JPH11345556A - 電力スイッチ装置用アクチュエ―タ - Google Patents
電力スイッチ装置用アクチュエ―タInfo
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- JPH11345556A JPH11345556A JP11124120A JP12412099A JPH11345556A JP H11345556 A JPH11345556 A JP H11345556A JP 11124120 A JP11124120 A JP 11124120A JP 12412099 A JP12412099 A JP 12412099A JP H11345556 A JPH11345556 A JP H11345556A
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- H01H71/10—Operating or release mechanisms
- H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
- H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
- H01H71/32—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part
- H01H71/321—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements
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- H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
- H01H71/74—Means for adjusting the conditions under which the device will function to provide protection
- H01H71/7463—Adjusting only the electromagnetic mechanism
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- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力スイッチ装置用の較正可能なアクチュエ
ータ２２を提供する。 【解決手段】 アクチュエータは、ハウジング２４、セ
ット位置と作動位置の間を移動可能なプランジャ３０、
プランジャを作動位置の方へ付勢する予負荷を有する圧
縮ばね３８、圧縮ばねの予負荷を克服してプランジャを
セット位置に維持する磁力を有する磁石４２、作動され
ると、磁石が発生する磁力に抗して圧縮ばねがプランジ
ャを作動位置へ移動させるのを許容するコイル４６を有
する。圧縮ばねの予負荷の較正は、プランジャの端部の
開口部に螺設したねじ５４を回転させることにより行
う。
ータ２２を提供する。 【解決手段】 アクチュエータは、ハウジング２４、セ
ット位置と作動位置の間を移動可能なプランジャ３０、
プランジャを作動位置の方へ付勢する予負荷を有する圧
縮ばね３８、圧縮ばねの予負荷を克服してプランジャを
セット位置に維持する磁力を有する磁石４２、作動され
ると、磁石が発生する磁力に抗して圧縮ばねがプランジ
ャを作動位置へ移動させるのを許容するコイル４６を有
する。圧縮ばねの予負荷の較正は、プランジャの端部の
開口部に螺設したねじ５４を回転させることにより行
う。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は一般的に電力スイッチ装置に関
し、さらに詳細にはかかる電力スイッチ装置用の較正可
能なアクチュエータに関する。
し、さらに詳細にはかかる電力スイッチ装置用の較正可
能なアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】回路遮
断器、切換えスイッチ及び断路器のような数種類の電力
スイッチ装置が知られている。かかる装置は通常、アク
チュエータにより作動されるスイッチ作動用操作機構を
有する。例えば、回路遮断器に用いるアクチュエータ
は、被保護配電系統に過電流状態が発生すると、操作機
構に相互作用して回路遮断器の接点を開離させる。
断器、切換えスイッチ及び断路器のような数種類の電力
スイッチ装置が知られている。かかる装置は通常、アク
チュエータにより作動されるスイッチ作動用操作機構を
有する。例えば、回路遮断器に用いるアクチュエータ
は、被保護配電系統に過電流状態が発生すると、操作機
構に相互作用して回路遮断器の接点を開離させる。
【０００３】回路遮断器に使用されるようなアクチュエ
ータは一般的に公知である。ある種の公知の回路遮断器
では、アクチュエータがトリップユニットからパルス信
号を受けて操作機構を作動させる。この信号は通常、限
られた電力の電子的トリップユニットが発生するため低
電力信号である。従って、アクチュエータ及び回路遮断
器を確実且つ適切に動作させるためには、アクチュエー
タがこの低電力信号で確実に作動されるようにすること
が重要である。しかしながら、これは、アクチュエータ
部品の製造工程にある固有の製造上のばらつきを考える
