JPS598237A - 回路しや断器の電磁操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は回路しゃ断器の電磁操作装置に係シ、特に投入
操作用ソレノイドコイルの焼損防止に関する。

〔発明の技術的背景〕

回路しゃ断器の操作装置は大別すると電動ばね操作形と
ソレノイドコイルを用いた電磁操作形とが主流を占め、
一般には安価で構造の簡単な電磁操作形が主に使用され
ている。電磁操作装置はソレノイドコイル内に固定鉄心
であるポールピースと可動鉄心であるアーマチュアとが
空隙をもって組み込まれ、ソレノイドコイルが付勢され
ることによりアーマチュアとポールピースとが磁化され
、を隙間に吸引力が生じてアーマチュアを動かし回路し
ゃ断器の主接点を閉路するように構成されている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、従来の電磁操作装置はソレノイドコイル
が付勢されると吸引力と負荷との関係で吸引力が打ち勝
つ範囲のみ閉路方向にアーマチュアが移動する。このア
ーマチュアの移動に伴ないとんと期待できなかった。ま
た回路しゃ断器の規格（ＪＥＣ）で定められた最低動作
電圧においては、ソレノイドコイルに流れる電流も小さ
くなって起磁力も小さくなシ、特に真空しゃ断器のよう
にアーマチュアの全ストロークに対し６０〜７０チ移動
した位置でワイプばねによる大きな負荷を迎える場合に
は、第７図のようにソレノイドコイルの起磁力とワイプ
ばねによる負荷が平衡してアーマチュアの動きが静止し
た状態となり、ソレノイドコイルに流れる電流の上昇を
待ってアーマチュアが動き始める構造であった。

このように従来の電磁操作装置はソレノイドコイルの操
作電圧が変化すると投入エネルギー、すなわち起磁力が
変化し回路しゃ断器の投入動作特性が変化していた。ま
た投入操作回路の電気的制御は回路しゃ断器の主接点と
逆動作するｂ接点で制御していたため、万一規定以下の
電圧で操作されると投入エネルギーは不足して回路しゃ
断器は不完全投入の状態となり、ｂ接点が切替わらない
ため、ソレノイドコイルは連続励磁の状態となり、経済
性の点から短時間定格で製作されているソレノイドコイ
ルを焼損するおそれがあった。

また一般的にソレノイドコイルの電流がしゃ断されても
残留磁気により、ポールピースとアーマチュアとは吸引
状態となり、ソレノイドコイル電流がしゃ断されてから
アーマチュアが元の位置に復帰するのに時間を要し、回
路しゃ断器が瞬間開閉動作すなわちＣＯ動作された直後
に再び投入指令が付勢されると、アーマチュアの復帰前
にソレノイドコイルが付勢されるため開路状態のままソ
レノイドコイルが連続励磁されてソレノイドコイルが焼
損し火災事故に致るおそれがあった。かかるソレノイド
コイルの焼損防止方法としては、従来制御回路にタイマ
ーが使用されて投入指令が付勢されてから一定時間経過
すると投入操作回路をしゃ断するように制御していたた
め、回路が複雑になシ、高価なものになるなどの欠点が
あった。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、引はずし自由
動作においてソレノイドコイルの焼損事故を防止するよ
うにした回路しゃ断器の電磁操作装置を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

すなわち、アーマチュアの尾部に直径を小さくした段部
を設け、この段部に係合するマイクロスインチを作動し
て投入〜作画路を開路するようにして、アーマチュアの
元の位置への復帰を早くしＣＯ動作直後に投入指令さ、
れても確実に投入動作をしソレノイドコイルの焼損は防
止される。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面に示す一実施例について説明する。第
１図および第２図において、ソレノイドコイル用フレー
ム（１０１）はリンク機構用フＬ／−ム（１０２）の上
部に固定され、フレーム（１０１）の下部の一端を掛け
だ開路ばね（１０６）の他端をメインシャツ）　（１０
３）に固着したレバー（１０８）に設けたスタッド（１
０９）　Ｋ掛けられ、メインシャツ）　（１０３）は第
２図において時計方向に付勢されている。メインシャツ
）　（１０３）には等配位室にレバー（１０７）とレバ
ー（１１３）を固着し、それぞれにリンク（１１４）が
ピン（１１５）で連結し、図示シテナいフレームにビン
（１１７）によシ支持するリンク（１１６）には一端に
可動側主回路接点（１２０）に連結された操作ロッド（
１１９）をピン（１１Ｂ）で連結し、他端にワイプばね
（１１２）を介してサボー）　（１２１）とリンク（１
１４）の長孔にビン（１２２）で連結している。

