JP2006114488A - モータ過負荷防止装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】内部爆発を外部の可燃性気体または蒸気に伝達せずに、開閉試験に10回かけることができる内部中断装置を提供する。
【解決手段】密閉型モータ保護装置は、ベース(10)と、ベース上で受けられ、ベース内に形成された窪み(10a)を囲むカバー(12)とによって形成されたハウジングを有する。カバーには、横方向断面図で見た場合に三角形の本体の形態であり、第1端子受け開口を閉鎖する第1複数壁バリア(122)と、第2端子受け開口を閉鎖する第2複数壁バリア(124)とを形成し、アークの進行および爆発性気体の筐体への進入を阻止する。これらの形体は、筐体への空気供給も減少させ、それによって燃焼を弱める。
【選択図】図1

Description

35 U.S.C.セクション119(e)(1)により、10/12/04に出願された暫定出願第60/618,083号の優先権を主張する。
本発明は概ねモータ保護装置に、特に密閉型電気中断装置に関する。
Texas Instruments Incorporatedに譲渡された米国特許第4,706,152号は、4TMおよび5TMとして知られている密閉型中断装置に関する。密閉型中断装置は、国際電気標準会議(IEC)の規格60079−5第2版2001−02によると、「接続および中断し、自身に入るような可燃性気体または蒸気の内部爆発に、損傷をうけず、内部爆発を外部の可燃性気体または蒸気に伝達することなく耐える電気接点を組み込んだ装置」である。言及した特許により作成されている4TMおよび5TM装置は、IEC規格60079−15の第1版に適合し、これは、密閉型中断装置が内部の爆発を外部の可燃性気体または蒸気に伝達せずに、開閉試験に3回合格することを必要とする。しかし、このような装置は、密閉型中断装置が開閉試験に10回合格することを必要とするIEC規格60079−15の第2版の要件に適合しないことがある。
IEC規格60079−15の第2版(2001−02)に適合する4TM/5TMタイプの装置を提供することが、本発明の目的である。
本発明の別の目的は、内部爆発を外部の可燃性気体または蒸気に伝達せずに、開閉試験に10回かけることができる内部中断装置を提供することである。
従来の4TM/5TMタイプの装置は、電気絶縁材料のベースを有し、その中に細長い窪みが形成される。第1端子を第1端に装着し、自身上に静止接点を装着した状態で、窪み内に配置した接点装着部分を設ける。細長い可動接点アームは、別の端子に接続した装着部分に固定状態で装着した第1端を有する。可動接点を、可動接点アームの自由端に装着し、静止接点と係合して、係合解除するように配置構成する。細長い窪みの端部の中間にウェルを形成し、その中に、ウェル上でベース内に配置されたサーモスタット式ディスクと熱伝達関係にある状態で加熱装置を配置する。ディスクは、予め選択した温度まで加熱されると、一方の皿型形状から反対側の皿型形状へとスナップ動作するような構成である。ディスクがスナップ動作すると、これは動作を可動接点アームに伝達し、可動接点を静止接点から係合解除させ、それによって自身を通る回路の経路を中断する。電気絶縁材料のカバーを、ベース上で受けて、スイッチ機構を囲む。しかし、電気接点から、カバーとベースの間の位置にある開口へと至る2本の経路があり、カバーの側壁はベースと交互嵌合しないか、ベースの切り欠き状台座棚またはカバーの同等の遮断突起で閉鎖していない。これらの位置によって、保護装置ハウジングの外側にある可燃性気体がハウジングに入ってしまい、内部のアークが装置の外側の可燃性気体に点火してしまう。第1経路が図3および図6の線2aで図示され、これは接点から、ベースおよびカバーのスロット/開口の側壁と第1端子ブレード部分との間のスロット/開口を通って直接延在する。第2経路が線2b(図3)で図示され、これは接点から、窪みの端部を受ける接点の後部分にある壁上を延在する。
