JPS629970B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は限流作用を有する限流回路遮断器に関
するものである。

［従来の技術］ 回路遮断器は、過負荷電流、事故電流及び短絡
電流から配電系統を保護するのに広く用いられて
いる。電力供給源の容量がこの数年大きくなり、
それに連れて遮断容量が大きく、完全に遮断され
るまで大きな事故電流や短絡電流に耐えることの
できる回路遮断器が益々望まれてきている。従
来、上述の如き大きな過電流に対する保護は、回
路遮断器が事故のピークを経験せぬように十分に
速い応答速度を持つた限流ヒユーズによつて行な
われていた。

最近では、限流作用を持つた回路遮断器が現
れ、限流ヒユーズの代わりに使用される数が益々
多くなつてきている。これは、このような限流回
路遮断器は異常電流に応答した後に交換する必要
が無く、単にリセツトするだけで良いからであ
る。このような限流回路遮断器の主要部分は、開
離した接点間に発生するアークの電圧が、アーク
が完全に消弧されて電流が完全に遮断される前に
回路遮断器を流れる電流を効果的に制限するよう
な速さで上昇する程に、速く応答して回路遮断器
の接点を開離させるように構成された高速操作機
構である。

［発明が解決しようとする問題点］ 勿論、接点の移動を限流速度で行うためには、
この移動を妨げるような力は最少にすべきであ
る。しかしながら、これは、通常の電流時に閉じ
た接点間に充分な接触圧力を維持して接点間の電
気抵抗即ちジユール熱を最少限にするために、接
点開離動作に要する力と反対方向の或る大きさの
力が必要であるため、困難である。また、当業界
で周知の如く、通常時にも閉じた接点を開離させ
ようとする電磁力は、回路遮断器の連続電流定格
の増加と共に増大する。従つて、回路遮断器の電
流定格が高ければ高い程、接点間のジユール熱を
許容範囲内に収めるために必要な接触圧力が大き
くなる。更に、接触圧力を発生させる手段は通常
は接点開離中に伸びあるいは縮むばねであるの
で、急速な接点加速に対するばねの抵抗は接点が
開離されるにつれて増大しさえし、回路遮断器の
過電流の有効限流性能を更に損なうことになる。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上述の２つの矛盾した要求を
満足させ、或る場合には強力な接触圧力発生力を
得、別の場合には接点閉成力を最少にする限流回
路遮断器を得ることである。

［発明の構成］ この目的に鑑み、本発明は、共働する接点１
６，１８と；接点に接続されて接点を保護すべき
外部回路に直列に電気的に接続され得るようにす
る導体装置１６―２２，３２―４０と；接点腕支
持装置５８とを備え；導体装置が、その一端近傍
に接点の一方を有し、導体装置を通つて所定値以
上の過電流が流れたとき電磁力を発生する接点開
動作を受けるように構成された可動の接点腕２０
を有し；接点腕支持装置が、可動の接点腕を有
し、接点腕支持装置が、接点腕と共に、接点開位
置及び接点閉位置にそれぞれ対応する接点腕の２
つの位置間で回動できるように支持されてなり；
接点腕は、(a)接点腕が接点閉位置から接点開位置
に、接点腕支持装置とは無関係に電磁力の作用だ
けにより回動できるように接点腕支持装置に取り
付けられ；(b)接点腕の他端にラツチ面８６を有
し、かつラツチ面に隣接して反作用面７４を有
し；かつ(c)ばね偏倚されたラツチピン７０と組み
合わされ、ラツチピンは、反作用面及びラツチ面
と共働し得、接点腕がその接点閉位置にあるとき
接触圧力発生方向に反作用面に対してばね偏倚さ
れており、また接点腕が接点閉位置から接点開位
置に向かつて、接点腕支持装置に無関係に電磁力
の作用によつて移動されているとき、ばね偏倚さ
れたラツチピンが反作用面から外れるように案内
されてなる限流回路遮断器に在る。

