JP5274821B2 - 死点を有するギアを備えたサーキット・ブレーカ - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、電気的サーキット・ブレーカに係り、特に、ダブルの駆動機構を備えた電気的サーキット・ブレーカに係る。本発明はまた、電気的サーキット・ブレーカにおける接触の切り離しのための方法に係る。

電気的接続を切り離すために、アーキング・コンタクト（例えばクエンチング・チューリップ）が更なるアーキング・コンタクト（例えばピン）から離して移動されるスイッチが、先行技術から知られている。二つのアーキング・コンタクトが、反対方向へ移動されるスイッチもまた、知られている。

例を挙げると、EP 0 809 269 は、同軸上で互いに対向する二つの可動アーキング・コンタクト・ピースを有する高電圧サーキット・ブレーカを開示している。駆動ロッドが、絶縁材料のノズルに取り付けられ、スイッチ軸上に配置されたツー・アーム式レバーを介して、反対側のアーキング・コンタクト・ピースを駆動する。

US Patent No. 3,896,282 は、反対方向へ移動することが可能で、且つ不活性ガスが充填されたエンクロージャの中に配置された二つのコンタクトを備えた負荷遮断器を開示している。これらのコンタクトは、レバー伝達装置またはレバー・ギアにより接続され、このレバー伝達装置は、スイッチ軸上に配置されたツー・アーム式レバーを有し、両側で関節式に連結されたコネクティング・ロッドを有している。

本発明は、EP 0 822 565 を参照する。これは、反対の方向へ移動されることが可能な二つのコンタクト・ピースを備えたガス噴出式サーキット・ブレーカを開示している。コンタクト・ピースは、絶縁材料のノズル及びレバー機構を介して互いに連結される。このレバー機構は、スイッチ軸上に配置され、両側で関節式に連結されたコネクティング・ロッドを有するツー・アーム式方向転換レバーを有している。

DE 100 03 359 C1 は、駆動機構を有する高電圧サーキット・ブレーカを開示している。この駆動機構は、第一のアーキング・コンタクト・ピース及び補助駆動機構を駆動し、この補助駆動機構は、第二のアーキング・コンタクト・ピースを駆動する。この補助駆動機構は、３つのツー・アーム式レバーを有し、駆動されることが可能である第二のアーキング・コンタクト・ピースの移動方向が、切り離しのプロセスの間に１回または２回反転されるように、デザインされている。

先行技術から既知のスイッチは、しかしながら、様々な点で、理想的には、互いに適合してないコンタクトの移動を生じさせる。更にまた、これらのスイッチギアまたは伝達装置は、ある場合には、かなりの大きさのスペースを占めることによってのみ、実現されることが可能であり、それは、特にガス噴出式サーキット・ブレーカの場合に不利である。
欧州特許出願公開第ＥＰ ０ ８０９ ２６９号明細書 米国特許第ＵＳ−３，８９６，２８２号明細書 欧州特許出願公開第ＥＰ ０ ８２２ ５６５号明細書 独国未公開特許第ＤＥ １００ ０３ ３５９ Ｃ１号明細書

本発明の目的は、サーキット・ブレーカのための改善されたダブルの駆動機構を規定することにある。この目的は、独立請求項１の中にクレイムされている電気的サーキット・ブレーカにより、そして、独立請求項１３の中にクレイムされている方法により実現される。本発明の更なる利点、特徴、アスペクト及び詳細、並びに本発明の好ましい実施形態は、従属請求項、明細書及び図面から明らかになるであろう。

本発明の第一のアスペクトによれば、コンタクトの特定のダブルの移動を備えた電気的サーキット・ブレーカが、使用可能になる。このサーキット・ブレーカは、第一のアーキング・コンタクト（特にチューリップ）を典型的に備えた第一のスイッチイング・ピース、及び、第二のアーキング・コンタクト（特にピン）を典型的に備えた第二のコンタクト・ピースを有している。このサーキット・ブレーカは、更にまた、第一のコンタクト・ピースを、スイッチング軸に沿う第一の移動範囲に（即ち、実質的にスイッチング軸に対して平行にまたはそれに対して反平行に）、特にエンクロージャに対して、移動させるための駆動機構と；第一のコンタクト・ピースの移動を第二のコンタクト・ピースの移動に伝達するためのギアと；を有している。

この第一の移動範囲は、接触サブ範囲及び切り離しサブ範囲を有している。第一のコンタクト・ピースが前記接触サブ範囲内にあるとき、アーキング・コンタクトが、互いに接触する（即ち、機械的及び電気的なコンタクトが形成される）。そして、第一のコンタクト・ピースが切り離しサブ範囲内にあるとき、それらは、機械的に互いから切り離される（即ち、この状況が生ずる）。ギアは第一の死点を有し、この死点は、第一のコンタクト・ピースの移動の間の接触サブ範囲内で通過され、この移動は、特に、スイッチング軸に沿う方向にある。特に、ギア部分は、第一の死点が通過されるように、その寸法が定められ且つ配置される。

死点は、第一のコンタクト・ピースの移動の間に第二のコンタクト・ピースが実質的に動かないときに、生ずる。死点は、第一の移動範囲内の位置の周囲での第一のコンタクト・ピースの、（極めて）僅かな移動に対して（即ち線形の近似で）、この条件が満足されるときに、実際には生ずる。死点は、それ故に、移動曲線の一次導関数（図３ｂに示されているような）が消えるときに、生ずる。

特に、ギアの反転ポイント、即ち移動曲線の極値は、死点である。ギアの死点は、一般的にまた、ギア部分またはギア節点の死点である。ギア部分またはギア節点のこのような死点は、ギア部分の移動の間（駆動側でそれに直接先行している）で、ギア部分またはギア節点の移動が実質的に無いときに生ずる。

