(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断器ハンドルをオフ位置に動かすとリセットされるトリップ機構をリセットするための遮断器ハンドルと、
第１のチャンバ内に収納された電気的接点であって、これらの電気的接点を流れる電流が閾値を越えると分離するように構成された一対の電気的接点と、
第１の位置にバイアスされ、前記第１のチャンバの一部の内部境界を画定し、前記第１のチャンバの圧力により第２の位置に移動する可動面であって、前記第１のチャンバは、前記可動面が前記第１の位置にある場合よりも前記第２の位置にある場合に、より大きな容積を有する可動面と、
第１の面及び第２の面を有する接続要素であって、前記第１の面は前記遮断器ハンドルが前記オフ位置に動くと第１の構成要素に機械的に接触し、前記第２の面は前記遮断器ハンドルが前記オフ位置に動くと第２の構成要素に機械的に接触し、前記第１の構成要素は前記遮断器ハンドルに機械的にリンクされ、前記第２の構成要素は前記可動面に機械的にリンクされている、接続要素と
を備え、
前記遮断機ハンドルをオフ位置に動かすと、前記第２の面が、前記第２の構成要素に機械的に接触することにより、前記可動面を前記第１の位置に移動させる電気回路遮断器。
【請求項２】
前記遮断器ハンドルが動くことにより、前記接続要素を含む機械的リンケージを介して前記可動面が前記第１の位置まで動く、請求項１に記載の電気回路遮断器。
【請求項３】
前記第１の構成要素及び前記第２の構成要素は、前記遮断器ハンドルが前記オフ位置へ動くと、前記遮断器ハンドル又は前記遮断器ハンドルに機械的にリンクされた構成要素が前記第１の構成要素に接触して該第１の構成要素を動かすように配置され、前記第１の構成要素は、前記接続要素に接触して該接続要素を動かすように配置され、前記接続要素は、前記第２の構成要素に接触して該第２の構成要素を動かすように配置され、前記第２の構成要素は、前記可動面を前記第１の位置へ動かすように配置される、請求項１に記載の電気回路遮断器。
【請求項４】
前記接続要素は、前記第１の構成要素又は前記第２の構成要素のいずれかに、着脱自在に接続されている、請求項１に記載の電気回路遮断器。
【請求項５】
前記接続要素はピボットの周りを回転するように構成されたレバーであり、前記第１の面は前記レバーにおける、前記ピボットから半径方向に伸びる方向に沿った方向に向けられた面であり、前記第２の面は前記ピボットから半径方向に伸びる方向に沿った方向に向けられた他の面である、請求項１に記載の電気回路遮断器。
【請求項６】
前記レバーは前記第１の面の近傍に位置する第１の突起と前記第２の面の近傍に位置する第２の突起とを備え、前記第１の突起及び前記第２の突起は半径方向機構とインタフェースをとるように構成され、前記半径方向機構部は前記ピボットから半径方向に伸び、前記第１の突起及び前記第２の突起は前記半径方向機構部とインタフェースをとることにより前記レバーを支持する、請求項５に記載の電気回路遮断器。
【請求項７】
前記レバーは支持棒を備え、該支持棒は前記第１の面の近傍に位置する第１の突起に取り付けられた第１の端部と前記第２の面の近傍に位置する第２の突起に取り付けられた第２の端部とを有し、前記支持棒と前記第１の突起と前記第２の突起とは半径方向機構部とインタフェースをとるように構成され、前記半径方向機構部は前記ピボットから半径方向に伸び、前記支持棒と前記第１の突起と前記第２の突起とは前記半径方向機構部とインタフェースをとることにより前記レバーを保持する、請求項５に記載の電気回路遮断器。
【請求項８】
ピストントリップをリセットするための装置であって、トリップした位置からオフ位置へ動かすことができ、トリップ機構をリセットするための遮断器ハンドルと、
前記ピストントリップに設けられた第１のチャンバの内部表面の一部を画定する可動面であって、前記第１のチャンバは、電気的接点を流れる電流が閾値を越えると分離するように構成された一対の電気的接点を備え、前記可動面は、バイアスの力によって第１の位置に維持され、前記可動面は、前記第１のチャンバ内において前記バイアスの力に打ち勝つ圧力により第２の位置に移動可能である可動面と、
前記トリップした位置から前記オフ位置への前記遮断器ハンドルの動きを前記第２の位置から前記第１の位置への前記可動面の動きにリンクする接続要素であって、前記遮断機ハンドルが前記オフ位置に動いた場合に前記遮断機ハンドルに接触し、前記遮断機ハンドルが前記オフ位置に動いた場合に前記可動面を前記第１の位置に動かすように接触する接続要素と
を備えるピストントリップリセット用装置。
【請求項９】
前記遮断器ハンドルが前記トリップした位置から前記オフ位置へ動くことにより、接続要素を含む機械的リンケージを介して前記可動面が前記第１の位置へ動く、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記接続要素は第１の面及び第２の面を有し、前記遮断器ハンドルが前記オフ位置に動くことにより、第１の構成要素が前記接続要素の前記第１の面に接触して、前記接続要素の前記第２の面が前記可動面に機械的にリンクされた第２の構成要素に接触するように、前記遮断器ハンドルに機械的にリンクされた第１の構成要素を動かす、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記遮断器ハンドルが前記オフ位置へ動くことにより、
前記第１の構成要素が前記接続要素の前記第１の面に接触して前記接続要素を動かし、
前記接続要素の前記第２の面が前記第２の構成要素に接触して前記第２の構成要素を動かし、
