(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉成位置と開放位置のいずれかに駆動されるように作動機構によって制御される一対の接点と、
磁気コアを有していて、回路電流を受けるように前記接点に接続されている変流器と、
前記変流器に接続され、前記変流器からの信号を受けるように構成されていて、被保護回路内に過電流状態が発生した時、前記作動機構と相互作用して前記作動機構を作動する電子トリップユニットと、
前記電子トリップユニットに接続された前記変流器の前記磁気コアと結合するように構成された平面状磁石と、
所定の磁気ギャップだけ前記平面状磁石から分離されている平面状アーマチュアと、
前記アーマチュアに取り付けられていて、前記平面状磁石に向かう方向の前記アーマチュアの移動に応答して動作するように構成されたレバーと、
前記アーマチュアの移動に抗して前記レバーを休止位置にバイアスするバイアス手段と、
前記レバーに接続されていて、前記平面状磁石に向かう方向の前記アーマチュアの移動に応答して前記遮断器作動機構を作動するように構成されているリンクとを含むことを特徴とする、短絡遮断機能を強化した遮断器。
【請求項２】
前記平面状磁石は、遮断器負荷導体を収容するように形成されたスロットを有する請求項１記載の遮断器。
【請求項３】
前記平面状アーマチュアは、前記レバーの対応するスロット内に挿入するように構成された一対の直立タブを有する請求項１記載の遮断器。
【請求項４】
前記バイアス手段は圧縮ばねで構成されている請求項１記載の遮断器。
【請求項５】
前記レバーは、前記アーマチュアに平行な平面に延在している矩形形状を有する請求項１記載の遮断器。
【請求項６】
前記レバーは更に、前記矩形形状に直角に延在していて、オフセットタブに終端する直立タブを有する請求項５記載の遮断器。
【請求項７】
前記レバーは、前記オフセットレバー内に形成されたスロット内に相互接続されている請求項６記載の遮断器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁気トリップ応答特性を改良した遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許第４，６７２，５０１号には、電子トリップユニットを利用して、被保護回路内に発生する過電流状態を決定し作動する遮断器が記載されている。長時間、短時間および瞬時過電流状態が電子的に決定され、作動機構が作動されて遮断器接点を分離し、回路を遮断する。
【０００３】
いくつかの用途では、回路電流を検知する必要がなく、また作動機構を作動する前に電子的に前記決定を行う必要もなく、遮断器作動機構を直接作動して回路を遮断することはより有益なことがある。これは特に短絡状態が発生して、遮断器の接点に損傷を生じさせる恐れのある場合に有益である。
モータ制御センタ内におけるように過電流決定のための電子トリップユニットの他の用途では、補助のフューズを遮断器と組み合わせて使用して、フューズ溶断による迅速な遮断により短絡保護を行っている。「誘導モータ保護用遮断器」という名称の１９９３年１０月２５日に出願された米国特許出願第０８／１４０，９２８号には、短絡保護を強化すべく遮断器とともに高速作動フューズを設けることが開示されている。
【０００４】
【発明の目的】
本発明の目的は、フューズを付加する必要もなく、電子トリップを使用した遮断器の短絡保護を強化することにある。
【０００５】
【発明の概要】
短絡保護機能を強化するため、電子トリップユニットを有する遮断器の変流器組立体および作動機構内に、補助の磁気トリップアクチュエータが設けられる。アーマチュアが変流器のコアおよび駆動リンクと相互作用して、トリップユニットからトリップ出力信号を必要とすることなく作動機構を直接作動する。
【０００６】
【好ましい実施態様の説明】
本発明によれば、図１に示す工業定格の遮断器１０はモールド成形プラスチックのケース１１を有し、該ケースには同じ材料からなるカバー１２およびアクセサリカバー１３が取り付けられている。遮断器接点（図示せず）のオンおよびオフ状態が、突出しているハンドル操作部１４によって手動で制御される。過電流状態時における遮断器接点の自動開離動作は電子トリップユニット１５によって制御され、電子トリップユニット１５にはアクセサリカバーを介してアクセスできる。トリップユニット回路の詳細は例えば米国特許第４，６７２，５０１号に記載され、遮断器接点を制御する作動機構の詳細は例えば米国特許第４，８６４，２６３号に記載されている。
【０００７】
