JP2018120847A - 電気スイッチング装置用の取外し可能なスイッチング要素、およびかかる取外し可能な要素を備える、電流をスイッチングするためのスイッチング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気導体の状態を視覚的に確認でき、これらの導体が誤って溶着された場合簡単にこれらの導体を切り離すことを可能とする。
【解決手段】電気スイッチング装置用の取外し可能なスイッチング要素、およびかかる取外し可能な要素６を備える、電流をスイッチングするための電気スイッチング装置でハウジング４４，４６は、そこを貫通している２つの窓５０、５２を備え、一方は、可動導体と第１の固定電気導体２６との間の接点領域に対向して位置し、他方は、可動導体と第２の固定電気導体２８との間の接点領域に対向して位置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気スイッチング装置用の取外し可能なスイッチング要素に関する。本発明はまた、取外し可能なスイッチング要素を備える、電流をスイッチングするための電気スイッチング装置に関する。

ＦＲ２９９９７９０Ａ１は、その対応する区画に挿入されることになる、取外し可能なスイッチング要素を備える電気スイッチング装置について記載している。

各取外し可能な要素は、電気装置の対応する接続ランド間に接続され、これらのランド間を流れる電流を遮断するのに適している。この遮断は、可動電気導体を、接続ランドに接続された固定電気導体に対して移動させることによって実現され、この移動は、可動導体にしっかりと連結された可動ブリッジに、例えば電気機械アクチュエータによって機械的圧力を加えることによって行われる。

かかる取外し可能な要素の利点の１つは、これらの要素が互換性があり、したがって保守作業中、または電気装置に機能不良が生じた場合に交換しやすいという点である。

しかし、こうした既知の取外し可能な要素は、ある用途、特に、可動導体が固定導体に誤って溶着される危険が生じ得る用途、また、電気装置ができる限り少ない時間で遮断動作すべき用途には完全に満足のいくものではない。かかる溶着は、取外し可能な要素に生じる短絡の結果として起こることがある。

こうした既知の取外し可能な要素では、操作者が可動電気導体を固定電気導体から容易に切り離すことができない。その場合、電気装置が動作し続けるには、取外し可能な要素を交換する必要があり、これには時間および材料の面で費用がかかるので、満足できるものではない。

本発明は、操作者が電気導体の状態を視覚的に確認することを可能とし、ならびに、これらの導体が誤って溶着された場合には、より簡単に、これらの導体を互いから切り離すために操作者が介入することができる、取外し可能なスイッチング要素を提案することによって、上記欠点を特に克服しようとするものである。

この目的で、本発明は、電気スイッチング装置用の電流をスイッチングするための取外し可能なスイッチング要素であって、
− ハウジングと、
− 互いに隔離された第１および第２の固定電気導体と、
− 可動電気導体であって、
・ 可動電気導体が、第１および第２の接点領域で、第１および第２の固定電気導体とそれぞれ電気接触する第１の位置と、
・ 可動電気導体が、第１および第２の固定電気導体から、ある距離を置いて電気的に隔離される第２の位置と
の間で移動されることができる、可動電気導体と
を備える、取外し可能なスイッチング要素に関する。

ハウジングは、そこを貫通する２つの窓を備え、一方は、可動導体と第１の固定電気導体との間の第１の接点領域に対向して位置し、他方は、可動導体と第２の固定電気導体との間の第２の接点領域に対向して位置する。

本発明によれば、貫通窓は、操作者が、取外し可能な要素のハウジングを開く必要なく、接点領域の状態を直接見ることを可能とする。加えて、貫通窓は、固定導体と可動導体とが誤って互いに溶着された場合に、固定導体と可動導体とを互いに機械的に切り離す目的で、例えばねじ回しまたはたがねの先端部などの工具が挿入されることを可能とする。このように、保守作業が、ハウジングを物理的に開く必要なく、操作者によって直接容易に実施されることができ、それによって取外し可能な要素が再利用され、また稼働停止がより短期間ですむことが可能となる。

有利であるが、必須ではない本発明の態様によれば、かかる取外し可能な要素は、以下の特徴の１つまたは複数を単独で、または技術的に許容されるいかなる組合せでも、組み込むことができる。

− 各窓は、対応する接点領域、および可動電気導体の少なくとも一部分を露出させるように配置され、対応する固定電気導体は、側面によって覆われる。

− 各窓について、窓の第１の縁部は、固定電気導体の***に位置合せされ、この***は、この固定電気導体の、この可動電気導体の方に向いた面の縁部に配置され、この窓は、第１の縁部から、反対側の第２の縁部の方へと、可動電気導体の方向に、かつ可動電気導体の移動方向に延在する。