前記第２の構成要素が前記可動面を前記第１の位置へ動かす
ように前記第１の構成要素を動かす、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記接続要素はピボットの周りを回転するように構成されたレバーである、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記レバーは第１の突起と第２の突起とを備え、前記第１の突起は前記第１の面の近傍に位置し、前記第２の突起は前記第２の面の近傍に位置し、前記第１の突起と前記第２の突起とは半径方向機構部とインタフェースをとるように構成され、前記半径方向機構部は前記ピボットから半径方向に伸び、前記第１の突起及び前記第２の突起は前記半径方向機構部とインタフェースをとることにより前記レバーを保持する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記レバーは、第１の端部で第１の突起に取り付けられ、第２の端部で第２の突起に取り付けられた保持棒を備え、前記第１の突起は前記第１の面の近傍に位置し、前記第２の突起は前記第２の面の近傍に位置し、前記保持棒と前記第１の突起と前記第２の突起とは前記ピボットから半径方向に伸びる半径方向機構部とインタフェースをとることにより前記レバーを保持する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記接続要素は、前記遮断器ハンドル又は該遮断器ハンドルに機械的に接続された第１の構成要素からの突出部であり、該突出部は、前記可動面に機械的に結合又は前記遮断機ハンドルが前記オフ位置へ動くと前記可動面に機械的にリンクされた第２の構成要素に機械的に結合される、請求項８に記載の装置。
【請求項１６】
前記接続要素は、前記可動面又は該可動面に機械的にリンクされた第２の構成要素からの突出部であり、前記突出部は、前記遮断器ハンドルに機械的に結合又は前記遮断機ハンドルが前記オフ位置へ動くと前記遮断器ハンドルに機械的にリンクされた第１の構成要素に機械的に結合される、請求項８に記載の装置。
【請求項１７】
トリップ機構をリセットする遮断器ハンドルと、
電気的接点を流れる電流が閾値を越えると分離するように構成された、第１のチャンバ内の一対の電気的接点と、
第１の位置にバイアスされる前記第１のチャンバの一部の内部境界を画定し、前記一対の電気的接点間のアーク放電事象による前記第１のチャンバ内の圧力により第２の位置に動かされる可動面であって、前記第１のチャンバは前記可動面が前記第１の位置にある場合よりも前記第２の位置にある場合により大きな容積を有する、可動面と、
第１の面及び第２の面を有し、ピボットの周りを回転するように構成された接続レバーであって、前記遮断器ハンドルがオフ位置に動くと前記第１の面は前記遮断器ハンドルに機械的にリンクされた第１の構成要素に接触し、前記遮断器ハンドルが前記オフ位置に動くと前記第２の面は前記可動面に機械的にリンクされた第２の構成要素に接触し、前記遮断機ハンドルが前記オフ位置に動かされた場合に前記可動面を前記第１の位置に移動させる、接続レバーと
を備える電気回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概してトリップ事象の後の回路遮断器をリセットすることに関し、より具体的には、遮断器の内部表面を損傷させたトリップ事象の後の圧力トリップ配線用遮断器におけるリセットレバーをリセットするための機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線用遮断器（ＭＣＣＢ）は、ピストントリップと呼ばれることもある感圧性のトリップ機構を備え、過電流事象を検出して遮断器をトリップすることができる。ＭＣＣＢの内部において、チャンバは、過度に高い電流が流れたときに発生する電気力学的な力によって分離するように構成された２つの電気的接点を有する。接点が分離するとき、接点間の空気がイオン化して、電気エネルギーが接点間に電弧を発生するので、アーク放電が発生する。アーク放電中に放出されたエネルギーは、チャンバ内の気体を加熱し、チャンバ内の圧力を上昇させる。接点を有するチャンバは、遮断ユニットと呼ばれることもある。遮断ユニットは、遮断ユニットから伝達された圧力の上昇に応じて移動する可動面を有するもう１つのチャンバであるピストントリップ感圧性ユニットと、流体連通している。いくつかの遮断器において、可動面はシリンダ内を移動するピストンである。他の遮断器では、可動面は、圧力が上昇したときに旋回するレバーの一端である。可動面の移動により、機械的リンケージを介してトリップ機構が起動する。トリップ機構は、電気回路の複数の極を同時に遮断するように構成することができる。このようなＭＣＣＢは、一般にトリップ機構が起動した後に高圧気体を放出させるために排気口を備えている。
【０００３】
感圧性のトリップ機構（ピストントリップモジュールとも呼ばれる）を内蔵するＭＣＣＢは、一般に可動面を通常動作位置にバイアスするためのバイアスを有する。バイアスを有するピストントリップモジュールは、Morelらの米国特許第５２９８８７４号明細書において開示されている。可動面をバイアスするためにバネが使用されうる。アーク放電の間に、過熱された気体によって生じた高い圧力により、可動面はトリップ機構を起動するためにバイアスの力に抗して移動する。トリップ機構が起動すると、アーク放電は停止する。気体はもう加熱されないため、遮断ユニット内の圧力は通常の圧力に戻る。加熱された気体を排気口へ放出することによって、通常の圧力に戻り易くなる。圧力が安定した後、バイアスは可動面を通常動作位置へ戻す。
