JP3204508B2 - リモートコントロールサーキットブレーカ - Google Patents
リモートコントロールサーキットブレーカInfo
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H89/00—Combinations of two or more different basic types of electric switches, relays, selectors and emergency protective devices, not covered by any single one of the other main groups of this subclass
- H01H89/06—Combination of a manual reset circuit with a contactor, i.e. the same circuit controlled by both a protective and a remote control device
- H01H89/08—Combination of a manual reset circuit with a contactor, i.e. the same circuit controlled by both a protective and a remote control device with both devices using the same contact pair
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2300/00—Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
- H01H2300/03—Application domotique, e.g. for house automation, bus connected switches, sensors, loads or intelligent wiring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
- H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
- H01H3/40—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using friction, toothed, or screw-and-nut gearing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
- H01H71/10—Operating or release mechanisms
- H01H71/66—Power reset mechanisms
- H01H71/70—Power reset mechanisms actuated by electric motor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
- H01H9/167—Circuits for remote indication
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/11—Tripping mechanism
-
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- Y10T74/18792—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including worm
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は一般的にリモートコントロールサーキットブ
レーカに関し、特に遠隔制御されるサーキットブレーカ
の制御および監視の改善に関する。
レーカに関し、特に遠隔制御されるサーキットブレーカ
の制御および監視の改善に関する。
発明の背景 リモートコントロールサーキットブレーカはピーク使
用時間中の電気的サービスの一時的遮断や産業地区のプ
ログラマブル照明制御に広く使用されている。遠隔地区
からの要求に応じてこれらのサーキットブレーカを開閉
すれば、手動操作サーキットブレーカに較べて著しく簡
便性が向上する。
用時間中の電気的サービスの一時的遮断や産業地区のプ
ログラマブル照明制御に広く使用されている。遠隔地区
からの要求に応じてこれらのサーキットブレーカを開閉
すれば、手動操作サーキットブレーカに較べて著しく簡
便性が向上する。
より一般的なリモートコントロールサーキットブレー
カではソレノイドを励起してサーキットブレーカが開位
置に保持される。このような励起は連続的に行ってサー
キットブレーカが閉位置へ移動するのを防止しなければ
ならない。残念ながら、連続励起を行うと熱が放散され
て熱応答サーキットブレーカのトリップ機構（tripping
mechanism）の較正に支障を来すことがあるため、この
種のサーキットブレーカには適切でない。
カではソレノイドを励起してサーキットブレーカが開位
置に保持される。このような励起は連続的に行ってサー
キットブレーカが閉位置へ移動するのを防止しなければ
ならない。残念ながら、連続励起を行うと熱が放散され
て熱応答サーキットブレーカのトリップ機構（tripping
mechanism）の較正に支障を来すことがあるため、この
種のサーキットブレーカには適切でない。
米国特許第4,623,859号に開示されたリモートコント
ロールサーキットブレーカでは接点の開閉を行うモータ
を設けることによりこの問題を克服している。モータは
歯車を介して一つの接点に連結され、歯車はモータ軸と
同時に回転してサーキットブレーカの接点を開閉するよ
うにされている。
ロールサーキットブレーカでは接点の開閉を行うモータ
を設けることによりこの問題を克服している。モータは
歯車を介して一つの接点に連結され、歯車はモータ軸と
同時に回転してサーキットブレーカの接点を開閉するよ
うにされている。
米国特許第4,623,859号に開示されたサーキットブレ
ーカは多くのサーキットブレーカ応用に対して適切なも
のであるが、時間と共に摩耗および公差関連問題が生じ
