(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続されると共に、この交流電源の電圧値及び周波数値を変換する電圧変換部によって開閉器の操作コイルを駆動する駆動ユニットであって、
上記駆動ユニットには、接続される上記開閉器の定格電圧値または定格電圧値及び定格周波数値を記憶する記憶手段と、
上記交流電源の電圧値または電圧値及び周波数値を検出する検出手段と、
駆動ユニットの要否を表示する表示手段と、
上記検出手段で検出された電圧値または電圧値及び周波数値と上記記憶手段に記憶された上記定格電圧値または上記定格電圧値及び上記定格周波数値とを比較し、この比較結果を予め定められた範囲値と判定し、上記比較結果の値が範囲値内または範囲値を越えることを上記表示手段に出力する制御手段とを備えたことを特徴とする開閉器の駆動ユニット。
【請求項２】
接続される上記開閉器を識別するための識別手段を備え、
上記制御手段は、上記検出手段で検出された電圧値または電圧値及び周波数値と、上記識別手段により選択された上記開閉器に対応する定格電圧値または定格電圧値及び定格周波数値とを比較するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の開閉器の駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電気回路を開閉する開閉器を駆動する駆動ユニットに関し、詳しくは、開閉器の操作コイルの電圧値等と制御電源の電圧値等とが適合しない場合でも、開閉器を駆動できる電圧変換手段としての駆動ユニットを用いて開閉器の種類を削減するものである。
【０００２】
【従来の技術】
開閉器を駆動するための操作コイルは、商用電源に直接接続されたり、商用電源の電圧を変圧器等によって変換した種々の電圧値を有する制御電源に接続されたりするので、この電圧値に対応できるために種々の定格電圧のものが設計、製作されてきた。そして、開閉器は、一般に短納期であることから、同一電流定格にも拘らず、多種類の操作コイルの定格電圧を有する開閉器を予め製作しておいて、在庫としており、注文に応じて短期に納入しているのが実情である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多数の開閉器を在庫としなければならないので、維持管理が煩雑で、広い在庫スペースを必要とするという問題点があった。加えて、制御装置に用いられる電源電圧値等は任意に決定できるために、標準以外の操作コイル等を設計、製作することが行われており、この設計、製作作業が煩雑であるという問題点があった。
【０００４】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、開閉器の操作コイルの種類を、削減することが可能な開閉器を駆動する駆動ユニットを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る開閉器の駆動ユニットは、交流電源に接続されると共に、この交流電源の電圧値及び周波数値を変換する電圧変換部によって開閉器の操作コイルを駆動する駆動ユニットであって、上記駆動ユニットには、接続される上記開閉器の定格電圧値または定格電圧値及び定格周波数値を記憶する記憶手段と、上記交流電源の電圧値または電圧値及び周波数値を検出する検出手段と、駆動ユニットの要否を表示する表示手段と、上記検出手段で検出された電圧値または電圧値及び周波数値と上記記憶手段に記憶された上記定格電圧値または上記定格電圧値及び上記定格周波数値とを比較し、この比較結果を予め定められた範囲値と判定し、上記比較結果の値が範囲値内または範囲値を越えることを上記表示手段に出力する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
第２の発明に係る開閉器の駆動ユニットは、接続される上記開閉器を識別するための識別手段を備え、上記制御手段は、上記検出手段で検出された電圧値または電圧値及び周波数値と、記識別手段により選択された上記開閉器に対応する定格電圧値または定格電圧値及び定格周波数値とを比較するようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の一実施の形態を図１に基づいて説明する。図１は、駆動ユニットを用いて開閉器を駆動する全体結線図である。
