JP4578433B2 - Breaker - Google Patents
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Description
この発明は、固定接点及び可動接点を有し、この可動接点を固定接点に対し投入し又は引外すための電磁操作機構を備えた遮断器に関するものである。 The present invention relates to a circuit breaker having a fixed contact and a movable contact, and having an electromagnetic operating mechanism for inserting or removing the movable contact with respect to the fixed contact.
従来の低電圧遮断器は、蓄勢されたばねが開放された時に放出されるエネルギーを利用して、可動接点の投入又は引外し操作を行うばね操作式の遮断器が主流であった。(例えば特許文献1参照)
一方、真空スイッチの可動接点を電磁操作機構を用いて投入又は引外しを行うようにした遮断器も登場している。(例えば特許文献2参照)
On the other hand, a circuit breaker has been introduced in which a movable contact of a vacuum switch is turned on or off using an electromagnetic operation mechanism. (For example, see Patent Document 2)
特許文献1に示された低電圧遮断器は、操作機構に多数のラッチやリンクを使用しており、機器寸法の大型化に繋がり、又部品点数が多く機器信頼性を補償するため一定期間毎のメンテナンスが必要であった。
The low-voltage circuit breaker disclosed in
又特許文献2に示された遮断器は、可動接点と固定接点の投入又は引外し操作を行う操作軸と電磁操作機構の駆動軸との間に設けられるリンクも長尺となり、依然として機器の信頼性の向上、及び小型化には改善が必要である。更に、特許文献2に示された遮断器は、接点部の短時間通電性能を達成するためのU字型電路を備えているが、電流容量に依存してU字形電路の形状及び寸法をそれぞれ変更させる必要がある。ここで言う短時間通電性能とは、前記遮断器を主幹遮断器として使用する場合に必要とされる性能のひとつで、短絡事故等の大電流通電時に保護リレー装置が動作して安全な遮断動作が行われるまでの間、短絡電流を通電しつづける性能のことである。一般に大電流通電時には接点間に大きな電磁反発力が発生し、可動接点が浮上る可能性があるため、特許文献2に示されるU字形電路のような可動接点の浮上りを生じさせない構造が要求される。 Further, in the circuit breaker disclosed in Patent Document 2, the link provided between the operating shaft that performs the insertion or tripping operation of the movable contact and the fixed contact and the drive shaft of the electromagnetic operation mechanism is also long, and the reliability of the device is still maintained. Improvement is necessary for improvement in performance and miniaturization. Furthermore, the circuit breaker disclosed in Patent Document 2 includes a U-shaped electric circuit for achieving a short-time energization performance of the contact portion. The shape and dimensions of the U-shaped electric circuit depend on the current capacity, respectively. It needs to be changed. The short-time energization performance mentioned here is one of the performances required when using the circuit breaker as a main circuit breaker, and the safety relay operation is activated when a large current is energized such as a short circuit accident. This is the performance of continuing to supply a short-circuit current until the operation is performed. In general, a large electromagnetic repulsive force is generated between the contacts when a large current is applied, and the movable contact may float, so a structure that does not cause the floating contact such as the U-shaped electric circuit shown in Patent Document 2 is required. Is done.
この発明は、このような従来の遮断器に於ける課題を解決するためになされたもので、操作機構の簡略化および小型化を図ると共に、制御性、及び信頼性の向上を図った遮断器を得ることを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the problems in such a conventional circuit breaker, and is intended to simplify and reduce the size of the operation mechanism and improve the controllability and reliability. The purpose is to obtain.
