JP5209680B2

JP5209680B2 - 自動制御切替機器の切替装置

Info

Publication number: JP5209680B2
Application number: JP2010181431A
Authority: JP
Inventors: ジャ−グーリュ
Original assignee: LSIS Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2009-08-14
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2030-08-13
Also published as: US8431846B2; EP2284851B1; CN101996788B; JP2011040394A; KR20110017697A; EP2284851A3; EP2284851A2; CN101996788A; US20110036695A1; KR101082216B1; ES2609420T3

Description

本発明は、自動制御切替機器の切替装置に関し、特に、２台の気中遮断器（Air Circuit Breaker; ACB）を相互に切り替えることにより、一方の気中遮断器が投入されると他方の気中遮断器は機械的、電気的に投入されないようにして、各種電気製品に安定した電源を継続的に供給することのできる自動制御切替機器の切替装置に関する。

一般に、停電してはいけない病院や電話局などでは、安定した電源供給のために自動制御切替機器（Automatic Transfer Switch; ATS）が使用される。前記自動制御切替機器には、常時電源用気中遮断器（以下、第１ＡＣＢという。）と非常時電源用気中遮断器（以下、第２ＡＣＢという。）が共に内蔵されている。そして、前記第１ＡＣＢと前記第２ＡＣＢとは、切替可能に機構的に連結されている。これにより、前記自動制御切替機器は、２つのＡＣＢのいずれか一方のＡＣＢに事故電流が供給されると、これを感知し、投入されたＡＣＢをトリップさせるとともに他方のＡＣＢを投入させて相互に切り替えており、このようなＡＣＢの切替により安定した電源を継続的に供給することができる。

このように２つのＡＣＢを相互に切り替えて使用する場合は、通常、２つのＡＣＢをワイヤや細い鉄棒などで連結して互いにインターロックされるようにする。

図７及び図８は、細い鉄棒を利用して２つのＡＣＢをインターロックする、従来の自動制御切替機器の一例を示す斜視図である。同図に示すように、従来の自動制御切替機器は、ＡＣＢ１、２にそれぞれ設置されるフレーム１１、２１と、フレーム１１、２１にそれぞれ回転可能に結合され、各ＡＣＢ１、２内に設置された投入レバー（図示せず）により回転する投入リンク１２、２２と、それぞれ投入リンク１２、２２の一側でフレーム１１、２１に回転可能に設置され、各ＡＣＢ１、２内に設置されたトリップレバー（図示せず）を連動させるトリップリンク１３、２３と、それぞれ投入リンク１２、２２とトリップリンク２３、１３との間に連結されて回転力を伝達する伝達棒１４、２４とから構成される。ここで、投入リンク１２、２２とトリップリンク１３、２３はそれぞれ互いに独立して設置され、各伝達棒１４、２４は一体の剛体で形成されている。

このような従来の自動制御切替機器においては、第１ＡＣＢ１が投入されると、第１ＡＣＢ１内に設置された第１投入レバー（図示せず）により、第１投入リンク１２が図の反時計方向に回転する。すると、第１伝達棒１４が上方に引っ張られ、図の下部に設置された第２ＡＣＢ２の第２トリップリンク２３が上方に移動する。このとき、第２トリップリンク２３により、インターロックレバー（図示せず）が共に上方に移動して第２ＡＣＢ２内に設置された第２トリップレバー（図示せず）を押し上げ、第２ＡＣＢ２がトリップ状態となる。

また、投入リンク復帰スプリング（図示せず）により第１投入リンク１２が復帰すると、引っ張られていた第１伝達棒１４が元の位置に復帰し、第２トリップリンク２３も元の位置に復帰して、第２ＡＣＢ２のトリップ状態が解除される。

一方、第２ＡＣＢ２が投入状態となり、第１ＡＣＢ１がトリップ状態となる過程は、前述の場合とは逆に行われる。

しかしながら、このような従来の自動制御切替機器は、投入リンク１２、２２とトリップリンク１３、２３がそれぞれ独立して設置されることにより、投入リンク１２、２２とトリップリンク１３、２３を組み立てる過程が複雑になるという問題があった。

また、伝達棒１４、２４の長さは、伝達棒１４、２４を切断して調節しなければならないため、投入リンク１２、２２とトリップリンク２３、１３との間で伝達棒１４、２４の長さが正確に合うように製作することが難しいだけでなく、組立過程で誤差が生じた場合にこれを調節することが難しく、組立不良による誤動作が発生する恐れがあった。

