JP5094778B2 - ブレーカインターロックシステムおよびブレーカを連動させる方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーカインターロックシステムおよびブレーカを連動させる方法に関する。

回路ブレーカは、例えばニュートラルスイッチを有する単相回路、三相回路、または多相回路であり得る回路への給電を制御する手段となる。電子トリップユニット制御モジュールなどのトリップユニットは、ブレーカとインターフェースして、例えばトリップ速度、トリップ電流などのトリップ特性を制御するために広く利用されている。修理や代替的なトリップ特性を有するトリップユニットとの交換のために、トリップユニットをブレーカから取り外すことができる。トリップユニットが取り付けられない限り回路をトリップ保護することができないので、トリップユニットがブレーカから取り外されている間にブレーカが閉路構成にあることは望ましくない状態であると思われる。

従って、当該産業においてトリップユニットをブレーカと連動させるシステムが求められている。

本明細書では、ブレーカインターロックシステムを開示する。このシステムは、回路ブレーカ用のトリップユニットと、トリップユニットを収容する回路ブレーカとを含んでいる。回路ブレーカは、トリップユニットが回路ブレーカに取り付けられると閉路可能となり、トリップユニットが回路ブレーカに取り付けられない限り閉路不能となる。インターロックシステムはさらに、回路ブレーカが閉路構成にある場合にトリップユニットが回路ブレーカから脱離することを防止するように構成されている。回路ブレーカは複数のソレノイドを有しており、複数のソレノイドは各々、指令に応じて回路ブレーカをトリップさせるように回路ブレーカと連動可能である。複数のソレノイドのうちの第１のソレノイドは、トリップユニットを介した回路ブレーカからの信号に応答し、複数のソレノイドのうちの第２のソレノイドは電子トリップユニット以外の信号源からの外部供給信号に応答する。

本明細書ではさらに、多相回路ブレーカを有する電子トリップユニットを連動させる方法を開示する。この方法は、トリップユニットが回路ブレーカに取り付けられると回路ブレーカを閉路可能にするステップと、トリップユニットが回路ブレーカに取り付けられない限り回路ブレーカを閉路不能にするステップと、回路ブレーカが閉路構成にある場合は、トリップユニットを回路ブレーカに嵌め込みロックするステップと、複数のソレノイドを有する多相回路ブレーカのトリップを可能にするステップとを含んでいる。複数のソレノイドのうちの第１のソレノイドは、トリップユニットを介した回路ブレーカからの信号に応答し、複数のソレノイドのうちの第２のソレノイドは電子トリップユニット以外の信号源からの外部供給信号に応答する。

以下の記述はいかなる意味でも限定的なものとみなされるべきではない。添付図面において、同様の要素には同様の参照番号が付されている。

本発明の実施形態によるブレーカインターロックシステムを取り付けた代表的なトリップユニットの斜視図である。 トリップユニットを取り外した図１のブレーカインターロックシステムの拡大斜視図である。 トリップユニットを取り外した図１のブレーカの部分側面図である。 トリップユニットを取り付けた図３のブレーカの部分側面図である。 トリップユニットを取り外した図２のブレーカの部分平面図である。 取り付け前のトリップユニットを示した図５のブレーカの部分側面である。 トリップユニットを取り外した図５のブレーカの部分斜視図である。 別の角度からの図７のブレーカの部分斜視図である。 幾つかの部品を取り外した図８のブレーカのプレートの裏面の部分斜視図である。 図９のプレートの部分平面図である。 図１０Ａとは別の構成のプレートの部分平面図である。 ロック構成にあるトリップユニットの底部と、閉路構成にあるブレーカとを示す図１のブレーカのインターロックシステムの部分側面図である。 図２のブレーカの部分斜視図である。

