JP4262845B2

JP4262845B2 - 折畳み式接点アーム駆動リンク装置を有する遮断器作動機構

Info

Publication number: JP4262845B2
Application number: JP29799699A
Authority: JP
Inventors: レイモンド・ケルシー・シーモア; トーマス・フレデリック・パパロ，ジュニア
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: FR2785085B1; DE19951042B4; JP2000215778A; US6069544A; FR2785085A1; DE19951042A1

Description

【０００１】
【発明の分野】
この発明は、遮断器の各々１つの極内で可動接点アームに折畳み式リンク機構によって接続された高アンペア定格の遮断器作動機構に関する。リンク機構は、休止及び普通の過電流状態の間は何れも不作動のまゝであるが、任意の１極内で短絡過電流状態が発生したときに、接点の分離が出来るように折り畳んだ状態になる。
【０００２】
【発明の背景】
米国特許第４００１７４２号、発明の名称「改良された作動機構を持つ遮断器」には、何百ボルトの電位で数千アンペアの回路電流を遮断することが出来る遮断器が記載されている。この特許に記載されているように、作動機構は１対の強力な作動ばねの形であって、これらの作動ばねは、係止装置によって遮断器接点を分離しないように拘束されている。一旦作動機構が応答して接点を分離すると、接点を支持している可動接点アームに対して十分な原動力を供給する為には、作動ばねを再び巻上げなければならない。
【０００３】
米国特許第５４２４７０１号、発明の名称「高アンペア定格遮断器に対する作動機構」には、遮断器接点を開路した直後に、遮断器作動ばねを再び巻上げることを必要とせずに、遮断器作動機構を直ちにリセットして、接点を再閉路することが出来る作動機構が記載されている。
【０００４】
このような遮断器が短絡過電流状態にさらされると、遮断器の任意の１極内で、可動接点及び固定接点の間に発生される強力な磁気反発力が接点ばねの保持力に打勝って、可動接点を接点開路状態に「吹飛ばす」。
【０００５】
遮断器接点のオン及びオフ状態を制御する遮断器作動機構は、特定の遮断器のアンペア定格に対して設計されている。このような１つの作動機構を定格より高い遮断器の用途内で使うと、短絡より低い過電流が発生したときに、接点が「開路状態に吹飛ばされる」ことがあることが判った。
【０００６】
一層高いアンペア定格を補償するように、遮断器の保持ばねを調節することを必要とせずに、広い範囲の遮断器定格に互って、共通の遮断器作動機構を使うことが出来ることが、経済的に有利である。
【０００７】
この発明の目的は、遮断器作動機構と可動接点アームの間に機械的なリンク機構装置を提供することである。このリンク機構は、休止電流状態の間は、遮断器接点を分離しないように、遮断器の可動接点アームを保持することが出来ると共に、短絡過電流状態が発生したときには、敏速に接点を分離することを確実にする。
【０００８】
【発明の簡単な要約】
遮断器の可動接点アーム（３３）と作動機構（１８）の間にある遮断器作動機構リンク機構が、普通の過電流状態の下では、可動接点アーム（３３）を拘束しながら、短絡過電流状態の間、各極内の可動接点アーム（３３）を解放するように較正される。リンク機構が、シザーリンク（３９）と、１０００ポンドを越える機械的な力が発生したときに解放されるように定められた１対のローラ（４２，４３）とを有する。
【０００９】
【発明の詳しい説明】
