JP4115000B2 - 遮断器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スイッチングアセンブリが１つ又は更に多く設けられた低電圧工業用遮断器、特に、成型ケース遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許第４、６１６、１９８号の「限流遮断器の接点装置」には、過電流状態が発生した時に通る電流の量を実質的に減らすために直列に配置された第１対および第２対の遮断器接点が早い時期に使われることが記載されている。
【０００３】
接点の対が、米国特許第４、９１０、４８５号の「２重切断回転接点を持つ多重遮断器」に記載されているような１つの可動接点アーム上に配置される場合、接点の疲労および腐蝕を少なくするために、向い合う接点の対が同じ接触圧力を持つように保証する何等かの手段を設けなければならない。
【０００４】
接点の疲労を一様にする１つの構成が、米国特許第４、６４９、２４７号の「２アーム接点レバーを持つ低電圧遮断器用のコンタクトアセンブリ」に記載されている。この構成は、接点の行程に対して垂直に形成された細長い溝孔を持っていて、両方の対の接点で接点が閉じる力を一様としている。
【０００５】
米国特許第５、０３０、８０４号の「電気切換え装置の接点装置」には、回転接点アームの両側に一対の円筒形の板を設け、各々の円筒形の板の中に細長い溝孔を形成することが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ある範囲の異なるアンペア定格の遮断器に回転接点を使う時、接点の寸法がアンペア定格に従って変化し、そのため、それに用いる円筒形の板の寸法もそれに応じて変えなければならない。
【０００７】
広い範囲の溝孔つきの円筒形の板を在庫として持つこと、および、組立てることなしに、接点の疲労を少なくする手段を具えた広い範囲の回転接点遮断器があれば、経済的に有利である。
【０００８】
従って、この発明の１つの目的は、関連する組立部品として最も少ない数を用いた、広い範囲のアンペア定格に亘る回転接点遮断器における接点の疲労を少なくする手段を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
１個の多極遮断器を形成するように連動にした複数個の単極遮断器内に遮断器回転接点アームを用いる。関連する遮断器接点の間で、接点の疲労を一様にするため、回転接点アームの枢軸を支持する回転子に溝孔を設けて、接点アームが一定の接点圧縮力を加えるようにする。接点アームの中央部分は、限定された閉路、消弧開路（例えば短絡電流による電気力学的な反発力による開路）および開路固定位置に接点を位置決めするように構成される。回転子アセンブリと作動機構との相互接続が一本の細長いピンによって行われる。
【００１０】
この発明の特徴は特許請求の範囲に具体的に限定されているが、この他の特徴および利点は以下図面に示した実施例を詳しく説明するところから明らかになろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例としての１個の遮断器ハウジング内に収容された３つの単極アセンブリで構成される多極遮断器を上から見た斜視図であり、図２は図１の遮断器内の単極アセンブリの１つの拡大斜視図である。
【００１３】
多極遮断器が、ケース１４およびカバー１５で構成されていて、操作把手１６がカバーから開口１７を通って突出することが図１に示されている。操作把手１６が遮断器作動機構１８と協働して遮断器作動機構１８内の中央接点アーム２６および中央回転接点アセンブリ３２（図２参照）のオンおよびオフ位置を制御する。遮断器作動機構１８の一方の側に設けられた第１極１２内の第１の回転接点アーム２２および第１の回転接点アームアセンブリ２０と、遮断器作動機構１８の他方の側に設けられた第２極１３内の第２の回転接点アーム２４および第２の回転接点アームアセンブリ２１が連動して、完全な多極回路遮断を行う。細長いピン３８が遮断器作動機構１８を第１および第２の回転接点アームアセンブリ２０、２１と相互に接続する。前に引用した米国特許第４、６４９、２４７号に記載されているように、回転子２５（図２参照）が回転接点アーム２２、２４の各々を対応する対の固定接点２７、２８および可動接点２９、３０と相互に接続する。 