15の貫通孔には、環状のシール部17が装着されている。第2フタ16の貫通孔には、環状のシール部18が装着されている。
The pressure vessel 13 includes an insulating cylinder 14, a first lid 15, and a second lid 16.
The insulating tube 14 includes a cylindrical insulating container 14a and metal flanges 14b and 14c fixed to both ends of the insulating container 14a. A first lid 15 is electrically connected to the flange 14b. A second lid 16 is electrically connected to the flange 14c. The first lid 15 and the second lid 16 are each disk-shaped plates. The first lid 15 and the second lid 16 are hermetically joined to the flanges 14b and 14c over the entire circumference so as to close the openings at the ends of the insulating cylinder 14, respectively. A through hole is provided in the center of each of the first lid 15 and the second lid 16. An annular seal portion 17 is attached to the through hole of the first lid 15 . An annular seal portion 18 is attached to the through hole of the second lid 16 .

圧力容器13は、駆動電極11および対向電極12における互いの接触部を収容している。圧力容器13は、駆動電極11および対向電極12の放電部11a,12aの全体と、駆動電極11および対向電極12の通電軸11b,12bそれぞれの一部と、を封入している。通電軸11bは、第1フタ15の貫通孔を貫通し、圧力容器13の外部に延出している。通電軸12bは、第2フタ16の貫通孔を貫通し、圧力容器13の外部に延出している。通電軸11bは、第1フタ15の貫通孔においてシール部17の内周面に密着している。通電軸11bは、圧力容器13の気密を保ちつつ、シール部17に摺接しながら軸方向に移動可能である。通電軸12bは、第2フタ16の貫通孔においてシール部18と密着している。通電軸12bは、圧力容器13の気密を保ちつつ、シール部18に摺接しながら軸方向に移動可能である。 The pressure vessel 13 accommodates the contact portions of the driving electrode 11 and the counter electrode 12 with each other. The pressure vessel 13 encloses the entirety of the discharge portions 11a and 12a of the drive electrode 11 and the counter electrode 12, and a portion of each of the current-carrying shafts 11b and 12b of the drive electrode 11 and the counter electrode 12. The current supply shaft 11b passes through the through hole of the first lid 15 and extends to the outside of the pressure vessel 13. The current supply shaft 12b passes through the through hole of the second lid 16 and extends to the outside of the pressure vessel 13. The current supply shaft 11b is in close contact with the inner circumferential surface of the seal portion 17 in the through hole of the first lid 15. The energizing shaft 11b is movable in the axial direction while keeping the pressure vessel 13 airtight and slidingly in contact with the seal portion 17. The current supply shaft 12b is in close contact with the seal portion 18 in the through hole of the second lid 16. The energizing shaft 12b is movable in the axial direction while keeping the pressure vessel 13 airtight and slidingly in contact with the seal portion 18.

圧力容器13は、絶縁ガスを封入している。絶縁ガスとして、例えば六フッ化硫黄(SF)ガスを用いることができる。ただし、絶縁ガスとして、六フッ化硫黄ガスの他に、窒素、二酸化炭素、酸素および空気のうちいずれか単体、またはそれらの混合ガスを用いてもよい。圧力容器13に封入される絶縁ガスの圧力は、大気圧以上である。 The pressure vessel 13 is filled with insulating gas. For example, sulfur hexafluoride (SF 6 ) gas can be used as the insulating gas. However, as the insulating gas, in addition to sulfur hexafluoride gas, any one of nitrogen, carbon dioxide, oxygen, and air, or a mixture thereof may be used. The pressure of the insulating gas sealed in the pressure vessel 13 is equal to or higher than atmospheric pressure.

圧力容器13の内部には、金属製の第1シールド19および第2シールド20が配置されている。各シールド19,20は、円筒状に形成されている。各シールド19,20は、互いに同心状に配置され、軸方向に並んでいる。第1シールド19の第1端は、第1フタ15に結合して導通している。第2シールド20の第1端は、第2フタ16に結合して導通している。第1シールド19の第2端、および第2シールド20の第2端は、圧力容器13の内部で互いに対向している。第1シールド19の第2端、および第2シールド20の第2端それぞれの外周縁は、R面取り加工されている。 Inside the pressure vessel 13, a first shield 19 and a second shield 20 made of metal are arranged. Each shield 19, 20 is formed into a cylindrical shape. The shields 19 and 20 are arranged concentrically with each other and lined up in the axial direction. A first end of the first shield 19 is coupled to the first lid 15 for electrical conduction. A first end of the second shield 20 is coupled to the second lid 16 for electrical conduction. The second end of the first shield 19 and the second end of the second shield 20 are opposed to each other inside the pressure vessel 13. The outer peripheral edges of each of the second end of the first shield 19 and the second end of the second shield 20 are rounded.

第1シールド19は、駆動電極11を囲っている。第2シールド20は、対向電極12を囲っている。駆動電極11の通電軸11bは、第1シールド19の内周に設けられた集電部21に摺接しながら、第1シールド19との導通状態を保ちつつ軸方向に移動可能となっている。対向電極12の通電軸12bは、第2シールド20の内周に設けられた集電部22に摺接しながら、第2シールド20との導通状態を保ちつつ軸方向に移動可能となっている。これにより、駆動電極11は、集電部21を介して第1シールド19、第1フタ15および第1フランジ14bと導通している。対向電極12は、集電部22を介して第2シールド20、第2フタ16および第2フランジ14cと導通している。 The first shield 19 surrounds the drive electrode 11 . The second shield 20 surrounds the counter electrode 12. The current-carrying shaft 11b of the drive electrode 11 is movable in the axial direction while maintaining electrical conduction with the first shield 19 while slidingly contacting the current collector 21 provided on the inner periphery of the first shield 19. The current-carrying shaft 12b of the counter electrode 12 is movable in the axial direction while maintaining electrical conduction with the second shield 20 while slidingly contacting the current collector 22 provided on the inner periphery of the second shield 20. Thereby, the drive electrode 11 is electrically connected to the first shield 19, the first lid 15, and the first flange 14b via the current collector 21. The counter electrode 12 is electrically connected to the second shield 20, the second lid 16, and the second flange 14c via the current collector 22.

通電軸11bの端部は、圧力容器13の外部で絶縁操作ロッド23に接続されている。通電軸11bは、絶縁操作ロッド23を介して駆動機構部3に接続されている。通電軸12bの端部は、圧力容器13の外部で絶縁操作ロッド24に接続されている。通電軸12bは、絶縁操作ロッド24を介して衝撃緩衝部4に接続されている。駆動機構部3および衝撃緩衝部4が絶縁物である絶縁操作ロッド23,24を介して接点部2に接続することで、接点部2および駆動機構部3が電気的に絶縁され、接点部2および衝撃緩衝部4が電気的に絶縁されている。 The end of the current-carrying shaft 11b is connected to an insulated operating rod 23 outside the pressure vessel 13. The current supply shaft 11b is connected to the drive mechanism section 3 via an insulated operating rod 23. The end of the current-carrying shaft 12b is connected to an insulated operating rod 24 outside the pressure vessel 13. The current-carrying shaft 12b is connected to the impact buffer 4 via an insulated operating rod 24. By connecting the drive mechanism section 3 and the shock buffer section 4 to the contact section 2 via the insulating operation rods 23 and 24, which are insulators, the contact section 2 and the drive mechanism section 3 are electrically insulated, and the contact section 2 and the shock buffer section 4 are electrically insulated.

駆動機構部3について説明する。
駆動機構部3は、駆動電極11に接続されている。駆動機構部3は、駆動軸31と、機構箱32と、駆動部33と、位置保持部34と、駆動側制動部35と、を備える。
The drive mechanism section 3 will be explained.
The drive mechanism section 3 is connected to the drive electrode 11. The drive mechanism section 3 includes a drive shaft 31, a mechanism box 32, a drive section 33, a position holding section 34, and a drive-side braking section 35.

駆動軸31は、一部が機構箱32の内部に収容された状態で機構箱32の外側に延出している。駆動軸31は、機構箱32の外側で、絶縁操作ロッド23を介して駆動電極11の通電軸11bに接続されている。これにより、駆動軸31は、駆動電極11と一体に変位する。 The drive shaft 31 extends outside the mechanism box 32 with a portion thereof housed inside the mechanism box 32. The drive shaft 31 is connected to the current-carrying shaft 11b of the drive electrode 11 via the insulated operating rod 23 on the outside of the mechanism box 32. Thereby, the drive shaft 31 is displaced together with the drive electrode 11.

駆動部33は、電磁反発操作機構である。駆動部33は、駆動軸31に接続された金属製のリング36(反発体)と、機構箱32に固定されたコイル37と、を備える。リング36およびコイル37は、機構箱32の内部で軸方向に対向して配置されている。リング36のうちコイル37に対向する箇所には、特に電気抵抗率が低い良導体36aが固定されている。リング36は、コイル37に対して接点部2側に配置されている。本実施形態では、良導体36aは無酸素銅であり、リング36のうち良導体36a以外の部位は高強度の超々ジュラルミンである。コイル37に図示しない励磁回路からコイル電流を印加することで、リング36(特に良導体36a)にはコイル電流と逆方向の誘導電流が生じる。コイル電流が通電するコイル37と、誘導電流が通電するリング36との間には、反発方向のローレンツ力が発生する。駆動部33は、コイル37およびリング36の間に発生するローレンツ力を、投入動作時の駆動力として利用する。リング36に発生した駆動力は、駆動軸31および絶縁操作ロッド23を介して、駆動電極11を対向電極12に接近する方向(第1方向)に変位させる。 The drive unit 33 is an electromagnetic repulsion operating mechanism. The drive unit 33 includes a metal ring 36 (repulsion body) connected to the drive shaft 31 and a coil 37 fixed to the mechanism box 32. The ring 36 and the coil 37 are arranged to face each other in the axial direction inside the mechanism box 32. A good conductor 36a having particularly low electrical resistivity is fixed to a portion of the ring 36 facing the coil 37. The ring 36 is arranged on the contact portion 2 side with respect to the coil 37. In this embodiment, the good conductor 36a is made of oxygen-free copper, and the parts of the ring 36 other than the good conductor 36a are made of high-strength extra-super duralumin. By applying a coil current to the coil 37 from an excitation circuit (not shown), an induced current in the opposite direction to the coil current is generated in the ring 36 (particularly the good conductor 36a). A repulsive Lorentz force is generated between the coil 37 to which the coil current is applied and the ring 36 to which the induced current is applied. The drive unit 33 uses the Lorentz force generated between the coil 37 and the ring 36 as a driving force during the closing operation. The driving force generated in the ring 36 displaces the driving electrode 11 in a direction toward the counter electrode 12 (first direction) via the driving shaft 31 and the insulated operation rod 23.

位置保持部34は、駆動側復帰ばね38(駆動側付勢部)と、駆動側ばね受け39と、駆動側ストッパ40と、を備える。駆動側ばね受け39は、駆動軸31に結合されている。ベース41は、駆動側ばね受け39に対して、接点部2側に配置されている。ベース41は、駆動軸31を囲うように配置されている。ベース41は、機構箱32に固定されている。駆動側復帰ばね38は、駆動側ばね受け39とベース41との間に圧縮状態で設置された圧縮コイルばねである。駆動側復帰ばね38は、駆動側ばね受け39に対して、接点部2から開離する方向(第2方向)のばね力を常に与える。以後、駆動側復帰ばね38のばね力を駆動側復帰力と称する。 The position holding section 34 includes a drive side return spring 38 (drive side urging section), a drive side spring receiver 39, and a drive side stopper 40. The drive side spring receiver 39 is coupled to the drive shaft 31. The base 41 is arranged on the contact portion 2 side with respect to the drive side spring receiver 39. The base 41 is arranged to surround the drive shaft 31. The base 41 is fixed to the mechanism box 32. The drive-side return spring 38 is a compression coil spring installed between the drive-side spring receiver 39 and the base 41 in a compressed state. The drive-side return spring 38 always applies a spring force to the drive-side spring receiver 39 in the direction of separating from the contact portion 2 (second direction). Hereinafter, the spring force of the drive-side return spring 38 will be referred to as a drive-side return force.

ベース41には、駆動側ストッパ40が固定されている。駆動側ストッパ40は、駆動側ばね受け39に対して接点部2側とは反対側に配置されている。駆動側ストッパ40は、駆動軸31を囲うように配置されている。駆動側ストッパ40は、駆動側復帰力を受ける駆動側ばね受け39と接触することで、定常時における駆動軸31および駆動電極11を位置決めする。 A drive-side stopper 40 is fixed to the base 41. The drive side stopper 40 is arranged on the side opposite to the contact portion 2 side with respect to the drive side spring receiver 39. The drive-side stopper 40 is arranged to surround the drive shaft 31. The drive-side stopper 40 positions the drive shaft 31 and the drive electrode 11 in a normal state by contacting the drive-side spring receiver 39 that receives the drive-side return force.

