JP2001006514A - 熱動遮断開閉器 - Google Patents

熱動遮断開閉器

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JP2001006514A
JP2001006514A JP2000172667A JP2000172667A JP2001006514A JP 2001006514 A JP2001006514 A JP 2001006514A JP 2000172667 A JP2000172667 A JP 2000172667A JP 2000172667 A JP2000172667 A JP 2000172667A JP 2001006514 A JP2001006514 A JP 2001006514A
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Richard W Sorenson
リチャード・ダヴリュ・ソレンソン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フラグを必要とせず、従来のロッカースイッ
チの外観と機能的な能力とを有する熱動遮断器及び開閉
器を提供する。 【解決手段】 熱動遮断器及び開閉器は固定及び可動接
点28,30と引外しアクチュエータ26とを備える。
可動接点は、開位置に向けて可動接点を付勢するアーム
の自由端に設けられる。接点アクチュエータ24は、過
負荷状態でない時、ロッカー22から可動接点までの移
動を伝達する。引外しアクチュエータは、高感度な素子
38との係合時、接点アクチュエータの一端を浮遊可能
に差込20d内で回転し、可動接点アーム38aの付勢
で回路を開かせる。過熱状態での変形の時だけ、素子は
引外しアクチュエータに係合回転するように配置され
る。圧縮スプリング42が起立脚26cとロッカー下側
との間で作動し、ロッカーを「オフ」位置に、及び引外
しアクチュエータを「リセット」位置に付勢する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ON/OFFの開
閉器としても機能する熱動式保護装置に関し、更に詳細
には製造が容易で、且つ安価な構造を論じている。その
熱動式保護装置/開閉器構造は、万一手動操作を試みる
場合でも、過負荷状態の継続又は反復を防止している。
【0002】
【従来の技術】熱動式の保護遮断器又は開閉器のいずれ
かとして用いられる開閉器が知られている。同様の熱動
式保護装置にはスナップ動作式のバイメタル素子が含ま
れている。バイメタル素子が過負荷状態を検出すると、
熱電式保護装置が、開閉器接点間に突出して絶縁性材料
からなるフラグを利用する。そのようなフラグを用いる
種類の熱動式保護開閉器の例としては、米国特許第50
89799号及び第5264817号を参照。
【0003】開閉器機能を備えた他の熱動式保護装置は
押しボタンを介して作動し、回路保護装置をリセットす
るために、装置が回路を引き外した後に押しボタンを手
動で引き戻す必要がある。Butlerによる米国特許第33
11725号はこの一般的な種類の回路遮断器/開閉器
を説明している。
【0004】更に別のサーモスタット(熱動)開閉器が
スナップ作動式の円板を有し、その円板が押しボタンに
よってリセットされる。円板タイプの装置の例として
は、米国特許第4791397号及び第4628295
号を参照。
【0005】また、製造することが一層複雑であり、そ
れ故に高価であるけれども、熱電遮断機が知られてい
る。例えば、米国特許第4931762号、第4937
548号、及び第4258349号を参照。
【0006】ここでは、同一発明者によって、別の形態
の熱動遮断器及び開閉器が、接点アームとしてバイメタ
ル素子を用いている。米国特許第5847638号を参
照。
【0007】ロッカースイッチ式の熱動遮断器を設ける
ために、更に別の処理方法が、米国特許第549146
0号に示されている。しかしながら、この特許は、他の
種類のものと同様に、多数の金属部品と、そのような保
護遮断器に必要な「引き外し自由(trip free)」動作
を実現するための金属製のスプリング要素とを必要とし
ている。また、米国特許第5889457号及び第54
51729号を参照すると、引き外し自由なロッカース
イッチ式の熱動遮断器を設けるために、専用に形成され
た多くの金属部品とスプリングとが必要とされている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の全般的な目的
は、フラグを必要とせず、従来のロッカースイッチの外
観と機能的な能力とを有する熱動遮断器及び開閉器を提
供することであり、その装置は、「オン」即ち閉じた位
置で手で保持されている場合であっても、接点を再度閉
じることがなく、それ故にバイメタルを再度加熱するこ
とのないように、「引き外し自由」動作を可能とする。
バイメタル要素が回路の経路に設けられるけれども、本
発明が、接点アームとして用いられた時に、バイメタル
素子に課された応力を回避する。バイメタルに応力が加
わえられるのを回避するために、個別の接点と引外しア
クチュエータとが設けられ、それにより動作の精度及び
安定性を同時に改善する。接点アームとしてバイメタル
を用いた態様よりわずかに複雑で高価であるが、本発明
は、接点から分離したバイメタルを有する他の熱動遮断
器を設計することよりそれを製造することの方を相変わ
らず安価にしている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、単体又
は分割されたケース構造体のいずれかの成形中空ハウジ
ングは、底壁を設けられ、ロッカー又は棒状操作部を回
転自在に収容するための上部孔を形成している。ハウジ
ングの内部は少なくとも1つの垂直通路を形成した側壁
を有し、引外しアクチュエータを移動自在に収容してい
る。一体成形された差込は引外しアクチュエータを回転
自在に収容し、支持している。ハウジングの底壁は第1
及び第2端子を備えている。ロッカーは延長部、即ちハ
ウジング内に突出する支柱を備え、引外しアクチュエー
タに係合している。ロッカーは係合フックを有し、接点
アクチュエータ上の突出部又は支柱にしっかりと係合し
ている。ロッカーは、表面を備えた成形部を有してい
る。その表面は、ロッカーが少なくとも「オフ」位置で
あった時に、接点アクチュエータとロッカーとの動きを