この発明に係る遮断器は、固定接点を有する固定導体と、可動接点を有し該可動接点を前記固定接点に対して投入し又は引外すよう駆動される可動子と、軸心を中心として回動可能に設けられたシャフトと、前記軸心に対して垂直方向に第1の所定距離を隔てて第1の連結部により前記シャフトに回動自在に連結されると共に前記可動子に第2の連結部により連結された操作アームと、前記第1の連結部に対し前記シャフトの周方向の異なる位置に設けられた第3の連結部により前記シャフトに連結され前記軸心に対して第2の所定距離を隔てて直交する直線上で移動するよう駆動される駆動軸を有する電磁操作手段とを備え、該電磁操作手段を付勢して前記駆動軸を駆動することにより前記シャフトを回転させて前記操作アームを介して前記可動子を駆動するようにしたものである。
この発明に於いて、シャフトと操作アームとを連結する第1の連結部は、前記シャフトと前記操作アームとを直接連結する連結部である場合と、他の部材を介して前記シャフトと前記操作アームとを間接的に連結する連結部である場合の、双方を含む。
又、この発明に於いて、操作アームと可動子とを連結する第2の連結部は、前記操作アームと前記可動子とを直接連結する連結部である場合と、他の部材を介して前記操作アームと前記可動子とを間接的に連結する連結部である場合の、双方を含む。
更に、この発明に於いて、シャフトと駆動軸とを連結する第3の連結部は、前記シャフトと前記駆動軸とを直接連結する連結部である場合と、他の部材を介して前記シャフトと前記駆動軸とを間接的に連結する連結部である場合の、双方を含む。
The circuit breaker according to the present invention includes a fixed conductor having a fixed contact, a mover having a movable contact, and being driven so that the movable contact is turned on or off with respect to the fixed contact, and a shaft centered. A shaft that is movably provided, and is pivotally connected to the shaft by a first connecting portion at a first predetermined distance in a direction perpendicular to the axis, and is secondly connected to the mover. An operating arm connected by a connecting portion and a third connecting portion provided at a different position in the circumferential direction of the shaft with respect to the first connecting portion and connected to the shaft by a second connecting portion to the shaft center. An electromagnetic operating means having a drive shaft driven so as to move on a straight line perpendicular to each other at a predetermined distance, and driving the drive shaft by energizing the electromagnetic operating means to rotate the shaft. Front through the operating arm It is obtained so as to drive the movable element.
In the present invention, the first connecting portion that connects the shaft and the operating arm is a connecting portion that directly connects the shaft and the operating arm, and the shaft and the operating arm via another member. Both are included in the case of a connecting portion that indirectly connects the arm.
In the present invention, the second connecting portion that connects the operating arm and the mover may be a connecting portion that directly connects the operating arm and the mover, and the second connecting portion via another member. It includes both cases where the operating arm and the movable element are indirectly connected to each other.
Furthermore, in the present invention, the third connecting portion that connects the shaft and the drive shaft is a connecting portion that directly connects the shaft and the drive shaft, and the shaft and the shaft via another member. Both are included in the case where the connecting portion indirectly connects the drive shaft.
この発明による遮断器によれば、軸心に対して垂直方向に第1の所定距離を隔てて第1の連結部によりシャフトに回動自在に連結されると共に可動子に第2の連結部により連結された操作アームと、前記第1の連結部に対し前記シャフトの周方向の異なる位置に設けられた第3の連結部により前記シャフトに連結され前記軸心に対して第2の所定距離を隔てて直交する直線上で移動するよう駆動される駆動軸を有する電磁操作手段とを備え、該電磁操作手段を付勢して前記駆動軸を駆動することにより前記シャフトを回転させて前記操作アームを介して前記可動子を駆動するようにしたので、操作機構部の簡略化および小型化ができると共に、遮断器の制御性、及び信頼性を向上することができる。 According to the circuit breaker of the present invention, the first connecting portion is pivotally connected to the shaft at a first predetermined distance in the direction perpendicular to the axis, and the mover is connected to the movable member by the second connecting portion. A second predetermined distance with respect to the shaft is connected to the shaft by the connected operating arm and a third connecting portion provided at a different position in the circumferential direction of the shaft with respect to the first connecting portion. An electromagnetic operating means having a drive shaft driven so as to move on a straight line that is perpendicular to each other, and energizes the electromagnetic operating means to drive the drive shaft to rotate the shaft to thereby rotate the operating arm. Since the movable element is driven via the operating mechanism, the operation mechanism can be simplified and miniaturized, and the controllability and reliability of the circuit breaker can be improved.