図１において、交流電源１０の端子ＡＣ１、ＡＣ２が駆動ユニット３０の入力端子ＤＩ１、ＤＩ２に接続されており、この出力端子ＤＯ１、ＤＯ２が開閉器１００の入力端子Ｓ１、Ｓ２を介して交流駆動型の操作コイル５０に接続されている。
【００１１】
駆動ユニット３０は、交流電源１０の両端に接続され、交流電源１０の電圧及び周波数の検出信号を発生する検出部３３と、交流電源１０の両端に接続され、交流電源１０の電圧及び周波数を高低を問わず異なる電圧及び周波数（電圧又は周波数の場合のみもある。）に変換するＡＣ→ＡＣ変換部３５と、開閉器１００（操作コイル５０）の定格電圧値及び定格周波数値、開閉器１００の電圧及び周波数の許容値を入力するキーボートからなる入力部３７と、この入力部３７に接続され、入力部３７から入力された値を記憶するＲＡＭ等からなる記憶部３９と、駆動ユニット３０を制御する制御部４１とを備えている。
【００１２】
制御部４１の入力には、動作指令及び模擬動作指令としての常開接点３０１の両端と、検出部３３の出力と、記憶部３９とが接続されており、この出力には、ＡＣ→ＡＣ変換部３５の入力部と、交流電源１０の電圧値及び周波数値が開閉器１００の定格電圧値及び定格周波数値の許容範囲内にあれば、駆動ユニット３０は不要であるためこの要否を表示する表示手段としての発光ダイオード４３の両端が接続されている。
【００１３】
制御部４１は内部に中央情報処理装置（以下、ＣＰＵと称する。）と、入力信号を受け取る入力インターフェイスと、出力信号を伝送させる出力インターフェイスとを備え（図示せず）、ＣＰＵは、記憶部３９に記憶された開閉器１００の定格電圧値及び定格周波数値を読みだし、検出部３３の検出信号に基づいて交流電源１０の電圧値及び周波数値を求め、両者の値をそれぞれ比較してその差を求め、この差に基づいてＡＣ→ＡＣ変換部３５を制御する。
【００１４】
また、制御部４１のＣＰＵは、記憶部３９に記憶された開閉器１００の電圧、周波数のそれぞれの許容値ｖｓ、ｆｓを読みだし、上記差がこの許容の範囲内及び範囲外に応じて発光ダイオード４３を点滅又は点灯し続ける。
【００１５】
なお、ＡＣ→ＡＣ変換部３５は、交流電圧を可変周波数の可変交流電圧に変換できれば如何なるものでも良く、例えば周知の交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、この変換された直流電圧を可変周波数の可変交流電圧に変換するインバータとが該当する。また、表示手段は、駆動ユニット３０の要否を聴覚、視覚等によって表示できれば如何なるものでも良く、例えばブザー等を制御部４１の出力に接続して、このブザーの音色によって駆動ユニット３０の要否を判断しても良い。
【００１６】
次に、上記のように構成された駆動ユニット３０を用いて開閉器１００を駆動する動作を図１から図３に基づいて説明する。いま、開閉器１００の定格電圧値をＶｎ、定格周波数値をｆｎとする。
【００１７】
＜駆動ユニットの要否確認動作＞
まず、開閉器１００の定格電圧値及び定格周波数値と交流電源１０のそれがほぼ一致している場合、交流電源１０に開閉器１００を直接接続すれば良いので、駆動ユニット３０の要否を確認する動作を図１及び図２のフローチャートによって説明する。
【００１８】
作業者が駆動ユニット３０の入力部３７に開閉器１００の定格電圧値Ｖｎ、定格周波数値ｆｎ、開閉器１００に許容される電圧の許容値ｖｓ、同様に、周波数の許容値ｆｓを入力し、記憶部３９にこの値を記憶する（ステップＳ１０００）。外部からの開閉器１００を動作させる模擬指令としての常開接点３０１が閉成されたかを制御部４１が判断し（ステップＳ１００３）、この模擬動作指令があれば、制御部４１は検出部３３が検出した信号に基づいて交流電源１０の電圧値Ｖａ及び周波数値ｆａの値を求める（ステップＳ１００５）。なお、上記模擬動作指令が入力されなければ、ステップＳ１００３の判断を継続する。制御部４１は記憶部３９の記憶値Ｖｎ、ｆｎを読みだし、この値Ｖｎ、ｆｎと上記値Ｖａ、ｆａを比較し、その差、つまり、Ｖｎ−Ｖａ＝Δｖ、ｆｎ−ｆａ＝Δｆを求め、（ステップＳ１００７）、制御部４１は記憶部３９から電圧の許容値ｖｓ、周波数の許容値ｆｓを読みだしΔｖ、Δｆがこの許容範囲内か判断し（ステップＳ１００９）、この値が許容範囲外の場合、制御部４１は発光ダイオード４３を点滅させて駆動ユニット３０が必要なことを作業者に知らせる（ステップＳ１０１１）。したがって、駆動ユニット３０は開閉器１００に接続されたままとなる。