制限している。1つの圧縮スプリングはロッカーを「オ
フ」位置に向けて付勢し、また引外しアクチュエータを
標準位置に向けて付勢している。
【0010】可動式の導電性接点アームの一端は、導電
性の装着プレートにしっかりと装着され、第1端子に電
気的に接続されている。接点アームの反対側の自由端は
可動式の接点素子を搬送し、第2端子に装着された固定
接点素子から離れて前記可動接点素子を手動で標準的に
動かすために接点アクチュエータに向かって上方に付勢
されている。
【0011】また、接点アクチュエータはハウジングの
垂直通路内で摺動自在である横方向突起を備え、少なく
とも、前記装置が開閉器として動作され、過負荷状態で
はない時に、ロッカーの動きが可動接点アームを動か
す。
【0012】引外しアクチュエータは「L」字形であ
り、隣接する端部にしっかりと装着されて起立した水平
な脚を有している。「L」字形の引外しアクチュエータ
は、ハウジング内で形成された差込内のこの接続部で回
転自在に支持されている。引外しアクチュエータは、リ
セット又は「オフ」位置であった時に、ソケットを当接
する付加的な表面を有し、それによって、その方向への
回転を規制している。水平脚は、ハウジングの垂直通路
内に収容された突出ピンを有し、起立脚が、接点アクチ
ュエータと引外しアクチュエータとの境界表面を介して
前記接点アクチュエータに係合している。過電流に応じ
て、バイメタル素子が引外しアクチュエータの水平脚に
係合して移動し、引外しアクチュエータを回転し、それ
によって引外しアクチュエータから接点アクチュエータ
の端部を離脱させる。これにより、バイメタル素子に過
電流/過熱状態の結果として、可動接点アーム固有の付
勢(bias)が接点を開くことを可能としている。
【0013】バイメタル素子は、2つのアームを備えた
「U」字形である。一方のアームの端部は第1端子にし
っかりと接続され、また反対側のアームの端部は接点ア
ームに、好ましくは導電性ジャンパーを介して、しっか
りと接続されている。バイメタル素子は、可動接点アー
ムとその可動接点とにライン端子を電気的に接続してい
る。「U」字の拘束されていない自由端の基部が、バイ
メタル素子の温度上昇を発生させる所定電流に応じて、
引外しアクチュエータの水平脚に向かって上方に曲げら
れるように、バイメタル素子は、形状又は屈曲の点で熱
的に反応変化を示す。
【0014】1つの圧縮スプリングの形で付勢手段が、
ロッカーの下側と引外しアクチュエータの起立脚の上側
端部との間で設けられている。こうして、1つのスプリ
ングが、過負荷状態でない場合に、ロッカーを「オフ」
位置に付勢し、且つ、接点アクチュエータに係合する標
準位置へ引外しアクチュエータを付勢する。ロッカーが
「オン」位置で保持されている場合でも、接点アクチュ
エータの一端が、引外しアクチュエータに係合されるこ
とによって拘束されないため、ロッカーの下側延長部に
よって接点アクチュエータが、可動接点アームを接点閉
状態へ移動できないようにする。この過負荷状態の間、
ロッカーが「オン」状態で保持されていない場合、スプ
リングの付勢が前記ロッカーを強制的に「オフ」位置に
向けて行われる。ひとたびバイメタル素子が引外しアク
チュエータにもはや当接しなくなるほど十分に冷えれ
ば、起立脚が再び接点アクチュエータに係合するように
スプリングが引外しアクチュエータを「リセット」位置
に戻す。
【0015】本発明及びそれに伴う利益についてもっと
完全に理解することは、添付図面と共に以下の詳細な説
明を参照することで容易に明らかになろう。いくつかの
図面を通して、同じ参照符号は対応する部品を示してい
る。
【0016】
【発明の実施の形態】ここで、更に詳細に図面を参照す
ると、図1は、以下に記載する構成部品を収容するため
に概ね矩形で上方に開口したキャビティを備えたタイプ
である成形中空ハウジング20を示している。枢軸に装
着されたロッカー(rocker)22、又は他の操作部は、
ハウジング側壁20bの軸孔20aに収容されて横方向
へ延びる軸状突起22aを有する。ハウジング側壁20
bは、接点アクチュエータ24上の通路案内突起24a
を摺動自在に収容するため、モールドされた垂直通路2
0cと、引外しアクチュエータ26の軸状突起26aを
収容するための差込20dとを形成している。こうし
て、L字状引外しアクチュエータ26はハウジング20
に枢着されている。差込20は表面20lを有し、スト
ッパ表面26fに当接し、それによって引外しアクチュ
エータ26の回転を規制している。ハウジング内に一体
的にモールドされた防壁20eは端子エレメント34を
絶縁している。
【0017】負荷及びライン端子(それぞれ32及び3
4)がハウジング底壁20iのスロットを通って延びて
いる。ライン端子32は、調整又は目盛定めネジ36を
受け入れるネジ切り孔32aを有している。負荷端子3
2はハウジング端壁20gに沿って上方に延び、バイメ
タル素子38に接続している。素子38は、「U」字形
であり、相互に略平行な2つのアーム38a,38bを
有するように、図1で示されている。バイメタル素子3
8はハウジング底壁20iと略平行な平面に向けられ、
熱に反応する特性を有している。その特性によれば、過
電流状態のような温度の上昇によってバイメタル素子が
引外しアクチュエータ26に向かって湾曲させられる。
目盛定めネジ36の端部が、バイメタル素子38の下部
表面に接触し、素子38の標準形状と、引外しアクチュ
エータ26を引き外すのに要する変形の範囲とを定めて
いる。
【0018】「U」字形のバイメタル素子は、導電性ジ
ャンパー52を介して可動接点アーム40の固定端に接
続された一方のアーム38aの端部を有している。選択
によっては、一つのバイメタル素子のアーム38aは前
記回動接点アーム40の固定端部に直接的に接続されて
いる。バイメタル素子における他方のアームが負荷端子
32の特に変更部32bに接続されているので、電流が
バイメタル素子38を通して流れる。可動接点アーム4
0はバネ性の金属材料からなり、固定接点要素28から
上方へ離れて付勢された自由端を有している。その自由
端は可動接点素子30を有している。固定接点エレメン
ト28はライン端子34に装着されている。可動接点ア
ーム40が接点アクチュエータ24によって下方へ押さ
れると、可動接点エレメント30が接点28で回路を閉
じるように、固定接点エレメント28が配置されてい
る。