実施の形態1
図1はこの発明の実施の形態1に係る遮断器を示す構成図、図2及び図3は実施の形態1に係る遮断器の動作を説明するための説明図である。
図1において、絶縁筐体1は内部に絶縁壁103で仕切られた空間部101、102を有し、外部から空間部101に貫通する一対の固定導体21、22を備えている。固定導体21、22はそれぞれ図示しない電源側導体及び負荷側導体に接続される。固定導体21及び固定導体22は、それぞれ電源側端子及び負荷側端子ともいわれる。絶縁筐体1の空間部101に露出する固定導体21の端部には固定接点211が固定されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit breaker according to
In FIG. 1, the
可動子3はリンクピン4により回動自在に支持され、固定接点211に対抗する位置に可動接点311が固定されている。接圧ばね5は、可動接点311が固定接点211に投入されたときに両接点間に接触圧力を与えるように、可動子3をリンクピン4を中心として時計方向に回動させる方向に付勢する。可動子3と固定導体22とは、撓むことが可能な可撓導体6により電気的に接続されている。
The
絶縁筐体1の空間部102内に設けられた板状の連結板8は、軸心91の周りに回動可能に支持されたシャフト9に固定されている。連結板8は、その外周部から内側に向って傾斜した長溝状の連結穴81を備えている。操作アーム7は、絶縁筐体1の仕切壁103に設けられた貫通孔104を貫通し、その一端が可動子3に回動自在に連結され、他端が連結ピン71により連結板8に回動自在に連結されている。連結ピン71による連結板8と操作アーム7の他端との連結部は、第1の連結部を構成し、この第1の連結部は、シャフト9の軸心91から第1の所定距離である半径rの位置に設けられている。図1の場合、軸心91と連結ピン71とはy軸上で重なっているので、軸心91に対する第1の連結部のy軸方向の距離raは半径rに等しいが、周知の通りこのy軸方向の距離raは、連結板8及びシャフト9の回転角に依存して減少する。操作アーム7の一端と可動子3との連結部は、第2の連結部を構成している。
A plate-like connecting
電磁操作手段としての電磁操作機構10は、絶縁筐体1の空間部102内に設けられ、磁性体で形成されたヨーク11と、このヨーク11の内側に固定された第1のコイル12及び第2のコイル13と、第1のコイル12と第2のコイル13との間に固定された永久磁石14と、第1のコイル12と第2のコイル13及び永久磁石14の内側を、図1のy軸の方向に移動可能な可動鉄心15と、この可動鉄心15に固定され、可動鉄心15の移動に伴ってy軸方向の直線上で往復移動する駆動軸16とを備えている。
An
電磁操作機構10は、可動接点311の投入及び引外しの状態を維持することが必要であり、双安定型構造に構成されている。図1では、可動鉄心15は永久磁石15の磁力によりヨーク11の図1の上方部に吸着されて安定しているが、コイル13を付勢すると、コイル13が発生する磁束の作用により、可動鉄心15は図1の下方に駆動され、ヨーク11の下方部に当接する。このときコイル13は消勢されるが、永久磁石14の磁力により可動鉄心15はヨーク11の下方に吸着されたままで安定する。次に、この状態のときコイル12を付勢すると、コイル12の磁力により可動鉄心15は図1の上方に駆動され、図1に示すようにヨーク11の上方部に吸着される。このときコイル13は消勢されるが、永久磁石14の磁力によりヨーク11の下方に吸着されたまま安定する。
The
駆動軸16は、連結板8の連結穴81に嵌合する連結ピン161により連結板8に連結されている。連結ピン161及び連結穴81による連結部は、第3の連結部を構成する。駆動軸16は、軸心91に対して距離rbを介して直交しているy軸方向の直線上で移動する。この距離rbは第2の所定距離に相当する。連結板8はシャフト9と共に軸心91の周りに回転するが、連結穴81が連結板8の外周部から内側に向って傾斜する形状に形成されているので、連結板8が回転しても、連結ピン161は、軸心91との間のx軸方向の距離rbを常に一定に保ったまま連結穴81と嵌合する。
The
図1は、可動接点311を固定接点211から引外した状態を示しているが、この状態に於いて電磁操作機構10のコイル13を付勢すると、その可動鉄心15は図1の下方へ駆動され、可動鉄心15に固定された駆動軸16はy軸上で下方に移動する。駆動軸16がy軸上で下方へ移動することにより、駆動軸16に連結された連結板8が連結ピン161及び連結穴81からなる第3の連結部を介して駆動され反時計方向に回動する。連結板8が反時計方向に回動することにより、連結ピン71により連結板8に連結された操作アーム7は、x軸上で右方向へ駆動され、可動子3を図1の右方向へ駆動する。
FIG. 1 shows a state in which the
図2は、可動子3が図1の右方向へ駆動されることにより、可動接点311が固定接点211に接触を開始した投入初期の状態を示している。この投入動作のとき、接圧ばね5の作用により固定接点211及び可動接点311の間には接触圧力が加わり、操作アーム3には矢印方向の負荷力Faが発生する。一方、電磁操作機構10の駆動軸16には、可動鉄心15に作用する吸引力に基づく操作力Fbが矢印方向に発生している。従って、連結板8を固定しているシャフト9に作用する回転モーメントは、シャフト9を時計方向に回転させようとする負荷モーメントMa(=Fa・ra)と、シャフト9を反時計方向に回転させようとする操作モーメントMb(=Fb・rb)である。
ここで、
Ma=Fa・ra
Mb=Fb・rb
であり、シャフト9及び連結板8を反時計方向に回動させるには、Mb>Maの関係が必要がある。
FIG. 2 shows an initial state in which the
here,
Ma = Fa ・ ra
Mb = Fb · rb
In order to rotate the
負荷モーメントMaに打ち勝つ操作モーメントMbが連結板8に加えられることにより、連結板8は図2に位置から更に反時計方向に回動して、図3に示す可動接点311の投入完了の位置に到達する。この投入完了の状態では、シャフト9の軸心91と連結ピン71の中心とリンクピン4の中心とは一直線上に位置し、駆動軸16、連結板8、シャフト9、操作アーム7及び可動子3は、その位置で停止し、可動接点311の固定接点211への投入が継続される。