＠３図は投入操作用ソレノイドコイル部であって、フレ
ーム（１０１）にはポールピース（１３２）が固定され
、ポールピース（１３２）とフレーム（１０１）との間
にソレノイドコイル（１３３）がポールピース（１３２
）を巻回して収納している。ソレノイドコイル（１３３
）の中にはポールピース（１３２）を貫通するアーマチ
ュアロッド（１３４）を備えたアーマチュア（１３５）
が収納され、アーマチュア（１３５）とポールピース（
１３２）との間にはばね（１３７）を装着し、アーマチ
ュア（１３５）を反吸引方向に押し上げている。アーマ
チュア（１３５）はフレーム（１０１）の上部に固定し
たプレー）　（１３６）を摺動自在に挿通し、アーマチ
ュア（１３５）の直径を大きくしだポールピース（１３
２）側の段部（１３５ａ）がプレート（１３６）に当接
し、アーマチュア（１３５）のストッパを兼ねている。

この時プレート（１３６）の孔部（１３６ｇ）とアーマ
チュアガイド面（１３５ｂ）の間は一定の空隙になるよ
うにリング（１３８）でアーマチュア（１３５）のガイ
ドを行っている。よって磁気回路はフレーム（１０１）
、プレート（１３６）、アーマチュア（１３５）、ポー
ルピース（１３２）の経路で構成される。プレー）　（
１３６）に］＾１定するサボ−）　（１５０）にはロー
ラ（１５２）を設けたマイクロスイッチ（１５１）を取
り付け、ローラ（１５２）はマイクロスイッチ（１５１
）内に収納された図示しないばねに、より右側に押され
アーマチュアガイド面（１３５ｂ）に当接して°マイク
ロスイッチ（１５１）は閉路し投入操作回路を構成して
いる。アーマチュア（１３５）の上部先端すなわち尾部
にはアーマチュアガイド面（１３５ｂ）より直径の小さ
い凹部（１３５ｃ）を形成し、アーマチュア（１３５）
が吸引されるとローラ（１５２）は凹部（１３５ｃ）に
破線のように移動してマイクロスイッチ（１５１）を開
略し投入操作回路は構成されない。

第４図はリンク機構部であって、フレーム（１０２）に
回動自由に支持するピン四にトリップキャッチｑυおよ
び投入保持用キャッチＱりが回転自由に支持されている
。トリップキャッチ（１１）に固着するスタッド０３Ｉ
にははね（１４１の一端を掛は他端をフレーム（１０２
）に固定したスタッドα９に掛けてトリップキャッチα
υを半時針方向に付勢しスタッド（１暖に係止している
。ピン（ＩＩに巻装するばねαＱの一端はフレーム（１
０２）に固着するスタッドＱ７＞に掛は他端はキャッチ
（１２１に掛けてキャッチ（１２＋を反時計方向に付勢
しスタッドαηに係止している。半月シャフト０樽はフ
レーム（１０２）に回転自由に支持され固着するプレー
トＨにはフレーム（１０２）に掛けられたばね（２＋）
の一端を掛けて半月シャフト０樽を反時計方向に伺勢し
スタッド（２（カに係止し、この状態で半月シャフトα
印とトリップキャッチ０υとは係合する。リンク（２湯
は一端がトリップキャッチ（１］）にピン（ハ）によυ
回転自在に連結し、リンク（２４）は一端がメインシャ
フト（１０３）に固定したレバー（１０７）にピン（ハ
）により回転自在に連結し、リンク（２り、リンクＣ４
）の他端はローラ（２Ｆ’、）とともにピン（ハ）によ
シ互に回転自在に連結し、リンク（２→の中間にピン（
ハ）にローラ翰が回転自由に支持している。

