7089894 分離型電気接点およびエア切替を有する電流用開閉装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-15

(45)【発行日】2022-06-23

(54)【発明の名称】分離型電気接点およびエア切替を有する電流用開閉装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 73/06 20060101AFI20220616BHJP

【ＦＩ】

H01H73/06 B

【請求項の数】 10

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018029003

(22)【出願日】2018-02-21

(65)【公開番号】P2018137226

(43)【公開日】2018-08-30

【審査請求日】2021-01-15

(31)【優先権主張番号】1751389

(32)【優先日】2017-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】594083128

【氏名又は名称】シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエス

【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＮＥＩＤＥＲ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ ＳＡＳ

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(74)【代理人】

【識別番号】100096921

【弁理士】

【氏名又は名称】吉元 弘

(72)【発明者】

【氏名】クリストフ、グリュメ

(72)【発明者】

【氏名】セバスチャン、エロー

【審査官】内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－２２９５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０３１４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２２４５８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ６９／００ － ６９／０１

Ｈ０１Ｈ ７１／００ － ８３／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

分離型電気接点およびエア切替を有する電流用開閉装置（１；１’）であって、
前記開閉装置内の電流の循環を可能にする開状態と電流の循環を妨げる閉状態の間で切り替えられる切替組立体（３）と、
前記切替組立体（３）の切替をその開状態と閉状態の間で制御するための制御機構（４）であって、トリガ部材（４２；４２’）を備え、該トリガ部材（４２；４２’）は静止位置からトリガ位置に変位したときに前記切替組立体（３）の開状態への切替を始動させるために配置されている前記制御機構（４）と、
前記切替組立体（３）および前記制御機構（４）が内部に収容され、側壁（５１、５２；５１’、５２’）を備えるハウジング（５）と、
を備える電流用開閉装置（１；１’）において、
前記側壁（５１、５２；５１’、５２’）は前記ハウジング（５）内部に行き渡る圧力が上昇したとき、静止状態から変形状態へと弾性変形可能であり、
前記側壁の１つ（５２；５２’）は、その内面（５２１）上に、前記ハウジングの内部に向かってこの内面（５２１）に対して直角に延びる硬い突起（５３；５３’）を備え、該側壁（５２；５２’）の変形が前記突起（５３；５３’）を第１位置から第２位置へ変位させるようにし、
前記突起（５３；５３’）は、その前記第２位置への変位が前記トリガ部材（４２；４２’）の静止位置からトリガ位置への変位を生じるように、前記トリガ部材に対して相対的に配置されている、
ことを特徴とする開閉装置。

【請求項2】

前記突起（５３；５３’）は前記側壁（５２；５２’）とともに単体で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の開閉装置（１；１’）。

【請求項3】

前記側壁（５１、５２；５１’、５２’）は成型熱可塑性プラスチック材料で作製されることを特徴とする、請求項１または２に記載の開閉装置（１；１’）。

【請求項4】

前記側壁（５１、５２；５１’、５２’）はガラス繊維強化ポリカーボネート樹脂で作製されることを特徴とする、請求項３に記載の開閉装置（１；１’）。

【請求項5】

前記ハウジング内部の圧力が６ｂａｒ以上になったときの前記側壁（５１、５２；５１’、５２’）の変形幅が１ｍｍ以上になるように、前記側壁（５１、５２；５１’、５２’）は１ＧＰａ以上、５ＧＰ以下の曲げ弾性率を示すことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の開閉装置（１；１’）。

【請求項6】

前記突起（５３；５３’）は前記突起（５３；５３’）の長手方向軸（Ｘ５３）に沿って延びる剛性ビーム（５３１）と、補剛材（５３２）とを備えることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の開閉装置（１；１’）。

【請求項7】

前記突起（５３；５３’）は５ｍｍ以上の長さを有することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の開閉装置（１；１’）。

【請求項8】

前記トリガ部材（４２；４２’）は回転軸（Ｘ４２）に関して回転移動可能で、前記回転軸（Ｘ４２）に対して直角に延びる吐出したスプール（４２１；４２１’）を備え、前記スプール（４２１；４２１’）は第１位置から第２位置に変位したときに後に前記突起（５３；５３’）が続く軌道に配置されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の開閉装置（１；１’）。

【請求項9】

前記突起と前記スプール（４２１；４２１’）の間の接触区域は前記内面（５２１）から前記切替組立体（３）の幅の３分の１以上となる距離に置かれることを特徴とする、請求項８に記載の開閉装置（１；１’）。

【請求項10】

トリガ（６１）および可動ストライカ（６２）を備えるトリガブロック（６）を備え、前記トリガ（６１）は前記開閉装置（１；１’）を通って循環する電流から電気故障を検知したとき、前記トリガ部材（４２；４２’）をそのトリガ位置へ変位させるように構成されていることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の開閉装置（１；１’）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は分離型電気接点およびエア切替を有する電流用開閉装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般には、本発明は低電圧高出力回路遮断器などの電気開閉装置の分野に関する。

