JP3935508B2 - 開閉装置 - Google Patents

Description

開閉装置
本発明は、主接点の開閉のためのラッチ機構と、先行動作する不足電圧補助開閉器と、ラッチ機構の駆動および不足電圧補助開閉器の閉成のために用いられる操作部材とを備え、不足電圧補助開閉器はラッチ機構を介して投入過程が行われる前に、ラッチ機構に含まれるラッチレバーをその閉成位置へ先行駆動する開閉装置に関する。
この種の開閉装置は電気産業の分野で古くから販売されている。そこでは、電力開閉器の使用時に電動機保護や設備保護を電圧脱落時や不足電圧時にも拡張するために不足電圧補助開閉器が本来の開閉装置に連結されている。不足電圧補助開閉器は原理的には開放バネに抗して動作する電磁石である。開放バネは、電圧がある時は吸引状態にあって、スロートを介して開閉装置のラッチ機構を有効にする。電圧脱落時は、開放バネが内部に蓄積されたバネエネルギーによりスロートを介してラッチ機構を解放し、開閉装置は電流回路を開く。開放バネの蓄勢のための電流投入は電磁石、すなわち先行動作する不足電圧補助開閉器を介して行われる。その場合、補助開閉器接点の閉成とラッチ機構を介して行われる開閉装置の本来の投入過程との間の時間的な設定には問題がある。電圧脱落時や開閉器の開放状態時には、ラッチ機構も開放状態にある。そのため、投入過程中はまず不足電圧補助開閉器の接点を閉じて、開閉スロートを引き戻し、ラッチ機構の中間レバーが押圧レバーに押圧されるようにしなければならない。これは、開閉装置の投入位置への本来の投入過程が行われる前に、中間レバーを閉じられた状態の押圧レバーでしか捕らえられない、ということを意味する。
そのために必要な不足電圧補助開閉器の先行動作は操作部材の遊び経路によって、例えばトグルレバーやトグル機構によって達成される。その場合、開閉装置の操作部材は操作ストロークの第１部分で不足電圧補助開閉器閉成機構にしか作用しない。その接点が閉成して押圧状態が保証される場合に初めて、協働する鼻部がラッチ機構に係合し、それを投入状態にする。
ドイツ国特許出願公開第１９５２６５９１号明細書には、主電流通路と断路部を有する分路電流通路とを備えた開閉器が開示されている。開閉器のラッチ機構も主接点部および分路接点部も開閉レバーを介して操作される。ラッチ機構では開放バネおよび引っ張りバネが作用している。各バネのバネ力は、開放バネの方が弱く選定され得るように設計されている。なぜなら、開放バネは断路接点が閉路している時、引っ張りバネによって支持されるからである。断路接点が開路している時、開放バネは断路接点部の摩擦力のみに、すなわち比較的小さな主接点接触力に打ち勝てばよい。
ドイツ国実用新案録第９２０６１３７号明細書は、ラッチ機構を有する電力開閉器を開示している。そこでは、開放バネの作用線が開閉位置に依存して変化する。そうすることによって、開放位置では長いレバーアームの下で大きなねじりモーメントを与え、また投入位置では短いレバーアームの下でラッチ機構の開閉軸に比較的わずかなねじりモーメントしか作用しないようにしている。
本発明の課題は、ラッチ機構の一連の連結機構を有する不足電圧補助引外し装置の一連の過程を簡易に実現し得る前述の型の開閉装置を提供することである。
この課題は、本発明により、ラッチ機構は、操作部材と結合しかつラッチレバーと連結するための中間レバーを含むレバー機構と、中間レバーに作用する第１のバネ力手段および第２のバネ力手段とを有し、中間レバーに作用する両バネ力手段のバネ力の和は、先行動作する不足電圧補助開閉器が閉成される操作部材の第１操作段階では不足電圧補助開閉器をストッパに保持し、続く第２操作段階では中間レバーをストッパから離してラッチレバーとの係合位置へ動かすことによって達成される。
さらに、ラッチ機構は、操作部材と結合する制御レバーと、この制御レバーに係合するバネと、このバネのバネ力の伝達によって動作位置を変え得るベルクランクと、このベルクランクとラッチレバーとの間に配置された中間レバーとを有し、中間レバーは、開放位置では補償バネによりストッパに当接した位置に保持され、投入過程の際に閉成位置へのラッチレバーの移動に基づいてラッチ機構によりストッパから離れてラッチレバーの係合位置へ移動させられるのがよい。これは、比較し得るラッチ機構では通常押圧レバーへの中間レバーの当接力の減少にしか用いられていなかった補償バネのまだ知られていない付加機能をなしている。本発明の場合、レバー比は、この補償バネにより当接力が減少し不足電圧補助開閉器の一連の開閉過程が良好に達成されるように選定される。
本発明の好ましい実施態様によれば、操作部材とラッチ機構とが固定結合され、操作の際に操作部材とラッチ機構との固定結合により操作部材の全操作ストロークが投入過程のためにラッチ機構に伝達される。この実施態様は、力の伝達系が遊び経路によって中断されることがなく、そのため費用のかかる構造部分を省略できるというさらなる利点を持っている。
駆動のために操作部材として回動つまみを用いるのがよい。
さらに別の実施態様によれば、操作部材の第１の回動角αで不足電圧補助開閉器が閉成し、第２のより大きな回動角βで中間レバーが係合位置でラッチレバーに当接する。こうすることにより、必要とする先行動作が保証される。
