JP2023094101A - 引外し装置および遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】１ユニットで構成できる引外し装置を得ること。【解決手段】引外し装置１は、オン操作によって回転して投入機構を動作させて開閉接点を投入するクローズバー１１と、オフ操作によって回転して開放機構を動作させて開閉接点を開路するトリップバー１０とを有する開閉機構部５０に連結される。引外し装置１は、オン操作によるクローズバー１１の回転を検出する検出機構と、検出機構の検出によってワンショットパルスを出力するワンショット回路と、ワンショットパルスによって通電される引外しコイル５５ｃを有し、引外しコイル５５ｃが通電されると、引外しシャフト５６を突出して、トリップバー１０を回転させて、開閉接点を開路させるソレノイド部と、を備える。検出機構およびソレノイド部は、１ユニットで構成される。【選択図】図１２

Description

本開示は、遮断器をオフ操作する引外し装置および遮断器に関する。

空気中で電流を遮断する気中遮断器では、メインシャフトは開閉接点の可動接点を動作させる絶縁リンクを駆動する必要があるため遮断器の奥の方に設けられている。一方、遮断器の開放機構を動作させ、開閉接点をオフにする引外し装置は、気中遮断器の前面に設けられるオフ操作ボタンによって駆動されるトリップバーを駆動するため気中遮断器の前面近くに設けられている（例えば、特許文献１参照）。

また、近年の気中遮断器では、引外し装置の電磁ソレノイドの引外しコイルへ電源電圧が印加され続けることを防止するために、引外し装置の引外し機構に連動して動作する焼損防止スイッチが設けられている。このような焼損防止スイッチは、マイクロスイッチで構成され、遮断器のメインシャフトの回転動作と連動するように設けられることが多い。

実開平４－５１７４７号公報

上記のように、メインシャフトの回転動作と連動して動作するマイクロスイッチを引外しコイルの焼損防止スイッチとして使用しようとすると、メインシャフトと引外しコイルが離れた位置に配置されることが多く、焼損防止スイッチの機構と引外しコイルを含む電磁ソレノイドの機構とを１ユニットで構成することが困難であるという問題がある。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、１ユニットで構成できる引外し装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示における引外し装置は、オン操作によって回転して投入機構を動作させて開閉接点を投入する第１軸と、オフ操作によって回転して開放機構を動作させて開閉接点を開路する第２軸とを有する開閉機構部に連結される。引外し装置は、オン操作による第１軸の回転を検出する検出機構と、検出機構の検出によってワンショットパルスを出力するワンショット回路と、ワンショットパルスによって通電される引外しコイルを有し、引外しコイルが通電されると、引外しシャフトを突出して、第２軸を回転させて、開閉接点を開路させるソレノイド部と、を備え、検出機構およびソレノイド部は、１ユニットで構成されることを特徴とする。

本開示の引外し装置によれば、引外し装置を１ユニットで構成できるという効果を奏する。

実施の形態１の遮断器の構成例を示すブロック図 実施の形態１の遮断器の内部機構を示す要部斜視図 実施の形態１の遮断器の開閉機構部におけるオン操作開始前の状態を示す側断面図 実施の形態１の遮断器の開閉機構部におけるオン操作開始直後の状態を示す側断面図 実施の形態１の遮断器の開閉機構部におけるオン操作完了時の状態を示す側断面図 実施の形態１の遮断器の開閉機構部におけるオフ操作開始直後の状態を示す側断面図 実施の形態１の遮断器の開閉機構部におけるオフ操作完了時の状態を示す側断面図 実施の形態１の遮断器の引外し装置の外観構成を示す斜視図 実施の形態１の遮断器の引外し装置の内部構成を示す断面図 実施の形態１の遮断器の引外し装置の内部構成を示す断面図 実施の形態１の遮断器の引外し装置と開閉機構部との連結構造を示す断面図 実施の形態１の遮断器の引外し装置と開閉機構部との連結構造を示す断面図 実施の形態１の遮断器の引外し装置の駆動回路の回路構成を示すブロック図 実施の形態１の遮断器の引外し装置の駆動回路の各部の動作を説明するためのタイムチャート 実施の形態２の遮断器の引外し装置と引外し装置の下部の構成を示す断面図 実施の形態２の遮断器の引外し装置と引外し装置の下部の構成を示す断面図 実施の形態２の遮断器の引外し装置と引外し装置の下部の構成を示す断面図 実施の形態３の引外し装置の駆動回路の回路構成を示すブロック図 実施の形態３の引外し装置の駆動回路の各部の動作を説明するためのタイムチャート 実施の形態３の引外し装置の駆動回路の各部の動作を説明するためのタイムチャート

以下に、実施の形態にかかる引外し装置および遮断器を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の遮断器１００の構成例を示すブロック図である。図１に示す遮断器１００は、気中遮断器であり、不図示の電源装置と不図示の負荷装置との間に接続される。負荷装置は、例えば、電源装置から供給される電力を消費する電気機器である。遮断器１００は、電気系統部材４０と、開閉機構部５０と、引外し装置１と、ＯＮボタン７と、ＯＦＦボタン５と、を備えている。電気系統部材４０は、主回路の開閉を行うものであり、固定接点２２ａおよび可動接点２２ｂからなる開閉接点２２と、通電導体２３と、電源側接続導体２４と、負荷側接続導体２５と、を有する。開閉接点２２は、電源装置と負荷装置との間の電路の開閉を行う。通電導体２３には、可動接点２２ｂが設けられている。電源側接続導体２４には、固定接点２２ａが設けられている。電源側接続導体２４は電源装置に接続されている。負荷側接続導体２５は、通電導体２３および負荷装置に接続されている。開閉機構部５０は、開閉接点２２の開閉を行う。引外し装置１は、開閉機構部５０の引外しを行う。ＯＮボタン７は、開閉機構部５０のオン操作（投入操作）を行うためのボタンである。ＯＦＦボタン５は、開閉機構部５０のオフ操作（開放操作）を行うためのボタンである。