【0019】ハウジング軸孔20aに枢着されたロッカ
ー又は操作部22は、スプリング42により、開回路、
即ち「オフ」位置に付勢されている。一体的に成形され
た延長部22b即ち支柱は、前記ロッカーに設けられ、
ロッカー22が「オン」位置である時には概ね垂直に向
けられている。ロッカー延長部の表面22cは第1係合
手段を有している。第1係合手段は、ロッカーが少なく
とも「オン」位置に向けて移動された時に、接点アクチ
ュエータの上部表面に移動自在に係合している。アクチ
ュエータフック22iがロッカー延長部22b内で成形
されている。アクチュエータフック22iは、第2係合
手段として機能し、ロッカーが少なくとも「オフ」位置
に向けて移動された時に、接点アクチュエータ上で係合
支柱24iに着脱自在に係合している。
【0020】接点アクチュエータ24は、上方に付勢さ
れた可動接点アーム40と、ロッカー22との間に設け
られている。接点ストッパ24bはロッカーの下側表面
で接点ストッパ22gに当接し、ロッカーが少なくとも
「オフ」位置にあった時に、(図5で示されたように)
右側端部における上方の動きを規制している。この上方
への移動は、接点アクチュエータの表面24hに対する
接点アーム40の力を上方へ付勢することによってもた
らされる。ロッカー22はスプリング42によって「オ
フ」位置に付勢され、ハウジング垂直通路の内部側壁2
0jにロッカー位置ストッパ22hを当接することによ
って適切な「オフ」位置に停止されている。「オン」位
置では、接点アクチュエータ24の上部表面の移動止め
24eが、接点アーム40を上方に付勢することによっ
て与えられる十分な力でロッカーの表面22cを係止
し、スプリング42によってもたらされるように「オ
フ」位置へのロッカーの最小付勢を抑えている。それに
より、ロッカーは「オン」位置で保持され、「オン」位
置のロッカーストッパ22fが、図7で示されるよう
に、垂直通路の外部側壁20kに当接した時に、そこで
停止される。接点アクチュエータ24は左側端部(図参
照)に切欠24fを有し、その切欠24fは所望の目的
のために引外しアクチュエータの表面26dに選択的に
係合するように機能する。
【0021】引外しアクチュエータ26は水平及び垂直
脚(それぞれ26b及び26c)を有する「L」字形で
あり、垂直脚26bは可動接点アーム40とバイメタル
素子38との間に配置されている。引外しアクチュエー
タの軸状突起26aは、ハウジングによって形成された
モールド差込20d内でそれを枢軸に支持している。前
記軸状突起の延長がストッパ表面26fを形成してい
る。差込20dは表面20lを備えている。表面20l
は、図5で示されるように、リセット位置にあった時
に、引外しアクチュエータのストッパ表面26fに当接
し、それによって、その方向へ引外しアクチュエータの
回転を規制する。引外しアクチュエータの起立脚26c
は表面26d上に起立している。通常、表面26dは接
点アクチュエータの切欠24fに係合し、接点アクチュ
エータの切欠端部における下方への移動を防止してい
る。ロッカーの下部表面22cは、ロッカー22が少な
くとも「オン」位置に向かって移動された時に、接点ア
クチュエータの表面24dに作用する。そのため、接点
アクチュエータ24が、引外しアクチュエータの表面2
6dに当接する点で、おおよそ回転する。この回転動作
により接点アクチュエータ24の右側端部(図参照)が
下方へ移動される。そして、表面24hが可動接点アー
ム40を下方に移動し、接点エレメント(28及び3
0)に近づく。
【0022】引外しアクチュエータ26が、加熱バイメ
タル38の上方への動きのため、回転、即ち「引き外」
した時、引外しアクチュエータ26の表面26dが接点
アクチュエータの切欠24fの下から外へ移動する。こ
れは、上述された切欠端部で回転に勝つので、接点アク
チュエータ24は、ロッカー22の動きに関係なく、可
動接点アーム40の下に動かないだろう。
【0023】圧縮スプリング42が、引外しアクチュエ
ータの起立脚26cの上部表面とロッカー22の下面と
の間に設けられ、前記ロッカーを「オフ」位置に向けて
付勢している。スプリング42は、スプリング力のベク
トルが引外しアクチュエータにおける回転軸(だいたい
26gで示されるように)のインボード(inboard)を
常に僅かに通過するように、向けられ、それによって、
常に、「オフ」位置へのロッカーと、標準即ちリセット
位置への引外しアクチュエータとを付勢している。
【0024】図5は、スプリングによって付勢された
「オフ」位置のロッカー22と、引外しアクチュエータ
の引外しストッパ26dに当接する接点アクチュエータ
24の切欠端部とを示している。アクチュエータフック
22iが係合支柱24iにしっかりと係合し、接点アク
チュエータ24の適切な位置決めを保証している。接点
アクチュエータが表面22g,22cでロッカーに当接
するまで、可動接点アーム40の上向きの付勢によって
接点アクチュエータ24が押圧される。
【0025】図6は、ロッカーの左側(図参照)位置に
加えられた力で「オン」位置に向けて移動中のロッカー
22を備えた本発明を示している。ロッカーの回転によ
って、下側表面22cが接点アクチュエータの表面24
dを越えて移動し、切欠端部で回転するにつれ、下向き
時計回り方向へ接点アクチュエータを押し下げる。左切
欠端部は引外しストッパ26dによって適所に保持され
ている。それによって、接点アクチュエータ24が24
hでの下方の力を接点アーム40に伝達し、接点エレメ
ント28,30を閉じさせる。
【0026】図7は、過負荷状態でなく閉じた回路位置
にある装置を示している。ロッカー22は完全に「オ
ン」位置で押し下げられている。そこでは、ロッカー延
長部の下側表面22cが接点アクチュエータ24におけ
る「オン」位置移動止め24eを止めている。接点エレ
メント(28,30)が接続するように、接点アクチュ
エータが可動接点アーム40の付勢に抗して保持してい
る。ロッカーは、垂直通路の外部側壁20kに当接する
「オン」位置ストッパ22fによって「オン」位置内で
規制されている。圧縮スプリング42の付勢は、接点ア
クチュエータ24における「オン」位置移動止め24e
におけるロッカー延長部の下側表面22cの抵抗に打ち
勝つほど十分ではない。
【0027】図8は、ロッカー22が「オン」位置に手
動で保持されているにも関わらず、過負荷状態で開回路