− ハウジングは、両側にある２つの側面を含み、窓の一方が、側面の一方に位置決めされ、窓の他方が、側面の他方に位置決めされる。

− ハウジングは、一体に組み立てられる２つの半シェルを含み、各半シェルは、前記貫通窓の一方が設けられた側面を含み、これらの半シェルは、互いに同様であり、この電気ユニットの中心点に位置する対称点に対して互いに対称に配置される。

− 窓は、オブロング形（oblong）、例えば長方形または楕円形の形状である。

− 窓はそれぞれ、可動導体によって支持された対応する接点パッドの外形に適合された寸法を有する。

別の態様によれば、本発明は、電流をスイッチングするための電気スイッチング装置であって、
− 分離壁によって区切られた区画を含む基部と、
− 取外し可能な要素の接続端子が装置の電気接続ランドに電気的に接続されるように、基部の区画の１つに収容されることが意図された、電流をスイッチングするための少なくとも１つの取外し可能なスイッチング要素と
を備える、電気スイッチング装置に関する。

少なくとも１つの取外し可能なスイッチング要素は、本発明による要素である。

有利であるが、必須ではない本発明の態様によれば、かかる電気スイッチング装置は、以下の特徴の１つまたは複数を単独で、または技術的に許容されるいかなる組合せでも、組み込むことができる。

− 分離壁は、電気絶縁材料で作製される。

− 分離壁はリブを含み、取外し可能なスイッチング要素の側面に突出部が設けられ、突出部の形状は、取外し可能なスイッチング要素が区画に挿入されるときに、取外し可能なスイッチング要素を案内するように、溝の形状と相補的である。

単なる例によって示される、取外し可能なスイッチング要素の一実施形態の以下の説明に照らし、かつ添付の図面を参照すれば、本発明がよりよく理解され、本発明の他の利点がより明白となるであろう。

本発明による取外し可能なスイッチング要素を含む電気スイッチング装置の概略斜視図である。 図１の本発明による取外し可能なスイッチング要素の概略外形図である。 図２の取外し可能なスイッチング要素の概略分解図である。 工具を用いて電気導体を切り離す作業中の、図２の取外し可能なスイッチング要素の概略部分切欠図である。 本発明による貫通窓を備える、図２の取外し可能なスイッチング要素の概略側面図である。

図１は、ブレーカ・ユニットとも呼ばれる、電流をスイッチングするための電気スイッチング装置２を示す。電気装置２は、１つまたは複数の電流線を流れる電流、例えば多相交流を選択的に遮断することを可能とするためのものである。

例示的な例として、電気装置２は、電気モータに電力を供給する電源線に接続される。

この例では、電気装置２は、基部４、および１つまたは複数の電気スイッチング要素６を含む。各要素６は、装置２の他の要素６とは独立に、電流を遮断するのに適している。

この例では、電気装置２は、３つの電気位相を含む三相交流を遮断するのに適しており、したがって３つの要素６を収容するのに適しており、各要素はこれらの電気位相の１つと関連付けられる。

この例では、要素６は互いに同一である。図１を簡単にするために、要素６の例が１つだけ示されている。

基部４は、この例では総計３つの区画８、８’、および８”を含み、これらの区画は互いに同一であり、各区画は取外し可能な要素６を収容するのに適している。区画８、８’、および８”は、この例では、形状が要素６と相補的である。

区画８、８’、および８”は、分離壁１０によって、対をなす区画間が分離されている。壁１０は、電気絶縁材料、例えばポリアミドＰＡ６６などのプラスチック材料で作製される。

分離壁１０の機能は、隣接する要素６が区画８、８’、および８”内に収容されたときに、隣接する２つの要素６間で動作中に電気アークが発生するのを防止するために、隣接する要素６の対同士の間を電気的に絶縁することである。

有利には、分離壁１０には、リブ１２が設けられ、その役割については、以下でより詳細に説明される。

図２から５に示されるように、要素６は、ハウジング２０を含み、その内部には、接続端子２６および２８によってそれぞれ延在された固定電気導体２２および２４が収納されている。例えば、ハウジング２０は、ポリアミドＰＡ６６などのプラスチック材料で作製される。