【０００４】
しかしながら、場合によっては、可動面が移動する内部表面が、アーク放電中に生成された高温気体及び溶融金属のデブリス（debris）によって、アーク故障事象中に損傷することがある。高温気体及びデブリスは、内部表面に付着するか、さもなければ内部表面を汚す。内部表面への損傷は、バイアスの力により通常動作位置に戻るときに可動面の移動を妨げうる。内部表面が汚れたことによってバイアスの力で可動面をその通常動作位置に戻すことができない場合、ＭＣＣＢは動作中にトリップしうる。
【発明の概要】
【０００５】
本明細書においては、電気回路遮断器に組み込まれたピストントリップをリセットする装置が提供される。この装置は、電気回路遮断器の手動リセットレバー（遮断器ハンドルとも呼ばれる）からの動きをピストントリップのリセットレバーへ伝達する。遮断器ハンドルは、電気回路遮断器の手動のレバーであり、トリップ事象の後に、遮断器内のトリップ機構をリセットするのに使用される。ピストントリップのリセットレバーは、ピストントリップ内の可動面に機械的にリンクされた構成要素とすることができる。遮断器ハンドルと可動面との間は接続要素を用いて機械的に結合される。接続要素は、遮断器ハンドルの動きを可動面の動きとリンクさせる。電気回路遮断器のリセット動作中、遮断器ハンドルはオフ位置に動く。遮断器ハンドルがオフ位置に動くと、遮断器ハンドルに機械的にリンクされた構成要素は接続要素を押し、接続要素は可動面に機械的に接続された構成要素を押す。
【０００６】
本開示の構成によれば、接続要素は、ピボットの周りを回転するように構成された一般に楔形のような形のレバーとすることができる。このレバーは、遮断器ハンドルに機械的にリンクされた構成要素に接触する第１の面を有する。このレバーは、可動面に機械的にリンクされた構成要素に接触する第２の面を有する。加えて、接続要素が電気回路遮断器の組立作業中に正しい位置に確実に配置されるようにするために、接続要素は、接続要素を望ましい位置に支持する第１及び第２の突起を有することができる。遮断器ハンドルの動きを可動面の動きに機械的にリンクさせるために、本明細書で開示される接続要素を使用する電気回路遮断器によれば、動作中のトリッピングを有効に回避することができる。接続要素は、トリップ事象の後に可動面が適切にリセット位置に戻ることを確実にする。
【０００７】
本開示における上述の及び追加の態様及び実施形態は、以下簡単な説明がなされている図面を参照して行われる様々な実施形態及び／又は態様の詳細な説明を考慮して、当業者にとって明らかであろう。
【０００８】
本開示における上述の利点及び他の利点は、後述する詳細な説明を参照し、図面を参照することで明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】通常動作状態におけるピストントリップを示す機能ブロック図である。
【図１Ｂ】過電流事象の間のピストントリップを示す機能ブロック図である。
【図１Ｃ】強制的にリセットしない限り動作中にトリップしてしまうピストントリップを示す機能ブロック図である。
【図１Ｄ】接続要素を使用することによりリセットされるピストントリップを示す機能ブロック図である。
【図１Ｅ】他の設計上の選択を組み込んだ通常動作状態におけるピストントリップを示す機能ブロック図である。
【図２Ａ】ピストントリップの断面図である。
【図２Ｂ】電気回路遮断器の側面図である。
【図２Ｃ】電気回路遮断器の通常動作状態における遮断器ハンドルと可動面との間の機械的リンケージの拡大図である。
【図２Ｄ】電気回路遮断器のリセット動作中における遮断器ハンドルと可動面との間の機械的リンケージの拡大図である。
【図３Ａ】接続要素の斜視図である。
【図３Ｂ】支持棒を組み込んだ接続要素の斜視図である。
【図４Ａ】オン位置における配線用遮断器（ＭＣＣＢ）の側面図である。
【図４Ｂ】アーク故障事象の後のトリップした位置におけるＭＣＣＢの側面図である。
【図４Ｃ】オフ位置にリセットされているＭＣＣＢの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１Ａから１Ｅは、異なる動作状態にあるピストントリップを象徴的に図示する一連の機能ブロック図である。図示されたピストントリップは、配線用遮断器（ＭＣＣＢ）等の電気回路遮断器内に組み込むことができる。ピストントリップは、過電流事象を検出し、トリップ機構を起動させるのに使用することができる。図１Ａから１Ｅに示される機能ブロック図は、本明細書で開示される機械的リンケージの動きを理解するのに有用なピストントリップの態様を図示したものである。機械的リンケージは、ピストントリップのリセットに、電気回路遮断器の手動リセットハンドルの動きを関連させることによりピストントリップをリセットする。本開示の態様は、手動リセットハンドルの動きをピストントリップ内の可動面の動きにリンクするための接続要素を提供する。
【００１１】