位置にある装置を示す。過負荷状態の間、装置には定格
より大きい電気的負荷がかかり、バイメタル素子38が
過熱し、上方に湾曲して、引外しアクチュエータの水平
脚26bを係合する。そのような係合状態及び素子38
が持つ弾性力は、圧縮スプリング42の弾性力にわずか
に勝り、引外しアクチュエータが、成形されたハウジン
グ差込20dに静止する軸状突起26aの周囲を回動す
るようになる。従って引外しアクチュエータの垂直脚2
6cはハウジング端壁20gに向けて(図の反時計周り
に)回動する。そのような回動により、引外しストッパ
26dが接点アクチュエータ24の対応する切欠24f
から離れる方向に移動する。その後、可動接点アーム4
0と接触するまで、切欠端部が降下する。接点アクチュ
エータは切欠24f及び下側表面24hにおいて可動接
点アームと当接する。可動接点アーム40の弾性力によ
り、図のように下側表面22cの接触により制限される
まで、又は、接点アクチュエータ及びロッカーの形状が
図の状態とは異なる場合には表面22gとの接触により
制限されるまで、ロッカーに向けて接点アクチュエータ
が移動する。この動きは接点アクチュエータの平面を移
動させ、接点アクチュエータの「オン」位置移動止め2
4eをロッカーの表面22cから離脱させる。図8は、
ロッカーが「オン」位置に強制的に保持されているにも
かかわらず、過電流状態中に接点が開いたままの「引き
外し自在」動作を示す。
【0028】図9は、過負荷状態後にロッカー22が移
動状態にある本発明を示す。圧縮スプリング42がロッ
カーを「オフ」位置に移動させ、ロッカー表面22c
が、上記のような接点アクチュエータ24の平面の移動
により、移動止め24eから接点アクチュエータ上の表
面24dまで摺動する。ロッカーアクチュエータフック
22iが係合支柱24iと係合し、接点アクチュエータ
の切欠端部を持ち上げ、引外しアクチュエータの引外し
ストッパ26dに対するその適切な位置に確実に位置付
ける。バイメタル素子38が冷却し、湾曲していない形
状に戻り、引外しアクチュエータ26が圧縮スプリング
42の弾性力によりリセット位置に戻る方向に(図では
時計方向)回動し、引外しアクチュエータの表面26d
が接点アクチュエータの表面24fの下側に移動し、本
発明の装置を図5に示される位置に戻す。
【0029】別の実施の形態が図10に示されており、
ハウジング20が、第1の実施の形態のロッカー停止表
面22g,22hの機能を果たす成形ハウジングストッ
パ20fを組み込むように変更される。このハウジング
ストッパ20fは、接点アクチュエータ24の右側端部
(図参照)の上方への移動を制限する役割を果たし、さ
らにロッカー20用の「オフ」位置係止部として機能す
る。第1の別の実施の形態用に変更されたロッカーが図
11において分離して示される。
【0030】第2の別の実施の形態が図12に示されて
おり、ロッカー延長部22bは、第1係合手段として内
側対向突起22dを備えており、それが、ロッカーが少
なくとも第1の実施の形態におけるアクチュエータフッ
クに対して「オン」位置に向けて移動する際に、接点ア
クチュエータの下側表面と接触する。これにより、接点
アクチュエータ切欠24fが引外しアクチュエータスロ
ット26dに対して確実に位置付けられる。この第2の
別の実施の形態では、接点アクチュエータ24はロッカ
ー係合支柱を備えていないが、代わりに引外しアクチュ
エータ上の相補的な表面と係合するように特に適合した
リセット表面24gを備えている。図13及び図14は
それぞれ接点アクチュエータ及びロッカーを示してお
り、それは第2の別の実施の形態用に変更されたもので
ある。
【0031】上記実施の形態の特徴及び以前に参照して
本明細書の一部とした同時係属の特許出願において示さ
れる特徴は、別形態で使用するための種々の変形例を得
るために、全体的に又は部分的に組み合わせることがで
きる。そのような特徴の組み合わせのいくつかが以下に
示されており、本明細書及び本明細書の一部としている
開示の例を参照してより理解できる。
【0032】上記実施の形態のいずれかは、リモートセ
ンサ手段を備えるように変更することができる。そのよ
うな変更例は、端子32と34との間の開閉器回路とは
完全に独立したバイメタル38を有し、アーム38a,
38bのそれぞれに独立の端子を有している。それによ
りバイメタルが回路に接続され、遠い電源からバイメタ
ルに過電流を加えることにより開閉器回路を開くことが
できる。
【0033】第2のリモートセンサの構成は、その回路
において特定の電圧制限値に到達することを、別の方法
では開閉器回路が閉じた後に指定した再プログラミング
時間制限値に到達することを検出するための固体センサ
を備える。センサが再プログラミング制限時間に達した
場合、センサ回路が固体開閉器回路を動作させ、バイメ
タル38を流れる電流の適量をグランドに分流する。バ
イメタルを介してグランドに分流されたこの電流は、バ
イメタルが過熱するのに十分な電流であり、それにより
バイメタルが引外しアクチュエータを動作させ、開閉器
回路の接点28及び30を開く。従って、バイメタルは
標準の電流保護構造を与えるのみならず、同時にセンサ
により制御される際に開閉器接点を開くための分流回路
の駆動機構としても動作する。固体センサのプログラミ
ングにより、種々の状態を監視することができるが、バ
イメタルのグランドへの分流動作のため固体開閉器の配
置は著しい特徴である。この配置はバイメタルの標準の
過電流保護の機能を保持する。時間、接地不良、低電
圧、又は、電圧変動等のような多数の別の状態、又は組
み合わせた状態をセンサによって監視することもでき
る。
【0034】ソレノイドのような別の付勢手段とバイメ
タル素子38自体を置換えることも本発明の範囲内にあ
り、ソレノイドが引外しアクチュエータ26に対して力
を及ぼすために配列されるアーマチャを有し、回路を開
くことができる。ソレノイドは固体センサを有する変更
例においてバイメタルの代わりになり、引外しアクチュ
エータを作動するための別の手段として用いられる。バ
イメタル素子38に対するソレノイドの代用は、目盛定
めネジ36及びそのネジ切りされた孔32aを不要にす
る。
【0035】またソレノイドは中性点端子に接続される
リモートセンサ引外し回路により制御することができ
る。
【0036】また上記変形例の組み合わせも本発明の範
囲内にある。例えばバイメタル素子は固体開閉器を有す
