JP4087835B2 - 回路遮断器の付属器具 - Google Patents

Description

本発明は、回路遮断器に関し、詳しくは、回路遮断器の小型化及び製造費用の削減を図ることができる回路遮断器に選択的に取り付けられる遠隔トリップ用付属器具に関する。

一般に、回路遮断器は、電線の保護、負荷の開閉、並びに、過負荷及び短絡事故時の回路の遮断により、負荷側の設備及び人命を保護する機器である。

このような回路遮断器は、電源側端子と負荷側端子との間に設置されて回路遮断作用を行う開閉器具と、前記電源側端子から入力される電流で、例えば、地絡電流、短絡電流のような異常電流が発生すると、これを検出し、前記開閉器具に駆動力を提供する異常電流検出及びトリップメカニズムと、前記開閉器具の周囲に装着され、トリップ動作時に発生するアークを消弧させる消弧部と、異常電流の原因を除去した後にトリップ状態の回路遮断器をオンまたはオフ状態に復帰させるハンドルと、を含んで構成される。

このような回路遮断器を遠隔地で強制的にトリップしようとする場合、回路遮断器には、電圧トリップ器具(shunt trip device)と呼ばれる付属器具が選択的に取り付けられる。

図９は、従来の回路遮断器の付属器具の斜視図、図１０は、従来の回路遮断器の付属器具の断面図である。

図に示すように、従来の回路遮断器の付属器具は、ベースフレーム１０２と、前記ベースフレーム１０２に配設され、遠隔地の電源及びスイッチと連結され、遠隔地からの電源の供給によって磁化または消磁されるコイル１０４と、前記コイル１０４がその外周面に巻かれる円筒状のボビン１０６と、前記ボビン１０６の一側に固定され、前記コイル１０４に電源が印加されると磁化する固定コア１０８と、前記ボビン１０８の内周面に直線移動自在に配設され、前記固定コア１０８と対向して位置され、前記固定コア１０８が磁化すると直線移動される可動コア１１０と、前記ボビン１０６の外周面に装着され、前記コイル１０４が巻かれたボビン１０６などの部品を固定させるヨーク１１２と、前記ヨーク１１２とボビン１０６との間に設置され、前記コイル１０４への電源の印加時に発生する磁束が前記可動コア１１０に影響することを防止すると共に、前記可動コア１１０を直線移動自在に支持するヨークプレート１１４と、前記可動コア１１０の前方に回転自在に配設され、前記可動コア１１０の直線移動により回転されながら、開閉器具のラッチホルダー(latch holder)を押圧して開閉器具をトリップ位置に動作させるトリップレバー１１６と、前記トリップレバー１１６の一側に装着され、前記トリップレバー１１６を元の位置に復帰させるリターンスプリング１１８と、遠隔地の電源及びスイッチと接続されるリード線１２０と連結され、前記コイル１０４に電源を印加または遮断させるマイクロスイッチ１２２と、前記マイクロスイッチ１２２をオン/オフさせるスイッチングレバー１２４と、から構成される。

前記マイクロスイッチ１２２は、図１１に示すように、ベースフレーム１０２に固定されるボディー１３０と、前記ボディー１３０の一側に装着され、前記各リード線１２０が連結される複数の端子１３２と、前記ボディー１３０の他側に装着され、前記スイッチングレバー１２４により作動されて電源をオン/オフさせるボタン１３４と、から構成され、前記マイクロスイッチ１２２の内部には、ボタン１３４の押圧により開閉される接点(図示せず)が備えられる。

また、前記スイッチングレバー１２４は、ヒンジ１２６により、前記ベースフレーム１０２に回転自在に連結され、その一側は、前記ボタン１３４を押圧できるように折曲され、他側は、開閉器具の可動接触子支持用シャフトと接触する。このようなスイッチングレバー１２４は、付属器具が動作して開閉器具がトリップされたとき、開閉器具の前記シャフトのトリップ位置への回転によってヒンジ１２６を中心に回転されながら、前記ボタン１３４を押圧してマイクロスイッチ１２２をオフさせる。即ち、スイッチングレバー１２４は、付属器具により回路遮断器の開閉器具がトリップ位置への動作を完了すると、コイル１０４に供給される電源を遮断することにより、コイル１０４が焼けてしまうことを防止する保護手段である。

