JP2002542754A - Low power electric switching mechanism using active material and its driving circuit - Google Patents
Low power electric switching mechanism using active material and its driving circuitInfo
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Abstract
(57)【要約】 漏電ブレーカ用の駆動回路であって、夫々n1回巻き回された第一及び第二入力側コイルとｎ2回巻き回された出力側コイルを備えたトランスを含むものであり、前記第一および第二入力側コイルに流れる電流間の不均衡に応じて駆動電圧を出力するよう夫々のコイルが配置されている。出来るだけ高い駆動電圧を得るために、前記トランスはかなり低い電流不均衡のレベルで飽和するよう配置されており、これによって、前記出力側コイル間に棘波状の逆起電力電圧が発生し、低電力高電圧信号が出力される結果となる。好適には、出力側コイルからの出力については整流、平滑化、さらに倍増した上で、ブレーカ機構におけるアクチュエータとして使用する能動材料ベンダに対する駆動信号として使用する。 (57) Abstract: A drive circuit for a circuit breaker, which includes a transformer with a first and second input-side coil and n 2 times wound output coils wound respectively n 1 times And respective coils are arranged so as to output a drive voltage according to an imbalance between currents flowing through the first and second input side coils. In order to obtain as high a drive voltage as possible, the transformer is arranged to saturate at a fairly low level of current imbalance, which creates a spike-like back EMF voltage between the output coils, and The result is that a power high voltage signal is output. Preferably, the output from the output side coil is rectified, smoothed and further doubled, and then used as a drive signal for an active material vendor used as an actuator in the breaker mechanism.
Description
【０００１】[0001]
本発明は、電気スイッチング機構に関し、特に、漏電ブレーカ等の安全機器に
用いられるスイッチング機構及びそのような機構と併せて使用するのに適した駆
動回路に関する。The present invention relates to an electric switching mechanism, and more particularly to a switching mechanism used for a safety device such as an earth leakage breaker and a drive circuit suitable for use in combination with such a mechanism.
【０００２】[0002]
先の国際出願(WO-A-98/40917)において、我々は新しい形式の電動機械式遮断
機構を開示した。我々はこの機構をアクチュエータと呼んでいるが、これは圧電
セラミック等の材料を用いた能動材料ベンダの変位動作を改善したものである。
全ての能動材料は、その特徴として駆動手段と出力との間に1％以下の相関関係
しかないため、かなり効率が悪い。したがって、このような材料を用いたアクチ
ュエータは、磁界電界に関わらず、大きな電界(磁界)が必要となる傾向にある。
しかしながら、このような不都合な点にも関わらず、我々は能動材料ベンダを活
用したアクチュエータが優れた機械特性を有する製品につながることを発見した
。In an earlier international application (WO-A-98 / 40917), we disclosed a new type of electromechanical shut-off mechanism. We call this mechanism an actuator, which improves the displacement behavior of active material vendors using materials such as piezoceramics.
All active materials are fairly inefficient because their features have a correlation of less than 1% between the driving means and the output. Therefore, an actuator using such a material tends to require a large electric field (magnetic field) regardless of the magnetic field.
However, despite these disadvantages, we have found that actuators utilizing active material vendors lead to products with excellent mechanical properties.
【０００３】 本発明が注目する利用分野は、漏電ブレーカ（Residual Current Device）の
分野である。ここで、ＲＣＤという用語は、電流制限機能を備えていない漏電ブ
レーカと、電流制限部を備えた過負荷検出漏電ブレーカとを包含する。[0003] The field of application that the present invention focuses on is the field of earth leakage breakers (residual current devices). Here, the term RCD includes an earth leakage breaker without a current limiting function and an overload detection earth leakage breaker with a current limiting unit.
【０００４】 ＲＣＤは、帯電導体と無極導体との間を流れる電流は互いに等しく逆向きであ
るという原則の下に、両者を比較する働きをする。電流が変化すれば、回路から
の漏電が発生したことになり、通常、火災もしくは人体を感電死に至らしめる危
険性がある。[0004] The RCD serves to compare the currents flowing between a charged conductor and a non-polar conductor under the principle that the currents are equal and opposite to each other. If the current changes, a leak from the circuit has occurred, and there is usually a risk of fire or death by electric shock to the human body.
【０００５】 ＲＣＤは、アダプタ、プラグ、ソケット端、民生用装置等の様々な形式で製造
され、動作の方式によって二つのタイプに分けられる。[0005] RCDs are manufactured in various forms, such as adapters, plugs, socket ends, consumer devices, and the like, and are divided into two types depending on the mode of operation.
【０００６】 まず、線路依存型装置は、電流の差異を測定し回路を開放させるアクチュエー
タをトリガするのに、電気的なプロセスを経るものである。これらの装置は、閾
抵抗値を選択することによりその遮断レベルが設定可能であり、アクチュエータ
の動力源として本線からの電力供給が行われるので、漏電時のエネルギーに依存
することがないため、柔軟性及び安定性を持つ利点がある。First, line-dependent devices go through an electrical process to measure the current difference and trigger an actuator that opens the circuit. In these devices, the cutoff level can be set by selecting a threshold resistance value, and power is supplied from the main line as a power source for the actuator, so it does not depend on the energy at the time of leakage, so it is flexible There are advantages with stability and stability.
【０００７】 次に、線路非依存型装置は、遮断動作を始動する際に、漏電エネルギーそのも
のを利用する。最も一般的なのは、永久磁石リレーを使用したものである。永久
磁石の原理は公知であるが、簡単に言えば、コイルを巻き回した永久磁石によっ
て可動金属部が第一の位置に固定されている。この状態で、漏電電流が流れると
、該磁石に巻き回されたコイルに接続された環状トランス内に電流が誘導される
。この電流を整流し、この電流により発生する磁界が前記永久磁石の磁界と相対
する磁界を発生し、前記金属部を固定されない状態にする。より感度の高いリレ
ーにするためには、金属部の接合表面を極めて平坦な状態にし、システム全体の
清浄度を高める必要がある。必然的に、このような平坦化プロセス及び組み立て
プロセスはコストの高いものとなる。[0007] Next, the line-independent device uses the leakage energy itself when starting the breaking operation. The most common ones use permanent magnet relays. Although the principle of the permanent magnet is known, in short, the movable metal part is fixed at the first position by a permanent magnet wound by a coil. In this state, when a leakage current flows, a current is induced in an annular transformer connected to a coil wound around the magnet. This current is rectified, and the magnetic field generated by this current generates a magnetic field that is opposite to the magnetic field of the permanent magnet, and the metal part is not fixed. In order to make the relay more sensitive, it is necessary to make the joining surface of the metal part extremely flat and to increase the cleanliness of the entire system. Naturally, such planarization and assembly processes are costly.
