TWI709990B - 斷路器 - Google Patents

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TWI709990B
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三田祐也
出口智也
今枝隆之介
相良雄大
森岡遼太
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日商三菱電機股份有限公司
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Abstract

斷路器係具備:使可動子隨著電磁螺線管的心棒的移動而移動,從斷開狀態變為投入狀態之傳動機構;以及驅動電磁螺線管之驅動電路(70)。驅動電路(70)係具備二極體(86)與減低流到二極體(86)的電流之電流減低部(87)兩者的串聯體(85),串聯體(85)係與電磁螺線管的線圈(22)並聯連接。

Description

斷路器
本發明係關於將電磁螺線管利用於投入動作之斷路器。
以往,已知有將電磁螺線管利用於投入動作之斷路器。例如,專利文獻1揭示一種斷路器,係具有連桿機構作為使電磁鐵的心棒(plunger)與可動接觸子連動之傳動機構,且藉由對電磁鐵的線圈通電使心棒移動,使可動接觸子投入到固定接觸子。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本專利公開公報特開2010-44927號
[發明所欲解決之課題]
對於斷路器有在投入動作剛開始之後能夠立即斷開之機能的需求。因此,以往利用電磁鐵來進行投入之斷路器中,為了防止因電磁鐵的心棒的慣性及殘留磁性使得投入動作剛開始之後的心棒的復歸動作遲緩,傳動機構係具有複雜的機構,構成傳動機構的構件多。由於多數的構件相關聯地動作而成為複雜的動作,持續長期間使用下會發生構件破損,機構特性隨著時間經過而發生變化之情況,而有斷路器的可靠性降低之可能性。
本發明係有鑑於上述課題而完成者,目的在提供可謀求傳動機構的簡單化之斷路器。 [解決課題之手段]
為了解決上述的課題,達成本發明的目的,本發明之斷路器係具備殼體、固定端子、可動子、電磁螺線管、傳動機構、以及驅動電路。固定端子係安裝有固定接點且固定於殼體。可動子係安裝有與固定接點相向之可動接點。電磁螺線管係具有直線狀地移動之心棒。傳動機構係使可動子隨著心棒的移動而移動,從可動接點與固定接點分開之斷開狀態變化為可動接點與固定接點接觸而通電之投入狀態。驅動電路係對電磁螺線管的線圈通電而驅動電磁螺線管。驅動電路係具備二極體與減低流到二極體的電流之電流減低部兩者的串聯體,串聯體係與電磁螺線管的線圈並聯連接。 [發明之效果]
根據本發明,能夠達成可謀求傳動機構簡單化之效果。
以下,根據圖式來詳細說明本發明的實施形態之斷路器。惟,本發明不受此實施形態所限定。
實施形態1. 實施形態1之斷路器係使低電壓配電線等電路開關之空氣斷路器,在檢測出過電流及漏電的至少一者時使電路斷開。以下,為了方便說明,將Z軸正方向稱為上方,將Z軸負方向稱為下方,將X軸正方向稱為右方,將X軸負方向稱為左方,將Y軸正方向稱為前方,將Y軸負方向稱為後方。另外,以下的說明中,所謂的順時針及逆時針方向,係指後述圖中之順時針及逆時針方向。
第1圖係顯示本發明的實施形態1之斷路器的構成例之圖。如第1圖所示,實施形態1之斷路器1係具備:由絕緣材料形成之殼體2、分別貫穿殼體2的壁部2a而安裝於殼體2之電源側端子3及負載側端子4、以及在殼體2的內部其一端部5a連接至負載側端子4之可撓性導體5。斷路器1還具備:一端部6a連接至可撓性導體5的另一端部5b之可動子6、在殼體2的內部其一端部7a以可轉動的方式安裝於殼體2之可動子支架7、以及一端部及另一端部分別安裝於可動子支架7的另一端部7b及可動子6的另一端部6b之接觸壓力彈簧8。
電源側端子3係在殼體2的外部與未圖示的電源側導體連接,負載側端子4係在殼體2的外部與未圖示的負載側導體連接。電源側端子3在殼體2的內部電性連接有固定接點10,可動子6的另一端部6b電性連接有可動接點11。電源側端子3與負載側端子4係相分開而固定。第1圖所示的例子中,電源側端子3係配置於負載側端子4的上方,但亦可將負載側端子4配置於電源側端子3的上方。
可撓性導體5係具有可撓性之導體,其一端部5a與負載側端子4連接,另一端部5b與可動子6連接。藉由此可撓性導體5電性連接負載側端子4與可動子6。如上所述,可動接點11係電性連接有可動子6,藉由可動接點11接觸固定接點10,斷路器1成為電源側端子3與負載側端子4電性連接而通電之投入狀態。藉由可動接點11離開固定接點10,斷路器1成為電源側端子3與負載側端子4電性分離之斷開狀態。
可動子支架7的一端部7a係藉由支架軸12而能夠以支架軸心12a為中心而轉動地安裝在殼體2。另外,可動子支架7的中間部7c係藉由連結銷13而可轉動地安裝於可動子6的一端部6a。可動子支架7設有可動子阻擋部9。
可動子阻擋部9係對於可動子6之以連結銷13為中心相對於可動子支架7的轉動角度進行限制。第1圖所示的狀態下,可動子6的一端部6a係抵接於可動子阻擋部9。因此,可動子6的另一端部6b之往離開可動子支架7的另一端部7b的方向的轉動受到可動子阻擋部9的限制,但可動子6的另一端部6b可往靠近可動子支架7的另一端部7b的方向的轉動。
接觸壓力彈簧8係用來將可動接點11壓接於固定接點10之彈簧。第1圖所示的狀態下,接觸壓力彈簧8係比自然長度短之壓縮的狀態,成為預先具有一定的初始接觸壓力之狀態。因此,可動子6的另一端部6b往接近可動子支架7的另一端部7b之方向轉動時,可動子6的另一端部6b與可動子支架7的另一端部7b之距離變小而更壓縮接觸壓力彈簧8。
斷路器1還具備:作為斷路器1的投入致動器而配設於殼體2的內部之電磁螺線管20、將電磁螺線管20的驅動力傳遞至可動子6而進行可動接點11與固定接點10的接觸及分開之傳動機構30、一端部及另一端部分別安裝於傳動機構30及殼體2之開極彈簧40、可維持投入狀態及解除投入狀態之跳脫機構50、以及驅動電磁螺線管20之驅動電路70。驅動電路70的配置不限於第1圖所示的配置。
電磁螺線管20係具備:由磁性體形成之磁軛21、捲繞於未圖示的線圈架且固定於磁軛21的內側之投入用線圈22、可上下方向線性往復移動之鐵心棒23、以及形成於鐵心棒23的上部之突出部24。電磁螺線管20及殼體2的至少其中之一設有用來導引鐵心棒23的移動方向於上下方向之未圖示的導件,藉由此導件,使鐵心棒23只能上下方向位移。另外,鐵心棒23與突出部24若有固定即可,鐵心棒23與突出部24的固定方法並無限制。