さらに、各ＡＣＢ１、２が投入とトリップを繰り返す過程で、各投入リンク１２、２２とトリップリンク２３、１３が回転するときに各伝達棒１４、２４に伝達される衝撃を吸収することができず、衝撃騒音が発生したり耐久性が弱くなるという問題もあった。

さらに、各伝達棒１４、２４は、細い棒で形成されているので強度が弱いだけでなく、構造的に折り曲げられた部位があるので作動時に撓みが発生する可能性が高く、従って、誤作動が発生する恐れがあった。

そこで、本発明の目的は、各ＡＣＢの投入リンク及びトリップリンクをそれぞれモジュール化することにより、組立工数を削減することのできる自動制御切替機器の切替装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、各投入リンクと各トリップリンクとの間で伝達棒の長さを容易に調節できるようにすることにより、誤動作を未然に防止することのできる自動制御切替機器の切替装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、各ＡＣＢが投入とトリップを繰り返すときに発生する衝撃を伝達棒で吸収することにより、騒音を減らして耐久性を向上させることのできる自動制御切替機器の切替装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、各伝達棒の強度を高めることにより、切替作業時に撓みなどによる誤作動を未然に防止することのできる自動制御切替機器の切替装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の気中遮断器の投入動作及びトリップ動作にそれぞれ連動するように回転可能に備えられる複数の投入リンク及びトリップリンクと、前記各投入リンクと前記各トリップリンクに両端がそれぞれ結合され、両気中遮断器の投入動作とトリップ動作を相互に連動させる複数の伝達棒とを含み、前記複数の伝達棒は、前記伝達棒の両端が前記投入リンクと前記トリップリンクに結合された状態で前記伝達棒の長さを調節できるように、長さ調節部をそれぞれ備える、自動制御切替機器の切替装置を提供する。

ここで、前記各伝達棒は、対をなす複数のリンクから構成され、前記対をなす各リンクの一端部は前記投入リンクと前記トリップリンクにそれぞれ結合され、前記対をなす各リンクの他端部同士は螺合されており、長さが調節されるようにしてもよい。

また、前記各伝達棒は、投入側伝達リンクとトリップ側伝達リンクとから構成され、前記投入側伝達リンクと前記トリップ側伝達リンクとの間には、両伝達リンクをナットで締めて結合できるように、ナット型長さ調節部が備えられるようにしてもよい。

さらに、前記各伝達棒は、前記投入リンク及び前記トリップリンクにより位置が変化するときに発生する衝撃を吸収できるように、緩衝部材を備えるようにしてもよい。

さらに、前記複数の気中遮断器にはフレームベースがそれぞれ備えられ、前記各フレームベースの一側面には所定の間隔をおいてフレームカバーが結合され、前記各フレームベースと前記各フレームカバーとの間には前記投入リンク及び前記トリップリンクが回転可能に結合されるようにしてもよい。

さらに、前記各フレームベースの一側面には前記投入リンクがそれぞれ回転可能に結合され、前記各投入リンクの一側には前記伝達棒を構成するリンクが回転可能に結合され、前記各投入リンクの他側には該投入リンクを選択的に回転させるための投入レバーがスライド可能に結合されるようにしてもよい。

さらに、前記各フレームベースの一側面には前記トリップリンクがそれぞれ回転可能に結合され、前記各フレームベースの他側面には各気中遮断器のトリップ状態を維持又は解除するためのインターロックレバーを作動させるトリップレバーがそれぞれ回転可能に結合され、前記トリップリンクと前記トリップレバーとは、相互に連動するように、前記フレームベースを介して結合されるようにしてもよい。

本発明によれば、複数のＡＣＢ間に設置されてその複数のＡＣＢの投入状態とトリップ状態を相互に切り替える切替装置をモジュール化することにより、前記切替装置の組立を容易にすることができる。

また、前記切替装置を構成する伝達棒の長さを調節することができるので前記切替装置の組立及びメンテナンスを容易にすることができ、組立誤差が発生する可能性が少ないので投入動作及びトリップ動作を正確に行うことができる。

さらに、前記伝達棒に緩衝部材を設置することにより、各ＡＣＢの投入動作とトリップ動作を切り替えるときに発生する衝撃を吸収し、衝撃騒音を減らして信頼性を高めることができる。

さらに、前記伝達棒を、折り曲げて形成するのではなく、所定の厚さを有するように形成することにより、前記伝達棒が撓むことを未然に防止することができ、従って、投入動作とトリップ動作における誤動作を未然に防止することができる。

