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JP3041313B2 - 電気回路ブレーカ - Google Patents

電気回路ブレーカ

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Publication number
JP3041313B2
JP3041313B2 JP10504923A JP50492398A JP3041313B2 JP 3041313 B2 JP3041313 B2 JP 3041313B2 JP 10504923 A JP10504923 A JP 10504923A JP 50492398 A JP50492398 A JP 50492398A JP 3041313 B2 JP3041313 B2 JP 3041313B2
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JP
Japan
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contact piece
arms
contact
circuit breaker
electromagnetic force
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JP10504923A
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English (en)
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JPH11514140A (ja
Inventor
レイン,スティーブン,アーネスト
Original Assignee
エフケイアイ ピーエルシー
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H77/00Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting
    • H01H77/02Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism
    • H01H77/10Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H77/00Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting
    • H01H77/02Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism
    • H01H77/10Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening
    • H01H77/101Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening with increasing of contact pressure by electrodynamic forces before opening

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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  • Electronic Switches (AREA)
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
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  • Air Bags (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気回路ブレーカに関し、更に詳しくは、
撓み易い(可撓性)電気接続体を含む電気回路ブレーカ
に係る。可撓性電気接続体は動くことができる(可動)
接触片に接続され、可動接触片は接触面を有する。接触
面は、ほぼ固定されている接触片上の接触面と離接する
ように配置され、関連する電気回路を、対応する接触面
に接続し、または遮断する。前記対応する接触面は、通
常、可動接触片の動作方向に対して垂直の方向に延びて
いる。
回路ブレーカを設計する場合に考慮すべき一つの重要
な点は、接触荷重スプリングにより、十分な圧力が、電
流の流れる接触面に印加されるようにすることであり、
それによって、関連回路に不適切な条件が発生たとき、
2つの接触面が共に溶着するのを回避することができ
る。接触面を通して、過負荷電流が流れたとき、大きな
熱が生成される。真空ブレーカに用いられる接触片の設
計及び方式、特に真空ブレーカに採用されているバット
型接触片を有する接触片の設計及び方式によっては、通
常、「ブローオープン」(blow−open)力が含まれる。
これは、過電流によって生じる電磁力であり、接触面を
急速に離すようにふるまい、接触片圧力を減少させ、抵
抗を増大させ、更に発熱を生じ、あるいは、初期接触面