When an operation moment Mb that overcomes the load moment Ma is applied to the connecting
前述したとおり、軸心91と連結ピン71とのy軸方向の距離raは、図1に示す位置のとき最大であるが、連結板8の回転角に依存して減少する。一方、連結ピン161と軸心91との間のx軸方向の距離rbは、常に一定である。従って、負荷モーメントMaは、接圧ばね5による負荷力Faを一定とすれば、図1の位置を基点として連結板8の回転角に依存して減少する。一方、操作モーメントMbは、連結板8が回転しても距離rbが一定であるので、電磁操作機構10の駆動力Fbにのみ依存して変化する。
As described above, the distance ra in the y-axis direction between the
接圧ばね5により連結板8に作用する負荷力Faと、負荷モーメントMaの関係を図4に示す。図4に於いて、横軸は操作アーム7のストローク[mm]、縦軸はフォース[N]を示す。操作アーム7のストロークt1で接圧ばね5による負荷力Faが立ち上がり、以降、操作アーム7が図1示す位置から図2に示す位置を経て、図3に示す可動接点311の投入完了の位置に至るまで、そのストロークの増大に対応して図4に実線で示すように負荷力Faは直線的に増大する。一方、操作アーム7が図1の位置から図3の位置へ移動することに対応して連結板8及びシャフト9は回転するので、前述したとおり軸心91と連結ピン71とのy軸方向の距離raは、連結板8とシャフト9の回転角に依存して減少する。その結果、連結板8及びシャフト9に作用する負荷モーメントMaは、図4の破線で示すように変化し、図3の可動接点311の投入完了位置でほぼ最小となる。この投入完了位置における操作アーム7のストロークは図4のt2で示される。
FIG. 4 shows the relationship between the load force Fa acting on the connecting
可動接点311を固定接点211に投入し図3に示す投入完了状態を維持するためには、負荷モーメントMa以上の操作モーメントMbを連結板8に継続的に加える必要があるが、前記したように負荷モーメントMaは連結板8の回転角に依存して減少し投入完了状態で最小となるので、投入完了を維持する操作モーメントMbはその最小時の負荷モーメントMa以上であればよく、比較的小型の電磁操作機構10の永久磁石14による可動鉄心15の吸着力により投入完了状態を維持することが出来る。
In order to put the
次に、図3に示す投入完了状態から可動接点311を引外す場合の動作を説明する。図3の投入完了状態にあるとき、電磁操作機構10の可動鉄心15は、図1に示す位置とは逆の位置、即ちヨーク11の図1の下側に吸着されて安定している。このときコイル12を付勢すれば、コイル12が発生する磁束の作用により可動鉄心15は図1の上方に吸引され、図2に示す方向とは逆方向の操作力Fbを操作アーム16に発生する。この操作力Fbに基づく操作モーメントMb(=Fb・rb)により、連結板8はシャフト9の軸心91の周りに時計方向に回動し始める。
Next, the operation when the
図3に示す投入完了状態では、軸心91と、連結ピン71及びリンクピン4が一直線上に整列して静止しているが、連結板8の時計方向の回動によりその整列が崩れ、操作アーム7は図4のストロークt2からストロークt1の方向に移行する。このとき、時計方向に回転する連結板8の回転角に依存して、軸心91と連結ピン71とのy軸方向の距離raは増大するので、図4に示すように負荷モーメントMaは急激に増大する。その結果、連結板8は大きな負荷モーメントMaを受けて急激に時計方向に回転し、操作アーム7は可動子3の可動接点311を固定接点211から引外し、図1に示す引外し状態となって安定する。
In the insertion completion state shown in FIG. 3, the
図3に示す投入完了状態で固定導体21、22の間に接続された外部回路[図示せず]を閉じて通電しているとき、例えば短絡事故等が生じると、固定接点211と可動接点311との間に大電流による大きな電磁反発力が発生するが、図3に示すように投入完了の状態では、シャフト9の軸心91と連結ピン71の中心とリンクピン4の中心とは一直線上に位置しているので、電磁反発力により連結板8を時計方向に回動させようとする負荷モーメントは減殺されており連結板8は回動せず、可動接点311が固定接点211から離反することはない。従って、この遮断器が主幹遮断器として使用されていても、短時間通電性能を達成することが出来る。
When the external circuit [not shown] connected between the fixed
このように、この発明の実施の形態1に係る遮断器によれば、従来の装置のように電磁操作機構に要する駆動力を軽減するために多数のリンクを用いそのリンク比によって負荷力を軽減する必要がなく、操作機構部を簡単且つ小型化することができると共に、遮断器の制御性及び信頼性の向上とメンテナンスフリーを図ることができる。 Thus, according to the circuit breaker according to the first embodiment of the present invention, the load force is reduced by the link ratio using a large number of links in order to reduce the driving force required for the electromagnetic operation mechanism as in the conventional device. Therefore, the operation mechanism can be simplified and reduced in size, and the controllability and reliability of the circuit breaker can be improved and maintenance-free can be achieved.