図１に示す高アンペア定格遮断器１０は、過熱せずに、数百ボルトの電位で数千アンペアの休止回路電流を通すことが出来る。遮断器は電気的に絶縁された基部１１を持ち、やはり電気絶縁材料で構成された上側カバー１５を取付ける前に、同じような絶縁材料の中間カバー１３が基部１１に取付けられる。内部の通電部品との電気接続が、基部の片側から伸びる負荷端子ストラップ１２とその反対側から伸びる線路端子ストラップ（図に示していない）によって行われる。内部部品が、上側カバー１５の上面内の凹部８に納められた電子式引きはずし装置によって制御される。ここには示していないが、この引きはずし装置は、米国特許第４５８１１８１号に記載されているものと同様であって、更に付属機器凹部９内に納められた付属機器と相互作用して、例えば米国特許第４８０１９０７号に記載されているようなある範囲の保護作用及び制御作用をする。作動機構１８が駆動軸１９及び閉路軸２０を含み、これらが係止装置２１と相互作用して、前に引用した米国特許第５４２４７０１号に詳しく記載されている閉路ばねモジュール装置１４から加えられるばね力を制御する。
【００１０】
把手凹部１７内に配置された操作把手１６により、図２に示された遮断器１０を見れば判るように、手動によって、遮断器作動機構１８を作動して、遮断器の可動接点及び固定接点３４，３５を分離することが出来る。
【００１１】
前に引用した米国特許第５４２４７０１号に記載されているように、作動機構１８が搖台２２を含んでおり、これが搖台枢軸２４に支持されていて、搖台リンク２５及び閉路リンク２７を介して閉路軸２０と相互作用する。搖台フック２３が掛金集成体２１によって押さえられていて、搖台２２が搖台枢軸２４の周りに回転して、強力な作動ばね３６が駆動軸１９上にあるクランク２８を回転させると共に、折畳み式接点アーム駆動リンク３１、接点アーム支持体３２及び接点アーム３３を図２に示す閉路状態から引きはずし状態まで持上げ、可動接点３４が、鎖線で示すように、固定接点３５から離れるのを防止する。界面カム２９がクランク２８、界面リンク３０及び駆動軸１９と接続され、接点を引きはずし状態へ移動させるのを助ける。この発明の考えでは、以下「折畳み式リンク」と呼ぶ折畳み式接点アーム駆動リンク３１が、シザー（駆動）リンク３９を介して下側リンク３８と接続される１対の上側リンク３７、圧縮ばね４１及び第１及び第２のローラ４２，４３を含む。
【００１２】
折畳み式リンク３１の組立ての前の状態が図３に示されているが、次のようになっている。１対の上側リンク３７Ａ，３７Ｂの間に圧縮ばね４１が入っていて、これが後板４０の上に支持され、この後板が、その１つを４７に示した１対の向かい合う溝孔により、上側リンク３７Ａ，３７Ｂに組付けられている。第１のローラ４２が圧縮ばね４１の一端及びシザーリンク３９の一端と界面接続され、第２のローラ４３がシザーリンクの他端及び下側リンク３８のＵ字形の端と界面接続される。第１のローラ４２がその１つを５１に示した１対の溝孔形開口５１によって上側リンク３７Ａ，３７Ｂに取付けられ、シザーリンク３９が、シザーリンク開口５０並びにその１つを５３に示した上側リンク３７Ａ，３７Ｂにある１対の向かい合った開口を通り抜ける枢軸ピン４９により、上側リンク３７Ａ，３７Ｂに取付けられる。第２のローラ４３は、その１つを５４に示した１対の溝孔形開口によって上側リンク３７Ａ，３７Ｂに取付けられ、下側リンク３８が枢軸５２、その１つを５５に示した１対の向かい合った開口及び開口５６によって上側リンクに取付けられる。上側リンク３７Ａ，３７Ｂはピン４４によって、互いに取付けられると共に、図４のクランク２８に取付けられる。下側リンク３８はピン４５及び開口６６により、図２の接点アームの支持体３２に取付けられる。
【００１３】
折畳み式リンク３１の動作は図４及び５を参照すれば最もよく理解される。
【００１４】
図４では、図２の接点３４，３５は閉路状態にあって、折畳み式リンク３１はピン４４によってクランク２８と、ピン４５によって接点アームの支持体３２との間でそのまゝの状態で伸びている。ピン５２によって下側リンク３８を取付けた上側リンク３７Ｂに沿った部品の配置を示す為に、上側リンク３７Ａは取除いてある。第２のローラ４３が下側リンク３８の端にあるＵ字形溝孔６０に一端で捕捉されていて、その他端ではシザーリンク３９にあるリンク５７，５８の下部によって定められた半径方向の面６１に突き当たっている。第１のローラ４２が、一端では、シザーリンク３９にあるリンク５７，５８の頂部によって定められたＶ字形溝孔５９の中に捕捉されると共に、他端では、圧縮ばね４１の一端に接している。