と、特に、例えば、保持用磁石及びアーマチャの表面が
平でないような製造上の僅かなばらつきが、アクチュエ
ータの作動に要する低電力信号の大きさに直接影響を与
えることを考えると、困難な問題である。
ータは一般的に公知である。ある種の公知の回路遮断器
では、アクチュエータがトリップユニットからパルス信
号を受けて操作機構を作動させる。この信号は通常、限
られた電力の電子的トリップユニットが発生するため低
電力信号である。従って、アクチュエータ及び回路遮断
器を確実且つ適切に動作させるためには、アクチュエー
タがこの低電力信号で確実に作動されるようにすること
が重要である。しかしながら、これは、アクチュエータ
部品の製造工程にある固有の製造上のばらつきを考える
と、特に、例えば、保持用磁石及びアーマチャの表面が
平でないような製造上の僅かなばらつきが、アクチュエ
ータの作動に要する低電力信号の大きさに直接影響を与
えることを考えると、困難な問題である。
【０００４】米国特許第５，４５３，７２４号はアクチ
ュエータを開示している。この装置は、保持用磁石によ
り圧縮ばねの付勢力に抗してアーマチャを保持する構成
である。アーマチャの周りに円周方向に配設したコイル
手段が保持用磁石が発生する磁力に抗するパルス信号を
受けると、アーマチャを解放する。
ュエータを開示している。この装置は、保持用磁石によ
り圧縮ばねの付勢力に抗してアーマチャを保持する構成
である。アーマチャの周りに円周方向に配設したコイル
手段が保持用磁石が発生する磁力に抗するパルス信号を
受けると、アーマチャを解放する。
【０００５】かくして、改良型のアクチュエータを備え
た電力スイッチ装置が要望されている。
た電力スイッチ装置が要望されている。
【０００６】また、アクチュエータがパルス信号により
確実に作動される電力スイッチ装置が要望されている。
確実に作動される電力スイッチ装置が要望されている。
【０００７】さらに、アクチュエータがその部品の製造
上のばらつきを補償してアクチュエータの作動を確実に
行わせる電力スイッチ装置が要望されている。
上のばらつきを補償してアクチュエータの作動を確実に
行わせる電力スイッチ装置が要望されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記及び他の要望は、電
力スイッチ装置用の改良型アクチュエータに関する本発
明により充足される。アクチュエータは、透磁性材料で
形成したハウジングと、ハウジング内に配設され、セッ
ト位置と作動位置の間を移動可能なプランジャとを有す
る。プランジャも透磁性材料で形成されている。アクチ
ュエータはさらに、プランジャを付勢する予負荷を有す
る付勢手段を備え、この付勢手段は好ましくは圧縮ばね
よりなる。圧縮ばねはプランジャをセット位置から作動
位置の方へ付勢する。ハウジング内には、プランジャに
隣接して磁石手段が配設されている。磁石手段は、圧縮
ばねの予負荷を克服してプランジャをセット位置に維持
する磁力を発生させる。アクチュエータはさらに、作動
されると、磁石手段が発生する磁力に抗して圧縮ばねが
プランジャを作動位置へ移動させるのを許容するコイル
手段を有する。
力スイッチ装置用の改良型アクチュエータに関する本発
明により充足される。アクチュエータは、透磁性材料で
形成したハウジングと、ハウジング内に配設され、セッ
ト位置と作動位置の間を移動可能なプランジャとを有す
る。プランジャも透磁性材料で形成されている。アクチ
ュエータはさらに、プランジャを付勢する予負荷を有す
る付勢手段を備え、この付勢手段は好ましくは圧縮ばね
よりなる。圧縮ばねはプランジャをセット位置から作動
位置の方へ付勢する。ハウジング内には、プランジャに
隣接して磁石手段が配設されている。磁石手段は、圧縮
ばねの予負荷を克服してプランジャをセット位置に維持
する磁力を発生させる。アクチュエータはさらに、作動
されると、磁石手段が発生する磁力に抗して圧縮ばねが
プランジャを作動位置へ移動させるのを許容するコイル
手段を有する。
【０００９】アクチュエータはまた、圧縮ばねの予負荷
を較正する較正手段を有する。圧縮ばねの予負荷の大き
さは、この予負荷を克服してプランジャをセット位置に
維持する磁石手段の磁力に直接関係がある。圧縮ばねの
予負荷と磁石手段の磁力は、コイル装置を作動して磁石
手段の磁力に抵抗させるに必要なエネルギー量に直接関
係がある。圧縮ばねの予負荷は、コイル装置の作動に利
用できるエネルギー量に応じて較正または調整すること
ができる。これは、コイル装置の作動に利用できるエネ
ルギー量に制約がある場合特に有利である。
を較正する較正手段を有する。圧縮ばねの予負荷の大き
さは、この予負荷を克服してプランジャをセット位置に
維持する磁石手段の磁力に直接関係がある。圧縮ばねの
予負荷と磁石手段の磁力は、コイル装置を作動して磁石
手段の磁力に抵抗させるに必要なエネルギー量に直接関
係がある。圧縮ばねの予負荷は、コイル装置の作動に利
用できるエネルギー量に応じて較正または調整すること
ができる。これは、コイル装置の作動に利用できるエネ
ルギー量に制約がある場合特に有利である。
【００１０】好ましい実施例では、圧縮ばねはプランジ
ャの縦方向軸に沿って延びる軸孔内に収容されている。
プランジャの第１の端部にはこの軸孔に通じる開口部が
形成される一方、プランジャの第２の端部は磁石手段近