る可能性がある。さらに、応用によっては遠隔操作だけ
でなく手元操作もより簡便に実施しかつ監視できるよう
なリモートコントロールサーキットブレーカに対するニ
ーズがある。
ーカは多くのサーキットブレーカ応用に対して適切なも
のであるが、時間と共に摩耗および公差関連問題が生じ
る可能性がある。さらに、応用によっては遠隔操作だけ
でなく手元操作もより簡便に実施しかつ監視できるよう
なリモートコントロールサーキットブレーカに対するニ
ーズがある。
発明の要約 前記従来技術の欠点を克服しより簡便に手元および遠
隔操作および監視を行える改良型リモートコントロール
サーキットブレーカ構成を提供することが本発明の一般
的な目的である。
隔操作および監視を行える改良型リモートコントロール
サーキットブレーカ構成を提供することが本発明の一般
的な目的である。
従来技術における摩耗および公差問題を実質的に解消
する改良型リモートコントロールサーキットブレーカ構
成を提供することが本発明のより特定的な目的である。
する改良型リモートコントロールサーキットブレーカ構
成を提供することが本発明のより特定的な目的である。
負荷電力が遮断されているかどうかを示す信頼度の高
い安価な手元および遠隔信号を有し、負荷を監視するた
めの移動部の必要性を無くした改良型サーキットブレー
カ構成を提供することが本発明のもう一つの目的であ
る。
い安価な手元および遠隔信号を有し、負荷を監視するた
めの移動部の必要性を無くした改良型サーキットブレー
カ構成を提供することが本発明のもう一つの目的であ
る。
オペレータが構成の遠隔制御部を作動不能としたい場
合にサーキットブレーカ構成を制御することができるオ
ーバライド機構を含む、改良型サーキットブレーカ構成
を提供することが本発明のもう一つの目的である。
合にサーキットブレーカ構成を制御することができるオ
ーバライド機構を含む、改良型サーキットブレーカ構成
を提供することが本発明のもう一つの目的である。
本発明によれば、電源と負荷間の回路で電力を遮断す
る遠隔制御可能なサーキットブレーカ装置を提供するこ
とにより前記目的が達成される。その装置は、回路内に
協同的に配置され、電源から負荷へ電流を供給し少くと
もその一方が移動して負荷に対する供給電力を遮断でき
る第１および第２の接点と、遠隔地区から生じる開閉制
御信号に応答して前記少くとも一つの可動接点を移動さ
せ前記回路の経路をそれぞれ遮断および確立させる歯車
駆動手段と、前記歯車駆動手段に応答しかつ前記少くと
も一つの可動接点に連結され、前記制御信号に応答して
前記回路の経路を遮断する可回転歯車とを含む。
る遠隔制御可能なサーキットブレーカ装置を提供するこ
とにより前記目的が達成される。その装置は、回路内に
協同的に配置され、電源から負荷へ電流を供給し少くと
もその一方が移動して負荷に対する供給電力を遮断でき
る第１および第２の接点と、遠隔地区から生じる開閉制
御信号に応答して前記少くとも一つの可動接点を移動さ
せ前記回路の経路をそれぞれ遮断および確立させる歯車
駆動手段と、前記歯車駆動手段に応答しかつ前記少くと
も一つの可動接点に連結され、前記制御信号に応答して
前記回路の経路を遮断する可回転歯車とを含む。
本発明のもう一つの実施例では、リモートコントロー
ルサーキットブレーカ構成は、静止接点と、キャリアに
取り付けられた可動接点と、回転子に接続された軸を有
するモータとを有している。前記モータは制御モジュー
ルからの信号により励起される。前記モータ軸はモータ
ケーシングから突出して軸スプリングに固定され、軸ス
プリングはモータの回転子と同時に回転する。軸スプリ
ングの巻線間に配置された複数の歯を有する歯車が、軸
スプリングが時計廻りもしくは反時計廻りに回転する時
に前後に移動する。操作ロッドが歯車の移動を伝達して
前記キャリアをモータへ向って移動させ接点を開く。好
ましくは、本発明は、オーバーセンタースプリング機構
とともに使用されるが、前記操作ロッドがキャリアを移
動させてブレードトリップ位置の方向で部分的に開くも
のであればさまざまな操作機構とともに使用することが
できる。
ルサーキットブレーカ構成は、静止接点と、キャリアに
取り付けられた可動接点と、回転子に接続された軸を有
するモータとを有している。前記モータは制御モジュー
ルからの信号により励起される。前記モータ軸はモータ
ケーシングから突出して軸スプリングに固定され、軸ス
プリングはモータの回転子と同時に回転する。軸スプリ
ングの巻線間に配置された複数の歯を有する歯車が、軸
スプリングが時計廻りもしくは反時計廻りに回転する時
に前後に移動する。操作ロッドが歯車の移動を伝達して
前記キャリアをモータへ向って移動させ接点を開く。好
ましくは、本発明は、オーバーセンタースプリング機構
とともに使用されるが、前記操作ロッドがキャリアを移
動させてブレードトリップ位置の方向で部分的に開くも
のであればさまざまな操作機構とともに使用することが
できる。
モータは、制御モジュールからの信号に応答して軸ス
プリングを所定時間だけ時計廻りもしくは反時計廻りに
回転させるように動作する。軸スプリングがモータに対
して反時計廻りに回転すると、歯車がキャリアに向って
回転して可動接点は閉位置へ移動する。モータに対する
軸スプリングの時計廻り回転により、歯車はキャリアか
ら離れて接点が開く。エネルギ管理機構のロックアップ
を防止するために、歯車の近くにトーションスプリング
（torsional spring）を配置して反時計廻りに移動しよ
うとする歯車に荷重を加え、接点を閉成させることがで
きる。歯車がオーバードライブされた場合には、トーシ
ョンスプリングが荷重を加えて歯車を時計廻りに回転さ
せ軸スプリングと係合させる。
プリングを所定時間だけ時計廻りもしくは反時計廻りに
回転させるように動作する。軸スプリングがモータに対
して反時計廻りに回転すると、歯車がキャリアに向って
回転して可動接点は閉位置へ移動する。モータに対する
軸スプリングの時計廻り回転により、歯車はキャリアか
ら離れて接点が開く。エネルギ管理機構のロックアップ
を防止するために、歯車の近くにトーションスプリング
（torsional spring）を配置して反時計廻りに移動しよ
うとする歯車に荷重を加え、接点を閉成させることがで
きる。歯車がオーバードライブされた場合には、トーシ