本発明の好ましい実施形態によると、カバーは、開閉接点からのアークの進行を阻害するために第1および第2複数壁バリアを形成することによって改良する。第1複数壁バリアは、隔置された壁部分を有し、これを、静止接点および可動接点にすぐ隣接している第1端子の装着部分で受ける。本発明の形体によると、壁部分は、ベースの底壁に平行に切り取った断面に対して、概ね三角形の形状を形成する。この構造は、ベースとカバーの間の空間の容積を減少させる働きもし、これによって内部爆発への燃料供給を最少量にする。カバーの別の変形によると、垂直に延在する切り欠きを壁に形成し、これがベースの対応する側壁の隅部分と嵌合して、アークの進行をさらに阻止する。第2複数壁バリアは、窪みの第1端の側で、ベースの周囲に沿って別のセットの隔置された壁部分を有し、接点からのアークの進行を制限して、空間の余分な体積をさらに減少させる。本発明の別の好ましい実施形態では、装置のハウジングに形成された様々な開口をエポキシで密封して、外部可燃性気体からの内部爆発の伝搬を防止する。密封は、独自に、または上述したカバーの改良とともに使用することができる。
本発明の他の目的および特徴は、好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を、添付図面との関連で考察すると明白になり、図面では、同様の参照文字は幾つかの図を通して同様の構成要素または構造的特徴を指す。
以下の説明では、図3、図5、図8、図9、図13および図15で示したような装置の方向に対して、上、下、側方などと称する。
図1から図5を参照すると、上記で言及した4TMおよび5TM装置は、装置の前部に沿った主要長さ、および装置の前方から後方への副次的長さを有する概ね長方形のベース10を有するハウジングを有する。窪み10aをベースに形成し、その上でカバー12を受けて、窪みを閉鎖する。以下で検討するカバー案内ピン12d、12eそれぞれを受けるために、第1および第2案内ピン穴10t、10uを、底壁に形成する。特に図3を参照すると、窪み10aは、主要長さの方向に概ね延長し、接点受け端10b、反対側の可動接点アーム装着端10c、および2つの端部の中間にある中央加熱装置受け部分10dを有する。窪みの接点受け端10bは、前方は側壁部分10eに、図3で見た状態でベースの左側では線10glから下方向にテーパ状になった10eおよび10elによって画定され、前側および左側では、オフセットした下部台座棚10fがこれらの部分に隣接する。窪みの接点受け端の後側は、壁部分10eによって画定され、下方向にテーパ状の部分が、線10gから、図3で見た状態でその壁部分の右端まで延在する。以下で検討するように、窪みの接点受け端の後部分に沿って、台座棚がない。窪みを画定する壁の接点受け端の後側の外側には、下方向に隔置された端子受け棚10hがある。中心加熱装置受け部分10dは、前方が、外部へと下方向にさらにオフセットした棚10mとともに下方向にオフセットした部分10kによって画定され、後側が、壁部分10fによって画定される。窪みの中心加熱装置受け部分10dを画定する壁部分10fの外側には、端子受け棚10hよりさらに下方向にオフセットした別の端子受け棚10nがある。つまり、棚10nは、棚10hよりもベースの底壁に近い。窪みの可動接点アーム装着端10cは、側壁10eによって画定され、外壁部分10fが台座棚として働く。
特に図3および図5Aを参照すると、側壁10eにスロット10oが形成され、以下で検討する第1端子14を受けるために、窪みの接点受け端10bの左側を画定する。第2端子16は、棚10nで受けるベース部分16aを有し、本体部分16cのさらに高いレベルまで上方向に延在する、横方向に延在するステップ部分16bを有する。別個の導電性端子細片16dを、端子受け棚10hで受け、これに横方向に延在するステップ部分16eを設け、これは窪みの中心加熱装置受け部分の後部を画定する壁部分10fと、窪み10dの中心加熱装置受け部分との間の空間10rで、中心加熱装置受け窪み部分の底部へと下方向に延在し、細片部分16dの端16fが、窪みの環状ウェル10q内に配置され、以下で検討する加熱装置20の一方端20aの接続位置として働く。第2端子16の本体部分16cは、溶接などにより、棚部分10h上の端子細片16dに固定され且つ電気接続される。