【０００８】 我々の国際出願WO98/40917では、平面バイモルフとよばれる能動材料に適した
新しい形式のアクチュエータを開示している。また、同出願において、遮断機構
にこのようなアクチュエータを利用する方法についても開示している。このよう
なシステムは動作の際に高い電圧を必要とし、線路非依存型のシステムでは、現
在の所、このような高い電圧を発生させることが出来ない。[0008] Our international application WO 98/40917 discloses a new type of actuator suitable for active materials called planar bimorphs. The application also discloses a method of using such an actuator for a blocking mechanism. Such systems require high voltages for operation, and line-independent systems cannot currently generate such high voltages.
【０００９】[0009]
本発明の目的は、線路非依存型電気スイッチング機構を駆動するのに使用可能
な低電力高電圧駆動信号を発生することのできる誘導性回路を提供することであ
る。It is an object of the present invention to provide an inductive circuit capable of generating a low power, high voltage drive signal that can be used to drive a line independent electrical switching mechanism.
【００１０】 本発明の更なる目的は、誘導性回路の出力を高電圧に変換することにより駆動
される電気スイッチング機構を提供することである。[0010] It is a further object of the present invention to provide an electrical switching mechanism that is driven by converting the output of an inductive circuit to a high voltage.
【００１１】[0011]
上述の目的を達成するために、漏電ブレーカの駆動回路を提供するという本発
明の第一の側面にかかる本発明の駆動回路は、第一入力側コイルと、第二入力側
コイルと、前記第一、及び第二入力側コイルに夫々流れる電流間の電流不均衡に
対して出力駆動電圧を加えるように配置された出力側コイルを持つトランスを備
え、前記トランスはさらに、漏電条件を示すレベル以下の電流不均衡のレベルで
飽和するように配置されている。In order to achieve the above object, a drive circuit of the present invention according to a first aspect of the present invention, which provides a drive circuit for an earth leakage breaker, comprises a first input coil, a second input coil, and the second input coil. A transformer having an output-side coil arranged to apply an output drive voltage to a current imbalance between currents flowing through the first and second input-side coils, the transformer further comprising: Are arranged to saturate at the level of the current imbalance.
【００１２】 本発明の第一の側面にかかる駆動回路の実施態様はさらに、出力駆動電圧を整
流するための電圧整流手段を備えている。さらに、好ましくは、出力駆動電圧を
動作レベルにまで増倍するべく配置された電圧増倍手段を備えている。An embodiment of the drive circuit according to the first aspect of the present invention further includes a voltage rectifier for rectifying an output drive voltage. Furthermore, preferably, a voltage multiplying means arranged to multiply the output drive voltage to the operation level is provided.
【００１３】 さらに、前記トランスの飽和レベルは、漏電状態を示す電流不均衡よりかなり
低いレベルであることが望ましく、実施態様においては、該トランスは、本発明
の駆動回路が接続される電気回路において漏電状態を示す電流不均衡レベルの50
％で飽和するよう配置する。Furthermore, it is desirable that the saturation level of the transformer is considerably lower than the current imbalance indicating a leakage state, and in an embodiment, the transformer is provided in an electric circuit to which the drive circuit of the present invention is connected. Current imbalance level of 50 indicating a short circuit condition
Arrange to saturate at%.
【００１４】 好適には、第一入力側コイルおよび第二入力側コイルは夫々同じ回数ｎ1回だ
け巻き回されており、出力側コイルはｎ2回巻き回される。ここで、ｎ2はｎ1よ
り大きい数とする。この結果、入力側コイルと出力側コイルとの結合によって、
入力側コイル両端の電圧に対して出力側コイル両端の電圧が増大する。[0014] Preferably, the first input side coil and the second input side coil are each wound the same number of times n 1 times, and the output side coil is wound n 2 times. Here, n 2 is a number larger than n 1 . As a result, by the coupling between the input side coil and the output side coil,
The voltage across the output coil increases with respect to the voltage across the input coil.
【００１５】 本実施例において、本発明の駆動回路によって発生する出力駆動電圧は圧電セ
ラミックを用いて作成した能動材料ベンダを動作させるのに使用される。In this embodiment, the output drive voltage generated by the drive circuit of the present invention is used to operate an active material vendor made using piezoelectric ceramic.
【００１６】 本発明の第一の側面に基づく駆動回路は、遮断レベル以下の電流不均衡のレベ
ルでトランスが飽和することにより、飽和パルス毎に出力側コイルの両端に逆起
電力が発生することを特徴とする。圧電セラミックを用いて作成した能動材料ベ
ンダを正しく動作させるためには一般的には低電力高電圧の電界が必要となるの
で、かかる駆動回路の特徴、すなわち、低電力高電圧の逆起電力によって、圧電
セラミックを用いて作成した能動材料ベンダを駆動することが可能となる。The drive circuit according to the first aspect of the present invention is characterized in that the transformer saturates at a current imbalance level equal to or lower than the cutoff level, so that a back electromotive force is generated at both ends of the output side coil for each saturation pulse. It is characterized by. Generally, a low-power high-voltage electric field is required to correctly operate an active material vender made using piezoelectric ceramics. In addition, it is possible to drive an active material vendor formed using piezoelectric ceramics.
【００１７】 駆動回路に加えて、本発明の第二の側面にかかる電気スイッチング機構を提供
する。この電気スイッチ機構は、電気アクチュエータ手段を駆動するべく配置さ
れた本発明の第一の側面に係る駆動回路を備えるものであり、駆動回路が回路内
の漏電状態を検知した際には、電気アクチュエータ手段の動作に応じて回路内に
備えられた１以上の電気的接点を開放するべく配置された電気スイッチング手段
を更に備えている。An electric switching mechanism according to a second aspect of the present invention is provided in addition to the driving circuit. The electric switch mechanism includes a drive circuit according to the first aspect of the present invention arranged to drive the electric actuator means. When the drive circuit detects a leakage state in the circuit, the electric switch mechanism There is further provided electrical switching means arranged to open one or more electrical contacts provided in the circuit in response to operation of the means.
【００１８】 第二の側面として、電気スイッチング機構電気スイッチング手段は、好適に
は前記電気スイッチング手段がプロファイルドチャネルを持つ平面枠部材、平面
スライド部材は型取りされた平面スライド部材をプロファイルドチャネル内部に
ラッチするように施されたラッチ手段を持つことが好ましい、なお前記ラッチ手
段は電気アクチュエータ手段がスライド部材をラッチまたは開放するのに応じて
、少なくとも一つの電気的接点を閉じたり開いたりすることが好ましい。As a second aspect, the electric switching mechanism electric switching means is preferably a flat frame member in which the electric switching means has a profiled channel, and the flat slide member is a molded flat slide member inside the profiled channel. Preferably, the latch means is adapted to close or open at least one electrical contact in response to the electrical actuator means latching or opening the slide member. Is preferred.
