(57)【要約】【課題】リモート操作装置を使って回路遮断器のハンドルをＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ位置に駆動操作する際に、リモート操作装置からハンドルに加わる過剰な駆動力でハンドルが折損するのを防ぐ。【解決手段】電磁式リニアアクチュエータを駆動源とする回路遮断器のハンドルをＯＮ，ＯＦＦ位置に駆動するリモート操作装置において、リニアアクチュエータの駆動制御部２０に、回路遮断器のＯＦＦ操作時に操作コイル６ｂに流れる励磁電流を抑える電流制御手段として、直列抵抗２１，２２、抵抗２２の短絡用スイッチング素子としてのトランジスタ２３、電圧検出素子２４で検出したＰ点の電圧を検出情報としてＦＥＴ１８を断続的にＯＮ，ＯＦＦ制御して励磁電流を各操作モードに対応した電流値に定電流制御する電流制御回路をを設け、ハンドルの操作荷重が小さいＯＦＦ操作時には、リモート操作装置のリニアアクチュエータからハンドルに加わる駆動力を低く抑えてハンドル操作を安全に行う。【選択図】      図１
2004273340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッカー式ハンドルを備えた回路遮断器に装着し、外部指令により前記ハンドルをＯＮ，ＯＦＦ位置に駆動する回路遮断器のリモート操作装置であって、該装置が回路遮断器のハンドルに連結した二位置動作形の電磁式リニアアクチュエータを装備し、その駆動制御部に与えたＯＮ，ＯＦＦ指令に基づきリニアアクチュエータの操作コイルに通電する励磁電流の向きを反転して回路遮断器のハンドルをＯＮ，ＯＦＦ位置に駆動するようにしたものにおいて、
前記リニアアクチュエータの駆動制御部に、回路遮断器のＯＦＦ操作時に操作コイルに流れる励磁電流をＯＮ，ＲＥＳＥＴ操作時に比べて低く抑える電流制御手段を備えたことを特徴とする回路遮断器のリモート操作装置。
【請求項２】
請求項１に記載のリモート操作装置において、電流制御手段として、操作コイルの励磁回路に介挿した直列抵抗と、回路遮断器のＯＦＦ操作時に前記抵抗を短絡するスイッチング素子を備えたことを特徴とする回路遮断器のリモート操作装置。
【請求項３】
請求項２に記載のリモート操作装置において、操作コイルの励磁電流を直列抵抗の挿入，短絡に対応した電流値に調整する定電流制御手段を備えたことを特徴とする回路遮断器のリモート操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線用遮断器（オートブレーカ），漏電遮断器などの回路遮断器に適用する外部付属装置としてのリモート操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低圧配電設備のコンポーネントとして使用する頭記の回路遮断器は配電盤，制御盤に装備して集中監視システムを構築する例が多く、この回路遮断器の外部付属装置（オプション品）として、外部からの指令（電気信号）により回路遮断器のロッカー式ハンドルを操作してＯＮ，ＯＦＦに切換えるようにしたリモート操作装置がある。
また、リモート操作装置として、装置の小形，コンパクト化を狙いに、旧来の電動機式リニアアクチュエータに代わる電磁式リニアアクチュエータを採用したリモート操作装置が提案，開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
次に、電磁式リニアアクチュエータを採用したリモート操作装置の従来例として、本発明と同一出願人より先に出願した特願２００１−３５２５７７号の明細書に開示されているリモート操作装置の構成を図５（ａ）  〜（ｃ）  に示す。図において、１は回路遮断器（オートブレーカ）、２は回路遮断器１に装着したリモート操作装置であり、該リモート操作装置２は、その本体ケース３の内部にガイドレール４、該ガイドレール４に案内支持した可動子（永久磁石を組合せたコアを備えている）５、およびＥ形コア６ａに励磁コイル６ｂを巻装して可動子５の両側に配した固定子６からなる電磁式リニアアクチュエータ７を内蔵した構成になる。なお、５ａは前記可動子５に設けた手動操作用ハンドル、８は本体ケース３の頂面に設けた補助開閉蓋である。そして、このリモート操作装置２を回路遮断器１の上部に組み付けた状態では、回路遮断器１の上面から上方に突出したロッカー式ハンドル１ａに前記可動子５の裏面中央に形成した凹所を嵌合して連結し、リニアアクチュエータ７の駆動操作によりハンドル１ａをＯＮ，ＯＦＦおよびＲＥＳＥＴ位置に切り換えるようにしている。
