(57)【要約】【課題】ダッシュポットの製造時にシリンダの中に気泡が溜まることを許容し、安定動作するダッシュポットを提供する。【解決手段】ダッシュポット（１）は、シリンダ（２）と、プランジャ（３）と、プランジャ（１）をシリンダ（２）の底向きに押す制動ばね（４）と、制動油（５）と、シリンダ（２）を密閉するポールヘッド（７）と、を有し、シリンダ（２）を横向きにした状態で使用される。プランジャ（３）は、使用状態の時に、シリンダ（２）の軸に沿って伸びる溝（３ｄ）を上側に有しており、ポールヘッド（７）とプランジャ（３）との間には、制動油（５）と少なくとも溝（３ｄ）の体積分の気泡とが含まれており、溝（３ｄ）の深さと幅とは、気泡の有無によらずプランジャ（３）をポールヘッド（７）側へと進めるのに要する力が同じとなるように設定される。これにより、プランジャ（３）がシリンダ（２）内の気泡から受ける影響を軽減して、その移動速度を安定させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒状の非磁性材からなるシリンダと、前記シリンダ内部に設けられている、磁性材からなるプランジャと、前記プランジャを前記シリンダの底向きに押す制動ばねと、前記シリンダ内に充填されている制動油と、シリンダを密閉する、磁性材からなるポールヘッドと、を有し、シリンダを横向きにした状態で使用されるダッシュポットであって、
前記プランジャは、シリンダの軸に沿って伸びる溝を、前記使用状態においてプランジャの上側に有しており、
前記シリンダ内において前記ポールヘッドと前記プランジャとの間には、前記制動油と、少なくとも前記プランジャの溝の体積分の気泡と、が含まれており、
前記プランジャは、前記溝を有している側面が前記シリンダ内面に当接しており、前記溝に前記気泡の空気を通しながら制動油内を摺動する気体通過時と、プランジャの全周とシリンダとの間に制動油が介在している状態で摺動する制動油通過時と、の何れの時においても、プランジャをポールヘッド側へと進めるのに要する力が同じとなるように、前記溝の深さと幅とが設定されている、ことを特徴とするダッシュポット。
【請求項２】
前記プランジャは、前記使用状態において、前記溝が上を向くように重心が設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載のダッシュポット。
【請求項３】
前記プランジャは、前記使用状態において、前記溝が上を向くようにプランジャの下側に前記シリンダの軸に沿って伸びているガイド溝を有しており、前記シリンダは、前記プランジャが前記シリンダの軸に沿って移動自在なように、前記ガイド溝に嵌るガイド板を有している、ことを特徴とする請求項１に記載のダッシュポット。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の内の何れか一項に記載のダッシュポットを用いた、回路遮断器
の電磁引き外し装置であって、
前記シリンダが、被保護回路へと流れる電流が供給されて前記プランジャを磁化する電磁コイルを巻きつけられており、
更に、前記電磁コイルに過電流が流れ、前記プランジャが前記ポールヘッドに接触した場合に、前記ポールヘッドに引き付けられることによって、前記被保護回路への給電を遮断する遮断回路を起動する操作スイッチを有している、ことを特徴とする、回路遮断器の電磁引き外し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制動油を用いるダッシュポットと、これを用いた、回路遮断器の電磁引き外し装置と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回路遮断器の電磁引き外し装置に用いるダッシュポットが知られている。図７（ａ）は、従来から知られているダッシュポット５０を示す。ダッシュポット５０は、有底円筒状のシリンダ５１と、プランジャ５２と、プランジャ５２をシリンダ５１の底に押す制動ばね５３と、シリンダ５１内に充填されている制動油５４と、シリンダ５１を密封するポールヘッド５５と、を有している。シリンダ５１は、非磁性材からなり、プランジャ５２と、ポールヘッド５５と、は磁性材からなる。
【０００３】
ダッシュポット５０は、例えば、シリンダ５１内にプランジャ５２を収めるステップと、該プランジャ５２に制動ばね５３をセットするステップと、シリンダ５１に制動油５４を充填するステップと、ポールヘッド５５を取り付けるステップと、で製造される。