藉由驅動電路70通電到投入用線圈22,使電磁螺線管20產生電磁吸力。由於此電磁吸力的產生,使得鐵心棒23往上方移動,鐵心棒23的移動係在鐵心棒23與投入用線圈22內部之間的空隙25消失時,因受到物理的限制而停止。如此,鐵心棒23停止的位置係鐵心棒23成為最上方的位置,以下稱為最大投入位置或最大移動位置。另外,鐵心棒23停止移動之構造不限於上述的例子。例如,亦可為在鐵心棒23的下部設置突出部,以該突出部卡於投入用線圈22的線圈架或磁軛21來物理地停止鐵心棒23之構成。
鐵心棒23的位置到達最大投入位置起經過一定時間之後,電磁螺線管20係由於對投入用線圈22之通電停止而不再產生電磁吸力。由於電磁螺線管20的電磁吸力消失,鐵心棒23係因例如鐵心棒23本身的重量及開極彈簧40的開極力而受到從最大投入位置往下移動之力的作用。
傳動機構30係具備:一端部31a可轉動地連結於電磁螺線管20的突出部24之連結連桿31、可轉動地連結於連結連桿31的另一端部31b之槓桿32、以及可轉動地連結於槓桿32的一端部32a之絕緣桿33。
連結連桿31的一端部31a係藉由連結銷34而可轉動地連結於電磁螺線管20的突出部24,連結連桿31的另一端部31b係利用連結銷35而可轉動地連結於槓桿32。
槓桿32係安裝於能夠以相對於殼體2而言絕對位置固定之槓桿軸心36為中心而轉動之槓桿軸37。槓桿32係在比槓桿軸37更靠近跳脫機構50側之區域,藉由連結銷35而連結於連結連桿31的另一端部31b。另外,斷路器1的傳動機構30係具備卡合銷51,卡合銷51係固定於槓桿32的另一端部32b。
絕緣桿33係一端部33a藉由連結銷38而可轉動地連結於槓桿32的一端部32a,另一端部33b藉由連結銷13而可轉動地安裝於可動子6的一端部6a。絕緣桿33係由樹脂等電氣絕緣性高的材料所構成。因此,斷路器1為通電狀態時,流通於電源側端子3與負載側端子4之間的電流不會通過槓桿32而漏電。絕緣桿33的全體不必整體皆為絕緣材料,若連結銷13與連結銷38之間為絕緣狀態,則一部分亦可由導體所構成。
槓桿32及絕緣桿33係構成為以槓桿軸心36及支架軸心12a作為固定的轉動中心之四連桿的肘節機構。因此,若槓桿軸心36、連結銷38、連結銷13越接近直線狀地配置之死點,則用較小的力即可驅動傳動機構30。突出部24、連結連桿31、槓桿32、絕緣桿33、可動子6及可動子支架7係構成連桿構造。
開極彈簧40係如上所述,其一端部及另一端部分別安裝於槓桿32及殼體2,藉由開極彈簧40的彈性恢復力,將傳動機構30往後述的斷開狀態位置位移之方向彈壓(亦即,賦予勢能)。
跳脫機構50係如上所述,具有可維持投入狀態及可解除投入狀態之機能。第2圖係第1圖所示的跳脫機構的放大圖。第2圖中,以虛線顯示斷路器1的殼體2。
如第2圖所示,跳脫機構50係具備:與固定於槓桿32的另一端部32b之卡合銷51卡合之跳脫槓桿52、以及一端部及另一端部分別安裝於跳脫槓桿52及殼體2之第一復歸彈簧53。跳脫機構50還具備:利用未圖示的致動器的驅動力而轉動之跳脫棒 54、以及一端部及另一端部分別安裝於跳脫棒54及殼體2之第二復歸彈簧55。
卡合銷51係從槓桿32往與槓桿32的延伸方向正交之右方突出。跳脫槓桿52係在一端部52a形成有具有圓弧面之圓弧部56,該圓弧面係在投入過程會與卡合銷51接觸,另一端部52b係能夠以固定的跳脫槓桿軸心60為中心而轉動地安裝於殼體2。另外,跳脫槓桿52的中間部係在後方側形成有凹入的凹部52c。此凹部52c中形成有投入狀態下與卡合銷51卡合之卡合面57。另外,在跳脫槓桿52的另一端部52b之中,前方側的區域設有與跳脫棒54卡合之卡合部59。
跳脫棒54的一端部54a係能夠以跳脫棒軸心61為中心而轉動地安裝於殼體2,且具有以跳脫棒軸心61為中心之半圓形的半圓部58。半圓部58係由具有圓弧面之圓弧部分58a及具有平坦面之平坦部分58b所形成。
以未圖示的致動器的驅動力使半圓部58以跳脫棒軸心61為中心而轉動到半圓部58的圓弧部分58a與形成於跳脫槓桿52的另一端部52b之卡合部59卡合,而限制跳脫槓桿52的一端部52a向前方側的轉動。
第二復歸彈簧55係使朝向上方的跳脫棒54的另一端部54b以跳脫棒軸心61為中心往朝向前方的方向轉動之方向,彈壓跳脫棒54。亦即,第二復歸彈簧55係對跳脫棒54往順時針方向彈壓。
第3圖係顯示實施形態1之包含驅動電路之斷路器的電路的構成例之圖。如第3圖所示,實施形態1之斷路器1係具備:進行對於投入用線圈22的通電之驅動電路70、設於斷路器1的正面之內部ON開關71、以及可從離開斷路器1的位置進行斷路器1的ON操作之外部ON開關72。藉由將控制電源73連接至設在斷路器1的上部的端子台,將電力供給到驅動電路70。
斷路器1還具備:與設於斷路器1的正面之未圖示的OFF操作按鈕連動之內部OFF開關74、以及可從離開斷路器1的位置進行斷路器1的OFF操作之跳脫附屬裝置75。跳脫附屬裝置75可在驅動電路70的電壓降到低於基準値時,進行使斷路器1自動跳脫之控制。
另外,斷路器1還具備:檢測出電路的過電流或漏電之檢測部76、驅動未圖示的致動器之跳脫用線圈77、以及進行對於跳脫用線圈77的通電之驅動電路78。檢測部76係具備:將一次側設於電路之變流器97、以及連接至變流器97的二次側之跳脫繼電器98。跳脫繼電器98係根據變流器97的二次側電流而檢測出過電流或漏電,並輸出高準位的電壓作為跳脫指令。檢測部76若能夠檢測出過電流或漏電並輸出跳脫指令之構成即可,不限於第3圖所示的例子。
驅動電路78係在從檢測部76輸出跳脫指令時,進行對於跳脫用線圈77之通電。對於跳脫用線圈77進行通電時,就驅動未圖示的致動器,並利用該致動器來驅動第2圖所示的跳脫棒54逆時針轉動。藉此,解除跳脫機構50之與傳動機構30的卡合。因此,可動接點11從固定接點10離開,使得斷路器1成為斷開狀態。
驅動電路70係在利用內部ON開關71進行了ON操作時或有利用外部ON開關72進行了ON操作時,使電流流至投入用線圈22而進行投入用線圈22之通電。藉此,鐵心棒23移動而使固定接點10與可動接點11接觸,使得斷路器1成為通電狀態。
驅動電路70係在利用內部OFF開關74進行了OFF操作時、利用跳脫附屬裝置75進行了OFF操作時、或驅動電路70的電壓降到低於基準値時,停止對於投入用線圈22之通電。另外,驅動電路78係在利用內部OFF開關74進行了OFF操作時、利用跳脫附屬裝置75進行了OFF操作時、或驅動電路70的電壓降到低於基準値時,進行對於跳脫用線圈77之通電。
第4圖係顯示實施形態1中的驅動電路的具體構成的一例之圖。如第4圖所示,實施形態1中的驅動電路70係具備整流電路80、定電壓電路81、控制電路83、控制開關84、串聯體85、以及電阻R1、 R2、 R3。驅動電路70亦可為包含電阻R4之構成。