【０００４】
上記の構成で、外部からリモート操作装置２に与えたＯＮ，ＯＦＦ指令に基づき、電磁式リニアアクチュエータ７の操作コイル６ｂに励磁電流を通電すると、その励磁電流の向きに対応して発生する磁気推力により可動子５が回路遮断器１のハンドル１ａをＯＮ，ＯＦＦ位置に駆動する。なお、リモート操作装置２には、可動子２の移動経路にＯＮ，ＯＦＦ位置検知スイッチ（位置検知用のリミットスイッチ）９，１０を配備し、回路遮断器１のＯＮ，ＯＦＦ操作時にハンドル１ａに連結したリモート操作装置２の可動子５がＯＮ，ＯＦＦのストロークエンドに到達すると、前記ＯＮ，ＯＦＦ位置検知スイッチ９，１０の検知信号で操作コイル６ｂの通電を停止するようにしている。
【０００５】
一方、回路遮断器１のハンドル１ａは、トグル式リンクと開閉ばねを組合せた開閉機構部を介して可動接触子に連繋されており、さらに開閉機構部はラッチ機構を介して過電流引外し装置，漏電引外し装置などに連繋されている。
ここで、ハンドル１ａをＯＦＦからＯＮ位置，ＯＮからＯＦＦ位置に倒すと、これに従動する開閉機構部の反転動作により主回路接点が閉極，開極する。なお、このＯＮ，ＯＦＦ操作では開閉機構部の開閉ばねを反転動作させる操作力をハンドル１ａに加える必要がある。
また、主回路の過電流，漏電などで引外し装置が作動すると、ラッチ機構が釈放して開閉機構部がトリップ動作し、これにより主回路接点が開極して電流を遮断する。なお、リモート操作装置２を使用しない場合（回路遮断器１のハンドル１ａが非拘束状態）では、ハンドル１ａは開閉機構部のリンク機構の動きに従動してＯＮ位置とＯＦＦ位置の中間（トリップ表示位置）に停止する。これに対して、リモート操作装置２を付属すると、ハンドル１ａが電磁式リニアアクチュエータ７の可動子５（可動子５は固定子６のコアとの間に働く磁気吸引力でＯＮ位置に止まろうとする）に拘束されてＯＮ位置近くに止まってトリップ表示位置に移動しない。
【０００６】
また、回路遮断器１のトリップ動作後に再投入するには、ハンドル１ａを一旦ＯＦＦ位置に倒してリセット（ラッチ機構を係合させる）させた後、改めてＯＮ位置に倒すことにより主回路接点が閉極してＯＮとなる。なお、このリセット操作では、開閉機構部の開閉スプリングを反転させた上、さらにラッチをラッチ受けに引っ掛けるために、ハンドル１ａに大きな操作力を加える必要がある。
次に、前記のリモート操作装置２に採用されている従来の駆動制御回路を図６に示す。なお、図中には図５と対応する部材を同じ符号で表している。図６において、１１は制御電源回路、１２，１３はＯＮ操作リレー，およびＯＦＦ操作リレー、１４，１５は外部から開，閉指令を与えるＯＮ操作スイッチ，およびＯＦＦ操作スイッチ、１６は所定のアルゴリズムに従って可動子５を駆動制御するＣＰＵ、１７はＣＰＵ１６からの指令でＯＮ，ＯＦＦ操作リレー１２，１３を動作させるドライブ素子、１８は操作コイル６ｂの励磁回路に介挿したスイッチング素子としてのＦＥＴ、１９は回路遮断器のトリップ動作を検知する警報スイッチ（回路遮断器の付属スイッチ）であり、これらで駆動制御回路２０を構成している。なお、前記したＯＮ操作リレー１２およびＯＦＦ操作リレー１３はそれぞれ２個のリレー接点を有し、リニアアクチュエータの操作コイル６ｂは図示のようにＯＮ操作リレー１２，ＯＦＦ操作リレー１３の各リレー接点を介して制御電源回路１１から給電するようにしている。
【０００７】