一部の実施形態において、第一の死点は、そのレバー軸の回りでの、好ましくはツー・アーム式レバーの旋回（pivoting）または旋回（swiveling）運動のための反転ポイントである。一部の実施形態において、第一の死点はまた、入力駆動ロッドとスイッチング軸が実質的に直角になることにより特徴付けられる。

本発明の更なるアスペクトによれば、電気的サーキット・ブレーカのコンタクトを開放するための、即ち、特にそのアーキング・コンタクトを切り離すための方法が提供される。
このサーキット・ブレーカは、第一のコンタクト（特にアーキング・コンタクト）を備えた第一のコンタクト・ピースと；第二のコンタクト（特にアーキング・コンタクト）を備えた第二のコンタクト・ピースと；ギアと；を有している。

当該方法は、以下のステップを有している：第一のコンタクト・ピースが、スイッチング軸に沿って、切り離しの方向に移動され；前記ギアが、第一のコンタクト・ピースの移動を、スイッチング軸に沿う、第二のコンタクト・ピースの移動（特に、それと関係する）に、伝達し；第一のコンタクト及び第二のコンタクトが、コンタクト・ピースの移動により、互いから切り離される。第二のコンタクト・ピースの移動（特に、関係する）は、コンタクトの切り離しの前に、少なくとも１回、方向を変え、一部の実施形態においては、少なくとも２回または３回も方向を変える（特にギアの第一の死点が通過されるときに）。

一部の実施形態において、第一のコンタクト・ピースの移動は、加速フェーズ及びそれに続く移動フェーズを有し、この移動フェーズは、好ましくは実質的に一定の速度で行われる。また、第二のコンタクト・ピースの移動は、最初の加速、及びそれに続く加速フェーズ及びそれに続く移動フェーズを有し、上記最初の加速は、少なくとも一回、二回または三回の方向転換が完了するまで続き、上記加速フェーズは、第二のコンタクト・ピースの速度が、その最大速度の約５０％になることにより特徴付けられる。第二のコンタクト・ピースの加速フェーズは、一般的に、同様に規定される第一のコンタクト・ピースの加速フェーズの終了の後でのみ開始する。一部の実施形態において、アーキング・コンタクトは、第二のコンタクト・ピースの加速フェーズの終了の後でのみ切り離される。

上記の接触サブ範囲内での死点の一つの利点は、コンタクトの切り離しの前の第二のコンタクト・ピースの速度が、少なくとも一時的に、低く維持されることが可能であると言うことである。本発明の一部の実施形態において、第二のコンタクト・ピースの高速度の移動は、このような移動が好ましいまたは必要である期間（一般的に、コンタクトの切り離しの後のみである）により、制限される。これは、駆動エネルギーを効率良く使用すること、及び物理的スペースを節約することを可能にする。摩擦により生ずる磨耗が、減少されることも可能である。これはまた、対応するやり方で、コンタクト・ピースの間でのコンタクトの閉鎖の間の、反対向きの移動に対しても当てはまる。

本発明はまた、以上の開示された方法を実施するための装置にも係る。この装置は、それぞれの個々の方法ステップを実施するための装置部分を有している。例を挙げると、本発明はまた、サーキット・ブレーカに組み込むための、および／または、使用するためのギアに係り、それによって、このサーキット・ブレーカは、上記のまたは請求項の中に示された特徴を有している。

以下のテクストにおいて、本発明の実施形態の例が、より詳細に説明され、且つ図に示される。

図１に、本発明に基づくサーキット・ブレーカのギア２の透視図を示す。このサーキット・ブレーカは、典型的には、ガス噴出式サーキット・ブレーカであって、例を挙げれば、高電圧システムにおいて使用される。このサーキット・ブレーカは、典型的には、そのようなサーキット・ブレーカの少なくとも複数の共通のコンポーネント、例えば、不活性ガスが充填されたエンクロージャ、一対のコンタクト、及び特にアーキング・コンタクト、及び場合によっては一対の定格電流コンタクトなどを有している。アーキング・コンタクトの内の一つは、一般的に、チューリップの形態であり、もう一方は、ピンの形態である。アーキング・コンタクトは、スイッチング軸に沿って、互いに対して移動されることが可能である。スイッチング軸３は、典型的には、中心軸３であって、その回りにアーキング・コンタクト１２，２２が同軸上に配置される。

電気的なコンタクトを切り離すため、チューリップ及びピンは、スイッチング軸３に沿って互いから離れるように移動されることが可能である。この目的のために、第一のアーキング・コンタクト１２（典型的にはチューリップ）を備えた第一のコンタクト・ピースが、駆動機構により駆動されることが可能である。第二のアーキング・コンタクト２２（典型的にはピン）を備えた第二のコンタクト・ピース２０を駆動するために、第一のコンタクト・ピース１０の移動が、ギア２により、第二のコンタクト・ピース２０に伝達される。

図１は、第一のコンタクト・ピース１０の一部を示し、この第一のコンタクト・ピースは、第一の摺動要素１４を有している。第一の摺動要素１４は、レール１６により、スイッチング軸３に沿って移動されることが可能であり、継手１５により、第一のアーキング・コンタクト（図示せず）を備えた第一のコンタクト・ピース１０の残りの部分に、連結されることが可能である。対応するやり方で、第二のコンタクト・ピース２０もまた、第二の摺動要素２４、レール２６及び継手２５を有している。

移動状態におけるギア２が、図１に示されている。この状態は、閉鎖されたサーキット・ブレーカに対応しており、即ち、第一のアーキング・コンタクト１２及び第二のアーキング・コンタクト２２が互いに接触する状態である。ここで、接触との表現は、機械的または直接的な電気的な接触を意味しており、即ち、例えば、アーキング・コンタクトの間でアークが発生しているのみの時には、アーキング・コンタクト１２，２２は互いに接触していないことになる。