傍に位置する。好ましくは、ねじのような較正手段が、
開口部に螺設されている。このねじは、開口部を貫通し
て圧縮ばねに係合するため、ねじ手段を回転させると圧
縮ばねの予負荷を調整し較正を行うことができる。
ャの縦方向軸に沿って延びる軸孔内に収容されている。
プランジャの第１の端部にはこの軸孔に通じる開口部が
形成される一方、プランジャの第２の端部は磁石手段近
傍に位置する。好ましくは、ねじのような較正手段が、
開口部に螺設されている。このねじは、開口部を貫通し
て圧縮ばねに係合するため、ねじ手段を回転させると圧
縮ばねの予負荷を調整し較正を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、アクチュエータを備え
た、回路遮断器のような電力スイッチ装置を本発明は例
えば、回路遮断器、切換えスイッチ、断路器または他の
同様な種類のスイッチのような電力スイッチ装置用のア
クチュエータに向けられている。以下、本発明を回路遮
断器に関連して説明する。
た、回路遮断器のような電力スイッチ装置を本発明は例
えば、回路遮断器、切換えスイッチ、断路器または他の
同様な種類のスイッチのような電力スイッチ装置用のア
クチュエータに向けられている。以下、本発明を回路遮
断器に関連して説明する。
【００１２】図１は、所定の構成要素を略示する回路遮
断器１０のブロック図である。回路遮断器１０は、電気
絶縁性ハウジング１２と、ハウジング１２内に配設さ
れ、閉位置と開位置の間を移動可能な開離可能な電気接
点１４，１６とより成る。回路遮断器１０はまた、接点
１４，１６を開閉したり開位置にトリップするための操
作機構１８と、変流器２１が感知する被保護回路の電流
に応答して作動するトリップユニット２０とを含む。ト
リップユニット２０は、過電流のような所定の電気的状
態に応答してトリップ信号を発生することができる。回
路遮断器１０はまた、操作機構１８に作動的に連結した
アクチュエータ２２を備えている。アクチュエータ２２
は、トリップ信号２０を受けて操作機構１８を作動する
ことにより接点１４，１６を開位置にトリップする。
断器１０のブロック図である。回路遮断器１０は、電気
絶縁性ハウジング１２と、ハウジング１２内に配設さ
れ、閉位置と開位置の間を移動可能な開離可能な電気接
点１４，１６とより成る。回路遮断器１０はまた、接点
１４，１６を開閉したり開位置にトリップするための操
作機構１８と、変流器２１が感知する被保護回路の電流
に応答して作動するトリップユニット２０とを含む。ト
リップユニット２０は、過電流のような所定の電気的状
態に応答してトリップ信号を発生することができる。回
路遮断器１０はまた、操作機構１８に作動的に連結した
アクチュエータ２２を備えている。アクチュエータ２２
は、トリップ信号２０を受けて操作機構１８を作動する
ことにより接点１４，１６を開位置にトリップする。
【００１３】図２−４は、本発明のアクチュエータ２２
の好ましい実施例を示す。アクチュエータ２２は、透磁
性材料で形成した、総括的に参照番号２４で示すハウジ
ングを有する。ハウジング２４は単体で構成してもよい
が、好ましくは、コップ状の容器２６と、容器２６の開
口部を覆うカバー２８とより成る。このカバーは、例え
ば容器２６の周面上の複数の離隔位置で容器２６をカバ
ー２８にクリンピングすることにより容器２６に固着さ
せる。容器２６とカバー２８はクリンピング以外の他の
公知の金属加工法により固着することができるが、ハウ
ジング２４を構成するこれらの部品はにとって重要なこ
とは、後述するように、これらが磁束通路となれ能力を
有することである。
の好ましい実施例を示す。アクチュエータ２２は、透磁
性材料で形成した、総括的に参照番号２４で示すハウジ
ングを有する。ハウジング２４は単体で構成してもよい
が、好ましくは、コップ状の容器２６と、容器２６の開
口部を覆うカバー２８とより成る。このカバーは、例え
ば容器２６の周面上の複数の離隔位置で容器２６をカバ
ー２８にクリンピングすることにより容器２６に固着さ
せる。容器２６とカバー２８はクリンピング以外の他の
公知の金属加工法により固着することができるが、ハウ
ジング２４を構成するこれらの部品はにとって重要なこ
とは、後述するように、これらが磁束通路となれ能力を
有することである。
【００１４】アクチュエータ２２はさらに、一部がハウ
ジング２４内に収容されたプランジャ３０を有する。こ
のプランジャ３０もまた透磁性材料で形成されている。
プランジャ３０は、好ましくはハウジング２４から延び
る第１の端部３２と、ハウジング２４内に収容される大
径の第２の端部３４とを有する。プランジャ３０は、セ
ット位置（図３）及び作動位置（図４）の間で移動可能
である。
ジング２４内に収容されたプランジャ３０を有する。こ
のプランジャ３０もまた透磁性材料で形成されている。
プランジャ３０は、好ましくはハウジング２４から延び
る第１の端部３２と、ハウジング２４内に収容される大
径の第２の端部３４とを有する。プランジャ３０は、セ
ット位置（図３）及び作動位置（図４）の間で移動可能
である。
【００１５】プランジャ３０は、縦方向軸に沿って形成
された軸孔３６を有する。軸孔３６内には圧縮ばね３８
が収容されている。この圧縮ばね３８は、プランジャ３
０をセット位置から作動位置の方へ付勢する予負荷を有
する。
された軸孔３６を有する。軸孔３６内には圧縮ばね３８