整流電路80係將從控制電源73輸出的交流電壓整流變換為直流電壓Va。定電壓電路81係將從整流電路80輸出的直流電壓Va降壓而輸出定電壓Vb。定電壓Vb例如為24 V。控制電路83係根據內部ON開關71、外部ON開關72、內部OFF開關74、及跳脫附屬裝置75各者的狀態、以及檢測部76進行之過電流或漏電的檢測結果等,使控制開關84成為ON狀態或OFF狀態。
控制開關84係連接於一端接受直流電壓Va的供給之投入用線圈22的另一端與接地之間,進行投入用線圈22的另一端與接地之間之連接及斷開。控制開關84為ON狀態時,投入用線圈22的另一端與接地之間為短路狀態,進行對於投入用線圈22之激磁電流的供給。控制開關84為OFF狀態時,投入用線圈22的另一端與接地之間為斷開狀態,停止對於投入用線圈22之激磁電流的供給。
串聯體85係與電磁螺線管20的投入用線圈22並聯連接。串聯體85係由二極體86與電流減低部87串聯連接而構成。二極體86係陽極連接於控制開關84,陰極連接於電流減低部87的一端。電流減低部87的另一端係接受直流電壓Va之施加。
該電流減低部87係在控制開關84從ON狀態變為OFF狀態而使投入用線圈22之通電停止時,減低經由二極體86流到投入用線圈22之回流電流。藉由該電流減低部87,傳動機構30不採用複雜的構成,如後所述,可在斷路器1的投入動作才剛開始之後立即進行斷開。
控制電路83係具備:邏輯或電路91、 95、閂鎖電路92、邏輯與電路93、邏輯非電路94、以及端子T1、T2、T3、T4、T5、T6。端子T1係與內部ON開關71連接。端子T2係與外部ON開關72連接。端子T3係與包含內部OFF開關74及跳脫附屬裝置75之開關箱連接。端子T4係與檢測部76的輸出端子連接。端子T5係與微動開關88連接,該微動開關88係與鐵心棒23成為投入狀態之動作連動。
邏輯或電路91係一輸入端子與端子T1連接,另一輸入端子與端子T2連接。邏輯或電路91係在從內部ON開關71或外部ON開關72輸出投入訊號時,將投入訊號輸出至閂鎖電路92。第4圖所示的例子中,內部ON開關71或外部ON開關72短路而輸出的作為投入訊號之高準位的電壓係輸入至邏輯或電路91,並且,作為投入訊號之高準位的電壓係從邏輯或電路91輸出至閂鎖電路92。
閂鎖電路92係例如在控制開關84並非為ON狀態之狀態下從邏輯或電路91輸出投入訊號時,輸出作為ON訊號之高準位的電壓至邏輯與電路93達一定時間。另外,閂鎖電路92係內建有計時電路,在輸出ON訊號的時間起經過一定時間時,輸出作為OFF訊號之低準位的電壓至邏輯與電路93。
邏輯與電路93係一輸入端子與自內部OFF開關74或跳脫附屬裝置75輸入斷開訊號之端子T3連接,另一輸入端子係與閂鎖電路92的輸出端子連接。邏輯與電路93係在未有從內部OFF開關74或跳脫附屬裝置75輸出斷開訊號之狀態下,從閂鎖電路92輸出ON訊號時,將作為ON訊號之高準位的電壓輸出至控制開關84。第4圖所示的例子中,斷開訊號係低準位的電壓。
控制開關84係輸入端子與端子T6連接,在從邏輯與電路93經由端子T6輸出ON訊號時成為ON狀態。控制開關84成為ON狀態,就進行對於投入用線圈22之激磁電流的供給。藉此,開始以鐵心棒23進行之投入動作。
另外,邏輯與電路93係在從閂鎖電路92輸出OFF訊號時、或從內部OFF開關74或跳脫附屬裝置75輸出斷開訊號時,將作為OFF訊號之低準位的電壓輸出至控制開關84。控制開關84係在從邏輯與電路93輸出的訊號從ON訊號變為OFF訊號時,從ON狀態切換為OFF狀態。控制開關84成為OFF狀態,就停止對於投入用線圈22之激磁電流的供給。
邏輯或電路95係三輸入一輸出之邏輯或電路。邏輯或電路95係第一輸入端子與端子T4連接,第二輸入端子與邏輯非電路94的輸出端子連接,第三輸入端子與端子T5連接。另外,邏輯非電路94的輸入端子係與端子T3連接。
邏輯或電路95係在從檢測部76輸出跳脫指令輸時、從內部OFF開關74或跳脫附屬裝置75輸出斷開訊號時、或從微動開關88輸出高準位的電壓時,將作為重設訊號之高準位的電壓輸出至閂鎖電路92。閂鎖電路92係在持續輸出ON訊號之狀態下,若從邏輯或電路95輸出重設訊號,就將輸出訊號從ON訊號切換為OFF訊號。另外,控制電路83的構成不限於第4圖所示的構成,控制電路83若為能夠實現上述的機能之電路即可。
以下,針對如上述構成的斷路器1的動作進行具體地說明。第5圖係顯示實施形態1之斷路器的斷開狀態之構成圖,第6圖係第5圖所示的跳脫機構的放大圖。第7圖係顯示實施形態1之斷路器的接點開始抵接的瞬間的狀態之構成圖,第8圖係第7圖所示的跳脫機構的放大圖。第9圖係顯示實施形態1之斷路器到達最大投入位置的狀態之構成圖,第10圖係第9圖所示的跳脫機構的放大圖,第11圖係跳脫槓桿從第9圖所示的狀態轉動之後的跳脫機構的放大圖。第12圖係顯示實施形態1之斷路器到達投入完成位置的狀態之構成圖,第13圖係第12圖所示的跳脫機構的放大圖。第5圖至第13圖中,以虛線表示殼體2。
如第5圖所示,斷路器1處於斷開狀態時,構成電磁螺線管20之鐵心棒23係因開極彈簧40的作用而到達最下部與殼體2物理地接觸,無法進一步地下降。此時,空隙25的大小成為最大。
另外,鐵心棒23位於最下部時,槓桿32的另一端部32b係位於比一端部32a更下方之位置,且位於與跳脫槓桿52的一端部52a左右方向相向之位置。另外,跳脫槓桿52的一端部52a藉由第一復歸彈簧53的彈性恢復力往後方賦予張力。因此,成為安裝於槓桿32的另一端部32b之卡合銷51與形成於跳脫槓桿52的一端部52a之圓弧部56接觸之狀態。
斷路器1處於斷開狀態時,藉由可動子支架7的可動子阻擋部9限制了可動子6的另一端部6b往離開可動子支架7的另一端部7b的方向之可動子6的轉動,亦即限制了可動子6的順時針的轉動。另外,如上所述,接觸壓力彈簧8係預先具有一定的初始接觸壓力之狀態,因此只要相對於固定接點10之推壓可動接點11的反作用力未超過初始接觸壓力,可動子6的一端部6a就不會離開可動子阻擋部9。
如第5圖所示,斷路器1處於斷開狀態時,可動子6的可動接點11與固定接點10的物理最短距離之分開距離成為最大。第5圖所示的狀態下,如第6圖所示,跳脫棒54的半圓部58的平坦部分58b係藉由使跳脫棒54順時針轉動之第二復歸彈簧55的彈性恢復力,而接觸形成於跳脫槓桿52的另一端部52b之卡合部59的角部分。因此,限制跳脫槓桿52的轉動而維持第6圖所示的狀態。
另外,跳脫槓桿52的一端部52a係藉由使跳脫槓桿52的一端部52a朝向後方而使跳脫槓桿52順時針轉動之第一復歸彈簧53的彈性恢復力,在圓弧部56與槓桿32的卡合銷51接觸,藉此,限制跳脫槓桿52的順時針的轉動而維持第6圖所示的狀態。