図２は、実施の形態１の遮断器１００の内部機構を示す要部斜視図である。図２に示すように、遮断器１００は、オン操作を行うＯＮボタン７と、オフ操作を行うＯＦＦボタン５とが筐体前面に設けられている。ＯＦＦボタン５の上側には不足電圧引外し装置４が設けられ、ＯＮボタン７の上側には投入コイル３が設けられている。投入コイル３の右側には引外し装置１が設けられている。引外し装置１の下側には、第２軸であるトリップバー１０と、トリップバー１０を保持するトリップバー保持部品９と、第１軸であるクローズバー１１と、クローズバー１１を保持する第１軸保持板であるクローズバー保持板２などが設けられている。投入コイル３の下側には、オン操作連動部品８が設けられている。不足電圧引外し装置４の下側には、オフ操作連動部品６が設けられている。

遮断器１００の開閉接点２２を閉路にするオン操作は、ＯＮボタン７を押し込む操作を行うか、あるいは投入コイル３に電源を印加して動作させることで行われる。これらの何れかのオン操作が行われると、オン操作連動部品８が回転され、オン操作連動部品８に連結されたクローズバー１１が回転され、これをトリガにして開閉機構部５０の投入機構が動作することにより遮断器１００が投入される。なお、クローズバー保持板２は、オン操作が行われるまでクローズバー１１が回転しないようにバネ５７によりクローズバー１１を保持している。

また、遮断器１００の開閉接点２２を開路して遮断器１００をトリップさせるオフ操作は、ＯＦＦボタン５を押し込む操作を行うか、引外し装置１に電源を印加して動作させるか、あるいは不足電圧引外し装置４の電源印加を停止することで行われる。これらの何れかのオフ操作が行われると、オフ操作連動部品６、またはトリップバー保持部品９が動作され、これらオフ操作連動部品６およびトリップバー保持部品９に保持されたトリップバー１０が回転され、これをトリガにして開閉機構部５０の開放機構が動作することにより遮断器１００がトリップされる。

なお、トリップバー保持部品９は、オフ操作が行われるまでトリップバー１０が回転しないようにバネ５７の力によりトリップバー１０を保持している。引外し装置１と不足電圧引外し装置４は使用方法が異なるが、オフ操作時にトリップバー１０を回転させる点では、同じである。

図３は、実施の形態１の遮断器１００の開閉機構部５０におけるオン操作開始前の状態を示す側断面図である。図４は、実施の形態１の遮断器１００の開閉機構部５０におけるオン操作開始直後の状態を示す側断面図である。図５は、実施の形態１の遮断器１００の開閉機構部５０におけるオン操作完了時の状態を示す側断面図である。図６は、実施の形態１の遮断器１００の開閉機構部５０におけるオフ操作開始直後の状態を示す側断面図である。図７は、実施の形態１の遮断器１００の開閉機構部５０におけるオフ操作完了時の状態を示す側断面図である。図３に示す状態と図４に示す状態は、開閉機構部５０における各構成要素の状態は基本的に同じであるが、図３では、開閉機構部５０と引外し装置１との連結状態が示され、図４では、トリップバー１０およびクローズバー１１の状態が示されている点で、両図は異なっている。また、図４には、各構成要素の動きを示す矢印が追加されている。また、図５に示すオン操作完了時の状態と、図６に示すオフ操作開始直後の状態とは、開閉機構部５０における各構成要素の状態は基本的に同じであるが、図６には、各構成要素の動きを示す矢印が追加されている。

図３から図７において、遮断器１００は、絶縁性の不図示の筐体を備える。筐体内において、図３から図７における右側には電気系統部材４０が配置され、図３から図７における左側には遮断器１００の開閉接点２２の開閉動作を行うための開閉機構部５０の部材が配置されている。開閉機構部５０の上側には、引外し装置１が設けられている。通電導体２３は、可動接点２２ｂが設けられている第１通電導体２３ａと、負荷側接続導体２５に接続される第２通電導体２３ｂとを有する。

以下、図３から図７を用いて開閉機構部５０の詳細を説明する。遮断器１００は、間隔をおいて対向する一対のフレーム１６を有する。フレーム１６は筐体に固定されている。開閉機構部５０は、一対のフレーム１６の間に挟まれるように配置される。カムシャフト１４は、一対のフレーム１６に回転可能に支持されている。また、この後で説明する各種軸についてもカムシャフト１４と平行になるように一対のフレーム１６の間に配置されている。カムシャフト１４に、チャージ用カム１５と不図示のラチェットが固定されている。ラチェットが回転駆動されることでチャージ用カム１５が回転する。チャージ用カム１５の外周は円周カム面１５ｂとなっている。チャージ用カム１５には、カム側ローラ１５ａが設けられている。

チャージ用カム１５の上方には、固定軸１７ａを中心にして回転するチャージアーム１７が配置されている。固定軸１７ａには、第１のクローズラッチ２８も軸支されている。チャージアーム１７の左端にはアーム側ローラ１７ｂが設けられている。アーム側ローラ１７ｂは、チャージ用カム１５の円周カム面１５ｂに当接する。チャージ用カム１５の回転によってアーム側ローラ１７ｂが円周カム面１５ｂに沿って移動する。これにより、チャージアーム１７およびアーム側ローラ１７ｂが固定軸１７ａを中心にして回転駆動される。チャージアーム１７の中腹部上面には作動面１７ｃが形成されている。チャージアーム１７の右端にはバネ掛けピン１７ｄが設けられている。

チャージ用カム１５の右方には、投入バネ１８を保持するガイド板１８ａが筐体に固定されている。ガイド板１８ａは、上方に延伸しており、長孔１８ｂを有する。長孔１８ｂにはバネ掛けピン１７ｄが長孔１８ｂに沿って移動できるように貫通されており、バネ掛けピン１７ｄが長孔１８ｂに沿って下方に移動することで投入バネ１８を蓄勢する。

開閉機構部５０は、固定軸１７ａに基端が支持された第１のクローズラッチ２８と、回転軸１２ａに軸支された第２のクローズラッチ１２と、一部が半円柱状（Ｄカット形状）に形成されたクローズバー１１とを備える。回転軸１２ａには、トリップラッチ２６も軸支されている。

第１のクローズラッチ２８の先端は、カム側ローラ１５ａに当接する。すなわち、第１のクローズラッチ２８の先端は、端面２８ｂおよび下面２８ａを有し、端面２８ｂおよび下面２８ａに沿ってカム側ローラ１５ａが転動する。第１のクローズラッチ２８の基端と先端との間の中途部にはラッチ側ローラ１３が設けられている。ラッチ側ローラ１３は、第２のクローズラッチ１２の下端部に当接する。