が収容されている。この圧縮ばね３８は、プランジャ３
０をセット位置から作動位置の方へ付勢する予負荷を有
する。
【００１６】アクチュエータ２２はまた、ハウジング２
４内の、プランジャ３０の第２の端部３４に隣接した所
に配設された永久磁石４２を有する。この磁石４２と、
プランジャ３０の第２の端部３４の間には、金属製ディ
スク４４がある。この金属製ディスク４４は、例えばス
チールまたは同様な透磁性材料で形成するのが好まし
い。金属製ディスク４４は、プランジャ３０の第２の端
部３４と磁石４２の間において緩衝体として作用させる
ために、磁石４２ほどは脆くない材料で形成するのが好
ましい。より強靭な材料で形成した金属製ディスク４４
は、プランジャがセット位置と作動位置の間を移動する
際プランジャ３０の衝撃を吸収する。これにより、永久
磁石４２の過度の磨耗または破損を防止することができ
る。
４内の、プランジャ３０の第２の端部３４に隣接した所
に配設された永久磁石４２を有する。この磁石４２と、
プランジャ３０の第２の端部３４の間には、金属製ディ
スク４４がある。この金属製ディスク４４は、例えばス
チールまたは同様な透磁性材料で形成するのが好まし
い。金属製ディスク４４は、プランジャ３０の第２の端
部３４と磁石４２の間において緩衝体として作用させる
ために、磁石４２ほどは脆くない材料で形成するのが好
ましい。より強靭な材料で形成した金属製ディスク４４
は、プランジャがセット位置と作動位置の間を移動する
際プランジャ３０の衝撃を吸収する。これにより、永久
磁石４２の過度の磨耗または破損を防止することができ
る。
【００１７】磁石４２は、圧縮ばね３８の付勢力を克服
してプランジャ３０をセット位置に維持する磁力を発生
させるために、ハウジング２４内に配設してある。さら
に詳説すると、この磁石４２は、磁石４２から容器２
６、カバー２８及び円筒状垂下脚部２９を介してプラン
ジャ３０の第２の端部３４へ延びる、矢印Ｍで示す磁束
通路を確立する。非透磁性材料で形成したブッシング３
１は、カバー２８とプランジャ３０の間にあって、磁束
が脚部２９を通ってプランジャ３０の第２の端部３４へ
延びるようにする。プランジャ３０の第２の端部３４に
最も近い脚部２９の端部は容器２６の底壁から離れてい
るため、磁束はプランジャ３０の第２の端部３４を通る
ように分岐され、プランジャ３０を金属製ディスク４４
と接触状態に保持する。ブッシング３１はまた、プラン
ジャ３０を横方向に支持する。
してプランジャ３０をセット位置に維持する磁力を発生
させるために、ハウジング２４内に配設してある。さら
に詳説すると、この磁石４２は、磁石４２から容器２
６、カバー２８及び円筒状垂下脚部２９を介してプラン
ジャ３０の第２の端部３４へ延びる、矢印Ｍで示す磁束
通路を確立する。非透磁性材料で形成したブッシング３
１は、カバー２８とプランジャ３０の間にあって、磁束
が脚部２９を通ってプランジャ３０の第２の端部３４へ
延びるようにする。プランジャ３０の第２の端部３４に
最も近い脚部２９の端部は容器２６の底壁から離れてい
るため、磁束はプランジャ３０の第２の端部３４を通る
ように分岐され、プランジャ３０を金属製ディスク４４
と接触状態に保持する。ブッシング３１はまた、プラン
ジャ３０を横方向に支持する。
【００１８】アクチュエータ２２はさらに、周知のよう
に、電気絶縁性ボビン４８の周りにコイル５０を巻回し
たコイル４６を有する。リード線５２，５３は、トリッ
プユニット２０からアクチュエータ２２のハウジング２
４内に延びる。これらのリード線５２，５３は、コイル
４６を作動して、磁石４２により発生される磁力に抗す
るに充分な力を有する電磁界を発生させるパルス信号を
供給する。かくして、コイル４６を作動して磁石４２に
より発生される磁力に抗する電磁力を発生させることに
より、プランジャ３０は金属製ディスク４４から離れて
作動位置の方へ移動することができる。これは、圧縮ば
ね３８の付勢力がコイル４６が発生する電磁力に抵抗し
た後残存する磁力を克服するに充分な大きさになると、
プランジャ３０を作動位置の方へ付勢または駆動させる
圧縮ばね３８の予負荷により起こる。
に、電気絶縁性ボビン４８の周りにコイル５０を巻回し
たコイル４６を有する。リード線５２，５３は、トリッ
プユニット２０からアクチュエータ２２のハウジング２
４内に延びる。これらのリード線５２，５３は、コイル
４６を作動して、磁石４２により発生される磁力に抗す
るに充分な力を有する電磁界を発生させるパルス信号を
供給する。かくして、コイル４６を作動して磁石４２に
より発生される磁力に抗する電磁力を発生させることに
より、プランジャ３０は金属製ディスク４４から離れて
作動位置の方へ移動することができる。これは、圧縮ば
ね３８の付勢力がコイル４６が発生する電磁力に抵抗し
た後残存する磁力を克服するに充分な大きさになると、
プランジャ３０を作動位置の方へ付勢または駆動させる
圧縮ばね３８の予負荷により起こる。
【００１９】従って、圧縮ばね３８の予負荷による付勢
力、コイル４６が発生させる電磁力の大きさ及び磁石４
２が発生させる磁力の大きさは直接に相互に関係があ
り、プランジャ３０が設定位置から作動位置に移動する
とき直接作用することが分かる。まず、磁石４２が発生
する磁力は、圧縮ばね３８の付勢力を克服してプランジ
ャ３０をセット位置に維持するに充分な強さでなければ
ならない。コイル４６へリード線５２，５３を介して送