次に作用を説明する。第４図は回路しゃ断器の開路状態
であって、投入動作はソレノイドコイル（１３３）が付
勢されると、第３図のようにアーマチュア（１３５）と
ポールピース（１３２）との間に磁束Φが流れ、アーマ
チュア（１３５）とプレー）　（１３６）との間にはア
ーマチュアガイド面（１３ｂ）との間に磁束０８１段部
（１３５ａ）との間に磁束Φｂが分流して流れる。この
時ソレノイドコイル（１３３）Ｋ流れる電流はインダク
タンスの影響で徐々に上昇し、各部の磁束Φ、Φａ１Φ
ｂもそれに伴ない増加し、アーマチュア（１３５）とポ
ールピース（１３２）との間には磁束Φによる吸引力Ｆ
１アーマチュア（１３５）とプレー）　（１３６）との
間には磁束Φｂによる吸引力Ｆｂが働く。しかも第８図
に示すごとく、ソレノイドコイル（１３３）の電流の流
れ始めの小電流においては、はぼΦ＝Φｂの関係になシ
、且つアーマチュア（１３５）とポールピース（１３５
）との間には空隙を有しているためＦ　＜　Ｆｂの関係
となシ、アーマチュア（１３５）とプレー）　（１３６
）とは吸引された状態を維持する。

ソレノイドコイル（１３３）に流れる電流が上昇してい
くと、それに伴ない磁束も増加しΦ＝Φａ＋Φｂとなる
が、Φｂは飽和の傾向を示しΦ〉Φｂの関係が大きくな
っていく。従って吸引力もＦ　＜　Ｆｂ　４Ｆ＝Ｆｂ　
−＋　Ｆ　＞　Ｆｂの関係になシ、アーマチュア（１３
５）はボを持ち動作していく。両路しゃ断器の規格にお
ける最低動作電圧は輩格値１００チに対して７５％以上
であるだめ、アーマチュア（１３５）が６０〜６５％で
動作するように設定している。また投入操作制御□回路
の最低動作電圧はアーマチュア（１３５）の動作電圧よ
り畠い６５〜７０チに設定されているため、投入操作制
御回路が動作すれば一定以上の投入エネルギーを得るこ
とができる。

アーマチュア（１３５）の動作にともないアーマチュア
ロッド（１３４）は下方に移動しローラ００を押し下げ
る。トリップキャッチ０υと半月シャフト０樽とは係合
しているためにトリップキャッチ（１１）の回動は妨げ
られ、アーマチュアロッド（１３４）の押し下げられる
にともないリンク（２４はピン（ハ）を軸として時計方
向に回動し、リンクｃ１４１により連結したメインシャ
ツ）　（１０３）は反時計方向に回動する。それにとも
ないリンク（１１６）はワイプばね（１１２）を介して
リンク（１１４）とサポー）　（１２１）とＫよ多連結
しているだめ、ピン（１１７）を軸として反時計方向に
回動してリンク（１１６）に連結する操作ロッド（１１
９）を押し上げ、主回路接点（１２０）は閉路する。こ
のときリンク（２渇の回動にともないリンクＣ２４）に
設けたローラ翰も下方に移動し、キャッチ０りを押しピ
ン０Ｉを軸として時計方向に回動する。アーマチュア（
１３５）とポールピース（１３２）が接した時キャッチ
Ｑ′ｌＪとローラ翰との間に空隙が生じ、キャッチ（１
りはばねｔｔｅの復帰力により反時計方向に回動し元の
位置に復帰する。

このとき、マイクロスイッチ（１５１）のローラ（１５
２）はアーマチュア（１３５）の凹部（１３５ｃ）の位
置にあシ、１′ｌｉ！１ マイクロスイッチ（１５１）は開路し、また開示してい
ないｂ接点も開路して投入操作回路はしゃ断され、ソレ
ノイドコイル（１３３）の付勢が解かれ、ばね（１３７
）の復帰力によりアーマチュア（１３５）およびアーマ
チュアロッド（１３４）は押し上げられて元の位置に復
帰し、キャッチ（１２＋とローラｃ２！Ｊとは係合し第
５図の閉路状態を保持する。このときマイクロスイッチ
（１５１）はアーマチュア（１３５）の復帰にともない
閉路し投入操作に備える。このときｂ接点は開路してい
るので電気的投入操作はできない。