接著,參照第4圖來說明斷路器1處於斷開狀態之狀態下,進行對於電磁螺線管20的投入用線圈22的通電之驅動電路70的動作。以下的說明中,假設為控制電源73供給電力至驅動電路70,且整流電路80及定電壓電路81正常動作。
斷路器1處於斷開狀態之狀態下,藉由內部ON開關71或外部ON開關72的ON操作而短路時,從內部ON開關71或外部ON開關72輸出投入訊號至控制電路83。控制電路83係在接收到來自內部ON開關71或外部ON開關72之投入訊號時,輸出ON訊號至控制開關84。藉此,進行對於投入用線圈22之通電。
藉由驅動電路70進行對於投入用線圈22之通電時,如第7圖所示,鐵心棒23向上方移動。由於鐵心棒23向上方移動,槓桿32係以槓桿軸心36為中心而轉動,使槓桿32與絕緣桿33的連結角度變小。連結角度係槓桿32的延伸方向與絕緣桿33的延伸方向所夾的角度,隨著斷路器1從第5圖所示的狀態變到第7圖所示的狀態,連結角度變小。
隨著連結角度變小,可動子6係向前方移動,使得可動接點11與固定接點10相接觸。可動接點11與固定接點10開始抵接的瞬間的狀態係接點抵接開始狀態。此時,電源側端子3與負載側端子4之間會通過固定接點10、可動接點11、及可撓性導體5而成為通電狀態。
又,如第6圖及第8圖所示,安裝於能夠以槓桿軸心36為中心而轉動之槓桿32的前端之卡合銷51,隨著連結角度變小,以維持與受到第一復歸彈簧53的彈性恢復力作用之跳脫槓桿52接觸的狀態,沿著形成於跳脫槓桿52的一端部52a之圓弧部56而滑動。
跳脫槓桿52的圓弧部56係形成為以槓桿32的槓桿軸心36為中心之圓弧形狀。因此,從第6圖所示的狀態到第8圖所示的狀態之間,即使卡合銷51移動跳脫槓桿52的位置亦無變化。
斷路器1到達接點抵接開始狀態時,可動子6係由於設於可動子支架7之可動子阻擋部9而限制順時針的轉動,但可逆時針轉動。鐵心棒23從第7圖所示的接點抵接開始狀態再繼續前進時,來自固定接點10之對於安裝於可動子6的另一端部6b之可動接點11的接觸反作用力增大,所以可動子6的另一端部6b以連結銷13為中心逆時針轉動而靠近可動子支架7的另一端部7b。因此,接觸壓力彈簧8從第7圖所示的狀態更進一步受到壓縮。
如第9圖所示,由於鐵心棒23向上方移動使得鐵心棒23的位置達最大投入位置時,可動接點11受到來自固定接點10的接觸反作用力而相對於可動子6的可動子支架7的轉動角度成為最大,接觸壓力彈簧8的壓縮量也成為最大。
另外,鐵心棒23的位置到達最大投入位置時,如第10圖所示,在跳脫槓桿52的圓弧部56上滑動之卡合銷51係通過跳脫槓桿52的圓弧部56而到達跳脫槓桿52的卡合面57的上部。因此,卡合銷51係成為瞬間未接觸跳脫槓桿52的狀態。
原本受到卡合銷51的限制而不能順時針轉動之跳脫槓桿52,係在與卡合銷51的關係變為未接觸狀態時,順時針轉動的限制就會解除。因此,如第11圖所示,跳脫槓桿52的凹部52c係藉由第一復歸彈簧53的彈性恢復力順時針轉動而與卡合銷51接觸。由於卡合銷51與跳脫槓桿52的凹部52c接觸,而限制跳脫槓桿52的順時針的轉動。
另外,卡合銷51到達跳脫槓桿52的卡合面57的上部而跳脫槓桿52轉動時,原本受到跳脫槓桿52的限制而不能順時針轉動之跳脫棒54係藉由第二復歸彈簧55的彈性恢復力而順時針轉動,如第10圖及第11圖所示,半圓部58的圓弧部分58a係轉入到卡合部59的上方而停止。另外,斷路器1中設有限制跳脫棒54的轉動之未圖示的阻擋件,在第10圖及第11圖所示的狀態下限制跳脫棒54的轉動。
第4圖所示的微動開關88係由於與鐵心棒23成為投入狀態之動作連動而成為短路狀態,所以從微動開關88輸出高準位的電壓至控制電路83。控制電路83係在接收到來自微動開關88之高準位的電壓時,輸出OFF訊號至控制開關84。藉此,鐵心棒23成為投入狀態時,對於投入用線圈22之通電停止。另外,鐵心棒23在投入狀態時,鐵心棒23的位置係在最大投入位置。
藉此,鐵心棒23的位置成為最大投入位置之後,對於電磁螺線管20之通電結束。對於電磁螺線管20之通電結束時,就解除藉由電磁螺線管20進行之對於傳動機構30之驅動。
因此,經壓縮的接觸壓力彈簧8的彈性恢復力係作用於固定接點10與可動接點11之間,而產生經由傳動機構30使電磁螺線管20的鐵心棒23從最大投入位置向斷開狀態位置之移動方向推壓回復之力。另外,鐵心棒23本身的重量及開極彈簧40的開極力所致的使鐵心棒23從最大投入位置向斷開狀態位置之移動方向的力也同時作用。藉此,鐵心棒23開始從第9圖所示的最大投入位置向下方移動。
鐵心棒23從最大投入位置向下移動時,槓桿32係以槓桿軸心36為中心而逆時針轉動。槓桿32逆時針轉動時,卡合銷51係以槓桿軸心36為中心而逆時針轉動,如第12圖及第13圖所示,與跳脫槓桿52的卡合面57接觸,成為鐵心棒23到達投入完成位置之狀態,完成斷路器1的投入動作。
跳脫槓桿52係在鐵心棒23到達投入完成位置時,半圓部58的圓弧部分58a與形成於跳脫槓桿52的另一端部52b之卡合部59的平坦部卡合,限制跳脫槓桿52的一端部52a向前方側的轉動。
因此,即使有由接觸壓力彈簧8的彈性恢復力所致之力經由卡合銷51作用於跳脫槓桿52以相對於跳脫槓桿軸心60逆時針轉動,跳脫槓桿52係如第13圖所示,因受到半圓部58的圓弧部分58a的限制而不能轉動。
如上所述,在斷路器1為斷開狀態時,接觸壓力彈簧8係預先施加有一定的初始接觸壓力,而設定為在可動接點11開始接觸固定接點10之瞬間起,相對於固定接點10之可動接點11的接觸壓力增強。因此,在斷路器1為通電狀態時,不僅可預防由於可動接點11與固定接點10之間發生的電磁反斥力使得接點間分離的發生,而且可加快在下達跳脫指令後之可動接點11與固定接點10的分離速度,亦即開極速度。
接著,針對斷路器1的跳脫動作進行說明。參照第4圖來說明斷路器1在第12圖所示的投入完成位置的狀態下,電路中發生了過電流或漏電時之驅動電路70的動作。
檢測部76係在檢測到電路的過電流或漏電時輸出跳脫指令。驅動電路78係在接收到檢測部76所輸出的跳脫指令時,進行對於跳脫用線圈77之通電。對於跳脫用線圈77之通電開始進行時,驅動未圖示的致動器,利用該致動器進行使第12圖及第13圖所示的跳脫棒54逆時針轉動之驅動。
藉由跳脫棒54逆時針轉動,跳脫棒54的半圓部58的圓弧部分58a從跳脫槓桿52的卡合部59離開,解除圓弧部分58a與卡合部59之卡合。因此,跳脫槓桿52係藉由接觸壓力彈簧8的彈性恢復力所致之力以跳脫槓桿軸心60為中心逆時針轉動,鐵心棒23係經第7圖所示的狀態,回到第5圖的斷開狀態位置。藉此,完成斷路器1的跳脫。