【００１９】
また、ステップＳ１００９の判断によって、許容範囲内の場合、制御部４１が発光ダイオード４３を点灯し続け駆動ユニット３０が不要なことを作業者に知らせる（ステップＳ１１０１）。この点灯を確認した作業者は開閉器１００を駆動ユニット３０から取り外し、交流電源の端子ＡＣ１、ＡＣ２に開閉器１００の入力端子Ｓ１、Ｓ２を直接接続する（ステップＳ１１０３）。これによって、不必要な駆動ユニット３０を開閉器１００から取外すことができる。
【００２０】
＜駆動ユニットによる開閉器の駆動動作＞
交流電源１０の定格電圧値等と開閉器１００の定格電圧値等が許容範囲外の場合、駆動ユニット３０を介して開閉器１００を駆動することになる。この動作を図１及び図３に基づいて説明する。ステップＳ１０００、１００５、１００７は図２と同一で、ステップＳ２００３とステップ１００３との差異は、模擬動作指令と正規の動作指令との点のみであるから、ステップＳ２００３はステップＳ１００３とほぼ同一動作となるので、ステップ１００７から説明する。
【００２１】
制御部４１は記憶部３９の記憶値Ｖｎ、ｆｎを読みだし、この値Ｖｎ、ｆｎと上記値Ｖａ、ｆａを比較し、その差、つまり、Ｖｎ−Ｖａ＝Δｖ、ｆｎ−ｆａ＝Δｆを求め、（ステップＳ１００７）、このΔｖ及びΔｆに基づいてＡＣ→ＡＣ変換部３５を制御して（ステップ２０１１）、制御部４１はＡＣ→ＡＣ変換部３５の出力に定格電圧値Ｖｎ、定格周波数値ｆｎの交流電圧を発生して開閉器１００の操作コイル５０を駆動する。
【００２２】
なお、ＡＣ→ＡＣ変換部３５を電磁吸引力が一定になるように制御しても良い。電磁吸引力が一定制御とは、電磁吸引力ＦがＫＶ2 ／ｆ2 で示されるので、Ｖ2 ／ｆ2 を一定に制御することによって操作コイル５０の電磁吸引力が一定になる制御をいう。
【００２３】
実施の形態２．
この発明の他の実施の形態を図４に基づいて説明する。この実施の形態は、実施の形態１が開閉器１００の操作コイル５０が交流駆動型であったものが、直流駆動型の操作コイル１５０を適用するものである。図４において、交流電源１０の端子ＡＣ１、ＡＣ２が駆動ユニット３０の入力端子ＤＩ１、ＤＩ２に接続されており、この出力端子ＤＯ１、ＤＯ２が開閉器２００の入力端子Ｓ１、Ｓ２に接続されている。なお、図４において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示し、説明を省略する。
【００２４】
開閉器２００の入力端子Ｓ１、Ｓ２には、コンデンサ１５２と抵抗１５３とを直列にしたインピーダンスを介して整流ブリッジ１５１が接続されており、この整流ブリッジ１５１の出力には直流駆動型の操作コイル１５０が接続されている。なお、電流制限用の常開接点１６０がこのインピーダンスに並列に接続されている。
【００２５】
次に、上記のように構成された駆動ユニット３０を用いて開閉器２００を駆動する動作を図４及び図５に基づいて説明する。いま、開閉器２００の定格電圧値をＶｎとする。
【００２６】
＜駆動ユニットの要否確認動作＞
まず、開閉器２００の定格電圧値と交流電源１０の電圧値がほぼ一致している場合、交流電源１０に開閉器２００を直接接続すれば良いので、駆動ユニット３０の要否を確認する動作を図４及び図５のフローチャートによって説明する。
【００２７】