られるパルス信号は、磁石４２が発生させる磁力に抵抗
することができる強さの電磁力を発生させるようにコイ
ル４６を充分に作動できなければならない。コイル４６
が発生させる電磁力は磁石４２の磁力より大きいもので
ある必要はないが、コイル４６の電磁力は、磁石４２の
磁力に抵抗した結果生じる磁力を圧縮ばね３８の付勢力
が克服してプランジャをセット位置から作動位置に移動
させ得る大きさで充分である。
力、コイル４６が発生させる電磁力の大きさ及び磁石４
２が発生させる磁力の大きさは直接に相互に関係があ
り、プランジャ３０が設定位置から作動位置に移動する
とき直接作用することが分かる。まず、磁石４２が発生
する磁力は、圧縮ばね３８の付勢力を克服してプランジ
ャ３０をセット位置に維持するに充分な強さでなければ
ならない。コイル４６へリード線５２，５３を介して送
られるパルス信号は、磁石４２が発生させる磁力に抵抗
することができる強さの電磁力を発生させるようにコイ
ル４６を充分に作動できなければならない。コイル４６
が発生させる電磁力は磁石４２の磁力より大きいもので
ある必要はないが、コイル４６の電磁力は、磁石４２の
磁力に抵抗した結果生じる磁力を圧縮ばね３８の付勢力
が克服してプランジャをセット位置から作動位置に移動
させ得る大きさで充分である。
【００２０】通常そうであるように、磁石４２に与えら
れる磁力の大きさは一定であり、特に磁石４２が永久磁
石である場合には、ハウジング２４に一旦組み込まれる
と、その磁力を変化させることは不可能である。加え
て、リード線５２により送られるコイル４６を作動する
パルス信号の大きさは通常一定であり、変化させること
ができない。例えば、回路遮断器１０のトリップユニッ
ト２０は、通常限られた電力を利用できるに過ぎない。
これは、リード線５２，５３を介して送られコイル４６
を作動するパルス信号を発生するには限られた大きさの
電力を利用できるに過ぎないことを意味する。磁石４２
が発生する磁力とコイル４６がり発生する電磁力は本質
的に一定であるため、プランジャ３０が磁石４２とコイ
ル４６の所与のパラメータの範囲内で適切に機能できる
ことが重要である。さらに詳説すると、圧縮ばね３８の
予負荷は、コイル４６が作動されて磁石４２の磁力に抗
する電磁力を発生させた後、プランジャ３０をセット位
置から作動位置へ付勢または駆動するに充分な予負荷が
得られるように設定する必要がある。圧縮ばね３８の予
負荷が低すぎると、コイル４６が作動された後、プラン
ジャ３０がセット位置から作動位置へ移動しないことが
ある。また、圧縮ばね３８の予負荷が大きすぎる場合、
コイル４６が一旦作動されると、プランジャ３０が作動
位置へ移動するが、プランジャ３０は作動位置へ移動す
べきでないときに移動することがある。例えば、回路遮
断器１０内の振動によりアクチュエータ２２が「衝撃移
動」をすることがある。
れる磁力の大きさは一定であり、特に磁石４２が永久磁
石である場合には、ハウジング２４に一旦組み込まれる
と、その磁力を変化させることは不可能である。加え
て、リード線５２により送られるコイル４６を作動する
パルス信号の大きさは通常一定であり、変化させること
ができない。例えば、回路遮断器１０のトリップユニッ
ト２０は、通常限られた電力を利用できるに過ぎない。
これは、リード線５２，５３を介して送られコイル４６
を作動するパルス信号を発生するには限られた大きさの
電力を利用できるに過ぎないことを意味する。磁石４２
が発生する磁力とコイル４６がり発生する電磁力は本質
的に一定であるため、プランジャ３０が磁石４２とコイ
ル４６の所与のパラメータの範囲内で適切に機能できる
ことが重要である。さらに詳説すると、圧縮ばね３８の
予負荷は、コイル４６が作動されて磁石４２の磁力に抗
する電磁力を発生させた後、プランジャ３０をセット位
置から作動位置へ付勢または駆動するに充分な予負荷が
得られるように設定する必要がある。圧縮ばね３８の予
負荷が低すぎると、コイル４６が作動された後、プラン
ジャ３０がセット位置から作動位置へ移動しないことが
ある。また、圧縮ばね３８の予負荷が大きすぎる場合、
コイル４６が一旦作動されると、プランジャ３０が作動
位置へ移動するが、プランジャ３０は作動位置へ移動す
べきでないときに移動することがある。例えば、回路遮
断器１０内の振動によりアクチュエータ２２が「衝撃移
動」をすることがある。
【００２１】本明細書で説明した制約の中で適切に作動
するアクチュエータ２２を提供するために、アクチュエ
ータ２２はこれらの制約を考慮して設計されるであろ
う。しかしながら、アクチュエータ２２を構成する個々
の部品の製造上のばらつきにより依然として適切に機能
するアクチュエータ２２を得るのは困難になっている。
例えば、図３及び４に示すように、全てが直接当接する
磁石４２、金属製ディスク４４及びプランジャ３０の第
１の端部３４の表面仕上げは、アクチュエータ２２の作
動に直接の影響を及ぼす。これらの部品の表面が滑らか
に仕上がっておれば、即ち連続した平らな表面であれ
ば、磁石４２が発生させる磁力によりこれらの部品は互
いに接触する状態にしっかりと保持される。一方、これ
らの部品の表面が滑らかでない場合、互いにしっかりと
保持されない。従って、磁石４２、金属製ディスク４４
及びプランジャ３０の表面をより滑らかにし、それらの
間の結合をより強固なものにするには、コイル４６の電