引はずし動作は第５図の閉路状態において、第１図に示
す手動引けずしボタン（１１１）′または引はずしコイ
ル（１１０）を付勢して半月シャフト０８）を時計方向
に回動し、トリップキャッチαＤと半月シャフト叫との
保合が解かれる。このときリンク１２４）はワイプはね
（１１２）と開路ばね（１０６）とにょシピン（１１５
）を軸として時計方向の回転力を受けているため、リン
クＣＩ！渇によってリンクＣ２４）に連結されたトリッ
プキャッチ（１０はピン０Ｑを軸として時計方向の回転
力を受け、トリップキャッチａυは回転してキャッチ顛
とローラ２１の係合が解かれ、メインシャツ）　（１０
３）はワイプばね（１１２）と開路ばね（１０６）との
放勢により時計方向に回動する。これにともない、ワイ
プばね（１１２）を介してリンク（１１４）とサポート
（１２１）にょυ連結されたリンク（１１６）はピン（
１１７）を軸として時計方向に回動し、リンク（１１６
］Ｃ連結された操作ロッド（１１９）はストッパ（１３
９）に接するまで引張られて主回路接点（１２０）は開
路する。時組方向に回動したトリップキャッチ０υはば
ねＩにより反時計方向に回動しピン０９に当接して止ま
る。このときトリップキャッチＩと半月シャツ）　Ｑ８
）との間に空隙が生じ、半月シャフトα樽はげねＱυに
より反時計方向に回動しトリップキャッチａυ（半月シ
ャフトＱ枠とが係合して引はずし動作を完了する。この
とき、ｂ接点は閉路しているので投入操作可能な状態に
ある。

引はずし自由動作は第４図の開路状態から投入動作を遂
行した直後に引はずし動作が行なわれると、アーマチュ
ア（１３５）は吸引状態であってもローラＣ２ｅがアー
マチュアロッド（１３４）からはずれて押し上げられず
第６図の引はずし自由状態となる。このトキマイクロス
イッチ（１５１）のローラ（１５２）ハアーマチュア（
１３５）の凹部（１３５ｃ）の位置にあり、マイクロス
イッチ（１５１）は開路し投入操作回路はしゃ断されて
ソレノイドコイル（１３３）に電流が流れず付勢は解か
れる。従ってアーマチュア（１３５）が吸引されている
ような状態において投入操作回路を断路してソレノイド
コイル（１３３）の再付勢は防止され焼損が防止される
。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、回路しゃ断器の／ａ電磁
操作装置おいてアーマチュアの尾部に直径を小さくした
四部を設けてマイクロスイッチを作動し投入操作回路を
開路するようにしたので、引はずし自由動作にソレノイ
ドコイルの投入操作回路をしゃ断することによってアー
マチュアの元の位置への復帰を早くシＣＯ動作直後に投
入されても確実に動作し焼損を防止することができるす
ぐれた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回路しゃ断器の１４Ｌ磁操作装置の一
実施例を示す正面図、第２図は右側面図、第３図は第２
図のソレノイドコイル部を示す（ａ）は縦断面図、（ｂ
）は要部拡大縦断面図、第４図は開路状態を示す一部欠
截右側面図、第５図は閉路状態を示す一部欠截右側面図
、第６図は引はずし自由状態を示す一部欠截右側面図、
第７図は従来の電磁操作装置の投入操作特性曲線図、第
８図は本発明の電磁縁、作装置の投入操作特性曲線図で
ある。 （１０１）・・・ソレノイドコイル用フレーム　（１２
０）・・・主回路接点（１３２）・・・ポールピース　
　　（１３３）・・・ソレノイドコイル（１３４）・・
・アーマチュアロッド　（１３５）・・・アーマチュア
（１３５ａ）・・・段　部　　　（１３５ｂ）・・・ア
ーマチュアガイド面（１３５ｃ）・・・凹　部　　（１
５１）・・・マイクロスイッチ（１５２）　　・・・ロ
　ラ 代理人　弁理士　　井　上　−男 第　　Ｉ　　図 第２図 第３図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 投入操作用のソレノイドコイルでアーマチュアを吸引し
   主回路接点を閉路する回路しゃ断器の電磁操作装置にお
   いて、前記アーマチュアの尾部に直径を小さくした凹部
   を設け、との凹部に係合するマイクロスイッチを作動し
   て投入操作回路を開路するようにしたことを特徴とする
   回路しゃ断器の電磁操作装置。