第２のクローズラッチ１２は、回転軸１２ａを中心にして回転する。第２のクローズラッチ１２の下端部は、側面突出部１２ｂおよびその下方に形成された段部状の係合部１２ｃを有する。係合部１２ｃは、ラッチ側ローラ１３に係合する。第２のクローズラッチ１２の上端部は、一部がＤカット形状となっているクローズバー１１に係合している。また、第２のクローズラッチ１２は、不図示の復帰バネによって反時計方向に力を受けている。クローズバー１１はＯＮボタン７の押し込み操作あるいは投入コイル３への電源印加などによりオン駆動（時計方向に回転）されるようになっている。

開閉機構部５０は、メインシャフト２０と、メインシャフト２０に固定されたリンク用アーム２０ｂと、メインシャフト２０に固定された、不図示の絶縁リンク用アームを有する。メインシャフト２０は、フレーム１６に回転可能に支持される。リンク用アーム２０ｂおよび絶縁リンク用アームは、メインシャフト２０に同軸支持されており、絶縁リンク用アームはリンク用アーム２０ｂと同じ回転動作を行う。絶縁リンク用アームは、不図示のピンによって通電機構部２１の一端に連結される。通電機構部２１の他端は、可動接点２２ｂが設けられている第１通電導体２３ａに連結される。

開閉機構部５０は、投入トグルリンク機構２９と、固定軸３０ａに軸支されたリンクレバー３０と、回転軸１２ａに軸支されたトリップラッチ２６と、トリップラッチ２６の一端と係合するトリップバー１０とを備える。

投入トグルリンク機構２９は、第１リンク２９ａと、第２リンク２９ｂと、ピン２９ｃ，２９ｄと、リンク側ローラ２９ｅを含む。第１リンク２９ａの基端と第２リンク２９ｂの基端とがピン２９ｄにより連結され、第２リンク２９ｂの先端はピン２９ｃによりリンク用アーム２０ｂに連結される。ピン２９ｄの周囲には、回転可能に支持されるリンク側ローラ２９ｅが設けられている。投入トグルリンク機構２９が、図３、図４、図７に示すように、屈曲状態にある時は、リンク側ローラ２９ｅはチャージアーム１７の作動面１７ｃと当接する位置関係にある。

投入トグルリンク機構２９の上方には、固定軸３０ａに回転可能に支持されるリンクレバー３０が設けられている。リンクレバー３０の一端側は、ピン３０ｂにより投入トグルリンク機構２９の第１リンク２９ａの先端に連結される。リンクレバー３０の中腹部には、レバー側ローラ３０ｃが回転可能に設けられている。レバー側ローラ３０ｃの左方には、回転軸１２ａに回転可能に支持されるトリップラッチ２６が設けられている。

トリップラッチ２６は、側面部にレバー側ローラ３０ｃに係合する凹部２６ａを有する。トリップラッチ２６の上端部は一部が半円柱状（Ｄカット形状）に形成されたトリップバー１０に係合している。トリップラッチ２６は、不図示の復帰バネによって時計方向への回転力が与えられている。トリップバー１０はＯＦＦボタン５の押し込み操作、引外し装置１への電源印加、あるいは不足電圧引外し装置４へ電源印加停止などによりトリップ駆動（反時計方向に回転）されるようになっている。

次に、投入バネ１８の蓄勢動作について説明する。投入バネ１８が伸びて放勢された図７のトリップ状態において、不図示のハンドルを手動操作によって押し下げることにより不図示のラチェットを反時計方向に回転させてカムシャフト１４を反時計方向に回転させる。これにより、カムシャフト１４に固定されているチャージ用カム１５が反時計方向に回転され、チャージアーム１７の左側に位置するアーム側ローラ１７ｂが円周カム面１５ｂに沿って転動し、アーム側ローラ１７ｂは左方に移動する。この結果、チャージアーム１７が固定軸１７ａを中心にして時計方向に回動し、バネ掛けピン１７ｄが下方に移動して投入バネ１８が蓄勢され始める。

一方、第２のクローズラッチ１２は不図示の復帰バネによって反時計方向の力を受けているため、第２のクローズラッチ１２の下端の側面突出部１２ｂが、図７に示すように、ラッチ側ローラ１３を右方に押し、固定軸１７ａを中心にして第１のクローズラッチ２８を時計方向に回転させようとする。しかし、図７に示すように、第１のクローズラッチ２８の下面２８ａとカム側ローラ１５ａとが当接状態にあるため、カム側ローラ１５ａがストッパとなって第１のクローズラッチ２８は時計方向に回転できない状態に保持される。

投入バネ１８の蓄勢動作が続き、チャージ用カム１５が更に反時計方向に回転すると、図３に示すように、カム側ローラ１５ａが第１のクローズラッチ２８の下面２８ａから離れ、カム側ローラ１５ａは第１のクローズラッチ２８の端面２８ｂと当接し、カム側ローラ１５ａによる第１のクローズラッチ２８へのストッパが解除される。これにより、第１のクローズラッチ２８が時計方向に回転し、ラッチ側ローラ１３も時計方向に回転して、ラッチ側ローラ１３が第２のクローズラッチ１２の下端の側面突出部１２ｂから外れ、第２のクローズラッチ１２の下端をフリーにする。ラッチ側ローラ１３が第２のクローズラッチ１２の側面突出部１２ｂから外れる状態とは、図７に示す状態から図３に示す状態に移行するまでの中間状態のことを言う。

これにより第２のクローズラッチ１２は不図示の復帰バネによって反時計方向に回転する。図４に示すように、第２のクローズラッチ１２の上端がクローズバー１１を超えて、クローズバー１１の左方へ動いたとき、第１のクローズラッチ２８のラッチ側ローラ１３が第２のクローズラッチ１２の下端の係合部１２ｃと係合し、第２のクローズラッチ１２の動きを止める。

この時、第２のクローズラッチ１２の上端部では、クローズバー１１が図４に示す状態となって第２のクローズラッチ１２をロックしている。このように、クローズバー１１は、第２のクローズラッチ１２に時計方向の回転力が作用しても、それに対するストッパとして機能する。