以下、このように構成された従来の回路遮断器の付属器具の作動を説明する。

図１２は、従来の回路遮断器の付属器具の作動状態図である。

図に示すように、使用者が遠隔地で回路遮断器を強制的にトリップしようとするとき、スイッチ(図示せず)をオンして、コイル１０４にリード線１２０を通して電源を供給する。このとき、前記マイクロスイッチ１２２がオン状態であるので、前記コイル１０４に電源が印加されることができる。

すると、前記固定コア１０８が磁化し、これにより、固定コア１０８の磁力により可動コア１１０が固定コア１０８側に吸い込まれながら、可動コア１１０の一端部に結合された前記トリップレバーを引っ張る。これにより、トリップレバー１１６は、その中心軸(図示せず)を中心に図面の反時計方向に回転して、図１２に示すような状態となる。前記トリップレバー１１６が回転されながら、開閉器具のラッチホルダー(図示せず)を回転させて、開閉器具をトリップ位置に作動させる。このとき、可動接触子を支持しているシャフトが回転しながら、スイッチングレバー１２４の一端部を上方に押圧する。すると、前記スイッチングレバー１２４の他端部が回動しながら、マイクロスイッチ１２２のボタン１３４を解放させることによって、マイクロスイッチ１２２はその内部接点が開放されてオフされ、コイル１０４に流れていた電流は遮断される。

前記コイル１０４に流れていた電流が遮断されると、リターンスプリング１１８の弾性力により、可動コア１１０が元の位置(固定コアから遠くなる位置)に復帰され、可動コア１１０に接続されたトリップレバー１１６も元の位置(図１０に示す位置)に復帰される。

ここで、前記コイル１０４に印加される電源を遮断するマイクロスイッチ１２２を使用することは、前記付属器具のコイル１０４に印加される電源として、回路遮断器の電源端子に接続される電源を使用することなく、別途の遠隔地の電源を使用するためである。且つ、前記付属器具に使用されるコイルが短時間動作型コイルであるため、電流が長時間印加されると過度な熱が発生して焼けてしまう事故を招くので、コイルに印加される電流を遮断するスイッチを必要とする。

しかしながら、このような従来の回路遮断器の付属器具においては、コイルに印加される電流を遮断するためにマイクロスイッチが使用され、そのマイクロスイッチが付属器具の全体体積で相当部分を占めるので、付属器具のサイズが大きくなり、これにより、回路遮断器の小型化を実現することが難しく、マイクロスイッチの価格により付属器具及び回路遮断器の製造費用が上昇するという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点を解決するために提案されたもので、従来使用されていたマイクロスイッチの代わりに、占有空間の小さいスイッチ器具を設置することにより、付属器具及び回路遮断器を小型化し、本発明のスイッチ器具に比べて比較的高価なマイクロスイッチが不要であるので、付属器具及び回路遮断器の製造費用を削減できる回路遮断器の付属器具を提供することを目的とする。

このような本発明の目的は、電源と負荷間の回路を開閉する開閉器具と、前記回路上の異常を検出して前記開閉器具をトリップ位置に動作させる検出器具と、遠隔制御により前記開閉器具をトリップ位置に動作させるための付属器具と、を備える回路遮断器において、ヨークと、前記ヨーク上に設置され中空部を有するボビンと、前記ボビンに巻かれ、電圧の印加または遮断に応じて磁化または磁化消滅(消磁)されるコイルと、遠隔地で電源を供給または遮断するスイッチと接続され、前記コイルに電圧を印加または遮断するコネクトプレートと、前記開閉器具の押圧力により垂直方向に移動自在に設置され、前記開閉器具がトリップ位置に動作すると、これに連動して、前記コネクトプレートを、前記コイルへの電源供給を遮断する位置に動作するように加圧する加圧ロッドと、前記ボビンの中空部を通して直線移動自在に設置され、前記コイルの磁化に応じて、前記開閉器具がトリップ位置に動作するように移動する可動コアと、前記可動コアに接続され、前記開閉器具に、トリップ位置に動作するための動力を伝達するトリップレバーと、を含む本発明による回路遮断器の付属器具を提供することにより達成することができる。