【0003】

そのような開閉装置は分離型電気接点を備える電流用開閉部材を備える。該部材は開位置または閉位置の間で切り替えられて、開閉装置内の電流の循環を遮断、または個別に可能にしてもよい。この開閉は、例えば「タンブラ」として知られるトグル機構などの制御機構を用いて制御される。

【0004】

これらの開閉装置はまた、制御機構に結合されてこの制御機構を駆動するトリガを備え、電気故障を検知したときに開閉部材を開く。電気故障は一般には、開閉装置内を循環する電流の短絡または過負荷である。例えば、トリガは磁気、熱、または電子式のものである。

【0005】

通常、電気故障の場合、電気接点は電磁反発力により互いから部分的に分離され、その後不安定な位置にある。そのときこれらの電気接点間で電気アークが起こる。したがってトリガはこの電気アークが現れるとすぐに開閉部材の開放の命令を出し、開閉装置内の電流の循環を安全に遮断してガルバニック絶縁を確保するために電気接点を完全に分離しなければならない。この遮断は、開閉装置の損傷を防ぎ、安全性に反する状況を避けるために、電気故障の発生後できるだけ速やかに、例えば５ｍｓ未満の間で行わなければならない。実際、開閉において放出されるエネルギー量を制限することは最も重要なことである。

【0006】

しかしながら、状況によってはトリガが電気故障に対して示す応答時間は必要な遅延時間内に制御機構を反応させるほど十分短くはなく、既知の装置は完全に満足のいくものではない。それゆえ開閉部材が偶然閉じ、それにより電流の遮断を妨げるリスクがある。

【0007】

もちろんこの欠点の改善を狙った開閉装置が知られており、電気アークに起因した消弧ガスの放出による開閉装置内の過圧が利用され、トリガが実行に移ることができる前に制御機構を始動させる。

【0008】

そのような開閉装置の例が仏国特許出願第２６６１７７６（Ａ１）号に記載されている。この開閉装置は、電気アーク消弧チャンバに流体接続されかつ制御機構と機械的に結合されるピストンを備える。このように、開閉装置内の圧力の異常上昇がピストンを変位させ、これによりその後開閉装置に関連するトリガよりもさらに迅速に開閉部材の開放を引き起こす。

【0009】

しかしながらそのような解決策には欠点がある。一方では、さらなる装置、ここではピストンを備える機械的チェーンの追加が必要であり、開閉装置の工業生産を複雑にし、開閉装置の工業生産コストを増加させる。さらに、消弧チャンバとピストンの間の流体接続は消弧ガスに起因する汚染により劣化しやすいため、信頼性は不十分である。最後に、これらの装置はすべてを差し置いても、同時期の製品範囲によって必要とされる特定の作動条件で使用される場合は迅速性が十分ではない。実際、現行の要件は開閉装置の寸法の縮小およびこれらの開閉装置の作動に関連する最大電流値の増加を推進している。したがってこれらの装置の作動はもはや保証されることができない。それゆえ同時期の開閉装置におけるこれらの装置の使用は現状では不可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】仏国特許出願第２６６１７７６（Ａ１）号

【文献】欧州特許出願第０５５５１５８（Ａ１）号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、分離型電気接点およびエア切替を有する電流用開閉装置を提案することによってこれらの欠点をより具体的に改善しようとするものであり、この開閉装置は電気故障の場合に電気接点を迅速に開くことが可能でありながら、製造が簡単で、申し分ない信頼性を示す。

【課題を解決するための手段】

【0012】

この目的のため本発明は、分離型電気接点およびエア切替を有する電流用開閉装置であって、
－ 開閉装置内の電流の循環を可能にする開状態と電流の循環を妨げる閉状態の間で切り替えられる切替組立体と、
－ 切替組立体の切替をその開状態と閉状態の間で制御するための機構であって、トリガ部材を備え、トリガ部材は静止位置からトリガ位置に変位したときに切替組立体の開状態への切替を始動させるために配置されている機構と、
－ 切替組立体および制御機構が内部に収容され、側壁を備えるハウジングと、
を備える開閉装置に関する。

【0013】

この開閉装置において、
－ 側壁はハウジング内部に行き渡る圧力が上昇したとき、静止状態から変形状態へと弾性変形可能であり、
－ 側壁の１つは、その内面上に、ハウジングの内部に向かってこの内面に対して直角に延びる硬い突起を備え、該側壁の変形が突起を第１位置から第２位置へ変位させるようにし、
－ 突起はトリガ部材に対して相対的に配置され、その第２位置への変位がトリガ部材の静止位置からトリガ位置へ変位を生じるようになっている。