図１に示された状態において、第一のコンタクト・ピース１０は、スイッチング軸３に沿って最大限右へ移動されている。第一のコンタクト・ピース１０は、レール１６に沿う第一の移動範囲内で移動されることが可能であり、この移動範囲は、第一のコンタクト・ピース１０の図に示されている位置から、スイッチング軸３に沿って左へ伸びる。ストッパー（図示せず）が、オプションとして、右への第一のコンタクト・ピース１０の更なる移動を制限する。更なるストッパー（図示せず）が、オプションとして、第一の移動範囲を超えて左への第一のコンタクト・ピース１０の移動を制限する。

第二のコンタクト・ピース２０は、第二の移動範囲内でレール２６に沿って移動されることもまた可能である。図２ｂの中により詳細に示されているように、第二の移動範囲は、図１に示された第二のコンタクト・ピース２０の位置から、スイッチング軸３に沿って、右へ及び（僅かに）左への両方向に延びている。

ギア２は、更にまた、入力駆動ロッド３０、出力駆動ロッド４０、及びレバー５０を有している。レバー５０は、レバー・ジョイント５５により、サーキット・ブレーカのエンクロージャに対して固定位置に取り付けられ、レバー軸５６の回りで旋回することが可能である。レバー５０は、入力駆動レバー・アーム５３及び出力駆動レバー・アーム５４を有している。

“駆動”及び“出力駆動”と言う表現は、互いのまたはレバー・ジョイント５５またはレバー軸５６の、それぞれ駆動側及び出力駆動側に配置されたギア２の部分に関係している。

入力駆動ロッド３０は、スイベル・ジョイントまたは回転ジョイント３１により回転可能であるように、第一のコンタクト・ピース１０に関節式に連結され、且つ、更なるスイベル・ジョイントまたは回転ジョイント３５により、駆動レバー・アーム５０に関節式に連結されている。出力駆動ロッドは、対応するやり方で、スイベル・ジョイント４２，４５により、出力駆動レバー・アーム５４上の第二のコンタクト・ピース２０に、回転可能な状態で、関節式に連結されている。

レバー５０は、好ましくはツー・アーム式またはツー・サイド式レバーであり、即ち、レバー・アーム５３及び５４は、レバー軸５６の異なる側に、特に互いに反対側に、配置されている。この図に示された実施形態に拘わらず、典型的には、入力駆動レバー・アーム５３と出力駆動レバー・アーム５４の間に、即ち、スイベル・ジョイント３５，５５（または軸５６）と５５，４５の間に、９０°を超える角度がある。図２ａの中に示されているレバー５０から分かるように、レバー・アーム５３及び５４は、典型的には、曲がっている、即ち、それらは１８０°の角度とは異なる角度にあり、それによって、継手または節点３５及び４５は、一般的に、レバー軸５６と共通の直線の上にはない。

スイベル・ジョイント３１，３５，４２及び４５は、典型的には、一つの回転軸の回りに回転のための唯一の自由度しか有していない。典型的には、それらは、例えば線形運動のための更なる自由度を有していない。

これら図に示された実施形態に拘わらず、ギア２は、好ましくは非対称である。特に、以下の条件の内の少なくとも一つが、典型的には満足される:
− レバー・アーム５３，５４が、異なる長さを有している；
− 第一のコンタクト・ピース１０のアーキング・コンタクト１２と、第二のコンタクト・ピース２０のアーキング・コンタクト２２が、スイッチング軸３の回りに同軸状に配置され、そして、レバー軸５６が、スイッチング軸３に対して径方向にオフセットして配置される；または、
− レバー軸５６とスイベル・ジョイント３１（それにより、入力駆動ロッド３０が、第一のコンタクト・ピース１０に関節式に連結される）の間の径方向距離（即ちスイッチング軸３に対して垂直方向の距離）、及び、レバー軸５６とスイベル・ジョイント４２（それにより、出力駆動ロッド４０が第二のコンタクト・ピース２０に関節式に連結される）の間の径方向の距離が、異なるように選択される；
− 更なる条件は、図３の以下の説明で挙げられる。

レバー軸５６は、一般的に、中心軸３に対してオフセットされ、この中心軸の回りに、アーキング・コンタクト１２，２２が同軸上に配置される。このことは、予め定められた入力駆動移動（即ち第一のコンタクト・ピース１０移動範囲）に対する、出力駆動の移動（即ち第二のコンタクト・ピース２０の移動範囲）を増大させることを可能にする。反対に、レバー軸５６と中心軸３の間のオフセットは、予め定められた出力駆動移動に対する入力駆動移動を減少させるために使用されることも可能である。このことは、デザインが物理的にコンパクトになることを可能にする。

図１に示されたギアは、様々なやり方で変形されることが可能である。特に、ロッドまたは接続レバー３０，４０、レバー５０、及びスライド１０，２０は、任意にまたは要求に応じて、形状を変更されることが可能であり、および／または、同様な機能を備えた部品によって置き換えられることが可能である。例えば、レール１６，２６は、他のガイド（例えば穴）によって置き換えられることも可能であり；またツー・アーム式レバー５０は、シングル・アーム式レバーによって置き換えられることが可能である。

図２ａから図２ｆは、図１に示されたサーキット・ブレーカ１のコンタクトの開放の間の、移動状態の概略的な側面図を示す。図１の要素に加えて、エンクロージャ７も、ここに示されている。更にまた、第一のアーキング・コンタクト１２が、チューリップ１２として示され、そして、第二のアーキング・コンタクト２２が、ピン２２として、概略的に示されている。

図２ａは、図１の中と同じ移動状態のギア２示し、これは、閉鎖されたサーキット・ブレーカ１に対応している。これは、第一の移動範囲の右手側の端の上の第一のコンタクト・ピース１０、及び第二の移動範囲の左手側の端の近くにある第二のコンタクト・ピース２０を示している。出力駆動ロッド４０及び出力駆動レバー・アーム５４は、伸ばされた角度を形成せずに、それに近い状態（例えば、１０°未満の状態）にある。