【００１９】 望ましくは、電気アクチュエータ手段が、先願である国際出願番号ＷＯ98／
40917に開示した平面能動材料ベンダを持つことである。この平面能動材料ベン
ダの持つ、本発明の理解のために不可欠な特徴を参考のために以下に記述する。Desirably, the electric actuator means is the prior application international application number WO98 /
40917 is to have a planar active material vendor. The features of this planar active material vendor that are essential for understanding the present invention are described below for reference.
【００２０】 好ましい実施の形態においては、平面能動材料ベンダは、浅く型取られた装
置を製作するために平面枠部材に貼り合せる。このような構成によれば、電気ア
クチュエータとして働く場合の能動材料ベンダは、さらにラッチ手段の動作面か
ら外れるように施される。In a preferred embodiment, a planar active material vendor is glued to a planar frame member to create a shallowly molded device. According to such a configuration, the active material vendor when acting as an electric actuator is further provided so as to deviate from the operating surface of the latch means.
【００２１】 更に、とりわけ好ましい実施の形態においては、ラッチ手段が、電気アクチ
ュエータによって第一の位置に置かれたときに、スライド部材をラッチするよう
に施された回転可能なツメを持つことが望ましい。電気アクチュエータが能動材
料ベンダを持つ場合、作動時に、能動材料ベンダがラッチ手段の動作面から外れ
るにつれ、回転可能なツメが開放されて回転することにより、スライド部材が開
放される。Further, in a particularly preferred embodiment, it is desirable for the latch means to have a rotatable claw adapted to latch the slide member when placed in the first position by the electric actuator. . If the electric actuator has an active material vendor, the slide member is opened by opening and rotating the rotatable claws as the active material vendor deviates from the operating surface of the latch means during operation.
【００２２】 本発明の第二の側面による、電気スイッチング機構の好ましい実施の形態に
おいては、バネ手段がさらに施されて、スライド部材を枠部材の中に設けられた
プロファイルドチャネルから外すことが望ましい。In a preferred embodiment of the electric switching mechanism according to the second aspect of the invention, it is desirable that a spring means is further provided to disengage the slide member from the profiled channel provided in the frame member. .
【００２３】 本発明の第二の側面による電気スイッチング機構の特徴は、スライド部材の
開放という形であらわれる比較的大きな機械的な動きが、電気アクチュエータ手
段による比較的小さな動きから得られることである。これは、本発明における機
構が、高動作電界を必要とする圧電性のセラミックスのような材料を用いる能動
材料ベンダと共に利用するのに特に適している、という点で有益である。本発明
のさらなる有益な点は、開放されたときのスライド部材の比較的大きな動きが、
例えば回路遮断機構のようなさらなる機構を作動させる働きを持つ点である。A feature of the electric switching mechanism according to the second aspect of the present invention is that relatively large mechanical movements, manifested in the form of opening of the slide member, are obtained from relatively small movements by the electric actuator means. This is beneficial in that the mechanism in the present invention is particularly suited for use with active material vendors that use materials such as piezoelectric ceramics that require high operating electric fields. A further advantage of the present invention is that the relatively large movement of the slide member when released is
For example, it has a function of operating a further mechanism such as a circuit cutoff mechanism.
【００２４】[0024]
先に述べたことからも明らかなように、本発明には二つの側面があり、すなわ
ち、駆動回路および必要な駆動電圧を発生させるために当該駆動回路を用いる電
気スイッチング機構を含むものである。以下、図１を参照しながら本発明の第一
の側面にかかる駆動回路の実施態様を説明する。As is evident from the foregoing, the present invention has two aspects: a drive circuit and an electrical switching mechanism that uses the drive circuit to generate the required drive voltage. Hereinafter, an embodiment of a drive circuit according to the first aspect of the present invention will be described with reference to FIG.
【００２５】 図１において、本発明の実施態様に基づく駆動回路は、第一入力側コイル66を
備えた環状トランス70を備えており、この第一入力側コイル66は、本線等の電源
64の帯電接点から負荷74へと向かう負荷電流ilが流れるよう配置されている。こ
の第一入力側コイル66は、トランス70の環状コアの周辺に1回巻き回されている
。さらに、第二入力側コイル72が、環状コアの周辺に1回巻き回されており、こ
の第二入力側コイル72は、負荷74から電源64の無極接点に戻る電流inが流れるよ
う配置されている。これら第一および第二入力側コイルに加えて、出力側コイル
68も環状コイル70上に配置されており、この出力側コイル68は、コア周辺に複数
回巻き回されている。この出力側コイル68の両端に発生する出力電圧Ｅは、ダイ
オードブリッジ整流器76によって整流される。その後、出力側コイル68からの整
流された出力駆動電圧は、電圧増倍器61を経て、出力駆動電圧Ｅから動作電圧Ｖ
へと増倍される。本実施態様ではさらに、整流された電圧を平滑化するために、
電圧増倍器61の前段で、前記ダイオードブリッジ整流器76の出力間に平滑コンデ
ンサ78が接続されている。前記電圧増倍器61は、当業者に自明の任意の増倍手段
もしくは回路素子を使用するとよい。In FIG. 1, the driving circuit according to the embodiment of the present invention includes an annular transformer 70 having a first input side coil 66, and the first input side coil 66 is connected to a power supply such as a main line.
The load current i l flowing from the 64 charging contacts to the load 74 flows. The first input side coil 66 is wound once around the annular core of the transformer 70. Furthermore, the second input-side coil 72 has been wound once around the annular core, the second input-side coil 72 is arranged so that a current i n back to apolar contacts power supply 64 from the load 74 flows ing. In addition to these first and second input coils, an output coil
68 is also arranged on the annular coil 70, and the output side coil 68 is wound around the core a plurality of times. The output voltage E generated at both ends of the output side coil 68 is rectified by the diode bridge rectifier 76. After that, the rectified output drive voltage from the output side coil 68 passes through the voltage multiplier 61 and is converted from the output drive voltage E to the operating voltage V
Is multiplied to In this embodiment, further, in order to smooth the rectified voltage,
A smoothing capacitor 78 is connected between the outputs of the diode bridge rectifier 76 before the voltage multiplier 61. The voltage multiplier 61 may use any multiplying means or circuit element obvious to those skilled in the art.
【００２６】 上述の実施態様及び図１においては、出力側コイルからの出力駆動電圧Ｅは、
増倍器61で増倍されるより前段で、ダイオードブリッジ整流器76によって整流さ
れるものとしたが、この順番は、発明の動作に必須のものではない。当然、整流
器76と増倍器61の順序は逆にすることも可能であり、この場合には、出力側コイ
ルから出力される交流電圧はブリッジ整流器76で整流されるより前段で、増倍器
により増倍される。In the above embodiment and FIG. 1, the output drive voltage E from the output side coil is
Although the rectification is performed by the diode bridge rectifier 76 before the multiplication by the multiplier 61, this order is not essential for the operation of the invention. Naturally, the order of the rectifier 76 and the multiplier 61 can be reversed, and in this case, the AC voltage output from the output coil is Is multiplied by
【００２７】 さらに、本発明の別の実施態様においては、出力側コイルからの出力駆動電圧
を入力するべき適用箇所に応じて、整流器76（平滑コンデンサ78を含む）と電圧
増倍器61のいずれかもしくは両方を駆動回路から省略してもよい。Further, in another embodiment of the present invention, any one of the rectifier 76 (including the smoothing capacitor 78) and the voltage multiplier 61 is used depending on the application point to which the output drive voltage from the output side coil is to be input. Either or both may be omitted from the drive circuit.