次に上記の駆動制御回路２０の制御動作を図３に表すタイムチャートに基づいて説明する。すなわち、回路遮断器１をＯＮ操作するために前記のＯＮ操作スイッチ１４を投入すると、ＣＰＵ１６からの指令でＯＮ操作リレー１２が動作し、操作コイル６ｂをＯＮ方向（＋）に励磁して可動子５をＯＮ方向に駆動する。逆に、ＯＦＦ操作スイッチ１５を投入すると、ＯＦＦ操作リレー１３が動作して操作コイル６ｂをＯＦＦ方向（−）に励磁して可動子５をＯＦＦ方向に駆動する。また、この動作で可動子２がＯＮ，ＯＦＦ位置のストロークエンドまで移動すると、位置検知スイッチ１６または１７が応動し、その動作信号を基にＣＰＵ１６の出力指令によりＦＥＴ１８をＯＦＦにして操作コイル６ｂの通電を停止する。なお、回路遮断器１がトリップ動作して警報スイッチ１９がＯＮとなった場合には、可動子５を一旦ＯＮ位置に戻した上で、ＯＮ位置からＯＦＦ位置に向けて駆動するように操作コイル６ｂの励磁電流を切り換えてＲＥＳＥＴ操作するようにしている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１１２５１８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した従来のリモート操作装置２を用いて回路遮断器１をＯＮ，ＯＦＦおよびＲＥＳＥＴ操作する場合に、その動作面で次記のような解決すべき課題がある。
すなわち、回路遮断器１の開閉機構に連繋したロッカー式ハンドル１ａの操作荷重はＯＮ操作，ＯＦＦ操作，ＲＥＳＥＴ操作によって異なる。図４は発明者等が配線用遮断器で実測したＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ操作におけるハンドルの操作荷重を表す特性図である。なお、図中で横軸はハンドルのＯＮ位置を起点としたＯＦＦ位置までの距離（ｄｉｓｔａｎｃｅ（ｍｍ））  、縦軸はハンドルの切換え操作に必要な操作力（ｆｏｒｃｅ（Ｎ））  であり、特性線Ａ，Ｂ，ＣはそれぞれＯＮ操作力，ＯＦＦ操作力，ＲＥＳＥＴ操作力を表している。
【００１０】
この特性図において、縦軸のｆｏｒｃｅ（Ｎ）＝０と各特性線Ａ，Ｂ，Ｃで囲まれた面積（ｆｏｒｃｅ（Ｎ）×ｄｉｓｔａｎｃｅ（ｍｍ））がハンドル操作に要する仕事量であり、図示特性から判るようにハンドルのＯＮ操作，ＲＥＳＥＴ操作には大きな仕事量を要し、これに比べてＯＦＦ操作の仕事量は小さい。すなわち、回路遮断器をＯＮ，ＲＥＳＥＴ操作する場合にはハンドルに大きな力を加える必要があるのに対して、ＯＦＦ操作に要する力は小さくてよい。
これに対して、図６で述べた従来のリモート操作装置では、リニアアクチュエータ７の操作コイル６ｂの巻線仕様を図４の特性図で最大の操作荷重に対応して設計しているが、ＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴの各操作モードに関係なく操作コイルに流す励磁電流の大きさは同じである。そのために、ＯＮ操作，ＲＥＳＥＴ操作は問題なく行えるものの、ＯＦＦ操作時には所要のハンドル操作荷重に比べてリニアアクチュエータの磁気推力が過大となる。
【００１１】
この結果、図５で説明したリモート操作装置２によるハンドル１ａのＯＦＦ操作過程において、可動子５がＯＦＦ位置に移動したところで、ＯＦＦ位置検知スイッチ１０の動作信号を基に操作コイル６ａの励磁電流を絶った際に、いままで大きな磁気推進力を受けてＯＦＦ位置に向け移動していた可動子５の慣性力がそのまま回路遮断器１のハンドル１ａに加わることになる。このために、ハンドル１ａは所定のＯＦＦ位置で停止せずに、ＯＦＦ位置を超えて遮断器ケースに開口したハンドルの窓枠に激しく衝突し、その衝撃力で樹脂製のハンドル１ａが折損することがある。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、先記のようにリモート操作装置を使って回路遮断器のハンドルをＯＮ，ＯＦＦ，ＲＥＳＥＴ位置に駆動操作する際に、リモート操作装置の電磁式リニアアクチュエータからハンドルに加わる過剰な駆動力でハンドルが折損するのを防止できるように改良した回路遮断器のリモート操作装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、ロッカー式ハンドルを備えた回路遮断器に装着し、外部指令により前記ハンドルをＯＮ，ＯＦＦ位置に駆動する回路遮断器のリモート操作装置であって、該装置が回路遮断器のハンドルに連結した二位置動作形の電磁式リニアアクチュエータを装備し、その駆動制御部に与えたＯＮ，ＯＦＦ指令に基づきリニアアクチュエータの操作コイルに通電する励磁電流の向きを反転して回路遮断器のハンドルをＯＮ，ＯＦＦ位置に駆動するようにしたものにおいて、
