JP2004515036A - 電力遮断器の可動接点駆動装置 - Google Patents

Abstract

可動接点（１）と対応する駆動部材（８）との間に配置されストッパ（１２）に向かって変位され得る連結部材（３）に、捕捉部材（１３）およびカウンタピース（１４）を有する跳ね返り防止装置を備えた、電力遮断器における開閉接点装置の可動接点用駆動装置に関する。捕捉部材は連結部材がストッパに突き当ったときその重心（１６）に作用する慣性力により捕捉位置に回動され、カウンタピースとの一時的な作用結合を形成するために回動方向（２３）に延びる作用面（２２）を備える。連結部材の跳ね返りを開閉接点装置の閉成位置に対応する位置に迄確実に防止するため、捕捉部材に保留ばね（３２）が付加的に設けられる。

Description

【０００１】
本発明は電力遮断器に関し、特に可動接点と対応する駆動部材との間に配置され、開放過程の終りにストッパに向かって変位する連結部材と連結部材に設けられた跳ね返り防止装置を備え、該装置は、連結部材に配置され、その慣性力に基づき復帰ばねの力に抗して休止位置から連結部材に向かって捕捉位置に回動する捕捉部材および固定配置のカウンタピースを備えた、電力遮断器における開閉接点装置の可動接点の開放過程および閉成過程用駆動装置に関する。
【０００２】
公知の電力遮断器では、捕捉部材を連結部材に回動できるように配置し、復帰ばねのばね力が作用する単一アーム型のレバーを設けている。それは、捕捉部材の重心が回動軸の外部にあり、従って捕捉部材は連結部材がストッパに当接した際、その重心に作用する慣性力に基づき捕捉位置に回動させるためである（米国特許第４４６８５３３号明細書）。
【０００３】
この種の駆動装置では、駆動装置の部品が開放過程の際不揃いに加速し、カウンタピースとの先行する作用結合の形成のための作用面を備えた捕捉部品は、カウンタピースとの必要な作用結合を行わないように、連結部材をストッパに当接する前に既にその休止位置から連結部材に向かって回動させる。作用結合を行わない場合、ストッパに当接する連結部材は、開閉接点装置の閉成位置に対応する位置で妨げられることなく跳ね返りを生じ、その結果、接点消耗の危険性が高まり、接点溶着の危険さえ生じる。その場合、ストッパに当接した際の連結部材の跳ね返りは遮断すべき電流の大きさ、即ちその電流に伴い生じる駆動装置の部品に作用する電磁力の大きさに関係する。ここで電磁力は、開放過程の際に駆動装置の部品の加速動作を引き起す。通常の運転電流で引き起される加速（回転軸の周りを回動する連結部材の場合は角加速）、即ち捕捉部材の重心に作用する慣性力は、例えば大きな短絡電流の時より小さい。
【０００４】
上述の公知の遮断器（米国特許第４４６８５３３号明細書）では、レバーとして形成した捕捉部材を、開閉軸として形成した駆動部材に強固に固定している。その場合、捕捉部材は、その回動軸が開閉軸の回転軸に対して放射方向に間隔をおいて連結部材に支持されている。連結部材の跳ね返りの際に捕捉部材をその捕捉位置に回動させるため、捕捉部材の放射方向の拡がりはほぼ連結部材のそれに対応し、従って駆動装置の内部には対応する多くの構造部品空間および回動空間を必要とする。捕捉部材をその捕捉位置に正確に位置決めするため、捕捉部材は作用面の外部に、カウンタピースに属する当接面を備える。この当接面に対し垂直に走る作用面は、レバーがその捕捉位置に正確に位置決めされていれば、連結部材の跳ね返りの際、カウンタピースに向かって変位し、その結果連結部材の余分な跳ね返りを阻止できる。このような位置決めのため、復帰ばねのばね力は、連結部材がストッパに突き当ることで捕捉部材の当接面が確実にカウンタピースと当接するよう、捕捉部材の重心に作用し連結部材の加速度に対応する慣性力に調整する必要がある。ばね力のかかる調整は、慣性力の限られた範囲でのみ可能である。その限られた範囲を外れた値の慣性力を生ずる大電流による電磁力の場合、当接面がカウンタピースに突き当った時の捕捉部材の角加速度、即ち角速度は、捕捉部材がカウンタピースで跳ね返り（二次跳ね返り）を生じ、作用面がカウンタピースとの必要な作用結合を行えない程に大きくなることがある。