の分離及びアークを生じさせる。この発熱またはアーク
は両接触面の同時溶着を招くことがある。もし、溶着が
生じた場合は、回路ブレーカの回路開放機能を持ってし
ても、過電流が流れた後、両接触面を分離することが困
難になり、更に、過電流を遮断することさえできなくな
る。
一つの態様によると、本発明は可動接触片を含む電気
回路ブレーカを提供する。前記可動接触片は、1つの作
動手段に接続され、1つの接触面を備える。この接触面
は、一般に、前記可動接触片が第1の方向に動くことに
よって、第2の接触片の接触面と接触するように関連付
けられている。本発明に係る電気回路ブレーカは、更
に、電気接続体を含む。この電気接続体は前記可動接触
片に電流を供給する。電気接続体は少なくとも2つの腕
部を含む。これらの2つの腕部は、電流を実質的に逆方
向に流し、電磁力を発生させる。電磁力は、2つの隣り
合う腕部を、互いに遠ざける方向に駆動し、接触面を接
触状態に保つように助勢するために、用いられる。
別の態様によると、本発明は、可動接触片を含む電気
回路ブレーカを提供する。前記可動接触片は、作動手段
に接続され、接触面を備える。前記接触面は実質的に固
定された接触片に備えられた接触面と離接し、関連する
電気回路を構成し、または遮断する。それぞれの接触面
は、前記可動接触片の動作方向に対して垂直または実質
的に垂直に延びている。ここで、固定された導体から前
記可動接触片に延びている可撓性電気的接続体は、蛇行
ストリップとして形成されている。前記蛇行ストリップ
は、折り返し曲げ部によって互いに接続された平坦な複
数の腕部を有している。前記腕部は、可動接触片の動作
方向に対して実質的に垂直の方向に延びており、電磁力
を発生する。この電磁力は、可撓性電気的接続体を通っ
て流れる電流に基づき、平坦な腕部の一方を、隣り合う
もう1つの平坦な腕部から、可動接触片の動作方向に遠
ざけるように作用する。前記電磁力は、可動接触片と作
動手段との間において、接触面を接触させるように付勢
すべく調整される。
好ましくは、前記可撓性電気接続体は、折り返し曲げ
部で接続された少なくとも3つの平坦な腕部を持つ蛇行
ストリップとして形成される。最外側の平坦な腕部は、
剛構造でもよいが、中間部の1つまたは複数の腕部、及
び、折り返し曲げ部は弾性構造とするのがよい。
部分的には概略的に描かれている添付図面に図示され
ているように、本発明の実施例の1つとしての電気回路
ブレーカは、例えば、交流電流真空ブレーカとして、ガ
ス封止体の中に収納されており、固定接触片2と、可動
接触片4とを含んでいる。固定接触片2及び可動接触片
4は、それぞれ、固定導体6、8と組み合わされてい
る。可動接触片は作動ロッド10を含んでいる。作動ロッ
ド10は作動シリンダ12内に位置決めされている。作動シ
リンダ12は、案内手段(図示しない)の中に保持され、
作動機構(図示しない)に対して、機械的に結合されて
いる(作動シリンダ12をサドル構造またはヨーク構造に
よって置き換えてもよい)。圧縮スプリング14は、作動
ロッド10の上の肩部16と作動シリンダ12の内部にあるフ
ランジ18との間において、可動接触片4を固定接触片2
の方向に付勢する。引っ張りスプリング20は、作動シリ
ンダ12を、固定接触片2から遠ざかる方向に付勢する。
固定接触片2から遠ざかる方向への作動シリンダ12の動
作は、フランジ18を介してナット22に伝えられる。ナッ
ト22は、作動ロッド10の上にねじ結合されており、正常
な電流条件では、フランジ18から若干間隔を隔ててい
る。
可撓性ストリップ電気的接続体24は、第1の腕部26を
含んでおり、第1の腕部26は固定導体8に接続され、更
に、折り返し曲げ部28によって、第2の腕部30に接続さ
れている。前記第2の腕部30は、折り返し曲げ部28によ
って、第3の腕部34に接続されている。第3の腕部34は
可動接触片4に固定されている。第1、第2及び第3の
腕部26、30及び34には穴が開けられていて、穴に作動ロ
ッド10が収納されている。また、少なくとも第1及び第
3の腕部26、34は、折り返し曲げ部28、32と比較して、
剛性が増強されていてもよい。第1の腕部26は作動シリ
ンダ12の作動端面36を受け、第3の腕部は可動接触片4
の上に設けられたワッシャ38を受ける。
動作において、隣り合う固定接触片2及び可動接触片
4上の接触面42、44に関して、固定接触片2、可動接触
片4及び可撓性接続部24を通り、固定導体6及び固定導
体8の間を電流が流れる。可撓性接続部24の隣り合う腕
部26、30、34を通って流れる電流は、逆方向であり、電
流によって発生する電磁力は、第1の腕部26を、第2の
腕部30から遠ざける方向に付勢し、また、第2の腕部30
を、第3の腕部34から遠ざける方向に付勢する。これら
の付勢力は圧縮スプリング14によって印加される力を増
大させ、接触面42、44の接触状態を維持する。
電気回路に過負荷が生じた場合は、作動機構は、作動
シリンダ12を急速に動かすように動作する。そして、今
度は、ナット22に隣り合うフランジ18に追従して、可動
接触片4が固定接触片2から離れ、電流を遮断する。作
動シリンダ12の反応端面36は固定接触片2から離れるよ
うに動くので、腕部間の距離が増大し、それによって、