【００２８】 本実施例において、本発明の駆動回路はＲＣＤにおける検知手段として動作す
る。特に、トランスを配置することによって、電流の不均衡をより正確に検知す
ることが可能となる。これについては後に詳しく説明する。好適には、入力側コ
イル66および72は一巻きのみとし、出力側コイル68は多数回、典型的には1000回
より多く巻いておく。また、ニッケルのような高い透磁性を持つ材料を用いれば
、システム全体のインダクタンスを高めることが出来る。In this embodiment, the drive circuit of the present invention operates as a detection unit in the RCD. In particular, by disposing a transformer, it is possible to more accurately detect a current imbalance. This will be described later in detail. Preferably, the input coils 66 and 72 have only one turn and the output coil 68 has multiple turns, typically more than 1000 turns. Further, if a material having high magnetic permeability such as nickel is used, the inductance of the entire system can be increased.
【００２９】 上述の構成を備えた本発明の駆動回路は以下のように動作する。環状トランス
70の出力側コイル74両端に発生した電圧は、入力側コイルのいずれかを流れる電
流の変化に相対するような逆起電力であり、よく知られたE=-Ldi/dtの公式によ
って与えられる。通常の状態、すなわち、漏電状態でない場合には、帯電側コイ
ル66を流れる電流(Il)と無極側コイル72を流れる電流(IN)とは夫々大きさが等し
く反対の向きである。したがって、夫々の電流に対応する磁界は互いに打ち消し
合うことになり、出力側コイル68には誘導電流が殆どもしくは全く発生しない。The driving circuit of the present invention having the above configuration operates as follows. Annular transformer
The voltage developed across the output coil 74 of the 70 is the back electromotive force as opposed to the change in current flowing through any of the input coils, given by the well-known E = -Ldi / dt formula . In a normal state, that is, when not in a leakage state, the current (I l ) flowing through the charging-side coil 66 and the current (I N ) flowing through the non-polarity-side coil 72 have the same and opposite directions. Therefore, the magnetic fields corresponding to the respective currents cancel each other, and little or no induced current is generated in the output side coil 68.
【００３０】 入力電流Ilの一部が短絡もしくは感電死の危機に陥らせるような事態等の漏電
によって負荷の外に流れ始めたならば、前記二つの入力側コイルを流れる電流に
対応する磁界の大きさが等しくかつ反対の向きではなくなってしまい、その結果
、出力側コイル68に電圧が誘導されることになる。初期状態では、誘導波形は漏
電電流に相当し、電源64と同じ周波数および位相を持つ正弦波であるが、漏電電
流が増加するにつれて、環状トランスは飽和状態になるように配置されており、
出力側コイル間の出力電圧Ｅの波形は棘波状になる。従来の電気／機械リレーに
とってはこれが不都合となっていた。なぜならば、伝達される電力が減少してし
まうからである。しかしながら、圧電および電歪材料は、動作する際にごく僅か
な電力しか必要としないが、高い電界を必要とすることを特徴としている。先に
述べたように、コイルの出力電圧はE=-Ldi/dtの公式で計算されるが、ここで、
Ｅは電圧、Ｌは複合インダクタンス、di/dtは、時間に対する電流の変化の割合
を示す。磁心が飽和状態になるとdi/dtの値が非常に高くなり、したがって、出
力側コイルの両端の電圧が上がる。本発明は、環状トランスから初期段階におい
て高い電圧を発生させるために、この仕組みを利用している。好適には、トラン
スの磁心は、ブレーカの遮断値のおよそ50％の値で飽和するように設計しておき
、遮断値は漏電状態の兆候を示す前記二つの入力側コイル間の電流不均衡のレベ
ルである。[0030] If a portion of the input current I l starts to flow out of the load by the leakage of such a situation that causes falling into crisis short or electrocution, the magnetic field corresponding to the current through the two input-side coil Are not equal and opposite directions, and as a result, a voltage is induced in the output side coil 68. In the initial state, the induced waveform is equivalent to a leakage current and is a sine wave having the same frequency and phase as the power supply 64, but as the leakage current increases, the ring transformer is arranged to be saturated,
The waveform of the output voltage E between the output side coils has a spike-like shape. This has been a disadvantage for conventional electrical / mechanical relays. This is because the transmitted power is reduced. However, piezoelectric and electrostrictive materials are characterized by requiring very little power to operate, but requiring high electric fields. As mentioned earlier, the output voltage of the coil is calculated by the formula of E = -Ldi / dt, where
E indicates voltage, L indicates composite inductance, and di / dt indicates the rate of change of current with respect to time. When the magnetic core is saturated, the value of di / dt becomes very high, and therefore the voltage across the output side coil increases. The present invention utilizes this mechanism to generate an initial high voltage from the annular transformer. Preferably, the transformer core is designed to saturate at a value of approximately 50% of the breaker cut-off value, the cut-off value being a current imbalance between the two input coils indicating a fault condition. Level.
【００３１】 図１で示した実施態様において、出力側コイル間に生じる誘導電圧Ｅの波形は
、好ましくは、ブリッジダイオード回路76において整流され、平滑コンデンサ78
で平滑化される。このように整流かつ平滑化された信号は、その後電圧増倍器61
を経て適当な倍数だけ（例えば、２倍もしくは３倍）増倍され、動作レベルＶと
する。出力信号Ｖはその後電気スイッチング機構を駆動するのに使用されるが、
これについては後述する。In the embodiment shown in FIG. 1, the waveform of the induced voltage E generated between the output-side coils is preferably rectified in the bridge diode circuit 76 and the smoothing capacitor 78
Is smoothed. The rectified and smoothed signal is then applied to a voltage multiplier 61
Are multiplied by an appropriate multiple (for example, 2 or 3 times), and the operation level is set to V. The output signal V is then used to drive the electrical switching mechanism,
This will be described later.