図１Ａは、通常動作状態のピストントリップを示す機能ブロック図１６０である。機能ブロック図１６０は、図示される構成要素間の全ての機能的相互関係を図示することを意図するものではなく、構成要素間の機械的相互作用を象徴的に図示することを意図するものであることに留意されたい。機能ブロック図１６０は、チャンバ１１０内に一対の電気的接点１１２を含んでいる。あるいは、一対の電気的接点１１２は、チャンバ１１０と流体連通する他のチャンバ内に収容することができる。チャンバ１１０の内部境界の一部は、可動面１２０によって画定される。可動面１２０は、シース内で動作するピストンとすることができ、又はレバーの一部とすることができる。可動面は、第１の位置にあることが示されており、バイアス１２２によって第１の位置に維持される。バイアス１２２は、可動面１２０にそれが動く方向とは反対に力を与える。バイアス１２２は、バネによって提供することができる。一対の電気的接点１１２は電気的に接触し、電流がこの一対の電気的接点を流れる。一対の電気的接点は、そこを流れる電流が閾値を越えると、電気回路遮断器の分野における当業者によって理解される任意の方法に従って分離するように構成される。例えば、一対の電気的接点は、過剰電流によって生成される電気力学的な力によるか、又はバイメタル細条を変形させる過剰電流によって生成される熱によって、分離することができる。
【００１２】
機能ブロック図１６０は、トリップ機構１３０を含む。トリップ機構１３０は、可動面１２０に機械的にリンクされたトリップ構成要素１３５によって起動される。トリップ機構１３０は、トリップ構成要素１３５に接触することにより起動されるラッチとすることができる。トリップ構成要素１３５は、棒、レバー、又はトリップ機構１３０と可動面１２０との間を機械的にリンクさせるのに適した他の任意の部品とすることができる。トリップ構成要素１３５は、可動面１２０に永続的に固定することができ、可動面１２０と一体化することができる。機能ブロック図１６０は、遮断器ハンドル１４０と、遮断器ハンドル１４０に機械的にリンクされた第１の構成要素１４５とを更に含む。第１の構成要素１４５は、遮断器ハンドル１４０に永続的に接続することができ、又は、遮断器ハンドル１４０の動きが遮断器ハンドル１４０に永続的に固定された部品を第１の構成要素１４５に接触させるように配置することができる。加えて、又は、代わりに、第１の構成要素１４５は、棒又はレバーを含む機械的な接続を介して、遮断器ハンドル１４０にリンクすることができる。
【００１３】
機能ブロック図１６０は、遮断器ハンドル１４０の動きを可動面１２０にリンクするための接続要素１００を更に含む。接続要素１００は、遮断器ハンドル１４０に機械的にリンクされた第１の構成要素１４５と可動面１２０に機械的にリンクされた第２の構成要素１２５との間を機械的に結合させる棒又はレバーとすることができる。ある構成において、可動面１２０とトリップ機構１３０及び可動面１２０と接続要素１００との間を機械的に接続しさえすれば、トリップ構成要素１３５は、第２の構成要素と同一の部品として実装することができる。
【００１４】
ピストントリップが機能ブロック図１６０によって図示される通常動作状態での動作中、一対の電気的接点１１２を電流が流れる。電流は閾値を超えず、接点は分離しない。接点が分離しないため、アーク放電事象は発生せず、チャンバ内に圧力は生成されない。バイアス１２２の力に抗する圧力が生成されないため、可動面１２０は図示される第１の位置のままであり、トリップ構成要素１３５はトリップ機構１３０を起動させるようには動かない。
【００１５】
図１Ｂは、過電流事象の間のピストントリップを示す機能ブロック図１６１である。機能ブロック図１６１は、分離した一対の電気的接点１１４を有することを除いては、図１Ａに示される機能ブロック図１６０に類似している。分離する直前まで、分離した一対の電気的接点１１４は、これらの接点を経て電流を流していた。分離した一対の電気的接点１１４は、これらの接点に流れる電流が閾値を越えたことにより分離された。分離した直後、分離した一対の電気的接点１１４の間には、電位差が存在する。分離した電気的接点１１４の間の電位差は、分離した電気的接点１１４の間の気体をイオン化することができ、この過程において、アーク放電エネルギー１１６が放出される。チャンバ１１０内でのアーク放電エネルギー１１６の放出は、チャンバ１１０内の気体を加熱し、チャンバ１１０内の気体温度を上昇させ、圧力１１８を上昇させる。圧力１１８は可動面１２０に力を加え、可動面１２０をバイアス１２２の力に抗して、第２の位置まで移動させる。
【００１６】
可動面１２０は、ブロック図１６１において、第２の位置にあることが示されている。チャンバ１１０は、可動面１２０が第２の位置にあるとき、可動面が第１の位置にあるときと比較して、容積が大きくなる。同様に、チャンバ１１０は、可動面１２０が第１の位置にあるとき、可動面が第２の位置にあるときと比較して、容積が小さくなる。換言すれば、可動面１２０が第２の位置にある場合に対応するチャンバ１１０の容積は、可動面１２０が第１の位置にある場合に対応するチャンバ１１０の容積よりも大きい。可動面１２０が動く結果、可動面１２０に機械的にリンクされたトリップ構成要素１３５は、トリップ機構１３０を起動する。トリップ機構１３０が起動することにより、分離した一対の電気的接点１１４への電流が停止し、それによってアーク放電エネルギー１１６の放出が中断する。機能ブロック図１６１は、一対の分離した電気的接点１１４を図示しているが、トリップ機構１３０の起動は、多極遮断器の全ての極をトリップして、複数の極に流れる電流を同時に中断させることができる。アーク放電エネルギー１１６が放出されなくなると、チャンバ１１０内の上昇した圧力及び温度は消失し、可動面１２０はバイアス１２２の影響により、第１の位置に戻る。
【００１７】