投入バネ１８の蓄勢動作が更に続くと、チャージアーム１７の時計方向への回転で、チャージアーム１７の作動面１７ｃが下方に動き、チャージアーム１７の作動面１７ｃが投入トグルリンク機構２９のリンク側ローラ２９ｅから離れようとする。投入トグルリンク機構２９の屈曲力でリンク側ローラ２９ｅは、作動面１７ｃの下方への動きに追従し、投入トグルリンク機構２９の第１リンク２９ａを引き下げる。これにより、第１リンク２９ａの先端に連結されたピン３０ｂが下方に動くため、リンクレバー３０が固定軸３０ａを中心にして反時計方向に回転し、レバー側ローラ３０ｃも固定軸３０ａを中心にして反時計方向に回転する。

前述したように、トリップラッチ２６は不図示の復帰バネによって時計方向への回転力が与えられているので、この結果、トリップラッチ２６は復帰バネによって回転軸１２ａを中心にして時計方向に回転する。図４に示すように、トリップラッチ２６がトリップバー１０を超えて、その右方に動いたとき、トリップラッチ２６の凹部２６ａにレバー側ローラ３０ｃが係合すると共に、トリップバー１０が不図示の復帰バネによって時計方向に回転する。この回転によってトリップバー１０は、トリップラッチ２６に対するストッパとして機能し、トリップラッチ２６に反時計方向の回転力が作用してもトリップラッチ２６の回転を阻止する。

投入トグルリンク機構２９は、或る屈曲状態以上には屈曲しないため、図３に示す状態で停止する。チャージ用カム１５は、ハンドルの数回の押し下げ操作によりほぼ１回転して最終的に図３に示す状態、すなわちチャージアーム１７のアーム側ローラ１７ｂがチャージ用カム１５の最大半径の僅か手前の位置となる状態に達して停止する。この最終状態では、カム側ローラ１５ａが再び第１のクローズラッチ２８の端面２８ｂに当接される状態となる。

その後は、更にハンドルを押し下げても、ラチェットが空転するのみで、チャージ用カム１５は回転しない。このようにして、投入バネ１８の蓄勢が完了する。

なお、図６または図７の状態では、投入バネ１８の放勢力によってバネ掛けピン１７ｄを上方に押し、チャージアーム１７に反時計方向の力を及ぼす。この反時計方向の力はアーム側ローラ１７ｂを介してチャージ用カム１５に伝達される。このため、カム側ローラ１５ａが第１のクローズラッチ２８の端面２８ｂを反時計方向に押し、この結果、第１のクローズラッチ２８のラッチ側ローラ１３が第２のクローズラッチ１２の係合部１２ｃを左方に押して回転軸１２ａを中心にして第２のクローズラッチ１２を時計方向に回転させようとするが、第２のクローズラッチ１２の上端部でクローズバー１１がストッパとなっているので、第２のクローズラッチ１２の時計方向への回転が阻止される。

つぎに、開閉機構部５０における開閉接点２２の投入および開放動作について説明する。まず、開閉接点２２の投入動作について、図４および図５を参照して説明する。以下の説明で開閉接点２２の投入動作に関与する構成要素が開閉機構部５０の投入機構に対応する。前述したように、ＯＮボタン７を押し込む操作を行うか、あるいは投入コイル３に電源が印加されるオン操作が行われると、図４に示すように、クローズバー１１が矢印ｓ１で示すように、時計方向に回転する。これにより、クローズバー１１と第２のクローズラッチ１２との係合が外れて、第２のクローズラッチ１２が回転軸１２ａを中心にして時計方向に回転する。これにより、第２のクローズラッチ１２の係合部１２ｃとラッチ側ローラ１３との係合が外れ、ラッチ側ローラ１３は矢印ｓ２で示すように、上方に移動する。したがって、第１のクローズラッチ２８は、固定軸１７ａを中心にして半時計方向に回転する。また、第１のクローズラッチ２８の半時計方向への回転によって、第１のクローズラッチ２８の端面２８ｂとチャージ用カム１５のカム側ローラ１５ａとの係合が外れ、カム側ローラ１５ａが矢印ｓ３で示される方向に移動する。これにより、チャージ用カム１５が、カムシャフト１４を中心にして矢印ｓ４で示すように反時計方向に回転する。この結果、アーム側ローラ１７ｂは、矢印ｓ５で示すように、チャージ用カム１５の円周カム面１５ｂの段差部に落ち込み、チャージアーム１７が自由に回転できる状態となる。これにより、チャージアーム１７は固定軸１７ａを中心にして半時計方向に回転する。

また、チャージアーム１７の回転によってチャージアーム１７のバネ掛けピン１７ｄが矢印ｓ６で示すように移動し、これにより、蓄勢されていた投入バネ１８が、図５に示すように、開放されて伸長される。チャージアーム１７の回転によってチャージアーム１７の作動面１７ｃが投入トグルリンク機構２９のリンク側ローラ２９ｅを矢印ｓ７で示すように、上に押し上げる。この結果、投入トグルリンク機構２９は、図５に示すように、第１リンク２９ａおよび第２リンク２９ｂが屈曲しない伸びた状態となり、第２リンク２９ｂの先端に設けられたピン２９ｃが右側に移動する。これにより、メインシャフト２０に設けられたリンク用アーム２０ｂが矢印ｓ８で示すように、半時計方向に回転する。この結果、メインシャフト２０に設けられた絶縁リンク用アームが半時計方向に回転し、絶縁リンク用アームに連結された通電機構部２１が、第１通電導体２３ａの可動接点２２ｂを固定接点２２ａに接合される方向に回転動作する。したがって、電源側接続導体２４と負荷側接続導体２５が第１通電導体２３ａおよび第２通電導体２３ｂを介して電気的につながり、遮断器１００が投入状態となる。