本発明による自動制御切替機器を示す正面図である。図１による自動制御切替機器の切替装置を分解して示す斜視図である。図２による切替装置の一部を組み立てて示す正面図である。図３による切替装置におけるリンクとレバーの結合状態を示す概略図である。図３による切替装置におけるリンクとレバーの結合状態を示す斜視図である。図１による切替装置の動作を示す正面図である。従来の自動制御切替機器を示す斜視図である。図７の切替装置を示す斜視図である。

以下、本発明による自動制御切替機器の切替装置を添付図面に示す一実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明による自動制御切替機器を示す正面図であり、図２は図１による自動制御切替機器の切替装置を分解して示す斜視図である。

図１に示すように、本発明による自動制御切替機器（ＡＴＳ）１００は、収容空間が上下に区画されたケース１０１と、ケース１０１の上側収容空間に積置される常時電源用ＡＣＢ（第１ＡＣＢ）１１０と、ケース１０１の下側収容空間に積置される非常時電源用ＡＣＢ（第２ＡＣＢ）１２０とを含む。また、ケース１０１の一側内部空間、すなわち第１ＡＣＢ１１０及び第２ＡＣＢ１２０の一側には、両ＡＣＢ１１０、１２０を交互に投入又はトリップさせる切替装置２００が設置される。

切替装置２００は、第１ＡＣＢ１１０と第２ＡＣＢ１２０との間に容易に設置できるように、モジュール化して設置される。例えば、図２に示すように、切替装置２００は、第１ＡＣＢ１１０及び第２ＡＣＢ１２０の一側面にそれぞれ備えられる第１フレームベース２１１及び第２フレームベース２２１と、各フレームベース２１１、２２１の一側面に所定の間隔をおいてそれぞれ結合される第１フレームカバー２１２及び第２フレームカバー２２２と、各フレームベース２１１、２２１と各フレームカバー２１２、２２２との間に位置するように結合されて投入動作及びトリップ動作を選択的に行う第１投入リンク２１３及び第１トリップリンク２１４と、各フレームベース２１１、２２１と各フレームカバー２１２、２２２との間に位置するように結合されて第１投入リンク２１３及び第１トリップリンク２１４と逆に動いて投入動作及びトリップ動作を選択的に行う第２投入リンク２２３及び第２トリップリンク２２４と、第１投入リンク２１３と第１トリップリンク２１４及び第２投入リンク２２３と第２トリップリンク２２４に両端がそれぞれ結合されて両ＡＣＢ１１０、１２０の投入動作及びトリップ動作を連動させる第１伝達棒２１５及び第２伝達棒２２５とを含む。

第１フレームベース２１１及び第２フレームベース２２１は、略四角形のパネル状に形成される。第１フレームベース２１１の縁部付近には、第１フレームベース２１１を第１ＡＣＢ１１０の一側面に固定するための締結孔２１１ａ、第１投入リンク２１３を結合するための貫通孔２１１ｂ、第１フレームカバー２１２を固定するための締結孔２１１ｃなどが形成される。同様に、第２フレームベース２２１の縁部付近には、第２フレームベース２２１を第２ＡＣＢ１２０の一側面に固定するための締結孔２２１ａ、第２投入リンク２２３を結合するための貫通孔２２１ｂ、第２フレームカバー２２２を固定するための締結孔２２１ｃなどが形成される。また、第１フレームベース２１１の中央部位には、第２トリップリンク２２４を結合するための貫通孔２１１ｄが形成され、第２トリップリンク２２４を結合するための貫通孔２１１ｄの一側には、第２トリップリンク２２４とトリップレバー１１２が結合され、第２トリップリンク２２４がトリップレバー１１２を回転させるようにするスライド孔２１１ｅが形成される。同様に、第２フレームベース２２１の中央部位には、第１トリップリンク２１４を結合するための貫通孔２２１ｄが形成され、第１トリップリンク２１４を結合するための貫通孔２２１ｄの一側には、第１トリップリンク２１４とトリップレバー１２２が結合され、第１トリップリンク２１４がトリップレバー１２２を回転させるようにするスライド孔２２１ｅが形成される。

第１フレームカバー２１２及び第２フレームカバー２２２は、各フレームベース２１１、２２１の外側面に所定の間隔をおいてそれぞれ結合される。このために、各フレームベース２１１、２２１と各フレームカバー２１２、２２２との間には、間隔を保つための複数のピン２１６、２２６が縁部に沿って配置され、それぞれボルト２１７、２２７で固定される。また、複数のピン２１６、２２６の一部は、各フレームベース２１１、２２１を貫通して各ＡＣＢ１１０、１２０の一側面に締結固定される。