この構成は、単一の部材、即ちばね偏倚された
ラツチピンを用いて強い接触圧力を得、電磁力に
よる接点腕の限流動作直後の跳ね返りあるいは再
閉成を防いでいる。更に、上述の如き電磁力によ
り接点腕が動かされているときに接点腕の反作用
面から外れるばね偏倚されたラツチピンを用いる
ことにより、接点腕の開位置方向への動きに抗す
る接触圧力発生力は接点腕から略々無くなり、接
点腕が閉位置から開位置に向けて急速に加速され
るのに抗する抵抗力は殆ど無くなる。従つて、回
路遮断器の限流性能は、通常動作時に適切な接触
圧力を与えるための必要性によつて妨げられるこ
とは基本的にはない。

［実施例］ 第１図に示すこの発明の限流回路遮断器１０
は、モールドされた絶縁ハウジング１２と、これ
に組み合わされるモールドされた絶縁カバー１４
とを備えている。開離可能な上側と下側の接点１
６，１８が、回動可能な上側と下側の接点腕２
０，２２の端に取り付けられている。ハンドル２
６により手動操作が可能な操作機構２４により接
点腕２０の動きが制御される。接点１６，１８を
通常の電流が流れている状態では、普通の過負荷
電流での自動開離動作はトリツプ・ユニツト３０
に取り付けられたラツチ部材２９により保持され
る釈放可能部材即ちラツチ・クレードル２８によ
り行なわれる。このトリツプ・ユニツト３０は、
従来の熱的、磁気的あるいはシヤントによるトリ
ツプ機構を持つものであつて良く、ここでは詳し
くは説明しない。低乃至中程度の過負荷電流は、
トリツプ・ユニツト３０で検知されてラツチ部材
２９が動き、ラツチ・クレードル２８が釈放され
て接点腕２０が上方に回動する。

保護すべき回路と回路遮断器１０とを直列に接
続する端子３２，３４が設けられている。端子３
２，３４には導体３６，３８が接続されている。
接点腕２２は、特願昭54―132521号（特開昭55―
53840号）公報記載の如き蝶番形のクリンチ型の
接触部３７により導体３６に接続されている。上
側の接点腕２０と導体３６との間には導電性のシ
ヤント４０が接続されている。回路遮断器１０が
第１図に示す如く閉位置にあるとき、端子３２か
ら導体３６、接触部３７、接点腕２２、接点１
８、接点１６、接点腕２０、シヤント４０及び導
体３８を通つて端子３４に至る回路が形成され、
この意味で、これらの部品は導体装置である。磁
気駆動装置即ちスロツトモーター４２は、後に詳
しく説明する如く、限流動作が行なわれている間
接点腕２０，２２が速く開離するように助ける。
接点１６，１８の開離により発生するアークの消
弧を促進するために消弧板４３が設けられてい
る。

第２図には操作機構２４が詳細に示されてい
る。側板４４を有するフレームがねじ４５により
ハウジング１２に固着されている。側板４４には
ラツチ・クレードル２８がピン４６により枢動可
能に取り付けられている。接点腕２０のピボツト
ピン４８とラツチ・クレードル２８との間には、
上側のトグルリンク５０と下側のトグルリンク５
２とからなるトグル装置が軸により結合されてい
る。２つのトグルリンク５０，５２はトグルニー
ピン５４により連結され、このピンに操作ばね５
６の一端が取り付けられ、このばねの他端はハン
ドル２６に取り付けられている。

側板４４には、キヤリツジ・ピボツトピン６０
によりＵ字形のキヤリツジ即ち接点腕支持装置５
８が回動可能に取り付けられている。この接点腕
支持装置５８には上述の上側の接点腕２０のピボ
ツトピン４８が取り付けられている。従つて、通
常動作時（非限流動作時）には接点腕２０はＵ字
形の接点腕支持装置５８と一体になつて、キヤリ
ツジ・ピボツトピン６０を軸として回動する。下
側のトグルリンク５２が接点腕支持装置５８を通
つて接点腕ピボツトピン４８に連結されているの
で、トグルリンク５０，５２からなるトグル装置
が崩壊したり伸張したりすることにより、接点腕
支持装置５８がキヤリツジ・ピボツトピン６０を
中心として回動する。側板４４に設けられた長孔
６２とこの中に入るピボツトピン４８の端部とが
係合することにより接点腕支持装置５８の移動が
制限される。接点腕支持装置５８に固定されたク
ロスバー６４が、両側の図示してない極単位の対
応するキヤリツジにまで延びている。

