JP2002516457A - 電子式過負荷継電器のための接点機構 - Google Patents
電子式過負荷継電器のための接点機構Info
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Abstract
Description
る。
いように保護するため産業設備に常用される電気スイッチである。典型的な場合
、電気機器は三相モータであり、これは接触器と普通呼ばれる別のリレーを介し
て電源に接続される。典型的な接触器は、三相電源に接続された各回路を開閉す
る3つの電力流路を有する高電力継電器である。接点の開閉に要する運動はコイ
ルに電流を流すことにより磁気的に与えられるが、このコイルは通常、遠隔場所
の別のスイッチにより制御される電流により付勢される。
れる。過負荷継電器は、過負荷状態を感知すると、接触器コイルへの給電を停止
することにより接触器を開放し、この接触器により制御される電気機器を電源か
ら切り離して電気機器が損傷を受けるのを防止する。
る抵抗性ヒーターを各相に用いていた。例えば、抵抗性ヒーターからバイメタル
素子へ十分な熱が伝達されて過負荷状態が感知されると、バイメタル素子が連携
のスイッチを開いて接触器コイルを脱勢し、連携の電気機器を電源から切り離す
。
負荷継電器により取って代わられている。例えば、全体を本明細書の一部として
引用する1993年1月12日付け米国特許第5,179,495号(発明者:
Zuzuly)を参照されたい。かかる回路の出力は通常比較的低電力であるため、出
力が接触器コイルの電流を制御するためにはソリッドステートスイッチが必要で
ある。このソリッドステートスイッチは比較的低電力の接点機構への電流を制御
し、この接点機構が接触器への電流を制御するだけでなく指示器を作動させる。
通常、この指示器は発光式指示器であり、過負荷により電力が切り離されると発
光する指示器である。かかる接点機構の一例は、本願の出願人に譲渡され、19
97年4月11日に出願され、現在係属中の米国特許出願第08/838,90
4号(弁護士事件番号第97P7460US号)に記載されており、この出願全
体を本願の一部として引用する。
を遮断する。その結果、この装置により制御される電気機器の動作を回復させる
には、過負荷継電器のリセットが必要であり、これは手動操作により行うのが一
般的である。通常は、電気機器のオペレータが押しボタンを押してシステムをリ
セットし、過負荷継電器の接点を閉じて接触器コイルへ電流が再び流れるように
すると、接触器がその接点を閉じて電気機器へ電流が流れるようになる。
械的部品は、リセットするために押しボタンを押した状態または押し続けている
状態時でも、過負荷状態が発生すると過負荷継電器の接点が開くような構成でな
ければならない。同じ規格によると、例えば、リセット用押しボタンをリセット
位置で動かないようにするなどして過負荷継電器を手動で無効にすることができ
ないような構成でなければならない。その目的は、過負荷継電器のリセット時に
過負荷状態が発生するかまたはこの状態が継続している場合、または過負荷継電
器のリセット用押しボタンが意図的またはその他の理由によりリセット位置で動
かなくなった場合に、電気機器に対する損傷を防止するためである。換言すれば
、この規格の目的は、押しボタンをリセット位置に保持するかまたは動かないよ
うにして過負荷継電器を無効にすることができないような構成にすることを要求
している。かかる特徴を有する過負荷継電器は、「引外し自由」過負荷継電器と
して知られている。
態が発生すると指示器を作動できるという特徴を備えており、これは引外し自由
過負荷継電器である。この過負荷継電器はその意図した目的を非常によく果たす
ものであるが、押しボタンがリセット位置にある時さらに引外しが生じて接触器
コイルが付勢されこのシステムにより制御される電気機器が停止されるような場
合には、リセットまたは引外しを指示する機構の一部である接点操作手段が、指
示器回路用の接点が完全に閉じる前に押しボタンまたはその関連の構造物に当接
して過負荷継電器の状態を誤表示することがある。
ある。さらに詳細には、本発明の目的は、引外し自由過負荷継電器または電気ス
イッチに用いる他の電気的機構の状態を常に正確に指示するかかる機構を提供す
ることにある。
気スイッチ装置に用いる機構であり、上記目的を達成する。電気接点はレバー組
