JPS62226527A - 引き外し遅延磁気回路を備えた回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は絶縁筐体内に収納された回路遮断器、特に、低
レベルの過電流時において回路遮断器のはやすぎる引は
すしを防止させるために磁気回路にエアギャップを設け
た回路遮断器に係る。

時間遅延効果を得るため磁気回路に可変のエアギャップ
を有する回路遮断器を提供することが望ましい。例えば
モータ回路保護のためには、モータ起動過渡電流により
回路遮断器が必要以上に速く引き外されないように低レ
ベル過電流状態において引き外し作用に遅延を付与でき
る磁気回路を回路遮断器に組込むことが望ましい。

従来は回路遮断器を引き外す過電流値を選択的に手動調
定する手段が採用されて来た。

しかし、モータ起動電流は正常なモータ起動電流値の２
倍にも達する突入電流パルスを含むのが普通であるから
、上記手動調定手段がすべての用途に適するとはいえな
かった。磁気引き外し装置は起動電流値に従って引き外
しを行うように構成されているのが普通であるから、突
入電流パルスは引き外し装置の機能を停止させる可能性
がある。

本発明は、可動接点を含む１対の開離自在な接点と、可
動接点を支持して接点の開閉位置間を移動自在な可動接
点アームと、枢動自在に支持された解除自在な部材を含
み接点アームを作動させるための操作機構と、解除自在
な部材をラッチし、解除自在な部材のラッチ及びラッチ
解除位置間を移動自在なラッチレバーを含むラッチ手段
と、ラッチレバーをラッチ位置に解除自在に保持する引
き外しレバーを含む引き外し手段とから成る回路遮断器
であって、電磁手段及びアーマチュアを含み、引き外し
レバーのはやすぎるラッチ解除を防止する引き外し遅延
手段を含み、所定の過電流状態以下の過電流に応答して
電磁手段の動作に先立ちアーマチュアが移動することを
特徴とする回路遮断器を提供するものである。

本発明装置の利点として、引き外し遅延装置はモータの
過渡電流を無視するが、磁気回路は瞬時故障による短絡
で引き外しを行う。

以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は分離線において（図示しない）ねじのような複
数の締め具によって機械的に固定されたカバー１４を有
する絶縁筐体または基部１２を含む成形ケース型回路遮
断器１０を示す。回路遮断器は単極構成でも多極構成で
もよい。多極構成の場合には周知の態様で筐体内部を横
並びの極ユニット・コンパートメントに区分する絶縁障
壁を含む。例えば３極回路遮断器のような多極装置の場
合、操作機能を中央極ユニットに配置する。ただし、そ
れぞれの極ユニットは引き外レバー２４を回転させるそ
れぞれ別々の引き外し遅延装置２２を含み、前記引き外
しレバー２４が回転するとラッチパー２６が解除される
。

多相回路遮断器の場合、各相ごとに筐体１０の両端に線
端子２８及び負荷端子３０を含む１対の端子を設ける。

端子２８．３０は例えば３相回路のような回路中に回路
遮断器１０を直列に接続して関連の電気機器を保護する
のに利用される。

第１図には回路遮断器１０を閉成状態で示してあり、固
定接点３２及び可動接点３４を含む１対の開離自在な接
点が互いに電気的に接触している。図示の状態で、回路
遮断器を通る回路は線端子２８を起点として導体３６、
接点３２．３４、接点アーム３８、分路４０、引き外し
遅延装置２２中のコイル７２、及び導体４２を経て負荷
端子３０で終わる。

接点アーム３８はクロスパー４８に固定された、または
これと一体の回転キャリッジ４６にピン４４を介して枢
動自在に連結されている。接点アーム３８及びキャリッ
ジ４６は回路遮断器１０を流れる電流が正常な状態なら
ばクロスパー４８と一体に回転する。操作機構１８とし
ては米国特許第４，５０３，４０８号に開示されている
ものが典型的であり、従って、ここでは詳述せず、中央
極ユニットの基部１２に固定された（図面にはその１つ
だけを示しである）互いに間隔を保つプレート５０間に
機構１８が配置されていることを述べるにとどめる。倒
立Ｕ字形操作レバー５２はその脚端をプレートの０字切
り込み５４で支持してレバー５２を枢動自在とする。