図２ｂは、第一のコンタクト・ピース１０が、駆動機構により、小さな距離左へ移動された後での、ギア２を示している。この移動は、入力駆動ロッド３０により、レバー５０が反時計回りに回転されると言う結果をもたらし、それによって、出力駆動レバー・アーム５４と出力駆動ロッド４０は、今や、伸ばされた角度（即ち１８０°の角度）を形成する。この伸ばされた角度は、第二のコンタクト・ピース２０が左への最大偏向位置へ、即ち第二の移動範囲の左手側の端へ、移動されまたはシフトされると言う結果をもたらす。

図２ｃにおいて、第一のコンタクト・ピース１０は、更に左へ移動されており、そして、レバー５０は、結果として、更に反時計回りに回転されている。出力駆動レバー・アーム５４と出力駆動ロッド４０は、今や、図２ｂに示された伸ばされた角度を超えて、僅かに曲がっている。この曲がり角度は、第二のコンタクト・ピース２０が、最大偏向位置から離れて右へ、もう一度、移動されまたはシフトされる結果をもたらす。

図２ｂに示された移動状態は、それ故に、ギア２の中の死点、より正確に言えば、出力駆動ロッド４０の死点を示しており、換言すれば、出力駆動ロッド４０の移動のための、ギア２の反転ポイントを示している。死点は、出力駆動ロッド４０と出力駆動レバー５４の間の外部死点である。

図２ｃにおいて、駆動ロッド３０とスイッチング軸３（または、同心のアーキング・コンタクト１２，２２の中心軸３）は、垂直である。結果として、スイベル・ジョイント３５の縦方向の偏向が、図２ｃの中で最も上に示されているように、最大になる。図２ｃから図２ｄへ至る、左への第一のコンタクト・ピース１０の更なる移動は、再び、スイベル・ジョイント３５の縦方向の偏向を減少させる。この移動は、レバー５０の先の移動方向とは逆であり、かくして、レバー５０は、図２ｃから図２ｄへのこの遷移の間、時計回りに回転される。スイベル・ジョイント３５の最大縦方向の偏向を通過するときに、それ故に、図２ｃは、レバー軸５６の回りでのレバー５０の移動のための反転ポイントを示している。それ故にまた、図２ｃは、ギア２の死点も示している。

しかしながら、図２ｃの中の死点は、図２ｂの中の死点と異なるタイプの死点である。図２ｃの中の死点は、先ず第一に、図２ｂの中の死点と異なるギア部分の死点であり；第二に、それは、外部死点ではなく、入力駆動ロッド３０とスイッチング軸３の間の９０°の角度により支配され、あるいは、コンタクト・ピース１０がスイッチング軸３に沿って移動する。

図２ｂ及び２ｃの中に示された死点を通過する時間の間の、時間のオフセットは、入力駆動レバー・アーム５３と出力駆動レバー・アーム５４の間の角度により設定されることが可能である。それ故に、この図に示された実施形態とは独立して、入力駆動レバー・アーム５３及び出力駆動レバー・アーム５４が曲げられることが提案される。

これと独立して、ベント角は、好ましくは、第一の移動範囲内での第一のコンタクト・ピース１０の移動の間、死点６２ｃ、及びもしそれが適切である場合には死点６２ｂおよび／または６２ｄ（図３ｂ）が、異なる時間に通過されるように選択される。第二のコンタクト・ピース２０が、それぞれの場合において、二つの異なる死点の間を移動することが好ましい。

図２ｃから図２ｄへ移る時計回り方向へのレバー５０の回転は、図２ｄの中の、出力駆動レバー・アーム５４及び出力駆動ロッド４０が、もう一度、既に図２ｂに示されているような伸ばされた角度を形成する結果をもたらす。図２ｄに示された移動の状態は、それ故に、もう一度、ギア２の死点を示す。この死点は、図２ｂに示された死点と同じタイプの死点であり、特に、出力駆動レバー・アーム５４と出力駆動ロッド４０の間の外部死点である。

図２ｂ及び２ｄの中に示された死点は、この図に示された実施形態に拘わらず、典型的には、ギア２の出力駆動側部分の死点である。即ち、ギア部分の死点は、例えばスイベル・ジョイント４５の、レバー軸５６の出力駆動側に位置しており、このレバー軸は、出力駆動レバー・アーム５４に関節式に連結されている。図２ｂ及び図２ｄの中の死点は、典型的には、同じタイプの死点であり、即ち、同じギア部分の内部または外部死点である。それらは、好ましくは外部死点であり、即ち、例えばレバー５０と出力駆動ロッド４０の間の、実質的に１８０°の角度により特徴付けられる死点である。

この図に示された実施形態に拘わらず、図２ｃの中の死点及び図２ｂまたは図２ｄの中の死点は、典型的には、異なるタイプの死点であり、特に、ギア２の異なる部分の死点であり、例えば、入力駆動側部分１０，３０，３５，５３の死点、及び、ギア２の出力駆動側部分５４，４５，４０，２０の死点である。ギアのこれらの部分は、それぞれのスイベル・ジョイント３５，４５であっても良く、それらは、レバー５０の、入力駆動端に、または入力駆動レバー・アーム５３上に、または出力駆動端に、または出力駆動レバー・アーム５４に、バー、ピストン、またはコネクティング・ロッドまたは接続レバー３０，４０のための節点ポイントとして設けられる。

図２ｅにおいて、第一のコンタクト・ピース１０は、更に左へ移動されていて、レバー５０は、結果として更に時計回りに回転されている。結果として、第二のコンタクト・ピース２０は右へ移動されていて、それによって、第一のアーキング・コンタクト１２は、第二のアーキング・コンタクト２２から切り離されている。アーキング・コンタクト１２，２２の間の機械的且つ直接的な電気的コンタクトは、かくして、切り離されている。アークは、一般的に、切り離しの後に飛び、サーキット・ブレーカ１のための適切なクエンチング・ガス装置により、クエンチされることが可能である。