【００３２】 本発明の第一の側面にかかる駆動回路の別の実施例は、発振回路と適当な制御
チップを更に具備し、これらが出力側コイルを流れる電流のスイッチングを制御
するよう配置されている。動作については、スイッチモード電源に類似しており
、コイルに流れる電流を突然遮断することによって、大きなパルス電圧を発生さ
せるものである。遮断のタイミングは、基準抵抗両端の電圧によって制御されて
いる。このようなスイッチング動作を前記発振回路によって非常に急速に行った
場合、大きな電圧を発生させることが出来る。発振器の周波数およびデューティ
サイクルを制御することにより、必要な動作電圧を環状トランスから得ることが
可能となる。適切な電圧を得るには、環状出力を整流し、かつ駆動チップからの
出力も整流することが必要となる。双方の場合にダイオードブリッジ整流器を使
用する。Another embodiment of the drive circuit according to the first aspect of the present invention further comprises an oscillating circuit and a suitable control chip, which are arranged to control the switching of the current flowing through the output coil. I have. Operation is similar to a switch mode power supply, in which a large pulse voltage is generated by suddenly interrupting a current flowing through a coil. The cutoff timing is controlled by the voltage across the reference resistor. When such a switching operation is performed very quickly by the oscillation circuit, a large voltage can be generated. By controlling the frequency and duty cycle of the oscillator, the required operating voltage can be obtained from the ring transformer. To obtain a proper voltage, it is necessary to rectify the ring output and also rectify the output from the driving chip. A diode bridge rectifier is used in both cases.
【００３３】 ＲＣＤの駆動回路を提供することに加えて、本発明の第二の側面によれば、故
障状態を示唆しスイッチングを開始するために前記駆動回路を用いた電気スイッ
チング機構を提供するものである。本発明の第二の側面に基づく電気スイッチン
グ機構の実施態様を図２および３を用いて説明する。In addition to providing a drive circuit for the RCD, according to a second aspect of the present invention, there is provided an electrical switching mechanism using the drive circuit to indicate a fault condition and initiate switching. It is. An embodiment of the electric switching mechanism according to the second aspect of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００３４】 本実施態様に基づく電気スイッチング機構は、添付図面に示すように、シート
状材料の層を複数重ねて構成されている。層によって相対的に厚みを変化させて
いるのは、それらの層の果たす機能が異なるがゆえに、夫々選択されたものであ
る。用いられる材料についても同じことが当てはまる。このような特殊な構成の
取り扱いを容易にするために、材料は金属片とし、その厚みについては、製造工
程の許容範囲内に容易に制御できるものである。０．１５ｍｍから０．２ｍｍの
厚みが適当であると判断するが、その他の厚みも使用可能であり、特定の層につ
いてはその他の材料も使用可能である。これらの層は金属もしくは導電体である
必要はなく、実際、適当なプラスチック材料から作成した絶縁体もしくは潤滑性
材料の層である方がよい場合も当然ながらある。As shown in the accompanying drawings, the electric switching mechanism according to the present embodiment is configured by stacking a plurality of layers of a sheet-like material. The reason that the thickness is relatively changed depending on the layers is selected because the functions performed by the layers are different. The same is true for the materials used. In order to facilitate the handling of such a special configuration, a metal piece is used as the material, and the thickness thereof can be easily controlled within an allowable range of the manufacturing process. A thickness of 0.15 mm to 0.2 mm is deemed appropriate, but other thicknesses can be used, and other materials can be used for particular layers. These layers need not be metal or electrical conductors; in fact, of course, in some cases it is better to be a layer of insulator or lubricious material made from a suitable plastics material.
【００３５】 本発明の実施態様によるスイッチング機構は、基板10にその他の層が積層され
て構成されており、基板10側から、枠12、スペーサ14、平面バイモルフ層16の順
に積み重ねられている。さらに、スライダ素子18は枠12に形成されたプロファイ
ルドチャネル30内でスライドするように配置されており、このスライダ素子には
、枠12に形成されたプロファイルドチャネル30の開放端から突き出すような延長
部32が形成されている。The switching mechanism according to the embodiment of the present invention is configured such that another layer is laminated on the substrate 10, and the frame 12, the spacer 14, and the planar bimorph layer 16 are sequentially stacked from the substrate 10 side. Further, the slider element 18 is arranged to slide in a profiled channel 30 formed in the frame 12, and the slider element 18 may protrude from an open end of the profiled channel 30 formed in the frame 12. An extension 32 is formed.
【００３６】 スライダ18には延長部32に施されたスロット34が形成され、スロットがバネ36
を収容することができるように、バネの一端部はスロットとともに作られたバネ
台座37上に置かれ、バネ36のもう一方の端部が他層の一つの上に、すなわち、こ
の場合はスペーサ層14上に施されたバネ台座38と係合するように形成されている
。スライダ部材は回転可能なツメ40によりバネ36の動きに対してラッチを掛ける
ことができる。ツメ40はベアリング41によって回転するように取り付けられてい
て、実施例においてはスペーサ14上に施されているが基板10上に施されてもよい
。スペーサはまた更に、孔42を備え、圧電性のバイモルフの可動性の端部44が孔
42から延びてツメ40の回転を制御して、その結果スライダ18のラッチを開放する
。The slider 18 has a slot 34 formed in the extension 32, and the slot is formed by a spring 36.
One end of the spring is placed on a spring pedestal 37 made with a slot, so that the other end of the spring 36 is on one of the other layers, i.e., in this case a spacer. It is formed to engage a spring pedestal 38 provided on the layer 14. The slider member can be latched against the movement of the spring 36 by a rotatable claw 40. The claw 40 is mounted so as to rotate by a bearing 41, and is provided on the spacer 14 in the embodiment, but may be provided on the substrate 10. The spacer further comprises a hole 42, wherein the movable end 44 of the piezoelectric bimorph is a hole.
Extending from 42 controls the rotation of claw 40, thereby releasing the latch of slider 18.
【００３７】 上記に述べた機構の動作を述べる前に、枠12内にプロファイルドチャネル30が
特別に形作られて、大方はバネ36の動きの下で直線的に矢印Ｘの方向に動くよう
になっているスライダ18が、水平方向に、あるいは回転するように動くことも可
能になっていることを理解することが重要である。また、プロファイルドチャネ
ルは開かれた端部64に近づくにつれて幅を狭めてゆき、プロファイルドチャネル
の端部64よりも幅の広い突起部46を持つスライダの行程を制限する。また、ツメ
40は、プロファイルドチャネルの対応する部分50に収容できるように作られた半
円部分48を有し、プロファイルドチャネル内で矢印Ａの方向（図面では時計回り
の方向）に角度を持って動くことが可能となっている。前記ツメにはさらに穴52
が形成されて、この穴52にはスプリング36と離れた位置にあるスライダ18の端部
に設けられた、対応する形に形成された突起部54を収容できるような形状になっ
ている。係合突起部54と穴52の形状と大きさは特別な破裂力を発するように注意
深く設計され、スライダに対しても補足的に、角度をもったラッチ用の表面56が
設けられ、枠12上に同様の角度をもって設けられたラッチ用表面58に滑り込ませ
ることができるように整えられている。このラッチ用表面56と58のそれぞれの角
度についてはスライダ18がラッチを掛けられたときに、バネ36がスライダ18上に
力を加え、その力によってラッチ用表面56からラッチ用表面58に対して圧力がか
かるようなものとする。ラッチ用表面58によって生成された反動力は、図面では
反時計回りに示される矢印Ｂが示す方向の回転モーメントをスライダ18に与える
ことになる。Before discussing the operation of the mechanism described above, a profiled channel 30 is specially formed in the frame 12 so that it generally moves linearly under the movement of the spring 36 in the direction of arrow X. It is important to understand that the resulting slider 18 can also move horizontally or in a rotating manner. Also, the profiled channel narrows as it approaches the open end 64, limiting the travel of a slider having a protrusion 46 wider than the end 64 of the profiled channel. Also, claws
40 has a semi-circular portion 48 shaped to fit in the corresponding portion 50 of the profiled channel and moves at an angle in the direction of arrow A (clockwise in the drawing) within the profiled channel. It has become possible. Hole 52 in the nail
Is formed in the hole 52 so as to receive a correspondingly formed projection 54 provided at the end of the slider 18 at a position remote from the spring 36. The shape and size of the engagement projections 54 and holes 52 are carefully designed to produce a special rupture force, and supplementally to the slider, an angled latching surface 56 is provided and the frame 12 It is arranged so that it can slide into a latching surface 58 provided at a similar angle above. For the respective angles of the latch surfaces 56 and 58, when the slider 18 is latched, the spring 36 exerts a force on the slider 18 and the force causes the latch surface 56 to move from the latch surface 58 to the latch surface 58. It is assumed that pressure is applied. The reaction force generated by the latching surface 58 will impart a rotational moment to the slider 18 in the direction indicated by the arrow B, shown counterclockwise in the drawing.