折畳み式リンク３１は、接点アーム支持体３２から、下側リンク３８、ピン５２、第２のローラ４３、シザーリンク枢軸４９、第１のローラ４２、圧縮ばね４１及びピン４４を介して加えられる力が、圧縮ばね４１から供給される力より小さい間、そのまゝの状態である。この実施例では、折畳み式リンク３１は、図示の方向に、接点アーム支持体３２から１０００ポンドを越える力が加えられるまでは、このまゝの状態である。図１の遮断器１０を使っている被保護回路内に短絡状態が発生した場合、接点アーム支持体に加えられる開路状態に吹飛ばす力が、１０００ポンドを越え、折畳み式リンク３１は図５に一番よく示されている引きはずし状態になり、このとき図２の接点３４，３５は分離される。下側リンク３８が時計廻りに回転して、第２のローラ４３をＵ字型溝孔６０から解放し、こうして第２のローラをシザーリンク３９にあるリンク５７，５８の下部に押付けて、その下端にＶ字型溝孔６２を形成し、その上端にある半径方向溝孔６３が第１のローラ４２を圧縮ばね４１に押付け、端板４０を上側ピン４４に押当てる。図１の遮断器作動機構１８がリセットされると、折畳み式リンク３１は前に図４に示した閉路位置に復帰する。
【００１５】
別の極の遮断後に、回路電流が多極遮断器の１つの極の中を通る惧れのあるいわゆる「単独叩き付け」を防止する為に、図６に示す構成を用いる。残りの極が同時に遮断されるように保証する為、引きはずし棒７０が次に述べるように作動機構の掛金集成体２１と相互作用する。接点３４，３５が実線で示すように閉じているとき、折畳み式駆動リンク３１は、一端に３１Ａに示すように駆動リンクのニーと相互作用する第１のレバー６８、及び７０Ａに示すように引きはずし棒７０のねじ山を設けた端と接続される第１のナット７１と相互作用する第２のレバー６９を持つ引きはずしバー６７から離れており、第２のナット７２が引きはずし棒のねじ山を設けた端と接続され、圧縮ばね７３が第１及び第２のナット７１及び７２の間に捕捉されて許容公差を補償する。更に鎖線で示すように、駆動リンクのニーが引きはずしバー６７の第１のレバー６８と接触して、第２のレバー６９及び第１のナット７１を時計廻りの下向きに回転させ、引きはずし棒７０及び掛金集成体２１を変位させ、こうして前に引用した米国特許第３０７３９３６号に記載されているように、残りの極内の関連した接点を作動機構によって分離させる。
【００１６】
高アンペア定格遮断器作動機構の一部分としての折畳み式リンクを説明した。折畳み式リンクの対抗力を調節して、短絡過電流状態のときに遮断器によって発生される磁気反発力を越えるまで、リンクが元のまゝの状態でいることが出来るようにする。そうなった時点で、リンクが折畳まれて、遮断器作動機構に反映する機械的な力の大きさが減少すると共に、関連する極内の接点が分離して、この関連した極を通る回路電流を遮断することが出来るようにする。遮断器の任意の極内で接点の分離が起こったときの１相だけの動作を防止する引きはずし棒及び引きはずしバーの構成も説明した。
【００１７】
この発明をある実施例について説明したが、これらの実施例は制約となるものではなく、この発明の範囲が特許請求の範囲によって定められることを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】高アンペア定格遮断器の上側から見た斜視図で、遮断器のカバーの一部分を取除いて、この発明による折畳み式接点アームリンク機構集成体に対する作動機構の場所を示している。
【図２】図１の遮断器内で使われる作動機構、折畳み式リンク機構集成体及び接点の拡大側面図。
【図３】図２の折畳み式リンク機構集成体の上側から見た拡大斜視図で、部品は不等角投影で示されている。
【図４】休止並びに普通の過電流状態に於ける図１の遮断器内で使われる折畳み式リンク機構集成体の拡大側面図。
【図５】短絡過電流状態での図１の遮断器内で使われる折畳み式リンク機構集成体の拡大側面図。
【図６】図１の遮断器内の個々の極の間を相互接続する引きはずし棒を含む図２の作動機構、折畳み式リンク機構集成体及び接点の拡大側面図。

