JPH11514140A - 電気回路ブレーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気回路ブレーカは、可動接触片を含む。前記可動接触片は、１つの作動手段に接続され、１つの接触面を備える。前記接触面は、一般に、前記可動接触片が第１の方向に動くことによって、第２の接触片の接触面と接触するように関連付けられている。電気回路ブレーカは、更に、電気接続体を含む。前記電気接続体は、前記可動接触片に電流を供給し、少なくとも２つの腕部を含み、前記２つの腕部は、電流を実質的に逆方向に流し、電磁力を発生させる。前記電磁力は、２つの隣り合う腕部を、互いに遠ざける方向に駆動する。付勢力は、接触面を接触状態に維持するように助勢するにの用いられる。更に、アクチュエータが接触を開放するように動作したとき、付勢力は、そのストロークの第１の部分に関して、アクチュエータを加速するように作用する。

Description

【発明の詳細な説明】 電気回路ブレーカ 本発明は、電気回路ブレーカに関し、更に詳しくは、撓み易い（可撓性）電気 接続体を含む電気回路ブレーカに係る。可撓性電気接続体は動くことができる（ 可動）接触片に接続され、可動接触片は接触面を有する。接触面は、ほぼ固定さ れている接触片上の接触面と離接するように配置され、関連する電気回路を、対 応する接触面に接続し、または遮断する。前記対応する接触面は、通常、可動接 触片の動作方向に対して垂直の方向に延びている。 回路ブレーカを設計する場合に考慮すべき一つの重要な点は、接触荷重スプリ ングにより、十分な圧力が、電流の流れる接触面に印加されるようにすることで あり、それによって、関連回路に不適切な条件が発生たとき、２つの接触面が共 に溶着するのを回避することができる。接触面を通して、過負荷電流が流れたと き、大きな熱が生成される。真空ブレーカに用いられる接触片の設計及び方式、 特に真空ブレーカに採用されているバット型接触片を有する接触片の設計及び方 式によっては、通常、「ブローオープン」（blow−open）力が含まれる。これは 、過電流によって生じる電磁力であり、接触面を急速に離すようにふるまい、接 触片圧力を減少させ、抵抗を増大させ、更に発熱を生じ、あるいは、初期接触面 の分離及びアークを生じさせる。この発熱またはアークは両接触面の同時溶着を 招くことがある。もし、溶着が生じた場合は、回路ブレーカの回路開放機能を持 ってしても、過電流が流れた後、両接触面を分離することが困難になり、更に、 過電流を遮断することさえできなくなる。 一つの態様によると、本発明は可動接触片を含む電気回路ブレーカを提供する 。前記可動接触片は、１つの作動手段に接続され、１つの接触面を備える。この 接触面は、一般に、前記可動接触片が第１の方向に動くことによって、第２の接 触片の接触面と接触するように関連付けられている。本発明に係る電気回路ブレ ーカは、更に、電気接続体を含む。この電気接続体は前記可動接触片に電流を供 給する。電気接続体は少なくとも２つの腕部を含む。これらの２つの腕部は、電 流を実質的に逆方向に流し、電磁力を発生させる。電磁力は、２つの隣り合う腕 部を、互いに遠ざける方向に駆動し、接触面を接触状態に保つように助勢するた めに、用いられる。 別の態様によると、本発明は、可動接触片を含む電気回路ブレーカを提供する 。前記可動接触片は、作動手段に接続され、接触面を備える。前記接触面は実質 的に固定された接触片に備えられた接触面と離接し、関連する電気回路を構成し 、または遮断する。それぞれの接触面は、前記可動接触片の動作方向に対して垂 直または実質的に垂直に延びている。ここで、固定された導体から 前記可動接 触片に延びている可撓性電気的接続体は、蛇行ストリップとして形成されている 。前記蛇行ストリップは、折り返し曲げ部によって互いに接続された平坦な複数 の腕部を有している。前記腕部は、可動接触片の動作方向に対して実質的に垂直 の方向に延びており、電磁力を発生する。この電磁力は、可撓性電気的接続体を 通って流れる電流に基づき、平坦な腕部の一方を、隣り合うもう１つの平坦な腕 部から、可動接触片の動作方向に遠ざけるように作用する。前記電磁力は、可動 接触片と作動手段との間において、接触面を接触させるように付勢すべく調整さ れる。 好ましくは、前記可撓性電気接続体は、折り返し曲げ部で接続された少なくと も３つの平坦な腕部を持つ蛇行ストリップとして形成される。