るが、固体センサ回路を用いずに使用ことができる。こ
の形態における固体開閉器は、固体開閉器を作動させる
ために信号を端子に加えるリモートセンサ回路により制
御することができ、それにより固体開閉器が制御された
バイメタル素子を流れる電流をグランド、又は中点に分
流することができ、その結果その機構が引き外され、そ
の機械開閉器を開く。
【0037】別の組せ合わせ例は固体開閉器を有し、バ
イメタル素子の代わりとなるソレノイドである。固体開
閉器は、固体開閉器を作動させるために信号を端子に加
え、ソレノイドに電流を加えることができ、それにより
その機構を引き外し、その機械開閉器を開くようにする
遠隔センサ回路により制御されるであろう。
【0038】上記実施の形態、又は変更例のいずれか
は、二極又は多極熱動遮断開閉器に組み込まれることも
でき、それにより任意の1つ又はそれ以上の極における
バイメタル素子、又はソレノイドによる1回の引き外し
動作により、全ての組み込まれた極を開くことができ
る。そのような多極機能は1つのハウジングに並列に取
り付けられる2つ以上の熱動遮断器及び開閉器回路を備
えることになろう。多極の共通の引外し動作は、1つの
引外しアクチュエータを用いて多極を動作させるか、又
は、接続ピン又はロッドに結合することにより各極で個
別の引外しアクチュエータを相互接続することとにより
もたらされるであろう。
【0039】上記実施の形態の変更例及び変形例は、本
開示内容の教示を通して当業者には明らかであろう。そ
の実施の形態及び別の形態は、全てを網羅するものでは
なく例示である。請求の範囲は、均等論に従ってそのよ
うな変更例及び変形例を含む。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、その装置は、「オン」
即ち閉じた位置で手で保持されている場合であっても、
接点を再度閉じることがなく、それ故にバイメタルを再
度加熱することのないように、「引き外し自由」動作を
可能とする。バイメタル要素が回路の経路に設けられる
けれども、本発明が、接点アームとして用いられた時
に、バイメタル素子に課された応力を回避する。バイメ
タルに応力が加わえられるのを回避するために、個別の
接点と引外しアクチュエータとが設けられ、それにより
動作の精度及び安定性を同時に改善する。また、バイメ
タルは標準の電流保護構造を与えるのみならず、同時に
センサにより制御される際に開閉器接点を開くための分
流回路の駆動機構としても動作する。固体センサのプロ
グラミングにより、種々の状態を監視することができる
が、バイメタルのグランドへの分流動作のため固体開閉
器の配置は著しい特徴である。この配置はバイメタルの
標準の過電流保護の機能を保持する。時間、接地不良、
低電圧、又は、電圧変動等のような多数の別の状態、又
は組み合わせた状態をセンサによって監視することもで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の組立分解図である。
【図2】分離されたハウジングを示す破断図である。
【図3】分離された接点アクチュエータを示す図であ
る。
【図4】分離されたロッカーを示す図である。
【図5】本発明の垂直断面図であり、「オフ」位置での
ロッカー、接点開状態、及び、バイメタル素子の湾曲し
ていない状態を示している。
【図6】図5と類似の垂直断面図であり、「オン」位置
に向けて移動中のロッカーを示し、移動中の種々の構成
部品の動きを矢印で示している。
【図7】図5と類似の垂直断面図であり、過負荷状態で
なく「オン」位置でのロッカーを示している。
【図8】図5と類似の垂直断面図であり、動作中の「引
き外し自在」な機能を示し、そして、手動でロッカーを
「オン」位置に保持している間に、バイメタル素子が過
負荷状態に起因して上方に湾曲している。
【図9】図8と類似の垂直断面図であり、「オフ」位置
に向けて移動中のロッカーを示し、移動中の種々の構成
部品の動きを矢印で示している。
【図10】本発明の第1の別の実施の形態の垂直断面図
である。
【図11】分離して示された第1の別の実施の形態に適
合されたロッカーを示す図である。
【図12】本発明の第2の別の実施の形態における垂直
断面図である。
【図13】分離されて本発明の第2の別の実施の形態に
適合された接点アクチュエータを示す図である。
【図14】分離されて本発明の第2の別の実施の形態に
適合されたロッカーを示す図である。
【符号の説明】
20 ハウジング 20a 軸孔 20b 側壁 20c 垂直通路 20d 差込 20e 防壁 20f ハウジング停止突起 20g 端壁 20h 停止面 20i ハウジング底壁 20j 垂直通路外側側壁孔 20k 垂直通路外側側壁 20l 差込表面 22 ロッカー又は作動部 22a 軸状突起 22b 延長部 22c 下側表面可動接点 22d 内側対向突起子 22e 「オフ」ロッカーストッパ 22f 「オン」ロッカーストッパ 22g 接点ストッパ 22h ロッカー位置ストッパ 22i アクチュエータフック 24 接点アクチュエータ 24a 通路案内突起 24b アクチュエータストッパ 24d 係合表面 24e 「オン」位置移動止め 24f 切欠 24g リセット表面 24h 突出表面 24i 係合支柱 26 引外しアクチュエータ 26a 軸状突起 26b 水平脚 26c 垂直脚 26d 引外しストッパ 26e 突出ピン 26f 係止表面 28 固定接点素子 30 可動接点 32 負荷端子 32a ネジ切り孔 32b オフセット位置 33 中性点端子 34 ライン端子 36 目盛定めネジ 38 バイメタル素子 38a 可動接点アーム 38b ライン端子用アーム 40 可動接点アーム 42 圧縮スプリング 52 導電性ジャンパー

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路遮断器及び回路開閉器の機能を備え
    た装置であって、前記装置が、通路を形成した少なくと
    も1つの側壁を有する中空キャビティを形成し、また前
    記通路から離れた差込を形成した成形ハウジングと、 固定接点及び可動接点と、 その自由端に設けられた前記可動接点に電気的に接続さ
    れた固定端部を有し、前記固定接点から離れて前記可動
    接点に標準的に付勢するように機能する接点アームと、 前記ハウジング側壁の前記通路に摺動自在に収容された
    少なくとも1つの横方向に突出する部分を有する接点ア