第1端子14は、窪み10aの接点受け端10bに配置された概ね平坦な第1装着部分14a、ベースの底壁の開口1wを通って下方向に突出し、装着部分を固定するために、開口10wを通って受けた後に隔置された1対の締め付けフィンガ14eを形成したアーム14dを有する。第1端子14は、ハウジングの側壁の開口から出て延在する相互接続ブレード部分を含む第2部分14bを有する。
窪み10aの可動接点アーム装着端10cで受ける導電性可動接点アーム装着台17(図5Aおよび図11参照)に、細片部分16dの端16fから壁10fの垂直方向に延在するリブ10sの反対側で、環状ウェル10q内の位置にある端部分17aへと階段状に下がるアームを設ける。台17のアームの端部分17aは、加熱装置20の第2端20bの接続点として働く。台17は、細長い可動接点アーム18の端18bに固定状態で電気接続され、これは窪み10aの主要長さの方向に延在する。可動接点18aは、その自由端で可動接点アーム18の底面に装着され、第1端子の装着部分14aに装着された静止接点14cと電気的に係合し、係合解除するように配置構成される。
第3ピン受け端子24(図1)は、ピン受け部分24bが、カバーの耳12p間の空間と整列した状態で、カバー12の上面で受ける本体部分24aを有する。端子24は、第1端子14のブレード部分14bへと延在するアーム24cを有し、溶接によってそれに電気接続する。
上述したように、加熱装置20(図5B参照)は、窪み10aの中心加熱装置受け部分10dのウェル10qに配置され、サーモスタット式のスナップ動作ディスク22(図5A参照)を、窪み10dのその部分に形成したディスク座で受け、したがってディスクは、加熱装置の上にあり、それと熱伝達関係にある。ディスク22は、通常の周囲温度で、ディスクが可動接点アーム18と係合解除した第1皿型形状であるが、所定の起動温度に到達すると、ディスクは可動接点アーム18のディンプル18cと係合する反対側の第2皿型形状へとスナップ動作して、可動接点18aを静止接点14cから係合解除させ、それによって端子16と18間の電気経路を開放する。
図4で最もよく図示され、図1に対して反転して図示されたカバー12に、窪み閉鎖壁12aおよび側壁12bを形成し、これは概ね窪み閉鎖壁12aの外周に形成され、そこから直角に延在し、側壁12bは、ベース10の側壁10eの台座棚部分10fと整列可能である。側壁12bに形成されたスロットまたは開口12cが、窪み閉鎖壁12a内へと延在し、ベースのスロットまたは開口10oと整列可能であり、端子14のブレード部分14bへとアクセスを提供する。第1および第2位置合わせポスト12d、12eはそれぞれ、窪み閉鎖壁12aから直角に延在して、ベース10の対合するボア10t、10uそれぞれで受けるような構成である。側壁12bは、中心前部分12fで高さ方向に延在し、ベースの台座棚10m上で受けるような構成である。つまり、壁部分10kと10mの間の段で受ける壁部分12fと相互嵌合するか、締まり嵌めするために、壁部分10kを越えて延在する。図4には、ディスク座の外周部分と整列可能な対向する位置に配置された第1および第2ディスク保持ピン12gも図示されている。第1および第2細長ブロック12hが、壁の主要長さに沿って延在する壁12a上に、ディスク保持ピンの一方の各側で側壁12bに隣接して形成され、高さ方向は側壁12bを越えて延在する。