【０００４】
従来、前記制動油５４を充填すると、シリンダ５１内に気泡５６が残ることが問題となっていた。図７（ａ）に示すように、ポールヘッド５５とプランジャ５２との間に気泡５６があると、図７（ｂ）に示すＢ−Ｂ'断面より理解されるように、気泡５６があるところでは、プランジャ５２は、制動油５４に接する面積が少ないため、設定値よりも速く移動する。このことは、ダッシュポット５０の安定動作を妨げる。この結果、例えばダッシュポット５０を用いた、回路遮断器の電磁引き外し装置の動作タイミングを不安定にし、その品質を低下させる。下記特許文献１には、シリンダの上側に空気が残らないように密閉可能なポールヘッドを有するダッシュポットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５４−３０２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図７に示したプランジャ５２の下端には、シリンダ５１の底面に張り付くことを防ぐため、突起５２ａが設けられている。突起５２ａは、シリンダ５１の底面に設けられることもある。シリンダ５１に制動油５４を充填した場合、プランジャ５２の突起５２ａの周りに気泡５６が留まることが知られている。このような気泡５６は、前記特許文献１に示す技術では、処理することができない。
【０００７】
ダッシュポット５０は、例えば、図８に示すように、回路遮断器の電磁引き外し装置６０に用いられる。装置６０は、横置きにしたダッシュポット５０と、シリンダ５１に巻きつけられた電磁コイル６１と、ポールヘッド５５に引き付けられることによって、被保護回路への給電を遮断する遮断回路（図示せず）を起動させる操作スイッチ６２と、を有している。操作スイッチ６２は、一端がシリンダ５１に取り付けられているＬ字型の継鉄６２ｂと、継鉄６２ｂの他端に回動可能に取り付けられており、ポールヘッド５５から定められた距離だけ離れた位置にセットされている操作棒６２ａと、を含む。電磁コイル６１は、被保護回路へと過電流が流れた際にプランジャ５２を磁化するようにシリンダ５１に巻きつけられている。前記保護回路へと過電流が流れると、プランジャ５２は、電磁コイル６１によって磁化され、ばね５３に抗して動き、ポールヘッド５５に接触する。プランジャ５２によって磁化されたポールヘッド５５は、操作棒６２ａを引き付けて周知の方法で遮断回路を起動させる。装置６０を使用している間に、気泡５６がプランジャ５２とポールヘッド５５との間に移動し、まとまった大きな気泡となることがある。この大きな気泡は、プランジャ５２の均一な安定した動作を妨げる要因となる。
【０００８】
本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、ダッシュポットの製造時にシリンダの中に気泡が溜まることを許容し、安定動作するダッシュポットと、該ダッシュポットを用いた、回路遮断器の電磁引き外し装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、有底円筒状の非磁性材からなるシリンダと、前記シリンダ内部に設けられている、磁性材からなるプランジャと、前記プランジャを前記シリンダの底向きに押す制動ばねと、前記シリンダ内に充填されている制動油と、シリンダを密閉する、磁性材からなるポールヘッドと、を有し、シリンダを横向きにした状態で使用されるダッシュポットであって、前記プランジャは、シリンダの軸に沿って伸びる溝を、前記使用状態においてプランジャの上側に有しており、前記シリンダ内において前記ポールヘッドと前記プランジャとの間には、前記制動油と、少なくとも前記プランジャの溝の体積分の気泡と、が含まれており、前記プランジャは、前記溝を有している側面が前記シリンダ内面に当接しており、前記溝に前記気泡の空気を通しながら制動油内を摺動する気体通過時と、プランジャの全周とシリンダとの間に制動油が介在している状態で摺動する制動油通過時と、の何れの時においても、プランジャをポールヘッド側へと進めるのに要する力が同じとなるように、前記溝の深さと幅とが設定されている、ことを特徴とする。
【００１０】
上記ダッシュポットにおいて、前記プランジャは、前記使用状態において、前記溝が上を向くように重心が設定されている、ことが好ましい。
【００１１】