【０００５】
本発明は請求項１の前文に記載の駆動装置（米国特許第４４６８５３３号明細書参照）から出発し、その課題は、連結部材の跳ね返りを、開閉接点装置の閉成状態に対応する位置で、遮断器の全容量範囲にわたり、即ち標準運転電流から最大短絡電流迄確実に回避可能な跳ね返り防止装置を形成することである。
【０００６】
この課題は本発明により、捕捉部材に保留部材を付加的に設け、捕捉部材を開放過程の間保留部材に導き、かつ連結部材が所定位置に達する迄連結部材に対向してその休止位置に保持することで解決される。
【０００７】
保留部材を備えたこのような捕捉部材は、開放過程の際、駆動装置の部品の加速の態様および値に無関係に、例えば互いに前後する急速な開−閉−開の開閉シーケンスの際に生じるような不揃いの加速に基づく休止位置からの無制御の変位を確実に回避するように案内される。
【０００８】
本発明の更なる態様によれば、捕捉部材は単一アームのフック状レバーとして形成され、カウンタピースがレバーによって後ろから捕捉される。
【０００９】
連結部材の跳ね返りの際、作用面がカウンタピースに向かって引かれるような構成では、捕捉部材の放射方向の拡がりを、その構造および回動空間が他の例えば駆動部材によって制限されないよう短く形成できる。特に開閉軸に固定されたレバーとして形成された連結部材では、捕捉部材の放射方向の拡がりを、連結部材の回転軸から捕捉部材の回動軸迄の間隔より短く形成できる。捕捉部材は種々の位置で連結部材に装着できる。そのため跳ね返り防止装置は、僅かな構造空間しか必要としない駆動装置の利点をもって適用できる。この装置は連結部材が直線運動をする駆動装置にも適用可能である。
【００１０】
捕捉部材は、その作用面が公知の駆動装置（米国特許第４４６８５３３号明細書参照）と同様に、跳ね返り時にカウンタピースに向かい変位するよう形成してもよい。しかしそのためには捕捉部材を、作用面が一方のレバーアームにあり、重心が他方のレバーアームの範囲にある２アーム型レバーとして形成する。この２アーム型レバーも、連結部材が直線運動をする駆動装置に適用できる。
【００１１】
捕捉部材が一時的に通過する作用結合の形成迄に少なくとも４５゜の回動角の範囲で自由に回動可能であり、かつ作用面が少なくとも２０゜の円弧角にわたり延びるようにするとよい。この構成では、捕捉部材がストッパに向かって走り、そのため自ら跳ね返りを起すこともなく捕捉されることになる。このことは、一方では捕捉部材が公知の回動角より大きな円弧角範囲で自由に回動可能であり、他方では作用面が比較的大きな動作角範囲にわたり拡がることで保証される。これに伴い、捕捉部材は大きな短絡電流の場合に、例えば通常の運転電流におけるより大きな回動範囲にわたりその捕捉位置に迄回動することができる。いずれの場合でも、捕捉部材はその回動に伴ない増大する復帰ばねのばね力と、捕捉部材の回動運動の間に作用面およびカウンタピースの間の連結部材に起る跳ね返りの際に作用する摩擦力との協働作用により、その捕捉位置に確実に保持される。
【００１２】
本発明の駆動装置の構造的に簡単な実施の形態は、保留部材をばねとして形成することを特徴とする。その際、ばねを、捕捉部材が連結部材の所定位置を通過した後、特に可動連結部材がストッパに当接した時、当該ばねによってその捕捉位置の方向に加速するように形成できる。
【００１３】
本発明の駆動装置の更に有利な実施の形態では、保留部材を連結リンクガイドを備えた剛性部分として形成し、該部分を駆動装置、特に連結部材にリンク結合された連結リンクにより保持する。剛性部分は、例えば連結リンクと一体に形成できる。その場合、剛性部分を２本の連結ボルトが貫通し、その一方の連結ボルトが連結リンクを、可動接点を支持する接点レバー支持体に連結し、他方の連結ボルトが連結リンクを連結部材に連結することで、捕捉部材の運動の制御を円弧状に丸めた連結リンクガイドにより実現できる。