ョンスプリングが荷重を加えて歯車を時計廻りに回転さ
せ軸スプリングと係合させる。
光学的もしくは磁気的アイソレータがサーキットブレ
ーカの負荷側に接続されて負荷を監視し負荷への電力が
遮断されているかどうかを決定する。アイソレータは制
御モジュールへ負荷電力情報を与える。
ーカの負荷側に接続されて負荷を監視し負荷への電力が
遮断されているかどうかを決定する。アイソレータは制
御モジュールへ負荷電力情報を与える。
接触状態インジケータが操作ロッドに接続されてい
る。該インジケータは接点の閉成時に前方へ移動し、サ
ーキットブレーカハウジング内の孔を介して接点が閉成
位置にあることを示す。
る。該インジケータは接点の閉成時に前方へ移動し、サ
ーキットブレーカハウジング内の孔を介して接点が閉成
位置にあることを示す。
図面の簡単な説明 本発明の他の目的や利点は以下の詳細説明および以下
の添付図面から明白となるであろう。
の添付図面から明白となるであろう。
第１図は、サーキットブレーカハウジングおよびカバ
ーを示す、本発明によるサーキットブレーカの斜視図で
ある。
ーを示す、本発明によるサーキットブレーカの斜視図で
ある。
第２図は、前記カバーを取り外して閉成位置を示す、
前記サーキットブレーカの側面図である。
前記サーキットブレーカの側面図である。
第3a図は、前記カバーを取り外して開放位置を示す、
第１図のサーキットブレーカのもう一つの側面図であ
る。
第１図のサーキットブレーカのもう一つの側面図であ
る。
第3b図は、前記カバーを取り外してトリップ位置を示
す第１図のサーキットブレーカのもう一つの側面図であ
る。
す第１図のサーキットブレーカのもう一つの側面図であ
る。
第４図は、前記カバーを取り外して作動不能位置にあ
るリモートコントロール機構を示す、サーキットブレー
カのもう一つの側面図である。
るリモートコントロール機構を示す、サーキットブレー
カのもう一つの側面図である。
第５図は、リモートコントロール機構を非作動とする
のに使用する第１図のサーキットブレーカのオーバドラ
イブ機構の部分斜視図である。
のに使用する第１図のサーキットブレーカのオーバドラ
イブ機構の部分斜視図である。
第６図は前記図に示されたサーキットブレーカモータ
の制御および接点状態の監視及び報告に使用できる電気
回路を含む概略図である。
の制御および接点状態の監視及び報告に使用できる電気
回路を含む概略図である。
本発明はさまざまに変更および修正することができる
が、その特定実施例を図示しそれについて詳細説明を行
う。しかしながら、本発明はここに記載する特定形状に
限定されるのではなく特許請求の範囲に規定された本発
明の精神および範囲内に入る全ての修正、等価、変更を
含むものとする。
が、その特定実施例を図示しそれについて詳細説明を行
う。しかしながら、本発明はここに記載する特定形状に
限定されるのではなく特許請求の範囲に規定された本発
明の精神および範囲内に入る全ての修正、等価、変更を
含むものとする。
実施例の説明 次に図面特に第１図〜第４図を参照すると、本発明の
好ましい実施例が遠隔制御可能なサーキットブレーカ構
成の形式で示されている。本構成には着脱可能なカバー
12により一つの面が閉成される絶縁体すなわちハウジン
グ10と、電源と負荷（図示せぬ）との間で回路を完成さ
せる線路端子14および負荷端子16とが含まれている。よ
り詳細には、線路端子14で始まる回路経路は、静止およ
び可動接点18,20を介して、また、キャリア24とバイメ
タル28との間にはんだ付けされた可撓銅導体22を介し
て、電流を運ぶ。可動接点20はキャリア24の一部として
形成することができる。バイメタル28に溶着された剛性
導電板29が、バイメタル28から負荷端子16へ電流を運
ぶ。
好ましい実施例が遠隔制御可能なサーキットブレーカ構
成の形式で示されている。本構成には着脱可能なカバー
12により一つの面が閉成される絶縁体すなわちハウジン
グ10と、電源と負荷（図示せぬ）との間で回路を完成さ
せる線路端子14および負荷端子16とが含まれている。よ
り詳細には、線路端子14で始まる回路経路は、静止およ
び可動接点18,20を介して、また、キャリア24とバイメ
タル28との間にはんだ付けされた可撓銅導体22を介し
て、電流を運ぶ。可動接点20はキャリア24の一部として
形成することができる。バイメタル28に溶着された剛性
導電板29が、バイメタル28から負荷端子16へ電流を運
ぶ。
前記電流経路は、さまざまな部品により遠隔もしくは
手元制御され、そのいくつかはSquare D Model No.QO−
PLおよび本譲渡人が譲り受けた1986年11月18日発行の
「リモートコントロールサーキットブレーカ」と題する
米国特許第4,623,859号の対応部品と同様な構造および
動作を有している。例えば、すぐ後で説明を行う、外部
操作ハンドル30およびトリップ機構アセンブリに関連す
る部品は、前記引用製品および特許の対応する部品と構
造および動作が同様である。
手元制御され、そのいくつかはSquare D Model No.QO−
PLおよび本譲渡人が譲り受けた1986年11月18日発行の
「リモートコントロールサーキットブレーカ」と題する
米国特許第4,623,859号の対応部品と同様な構造および
動作を有している。例えば、すぐ後で説明を行う、外部
操作ハンドル30およびトリップ機構アセンブリに関連す
る部品は、前記引用製品および特許の対応する部品と構
造および動作が同様である。
前記サーキットブレーカ構成の手元制御は、ハウジン
グ10内の軸32周りに回動自在に取り付けられて接点キャ
リア24を制御する外部操作ハンドル30を使用して、行わ
れる。接点キャリア24の上端は操作ハンドル30の底部に
回転可能に固定され、接点キャリア24は付勢スプリング
（biasing spring）34を使用して時計廻りおよび反時計
廻りに揺動することができる。付勢スプリング34がキャ
リア24底部およびトリップレバー36上の平衡位置に固定
されていてキャリア24をハンドル30に向けて付勢する。
グ10内の軸32周りに回動自在に取り付けられて接点キャ
リア24を制御する外部操作ハンドル30を使用して、行わ
れる。接点キャリア24の上端は操作ハンドル30の底部に
回転可能に固定され、接点キャリア24は付勢スプリング