腕部26、30、34に発生する電磁力による付勢力の効果が
低下し、もはや、可動接触片4の開放動作を妨げないよ
うになる。2つの接触面42、44の間を流れる電流が遮断
されると、腕部26、30、34内における電流の流れが停止
し、電磁力による付勢がゼロになる。このため、作動シ
リンダ12を固定接触片2の方向に動かす作動メカニズム
による接触面42、44の再閉動作を妨げなくなる。但し、
接触面42、44が、一旦、再閉動作をすると、付勢電磁力
が再度発生し、接触のための荷重を生成する。
上記構成は、接触面42、44の分離を増強するものであ
るので、アークまたは溶着の傾向が、実質的に低減され
る。
これにより、高度の短絡回路装置であって、簡易な装
置を有する回路ブレーカの設計において、軽量、かつ、
安価なメカニズムで、しかも簡易な制御システムを採用
することが可能になる。
更に、作動装置による回路ブレーカの開放動作時に、
作動シリンダ12の反応端面36は、可撓性ストリップ電気
接続体24によって生じる電磁力の助けにより、固定接触
片2から遠ざかる方向に駆動される。電磁力の効果は、
スプリング20、40を補助し、シリンダ12を加速する。こ
の補助動作は、フランジ18がナット22に突き当たるまで
行われる。フランジ18がナット22に突き当たる時の力
は、メインの接触面42、44を分離し、過度の電流が流れ
ることの結果として生じることのある接触面のいかなる
僅かの溶着をも、解離する衝撃力として作用する。フラ
ンジ18とナット22との間の引き抜き用(snatch)ギャッ
プが閉じられると、電磁力及び接触圧力スプリング14
は、開放動作の役割を停止(これらは単に作動ロッドを
引き伸ばしている)し、開放スプリング20が接触片2及
び4の開放を完結する。
このタイプの可撓性接続部の他の応用例は、例えば直
動電流回路ブレーカに適合するような直動型瞬時作動子
(trip)である。この適用例の場合、電磁力による付勢
力は直動型作動子が動作するのに必要な点まで、追加的
な圧力を印加するのに用いられる。付勢力は、電流があ
る値に到着するまで、動作接触と作動装置支持力に対抗
して働く。この場合の電流値は、その電磁力が機械的ま
たは磁気的保持力に打ち勝つのに十分で、回路ブレーカ
を動作させることができる値である。
直動型回路ブレーカに特に適用できる別の構成では、
両接触片が動作可能に構成され、その内の一方が作動機
構に接続され、他方がスプリング荷重搭載部に接続され
る構成である。可撓性電気接続体24は、各接触片のため
に備えられ、前説で述べたように、回路ブレーカの作動
を補助する働きをなす。
3つの平坦な腕部を有する可撓性電気接続体24につい
て説明したが、電流が対向する隣接腕部に流れる配置で
あって、前記腕部が要求される電磁力を発生するような
充分な長さを持ち、隣り合う接触片の接触を維持するた
めに要求される力を実現できる配置でもよい。
電気接続体24は可撓性ストリップで実現されることは
必要でない。一般的にいって、何らかの電気的接続部で
あって、2つの隣り合う腕部を含み、この腕部によっ
て、実質的に逆方向に電流を流し、それによって、電磁
力を発生させ、隣り合う2つの腕部を互いに付勢するこ
とができる電気的接続部であれば、用いることができ
る。また、ヒンジによって一端に接続される剛性腕部を
用いることもできる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−55781(JP,A) 特開 昭59−123120(JP,A) 特開 平9−82208(JP,A) 特開 平4−118825(JP,A) 特開 平5−342955(JP,A) 実開 昭58−174834(JP,U) 実開 平3−80930(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01H 33/42 H01H 33/66 H01H 73/20 H01H 77/10 H01H 77/08

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可動接触片と、電気接続体とを含む電気回
    路ブレーカであって、 前記可動接触片は、1つの作動手段に接続され、1つの
    接触面を備え、前記接触面は、一般に、前記可動接触片
    が第1の方向に動くことによって、第2の接触片の接触
    面と接触するように関連付けられており、 前記電気接続体は、前記可動接触片に電流を供給し、少
    なくとも2つの腕部を含み、前記2つの腕部は、電流を
    実質的に逆方向に流し、電磁力を発生させ、前記電磁力
    は、2つの隣り合う腕部を、互いに遠ざける方向に駆動
    し、接触面を接触状態に維持するように助勢するのに用
    いられ、 前記最外側の腕部は、それぞれ、前記作動手段の反応端
    面及び前記可動接触片の上に支持されており、 前記可動接触片は、接続ロッドによって、前記作動手段
    に接続されていて、前記接続ロッドは前記作動手段に対
    して相対的に移動でき、前記可動接触片は、前記第1及
    び第2の接触片が閉じられたとき、前記作動手段と前記
    接続ロッドとの間に引き抜き用ギャップを形成すべく、
    前記第1の方向に付勢され、それによって、接触開放動