駆動側制動部35は、シリンダ42と、ピストン43と、を備える。本実施形態では、駆動側制動部35はショックアブソーバである。シリンダ42の内部には作動油が充填されている。ピストン43をシリンダ42に対して押し込むと、作動油の粘性抵抗によって、ピストン43には変位量と速度に応じた減衰力が生じる。減衰力は、ピストン43の押し込み方向の反対方向に発生する。また押し込んだピストン43を解放すると、シリンダ42の内部に設置された図示しない復帰ばねによって、ピストン43はシリンダ42から押し出され、所定の位置で静止する。シリンダ42は、機構箱32と固定されている。ピストン43は、駆動側ばね受け39が駆動側ストッパ40に接触して静止した定常時において、駆動軸31の端部と接触し、かつシリンダ42に対して押し込まれた状態で設置されている。 The drive-side brake section 35 includes a cylinder 42 and a piston 43. In this embodiment, the drive-side brake section 35 is a shock absorber. The inside of the cylinder 42 is filled with hydraulic oil. When the piston 43 is pushed into the cylinder 42, a damping force is generated in the piston 43 according to the displacement amount and speed due to the viscous resistance of the hydraulic oil. The damping force is generated in a direction opposite to the pushing direction of the piston 43. Further, when the pushed piston 43 is released, the piston 43 is pushed out from the cylinder 42 by a not-illustrated return spring installed inside the cylinder 42 and comes to rest at a predetermined position. The cylinder 42 is fixed to the mechanism box 32. The piston 43 is installed in a state in which it is in contact with the end of the drive shaft 31 and pushed into the cylinder 42 during a steady state when the drive-side spring receiver 39 is in contact with the drive-side stopper 40 and is stationary.

衝撃緩衝部4について説明する。
衝撃緩衝部4は、対向電極12に接続されている。衝撃緩衝部4は、対向軸51と、機構箱52と、位置保持部53と、対向側制動部54と、を備える。
The impact buffer section 4 will be explained.
Shock buffer section 4 is connected to counter electrode 12 . The impact buffering section 4 includes an opposing shaft 51, a mechanism box 52, a position holding section 53, and an opposing braking section 54.

対向軸51は、一部が機構箱52の内部に収容された状態で機構箱52の外側に延出している。対向軸51は、機構箱52の外側で、絶縁操作ロッド24を介して対向電極12の通電軸12bに接続されている。これにより、対向軸51は、対向電極12と一体に変位する。 The opposing shaft 51 extends to the outside of the mechanism box 52 with a part thereof housed inside the mechanism box 52. The opposing shaft 51 is connected to the current-carrying shaft 12b of the opposing electrode 12 via the insulated operating rod 24 on the outside of the mechanism box 52. Thereby, the opposing shaft 51 is displaced together with the opposing electrode 12.

位置保持部53は、対向側復帰ばね55(対向側付勢部)と、対向側ばね受け56と、対向側ストッパ57と、ベース58と、を備える。対向側ばね受56は、対向軸51に結合されている。ベース58は、対向側ばね受け56に対して、接点部2側とは反対側に配置されている。ベース58は、機構箱52に固定されている。対向側復帰ばね55は、対向側ばね受け56とベース58との間に圧縮状態で設置された圧縮コイルばねである。対向側復帰ばね55は、対向側ばね受け56に対して、接点部2に接近する方向のばね力を常に与えるよう配置されている。以後、対向側復帰ばね55のばね力を対向側復帰力と称する。 The position holding section 53 includes an opposing return spring 55 (opposing side biasing section), an opposing spring receiver 56, an opposing stopper 57, and a base 58. The opposing spring bearing 56 is coupled to the opposing shaft 51. The base 58 is arranged on the side opposite to the contact portion 2 side with respect to the opposing spring receiver 56. The base 58 is fixed to the mechanism box 52. The opposing return spring 55 is a compression coil spring installed between the opposing spring receiver 56 and the base 58 in a compressed state. The opposing return spring 55 is arranged so as to always apply a spring force to the opposing spring receiver 56 in a direction toward the contact portion 2 . Hereinafter, the spring force of the opposite side return spring 55 will be referred to as the opposite side return force.

ベース58には、対向側ストッパ57が固定されている。対向側ストッパ57は、対向側ばね受け56に対して接点部2側に配置されている。対向側ストッパ57は、対向軸51を囲うように配置されている。対向側ストッパ57は、対向側復帰力を受ける対向側ばね受け56と接触することで、定常時における対向軸51および対向電極12を位置決めする。 An opposing stopper 57 is fixed to the base 58. The opposing stopper 57 is arranged on the contact portion 2 side with respect to the opposing spring receiver 56. The opposing stopper 57 is arranged to surround the opposing shaft 51. The opposing stopper 57 positions the opposing shaft 51 and the opposing electrode 12 in a normal state by contacting the opposing spring receiver 56 that receives the opposing return force.

対向側制動部54は、シリンダ59と、ピストン60と、ストッパ61と、を備える。本実施形態では、対向側制動部54は、駆動側制動部35と同様にショックアブソーバである。シリンダ59およびピストン60の構成は、駆動側制動部35のシリンダ42およびピストン43の構成と同一である。 The opposing brake section 54 includes a cylinder 59, a piston 60, and a stopper 61. In this embodiment, the opposing brake section 54 is a shock absorber like the drive brake section 35. The configurations of the cylinder 59 and piston 60 are the same as those of the cylinder 42 and piston 43 of the drive-side braking section 35.

シリンダ59は、ベース58を介して機構箱52に固定されている。ピストン60は、対向側ばね受け56が対向側ストッパ57に接触して静止した定常時において、対向側ばね受け56に非接触であり、かつシリンダ59から押し出され、所定の位置で制止した状態で設置されている。 The cylinder 59 is fixed to the mechanism box 52 via a base 58. In a steady state when the opposite spring receiver 56 is in contact with the opposite stopper 57 and is stationary, the piston 60 is not in contact with the opposite spring receiver 56, is pushed out from the cylinder 59, and is stopped at a predetermined position. is set up.

ストッパ61は、ベース58に固定されている。ストッパ61は、対向側ばね受け56がピストン60をシリンダ59に対して押し込む過程で対向側ばね受け56に接触し、ピストン60の押し込み量を一定値以内に制限するよう配置されている。 Stopper 61 is fixed to base 58. The stopper 61 is arranged so as to come into contact with the opposite spring receiver 56 during the process in which the opposite spring receiver 56 pushes the piston 60 into the cylinder 59, and to limit the amount by which the piston 60 is pushed within a certain value.

本実施形態の高速投入器1は、接点部2の圧力容器13における第1フタ15および第2フタ16を端子として、外部の回路に接続される。駆動電極11と、絶縁操作ロッド23と、駆動軸31と、リング36と、駆動側ばね受け39とは、一体となって動作する駆動側可動部71を形成する。対向電極12と、絶縁操作ロッド24と、対向軸51と、対向側ばね受け56とは、一体となって動作する対向側可動部72を形成する。 The high-speed dosing device 1 of this embodiment is connected to an external circuit using the first lid 15 and the second lid 16 of the pressure vessel 13 of the contact portion 2 as terminals. The drive electrode 11, the insulated operating rod 23, the drive shaft 31, the ring 36, and the drive side spring receiver 39 form a drive side movable part 71 that operates as a unit. The opposing electrode 12, the insulated operating rod 24, the opposing shaft 51, and the opposing spring receiver 56 form an opposing movable portion 72 that operates as a unit.

高速投入器1が非通電の遮断状態である定常時について説明する。
図1に示すように、駆動側可動部71は、駆動側ばね受け39が駆動側復帰ばね38によって駆動側ストッパ40に押し付けられた位置で静止している。駆動電極11の放電部11aの端面は、シールド19のR面取り加工された端面と面一となる位置に配置されている。
A steady state in which the high-speed input device 1 is in a de-energized cutoff state will be described.
As shown in FIG. 1, the drive-side movable portion 71 is stationary at a position where the drive-side spring receiver 39 is pressed against the drive-side stopper 40 by the drive-side return spring 38. The end face of the discharge portion 11a of the drive electrode 11 is placed flush with the R-chamfered end face of the shield 19.

対向側可動部72は、対向側ばね受け56が対向側復帰ばね55によって対向側ストッパ57に押し付けられた位置で静止している。対向電極12の放電部12aの端面は、シールド20のR面取り加工された端面と面一となる位置に配置されている。 The opposing side movable portion 72 is stationary at a position where the opposing side spring receiver 56 is pressed against the opposing side stopper 57 by the opposing side return spring 55. The end face of the discharge portion 12a of the counter electrode 12 is arranged flush with the R-chamfered end face of the shield 20.

高速投入器1が外部の回路に接続されると、端子となる第1フタ15および第2フタ16の間に電圧が印加される。第1フタ15は、駆動電極11および第1シールド19と導通して同電位となっている。第2フタ16は、対向電極12および第2シールド20と導通して同電位となっている。よって高速投入器1に印加された電圧は、圧力容器13の内部で駆動電極11および第1シールド19と、対向電極12および第2シールド20と、の間に印加されている。 When the high-speed input device 1 is connected to an external circuit, a voltage is applied between the first lid 15 and the second lid 16, which serve as terminals. The first lid 15 is electrically connected to the drive electrode 11 and the first shield 19 and has the same potential. The second lid 16 is electrically connected to the counter electrode 12 and the second shield 20 and has the same potential. Therefore, the voltage applied to the high-speed injection device 1 is applied between the drive electrode 11 and the first shield 19 and the counter electrode 12 and the second shield 20 inside the pressure vessel 13.

定常時は、駆動電極11および対向電極12は互いに十分に離れた開路状態であり、駆動電極11および対向電極12付近の電界が圧力容器13に封入された絶縁ガスの絶縁破壊電界に比べて十分低くなっている。このため、駆動電極11と対向電極12との間が電気的に絶縁されている。よって高速投入器1は端子間が非導通の遮断状態となっている。 In steady state, the driving electrode 11 and the counter electrode 12 are in an open circuit state where they are sufficiently separated from each other, and the electric field near the drive electrode 11 and the counter electrode 12 is sufficiently large compared to the dielectric breakdown electric field of the insulating gas sealed in the pressure vessel 13. It's getting lower. Therefore, drive electrode 11 and counter electrode 12 are electrically insulated. Therefore, the high-speed dosing device 1 is in a cutoff state in which there is no conduction between the terminals.

高速投入器1が非通電の遮断状態である定常時から、通電可能な投入状態に変化し、最終的に定常時の遮断状態に復帰する投入動作について説明する。なお、以下の投入動作の説明では、外部回路に高速投入器1が接続されて、駆動電極11および対向電極12に高電圧が印加された状態を述べる。 A closing operation in which the high-speed input device 1 changes from a steady state in which it is de-energized and in a cut-off state to a power-on state in which it can be energized, and finally returns to the steady cut-off state will be described. In the following description of the closing operation, a state will be described in which the high-speed closing device 1 is connected to an external circuit and a high voltage is applied to the drive electrode 11 and the counter electrode 12.

投入動作は、図1に示す定常時において、駆動部33のコイル37に図示しない励磁回路からコイル電流を印加し、リング36に駆動力を発生させることで開始する。投入動作は、接近ステップと、接触ステップと、開離ステップと、をこの順に備える。 The closing operation is started by applying a coil current to the coil 37 of the drive unit 33 from an excitation circuit (not shown) to generate a driving force in the ring 36 during the steady state shown in FIG. The closing operation includes an approach step, a contact step, and a separation step in this order.

接近ステップについて説明する。接近ステップでは、図1に示す状態から図2に示す状態を経て、図3に示す状態に至る。 The approach step will be explained. In the approach step, the state shown in FIG. 1 passes through the state shown in FIG. 2, and then the state shown in FIG. 3 is reached.

駆動側可動部71は、駆動部33の駆動力を受ける。ここで駆動部33の駆動力は、駆動側復帰ばね38による駆動側復帰力に比べて十分に大きい。駆動側可動部71は、駆動部33の駆動力によって、駆動側復帰ばね38を圧縮しながら、駆動電極11を対向電極12に接近させる方向に変位を開始する。 The drive side movable part 71 receives the driving force of the drive part 33. Here, the driving force of the drive unit 33 is sufficiently larger than the driving-side return force by the drive-side return spring 38. The drive-side movable section 71 starts to be displaced in a direction in which the drive electrode 11 approaches the counter electrode 12 while compressing the drive-side return spring 38 by the drive force of the drive section 33 .

駆動電極11が対向電極12に接近すると、駆動電極11および対向電極12付近の電界が高くなる。駆動電極11および対向電極12付近の電界が圧力容器13に封入された絶縁ガスの絶縁破壊電界に比べて高くなることで、駆動電極11の放電部11aと対向電極12の放電部12aとの間で絶縁破壊が生じる。図2に示す位置まで駆動電極11が対向電極12に接近すると、絶縁破壊によって駆動電極11の放電部11aと対向電極12の放電部12aとの間でアーク放電73が発生する。駆動電極11および対向電極12は、アーク放電73によって導通状態となるため、第1フタ15および第2フタ16間も導通状態となる。外部回路との接続端子である第1フタ15および第2フタ16間が導通状態となることで、高速投入器1は投入状態に変化して通電を開始する。 When the drive electrode 11 approaches the counter electrode 12, the electric field near the drive electrode 11 and the counter electrode 12 increases. Since the electric field near the drive electrode 11 and the counter electrode 12 is higher than the dielectric breakdown field of the insulating gas sealed in the pressure vessel 13, a gap between the discharge section 11a of the drive electrode 11 and the discharge section 12a of the counter electrode 12 is increased. dielectric breakdown occurs. When the drive electrode 11 approaches the counter electrode 12 to the position shown in FIG. 2, an arc discharge 73 is generated between the discharge section 11a of the drive electrode 11 and the discharge section 12a of the counter electrode 12 due to dielectric breakdown. Since the drive electrode 11 and the counter electrode 12 are brought into conduction by the arc discharge 73, the first lid 15 and the second lid 16 are also brought into conduction. When the first lid 15 and the second lid 16, which are connection terminals with an external circuit, are brought into conduction, the high-speed dosing device 1 changes to a dosing state and starts energizing.