実施の形態2
図5は、この発明の実施の形態2に係る遮断器の主要部の構成図である。図5に於いて、連結リンク17は、電磁操作機構10の駆動軸16と連結板8とに夫々連結ピン171、172により回動自在に連結されている。この連結リンク17による駆動軸16と連結板8の連結は、第3の連結部を構成しており、実施の形態1に於ける連結板8の連結穴81と連結ピン161による第3の連結部に相当するもので、駆動軸16の図5に於ける上下方向(y軸方向)の直線上での移動を保ったまま駆動軸16と連結板8を連結するものである。
その他の構成は、実施の形態1に係る遮断器と同様である。
この実施の形態2に係る遮断器によれば、連結穴を設ける必要がなく製造が容易と成る。
Embodiment 2
FIG. 5 is a configuration diagram of a main part of a circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 5, the connecting link 17 is rotatably connected to the
Other configurations are the same as those of the circuit breaker according to the first embodiment.
According to the circuit breaker according to the second embodiment, it is not necessary to provide a connection hole, and the manufacture is facilitated.
実施の形態3
図6は、この発明の実施の形態3に係る遮断器の主要部の構成図である。図6に於いて、ストッパーピン801は連結板8に固定されている。ピン受け802は、連結板8が投入完了位置(図6に示す位置)まで回動したとき、ストッパーピン801と係合して連結板8を停止させ、シャフト9の軸心91と連結ピン71及びリンクピン4とを一直線上に位置させてその状態を維持する。
その他の構成は実施の形態1と同様である。
この実施の形態3に係る遮断器によれば、長期間の使用による接点の磨耗や、組み立てのばらつき等による投入完了状態での位置ずれを防止し安定した動作性能を得ることができる。
FIG. 6 is a configuration diagram of a main part of a circuit breaker according to
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
According to the circuit breaker according to the third embodiment, it is possible to prevent positional displacement in the closing completion state due to contact wear due to long-term use, assembly variation, and the like, and to obtain stable operation performance.
実施の形態4
図7はこの発明の実施の形態4に係る遮断器の主要部の構成図である。図7に於いて、連動軸1601は、その一端が連結ピン1611により電磁操作機構10の駆動軸16に回動自在に連結されている。ストッパーレバー1602は、一端が支持ピン1613により回動自在に支持され、ほぼ中央部が連結ピン1612により連動軸1601の他端に回動自在に連結されている。このストッパーリンク1602の他端にはストッパーピン8011が固定されている。ストッパーピン8011は、図7に示すように、遮断器の投入動作完了後、連結板8の切欠き部[図示せず]に、くさびを打ち込むように係合し、投入完了時における連結板8及びシャフト9の位置を維持し、連結板8の時計方向及び反時計方向の回動を阻止するものである。
FIG. 7 is a configuration diagram of a main part of a circuit breaker according to
遮断器を引外し動作させるときは、電磁操作機構10に引外し指令を与えて駆動軸16を図7の上方へ駆動させる。これによって駆動軸16に連動軸1601を介して連結されたストッパーレバー1602は、支持ピン1613を中心として反時計方向に回動され、ストッパーピン8011と連結板8の切欠き部との係合が解除され、連結板8が時計方向に回動されて可動接点311の引外し動作が行われる。
When the circuit breaker is tripped, a trip command is given to the
実施の形態3では、ストッパーピン801は、投入完了位置を通り越して連結板8及びシャフト9が更に反時計方向に回転することを防止することが主な目的であったのに対し、この実施の形態4では、ストッパーピン8011は、投入完了時の連結板8が時計方向及び反時計方向のいずれにも回動することを防止し、投入完了時の連結板8の回転角度を完全に維持することを目的として設けられている。