另外,在斷路器1的投入動作剛開始之後,控制電路83係輸出ON訊號,控制開關84為ON狀態,所以投入用線圈22中流通有激磁電流。投入用線圈22中流通有激磁電流之狀態下,若從檢測部76輸出跳脫指令,則控制電路83輸出OFF訊號至控制開關84。藉此,停止對於投入用線圈22之激磁電流的供給。
使控制開關84成為OFF狀態而停止對於投入用線圈22之激磁電流的供給時,投入用線圈22會發生反電動勢。該反電動勢也稱為突波電壓。驅動電路70中,為了防止突波電壓使得控制開關84受到過電壓破壞而設有二極體86。該二極體86也稱為保護二極體或回流二極體。
因突波電壓而有回流電流經由二極體86而流到投入用線圈22。為了減低該回流電流,如上所述,斷路器1係設有與二極體86串聯連接之電流減低部87。在對於投入用線圈22之激磁電流的供給已停止時,利用電流減低部87減低經由二極體86而流到投入用線圈22之回流電流。因此,可防止由於回流電流而維持於投入狀態的情形,防止投入動作剛開始之後的心棒的復歸動作遲緩。因此,可使傳動機構30為簡單的構成。
第14圖至第16圖係顯示實施形態1中之電流減低部及控制開關的構成例之圖。第14圖及第16圖所示的例子中,電流減低部87係由電阻R10所構成。第15圖所示的例子中,電流減低部87係電阻R10與電容器C10串聯連接而成之構成。
第15圖所示的電流減低部87為電阻R10與電容器C10串聯連接而成之構成,但亦可為電阻R10與電容器C10並聯連接而成之構成。包含電阻R10及電容器C10之構成也稱為緩衝電路。
另外,第14圖及第15圖所示的例子係使用N通道MOSFET 79a來構成控制開關84,第16圖所示的例子係使用P通道MOSFET 79b來構成控制開關84。第16圖所示的控制開關84之情況時,控制電路83係構成為從端子T6輸出與第4圖所示的例子相反極性的訊號。
另外,第16圖中,電流減低部87亦可利用上述的緩衝電路而構成。又,為了能夠用電阻R10快速消耗掉投入用線圈22的電感能量,二極體86以採用快速回復二極體(fast recovery diode)為較佳。
在停止對於投入用線圈22之激磁電流的供給之際,若沒有電流減低部87,經由二極體86而流到投入用線圈22之回流電流會致力於將電磁螺線管20維持於投入動作。因此,會有難以在斷路器1的投入動作剛開始之後斷開之情況,但由於本實施形態之斷路器1設有電流減低部87,所以可減低經由二極體86而流到投入用線圈22之回流電流。
藉此,不採用複雜的傳動機構,就可迅速地進行斷路器1之投入動作剛開始之後的斷開。另外,電流減低部87的電阻R10的値及電容器C10的値係設定為能夠在對於投入用線圈22之激磁電流的供給停止後,將回流電流減低到不會阻礙跳脫機構50所進行之跳脫。例如,構成電流減低部87之電阻R10的値係設定為能夠將回流電流減低到可使回流電流所產生的投入力低於斷開時的電磁反斥力及跳脫力之値。
另外,上述的例子已說明了在投入動作剛開始之後檢測到過電流或漏電之情況的例子,但斷路器1在投入動作剛開始之後就從內部OFF開關74或跳脫附屬裝置75輸出有斷開訊號時,亦能夠不採用複雜的傳動機構而進行投入動作剛開始之後的斷開。
在此,說明鐵心棒23的移動位置與作用於電磁螺線管20之負荷量的關係。第17圖係顯示實施形態1中之鐵心棒的移動位置與作用於電磁螺線管之負荷量的關係之圖。鐵心棒23係在第5圖所示的位置到第9圖所示的最大投入位置之範圍內移動。
以下,將鐵心棒23向上方的移動稱為前進,將鐵心棒23向下方的移動稱為後退,將鐵心棒23前進時的移動位置稱為前進位置,將鐵心棒23後退時的移動位置稱為後退位置,將鐵心棒23前進時作用於電磁螺線管20之負荷稱為前進時負荷,將鐵心棒23後退時作用於電磁螺線管20之負荷稱為後退時負荷。
如第17圖所示,鐵心棒23的前進位置於從斷開狀態位置至成為接點抵接開始位置為止的斷開狀態位置時,係在固定接點10與可動接點11未接觸之狀態下驅動傳動機構30。因此,鐵心棒23的前進位置於斷開狀態位置時,作用於電磁螺線管20之負荷相對較小。然後,鐵心棒23的前進位置成為接點抵接開始位置時,可動接點11與固定接點10之接觸開始。因此,槓桿32係經由連結銷13、38承受來自接觸壓力彈簧8之彈性恢復力作為以槓桿軸心36為中心逆時針轉動之負荷轉矩,作用於電磁螺線管20之投入負荷會急遽變大。
然而,鐵心棒23更向前進時,作用於成為作用點之連結銷38之來自接觸壓力彈簧8之彈性恢復力中之垂直於連結槓桿軸心36及連結銷38的直線的方向之分量係急遽變小。因此,以槓桿軸心36為中心之逆時針的負荷轉矩開始減小。隨著該負荷轉矩之減小,使槓桿32轉動所需的電磁螺線管20的投入負荷也跟著減小。
鐵心棒23更進一步前進,前進位置在投入動作開始後終於來到最大投入位置,此時的斷路器1的機構狀態係槓桿32及絕緣桿33呈接近一直線之狀態,由槓桿32及絕緣桿33所構成的肘節機構最接近死點。因此,作用於連結銷38之來自接觸壓力彈簧8之彈性恢復力中之垂直於連結槓桿軸心36及連結銷38的直線的方向之分量接近於0,使槓桿32轉動所需的電磁螺線管20的投入負荷也急遽接近於0。亦即,成為:配合隨著從斷開狀態位置到投入狀態位置之位移而增加之電磁螺線管20的投入力,為了施加負荷轉矩於槓桿32而縮小電磁螺線管20的鐵心棒23的前進距離之負荷力作用距離之構成。因而,不僅可效率良好地將電磁螺線管20的電磁吸力利用於斷路器1的投入動作,而且可使用配合斷路器1的投入動作所需的負荷力作用距離的變化之大小的電磁螺線管20,而可謀求電磁螺線管20的小型化及低成本化。另外,實施形態1之斷路器1係構成為鐵心棒23在上述肘節機構越過死點之前停止前進,由於從投入狀態變為斷開狀態時不會越過死點,所以可避免跳脫機構50的構成變複雜。
在斷路器1的接點抵接後的狀態下,由於可動接點11與固定接點10接觸而產生受到來自接觸壓力彈簧8的彈性恢復力之接觸壓力時,就產生經由絕緣桿33及槓桿32而作用於槓桿軸37之前後方向之推壓力。對於槓桿軸37之推壓力產生時,會產生對於槓桿軸37之摩擦轉矩,並且,加上經由連結連桿31而傳遞到電磁螺線管20之負荷的前後方向的分量造成之電磁螺線管20的上下方向的滑動摩擦負荷,使電磁螺線管20的投入負荷增大而成為無法忽視的摩擦力。
鐵心棒23到達最大投入位置後,在鐵心棒23的移動方向轉變為後退之際,作用於傳動機構30全體之摩擦力的方向也跟著改變。因此,可藉由減少起因於摩擦力之跳脫負荷之效果,減低投入狀態中施加於跳脫機構50之負荷。
如上所述,因為可減低在投入狀態中施加於跳脫機構50的負荷,所以可使跳脫機構50的構成簡易化。因而可謀求跳脫機構50的小型化,可謀求斷路器1的小型化,而且,藉由削減跳脫機構50的構件數而可在跳脫機構50的耐久性上使可靠性提高。