端子２６および２８は、要素６が対応する区８、８’、および８”に収容されたときに、装置２の対応する接続ランドに電気的に接続されることになる。

導体２２および２４は、この例では、ねじなどの締結要素２５によって要素６の固定部分に自由度なくしっかりと締結されている。

例えば、導体２２および２４は、銅などの金属材料で作製されたバーである。固定導体２２および２４は、この例では互いに同一である。

固定導体２２、２４は、この例ではある距離を置いて互いに分離されており、したがって周囲空気によって互いに電気的に絶縁されている。

要素６は、固定導体２２および２４に対して、第１および第２の異なる位置間で移動可能な可動電気導体３０をさらに含む。

例えば、導体３０は、銅などの金属材料で作製されたバーである。

導体３０は、この例では、可動接点保持体３２にしっかりと取り付けられている。Ｘ３２は、可動接点保持体３２の移動方向に対応する幾何学的な軸を表す。したがって、導体３０は、軸Ｘ３２に沿って並進移動が可能である。したがって、電気導体３０の移動は、可動接点保持体３２の移動と一致する。

第１の位置では、導体３０は、固定導体２２および２４と電気的に連結し、そうして電流が一方の固定導体から他方の固定導体へと流れることが可能となる。したがって、要素６は電流を流すことが可能となる。

第２の位置では、導体３０は、固定導体２２および２４からある距離を置いて離れており、したがって電流が要素６を流れることを防止する。

第１の位置では、固定導体２２と、可動導体３０との間の電気接触は、第１の接点領域で行われる。同様に、固定導体２４と、可動導体３０との間の電気接触は、第２の接点領域で行われる。

固定導体２２および２４はそれぞれ、対応する接点領域に位置決めされた電気接点パッド３４を含む。同様に、可動導体３０は、それぞれが対応する接触領域に位置決めされた２つの接点パッド３６を含み、これらの接点パッド３６は、対応する接点パッド３４に対向している。

例えば、接点パッド３４および３６は、銅または銀などの導電材料で作製される。

可動導体３０がその第１の位置にあるとき、固定導体２２、２４と、可動導体３０との間の電気接触は、接点パッド３４および３６を介して行われる。

可動接点保持体３２は、可動接点保持体３２および可動導体３０を第１の位置と第２の位置との間で選択的に移動させるように、ハウジング２０の外部からアクセス可能な作動器具３８を含む。例えば、器具３８はねじを含み、その頭部が要素６の前面よりも突出している。

要素６は、例えば可動接点保持体３２に機械的に接続され、復帰力を加えることによって、導体３０をその第１の位置に動かすように配置された弾性復帰部材をさらに含む。したがって、第１の位置は可動導体３０の静止位置に対応し、第２の位置は可動導体３０の作用位置に対応する。

例えば、可動接点保持体３２は、弾性復帰部材を形成するために、可動導体３０および要素６の固定部分に機械的に連結された弾性的に変形可能なブレードを含む。一変形形態として、弾性復帰部材は、異なる形で作製されてもよく、例えば圧縮ばねによって作製されてもよい。

したがって、可動導体３０は、可動接点保持体３２を要素６の後方へと押すように、器具３８に対して機械的圧力を加えることによって第１の位置から第２の位置へと移動される。

例えば、この移動は、要素６が対応する区画の内部に収容されたときに、装置２の前面に取り付けられる制御可能な電気機械アクチュエータを用いて実現され、このアクチュエータは、作動器具３８と相互作用するように配置される。

一変形形態として、固定導体２２および２４の、可動導体３０に対する相対的な配置に応じて、可動接点保持体３２に付随する弾性復帰部材は、異なる形で構成されてもよく、例えば静止位置が第２の位置に対応し、作用位置が第１の位置に対応するように構成されてもよい。

図３に示されるように、ハウジング２０は、この例では、ハウジング２０を形成するように一体に組み立てられる２つの半シェル４４、４６を含む。各半シェル４４、４６は、ハウジング２０の一側面４８を含む。

一変形形態として、ハウジング２０は異なる形で作製されてもよい。いずれの場合も、ハウジング２０は両側にある２つの側面４８を含む。

ハウジング２０は、２つの貫通窓５０および５２を含む。窓５０は、固定導体２２と可動導体３０との間の接点領域に対向して位置する。窓５２は、固定導体２４と可動導体３０との間の接点領域に対向して位置する。

したがって、窓５０および５２は、固定導体２２、２４と可動導体３０との間の接点領域の状態が、ハウジング２０を物理的に開くまたは要素６を分解する必要なく、要素６の外側から見られることを可能とする。したがって、装置２の要素６の保守がよりしやすくなる。