つぎに、開閉接点２２の開放動作について、図６および図７を参照して説明する。以下の説明で開閉接点２２の開放動作に関与する構成要素が開閉機構部５０の開放機構に対応する。前述したように、ＯＦＦボタン５を押し込む操作、引外し装置１への電源印加、あるいは不足電圧引外し装置４へ電源印加停止などが行われると、トリップバー１０が、矢印ｃ１で示すように、半時計方向に回転する。これにより、トリップバー１０とトリップラッチ２６との係合が外れて、トリップラッチ２６が、矢印ｃ２で示すように、回転軸１２ａを中心にして半時計方向に回転する。これにより、トリップラッチ２６の凹部２６ａとレバー側ローラ３０ｃとの係合が外れ、レバー側ローラ３０ｃは、矢印ｃ３で示すように、右上に移動する。これにより、リンクレバー３０が固定軸３０ａを中心にして半時計方向に回転する。リンクレバー３０の回転によって第１リンク２９ａの先端に連結されているピン３０ｂが左上に移動し、ピン２９ｄが、矢印ｃ４で示すように、左下に移動するため、投入トグルリンク機構２９の第１リンク２９ａおよび第２リンク２９ｂが、図７に示すように、屈曲する。この屈曲によって、第２リンク２９ｂの先端に設けられたピン２９ｃが左側に移動する。これにより、メインシャフト２０に設けられたリンク用アーム２０ｂが、矢印ｃ５で示すように、時計方向に回転する。この結果、メインシャフト２０に設けられた不図示の絶縁リンク用アームが時計方向に回転し、絶縁リンク用アームに連結された通電機構部２１が、第１通電導体２３ａの可動接点２２ｂを固定接点２２ａから離間される方向に動作する。したがって、電源側接続導体２４と負荷側接続導体２５との電気的なつながりが無くなり、遮断器１００がトリップ状態となる。

また、図７に示すオフ操作完了後の状態で、遮断器１００の投入を行う場合は、不図示のハンドルを手動操作によって押し下げる投入バネ１８の蓄勢操作を行う。蓄勢操作が行われると、前述したように、不図示のラチェットが反時計方向に回転され、カムシャフト１４が反時計方向に回転する。これにより、チャージ用カム１５が半時計方向に回転し、アーム側ローラ１７ｂが左下方向へ押し下げられる。この結果、チャージアーム１７が時計方向に回転することにより投入バネ１８が縮まり蓄勢される。投入バネ１８の蓄勢が完了する位置までチャージアーム１７が回転すると、第１のクローズラッチ２８のラッチ側ローラ１３が第２のクローズラッチ１２の係合部１２ｃと係合される位置まで移動する。第２のクローズラッチ１２は、不図示の復帰バネによって反時計方向に回転して、図４の状態に戻る。

遮断器１００のオン操作前はクローズバー１１が第２のクローズラッチ１２と係合された状態となっており、オン操作されると、クローズバー１１は、必ず、時計方向に回転して第２のクローズラッチ１２との係合が外れる動きをする。実施の形態１では、このオン操作時のクローズバー１１の動きを利用して、引外し装置１の構成要素を動作させて、遮断器１００をトリップさせる。

図８は、実施の形態１の遮断器１００の引外し装置１の外観構成を示す斜視図である。図９は、実施の形態１の遮断器１００の引外し装置１の内部構成を示す断面図である。図９は、図８に示すＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。図１０は、実施の形態１の遮断器１００の引外し装置１の内部構成を示す断面図である。図１０は、図８に示すＸ－Ｘ線に沿った断面図である。図１１は、実施の形態１の遮断器１００の引外し装置１と開閉機構部５０との連結構造を示す断面図である。図１１は、トリップ動作が行われる前の状態を示している。図１２は、実施の形態１の遮断器１００の引外し装置１と開閉機構部５０との連結構造を示す断面図である。図１２は、トリップ動作が行われた後の状態を示している。

引外し装置１は、検出機構の構成要素であるクローズバー連動アクチュエータ５４と、検出機構の構成要素であるスイッチ切替え板５２と、検出機構の構成要素である保持バネ５３と、検出機構の構成要素であるオン操作検出スイッチ５１と、ソレノイド部の構成要素である電磁ソレノイド５５と、ソレノイド部の構成要素である引外しシャフト５６と、を有する。連動アクチュエータとしてのクローズバー連動アクチュエータ５４は、第１リンク５４ａおよび第２リンク５４ｂを有する。電磁ソレノイド５５は、可動鉄心５５ａと、固定鉄心５５ｂと、引外しコイル５５ｃと、引外しシャフト５６と、を有する。引外しシャフト５６は、電磁ソレノイド５５の可動鉄心５５ａに固定され、プランジャーとして機能する。固定鉄心５５ｂは、引外しコイル５５ｃが通電されて磁界が発生すると、可動鉄心５５ａを引き寄せる吸引動作を行い、引外しシャフト５６を電磁ソレノイド５５から下方に突出する。

図１１および図１２を用いて、開閉機構部５０における引外し装置１との連結部の構成を説明する。なお、図１２では、引外し装置１の電磁ソレノイド５５以外の構成要素は、トリップ動作が行われた後の状態を示しているが、電磁ソレノイド５５に関しては、引外しシャフト５６の下方移動のみを矢印ｆ４で示し、電磁ソレノイド５５の他の構成要素のトリップ動作への動きの図示は便宜上省略している。

クローズバー保持板２は、クローズバー１１を保持しており、クローズバー１１が回転すると、クローズバー１１を中心にして回転する。トリップバー保持部品９は、トリップバー１０を保持しており、トリップバー保持部品９が回転すると、トリップバー１０が回転する。前述したように、クローズバー保持板２は、オン操作が行われるまでクローズバー１１が回転しないようにバネ５７によりクローズバー１１を保持している。また、トリップバー保持部品９も、オフ操作が行われるまでトリップバー１０が回転しないようにバネ５７の力によりトリップバー１０を保持している。クローズバー保持板２には、クローズバー連動アクチュエータ５４との連結部位に連結バー２ａが設けられている。