（biasing spring）34を使用して時計廻りおよび反時計
廻りに揺動することができる。付勢スプリング34がキャ
リア24底部およびトリップレバー36上の平衡位置に固定
されていてキャリア24をハンドル30に向けて付勢する。
ハンドル30の左右への移動に応答して、キャリア24は
スプリング34の作用によりそれぞれ時計廻りおよび反時
計廻りに移動する。ハンドル30はキャリア24頂部を平衡
位置のいずれかの側へ移動させ、それによりキャリア24
底部は可動接点20を開放もしくは閉成位置へ付勢する。
スプリング34の作用によりそれぞれ時計廻りおよび反時
計廻りに移動する。ハンドル30はキャリア24頂部を平衡
位置のいずれかの側へ移動させ、それによりキャリア24
底部は可動接点20を開放もしくは閉成位置へ付勢する。
前記特許に記載されているように、トリップ機構アセ
ンブリは、アーマチュア27、バイメタル部材28およびヨ
ーク26を含んでいる。接点閉成位置（第２図）から適度
に持続する過負荷が生じると、バイメタル部材28は加熱
されて右へ湾曲し、アーマチュア27とヨーク26が反時計
廻りに揺動して（第３図）ピン38の周りに回動可能なト
リップレバー36の端部の離隔圧（stand−off presure）
が解除される。これにより、トリップレバー36は時計廻
りに揺動し、スプリング34がキャリア24を静止接点18か
ら引き離して前記電流経路が遮断される。
ンブリは、アーマチュア27、バイメタル部材28およびヨ
ーク26を含んでいる。接点閉成位置（第２図）から適度
に持続する過負荷が生じると、バイメタル部材28は加熱
されて右へ湾曲し、アーマチュア27とヨーク26が反時計
廻りに揺動して（第３図）ピン38の周りに回動可能なト
リップレバー36の端部の離隔圧（stand−off presure）
が解除される。これにより、トリップレバー36は時計廻
りに揺動し、スプリング34がキャリア24を静止接点18か
ら引き離して前記電流経路が遮断される。
同様に、大きな電流過負荷が生じると、ヨーク26はア
ーマチュア27を吸引する磁力を発生して、アーマチュア
27を反時計廻りに揺動させる。これにより、トリップレ
バー36は時計廻りに揺動し、スプリング34がキャリア24
を引いて前記電流経路が遮断される。
ーマチュア27を吸引する磁力を発生して、アーマチュア
27を反時計廻りに揺動させる。これにより、トリップレ
バー36は時計廻りに揺動し、スプリング34がキャリア24
を引いて前記電流経路が遮断される。
トリップされた後、前記トリップ機構アセンブリは、
操作ハンドル30の底部がピン40を押すように、操作ハン
ドル30を右へ引くことによって、復帰される。ピン40の
この係合によりトリップレバー36は反時計方向に回転
し、トリップレバー36の端部がアーマチュア27と係合し
てアーマチュア27を設定する。
操作ハンドル30の底部がピン40を押すように、操作ハン
ドル30を右へ引くことによって、復帰される。ピン40の
この係合によりトリップレバー36は反時計方向に回転
し、トリップレバー36の端部がアーマチュア27と係合し
てアーマチュア27を設定する。
本発明のもう一つの重要な部分はサーキットブレーカ
の遠隔制御の実施に関するものである。遠隔制御は、一
方向に回転してキャリア24を引き寄せて前記回路経路を
遮断しかつ反対方向に回転してスプリング34によりキャ
リア24を引き寄せ前記回路経路を再確立する、軸52を有
するモータ50を使用して行われる。これは、軸52の周り
に取り付けられた軸スプリング54と、ピン57の周りに回
転して、フック状連結部材58を成す駆動ロッドアセンブ
リを制御する歯車56とにより達成される。該駆動ロッド
アセンブリは、湾曲して接点キャリア24内の孔（ホー
ル）25へ入り接点キャリア24を引き寄せる端部を有す
る。軸スプリング54はねじり圧着（torsional−type pr
essure fitting）によりその一端60が軸52に固定され、
軸スプリング54がモータ軸52と共に回転するようにされ
る。歯車56はスプリング54の巻線と連動して軸52の回転
と歯車56のピン57周りの回転との間に線型関係を確立す
る歯62を含んでいる。例えば、軸52の時計廻り回転は歯
車56のピン57周りの反時計廻り回転に対応させることが
できる。
の遠隔制御の実施に関するものである。遠隔制御は、一
方向に回転してキャリア24を引き寄せて前記回路経路を
遮断しかつ反対方向に回転してスプリング34によりキャ
リア24を引き寄せ前記回路経路を再確立する、軸52を有
するモータ50を使用して行われる。これは、軸52の周り
に取り付けられた軸スプリング54と、ピン57の周りに回
転して、フック状連結部材58を成す駆動ロッドアセンブ
リを制御する歯車56とにより達成される。該駆動ロッド
アセンブリは、湾曲して接点キャリア24内の孔（ホー
ル）25へ入り接点キャリア24を引き寄せる端部を有す
る。軸スプリング54はねじり圧着（torsional−type pr
essure fitting）によりその一端60が軸52に固定され、
軸スプリング54がモータ軸52と共に回転するようにされ
る。歯車56はスプリング54の巻線と連動して軸52の回転
と歯車56のピン57周りの回転との間に線型関係を確立す
る歯62を含んでいる。例えば、軸52の時計廻り回転は歯
車56のピン57周りの反時計廻り回転に対応させることが
できる。
歯車56に固定されてそこから突出する連結ピン64は、
駆動ロッドアセンブリ58aに設けたスロット140に係合
し、歯車56の回転に応答して接点キャリア24の位置を制
御する。歯車の歯62が軸スプリング54と共に移動する
と、歯車56の歯62と反対側が同じ角度だけ回転して連結
ピン64をピン57周りに回転させる。連結ピン64の反時計
廻り方向の移動により駆動ロッドアセンブリ58a,bが右
へ引き寄せられて接点キャリア24が静止接点18から引き
離される。駆動ロッドアセンブリ58a,bは、歯車56が時
計廻りに完全に回転したときに連結ピン64の右側に間隙
が生じて接点キャリア24が接点18,20の閉成を妨げない
ように充分な長さとされている。
駆動ロッドアセンブリ58aに設けたスロット140に係合
し、歯車56の回転に応答して接点キャリア24の位置を制
御する。歯車の歯62が軸スプリング54と共に移動する