図1から図5で示す通りに作成した保護装置は、極めて良好に作動し、様々な産業で広く使用されてきたが、装置の特定の態様は、装置が上記で検討した「密閉型中断装置」に関する国際電気標準会議の規格の要件における最近の変化に確実に適合するために、改良する必要がある。特に図3、図5Aから図5Cおよび図6を参照すると、接点18a、14cから、カバーとベースの間の位置の開口へと至る2本の経路があり、カバー側壁はベースと相互嵌合しないか、ベースの切り欠き状台座棚などで閉鎖していない。これらの位置によって、保護装置ハウジングの外側の可燃性気体がハウジングに入ることができ、内部のアークが装置の外側の可燃性気体に点火することができる。第1経路が線2a(図3および図6)で図示され、これは接点から、ベース10のスロット/開口10oおよびカバー12の12cの側壁と端子ブレード部分14bとの間で、ベースのスロット/開口10oおよびカバーの12cを通って直接延在する。第2経路が線2b(図3)で図示され、これは接点から、窪み10dの中心部分端10bの後部分にある壁10eおよび10el、および窪み10dを受ける中心加熱装置の壁10f上を延在する。
本発明の好ましい実施形態の第1形体により作成した改良カバー120(図7参照)は、第1壁122aを有する窪み閉鎖壁12aから、壁12aに直角に延在する第1複数壁バリア122を有し、これが端子受けスロット10oの内面と基本的に面一になり、カバーをベース上で受けると(図10参照)概ね窪み受け壁12aから、端子14の水平に延在する平坦部分14bへと延在するように配置される。耳12pに最も近いスロット10oの側では、壁122aに対して概ね直角に第2壁122bが延在し、これは案内ピン12e上に延在し、次に第3壁122cが、壁122aの尖端とポスト12eの間に延在して、概ね三角形のバリア壁を形成し、これは窪み閉鎖壁12aから直角に延在し、これはアークの進行を中断する働きをするばかりでなく、カバーとベースの間の自由空間の体積も減少させる。つまり、燃焼を支持する燃料の量を削減する。窪み閉鎖壁12aに対して直角方向に延在する切り欠き122d(図8)を、壁122aと122cの交差部に形成することが好ましく、これはアークの進行をさらに阻止するために、ベースの側壁10eを受けるような構成である。壁122cに沿って切り欠き122dを形成する壁バリア122の部分が、122eにて、基本的に端子14の装着部分14aの厚さと同じ距離だけ延在することが好ましい。カバーを計画している場合、この延長部、つまりノブを、開口10tに向かって延在する装着部分14aに隣接する開放空間で受ける。この三角形の形体は、基本的にアーク進行の第1経路2aを閉鎖する。
ベース上に配置すると、バリアが、外周に沿って接点14c、18aに隣接するハウジングの第1端になるように、第2複数壁バリア124をカバー内に形成する。第2バリアは、細長いベースの主要長さに対して、壁124aを追加し、そこから隔置され、これは窪み閉鎖壁12aに直角かつ側壁12bに概ね平行に延在する。壁124aは、外壁12bと基本的に同じ距離だけ、窪み閉鎖壁12aから延在する。壁124aは、カバーの副次的長さの端上で側壁12bから遠い方の先端で、同じ高さの壁124bによって主要長さの側で側壁12bに接合する。バリア124に隣接し、長手方向軸線、つまり主要長さの方向で側壁12bに沿って延在するのは、ブロック124cであり、これはカバーと同じ材料で形成することが好ましく、ブロックは、側壁12bより大きい距離にわたって垂直に延在する。ブロック124cは、接点受け窪みの後部分によって画定された導電性細片16dの止め部16eに隣接する壁部分10e、10elと、窪みの中心加熱装置受け部分の背後にある壁部分10fとの間の空間10rに充填されるアーク・バリアとして働く。
代替実施形態によると、端子部分14bは、図13および図14で見られるように、ハウジングの外周から内側に移動することができ、側壁部分10e’および12b’は連続的である。つまり側壁にはスロット10oおよび12cが形成されず、第1バリア122の壁122aが基本的に、スロット10oのすぐ先で側壁10eに突き当たる。この場合、所望に応じてバリア122を切り欠き122dなしで形成することができ、バリア壁122aがスロット10oのすぐ先で側壁10eに突き当たる。