その後、図3に示すように駆動電極11が対向電極12に接触するまで、駆動側可動部71は単独で変位し続ける。このとき、駆動側制動部35のピストン43は、駆動側可動部71の変位に伴い、シリンダ42の内部に設置された図示しない復帰ばねによってシリンダ42から押し出される。 Thereafter, the drive-side movable portion 71 continues to be displaced independently until the drive electrode 11 comes into contact with the counter electrode 12 as shown in FIG. At this time, the piston 43 of the drive-side brake section 35 is pushed out of the cylinder 42 by a return spring (not shown) installed inside the cylinder 42 as the drive-side movable section 71 is displaced.

接触ステップについて説明する。接触ステップでは、図3に示す状態から図4に示す状態を経て、再度図3に示す状態に復帰する。 The contact step will be explained. In the contact step, the state shown in FIG. 3 passes through the state shown in FIG. 4, and then returns to the state shown in FIG. 3 again.

図3に示すように、駆動電極11の放電部11aが対向電極12の放電部12aに接触する。これにより、駆動電極11および対向電極12の接触部を介して駆動電極11と対向電極12との導通が維持される。よって高速投入器1も、通電可能な投入状態を継続する。このとき、シリンダ42から押し出されたピストン43は、所定の位置で静止する。ただし、ピストン43は、接近ステップで静止してもよい。 As shown in FIG. 3, the discharge portion 11a of the drive electrode 11 contacts the discharge portion 12a of the counter electrode 12. Thereby, conduction between the drive electrode 11 and the counter electrode 12 is maintained through the contact portion between the drive electrode 11 and the counter electrode 12. Therefore, the high-speed input device 1 also continues to be in the closing state where it can be energized. At this time, the piston 43 pushed out from the cylinder 42 comes to rest at a predetermined position. However, the piston 43 may be stationary during the approach step.

駆動電極11の放電部11aが対向電極12の放電部12aに接触した後、対向側可動部72は駆動部33の駆動力によって加速した駆動側可動部71に押される。これにより、図4に示すように、駆動側可動部71および対向側可動部72は、駆動電極11が対向電極12に接触した状態で駆動力の出力方向に共に変位する。 After the discharge portion 11a of the drive electrode 11 contacts the discharge portion 12a of the counter electrode 12, the opposite side movable portion 72 is pushed by the drive side movable portion 71 accelerated by the driving force of the drive portion 33. Thereby, as shown in FIG. 4, the driving side movable part 71 and the opposing side movable part 72 are both displaced in the output direction of the driving force with the driving electrode 11 in contact with the opposing electrode 12.

駆動部33の駆動力は、駆動電極11が対向電極12に接触した後に減衰する。駆動力は、リング36とコイル37との距離が大きくなることで低下する。さらに駆動力は、コイル電流が減衰することで低下する。なお、駆動部33の駆動力は、駆動電極11が対向電極12に接触する前から減衰し始めてもよい。一方、駆動側可動部71は駆動側復帰ばね38を圧縮し、対向側可動部72は対向側復帰ばね55を圧縮しつつ変位する。このため、駆動側可動部71および対向側可動部72それぞれに対して駆動力とは反対方向に作用する駆動側復帰力および対向側復帰力が増加する。さらに対向側可動部72の対向側ばね受け56は、対向側制動部54のピストン60をシリンダ59に対して押し込むことで、押し込み方向と反対方向の減衰力を受ける。また駆動側可動部71は、対向側可動部72に接触して加速させる際に、運動量を分け与え、減速する。よって駆動側可動部71は、対向側可動部72に接触後に対向側可動部72と共に変位しつつ大きく減速し、十分に減速した後に、対向側可動部72の対向側ばね受け56がストッパ61に接触することで停止し、図4に示す状態となる。 The driving force of the driving part 33 is attenuated after the driving electrode 11 contacts the counter electrode 12. The driving force decreases as the distance between the ring 36 and the coil 37 increases. Furthermore, the driving force decreases as the coil current attenuates. Note that the driving force of the driving section 33 may start to attenuate before the driving electrode 11 contacts the counter electrode 12. On the other hand, the drive side movable section 71 compresses the drive side return spring 38, and the opposing side movable section 72 is displaced while compressing the opposing side return spring 55. Therefore, the drive-side return force and the opposing-side return force that act on each of the drive-side movable portion 71 and the opposing-side movable portion 72 in the direction opposite to the driving force increase. Further, the opposing spring receiver 56 of the opposing movable part 72 receives a damping force in the opposite direction to the pushing direction by pushing the piston 60 of the opposing brake part 54 into the cylinder 59. Further, when the drive-side movable section 71 contacts and accelerates the opposing-side movable section 72, it imparts momentum and decelerates. Therefore, after the drive-side movable part 71 contacts the opposite-side movable part 72, it decelerates greatly while being displaced together with the opposite-side movable part 72, and after sufficiently decelerating, the opposite-side spring receiver 56 of the opposite-side movable part 72 contacts the stopper 61. Upon contact, it stops and enters the state shown in FIG.

なお、図3に示す状態から図4に示す状態に移行する過程において、駆動電極11および対向電極12は、接触時の反発力によって一時的に開離しても、アーク放電を介して導通を維持し、再接触時に接触部を介した導通を再開する。よって高速投入器1も、通電可能な投入状態を継続する。 In addition, in the process of transitioning from the state shown in FIG. 3 to the state shown in FIG. 4, even if the drive electrode 11 and the counter electrode 12 are temporarily separated due to the repulsive force at the time of contact, they maintain conduction through arc discharge. Then, upon re-contact, conduction via the contact part is resumed. Therefore, the high-speed input device 1 also continues to be in the closing state where it can be energized.

駆動側可動部71および対向側可動部72は、停止後、駆動側復帰ばね38の駆動側復帰力と、対向側復帰ばね55の対向側復帰力とによって、変位方向を反転する。駆動側可動部71および対向側可動部72は、駆動力の出力方向とは反対方向に加速されて変位し、再度、図3に示す状態となる。ここで対向側可動部72は、対向側ばね受け56が対向側ストッパ57と接触することで停止する。 After the drive side movable part 71 and the opposing side movable part 72 are stopped, the displacement direction is reversed by the drive side return force of the drive side return spring 38 and the opposing side return force of the opposing side return spring 55. The driving side movable part 71 and the opposing side movable part 72 are accelerated and displaced in the direction opposite to the output direction of the driving force, and are again in the state shown in FIG. 3. Here, the opposing side movable portion 72 is stopped when the opposing side spring receiver 56 comes into contact with the opposing side stopper 57.

なお図4に示す状態から図3に示す状態に復帰する過程において、基本的に駆動電極11および対向電極12は接触状態であり、接触部を介した導通を維持する。駆動電極11および対向電極12は、仮に一時的に開離しても、アーク放電を介して導通を維持する。よって高速投入器1も、通電可能な投入状態を継続する。 Note that in the process of returning from the state shown in FIG. 4 to the state shown in FIG. 3, the drive electrode 11 and the counter electrode 12 are basically in a contact state and maintain conduction through the contact portion. Even if the drive electrode 11 and the counter electrode 12 are temporarily separated, they maintain continuity through arc discharge. Therefore, the high-speed input device 1 also continues to be in the closing state where it can be energized.

開離ステップについて説明する。開離ステップでは、図3に示す状態から図2に示す状態を経て、図1に示す状態に至る。 The separation step will be explained. In the separation step, the state shown in FIG. 3 passes through the state shown in FIG. 2, and then the state shown in FIG. 1 is reached.

図3および図2に示すように、駆動側可動部71は、対向側可動部72の停止後、対向電極12が対向側ストッパ57によって変位を規制されるので、駆動側復帰ばね38の駆動側復帰力によって単独で変位する。ここで駆動側可動部71は、駆動軸31が駆動側制動部35のピストン43をシリンダ42に対して押し込むことで、押し込み方向と反対方向の減衰力を受け、減速し始める。 As shown in FIGS. 3 and 2, after the opposite movable part 72 stops, the displacement of the opposite electrode 12 is regulated by the opposite stopper 57, so that the drive side return spring 38 It is displaced independently by the restoring force. Here, when the drive shaft 31 pushes the piston 43 of the drive-side brake section 35 into the cylinder 42, the drive-side movable section 71 receives a damping force in a direction opposite to the pushing direction, and begins to decelerate.

図3に示す状態から図2に示す状態に復帰する過程において、対向側可動部72は停止しており、駆動電極11の放電部11aは対向電極12の放電部12aから開離する。一方で、駆動電極11および対向電極12はアーク放電73を介して導通を維持しており、高速投入器1も、通電可能な投入状態を継続する。 In the process of returning from the state shown in FIG. 3 to the state shown in FIG. 2, the opposing side movable part 72 is stopped, and the discharge part 11a of the drive electrode 11 is separated from the discharge part 12a of the counter electrode 12. On the other hand, the drive electrode 11 and the counter electrode 12 maintain conduction via the arc discharge 73, and the high-speed injection device 1 also maintains the injection state in which it can conduct electricity.

最終的に駆動側可動部71は、駆動側制動部35の減衰力を受け減速し、駆動側ばね受け39が駆動側ストッパ40に接触することで停止して、図1に示す状態に復帰する。このとき、駆動部33の駆動力は完全に減衰している、または駆動側復帰力に比べて十分に小さくなっており、駆動側可動部71は図1の状態に保持される。 Finally, the drive-side movable section 71 is decelerated by the damping force of the drive-side braking section 35, and is stopped when the drive-side spring receiver 39 contacts the drive-side stopper 40, returning to the state shown in FIG. . At this time, the driving force of the driving part 33 is completely attenuated or is sufficiently smaller than the driving-side return force, and the driving-side movable part 71 is maintained in the state shown in FIG. 1.

図2に示す状態から図1に示す状態に復帰する過程または、図1に示す状態への復帰後において、駆動電極11および対向電極12の間で生じていたアーク放電は、外部回路における電流の遮断または減衰によって消弧される。これにより、駆動電極11および対向電極12は、再度電気的に絶縁された状態になる。以上により、高速投入器1は端子間が非導通の遮断状態に復帰し、投入動作を終了する。 During the process of returning from the state shown in FIG. 2 to the state shown in FIG. 1, or after returning to the state shown in FIG. The arc is extinguished by interruption or attenuation. As a result, the drive electrode 11 and the counter electrode 12 become electrically insulated again. As a result of the above, the high-speed making device 1 returns to the cut-off state in which there is no conduction between the terminals, and the making operation ends.

以上に説明したように、本実施形態の高速投入器1では、駆動部33により駆動電極11に駆動力を与えることで、最初に駆動電極11が対向電極12に接近する。駆動電極11が対向電極12に接近すると、駆動電極11の放電部11aと対向電極12の放電部12aとの間でアーク放電が発生して通電を開始する。次いで駆動電極11が通電を継続しつつ対向電極12に接触して対向電極12と共に駆動力の出力方向に変位する。この際、駆動電極11および対向電極12は駆動側復帰ばね38および対向側復帰ばね55の復帰力によって減速する。次いで駆動電極11および対向電極12は復帰力によって変位方向を反転する。次いで対向電極12が対向側ストッパ57によって変位を規制されることで、駆動電極11が駆動側復帰ばね38の復帰力によって対向電極12から開離する。駆動電極11が対向電極12から開離する過程で、駆動電極11と対向電極12との間にアーク放電が発生し、通電が継続される。次いで駆動電極11が駆動側ストッパ40によって変位を規制されることで、駆動電極11が定常時の位置に復帰する。駆動電極11が対向電極12から開離する過程、または定常時の位置に復帰した状態でアーク放電が消弧することで通電を終了する。以上により、本実施形態の高速投入器1は、電極駆動式の高速投入器として動作する。したがって、本実施形態によれば、トリガ放電式の高速投入器のようなトリガ電極が不要であるため、トリガ放電式に比べて多数回の動作が可能な高速投入器1を提供できる。また、本実施形態によれば、トリガ放電式の高速投入器では必須の高価なパルス電源が不要であるため、トリガ放電式に比べて機器コストが低い高速投入器1を提供できる。 As explained above, in the high-speed dosing device 1 of this embodiment, the driving part 33 applies a driving force to the driving electrode 11, so that the driving electrode 11 first approaches the counter electrode 12. When the drive electrode 11 approaches the counter electrode 12, arc discharge occurs between the discharge section 11a of the drive electrode 11 and the discharge section 12a of the counter electrode 12, and energization starts. Next, the driving electrode 11 contacts the counter electrode 12 while continuing to be energized, and is displaced together with the counter electrode 12 in the direction in which the driving force is output. At this time, the drive electrode 11 and the counter electrode 12 are decelerated by the return force of the drive side return spring 38 and the opposite side return spring 55. Then, the direction of displacement of the drive electrode 11 and the counter electrode 12 is reversed by the return force. Next, the displacement of the opposing electrode 12 is regulated by the opposing stopper 57, so that the drive electrode 11 is separated from the opposing electrode 12 by the return force of the drive-side return spring 38. In the process of separating the drive electrode 11 from the counter electrode 12, arc discharge occurs between the drive electrode 11 and the counter electrode 12, and energization continues. Next, the displacement of the drive electrode 11 is regulated by the drive-side stopper 40, so that the drive electrode 11 returns to its normal position. The energization ends when the arc discharge is extinguished in the process where the drive electrode 11 separates from the counter electrode 12 or returns to the normal position. As described above, the high-speed dispenser 1 of this embodiment operates as an electrode-driven high-speed dispenser. Therefore, according to the present embodiment, since a trigger electrode like a trigger discharge type high speed dosing machine is not required, it is possible to provide a high speed dosing machine 1 that can operate more times than a trigger discharge type high speed dosing machine. Further, according to the present embodiment, since an expensive pulse power supply which is essential in a trigger discharge type high speed dosing machine is not required, it is possible to provide a high speed dosing machine 1 whose equipment cost is lower than that of a trigger discharge type.