図１Ｃは、強制的にリセットしない限り動作中にトリップするピストントリップを示す機能ブロック図１６２である。機能ブロック図１６２は、アーク放電事象中にデブリス又は高温気体が発生してチャンバの内部表面に損傷を与え、可動面１２０が第１の位置に戻らないようにする、アーク放電事象の後のピストントリップを示すものである。機能ブロック図１６２において、内部表面への損傷は、付着デブリス（imbedded debris）１２４によるものである。例えば、付着デブリス１２４は、チャンバ１１０の内部表面に付着した溶融金属片のデブリスである。付着デブリス１２４は、可動面１２０の移動を妨げ、可動面１２０が第１の位置に戻るのを妨げる。チャンバ１１０内の上昇した圧力が消失し、バイアス１２２が可動面１２０に第１の位置の方に力を加えた後であっても、可動面１２０は第１の位置に戻るのを妨げられる。可動面１２０の動きが妨げられることにより、トリップ機構１３０は、可動面１２０に機械的にリンクされたトリップ構成要素１３５によって、起動されたままとなる。
【００１８】
機能ブロック図１６２において示されるピストントリップを組み込んだ付勢された電気回路遮断器は、可動面１２０を強制的に第１の位置に戻さない限り、動作中にトリップする。接続要素１００は、可動面が第１の位置に戻ることができるようにして、動作中のトリップに関する問題を回避する。接続要素１００は、遮断器ハンドルに機械的にリンクされた第１の構成要素１４５と、可動面１２０に機械的にリンクされた第２の構成要素１２５との間の機械的な接続を提供する。接続要素１００が可動面１２０を動かすことによってピストントリップをリセットする動作は、図１Ｄに図示されている。
【００１９】
図１Ｄは、接続要素１００を使用することによりリセットされるピストントリップを示す機能ブロック図１６３である。機能ブロック図１６３は、オフ位置に移動された後の遮断器ハンドル１４０を示している。機能ブロック図１６０、１６１及び１６２において、遮断器ハンドル１４０は、オフ位置に示されていない。再び図１Ｄを参照すると、遮断器ハンドル１４０がオフ位置まで移動することにより、遮断器ハンドル１４０に機械的にリンクされた第１の構成要素１４５は、接続要素１００に機械的に結合する。ある構成において、接続要素１００は、第１の面１０１と第２の面１０２とを有する。遮断器ハンドル１４０に機械的にリンクされた第１の構成要素１４５は、接続要素１００の第１の面に接触することにより接続要素１００に機械的に結合する。同様に、可動面１２０に機械的にリンクされた第２の構成要素１２５は、接続要素１００の第２の面１０２に接触することにより接続要素１００に機械的に結合する。
【００２０】
機能ブロック図１６３によって図示されるピストントリップの動作において、遮断器ハンドル１４０は、トリップ事象の後、オフ位置に移動される。オフ位置までの遮断器ハンドル１４０の移動は、例えば遮断器ハンドル１４０を操作するユーザによって行われる。一実施例の構成において、遮断器ハンドル１４０の移動により、第１の構成要素１４５が、第１の面１０１に接触することによって接続要素１００に機械的に結合される。この接触は、接続要素１００の第２の面１０２を、第２の構成要素１２５に接触するように押し上げ、それによって第２の構成要素１２５に機械的に結合される。この接触は、可動面１２０と第２の構成要素１２５との間の機械的リンケージを介して、第２の構成要素１２５により可動面１２０をリセット位置まで移動させる。接続要素１００を第１の構成要素１４５及び第２の構成要素１２５に機械的に結合させることにより、遮断器ハンドル１４０の動きは、可動面１２０の動きにリンクされる。ある構成において、遮断器ハンドル１４０の動きは、その動きがアーク放電事象により残存しているデブリスによって妨げられるとしても、可動面１２０を第１の位置に強制的に戻す。ある構成において、遮断器ハンドル１４０の動きは、可動面１２０の動きに及ぼす障害に打ち勝つ力を提供する。
【００２１】
図１Ｅは、他の設計上の選択を組み込んだ通常動作状態におけるピストントリップを示す機能ブロック図１６４である。機能ブロック図１６４は、機能ブロック図１６４がトリップ構成要素１３５及び第２の構成要素１２５に代わって単一構成要素１３６を有することを除いては、ブロック図１６０に類似している。単一構成要素１３６は、可動面１２０に機械的にリンクされているが、トリップ機構１３０と接続要素１００との一方又は両方に機械的に結合されるように配置される。ある構成において、単一構成要素１３６は、可動面１２０に永続的に固定され、可動面１２０と一体として形成されうる。
【００２２】
接続要素１００が、遮断器ハンドル１４０に機械的にリンクされた構成要素に接触する第１の面１０１と、可動面１２０に接触する第２の面１０２とを有する接続要素１００の構成につき記載されているが、本開示はこれに限定されない。接続要素１００は、遮断器ハンドル１４０に機械的にリンクされた第１の構成要素１４５の一部分の突出部とすることができる。同様に、接続要素１００は、可動面１２０に機械的にリンクされた第２の構成要素１２５の一部分の突出部とすることができる。接続要素１００は、ピストントリップの他のいかなる構成要素にも永続的に機械的にリンクされない別個の構成要素とすることもできる。例えば、接続要素１００の第１の面１０１に加えられる力を、接続要素１００の第２の面１０２に受動的に伝達することにより、接続要素１００は動作する。接続要素１００が別個の構成要素であるという構成は、既存の構成要素を再設計する必要なく、接続要素を電気回路遮断器に使用される既存のハードウェアと組み合わせることができるという利点をもたらす。接続要素１００は、金属又はプラスチックから作られ、電気回路遮断器に使用される部品を作製する従来の方法により成形されうる。
【００２３】