つぎに、図９から図１２を用いて引外し装置１の内部構成をさらに説明する。クローズバー連動アクチュエータ５４の第１リンク５４ａは、スイッチ切替え板５２と係合しており、第１リンク５４ａの回転によってスイッチ切替え板５２を上下にスライドさせる。スイッチ切替え板５２は、クローズバー連動アクチュエータ５４の第１リンク５４ａの回転によって、上下にスライドする。保持バネ５３は、クローズバー連動アクチュエータ５４の第１リンク５４ａおよび第２リンク５４ｂが初期状態にあるときは、スイッチ切替え板５２を上方に押し上げるよう、付勢されている。スイッチ切替え板５２は、保持バネ５３によって上方に位置しているときは、オフであり、下方へスライドすると、オフからオンに切替えられる。電磁ソレノイド５５の引外しコイル５５ｃは、後述するワンショット回路６０により短時間通電されて電磁力を発生する。引外しシャフト５６は、引外しコイル５５ｃに電流が流れることにより発生する電磁力によって下方に突出し、トリップバー保持部品９を駆動する。

図１１および図１２などを用いて、開閉機構部５０および引外し装置１の連結部の動作を説明する。前述のオン操作によってクローズバー１１が時計方向に回転すると、図５で説明したように、クローズバー１１と第２のクローズラッチ１２との係合が外れて、開閉機構部５０の投入機構が動作可能な状態となる。これにより、開閉機構部５０の投入機構に含まれる第２のクローズラッチ１２、ラッチ側ローラ１３、第１のクローズラッチ２８、チャージ用カム１５、チャージアーム１７、バネ掛けピン１７ｄ、投入バネ１８、投入トグルリンク機構２９、リンク用アーム２０ｂ、メインシャフト２０、絶縁リンク用アーム、および通電機構部２１の動作によって、開閉接点２２が閉路され、遮断器１００が投入状態となる。

また、クローズバー１１が時計方向に回転すると、クローズバー保持板２が、矢印ｆ１で示すように、時計方向に回転する。これにより、連結バー２ａが、右方に移動し、引外し装置１のクローズバー連動アクチュエータ５４の第２リンク５４ｂが、矢印ｆ２で示すように、半時計方向に回転し、クローズバー連動アクチュエータ５４の第１リンク５４ａが、半時計方向に回転する。第１リンク５４ａの回転によって、スイッチ切替え板５２が、矢印ｆ３で示すように、下方に移動する。スイッチ切替え板５２の下方移動によって、オン操作検出スイッチ５１がオフからオンに切替わる。この切替わりを、後述のワンショット回路６０が検出すると、ワンショット回路６０および後述のコイル通電回路６２によって、電磁ソレノイド５５の引外しコイル５５ｃが短時間通電されて電磁力を発生する。これにより、引外しシャフト５６は、矢印ｆ４で示すように、下方に突出し、トリップバー保持部品９を、矢印ｆ５で示すように、半時計方向に回転する。これにより、トリップバー１０が半時計方向に回転し、前述した開閉機構部５０の開放機構が動作して、遮断器１００をトリップする。

このように、オン操作が行われると、開閉機構部５０の投入機構が動作し、遮断器１００が投入状態となるが、その後、引外し装置１が動作して引外しシャフト５６を下方に突出することで、開閉機構部５０の開放機構が動作して、遮断器１００をトリップする。

図１３は、実施の形態１の遮断器１００の引外し装置１の駆動回路の回路構成を示すブロック図である。図１４は、実施の形態１の遮断器１００の引外し装置１の駆動回路の各部の動作を説明するためのタイムチャートである。駆動回路は、電源端子５８と、整流回路６１と、電圧検出回路５９と、ワンショット回路６０と、オン操作検出スイッチ５１と、コイル通電回路６２とを有する。

整流回路６１は、電源端子５８を介して入力された交流電圧を整流する。電圧検出回路５９は、整流回路６１で整流された電源電圧を検出し、検出された電源電圧が引外しコイル５５ｃの吸引動作可能な動作閾値電圧を超えると、ワンショット回路６０を動作させる駆動信号を出力する。吸引動作可能な動作閾値電圧は、電磁ソレノイド５５の固定鉄心５５ｂが可動鉄心５５ａを吸引することが可能な電圧である。

ワンショット回路６０は、電圧検出回路５９およびオン操作検出スイッチ５１に接続されている。ワンショット回路６０は、電圧検出回路５９から駆動信号が入力されると、コイル通電回路６２を短時間の間、オンにするワンショットパルス信号を出力する。また、ワンショット回路６０は、オン操作検出スイッチ５１がオンになると、コイル通電回路６２を短時間の間、オンにするワンショットパルス信号を出力する。

コイル通電回路６２は、ワンショットパルス信号が入力されている期間にのみ導通状態となり、電磁ソレノイド５５の引外しコイル５５ｃを通電する。これにより、前述したように、電磁ソレノイド５５の可動鉄心５５ａが固定鉄心５５ｂに吸引され、引外しシャフト５６が下方向に突出する。引外しシャフト５６が下方向に突出されると、前述したように、トリップバー１０が半時計方向に回転し、前述した開閉機構部５０の開放機構が動作して、遮断器１００がトリップされる。

引外しコイル５５ｃは、ワンショット回路６０によって、ワンショットパルス信号のオン期間に対応する短時間のみ通電されるため、発熱を抑えて焼損を防止することができる。なお、電圧検出回路５９は、一般的な電圧検出回路と同様に、サージノイズなどの短時間のノイズ電圧で誤動作しないように、電源電圧が数ｍｓ以上の期間、動作閾値電圧より大きくなると、検出信号である駆動信号を出力するように、検出遅延時間を持たせている。

図１４においては、時刻ｔ１に、電圧検出回路５９は、電源電圧が引外しコイル５５ｃの吸引動作可能な動作閾値電圧を超えたことを検出し、駆動信号を出力している。これにより、時刻ｔ１に、ワンショット回路６０およびコイル通電回路６２が動作し、引外しコイル５５ｃにコイル電流が短時間の間流れる。また、時刻ｔ２に、オン操作検出スイッチ５１が、オン操作されたクローズバー１１の時計方向への回転を検出している。これにより、時刻ｔ２に、ワンショット回路６０およびコイル通電回路６２が動作し、引外しコイル５５ｃにコイル電流が短時間の間流れる。

このように、電源端子５８の電源電圧が引外しコイル５５ｃの吸引動作可能な動作閾値電圧を超えた場合と、オン操作されてクローズバー１１が時計方向に回転した場合において、引外し装置１は引外しシャフト５６を短期間の間、下方に突出させ、トリップバー保持部品９を半時計方向に回転させて、遮断器１００をトリップすることができる。