本明細書では、例示的かつ非限定的に、本発明による装置および方法の１つまたは複数の実施形態を図面を参照しながら開示する。

図１に、本明細書で開示するブレーカインターロックシステム１０の実施形態を示す。ブレーカインターロックシステム１０は、ブレーカ１４と、図示においてこれに取り付けられている電子トリップユニットモジュール１８とを含む。ブレーカ１４は、閉路構成にある場合は電流が回路（図示せず）を流れることを可能にし、ブレーカ１４が開路構成にある場合は電流が回路を流れることを妨げるように構成されている。ブレーカ１４は、複数のトリップソレノイドを含み、この実施形態では２つのソレノイド２２、２６を示している。ブレーカ１４は、２つのソレノイド２２、２６のいずれかが励磁されると、ブレーカ１４がトリップし、それにより回路を開くように構成されている。第１のトリップソレノイド２２は、回路内に起こる特定の条件に応じてトリップユニット１８を介して励磁されるように構成され、一方、第２のトリップソレノイド２６は、例えば補助トリップユニット、追加の回路監視システムなどからの外部供給信号、または非常遮断信号に応答して励磁されるように構成されている。

ブレーカ１４は、トリップユニット１８がブレーカに取り付けられていない場合は閉路不能であり、逆にトリップユニット１８が取り付けられている場合は閉路可能であるように構成されている。それに加えて、トリップユニット１８は、ブレーカ１４が閉路構成にある場合にトリップユニット１８がブレーカ１４から脱離することがないようにブレーカ１４と連結することができる。これらの連結関係を制御する機構については以下に詳述する。

図２、３、および４を参照すると、ブレーカ１４は、（図３に示す）第１のパドル位置３２と、（図４に示す）第２のパドル位置３４との間で移動可能なトリップパドル３０を有している。ブレーカ１４は、トリップパドル３０が第２のパドル位置３４にある場合は閉路可能となり、トリップパドル３０が第１のパドル位置３２にある場合は閉路不能となるように構成されている。ねじりばねなどの付勢部材（図示せず）は、トリップパドル３０を第２のパドル位置３４に押動する。しかし、トリップパドル３０は、付勢部材の動作に応動して移動可能になるまでは第１のパドル位置３２に留められる。トリップパドル３０は、次に説明するように、トリップユニット１８がブレーカ１４に取り付けられると移動する幾つかのリンク装置に応動してパドルピボット４０を支点に第１のパドル位置３２から第２のパドル位置３４に移動する。

図３および４に加えて図５〜８を参照すると、トリップユニット１８から突起するロックピン４２は、トリップユニット１８がブレーカ１４に取り付けられるとブレーカ１４のプレート５０の穴４６を通る。（注：図９〜１１を参照して以下に詳述するように、穴４６を通してロックピン４２が挿入可能になる前に、ブレーカ１４のボタン１０６が押された状態にしなければならない。）このような取り付け中に、ロックピン４２は、本明細書ではねじりばねとして示す付勢部材５６によって押動されて回転するトリップアーム５４と接触し、それによってトリップアーム５４を、図３、４および７で見ると時計回りに、また図６及び８で見ると反時計回りに押動する。別の付勢装置（図示せず）は、トリップ部材５８に取り付けられたトリップペグ６２がトリップアーム５４に押し付けられるようにトリップ部材５８を押動して回転させる。このようにして、トリップアーム５４が回転すると、ロックピン４２との接触により、トリップペグ６２がトリップアーム５４の部分６４に沿って移動すると、トリップ部材５８が回転可能になる。この回転により、トリップ部材５８に取り付けられたトリップピン６６は第１のピン位置７２から第２のピン位置７４へと移動する。押動されてトリップピン６６と接触する前述のトリップパドル３０は、トリップピン６６が移動すると移動可能になる。前述のリンク装置の移動を以下のように要約できる。ロックピン４２は、トリップユニット１８をブレーカ１４に取り付けている間にプレート５０内の穴４６を通り、ロックピン４２がトリップアーム５４に接触するとトリップアーム５４を回転させ、それによってトリップペグ６２が移動してトリップ部材５８を回転させ、その結果、トリップ部材５８に取り付けられたトリップピン６６を第１のピン位置７２から第２のピン位置７４に移動させ、それによってトリップパドル３０がパドルピボット４０を支点に第１のパドル位置３２から第２のパドル位置３４に移動することが可能になる。トリップユニット１８がブレーカ１４に取り付けられると、ブレーカ１４は閉路可能になり、次いでトリップ用の装備が可能になる。