第１投入リンク２１３は、第１フレームベース２１１の縁部に備えられた貫通孔２１１ｂに回転可能に設置され、第１投入リンク２１３の一端には、後述する第１伝達棒２１５の第１投入側伝達リンク２１５ａが回転可能に結合される。また、第１投入リンク２１３の他端には、第１ＡＣＢ１１０の投入レバー１１１（図４を参照）がスライドして回転できるように、結合溝２１３ａが長手方向に長く形成される。

第１トリップリンク２１４は、第２フレームベース２２１の中央部位に備えられた貫通孔２２１ｄに回転可能に設置され、第１トリップリンク２１４の一端には、後述する第１伝達棒２１５の第１トリップ側伝達リンク２１５ｂが回転可能に結合される。また、第１トリップリンク２１４の他端には、第２フレームベース２２１のスライド孔２２１ｅを貫通するピン２１４ａが結合され、ピン２１４ａは、スライドして回転できるように、第２ＡＣＢ１２０のトリップレバー１２２と結合される。さらに、第２ＡＣＢ１２０のトリップレバー１２２は、第２ＡＣＢ１２０のトリップ状態を維持又は解除するためのインターロックレバー１２３（図４を参照）を作動させることができるように、第２ＡＣＢ１２０のインターロックレバー１２３と結合される。

第１伝達棒２１５は、第１投入リンク２１３と第１トリップリンク２１４にそれぞれ一端部が結合される複数のリンクから構成される。例えば、第１伝達棒２１５は、第１投入側伝達リンク２１５ａと、第１トリップ側伝達リンク２１５ｂとから構成される。第１投入側伝達リンク２１５ａは、前述のように、その一端が第１投入リンク２１３に回転可能に、かつ第１投入リンク２１３の回転方向に応じて上下方向に移動可能に結合される。また、第１投入側伝達リンク２１５ａの他端、すなわち第１投入リンク２１３と結合されない端部には、第１トリップ側伝達リンク２１５ｂの端部が挿入されて螺合されるように、ナット型長さ調節部２１５ｃが形成される。

そして、第１トリップ側伝達リンク２１５ｂは、前述のように、その一端が第１トリップリンク２１４に回転可能に結合される。また、第１トリップ側伝達リンク２１５ｂの他端、すなわち第１トリップリンク２１４と結合されない端部には、第１投入側伝達リンク２１５ａの長さ調節部２１５ｃに挿入されて螺合されるように、ネジ山が形成される。さらに、第１トリップリンク２１４と結合される第１トリップ側伝達リンク２１５ｂの一端には、第１伝達棒２１５が投入又はトリップするときに該第１伝達棒２１５に伝達される衝撃を減衰させるように、圧縮コイルばねからなる緩衝部材２１５ｄが設置される。

一方、第２投入リンク２２３は、第２フレームベース２２１に結合されることと、第２伝達棒２２５の第２投入側伝達リンク２２５ａが結合されることを除いては、前述の第１投入リンク２１３とその形状や組立位置がほぼ同じである。

また、第２トリップリンク２２４は、第１フレームベース２１１に結合されることと、第２伝達棒２２５の第２トリップ側伝達リンク２２５ｂが結合されることを除いては、前述の第１トリップリンク２１４とその形状や組立位置がほぼ同じである。

さらに、第２伝達棒２２５は、前述の第１伝達棒２１５とその組み立てられる部材と位置が異なるだけで、その構成や動作原理はほぼ同じである。

以下、このような本発明による自動制御切替機器において、第１ＡＣＢ１１０及び第２ＡＣＢ１２０の投入とトリップを相互に切り替える過程を説明する。

まず、第１ＡＣＢ１１０が投入されると、図６の（ａ）のように、第１ＡＣＢ１１０に連結されている投入レバー１１１が図の反時計方向に回転する。すると、第１ＡＣＢ１１０の第１投入リンク２１３が図の反時計方向に回転し、第１ＡＣＢ１１０の第１投入リンク２１３と第２ＡＣＢ１２０の第１トリップリンク２１４との間に連結された第１伝達棒２１５は上方に移動する。そして、第１伝達棒２１５の移動により、第１トリップリンク２１４は図の反時計方向に回転する。そして、第１トリップリンク２１４の回転により第２ＡＣＢ１２０のトリップレバー１２２が押し上げられ、第２ＡＣＢ１２０のトリップレバー１２２が上昇すると、第２ＡＣＢ１２０のインターロックレバー１２３が作動して第２ＡＣＢ１２０に電源が投入されなくなる。