In the third embodiment, the main purpose of the
実施の形態4では図7に示す通り、投入完了後のシャフト9、連結ピン71、リンクピン4のそれぞれの軸心が一直線上に揃っておらず、シャフト9の軸心91を中心として、連結ピン71が、リンクピン4より時計方向に進んだ位置にある。従って短絡等で大電流が接点間に流れた時に発生する大きな電磁反発力により、連結板8に時計方向の大きな回転力が作用するが、連結板8の切欠き部に係合しているストッパーピン8011によって連結板8及びシャフト9の回転は防止され、短時間通電性能は達成される。
その他の構成は、実施の形態1と同様である。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
尚、図7では、連動軸1601およびストッパーレバー1602を用いて駆動軸16とストッパーピン8011を機械的に連動させているが、電磁操作機構10の動作とストッパーピン8011の動作を電気的に連動させる等、他の手段で連動させてもよい。
In FIG. 7, the
実施の形態5
図8及び図9は、この発明の実施の形態5に係る遮断器の主要部の構成図で、図8は引外し完了状態、図9は投入完了状態を示す。図8、図9に示すように、連結板8に設けられた連結穴810は、L字型に屈曲して繋がる第1の穴部811と第2の穴部812とから構成されている。図8に示す引外し完了状態では、駆動軸16に設けられた連結ピン161は連結穴810の第2の穴部に嵌合しているが、図9に示す投入完了状態では、連結ピン161は連結穴810の第1の穴部811に嵌合する。
他の構成は実施の形態1と同様である。
Embodiment 5
8 and 9 are configuration diagrams of a main part of a circuit breaker according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 8 shows a trip completion state, and FIG. 9 shows a closing completion state. As shown in FIGS. 8 and 9, the
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
可動接点311の投入完了状態では、操作アーム7に作用する負荷力Fa によって、図9に示す通り、連結板8を介して連結ピン161に負荷分力Fb2が矢印の方向に作用する。連結ピン161と係合する連結穴810の第1の穴部811の接触面が、駆動軸16の移動方向と平行であれば負荷分力Fb2は図9の水平方向成分のみであり、図9の上下方向、即ち電磁操作機構10の駆動軸16の移動方向には、負荷分力は製作のばらるきによる微小成分を除いて殆ど発生しない。従って、電磁操作機構10には投入完了状態を維持するのに大きな保持力は要求されず、電磁操作機構10を大型化することなく投入完了状態を維持することができる。
In the state where the
実施の形態6
図10は、この発明の実施の形態6に係る遮断器の主要部の構成図である。この実施の形態6では、図10に示すように、連結穴820は、約120度の角度で屈曲して繋がる第1の穴部821と第2の穴部822を備えている。可動接点の投入完了状態では、駆動軸(図示せず)に設けられた連結ピン161は、連結穴820の第2の穴部822の傾斜した壁部に係合している。
Embodiment 6
FIG. 10 is a configuration diagram of a main part of a circuit breaker according to Embodiment 6 of the present invention. In the sixth embodiment, as shown in FIG. 10, the
図10は投入完了状態に於ける、連結ピン161と連結穴820との係合状態を示し、操作アームに作用する図9に示した負荷力Faと同様な負荷力Fa(図示せず)によって連結ピン161には負荷分力Fb3が矢印の方向に作用するが、図10に示すようにx軸、y軸の方向を定義すると、駆動軸の移動方向と同一方向の負荷分力Fb3yが矢印方向に生じ、電磁操作機構の駆動軸に作用する。一方、連結ピン161と第2の穴部822の壁部と係合による摩擦力Fcが、第2の穴部822の壁部に沿って作用し、そのy軸方向の分力が駆動軸の移動方向に摩擦分力Fcyとして作用する。
ここに、
Fcy=μ・Fb3
ただし、μは摩擦係数である。
FIG. 10 shows an engagement state between the connecting
here,
Fcy = μ · Fb3
Where μ is the coefficient of friction.