これにより、ワンショット回路６０が動作完了できる時間以上の期間、電源が印加された続けた状態で遮断器１００がオフからオン操作された場合でも、引外しコイル５５ｃがワンショットパルス信号のオン期間に対応する短時間の間しか通電されないので、引外しコイル５５ｃの短時間での通電で遮断器１００をトリップすることができる。このため、引外しコイル５５ｃの焼損を確実に防止することができる。

図２に示したように、引外し装置１の電磁ソレノイド５５は、投入コイル３に並べて配置される。このため、投入コイル３によって動作されるクローズバー１１は、電磁ソレノイド５５の近くに配置されることが多い。実施の形態１の引外し装置１によれば、クローズバー１１の回転に基づきオン操作を検出する検出機構を設け、検出機構によって電磁ソレノイド５５を駆動している。このため、検出機構を小さく簡単な構造にできるため、検出機構および電磁ソレノイド５５を有する引外し装置１を１ユニットで構成することができる。

また、実施の形態１によれば、ワンショット回路６０により引外しコイル５５ｃを短時間通電としているので、引外しコイル５５ｃの焼損を防止することができる。また、遮断器１００のオフからオン時も、ワンショット回路６０により引外しコイル５５ｃを短時間通電としているので、引外しコイル５５ｃの焼損を確実に防止することができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、引外し装置１を図２の不足電圧引外し装置４の取付け位置に取付けている。図１５は、実施の形態２の遮断器２００の引外し装置１と引外し装置１の下部の構成を示す断面図である。図１５は図９と切断方向が同じである。図１６は、実施の形態２の遮断器２００の引外し装置１と引外し装置１の下部の構成を示す断面図である。図１６は図１０と切断方向が同じであり、クローズバー１１の回転前の状態を示している。図１７は、実施の形態２の遮断器２００の引外し装置１と引外し装置１の下部の構成を示す断面図である。図１７は、図１０と切断方向が同じであり、クローズバー１１の回転後の状態を示している。なお、図１６および図１７は、図２の状態で左方から遮断器２００を見ており、図１１および図１２の遮断器１００とは見る方向が逆である。

前述したように、遮断器２００のオン操作は、ＯＮボタン７を押し込むか、あるいは投入コイル３に電源を印加して不図示の投入コイルシャフトを突出させて、オン操作連動部品８を回転させることで、オン操作連動部品８に連動されるクローズバー１１を回転することをトリガとする。よって、クローズバー１１を回転させて動作させるためには、必ず、オン操作連動部品８も回転動作を行うこととなる。そこで、実施の形態２では、オン操作連動部品８の回転を受けて、実施の形態１と同様に、引外し装置１の各構成要素および図１３に示した駆動回路の各回路を動作させて、実施の形態１と、実質的に同じ動作を行う。

オン操作連動部品８には、クローズバー連動アクチュエータ５４との連結部位に連結バー８ａが設けられている。ＯＮボタン７を押し込むか、あるいは投入コイル３に電源を印加するなどのオン操作がなされると、オン操作連動部品８が図１６で示す状態から図１７で示す状態に回転する。これにより、連結バー８ａがクローズバー連動アクチュエータ５４を駆動してスイッチ切替え板５２を下方に移動し、オン操作検出スイッチ５１をオンに切替える。この切替わりを、ワンショット回路６０が検出し、コイル通電回路６２をオンにし、電磁ソレノイド５５の引外しコイル５５ｃを短時間通電する。これにより、引外しシャフト５６が下方に突出し、トリップバー保持部品９を、図１７の時計方向に回転する。これにより、トリップバー１０が回転し、前述した開閉機構部５０の開放機構が動作して、遮断器２００をトリップする。

電源端子５８の電源電圧が引外しコイル５５ｃの吸引動作可能な動作閾値電圧を超えた場合も実施の形態１と同様であり、電圧検出回路５９の駆動信号によってワンショット回路６０を動作させることで、同様にして、引外しシャフト５６が下方に突出し、トリップバー保持部品９およびトリップバー１０を回転させて、遮断器２００をトリップする。

このように実施の形態２によれば、引外し装置１を図２の不足電圧引外し装置４の取付け位置に取付けた場合においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
図１８は、実施の形態３の引外し装置１の駆動回路の回路構成を示すブロック図である。図１９は、実施の形態３の引外し装置１の駆動回路の各部の動作を説明するためのタイムチャートである。図１９は、動作閾値電圧より小さい電圧で電源印加が開始された場合を示している。図２０は、実施の形態３の引外し装置１の駆動回路の各部の動作を説明するためのタイムチャートである。図２０は、動作閾値電圧より大きい電圧で電源印加が開始された場合を示している。

実施の形態１で説明したように、電圧検出回路５９は動作閾値電圧を超える電圧が入力されても直ぐに検出信号である駆動信号を出力せずに、数ｍｓ程度の検出遅延時間を持たせている。よって、この検出遅延時間だけ、引外し装置１に電源電圧を印加してから遮断器１００のオフ動作が完了するまでの動作時間が長くなる。

そこで、実施の形態３では、起動時コイル通電回路６３を追加し、動作時間の遅れを改善する。起動時コイル通電回路６３は、電源電圧が印加されて駆動回路が動作可能な状態になると、動作閾値電圧に関係なく即座にワンショット回路６０へ動作信号を出力する。

図１９のタイムチャートを用いて動作説明を行う。図１９に示すように、動作閾値電圧より小さい電圧で電源印加が開始された場合でも、起動時コイル通電回路６３は、駆動回路が動作可能な状態になると、電圧検出回路５９による電圧検出を待たずに、ワンショット回路６０へ動作信号を出力する。この動作信号によって、ワンショット回路６０は、ワンショットパルス信号をコイル通電回路６２に出力し、引外しコイル５５ｃを短時間通電する。これにより、電磁ソレノイド５５が動作し、引外しシャフト５６が下方に突出し、トリップバー保持部品９およびトリップバー１０を回転させて、遮断器をトリップする。