接点腕２０の両側でピン６７（接点腕２０に取
り付けられている）とキヤリツジ・ピボツトピン
６０との間に比較的弱い引つ張りばね６６が接続
されている。また、フレームの側板４４の円弧状
の長孔７２の中に入つた移動可能なラツチ・ピン
７０と接点腕支持装置５８との間には、比較的強
い引つ張りばね６８が接続されている。回路遮断
器が第２図に示す閉位置にあるときには、ラツ
チ・ピン７０は、強い引つ張りばね６８の作用に
より接点腕２０の反作用面７４に押し付けられて
いる。このようにしてばね６６，６８は伸張され
て張力を生じ、接点腕２０は、接触圧力と、ばね
６６，６８と、接点腕のピボツトピン４８に働く
接点腕支持装置５８から生じる反作用力とが平衡
して浮遊状態になつている。

下側の接点腕２２の位置は、圧縮ばね７８と、
ばね受け８０と、リミツト・ピン８２とからなる
ばねにより偏倚されたシヤツタ組み立て体７６に
より定まる。圧縮ばね７８は、接点腕２２に作用
する上側の接点腕２０からの接触力に対抗するこ
とになる。

ハンドル２６を手動操作して回路遮断器を通常
の開位置にしたときは、各機構は第３図に示す如
き位置になる。図からわかる如く、上下のトグル
リンク５０，５２が折れて接点腕支持装置５８の
ピン６０を中心とする右回りの回動ができるよう
になる。上側の接点腕２０が接点腕支持装置５８
と一体に回動して接点１６と１８とを開離させて
いる。弱い引つ張りばね６６が上側の接点腕２０
に作用して、それを引き上げて接点腕支持装置５
８に取り付けられたピツクアツプ・ピース８４に
押し付けている。このとき、ラツチ・ピン７０
（回路遮断器が閉位置にあるときばねの力はこの
ピンを介して作用する）は長孔７２の上端に押し
付けられていて接点腕２０に接触していないの
で、強いばね６８からの力は、接点腕２０に作用
しない。下側の接点腕２２は、圧縮ばね７８の作
用により第２図の閉位置から第３図の位置にまで
僅かに上がつている。下側の接点腕２２の移動範
囲の上限は、スロツトモーター４２の側面に対す
るリミツト・ピン８２の作用により定まる。

低乃至中程度の過負荷状態では、トリツプ・ユ
ニツト３０が働いてラツチ部材２９を動かし、ク
レードル２８を釈放する。すると回路遮断器は第
４図に示す位置になり、クレードル２８は操作ば
ね５６の作用により第２図の位置からピン４６を
中心に左回りに回転している。このため、トグル
リンク５０，５２からなるトグル装置が崩壊し、
接点腕支持装置５８がキヤリツジ・ピボツトピン
６０を中心に右回りに回転できるようになる。ハ
ンドル２６が第４図に示す如く中央のトリツプ位
置にまで動かされ、接点腕支持装置５８と共にク
ロスバー６４が回転して回路遮断器の他の極を開
かせる。回路遮断器の他の部材は全て第３図の通
常の開位置と同じ位置になる。