最外側の平坦な腕 部は、剛構造でもよいが、中間部の１つまたは複数の腕部、及び、折り返し曲げ 部は弾性構造とするのがよい。 部分的には概略的に描かれている添付図面に図示されているように、本発明の 実施例の１つとしての電気回路ブレーカは、例えば、交流電流真空ブレーカとし て、ガス封止体の中に収納されており、固定接触片２と、可動接触片４とを含ん でいる。固定接触片２及び可動接触片４は、それぞれ、固定導体６、８と組み合 わされている。可動接触片は作動ロッド１０を含んでいる。作動ロッド１０は作 動シリンダ１２内に位置決めされている。作動シリンダ１２は、案内手段（図示 しない）の中に保持され、作動機構（図示しない）に対して、機械的に結合され ている（作動シリンダ１２をサドル構造またはヨーク構造によって置き換えても よい）。圧縮スプリング１４は、作動ロッド１０の上の肩部１６と作動シリンダ １２の内部にあるフランジ１８との間において、可動接触片４を固定接触片２の 方向に付勢する。引っ張りスプリング２０は、作動シリンダ１２を、固定接触片 ２から遠ざかる方向に付勢する。固定接触片２から遠ざかる方向への作動シリン ダ１２の動作は、フランジ１８を介してナット２２に伝えられる。ナット２２は 、作動ロッド１０の上にねじ結合されており、正常な電流条件では、フランジ１ ８から若干間隔を隔てている。 可撓性ストリップ電気的接続体２４は、第１の腕部２６を含んでおり、第１の 腕部２６は固定導体８に接続され、更に、折り返し曲げ部２８によって、第２の 腕部３０に接続されている。前記第２の腕部３０は、折り返し曲げ部２８によっ て、第３の腕部３４に接続されている。第３の腕部３４は可動接触片４に固定さ れている。第１、第２及び第３の腕部２６、３０及び３４には穴が開けられてい て、穴に作動ロッド１０が収納されている。また、少なくとも第１及び第３の腕 部２６、３４は、折り返し曲げ部２８、３２と比較して、剛性が増強されていて もよい。第１の腕部２６は作動シリンダ１２の作動端面３６を受け、第３の腕部 は可動接触片４の上に設けられたワッシャ３８を受ける。 動作において、隣り合う固定接触片２及び可動接触片４上の接触面４２、４４ に関して、固定接触片２、可動接触片４及び可撓性接続部２４を通り、固定導体 ６及び固定導体８の間を電流が流れる。可撓性接続部２４の隣り合う腕部２６、 ３０、３４を通って流れる電流は、逆方向であり、電流によって発生する電磁力 は、第１の腕部２６を、第２の腕部３０から遠ざける方向に付勢し、また、第２ の腕部３０を、第３の腕部３４から遠ざける方向に付勢する。これらの付勢力は 圧縮スプリング１４によって印加される力を増大させ、接触面４２、４４の接触 状態を維持する。 電気回路に過負荷が生じた場合は、作動機構は、作動シリンダ１２を急速に動 かすように動作する。そして、今度は、ナット２２に隣り合うフランジ１８に追 従して、可動接触片４が固定接触片２から離れ、電流を遮断する。作動シリンダ １２の反応端面３６は固定接触片２から離れるように動くので、腕部間の距離が 増大し、それによって、腕部２６、３０、３４に発生する電磁力による付勢力の 効果が低下し、もはや、可動接触片４の開放動作を妨げないようになる。２つの 接触面４２、４４の間を流れる電流が遮断されると、腕部２６、３０、３４内に おける電流の流れが停止し、電磁力による付勢がゼロになる。このため、作動シ リンダ１２を固定接触片２の方向に動かす作動メカニズムによる接触面４２、 ４４の再閉動作を妨げなくなる。但し、接触面４２、４４が、一旦、再閉動作を すると、付勢電磁力が再度発生し、接触のための荷重を生成する。 上記構成は、接触面４２、４４の分離を増強するものであるので、アークまた は溶着の傾向が、実質的に低減される。 これにより、高度の短絡回路装置であって、簡易な装置を有する回路ブレーカ の設計において、軽量、かつ、安価なメカニズムで、しかも簡易な制御システム を採用することが可能になる。 更に、作動装置による回路ブレーカの開放動作時に、作動シリンダ１２の反応 端面３６は、可撓性ストリップ電気接続体２４によって生じる電磁力の助けによ り、固定接触片２から遠ざかる方向に駆動される。電磁力の効果は、スプリング ２０、４０を補助し、シリンダ１２を加速する。この補助動作は、フランジ１８ がナット２２に突き当たるまで行われる。