この摩擦分力Fcyは、負荷分力Fb3yとは逆方向であり、連結ピン161を介して駆動軸を引外し方向に移動させようとする負荷分力Fb3yを減殺する。摩擦力Fcは連結穴820の第2の穴部822の側面の摩擦係数μに比例するので、連結穴820の少なくとも第2の穴部822の壁部に大きな摩擦係数を有する高摩擦部材を配置して、摩擦力Fcを積極的に連結ピン161に作用させれば、遮断器の投入完了状態を維持する大きな摩擦分力Fcyが発生し、大電流通電時の耐電磁反発力特性を向上させることができる。
尚、その他の構成は実施の形態1と同様である。
This frictional component force Fcy is in the opposite direction to the load component force Fb3y, and reduces the load component force Fb3y that attempts to move the drive shaft in the direction of tripping via the connecting
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
実施の形態7
図11は、この発明の実施の形態7に係る遮断器の主要部の構成図である。
遮断器の投入完了状態で前記した負荷力Faが連結ピン161に作用した場合、駆動軸16の移動方向に平行な方向(y軸方向)の負荷分力と、これに垂直な方向(x軸方向)の負荷分力とが駆動軸16に作用し、垂直方向(x方向)の負荷分力の影響で駆動軸16が変形する可能性がある。
FIG. 11 is a configuration diagram of a main part of a circuit breaker according to
When the load force Fa described above is applied to the connecting
そこで図11に示す実施の形態7では、電磁操作機構10の駆動軸16を長くし、この駆動軸16を、連結板8の両側で一対の軸受201、202により支持するようにしている。連結ピン161は、これらの軸受201、202の間で駆動軸16に設けられ、連結板8の連結穴810に嵌合している。
この実施の形態7によれば、一対の軸受201、202により駆動軸16を支持しているので、駆動軸7の変形を防止し、大電流通電時の耐電磁力特性の向上を図ることができる。
Therefore, in the seventh embodiment shown in FIG. 11, the
According to the seventh embodiment, since the
実施の形態8
図12は、この発明の実施の形態8に係る遮断器の主要部の構成を示す構成図である。この実施の形態8は、実施の形態4と同様に投入完了時の連結板8が時計方向及び反時計方向のいずれにも回動することを防止し、投入完了時の連結板8の回転角度を完全に維持するように構成したものである。
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the main part of a circuit breaker according to
図12に於いて、可動式ストッパーピン1802は、支持ピン1613により回動自在に支持されたストッパーレバー1602に設けられ、駆動軸16のほぼ軸線上に配置されている。蓄勢ばね19は、電磁操作機構10の投入操作で蓄勢され、引外し操作で開放されてその蓄勢された力で駆動軸16を図の上方に付勢する。連結リンク171は、駆動軸16に回動自在に連結され、かつ長穴形状の貫通穴1711を備えている。連結リンク171の貫通穴1711は、連結板8に固定された連結ピン161に遊び空間を介して嵌合している。
In FIG. 12, the movable stopper pin 1802 is provided on a
このように構成された実施の形態8による遮断器に於いて、主回路の開放は、以下のように行われる。即ち、可動接点311を固定接点211に投入する時に通電した第2のコイル13に、投入時に対して逆極性で通電し、閉極状態時に可動鉄心15とヨーク11の吸着面に発生している磁束と逆方向に磁束を発生させる。これによって可動鉄心15からヨーク11の間に発生している閉極保持力を解除し、蓄勢された蓄勢ばね19を開放してその蓄勢力により電磁操作機構10を引外し方向即ち図の上方へ駆動させる。
In the circuit breaker according to
前記ストッパーピン8012は、駆動軸16の軸線上に配置されており、電磁操作機構10の引外し駆動時に連結リンク171によって蹴り上げられ、シャフト9の回転維持を解除する。これにより、シャフト9は時計方向に回動され主回路の引外し動作が行われる。ここで連結リンク171は、貫通穴1711が長穴形状に形成され遊び空間を介して連結ピン161と係合しているので、連結板8とは独立して駆動される。
The
尚、図13に示すように、連結リンク171を用いることなく駆動軸16の端部に長穴形状の貫通穴1611を設けてもよく、更に図14に示すように、連結板8に同様な長穴形状の貫通穴81を設け、駆動軸16に固定した連結ピン161を貫通穴81に係合させても良い。又、実施の形態7のように電磁操作機構10の駆動軸16を長くし、この駆動軸16を、連結板8の両側で一対の軸受201、202により支持するようにしてもよい。
As shown in FIG. 13, a long through
一般に、通電時の過電流や、短絡電流による引外し動作では、主回路通電電流によって発生する電磁力の影響でストッパーピン8012と連結板8の接触面に発生する摩擦力は、上記通電電流の大きさに依存して増加し、従がって引外しを行うためには大きな推力を要し、電磁操作機構のコイル12には大きな電流を通電させる必要がある。更に、例えば外部電源による電力供給を不要とする機種の場合、電源供給用CTが組み込まれる場合があり、操作機構部には微弱な電力供給でも引外し動作可能な省電力駆動が要求される。
In general, in a tripping operation due to an overcurrent at the time of energization or a short-circuit current, the frictional force generated on the contact surface between the
しかし、実施の形態8によれば、引外し時に、投入時とは逆極性でコイル13に通電して可動鉄心15からヨーク11の間に発生している閉極保持力を解除すると共に、蓄勢ばね19の蓄勢力を用いることにより、省電力で駆動が可能であり電力効率が向上し、かつ必要な初期推力が確保可能な引外し操作を行うことができる。
However, according to the eighth embodiment, at the time of tripping, the
又、図12乃至14に於いては、コイル12を用いなくとも開閉操作が可能であることは上記の説明から明らかである。従って、コイル12を備えない場合も実施の形態8の範囲内である。
12 to 14, it is apparent from the above description that the opening / closing operation can be performed without using the
一方、引き外し時は、コイル13の逆極性通電以外にもコイル12に順方向に通電し、且つコイル13に逆極性通電することで同様に省電流での駆動は可能となる。従って、このような操作の仕方も、実施の形態8の範囲内である。
On the other hand, at the time of tripping, in addition to the reverse polarity energization of the
更に、蓄勢ばね19の荷重を上げると、コイル12の順方向励磁でも省電流の動作が可能となる。この場合も実施の形態8の範囲内である。
Further, when the load of the
実施の形態9
低電圧遮断器は一般に3相回路に適用されることが多く、3相の各相に対応する固定接点及び可動接点を備えた3相用遮断器が普及している。この3相用遮断器の場合、電磁操作機構による操作の仕方として、3相一括して投入及び引外しの操作を行っても良く、或いは各相それぞれ個別に投入及び引外し操作するようにしても良い。
In general, the low voltage circuit breaker is often applied to a three-phase circuit, and a three-phase circuit breaker having a fixed contact and a movable contact corresponding to each of the three phases is widespread. In the case of this three-phase circuit breaker, as the method of operation by the electromagnetic operation mechanism, the three phases may be turned on and off at once, or each phase may be turned on and off individually. Also good.