図２には、遮断器１０が、変流器１６および遮断器作動機構２０に対する補助磁気トリップユニット（ＳＭＴＵ）２５の位置を示すようにカバーおよびアクセサリカバーを取り除いて示されている。変流器は米国特許第４，９０７，３４２号に記載され、作動機構は上述した米国特許第４，８６４，２６３号に開示されているものに類似している。変流器１６は負荷ストラップ１７の一端に配列されていて、二次巻線１９と磁気コア１８を有する。ＳＭＴＵ２５上の作動レバー２７が、以下に詳細に説明する連結部材２６を介して作動機構上のトリップバー２１と相互作用する。上述した米国特許第４，８６４，２６３号に記載されているように、トリップクレードル２１が作動機構ばねを解放してクロスバー２１Ａを回転させて、可動接点アーム２２およびそれに取り付けられた可動接点２３を接点支持部２４Ａ上の固定接点２４から離すように駆動し、関連する配電システム内の各相を遮断する。
【０００８】
ＳＭＴＵ２５は図３に示されており、Ｕ字形スロット３８を有する平面状磁石２９を含み、Ｕ字形スロット３８は図２に示した磁気コア１８に磁石２９が当接し得るように形成されている。アーマチュア２８の直立アーム３５を作動レバー２７のスロット３４に挿入し、かつピン３７を開口部３６に挿入することにより、アーマチュア２８が磁石２９の上方に位置決めされて作動レバー２７に固定される。カバー１２に接する旋回部で終端している作動レバー側部２７Ａ，２７Ｂの膝形の構成により、レバー２７は以下に示すように復帰ばね３９のバイアスに抗してアーマチュア２８の下向きの動きに応答できる。作動レバー２７はスロット３１を有するオフセットタブ３２Ａに終端している垂直タブ３２を有している。トリップリンク２６が、該トリップリンクの一番下の延長部３０Ａ，３０Ｂをオフセットタブ３２Ａ内に形成されたスロット３１内に挿入することにより、作動レバーに旋回自在に取り付けられている。
【０００９】
ＳＭＴＵ２５の動作は図４を次に参照することにより良くわかる。図４では、磁石２９が変流器１６の前部に当接して位置決めされ、スロット３８は二次巻線１９で囲まれた磁気コア１８を通り抜ける負荷ストラップ１７の部分を収容するように配置されている。負荷ストラップは接点アーム支持部２２Ａを介して可動接点アーム２２に接続されている。ＳＭＴＵの残りの構成要素が遮断器カバー１２の上に位置決めされているとき、作動レバー２７の一端は復帰ばね３９上に配置され、該ばねの一端はカバー１２に形成された凹部４２内に支持されている。復帰ばねによる上向きのバイアスは、旋回部におけるレバー２７とカバー１２の相互作用、およびアーマチュアがピン３７によりレバーに旋回自在に取り付けられている所の停止面におけるアーマチュア２８とカバー１２の相互作用により平衡している。ピン３７によりレバー２７に取り付けられたアーマチュア２８は磁石２９の上方に位置決めされて、磁気ギャップがアーマチュアの端部２８Ａと磁石の端部２９Ａとの間に形成される。この所定のギャップは、図１のトリップユニット１５に作用する変流器から発生される信号をパイパスし、即座に作動機構を作動して可動接点アーム２２を開放位置に駆動する短絡オーバライド力を正確に設定する。これは下向きにアーマチュア２８に作用する磁気力によって引き起こされ、該磁気力はアーマチュア、レバー２７およびリンク２６を下向きに引いて、トリップクレードル２１から離れるようにピボット４０のまわりにアーム４１を回転させる。このように、電子トリップユニットおよび変流器を有する遮断器内に過電流状態を検知して作動するＳＭＴＵを設けることにより、短絡過電流状態に必要な遮断時間を実質的に低減することが判明した。このような強力な過電流状態の下で遮断速度を強化することにより、遮断器接点の動作寿命が有益に増長される。本発明を用いない場合には、遮断器の電子トリップユニットと遮断器の作動機構との間を連結する遮断器の別の構成要素による遅延時間の間、遮断器接点は加熱されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】過電流の決定および遮断のために遮断器内に使用される電子トリップ回路の構成を表す斜視図である。
【図２】本発明による補助磁気トリップアクチュエータおよび変流器を示すようにカバーを取り除いた、電子トリップユニットを有する遮断器の斜視図である。
【図３】図２の磁気トリップアクチュエータ内に使用される構成部品を示す拡大斜視図である。
【図４】図２の遮断器内の補助磁気トリップアクチュエータの部分断面拡大側面図である。
【符号の説明】
１１  ケース
１２  カバー
１３  アクセサリカバー
１６  変流器
１８  磁気コア
２０  作動機構
２５  補助磁気トリップアクチュエータ
２７  作動レバー
２６  リンク
２８  アーマチュア
２９  平面状磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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