図５〜６および図９〜１０を参照すると、ブレーカインターロックシステム１０は、トリップユニット１８がブレーカ１４に取り付けられていない場合にブレーカの閉路を阻止することに加えて、システム１０は、ブレーカ１４の閉路中にトリップユニット１８がブレーカ１４から脱離することも防止する。それによって、トリップユニット１８が取り外されるとブレーカ１４が回路に給電しないことが保証される。可動ロックレバー７８は、トリップユニット１８が取り付けられる側と反対のプレート５０の側にプレート５０と平行に位置している。ロックレバー７８は、これを貫通するロッキングレバープロファイル８２を有しており、ロッキングレバープロファイル８２の第１の部分８０は、ロッキングレバー７８が第１のプロファイル位置８６（図１０Ｂ）にある場合にロックピン４２が妨げられることなく穴４６とロッキングレバープロファイル８２の両方を通過できるように、プレート５０内の穴４６の寸法８３（図５）と同様のサイズの第１の寸法８１を有している。ロッキングレバープロファイル８２の第２の部分９０は、ロッキングレバー７８が、第２の部分９０と穴４６とが位置合わせされた第２のプロファイル部分９４（図１０Ａ）にある場合に、ロックピン４２がロッキングレバープロファイル８２を通過できないように、ロックピン４２の第１の寸法８５（図６）よりも小さい第２の寸法８４を有している。

しかし、トリップユニット１８がブレーカ１４に完全に取り付けられて、ロックピン４２が穴４６とロッキングレバープロファイル８２（図４）の両方を完全に通る位置にある場合は、ロッキングレバー７８は第１のプロファイル位置８６から第２のプロファイル位置９４に移動することができる。この移動が可能であるのは、トリップユニット１８がブレーカ１４に完全に据え付けられた場合にロックレバー７８と位置合わせされるロックピン４２内の溝９８（図６）があるからである。溝９８は、ロッキングレバープロファイル８２の第２の寸法８４よりも小さい寸法１０２を有している。従って、ロッキングレバープロファイル８２はロックピン４２の溝９８と嵌合し、それによって、ロッキングレバー７８が第２のプロファイル位置９４に留まる限りは、トリップユニット１８はブレーカ１４に取り付けられた状態でロックされる。このロック状態の保持には、トリップユニット１８がブレーカ１４に取り付けられた状態を保つために付加的な固締具が不要である。

ロックピン４２とロッキングレバープロファイル８２とを嵌合させることによって、ブレーカが閉路構成にある間にトリップユニット１８がブレーカ１４から外れないことを保証する。これは、ロッキングレバー７８に可動的に取り付けられたボタン１０６の移動を阻止することによって達成される。ボタン１０６は、ピボット１１６を支点に回転可能な伝達レバー１１０に枢動可能に連結されている。伝達レバー１１０の部分１２０は、ロッキングレバー７８に摺動可能かつ枢動可能に取り付けられている。こうして、トリップユニット１８が据え付けられるブレーカ１４側からボタン１０６が押されると、伝達レバー１１０の回転によってロッキングレバー７８は第２のプロファイル位置９４から第１のプロファイル位置８６へと移動する。付勢部材（図示せず）は、ボタン１０６が押されていない通常の構成に留まるように、ロッキングレバー７８を第２のプロファイル位置９４へと押動する。一対のヘッド付き隆起部１２４がロッキングレバー７８内の一対のスロット状穴１２８を通ってプレート５０から突起しており、これによってロッキングレバー７８をプレート５０の近傍に留めつつ、ロッキングレバー７８の限定的な動きが可能にする。