第２図に示す閉位置にある回路遮断器１０に大
きな過負荷電流が流れると、強い電磁力が発生し
てこの電磁力が接点腕２０及び２２に作用し、こ
れらの接点腕２０，２２を互いに反対方向に回動
して接点１６と１８とを開離させようとする。更
に、電流は導体３６及び接点腕２２にも流れ、ス
ロツトモーター４２に磁束を誘起し、接点腕２２
をスロツトの底に向けて引つ張ることにより更に
接点開離力が増大される。クレードル２８とトグ
ルリンク５０，５２はすぐには影響を受けないか
ら、接点腕支持装置５８と共に第２図に示す位置
に留どまつている。従つて、上側の接点腕２０に
作用する電磁力は、この接点腕２０をピボツトピ
ン４８を中心に回動させることになる。この回転
の初めの段階で反作用面７４がラツチ・ピン７０
に押し付けられてラツチ・ピン７０を長孔７２内
で下向きに移動させる。まず最初にラツチ・ピン
７０はばね６８の作用に抗して長孔７２内を下方
に移動する。従つて、ばね６８の力は接点腕２０
の移動に比例して大きくなり、過負荷電流による
電磁力に抗して限流作用に逆らおうとする。しか
しながら長孔７２がラツチ・ピン７０を接点腕２
０から押し離すような形状にされており、接点腕
２０の移動の略々中程で（即ちばね６８がかなり
引き伸ばされる前に）反作用面７４がラツチ・ピ
ン７０から離脱し、釈放されたばね６８の力によ
りラツチ・ピン７０が長孔７２の上端にまで引き
上げられる。接点腕２０とラツチ・ピン７０とが
離脱する位置は、長孔７２の形状により調整でき
ることは勿論である。

第５図に示す如く、ラツチ・ピン７０が長孔７
２の上端にあるとき、このピンは接点腕２０のラ
ツチ面８６に係合している。従つて弱い引つ張り
ばね６６の力が接点腕２０を左回りに回転させて
閉位置に戻そうとしているに拘わらず、ラツチ・
ピン７０のラツチ作用により、そうはならないよ
うにされている。