本発明における下側ストラップ２３および上側ストラップ３１の中間にある回転子２５と関連するアーク・シュート３３、３４の間の位置関係を示すために、中央回転接点アセンブリ３２が図２に示されている。図１の第１の回転接点アームアセンブリ２０および第２の回転接点アームアセンブリ２１がこの図には示されていないが、中央回転接点アームアセンブリ３２の鏡像であり、同様に作用する。アーク・シュート３３、３４は米国特許第４、３７５、０２１号の「電気回路遮断器の様な回路遮断装置における速い消弧アセンブリ」に記載されているものと同様のものである。中央回転接点アーム２６が回転子２５と連動し、この回転子２５が細長いピン３８によって遮断器作動機構１８と接続されて、可動接点２９、３０を実線で示した閉路位置および鎖線で示した開路位置の間で移動させる。両側に伸びるアーム３６、３７で構成されたＵリンク３５が回転子２５を図１の遮断器作動機構１８および操作把手１６に取付けて、遮断器接点２７−３０を開路および閉路することを、手動でも自動的にでも介入することが出来るようにしている。回転子２５はトラニオン５１によって側壁５２内に支持されている。
【００１４】
図３は図２に示した単極アセンブリの中に設けられた接点装置を上から見た斜視図である。
【００１５】
図３には、回転子２５が、下側および上側ストラップ２３、３１の間に配置された中央回転接点アーム２６、および、一方の接点の対２８、２９と共に示されており、回転子２５の両側に一対の接点閉路ばね４１、４２が配置されて、回路電流が休止状態となる間、接点を密な突合わせ状態に保持して、電気の伝達を良くしている。中央回転接点アーム２６の作動用枢軸ピン３９が回転子２５の中を通り、回転子２５の回転運動に応答して、接点を閉路および開路するように作用する。中央回転接点アーム２６の中央領域２６Ａが、回転子２５内に形成された細長い溝孔４０内に位置決めされている。中央領域２６Ａの不均一な疲労を避けるための関連する上側および下側ローラ４５、４６を通る上側および下側ピン４３、４４を一層はっきりと示すために、回転子２５の片側は取除いてある。回転子２５の中央領域２６Ａの不均一な疲労を避けるためのローラ４５、４６の間の位置関係が、この発明の重要な特徴であり、後に図５（Ａ），（Ｂ）、図６（Ｃ），（Ｄ）を用いて説明する。
【００１６】
図４は図２に示した接点装置に使われる回転子の側面図である。
【００１７】
図４は、接点の腐蝕および疲労を打消すように、固定接点２７、２８が可動接点２９、３０と密な突合わせ状態に留まることを説明するための図であり、下側ストラップ２３および上側ストラップ３１、中央接点アーム２６および接点２７−３０に対する回転子２５が示されている。この図では図２および３に対して上下が逆となっている。前に示したように、その１つが４２として示された一対の引張りばねが、回転子２５内の細長い溝孔５３、５４内に配置された向い合う上側ピンおよび下側ピン４３、４４の間に張られている。細長い開口４７が回転子２５内に形成され、回転接点アーム２６を回転子２５と接続する作動用枢軸ピン３９がこの細長い開口を通っている。作動用枢軸ピン３９と接点閉路ばね４１、４２の間の「浮動」関係により、このばね４１、４２によって、可動接点２９、３０を鎖線で示すように、関連する固定接点２７、２８に対して強制的に強く突き合わせることが出来、こうして接点の疲労および腐蝕が補償される。
【００１８】
回転子２５によって高められた接点の分離および制御は、図５（Ａ），（Ｂ）、図６（Ｃ），（Ｄ）を参照すれば一番良く理解される。これらの図で、接点２７−３０が閉路位置から消弧開路位置へ、更に開路固定位置および最終開路位置へ移動する間、上側および下側ローラ４５、４６は中央回転接点アーム２６の枢軸ピン３９に対して回転方向には不動のままである。中央回転接点アーム２６の回転による効果は、両端に設けられた接点に対しても同じであるが、図面を見やすくするため、接点２７、３０とは反対側の接点２８、２９に対する接点の説明は省略する。回転子の細長い溝孔４０内で作用する中央回転接点アーム２６の中央領域２６Ａは、上側ローラ４５が、中央領域の頂部に形成された第１のカム面４８の１端と整合する。下側ローラ４６の近辺における中央領域２６Ａの輪郭も同様になっていて、接点２７、３０とは中央回転接点アーム２６の反対側にある接点を制御する。
【００１９】