磁力をより大きなものにして磁石４２の磁力に抗する必
要がある。しかしながら、叙上のように、電磁力は通
常、パルスのエネルギーが一定であるため変化させるこ
とができない。
するアクチュエータ２２を提供するために、アクチュエ
ータ２２はこれらの制約を考慮して設計されるであろ
う。しかしながら、アクチュエータ２２を構成する個々
の部品の製造上のばらつきにより依然として適切に機能
するアクチュエータ２２を得るのは困難になっている。
例えば、図３及び４に示すように、全てが直接当接する
磁石４２、金属製ディスク４４及びプランジャ３０の第
１の端部３４の表面仕上げは、アクチュエータ２２の作
動に直接の影響を及ぼす。これらの部品の表面が滑らか
に仕上がっておれば、即ち連続した平らな表面であれ
ば、磁石４２が発生させる磁力によりこれらの部品は互
いに接触する状態にしっかりと保持される。一方、これ
らの部品の表面が滑らかでない場合、互いにしっかりと
保持されない。従って、磁石４２、金属製ディスク４４
及びプランジャ３０の表面をより滑らかにし、それらの
間の結合をより強固なものにするには、コイル４６の電
磁力をより大きなものにして磁石４２の磁力に抗する必
要がある。しかしながら、叙上のように、電磁力は通
常、パルスのエネルギーが一定であるため変化させるこ
とができない。
【００２２】本発明の重要な特徴は、上述した製造上の
ばらつきを克服するために、圧縮ばね３８の予負荷を調
整または構成できるようにしたことである。例えば、製
造され組み込まれたアクチュエータ２２がトリップユニ
ット２０がコイル４６を作動するために供給できるより
も大きいパルス信号を必要とする場合は、圧縮ばね３８
の予負荷を増加させる。圧縮ばね３８の予負荷を増加さ
せると、作動を行わせるに要するパルス信号の大きさは
小さいものとなる。逆に、前述した「衝撃移動」の問題
が生じる状況では、圧縮ばね３８の予負荷を減少させ
る。
ばらつきを克服するために、圧縮ばね３８の予負荷を調
整または構成できるようにしたことである。例えば、製
造され組み込まれたアクチュエータ２２がトリップユニ
ット２０がコイル４６を作動するために供給できるより
も大きいパルス信号を必要とする場合は、圧縮ばね３８
の予負荷を増加させる。圧縮ばね３８の予負荷を増加さ
せると、作動を行わせるに要するパルス信号の大きさは
小さいものとなる。逆に、前述した「衝撃移動」の問題
が生じる状況では、圧縮ばね３８の予負荷を減少させ
る。
【００２３】圧縮ばね３８の予負荷を較正するために、
本発明は、プランジャ３０の第１の端部３２の開口部５
６内に螺設したねじ５４または同様な手段を有する。ね
じ５４は、圧縮ばね３８と直接または関接に係合する。
ねじ５４を回転することにより圧縮ばね３８の予負荷を
調整しその較正を行う。例えば、ばね５４を第１の方向
に回転させると、圧縮ばね３８の予負荷は増加する。ね
じ５４を第１の方向とはほぼ反対の第２の方向に回転さ
せると、圧縮ばね３８の予負荷は減少する。
本発明は、プランジャ３０の第１の端部３２の開口部５
６内に螺設したねじ５４または同様な手段を有する。ね
じ５４は、圧縮ばね３８と直接または関接に係合する。
ねじ５４を回転することにより圧縮ばね３８の予負荷を
調整しその較正を行う。例えば、ばね５４を第１の方向
に回転させると、圧縮ばね３８の予負荷は増加する。ね
じ５４を第１の方向とはほぼ反対の第２の方向に回転さ
せると、圧縮ばね３８の予負荷は減少する。
【００２４】第１のピン５８のようなばね案内手段を、
圧縮ばね３８内に縦方向に挿入して伸張及び圧縮時にお
ける横方向支持を与えることができる。ピン５８のヘッ
ド５９は、ねじ５４と圧縮ばね３８の間に位置させても
よい。これが、ねじ５４を回転して圧縮ばね３８の予負
荷を調整または較正する際、ねじ５４と圧縮ばね３８の
間で作用する軸受面となるという利点が得られる。同様
に、ピン６０もまた圧縮ばね３８へ横方向支持を与え
る。この場合、ピン６０は圧縮ばね３８と金属製ディス
ク４４の間の軸受面となるヘッド６１を含む。ヘッド５
９と６１は圧縮ばね３８の過度の磨耗を防止しアクチュ
エータ２２の寿命を増加させるという利点を提供する。
圧縮ばね３８内に縦方向に挿入して伸張及び圧縮時にお
ける横方向支持を与えることができる。ピン５８のヘッ
ド５９は、ねじ５４と圧縮ばね３８の間に位置させても
よい。これが、ねじ５４を回転して圧縮ばね３８の予負
荷を調整または較正する際、ねじ５４と圧縮ばね３８の
間で作用する軸受面となるという利点が得られる。同様
に、ピン６０もまた圧縮ばね３８へ横方向支持を与え
る。この場合、ピン６０は圧縮ばね３８と金属製ディス
ク４４の間の軸受面となるヘッド６１を含む。ヘッド５
９と６１は圧縮ばね３８の過度の磨耗を防止しアクチュ
エータ２２の寿命を増加させるという利点を提供する。
【００２５】アクチュエータ２２はまた、プランジャ３
０とカバー２８の脚部２９の間で円周方向に配設された
スリーブ６２を含むが、このスリーブ６２はプランジャ
３０がセット位置から作動位置へ移動する間の両者間の
摩擦を減少させる。
０とカバー２８の脚部２９の間で円周方向に配設された
スリーブ６２を含むが、このスリーブ６２はプランジャ
３０がセット位置から作動位置へ移動する間の両者間の
摩擦を減少させる。
【００２６】本発明の特定の実施例を詳細に説明した
が、当業者にとっては本願の開示全体に照らして種々の