【0014】

本発明により、電気接点間で電気アークが現れるとすぐに、電気アークの発生により生じる圧力上昇が側壁の変形を引き起こす。突起は硬く、側壁の１つに固定されているため、この側壁の変形の影響により変位する。この変位は、突起のトリガ部材との関係により、トリガ部材のトリガ位置への変位を引き起こし、分離型電気接点を開位置に変位させる。したがって、制御機構のトリガチェーンは既知の装置より短いため、ピストンなどの中間要素がないことにより迅速に始動される。開閉装置はまた、簡略化された設計で、突起が側壁上に形成されるので、側壁の製造に組み入れることが簡単である。生産が簡単であることおよび追加の装置がないことから、開閉装置の製造はより簡単でより経済的である。このことはまた、突起の作用がその単純さから消弧ガスによるあらゆる汚染リスクに対して敏感でないため、開閉装置にさらなる強度を与える。

【0015】

本発明の有利ではあるが必須ではない態様によると、そのような開閉装置は以下の１つまたは複数の特徴を、単独でまたは技術的に許容できる任意の組み合わせにより組み入れることができる。

【0016】

－ 突起は前記側壁とともに単体で形成される。

【0017】

－ 側壁は成型熱可塑性プラスチック材料で作製される。

【0018】

－ 側壁はガラス繊維強化ポリカーボネート樹脂で作製される。

【0019】

－ ハウジング内部の圧力が６ｂａｒ以上になったとき側壁の変形幅が１ｍｍ以上になるように、側壁は１ＧＰａ以上、５ＧＰａ以下の曲げ弾性率を示す。

【0020】

－ 突起は突起の長手方向軸に沿って延びる剛性ビームと、補剛材とを備える。

【0021】

－ 突起は５ｍｍ以上の長さを有する。

【0022】

－ 突起とスプール（ｓｐｕｒ）の間の接触区域は内面から切替組立体の幅の３分の１以上となる距離に置かれる。

【0023】

－ トリガ部材は回転軸に関して回転移動可能で、回転軸に対して直角に延びる吐出したスプールを備え、スプールは第１位置から第２位置に変位したときに後に突起が続く軌道に配置される。

【0024】

－ 開閉装置はトリガおよび可動ストライカを備えるトリガブロックを備え、トリガは開閉装置を通って循環する電流から電気故障を検知したとき、トリガ部材をそのトリガ位置へ変位させるように構成されている。

【0025】

単に例として与えられている開閉装置の実施形態の、添付図面を参照した以下の説明を考慮すると、本発明はよりよく理解され、本発明の他の長所はよりはっきりと明確になるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態による電流用開閉装置を長手方向の断面図によって模式的に示す図である。

【図2】図１の開閉装置の斜視部分分解図による概略図である。

【図3】図２の開閉装置の一部の、図２の区域ＩＩＩの詳細図による概略図である。

【図4】図１～図３の開閉装置の底面図による概略図である。

【図5】図１～図４の開閉装置の制御機構の側面図による概略図である。

【図6】本発明の別の実施形態による電流用開閉装置の斜視部分分解図による概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１～図５は、例えば回路遮断器などの電流用開閉装置１を示す。

【0028】

本例においては、開閉装置１は、低電圧高強度の交流または直流単極回路遮断器である。例えば、開閉装置１は１５００ＶＤＣまたは１０００ＶＡＣより低い電圧および１ｋＡ以上の短絡電流で作動させるのに適している。

【0029】

変形例として、開閉装置１は別のもの、例えば多極回路遮断器でもよい。

【0030】

電気故障から電気回路を確実に保護するために開閉装置１は電気回路に接続されることが意図されている。ここでの「電気故障」は、開閉装置内を循環する電流の短絡または過負荷を意味する。

【0031】

図１に示されるように、開閉装置１は切替組立体とも呼ばれる切替部材３を含む切替ブロック２と、制御機構４と、ハウジング５とを備える。開閉装置１は以下にさらに詳細に説明されるトリガブロック６も備える。

【0032】

本例においては、切替部材３および制御機構４はハウジング５内部、ハウジング５の内部区画に収容される。

【0033】

部材３は開状態および閉状態と呼ばれる２つの安定な異なる状態間で可逆的かつ選択的に切り替えられることができる。

【0034】

閉状態においては、部材３は開閉装置１内、例えばこの開閉装置１の接続ランド間の電流の循環を可能にする。

【0035】

開状態においては、部材３は開閉装置１内に電気アークがないときは電流の循環を妨げる。

【0036】

部材３の「開放」は部材３の閉状態から開状態への切換えを意味する。

【0037】

この目的のため、部材３は銅などの導電性材料で作製された分離型電気接点を備える。より具体的には、ここでは開閉装置１は固定電気接点３１と可動電気接点３２を備え、後者は固定電気接点３１に関して変位することができる。