と、歯車56の歯62と反対側が同じ角度だけ回転して連結
ピン64をピン57周りに回転させる。連結ピン64の反時計
廻り方向の移動により駆動ロッドアセンブリ58a,bが右
へ引き寄せられて接点キャリア24が静止接点18から引き
離される。駆動ロッドアセンブリ58a,bは、歯車56が時
計廻りに完全に回転したときに連結ピン64の右側に間隙
が生じて接点キャリア24が接点18,20の閉成を妨げない
ように充分な長さとされている。
モータの反対方向動作に応答して、連結ピン64は時計
廻りに回転し、付勢スプリング34が接点キャリア24を接
点閉成位置へ戻すことを許す。
廻りに回転し、付勢スプリング34が接点キャリア24を接
点閉成位置へ戻すことを許す。
歯車56がその周りを回転するピン57は、スライド機構
66（第５図）の不可欠な部分であり、サーキットブレー
カの遠隔制御機構を作動不能とするのに使用することが
できる。第４図〜第５図に示すように、塩化制御機構
は、手動操作釦68を横方向に押してスライド機構66から
保持力を解除することにより、作動不能とされる。保持
力は、細長い部材70の周りでそれにより支持されて、細
長部材70の肩部74を開口76内のハウジングの内面に対し
て付勢するスプリング72により、与えられる。スプリン
グ72の圧縮が解除されると、スライド機構66のアングル
縁（angled edge）78が細長部材70を開口76の方へ押し
進め、スライド機構66はピン64が接点キャリア24を引き
寄せることができるような固定位置を待たなくなる。し
たがって、接点キャリア24ではなくスライド機構66が軸
スプリング54の回転に応答して移動する。
66（第５図）の不可欠な部分であり、サーキットブレー
カの遠隔制御機構を作動不能とするのに使用することが
できる。第４図〜第５図に示すように、塩化制御機構
は、手動操作釦68を横方向に押してスライド機構66から
保持力を解除することにより、作動不能とされる。保持
力は、細長い部材70の周りでそれにより支持されて、細
長部材70の肩部74を開口76内のハウジングの内面に対し
て付勢するスプリング72により、与えられる。スプリン
グ72の圧縮が解除されると、スライド機構66のアングル
縁（angled edge）78が細長部材70を開口76の方へ押し
進め、スライド機構66はピン64が接点キャリア24を引き
寄せることができるような固定位置を待たなくなる。し
たがって、接点キャリア24ではなくスライド機構66が軸
スプリング54の回転に応答して移動する。
スライド機構66はまた、サーキットブレーカの遠隔制
御機構が作動不能とされずモータ50により制御される場
合に歯車56が軸スプリング54上にロックアップするのを
防止するように、設計されている。軸スプリング54は歯
車56をその歯のいずれか一端へ駆動できるので、軸スプ
リング54を使用して歯車56の位置制御を維持できる程度
に歯車56をモータ50がオーバドライブし得ることが考え
られる。第５図に示すように、この潜在的なロックアッ
プ状況を防止するために、スライド機構66上のスロット
85および歯車56内のスロット87にトーションスプリング
86を配置して歯車56を時計廻りもしくは反時計廻りにス
プリング付勢することができる。それによって、歯車が
いずれかの方向に回転するときにトーションスプリング
86は歯車のオーバドライブを防止する、すなわち接点を
閉成したり強制的に開放することができる。
御機構が作動不能とされずモータ50により制御される場
合に歯車56が軸スプリング54上にロックアップするのを
防止するように、設計されている。軸スプリング54は歯
車56をその歯のいずれか一端へ駆動できるので、軸スプ
リング54を使用して歯車56の位置制御を維持できる程度
に歯車56をモータ50がオーバドライブし得ることが考え
られる。第５図に示すように、この潜在的なロックアッ
プ状況を防止するために、スライド機構66上のスロット
85および歯車56内のスロット87にトーションスプリング
86を配置して歯車56を時計廻りもしくは反時計廻りにス
プリング付勢することができる。それによって、歯車が
いずれかの方向に回転するときにトーションスプリング
86は歯車のオーバドライブを防止する、すなわち接点を
閉成したり強制的に開放することができる。
好ましい実施例では、歯車が反時計廻り回転中にオー
バドライブされるとトーションスプリング86が歯車56を
時計廻りに付勢して、歯62は軸スプリング54との係合を
維持する。歯車56が時計廻り回転の後でオーバドライブ
すると、付勢スプリング34は、接点キャリア24およびフ
ック状連結部材58を介して連結ピン64を引き寄せること
により、歯車56を反時計廻りに付勢し、歯62は軸スプリ
ング54との係合を維持する。
バドライブされるとトーションスプリング86が歯車56を
時計廻りに付勢して、歯62は軸スプリング54との係合を
維持する。歯車56が時計廻り回転の後でオーバドライブ
すると、付勢スプリング34は、接点キャリア24およびフ
ック状連結部材58を介して連結ピン64を引き寄せること
により、歯車56を反時計廻りに付勢し、歯62は軸スプリ
ング54との係合を維持する。
再び第２図および第３図を参照して、本発明により
（遠隔に対する）手元監視の信頼度の高い、簡便に実現
できる、フェイルセーフ接点状態表示を行うこともでき
る。フック状連結部材58は接点キャリア24内の孔25内に
挿入されているため、フック状連結部材58の動作を観察
することによって可動接点20の動作を容易に検出するこ
とができる。したがって、フック状連結部材58の部分88
はハウジングのカバー12の開口（すなわち窓）90を介し
て観察される形状とされている（第１図）、好ましく
は、部分88の端部上に白キャップ（図示せぬ）を使用し
て、開口90を介して観察するときに、白キャップは接点
18,20が一緒であることを示すようにされる。逆に、白
キャップを観察できない場合には、接点キャリア24は開
口90のモータ側の隠れた位置へ白キャップを移動させて
いる。いずれの場合にも、観察者はサーキットブレーカ
の前面を見ることによって接点18,20が閉じてるかどう
かを容易に判別できる。フック状連結部材58は壊れ易い
部品を介在せずに接点キャリア24および歯者56に固定さ
