JP4624390B2

JP4624390B2 - 開閉装置および開閉装置における遮断原因の表示方法

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Publication number: JP4624390B2
Application number: JP2007246526A
Authority: JP
Inventors: ゴガイスルクリスチアン; リュフトルマヌエラ; ニープラールートヴィッヒ
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2027-09-25
Also published as: US7583170B2; ATE430985T1; JP2008091333A; DE502006003677D1; US20080079518A1; EP1906426B1; EP1906426A1; CN101154538A; CN101154538B

Description

本発明は、開閉装置および開閉装置における遮断原因の表示方法に係り、特に、電気的開閉状態の切り替えを機械的に操作する機能を有する開閉装置、およびその開閉装置における電気的開閉状態や遮断状態等の表示を行う方法に関する。

電気負荷、例えばモータを保護するのに通常保護開閉器が使用され、その開閉器は過負荷から保護するための時間遅延する引外し装置や、短絡から保護するための時間遅延しない引外し装置が設けられている。保護開閉器の鎖錠機構を引外し装置に機械的に連結することで、引外し装置は、開閉接点の自動開放によって電流回路を中断して、電気負荷を遮断する。開閉接点は、保護開閉器のつまみによって手動で開閉することもできる。つまみは、鎖錠機構（１）と機械的に連結され、もしくは鎖錠機構と一体化されている。同時に、オン状態（保護開閉器閉路）とオフ状態（保護開閉器開路）とが、つまみの位置によって明白に区別されている。

保護開閉器が開閉器ハウジングの外側に配置されるつまみを有することについては、上記のように既に知られている。開閉装置に接続された外部の保護対象の回路またはその開閉装置自体を、過負荷又は短絡から保護するために、引外し装置が作動して保護開閉器が遮断された場合には、つまみは、オフ位置とオン位置との間の、トリップ位置として知られる中間位置に移される。しかしながら、このような従来の技術では、保護開閉器の遮断がつまみの位置によって表示されるだけであり、そのときの遮断原因の過負荷と短絡とを区別することが全くできない。そこで、従来の技術では、遮断原因を判別可能とするために、幾つかの装置では、ランプや、取付可能な補助モジュール又は一体化された付加的表示器等を開閉装置に付加することによって、いずれの引外し装置が引外しを引き起こしたのかを視覚的に表示できるようにしていた。そのような取付可能な補助モジュール又は一体化された付加的表示器の使用は、一方で保護開閉器の製造費の点で好ましくないという問題があり、また他方で保護開閉器の構造簡素化もしくは寸法小型化が困難となるという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するために成されたもので、その目的は、電気的開閉状態の切り替えを機械的に操作する機能を有する開閉装置、およびその開閉装置における電気的開閉状態や遮断状態等の切替ならびに表示を行う方法において、少なくとも遮断原因が過負荷であるのかそれとも短絡であるのかを明確に区別可能とすることにある。

上記の課題は、基本的に、請求項１に記載の開閉装置、および請求項４に記載の方法によって解決できる。そして、その他の各従属請求項は、本発明のその他の有利な実施形態を示すものである。

本発明の課題は、開閉装置内でつまみの位置により引外し理由（遮断原因）を表示することにある。本発明に係る開閉装置では、開閉装置の遮断原因を表示するために、開閉装置としての開閉状態を機械的に操作するための鎖錠機構（１）と、過負荷から保護するための第１引外し装置（２）と、短絡から保護するための第２引外し装置（３）と、鎖錠機構（１）を操作するためのつまみ（４）とを有していて、かつ、この開閉装置は、第１引外し装置（２）が過負荷の故に引外されると（つまり過負荷回路遮断されると）、つまみが第１位置（１２）に動かされ、第２引外し装置（３）が短絡の故に引外されると（つまり短絡回路遮断されると）、つまみが第２位置（１３）に動かされるように構成される。そして、それら第１位置（１２）と第２位置（１３）とが異なった位置に設けられている。このようにすることにより、引外し（つまり遮断）が行われたときに、その引外し理由（つまり遮断原因）を、従来は当該開閉装置に付加的に設けられていた表示器やランプ等による表示に頼ることなしに、そのときのつまみの位置によって簡単に（つまりいわゆる一目瞭然に）判別可能となる。従って、例えば開閉ハウジングの小さな可視面に他の表示素子用の付加的スペースをさらに割り当てなければならないといったことも全く不要となる。