【0038】

固定３１および可動電気接点３２はここではそれぞれ３３１および３３２と示される導電性接触パッドを備える。

【0039】

閉状態においては、固定および可動電気接点３１および３２は互いに接触している。それらの各接触パッド３３１、３３２は直接接触しており、これらの電気接点３１、３２間の電流の通過が可能になるようにしている。

【0040】

開状態においては、電気接点３２は固定電気接点３１から特定の距離にあり、それらの各接触パッド３３１、３３２が周囲空気によって電気的に絶縁されるようになっている。

【0041】

この説明のための例において、可動接点３２は導電性材料で作られた単体で形成されており、ハウジング５に関して回転するように配置される回転部材３４によって支持されている。ここでは、２つの固定接点３１があり、それらは部材３４の回転軸に関して対称に配置されている。

【0042】

図１において、部材３は閉状態で示されている。

【0043】

周知のように、開閉装置１を通って電流が循環している間、例えば電気故障による反発力の影響下で２つの電気接点３１および３２が一部分離されると、対応するパッド３３１および３３２の間に電気アークが発生する。この電気アークは周囲空気のイオン化の結果生じたものである。電気アークは次に部材３の構成要素のイオン化、例えば接触パッド３３１および３３２のイオン化を引き起こすため、その結果、温度および続いて圧力が上昇する。電気アークは部材３内部において温度および圧力の急上昇を伴う。

【0044】

部材３はまた、電気アーク消弧チャンバ３５も備え、その機能はこの電気アークを確実に消弧することである。

【0045】

消弧チャンバ３５は積層した消弧プレート３５１、ならびに消弧ガス排出路３５２を備え、この消弧ガス排出路３５２は消弧チャンバをハウジング５の外部に流体連結する。

【0046】

ここで、２つのチャンバ３５があり、各々は固定接点３１と可動接点３２の間の接触区域の高さに配置されている。

【0047】

これらの消弧チャンバ３５はよく知られており、詳細には説明されない。

【0048】

変形例として、部材３の他の構成、例えば単一の固定電気接点および単一の可動電気接点を使用する構成が可能である。消弧チャンバ３５の数および形式はその後それに応じて適応される。

【0049】

制御機構４は部材３の開状態と閉状態の間の切替の制御を可能にする。この目的のため、機構４はここでは回転部材３４と機械的に結合され、機構４に対する特定の作用が電気接点３１および３２の変位を引き起こし、部材３を開状態と閉状態の間で切り替えるようになっている。

【0050】

制御機構４は、クランクピンとも呼ばれるレバー４１を備え、レバー４１はハウジング５の外部からアクセス可能であり、操作者により操作され、機構４を介して切替部材を開位置と閉位置の間で切り替えることが意図されている。図１において、レバー４１は切替部材３の閉状態に対応する位置にある。

【0051】

制御機構４はまた、トリガ部材４２も備える。部材４２は静止位置とトリガ位置の間で変位させることができる。部材４２が静止位置からトリガ位置に切替わるとき、機構４を始動させ、その後部材３を開状態に切り替える。一度部材３が開状態に切替わると、この開状態を維持する。機構４は、例えば操作者によるレバー４１の手動操作により再準備（ｒｅａｒｍ）されて、もう一度部材３が閉位置に切替わるのを可能にしなければならない。部材４２はその後機構４、例えばばね４２２によって、その静止位置に戻される。

【0052】

ここで、機構４はトグル機構であり、「タンブラ」とも呼ばれる。そのような機構はよく知られており、例えば欧州特許出願第０５５５１５８（Ａ１）号に記載されている。

【0053】

本例においては、機構４はトリガ部材４２と、フック４３と、ロック４４と、接続ロッド４５とを備え、後者は機構４と回転部材３４の間の機械的結合を確実にする。フック４３は弾性復元力を掛けられ、部材３の開状態に対応する位置に戻る傾向にある。この復元運動はフック４３の端部をロック４４上につなぐことで抑制され、トリガ部材４２が静止位置にある限り、ロック４４がトリガ部材４２につながれて保持されている間抑制される。

【0054】

トリガ部材４２がそのトリガ位置へと変位させられたとき、フック４３の変位を可能にし、次に部材３の開状態への接続ロッド４５の変位を可能にする。

【0055】

トリガ部材４２はここで、その静止位置とトリガ位置の間で、ハウジング５の側壁に対して直角に回転軸Ｘ４２に関して回転するように配置される。

【0056】

さらに、トリガ部材４２はここで吐出したスプール４２１を備え、吐出したスプール４２１は回転軸Ｘ４２に対して直角に延び、その機能は以下にさらに詳細に説明されている。

【0057】

トリガブロック６は、機構４を介して、開閉装置１を通して循環する電流から電気故障が検知されたとき、部材３の開状態への切替えを始動するように構成されている。

【0058】

図１に示されるように、トリガブロック６はこの目的のためにトリガ６１を備え、トリガ６１はここでは熱磁気式のもので、電気故障の発生を検知した際にブロック６の可動ストライカ６２を始動させるためにトリガブロック内を循環する電流を監視するのに適している。そのようなトリガは当業者にはよく知られており、ここでは詳細には説明されない。ブロック６はまた切替ブロック２に連結されることが意図されているコネクタ６３も備える。