図１Ａから１Ｅに図示される機能ブロック図は、異なる動作状態におけるピストントリップの動作を象徴的に提供するものである。機能ブロック図（１６０、１６１、１６２、１６３、１６４）は、遮断器ハンドル１４０と可動面１２０との間の機械的リンケージを提供するのに使用される構成要素（１００、１２５、１４５）を象徴的に図示するものであるが、本開示は、構成要素の特定の種類に限定されるものではなく、象徴的に図示される機械的リンケージを提供するために回転方向及び直線方向の両方に動くことができるレバー又は棒である構成要素にも適用される。加えて、遮断器ハンドル１４０は、可動面１２０が動く方向と同一の方向に沿って動くように図示されているが、本開示は、ピボットの周りを回転し、可動面の動きとは異なる方向に動く遮断器ハンドル１４０にも適用される。本開示は、接続要素１００を含む機械的リンケージの使用を介して、遮断器ハンドル１４０の動きを可動面に伝達する機械的リンケージを有する構成にまで及ぶ。遮断器ハンドルの動きを使用してピストントリップをリセットする開示された機械的リンケージの特定の実施形態を、図２Ａから２Ｄ及び図３Ａから３Ｂにつき以下説明する。図２Ａから２Ｄ及び図３Ａから３Ｂの構成要素に付した参照符号は、概して、図１Ａから１Ｅに示される機能ブロック図において使用される対応する構成要素より１００大きい参照符号を使用している。
【００２４】
図２Ａは、ピストントリップ２７０の断面図である。ピストントリップ２７０は、チャンバ２１０と、可動面２２０と、バイアス２２２と、可動面２２０に接続されたハンマ構成要素２３６とを備える。ピストントリップ２７０において、可動面２２０は、シース２２１内を移動するピストンであり、バイアス２２２はバネである。ピストントリップ２７０は、「ピストントリップ」機構とも呼ばれる。シース２２１は、チャンバ２１０の内壁と一体に形成される。シース２２１は、可動面２２０が動くことのできる内部表面である。可動面２２０は、シース２２１内の第１の位置にあることが示されている。ハンマ構成要素２３６は、ピストントリップ２７０から伸びるアームであり、先端部２３７と傾斜面２３８とを有する。先端部２３７は、図２Ｂに示されるように、トリップ機構２３０を起動するのに使用されうる。図２Ａを参照すると、ハンマ構成要素２３６は、可動面２２０と一体に形成される。ハンマ構成要素２３６は、図１Ｅに示されるブロック図１６４において象徴的に図示された単一構成要素１３６の機能と類似する機能を提供する。再び図２Ａに戻ると、チャンバ２１０は、流れる電流が閾値を超えたときに分離するように構成される一対の電気的接点（図示しない）を備える遮断ユニットと流体連通している。
【００２５】
ピストントリップ２７０の作動中、電気的接点を流れる過電流は、電気的接点を切り離し、チャンバ２１０と流体連通している遮断ユニット内にアーク放電エネルギーを放出させる。放出されたアーク放電エネルギーは、チャンバ２１０内の気体を加熱し、チャンバ２１０内の圧力を上昇させる。上昇した圧力は可動面２２０をバイアス２２２の力に抗して、第２の位置まで押し進める。この可動面２２０の動きがハンマ構成要素２３６を動かし、先端部２３７がトリップ機構２３０を起動する。トリップ機構２３０が起動することにより回路をトリップすると、遮断ユニット内におけるアーク放電エネルギーの放出が停止される。チャンバ２１０内の上昇した圧力が消失するので、アーク放電事象の間に放出される付着デブリスによって可動面２２０の動きが妨げられない限り、可動面２２０は、シース内の第１の位置に戻っていく。可動面２２０の動きが妨げられる場合、図２Ｂから２Ｄに図示されるように、遮断器ハンドルと可動面２２０との間に機械的リンケージを設けることにより、可動面２２０を、元の位置に押し戻すことができる。
【００２６】
図２Ｂは、電気回路遮断器２６０の側面図を示すものである。電気回路遮断器２６０は、遮断器ハンドル２４０と、遮断器ハンドル２４０に機械的にリンクされた第１の構成要素２４５とを有する。第１の構成要素２４５は、クレードル２４２を介して遮断器ハンドルに機械的にリンクされている。クレードル２４２は、クレードル２４２及び遮断器ハンドル２４０の両方が同一のピボット２４３の周りを回転するように、遮断器ハンドル２４０に取り付けられている。第１の構成要素２４５は、ピボット２４６の周りを回転する。電気回路遮断器２６０は、接続要素２００とピストントリップ２７０とを更に有する。
【００２７】
ピストントリップ２７０は、カバー２７１に覆われている。バイアス２２２は、カバー２７１の開口部を通して見ることができる。可動面２２０に接続されたハンマ構成要素２３６は、カバー２７１から垂直に伸びている。ハンマ構成要素２３６の先端部２３７は、バイアス２２２の力に抗して動かすことによってトリップ機構２３０を起動するように位置付けられている。ハンマ構成要素２３６の傾斜面２３８は、接続要素２００とインタフェースをとるように配置されている。接続要素２００は、可動面２２０に接続されたハンマ構成要素２３６と遮断器ハンドル２４０に機械的にリンクされた第１の構成要素２４５との間の機械的リンケージを提供する。
【００２８】