本発明の有利な１構成では、当該開閉装置を手動操作するための、つまみ（４）が設けられている。この、鎖錠機構（１）を操作するためのつまみ（４）がオン（閉路状態）に対応する位置である第３位置（１０）に手動で動かされると、当該開閉装置が閉路され、つまみ（４）がオフ（開路状態）に対応する位置である第４位置（１１）に手動で動かされると、当該開閉装置が開路されるように構成されている。上記の第１位置、第２位置、第３位置、第４位置の合計４つの位置は、全て相互に異なっていて、１つの位置に対して１つの回路的状態が対応するように設定されている。つまり、第１位置は過負荷に因る回路遮断状態に対応した位置、第２位置は短絡に因る回路遮断状態に対応した位置、第３位置はオン（閉路状態）に対応した位置、第４位置はオフ（開路状態）に対応した位置となっている。従って、配電盤、ハウジング又は類似物の中で開閉装置が使用される場合、つまみ（４）の位置によって、オン／オフ状態は勿論のこと、その他に開閉装置の遮断理由も、当該開閉装置の外側に、つまり配電盤扉上又はハウジングの表面上で、つまみ（４）によって明確に視認可能に表示されることとなる。

有利な１実施形態では、開閉装置は、回動運動によってつまみ（４）が４つの位置のいずれかに達するように構成される。それら４つの位置は、各々記号又は符号で表示することができる。回動可能なつまみ（４）の場合には、それら４つの位置を示す記号又は符号は、例えばそのつまみ（４）の回動円周上に配置し得る。つまみ（４）が回動運動可能であることによって、つまみ（４）はそれら４つの各位置に到達可能となり、その位置によって、その時々での開閉装置の状態および遮断原因を表示することが可能となる。またそれと共に、そのつまみ（４）を例えば当該開閉装置のユーザが手動で上記の４つの位置のうちのいずれか１つに動かすと、その動かされた位置に対応した状態へと、当該開閉装置の電気的開閉状態を変化させることが可能となる。

ここで、開閉装置が、つまみ（４）の回転運動を生成するように構成した開閉歯車（５）を有するとよい。開閉歯車（５）によって、つまみ（４）の回動運動を鎖錠機構（１）又はその他のもの（例えば後述するレバー８やレバー９など）に伝達し得る。

本発明の他の有利な１構成によれば、鎖錠機構（１）は、第１引外し装置（２）の引外し時（過負荷回路遮断時）につまみ（４）が第１位置（１２）に動かされて第１位置（１２）で鎖錠され、第２引外し装置（３）の引外し時（短絡回路遮断時）につまみが第２位置（１３）に動かされてそこで鎖錠されるように構成される。つまみ（４）は、開閉装置の閉路時又は開路時に、それぞれ第３位置（１０）又は第４位置（１１）に動かされてその位置で鎖錠されるようにすることも可能である。

つまみ（４）は、少なくとも１つの歯切片（６）を有し、該歯切片（６）が、開閉歯車（５）とで、４つの位置の１つにおいてつまみ（４）を鎖錠するように構成するとよい。

一般に、このような開閉装置は、電源と負荷との間の電流路を保護するための遮断器自体として、又はそのような遮断器を内蔵もしくは付加してなる装置として使用される。

以下、図に示す実施例に基づき本発明を詳細に説明する。

図１〜４は、例えばモータ等の電気負荷を短絡又は過負荷から保護するのに使用される開閉装置のつまみ４を各々示す。それら図１〜４に示した構成に加えて、この開閉装置は、つまみ４の回転により、手動で開路又は閉路可能である。開閉装置の開閉状態、即ち閉路状態又は開路状態、および遮断原因、即ち短絡又は過負荷（換言すれば、短絡回路遮断状態又は過負荷回路遮断状態）を目視可能に表示するために、つまみ４の取り得る位置として合計４つの位置、つまり第３位置１０、第４位置１１、第１位置１２、第２位置１３が設けられている。それら４つの位置１０、１１、１２、１３は、開閉装置のオン状態、オフ状態、過負荷による遮断、そして短絡による遮断を各々表している。それらの位置のうち、第１位置１２および第２位置１３は、第３位置１０と第４位置１１との間にある。つまみ４の、オン位置を表示する第３位置１０とオフ位置を表示する第４位置１１との間の角度は、例えば９０°に設定される。各位置１０、１１、１２、１３は、一層容易に認識可能とするために、その各々に対応した状態を示す記号又は文字もしくはそれらの組み合わせ等によって、例えば図１〜４に一例を示したように、オン状態に対応する表示には「ＯＮ」という文字を用い、過負荷回路遮断状態に対応する表示にはいわゆる一発パルスや過大電圧デューティ入力を示すシンボル（記号）を用いるなどして、その各位置ごとに対応した当該開閉装置の状態を、明確に区別可能に示すことができる。