図２ｆにおいて、第一のコンタクト・ピース１０は、第一の移動範囲の左手側の端へ移動されている。結果として、レバー５０は更に時計回りに回転されている。これは、第二のコンタクト・ピース２０が、第二の移動範囲の右手側の端へ移動されていると言う結果をもたらす。第一のアーキング・コンタクト１２及び第二のアーキング・コンタクト２２は、かくして、最大距離まで互いから切り離されていて、サーキット・ブレーカ１上のコンタクトは開かれている。

図３ａから図３ｄは、図２ａから２ｆに示されているような、サーキット・ブレーカ１コンタクト開放移動の間の、第一のコンタクト・ピース１０及び第二のコンタクト・ピース２０の、移動、速度、及び加速の略図を示す。これらの略図において、水平軸は、スイッチング軸３に沿うその移動範囲に沿う第一のコンタクト・ピース１０の偏向を表してしている。第一のコンタクト・ピース１０の移動曲線６１は、それ故に、自明なことながら、線である。水平軸の左手及び右手側の端は、それぞれ、スイッチ１が閉じられ及び開かれる、第一のコンタクト・ピース１０の移動範囲の端に対応している。

もし、第一のコンタクト・ピース１０の移動が、一定の速度の移動として近似される場合には、水平軸は、図３ａから３ｄに表示されているように、時間軸とみなされることも可能である。この近似は、厳密に言えば、短い最初の駆動加速フェーズの終了の後でのみ有効であり、その加速フェーズの間に、第一のコンタクト・ピースが実質的に一定の速度まで加速される。そこから対応するコンタクト・ピースがその最大速度の約５０％まで加速されることになるポイントは、入力駆動または出力駆動加速フェーズの最後に対するポイントとして、設定されることが可能である。このポイントに続いて、対応するコンタクト・ピースの移動フェーズがあり、それは、好ましくは、実質的に一定の速度で、即ち５０％までの許容差で一定の速度により特徴付けられる。

図３ａ及び３ｂの中の移動曲線６２上のポイント６２ａから６２ｆは、それぞれ、図２ａから２ｆに示されたギア状態に対応する。図３ａの中の移動曲線６２は、第二のコンタクト・ピース２０の反射が、最初のフェーズ（移動曲線６２ａ−ｄの一部）において、実質的に一定であることを示し、そして、第二のコンタクト・ピース２０が、かくして、最初に実質的に固定されていることを示している。この最初のフェーズは、最初の加速フェーズと呼ばれることが可能であり、この最初のフェーズ後でのみ、第二のコンタクト・ピース２０が明白に加速される。

図３ｂは、第二のコンタクト・ピース２０の移動の詳細を、より大きなスケールで示している。このスケール上で、第二のコンタクト・ピース２０の移動が、その最初の加速フェーズの間で見られることが可能である。移動は、三回の方向転換６２ｂ，６２ｃ及び６２ｄにより特徴付けられ、これらの方向転換は、それぞれ図２ｂ，２ｃ及び２ｄに示されている死点（反転ポイント）により生ずる。以上で説明された三つの死点、特に、第一の死点６２ｂ、第二の死点６２ｃ及び第三の死点６２ｄが通過されるので、これは、最初の加速フェーズの間、第二のコンタクト・ピース２０が、図３ａに示された低い加速が与えられることを確保する。ポイント６２ｄは、それ故に、最初の第二のコンタクト・ピースの加速フェーズ２０の最後とみなされることが可能であり、このポイントで、第三のまたは最後の死点が、通過され、その間、サーキット・ブレーカ１はまだ閉じられている。

最初の第二のコンタクト・ピースの加速フェーズ２０は、分離されることになる第一のコンタクト・ピース１０の加速フェーズを、第二のコンタクト・ピースの加速フェーズ２０に合わせることを可能にする。これは、第二のコンタクト・ピースの加速フェーズ２０が、第一のコンタクト・ピース１０の加速フェーズの終了の後でのみ開始することを実現可能にする。

これは、第一のコンタクト・ピース１０のための入力駆動が、二つのコンタクト・ピース１０，２０を同時にシャープに加速しなければならない事態を回避することを可能にし、かくして、駆動機構の加速エネルギーがより有利に使用されることを可能にする。同時に、スイッチ１の閉鎖の間、即ち反対向きの移動の間、コンタクト・ピース１０，２０の相対的な移動がよりスムーズに減速されることが可能であり、かくして、コンタクト・ピース１０，２０上の材料磨耗を減少させることを可能にする。

加速は、加速フェーズを短くすることにより増大されることも可能であり。最初の加速フェーズの間の第二のコンタクト・ピース２０の減少された偏向はまた、第二のコンタクト・ピース２０をスイッチするために要求される移動範囲の減少をももたらし、かくして、サーキット・ブレーカを物理的によりコンパクトな状態で製作することを可能にする。

図２ｅに示されているように、アーキング・コンタクト１２，２２は、第二のコンタクト・ピースの加速フェーズ２０の最後の間にのみ、またはその後でおいても、切り離される。これは、電気的コンタクトの切り離しの間、コンタクト・ピース１０，２０の相対的な速度が高いことを確保することを可能にする。結果として、この切り離しプロセスの間に飛ぶアークが迅速に伸ばされ、かくして、より容易にクエンチされることが可能である。

図３ｃは、第一のコンタクト・ピース１０の速度曲線６３、及び第二のコンタクト・ピース２０の速度曲線６４、即ち、図３ａの中のそれぞれの移動曲線６１及び６２の一次導関数を示している。図３ｄは、第二のコンタクト・ピース２０の加速曲線６６、即ち、図３ａの中の移動曲線６２の二次導関数を示している。