至可動接點11與固定接點10接觸為止,主要隨著連結銷13、38、槓桿軸37、連結銷34、35的各轉動部分的轉動產生摩擦力。因此,相較於可動接點11與固定接點10接觸後之來自接觸壓力彈簧8的彈性恢復力所致之接觸壓力產生後的狀態,至可動接點11與固定接點10接觸為止,對於槓桿軸37之摩擦轉矩以及電磁螺線管20的上下方向的滑動摩擦負荷較小。因此,如第17圖所示,接點抵接前之由於摩擦力所造成之前進時與後退時的投入負荷之差係小於接點抵接後之由於摩擦力所造成之投入負荷之差。
關於斷路器1的一連串的投入動作及投入負荷,斷路器1中之電磁螺線管20的投入所必須的負荷特性可公式化。例如,可藉由將第5圖、第7圖、第9圖及第12圖的各狀態中之電磁螺線管20的投入所必須的負荷特性予以公式化,而設計出利用機構摩擦而大幅減低跳脫時的機構負荷,且電磁螺線管20的投入負荷特性具有遲滯性之斷路器1。
如以上所述,實施形態1之斷路器1係具備殼體2、電源側端子3、可動子6、電磁螺線管20、傳動機構30、以及驅動電路70。電源側端子3為固定端子的一例,安裝有固定接點10,且固定於殼體2。可動子6係安裝有與固定接點10相向之可動接點11。電磁螺線管20係具有直線狀地移動之鐵心棒23。鐵心棒23為心棒的一例。傳動機構30係使可動子6隨著鐵心棒23的移動而移動,從可動接點11與固定接點10分開之斷開狀態變為可動接點11與固定接點10接觸而通電之投入狀態。驅動電路70係對於電磁螺線管20的投入用線圈22通電而驅動電磁螺線管20。驅動電路70係具備二極體86與減低流到二極體86的電流之電流減低部87兩者的串聯體85,串聯體85係與電磁螺線管20的投入用線圈22並聯連接。藉此,不採用複雜的機構,就可進行投入動作剛開始之後的斷開。因此,可謀求傳動機構30的簡單化。
另外,電流減低部87係包含電阻R10、或包含電阻R10及電容器C10。藉此,可容易地減低流到二極體86之電流。
又,斷路器1係具備:檢測藉由固定接點10與可動接點11之接觸而成為導通狀態之電路的過電流或漏電,並將表示檢測的結果之跳脫指令作為檢測結果而輸出之檢測部76。驅動電路70係根據檢測部76所輸出的跳脫指令,停止對於投入用線圈22之通電。藉此,在斷路器1的投入動作剛開始之後發生電路的過電流或漏電時,不採用複雜的機構就可進行斷路器1的投入動作剛開始之後的斷開。因此,可謀求傳動機構30的簡單化。其中,跳脫指令為檢測訊號的一例。
又,實施形態1之斷路器1係具備跳脫機構50。跳脫機構50可與傳動機構30卡合而進行投入狀態之保持,且可解除與傳動機構30之卡合而解除投入狀態之保持。傳動機構30係具備槓桿32、以及絕緣桿33。槓桿32係隨著鐵心棒23的移動而以固定於殼體2之槓桿軸心36為中心轉動。槓桿軸心36為第一軸心的一例。絕緣桿33係一端部33a可轉動地連結於槓桿32的一端部32a,另一端部33b可轉動地連結於可動子6。電磁螺線管20的鐵心棒23係在由槓桿32及絕緣桿33所構成的肘節機構到達死點之前,到達限制鐵心棒23的移動之最大移動位置。因此,例如,可藉由將鐵心棒23的最大移動位置設定在肘節機構快要到達死點之前的位置,利用肘節機構的槓桿效果,使要使槓桿32轉動所需的電磁螺線管20的投入負荷驟減到趨近於0。因此,可減低在投入狀態之跳脫機構50承受的負荷。上述的快到死點之前的位置係指即使有製造誤差也不會到達死點之位置。最大移動位置為第一位置的一例。又,跳脫機構50係在鐵心棒23到達最大移動位置之後後退,於投入完成位置之狀態與傳動機構30卡合而進行投入狀態之保持。投入完成位置為第二位置的一例。藉此,因在鐵心棒23的移動方向轉換為後退之際,作用於傳動機構30全體的摩擦力的方向也跟著改變,所以可藉由起因於摩擦力之負荷的減少效果,亦即投入負荷特性的遲滯性,減低投入狀態下的跳脫機構50之負荷。因此,可減低將斷路器的跳脫機構做成為複雜機構之必要性,而可謀求跳脫機構50的小型化及組裝性的提高。
又,斷路器1係具備安裝於槓桿32的另一端部32b之卡合銷51。卡合銷51為卡合部的一例。另外,跳脫機構50係具備跳脫槓桿52、以及跳脫棒54。跳脫槓桿52係以具有朝向卡合銷51的方向被彈壓之狀態可轉動地安裝於殼體2,在從斷開狀態變為投入狀態之投入過程中,維持與卡合銷51接觸之狀態,在鐵心棒23位於投入完成位置之狀態下,與卡合銷51卡合而限制槓桿32繞槓桿軸心36轉動。跳脫棒54係進行跳脫槓桿52的轉動之限制及限制之解除。如此,跳脫機構50係除了卡合銷51之外,可利用包含跳脫槓桿52及跳脫棒54之至少兩個構件而構成,因此可謀求跳脫機構50之小型化及組裝性之提高。又,從斷開狀態一直到投入狀態都使跳脫槓桿52與卡合銷51接觸,所以僅使跳脫槓桿52往離開卡合銷51的方向的可移動量變化,就可容易地進行跳脫動作。
又,跳脫槓桿52係具備在投入過程中,卡合銷51係可移動地接觸,且具有以槓桿軸心36為中心之圓弧形狀之圓弧部56、以及在投入狀態與卡合銷51卡合之凹部51c。藉此,在投入過程中,跳脫槓桿52的位置未變化,所以可抑制使傳動機構30驅動之電磁螺線管20的投入負荷在投入過程中因跳脫槓桿52而變動。
又,跳脫槓桿52係具備形成有圓弧部分58a及平坦部分58b且以固定於殼體2之跳脫棒軸心61為中心而轉動之半圓部58。跳脫棒軸心61為第二軸心的一例。跳脫槓桿52係在斷開狀態與半圓部58的平坦部分58b接觸而限制轉動,而在投入狀態與半圓部58的圓弧部分58a接觸而限制轉動。藉此,僅使跳脫槓桿52轉動,就可容易地調整跳脫槓桿52之往離開卡合銷51的方向的可移動量。
實施形態2. 實施形態2之斷路器與實施形態1之斷路器1的不同點在於設有實現依據投入時的電流判斷是否瞬間跳脫(Making Current Release;MCR)機能的驅動電路。以下,對於具有與實施形態1同樣機能之構成元件標記相同的符號而省略說明,以與實施形態1之斷路器1不同的點為中心進行說明。
首先,針對實現MCR機能之MCR機構進行說明。MCR機構係在斷路器的投入動作時使瞬間跳脫特性有效以對於投入動作時的短路事故進行瞬間跳脫,而在斷路器的投入動作完成後使瞬間跳脫特性無效。藉此,可將衝擊電流大的負載機器或下位斷路器的選擇協調領域擴大。
第18圖及第19圖係顯示MCR機構的構成例之圖,第18圖係顯示斷路器的投入動作時的狀態,第19圖係顯示斷路器的投入動作完成後的狀態。以下,所謂的順時針及逆時針係指第18圖及第19圖中之順時針及逆時針方向。而且,第18圖及第19圖所示的MCR機構100係以包含在上述斷路器1來進行說明。