    クチュエータと、 前記キャビティ内に突出した延長部を有し、「オン」位
    置と「オフ」位置との間で移動自在であり、前記「オ
    ン」位置に向けて前記接点アクチュエータを移動させる
    第1係合手段を有し、前記「オフ」位置に向けて前記接
    点アクチュエータを移動させる第2係合手段を有する手
    動式の開閉器操作部と、 前記差込内に移動自在に装着され、前記操作部と接点ア
    クチュエータとの標準開閉が前記接点の開位置と閉位置
    との間で前記接点アームの動きを達成可能にする標準的
    位置にある時に、前記接点アクチュエータの一端に標準
    的に係合する起立脚を有する引外しアクチュエータと前
    記標準的な操作位置から前記引外しアクチュエータを移
    動し、前記接点アクチュエータから前記引外しアクチュ
    エータの前記起立脚を離脱し、そして、前記開閉器操作
    部が前記接点アームの「オン」及び「オフ」移動をもた
    らすのを防止するための前記固定及び可動接点を収容し
    た回路内で所定の電気的状態に応じる手段とを有し、 前記操作部の延長が前記接点アームに係合可能であり、
    「オン」位置と「オフ」位置との間で前記接点アームを
    移動したことを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の装置であって、 標準的位置から前記引外しアクチュエータを移動するた
    めに所定の電気的状態に応じる前記手段が、前記可動接
    点を備えて電気的に直列な回路内に、弾性のバイメタル
    素子を有し、 前記バイメタル素子が、過電流状態に応じて熱によって
    変形させられた部分を有し、 前記引外しアクチュエータが前記接点アームと前記バイ
    メタル素子との間に配置された第2脚を有し、そのため
    前記変形部分が、前記標準位置から前記引外しアクチュ
    エータに注目させるために、前記引外しアクチュエータ
    の前記第2脚に係合可能とし、そして前記第2脚を付勢
    し、それによって上述のような前記起立脚を解放したこ
    とを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の装置であって、 少なくとも2つの端子が前記ハウジングの外側に突出
    し、 前記バイメタル素子が基部と、第1及び第2アームとを
    有する略U字形であり、 前記バイメタル素子の第1アームが、一方の端子と、前
    記可動接点に接続された前記第2アームとに電気的に接
    続され、 前記バイメタル素子の前記基部が、過電流状態に応じて
    熱により弾性的に変形可能であることを更に特徴とする
    熱動遮断開閉器を備えた装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の装置であって、 前記バイメタル素子が他の電流源に電気的に接続するた
    めに別の端子を更に備えたことを特徴とする熱動遮断開
    閉器を備えた装置。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の装置であって、 固体センサ及び開閉器が前記バイメタル素子の一端から
    中性点端子まで接続され、前記固体センサが前記バイメ
    タル素子を通ってグランドに至る分流回路を制御可能と
    することを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の装置であって、 固体開閉器が前記バイメタル素子の一端から前記中性点
    端子と信号端子とまで接続され、センサ回路が、前記ハ
    ウジングの外部にあり、前記バイメタル素子を通ってグ
    ランドに至る分流回路を制御するように、前記固体開閉
    器に信号を送ることを特徴とする熱動遮断開閉器を備え
    た装置。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の装置であって、 付勢手段が、前記引外しアクチュエータの前記起立脚
    と、「オフ」位置へ標準的に戻すための前記開閉器操作
    部との間で機能し、 前記付勢手段がまた前記引外しアクチュエータをその差
    込内へ動かすように機能したことを特徴とする熱動遮断
    開閉器を備えた装置。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の装置であって、 前記引外しアクチュエータをその標準位置から移動する
    ための所定の電気的状態に応じる前記手段が、電気的な
    入力に応じて伸長可能であるアーマチャ素子を有するソ
    レノイド素子を備え、 前記引外しアクチュエータが、そのような伸長時に前記
    ソレノイド素子によって係合可能であるように、前記接
    点アームと前記ソレノイド素子との間に配列された第2
    脚を有することを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装
    置。
  9. 【請求項9】 請求項8記載の装置であって、 固体センサ及び開閉器が前記ソレノイド素子から中性点
    端子まで接続され、前記固体センサが前記バイメタル素
    子を通ってグランドに至る分流回路を制御可能としたこ
    とを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の装置であって、 前記固体開閉器が更に、リモートセンサを電気的に接続
    するための付加的な端子接続部を備え、前記リモートセ
    ンサが、前記ソレノイドに電流を加えるために前記固体
    開閉器に電気的に信号を送ったことを特徴とする熱動遮
    断開閉器備えた装置。
  11. 【請求項11】 請求項1記載の装置であって、 前記装置に並置された少なくとも1つの付加的な装置
    と、前記装置の間の共通引外し接続部とを更に有し、 一つの引外しアクチュエータにおける動きが、少なくと
    も1つの付加的な引外しアクチュエータの動きをもたら
    したことを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  12. 【請求項12】 請求項11記載の装置であって、 前記共通引外し接続部が、前記引外しアクチュエータを