図15は、この発明の実施の形態9に係る3相用遮断器の主要部の構成を示し、各相を1個の電磁操作機構10により一括操作するようにしたものである。図15に於いて、シャフト9は同一構造の3個の連結板8a、8b、8cを固定している。これらの連結板8a、8b、8cは、それぞれ可動接点311a、311b,311cに連結されている。各連結板8a、8b、8cと可動接点311a、311b、311cとの連結は、実施の形態1〜7のいずれかと同様に構成されている。可動接点311a、311b、311cは、それぞれ3相の各相の導体に接続される固定接点211a、211b、211cに対して投入され又は引外される。
FIG. 15 shows the configuration of the main part of a three-phase circuit breaker according to
電磁操作機構10の駆動軸16は1個の連結板8bに連結されており、この連結板8bを駆動してシャフト9を回動させ、3相一括して投入又は引外し操作を行う。連結板8bと駆動軸16の連結は、実施の形態1〜7のいずれかと同様に構成されている。
この実施の形態9によれば、実施の形態1〜8のずれかと同様の効果を有した3相用の遮断器を得ることができる。
The
According to the ninth embodiment, a three-phase circuit breaker having the same effect as that of the first to eighth embodiments can be obtained.
実施の形態10
図16は、この発明の実施の形態10に係る遮断器の主要部の構成を示し、電磁操作機構10の駆動軸16と連結する連結板8dを別個に設けたものである。その他の構成は実施の形態9と同様である。
この実施の形態10によれば、可動接点311a、311b、311cと連結する連結板8a、8b、8cと、駆動軸16と連結する連結板8dとを、異なる角度でシャフト9に固定し、それぞれの連結に最適の構成とすることができる。
FIG. 16 shows the configuration of the main part of a circuit breaker according to
According to the tenth embodiment, the connecting
以上の各実施の形態1〜10では、通常の可動接点及び固定接点を用いたが、これらの接点を真空バルブにより構成しても良いことは勿論である。又、実施の形態8による蓄勢ばね19を用いた引外し操作方式は他の実施例で併用してもよい。
In the above first to tenth embodiments, the normal movable contact and the fixed contact are used, but it is needless to say that these contacts may be constituted by vacuum valves. Further, the tripping operation method using the
この発明に係る遮断器は、低電圧配電線等を開閉する遮断器として利用することができる。 The circuit breaker according to the present invention can be used as a circuit breaker for opening and closing a low-voltage distribution line and the like.
1 絶縁筐体
101、102 空間部
103 絶縁壁
21、22 固定導体
211、211a、211b、211c 固定接点
3 可動子
311、311a、311b、311c 可動接点
4 リンクピン
5 接圧ばね
6 可撓導体
7 操作アーム
71、161、171、172、1611、1612 連結ピン
8、8a、8b、8c、8d 連結板
81、810、820 連結穴
811、821 第1の穴部
12、822 第2の穴部
9 シャフト
91 軸心
10 電磁操作機構
11 ヨーク
12 第1のコイル
13 第2のコイル
14 永久磁石
15 可動鉄心
16 駆動軸
17 連結リンク
801、8011、8012 ストッパーピン
802 ピン受け
1601 連動軸
1602 ストッパーレバー
1613 支持ピン
15 ばね、16 投入コイル、 17 引外しコイル
201、202 軸受
81、1611、1711 貫通穴
170 連結リンク
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