【００１４】
次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１５】
図１〜６において、本発明の駆動装置は、可動接点１とそれに対応する固定接点２からなる遮断器開閉接点装置の可動接点１を駆動すべく、連結部材３、接点支持体４および連結リンク５を備えている。ここで可動接点１を接点レバーとして形成し、第１の回動軸心６を中心に回動可能なように接点支持体４に取付けている。接点支持体４は、第２の回動軸心７を中心に回動可能である。連結部材３はレバーとして形成し、開閉軸として形成した開閉駆動軸８に固定している。連結リンク５は第１連結ボルト３３で接点支持体４、第２連結ボルト３４で連結部材３に各々連結している。
【００１６】
図１において、開閉接点装置が投入位置にあるとき、可動接点１は固定接点２に対して押圧されている。この際、接点支持体４内に、公知の如く複数の可動接点が互いに並行して回動可能なように支持されていてもよい。開閉接点装置の閉成のため、開閉駆動軸８は図示しない駆動装置によって公知の如く投入方向９に回動可能であり、投入位置に拘束可能である。その場合、開閉駆動軸８が投入位置にあると開閉接点装置は閉じている。開閉駆動軸８の拘束を解除することで開閉駆動軸８は開放位置の方向１０に解放される（図２参照）。通流電流にう電磁力により、駆動装置の各部品は開放過程において開閉接点装置の開放位置に対応する方向に加速され、その際開閉駆動軸８に固定された連結部材３が開閉駆動軸８の回動軸１１を中心として回動する。
【００１７】
図２によれば、連結部材３は、開放過程の終りに開閉駆動軸８が開放位置にあるときストッパ１２に突き当る。開閉接点装置の閉成方向への連結部材３の跳ね返りを防ぐため、連結部材３に、捕捉部材１３、該部材に設けた保留部材（図１〜４には示さず）および固定配置されたカウンタピース１４を備える跳ね返り防止装置を設けている。ここで捕捉部材１３は単一アームのフック型レバーとして形成され、開閉駆動軸８の回動軸１１に平行に走る回動軸１５を中心として回動できるよう連結部材３に取付けられている。捕捉部材１３を単一アームレバーとして形成することで、その重心１６が回動軸１５から放射方向に所望の間隔１７をおいて位置するよう保証できる。捕捉部材１３は連結部材３に対向する休止位置を備え、該位置において連結部材３が休止状態になった際（図１参照）、復帰ばね１８のばね力作用で、当接面１９を用いて、連結部材３を貫通するボルト２０に支持される。捕捉部材１３は、一様に加速される開放過程に際し、連結部材３がストッパ１２に当接する迄、加速動作によって重心１６に作用する慣性力に基づきその休止位置に保持される。保留部材は、駆動装置の部品の不均一な加速運動の際も、捕捉部材を連結部材に対向する休止位置に確実に保持するのに役立つ（図５、６参照）。この休止位置で、捕捉部材１３の重心１６と連結部材３の回動軸１１は、回動軸１５の運動軌道の、接線方向の当接面２１の両側にある。この休止位置は、連結部材３のストッパ１２への当接時、即ち連結部材３の衝撃的な停止の際に有効になる慣性力が、捕捉部材１３の回動軸１５を中心とする回動動作に適切に変換されることを特徴とする。
【００１８】
図３において、連結部材３がストッパ３に当接することで、捕捉部材１３の慣性力は、捕捉部材１３が回動時に増大する復帰ばね１８のばね力に抗して捕捉位置にその休止位置から回動角α１（図２をも参照）だけ回動するよう作用する。この回動角α１は１００゜を超えてはならず、この実施の形態では約８０゜である。捕捉部材３は一時的なカウンタピース１４との作用結合の形成のため、約３０゜の円弧角β１にわたり延びる作用面２２を備える。この円弧角β１は、復帰ばね１８の対応するばね力が強かったり、遮断器の容量範囲が狭かったりするときは、より小さく選定することもできる。