れるため、部分88を観察することにより信頼度の高い接
点キャリア24の位置表示を行うことができる。
（遠隔に対する）手元監視の信頼度の高い、簡便に実現
できる、フェイルセーフ接点状態表示を行うこともでき
る。フック状連結部材58は接点キャリア24内の孔25内に
挿入されているため、フック状連結部材58の動作を観察
することによって可動接点20の動作を容易に検出するこ
とができる。したがって、フック状連結部材58の部分88
はハウジングのカバー12の開口（すなわち窓）90を介し
て観察される形状とされている（第１図）、好ましく
は、部分88の端部上に白キャップ（図示せぬ）を使用し
て、開口90を介して観察するときに、白キャップは接点
18,20が一緒であることを示すようにされる。逆に、白
キャップを観察できない場合には、接点キャリア24は開
口90のモータ側の隠れた位置へ白キャップを移動させて
いる。いずれの場合にも、観察者はサーキットブレーカ
の前面を見ることによって接点18,20が閉じてるかどう
かを容易に判別できる。フック状連結部材58は壊れ易い
部品を介在せずに接点キャリア24および歯者56に固定さ
れるため、部分88を観察することにより信頼度の高い接
点キャリア24の位置表示を行うことができる。
第１図〜第４図に示すサーキットブレーカ構成のもう
一つの特徴は、短絡状態中にバイメタル部材28の周りで
エネルギを分路する（shunt）方法に関連している。負
荷耳部（load lug）16からアーク板33へ下向きに（負荷
端子29と同様な）分路端子31が延在しており、短絡状態
中にアーク電流を流す。アークヨーク35を使用してアー
クおよび分路電流（shunt current）をバイメタル部材2
8の周りで吸収する。この種のアーク分流方法は、例え
ばSquare D サーキットブレーカ モデルQOE等におい
て、（さもなければバイメタル部材28の電流容量により
制限される）短絡電流容量を拡張するのに従来採用され
ており、本発明の重要部分ではないため、その詳細な説
明は行わない。
一つの特徴は、短絡状態中にバイメタル部材28の周りで
エネルギを分路する（shunt）方法に関連している。負
荷耳部（load lug）16からアーク板33へ下向きに（負荷
端子29と同様な）分路端子31が延在しており、短絡状態
中にアーク電流を流す。アークヨーク35を使用してアー
クおよび分路電流（shunt current）をバイメタル部材2
8の周りで吸収する。この種のアーク分流方法は、例え
ばSquare D サーキットブレーカ モデルQOE等におい
て、（さもなければバイメタル部材28の電流容量により
制限される）短絡電流容量を拡張するのに従来採用され
ており、本発明の重要部分ではないため、その詳細な説
明は行わない。
ハウジング10、カバー12および操作ハンドル30等の大
部分の非導電性部品は熱硬化性プラスチック製とするこ
とができる。フック状連結部材58bおよびスプリングは
任意の耐久性金属を使用して製作することができる。
部分の非導電性部品は熱硬化性プラスチック製とするこ
とができる。フック状連結部材58bおよびスプリングは
任意の耐久性金属を使用して製作することができる。
電気的に、好ましいサーキットブレーカ構成はプラグ
インコネクタ110および回路板アセンブリ112を通過する
信号を使用して作動する。プラグインコネクタ110はサ
ーキットブレーカと遠隔配置制御／監視装置との間の簡
便に取り外し可能な相互接続を行い、回路板アセンブリ
112には、モータ50を制御するとともに負荷端子16を介
して負荷へ送られる電流を監視するインターフェイス回
路が搭載されている。
インコネクタ110および回路板アセンブリ112を通過する
信号を使用して作動する。プラグインコネクタ110はサ
ーキットブレーカと遠隔配置制御／監視装置との間の簡
便に取り外し可能な相互接続を行い、回路板アセンブリ
112には、モータ50を制御するとともに負荷端子16を介
して負荷へ送られる電流を監視するインターフェイス回
路が搭載されている。
第６図は回路板アセンブリ112上の回路の概略図を示
す。プラグインコネクタ110には４本の導線があり、そ
れらは状態導線114、正負モータ導線116,118、および、
サーキットブレーカと遠隔制御信号を与える装置とに共
通な中性線120である。
す。プラグインコネクタ110には４本の導線があり、そ
れらは状態導線114、正負モータ導線116,118、および、
サーキットブレーカと遠隔制御信号を与える装置とに共
通な中性線120である。
好ましくはFK130S−10300マブチ直流モータを使用し
たモータ50は、導線118,122により回路板アセンブリ112
に直接接続され、導線116は抵抗器／ダイオード並列構
成124/125を介して間接的にモータ50に接続されてい
る。抵抗器／ダイオード並列構成124/125は２つの機能
を果す。ダイオード125は一方向に電流を供給するのに
使用することができ、抵抗器124は導線116からモータ50
への供給電力を制御するのに使用される。
たモータ50は、導線118,122により回路板アセンブリ112
に直接接続され、導線116は抵抗器／ダイオード並列構
成124/125を介して間接的にモータ50に接続されてい
る。抵抗器／ダイオード並列構成124/125は２つの機能
を果す。ダイオード125は一方向に電流を供給するのに
使用することができ、抵抗器124は導線116からモータ50
への供給電力を制御するのに使用される。
抵抗器124の値はモータを作動させるのに必要な指定
電流に従って選定される。例えば２つ又は３つのサーキ
ットブレーカ極（pole）を制御するモータを制御するた
めに導線116を使用する場合には、所要抵抗値が変動す
る。前記FK130S−10300マブチモータによる単極動作に
ついては、好ましくは抵抗器124の値は12Ωである。
電流に従って選定される。例えば２つ又は３つのサーキ
ットブレーカ極（pole）を制御するモータを制御するた
めに導線116を使用する場合には、所要抵抗値が変動す
る。前記FK130S−10300マブチモータによる単極動作に
ついては、好ましくは抵抗器124の値は12Ωである。
次に導線116もしくは118に適切な電圧を印加すること
により、モータ軸52の正逆回転が行われる。アースに対