変形例及び設計変更が想到されるであろう。従って、図
示説明した特定の構成は例示的なものであって、本発明
の技術的範囲を限定するものでなく、この技術的範囲は
頭書の特許請求の範囲及びその均等物の全幅を与えられ
るべきである。
が、当業者にとっては本願の開示全体に照らして種々の
変形例及び設計変更が想到されるであろう。従って、図
示説明した特定の構成は例示的なものであって、本発明
の技術的範囲を限定するものでなく、この技術的範囲は
頭書の特許請求の範囲及びその均等物の全幅を与えられ
るべきである。
【図１】本発明のアクチュエータ装置を用いる回路遮断
器の略図。
器の略図。
【図２】本発明のアクチュエータ装置の展開斜視図。
【図３】セット位置にあるアクチュエータ装置の断面
図。
図。
【図４】作動位置にあるアクチュエータ装置の断面図。
１０ 回路遮断器 １２ ハウジング １４，１６ 開離可能な接点 １８ 操作機構 ２０ トリップユニット ２２ アクチュエータ ２４ ハウジング ２６ 容器 ３０ プランジャ ３２ 第１の端部 ３４ 第２の端部 ３６ 軸孔 ３８ 圧縮ばね ４２ 磁石 ４４ 金属製ディスク ４６ コイル ５２，５３ リード線 ５４ ねじ
フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジョン アンソニー ウェファー アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 15009 ビーバー ダンカン・ドライブ 172
Claims (14)
- 【請求項１】 電力スイッチ装置用アクチュエータであ
って、 透磁性材料で形成したハウジングと、 ハウジング内に配設され、セット位置と作動位置の間を
移動可能な、透磁性材料で形成したプランジャと、 プランジャをセット位置から作動位置の方へ付勢する予
負荷を有する付勢手段と、 ハウジング内にプランジャに隣接して配設され、付勢手
段の予負荷を克服してプランジャをセット位置に維持す
る磁力を発生させる磁石手段と、 作動されると、磁石手段が発生する磁力に抗して付勢手
段がプランジャを作動位置へ移動させるのを許容するコ
イル手段と、 付勢手段の予負荷を較正する較正手段とよりなるアクチ
ュエータ。 - 【請求項２】 付勢手段は圧縮ばねよりなり、較正手段
は圧縮ばねに係合して圧縮ばねの予負荷を較正すること
を特徴とする請求項１のアクチュエータ。 - 【請求項３】 プランジャは第１及び第２の端部を有
し、第２の端部は磁石手段近傍にあり、プランジャはさ
らに、圧縮ばねを収容する縦方向軸に沿って延びる軸孔
と、第１の端部に隣接して形成された軸孔に通じる開口
部とを有し、較正手段は開口部を貫通して圧縮ばねに係
合することにより圧縮ばねの予負荷を較正することを特
徴とする請求項２のアクチュエータ。 - 【請求項４】 較正手段は開口部に螺設したねじ手段を
含み、ねじ手段を回転させると圧縮ばねの予負荷が較正
されることを特徴とする請求項３のアクチュエータ。 - 【請求項５】 第１のばね案内手段がプランジャの第１
の端部に隣接してねじ手段と圧縮ばねの間に位置し、圧
縮ばねにその縦方向軸に沿って横方向支持を与えること
を特徴とする請求項４のアクチュエータ。 - 【請求項６】 第２のばね案内手段がプランジャの第２
の端部に隣接して磁石手段と圧縮ばねの間に位置し、圧
縮ばねにその縦方向軸に沿って横方向支持を与えること
を特徴とする請求項５のアクチュエータ。 - 【請求項７】 スリーブがプランジャとハウジングの間
に円周方向に配設されて、プランジャの移動時プランジ
ャとハウジングの間の摩擦を減少させることを特徴とす
る請求項６のアクチュエータ。 - 【請求項８】 電力スイッチ装置であって、 開離可能な接点と、 接点を操作するための操作機構と、 アクチュエータとより成り、 アクチュエータは、 透磁性で形成したハウジングと、 ハウジング内に配設され、セット位置と作動位置の間を
移動可能な、透磁性で形成したプランジャと、 プランジャをセット位置から作動位置の方へ付勢する予
負荷を有する付勢手段と、 ハウジング内にプランジャに隣接して配設され、付勢手
段の予負荷を克服してプランジャをセット位置に維持す
る磁力を発生させる磁石手段と、 作動されると、磁石手段が発生する磁力に抗して付勢手
段がプランジャを作動位置へ移動させるのを許容するコ
イル手段と、 付勢手段の予負荷を較正する較正手段とよりなることを
特徴とする電力スイッチ装置。 - 【請求項９】 付勢手段は圧縮ばねよりなり、較正手段
は圧縮ばねに係合して圧縮ばねの予負荷を較正すること
を特徴とする請求項８の電力スイッチ装置。 - 【請求項１０】 プランジャは第１及び第２の端部を有
し、第２の端部は磁石手段近傍にあり、プランジャはさ
らに、圧縮ばねを収容する縦方向軸に沿って延びる軸孔
と、第１の端部に隣接して形成された軸孔に通じる開口
部とを有し、較正手段は開口部を貫通して圧縮ばねに係
合することにより圧縮ばねの予負荷を較正することを特
徴とする請求項９の電力スイッチ装置。 - 【請求項１１】 較正手段は開口部に螺設したねじ手段
を含み、ねじ手段を回転させると圧縮ばねの予負荷が較
正されることを特徴とする請求項１０の電力スイッチ装
置。 - 【請求項１２】 第１のばね案内手段がプランジャの第
１の端部に隣接してねじ手段と圧縮ばねの間に位置し、
圧縮ばねにその縦方向軸に沿って横方向支持を与えるこ