【００３８】 図3は複数の層が組み立てられたときの断面図である。図3を参照すると、圧電
性のバイモルフ16にはピン部材44が設けられ、スペーサの孔42から延びてツメ40
と係合している。概してピン部材44はスペーサ14とスライダ18の奥行きと一致し
て、大体0.35ｍｍである。このピン部材44には圧電性のバイモルフ16の操作上の
端部16が設けられ、圧電性のバイモルフ16が作動されたときに、ピン部材44がツ
メ40の回転面から外れてツメ40が矢印Ａの方向に向かって自由に回転できる程度
に矢印Ｃの方向へ動く。図3ではツメ40は、スペーサ14上に設けられたベアリン
グ41（図に示さず）の上に施される。しかしながら、ベアリング41を基板10上に
設けることも又可能である。FIG. 3 is a cross-sectional view when a plurality of layers are assembled. Referring to FIG. 3, the piezoelectric bimorph 16 is provided with a pin member 44, which extends from the hole 42 of the spacer and has a claw 40.
Is engaged. Generally, pin member 44 is approximately 0.35 mm, corresponding to the depth of spacer 14 and slider 18. This pin member 44 is provided with an operational end 16 of the piezoelectric bimorph 16, and when the piezoelectric bimorph 16 is actuated, the pin member 44 is disengaged from the rotation surface of the claw 40 and the claw 40 is indicated by an arrow. It moves in the direction of arrow C so that it can rotate freely in the direction of A. In FIG. 3, the claw 40 is provided on a bearing 41 (not shown) provided on the spacer 14. However, it is also possible to provide the bearing 41 on the substrate 10.
【００３９】 この機構の動作の説明をすると、まず図3に示すように複数の層がすべて組み
立てられ夫々が他の層の上に積層されて、スライダがプロファイルドチャネル30
の中に設けられ、ラッチ用表面56がラッチ用表面58と枠12上で係合して、その結
果バネ36がバネ台座37と38の間で圧縮されていると仮定する。表面56と58は、バ
ネの力が矢印Ｂに示される回転力に変換されるような角度に置かれる。この回転
はスライダ18上の突起部54のおかげでツメ40内の穴52によって抑えられるため制
御される。ツメ40の矢印Ａ方向の動きは、圧電性のバイモルフ16の可動性の端部
上に設けられたピン部材44により抑えられる。The operation of this mechanism will be described. First, as shown in FIG. 3, a plurality of layers are all assembled, each is laminated on another layer, and the slider is moved to the profiled channel 30.
And the latching surface 56 engages with the latching surface 58 on the frame 12, so that the spring 36 is compressed between the spring seats 37 and 38. Surfaces 56 and 58 are angled such that the force of the spring is converted to a rotational force as shown by arrow B. This rotation is controlled because it is restrained by a hole 52 in the pawl 40 due to the protrusion 54 on the slider 18. The movement of the claw 40 in the direction of arrow A is suppressed by a pin member 44 provided on the movable end of the piezoelectric bimorph 16.
【００４０】 この機構の作動時には、電気信号が圧電性のバイモルフ16に与えられ、バイモ
ルフが湾曲して、ピン44が図2面外であって図3の矢印Ｃの方向に引き上げられ、
ピン44とツメ40との係合が外れる。バネ36による力の働きにより、突起部54と穴
52が接触する面の形状は、接触する面56と58の形状とともに、スライダ18を矢印
Ｂの方向に旋回させ、それが今度はツメ40を矢印Ａの方向に回転させ、ついにツ
メ40は突起部54を開放し、これによりスライダ18は先ず弓形の方向、すなわち矢
印Ｂの方向に動くことが許され、その後、矢印Ｘの方向に動くことが許され、こ
れによりスライダ18の延長部32は、回路遮断機構などの更なる機構または装置を
作動させることが可能になる。In operation of this mechanism, an electrical signal is applied to the piezoelectric bimorph 16 which bends and raises the pin 44 out of the plane of FIG. 2 and in the direction of arrow C in FIG.
The engagement between the pin 44 and the claw 40 is released. Due to the force of the spring 36, the projection 54 and the hole
The shape of the surface contacted by 52, together with the shapes of the surfaces 56 and 58 that come into contact, causes the slider 18 to pivot in the direction of arrow B, which in turn rotates the pawl 40 in the direction of arrow A, and finally the pawl 40 The part 54 is released, whereby the slider 18 is first allowed to move in the direction of the arc, i.e. in the direction of arrow B, and then in the direction of arrow X, whereby the extension 32 of the slider 18 , Further mechanisms or devices, such as circuit breakers, can be activated.
【００４１】 機構をリセット、あるいは再ラッチするためには、電気信号がバイモルフ16に
与えられておらず、結果としてピン44が最も下の位置にあることが前提となる。
スライダ18をバネ36に向かって、Ｘとは反対方向に動かすことによって、バネ36
は圧縮され、スライダがラッチ用突起部58を飛び越して、スライダの端部の突起
部54がツメの穴52に収容される。ツメは軽微なバネの力により、矢印Ａとは反対
方向に回復可能な形に曲げられており、これにより突起部54が穴に収容され、ピ
ン44がその収容した部分を保持することができるようになっている。In order to reset or re-latch the mechanism, it is assumed that no electrical signal is applied to the bimorph 16 and consequently the pin 44 is in the lowest position.