また、本実施形態の高速投入器1は、投入動作時に駆動電極11が対向電極12に接触した後、駆動側可動部71が対向側可動部72と共に駆動力の動作方向に変位することで、駆動側可動部71の運動量を対向側可動部72に分け与える。さらに、駆動側可動部71は、駆動側復帰ばね38の駆動側復帰力に加えて、対向側復帰ばね55の対向側復帰力、および対向側制動部54の減衰力を受けることで、大きく減速する。この構成によれば、投入動作時に、駆動電極11を対向電極12に接近させ、放電部11a,12a間でアーク放電による導通を開始させた後に、駆動電極11が対向電極12に接触して駆動側可動部71が減速する。よってアーク放電による導通開始までは駆動側可動部71は殆ど減速せず、放電部11a,12a間の電界を急速に上昇させることができるため、アーク放電の発生開始時間の短縮とばらつきを低減できる。これにより、投入時間がより短く、さらに投入時間のばらつきが小さい高速投入器1を提供できる。さらに上記構成によれば、対向電極12は、投入動作時に駆動電極11に接触した後に、駆動電極11と共に駆動力の出力方向に動作可能であるため、接触時の衝撃力を低減することができる。よって駆動電極11と対向電極12との接触時の衝撃力による、機器の損傷を抑制することが可能であり、多数回の操作が可能な高速投入器1を提供できる。 In addition, in the high-speed input device 1 of this embodiment, after the drive electrode 11 contacts the counter electrode 12 during the input operation, the drive side movable part 71 is displaced in the operating direction of the driving force together with the opposite side movable part 72. The momentum of the driving side movable section 71 is distributed to the opposing side movable section 72. Furthermore, in addition to the drive-side return force of the drive-side return spring 38, the drive-side movable part 71 receives the opposite-side return force of the opposite-side return spring 55 and the damping force of the opposite-side brake part 54, thereby significantly decelerating the drive-side movable part 71. do. According to this configuration, during the closing operation, after the drive electrode 11 is brought close to the counter electrode 12 and conduction by arc discharge is started between the discharge parts 11a and 12a, the drive electrode 11 contacts the counter electrode 12 and is driven. The side movable part 71 decelerates. Therefore, the drive-side movable part 71 hardly slows down until conduction starts due to the arc discharge, and the electric field between the discharge parts 11a and 12a can be rapidly increased, so that the start time of arc discharge can be shortened and variations can be reduced. . Thereby, it is possible to provide a high-speed dosing device 1 with shorter dosing time and less variation in dosing time. Further, according to the above configuration, the counter electrode 12 can move together with the drive electrode 11 in the output direction of the drive force after coming into contact with the drive electrode 11 during the closing operation, so that the impact force at the time of contact can be reduced. . Therefore, it is possible to suppress damage to the device due to the impact force when the drive electrode 11 and the counter electrode 12 come into contact, and it is possible to provide a high-speed input device 1 that can be operated many times.

また、高速投入器1は、投入動作時に、駆動電極11の放電部11aと対向電極12の放電部12aとの間でアーク放電を発生させて通電を開始する。さらに、駆動電極11の放電部11aを対向電極12の放電部12aに接触させた後、通電を継続しつつ放電部11aを放電部12aから開離させて、投入動作を終了する。この構成によれば、投入動作時に、アーク放電によって金属表面が一部融解した駆動電極11の放電部11aと対向電極12の放電部12aとが接触後、冷却される前に再度開離して投入動作を終了する。このため、放電部11a,12aに溶着部が発生することを抑制できる。よって、溶着部を引き離した際に生じる鋭利な突起が放電部11a,12aの表面に形成されることを抑制できる。これにより、電極間が開き高電圧が印加される定常時において、鋭利な突起による電界集中部の発生を防ぐことができる。したがって、電極間の絶縁性能を維持し、耐電圧性能の低下を抑制できる高速投入器1を提供できる。 Moreover, the high-speed dosing device 1 generates an arc discharge between the discharge part 11a of the drive electrode 11 and the discharge part 12a of the counter electrode 12 during the dosing operation, and starts energization. Furthermore, after bringing the discharge part 11a of the drive electrode 11 into contact with the discharge part 12a of the counter electrode 12, the discharge part 11a is separated from the discharge part 12a while continuing energization, and the closing operation is completed. According to this configuration, during the closing operation, after the discharge portion 11a of the drive electrode 11 whose metal surface has been partially melted due to arc discharge and the discharge portion 12a of the counter electrode 12 come into contact, they are separated again before being cooled and the metal surface is partially melted. Finish the operation. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of welded parts in the discharge parts 11a and 12a. Therefore, it is possible to suppress the formation of sharp protrusions on the surfaces of the discharge parts 11a and 12a when the welded parts are separated. This makes it possible to prevent electric field concentration from occurring due to sharp protrusions during steady state when the electrodes are open and a high voltage is applied. Therefore, it is possible to provide a high-speed input device 1 that can maintain the insulation performance between the electrodes and suppress the deterioration of the withstand voltage performance.

また、高速投入器1は、投入動作において駆動電極11の放電部11aが対向電極12の放電部12aから開離しつつ、放電部11a,12a間にアーク放電を発生させる。この構成によれば、仮に放電部11a,12aの接触時に溶着部が生じ、放電部11a,12aの開離時に鋭利な突起が形成された場合でも、アーク放電によって鋭利な突起を蒸発させ、除去することができる。これにより、電極間が開き高電圧が印加される定常時において、鋭利な突起による電界集中部の発生を防ぐことができる。したがって、電極間の絶縁性能を維持し、耐電圧性能の低下を抑制できる高速投入器1を提供できる。 Further, in the high-speed dosing device 1, the discharge portion 11a of the drive electrode 11 separates from the discharge portion 12a of the counter electrode 12 during the dosing operation, and an arc discharge is generated between the discharge portions 11a and 12a. According to this configuration, even if a weld is formed when the discharge parts 11a and 12a come into contact and a sharp protrusion is formed when the discharge parts 11a and 12a are separated, the sharp protrusion is evaporated by the arc discharge and removed. can do. This makes it possible to prevent electric field concentration from occurring due to sharp protrusions during steady state when the electrodes are open and a high voltage is applied. Therefore, it is possible to provide a high-speed input device 1 that can maintain the insulation performance between the electrodes and suppress the deterioration of the withstand voltage performance.

駆動部33は、金属製のリング36と、機構箱32に固定されたコイル37と、を持つ電磁反発操作機構であり、リング36に発生させる誘導反発力によって駆動電極11に駆動力を与える。この構成によれば、投入動作時に、油圧やばねの復元力、モータの電磁力等によって駆動する構成よりも短時間で、駆動電極11を対向電極12に接近させ、放電部11a,12a間でアーク放電による導通を開始させることができる。したがって、投入時間が短い高速投入器1を提供できる。 The drive unit 33 is an electromagnetic repulsion operation mechanism having a metal ring 36 and a coil 37 fixed to the mechanism box 32, and applies a driving force to the drive electrode 11 by the induced repulsion force generated in the ring 36. According to this configuration, during the closing operation, the drive electrode 11 is brought closer to the counter electrode 12 in a shorter time than the configuration in which the drive is driven by oil pressure, the restoring force of a spring, the electromagnetic force of a motor, etc., and the distance between the discharge parts 11a and 12a is Conduction by arc discharge can be initiated. Therefore, it is possible to provide a high-speed dosing device 1 with a short dosing time.

駆動側復帰ばね38および対向側復帰ばね55はコイルばねである。この構成によれば、駆動電極11および対向電極12に線形の復帰力を与えることができる。よって、定常時の静止位置における駆動電極11および対向電極12の安定的な保持、および投入動作時における駆動電極11および対向電極12の確実な減速を両立できる。 The drive side return spring 38 and the opposite side return spring 55 are coil springs. According to this configuration, a linear restoring force can be applied to the drive electrode 11 and the counter electrode 12. Therefore, it is possible to stably hold the drive electrode 11 and the counter electrode 12 in a stationary position during normal operation, and to reliably decelerate the drive electrode 11 and the counter electrode 12 during the closing operation.

高速投入器1は、駆動側制動部35を持つ。駆動側制動部35は、投入動作時に、対向側復帰ばね55の復帰力によって駆動部33の駆動力の出力方向とは反対方向に変位する駆動電極11に接触し、駆動電極11を減速させる。この構成によれば、定常時の静止位置に向けて変位する駆動電極11の運動量を減衰させることができる。したがって、駆動電極11の停止時の衝撃力による機器の損傷を抑制できる。 The high-speed dosing device 1 has a drive side braking section 35. During the closing operation, the drive-side braking section 35 contacts the drive electrode 11, which is displaced in a direction opposite to the output direction of the drive force of the drive section 33 due to the return force of the opposite-side return spring 55, and decelerates the drive electrode 11. According to this configuration, it is possible to attenuate the momentum of the drive electrode 11 that is displaced toward the stationary position in a steady state. Therefore, damage to the device due to impact force when the drive electrode 11 is stopped can be suppressed.

高速投入器1は、対向側制動部54を持つ。対向側制動部54は、投入動作時に、駆動電極11に接触して駆動部33の駆動力によって駆動電極11と共に変位する対向電極12に接触し、対向電極12を減速させる。この構成によれば、投入動作時における反転位置に向けて変位する駆動電極11および対向電極12の運動量を減衰させることができる。したがって、駆動電極11および対向電極12の反転時の衝撃力による機器の損傷を抑制できる。 The high-speed dosing device 1 has an opposing brake section 54 . During the closing operation, the opposing brake section 54 contacts the driving electrode 11 and contacts the opposing electrode 12 that is displaced together with the driving electrode 11 by the driving force of the driving section 33, thereby decelerating the opposing electrode 12. According to this configuration, it is possible to attenuate the momentum of the drive electrode 11 and the counter electrode 12 that are displaced toward the reversal position during the closing operation. Therefore, damage to the device due to impact force when the drive electrode 11 and the counter electrode 12 are reversed can be suppressed.

高速投入器1は、絶縁ガスが封入された圧力容器13を持つ。圧力容器13は、駆動電極11および対向電極12の接触部を収容している。駆動電極11および対向電極12それぞれの一部は、圧力容器13の気密を保ちつつ圧力容器13の外部に延出している。この構成によれば、駆動電極11および対向電極12それぞれに連係された可動部を圧力容器13の外側に配置できる。これにより、高速投入器1の保守作業等の作業性を向上させることができる。また、駆動電極および対向電極のうち少なくともいずれか一方の全体が圧力容器に収容された構成と比較して、圧力容器13を小型化できる。よって、絶縁ガスの使用量を削減できる。 The high-speed injection device 1 has a pressure vessel 13 filled with insulating gas. Pressure vessel 13 accommodates the contact portion of drive electrode 11 and counter electrode 12 . A portion of each of the driving electrode 11 and the counter electrode 12 extends to the outside of the pressure vessel 13 while keeping the pressure vessel 13 airtight. According to this configuration, the movable parts linked to each of the drive electrode 11 and the counter electrode 12 can be arranged outside the pressure vessel 13. Thereby, work efficiency such as maintenance work of the high-speed dosing device 1 can be improved. Further, the pressure vessel 13 can be made smaller in size compared to a configuration in which at least one of the driving electrode and the counter electrode is entirely housed in the pressure vessel. Therefore, the amount of insulating gas used can be reduced.

駆動電極11の放電部11a、および対向電極12の放電部12aは、耐アーク性を有する金属材料により形成されている。この構成によれば、投入動作時に、アーク放電による放電部11a,12aの表面の融解を抑制できる。このため、放電部11a,12aに溶着部が発生することを抑制できる。よって、溶着部を引き離した際に生じる鋭利な突起が放電部11a,12aの表面に形成されることを抑制できる。これにより、電極間が開き高電圧が印加される定常時において、鋭利な突起による電界集中部の発生を防ぐことができる。したがって、電極間の絶縁性能を維持し、耐電圧性能の低下を抑制できる高速投入器1を提供できる。 The discharge portion 11a of the drive electrode 11 and the discharge portion 12a of the counter electrode 12 are formed of a metal material having arc resistance. According to this configuration, melting of the surfaces of the discharge parts 11a and 12a due to arc discharge can be suppressed during the closing operation. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of welded parts in the discharge parts 11a and 12a. Therefore, it is possible to suppress the formation of sharp protrusions on the surfaces of the discharge parts 11a and 12a when the welded parts are separated. This makes it possible to prevent electric field concentration from occurring due to sharp protrusions during steady state when the electrodes are open and a high voltage is applied. Therefore, it is possible to provide a high-speed input device 1 that can maintain the insulation performance between the electrodes and suppress the deterioration of the withstand voltage performance.

(第2の実施形態)
図5から図8は、第2の実施形態の高速投入器を示す断面図である。図5は、非通電の遮断状態にある定常時の高速投入器101を示している。図6から図8は、通電可能な投入状態にある高速投入器101の投入動作時の動作過程を示している。
(Second embodiment)
5 to 8 are cross-sectional views showing the high-speed dosing device of the second embodiment. FIG. 5 shows the high-speed dosing device 101 in a steady state in a non-energized cutoff state. 6 to 8 show the operation process during the closing operation of the high-speed closing device 101 in the closing state where electricity can be applied.