しかしその円弧角β１は２０゜より小さくてはならず、また４５゜より大きくする必要はない。連結部材３が対抗部材１４に対し跳ね返りを生じた際に捕捉部材１３が引っ張られることで、連結部材３が開閉接点装置の閉成方向に更に駆動されるのを阻止する作用結合を生ずる。比較的長い作用面２２と復帰ばね１８の制動力に基づき、捕捉部材１３がその休止位置においてカウンタピース１４に当接することなしに、捕捉部材１３とカウンタピース１４との間に作用結合が生ずる。連結部材３の跳ね返りを引き起す運動エネルギーが作用結合を介して十分放出されるや否や、捕捉部材は復帰ばね１８のばね力によりその休止位置に戻る。その結果、駆動装置の各部品は開閉接点装置の閉成位置の方向に再び駆動可能となる。
【００１９】
図４において、捕捉部材２４は休止位置で、連結部材３の当接時、外側、即ち時計方向に回動するよう連結部材３に配置してもよい。そのためにはカウンタピース２５を相応に配置せねばならない。この配置でも、連結部材３のストッパ１２への当接時に作用する慣性力が、復帰ばね３０のばね力に抗し、回動軸２７を中心とする回動方向２８、即ち捕捉位置の方向での捕捉部材の回動動作に適切に変換されるよう重心２６を配置する必要がある。その際、捕捉部材２４の回動角α２は約５０゜である。作用面２９は約３０゜の円弧角β２にわたり延びる。
【００２０】
図５〜７で、捕捉部材３１に付加的に設けられた保留部材はヘアピン状の脚付きばねとして形成され、そのターン部は第１連結ボルト３３を取囲む。その際、第１構成例による脚付きばね３２ａでは（図５、６参照）、第１脚部３５ａを第２連結ボルト３４で支持する。図７に示す第２構成例の脚付きばね３２ｂでは、第１脚部３５ｂを連結リンク５で支持している。捕捉部材３１に設けた両脚付きばねの、支持されていない第２脚部３６ａ、３６ｂは各々円弧状部分３７ａ、３７ｂを備える。駆動装置の部品が不均一に加速され得る開放過程では、捕捉部材３１に配置されたピン３８がその円弧状部分に対向して走る。その際、脚付きばねのばね力は、捕捉フックを連結部材の所定位置への到達時迄、開放過程を妨げることなく連結部材に対向してその休止位置に保持するように設定する。
【００２１】
脚付きばねのばね力が、連結部材３のストッパ１２への当接時、捕捉部材にその回動方向に付加的なトルクを伝達するよう、第２脚部の湾曲した他の部分、即ち湾曲部分３９ａ、３９ｂが円弧状部分３７ａ、３７ｂに連なっている。第２脚部の終端部は、捕捉フックがその回動方向に自由に回動でき、かつ脚付きばね用の側方案内面を形成するように構成されている。これに伴い、脚付きばねはピンの下方、即ちその所定位置に同時に、かつ確実に保持される。
【００２２】
図８〜１０において、変形例による保留部材は連結リンクガイド４１を備えた剛性部分４２として形成され、駆動装置の連結リンク５に保持されている。この場合、剛性部分４２を、穴４３の領域で第２連結ボルト３４、長穴状の凹所４４の領域で第１連結ボルト３３が各々貫通している。捕捉部材に配置されたピン３８は連結リンクガイド４１内に導かれる。円弧状に湾曲した連結リンクガイド４１は開放過程の始めに捕捉部材の回動軌道を、捕捉部材が連結部材に対向して固く保持され、かつ早めに非制御位置に変位することのないように交差させる。連結部材の所定位置において初めてストッパへの当接の前に短時間、保留部材は連結リンクガイドが捕捉部材の回動軌道に一致するように捕捉部材に対向して更に動き、捕捉部材は当接後その捕捉位置に回動することができる。
【００２３】
剛性部分４２は、連結リンクガイドの下方角部を形成するアーム４５の端部に平滑面４６を備えており、捕捉部材が復帰ばね４７のばね力によりその休止状態で連結部材に再び引張られると、捕捉部材に配置されたピンが平滑面４６を介して連結リンクガイドに再び導入される。
【００２４】
本発明の駆動装置によって、遮断器に外部から振動や衝撃が加わった際も、捕捉部材の動きを制御し、それにより連結部材の跳ね返りを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