Claims

遮断器作動機構（１８）に対する折畳み式接点アーム駆動リンク装置に於て、前記遮断器作動機構（１８）に取付けられるようになっている１対の上側リンク（３７Ａ，３７Ｂ）と、その一端で遮断器接点アーム支持体（３２）に取付けられるようになっている下側リンク（３８）と、前記上側リンク（３７Ａ，３７Ｂ）及び前記下側リンク（３８）の中間にあって、予定の値を越える力が前記下側リンク（３８）に加えられたときに、前記上側リンク（３７Ａ，３７Ｂ）から前記下側リンク（３８）を切離すことが出来るようにするシザーリンク（３９）とを有する折畳み式接点アーム駆動リンク装置。
更に、前記シザーリンク（３９）の一端と接触している第１のローラ（４２）と、前記シザーリンク（３９）の他端と接触している第２のローラ（４３）とを有する請求項１記載の折畳み式接点アーム駆動リンク装置。
前記シザーリンク（３９）が、一緒に枢着された１対の第１（５７）及び第２（５８）のリンクで構成されている請求項２記載の折畳み式接点アーム駆動リンク装置。
前記第１及び第２のローラ（４２，４３）が前記１対の上側リンク（３７Ａ，３７Ｂ）の間に可動に取付けられている請求項３記載の折畳み式接点アーム駆動リンク装置。
前記下側リンク（３８）が前記一端とは反対の該下側リンク（３８）の端にＵ字形溝孔（６０）を持っている請求項１記載の折畳み式接点アーム駆動リンク装置。
更に、前記第１のローラ（４２）及び第１の枢軸（４４）の間にあって、前記１対の上側リンク（３７Ａ，３８Ｂ）を遮断器作動機構（１８）に取付ける圧縮ばね（４１）を有する請求項２記載の折畳み式接点アーム駆動リンク装置。
前記圧縮ばね（４１）が前記予定の力を決定する請求項６記載の折畳み式接点アーム駆動リンク装置。
高レベル過電流保護用遮断器に於て、絶縁基部（１１）と、該基部（１１）内にあって、一方の接点が可動接点アーム（３３）に取付けられている１対の分離し得る接点（３４，３５）と、前記基部（１１）内にある前記可動接点アーム（３３）を前記基部（１１）の外側を伸びる接点アーム駆動リンク（３１）と接続する接点アーム支持体（３２）と、前記基部（１１）の上方にあって、作動機構（１８）を取囲み、こうして前記接点アーム支持体（３２）及び前記接点アーム（３３）を開閉位置の間で移動させる絶縁カバー（１５）と、遮断器作動機構（１８）に取付けられるようになっている１対の上側リンク（３７Ａ，３７Ｂ）を含んでいて、前記接点アーム（３３）及び前記作動機構（１８）の間を接続している折畳み式駆動リンク（３１）と、その一端で遮断器接点アーム支持体（３２）に取付けられるようになっている下側リンク（３８）と、前記上側リンク（３７Ａ，３７Ｂ）及び前記下側リンク（３８）の中間にあって、予定の値を超える力が前記下側リンク（３８）に加えられたときに、前記下側リンク（３８）を前記上側リンク（３７Ａ，３７Ｂ）から切離すことが出来るようにするシザーリンク（３９）とを有する遮断器。
更に、前記シザーリンク（３９）の一端と接触している第１のローラ（４２）と、前記シザーリンクの他端と接触している第２のローラ（４３）とを有する請求項８記載の遮断器。
前記シザーリンク（３９）が互いに枢着された１対の第１（５７）及び第２（５８）のリンクで構成されている請求項９記載の遮断器。
前記第１及び第２のローラ（４２，４３）が前記１対の上側リンク（３７Ａ，３７Ｂ）の間に可動に取付けられている請求項１０記載の遮断器。
前記下側リンク（３８）が前記一端とは反対の前記下側リンク（３８）の端にＵ字形溝孔（６０）を持っている請求項１１記載の遮断器。
更に、前記第１のローラ（４２）及び第１の枢軸（４４）の中間にあって、前記１対の上側リンク（３７Ａ，３７Ｂ）を遮断器作動機構（１８）に取付ける圧縮ばね（４１）を有する請求項１２記載の遮断器。
前記圧縮ばね（４１）が前記予定の力を決定する請求項１３記載の遮断器。
多極遮断器（１０）の遮断器作動機構（１８）に対する折畳み式接点アーム駆動リンク装置に於て、前記作動機構（１８）に取付けられるようになっている１対の上側リンク（３７Ａ，３７Ｂ）と、前記多極遮断器（１０）の１極内で遮断器接点アーム支持体（３２）に取付けられるようになっている下側リンク（３８）と、前記上側リンク（３７Ａ，３７Ｂ）及び前記下側リンク（３８）の中間にあって、予定の値を超える力が前記下側リンク（３８）に加えられたときに、前記下側リンク（３０）を前記上側リンク（３７Ａ，３７Ｂ）から切離すことが出来るようにする駆動リンク（３９）と、掛金集成体（２１）と接続された引きはずし棒（７０）とを有し、前記掛金集成体（２１）は前記多極遮断器（１０）の別の極内の別の接点アーム支持体と相互作用することにより、前記別の極内の前記別の接点アーム支持体が、前記１極内の前記接点アーム支持体（３２）が開路位置に回転するときに、開路位置に回転するようになっている折畳み式接点アーム駆動リンク装置。
前記引きはずし棒（７０）の一端に引きはずしレバー（６７）を持ち、該引きはずしレバー（６７）は駆動リンク（３１Ａ）及び前記引きはずし棒（７０）の間で相互作用するように配置されている請求項１５記載の折畳み式接点アーム駆動リンク装置。
更に、前記引きはずし棒（７０）の一端と接続される１対の第１（７１）及び第２（７２）のナットと、該第１及び第２のナット（７１，７２）の中間にあって、前記駆動リンク（３１Ａ）及び前記引きはずし棒（７０）の間の許容公差の調節をする圧縮ばね（７３）とを含む請求項１６記載の折畳み式接点アーム駆動リンク装置。
前記引きはずしレバー（６７）が前記駆動リンク（３１Ａ）と接触するように配置された第１のレバー（６８）及び前記第１のナット（７１）と接触するように配置された第２のレバー（６９）を含む請求項１７記載の折畳み式接点アーム駆動リンク装置。