    確実に相互接続するために前記隣のハウジング内の孔を
    介して延びる接続ロッドを有することを特徴とする熱動
    遮断開閉器を備えた装置。
  13. 【請求項13】 請求項12記載の装置であって、 前記ロッドが、前記隣に並んだ装置のハウジング内に、
    前記引外しアクチュエータの枢軸を形成したことを特徴
    とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  14. 【請求項14】 請求項11記載の装置であって、 前記共通引外し接続部が、前記隣のハウジングを介して
    延びる部分を有する引外しアクチュエータを備え、前記
    隣のハウジング内に前記引外しアクチュエータの回転運
    動を与えたことを特徴とする熱動遮断開閉器の装置。
  15. 【請求項15】 請求項1記載の装置であって、 前記「オフ」位置に向けて前記接点アクチュエータを移
    動させるための前記第2係合手段が、前記開閉器操作部
    上に少なくとも1つのフックと、前記フックによって係
    合可能となった前記接点アクチュエータ上に少なくとも
    1つの突出部とを有することを特徴とする熱動遮断開閉
    器を備えた装置。
  16. 【請求項16】 請求項1記載の装置であって、 前記「オフ」位置に向けて前記接点アクチュエータを移
    動させるための前記第2係合手段が、前記接点アクチュ
    エータより下側に延びた前記開閉器操作部上に少なくと
    も1つの突起を備え、 前記突起が前記接点アクチュエータの下側表面に係合可
    能であることを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装
    置。
  17. 【請求項17】 請求項1記載の装置であって、 前記引外しアクチュエータが、少なくとも標準位置にあ
    った時、前記ハウジング差込に当接する突起を有するこ
    とを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  18. 【請求項18】 請求項1記載の装置であって、 前記引外しアクチュエータが前記ハウジング通路内に収
    容可能な突出ピンを有し、少なくとも前記引外しアクチ
    ュエータが標準位置にあった時に、前記ピンが前記通路
    の底部に当接することを特徴とする熱動遮断開閉器を備
    えた装置。
  19. 【請求項19】 回路遮断器及び回路開閉器の機能を備
    えた装置であって、 前記装置が、通路を形成した少なくとも1つの側壁を有
    する中空キャビティを形成し、また前記通路から離れた
    差込を形成した成形ハウジングと、 固定接点及び可動接点と、 その自由端に設けられた前記可動接点に電気的に接続さ
    れた固定端部を有し、前記固定接点から離れて前記可動
    接点に標準的に付勢するように機能する接点アームと、 前記ハウジング側壁の前記通路に摺動自在に収容された
    少なくとも1つの横方向に突出する部分を有する接点ア
    クチュエータと、 前記差込内に移動自在に装着され、前記操作部と接点ア
    クチュエータとの標準開閉が前記接点の開位置と閉位置
    との間で前記接点アームの動きを達成可能にする標準的
    位置にある時に、前記接点アクチュエータの一端に標準
    的に係合する起立脚を有する引外しアクチュエータと 前記キャビティ内に突出した延長部を有し、「オン」位
    置と「オフ」位置との間で移動自在であり、前記「オ
    ン」位置に向けて前記接点アクチュエータを移動させる
    第1係合手段を有し、前記「オフ」位置に向けて前記接
    点アクチュエータを移動させる第2係合手段を有する手
    動式の開閉器操作部と、 前記標準的な操作位置から前記引外しアクチュエータを
    移動し、前記接点アクチュエータから前記引外しアクチ
    ュエータの前記起立脚を離脱し、そして、前記開閉器操
    作部が前記接点アームの「オン」及び「オフ」移動をも
    たらすのを防止するための前記固定及び可動接点を収容
    した回路内で所定の電気的状態に応じる手段とを有し、 前記操作部の延長が前記接点アームに係合可能であり、
    「オン」位置と「オフ」位置との間で前記接点アームを
    移動し、 少なくとも、前記開閉器操作部が「オフ」位置にあり、
    前記引外しアクチュエータが標準位置にある時、前記操
    作部が、前記引外しアクチュエータに当接する表面を有
    することを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  20. 【請求項20】 請求項19記載の装置であって、 少なくとも前記操作部が「オフ」位置にある時、前記開
    閉器操作部が、前記ハウジング通路に当接する表面を有
    することを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  21. 【請求項21】 請求項19記載の装置であって、 標準的位置から前記引外しアクチュエータを移動するた
    めに所定の電気的状態に応じる前記手段が、前記可動接
    点を備えて電気的に直列な回路内に、弾性のバイメタル
    素子を有し、 前記バイメタル素子が、過電流状態に応じて熱によって
    変形させられた部分を有し、 前記引外しアクチュエータが前記接点アームと前記バイ
    メタル素子との間に配置された第2脚を有し、そのため
    前記変形部分が、前記標準位置から前記引外しアクチュ
    エータに注目させるために、前記引外しアクチュエータ
    の前記第2脚に係合可能とし、そして前記第2脚を付勢
    し、それによって上述のような前記起立脚を解放したこ
    とを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  22. 【請求項22】 請求項21記載の装置であって、 少なくとも2つの端子が前記ハウジングの外側に突出
    し、 前記バイメタル素子が基部と、第1及び第2アームとを
    有する略「U」字形であり、 前記バイメタル素子の第1アームが、一方の端子と、前
    記可動接点に接続された前記第2アームとに電気的に接
    続され、 前記バイメタル素子の前記基部が、過電流状態に応じて
    熱により弾性的に変形可能であることを更に特徴とする