本発明による回路遮断器の付属器具においては、水平的に配置されて相当空間を占有し原価上昇の原因となった従来のマイクロスイッチの代わりに、垂直的に構成されるスイッチ器具(コネクトプレート及び加圧ロッド)を備えることにより、回路遮断器を小型化することができ、スイッチ器具とコイルアセンブリとをユニット化した付属器具を備えることにより、付属器具及び回路遮断器の価格を削減できるという効果がある。

以下、添付の図面を参照して本発明による回路遮断器の付属器具の好ましい実施形態を説明する。

図１は、本発明による付属器具が設置された回路遮断器の断面図である。

本発明による付属器具が設置された回路遮断器は、電源と負荷間の回路を開閉する開閉器具８と、前記回路上の異常を検出して前記開閉器具８をトリップ位置に動作させる異常検出器具１０と、前記開閉器具８から発生するアークを消弧する消弧器具(図１において、可動接触子６の前方に四角形の部材が垂直に複数個積層された部分)と、これらの器具を内蔵するケース２と、本発明による遠隔トリップのための付属器具１２と、から構成される。

前記開閉器具は、後述する可動接触子と固定接触子とを含み、公知のリンク、スプリング、ラッチなどの部品を含むが、その詳細な構成に関する説明は省略する。図１において、符号４は、電源側端子と連結されている固定接触子で、符号６は、固定接触子４に接触する位置と固定接触子４から分離される位置とに移動自在な可動接触子で、符号１４は、前記可動接触子６が固定接触子４から分離される位置に移動するときに可動接触子６により加圧されて上方に移動自在なクロスバーで、符号１６は、開閉器具８と接続され、前記可動接触子６が固定接触子４に接触または分離される位置に移動するように手動で操作するためのハンドルである。

図２は、本発明による回路遮断器の付属器具の斜視図で、図３及び図４は、それぞれ図２の付属器具がリセット位置に作動した状態を示す縦断面図である。

以下、図２〜図４を参照して、本発明による回路遮断器の付属器具の構成を詳細に説明する。

本発明による回路遮断器の付属器具１２は、ヨーク４４と、前記ヨーク４４上に設置され中空部を有するボビン４２と、遠隔地で電源を供給または遮断するスイッチ(図示せず)と連結され、前記ヨーク４４に接続されるリード線９と、前記ボビン４２に巻かれ、電圧の印加に依存して磁化または磁化消滅(消磁)されるコイル４０と、前記リード線９に接続されて前記コイル４０に電圧を印加または遮断するコネクトプレート３０と、前記開閉器具８に接触可能で、且つ、前記開閉器具８がトリップ位置に動作すると、これに連動して、前記コネクトプレート３０を前記コイル４０への電源供給を遮断する位置に動作するように加圧する加圧ロッド３２と、前記ボビン４２の中空部を通して直線移動自在に設置され、前記コイル４０の磁化に依存して、前記開閉器具８がトリップ位置に動作するように移動する可動コア２４と、前記可動コア２４に接続され、前記開閉器具８に、トリップ位置に動作するための動力を伝達するトリップレバー２６と、を含む。符号２０は、前記ヨーク４４と共にコイル４０を支持するベースフレームで、コイルアセンブリ２２は、コイル４０、ボビン４２、ヨーク４４及びベースフレーム２０を含む。符号４６は、吸い込まれたときに可動コア２４の一端部(図において、右側端部)が挿入されるヨーク４４上の溝部である。

前記回路遮断器の付属器具１２は、トリップレバー２６をトリップ位置から元の位置に復帰させるスプリング２８をさらに含み、具体的に、スプリング２８の一端部は、可動コア２４の他端部(図において、左側端部)に結合され、可動コア２４と共に移動自在なトリップレバー２６の一面に支持され、スプリング２８の他端部は、固定されたベースフレーム２０の一側面上に固定的に支持される。スプリング２８は、トリップレバー２６及びこれと結合された可動コア２４に、リセット位置、即ち、トリップレバー２６がコアアセンブリ２２から遠くなる方向(図において、左側方向)に弾性バイアス力を提供する。

ここで、コイル４０が磁化すると、前記ボビン４２を囲むように設置されたヨーク４４も共に磁化し、可動コア２４は、鉄心であって、コイル４０及びヨーク４４の磁力により吸い込まれる(即ち、図において、右側方向に移動する)。