フランジ１８がナット２２に突き当た る時の力は、メインの接触面４２、４４を分離し、過度の電流が流れることの結 果として生じることのある接触面のいかなる僅かの溶着をも、解離する衝撃力と して作用する。フランジ１８とナット２２との間の引き抜き用（snatch）ギャッ プが閉じられると、電磁力及び接触圧力スプリング１４は、開放動作の役割を停 止（これらは単に作動ロッドを引き伸ばしている）し、開放スプリング２０が接 触片２及び４の開放を完結する。 このタイプの可撓性接続部の他の応用例は、例えば直動電流回路ブレーカに適 合するような直動型瞬時作動子（trip）である。この適用例の場合、電磁力によ る付勢力は直動型作動子が動作するのに必要な点まで、追加的な圧力を印加する のに用いられる。付勢力は、電流がある値に到達するまで、動作接触と作動装置 支持力に対抗して働く。この場合の電流値は、その電磁力が機械的または磁気的 保持力に打ち勝つのに十分で、回路ブレーカを動作させることができる値である 。 直動型回路ブレーカに特に適用できる別の構成では、両接触片が動作可能に構 成され、その内の一方が作動機構に接続され、他方がスプリング荷重搭載部に接 続される構成である。可撓性電気接続体２４は、各接触片のために備えられ、前 説で述べたように、回路ブレーカの作動を補助する働きをなす。 ３つの平坦な腕部を有する可撓性電気接続体２４について説明したが、電流が 対向する隣接腕部に流れる配置であって、前記腕部が要求される電磁力を発生す るような充分な長さを持ち、隣り合う接触片の接触を維持するために要求される 力を実現できる配置でもよい。 電気接続体２４は可撓性ストリップで実現されることは必要でない。一般的に いって、何らかの電気的接続部であって、２つの隣り合う腕部を含み、この腕部 によって、実質的に逆方向に電流を流し、それによって、電磁力を発生させ、隣 り合う２つの腕部を互いに付勢することができる電気的接続部であれば、用いる ことができる。また、ヒンジによって一端に接続される剛性腕部を用いることも できる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年７月３０日 【補正内容】 請求の範囲 １．可動接触片と、電気接続体とを含む電気回路ブレーカであって、 前記可動接触片は、１つの作動手段に接続され、１つの接触面を備え、前記接 触面は、一般に、前記可動接触片が第１の方向に動くことによって、第２の接触 片の接触面と接触するように関連付けられており、 前記電気接続体は、前記可動接触片に電流を供給し、少なくとも２つの腕部を 含み、前記２つの腕部は、電流を実質的に逆方向に流し、電磁力を発生させ、前 記電磁力は、２つの隣り合う腕部を、互いに遠ざける方向に駆動し、接触面を接 触状態に維持するように助勢するのに用いられ、 前記最外側の腕部は、それぞれ、前記作動手段の反応端面及び前記可動接触片 の上に支持されており、 前記可動接触片は、接続ロッドによって、前記作動手段に接続されていて、前 記接続ロッドは前記作動手段に対して相対的に移動でき、前記可動接触片は、前 記第１及び第２の接触片が閉じられたとき、前記作動手段と前記接続ロッドとの 間に引き抜き用ギャップを形成すべく、前記第１の方向に付勢され、それによっ て、接触開放動作時に前記電磁力が前記引き抜き用ギャップの閉成を加速するよ うに助勢する。 ２．請求項１に記載された電気回路ブレーカであって、 前記電気接続体は、可撓性ストリップであり、前記可撓性ストリップは、少な くとも２つの実質的に平坦な腕部を有し、前記２つの腕部は折り返し曲げ部によ って互いに接続されている。 ３．請求項２に記載された電気回路ブレーカであって、 前記平坦な腕部のそれぞれは、前記第１の方向に対して実質的に垂直の方向に 延びている。 ４．請求項３に記載された電気回路ブレーカであって、 前記電気接続体は、蛇行ストリップとして形成されており、前記蛇行ストリッ プは少なくとも３つの平坦な腕部を有し、前記腕部は折り返し曲げ部によって接 続されている。 ５．請求項４に記載された電気回路ブレーカであって、 前記最外側の平坦な腕部は、剛構造からなり、 中間部の１つもしくは複数の腕部、または、折り返し曲げ部は弾性構造からな る。 ６．請求項１乃至５の何れかに記載された電気回路ブレーカであって、 前記接触面は、それぞれ、前記第１の方向に対して、実質的に垂直に延びてい る。 ７．