    熱動遮断開閉器を備えた装置。
  23. 【請求項23】 請求項22記載の装置であって、 前記バイメタル素子が他の電流源に電気的に接続するた
    めに別の端子を更に備えたことを特徴とする熱動遮断開
    閉器を備えた装置。
  24. 【請求項24】 請求項22記載の装置であって、 固体センサ及び開閉器が前記バイメタル素子の一端から
    中性点端子まで接続され、前記固体センサが前記バイメ
    タル素子を通ってグランドに至る分流回路を制御可能と
    することを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  25. 【請求項25】 請求項24記載の装置であって、 固体開閉器が前記バイメタル素子の一端から前記中性点
    端子と信号端子とまで接続され、センサ回路が、前記ハ
    ウジングの外部にあり、前記バイメタル素子を通ってグ
    ランドに至る分流回路を制御するように、前記固体開閉
    器に信号を送ることを特徴とする熱動遮断開閉器を備え
    た装置。
  26. 【請求項26】 請求項19記載の装置であって、 付勢手段が、前記引外しアクチュエータの前記起立脚
    と、「オフ」位置へ標準的に戻すための前記開閉器操作
    部との間で機能し、 前記付勢手段がまた前記引外しアクチュエータをその差
    込内へ動かすように機能したことを特徴とする熱動遮断
    開閉器を備えた装置。
  27. 【請求項27】 請求項26記載の装置であって、 前記引外しアクチュエータをその標準位置から移動する
    ための所定の電気的状態に応じる前記手段が、電気的な
    入力に応じて伸長可能であるアーマチャ素子を有するソ
    レノイド素子を備え、 前記引外しアクチュエータが、そのような伸長時に前記
    ソレノイド素子によって係合可能であるように、前記接
    点アームと前記ソレノイド素子との間に配列された第2
    脚を有することを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装
    置。
  28. 【請求項28】 請求項27記載の装置であって、 固体センサ及び開閉器が前記ソレノイド素子から中性点
    端子まで接続され、前記固体センサが前記バイメタル素
    子を通ってグランドに至る分流回路を制御可能としたこ
    とを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  29. 【請求項29】 請求項28記載の装置であって、 前記固体開閉器が更に、リモートセンサを電気的に接続
    するための付加的な端子接続部を備え、前記リモートセ
    ンサが、前記ソレノイドに電流を加えるために前記固体
    開閉器に電気的に信号を送ったことを特徴とする熱動遮
    断開閉器備えた装置。
  30. 【請求項30】 請求項19記載の装置であって、 前記装置に並置された少なくとも1つの付加的な装置
    と、前記装置の間の共通引外し接続部とを更に有し、 一つの引外しアクチュエータにおける動きが、少なくと
    も1つの付加的な引外しアクチュエータの動きをもたら
    したことを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  31. 【請求項31】 請求項30記載の装置であって、 前記共通引外し接続部が、前記引外しアクチュエータを
    確実に相互接続するために前記隣のハウジング内の孔を
    介して延びる接続ロッドを有することを特徴とする熱動
    遮断開閉器を備えた装置。
  32. 【請求項32】 請求項31記載の装置であって、 前記ロッドが、前記隣に並んだ装置のハウジング内に、
    前記引外しアクチュエータの枢軸を形成したことを特徴
    とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  33. 【請求項33】 請求項30記載の装置であって、 前記共通引外し接続部が、前記隣のハウジングを介して
    延びる部分を有する引外しアクチュエータを備え、前記
    隣のハウジング内に前記引外しアクチュエータの回転運
    動を与えたことを特徴とする熱動遮断開閉器の装置。
  34. 【請求項34】 請求項19記載の装置であって、 前記開閉器操作部が、前記引外しアクチュエータが少な
    くとも標準位置にある時、前記接点が閉じる位置に向け
    て前記接点アクチュエータを移動させるための第1係合
    手段を有し、そして、前記接点が開いた位置に向けて前
    記接点アクチュエータを移動させるための第2係合手段
    を有することを特徴とする熱電遮断開閉器を備えた装
    置。
  35. 【請求項35】 請求項34記載の装置であって、 前記第2係合手段が、前記開閉器操作部上に少なくとも
    1つのフックと、前記フックによって係合可能となった
    前記接点アクチュエータ上に少なくとも1つの突出部と
    を有することを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装
    置。
  36. 【請求項36】 請求項34記載の装置であって、 前記第2係合手段が、前記接点アクチュエータより下側
    に延びた前記開閉器操作部上に少なくとも1つの突起を
    備え、 前記突起が前記接点アクチュエータの下側表面に係合可
    能であることを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装
    置。
  37. 【請求項37】 請求項19記載の装置であって、 前記引外しアクチュエータが、少なくとも標準位置にあ
    った時、前記ハウジング差込に当接する突起を有するこ
    とを特徴とする熱動遮断開閉器を備えた装置。
  38. 【請求項38】 請求項19記載の装置であって、 前記引外しアクチュエータが前記ハウジング通路内に収
    容可能な突出ピンを有し、少なくとも前記引外しアクチ
    ュエータが標準位置にあった時に、前記ピンが前記通路
    の底部に当接することを特徴とする熱動遮断開閉器を備
    えた装置。
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