窓５０、５２は、側面４８の１つまたは複数に作製される。

この例では、窓５０および５２は、ハウジング２０の両側のそれぞれの側面４８に作製されている。したがって、窓５０は半シェル４６によって支持される側面４８に作製され、窓５２は半シェル４４によって支持される側面４８に作製される。

一変形形態として、窓５０および５２とも、ハウジング２０の同一の一側部にある同一の一側面４８に作製されてもよい。

好ましくは、窓５０および５２は、形状が長円形、例えば長方形または楕円形である。有利には、窓５０、５２の寸法は、後で説明するように、可動導体によって支持される接点パッド３６の外形に適合されている。

この例では、窓５０および５２は同一であり、したがって窓５０についてのみ、以下で詳細に説明される。

有利には、半シェル４６と４８とは互いに同一であり、電気ユニット６の中心点に位置する対称点に対して互いに対称に配置される。このように、ハウジング２０は、２つの同一の半シェル４４および４６を用いて組み立てられるので、要素６を作製するのに必要となる異種の機械部品の点数が減少する。

しかし、一変形形態として、半シェル４６と４８とは、異なってもよい。

任意選択で、ハウジング２０は、ハウジング２０の外部を、ハウジング２０の内部と流体連通させるガス抜きチャネル５４を含む。このチャネル５４は、固定導体２２、２４を可動導体３０から分離する間に電気アークが形成された場合に、消滅ガスが要素６から除去されることを可能とするものである。

この例では、側面４８は、装置２の分離壁１０に形成されたリブ１２と、形状および数が相補的な***部または突出部５６を含む。

突出部５６および溝１２によって、特に要素６を対応する区画８、８’、８”に挿入するために、要素６が装置２に対して移動されるときに、要素６が案内されることが可能となる。

さらに、窓５０は、第１の接点領域において誤って溶着が生じた場合に、工具６０を用いて、固定電気導体２２を可動接点３０から切り離すことが可能となるように寸法設定される。そのような誤った溶着は、例えば、接点パッド３４、３６間で生じた短絡の結果として生じる部分的な溶融によって引き起こされる。

好ましくは、窓５０の形状は、工具６０の先端部６２を挿入することが可能となるように選択される。工具６０は、例えばねじ回しまたはたがね、またはオブロング形の剛性刃を有する任意の他の類似の任意の工具である。

図４に示されるように、こうした切離しは、有利には、可動導体３０を移動方向Ｘ３２に移動させることによって可動導体３０を固定導体２２から分離するように、先端部６２を窓５０から挿入し、可動導体３０に対して機械的衝撃を加えることによって実現される。また、機械的なトルクが、可動導体３０を矢印Ｆ２によって示される移動方向に移動させるように、先端部６２を窓の縁部に当て、工具６０を例えば矢印Ｆ１の方向に回動させることによって印加されてもよい。

好ましくは、窓５０は、第１の接点領域、ならびに可動電気導体３０の一部分を露出させるように配置される。固定電気接点２２は、ハウジング２０の外側からのアクセス可能性を制限するように側面４８によって覆われている。

例えば、窓５０の第１の縁部は、固定導体２２の***に位置合せされ、この***は、固定導体２２の、可動導体３０の方に向いた面の端部に配置されている。窓５０は、第１の縁部から、この窓５０の反対側の第２の縁部まで、可動導体３０の方向に、かつ移動方向Ｘ３２に延在している。

この例では、第１の縁部とは、窓５０の上側縁部であり、第２の縁部とは、窓５０の下側縁部である。固定導体２２の、可動導体３０の方に向いた面とは、この例では、固定導体２２の下面である。窓の第１の縁部と、固定導体２２の前記***とは、互いに向き合って配置される。

各窓５０、５２の寸法は、可動導体によって支持された、対応する接点パッド３６の外形に適合されている。例えば、定格１００Ａでは、接点パッド３６は、幅１０ｍｍ×高さ２ｍｍの外形を有する。対応する窓の寸法は、これらの寸法以上であり、例えば端部の寸法が幅５ｍｍ×高さ１ｍｍの先端部６２を有する工具の使用が可能となる。例えば、用語「接点パッド３６の外形」とは、接点パッド３６の、対応する窓５０、５２側に面する側面の寸法を指す。

例として、導体２２の下面および前記***は、この例では、図５に示されるように幾何学的な平面Ｐに属する。

窓５０の固定導体２２に対するこのような配置の機能は、導体２２と３０とを切り離す作業中に、使用者が工具６０を用いて導体２２に対して力を加えることを防止するものである。窓５０は、固定導体２２の下側縁部から可動導体３０の方向に延在しているので、使用者が工具６０を固定導体２２に当てるように工具６０を配置することを防止し、それと同時に、使用者が工具６０を可動導体３０に当てるように配置することを可能とする。このことは、要素６の固定部分に対して移動されるものではない固定導体２２が、誤って損傷されることを防止する。