By moving the slider 18 toward the spring 36 in the direction opposite to X, the spring 36
Is compressed, the slider jumps over the latch projection 58, and the projection 54 at the end of the slider is received in the hole 52 of the claw. The claw is bent by a slight spring force in a direction recoverable in the direction opposite to the arrow A, so that the protrusion 54 is received in the hole, and the pin 44 can hold the received portion. It has become.
【００４２】 上記の記述から明らかなように、正確な動作を達成するためには、バネ36が圧
縮されることによりラッチ用表面56、58が生成する反動力、突起部53と穴52の破
裂力、そしてツメ40のバネ復帰力はすべてが注意深く均衡をとる必要がある。よ
り詳しくは、当業者には変形例は数多くあることが明白であろうが、圧電性のバ
イモルフ部16が作動される際にスライダ18が開放されるためには、ツメ40をラッ
チ位置まで戻すバネ復帰力と、穴52と突起部によって形成される角度を持つ表面
により生成される破裂力との合計が、バネ36の圧縮により角度をもつラッチ用表
面56、58が生成する反動力よりも小さいことが不可欠であることがお分かりであ
ろう。この付加条件が満たされなければ、ラッチ用表面56、58の反動力は穴と突
起の破裂力とツメの復帰力を超えることができず、スライダが開放されない。As can be seen from the above description, to achieve accurate operation, the reaction force generated by the latching surfaces 56, 58 due to the compression of the spring 36, the rupture of the protrusion 53 and the hole 52, The force, and the spring return force of the claw 40, must all be carefully balanced. More specifically, it will be apparent to those skilled in the art that there are many variations, but for the slider 18 to be released when the piezoelectric bimorph 16 is actuated, the pawl 40 must be returned to the latched position. The sum of the spring return force and the bursting force generated by the angled surface formed by the hole 52 and the protrusion is less than the reaction force generated by the angled latching surfaces 56, 58 due to the compression of the spring 36. You can see that smallness is essential. If this additional condition is not met, the reaction force of the latching surfaces 56, 58 cannot exceed the bursting force of the holes and projections and the return force of the claws, and the slider will not open.
【００４３】 係合部分が浅いこと、および開放力が小さいことにより、平面バイモルフの大
きな動きを使って低電力で動くことの可能なシステムを形成することができる。The shallow engagement portion and the low opening force make it possible to create a system that can move with low power using the large movement of the planar bimorph.
【００４４】 上記の構成はいかなる大きさのものについても製作可能であることがお分かり
であろう。実際、マイクロマシン技術の分野では、上記の構成のもつ積層状の性
質は非常に好適である。さらに、本発明においては電気アクチュエータは圧電性
のバイモルフとして記述されたが、他の電気アクチュエータの使用も可能であり
、時にリレー、アーマチュア、可動コイル磁石などが使用可能である。しかしな
がら、圧電性のバイモルフの作動に特に適しているのは駆動回路である。これは
圧電性のバイモルフなどの能動材料ベンダを作動するのに必要な高電界を提供す
ることが可能なためである。It will be appreciated that the above arrangement can be made in any size. In fact, in the field of micromachine technology, the laminar nature of the above arrangement is very suitable. Further, although the electric actuator has been described as a piezoelectric bimorph in the present invention, other electric actuators can be used, sometimes using relays, armatures, moving coil magnets and the like. However, a drive circuit is particularly suitable for the operation of a piezoelectric bimorph. This is because it can provide the high electric fields necessary to operate active material vendors such as piezoelectric bimorphs.
【００４５】 図４は本発明の第一側面である駆動回路と本発明の第二側面である電気スイッ
チング機構を一つにまとめたところを示すブロック図である。図4を参照しなが
ら詳述すると、一対の接点スイッチが、帯電回路内の、より詳しくは帯電回路を
遮断するように設けられた環状トランス70と負荷74との間に設けられ、その結果
環状トランス70のコイルに電流が流れないようになっている。接点63は、本発明
で62と表示される電気スイッチング機構に機械的につながれる。より詳しくは、
好適には接点63が電気スイッチング機構のスライダ18の延長部32に機械的につな
がれて、スライダ18がラッチ位置から、プロファイルドチャネル30内に開放され
たときに、電気的接点63が開かれ延長部32がプロファイルドチャネル30の端部の
実質的に上方に突き出るよう形成されることである。接点63は直接延長部32上に
施されてもよいし、スライダ18と電気的接点63の間に機械接合、またはさらなる
機構が施されてもよい。FIG. 4 is a block diagram showing a driving circuit according to the first aspect of the present invention and an electric switching mechanism according to the second aspect of the present invention. 4, a pair of contact switches are provided in the charging circuit, more particularly, between the annular transformer 70 and the load 74, which are provided to cut off the charging circuit. Current does not flow through the coil of the transformer 70. Contact 63 is mechanically coupled to an electrical switching mechanism, designated 62 in the present invention. More specifically,
Preferably, contacts 63 are mechanically connected to extensions 32 of slider 18 of the electrical switching mechanism such that when slider 18 is released from the latched position into profiled channel 30, electrical contacts 63 are opened and extended. The portion 32 is formed to project substantially above the end of the profiled channel 30. The contact 63 may be provided directly on the extension 32, or a mechanical bond or a further mechanism may be provided between the slider 18 and the electrical contact 63.
【００４６】 動作においては、故に、電気的接点63が閉じていて電流が負荷74に流れているこ
とを前提に、環状トランス70はそれぞれの帯電線と無極線に流れる電流ｉlとｉn の間の電流不均衡を、出力側コイルを横切る逆起電力である出力駆動電圧Ｅを出
力することにより検知する。出力電圧Ｅはその後必要に応じて整流され、電圧増
倍器61に流されて、動作電圧Ｖの大きさまで増倍される。この動作電圧Ｖはベン
ダ16の圧電性のバイモルフを横切るように適宜配置され、圧電性のバイモルフを
作動してツメ40の動作面から外れる形に湾曲させ、その結果スライダ18をプロフ
ァイルドチャネル30から開放して、接点63を開く。In operation, therefore, assuming that the electrical contacts 63 are closed and current is flowing to the load 74, the annular transformer 70 is configured to control the currents i l and in n flowing through the respective charged and apolar lines. The current imbalance is detected by outputting an output drive voltage E, which is a back electromotive force across the output side coil. The output voltage E is then rectified as necessary, passed to the voltage multiplier 61, and multiplied to the magnitude of the operating voltage V. This operating voltage V is appropriately positioned across the piezoelectric bimorph of the vendor 16 and activates the piezoelectric bimorph to bend out of the operating surface of the claw 40, thereby causing the slider 18 to move out of the profiled channel 30. Open to open the contact 63.
【００４７】 以上の配置によって特別に効果的な低電力型の線路非依存装置が構成される。The arrangement described above constitutes a particularly effective low power type line independent device.
本発明をより理解し易くするために図面を用いて実施の形態について説明して
いるが、その図面とは以下のものである。Although the embodiments are described with reference to the drawings for easier understanding of the present invention, the drawings are as follows.