上記ダッシュポットにおいて、前記プランジャは、前記使用状態において、前記溝が上を向くようにプランジャの下側に前記シリンダの軸に沿って伸びているガイド溝を有しており、前記シリンダは、前記プランジャが前記シリンダの軸に沿って移動自在なように、前記ガイド溝に嵌るガイド板を有している、ことが好ましい。
【００１２】
本発明の回路遮断器の電磁引き外し装置は、前記何れかに記載のダッシュポットを用いた、回路遮断器の電磁引き外し装置であって、前記シリンダが、被保護回路へと流れる電流が供給されて前記プランジャを磁化する電磁コイルを巻きつけられており、更に、前記電磁コイルに過電流が流れ、前記プランジャが前記ポールヘッドに接触した場合に、前記ポールヘッドに引き付けられることによって、前記被保護回路への給電を遮断する遮断回路を起動する操作スイッチを有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のダッシュポットによれば、プランジャの溝の寸法を、気体通過時と制動油通過時とでプランジャをポールヘッド側へと進めるのに要する力が同じになるように設定してある。この結果、ダッシュポットは、ポールヘッドとプランジャとの間に気泡がある場合でも、プランジャがシリンダ内の気泡から受ける影響を軽減して、プランジャの移動速度を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施例に係るダッシュポットの断面図。
【図２】第１実施例のダッシュポットのプランジャの構成を示す斜視図。
【図３】第１実施例のダッシュポットを用いた、回路遮断器の電磁引き外し装置の断面図。
【図４】（ａ）はシリンダ内でのプランジャの動きを説明するための図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ’線断面図。
【図５】（ａ）はプランジャが制動油内を通過している時の断面図、（ｂ）はプランジャがシリンダ上側に当接している時の断面図。
【図６】（ａ）（ｂ）は変形例によるプランジャの斜視図。
【図７】（ａ）は従来のダッシュポットの断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ'線断面図。
【図８】従来のダッシュポットを用いた、回路遮断器の電磁引き外し装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態に係るダッシュポットは、シリンダを横向きにした状態で使用されるダッシュポットであって、使用状態の時に、シリンダの軸に沿って伸びる溝を上側に有しているプランジャを備えていることを特徴とする。プランジャの動作状態には、前記溝を有している側面がシリンダ内面に当接しており、前記溝に前記気泡の空気を通しながら制動油内を摺動する気体通過時と、プランジャの全周とシリンダとの間に制動油が介在している状態で摺動する制動油通過時と、がある。前記溝の幅と深さとは、前記気体通過時、前記制動油通過時の何れの時においても、プランジャをポールヘッド側へと進めるのに要する力が同じとなる値に設定する。シリンダ内のポールヘッドとプランジャとの間には、制動油と、少なくとも前記プランジャの溝の体積分の気泡と、が含まれるように設定する。前記構成を採用することによって、プランジャがシリンダ内の気泡から受ける影響を軽減して、その移動速度を安定させる。シリンダ内に気泡を全く無いように製造することは、高度な加工技術を要するが、少なくとも前記プランジャの溝の体積分の気泡を含むように作ることは、比較すれば、非常に簡易に行うことができるという利点を有している。上記のように構成されたダッシュポットの実施例について説明する。
【００１６】
（実施例）
図１及び図２は、本発明の実施例に係るダッシュポット１の構成を示す図である。ダッシュポット１は、有底円筒状のシリンダ２と、プランジャ３と、プランジャ３をシリンダ２の底に押す制動ばね４と、シリンダ２内に充填されている制動油５と、制動油５上に用意された気泡６と、シリンダ２を密封するポールヘッド７と、を有している。シリンダ２は、非磁性材からなり、プランジャ３と、ポールヘッド７と、は磁性材からなる。
【００１７】
プランジャ３には、例えば可動鉄心を用いる。プランジャ３は、突起部分３ａと、本体部分３ｂと、細軸部分３ｃとで構成されている。制動ばね４は、本体部分３ｂと細軸部分３ｃとの段差部分に係止されている。突起部分３ａは、プランジャ３がシリンダ２の底面に張り付くことを防ぐために設けられている。突起部分３ａの代わりに、シリンダ２の底面に上向きの突起を設けてもよい。
【００１８】