前記リニアアクチュエータの駆動制御部に、回路遮断器のＯＦＦ操作時に操作コイルに通電する励磁電流をＯＮ，ＲＥＳＥＴ操作時に比べて低く抑える電流制御手段を備える（請求項１）ものとし、その電流制御手段は次記のような態様で構成する
（１）  電流制御手段として、操作コイルの励磁回路に介挿した直列抵抗と、回路遮断器のＯＦＦ操作時に前記抵抗を短絡するスイッチング素子を備え、ＯＦＦ操作時には操作コイルの励磁回路に直列抵抗を挿入して操作コイルに通電する励磁電流を低く抑えて回路遮断器のハンドルを駆動するリニアアクチュエータの磁気推進力をＯＮ，ＲＥＳＥＴ操作と比べて低く抑え、ハンドルに過大な駆動力を与えないようにする（請求項２）。
【００１４】
（２）前項（１）  の直列抵抗，および該抵抗を短絡するスイッチング素子に加えて、さらに操作コイルの励磁電流を直列抵抗の挿入，短絡に対応した定電流値に調整する定電流制御手段を備えて安定した制御が行えるようにする（請求項３）。
上記の構成により、回路遮断器のＯＮ，ＲＥＳＥＴ操作時には、前記直列抵抗がスイッチング素子により短絡されてリニアアクチュエータの操作コイルに流れる励磁電流が大きくなる。これにより、回路遮断器のハンドルを大きな駆動力でＯＮ位置，ＲＥＳＥＴ位置に確実に駆動できる。
一方、回路遮断器のＯＦＦ操作時には、操作コイルの励磁回路に直列抵抗を介挿して励磁電流を低く抑える。これにより、回路遮断器のハンドルに加わる駆動力がＯＮ，ＲＥＳＥＴ操作時に比べて小さくなるので、ハンドルがリニアアクチュエータから加わる過大な駆動推力を受けて遮断器ケースの窓枠に衝突し、これが原因でハンドルが折損すると言ったトラブル発生を防いで、安全にハンドルをＯＦＦ位置に駆動できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中において、図６に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
すなわち、図示実施例のリモート操作装置の駆動制御回路２０においては、図６の従来回路と比べて、操作コイル６ｂの励磁回路（給電回路）に直列抵抗２１，２２、および直列抵抗２２を短絡するスイッチング素子としてのトランジスタ２３が新たに装備されている。
【００１６】
さらに、電圧検出素子２４を追加装備して操作コイル６ｂの通電時に直列抵抗２１の接続点Ｐに発生する電圧（抵抗の電圧降下分）を検出し、その電圧検出値を情報としてＣＰＵ１６で設定したアルゴリズムによりＦＥＴ１８を断続的にＯＮ，ＯＦＦ制御し、操作コイル６ｂに流す励磁電流を回路遮断器のＯＮ，ＲＥＳＥＴ操作、およびＯＦＦ操作の各モードに対応した電流値に定電流制御するようにしている。
上記の構成で、回路遮断器のＯＮ操作時，および回路遮断器のトリップ動作（警報スイッチ１９がＯＮとなる）した後のＲＥＳＥＴ操作時には、ＣＰＵ１６からの指令でトランジスタ２３をＯＮにして直列抵抗２２を短絡する。また、励磁回路の通電状態では抵抗２１の接続点Ｐに発生する電圧（抵抗２１（Ｒ１）の電圧降下分）を電圧検出素子２４により検出し、その電圧検出値を取り込んだＣＰＵ１６であらかじめ設定した閾値と対比してＦＥＴ１８を断続的にＯＮ，ＯＦＦ制御する（電圧検出値が閾値を超えるとＦＥＴ１８をＯＦＦし、電圧検出値が閾値以下になればＦＥＴ１８を再びＯＮにする動作を繰り返す）。これにより、操作コイル６ｂに通流する励磁電流が図２（ｂ）  で示す電流値Ｉ２  に定電流制御されるようになる。
【００１７】