その後、第１ＡＣＢ１１０がトリップすると、第１投入リンク２１３が元の位置に復帰し、第２ＡＣＢ１２０の第１トリップリンク２１４も第１伝達棒２１５により元の位置に復帰する。そして、第１トリップリンク２１４が復帰すると、第２ＡＣＢ１２０のトリップレバー１２２も元の位置に復帰する。すると、第２ＡＣＢ１２０はインターロックが解除されて投入可能な状態となる。

それに対して、図６の（ｂ）のように、第２ＡＣＢ１２０が投入されると、前述のように、第２ＡＣＢ１２０の投入レバー１２１が図の反時計方向に回転するとともに、第２ＡＣＢ１２０の第２投入リンク２２３も図の反時計方向に回転する。すると、第２ＡＣＢ１２０の第２投入リンク２２３と第１ＡＣＢ１１０の第２トリップリンク２２４との間に連結された第２伝達棒２２５は上方に移動する。そして、第２伝達棒２２５の移動により、第２トリップリンク２２４は、図の反時計方向に回転して第１ＡＣＢ１１０のトリップレバー１１２を押し上げる。すると、第１ＡＣＢ１１０内に設置されたトリップレバー１１２が作動して、第１ＡＣＢ１２０を機械的にインターロックし、電気的にも投入されないようにする。

その後、第２ＡＣＢ１２０がトリップすると、第２投入リンク２２３が元の位置に復帰し、第１ＡＣＢ１２０の第２トリップリンク２２４も第２伝達棒２２５により元の位置に復帰する。そして、第２トリップリンク２２４が復帰すると、第１ＡＣＢ１２０のトリップレバー１１２も元の位置に復帰する。すると、第１ＡＣＢ１２０はインターロックが解除されて投入可能な状態となる。

１１０第１ＡＣＢ
１２０第２ＡＣＢ
１１１、１２１投入レバー
１１２、１２２トリップレバー
１１３、１２３インターロックレバー
２００切替装置
２１１第１フレームベース
２１２第１フレームカバー
２１３第１投入リンク
２１４第１トリップリンク
２１５第１伝達棒
２２１第２フレームベース
２２２第２フレームカバー
２２３第２投入リンク
２２４第２トリップリンク
２２５第２伝達棒

Claims

複数の気中遮断器にそれぞれ備えられる複数のフレームベースと、
前記各フレームベースの一側面にそれぞれ結合される複数のフレームカバーと、
前記各フレームベースと前記各フレームカバーとの間に回転可能に結合され、前記複数の気中遮断器の投入動作及びトリップ動作にそれぞれ連動するように回転可能に備えられる複数の投入リンク及びトリップリンクと、
前記各投入リンクと前記各トリップリンクに両端がそれぞれ結合され、前記複数の気中遮断器の投入動作とトリップ動作を相互に連動させる複数の伝達棒とを含み、
前記複数の伝達棒は、前記伝達棒の両端が前記投入リンクと前記トリップリンクに結合された状態で前記伝達棒の長さを調節できるように、長さ調節部をそれぞれ備え、
前記投入リンク及び前記トリップリンクは、その中央部が前記フレームベース及び前記フレームカバーに回転可能に結合され、
前記投入リンク及び前記トリップリンクの一端には、前記伝達棒がそれぞれ回転可能に結合され、
前記投入リンクの他端には、当該投入リンクを選択的に回転させるための投入レバーがスライド可能に結合されるように結合溝が長溝状に形成されると共に、前記トリップリンクの他端には、前記各気中遮断器のトリップ状態を維持又は解除するためのインターロックレバーを作動させるトリップレバーが回転可能に結合され、
前記フレームベース及び前記フレームカバーには、前記トリップリンク及び前記トリップレバーの結合された部位が前記トリップリンクの回転中心に対して回動して前記トリップリンクの回転力を前記トリップレバーに伝達するようにスライド孔がそれぞれ長孔状に形成される、自動制御切替機器の切替装置。
前記各伝達棒は、対をなす複数のリンクから構成され、前記対をなす各リンクの一端部は前記投入リンクと前記トリップリンクにそれぞれ結合され、前記対をなす各リンクの他端部同士は螺合されており、長さが調節される、請求項１に記載の自動制御切替機器の切替装置。
前記各伝達棒は、投入側伝達リンクとトリップ側伝達リンクとから構成され、前記投入側伝達リンクと前記トリップ側伝達リンクとの間には、両伝達リンクをナットで締めて結合できるように、ナット型長さ調節部が備えられる、請求項２に記載の自動制御切替機器の切替装置。
前記各伝達棒は、前記投入リンク及び前記トリップリンクにより位置が変化するときに発生する衝撃を吸収できるように、緩衝部材を備える、請求項２又は３に記載の自動制御切替機器の切替装置。