操作機構１８は、ビン６２を介してプレート５０上に枢
動自在に支持した解除自在なりレードル部材６０に接点
アーム３８を連結する上部トグルリンク５６及び下部ト
グルリンク５８を有するオーバセンタ・トグルを含む。

トグルリンク５８．６０はニー・ピボット・ビン６４を
介して枢動自在に連結する。

ニー・ピボット・ビン６４とレバー５２の湾曲部の間に
オーバセンタ操作ばね６６を引っ張り状態で懸架する６
操作機構１８を手動操作するためレバー５２の上端にハ
ンドル６８を取り付ける。

接点３２．３４はハンドル６８を第１図に示すＯＮ位置
から右方のＯＦＦ位置に移動させることによって手動で
開離されるが、引き外し遅延装置２２のラッチレバー２
６がクレードル部材６０の切り込み７０と係合している
限り、回路遮断器１０は第１図に示す非引き外し状態に
ある。本発明の目的に鑑み、回路遮断器操作機構１８を
、引き外し装置２２だけによって引き外されるように図
示したが、その他の引き外し手段、例えば別設の高速電
磁引き外し機構などは例えば米国特許第４．２２０，９
３５号明細書に開示されている。

引き外し装置２２を含む如何なる手段によって操作機構
１８が引き外されても、接点アーム３８は鎖線位置３８
ａへ移動する。本発明の磁気回路は低レベルの過電流に
おいて引き外し作用の遅延を可能にするから、モータ起
動過渡電流が回路遮断器を必要以上に早く引き外すこと
はない。引き外し遅延磁気装置２２は二つのエア・ギャ
ップの変化により電気パルス印加後の機械的動作を遅延
させる。

このため、遅延磁気装置２２は互いに間隔を保つフレー
ム７６．７７内に取り付けたボビン７４にコイル７２を
巻いた電磁ソレノイド、及びアーマチュア７８を含む。

アーマチュア７８の上端は本体８０内に嵌着されている
。本体８０は突起またはハンマー８２を含む。ほかに、
本体８０はコイルばね８６を配置するための窓８４を含
み、このコイルばねは正常な電流状態下でソレノイドを
引っ込み位置（第１図）に保持する部材８８によってそ
の下端を支持される。

引き外し遅延磁気装置２２は、その上端をフレーム部材
７６に枢動自在に取り付け、下端が常態においてコイル
ばね９２によりフレーム部材７７の端部から引き離され
ているアーマチュア９０を含む。

正常な電流状態下で、引き外し遅延磁気装置２２は第１
図の状態に維持される。即ち、分路４０からの電流がソ
レノイド７８をコイル７２内へ引き下すことなくコイル
７２を通って導体４２に流れる。

所定の大きさの過電流が発生すると、充分な大きさの電
磁力がフレーム部材７６．７７内に発生してアーマチュ
ア９０をフレーム部材７７にむかって引っ張り、ばね９
２の力に抗しながらギャップ９４を閉じる。この作用に
応答して増大する電磁力がソレノイド７８をコイル７２
内に引込み（第２図）、その結果ハンマー８２が引き外
しレバー２４のアーム９６と当接し、引き外しレバーを
充分に回転させて、レバー９８をピボット１００を中心
に回転させ、ラッチレバー２６をクレードル部材６０の
切り込み７０から離脱させて回路遮断機構を引き外し、
接点アームを解放位置３８ａへ上昇させる。

接点３２．３４が開離すると当然のことながらソレノイ
ドの電磁力が消えてばね８６がソレノイド７８を引っ込
み位置（第１図）へ移動させる。これと同時に、ソレノ
イド９０はばね９２の作用下に第１図の引っ込み位置に
戻る。