ある構成において、接続要素２００は、ピボット２０７の周りを回転するレバーである。接続要素２００は、一般に三角形又は楔形をしており、接続要素２００の１つの隅部の近傍にピボット２０７を有する。接続要素２００は、第１の面２０１と第２の面２０２とを有する。第１の面２０１は、概してピボット２０７から半径方向に伸びる方向に沿った方向に向けられる。第２の面２０２も、概してピボット２０７から半径方向に伸びる方向に沿った方向に向けられる。第１の面２０１は、遮断器ハンドル２４０の移動中に、遮断器ハンドル２４０に機械的にリンクされた第１の構成要素２４５に接触するように配置される。第２の面２０２は、ハンマ構成要素２３６の傾斜面２３８に接触するように配置される。接続要素２００は、第１の面２０１の近傍に位置する第１の突起２０３と、第２の面２０２の近傍に位置する第２の突起とを更に有する。第１の突起２０３及び第２の突起２０４は、半径方向機構部（radial feature）２０８とインタフェースをとることにより、接続要素２００を所定の位置に留める。半径方向機構部２０８は、ピボット２０７から伸びるバネの一部分とすることができる。第１及び第２の突起（２０３、２０４）は、これらの突起が半径方向機構部２０８とインタフェースをとる地点を越えて接続要素２００がいずれの方向にも回転するのを防ぐ。突起（２０３、２０４）は、組立て時に接続要素２００が正しく取り付けられるようにするのにも有利である。接続要素２００に突起（２０３、２０４）を外側ではなく内側に向くように取り付けることにより、遮断器ハンドル２４０の試運転の間、電気回路遮断器を固定することができるため、突起（２０３、２０４）は、接続要素２００を製造用に設計するのに有利である。
【００２９】
電気回路遮断器２６０のリセット動作において、遮断器ハンドル２４０は、ピボット２４３の周りを反時計回りに回転する。遮断器ハンドル２４０の回転により、クレードル２４２は第１の構成要素２４５まで動く。クレードル２４２と第１の構成要素２４５との接合により、第１の構成要素２４５にピボット２４６の周りを時計回りに回転する力が加わる。第１の構成要素２４５は、接続要素２００の第１の面２０１に接続するように回転する。第１の構成要素２４５と接続要素２００との間の接続は、接続要素２００をピボット２０７を中心に反時計回りに回転させる。接続要素２００の回転により、接続要素２００の第２の面２０２がハンマ構成要素２３６の傾斜面２３８に接触し、遮断器ハンドル２４０と可動面２２０との間の機械的リンケージが達成される。遮断器ハンドル２４０の継続回転により、ハンマ構成要素２３６はバイアス２２２により力を加えられるのと同一の方向に動き、可動面２２０をシース２２１内の第１の位置まで動かす。
【００３０】
図２Ｃは、電気回路遮断器２６０の通常動作状態における遮断器ハンドル２４０と可動面２２０との間の機械的リンケージの拡大図を示すものである。図２Ｃに示される構成において、接続要素２００は、ハンマ構成要素２３６の傾斜面２３８上に示されているが、ハンマ構成要素２３６には何らの力も伝達していない。遮断器ハンドルが動作位置に設定されているとき、遮断器ハンドル２４０に接続されたクレードル２４２は通常動作位置に示されている。第１の構成要素２４５も、通常動作位置に示されている。
【００３１】
図２Ｄは、電気回路遮断器２６０のリセット動作中における遮断器ハンドル２４０と可動面２２０との間の機械的リンケージの拡大図を示すものである。図２Ｄに示される構成において、遮断器ハンドル２４０は見ることができないが、ピボット２４３の周りをオフ位置まで反時計回りに回転する。遮断器ハンドル２４０の回転は、クレードル２４２を動かして第１の構成要素２４５まで押しやり、第１の構成要素２４５はピボット２４６を中心に時計回りに回転する。第１の構成要素２４５は回転して、接続要素２００の第１の面２０１に接触する。接続要素２００は反時計回りに回転し、第２の面２０２がハンマ構成要素２３６の傾斜面２３８に接触する。電気回路遮断器のリセット動作中、クレードル２４２は、第１の構成要素２４５に接触する。次に、第１の構成要素２４５は接続要素２００に接触し、接続要素２００は、ハンマ構成要素２３６に接触する。本開示の実施形態によれば、接続要素２００は、遮断器ハンドル２４０の動作とピストントリップ２７０内の可動面２２０との間の機械的リンケージを提供する。
【００３２】
図３Ａは、接続要素２００の斜視図を提供するものである。ある実施例の構成によれば、接続要素２００は、一般に三角形又は楔形である。接続要素２００は、ピボットを通すために１つの角の近傍に丸穴２０６を有する。丸穴２０６により、接続要素２００は、丸穴２０６の中心位置を中心に旋回することができる。接続要素２００は、第１の面２０１と第２の面２０２とを有する。第１の面２０１は、遮断器ハンドル２４０に機械的にリンクされた第１の構成要素２４５のための接触箇所である。第２の面２０２は、可動面２２０にリンクされたハンマ構成要素２３６のための接触箇所である。接続要素２００は、第１の突起２０３と第２の突起２０４とを更に有する。第１の突起２０３は、第１の面２０１の近傍に位置し、第２の突起２０４は、第２の面２０２の近傍に位置する。第１の突起２０３と第２の突起２０４とは、丸穴２０６を貫通するピボットから半径方向に伸びる半径方向機構部２０８とインタフェースをとることにより、接続要素２００を望ましい位置に維持する。
【００３３】
図３Ｂは、支持棒２０５を組み込んだ接続要素２００’の斜視図を提供するものである。支持棒２０５は、第１の突起２０３に接続された第１の端部及び第２の突起２０４に接続された第２の端部を有する。従って、支持棒２０５は、支持棒２０５と、第１の突起２０３と、第２の突起２０４と、接続要素２００’の上面とによって形成される空隙を取り囲む。支持棒２０５と第１及び第２の突起（２０３、２０４）とにより形成される空隙は、丸穴２０６を貫通するピボットから半径方向に伸びる半径方向機構部２０８とインタフェースをとることによって、接続要素２００’を望ましい位置に保持するのに使用されうる。半径方向機構部２０８は、支持棒２０５によって覆われる。一実施例の構成において、接続要素２００’は、支持棒２０５を使用することによって接続要素２００’を望ましい位置に保持するという改善された機能を提供することができ、接続要素が半径方向機構部２０８を超えてスリップしないようにする。