この後、電源電圧が動作閾値電圧を超えると、電圧検出回路５９がこれを検出し、ワンショット回路６０を動作させる。これにより、コイル通電回路６２が動作し、引外しコイル５５ｃを短時間通電する。この結果、電磁ソレノイド５５が動作し、引外しシャフト５６が下方に突出し、トリップバー保持部品９およびトリップバー１０を回転させて、遮断器をオフにトリップする。

このように、動作閾値電圧より小さい電源電圧で電圧印加が開始された場合でも、電源電圧が動作閾値電圧より大きくなれば、ワンショット回路６０を再度動作させるので、確実に電磁ソレノイド５５の吸引動作を行うことができる。なお、起動時コイル通電回路６３もサージノイズなどの短時間のノイズ電圧での誤動作が考えられるが、起動時コイル通電回路６３は電源印加時のみ動作信号を出力して、その後は動作信号が出力されないようにロックが掛かる回路とすることで誤動作を回避できる。

一方、図２０に示すように、動作閾値電圧より大きい電圧で電源印加が開始された場合は、駆動回路が動作可能な状態になると、起動時コイル通電回路６３が動作信号をワンショット回路６０へ出力し、電圧検出回路５９は、検出遅延時間後に、検出信号である駆動信号をワンショット回路６０へ出力する。したがって、動作閾値電圧より大きい電圧で電源印加が開始された場合でも、検出遅延時間を待つことなく、電磁ソレノイド５５の吸引動作を行うことができ、遮断器がオフするまでの時間を短縮することができる。

このように実施の形態３によれば、駆動回路が動作可能な状態になると、動作閾値電圧に関係なく即座にワンショット回路６０へ動作信号を出力する起動時コイル通電回路６３を設けているので、検出遅延時間を待つことなく、電磁ソレノイド５５の吸引動作が実行でき、遮断器がトリップするまでの時間を短縮することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 引外し装置、２ クローズバー保持板、２ａ，８ａ 連結バー、３ 投入コイル、４ 不足電圧引外し装置、５ ＯＦＦボタン、６ オフ操作連動部品、７ ＯＮボタン、８ オン操作連動部品、９ トリップバー保持部品、１０ トリップバー、１１ クローズバー、１２ 第２のクローズラッチ、１２ａ 回転軸、１２ｂ 側面突出部、１２ｃ 係合部、１３ ラッチ側ローラ、１４ カムシャフト、１５ チャージ用カム、１５ａ カム側ローラ、１５ｂ 円周カム面、１６ フレーム、１７ チャージアーム、１７ａ，３０ａ 固定軸、１７ｂ アーム側ローラ、１７ｃ 作動面、１７ｄ バネ掛けピン、１８ 投入バネ、１８ａ ガイド板、１８ｂ 長孔、２０ メインシャフト、２０ｂ リンク用アーム、２１ 通電機構部、２２ 開閉接点、２２ａ 固定接点、２２ｂ 可動接点、２３ 通電導体、２３ａ 第１通電導体、２３ｂ 第２通電導体、２４ 電源側接続導体、２５ 負荷側接続導体、２６ トリップラッチ、２６ａ 凹部、２８ 第１のクローズラッチ、２８ａ 下面、２８ｂ 端面、２９ 投入トグルリンク機構、２９ａ，５４ａ 第１リンク、２９ｂ，５４ｂ 第２リンク、２９ｃ，２９ｄ，３０ｂ ピン、２９ｅ リンク側ローラ、３０ リンクレバー、３０ｃ レバー側ローラ、４０ 電気系統部材、５０ 開閉機構部、５１ オン操作検出スイッチ、５２ スイッチ切替え板、５３ 保持バネ、５４ クローズバー連動アクチュエータ、５５ 電磁ソレノイド、５５ａ 可動鉄心、５５ｂ 固定鉄心、５５ｃ 引外しコイル、５６ 引外しシャフト、５７ バネ、５８ 電源端子、５９ 電圧検出回路、６０ ワンショット回路、６１ 整流回路、６２ コイル通電回路、６３ 起動時コイル通電回路、１００，２００ 遮断器。

Claims (7)

1. オン操作によって回転して投入機構を動作させて開閉接点を投入する第１軸と、オフ操作によって回転して開放機構を動作させて前記開閉接点を開路する第２軸とを有する開閉機構部に連結される引外し装置であって、
   前記オン操作による前記第１軸の回転を検出する検出機構と、
   前記検出機構の検出によってワンショットパルスを出力するワンショット回路と、
   前記ワンショットパルスによって通電される引外しコイルを有し、前記引外しコイルが通電されると、引外しシャフトを突出して、前記第２軸を回転させて、前記開閉接点を開路させるソレノイド部と、
   を備え、前記検出機構および前記ソレノイド部は、１ユニットで構成されることを特徴とする引外し装置。
2. 前記検出機構は、
   前記第１軸の前記回転に連動する連動アクチュエータと、
   前記連動アクチュエータの動作をスライド動作に変換するスイッチ切替え板と、
   前記スイッチ切替え板のスライド動作によってオンになるスイッチと、
   を備え、
   前記ワンショット回路は、前記スイッチがオンになると、前記ワンショットパルスを出力することを特徴とする請求項１に記載の引外し装置。
3. 電源電圧が前記ソレノイド部の前記引外しコイルの動作閾値電圧より大きくなったことを検出した場合、前記ワンショット回路を動作させて、前記ワンショットパルスを出力させる電圧検出回路を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の引外し装置。
4. 前記電源電圧が印加されると、前記ワンショット回路を即座に動作させて、前記電圧検出回路が前記ワンショット回路を動作させる前に、前記ワンショット回路から前記ワンショットパルスを出力させる起動時コイル通電回路を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の引外し装置。
5. 請求項１から４の何れか一つに記載の引外し装置と、
   前記第１軸と、
   前記第２軸と、
   前記開閉接点と、
   前記投入機構および前記開放機構を有する開閉機構部と、
   を備えたことを特徴とする遮断器。
6. 前記第１軸は、第１軸保持板に保持され、
   前記検出機構は、前記第１軸保持板に連結されて、前記第１軸の回転を検出することを特徴とする請求項５に記載の遮断器。
7. オン操作時に回転するオン操作連動部品をさらに有し、
   前記検出機構は、前記オン操作連動部品に連結されて、前記第１軸の回転を検出することを特徴とする請求項５に記載の遮断器。

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