して＋24Vの電圧を導線116に与えると、モータ軸52が回
転して接点キャリア24により接点18,20が離され、アー
スに対して−24Vの電圧を導線118に与えるとモータ軸52
は反対方向に回転して前記したように接点18,20を再接
続することができる。
により、モータ軸52の正逆回転が行われる。アースに対
して＋24Vの電圧を導線116に与えると、モータ軸52が回
転して接点キャリア24により接点18,20が離され、アー
スに対して−24Vの電圧を導線118に与えるとモータ軸52
は反対方向に回転して前記したように接点18,20を再接
続することができる。
負荷に供給される電流は、サーキットブレーカの負荷
側に光学的もしくは磁気的に接続されかつ状態導線114
およびプラグインコネクタ110を介して遠隔制御／監視
局に連絡されたセンサを使用して、遠隔監視される。状
態導線114は遠隔制御信号装置に直接（あるいはラジオ
もしくは他の無線インターフェイスを介して）接続して
負荷への電流経路が遮断されているかどうかを報告する
ことができる。図示の実施例では、これは、入力が負荷
端子16に接続され（第２図において導線130が分路端子3
1に接続されている）出力、導線114、が遠隔制御信号装
置に直接接続されている線路絶縁回路（line isolation
circuit）、例えば光アイソレータ128（第６図）、を
使用して行われる。負荷に電流が供給されている間、電
流は限流抵抗器136を通って光アイソレータ128を励起す
る。励起されると、光アイソレータ128はそのコレクタ
ーエミッタ出力ポートへ電流を通し、導線116,114を介
して遠隔制御／監視装置へ報告を行う。負荷電流が遮断
されると、導線130の電圧が無くなり光アイソレータ128
の出力ポートは電流を通さず、それによって、接点が負
荷への電流経路を遮断していることが遠隔制御／監視装
置に対して示される。好ましくは1/2ワット定格180KΩ
の抵抗器136を光アイソレータ128の入力で使用して光ア
イソレータ128を介して消散される熱を相殺することが
できる。
側に光学的もしくは磁気的に接続されかつ状態導線114
およびプラグインコネクタ110を介して遠隔制御／監視
局に連絡されたセンサを使用して、遠隔監視される。状
態導線114は遠隔制御信号装置に直接（あるいはラジオ
もしくは他の無線インターフェイスを介して）接続して
負荷への電流経路が遮断されているかどうかを報告する
ことができる。図示の実施例では、これは、入力が負荷
端子16に接続され（第２図において導線130が分路端子3
1に接続されている）出力、導線114、が遠隔制御信号装
置に直接接続されている線路絶縁回路（line isolation
circuit）、例えば光アイソレータ128（第６図）、を
使用して行われる。負荷に電流が供給されている間、電
流は限流抵抗器136を通って光アイソレータ128を励起す
る。励起されると、光アイソレータ128はそのコレクタ
ーエミッタ出力ポートへ電流を通し、導線116,114を介
して遠隔制御／監視装置へ報告を行う。負荷電流が遮断
されると、導線130の電圧が無くなり光アイソレータ128
の出力ポートは電流を通さず、それによって、接点が負
荷への電流経路を遮断していることが遠隔制御／監視装
置に対して示される。好ましくは1/2ワット定格180KΩ
の抵抗器136を光アイソレータ128の入力で使用して光ア
イソレータ128を介して消散される熱を相殺することが
できる。
このシステムの他の部分における、例えば導線114に
おいてOR接続された別の回路板アセンブリ112からの逆
電流が接点状態の誤った読取りを生じさせるのを防止す
るためダイオード138を使用してもよい。このような構
成は本出願と一緒に出願された前記同時係属の特許出願
に詳細に記載されている。
おいてOR接続された別の回路板アセンブリ112からの逆
電流が接点状態の誤った読取りを生じさせるのを防止す
るためダイオード138を使用してもよい。このような構
成は本出願と一緒に出願された前記同時係属の特許出願
に詳細に記載されている。
接点を開閉するために遠隔制御／監視装置から送信さ
れる信号は、好ましくは所定幅を有する直流パルスであ
る。このパルス幅は、歯車56を所定角度だけ回転させて
接点キャリア24を所定長だけ線型に移動させ接点18,20
を開閉するように計算されかつ予め測定されたテスト信
号に従って、選定される。
れる信号は、好ましくは所定幅を有する直流パルスであ
る。このパルス幅は、歯車56を所定角度だけ回転させて
接点キャリア24を所定長だけ線型に移動させ接点18,20
を開閉するように計算されかつ予め測定されたテスト信
号に従って、選定される。
次に、遠隔制御／監視は導線114を調べてサーキット
ブレーカが送信された接点開放（接点閉成）指令に適切
に応答したかどうかを判定することができる。接点開放
（接点閉成）指令に適切に従っていないことが導線114
により示されると、遠隔制御／監視装置はさらに１個以
上の付加パルスを送信して接点キャリア24をさらに僅か
に移動させようとする。好ましくは、遠隔制御／監視装
置は、接点キャリア24が命令どおり作用したことを導線
114が示すまで、３個までの付加パルスを一時に１個ず
つ送信する。好ましくは、元のパルス幅は接点を開放す
るのにおよそ47mS、接点を閉成するのにおよそ14mSであ
る。各追従パルスのパルス幅は元のパルス幅に等しい。
ブレーカが送信された接点開放（接点閉成）指令に適切
に応答したかどうかを判定することができる。接点開放
（接点閉成）指令に適切に従っていないことが導線114
により示されると、遠隔制御／監視装置はさらに１個以
上の付加パルスを送信して接点キャリア24をさらに僅か
に移動させようとする。好ましくは、遠隔制御／監視装
置は、接点キャリア24が命令どおり作用したことを導線
114が示すまで、３個までの付加パルスを一時に１個ず
つ送信する。好ましくは、元のパルス幅は接点を開放す
るのにおよそ47mS、接点を閉成するのにおよそ14mSであ
る。各追従パルスのパルス幅は元のパルス幅に等しい。
前記説明はここに記載した特定実施例により制約され
るものではなく、添付する特許請求の範囲により制約さ
れる。例えば、単極サーキットブレーカについて本発明
を説明してきたが、この設計は遠隔地区から操作する多