一方、回路遮断器のＯＦＦ操作時には、ＣＰＵ１６がＯＦＦ操作スイッチ１５の入力信号を受けてトランジスタ２３をＯＦＦにし、直列抵抗２２を操作コイル６ｂの励磁回路に介挿する。これにより、励磁回路の抵抗が増加して操作コイル６ｂに流れる励磁電流が減少する。また、この状態では電圧検出素子２４により直列抵抗２１と２２による電圧降下分を抵抗２１の接続点Ｐで検出し、前記のＯＮ，ＲＥＳＥＴ操作時と同様にその電圧検出値を情報としてＣＰＵ１６がＦＥＴ１８を断続的にＯＮ，ＯＦＦ制御し、操作コイル６ｂに流れる励磁電流を図２（ａ）  に示す電流値Ｉ１  （Ｉ１  ＜Ｉ２  ）に定電流制御する。これにより、回路遮断器のＯＦＦ操作時には、図５に示したハンドル１ａに加わるリニアアクチュエータの駆動力が低く抑えられる。したがって、従来装置のようにハンドル１ａがＯＦＦ位置で停止せずに遮断器ケースの窓枠に衝突して折損すると言ったトラブルを防ぐことができる。
【００１８】
なお、図示実施例では、操作コイルの励磁回路に二つの直列抵抗２１と２２を接続しているが、一方の抵抗２１を省略して実施することもできる。また、回路遮断器の機種，開閉機構の構造により、そのハンドル操作荷重特性（図４参照）でＲＥＳＥＴ操作時の操作荷重がＯＮ操作およびＯＦＦ操作時の操作荷重に比べて大きい場合には、駆動制御回路２０のＣＰＵ１６で設定するアルゴリズムを変更し、ＲＥＳＥＴ操作時にのみ励磁電流が大きく、ＯＮ操作，ＯＦＦ操作時には励磁電流を低く抑えるようにして対応させることも可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、電磁式リニアアクチュエータを駆動源とする回路遮断器のハンドルをＯＮ，ＯＦＦ位置に駆動するリモート操作装置において、前記リニアアクチュエータの駆動制御部に、回路遮断器のＯＦＦ操作時に操作コイルに流れる励磁電流をＯＮ，ＲＥＳＥＴ操作時に比べて低く抑える電流制御手段を備え、その電流制御手段として操作コイルの励磁回路に介挿した直列抵抗，および該抵抗を短絡するスイッチング素子を設け、ＯＦＦ操作時に直列抵抗を短絡させるようにしたことにより、
ハンドルの操作荷重が小さいＯＦＦ操作時には、操作コイルの励磁電流が減少してリニアアクチュエータの磁気推力が低減し、リモート操作装置からハンドルに加わる駆動力が小さくなる。これにより、従来装置で問題となっていたハンドルの折損事故を未然に防止して回路遮断器のハンドルを安全にＯＮ，ＯＦＦ操作することができて動作面での信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るリモート操作装置の駆動制御回路図
【図２】図１の操作コイルに流れる励磁電流の波形図で、（ａ），（ｂ）  はそれぞれＯＦＦ操作時、ＯＮ，ＲＥＳＥＴ操作時に対応する波形図
【図３】リモート操作装置の制御動作を表すタイムチャート図
【図４】回路遮断器のハンドル操作荷重の特性図
【図５】回路遮断器にリモート操作装置を装着した状態を表す構造図で、（ａ）  は縦断側面図、（ｂ）  は縦断正面図、（ｃ）  はリモート操作装置の横断平面図
【図６】図５のリモート操作装置に対する従来の駆動制御回路図
【符号の説明】
１    回路遮断器
１ａ  ハンドル
２    リモート操作装置
５    可動子
６    固定子
６ｂ  操作コイル
７    電磁式リニアアクチュエータ
９    ＯＮ位置検知スイッチ
１０    ＯＦＦ位置検知スイッチ
１４    ＯＮ操作スイッチ
１５    ＯＦＦ操作スイッチ
１６    ＣＰＵ
１８    ＦＥＴ（スイッチング素子）
１９    警報スイッチ
２０    駆動制御回路
２１，２２  直列抵抗
２３    トランジスタ（抵抗短絡用スイッチング素子）
２４    電圧検出素子
【図１】
2004273340.tif 000003
【図２】
2004273340.tif 000004
【図３】
2004273340.tif 000005
【図４】
2004273340.tif 000006
【図５】
2004273340.tif 000007
【図６】
2004273340.tif 000008