図15および図16で示した別の代替実施形態によると、図1の構造は、自身から外側へとスロット10oをわたって延在するように側壁部分126を形成することによって改良することができる。端子14の位置は、図8で示したままでよいが、側壁126は、ベースの側壁10eおよびカバーの側壁12bのスロット10o、12cをそれぞれ覆う。
図1および図2を参照すると、様々な目的のためにハウジングを通して幾つかの開口を形成し、これは、端子14および16の点線位置3および4、案内ピン12d、12eの5、ベースの締め付け要素の6、および可動接点アーム装着部分へとアクセスを提供する7にある開口を有する。本発明の別の実施形態によると、これらの開口はそれぞれ、装置を組み立てると、適切なエポキシで密封することができる。これは、所望に応じて上述した実施形態とともに、またはそれに代わって実行することができる。
本発明を、その特定の実施形態に関して説明してきたが、多くの変形および改良が当業者には明白になる。したがって、請求の範囲は、先行技術に鑑みて、このような全ての変形および改良を含むように可能な限り広義に解釈するものとする。
装置の上から見た4TM/5TM装置の斜視図である。 同じ位置から見た図1の装置の斜視図であるが、装置を、図1で見た状態で紙の中へ上方向に半回転してある。 構成要素を設置する前の装置のベースの上面図である。 ベースの様々な表面の相対的高さをよりよく示すために、図3Aの位置に対してわずかな角度で示した図3Aと同様の図である。 本発明より前に存在していた状態の図1の装置のカバーを、概ね図2の方向で見た斜視図である。 本発明より前に存在していた図1の装置の、カバーを外した状態の上面図である。 図5Aと同じであるが、図示のためにスナップ動作のディスクを外した状態である。 図5Bと同じであるが、図示のためにディスクおよび加熱装置要素を外した状態である。 開閉接点を通して見た図5Aから図5Cの装置の前面図の方向における切り取り断面図である。 本発明の好ましい実施形態により作成したカバーの図4と同様の図である。 図5Aと同様の図であるが、カバーを水平断面図で示し、カバーは、図7で示した好ましい実施形態を組み込んでいる。 図7および図8の好ましい実施形態により作成した4TMおよび5TM装置の上面図である。 図9の線10−10で切り取った縦断面図である。 図9の線11−11で切り取った縦断面図である。 図9の線12−12で切り取った縦断面図である。 図8と同様の図であるが、本発明の好ましい代替実施形態を示す。 図13の好ましい実施形態により作成した装置の図1と同様の斜視図である。 図8および図13と同様の斜視図であり、本発明の別の好ましい代替実施形態を示す。 図15の実施形態により作成した装置の図15と同様の図である。
符号の説明
2a 線
2b 線
10 ベース
10a 窪み
10b 中心受け端
10c 可動接点アーム装着端
10d 中心加熱装置受け部分
10e 側壁部分
10f 台座棚
10g 線
10h 端子受け棚
10k オフセット部分
10m オフセット棚
10n 棚
10o スロット
10q ウェル
10r 空間
10s リブ
10t 開口
10w 開口
12 カバー
12a 窪み閉鎖壁
12b 側壁
12c 開口
12d 案内ピン
12e 案内ピン
12f 前部分
12g 第2ディスク保持ピン
12h ブロック
12p 耳
14 第1端子
14a 装着部分
14b 平坦部分
14c 静止接点
14d アーム
14e フィンガ
16 第2端子
16a ベース部分
16b ステップ部分
16c 本体部分
16d 端子細片
16e ステップ部分
16f 端部
17 装着台
17a 端部分
18 可動接点アーム
18a 可動接点
18b 端
18c ディンプル
20 加熱装置
20a 端
20b 第2端
22 ディスク
24 第3品受け端子
24a 本体部分
24b ピン受け部分
24c アーム
120 カバー