図５（Ａ）に示す閉路状態では、ばね４１、４２によって発生され、ローラ４５および中央回転接点アーム２６を通る力の作用線が、矢印Ａで示されている。消弧開路状態で、中央回転接点アーム２６が強い過電流状態で反時計周りに磁気的に「吹き飛ばされる」時、ローラは、図５（Ｂ）に示されるように、中央領域に形成された第２のカム面４９に捕捉される。消弧開路状態の間、ばね４１、４２によって発生され、ローラ４５および中央回転接点アーム２６を通る力の作用線が、矢印Ｂによって示されている。力の作用線Ｂは、強い過電流状態のときに中央回転接点アーム２６の開路を制御するが、第２のカム面４９の形によって定められる。ある選択による装置では、力の作用線Ｂ１を生じるような第２のカム面４９を用いる。これに対して、素早い開路に適した装置では、力の作用線Ｂ２を生じるような第２のカム面４９を用いる。回転接点アーム２６が更に反時計周りに回転して図６（Ｃ）に示す開路固定状態に達することにより接点が完全に分離すると、ローラ４５は、第２のカム面４９の第１のカム面４８とは反対側の中央領域に形成された凹部５０の中に捕捉される。開路固定状態において、ばね４１、４２によって発生され、ローラ４５および中央回転接点アーム２６を通り、中央回転接点アーム２６が閉路状態に戻るように回転するのを防止する力の作用線が矢印Ｃで示されている。中央回転接点アーム２６が開路固定状態にある時に遮断器作動機構１８を引きはずすと、回転子２５およびローラ４５、４６は、ローラ４５、４６がカム面４８に係合するまで、反時計周りに回転し、中央回転接点アーム２６を開路状態にする。前に図１について述べた操作把手１６を最初に接点の開路状態まで回して作動機構をリセットし、その後、図１で見て、接点が閉路するまで回転させて作動機構をリセットし、回転接点アームを図５（Ａ）に示す閉路状態に復帰させるまで、中央回転接点アーム２６は図６（Ｄ）に示す開路状態に留まる。
【００２０】
以上、広い範囲のアンペア定格を持つ遮断器に対する回転接点アームアセンブリを説明した。部品のコスト並びに組み立て時間を削減および短縮するために、限られた数の部品を使う接点の疲労と腐食並びに回転接点アームを制御する手段並びに機構を相互接続する手段を例示した。
【００２１】
【発明の効果】
上記のように構成される本発明においては、最も少ない数の関連する組立部品により構成された、広い範囲のアンペア定格に亘る回転接点遮断器における接点の疲労を少なくすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】１個の遮断器ハウジング内に収容された３つの単極アセンブリで構成される多極遮断器の上から見た斜視図。
【図２】図１の遮断器内の１つの単極アセンブリの拡大側面図。
【図３】図２の単極アセンブリの中にある接点装置を上から見た斜視図。
【図４】図２の接点装置に使われる回転子の（図２および３とは上下逆さにした）側面図。
【図５】（Ａ）は図２の単極アセンブリの側面図で、閉路位置にある接点アームを、（Ｂ）は図２の単極アセンブリの側面図で、接点アームは強い過電流状態（短絡電流）により消弧開路位置にある場合を示す。
【図６】（Ｃ）は図２の単極アセンブリの側面図で、開路固定位置にある接点アームを、（Ｄ）は図２の単極アセンブリの側面図で、遮断器に付設した引きはずし装置の介入により、最終開路位置にある接点アームを示す。
【符合の説明】
１４ ケース
１５ カバー
１８ 作動機構
２５ 第１の回転子
２６ 第１の回転接点アーム
２７、２８、２９、３０ 接点
３９ 第１の枢軸ピン
４０ 細長い溝孔

Claims (16)

1. 電気絶縁性のケース（１４）およびカバー（１５）と、前記ケース（１４）内にあって電気回路に接続されるように配置された第１対および第２対の分離し得る接点（２８、２９；３０、２７）を有し、前記第１対の接点（２８、２９）は第１の回転接点アーム（２６）の１端に配置されていて、前記第２対の接点（３０、２７）がその他端に配置されており、更に、前記ケース（１４）内にあって、前記第１の回転接点アーム（２６）と協働して、過電流状態が発生した時、前記第１の回転接点アーム（２６）を回転させて前記電気回路を遮断する作動機構（１８）を有する遮断器において、