第18圖所示的MCR機構100係具備MCR板101、絕緣板102、微動開關103、以及輔助板104。絕緣板102、微動開關103、及輔助板104,係利用螺絲105鎖住兩點而固定在MCR板101上。微動開關103係採用常閉的端子。微動開關103中設有致動桿106,該致動桿106係固定於可轉動地支持在MCR板101的轉動軸109。
MCR機構100係具備安裝於致動桿106的另一端之重錘107、以及勾在MCR板101與重錘107之間之彈簧108。彈簧108係朝向以轉動軸109為中心逆時針轉動之方向施力於致動桿106。因此,在未進行斷路器1的投入動作之狀態下,如第19圖所示,致動桿106的一端係壓住微動開關按鈕103a。微動開關103係在微動開關按鈕103a被壓住的期間,恆常地發送ON訊號至第3圖及第4圖所示的跳脫繼電器98。因此,跳脫繼電器98中,瞬間跳脫特性成為無效。
致動桿106的受動部106a係接受使斷路器1的主接點開閉之機構部中的槓桿軸37的動作之形狀。致動桿106係藉由斷路器1的投入動作時之槓桿軸37的轉動,受動部106a以轉動軸109為中心順時針轉動,其一端按壓微動開關按鈕103a數微秒左右。藉此,微動開關103係發送數微秒左右的OFF訊號至跳脫繼電器98。跳脫繼電器98中,在數微秒左右的OFF訊號輸入的期間,瞬間跳脫特性成為有效。如上所述,MCR機構100可在斷路器1的投入動作時以外使瞬間跳脫特性無效,而在斷路器1的投入動作時使瞬間跳脫特性有效。
接著,針對實施形態2之斷路器的驅動電路進行說明。第20圖係顯示本發明的實施形態2之包含驅動電路之斷路器的電路的構成例之圖。如第20圖所示,實施形態2之斷路器1A的驅動電路70A與斷路器1的驅動電路70的不同點在於具有實現MCR機能的MCR電路79。
如第20圖所示,MCR電路79係與端子T6連接而接受從邏輯與電路93輸出訊號的輸入。從邏輯與電路93輸入至MCR電路79之訊號與從邏輯與電路93輸入至控制開關84之訊號為相同的訊號。MCR電路79係根據從邏輯與電路93輸入的訊號,而輸出ON訊號或OFF訊號至跳脫繼電器98。MCR電路79為了要保持控制電路83等與跳脫繼電器98之絕緣,而構成為包含光電耦合器等。
MCR電路79係在從邏輯與電路93輸入ON訊號時,將高準位的電壓之ON訊號輸出至跳脫繼電器98。輸出至跳脫繼電器98之ON訊號係用來使瞬間跳脫特性有效之訊號,以下有時亦稱為MCR控制訊號。跳脫繼電器98係在從MCR電路79輸出有MCR控制訊號的狀態下,根據變流器97的二次側電流而檢測出過電流或漏電時,輸出跳脫指令至驅動電路78。藉此,進行對於跳脫用線圈77之通電,使得斷路器1A成為斷開狀態。
另外,MCR電路79係在從邏輯與電路93輸入OFF訊號時,將用來使瞬間跳脫特性無效之低準位的電壓輸出至跳脫繼電器98。跳脫繼電器98係在從MCR電路79輸出低準位的電壓之狀態下,即使根據變流器97的二次側電流而檢測出過電流或漏電時,亦不輸出跳脫指令至驅動電路78。藉此,可在斷路器1A的投入動作完成後使瞬間跳脫特性無效。
第21圖係用來說明實施形態2之斷路器的MCR機能之時序圖。在時刻t1,內部ON開關71或外部ON開關72受到ON操作時,如第21圖所示,從邏輯或電路91將作為投入訊號之高準位的電壓輸出至閂鎖電路92。閂鎖電路92係在從邏輯或電路91輸出投入訊號時,將高準位的電壓輸出至邏輯與電路93。因此,邏輯與電路93將高準位的電壓作為ON訊號而輸出至MCR電路79及控制開關84。MCR電路79係在邏輯與電路93輸出有ON訊號的期間,將高準位的電壓作為MCR控制訊號而輸出至跳脫繼電器98。藉此,使瞬間跳脫特性在斷路器1A的投入動作時成為有效。
控制開關84係在從邏輯與電路93經由端子T6輸出ON訊號時之情況,成為ON狀態。由於控制開關84成為ON狀態而進行對於投入用線圈22之激磁電流的供給。藉此,利用鐵心棒23進行之投入動作開始,在時刻t2,從與鐵心棒23成為投入狀態之動作連動的微動開關88輸出高準位的電壓至控制電路83。微動開關88輸出高準位的電壓時,使閂鎖電路92重設,從控制電路83輸出作為OFF訊號之低準位的電壓至控制開關84。
如此,邏輯與電路93係在從時刻t1到時刻t2之期間,輸出作為ON訊號之高準位的電壓,所以MCR電路79係在時刻t1到時刻t2的期間,輸出作為MCR控制訊號之高準位的電壓至跳脫繼電器98。時刻t1到時刻t2之期間係例如200微秒左右,藉此,輸出穩定的MCR控制訊號至跳脫繼電器98。因而,可在輸出MCR控制訊號的期間,穩定地使跳脫繼電器98的瞬間跳脫特性有效化。
另外,在時刻t2之後,從邏輯與電路93輸出作為OFF訊號之低準位的電壓。MCR電路79係在從邏輯與電路93輸出OFF訊號的期間,將低準位的電壓輸出至跳脫繼電器98。藉此,使瞬間跳脫特性在斷路器1A的投入完成後無效化。
另外,在控制開關84為第16圖所示的構成之情況時,控制電路83係輸出低準位的電壓作為ON訊號。此時,在控制電路83中,例如在邏輯與電路93與端子T6之間設置邏輯非電路。MCR電路79係在從控制電路83輸出低準位的電壓作為ON訊號之期間,將高準位的電壓作為MCR控制訊號而輸出至跳脫繼電器98。另外,從MCR電路79輸出的MCR控制訊號亦可為低準位的電壓。此時,跳脫繼電器98係以低準位的電壓使瞬間跳脫特性成為有效。
如以上所述,實施形態2之斷路器1A係具備:在藉由固定接點10與可動接點11之接觸而成為導通狀態之電路發生過電流或漏電時輸出跳脫指令之跳脫繼電器98。驅動電路70A係具備作為第一控制電路的一例之控制電路83、以及作為第二控制電路的一例之MCR電路79。控制電路83係在內部ON開關71或外部ON開關72受到ON操作時,輸出用來驅動電磁螺線管20之ON訊號,並根據與電磁螺線管20的鐵心棒23成為投入狀態之動作連動之微動開關88輸出的訊號,使ON訊號之輸出停止。內部ON開關71或外部ON開關72為ON開關的一例。MCR電路79係在從控制電路83輸出ON訊號的期間,將MCR控制訊號輸出至跳脫繼電器98,使來自跳脫繼電器98的跳脫指令可輸出。藉此,斷路器1A可不設置如第18圖及第19圖所示的MCR機構100而實現MCR機能。
以上的實施形態所揭示的構成僅為說明本發明的內容的一例,還可與別的公知的技術相組合,或在未脫離本發明的主旨之範圍,將構成的一部省略或變更。