122 第1複数壁バリア
122a 第1壁
122b 第2壁
122c 壁
122d 切り欠き
124 第2複数壁バリア
124a 壁
124b 壁
124c ブロック
126 側壁部分

Claims (8)

  1. ベースおよびカバーによって形成されたハウジング、ベース内に形成され、ベースの側壁によって画定された概ね細長い窪みを有する密閉型保護装置であって、窪みは対向する第1および第2端を有し、
    一方の対向端に装着された第1端子を有し、第1端子は、窪み内に配置され、概ね平坦な接点装着部分を有し、第1端子は、ハウジングの壁の開口を通って延在し、さらに、
    第1端子の装着部分に装着した静止接点、第1および第2端を有する細長い可動接点アーム、ベースに装着した第2端子、第2端子に電気的に接続された導電性可動接点アーム装着台を含み、該装着台は、窪みの第2端に配置され、可動接点アームの第2端は、台に電気的に接続し、可動接点は、可動接点アームの第1端に装着されて、静止接点と係合し、係合解除するように配置構成され、さらに、
    窪みに位置決めされ、可動接点アームを所定の熱状態で動作させ、可動接点を静止接点と係合させ、係合解除させるように配置構成されたサーモスタット金属要素を有し、
    ベースに、窪みの第1端に隣接する端子受け棚を形成し、導電性部分が、端子受け棚で受けられ、第2端子と電気的に接続し、
    ベース上で支持されるカバーを有し、改良点は、カバーの側壁が、第1複数壁バリアを形成する静止接点および可動接点にぴったり隣接する第1端子上で受けられ、隔置された部分を有して、接点からのアークの進行を制限することを含み、カバーの側壁が、第2複数壁バリアを形成する端子受け棚に隣接する窪みの第1端で、ベースの周囲に沿って隔置された追加の壁部分を有して、接点からのアークの進行を制限するものである保護装置。
  2. 第1複数壁バリアの壁部分が、相互に接合して、中空の三角形壁バリアを形成する、請求項1に記載の保護装置。
  3. 第1複数壁バリアの2つのバリア壁部分の間に、直立切り欠きを形成し、ベースの側壁を切り欠き内で受ける、請求項1に記載の保護装置。
  4. 切り欠きの一方側が、基本的に第1端子の接点装着部分の厚さと同じ距離にわたって長さ方向に延在し、接点装着部分に隣接して受けられる、請求項3に記載の保護装置。
  5. さらに、複数の壁バリアに隣接するが、第1端子の外側に配置されたカバーの別の側壁部分を有する、請求項1に記載の保護装置。
  6. 第2複数バリア壁の壁部分が、概ね相互に平行である個々の面にある、請求項1に記載の保護装置。
  7. ハウジングに開口を形成し、さらに環境からの密封を提供するために各開口を充填するエポキシを有する、請求項1に記載の保護装置。
  8. 密閉型保護装置であって、
    ベースを有し、概ね細長い窪みがベース内に形成されて、ベースの側壁によって画定され、窪みが対向する第1および第2端を有し、さらに、
    一方の対向端にてベースの側壁を通って形成されたスロットを通って延在する第1端子を有し、第1端子が、窪み内に配置された概ね平坦な接点装着部分を有し、さらに、
    第1端子の装着部分に装着された静止接点と、
    第1および第2端、窪みの第2端にて装着台を有する第2端子を有する細長い可動接点アームとを有し、可動接点アームの第2端が、装着台に装着され、さらに可動接点アームの第1端に装着され、静止接点と係合し、係合解除するように配置構成された可動接点を有し、さらに、
    ベース上で支持されるカバーを有し、カバーは、第1および第2複数壁バリアを有する側壁を有し、一方のバリアは第1端子の一部と整列し、第2バリアは、窪みの第1端にて、ベースの周囲に沿って隔置され、平行に延在する壁部分を含み、第1および第2複数壁バリアが、接点からのアークの進行を制限する働きをする保護装置。
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