つまみ４をオン位置である第３位置１０に回すと（図１）、開閉装置が閉路される。また、つまみ４をオフ位置である第４位置１１に回すと（図４）、開閉装置が開路される。それに加えて、開閉装置が過負荷の故に自動的に遮断するとき、つまみ４は自動的に第１位置１２に移動し、そこで鎖錠又はロックされる。また、開閉装置が短絡の故に自動的に遮断するとき、つまみ４は自動的に第２位置１３に移動し、そこで鎖錠又はロックされる（図３、図２）。開閉装置が、例えば過負荷の故に遮断されると、つまみ４は、オン位置である第３位置１０から、短絡による引外しを表示する位置である第２位置１３を経由（通過）して、過負荷による引外しを表示する第１位置１２へと動き、オフ位置である第４位置１１やその他の位置（つまり第１位置１２以外の位置）へのつまみ４の継続的な回動を防止するために、このときの状態に対応した第１位置１２に、つまみ４が鎖錠される。このようなつまみ４の現在位置によって、オン／オフ状態の他に、開閉装置の遮断理由が過負荷であるか短絡であるかも明確に表示することができる。従ってまた、従来技術で必要とされていた付加的な表示器やランプ等の追加や使用を、本発明の実施形態に係る開閉装置および方法では、全く不要とすることができる。

図５は、開路された状態の前記開閉装置の構造を略示したものである。この開閉装置は、過負荷から保護するための第１引外し装置２と、短絡から保護するための第２引外し装置３とを備えている。第１引外し装置２は、有利には時間遅延するサーモバイメタルを主要部として用いてなる引外し装置であり、第２引外し装置３は、有利には遅延しない電磁アクチュエータ式の引外し装置であり、後者は電磁アクチュエータとして電機子１６付きのコイル１７を有する。開閉装置は、更に、開閉装置の可動接点１４を機械的に操作するための鎖錠機構１と、鎖錠機構１を操作するためのつまみ４を有する。つまみ４は歯切片６を有し、鎖錠機構１は定置軸の周りで支承される開閉歯車５と少なくとも１つの結合レバー７とを含む。歯切片６が開閉歯車５と噛み合うことによって、つまみ４は鎖錠機構１と機械的に連結される。２つのレバー８、９を介して鎖錠機構１は引外し装置２、３と各々機械的に連結されている。レバー９に付勢力を加えるために、ばね１５が設けられており、これにより鎖錠機構１は、その機械的運動によって、引外し装置２、３又はつまみ４を操作することができる。斯様な機械的運動に関しては、その運動伝達方向が逆の場合にも、同じことが当てはまる。

つまみ４をオフ位置である第４位置１１に回すと、つまみ４は歯切片６によって開閉歯車５と噛み合って開閉歯車５を回す。その開閉歯車５の回転によって、鎖錠機構１は、開閉接点１４を開放する。その結果、当該開閉装置は開路状態となり、またそれと同時に、つまみ４はオフ位置である第４位置１１に移動して、その第４位置１１に１対１に対応付けられているオフ状態を表示する。

閉路された当該開閉装置を図６に略示する。つまみ４をオン位置である第３位置１０に回すと、そのつまみ４の動きによって同時に鎖錠機構１が操作される。その操作によって、開閉接点１４は、開閉装置を再び閉路状態とするために閉じられ、またそれと共に、つまみ４はオン位置である第３位置１０に移動して、その第３位置１０に１対１に対応付けられている当該開閉装置のオン状態を表示する。