図１１を参照すると、前述のように、ブレーカ１４は、ブレーカ１４が閉路している場合にトリップユニット１８がブレーカ４から脱離することを防止するように構成されている。ブレーカ１４はロッキングカム１３２と連係してこの機能を達成する。ロッキングカム１３２は、ブレーカ１４の開路構成から閉路構成への変化に応動してロック配向１３６に回転するように構成されている。ロック配向１３６では、カムはボタン１０６のフランジ１４４と位置合わせされたローブ１４０を有し、それによってボタン１０６が押されることを防止する。こうしてボタン１０６が押されていない構成にロックされることによって、ロッキングレバー７８が第２のプロファイル位置９４にロックされ、トリップユニット１８がブレーカ１４にロックされる。ロッキングカム１３２はさらに、ブレーカ１４の閉路構成から開路構成への変化に応動して回転するように構成されている。ブレーカ１４の開路に伴うロッキングカム１３２のこの回転によって、ローブ１４０がフランジと位置合わせできない配向（図示せず）に移動し、その結果、ボタン１０６を押すこと、およびトリップユニット１８をブレーカ１４から取り外すことが可能になる。

図１２を参照すると、ブレーカ１４はさらに、ブレーカ１４がトリップしたことを示す信号を供給するように構成されている。この実施形態では、この信号はマクロスイッチ１４８によって供給される。トリップ部材５８によって移動するスイッチ作動装置１５２はマイクロスイッチ１４８を作動させる。各々がソレノイド２２、２６と連動可能な２つのトリップリンク１５６の一方によってブレーカ１４がトリップすると、トリップ部材５８が回転する。

以上、例示的な実施形態を用いて本発明を説明してきたが、当業者に明らかなように、本発明の範囲から逸脱することなくここに様々な改変や等価物による置換を加えることができる。さらに、本発明の本質から逸脱することなく、本発明による教示内容を特定の条件または材料に適合させることができる。従って本発明は、本発明を実施するための最良の形態として開示された特定の実施形態に限らず、特許請求の範囲に含まれるあらゆる実施形態を包含するものとする。また、固有の用語を用いて本発明の実施形態を例示しているが、特に明示のない限り、あくまでも広義的かつ説明目的においてこれらを使用しているのであって、限定目的において使用しているのではない。従って本発明の特許請求の範囲も、これらに限定されることはない。さらに、「第一」「第二」などの序数の記載がある場合、これらを何らかの順序または重要度を示す目的ではなく、ある要素をその他の要素と区別する目的において使用している。また、数詞がない記載については、物質的な量を限定する目的ではなく、言及した事項が１つ以上存在することを示す目的において使用している。

Claims (13)