   第１の回転子（２５）が前記第１の回転接点アーム（２６）を前記作動機構（１８）と接続し、該第１の回転子（２５）は細長い溝孔（４０）を持ち、前記第１の回転接点アーム（２６）は第１の枢軸ピン（３９）を有し、このため前記第１の枢軸ピン（３９）が前記細長い溝孔（４０）を通抜けて、該枢軸ピン（３９）および前記第１の回転子（２５）の間に隙間を作り、
   前記第１の回転接点アーム（２６）が前記第１の枢軸ピン（３９）の周辺に第１の中央領域（２６Ａ）を有し、該第１の中央領域（２６Ａ）が、前記第１の回転接点アーム（２６）を閉路位置に保持する第１のカム面（４８）を構成していることを特徴とする遮断器。
2. 請求項１記載の遮断器において、前記ケース（１４）内にあって、前記電気回路に接続されるように配置された第３対および第４対の分離可能な接点を有し、前記第３対の接点は第２の回転接点アーム（２２）の１端に配置され、前記第４対の接点はその他端に配置されていることを特徴とする遮断器。
3. 請求項２記載の遮断器において、前記ケース（１４）内にあって、前記電気回路に接続されるように配置された第５対および第６対の分離可能な接点を有し、前記第５対の接点は第３の回転接点アーム（２４）の１端に配置され、前記第６対の接点はその他端に配置されていることを特徴とする遮断器。
4. 請求項１記載の遮断器において、前記第１の中央領域（２６Ａ）が更に前記第１の回転接点アーム（２６）の消弧回路位置への移行を制御する第２のカム面（４９）を構成していることを特徴とする遮断器。
5. 請求項４記載の遮断器において、前記第１の接点アーム（２６）にある前記第２のカム面（４９）により、前記第１の接点アーム（２６）の回転中心を通る力の作用線（Ｂ）を得ることを特徴とする遮断器。
6. 請求項４記載の遮断器において、前記第１の接点アーム（２６）にある第２のカム面（４９）により、前記第１の接点アーム（２６）を時計周りの方向に偏圧する力の作用線（Ａ）を得ることを特徴とする遮断器。
7. 請求項４記載の遮断器において、前記第１の接点アーム（２６）にある第２のカム面（４９）により、前記第１の接点アーム（２６）を反時計周りに偏圧する力の作用線（Ｃ）を得ることを特徴とする遮断器。
8. 請求項４記載の遮断器において、前記第１の中央領域（２６Ａ）が、更に前記第１の回転接点アーム（２６）を開路固定位置に保持する凹部（５０）を構成していることを特徴とする遮断器。
9. 請求項５記載の遮断器において、前記回転子（２５）が反対側に第２の細長い溝孔を持つことを特徴とする遮断器。
10. 請求項９記載の遮断器において、前記回転子（２５）が、両側に１つずつ、一対の引張りばね（４１、４２）を持ち、該引張りばね（４１、４２）が回転子（２５）の両側から延びる一対をなす第１および第２のピン（４３、４４）の間に張られていることを特徴とする遮断器。
11. 請求項１０記載の遮断器において、前記第１および第２のピン（４３、４４）上に配置された一対をなす第１および第２のローラ（４５、４６）を具備し、該第１および第２のローラ（４５、４６）の間に前記第１の中央領域（２６Ａ）が挟み込まれていることを特徴とする遮断器。
12. 請求項１１記載の遮断器において、前記第１および第２のローラ（４５、４６）が前記第１の中央領域（２６Ａ）上にある前記第１および第２のカム面（４８、４９）と協働して、前記第１の回転接点アーム（２６）を前記閉路位置および前記消弧開路位置に位置決めすることを特徴とする遮断器。
13. 請求項１２記載の遮断器において、前記第１および第２のローラ（４５、４６）が前記第１の中央領域（２６Ａ）にある前記凹部（５０）と協働して、前記第１の回転接点アーム（２６）を開路固定位置に位置決めすることを特徴とする遮断器。
14. 請求項１０記載の遮断器において、前記第１の中央領域（２６Ａ）が前記細長い溝孔（４０）内に配置されていることを特徴とする遮断器。
15. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の遮断器において、 前記回転子（２５）が細長いピン（３８）によって前記作動機構（１８）に接続されていることを特徴とする遮断器。
16. 請求項１記載の遮断器において、前記回転子（２５）がトラニオン（５１）によって前記ケース（１４）およびカバー（１５）内に支持されていることを特徴とする遮断器。

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