(57)【要約】【課題】【解決手段】本発明は遮断器開閉執行機関及びその駆動装置の一つであり、駆動装置に膨張体、ヒーターが含まれ、力伝達機関が遮断器のスイッチ機関を接続する役割を果たす。ヒーターに電気を入れると、膨張体中の膨張物質は熱で体積-変位変化が発生して力伝達機関を押し、力伝達機関が遮断器スイッチ機関を連動し、遮断器を開閉させる。本発明は物質の相転移体積膨張で温度変化による膨張力と変位を利用し、遮断器の開閉にエネルギー（力×変位或いはトルク×角度）を与え、遮断器の外部エネルギー蓄積機関（即ち、力伝達機関）又はは遮断器本来の開閉機械機関を駆動することにより、遮断器を開閉させる。本発明は、制御回路に合わせ、電気スイッチの遠隔制御と自動制御が実現できる。また、本発明はシンプルで、制御エネルギーが小さく、動作が安定、体積がすごく小さいのにとても大きな駆動力が出力される。本駆動装置は各種の遮断器開閉がコンタクト系構造を採用する遮断器に広く使われる。
2013519212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断器開閉執行機関の一つであり、駆動装置、力伝達機関を含み、力伝達機関が遮断機のスイッチ機関を接続する役割を果たすものであって、特徴は、駆動装置には、膨張体とヒータがあり、膨張体が力伝達機関を接続する役割を果たし、ヒータに電源を入れたら、膨張体中の膨張物質が熱で膨張することにより、体積と変位が変化することで、力伝達機関を動かし、力伝達機関が遮断機スイッチ機関を連動することにより、遮断機を開閉させる。上述した膨張体にはメタル・シェル、メタル・シェル内部に取り付けている膨張物質、体積膨張-変位膨張コンバータが含まれ、膨張体はパラフィンであり、ヒーターはPTC正温度係数サーミスタ或いは電気ヒーターを採用し、力伝達機関にはエジェクタロブ、スプリングとコードが含まれる、遮断器開閉執行機関。
【請求項２】
遮断器開閉執行機関の一つであり、それにはヒーター、シェル、シェル内部の密封室に取り付けた膨張物質及び体積膨張-変位膨張コンバータが含まれ、その特徴は、体積膨張-変位膨張コンバータにエジェクタピストンが含まれ、シェルの上面にエジェクスル―ホールを開け、エジェクスル―ホールに移動可能なエジェクタピストンを設置し、エジェクタピストンとシェルの間が密封接続し、シェル内部の密封室にあるエジェクタピストン部は膨張物質と直接或いは間接に接続し、シェル内部の密封室に流体媒体と膨張物質の混合物があり、シェル内部の密封室中のエジェクタピストン部は流体媒体に置かれ、シェル内部の密封室に分離ダイアフラムを設置し、ダイアフラムは膨張物質と流体媒体の間に設置している、遮断器開閉執行機関。
【請求項３】
エジェクタピストンとシェルの間にシールを設置し、シールはOリング、ガスケット、リングシールセット或いはそれらの組合せを採用している、
ことを特徴とする請求項２に記載の遮断器開閉執行機関。
【請求項４】
ヒーターがシェル内部の膨張物質或いは膨張物質に接続するシェルの外部に設置している、
ことを特徴とする請求項２に記載の遮断器開閉執行機関。
【請求項５】
膨張物質がパラフィンであり、ヒーターはPTC正温度係数サーミスタ或いは電気加熱デバイスを採用している、
ことを特徴とする請求項３に記載の遮断器開閉執行機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気スイッチ分野に属し、遮断器開閉執行機関及びその駆動装置であり、遮断器を遠隔制御するのができる。
【背景技術】
【０００２】
目前、一般的には遮断器を使って回路を開閉しており、自動開閉の執行機関がモータや電器磁石などの駆動、さらには構造の複雑なモータ、減速機、連結棒の連動構造を採用することにより、遮断器の開閉に必要なパワーが発生する。このような執行機関は構造が複雑で、体積が大きく、作動時のエネルギー消耗が高いだけでなく、制御部のコストも高く、それと構造が非常に複雑のため、信頼性も下がった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