補償バネをねじりバネとして構成すれば、必要空間が減少し、必要とするバネの剛性を得ることができる。
本発明のさらに有利な実施態様によれば、操作部材は、操作の際に不足電圧補助開閉器の閉成を引外す転換レバーを回動させるカム機構を備えている。これは、不足電圧補助開閉器の操作部材と補助接点との間に特に簡易で低コストの結合を構成する。
次に図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図面において、
図１は、本発明による開放位置にある開閉装置の回転型駆動部を有するラッチ機構の斜視図
図２は、図１によるラッチ機構を不足電圧補助開閉器の引外し機構と共に示す斜視図、さらに、
図３および図４は、ラッチレバーを有するラッチ機構の動作原理を開放位置および投入位置で示す説明図である。
図１は、操作部材として回動つまみ１で構成された回転型レバー駆動部を有する開閉装置のラッチ機構を開放位置で示す。このラッチ機構は主として制御レバー２、ベルクランク３、中間レバー４、押圧鼻部６を有する押圧レバー５、引っ張りバネ７、および２組の連結金具８，９からなっている。回動つまみ１は歯セグメント１０およびこれと噛み合う歯付き駆動レバー１１を介して制御レバー２と直接に、すなわち遊び経路なしに、結合されている。引っ張りバネ７は一端が回転自在に支承された制御レバー２に連結され、他端が連結金具８，９と一緒に支持部１２に連結されている。連結金具８はさらに、中間レバー４で支えられたベルクランク３に回転自在に取付けられている。中間レバー４はねじりバネとして構成された補償バネ１３のバネ力により図示されていないストッパに向けて引っ張られる。補償バネ１３のバネ力は、ねじりモーメント１５ないし１６が作用するにもかかわらず中間レバー４がストッパ１４に保持される（図３参照）ように設定される。
図２は不足電圧補助開閉器の引外し機構をラッチ機構と関連させて示す。回動つまみ１に結合された歯セグメント１０はその下側にカム機構１７を備えている。カム機構１７は回動つまみ１が操作されると転換レバー１８を回動し、それにより先行動作する不足電圧補助開閉器の接点１９が閉成される。不足電圧補助開閉器には開放バネ２０およびこれと連動し開閉装置の開閉つめ２２に作用する滑動部材２１が設けられている。開閉つめ２２は、図１においてはラッチ機構が持ち上げられていることにより引外し軸２３に接続されている。
図３は、ラッチ機構の動作原理を開放位置にある不足電圧補助開閉器と関係させて示す。引っ張りバネ７およびこれに支持部１２で連結された連結金具８を介して、ベルクランク３にはレバーアーム２５が比較的短いために小さなねじりモーメント１５しかかからない。そのため中間レバー４に作用するねじりモーメント２６も小さくなり、そのために中間レバー４は補償バネ１３のバネ力の作用によってストッパ１４に当接する。そのとき不足電圧補助開閉器の接点１９は開放位置にあり、この開放位置において開放バネ２０が不足電圧補助開閉器の電磁石の作用を受けることなく押圧レバー５をその開放位置に保持する。
投入の際、制御レバー２が回動つまみ１の回動により「投入」の方向に移動させられ（図４参照）、開閉装置の図示されていない主接点が閉成される。それと同時に、歯セグメント１０のカム機構１７が先行動作する不足電圧補助開閉器を駆動する。約３０°の第１の回動角αにより不足電圧補助開閉器の接点１９（図１，２参照）が閉成され、その結果、電圧があれば不足電圧補助開閉器内の開放バネ２０が緊張させられる。それによって開閉つめ２２が引き戻され、押圧レバー５がその閉成位置に動き、中間レバー４が引き離される。開閉装置の接点押圧バネの復帰圧力２４および引っ張りバネ７の減少されたレバーアーム２５に基づいて、支持部１２も同時に下方へ回動する。その場合、ベルクランク３に係合しているレバーアーム２５が拡張され、ねじりモーメント１５，１６が回動角増大と共に増大する。約４５°の第２の回動角βの際、ねじりモーメント１６は、補償バネ１３によって生ぜしめられた中間レバー４のねじりモーメント２６よりも大きくなる。それにより中間レバー４が押圧レバー５の押圧鼻部６に当接し、そこに支承される。回動つまみ１がさらに回動すると、開閉器は「投入」位置へもたらされる。
押圧レバー５を電圧がある時に閉成させたり、不足電圧の時に開放状態に保ったりするために、不足電圧補助開閉器の接点１９の閉成がすでに３０°のところで行われ、中間レバー４が４５°ではじめて当接するので、回動角差に基づいて時間が正確に保たれる。押圧レバー５がなお開放位置にある時、不足電圧に基づいて、前方へすなわちストッパ１４から回動して行く中間レバー４はベルクランク３を自由にし、開閉装置は引外し状態に移行する。
このようにして、不足電圧補助開閉器が閉成される前に中間レバー４が動かないようにすることが保証される。すなわち、この場合、開閉装置は定格電圧のときはもはや作動しない。というのは、中間レバー４がすでに押圧鼻部６のところを通過してしまっているからである。
本発明を添付図面に示された実施の形態に関連して説明したが、本発明は図示した実施の形態に限定されることなく、可能な変形例をすべて含むものであることが考慮されるべきである。