コンタクトが閉鎖されたスイッチング状態６２ａ（図３ｂ参照方）のためのスイッチ１の最終の位置は、本発明から逸脱することなく、変えられることが可能である。特に、最終の位置は、最終の反転ポイント６２ｄの前の、所望のポイントに選択されることが可能である。この場合には、閉鎖されたスイッチング状態のためのスイッチ１の最終の位置が、死点６２ｃよりも死点６２ｂに近いギア状態に対応していることが、好ましい。この場合に、“近い”と言う表現は、移動の略図（例えば、図３ｂ）の水平軸上の距離に基づいて規定され、即ち、スイッチング軸３に沿う、第一のコンタクト・ピース１０実際のまたは仮想的な移動の物理的な長さに基づいて規定される。

この図に示された実施形態に拘わらず、ギア２により伝達されることが可能である移動は、典型的には、スイッチ１のコンタクトを開放するための移動である。ギア２は、典型的には、スイッチ１を切り離すための移動の間に、死点６２ｄが死点６２ｃの後に通過されるように、および／または、死点６２ｃが死点６２ｂの後に通過されるように、デザインされる。

スイッチ１のコンタクトを開放するための移動の間、死点６２ｃが通過された後でのみ、そしてもしそれが適切である場合には死点６２ｄが１回、および／または、もしそれが適切である場合には死点６２ｄ通過された後でのみ、アーキング・コンタクト１２，２２が切り離されるように、アーキング・コンタクト１２，２２が配置されることが可能であり、そして、ギア２がデザインされることが可能である。

ギアの典型的な非対称の構成は、非対称性のための下記の更なる条件の内の一つまたはそれ以上により特徴付けられることが可能であり、それは、これらの図に示された実施形態に拘わらず、それぞれ個別に満足されることが可能である。

− ギアが、互いに分離された入力駆動側及び出力駆動側の死点を提供する。特に、ギアが次のようにデザインされる：即ち、第一のコンタクト・ピースが、第一の移動範囲内で移動状態にあるとき、出力駆動ロッドまたは出力駆動ロッドのスイベル・ジョイントが死点を通過し、これに対して入力駆動ロッドまたは入力駆動ロッドのスイベル・ジョイントは、死点を通過しない；またはそれに代わって、ギアが次のようにデザインされる：即ち、入力駆動ロッドまたは入力駆動ロッドのスイベル・ジョイントが死点を通過し、これに対して、出力駆動ロッドまたは出力駆動ロッドのスイベル・ジョイントは、死点を通過しない。

− ギアが次のようにデザインされる：即ち、第一の移動範囲内での第一のコンタクト・ピースの移動の間に、出力駆動ロッドまたは出力駆動ロッドのスイベル・ジョイントが、入力駆動ロッドまたは入力駆動ロッドのスイベル・ジョイントとは異なるタイプの死点を通過する；そうでなければ、ギアが次のようにデザインされる：即ち、駆動ロッドまたは駆動ロッドのスイベル・ジョイントが、出力駆動ロッドまたは出力駆動ロッドのスイベル・ジョイントとは異なるタイプの死点を通過する；または、
− ギアの伝達レーシオが非線形である。

図４ａから図４ｆは、本発明に基づく更なるサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の、移動状態を示している。この場合に、同じ参照符号は、先の図における参照符号と、同一のまたは機能的に同様な部分を示している。図４ａから図４ｆに示されているギア部分の幾何学的形態及び配置は、図２ａから図２ｆに示された幾何学的形態及び配置とは、僅かに異なっている。しかしながら、図２ａから２ｆに関係する説明は、実質的に類似のやり方で、ここに適用される。

図５ａ及び図５ｂは、図４ａから図４ｆに示されたサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の、出力駆動側対する移動の略図（図３ａ及び図３ｂに類似している)を示し、図５ｃは、出力駆動側対する速度の略図（図３ｃに類似している）を示している。符号“６４ｅ”は加速フェーズであり、符号“６４ｆ”は第二のコンタクト・ピース２０の最終速度である。図３ａから３ｃに関係する説明はまた、実質的に対応するやり方で、これらの図にも適用される。

第一の入力駆動側コンタクト・ピース１０は、好ましくは、サーキット・ブレーカ１の絶縁材料のノズル（図示せず）に接続され、それにより駆動される。

図１は、本発明に基づくサーキット・ブレーカの一部の透視図である。 図２ａは、本発明に基づくサーキット・ブレーカのコンタクトの閉鎖の間の移動状態である。 図２ｂは、本発明に基づくサーキット・ブレーカのコンタクトの閉鎖の間の移動状態である。 図２ｃは、本発明に基づくサーキット・ブレーカのコンタクトの閉鎖の間の移動状態である。 図２ｄは、本発明に基づくサーキット・ブレーカのコンタクトの閉鎖の間の移動状態である。 図２ｅは、本発明に基づくサーキット・ブレーカのコンタクトの閉鎖の間の移動状態である。 図２ｆは、本発明に基づくサーキット・ブレーカのコンタクトの閉鎖の間の移動状態である。 図３ａは、図２ａ−２ｆに示されたサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の、移動、速度及び加速の略図である。 図３ｂは、図２ａ−２ｆに示されたサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の、移動、速度及び加速の略図である。 図３ｃは、図２ａ−２ｆに示されたサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の、移動、速度及び加速の略図である。 図３ｄは、図２ａ−２ｆに示されたサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の、移動、速度及び加速の略図である。 図４ａは、本発明に基づく更なるサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の移動状態である。 図４ｂは、本発明に基づく更なるサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の移動状態である。 図４ｃは、本発明に基づく更なるサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の移動状態である。 図４ｄは、本発明に基づく更なるサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の移動状態である。 図４ｅは、本発明に基づく更なるサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の移動状態である。 図４ｆは、本発明に基づく更なるサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の移動状態である。 図５ａは、図４ａ−４ｆに示されたサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の移動及び速度の略図である。 図５ｂは、図４ａ−４ｆに示されたサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の移動及び速度の略図である。 図５ｃは、図４ａ−４ｆに示されたサーキット・ブレーカのコンタクトの開放の間の移動及び速度の略図である。