図5に示す第2の実施形態は、駆動電極11および対向電極12の接触部が真空容器112に収容されている点で、第1の実施形態とは異なる。なお、以下で説明する以外の構成は、第1の実施形態と同様である。 The second embodiment shown in FIG. 5 differs from the first embodiment in that the contact portion between the drive electrode 11 and the counter electrode 12 is housed in a vacuum container 112. Note that the configuration other than that described below is the same as that of the first embodiment.

図5に示すように、高速投入器101は、第1の実施形態の接点部2に代えて接点部102を備える。接点部102は、駆動機構部3および衝撃緩衝部4に接続されている。接点部102は、駆動電極11と、対向電極12と、圧力容器111と、真空容器112と、を備える。 As shown in FIG. 5, the high-speed input device 101 includes a contact portion 102 in place of the contact portion 2 of the first embodiment. The contact section 102 is connected to the drive mechanism section 3 and the shock buffer section 4. The contact portion 102 includes a drive electrode 11, a counter electrode 12, a pressure vessel 111, and a vacuum vessel 112.

圧力容器111の構成は、基本的に第1の実施形態の圧力容器13と同様である。圧力容器111と駆動電極11および対向電極12との関係も、第1の実施形態と同様である。第1の実施形態の圧力容器13と異なる点として、本実施形態の圧力容器111の内部には、真空容器112が封入されている。圧力容器111は、第1の実施形態と同様に絶縁ガスを封入している。絶縁ガスの圧力は、真空容器112内部との圧力差を低減するため、大気圧から大気圧の3倍程度が好適である。 The configuration of the pressure vessel 111 is basically the same as the pressure vessel 13 of the first embodiment. The relationship between the pressure vessel 111, the drive electrode 11, and the counter electrode 12 is also the same as in the first embodiment. A difference from the pressure vessel 13 of the first embodiment is that a vacuum vessel 112 is sealed inside the pressure vessel 111 of this embodiment. The pressure vessel 111 is filled with insulating gas as in the first embodiment. The pressure of the insulating gas is preferably from atmospheric pressure to about three times the atmospheric pressure in order to reduce the pressure difference with the inside of the vacuum container 112.

真空容器112の内部は、真空状態に保持されている。真空容器112は、絶縁筒113と、第1端板114と、第2端板115と、第1ベローズ116と、第2ベローズ117と、を備える。 The inside of the vacuum container 112 is maintained in a vacuum state. The vacuum container 112 includes an insulating tube 113, a first end plate 114, a second end plate 115, a first bellows 116, and a second bellows 117.

絶縁筒113は、円筒状の絶縁物容器である。第1端板114および第2端板115は、金属製である。第1端板114および第2端板115は、それぞれ円板状の板材である。第1端板114は、絶縁筒113の第1端の開口を閉塞するように絶縁筒113に気密に接合されている。第2端板115は、絶縁筒113の第2端の開口を閉塞するように絶縁筒113に気密に接合されている。第1端板114および第2端板115それぞれの中心部には、貫通孔が設けられている。第1端板114の貫通孔には、第1ベローズ116の第1端が気密に接合されている。第2端板115の貫通孔には、第2ベローズ117の第1端が気密に接合されている。第1ベローズ116および第2ベローズ117は、軸方向に伸縮可能な蛇腹構造の金属菅であり、薄板で形成されている。真空容器112は、第2端板115が支持部118を介して圧力容器111の第2フタ16に接続されることで圧力容器111に固定されている。 The insulating tube 113 is a cylindrical insulating container. The first end plate 114 and the second end plate 115 are made of metal. The first end plate 114 and the second end plate 115 are each disk-shaped plates. The first end plate 114 is hermetically joined to the insulating tube 113 so as to close the opening at the first end of the insulating tube 113. The second end plate 115 is hermetically joined to the insulating tube 113 so as to close the opening at the second end of the insulating tube 113. A through hole is provided in the center of each of the first end plate 114 and the second end plate 115. A first end of a first bellows 116 is hermetically joined to the through hole of the first end plate 114 . A first end of a second bellows 117 is hermetically joined to the through hole of the second end plate 115 . The first bellows 116 and the second bellows 117 are metal tubes with a bellows structure that can be expanded and contracted in the axial direction, and are formed of thin plates. The vacuum vessel 112 is fixed to the pressure vessel 111 by connecting the second end plate 115 to the second lid 16 of the pressure vessel 111 via the support portion 118.

真空容器112は、駆動電極11および対向電極12の接触部を収容している。真空容器112は、駆動電極11および対向電極12の放電部11a、12aの全体と、駆動電極11および対向電極12の通電軸11b,12bそれぞれの一部と、を封入している。通電軸11bは、第1端板114の貫通孔を貫通し、真空容器112の外部に延出している。通電軸12bは、第2端板115の貫通孔を貫通し、真空容器112の外部に延出している。 The vacuum container 112 accommodates the contact portion of the drive electrode 11 and the counter electrode 12. The vacuum container 112 encloses the entire discharge portions 11a and 12a of the drive electrode 11 and the counter electrode 12, and a portion of each of the current-carrying shafts 11b and 12b of the drive electrode 11 and the counter electrode 12. The current supply shaft 11b passes through the through hole of the first end plate 114 and extends to the outside of the vacuum container 112. The current supply shaft 12b passes through the through hole of the second end plate 115 and extends to the outside of the vacuum container 112.

駆動電極11の通電軸11bは、第1ベローズ116の第2端に気密に接合されている。通電軸11bは、真空容器112の気密を保ちつつ、軸方向に移動可能となっている。対向電極12の通電軸12bは、第2ベローズ117の第2端に気密に接合されている。通電軸12bは、真空容器112の気密を保ちつつ、軸方向に移動可能となっている。 The current-carrying shaft 11b of the drive electrode 11 is hermetically joined to the second end of the first bellows 116. The current supply shaft 11b is movable in the axial direction while keeping the vacuum container 112 airtight. The current-carrying shaft 12b of the counter electrode 12 is hermetically joined to the second end of the second bellows 117. The current supply shaft 12b is movable in the axial direction while keeping the vacuum container 112 airtight.

圧力容器111の内部には、第1の実施形態のシールド19,20に代えて、金属製の第1集電フランジ119および第2集電フランジ120が配置されている。各集電フランジ119,120は、円環状に形成されている。各集電フランジ119,120は、互いに同心状に配置されている。第1集電フランジ119は、第1フタ15に隣接して固定され、第1フタ15と導通している。第2集電フランジ120は、第2フタ16に隣接して固定され、第2フタ16と導通している。駆動電極11は、第1集電フランジ119の内側を貫通している。対向電極12は、第2集電フランジ120の内側を貫通している。駆動電極11の通電軸11bは、第1集電フランジ119の内周に設けられた集電部21に摺接しながら、第1集電フランジ119との導通状態を保ちつつ軸方向に移動可能となっている。対向電極12の通電軸12bは、第2集電フランジ120の内周に設けられた集電部22に摺接しながら、第2集電フランジ120との導通状態を保ちつつ軸方向に移動可能となっている。これにより、駆動電極11は、集電部21を介して第1集電フランジ119、第1フタ15およびフランジ14bと導通している。対向電極12は、集電部22を介して第2集電フランジ120、第2フタ16および第2フランジ14cと導通している。さらに駆動電極11は、第1ベローズ116および第1端板114と導通している。また、対向電極12は、第2ベローズ117、第2端板115および支持部118と導通している。 Inside the pressure vessel 111, a first current collecting flange 119 and a second current collecting flange 120 made of metal are arranged in place of the shields 19 and 20 of the first embodiment. Each current collecting flange 119, 120 is formed in an annular shape. The current collecting flanges 119, 120 are arranged concentrically with each other. The first current collection flange 119 is fixed adjacent to the first lid 15 and is electrically connected to the first lid 15 . The second current collection flange 120 is fixed adjacent to the second lid 16 and is electrically connected to the second lid 16. The drive electrode 11 penetrates inside the first current collection flange 119 . The counter electrode 12 penetrates the inside of the second current collection flange 120. The current-carrying shaft 11b of the drive electrode 11 is movable in the axial direction while maintaining electrical continuity with the first current collecting flange 119 while slidingly contacting the current collecting portion 21 provided on the inner periphery of the first current collecting flange 119. It has become. The current-carrying shaft 12b of the counter electrode 12 is movable in the axial direction while maintaining electrical continuity with the second current collecting flange 120 while slidingly contacting the current collecting portion 22 provided on the inner periphery of the second current collecting flange 120. It has become. Thereby, the drive electrode 11 is electrically connected to the first current collecting flange 119, the first lid 15, and the flange 14b via the current collecting section 21. The counter electrode 12 is electrically connected to the second current collecting flange 120, the second lid 16, and the second flange 14c via the current collecting section 22. Furthermore, the drive electrode 11 is electrically connected to the first bellows 116 and the first end plate 114 . Further, the counter electrode 12 is electrically connected to the second bellows 117, the second end plate 115, and the support portion 118.

駆動電極11の通電軸11bの端部は、圧力容器111の外部で絶縁操作ロッド23に接続されている。駆動電極11は、絶縁操作ロッド23を介して駆動機構部3に接続されている。対向電極12の通電軸12bの端部は、圧力容器111の外部で絶縁操作ロッド24に接続されている。対向電極12は、絶縁操作ロッド24を介して衝撃緩衝部4に接続されている。駆動機構部3および衝撃緩衝部4が絶縁物である絶縁操作ロッド23,24を介して接点部102に接続することで、接点部102および駆動機構部3が電気的に絶縁され、接点部102および衝撃緩衝部4が電気的に絶縁されている。 The end of the current-carrying shaft 11b of the drive electrode 11 is connected to an insulated operating rod 23 outside the pressure vessel 111. The drive electrode 11 is connected to the drive mechanism section 3 via an insulated operating rod 23. The end of the current-carrying shaft 12b of the counter electrode 12 is connected to an insulated operating rod 24 outside the pressure vessel 111. The counter electrode 12 is connected to the shock buffer 4 via an insulated operating rod 24 . By connecting the drive mechanism section 3 and the shock buffer section 4 to the contact section 102 via the insulating operation rods 23 and 24, the contact section 102 and the drive mechanism section 3 are electrically insulated, and the contact section 102 is electrically insulated. and the shock buffer section 4 are electrically insulated.

本実施形態の高速投入器101は、接点部102の圧力容器111における第1フタ15および第2フタ16を端子として、外部の回路に接続される。駆動電極11と、絶縁操作ロッド23と、駆動軸31と、リング36と、駆動側ばね受け39とは、一体となって動作する駆動側可動部71を形成する。対向電極12と、絶縁操作ロッド24と、対向軸51と、対向側ばね受け56とは、一体となって動作する対向側可動部72を形成する。 The high-speed input device 101 of this embodiment is connected to an external circuit using the first lid 15 and the second lid 16 of the pressure vessel 111 of the contact portion 102 as terminals. The drive electrode 11, the insulated operating rod 23, the drive shaft 31, the ring 36, and the drive side spring receiver 39 form a drive side movable part 71 that operates as a unit. The opposing electrode 12, the insulated operating rod 24, the opposing shaft 51, and the opposing spring receiver 56 form an opposing movable portion 72 that operates as a unit.

高速投入器101が非通電の遮断状態である定常時について説明する。
図5に示すように、駆動側可動部71は、駆動側ばね受け39が駆動側復帰ばね38によって駆動側ストッパ40に押し付けられた位置で静止している。対向側可動部72は、対向側ばね受け56が対向側復帰ばね55によって対向側ストッパ57に押し付けられた位置で静止している。
A steady state in which the high-speed input device 101 is in a non-energized cutoff state will be described.
As shown in FIG. 5, the drive-side movable portion 71 is stationary at a position where the drive-side spring receiver 39 is pressed against the drive-side stopper 40 by the drive-side return spring 38. The opposing side movable portion 72 is stationary at a position where the opposing side spring receiver 56 is pressed against the opposing side stopper 57 by the opposing side return spring 55.

高速投入器101が、外部の回路に接続されると、端子となる第1フタ15および第2フタ16の間に電圧が印加される。第1フタ15は、駆動電極11と導通して同電位となっている。第2フタ16は、対向電極12と導通して同電位となっている。よって高速投入器101に印加された電圧は、真空容器112の内部で駆動電極11と対向電極12との間に印加されている。 When the high-speed input device 101 is connected to an external circuit, a voltage is applied between the first lid 15 and the second lid 16, which serve as terminals. The first lid 15 is electrically connected to the drive electrode 11 and has the same potential. The second lid 16 is electrically connected to the counter electrode 12 and has the same potential. Therefore, the voltage applied to the high-speed input device 101 is applied between the drive electrode 11 and the counter electrode 12 inside the vacuum container 112.

定常時は、駆動電極11および対向電極12は互いに十分に離れた開路状態であり、駆動電極11および対向電極12付近の電界が真空容器112内部の真空の絶縁破壊電界に比べて十分低くなっている。このため、駆動電極11と対向電極12との間が電気的に絶縁されている。よって高速投入器101は端子間が非導通の遮断状態となっている。 In a steady state, the drive electrode 11 and the counter electrode 12 are in an open circuit state where they are sufficiently separated from each other, and the electric field near the drive electrode 11 and the counter electrode 12 is sufficiently low compared to the breakdown electric field of the vacuum inside the vacuum container 112. There is. Therefore, drive electrode 11 and counter electrode 12 are electrically insulated. Therefore, the high-speed input device 101 is in a cutoff state in which there is no conduction between the terminals.