【0059】

実際には、開閉装置１の作動構成においては、トリガブロック６は切替ブロック２に取り付けられており、コネクタ６３は部材３の対応する固定電気接点３１に電気的に連結されている。したがって、トリガブロック６は電気開閉装置１を通って循環している電流に従って反応することができる。

【0060】

「１１」および「１２」は開閉装置１の接続ランドを示す。これらのランド１１および１２は保護する必要がある電気回路に開閉装置１を接続することを可能にする。ランド１１はここでは固定電気接点３１の１つの端部に対応するのに対し、ランド１２はコネクタ６３の外端に対応する。

【0061】

図２の解読を容易にするため、トリガブロック６は切替ブロック２から切り離して示されている。

【0062】

電気故障がトリガ６１によって検知された場合、後者はストライカ６２の変位を引き起こし、その後トリガ部材４２上に機械的な力を及ぼし、トリガ位置へと変位させるようになる。これに対し、制御機構は始動されて切替を実施し、その後切替部材３を開状態に保持し、ランド１１および１２間の電流の循環を遮断するようになる。

【0063】

ハウジング５は切替ブロック２の外側ジャケットを形成する。

【0064】

この例においては、トリガブロック６は切替ブロック２から切り離されることができる。ハウジング５は切替ブロック２のみのジャケットを形成する。したがって、ハウジング５は少なくとも部材３および機構４を囲む。トリガブロック６は独自のハウジングを備える。

【0065】

ハウジング５は具体的には切替ブロック２の対向する側面の範囲を定める側壁５１、５２を備える。

【0066】

この例においては、レバー４１は開閉装置１の前面に置かれる。側面はこの前面に対して直角かつ切替ブロック２の底面および上面に対して直角に延びる。トリガブロック６はここではこの切替ブロック２の底面上において切替ブロック２に取り付けられる。

【0067】

側壁５１および５２は、可逆的に通常状態と変形状態の間で変形可能である。

【0068】

通常状態においては、側壁５１および５２は本質的に平面形状を有し、互いに対して平行に延びる。

【0069】

変形状態においては、側壁５１および５２は、図４に示されるように、開閉装置１から外側に半球状の形状を呈する。各壁５１、５２の変形幅は、例えば、通常状態および変形状態間のこの壁の中心位置間の距離として測定される。

【0070】

実際には、この例においては、壁５１および５２は同じ部材３を囲むため、同時にそれらの通常状態または変形状態のいずれか一方の状態にある。しかしながら、それらが変形状態にあるとき、特にハウジング５内部の開閉装置１の構成要素の配置により、厳密には同じ変形を示さない場合があり、すなわち同じ形状または同じ変形幅の変形を示さない場合がある。

【0071】

図４において、参照番号５１ｄおよび５２ｄが付いている点線は、それぞれ側壁５１および５２が変形状態にあるときの位置を示している。

【0072】

壁５１および５２はハウジング５内部の圧力が上昇したとき、通常状態から変形状態へと弾性的に変形する。

【0073】

例えば、圧力が６ｂａｒの値を超えるとき、１ｍｍ以上の変形が観察され、この変形はここでは軸Ｘ４２に平行な軸上で測定される。

【0074】

圧力が減少するとき、壁５１、５２は通常状態に戻る。

【0075】

そのような圧力の上昇は、部材３の固定接点３１と可動接点３２の間の分離に際して電気アークの発生によって引き起こされる。実際、通常は、圧力の上昇は電気アークによって生成された消弧ガスが排出路３５２に直ちに排出されることができないようにする。その後消弧ガスはハウジング５内部で膨張し、このハウジング５において通常見られる圧力と比べて過圧を生じる。例えば、圧力は６ｂａｒ以上、さらには２０ｂａｒ以上に上昇する。

【0076】

開閉装置１に対するあらゆる不可逆的な損傷を回避するため、電気アークはこの過圧を制限するためにできるだけ迅速に遮断されなければならない。例えば、ハウジング内の圧力が５ｂａｒ以上になる前に部材３を開くことが望ましい。

【0077】

好ましくは、ハウジング５は例えば成型によって、熱可塑性プラスチック材料から作製される。

【0078】

壁５１および５２はハウジング５と同じ材料で作製される。

【0079】

説明のための例として、壁５１および５２は１ＧＰａ～５ＧＰａの間の弾性率を示す。

【0080】

有利なことに、壁５１および５２は耐衝撃性であり、具体的には１０ｋＪ／ｍ^２以上の衝撃抵抗を示す。この衝撃抵抗は、ここではＩＳＯ１７９／１ｅＡ標準により規定される、いわゆるシャルピー試験法を用いて測定され、周囲温度にて８０×１０×３ｍｍの大きさのプローブを使用して実施される。