とを特徴とする請求項１１の電力スイッチ装置。 - 【請求項１３】 第２のばね案内手段がプランジャの第
２の端部に隣接して磁石手段と圧縮ばねの間に位置し、
圧縮ばねにその縦方向軸に沿って横方向支持を与えるこ
とを特徴とする請求項１２の電力スイッチ装置。 - 【請求項１４】 スリーブがプランジャとハウジングの
間に円周方向に配設されて、プランジャの移動時プラン
ジャとハウジングの間の摩擦を減少させることを特徴と
する請求項１３の電力スイッチ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/074,098 US5886605A (en) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | Actuator assembly with calibration means and electrical power switch apparatus incorporating the actuator assembly with calibration means |
| US074098 | 1998-05-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11345556A true JPH11345556A (ja) | 1999-12-14 |
Family
ID=22117723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11124120A Pending JPH11345556A (ja) | 1998-05-07 | 1999-04-30 | 電力スイッチ装置用アクチュエ―タ |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5886605A (ja) |
| EP (1) | EP0957501B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11345556A (ja) |
| CN (1) | CN1165921C (ja) |
| AR (1) | AR015283A1 (ja) |
| AU (1) | AU745223B2 (ja) |
| BR (1) | BR9901881A (ja) |
| CA (1) | CA2271327C (ja) |
| DE (1) | DE69922291T2 (ja) |
| ES (1) | ES2232985T3 (ja) |
| ZA (1) | ZA993096B (ja) |
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| DE10026813B4 (de) * | 1999-06-24 | 2006-01-19 | Abb Patent Gmbh | Elektromagnetischer Auslöser |
| US6218921B1 (en) | 2000-02-24 | 2001-04-17 | Eaton Corporation | Adjustable flux transfer shunt trip actuator and electric power switch incorporating same |
| US6414575B1 (en) * | 2000-11-21 | 2002-07-02 | Carling Technologies, Inc. | Circuit breaker having an encapsulated auxiliary coil assembly |
| JP2004036733A (ja) | 2002-07-02 | 2004-02-05 | Nitto Seiko Co Ltd | 雌ねじ成形屑吸着ねじ |
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| US7570140B2 (en) * | 2006-03-02 | 2009-08-04 | Eaton Corporation | Magnetic trip mechanism including a plunger member engaging a support structure, and circuit breaker including the same |
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| CN101527231B (zh) * | 2009-02-24 | 2011-05-18 | 上海电器股份有限公司人民电器厂 | 电磁脱扣器的脱扣衔铁 |
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-
1998
- 1998-05-07 US US09/074,098 patent/US5886605A/en not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-04-22 AU AU23888/99A patent/AU745223B2/en not_active Ceased
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