前記コネクトプレート３０は、前記リード線９と連結される一種の端子であって、導電材から構成され、所定の弾性力を有する板スプリング状に提供される。前記リード線９は、遠隔地の電源及びスイッチと連結されて、本発明の付属器具を遠隔地で動作させて回路遮断器をトリップさせることができる。このようなコネクトプレート３０は、図５に示すように、リード線９を介して遠隔地の電源及びスイッチと連結される一端部である平面部５０と、該平面部５０から延長して平らになる方向に弾性力を提供する折曲部５２と、を有する。前記コネクトプレート３０の一端部、即ち、平面部５０は、遠隔地のスイッチ及び電源と連結される電源連結部となり、他端部、即ち、折曲部５２は、接触端子５４と接触する端子接触部となり、該接触端子５４は、前記コイル４０と電気的に連結され、ベースフレーム２０に固定される。

加圧ロッド３２は、コネクトプレート３０の下方に、前記コネクトプレート３０の折曲部５２と対向するように、且つ、垂直方向に移動自在に設置される。

リターンスプリング６０は、加圧ロッド３２が元の位置、即ち、コネクトプレート３０から離隔する位置(図３において、下方に移動した位置)に復帰するように弾性バイアスするスプリングであって、その一端部は、ベースフレーム２０により固定的に支持され、その他端部は、加圧ロッド３２により可動的に支持される。このような加圧ロッド３２は、図６に示すように、一定の長さを有するバー状に形成されるボディー６２と、ボディー６２の上端に形成され、コイル４０に供給する電圧を遮断する方向に、即ち、コネクトプレート３０が接触端子５４から分離される方向にコネクトプレート３０を加圧する第１作動部６４と、ボディー６２の下端に形成され、開閉器具８、詳しくは、その一部であるクロスバー１４から上方への押圧力を受ける第２作動部６６と、ボディー６２の側面から突出してリターンスプリング６０を支持するスプリングシート部６８と、を含んで構成される。

前記第１作動部６４は、前記コネクトプレート３０と面接触できるように傾斜面として形成され、前記第２作動部６６は、前記開閉器具８の一部であるクロスバー１４から押圧力を受けやすく、即ち、クロスバー１４が接触しやすく、平面状に形成される。

以下、このように構成された本発明による回路遮断器の付属器具の動作を説明する。

使用者が遠隔地で電源と負荷間の回路を遮断する必要を感じて、遠隔地の電源と連結されたスイッチをターンオンすると、リード線９を介してコネクタープレート３０に電流が流れる。図３に示すように、リセット状態では、コネクタープレート３０がコイル４０と連結された接触端子５４に接触しているため、遠隔地の電源から供給される電流は、リード線９を介してコイル４０に流れるようになる。

すると、前記コイル４０及びヨーク４４が磁化し、コイル４０及びヨーク４４の磁力により可動コア２４が吸い込まれてボビン４２の中空部に沿って移動され、前記可動コア２４と結合されたトリップレバー２６も可動コア２４と共に直線移動される（図８）。これにより、開閉器具８の、例えば、ラッチホルダー(図示せず)をトリップレバー２６が加圧して回動させることによりラッチ(図示せず)を解放させて、スプリング(図示せず)に充填された弾性エネルギーが放射されながら、ラッチ、リンク(図示せず)及び可動接触子６をトリップ位置に作動させて回路が遮断(トリップ)される。

このような作動中、図１に示すように、可動接触子６が上方に回動しながらクロスバー１４を上方に加圧すると、クロスバー１４が上方に移動しながら加圧ロッド３２の第２作動部６６を上方に押圧し、これにより、加圧ロッド３２が上方に移動しながら、第１作動部６４がコネクトプレート３０を押圧する。すると、前記コネクトプレート３０が接触端子５４から分離されながら、コイル４０への電源供給が遮断される（図７）。

前記コイル４０への電源供給が遮断されると、元の状態に伸張されるスプリング２８の弾性力により、図４に示すように、トリップレバー２６が元の位置、即ち、コイルアセンブリ２２から遠くなる位置に復帰されると共に、前記トリップレバー２６と連結された可動コア２４もトリップレバー２６と同じ方向に移動して元の位置に復帰される。