Claims (7)

1. 主接点の開閉のためのラッチ機構と、先行動作する不足電圧補助開閉器と、ラッチ機構の駆動および不足電圧補助開閉器の閉成のために用いられる操作部材（１）とを備え、不足電圧補助開閉器はラッチ機構を介して投入過程が行われる前に、ラッチ機構に含まれるラッチレバー（５）をその閉成位置へ先行駆動する開閉装置において、ラッチ機構は、操作部材（１）と結合しかつラッチレバー（５）と連結するための中間レバー（４）を含むレバー機構（３，４，８，９）と、中間レバー（４）に作用する第１のバネ力手段（７）および第２のバネ力手段（１３）とを有し、中間レバー（４）に作用する両バネ力手段（７，１３）のバネ力の和は、先行動作する不足電圧補助開閉器が閉成される操作部材（１）の第１操作段階では不足電圧補助開閉器をストッパ（１４）に保持し、続く第２操作段階では中間レバー（４）をストッパ（１４）から離してラッチレバー（５）との係合位置へ動かすことを特徴とする開閉装置。
2. ラッチ機構は、操作部材（１）と結合する制御レバー（２）と、この制御レバー（２）に係合するバネ（７）と、このバネ（７）のバネ力の伝達によって動作位置を変え得るベルクランク（３）と、このベルクランク（３）とラッチレバー（５）との間に配置された中間レバー（４）とを有し、中間レバー（４）は、開放位置では補償バネ（１３）によりストッパ（１４）に当接した位置に保持され、投入過程の際に閉成位置へのラッチレバー（５）の移動に基づいてラッチ機構によりストッパから離れてラッチレバー（５）の係合位置へ移動させられることを特徴とする請求項１記載の開閉装置。
3. 操作部材（１）とラッチ機構とが固定結合され、操作の際に操作部材（１）とラッチ機構との固定結合により操作部材（１）の全操作ストロークが投入過程のためにラッチ機構に伝達されることを特徴とする請求項１または２記載の開閉装置。
4. 駆動のために操作部材として回動つまみ（１）が用いられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の開閉装置。
5. 操作部材（１）の第１の回動角αで不足電圧補助開閉器が閉成し、第２のより大きな回動角βで中間レバー（４）が係合位置でラッチレバー（５）に当接することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の開閉装置。
6. 補償バネはねじりバネ（１３）として構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の開閉装置。
7. 操作部材（１）は、操作の際に不足電圧補助開閉器の閉成を引外す転換レバー（１８）を回動させるカム機構（１７）を備えていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の開閉装置。

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