1:斷路器 2:殼體 2a:壁部 3:電源側端子 4:負載側端子 5:可撓性導體 5a、6a、7a、31a、32a、33a、52a、54a:一端部 5b、6b、7b、31b、32b、33b、52b、54b:另一端部 6:可動子 7:可動子支架 7c:中間部 8:接觸壓力彈簧 9:可動子阻擋部 10:固定接點 11:可動接點 12:支架軸 12a:支架軸心 13、34、35、38:連結銷 20:電磁螺線管 21:磁軛 22:投入用線圈 23:鐵心棒 24:突出部 25:空隙 30:傳動機構 31:連結連桿 32:槓桿 33:絕緣桿 36:槓桿軸心 37:槓桿軸 40:開極彈簧 50:跳脫機構 51:卡合銷 52:跳脫槓桿 52c:凹部 53:第一復歸彈簧 54:跳脫棒 55:第二復歸彈簧 56:圓弧部 57:卡合面 58:半圓部 58a:圓弧部分 58b:平坦部分 59:卡合部 60:跳脫槓桿軸心 61:跳脫棒軸心 70、78:驅動電路 71:內部ON開關 72:外部ON開關 73:控制電源 74:內部OFF開關 75:跳脫附屬裝置 76:檢測部 77:跳脫用線圈 79:MCR電路 80:整流電路 81:定電壓電路 83:控制電路 84:控制開關 85:串聯體 86:二極體 87:電流減低部 88:微動開關 91、95:邏輯或電路 92:閂鎖電路 93:邏輯與電路 94:邏輯非電路 97:變流器 98:跳脫繼電器 100:MCR機構 101:MCR板 102:絕緣板 103:微動開關 103a:微動開關按鈕 104:輔助板 105:螺絲 106:致動桿 106a:受動部 107:重錘 108:彈簧 109:轉動軸 C10:電容器 R1、R2、R3、R4、R10:電阻 T1、T2、T3、T4、T5、T6:端子
第1圖係顯示本發明的實施形態1之斷路器的構成例之斷面圖。 第2圖係第1圖所示的跳脫機構的放大圖。 第3圖係顯示實施形態1之包含驅動電路之斷路器的電路的構成例之圖。 第4圖係顯示實施形態1之驅動電路的具體構成的一例之圖。 第5圖係顯示實施形態1之斷路器的斷開狀態之構成圖。 第6圖係第5圖所示的跳脫機構的放大圖。 第7圖係顯示顯示實施形態1之斷路器的接點開始抵接的瞬間的狀態之構成圖。 第8圖係第7圖所示的跳脫機構的放大圖。 第9圖係顯示實施形態1之斷路器到達最大投入位置的狀態之構成圖。 第10圖係第9圖所示的跳脫機構的放大圖。 第11圖係跳脫槓桿從第9圖所示的狀態轉動之後的跳脫機構的放大圖。 第12圖係顯示實施形態1之斷路器到達投入完成位置的狀態之構成圖。 第13圖係第12圖所示的跳脫機構的放大圖。 第14圖係顯示實施形態1中的電流減低部及控制開關的構成例之圖。 第15圖係顯示實施形態1中的電流減低部及控制開關的構成例之圖。 第16圖係顯示實施形態1中的電流減低部及控制開關的構成例之圖。 第17圖係顯示實施形態1中的鐵心棒的移動位置與作用於電磁螺線管的負荷量的關係之圖。 第18圖係顯示MCR機構的構成例之圖。 第19圖係顯示MCR機構的構成例之圖。 第20圖係顯示本發明的實施形態2之包含驅動電路的斷路器的電路的構成例之圖。 第21圖係用來說明實施形態2之斷路器的MCR機能之時序圖。
10:固定接點
11:可動接點
22:投入用線圈
70、78:驅動電路
71:內部ON開關
72:外部ON開關
73:控制電源
74:內部OFF開關
75:跳脫附屬裝置
76:檢測部
77:跳脫用線圈
80:整流電路
81:定電壓電路
83:控制電路
84:控制開關
85:串聯體
86:二極體
87:電流減低部
88:微動開關
91、95:邏輯或電路
92:閂鎖電路
93:邏輯與電路
94:邏輯非電路
97:變流器
98:跳脫繼電器
R1、R2、R3、R4:電阻
T1、T2、T3、T4、T5、T6:端子

Claims (6)

  1. 一種斷路器,係具備:殼體;固定端子,係安裝有固定接點且固定於前述殼體;可動子,係安裝有與前述固定接點相向的可動接點;電磁螺線管,係具有直線狀地移動的心棒;傳動機構,係使前述可動子隨著前述心棒的移動而移動,從前述可動接點與前述固定接點分開的斷開狀態變化為前述可動接點與前述固定接點接觸而通電的投入狀態;驅動電路,係對前述電磁螺線管的線圈通電而驅動前述電磁螺線管;以及跳脫機構,係可與前述傳動機構卡合而進行前述投入狀態的保持,且可解除與前述傳動機構之卡合而解除前述投入狀態的保持;前述驅動電路係具備二極體與減低流到前述二極體的電流之電流減低部兩者的串聯體,前述串聯體係與前述電磁螺線管的線圈並聯連接;前述傳動機構係具備:槓桿,係隨著前述心棒的移動而以固定於前述殼體之第一軸心為中心轉動;絕緣桿,其一端部可轉動地連結於前述槓桿的一端部,另一端部可轉動地連結於前述可動子;以及卡合部,係安裝於前述槓桿的另一端部;前述跳脫機構係具備:跳脫槓桿,係以朝前述卡合部的方向被彈壓之狀態可轉動地安裝於前述殼體,在從前述斷開狀態變為前述投入狀態之投入過程中,維持與前述卡合部接觸 的狀態,且在前述投入狀態下與前述卡合部卡合,限制前述槓桿繞前述第一軸心的轉動;以及跳脫棒,係進行前述跳脫槓桿的轉動的限制及前述限制的解除。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之斷路器,其中,前述電流減低部係包含電阻,或包含電阻及電容器。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之斷路器,係具備:檢測部,係檢測藉由前述固定接點與前述可動接點之接觸而成為導通狀態之電路的過電流或漏電,並輸出表示檢測的結果之檢測訊號;前述驅動電路係根據前述檢測部所輸出的檢測訊號,停止對於前述線圈之通電。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之斷路器,其中,前述跳脫槓桿係具備:圓弧部,係具有以前述第一軸心為中心的圓弧形狀,在前述投入過程中供前述卡合部可移動地接觸;以及凹部,係在前述投入狀態與前述卡合部卡合。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之斷路器,其中,前述跳脫棒係具備:形成有圓弧部分及平坦部分,且以固定於前述殼體之第二軸心為中心而轉動之半圓部;前述跳脫槓桿係在前述斷開狀態與前述半圓部的前述平坦部分接觸而限制轉動,且在前述投入狀態與前述半圓部的前述圓弧部分接觸而限制轉動。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之斷路器,係具備: 跳脫繼電器,係在藉由前述固定接點與前述可動接點之接觸而成為導通狀態之電路發生過電流或漏電時,輸出跳脫指令;前述驅動電路係具備:第一控制電路,在ON開關受到ON操作時,輸出用來驅動前述電磁螺線管之ON訊號,且根據與前述電磁螺線管的心棒成為投入狀態之動作連動之微動開關所輸出的訊號使前述ON訊號的輸出停止;以及第二控制電路,在從前述第一控制電路輸出前述ON訊號的期間,使來自前述跳脫繼電器的前述跳脫指令可輸出。
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