高速投入器101が非通電の遮断状態である定常時から、通電可能な投入状態に変化し、最終的に定常時の遮断状態に復帰する投入動作について説明する。なお、以下の投入動作の説明では、外部回路に高速投入器101が接続されて、駆動電極11および対向電極12に高電圧が印加された状態を述べる。 A closing operation in which the high-speed input device 101 changes from a steady state in which it is not energized to a closed state in which it is energized, and finally returns to the normal shut-off state will be described. In the following description of the closing operation, a state will be described in which the high-speed closing device 101 is connected to an external circuit and a high voltage is applied to the drive electrode 11 and the counter electrode 12.

高速投入器101の投入動作は、基本的に第1の実施形態の高速投入器1における投入動作と同様である。高速投入器101の投入動作も、図5に示す定常時にて、コイル37に図示しない励磁回路からコイル電流を印加し、リング36に駆動力を発生させることで開始する。 The charging operation of the high-speed charging device 101 is basically the same as the charging operation of the high-speed charging device 1 of the first embodiment. The closing operation of the high-speed loading device 101 also starts by applying a coil current to the coil 37 from an excitation circuit (not shown) to generate a driving force in the ring 36 in the steady state shown in FIG.

投入動作時の高速投入器101は、図5の状態から図6の状態および図7の状態を経て、図8の状態に順に動作後、図8の状態から図7の状態および図6の状態を経て、図5の状態に順に動作し、最終的に図5の状態に復帰する。これは、第1の実施形態において、投入動作時の高速投入器1が、図1の状態から図4の状態に動作後、図4の状態から図1の状態に動作し、最終的に図1の状態に復帰する一連の動作に対応している。 During the charging operation, the high-speed charging device 101 sequentially operates from the state of FIG. 5 to the state of FIG. 6 and the state of FIG. 7, and then to the state of FIG. 8, and then changes from the state of FIG. 8 to the state of FIG. 5, and finally returns to the state shown in FIG. 5. This is because, in the first embodiment, the high-speed dosing device 1 during the dosing operation operates from the state shown in FIG. 1 to the state shown in FIG. 4, and then from the state shown in FIG. 4 to the state shown in FIG. This corresponds to a series of operations to return to state 1.

投入動作時の高速投入器101が、第1の実施形態の高速投入器1と異なる点は、アーク放電が真空容器112の内部で発生することである。
高速投入器101において、駆動側可動部71が変位して駆動電極11および対向電極12が互いに接近すると、駆動電極11および対向電極12付近の電界が高くなる。駆動電極11および対向電極12付近の電界が真空容器112内部の真空の絶縁破壊電界に比べて高くなることで、駆動電極11の放電部11aと対向電極12の放電部12aとの間で絶縁破壊が生じる。図6に示す位置まで駆動電極11が対向電極12に接近すると、絶縁破壊によって駆動電極11の放電部11aと対向電極12の放電部12aとの間でアーク放電73が発生する。
The difference between the high-speed dosing device 101 during the dosing operation and the high-speed dosing device 1 of the first embodiment is that arc discharge occurs inside the vacuum vessel 112.
In the high-speed feeder 101, when the drive side movable part 71 is displaced and the drive electrode 11 and the counter electrode 12 approach each other, the electric field near the drive electrode 11 and the counter electrode 12 increases. As the electric field near the drive electrode 11 and the counter electrode 12 becomes higher than the dielectric breakdown electric field of the vacuum inside the vacuum container 112, dielectric breakdown occurs between the discharge part 11a of the drive electrode 11 and the discharge part 12a of the counter electrode 12. occurs. When the drive electrode 11 approaches the counter electrode 12 to the position shown in FIG. 6, an arc discharge 73 is generated between the discharge section 11a of the drive electrode 11 and the discharge section 12a of the counter electrode 12 due to dielectric breakdown.

以上に説明したように、本実施形態の高速投入器101によれば、駆動電極11および対向電極12が第1の実施形態と同様に動作するので、第1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 As explained above, according to the high-speed dosing device 101 of this embodiment, the drive electrode 11 and the counter electrode 12 operate in the same manner as in the first embodiment, so that the same effects as in the first embodiment can be obtained. can play.

さらに、本実施形態では、真空容器112が駆動電極11および対向電極12の接触部を収容している。この構成によれば、高速投入器101の投入動作時に、アーク放電が真空容器112の内部で発生する。これにより、絶縁ガス雰囲気下でのアーク放電と異なり、アーク放電による絶縁ガスの分解を抑制することができる。これにより、電極間が開き高電圧が印加される定常時において、絶縁ガスの絶縁性能低下による意図しない絶縁破壊の発生を防ぐことが可能であり、電極間の絶縁性能を維持可能な高速投入器101を提供できる。 Furthermore, in this embodiment, the vacuum container 112 accommodates the contact portion of the drive electrode 11 and the counter electrode 12. According to this configuration, arc discharge is generated inside the vacuum container 112 during the closing operation of the high-speed loading device 101. Thereby, unlike arc discharge under an insulating gas atmosphere, decomposition of the insulating gas due to arc discharge can be suppressed. This makes it possible to prevent unintentional dielectric breakdown due to deterioration of the insulation performance of the insulating gas during steady-state conditions when the electrodes are open and high voltage is applied, creating a high-speed dosing device that can maintain the insulation performance between the electrodes. 101 can be provided.

(第3の実施形態)
図9から図12は、第3の実施形態の高速投入器を示す断面図である。図9は、非通電の遮断状態にある定常時の高速投入器201を示している。図10から図12は、通電可能な投入状態にある高速投入器201の投入動作時の動作過程を示している。
(Third embodiment)
9 to 12 are cross-sectional views showing the high-speed dosing device of the third embodiment. FIG. 9 shows the high-speed input device 201 in a steady state in a non-energized cutoff state. 10 to 12 show the operation process during the closing operation of the high-speed closing device 201 which is in the closing state where electricity can be applied.

図9に示す第3の実施形態は、衝撃緩衝部204が真空容器212に収容されている点で、第2の実施形態とは異なる。なお、以下で説明する以外の構成は、第2の実施形態と同様である。 The third embodiment shown in FIG. 9 differs from the second embodiment in that a shock buffer 204 is housed in a vacuum container 212. Note that the configuration other than that described below is the same as that of the second embodiment.

図9に示すように、高速投入器201は、第2の実施形態の接点部102および衝撃緩衝部4に代えて、接点部202および衝撃緩衝部204を備える。 As shown in FIG. 9, the high-speed input device 201 includes a contact section 202 and a shock buffer section 204 instead of the contact section 102 and shock buffer section 4 of the second embodiment.

接点部202について説明する。
接点部202は、駆動機構部3および衝撃緩衝部204に接続されている。接点部202は、第2の実施形態の圧力容器111および真空容器112に代えて、圧力容器211および真空容器212を備える。
The contact portion 202 will be explained.
The contact section 202 is connected to the drive mechanism section 3 and the shock buffer section 204. The contact section 202 includes a pressure vessel 211 and a vacuum vessel 212 instead of the pressure vessel 111 and vacuum vessel 112 of the second embodiment.

圧力容器211は、第2の実施形態の第2フタ16に代えて、第2フタ213を備える。第2フタ213は、貫通孔およびシール部が設けられていない点で第2フタ16と異なる。第2フタ213は、絶縁筒14の開口を完全に閉塞している。圧力容器211と駆動電極11との関係は、第2の実施形態と同様である。圧力容器211は、対向電極12の全体を収容している。本実施形態の圧力容器211の内部には、真空容器212が封入されている。圧力容器211は、第2の実施形態の圧力容器111と同様に絶縁ガスを封入している。絶縁ガスの圧力は、真空容器212内部との圧力差を低減するため、大気圧から大気圧の3倍程度が好適である。 The pressure vessel 211 includes a second lid 213 instead of the second lid 16 of the second embodiment. The second lid 213 differs from the second lid 16 in that a through hole and a seal portion are not provided. The second lid 213 completely closes the opening of the insulating cylinder 14. The relationship between the pressure vessel 211 and the drive electrode 11 is the same as in the second embodiment. The pressure vessel 211 houses the entire counter electrode 12. A vacuum container 212 is sealed inside the pressure container 211 of this embodiment. The pressure vessel 211 is filled with an insulating gas similarly to the pressure vessel 111 of the second embodiment. The pressure of the insulating gas is preferably from atmospheric pressure to about three times the atmospheric pressure in order to reduce the pressure difference with the inside of the vacuum container 212.

真空容器212は、内部が真空状態に保持されている。真空容器212は、第2の実施形態の第2端板115に代えて、第2端板214を備える。第2端板214は、絶縁筒113の第2端の開口を閉塞するように絶縁筒113に気密に接合されている。第2端板214は、貫通孔が設けられておらず、ベローズが固定されていない点で第2端板115と異なる。第2端板214は、圧力容器211の第2フタ213に隣接して固定され、第2フタ213と導通している。 The inside of the vacuum container 212 is maintained in a vacuum state. The vacuum container 212 includes a second end plate 214 instead of the second end plate 115 of the second embodiment. The second end plate 214 is hermetically joined to the insulating tube 113 so as to close the opening at the second end of the insulating tube 113. The second end plate 214 differs from the second end plate 115 in that a through hole is not provided and a bellows is not fixed. The second end plate 214 is fixed adjacent to the second lid 213 of the pressure vessel 211 and is electrically connected to the second lid 213 .

真空容器212は、駆動電極11および対向電極12の接触部を収容している。真空容器212は、駆動電極11の放電部11aの全体と、駆動電極11の通電軸11bの一部と、対向電極12の全体と、衝撃緩衝部204と、を封入している。対向電極12の通電軸12bは、真空容器212の内部で衝撃緩衝部204に接続されている。衝撃緩衝部204については後述する。 The vacuum container 212 accommodates the contact portion of the drive electrode 11 and the counter electrode 12. The vacuum container 212 encloses the entire discharge section 11a of the drive electrode 11, a part of the current-carrying shaft 11b of the drive electrode 11, the entire counter electrode 12, and the shock buffer section 204. The current-carrying shaft 12b of the counter electrode 12 is connected to the impact buffer 204 inside the vacuum container 212. The impact buffer section 204 will be described later.

圧力容器211の内部には、第2の実施形態の圧力容器111の内部に配置されていた集電フランジ120が配置されていない。第2の実施形態において集電フランジ120に設けられていた集電部22は、衝撃緩衝部204に配置されている。 The current collection flange 120 that was arranged inside the pressure vessel 111 of the second embodiment is not arranged inside the pressure vessel 211. The current collecting section 22 provided on the current collecting flange 120 in the second embodiment is arranged on the shock buffer section 204.

衝撃緩衝部204について説明する。
衝撃緩衝部204は、真空容器212に収容されている。衝撃緩衝部204は、真空容器212の第2端板214に固定されている。衝撃緩衝部204は、上記他の実施形態の対向軸51、機構箱52および対向側制動部54を備えておらず、かつ位置保持部53に代えて位置保持部221を備える。
The impact buffer section 204 will be explained.
The impact buffer 204 is housed in a vacuum container 212. The impact buffer 204 is fixed to a second end plate 214 of the vacuum container 212. The impact buffering section 204 does not include the opposing shaft 51, the mechanism box 52, and the opposing brake section 54 of the other embodiments, and includes a position holding section 221 instead of the position holding section 53.

位置保持部221は、上記他の実施形態の対向側ストッパ57およびベース58に代えて、対向側ストッパ222およびベース223を備える。また、本実施形態では、対向側ばね受け56に対向電極12の通電軸12bが直接結合されている。ベース223は、対向側ばね受け56に対して、接点部202側とは反対側に配置されている。ベース223は、第2端板214に隣接して固定されている。ベース223は、第2端板214と導通している。ベース223には、対向側ストッパ222が固定されている。対向側ストッパ222は、対向側ばね受け56に対して接点部202側に配置されている。対向側ストッパ222は、対向電極12を囲うように配置されている。対向側ストッパ222の内周には、集電部22が設けられている。対向電極12の通電軸12bは、集電部22に摺接しながら、衝撃緩衝部204との導通状態を保ちつつ軸方向に移動可能となっている。これにより、対向電極12は、集電部22を介して衝撃緩衝部204、第2端板214、第2フタ213および第2フランジ14cと導通している。 The position holding section 221 includes an opposing stopper 222 and a base 223 instead of the opposing stopper 57 and base 58 of the other embodiments. Further, in this embodiment, the current-carrying shaft 12b of the counter electrode 12 is directly coupled to the counter spring receiver 56. The base 223 is disposed on the opposite side of the contact portion 202 with respect to the opposing spring receiver 56 . The base 223 is fixed adjacent to the second end plate 214. The base 223 is electrically connected to the second end plate 214. An opposing stopper 222 is fixed to the base 223. The opposing stopper 222 is arranged on the contact portion 202 side with respect to the opposing spring receiver 56. The opposing stopper 222 is arranged to surround the opposing electrode 12. A current collector 22 is provided on the inner periphery of the opposing stopper 222 . The current-carrying shaft 12b of the counter electrode 12 is movable in the axial direction while slidingly contacting the current collecting part 22 and maintaining conduction with the shock buffer part 204. As a result, the counter electrode 12 is electrically connected to the shock buffering section 204, the second end plate 214, the second lid 213, and the second flange 14c via the current collecting section 22.