符号の説明

１…サーキット・ブレーカ、２…ギア、伝達装置、３…中心軸、スイッチング軸、７…エンクロージャ、１０…第一のコンタクト・ピース、１２…第一のアーキング・コンタクト／チューリップ、１４…第一の摺動要素、１５…継手、１６…レール、２０…第二のコンタクト・ピース、２２…第二のアーキング・コンタクト／ピン、２４…第二の摺動要素、２５…継手、２６…レール、３０…駆動ロッド、入力駆動ロッド、駆動コネクティング・ロッド、３１…スイベル・ジョイント、スイベル・ジョイント３０−１０、３５…スイベル・ジョイント、スイベル・ジョイント３０−５０、４０…被駆動ロッド、出力駆動ロッド、出力駆動コネクティング・ロッド、４２…スイベル・ジョイント、スイベル・ジョイント４０−２０、４５…スイベル・ジョイント、スイベル・ジョイント４０−５０、５０…ツー・アーム式レバー、５３…入力駆動レバー・アーム、５４…出力駆動レバー・アーム、５５…レバー節点、５６…レバー軸、６１…第一のコンタクト・ピースの移動曲線、６２…第二のコンタクト・ピースの移動曲線、６２ａ〜ｆ…移動曲線の上のポイント、これらのポイントは図２ａ−２ｆの中の状態に対応している、６３…第一のコンタクト・ピースの速度曲線、６４…第二のコンタクト・ピースの速度曲線、６４ｅ…第二のコンタクト・ピースの加速フェーズ、６４ｆ…第二のコンタクト・ピースの最終速度、６６…第二のコンタクト・ピースの加速曲線。

Claims (24)