立体により作動され、操作手段はレバー組立体を1つの切換え位置へリセットす
るためにレバー組立体に隣接する径路を移動可能に取付けられている。この操作
手段は第1の位置から第2の位置へ、その後第3の位置へ移動可能である。この
機構は、第1、第2及び第3の位置の間で操作手段と共に移動可能であり、操作
手段が第2の位置にある時に限りレバー組立体を1つの切換え位置へ移動させる
ためにレバー組立体と係合可能であり、第1及び第3の位置でレバー組立体から
外れるとレバー組立体が他の切換え位置へ完全に移動できるようにする突出部を
有する。
ネフィンガである。
して使用され、ハウジング内には2つの接点開閉位置間で移動可能なようにアー
マチャが取付けられている。ハウジング内には固定接点が設けられ、アーマチャ
により係合可能な可動接点がこれらの固定接点の方へまたは固定接点から離れる
方向に移動可能である。可動レバーがアーマチャに連携し、アーマチャを一方の
接点開閉位置から他方の開閉位置へシフトするように作動可能である。可動レバ
ーの操作手段は、該レバーの方へまたはレバーから離れる方向に移動可能である
。操作手段はレバーと係合可能なバネフィンガを支持し、このバネフィンガはレ
バーに作用してアーマチャを一方の接点開閉位置からもう一方の接点開閉位置へ
シフトさせる。バネフィンガは、レバーから外れた第1の位置からレバーと係合
する第2の位置へ、その後レバーから外れた第3の位置へ至る径路を操作手段と
共に移動可能である。ハウジングはバネフィンガの移動径路に隣接する蓄勢表面
を支持し、この蓄勢表面はバネフィンガが第1の位置から第2の位置の方へ移動
するとこのバネフィンガと係合して、バネが第2の位置に到達するとアーマチャ
をシフトするに十分なエネルギーを蓄えるようにバネフィンガに十分な荷重を与
える。このバネは、第3の位置にある時は、レバーのシフトを妨げない関係にあ
るため、レバーはアーマチャを一方の接点開閉位置に戻すことができる。
ましくは押しボタンである。
端部である。
接点開閉位置の間を移動可能なように枢着されている。
説明から自明であるか、または本発明を実施すると分かるであろう。本発明のこ
れらの目的及び利点は、頭書の特許請求の範囲において特定した種々の構成要素
及びそれらの組み合わせから実現可能である。
的に10で示すハウジングを有する。ハウジングには、総括的に12で示す第1
の組の常開固定接点と、総括的に14で示す1組の常閉固定接点が取付けられて
いる。このハウジングは、総括的に18で示す細長い、双安定のアーマチャが枢
着された軸ピン16を有する。アーマチャ18は、総括的に20で示す第1の組
の可動接点と、総括的に22で示す第2の組の可動接点を支持しており、これら
の可動接点はそれぞれ固定接点12、14の方へ、またそれらから離れる方向に
移動可能である。
連結されて軸ピン16を中心としてアーマチャ18の2つの安定位置間を揺動す
る。
手段が取付けられており、この操作手段は押しボタン28と、ボタンから垂下す
るシャンク部30とより成る。この操作手段は、ハウジング10内においてラッ
チレバー24の方へまたはそれから遠ざかる方向に往復運動可能なように取付け
られている。総括的に32で示す手動停止操作手段もまたハウジング10内に往
復運動自在に取付けられており、本出願人の上記係属中の出願に記載された状態
下で常閉接点14、22を開くように作動可能である。
8、40より成る。接点38、40は、アーマチャ18により支持される細長い
接点バー42により橋絡されるようになっている。接点バー42はアーマチャ1
8と同じ方向において細長く延びており、その中間点がポスト44に緩く取付け
られている。このポスト44は、アーマチャ18の延びる方向に対してほぼ横断
方向に軸ピン16の一方の側を該アーマチャから延びている。ポスト44は、そ
の上方端部近くに、接点バー42の支点として働く横方向部材を有する。アーマ
チャ18により支持されるバネ48は、接点バー42を支点46に対して偏倚す
る。
固定接点52、54を含む本質的に同じ部品より成る。接点バー50はアーマチ
ャ58上のポスト56により支持され、接点バー50の支点として働くポスト上
の横方向部材60に対してバネ58により偏倚されている。横方向部材46、6
0はそれぞれ、接点バー42、50とそれらのほぼ中間点で係合する。
にある第2の磁極片64とより成る。磁極片62、64は、軸ピン16だけでな