【0081】

好ましくは、ハウジング５、ひいては壁５１および５２はガラス繊維強化ポリカーボネートで作製される。

【0082】

例えば、ＳＡＢＩＣのＬＥＸＡＮ（登録商標）ＥＸＬ５６８９という参照記号で市販されているポリカーボネート樹脂が使用される。変形例として、代わりに三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社のＸＡＮＴＡＲ（登録商標）ＸＲＭ５０１０という参照記号で市販されているポリカーボネート樹脂を使用することができる。

【0083】

この例においては、壁５１、５２はそれぞれ１ｍｍ以上、３ｍｍ以下の厚さを有し、この厚さは壁５１、５２が静止状態にあるときに測定される。

【0084】

これらの機械的特性を有するそのような材料の選択は、壁５１、５２の変形をハウジング５内の圧力の関数として取得しながら、ハウジング５の優れた機械強度を保証することを可能にする。

【0085】

変形は弾性的であるので、壁５１、５２はハウジング５内の圧力がもう一度周囲の気圧に等しくなったとき、ハウジング５がその作動に悪影響を及ぼす機械的な事後効果を受けることなく静止状態に戻る。

【0086】

説明のための例として、ハウジング５はここでは２つの互いに似た、互いを補完する形状で、それぞれが壁５１、５２を支持する成型ハーフシェルによって形成されている。これらの２つのハーフシェルはハウジング５の完全性を保証するために互いに対して固定されることが意図されている。この目的のため、ハウジング５は壁５１、５２を固定するための手段を備える。

【0087】

この例においては、固定手段はリベットであり、その各ヘッドは参照番号５５が付いている。壁５１、５２はさらにこれらのリベットの通過を可能にする貫通孔を備える。好ましくは、固定手段は壁５１、５２の端部のみに近接して配置され、それらの変形を妨げないようにする。

【0088】

ハウジング５はまた、トリガ部材４２を少なくとも一部ハウジング５の外部に露出させる窓５４を備える。このように、ストライカ６２はたとえハウジング５の外部に置かれても部材４２上で機械的に作用することができる。

【0089】

変形例によると、トリガ６１およびストライカ６２はハウジング５内部に収容されることができる。この場合、窓５４は省略されることができる。

【0090】

図３および４により詳細に示されているように、側壁の１つ、この具体的事例においては側壁５２は、その内面５２１上にハウジング５の内部に向かって内面５２１に対して直角に延びる硬い突起５３も備える。突起５３は壁５２に対して、好ましくはたわみの自由度なく固定される。

【0091】

内面５２１はここではハウジング５の内部に向けられる側壁５２の面である。この内面５２１は側壁５２の外面の反対側である。

【0092】

変形可能な側壁５２に固定されるため、突起５３は第１位置と第２位置の間で変位することができる。突起５３は側壁５２が通常状態にあるとき第１位置にあり、側壁５２が変形状態にあるとき第２位置にある。

【0093】

このように、突起５３は対応する側壁５２がその通常状態から変形状態に変形する際、第２位置に変位する。

【0094】

優先的に、突起５３は対応する側壁５２とともに単体で形成される。すなわち、突起５３は壁５２と同じ材料で作られる。これにより、突起５３は、例えば１つの同じ成型作業で側壁５２と同時に製造されるため、開閉装置１の製造をさらに簡単にすることができる。

【0095】

しかしながら変形例として、突起５３は壁５２とは別の、壁５２にしっかり固定された追加部品にすることができる。例えば、この固定はリベットを用いて、または接着あるいは溶接により行われる。

【0096】

Ｘ５３は突起５３が第１位置にあるときに沿って延びる長手方向軸を示し、Ｘ５３ｄは突起が第２位置にあるときに延びる方向を示す。軸Ｘ５３はここでは壁５１および５２が静止状態にあるときにそれらに対して垂直である。

【0097】

例として、壁５２が１ｍｍ以上の幅で変形したときの軸Ｘ５３とＸ５３ｄの間の角度は８°以上である。

【0098】

突起５３はトリガ部材４２に関連して配置され、その第１位置から第２位置への変位がトリガ部材４２の休止位置からトリガ位置への変位を生じるようになっている。このように、壁５１、５２の変形による突起５３の変位は、機構４を始動させて切替部材３をその開状態へと切り替える。

【0099】

すなわち、突起５３はここではトリガ部材４２と結合されている。

【0100】

この目的のため、ここではスプール４２１は後に第１および第２位置の間の突起５３が続く軌道に配置される。突起５３はここではスプール４２１の上に配置される。

【0101】

例えば、突起５３が第１位置にあり、部材４２が静止位置にあるとき、ビーム５３１の底面はスプール４２１と接触するがこのスプール４２１に力を及ぼさない。第２位置に切替わるとき、突起５３は、その軌道上に置かれているため、スプール４２１上に位置し、後者を軸Ｘ４２の周りに回転駆動させる。