1. ブレーカインターロックシステムであって、
   多相回路ブレーカ用の電子トリップユニットと、
   前記電子トリップユニットを収容する多相回路ブレーカとを備え、
   前記多相回路ブレーカは、前記電子トリップユニットが前記多相回路ブレーカに取り付けられると閉路可能となり、前記電子トリップユニットが前記多相回路ブレーカに取り付けられない限り閉路不能となり、前記ブレーカインターロックシステムは、前記多相回路ブレーカが閉路構成にある場合に前記電子トリップユニットが前記多相回路ブレーカから脱離することを防止するように構成されており、前記多相回路ブレーカは複数のソレノイドを有して、前記複数のソレノイドは各々、指令に応じて前記多相回路ブレーカをトリップさせるように前記多相回路ブレーカと連動可能であり、前記のソレノイドのうちの第１のソレノイドは、前記電子トリップユニットを介した前記多相回路ブレーカからの信号に応答し、前記複数のソレノイドのうちの第２のソレノイドは前記電子トリップユニット以外の信号源からの外部供給信号に応答し、
   前記多相回路ブレーカが、トリップパドルをさらに備え、前記多相回路ブレーカは、前記トリップパドルが第１のパドル位置にある場合に閉路不能であり、前記トリップパドルが第２のパドル位置にある場合に閉路可能であり、
   前記多相回路ブレーカは、前記電子トリップユニットのトリップピンが第１のピン位置から第２のピン位置に移動すると、これに応動して前記トリップパドルが前記第１のパドル位置から前記第２のパドル位置に移動可能になるように、トリップパドルと連動可能なトリップピンをさらに備えることを特徴とする、ブレーカインターロックシステム。
2. 前記電子トリップユニットがロックピンをさらに備え、前記電子トリップユニットを前記多相回路ブレーカに取り付けると、前記ロックピンが前記第１のピン位置から前記第２のピン位置に移動する、請求項１に記載のブレーカインターロックシステム。
3. 前記多相回路ブレーカが、前記トリップピンと連動可能なトリップアームをさらに備え、前記トリップアームは前記ロックピンとの接触により移動可能であり、それによって前記電子トリップユニットを前記多相回路ブレーカに取り付けている間に前記トリップピンを前記第１のピン位置から前記第２のピン位置に移動させる、請求項２に記載のブレーカインターロックシステム。
4. 前記電子トリップユニットがロックピンをさらに備え、前記ロックピンは、前記電子トリップユニットが前記多相回路ブレーカに取り付けられると、前記多相回路ブレーカが閉路可能となるように構成される、請求項１に記載のブレーカインターロックシステム。
5. 前記ロックピンは、前記多相回路ブレーカのロッキングレバープロファイルと嵌合可能な溝を有し、前記ロッキングレバープロファイルが前記溝に嵌合すると前記電子トリップユニットが前記多相回路ブレーカに取り付けられた状態でロックされる、請求項４に記載のブレーカインターロックシステム。
6. 前記電子トリップユニットは、前記溝と前記ロッキングレバープロファイルとの嵌合によって前記多相回路ブレーカに構造的に固締される、請求項５に記載のブレーカインターロックシステム。
7. 前記ロッキングレバープロファイルは第１のプロファイル位置と第２のプロファイル位置との間を移動可能であり、前記ロッキングレバープロファイルが前記第２のプロファイル位置にある場合は前記溝に嵌合して前記電子トリップユニットが前記多相回路ブレーカに取り付けられ、前記ロッキングレバープロファイルが前記第２の位置にある場合は、前記ロッキングレバープロファイルが前記溝から離脱する、請求項５に記載のブレーカインターロックシステム。
8. 前記多相回路ブレーカが、前記ロッキングレバーを前記第２のプロファイル位置の方向に押動する付勢部材をさらに備える、請求項７に記載のブレーカインターロックシステム。
9. 前記多相回路ブレーカが、前記ロッキングレバープロファイルを前記第２のプロファイル位置から前記第１のプロファイル位置に移動するように構成されたボタンをさらに備える、請求項７に記載のブレーカインターロックシステム。
10. 前記多相回路ブレーカは、前記多相回路ブレーカが閉路中に、前記ロッキングレバープロファイルが前記第２のプロファイル位置から前記第１のプロファイル位置に移動することを防止するように構成される、請求項７に記載のブレーカインターロックシステム。
11. 前記多相回路ブレーカが閉路構成にあることに応答して前記ロッキングレバープロファイルが前記第２のプロファイル位置から前記第１のプロファイル位置に移動することを防止するために前記ロッキングレバープロファイルと連動可能なラッチをさらに備える、請求項７に記載のブレーカインターロックシステム。
12. 電子トリップユニットを多相回路ブレーカと連動させる方法であって、
    前記電子トリップユニットのロッキングピンと前記多相回路ブレーカのトリップパドルとの接触により前記電子トリップユニットが前記多相回路ブレーカに取り付けられると、前記多相回路ブレーカを閉路可能とするステップと、
    前記電子トリップユニットが前記多相回路ブレーカから取り外されると、前記多相回路ブレーカを閉路不能とするステップと、
    前記多相回路ブレーカが閉路構成にあることに応じて、前記電子トリップユニットを前記多相回路ブレーカに取り付けた状態にロックして嵌合させるステップと、
    前記多相回路ブレーカを複数のソレノイドでトリップさせることを可能にするステップであって、前記複数のソレノイドのうちの第１のソレノイドは前記電子トリップユニットを介して前記多相回路ブレーカからの信号に応答し、前記複数のソレノイドのうちの第２のソレノイドは前記電子トリップユニット以外の信号源からの外部供給信号に応答するステップを含み、
    前記電子トリップユニットをロックして嵌合させるステップが、前記電子トリップユニットのロッキングピンの溝と前記多相回路ブレーカのロッキングレバープロファイルとを嵌合させるステップを含む、
    方法。
13. 前記トリップパドルは、前記第２のパドル位置に付勢され、前記多相回路ブレーカに収容された前記電子トリップユニットに応答して前記第１のパドル位置に移動可能である、請求項１に記載のブレーカインターロックシステム。
    

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