作業者が駆動ユニット３０の入力部３７に開閉器２００の定格電圧値Ｖｎ、開閉器２００に許容される電圧の許容値ｖｓを入力し、記憶部３９にこの値を記憶する（ステップＳ３０００）。制御部４１は、開閉器２００を動作させる模擬指令としての常開接点１４３が閉成（入力）したかを判断し（ステップＳ３００３）、この模擬動作指令があれば、制御部４１は検出部３３が検出した信号に基づいて交流電源１０の電圧値Ｖａを求める（ステップＳ３００５）。なお、上記模擬動作指令としての常開接点１４３が閉成（入力）されなければ、ステップＳ３００３の判断を継続する。制御部４１は記憶部３９の記憶値Ｖｎを読みだし、この値Ｖｎとの上記値Ｖａとを比較し、その差、つまり、Ｖｎ−Ｖａ＝Δｖを求め（ステップＳ３００７）、制御部４１は記憶部から許容値Ｖｓを読みだし、Δｖがこの許容値ｖｓの範囲内か判断し（ステップＳ３００９）、この値が許容範囲外の場合、制御部４１は発光ダイオード４３を点滅させて駆動ユニット３０が必要なことを作業者に知らせる（ステップＳ３０１１）。したがって、駆動ユニット３０は開閉器２００に接続されたままとなる。
【００２８】
また、ステップＳ３００９の判断によって、許容範囲内の場合、制御部４１は発光ダイオード４３を点灯し続けて駆動ユニット３０が不要なことを表示する（ステップＳ３１０１）。この点灯を確認した作業者は開閉器２００を駆動ユニット３０から取り外し、交流電源の端子ＡＣ１、ＡＣ２に開閉器２００の入力端子Ｓ１、Ｓ２を直接接続する（ステップＳ３１０３）。これによって、不必要な駆動ユニット３０を開閉器２００から取外すことができる。
【００２９】
＜駆動ユニットによる開閉器の駆動＞
交流電源１０の定格電圧値と開閉器２００の定格電圧値が許容範囲外の場合、駆動ユニット３０を介して開閉器２００を駆動することになる。この動作を図６に基づいて説明する。ステップＳ３０００、３００５、３００７は図４と同一で、ステップＳ４００３とステップ３００３との差異は、模擬動作指令と正規の動作指令との点のみであるから、ステップＳ４００３はステップＳ３００３とほぼ同一動作となるので、ステップ３００７から説明する。
【００３０】
制御部４１は記憶部３９の記憶値Ｖｎを読みだし、この値Ｖｎと上記値Ｖａを比較し、その差、つまり、Ｖｎ−Ｖａ＝Δｖを求め、このΔｖに基づいてＡＣ→ＡＣ変換部３５を制御して（ステップ３００７）、ＡＣ→ＡＣ変換部３５の出力に電圧値Ｖｎの交流電圧を発生し、同時に常開接点１６０が閉成し、この出力電圧Ｖｎを整流ブリッジ１５１を介して操作コイル１５０に印加して駆動する。なお、この駆動後、所定時間後に常開接点１６０を開放してコンデンサ１５２、抵抗１５３を挿入し、操作コイル１５０の電流を減少させながら駆動を維持する。
【００３１】
なお、開閉器２００に抵抗１５３、コンデンサ１５２、全波整流ブリッジ１５１、常開接点１６０を備えたのは、交流電源１０の電圧値と開閉器２００の定格電圧値がほぼ一致する場合、駆動ユニット３０を不要にするためのである。したがって、常時、駆動ユニット３０を用いる場合には、図７に示すように抵抗１５３、コンデンサ１５２、全波整流ブリッジ１５１、常開接点１６０を削減した操作コイル１５０を有する開閉器２０００と、ＡＣ→ＡＣ変換部３５をＡＣ→ＤＣ変換部１３５にした構成の駆動ユニット１３０とを備え、この駆動ユニット１３０によって開閉器２０００を駆動しても良い。この駆動の際、例えば、制御部４１は開閉器２００に動作指令を与えた後、所定時間後にＡＣ→ＤＣ変換部１３５の出力電圧値を定格電圧値よりも低い、いわゆる保持電圧を開閉器２０００に印加することによって開閉器２０００の発熱を抑制することができる。
【００３２】
実施の形態３．
この発明の他の実施の形態を図８から図１０に基づいて説明する。実施の形態１、２では、開閉器１００の定格電圧値等を駆動ユニット３０の入力部３７に入力しなければならないので、この入力作業が煩雑であった。この発明の他の実施の形態では、この入力作業を削減するものである。
【００３３】
図８は開閉器の斜視図、図９は駆動ユニットと開閉器の機械的結合状態を示す平面図、図１０は開閉器及び駆動ユニットを含む全体結線図である。図８から図１０において、開閉器１００には、駆動ユニット３００の出力等を接続する端子となる入力端子１１０、１１２と、開閉器１００の定格電圧値及び定格周波数値を識別するための手段としての突起１００ａが入力端子１１０、１１２の下部に設けられており、この突起１００ａの位置によって開閉器１００の定格電圧値及び定格周波数値を識別するものである。なお、開閉器１００が直流動作型のものであれば、定格周波数値の識別は不要となる。