接点腕２０と２２とが第５図の限流位置まで移
動するとき、２つの接点１６と１８との間にアー
クが発生する。このアークは消弧板４３に押し当
てられてかなり早く消滅させられるけれども、電
流の流れ続ける時間はトリツプ・ユニツト３０が
作動してクレードル２８を釈放させるのに充分な
程度に長い。クレードル２８の釈放により接点腕
支持装置５８の回転ができるようになり、接点腕
２０のラツチ面８６がラツチ・ピン７０に沿つて
移動し、やがてこのピンから解放される。ラツチ
面８６をラツチ・ピン７０から解放するのに充分
な程度まで接点腕支持装置５８が回転すると、弱
い引つ張りばね６６が接点腕２０を左回りに回転
させようとする。しかしながら、接点腕２０のこ
のような回転は、ラツチ面８６に係合するピツク
アツプ・ブロツク８４により制限される。この時
回路遮断器は第４図に示す位置になる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかな通り、通常の閉位置で
の接点接触圧力の大きさは、ばね６８の特性を適
切に選択することにより設定することができる。
この力は、長孔７２の位置と形とを適切に選定す
ることにより、接点腕２０の限流動作中の任意の
時点で接点腕２０から取り除くことができる。接
点腕２０がこの接点接触圧力から早く解放され
て、ばね６８が接点腕の動きを実質的に妨げる程
に充分に伸びないうちに解放されるようにするこ
とにより、接点腕２０の加速に抗する力を最少限
にすることができる。このことは、回路遮断器の
限流効果を増すばかりでなく、限流動作中の接点
腕に掛かる機械的力をも小さくするものである。
大きく引きのばす必要のない強いばねが用いられ
るので、このばねに作用する応力も小さくなり、
ばねの耐用寿命と信頼性が増す。更に、閉位置で
接点に接触圧力を与えるため、また限流動作中に
ラツチ力を与えるために、共通のばねが用いられ
ているので操作機構が簡単である。このように、
本発明により優れたラツチ釈放機構を備えて性能
が高く、価格の安い限流回路遮断器が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の限流回路遮断器の側面図、第
２図は接点が閉位置にある第１図の限流回路遮断
器の接点腕と操作機構との断面図、第３図は接点
と操作機構とが通常の閉位置にある第２図と同様
の図、第４図は引き外された位置にある接点と操
作機構とを示す第２図と同様の図、第５図は限流
位置にある接点と操作機構とを示す第２図と同様
の図である。 １６，１８……接点、２０……接点腕、１６―
２２，３２―４０……導体装置、５８……接点腕
支持装置、７０……ラツチピン、７２……長孔、
７４……反作用面、８６……ラツチ面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 共働する接点と、 上記接点に接続されて上記接点を保護すべき外
   部回路に直列に電気的に接続され得るようにする
   導体装置と、 接点腕支持装置とを備え、 上記導体装置が、その一端近傍に上記接点の一
   方を有し、上記導体装置を通つて所定値以上の過
   電流が流れたとき電磁力を発生する接点開動作を
   受けるように構成された可動の接点腕を有し、 上記接点腕支持装置が、可動の接点腕を有し、
   上記接点腕支持装置が、上記接点腕と共に、接点
   開位置及び接点閉位置にそれぞれ対応する上記接
   点腕の２つの位置間で回動できるように支持され
   てなり、 上記接点腕は、 (a) 上記接点腕が上記接点閉位置から接点開位置
   に、上記接点腕支持装置とは無関係に上記電磁
   力の作用だけにより回動できるように上記接点
   腕支持装置に取り付けられ、 (b) 上記接点腕の他端にラツチ面を有し、かつ上
   記ラツチ面に隣接して反作用面を有し、かつ (c) ばね偏倚されたラツチピンと組み合わされ、
   上記ラツチピンは、上記反作用面及び上記ラツ
   チ面と共働し得、上記接点腕がその接点閉位置
   にあるとき接触圧力発生方向に上記反作用面に
   対してばね偏倚されており、また上記接点腕が
   上記接点閉位置から上記接点開位置に向かつ
   て、上記接点腕支持装置に無関係に上記電磁力
   の作用によつて移動されているとき、上記ばね
   偏倚されたラツチピンが上記反作用面から外れ
   るように案内されてなる限流回路遮断器。 ２ 上記接点腕支持装置の枢軸、上記接点腕支持
   装置上の可動の接点腕の枢軸、及びラツチピンの
   長軸が、互いに平行に離間した関係にある特許請
   求の範囲第１項記載の限流回路遮断器。 ３ 上記接点腕支持装置がフレームによつて回動
   可能に支持されており、上記フレームは上記ラツ
   チピンの両端部と案内係合した一対の案内スロツ
   トが形成されてなる特許請求の範囲第１項あるい
   は第２項記載の限流回路遮断器。 ４ 上記案内スロツトが、上記ばね偏倚作用によ
   り上記ばね偏倚されたラツチピンの動きを、上記
   接点腕支持装置が上記接点開位置に向かつて移動
   している間に、上記ラツチピンが上記反作用面あ
   るいは上記ラツチ面から外れる程度にまで制限す
   る特許請求の範囲第３項記載の限流回路遮断器。 ５ 上記フレームが、上記開位置及び上記閉位置
   を越えて上記接点腕支持装置が回動せぬようにす
   る停止装置を有してなる特許請求の範囲第３項あ
   るいは第４項記載の限流回路遮断器。 ６ 上記停止装置が１対の長孔であり、上記接点
   腕が、それぞれの長孔に自由に係合した両端部を
   有するピボツトピンにより上記接点腕支持装置に
   枢動可能に支持されてなる特許請求の範囲第５項
   記載の限流回路遮断器。 ７ 上記可動の接点腕が、上記接点腕を接触圧力
   発生方向に偏倚する戻りばね装置を備え、上記接
   点腕支持装置が、上記接点腕支持装置が接点閉位
   置から移動するときに、上記戻りばね装置の作用
   により上記接点腕支持装置に対して上記接点腕が
   相対的に移動するのを制限する装置を備え、上記
   ばね偏倚されたラツチピンが上記反作用面に係合
   して上記接点腕に加えられる上記接触圧力は、上
   記戻りばね装置により上記接点腕に加えられる接
   触圧力発生力よりも大きい特許請求の範囲第１項
   乃至第６項のいづれか記載の限流回路遮断器。