図７では、当該開閉装置が短絡の故に遮断されている。正常動作のときには、レバー９は、ばね１５で支承されていて、ばね１５を圧縮した（つまり付勢した）状態に保っている。短絡時には、電機子１６が引外し装置３のコイル１７内に沈み込み、これによりレバー９を解放する。レバー９は、解放されたばねの付勢力（つまり反発力）によって、つまみ４に押付けられ、つまみ４を短絡回路遮断状態に１対１に対応付けられている第２位置１３でロックする。またそれと同時に、鎖錠機構１の動きを介して開閉接点１４が開放される。こうして開閉装置が遮断され、同時につまみ４は、遮断理由が短絡であることを、その短絡回路遮断状態に対応した第２位置１３につまみ４自体が位置することによって表示する。

図８では、開閉装置が過負荷の故に遮断されている。過負荷状態になると、引外し装置２のバイメタルが暖められて反り返ったような状態に曲がる。すると、そのバイメタルの曲がりに伴って、レバー８を介して鎖錠機構１が動かされる。その鎖錠機構１の動きによって、それと連結されたつまみ４が、過負荷回路遮断状態に１対１に対応付けられている第１位置１２へと動かされて、そこでロックされる。またその動きに伴って、開閉接点１４が開放される。こうして開閉装置が遮断され、またそれと同時につまみ４は、遮断理由が過負荷であることを、その過負荷回路遮断に１対１に対応した第１位置１２にそのつまみ４自体が位置することによって、明確に表示する。

閉路された開閉装置のつまみの図である。短絡の故に引外された開閉装置のつまみの図である。過負荷の故に引外された開閉装置のつまみの図である。開路された開閉装置のつまみの図である。開閉装置のオフ状態の略図である。開閉装置のオン状態の略図である。短絡による開閉装置遮断の略図である。過負荷による開閉装置遮断の略図である。