固定電気導体２４、および第２の接点領域に対向した窓５２についても、同じことが当てはまる。

上記で企図される実施形態および変形形態は、新しい実施形態を作り出すように、互いに組み合わされてもよい。

Claims (10)

1. 電気スイッチング装置（２）用の電流をスイッチングするための取外し可能なスイッチング要素（６）であって、
   − ハウジング（２０）と、
   − 互いに隔離された第１および第２の固定電気導体（２２、２４）と、
   − 可動電気導体（３０）であって、
   ・ 前記可動電気導体（３０）が、第１および第２の接点領域で、前記第１および第２の固定電気導体（２２、２４）とそれぞれ電気接触する第１の位置と、
   ・ 前記可動電気導体（３０）が、前記第１および第２の固定電気導体（２２、２４）から、ある距離を置いて電気的に隔離される第２の位置と
   の間で移動されることができる、可動電気導体（３０）と
   を備える、取外し可能なスイッチング要素において、
   前記ハウジング（２０）が、そこを貫通する２つの窓（５０、５２）を備え、一方が、前記可動導体（３０）と前記第１の固定電気導体（２２）との間の前記第１の接点領域に対向して位置し、他方が、前記可動導体（３０）と前記第２の固定電気導体（２４）との間の前記第２の接点領域に対向して位置することを特徴とする、取外し可能なスイッチング要素。
2. 各窓（５０、５２）が、対応する前記接点領域、および前記可動電気導体（３０）の少なくとも一部分を露出させるように配置され、対応する前記固定電気導体（２２、２４）が、側面（４８）によって覆われることを特徴とする、請求項１に記載の電気アセンブリ。
3. 各窓（５０、５２）について、前記窓の第１の縁部が、前記固定電気導体（２２、２４）の***に位置合せされ、前記***が、前記固定電気導体の、前記可動電気導体（３０）の方に向いた面の縁部に配置され、前記窓が、前記第１の縁部から、反対側の第２の縁部の方へと、前記可動電気導体（３０）の方向に、かつ前記可動電気導体（３０）の移動方向（Ｘ３２）に延在することを特徴とする、請求項２に記載の電気アセンブリ。
4. 前記ハウジング（２０）が、両側にある２つの側面（４８）を含み、前記窓の一方（５０）が、前記側面（４８）の一方に位置決めされ、前記窓の他方（５２）が、前記側面（４８）の他方に位置決めされることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
5. 前記ハウジング（２０）が、一体に組み立てられる２つの半シェル（４４、４６）を含み、各半シェル（４４、４６）が、前記貫通窓（５０、５２）の一方が設けられた前記側面（４８）の一方を含み、前記半シェルが、互いに同様であり、前記半シェルが、前記電気ユニット（６）の中心点に位置する対称点に対して互いに対称に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の電気アセンブリ。
6. 前記窓（５０、５２）が、オブロング形、例えば長方形または楕円形の形状であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
7. 前記窓（５０、５２）がそれぞれ、前記可動導体（３０）によって支持された対応する接点パッド（３６）の外形に適合された寸法を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気アセンブリ。
8. 電流をスイッチングするための電気スイッチング装置（２）であって、
   − 分離壁（１０）によって区切られた区画（８、８’、８”）を含む基部（４）と、
   − 取外し可能な要素（６）の接続端子（２６、２８）が前記装置の電気接続ランドに電気的に接続されるように、前記基部の前記区画の１つに収容されることが意図された、電流をスイッチングするための前記取外し可能なスイッチング要素スイッチング要素（６）と
   を備え、
   前記取外し可能なスイッチング要素（６）が、請求項１〜７のいずれか一項に記載のものであることを特徴とする、電気スイッチング装置。
9. 前記分離壁（１０）が、電気絶縁材料で作製されることを特徴とする、請求項８に記載の電気装置。
10. 前記分離壁が、リブ（１２）を含むこと、および前記取外し可能なスイッチング要素の側面に突出部（５６）が設けられ、前記突出部の形状が、前記取外し可能なスイッチング要素（６）が前記区画（８、８’、８”）に挿入されるときに、前記取外し可能なスイッチング要素（６）を案内するように、前記溝（１２）の形状と相補的であることを特徴とする、請求項８または９に記載の電気装置。