1. 電気的サーキット・ブレーカ（１）であって、
   第一のアーキング・コンタクト（１２）を備えた第一のコンタクト・ピース（１０）と；
   第二のアーキング・コンタクト（２２）を備えた第二のコンタクト・ピース（２０）と；
   第一のコンタクト・ピース（１０）をスイッチング軸（３）に沿う第一の移動範囲の中で移動させるための駆動機構と；
   第一のコンタクト・ピース（１０）の移動を第二のコンタクト・ピース（２０）の移動へ伝達するためのリンク機構（２）と；
   を有し、
   前記第一の移動範囲は、接触サブ範囲及び切り離しサブ範囲を有し、
   前記アーキング・コンタクト（１２，２２）は、第一のコンタクト・ピース（１０）が接触サブ範囲内にあるとき、互いに接触し、
   前記アーキング・コンタクト（１２，２２）、第一のコンタクト・ピース（１０）が切り離しサブ範囲内にあるとき、互いから切り離される、
   電気的サーキット・ブレーカにおいて、
   − 前記リンク機構（２）が、前記接触サブ範囲内での第一のコンタクト・ピース（１０）の移動の間に通過される第一の死点（６２ｃ）を有し、
   − 前記第一のアーキング・コンタクト（１２）及び前記第二のアーキング・コンタクト（２２）は、前記スイッチング軸（３）の回りに同軸状に配置され、且つ、前記レバー軸（５６）は、前記スイッチング軸（３）に対して径方向にオフセットして配置され、
   − 前記リンク機構の伝達レーシオは非線形であること、
   を特徴とする電気的サーキット・ブレーカ。
2. 下記特徴を有する請求項１に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
   − 前記リンク機構（２）は、入力駆動ロッド（３０）、出力駆動ロッド（４０）、及びツー・アーム式レバー（５０）、を有し、このレバーは、レバー軸（５６）の回りで旋回可能であり、且つ入力駆動レバー・アーム（５３）及び出力駆動レバー・アーム（５４）を有し；
   − 前記入力駆動ロッド（３０）は、スイベル・ジョイント（３１）により回転可能であるように、第一のコンタクト・ピース（１０）に関節式に連結され、且つ、更なるスイベル・ジョイント（３５）により回転可能であるように、入力駆動レバー・アーム（５３）に関節式に連結され；及び、
   − 前記出力駆動ロッド（４０）は、スイベル・ジョイント（４２）により回転可能であるように、第二のコンタクト・ピース（２０）に関節式に連結され、且つ、更なるスイベル・ジョイント（４５）により回転可能であるように、出力駆動レバー・アーム（５４）に関節式に連結されている。
3. 下記特徴を有する請求項２に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
   − レバー軸（５６）とスイベル・ジョイント（３１）の間の径方向距離、及びレバー軸（５６）とスイベル・ジョイント（４２）の間の径方向の距離が、異なるように選択される。
4. 下記特徴を有する請求項２または３に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
   前記入力駆動レバー・アーム（５３）及び前記出力駆動レバー・アーム（５４）は、曲がり角度を成している。
5. 下記特徴を有する請求項２から４のいずれか１項に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
   前記第一の死点（６２ｃ）は、前記レバー軸（５６）の回りでの前記レバー（５０）の旋回運動のための反転ポイントである。
6. 下記特徴を有する請求項２から５のいずれか１項に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
   前記第一の死点（６２ｃ）は、前記入力駆動ロッド（３０）と前記スイッチング軸（３）が、実質的に直角であることにより特徴付けられる。
7. 下記特徴を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
   前記リンク機構（２）は、第一の移動範囲内での第一のコンタクト・ピース（１０）の移動の間に通過される第二の死点（６２ｂ）を有している。
8. 下記特徴を有する請求項７に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
   前記第二の死点（６２ｂ）は、前記レバー軸（５６）に対する出力駆動側の前記リンク機構（２）の一部の死点である。
9. 下記特徴を有する請求項７または８のいずれか１項に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
   前記第二の死点（６２ｂ）は、前記出力駆動レバー・アーム（５４）上の前記スイベル・ジョイント（４５）の外部死点である。
10. 下記特徴を有する請求項７から９のいずれか１項に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
    前記リンク機構（２）は、前記第一の移動範囲内での第一のコンタクト・ピース（１０）の移動の間、前記第一の死点（６２ｃ）及び前記第二の死点（６２ｂ）が、互いに別個に通過されるようにデザインされている。
11. 下記特徴を有する請求項７から１０のいずれか１項に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
    前記第二の死点（６２ｂ）は、前記接触サブ範囲内での第一のコンタクト・ピース（１０）の移動の間に、通過される。
12. 下記特徴を有する請求項７に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
    前記リンク機構（２）は更に、前記第一の移動範囲内での第一のコンタクト・ピース（１０）の移動の間に通過される第三の死点（６２ｄ）を有している。
13. 下記特徴を有する請求項１２に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
    前記第二の死点（６２ｂ）及び前記第三の死点（６２ｄ）は、前記レバー軸（５６）に対する出力駆動側の前記リンク機構（２）の一部の死点である。
14. 下記特徴を有する請求項１２または１３に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
    前記第二の死点（６２ｂ）及び前記第三の死点（６２ｄ）は、前記出力駆動レバー・アーム（５４）上の前記スイベル・ジョイント（４５）の外部死点である。
15. 下記特徴を有する請求項１２から１４のいずれか１項に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
    前記リンク機構（２）は、前記第一の移動範囲内での第一のコンタクト・ピース（１０）の移動の間、前記第一の死点（６２ｃ）、前記第二の死点（６２ｂ）、及び前記第三の死点（６２ｄ）が、互いに別個に通過されるようにデザインされている。
16. 下記特徴を有する請求項１２から１５のいずれか１項に記載の電気的サーキット・ブレーカ：
    前記第二の死点（６２ｂ）及び前記第三の死点（６２ｄ）は、前記接触サブ範囲内での第一のコンタクト・ピース（１０）の移動の間に、通過される。
17. 電気的サーキット・ブレーカ（１）の接触切り離しの方法であって、
    この電気的サーキット・ブレーカは、
    第一のコンタクト（１２）を備えた第一のコンタクト・ピース（１０）と、
    第二のコンタクト（２２）を備えた第二のコンタクト・ピース（２０）と、
    第一のコンタクト・ピース（１０）をスイッチング軸（３）に沿う第一の移動範囲の中で移動させるための駆動機構と、
    第一のコンタクト・ピース（１０）の移動を第二のコンタクト・ピース（２０）の移動へ伝達するためのリンク機構（２）と、
    を有し、
    − 第一のコンタクト・ピース（１０）が、スイッチング軸（３）に沿う切り離しの方向に移動され、前記リンク機構（２）が、第一のコンタクト・ピース（１０）の移動を、第二のコンタクト・ピース（２０）の移動へ、スイッチング軸（３）に沿って伝達し、そして、第一のコンタクト（１２）及び第二のコンタクト（２２）が、前記コンタクト・ピース（１０，２０）の移動により、互いから切り離される、
    方法において、
    − 第二のコンタクト・ピース（２０）の移動が、前記コンタクト（１２，２２）の切り離しの前に、少なくとも１回、方向を変えることを特徴とする方法。
18. 下記特徴を有する請求項１７に記載の方法：
    第一のコンタクト・ピース（１０）の移動は、加速フェーズ及びそれに続く移動フェーズを有し、
    第二のコンタクト・ピース（２０）の移動は、最初の加速フェーズ及びそれに続く加速フェーズを有し、
    最初の第二のコンタクト・ピースの加速フェーズ（２０）は、第二のコンタクト・ピース（２０）の移動の、少なくとも一回の方向転換を有している。
19. 下記特徴を有する請求項１８に記載の方法：
    第二のコンタクト・ピースの加速フェーズ（２０）は、第一のコンタクト・ピース（１０）の加速フェーズの終了の後でのみ、開始する。
20. 下記特徴を有する請求項１８または１９に記載の方法：
    前記第一コンタクト（１２）及び第二コンタクト（２２）は、最初の第二のコンタクト・ピースの加速フェーズ（２０）の終了の後に、互いから切り離される。
21. 下記特徴を有する請求項２０に記載の方法：
    前記第一コンタクト（１２）及び第二コンタクト（２２）は、アーキング・コンタクトである。
22. 下記特徴を有する請求項１８から２０のいずれか１項に記載の方法：
    前記第一コンタクト（１２）及び第二コンタクト（２２）は、第二のコンタクト・ピース（２０）の加速フェーズの終了の前に、互いから切り離される。
23. 下記特徴を有する請求項２２に記載の方法：
    前記第一コンタクト（１２）及び第二コンタクト（２２）は、アーキング・コンタクトである。
24. 請求項１から１６のいずれかに１項に記載された電気的サーキット・ブレーカ（１）の接触切り離しの方法であって、
    − 第一のコンタクト・ピース（１０）が、スイッチング軸（３）に沿う切り離しの方向に移動され、前記リンク機構（２）が、第一のコンタクト・ピース（１０）の移動を、第二のコンタクト・ピース（２０）の移動へ、スイッチング軸（３）に沿って伝達し、そして、第一のコンタクト（１２）及び第二のコンタクト（２２）が、前記コンタクト・ピース（１０，２０）の移動により、互いから切り離される、
    方法において、
    − 第二のコンタクト・ピース（２０）の移動が、前記コンタクト（１２，２２）の切り離しの前に、少なくとも１回、方向を変えることを特徴とする方法。

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