【0102】

突起５３の寸法、具体的にはその長さおよび位置はまた、部材４２をそのトリガ位置へと変位させるためにスプール４２１に適用される必要がある力の関数としても選択される。

【0103】

説明のための例として、突起５３は第２位置に変位したときにスプール４２１に５ニュートン以上の強度の力を及ぼすのに適している。

【0104】

スプール４２１はレバーとして有利に作用し、部材４２を回転させるのに必要な力を低減することができる。

【0105】

さらに、突起５３の長さ、スプール４２１の長さ、および突起５３に対するスプール４２１の相対位置は、レバーの効果の恩恵を受けるのに適しており、トリガ部材４２をそのトリガ位置に変位させるのに必要な力を低減する。

【0106】

例えば、突起５３とスプール４２１の間の接触区域は内面５２１から部材３の幅の３分の１以上、より好ましくはこの幅の半分と等しくなる距離に置かれる。接触区域はここでは、部材４２が静止位置にある間に突起５３が第２位置に変位するときのスプール４２１の表面上で突起５３が載る部分である。

【0107】

この幅は、例えば、軸Ｘ５３に沿って測定される。ここで、この幅は側壁５１および５２の間の離隔距離に等しい。

【0108】

突起５３の長さは、好ましくは１０ｍｍ以上である。突起５３の長さは、ここでは第１位置にあるときに軸Ｘ５３に沿って測定される。

【0109】

この例においては、補完的に、スプール４２１は前記接触区域と軸Ｘ４２の間の距離が、軸Ｘ４２と部材４２のロック４４への取付区域との間の距離に対し、例えば５％以内で等しくなるような寸法になっている。

【0110】

有利なことに、突起５３はビーム５３１および補剛材５３２を備える。ビーム５３１および補剛材５３２はここでは同じ材料で作製される。

【0111】

ビーム５３１は軸Ｘ５３に沿って長軸方向に延び、断面積が５ｍｍ^２以上の円筒形状を有する。

【0112】

補剛材５３２はここでは、このビーム５３１の下に延び、内面５２１の一辺に沿って内面５２１に固定され、内面５２１の別の一辺に沿ってビーム５３１に固定される、三角形の平面状の壁を備える。

【0113】

突起５３の寸法の選択、具体的にはその形状および／またはその断面積、ならびに補剛材５３２の使用により突起５３の剛性を向上させることができる。それは突起５３が側壁５２とともに単体で形成される際に特に役立つ。実際、突起は側壁５２と同じ材料で作製される。今、突起５３が部材４２に載る際、突起５３自身が変形させられるのを回避したいという特定の要望があるが、この材料は変形可能である。

【0114】

したがって突起５３は、電気接点３１、３２間の電気アークの発生に際し、制御機構４を始動させることができ、これにより消弧ガスの放出、ひいてはハウジング５内の過圧を起こす。

【0115】

側壁５１、５２、特に側壁５２は、ハウジング５内の圧力上昇により変形したとき、変形状態に切替わる。この変形により、突起５３は第２位置に変位する。突起５３の変位の方向は図４において矢印Ｆ１、図５において矢印Ｆ２によって示されている。

【0116】

突起５３はさらにスプール４２１上に力を及ぼし、これにより図５において矢印Ｆ３によって示されるようなトリガ部材４２のトリガ位置への変位を引き起こす。機構４の設計により、この部材４２の変位は、先に説明されている通り、次に部材３の開状態への切替えを引き起こす。電気接点３１および３２はその後分離されて保持され、それゆえ電流の循環の停止を保証している。

【0117】

本発明により、電気接点間で電気アークが現れるとすぐに、電気アークの発生により生じる圧力上昇が側壁５１、５２の変形、ひいては突起５３を介した機構４の始動を引き起こす。

【0118】

したがって、トリガチェーンは既知の装置より短いため、ピストンなどの中間要素がないことにより機構４は迅速に始動される。

【0119】

説明のための例として、８ｋＡ以上のピーク強度の遮断電流のために、過圧により１ｍｓ以内の時間の後、機構４が始動される。同じ状況において、トリガ６１はストライカ６２を変位させることによりわずか３ｍｓの時間の後作動する。

【0120】

さらに、生産が簡単であることおよびピストンなどの追加の装置がないことから、開閉装置１の製造はより簡単でより経済的である。このことはまた、突起５３の作用がその単純さから消弧ガスによるあらゆる汚染リスクに対して敏感でないため、開閉装置１にさらなる強度を与える。