【図１】 図１は、本発明の第一の側面にかかる駆動回路の実施態様の回路図を示
す。FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of a drive circuit according to the first aspect of the present invention.
【図２】 図２は、本発明の第二の側面にかかるスイッチング機構として使用可能
な遮断機構の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of a shutoff mechanism that can be used as a switching mechanism according to a second aspect of the present invention.
【図３】 図３は、図２に示した遮断機構を組み立てた際に、線分Ａ−Ａに沿って
矢印の方向に見た断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a line AA in a direction of an arrow when the blocking mechanism shown in FIG. 2 is assembled.
【図４】 図４は、本発明の駆動回路とスイッチング機構の相互作用を図示する回
路ブロック図である。FIG. 4 is a circuit block diagram illustrating the interaction between the drive circuit and the switching mechanism of the present invention.
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment
【提出日】平成１３年５月２４日（２００１．５．２４）[Submission date] May 24, 2001 (2001.5.24)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項１[Correction target item name] Claim 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR , HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA , ZW
Claims (16)
二入力側コイルと、前記第一、及び第二入力側コイルに夫々流れる電流間の電流
不均衡に応じて出力駆動電圧を加えるように配置された出力側コイルを持つトラ
ンスを持ち、前記トランスはさらに、漏電条件を示すレベル以下の電流不均衡の
レベルで飽和するように配置されている。1. A drive circuit for an earth leakage breaker, wherein the drive circuit responds to a current imbalance between currents respectively flowing through a first input coil, a second input coil, and the first and second input coils. A transformer having an output-side coil arranged to apply an output drive voltage, said transformer being further arranged to saturate at a level of current imbalance below a level indicative of a leakage condition.
配置された電圧整流手段を持つ。2. The driving circuit according to claim 1, further comprising a voltage rectifier arranged to rectify an output driving voltage.
圧を動作レベルにまで増倍するよう配置された電圧増倍手段を持つ。3. The driving circuit according to claim 1, further comprising a voltage multiplying means arranged to multiply an output driving voltage to an operation level.
ランスは漏電条件を示す電流不均衡の50％のレベルで飽和するように配置されて
いる。4. The drive circuit according to claim 1, wherein the transformer is arranged to saturate at a level of 50% of a current imbalance indicating a leakage condition.
一入力側コイルと第二入力側コイルは夫々ｎ1回巻き線が施されており、前記出
力側コイルはｎ2回巻き線が施されており、ｎ1＞ｎ2の関係が成り立つ。5. The drive circuit according to claim 1, wherein the first input side coil and the second input side coil are each wound n 1 times, and the output side is connected to the output side. The coil is wound n 2 times, and the relationship of n 1 > n 2 holds.
力駆動電圧は能動材料ベンダを駆動するために用いられる。6. The drive circuit according to claim 1, wherein the output drive voltage is used to drive an active material vendor.
ータ手段を駆動するべく配置した電気スイッチング機構であって、前記駆動回路
が回路内の漏電状態を検知した際には、前記電気アクチュエータ手段の動作に応
じて回路内に備えられた１以上の電気的接点を開放するべく配置された電気スイ
ッチング手段を更に具備する。7. An electric switching mechanism in which the drive circuit according to claim 1 is arranged to drive an electric actuator means, wherein the drive circuit detects a leakage state in the circuit. And electrical switching means arranged to open one or more electrical contacts provided in the circuit in response to operation of the electrical actuator means.
ッチング手段は以下のものを有する、プロファイルドチャネルを持つ平面枠部材
、プロファイルドチャネルに保持されるように施された平面スライド部材、平面
スライド部材をプロファイルドチャネル内部にラッチするように施されたラッチ
手段、なお前記ラッチ手段は電気アクチュエータ手段に対応してスライド部材を
ラッチまたは開放することによって、少なくとも一つの電気的接点を閉じたり開
いたりする。8. The electrical switching mechanism according to claim 7, wherein said electrical switching means comprises: a planar frame member having a profiled channel, a plane provided to be retained in the profiled channel. A slide member, latch means adapted to latch the planar slide member within the profiled channel, wherein the latch means latches or releases the slide member corresponding to the electric actuator means to provide at least one electrical contact. Close and open.
エータは平面能動材料部材を持つ。9. The mechanism according to claim 7, wherein the electric actuator has a planar active material member.
前記平面枠部材に貼り合わされている。10. The mechanism according to claim 9, wherein said planar active material vendor is bonded to said planar frame member.
に、作動時にラッチ手段の動作面から外れる方向に動くように施されている。11. The mechanism according to claim 10, wherein the active material bender is further adapted to move in a direction away from a working surface of the latch means when activated.
に、前記平面能動材料ベンダと前記平面枠部材の間に貼り合わされた平面スペー
サ部材を持つ。12. The mechanism according to claim 9, further comprising a planar spacer member bonded between said planar active material vendor and said planar frame member.
チ手段は、電気アクチュエータによって第一の位置に置かれたとき、スライダ部
材をラッチするように施された回転可能なツメを持つ。13. A mechanism according to claim 8, wherein said latch means is adapted to latch a slider member when placed in a first position by an electric actuator. With possible claws.
に、形作られた穴を持ち、この穴はスライド部材上に設けられた穴と対応するよ
うに形作られた突起を収容できるように施されており、動作がラッチされた状態
においては、前記電気アクチュエータによって前記形作られた突起が前記形作ら
れた穴に収めれられ前記スライド部材がラッチを掛けられることで前記ツメの回
転が阻止され、開放された状態においては、電気アクチュエータが移動すること
で前記回転可能なツメが回転可能となり、これにより前記形作られた突起は前記
形作られた穴から出されて前記スライド部材が解放される。14. The mechanism according to claim 13, wherein the rotatable claw further has a shaped hole, the hole corresponding to a hole provided on the slide member. The projection is accommodated, and when the operation is latched, the electric actuator holds the shaped projection in the formed hole and latches the slide member. When the claw is prevented from rotating and, in the open state, the electric actuator is moved to allow the rotatable claw to rotate, whereby the shaped protrusion comes out of the shaped hole and slides out. The member is released.
ファイルドチャネルには第一の角度をもつラッチ用表面が設置され、スライド部
材には第二の角度をもつラッチ用表面が設置され、両者は、前記スライド部材が
ラッチされたときに、前記第二の角度を持つラッチ用表面が前記第一の角度を持
つラッチ用表面と係合するような位置に配置されている。15. The mechanism according to any of claims 8 to 14, wherein the profiled channel has a first angled latching surface and the sliding member has a second angled. A latching surface is provided, and both are positioned such that when the slide member is latched, the second angled latching surface engages the first angled latching surface. Have been.
前記プロファイルドチャネルから前記スライド部材を外すように施されたバネ手
段を持つ。16. The mechanism according to claim 8, further comprising:
Spring means are provided to remove the slide member from the profiled channel.
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