以下の説明において、シリンダ２の直径をｄ１、プランジャ３の本体部分３ｂの軸方向の長さをＬ１、直径をｄ２と表す。
【００１９】
ダッシュポット１は、次の手順で製造する。まず、シリンダ２内に制動油を充填し、制動油の充填されたシリンダ２内にプランジャ３を収め、該プランジャ３に制動ばね４をセットする。その後、制動油の充填されたシリンダ２を、磁性材からなるポールヘッド７で密閉する。前記制動油５は、この密閉を行ったときに、ポールヘッド７と制動油５との間に、少なくとも前記プランジャ３の溝の体積分の気泡６を含む量に設定する。これによってダッシュポット１が製造される。
【００２０】
図２に示すように、プランジャ３の本体部分３ｂは、シリンダ２を横向きの使用状態にした時に、シリンダ２の軸に沿って伸びる溝３ｄを、その上側に有している。
【００２１】
図３は、前記構成のダッシュポット１を横置きにして用いた、回路遮断器の電磁引き外し装置２０を示す。装置２０は、横置きにしたダッシュポット１と、シリンダ２に巻きつけられた電磁コイル２１と、ポールヘッド７に引き付けられることによって、被保護回路への給電を遮断する遮断回路を起動する操作スイッチ２２と、を有している。電磁コイル２１は、被保護回路へと過電流が流れた際にプランジャ３を磁化するようにシリンダ２に巻きつけられている。操作スイッチ２２は、一端がシリンダ２に取り付けられているＬ字型の継鉄２２ｂと、継鉄２２ｂの他端に回動可能に取り付けられており、ポールヘッド６から定められた距離だけ離れた位置にセットされている操作棒２２ａと、を含む。前記被保護回路へと過電流が流れると、プランジャ３は、電磁コイル２１によって磁化され、ばね４に抗して動き、ポールヘッド７に接触する。この際、溝３ｄに気泡６の空気が通る時と制動油５が通る時とで、プランジャ３の移動速度は均一となるように設定されている。プランジャ３によって磁化されたポールヘッド７は、操作棒２２ａを引き付けて図示しない遮断回路を起動させる。この操作スイッチ２２を含め電磁引き外し装置の構成及び基本動作は、周知であるため、これ以上の詳しい説明は省く。
【００２２】
図４（ａ）（ｂ）は、ダッシュポット１のシリンダ２内でのプランジャ３の動き方を説明するための図である。プランジャ３が図面左側へと進み、気泡６の空気が溝３ｄを通る時、溝３ｄからプランジ３の突起部分３ａ側に押し出される制動油５の動きについて説明する。溝３ｄから押し出された制動油５は、矢印９ａで示すように、プランジャ３の底側へと入りこむ。制動油５内でのプランジャ３の移動のし難さは、シリンダ２との間の間隔に反比例し、制動油５に接している部分の角度θの値に比例する。角度θは、例えば、プランジャ３が全ての面で制動油５に接している場合、３６０度である。即ち、図４（ｂ）において、矢印９ｃ、９ｄで示すように、シリンダ２との間隔の狭い側部部分よりも、矢印９ｅ、９ｆで示すように、間隔の広い部分の方に、溝３ｄから吐出される制動油５は多く流れ込む。プランジャ３の本体３ｂには、矢印９ｂで示す向きに力が働く。この結果、プランジャ３は、気泡６があるところでは、溝３ｄを有している側面がシリンダ２内面に当接した状態でポールヘッド７側へと動く。
【００２３】
（溝の寸法決めについて）
ダッシュポット１は、プランジャ３が気泡の無い部分及び気泡のある部分で、プランジャをポールヘッド７側へと進めるのに要する力が同じとなるように、溝３ｄの寸法を設定していることを特徴とする。以下、溝３ｄの寸法の決め方について説明する。
【００２４】
シリンダ２とプランジャ３の寸法については、図１に示したｄ１、ｄ２、Ｌ１の表記を用いる。シリンダ２の全周が均一幅の流路の場合、制動油５内でのプランジャ３の移動のし難さを表す粘性減衰係数λは、下記の「数１」で表される（引用文献:サーキットプロテクタの動作特性より）。
【００２５】
【数１】
2013145643.tif 000003
【００２６】
シリンダ２の一部で幅Ｗが異なる流路があった場合、粘性減衰係数λは流路の幅Ｗとプランジャ３の軸中心からの角度θとに依存し、下記「数２」で表される。
【００２７】
【数２】
2013145643.tif 000004
【００２８】
λが次の「数３」で表されると仮定する。
【００２９】
【数３】
2013145643.tif 000005
【００３０】
複数の粘性減衰係数の合成値λsumを、次の「数４」で近似する。
【００３１】
【数４】
2013145643.tif 000006
【００３２】