１鎖錠機構、
２第１引外し装置、
３第２引外し装置、
４つまみ、
５開閉歯車、
６歯切片、
１０第３位置、
１１第４位置、
１２第１位置、
１３第２位置

Claims

開閉装置を機械的に操作してその開閉状態を切り替える機能を有する鎖錠機構（１）と、鎖錠機構（１）を機械的に操作するためのつまみ（４）とを含んだ開閉装置であって、
当該開閉装置に接続された外部の被保護回路または当該開閉装置自体を過負荷から保護するための第１引外し装置（２）と、
当該開閉装置に接続された外部の被保護回路または当該開閉装置自体を短絡から保護するための第２引外し装置（３）とを備え、
かつ、前記第１引外し装置（２）による引外しが起きると、当該引外しの動作に連動して、前記鎖錠機構（１）を介して前記つまみ（４）を前記過負荷に対応した位置である第１位置に動かし、前記第２引外し装置（３）による引外しが起きると、当該引外しの動作に連動して、前記鎖錠機構（１）を介して前記つまみ（４）を前記短絡に対応した位置であって前記第１の位置とは異なった位置である第２位置に動かすように設定されている
ことを特徴とする開閉装置。
請求項１記載の開閉装置において、
前記つまみ（４）は、当該つまみが前記第１位置および前記第２位置のいずれとも異なる第３位置（１０）にあるときには、当該開閉装置が閉路され、当該つまみ（４）が前記第１位置および前記第２位置ならびに前記第３位置のいずれとも異なる第４位置（１１）にあるときには、当該開閉装置が開路されるように設定されている
ことを特徴とする開閉装置。
請求項１または２記載の開閉装置において、
前記つまみ（４）は、前記第１位置、前記第２位置、前記第３位置、前記第４位置のいずれかの位置への移動操作を受けて、当該操作に対応した位置に回動運動可能に構成されている
ことを特徴とする開閉装置。
請求項３記載の開閉装置において、
前記つまみ（４）の前記回動運動を前記鎖錠機構（１）へと機械的に伝達するように構成された開閉歯車（５）を備えた
ことを特徴とする開閉装置。
請求項１ないし４のうちいずれか１つの項に記載の開閉装置において、
前記鎖錠機構（１）が、前記第１引外し装置（２）の引外し時には、前記つまみ（４）を前記第１位置（１２）に動かして当該第１位置（１２）で鎖錠し、前記第２引外し装置（３）の引外し時には、前記つまみを前記第２位置（１３）に動かして当該第２位置（１３）で鎖錠し、当該開閉装置自体の閉路時には、前記つまみを前記第３位置（１０）で鎖錠し、当該開閉装置自体の開路時には、前記つまみを前記第４位置（１１）で鎖錠するように構成されている
ことを特徴とする開閉装置。
請求項１ないし５のうちいずれか１つの項に記載の開閉装置において、
前記つまみ（４）が少なくとも１つの歯切片（６）を有し、当該歯切片が、前記開閉歯車（５）とで、前記第１位置（１２）、前記第２位置（１３）、前記第３位置（１０）、前記第４位置（１１）のうちの１つの位置に選択的に前記つまみ（４）を鎖錠するように構成されている
ことを特徴とする開閉装置。
請求項１ないし６のうちいずれか１つの項に記載の開閉装置において、
当該開閉装置自体が、遮断器である、または遮断器を有する装置である
ことを特徴とする開閉装置。
開閉機能および遮断機能を有する開閉装置における遮断原因の表示方法であって、
当該開閉装置自体を、当該開閉装置を機械的に操作してその開閉状態を切り替える機能を有する鎖錠機構（１）と、鎖錠機構（１）を機械的に操作するためのつまみ（４）と、当該開閉装置に接続された外部の被保護回路または当該開閉装置自体を過負荷から保護するための第１引外し装置（２）と、当該開閉装置に接続された外部の被保護回路または当該開閉装置自体を短絡から保護するための第２引外し装置（３）とを備えたものとし、
かつ、前記第１引外し装置（２）による引外しが起きると、当該引外しの動作に連動して、前記鎖錠機構（１）を介して前記つまみ（４）を前記過負荷に対応した位置である第１位置に動かし、前記第２引外し装置（３）による引外しが起きると、当該引外しの動作に連動して、前記鎖錠機構（１）を介して前記つまみ（４）を前記短絡に対応した位置であって前記第１の位置とは異なった位置である第２位置に動かす
ことを特徴とする開閉装置における遮断原因の表示方法。
請求項８記載の開閉装置における遮断原因の表示方法において、
前記つまみが前記第１位置および前記第２位置のいずれとも異なる第３位置（１０）にあるときには、当該開閉装置を閉路し、前記つまみ（４）が前記第１位置および前記第２位置ならびに前記第３位置のいずれとも異なる第４位置（１１）にあるときには、当該開閉装置を開路する
ことを特徴とする開閉装置における遮断原因の表示方法。
請求項８または９記載の開閉装置における遮断原因の表示方法において、
前記つまみ（４）を、前記第１位置、前記第２位置、前記第３位置、前記第４位置のいずれかの位置への移動操作を受けて、当該操作に対応した位置に回動運動可能なものとする
ことを特徴とする開閉装置における遮断原因の表示方法。
請求項１０記載の開閉装置における遮断原因の表示方法において、
前記つまみ（４）の前記回動運動を前記鎖錠機構（１）へと機械的に伝達するように構成された開閉歯車（５）を設ける
ことを特徴とする開閉装置における遮断原因の表示方法。
請求項８ないし１１のうちいずれか１つの項に記載の開閉装置における遮断原因の表示方法において、
前記鎖錠機構（１）が、前記第１引外し装置（２）の引外し時には、前記つまみ（４）を前記第１位置（１２）に動かして当該第１位置（１２）で鎖錠し、前記第２引外し装置（３）の引外し時には、前記つまみを前記第２位置（１３）に動かして当該第２位置（１３）で鎖錠し、当該開閉装置自体の閉路時には、前記つまみを前記第３位置（１０）で鎖錠し、当該開閉装置自体の開路時には、前記つまみを前記第４位置（１１）で鎖錠する
ことを特徴とする開閉装置における遮断原因の表示方法。
請求項１２記載の開閉装置における遮断原因の表示方法において、
前記つまみ（４）が少なくとも１つの歯切片（６）を有し、当該歯切片が、前記開閉歯車（５）とで、前記第１位置（１２）、前記第２位置（１３）、前記第３位置（１０）、前記第４位置（１１）のうちの１つの位置に選択的に前記つまみ（４）を鎖錠する
ことを特徴とする開閉装置における遮断原因の表示方法。