今回は上述した既存技術の不足点を解決し、遮断器開閉の執行機関及びその駆動装置を開発することが目的であり、該当品は体積が小さく、信頼性が高く、エネルギー消耗が低く、制御しやすく、コストが低く、シンプルであるため、一般的に使われるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
遮断器開閉執行機関には駆動装置と力伝達機関が含まれ、力伝達機関が遮断器のスイッチ機関を接続する役割を果たし、駆動装置には、膨張体とヒータがあり、膨張体が力伝達機関を接続する役割を果たし、ヒータに電源を入れたら、膨張体中の膨張物質が熱で膨張することにより、体積と変位が変化することで、力伝達機関を動かし、力伝達機関が遮断器スイッチ機関を連動することにより、遮断器を開閉させる。
【０００５】
膨張体中の膨張物質の体積変化は物質自身の固相-液相或いは液相-気相の変化によって発生するものである。
【０００６】
膨張体には、金属シェル、金属シェル内部に取り付けてある膨張物質、体積―変位膨張コンバータが含まれる。
【０００７】
膨張体とは、パラフィンなどの有機或いは無機物質のことである。
【０００８】
ヒーターはPTC（正温度係数サーミスタ）或いは電気加熱デバイスを採用する。
【０００９】
力伝達機関にはエジェクタロブ、スプリングとコードがある。
【００１０】
遮断器開閉執行機関の駆動装置には、ヒーター、シェル、シェル内部の密封室に取り付けている膨張物質及び体積膨張-変位膨張コンバータが含まれる。体積膨張-変位膨張コンバータにはエジェクタピストンがあり、シェルの上面にエジェクスル―ホールを開け、エジェクスル―ホールに移動可能なエジェクタピストンを設置し、エジェクタピストンとシェルの間は密封で、シェル内部の密封室にあるエジェクタピストン部は膨張物質と直接的に或いは間接的に接続する。
【００１１】
シェル内部の密封室に流体媒体と膨張物質の混合物があり、シェル内部の密封室中のエジェクタピストン部は流体媒体に置かれる。
【００１２】
シェル内部の密封室に分離ダイアフラムを設置し、ダイアフラムは膨張物質と流体媒体の間に設置される。
【００１３】
エジェクタピストンとシェルの間にシールを設置する。
【００１４】
シールはOリング、ガスケット、リングシールセット或いはそれらの組合せを採用する。
【００１５】
ヒーターはシェル内部の膨張物質の中或いは膨張物質と接触するシェルの外部に設置される。
【００１６】
膨張物質はパラフィンである。
【００１７】
ヒーターはPTC（正温度係数サーミスタ）或いは電気加熱デバイスを採用する。
【００１８】
本発明の動作原理はワイヤーに電源を入れると、ヒーターが発熱し、膨張体中の膨張物質が熱で膨張することにより、力伝達機関を押し、力伝達機関が変位と力を遮断器スイッチ機関「ハンドル」に転送し、遮断器を開閉させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は物質の相転移体積膨張で温度変化による膨張力と変位を利用し、遮断器の開閉にエネルギー（力×変位或いはトルク×角度）を与え、当該駆動装置が仕事をする時、遮断器の外部エネルギー蓄積機関（即ち、力伝達機関）又はは遮断器本来の開閉機械機関を駆動することにより、遮断器を開閉させる。本発明は、制御回路に合わせ、電気スイッチの遠隔制御と自動制御が実現できる。また、本発明はシンプルで、制御エネルギーが小さく、動作が安定、体積がすごく小さいのにとても大きな駆動力が出力され、コストも低い。本駆動装置はミニブレーカ(MCB)、モールドケースブレーカ(MCCB)、フレームブレーカ、真空ブレーカ及開閉がコンタクト系構造を採用する遮断器に広く使われる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の遮断器開閉執行機関の構造略図。
【図２】本発明の遮断器開閉執行機関のもう一つの実施方式の構造略図。
【図３】本発明の駆動装置の構造略図。
【図４】本発明の駆動装置の第二実施方式の構造略図。
【図５】本発明の駆動装置の第三実施方式の構造略図。
【図６】本発明の駆動装置の第四実施方式の構造略図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に添付図と具体的な実施方式を合わせ、本発明について詳しく叙述する。
【００２２】
図1のように、本発明の遮断器開閉執行機関は遮断器外部に取り付けるものであり、主に力伝達機関11、膨張体12、ヒーター13、ワイヤー14と遮断器スイッチ機関「ハンドル」15からなる。