    作時に前記電磁力が前記引き抜き用ギャップの閉成を加
    速するように助勢する。
  2. 【請求項2】請求項1に記載された電気回路ブレーカで
    あって、 前記電気接続体は、可撓性ストリップであり、前記可撓
    性ストリップは、少なくとも2つの実質的に平坦な腕部
    を有し、前記2つの腕部は折り返し曲げ部によって互い
    に接続されている。
  3. 【請求項3】請求項2に記載された電気回路ブレーカで
    あって、 前記平坦な腕部のそれぞれは、前記第1の方向に対して
    実質的に垂直の方向に延びている。
  4. 【請求項4】請求項3に記載された電気回路ブレーカで
    あって、 前記電気接続体は、蛇行ストリップとして形成されてお
    り、前記蛇行ストリップは少なくとも3つの平坦な腕部
    を有し、前記腕部は折り返し曲げ部によって接続されて
    いる。
  5. 【請求項5】請求項4に記載された電気回路ブレーカで
    あって、 前記最外側の平坦な腕部は、剛構造からなり、 中間部の1つもしくは複数の腕部、または、折り返し曲
    げ部は弾性構造からなる。
  6. 【請求項6】請求項1乃至5の何れかに記載された電気
    回路ブレーカであって、 前記接触面は、それぞれ、前記第1の方向に対して、実
    質的に垂直に延びている。
  7. 【請求項7】請求項1乃至6の何れかに記載された電気
    回路ブレーカであって、 前記作動手段は、前記第1の方向において、前記可動接
    触片に予め定められた保持力を供給する手段と、作動し
    きい値とを含み、前記作動しきい値は、前記第1の方向
    とは反対方向の力が前記作動しきい値を越えたとき、前
    記接触片を開放し、 前記第1の方向とは逆方向の前記力は、予め定められた
    電流しきい値が過度であるとき、前記電気接続体によっ
    て供給される。
  8. 【請求項8】請求項1乃至7の何れかに記載された電気
    回路ブレーカであって、 前記第2の接触片は、前記第1の方向と反対側の方向に
    移動可能であって、前記第2の接触片に電流を伝達する
    第2の電気接続体を含み、 前記第2の電気接続体は、少なくとも2つの隣り合う腕
    部を含み、前記2つの隣り合う前記腕部は、前記電流を
    実質的に逆方向に流すようになされ、それによって、電
    磁力を発生させ、前記電磁力は、2つの隣り合う腕部
    を、互いに遠ざける方向に駆動し、接触面の接触を維持
    するように助勢する。
  9. 【請求項9】請求項1乃至8の何れかに記載された電気
    回路ブレーカであって、 一つまたは複数の前記電気接続体の前記隣り合う腕部
    は、要求される電磁力を発生するのに充分な動作長を有
    し、接触面の接触を維持するために要求される力を生じ
    る。
JP10504923A 1996-07-05 1997-07-04 電気回路ブレーカ Expired - Lifetime JP3041313B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9614169.2 1996-07-05
GBGB9614169.2A GB9614169D0 (en) 1996-07-05 1996-07-05 Electrical circuit breakers
PCT/GB1997/001805 WO1998001883A1 (en) 1996-07-05 1997-07-04 Electrical circuit breakers

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JPH11514140A JPH11514140A (ja) 1999-11-30
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US (1) US6140894A (ja)
EP (1) EP0909453B1 (ja)
JP (1) JP3041313B2 (ja)
KR (1) KR100311344B1 (ja)
CN (1) CN1163933C (ja)
AT (1) ATE189335T1 (ja)
AU (1) AU709410B2 (ja)
BR (1) BR9710191A (ja)
CA (1) CA2257594C (ja)
CZ (1) CZ298031B6 (ja)
DE (1) DE69701227T2 (ja)
EE (1) EE9900009A (ja)
ES (1) ES2144319T3 (ja)
GB (1) GB9614169D0 (ja)
HK (1) HK1019508A1 (ja)
IL (1) IL127905A (ja)
MY (1) MY127654A (ja)
NO (1) NO316563B1 (ja)
NZ (1) NZ333355A (ja)
PL (1) PL188169B1 (ja)
PT (1) PT909453E (ja)
TR (1) TR199802750T2 (ja)
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