【0121】

突起５３がトリガ部材４２に作用するように構成されているという事実により、トリガ６１と同じ制御チェーンを用いることで機構４を始動させることができる。したがって既存の制御機構の構造を変更する、または切替ブロック２の外体積および容積を増加させる必要はない。

【0122】

したがって本発明は消弧ガスに起因する過圧により引き起こされる側壁５１および５２の変形を利用することができるが、これは機構４の始動を迅速かつ確実に簡単な実装で制御するために、従来有害で望ましくない効果として認識されている。

【0123】

図６は本発明の第２実施形態による電気開閉装置１’を示す。開閉装置１と同様の本実施形態の開閉装置１’の要素には同じ参照番号に記号「’」を添えて付け、上記の説明が置き換えられるためより詳細には説明されない。

【0124】

より具体的には、開閉装置１’は２極の電気回路遮断器で、２つの別の電極Ｐ１およびＰ２上を循環する電流で作動するのに適している。

【0125】

開閉装置１’はここでは切替ブロック２’およびトリガブロック６’を備え、これらはそれぞれ開閉装置１のブロック２および６と同じ目的で機能する。

【0126】

ブロック２’は具体的には２つの切替部材または切替組立体を備え、各々が電極Ｐ１およびＰ２の１つに関連している点でブロック２と異なる。開閉装置１’はさらに電極Ｐ１およびＰ２の各々と関連するいくつかの接続ランドを備える。

【0127】

ブロック２’はまた、機構４と同様の制御機構、具体的にはレバー４１’およびスプール４２１’を含むトリガ部材４２’を有する制御機構も備える。ブロック２’の制御機構はブロック２’の１つの同じ状態にある２つの切替部材を同時に制御するように、特に電極Ｐ１およびＰ２の２つの切替部材を同時に開くように配置される。

【0128】

開閉装置１’はハウジング５と同様のハウジングを備え、その内部にはブロック２’が収容される。このハウジングは壁５１、５２と同様の変形可能な側壁５１’および５２’を備える。

【0129】

壁５２’には突起５３と同じ目的で機能する突起５３’が付いている。具体的には、突起５３’は、ブロック２’の切替部材の少なくとも１つにおける電気アークの発生により生じる、ハウジング内の圧力上昇の効果の下で、壁５２’が変形したときに第２位置に変位するのに適している。変位することにより、突起５３’はスプール４２１’上に力を及ぼし、これがブロック２’の切替部材を開くために部材４２’をそのトリガ位置に変位させる。

【0130】

突起５３’は側壁５２’のみによって支持されているため、本発明は、深さ方向の構造を変更する必要なく開閉装置１以外のユニットに簡単に適用可能である。

【0131】

例示として、ブロック２’の構造のため、予め定義された接触区域と壁５２’の間の距離はここでは壁５２’とブロック２’の２つの切替部材を分離する幾何学面との間の離隔距離に等しい。

【0132】

この例においては、開閉装置１’はまた、開閉装置１’の前面を覆うよう意図されたカバー５００も備える。このカバー５００は、カバー５００が開閉装置１’上の搭載構造内にあるとき、側面５１’、５２’の前端を覆うよう意図された折り畳まれた側方フランジ５０２を備える。好ましくは、フランジ５０２の寸法は壁５１’および５２’の変形を妨げないように制限されている。

【0133】

上記で想定された実施形態および変形例は互いと組み合わされて新規の実施形態を生じることができる。

【符号の説明】

【0134】

１ 開閉装置
１’ 開閉装置
２ 切替ブロック
２’ 切替ブロック
３ 切替部材、切替組立体
４ 制御機構
５ ハウジング
６ トリガブロック
６’ トリガブロック
３１ 固定電気接点
３２ 可動電気接点
３４ 回転部材
３５ 消弧チャンバ
３３１ 接触パッド
３３２ 接触パッド
３５１ 消弧プレート
３５２ 消弧ガス排出路
４１ レバー
４１’ レバー
４２ トリガ部材
４２’ トリガ部材
４２１ スプール
４２１’ スプール
４２２ ばね
４３ フック
４４ ロック
４５ 接続ロッド
５１ 側壁
５１’ 側壁
５２ 側壁
５２’ 側壁
５３ 突起
５３’ 突起
５４ 窓
５５ リベットのヘッド
５１ｄ 側壁５１が変形状態のときの位置
５２ｄ 側壁５２が変形状態のときの位置
５００ カバー
５０２ 側方フランジ
５２１ 側壁５２の内面
５３１ ビーム
５３２ 補剛材
６１ トリガ
６２ 可動ストライカ
６３ コネクタ
Ｆ１ 突起５３の変位方向
Ｆ２ 突起５３の変位方向
Ｆ３ 突起５３の変位方向
Ｐ１ 電極
Ｐ２ 電極
Ｘ４２ 回転軸
Ｘ５３ 突起５３が第１位置において沿って延びる長手方向軸
Ｘ５３ｄ 突起５３の第２位置における延在方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】