本実施形態の高速投入器201は、接点部202の圧力容器211における第1フタ15および第2フタ213を端子として、外部の回路に接続される。駆動電極11と、絶縁操作ロッド23と、駆動軸31と、リング36と、駆動側ばね受け39とは、一体となって動作する駆動側可動部71を形成する。対向電極12と、対向側ばね受け56とは、一体となって動作する対向側可動部272を形成する。 The high-speed input device 201 of this embodiment is connected to an external circuit using the first lid 15 and the second lid 213 of the pressure vessel 211 of the contact portion 202 as terminals. The drive electrode 11, the insulated operating rod 23, the drive shaft 31, the ring 36, and the drive side spring receiver 39 form a drive side movable part 71 that operates as a unit. The opposing electrode 12 and the opposing spring receiver 56 form an opposing movable portion 272 that operates as a unit.

高速投入器201が非通電の遮断状態である定常時について説明する。
図9に示すように、駆動側可動部71は、駆動側ばね受け39が駆動側復帰ばね38によって駆動側ストッパ40に押し付けられた位置で静止している。対向側可動部272は、対向側ばね受け56が対向側復帰ばね55によって対向側ストッパ222に押し付けられた位置で静止している。
A steady state in which the high-speed input device 201 is in a non-energized cutoff state will be described.
As shown in FIG. 9, the drive-side movable portion 71 is stationary at a position where the drive-side spring receiver 39 is pressed against the drive-side stopper 40 by the drive-side return spring 38. The opposing side movable part 272 is stationary at a position where the opposing side spring receiver 56 is pressed against the opposing side stopper 222 by the opposing side return spring 55.

高速投入器201が、外部の回路に接続されると、端子となる第1フタ15および第2フタ213の間に電圧が印加される。第1フタ15は、駆動電極11と導通して同電位となっている。第2フタ213は、対向電極12と導通して同電位となっている。よって高速投入器201に印加された電圧は、真空容器212の内部で駆動電極11と対向電極12との間に印加されている。 When the high-speed input device 201 is connected to an external circuit, a voltage is applied between the first lid 15 and the second lid 213, which serve as terminals. The first lid 15 is electrically connected to the drive electrode 11 and has the same potential. The second lid 213 is electrically connected to the counter electrode 12 and has the same potential. Therefore, the voltage applied to the high-speed input device 201 is applied between the drive electrode 11 and the counter electrode 12 inside the vacuum container 212.

定常時は、駆動電極11と対向電極12が十分に離れた開路状態であり、駆動電極11と対向電極12付近の電界が真空容器212内部の真空の絶縁破壊電界に比べて十分低くなっている。このため、駆動電極11と対向電極12との間が電気的に絶縁されている。よって高速投入器201は端子間が非導通の遮断状態となっている。 In steady state, the drive electrode 11 and the counter electrode 12 are in an open circuit state with a sufficient distance between them, and the electric field near the drive electrode 11 and the counter electrode 12 is sufficiently lower than the breakdown electric field of the vacuum inside the vacuum container 212. . Therefore, drive electrode 11 and counter electrode 12 are electrically insulated. Therefore, the high-speed input device 201 is in a cutoff state in which there is no conduction between the terminals.

高速投入器201が非通電の遮断状態である定常時から、通電可能な投入状態に変化し、最終的に定常時の遮断状態に復帰する投入動作について説明する。なお、以下の投入動作の説明では、外部回路に高速投入器201が接続されて、駆動電極11および対向電極12に高電圧が印加された状態を述べる。 A closing operation in which the high-speed input device 201 changes from a steady state in which it is not energized to a closed state in which it is energized, and finally returns to the normal shut-off state will be described. In the following description of the closing operation, a state will be described in which the high-speed closing device 201 is connected to an external circuit and a high voltage is applied to the drive electrode 11 and the counter electrode 12.

高速投入器201の投入動作は、基本的に第2の実施形態の高速投入器101における投入動作と同様である。高速投入器201の投入動作も、図9に示す定常時にて、コイル37に図示しない励磁回路からコイル電流を印加し、リング36に駆動力を発生させることで開始する。 The charging operation of the high-speed charging device 201 is basically the same as the charging operation of the high-speed charging device 101 of the second embodiment. The closing operation of the high-speed closing device 201 also starts by applying a coil current to the coil 37 from an excitation circuit (not shown) to generate a driving force in the ring 36 in the steady state shown in FIG.

投入動作時の高速投入器201は、図9の状態から図10の状態および図11の状態を経て、図12の状態に順に動作後、図12の状態から図11の状態および図10の状態を経て、図9の状態に順に動作し、最終的に図9の状態に復帰する。これは、第2の実施形態において、投入動作時の高速投入器101が、図5の状態から図8の状態に動作後、図8の状態から図5の状態に動作し、最終的に図5の状態に復帰する一連の動作に対応している。 During the charging operation, the high-speed charging device 201 sequentially operates from the state shown in FIG. 9 to the state shown in FIG. 10 and FIG. 11, then to the state shown in FIG. 12, and then from the state shown in FIG. 12 to the state shown in FIG. 9, and finally returns to the state shown in FIG. 9. This is because, in the second embodiment, the high-speed dosing device 101 during the dosing operation operates from the state shown in FIG. 5 to the state shown in FIG. 8, and then from the state shown in FIG. 8 to the state shown in FIG. This corresponds to a series of operations to return to state 5.

投入動作時の高速投入器201が、第2の実施形態の高速投入器101と異なる点は、図11の状態から図12の状態に移行する際に、対向側可動部272の対向側ばね受け222が、対向側復帰ばね55から対向側復帰力のみを受けて減速し、停止することである。 The difference between the high-speed dosing device 201 during the dosing operation and the high-speed dosing device 101 of the second embodiment is that when transitioning from the state of FIG. 11 to the state of FIG. 222 is to receive only the opposite return force from the opposite return spring 55 to decelerate and stop.

以上に説明したように、本実施形態の高速投入器201によれば、駆動電極11および対向電極12が第1の実施形態と同様に動作するので、第1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 As explained above, according to the high-speed dosing device 201 of this embodiment, the drive electrode 11 and the counter electrode 12 operate in the same manner as in the first embodiment, so that the same effects as in the first embodiment can be obtained. can play.

さらに、本実施形態では、衝撃緩衝部204が真空容器212に収容されている。この構成によれば、対向側可動部272は、上記他の実施形態の対向側可動部72と比べて、絶縁操作ロッド24および対向軸51を備えない分、軽量化を可能とされる。よって投入動作時において、対向側可動部272が駆動側可動部71と接触する際に生じる衝撃力を更に低減することができる。よって駆動電極11と対向電極12との接触時の衝撃力による、機器の損傷を抑制することが可能であり、多数回の操作が可能な高速投入器201を提供できる。 Furthermore, in this embodiment, the impact buffer section 204 is housed in the vacuum container 212. According to this configuration, the opposing side movable section 272 can be made lighter in weight compared to the opposing side movable section 72 of the other embodiments described above because it does not include the insulating operation rod 24 and the opposing shaft 51. Therefore, during the closing operation, it is possible to further reduce the impact force that occurs when the opposing side movable section 272 contacts the drive side movable section 71. Therefore, it is possible to suppress damage to the device due to the impact force when the drive electrode 11 and the counter electrode 12 come into contact, and it is possible to provide the high-speed input device 201 that can be operated many times.

また、本実施形態によれば、対向電極12の全体が真空容器212に収容されることで、第2の実施形態において対向電極12と接続されていた第2ベローズ117が不要となる。第2の実施形態における対向電極12は、駆動電極11との接触後に急加速するため、対向電極12と接続された第2ベローズ117には大きな機械的負荷が生じ、損傷の原因となる可能性がある。よって本実施形態では第2ベローズ117を排することで、損傷による真空容器212の真空漏れを回避することが可能であり、より多数回の操作が可能な高速投入器201を提供できる。 Furthermore, according to the present embodiment, the entire counter electrode 12 is housed in the vacuum container 212, thereby eliminating the need for the second bellows 117 that was connected to the counter electrode 12 in the second embodiment. Since the counter electrode 12 in the second embodiment accelerates rapidly after contacting the drive electrode 11, a large mechanical load is generated on the second bellows 117 connected to the counter electrode 12, which may cause damage. There is. Therefore, in this embodiment, by eliminating the second bellows 117, it is possible to avoid vacuum leakage of the vacuum container 212 due to damage, and it is possible to provide a high-speed input device 201 that can be operated more times.

(第4の実施形態)
図13は、第4の実施形態の高速投入器を示す断面図である。図13は、非通電の遮断状態にある定常時の高速投入器301を示している。
図13に示す第4の実施形態は、衝撃緩衝部304が真空容器112の外側で圧力容器211に収容されている点で、第3の実施形態とは異なる。なお、以下で説明する以外の構成は、第3の実施形態と同様である。
(Fourth embodiment)
FIG. 13 is a sectional view showing a high-speed dosing device according to the fourth embodiment. FIG. 13 shows the high-speed input device 301 in a steady state in a non-energized cutoff state.
The fourth embodiment shown in FIG. 13 differs from the third embodiment in that the impact buffer 304 is housed in the pressure vessel 211 outside the vacuum vessel 112. Note that the configuration other than that described below is the same as that of the third embodiment.

図13に示すように、高速投入器301は、第3の実施形態の接点部202および衝撃緩衝部204に代えて、接点部302および衝撃緩衝部304を備える。 As shown in FIG. 13, the high-speed input device 301 includes a contact portion 302 and a shock buffer portion 304 in place of the contact portion 202 and shock buffer portion 204 of the third embodiment.

接点部302について説明する。
接点部302は、駆動機構部3および衝撃緩衝部304に接続されている。接点部302は、第3の実施形態の真空容器212に代えて、第2の実施形態の真空容器112を備える。真空容器112は、第2端板115が支持部118を介して圧力容器211の第2フタ213に接続されることで圧力容器211に固定されている。第2端板115は、第2フタ213と導通している。
The contact portion 302 will be explained.
The contact section 302 is connected to the drive mechanism section 3 and the shock buffer section 304. The contact portion 302 includes the vacuum container 112 of the second embodiment instead of the vacuum container 212 of the third embodiment. The vacuum vessel 112 is fixed to the pressure vessel 211 by connecting the second end plate 115 to the second lid 213 of the pressure vessel 211 via the support portion 118. The second end plate 115 is electrically connected to the second lid 213.

衝撃緩衝部304について説明する。
衝撃緩衝部304の構成は、基本的に第3の実施形態の衝撃緩衝部204と同様である。衝撃緩衝部304は、真空容器112の外側で圧力容器211に収容されている。衝撃緩衝部304は、真空容器112の第2端板115と圧力容器211の第2フタ213との間に配置されている。衝撃緩衝部304は、ベース223が第2フタ213に隣接して固定されていることで、圧力容器211に固定されている。衝撃緩衝部304は、第2フタ213と導通している。
The impact buffer section 304 will be explained.
The configuration of the impact buffer 304 is basically the same as the impact buffer 204 of the third embodiment. The shock absorber 304 is housed in the pressure vessel 211 outside the vacuum vessel 112. The impact buffer 304 is arranged between the second end plate 115 of the vacuum vessel 112 and the second lid 213 of the pressure vessel 211. The impact buffer 304 is fixed to the pressure vessel 211 by having the base 223 fixed adjacent to the second lid 213 . The impact buffer portion 304 is electrically connected to the second lid 213.

本実施形態の高速投入器301は、接点部302の圧力容器211における第1フタ15および第2フタ213を端子として、外部の回路に接続される。駆動電極11と、絶縁操作ロッド23と、駆動軸31と、リング36と、駆動側ばね受け39とは、一体となって動作する駆動側可動部71を形成する。対向電極12と、対向側ばね受け56とは、一体となって動作する対向側可動部272を形成する。なお、高速投入器301の動作は、第3の実施形態の高速投入器201の動作と同様であるため説明を省略する。 The high-speed input device 301 of this embodiment is connected to an external circuit using the first lid 15 and the second lid 213 of the pressure vessel 211 of the contact portion 302 as terminals. The drive electrode 11, the insulated operating rod 23, the drive shaft 31, the ring 36, and the drive side spring receiver 39 form a drive side movable part 71 that operates as a unit. The opposing electrode 12 and the opposing spring receiver 56 form an opposing movable portion 272 that operates as a unit. Note that the operation of the high-speed input device 301 is similar to the operation of the high-speed input device 201 of the third embodiment, so a description thereof will be omitted.

以上に説明したように、本実施形態の高速投入器301によれば、駆動電極11および対向電極12が第1の実施形態と同様に動作するので、第1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 As explained above, according to the high-speed dosing device 301 of this embodiment, the driving electrode 11 and the counter electrode 12 operate in the same manner as in the first embodiment, so that the same effects as in the first embodiment can be obtained. can play.

さらに、本実施形態では、衝撃緩衝部304が圧力容器211に収容されている。この構成によれば、対向側可動部272は、第1の実施形態および第2の実施形態の対向側可動部72と比べて、絶縁操作ロッド24および対向軸51を備えない分、軽量化を可能とされる。したがって、第3の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 Furthermore, in this embodiment, the impact buffer section 304 is housed in the pressure vessel 211. According to this configuration, the opposing movable section 272 is lighter in weight than the opposing movable section 72 of the first embodiment and the second embodiment because it does not include the insulated operation rod 24 and the opposing shaft 51. It is considered possible. Therefore, the same effects as in the third embodiment can be achieved.

また、対向側可動部272の摺動部を真空容器112から排することができるので、真空容器112内の異物の発生を抑制できる。よって、接点部302の保守作業を減らして、高速投入器301の保守作業等の作業性を向上させることができる。 Further, since the sliding portion of the opposing movable portion 272 can be removed from the vacuum container 112, the generation of foreign matter within the vacuum container 112 can be suppressed. Therefore, maintenance work for the contact portion 302 can be reduced, and workability such as maintenance work for the high-speed input device 301 can be improved.