図５（ａ）は、前記制動油通過時のシリンダ２とプランジャ３との位置関係を示す図である。図５（ｂ）は、前記気体通過時のシリンダ２とプランジャ３との位置関係を示す図である。幅Ｗと角度θとの関係が、次の「表１」に示す関係にある場合を考える。ｔはある定数である。
【００３３】
【表１】
2013145643.tif 000007
【００３４】
前記「数４」に基づいて求められる１／λsumの値が、図５（ａ）の場合と図５（ｂ）の場合とで同じ値となる角度θ１の値を求める。
【００３５】
シリンダの直径ｄ１が５．０ｔ、定数μ＝１．０、Ｌ１＝２０．０ｔとする場合、図５（ａ）に示す場合の粘性減衰係数λａは、０．０２１７３であり、図５（ｂ）に示す場合の粘性減衰係数λｂは、０．０２１７１であった。結果、θ１は、７．４度と求まる。
【００３６】
上記「表１」に示した条件下においては、溝３ｄの幅Ｗ（即ち溝の深さ）が１．８ｔの場合、その領域の広がり（溝の幅）は、中心軸から角度θ１＝７．４度の範囲に設定する。これにより、前記気体通過時と前記制動油通過時に、プランジャ３をポールヘッド７側へと進めるのに要する力を同じにすることができる。
【００３７】
以上に説明したように、実施例に係るダッシュポット１は、前記気体通過時、前記制動油通過時の何れの時においても、プランジャ３をポールヘッド７側へと同じ速度で進めることができる。シリンダ内に気泡を全く無いように製造することは、高度な加工技術を要するのに比べ、シリンダ２内に少なくとも前記プランジャ２の溝３ｄの体積分の気泡を含むように作ることは、非常に簡易に行うことができる。厳密には、プランジャ３が図５（ａ）に示す状態から（ｂ）に示す状態になる間と、プランジャ３の溝３ｄ内を気泡が完全に貫通する迄の間は、前記「数４」の関係を満たさないが、実施例に係るダッシュポット１は、前述のように製造の簡易化という顕著な効果を奏し得るものである。
【００３８】
（プランジャの変形例）
図６（ａ）（ｂ）は、プランジャ３の変形例を示す図である。プランジャ３と同じ構成要素には同じ参照番号を付して示し重複した説明は省く。プランジャは、使用中、溝３ｄを上向きに保つのが好ましい。図６（ａ）に示すプランジャ３１は、使用中、溝３ｄが上を向くように、重心が設定されている。詳しくは、本体部分３ｂ内に軸に沿って伸びている細長い空洞３ｅを備える。空洞３ｅは、プランジャ３１に、制動油５内で溝３ｄを有している側を上にする浮力を与える。該構成を採用することで、例えば、ダッシュポット１がシリンダ２の軸周りに傾いていても、正常に動作することができるという利点を有する。
【００３９】
図６（ｂ）に示すプランジャ３２は、溝３ｄが上を向くように、本体部分３ｂの下側に軸に沿って伸びているガイド溝３ｆを備える。シリンダ２には、プランジャ１２が軸に沿って移動自在なように、前記ガイド溝３ｆに嵌るガイド板２ａを設ける。該構成を採用することで、プランジャ３２の溝３ｄの向きを常に上向きに設定することができる。
【００４０】
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、プランジャ３を上向きに保持するように重心を設定するため、図６（ａ）に示すようにプランジャ３の上部に空洞３ｅを設けるだけでなく、下部に釣り合い重りを内蔵させてもよい。
【００４１】
また、溝３ｄは、移動速度に関する実験データに基づいて、その内部にシリンダ２の軸に沿って伸びる、移動速度調節用の任意の厚みの１又は複数の仕切り壁を備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のダッシュポットは、回路遮断器の電磁引き外し装置の他、ダッシュポットを横向きに静止状態で使用する装置において用いることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１    ダッシュポット
２    シリンダ
３    プランジャ
３ｄ    溝
４    制動ばね
５    制動油
６    気泡
７    ポールヘッド
【図２】
2013145643.tif 000008
【図６】
2013145643.tif 000009
【図１】
2013145643.tif 000010
【図３】
2013145643.tif 000011
【図４】
2013145643.tif 000012
【図５】
2013145643.tif 000013
【図７】
2013145643.tif 000014
【図８】
2013145643.tif 000015