極サーキットブレーカにも容易に適用することができ
る。さらに、応用によっては、モータ／歯車アセンブリ
をソレノイド作動機構で置換することも考えられる。
るものではなく、添付する特許請求の範囲により制約さ
れる。例えば、単極サーキットブレーカについて本発明
を説明してきたが、この設計は遠隔地区から操作する多
極サーキットブレーカにも容易に適用することができ
る。さらに、応用によっては、モータ／歯車アセンブリ
をソレノイド作動機構で置換することも考えられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レザック，ウィラード，ジェイ. アメリカ合衆国52402 アイオワ州シダ ー ラピッズ，デボンシャー ドライブ 6817 (72)発明者 エッズ，トーマス，エイ. アメリカ合衆国52405 アイオワ州シダ ー ラピッズ，オールド オーチャード ロード 3512 (72)発明者 ビラス，ロナルド，ジェイ. アメリカ合衆国52405 アイオワ州シダ ー ラピッズ，エヌ．ダブリュ．，オー チャード ドライブ 4405 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01H 71/70
Claims (8)
- 【請求項１】電源と負荷との間の回路経路内で電力を遮
断する遠隔制御可能なサーキットブレーカ装置であっ
て、 前記電源から前記負荷へ電流を供給するように前記回路
経路内及びハウジング内に協同的に配置された第１の接
点及び第２の接点であって、それらの接点の少くとも一
つが前記負荷へ供給される電力を遮断するように移動可
能である第１接点および第２の接点と、 遠隔地区から発生される開放制御信号および閉成制御信
号に応答し、前記回路経路をそれぞれ遮断および確立す
るように前記少くとも一つの可動接点を移動させる歯車
駆動手段と、 前記歯車駆動手段に連続して応答する回転可能歯車であ
って、ピボット上の前記サーキットブレーカ装置に搭載
されて前記制御信号に応答して前記回路経路を遮断する
ように前記少なくとも一つの可動接点に連結される連結
ピンと一体に形成される前記回転可能歯車と、 一端で前記少くとも一つの可動接点に固定される駆動ロ
ッドアセンブリであって、該駆動ロッドアセンブリの他
端はその中に形成される延びた形状のスロットを有して
前記連結ピンと係合して、前記接点が閉じている時に、
前記連結ピンと該駆動ロッドアセンブリとの間に間隙を
設けて、前記接点がたとえ摩滅しても該接点の閉成を妨
げない前記駆動ロッドアセンブリとを備える遠隔制御可
能なサーキットブレーカ装置。 - 【請求項２】前記歯車駆動手段は巻線を有する軸スプリ
ングに固定された回転軸を有するモータを含み前記回転
可能歯車は前記回転軸の回転に従って軸スプリングの巻
線間に配置される請求項１記載のサーキットブレーカ装
置。 - 【請求項３】前記モータは、第１の信号に応答して第１
の方向へ作動して前記可動接点を開放位置へ移動させ、
第２の信号に応答して第２の方向へ作動して前記可動接
点を閉成位置へ移動させる請求項２記載のサーキットブ
レーカ装置。 - 【請求項４】前記歯車駆動手段はウォームギア機構を含
む請求項１記載のサーキットブレーカ装置。 - 【請求項５】前記ウォームギア機構は印刷回路板に電気
的に接続されたモータを含み、該印刷回路板は一方向に
電流を供給しモータに供給される電力を可逆に制御する
手段を有し、前記印刷回路板は、プラグイン制御ソケッ
トを介して前記開放制御信号および前記閉成制御信号を
受信するように電気的に接続されている請求項４記載の
サーキットブレーカ装置。 - 【請求項６】過負荷状態の存在に応答して前記可動接点
を開放位置へ移動させるトリップ機構をさらに含み、該
トリップ機構は前記モータとは独立して作動する請求項
１記載のサーキットブレーカ装置。 - 【請求項７】電源と負荷との間の回路経路内で電力を遮
断する遠隔制御可能なサーキットブレーカ装置であっ
て、 ハウジングと、 前記電源から前記負荷へ電流を供給するように前記ハウ
ジング内において前記回路経路内に協同的に配置された
第１の接点および第２の接点であって、それらの接点の
少くとも一つが前記負荷へ供給される電力を遮断するよ
うに移動される接点キャリアに固定されている前記第１
の接点および第２の接点と、 遠隔地区から発生される開放制御信号および閉成制御信
号に応答して、前記回路経路をそれぞれ遮断および確立
するように前記接点キャリアを移動させる移動手段と、 前記サーキットブレーカ装置の接触状態を示す前記ハウ
ジングの窓手段と、 前記移動手段に応答する３つの端部を有する連結部材で
あって、第１の端部は前記接点キャリアに固定され、第
２の端部はその中に形成される延長されたスロットを有
して前記移動手段と連動させ、前記接点が閉じている時
には該連結部材と前記移動手段間に間隙を設けるための
前記スロットを有し、第３の端部は窓手段を介して観察
者より認識できる前記連結部材とを備え、 前記開放制御信号および前記閉成制御信号に応答して、
前記連結部材の前記第３の端部が前記窓手段を介して前
記回路経路が遮断されているか確立されているかをそれ
ぞれ示す、サーキットブレーカ装置。 - 【請求項８】サーキットブレーカ装置であって、 第１の接点と、 第１のスプリングにより少くとも開放位置と閉成位置と
の間を移動することができ、前記開放位置では前記第１
の接点から間隔がとられるとともに前記閉成位置では前
記第１の接点と接触する可動接点と、 遠隔地区からの第１の信号に応答して第１の方向に作動
する軸を有するモータと、 前記軸に取り付けられて前記モータの制御下で回転可能
な巻線を有する第２のスプリングと、 回転に従って前記スプリングの巻線間に配置される複数
の歯を有する歯車と、 前記歯車と前記可動接点との間に連結され、前記モータ
に応答して前記可動接点を前記閉成位置および前記開放
位置の一つへ移動させる駆動ロッドと、 前記歯車の下に配置された第３のスプリングであって、
前記歯車が反時計廻りに完全に回転するときに前記複数
の歯の制御が前記第２のスプリングによって維持される
ように前記歯車を付勢する第３のスプリングを含むオー
バドライブ要素と を備えるサーキットブレーカ装置。
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