【００３４】
駆動ユニット３００には、開閉器１００の突起１００ａ、１００ｂ・・・１００ｎに対応した複数の伸縮自在な突起３０ａ、３０ｂ・・・３０ｎが出力線４０ａ、４０ｂとの間に並設されて設けられており、この突起３０ａ、３０ｂ・・・３０ｎのいづれかが開閉器１００の突起１００ａ、１００ｂ・・・のいづれかによって押されることで、指令部３１３が制御部４１にＡＣ→ＡＣ変換部３５の指令となる電圧値等を生成するように構成されている。
【００３５】
開閉器１００の入力端子１１０、１１２に、駆動ユニット３００の出力線４０ａ、４０ｂの先端充電部が結合されており、開閉器１００の突起１００ａが駆動ユニット３００の突起３０ａに押圧されている。なお、突起３０ａ、３０ｂ・・・と指令部３１３の指令信号とは対応関係が付けられいる。例えば、突起３０ａは開閉器１００の定格電圧値Ｖａ、定格周波数値ｆａ、突起３０ｂは開閉器１００の定格電圧Ｖｂ、定格周波数ｆｂ・・・という具合に対応されている。
【００３６】
次に、上記のように構成された開閉器１００及び駆動ユニット３００の図２のステップ１０００相当の動作について説明する。まず、開閉器１００の入力端子１１０、１１２に駆動ユニット３０の出力線４０ａ、４０ｂの充電先端部を結合し、同時に、開閉器１００の突起１００ａを駆動ユニット３００の突起３０ａに当接しながら突起３０ａを押圧する。
【００３７】
指令部３１３が制御部４１にＡＣ→ＡＣ変換部３５の指令となる電圧値等を生成する。以後の動作は、実施の形態１、２と同様であるので、説明を省略する。これによって、図１に示す駆動ユニット３０の入力部３７に開閉器１００の定格電圧値等を入力する作業が軽減される。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように第１の発明によれば、駆動ユニットの要否を表示手段により表示するようにしたので、駆動電源と開閉器の定格電圧値との差が許容内であれば、駆動ユニットを不要にすることができるという効果がある。
【００５０】
第２の発明によれば、第１の発明の効果に加え、接続される上記開閉器を識別するための識別手段を備え、上記制御手段は、上記検出手段で検出された電圧値または電圧値及び周波数値と、記識別手段により選択された上記開閉器に対応する定格電圧値または定格電圧値及び定格周波数値とを比較するようにしたので、駆動ユニットを制御する制御指令の入力作業を削減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態を示す駆動ユニットを含む全体結線図である。
【図２】  図１の駆動ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図３】  図１の駆動ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図４】  この発明の他の実施の形態を示す駆動ユニットを含む全体結線図である。
【図５】  図３の駆動ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図６】  図３の駆動ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図７】  この発明の他の実施の形態を示す駆動ユニットを含む全体結線図である。
【図８】  この発明の他の実施の形態を示す開閉器の斜視図である。
【図９】  この発明の実施の形態による駆動ユニットと図８の開閉器との結合状態を示す平面図である。
【図１０】  図８及び図９の開閉器及び駆動ユニットを含む全体結線図である。
【符号の説明】
１０  交流電源、  ３５  電圧変換部、  ３７  入力手段、  ３９  記憶手段、  ４１  制御手段、  ４３  表示手段、  ５０  操作コイル、  １００  開閉器、  １００ａ  識別手段、  １５０  操作コイル。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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