第３図には典型的なモータ起動ＡＣ電流を表わす正弦波
曲線を示した。閉成位置（第２図）へ移動するアーマチ
ュア９０の遅延作用がなければ、高い故障電流Ｃを回避
するために磁気引き外しレベルを例えばロック・ロータ
電流の１０倍のレベルに設定しなければならないかもし
れない。しかし、回路にアーマチュア９０が組込まれて
いる場合、アーマチュア９０が第２図の位置に移動する
のに伴う時間遅延が充分なため、高い故−電流Ｃが、回
路遮断器の望ましくない引き外しが起こる前に低下する
。従って、磁気引はずしレベルをロック・ロータ電流の
２倍（Ｄ）にセットしてモータ運転時に充分な保護を与
えるようにすることができる。標準的なソレノイドは固
定コア部材と、コイルによって磁気的に作動させられる
可動アーマチュアを含むが、コアとアーマチュアとの間
の吸引力は下記の式％式％ ただし Ｂ−エアギャップにおける磁界の密度 へ−有効磁極面積 磁界の密度はコイル及び電流と関連する。

吸引力は荷重及びソレノイド力をエアギャップ２４と関
連させる。従って、所与の荷重に対しては、必要な力を
発生させるのに充分な磁界密度を確保しなければならな
い。典型的な磁気ソレノイドはこのように動作する。ア
ーマチュア９０が開放位置から閉成位置へ移動するのに
要する時間は加速方程式Ｆ　＝　ｍａから求められ、移
動買置、ギャップ、荷重及び磁気駆動力に左右される。

本発明の装置は磁気回路中に２つの可変エアギャップを
含む。即ち、ギャップ９４と、ソレノイド７８の移動通
路であるコイル内のギャップである。Ｂの一般式は磁路
で表わされ、２つのエアギャップはそれぞれＲ１及びＲ
２で表わされる。電流が供給されると、磁界密度Ｂ１が
発生し、これがアーマチュア９０を移動させてギャップ
９４を閉じるに充分な力Ｆｌ　−ＫＢ２Ａを発生させる
。値Ｒ２は事実上ゼロとなる。時間の経過と共にＲ１が
ゼロになり、回路の磁界密度が８１から８２に変化する
。磁界密度Ｂ２に等しいかまたはこれよりも大きい力な
らばコイル内のエアギャップを閉じて回路遮断器ラッチ
機構の引き外しを起動するのに充分である。即ち、電流
が初めて供給されてからソレノイド７８が作動するまで
の間に機械作用による時間遅延が導入される。

（故障レベル）の高電流が発生すると、磁界密度がアー
マチュア９０の作用なしにソレノイド７８を作動させる
のに充分なレベルになる。

従って、引き外し遅延機構はモータ過渡電流を無視する
が、磁気回路は瞬時故障による短絡電流に対しては引き
外しを行う。

【図面の簡単な説明】

第１図は引き外し遅延磁気回路機構を立面図で示す多極
回路遮断器中央極の縦断面図。 第２図は引き外し遅延磁気回路機構を引き外し状態で示
す部分断面図。 第３図は故障電流に対する機械的時間遅延磁気回路の作
用を示すＡＣ正弦曲線のグラフである。 ２２・・・・引き外し遅延装置 ９０・・・・アーマチュア ９４・・・・エア・ギャップ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可動接点を含む１対の開離自在な接点 と、可動接点を支持して接点の開閉位置間を移動自在な
   可動接点アームと、枢動自在に支持された解除自在な部
   材を含み接点アームを作動させるための操作機構と、解
   除自在な部材をラッチし、解除自在な部材のラッチ及び
   ラッチ解除位置間を移動自在なラッチレバーを含むラッ
   チ手段と、ラッチレバーをラッチ位置に解除自在に保持
   する引き外しレバーを含む引き外し手段とから成る回路
   遮断器であって、電磁手段及びアーマチュアを含み、引
   き外しレバーのはやすぎるラッチ解除を防止する引き外
   し遅延手段を含み、所定の過電流状態以下の過電流に応
   答して電磁手段の動作に先立ちアーマチュアが移動する
   ことを特徴とする回路遮断器。 ２、電磁手段がソレノイド・コイル及びプランジャを含
   むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の回路
   遮断器。 ３、プランジャをラッチ位置に対応する位置に偏倚させ
   たことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の回路
   遮断器。 ４、電磁手段が、両端部をコイルの両端にそれぞれ配置
   されかつ磁力に応動して他方の端部と接触及び離脱する
   ように一方の端部に枢動自在に取り付けたアーマチュア
   を含む磁気フレームを含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第３項に記載の回路遮断器。