請求項１乃至６の何れかに記載された電気回路ブレーカであって、 前記作動手段は、前記第１の方向において、前記可動接触片に予め定められた 保持力を供給する手段と、作動しきい値とを含み、前記作動しきい値は、前記第 １の方向とは反対方向の力が前記作動しきい値を越えたとき、前記接触片を開放 し、 前記第１の方向とは逆方向の前記力は、予め定められた電流しきい値が過度で あるとき、前記電気接続体によって供給される。 ８．請求項１乃至７の何れかに記載された電気回路ブレーカであって、 前記第２の接触片は、前記第１の方向と反対側の方向に移動可能であって、前 記第２の接触片に電流を伝達する第２の電気接続体を含み、 前記第２の電気接続体は、少なくとも２つの隣り合う腕部を含み、前記２つの 隣り合う前記腕部は、前記電流を実質的に逆方向に流すようになされ、それによ って、電磁力を発生させ、前記電磁力は、２つの隣り合う腕部を、互いに遠ざけ る方向に駆動し、接触面の接触を維持するように助勢する。 ９．請求項１乃至８の何れかに記載された電気回路ブレーカであって、 一つまたは複数の前記電気接続体の前記隣り合う腕部は、要求される電磁力を 発生するのに充分な動作長を有し、接触面の接触を維持するために要求される力 を生じる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．可動接触片と、電気接続体とを含む電気回路ブレーカであって、 前記可動接触片は、１つの作動手段に接続され、１つの接触面を備え、前記接 触面は、一般に、前記可動接触片が第１の方向に動くことによって、第２の接触 片の接触面と接触するように関連付けられており、 前記電気接続体は、前記可動接触片に電流を供給し、少なくとも２つの腕部を 含み、前記２つの腕部は、電流を実質的に逆方向に流し、電磁力を発生させ、前 記電磁力は、２つの隣り合う腕部を、互いに遠ざける方向に駆動し、接触面を接 触状態に維持するように助勢するのに用いられる。 ２．請求項１に記載された電気回路ブレーカであって、 前記電気接続体は、可撓性ストリップであり、前記可撓性ストリップは、少な くとも２つの実質的に平坦な腕部を有し、前記２つの腕部は折り返し曲げ部によ って互いに接続されている。 ３．請求項２に記載された電気回路ブレーカであって、 前記平坦な腕部のそれぞれは、前記第１の方向に対して実質的に垂直の方向に 延びている。 ４．請求項３に記載された電気回路ブレーカであって、 前記電気接続体は、蛇行ストリップとして形成されており、前記蛇行ストリッ プは少なくとも３つの平坦な腕部を有し、前記腕部は折り返し曲げ部によって接 続されている。 ５．請求項４に記載された電気回路ブレーカであって、 前記最外側の平坦な腕部は、剛構造からなり、 中間部の１つもしくは複数の腕部、または、折り返し曲げ部は弾性構造からな る。 ６．請求項１乃至５の何れかに記載された電気回路ブレーカであって、 前記接触面は、それぞれ、前記第１の方向に対して、実質的に垂直に延びてい る。 ７．請求項１乃至６の何れかに記載された電気回路ブレーカであって、 前記最外側の腕部は、それぞれ、前記作動手段の反応端面及び前記可動接触片 の上に支持されている。 ８．請求項１乃至７の何れかに記載された電気回路ブレーカであって、 前記作動手段は、前記第１の方向において、前記可動接触片に予め定められた 保持力を供給する手段と、作動しきい値とを含み、前記作動しきい値は、前記第 １の方向とは反対方向の力が前記作動しきい値を越えたとき、前記接触片を開放 し、 前記第１の方向とは逆方向の前記力は、予め定められた電流しきい値が過度で あるとき、前記電気接続体によって供給される。 ９．請求項１乃至８の何れかに記載された電気回路ブレーカであって、 前記第２の接触片は、前記第１の方向と反対側の方向に移動可能であって、前 記第２の接触片に電流を伝達する第２の電気接続体を含み、 前記第２の電気接続体は、少なくとも２つの隣り合う腕部を含み、前記２つの 隣り合う前記腕部は、前記電流を実質的に逆方向に流すようになされ、それによ って、電磁力を発生させ、前記電磁力は、２つの隣り合う腕部を、互いに遠ざけ る方向に駆動し、接触面の接触を維持するように助勢する。 １０．請求項１乃至９の何れかに記載された電気回路ブレーカであって、 一つまたは複数の前記電気接続体の前記隣り合う腕部は、要求される電磁力を 発生するのに充分な動作長を有し、接触面の接触を維持するために要求される力 を生じる。