【００３４】
図４Ａは、トリップしていない動作位置における配線用遮断器（ＭＣＣＢ）の側面図を示すものである。図４Ａの下位部は、ＭＣＣＢの遮断ユニット内に収納された電気的接点の断面図を提供するものである。図４Ａから４Ｃに示される断面図は、図２Ａに示される断面図とは異なる断面のものである。図４Ａにおいて、第１の可動接点４０２と第２の可動接点４０４とを備える回転可能な導体４１０が確認できる。可動接点（４０２、４０４）は、第１の固定接点４０６及び第２の固定接点４０８と電気的に接続されていることが示されている。図示の構成において、固定接点（４０６、４０８）は、回転可能な導体４１０を介して電気的に接続されている。図４Ａで提供される構成において、ＭＣＣＢに付勢すると、固定接点（４０６、４０８）間に電流が流れ、ＭＣＣＢはオンする。図示のオン位置において、遮断器ハンドル２４０は垂直方向に向いており、第１の構成要素２４５は、クレードル２４２と接触することになる異なる位置への移動がされていない。接続要素２００は、ハンマ構成要素２３６の方へ押されていない。
【００３５】
図４Ｂは、アーク故障事象の後のトリップした位置におけるＭＣＣＢの側面図を図示するものである。このトリップした位置において、回転可能な導体４１０は、この回転可能な導体を流れる閾値を超える電流に応答して反時計回りに回転する。トリップした位置において、可動接点（４０２、４０４）は固定接点（４０６、４０８）に接触しておらず、電流は、固定接点（４０６、４０８）間を流れることができない。可動接点（４０２、４０４）が固定接点（４０６、４０８）から離れるとアーク放電事象が生じ、エネルギーが放出され、遮断ユニット内の圧力が上昇する。上昇した圧力は、流体連通を介して、図２Ａの断面図において示されるチャンバ２１０に伝わる。圧力の上昇に応答して、ハンマ構成要素２３６は、トリップ機構２３０の方へ押され、トリップ機構２３０を起動する。図４Ｂは、トリップ機構の起動後におけるＭＣＣＢ内の様々な構成要素の位置を図示するものである。トリップ機構２３０の起動により、遮断器ハンドル２４０は図４Ｂにおいて示されるトリップした位置まで動き、遮断器ハンドル２４０は、図４Ａにおいて示されるオン位置に対して反時計回りに回転する。
【００３６】
図４Ｃは、オフ位置においてリセットされているＭＣＣＢの側面図を図示するものである。図４Ｃにおいて、遮断器ハンドル２４０は、図４Ｂに示されるトリップの位置に対して、図４Ｃに示されるオフ位置まで反時計回りに回転する。図４Ｃにおいて、遮断器ハンドル２４０は、反時計回りにオフ位置まで回転させる。遮断器ハンドル２４０は、例えば遮断器ハンドル２４０を手動操作するユーザによって、リセット位置に押しやられる。オフ位置において、可動接点（４０２、４０４）は、図４Ｂのように固定接点（４０６、４０８）に接触していない。再び図４Ｃを参照するに、クレードル２４２が遮断器ハンドル２４０とともに同一のピボット２４３の周りを回転するように遮断器ハンドル２４０に機械的に接続されたクレードル２４２は、第１の構成要素２４５に接触する。クレードル２４２と第１の構成要素２４５との間の接触は、第１の構成要素２４５に時計回りに回転するように力を加える。それにより、第１の構成要素２４５は、接続要素２００に接触するまで回転する。すると、接続要素２００は、ハンマ構成要素２３６に接触するまで反時計回りに回転する。ハンマ構成要素２３６は、接続要素２００の接触により、通常動作のトリップしていない位置へ戻される。従って、接続要素２００は、ＭＣＣＢ内のピストントリップ内において、遮断器ハンドル２４０と可動面に機械的に接続されたハンマ構成要素２３６との間の機械的接続を提供する。遮断器ハンドル２４０をリセット位置へ操作した後のＭＣＣＢの動作において、遮断器ハンドル２４０は、図４Ａに示されるトリップしていない位置に戻ることができる。
【００３７】
本開示の特定の実施形態及び適用例が図示され、説明されているが、本開示は、本明細書において開示された厳密な構造及び構成に限定されるものではなく、種々の修正、変更及び変形が、添付の特許請求の範囲において特定される本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく、上記の記載から明確であるものと理解されたい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
0005914519.tif 000003
【図１Ｃ】
0005914519.tif 000004
【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
0005914519.tif 000007
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
0005914519.tif 000009
【図２Ｄ】
0005914519.tif 000010
【図３Ａ】
0005914519.tif 000011
【図３Ｂ】
0005914519.tif 000012
【図４Ａ】
0005914519.tif 000013
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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