その後、回路遮断器を再びターンオンさせようとする場合、使用者は、遠隔地でスイッチをターンオフし、遠隔地から回路遮断器が設置された位置に来て回路遮断器のハンドル１６をオン位置に操作する。すると、可動接触子６が固定接触子４に接触するように移動されることによってクロスバー１４が下方に移動され、これにより、クロスバー１４が上方に押圧する圧力がなくなり、加圧ロッド３２はリターンスプリング６０の弾性力により下方に移動され、これにより、前記コネクトプレート３０は、その弾性復元力によりその折曲部５２が平らになることによって前記接触端子５４と接触した状態となる。このとき、前記遠隔地のスイッチをターンオフしたため、コネクトプレート３０に電流は流れない。

本発明による付属器具が設置された回路遮断器の断面図である。 本発明による回路遮断器の付属器具の斜視図である。 図２の付属器具がリセット位置に作動した状態を示す縦断面図である。 図２の付属器具がリセット位置に作動した状態を示す縦断面図である。 本発明による付属器具のコネクトプレートの斜視図である。 本発明による付属器具の加圧ロッドの斜視図である。 図２の付属器具がトリップ位置に作動した状態を示す縦断面図である。 図２の付属器具がトリップ位置に作動した状態を示す縦断面図である。 従来の回路遮断器の付属器具の斜視図である。 従来の回路遮断器の付属器具の断面図である。 従来の付属器具のマイクロスイッチの斜視図である。 従来の回路遮断器の付属器具のトリップ位置への作動状態図である。

符号の説明

２ ケース
４ 電源側端子
６ 負荷側端子
８ 開閉器具
１０ 異常電流検出部
１２ 付属器具
１４ クロスバー
１６ ハンドル
２０ ベースフレーム
２４ 可動コア
２６ トリップレバー
２８ トリップスプリング
３０ コネクトプレート
３２ 加圧ロッド
４０ コイル
４２ ボビン
４４ ヨーク
４６ 挿入溝
５０ 電源連結部
５２ 端子接触部
５４ 接触端子
６０ リターンスプリング
６２ ボディー
６４ 第１作動部
６６ 第２作動部
６８ スプリングシート部

Claims (1)

1. 電源と負荷間の回路を開閉する開閉器具と、前記回路上の異常を検出して前記開閉器具をトリップ位置に動作させる検出器具と、遠隔制御により前記開閉器具をトリップ位置に動作させるための付属器具と、を備える回路遮断器において、
   ヨークと、
   前記ヨーク上に設置され中空部を有するボビンと、
   前記ボビンに巻かれ、電圧の印加または遮断に応じて磁化または消磁されるコイルと、
   遠隔地で電源を供給または遮断するスイッチと接続され、前記コイルに電圧を印加または遮断するコネクトプレートと、
   前記開閉器具の押圧力により垂直方向に移動自在に設置され、前記開閉器具がトリップ位置に動作すると、これに連動して、前記コネクトプレートを、前記コイルへの電源供給を遮断する位置に動作するように加圧する加圧ロッドと、
   前記ボビンの中空部を通して直線移動自在に設置され、前記コイルの磁化に応じて、前記開閉器具がトリップ位置に動作するように移動する可動コアと、
   前記可動コアに接続され、前記開閉器具に、トリップ位置に動作するための動力を伝達するトリップレバーと、
   前記トリップレバーをトリップ位置から元の位置に復帰させるスプリングと、を含み、
   ここに前記コネクトプレートは、
   遠隔地の電源及びスイッチに連結される平面部と、
   前記平面部から延長し、平らになる方向に弾性力を提供する折曲部と、を有し、かつ
   前記加圧ロッドは、前記コネクトプレートの下方に位置し垂直方向に移動自在であって、該加圧ロッドは、
   ボディーと、
   前記ボディーの上端に形成され、前記コイルに供給する電圧を遮断する方向に前記コネクトプレートの折曲部を加圧する第１作動部と、
   前記ボディーの下端に形成され、前記開閉器具から上方への押圧力を受ける第２作動部と、
   前記ボディーの側面から突出して、前記加圧ロッドを、前記コネクトプレートを加圧する位置から元の位置に復帰させるためのリターンスプリングを支持するスプリングシート部と、から構成され、
   前記第１作動部は、前記コネクトプレートの折曲部と面接触できるように傾斜面を有し、
   前記第２作動部は、前記開閉器具からの押圧力を受けやすく平面状に形成されることを特徴とする回路遮断器の付属器具。

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