なお、上記実施形態では、駆動機構部3の駆動部33の例として電磁反発操作機構を説明したが、この構成に限定されない。例えば駆動部として、蓄圧した油圧の圧力差を駆動力として用いる油圧操作機構や、蓄勢したコイルばねの力を駆動力として用いるばね操作機構等を適用しても良い。ただし、駆動力の開放に時間を要する点や、駆動電極11と対向電極12との接触後に駆動力を急減させることが困難である点から、電磁反発機構が駆動部として有利である。 In addition, although the electromagnetic repulsion operation mechanism was demonstrated as an example of the drive part 33 of the drive mechanism part 3 in the said embodiment, it is not limited to this structure. For example, as the drive unit, a hydraulic operating mechanism that uses a pressure difference between accumulated hydraulic pressure as the driving force, a spring operating mechanism that uses the force of an accumulated coil spring as the driving force, etc. may be applied. However, an electromagnetic repulsion mechanism is advantageous as the drive unit because it takes time to release the drive force and it is difficult to reduce the drive force suddenly after the drive electrode 11 and counter electrode 12 come into contact.

また、上記実施形態では、駆動電極11および対向電極12が、絶縁物である絶縁操作ロッド23,24を介して、駆動機構部3および衝撃緩衝部4に接続されているが、この構成に限定されない。駆動電極および対向電極は、駆動機構部および衝撃緩衝部に直接接続され、電気的に導通していても良い。 Further, in the above embodiment, the drive electrode 11 and the counter electrode 12 are connected to the drive mechanism section 3 and the shock buffer section 4 via the insulated operation rods 23 and 24, which are insulators, but the structure is limited to this. Not done. The drive electrode and the counter electrode may be directly connected to and electrically conductive to the drive mechanism section and the shock buffer section.

また、上記実施形態では、駆動機構部3および衝撃緩衝部4に、駆動側制動部35および対向側制動部54を設けているが、この構成に限定されない。駆動機構部および衝撃緩衝部は、定常時の駆動電極および対向電極の位置を保持し、かつ投入動作時に定常時の状態へ復帰させる力を出力する位置保持部を設けていれば良い。 Further, in the above embodiment, the drive mechanism section 3 and the impact buffer section 4 are provided with the drive side brake section 35 and the opposing side brake section 54, but the configuration is not limited to this. The drive mechanism section and the shock buffer section may be provided with a position holding section that maintains the positions of the drive electrode and the counter electrode in a steady state and outputs a force to return them to the steady state during the closing operation.

また、上記実施形態では、駆動側復帰ばね38および対向側復帰ばね55をコイルばねとしたが、この構成に限定されない。駆動側復帰ばねおよび対向側復帰ばねとして皿ばねや空気ばね等を用いても良い。 Further, in the above embodiment, the drive side return spring 38 and the opposite side return spring 55 are coil springs, but the configuration is not limited to this. A disc spring, an air spring, or the like may be used as the drive side return spring and the opposite side return spring.

また、上記実施形態では、駆動側制動部35および対向側制動部54が、作動油の粘性抵抗を利用して減衰力を出力するショックアブソーバであるが、この構成に限定されない。駆動側制動部および対向側制動部は、空気の粘性抵抗を利用した空気ダンパでも良いし、ゴムの減衰機構を利用したゴムダンパでも良い。ただし、押し込み量に対する減衰力の立ち上がり特性を考慮すると、作動油の粘性抵抗を利用したショックアブソーバが制動部として有利である。 Furthermore, in the embodiment described above, the drive-side brake section 35 and the opposite-side brake section 54 are shock absorbers that output damping force using the viscous resistance of the hydraulic oil, but the structure is not limited to this. The driving side braking section and the opposing side braking section may be an air damper that utilizes the viscous resistance of air, or a rubber damper that utilizes a rubber damping mechanism. However, when considering the rise characteristics of the damping force with respect to the amount of pushing, a shock absorber that utilizes the viscous resistance of hydraulic oil is advantageous as a braking unit.

また、上記実施形態では、対向側制動部54にショックアブソーバへの押し込み量を制限するストッパ61を設けたが、この構成に限定されない。対向側可動部が、対向側復帰ばねの対向側復帰力、およびショックアブソーバの減衰力の少なくともいずれか一方によって減速されて停止するのであれば、ストッパを設けなくても良い。 Further, in the embodiment described above, the stopper 61 that limits the amount of pushing into the shock absorber is provided on the opposing brake section 54, but the structure is not limited to this. If the opposing side movable part is decelerated and stopped by at least one of the opposing side return force of the opposing side return spring and the damping force of the shock absorber, it is not necessary to provide a stopper.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、投入動作時に駆動電極に対して対向電極に接近する方向の駆動力を与える駆動部と、駆動電極に対して対向電極から開離する方向に常に復帰力を与える駆動側付勢部と、定常時に駆動電極と対向電極とが開離した状態で駆動電極の変位を規制する駆動側ストッパと、対向電極に対して駆動電極に接触する方向に常に復帰力を与える対向側付勢部と、定常時に駆動電極と対向電極とが開離した状態で対向電極の変位を規制する対向側ストッパと、を持つので、電極間の溶着から生じた突起による耐電圧性能の低下を抑制できる。 According to at least one embodiment described above, the drive section applies a driving force to the drive electrode in the direction of approaching the counter electrode during the closing operation, and the drive section always returns to the direction of separating the drive electrode from the counter electrode. A drive-side biasing part that applies force, a drive-side stopper that restricts the displacement of the drive electrode when the drive electrode and counter electrode are separated in a steady state, and a drive-side stopper that always returns to the direction in which it contacts the drive electrode with respect to the counter electrode. It has a biasing part on the opposing side that applies force and a stopper on the opposing side that restricts the displacement of the opposing electrode when the driving electrode and the opposing electrode are separated in a normal state, so it is easy to resist the protrusion caused by welding between the electrodes. Decrease in voltage performance can be suppressed.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。 Although several embodiments of the invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

Claims (12)

互いに同軸上で開離して対向配置され、かつ互いに接近可能な駆動電極および対向電極を有し、前記駆動電極および前記対向電極の間に外部から電圧が印加される接点部と、
前記駆動電極に接続されており、投入動作時に前記駆動電極に対して前記対向電極に接近する第1方向の駆動力を与える駆動部、前記駆動電極に対して前記対向電極から開離する第2方向に常に復帰力を与える駆動側付勢部、および定常時に前記駆動電極と前記対向電極とが開離した状態で前記駆動電極の前記第2方向の変位を規制する駆動側ストッパを有する駆動機構部と、
前記対向電極に接続されており、前記対向電極に対して前記駆動電極に接触する前記第2方向に常に復帰力を与える対向側付勢部、および定常時に前記駆動電極と前記対向電極とが開離した状態で前記対向電極の前記第2方向の変位を規制する対向側ストッパを有する衝撃緩衝部と、
を備え、
前記投入動作は、
前記駆動電極が前記駆動部の駆動力によって前記対向電極に接近する接近ステップと、
前記駆動電極が前記対向電極に接触して前記対向電極と共に前記第1方向に変位した後、前記駆動側付勢部の復帰力、および前記対向側付勢部の復帰力によって前記対向電極と共に変位方向を前記第2方向に反転する接触ステップと、
前記対向電極が前記対向側ストッパによって前記第2方向の変位を規制され、前記駆動電極が前記対向電極から開離する開離ステップと、
を備える、
高速投入器。
a contact portion having a drive electrode and a counter electrode that are spaced apart and facing each other on the same axis and are accessible to each other, and a voltage is applied from the outside between the drive electrode and the counter electrode;
a driving section connected to the drive electrode and applying a driving force in a first direction to the drive electrode to approach the counter electrode during a closing operation; a second drive section that separates the drive electrode from the counter electrode; a drive mechanism, the drive mechanism having a drive-side biasing portion that always applies a return force in the direction; and a drive-side stopper that restricts displacement of the drive electrode in the second direction when the drive electrode and the opposing electrode are separated in a steady state. Department and
an opposing biasing portion connected to the opposing electrode and always applying a return force to the opposing electrode in the second direction that contacts the driving electrode; a shock buffering section having an opposing stopper that restricts displacement of the opposing electrode in the second direction in a separated state;
Equipped with
The input operation is
an approaching step in which the driving electrode approaches the counter electrode by a driving force of the driving section;
After the drive electrode contacts the counter electrode and is displaced together with the counter electrode in the first direction, the drive electrode is displaced together with the counter electrode due to a return force of the drive-side biasing section and a return force of the counter-side bias section. a contacting step of reversing the direction to the second direction;
a separating step in which displacement of the opposing electrode in the second direction is regulated by the opposing stopper, and the driving electrode is separated from the opposing electrode;
Equipped with
High-speed dosing device.
前記投入動作は、
前記接近ステップにおいて、前記駆動電極が前記駆動部の駆動力によって前記対向電極に接近して通電を開始し、
前記接触ステップにおいて、前記駆動電極が前記対向電極との通電を継続し、
前記開離ステップにおいて、前記駆動電極が前記対向電極から開離しつつ、前記駆動電極および前記対向電極の間にアーク放電を発生させる、
請求項1に記載の高速投入器。
The input operation is
In the approaching step, the drive electrode approaches the counter electrode by the driving force of the drive unit and starts energizing;
In the contacting step, the driving electrode continues to be energized with the counter electrode,
In the separating step, while the driving electrode is separating from the counter electrode, an arc discharge is generated between the drive electrode and the counter electrode.
The high-speed dosing device according to claim 1.
前記駆動部は、
前記駆動電極に接続された良導体の反発体と、
前記反発体と対向配置されたコイルと、
を備え、
前記駆動部が前記駆動電極に与える駆動力は、前記コイルに電流を印加することで前記反発体に発生する誘導反発力である、
請求項1または請求項2に記載の高速投入器。
The drive unit includes:
a repellent body of good conductivity connected to the drive electrode;
a coil arranged opposite to the repellent;
Equipped with
The driving force that the driving unit gives to the driving electrode is an induced repulsive force generated in the repellent by applying a current to the coil.
The high-speed dosing device according to claim 1 or claim 2.
前記駆動側付勢部および前記対向側付勢部のうち少なくともいずれか一方はコイルばねである、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の高速投入器。
At least one of the drive side biasing section and the opposing side biasing section is a coil spring.
The high-speed dosing device according to any one of claims 1 to 3.
前記投入動作時に、前記対向側付勢部の復帰力によって前記第2方向に変位する前記駆動電極に接触して前記駆動電極を減速させる駆動側制動部をさらに備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の高速投入器。 5. The method according to claim 1, further comprising a drive-side braking section that decelerates the drive electrode by contacting the drive electrode displaced in the second direction by the return force of the opposite-side biasing section during the closing operation. The high-speed dosing device according to any one of the items. 前記投入動作時に、前記駆動電極に接触して前記駆動部の駆動力によって前記駆動電極と共に前記第1方向に変位する前記対向電極に接触して前記対向電極を減速させる対向側制動部をさらに備える請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の高速投入器。 The method further includes an opposing braking section that contacts the driving electrode and decelerates the opposing electrode by contacting the opposing electrode that is displaced in the first direction together with the driving electrode by the driving force of the driving section during the closing operation. The high-speed dosing device according to any one of claims 1 to 5. 前記駆動電極および前記対向電極の接触部を収容し、絶縁ガスが封入された圧力容器をさらに備え、
前記駆動電極および前記対向電極それぞれの一部は、前記圧力容器の気密を保ちつつ前記圧力容器の外部に延出している、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の高速投入器。
further comprising a pressure vessel accommodating a contact portion of the drive electrode and the counter electrode and filled with an insulating gas,
A portion of each of the driving electrode and the counter electrode extends to the outside of the pressure vessel while keeping the pressure vessel airtight.
The high-speed dosing device according to any one of claims 1 to 6.
前記絶縁ガスは、六フッ化硫黄ガス、窒素、二酸化炭素、酸素および空気のうち少なくともいずれか1つにより構成されている、
請求項7に記載の高速投入器。
The insulating gas is composed of at least one of sulfur hexafluoride gas, nitrogen, carbon dioxide, oxygen, and air.
The high-speed dosing device according to claim 7.
前記衝撃緩衝部は、前記圧力容器に収容されている、
請求項7または請求項8に記載の高速投入器。
The impact buffer is housed in the pressure vessel.
The high-speed dosing device according to claim 7 or claim 8.
前記駆動電極および前記対向電極の接触部を収容する真空容器をさらに備え、
前記駆動電極の一部は、前記真空容器の気密を保ちつつ前記真空容器の外部に延出している、
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の高速投入器。
further comprising a vacuum container accommodating a contact portion of the drive electrode and the counter electrode,
A portion of the drive electrode extends to the outside of the vacuum container while keeping the vacuum container airtight.
The high-speed dosing device according to any one of claims 1 to 9.
前記衝撃緩衝部は、前記真空容器に収容されている、
請求項10に記載の高速投入器。
The shock buffer section is housed in the vacuum container.
The high-speed dosing device according to claim 10.
前記駆動電極および前記対向電極における少なくとも一部は、耐アーク性を有する金属材料により形成されており、
前記金属材料は、銅クロム合金である、
請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の高速投入器。
At least a portion of the drive electrode and the counter electrode are formed of a metal material having arc resistance,
the metal material is a copper chromium alloy;
The high-speed dosing device according to any one of claims 1 to 11.
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