【００２３】
力伝達機関が遮断器のスイッチ機関を接続する役割を果たし、力伝達機関にはエジェクタロブ、スプリングとコードがある。膨張体が力伝達機関を接続する役割を果たし、膨張体には、金属シェル、金属シェル内部に取り付けてある膨張物質、体積―変位膨張コンバータが含まれる。
【００２４】
膨張体は物質の固相-液相或いは液相-気相という相変化による体積変化（即ち膨張）及び液体物質、金属または非金属の熱膨張を利用し、加熱方式を採用し（PTC正温度係数サーミスタ或いはその他の電気加熱方式）、物質に相変化を発生させることにより、遮断器開閉に必要力×変位或いはトルク×角度が発生する。
【００２５】
図2に示しているのは、本発明の遮断器開閉執行機関の第二実施方式の構造であり、図1との区別は執行機関をブレーカの内部に取り付けることだけである。
【００２６】
図3に示しているのは、本発明の遮断器開閉執行機関の駆動装置の第一実施方式であり、ヒーター5、シェル2、シェル内部の密封室に取り付けている膨張物質4及び体積膨張-変位膨張コンバータが含まれる・膨張物質はパラフィン、ヒーターはPTC正温度係数サーミスタ或いは電気ヒーターを採用する。上述した体積膨張-変位膨張コンバータはエジェ係数サーミスタ或いは電気ヒーターを採用する。上述した体積膨張-変位膨張コンバータにはエジェクタピストン1が含まれ、シェルの上面にエジェクスル―ホールを開け、エジェクスル―ホールに移動可能なエジェクタピストン1を設置し、エジェクタピストンとシェルの間シール3を設置し、シールはリングシールセットを採用し、シェル内部の密封室に位置するエジェクタピストン部は直接に膨張物質に設置され、ヒーター5は膨張物質4に接続するシェル外部に設置される。
【００２７】
図4に示しているのは、本発明の遮断器開閉執行機関の駆動装置の第二実施方式であり、その構造は第一実施方式との区別は下記の通り、シール3はOリングを採用し、シェル2内部の密封室に流体媒体と膨張物質の混合物があり、シェル内部の密封室中のエジェクタピストン部を流体媒体に置かれ、流体媒体は液体オイル、グリース又はシーラントなどの流体媒体を採用し、ヒーター5はシェル内部の膨張物質4に設置される。
【００２８】
図5に示しているのは、本発明の遮断器開閉執行機関の駆動装置の第三実施方式であり、その構造は第二実施方式の下に、さらに改善し、ダイアフラム8を追加した。ダイアフラムは膨張物質と流体媒体の間に設置され、膨張物質と流体媒体を隔離するように。ダイアフラムはゴーム材料、高分子材料或いはシートメタルを使って作られたものである。膨張物質が発生する膨張力でもっと有効にエジェクタピストンを押すためにダイアフラムを設置している。さらに、ダイアフラムの上方にあるシェル室に流体媒体7を設置しており、それは膨張物質の相変化で発生した体積変化を流体媒体によって、エジェクタピストンに伝達する力と変位に転換させる役割を果たしている。
【００２９】
図6に示しているのは、本発明の遮断器開閉執行機関の駆動装置の第四実施方式であり、第三実施方式との区別は、ヒーター5が膨張物質4と接続するシェル外部に設置されている。
本発明の遮断器開閉執行機関の駆動装置が遮断器の外部或いは内部に取り付けており、ヒーターワイヤーに電気を入れるとヒーター5が発熱し、シェル内部の膨張物質4（或いは膨張物質4と流体媒体7の混合物）をある温度まで加熱すると、固-液相変化が発生し、体積が大きくなり（即ち膨張）、適当なサイズのエジェクタピストン1を通して体積膨張を変位と力に転換し、遮断器の力伝達機関11に伝達し、力伝達機関は遮断器スイッチ機関（ハンドル）15を押して、遮断器を開閉させる。
【符号の説明】
【００３０】
1  エジェクタピストン
2  シェル
3  シール
4  膨張物質
5  ヒーター
6  ヒーターワイヤー
7  流体媒体
8  ダイアフラム
11  力伝達機関
12  膨張体
13  ヒーター
14  ワイヤー
15  遮断器スイッチ機関「ハンドル」
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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