反時計方向に捕捉位置に回動し得るように連結部材にリンク結合された捕捉部材の第１の実施形態における第１状態を示す説明図。
【図２】
上記第１の実施形態における第２状態を示す説明図。
【図３】
上記第１の実施形態における第３状態を示す説明図。
【図４】
時計方向に捕捉位置に回動し得るように連結部材にリンク結合された捕捉部材の図１ないし図３の実施形態に類似する説明図。
【図５】
保留部材を備えた捕捉部材の第２の実施形態における第１状態を示す説明図。
【図６】
上記第２の実施形態における第２状態を示す説明図。
【図７】
上記第２の実施形態における第３状態を示す説明図。
【図８】
上記第２の実施形態における第４状態を示す説明図。
【図９】
上記第２の実施形態における第５状態を示す説明図。
【図１０】
上記第２の実施形態における第６状態を示す説明図。
【符号の説明】
１、２接点、３　連結部材、４　接点支持体、５　連結リンク、６、７　回動軸心、８　開閉駆動軸、９　投入位置の方向、１０　開放位置の方向、１１、１５、２７　回動軸、１２　ストッパ、１３、２４、３１　捕捉部材、１４、２５　カウンタピース、１６、２６　重心、１８、４７　復帰ばね、１９、２１　当接面、２２、２９　作用面、２３、２８　回動方向、３２ａ、３２ｂ　脚付きばね、３３、３４　連結ボルト、３５ａ、３６ａ、３６ｂ　脚部、３７ａ、３７ｂ　円弧状部分、３８　ピン、３９ａ、３９ｂ　湾曲部分、４０ａ、４０ｂ　終端部、４１　連結リンクガイド、４２　剛性部分、４３　穴、４４　凹所、４５　アーム、４６　平滑面

Claims (6)

1. 可動接点（１）と対応する駆動部材（８）の間に配置され、開放過程の終りにストッパ（１２）に向かって変位する連結部材（３）および前記連結部材（３）に設けられた跳ね返り防止装置を備え、
   該跳ね返り防止装置は、前記連結部材（３）に配置され、その慣性力に基づき復帰ばねの力に対抗して休止位置から前記連結部材に向かって捕捉位置に回動する捕捉部材（１３、３１）および固定配置のカウンタピース（１４）を備える電力遮断器における開閉接点装置の可動接点（１）の開放および閉成過程用駆動装置において、
   前記捕捉部材（１３、３１）に保留部材（３２ａ、３２ｂ、４２）が付加的に設けられ、前記捕捉部材は開放過程の間前記保留部材に導かれ、かつ前記連結部材（３）が所定位置に達する迄前記連結部材に対向してその休止位置に保持されることを特徴とする装置。
2. 前記捕捉部材（１３、３１）が単一アームのフック状レバーとして形成され、前記カウンタピース（１４）が前記レバーによって後ろから捕捉されることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記保留部材がばね（３２ａ、３２ｂ）として形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
4. 前記捕捉部材（１３、３１）が連結部材（３）の所定位置を通過することに伴い可動連結部材（３）がストッパ（１２）に当接した際、前記ばね（３２ａ、３２ｂ）によってその捕捉位置の方向に加速されることを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 前記保留部材が連結リンクガイド（４１）を備えた剛性部分（４２）として形成され、前記剛性部分（４２）が駆動装置にリンク結合された連結リンク（５）で保持されたことを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
6. 前記剛性部分（４２）を２本の連結ボルト（３３、３４）が貫通し、その一方の連結ボルト（３３）が連結リンク（５）を可動接点（１）を支持する接点レバー支持体（４）に連結し、他方の連結ボルト（３４）が連結リンク（５）を連結部材（３）に連結することを特徴とする請求項５記載の装置。