く2つの永久磁石66も挟持している。永久磁石66は一体的構造のものでもよ
いが、便宜的に且つ軸ピン16を収容するために2つの別個の磁石として示す。
極片70が取付けられている。図1に略示するように、コイル76が極片70の
湾曲部78の周りに設けられている。巻線76は単一コイルの場合もあるが、2
つの電気的に別個のコイルを一方の上に他方を巻きつけた構成にする場合もある
。特定の構成は、その機構内に用いる電気回路の制御モードにより異なる。コイ
ル76を流れる電流を逆転させて継電器を1つの状態から別の状態へスイッチす
る場合、ただ1個のコイルが必要であるにすぎない。一方、電流を逆転させずに
一方のコイルからもう一方のコイルへスイッチする場合、互いに反対方向に巻き
付けた2つのコイルをコイル76として用いる。
可能である。ラッチレバーは、その上方端部に当接表面80を有する。操作手段
26のシャンク部30は、内部に装着ピン84を有する空洞82を備えている。
ねじりバネのコイル86がこの装着ピン84上に装着されている。ねじりバネは
その上方端部88が空洞82の垂直壁90にぴったりと接触し、その反対端部9
2が空洞82の外方で下方に、そして操作手段26のシャンク部30の下側表面
95よりも下方の位置へ延びる。
はねじりバネ86の端部92の下方でその移動径路に位置する。常態では、ねじ
りバネの端部92は、図1に示すように、空洞82の対角線方向の下表面98と
当接する。
部で垂直方向に移動自在に取付けられている。
被制御電気機器への電流を制御する。接点12、22は、例えば指示器回路に常
用されて、電気的発光手段等への電流を制御する。部品が図1に示すような構成
である場合、接触器への電流が遮断される一方、指示器へ電流が流れて、指示器
が引外し状態にあることを指示する。
すように押しボタン28を押し下げる。操作手段26がハウジング10内で下方
に移動すると、ねじりバネ86の端部92が凹部94の表面96と当接する。こ
の表面96は蓄勢表面として作用してバネ86を蓄勢する。
ハウジング10内に移動すると、バネの端部92が凹部94から離脱してほとん
ど垂直の向きとなる。ハウジング10から外れると、このバネの端部92はパチ
ンとはねて当接表面80を押圧する。バネ86は蓄勢表面96により予め荷重を
受けているため、バネに蓄えられたエネルギーが当接表面80に印加され、レバ
ー24が図4の矢印104で示すように反時計方向に回転する。このため、アー
マチャ18が図4に示すように双安定位置のうちの他方の位置へ移動し、接点1
4、22を閉じて接触器コイルへ再び電流が流れるようにし、また接点12、2
0を開いて指示器を消灯する。コイルバネ86の端部92が図5で示すように当
接表面80から外れると、操作手段26はその最も低い位置にあるため、図5に
示す停止手段(図示せず)に当たる位置に移動する。この位置において、バネ8
6はレバー24及び当接表面80のシフトの妨げにならない位置にあり、そのた
めレバー24は図5の矢印106の方向に移動してアーマチャ18を、接点14
、22を再び開いて接触器コイルへの電流を遮断すると共に接点12、20を再
び閉じて指示器を点灯する位置へシフトさせる。即ち、リセット用操作手段26
がリセット位置にあっても、アーマチャ18は引外し状態に移動して、接触器の
動作を停止させ、指示器の作動を開始させる。
られたさらに別の状態を示す。これは、本発明の利点を明らかにするものでもあ
る。この状態では、バネの端部92は空洞82の下表面98に接触する最も下方
の位置にあるが、依然としてレバー24の当接表面80のシフトを妨げる位置に
ないため、アーマチャ18はその引外し位置へ完全に移動可能である。即ち、バ
ネの端部92は、バネ86が蓄勢状態にない時、当接表面80の移動径路外にあ
り、このためアーマチャ18はその2つの双安定位置の間を完全に移動できる。
その結果、接点12、20は完全な閉位置にあって、継電器が引外し状態にある
ことを正確に指示する。かくして、本発明の構成によると、引外し位置へのアー
マチャ18の完全移動を妨げることにより指示器の作動接点12、20の完全閉
路を阻止する、レバー24と操作手段26との間の干渉が回避される。そのため
、誤表示が発生しない。
に、操作手段26の一方の側または他方の側へ角度付けするのが望ましい。この
ような場合、図1に略示するように、偏倚バネ112の作用により操作手段26
が上方に移動すると、バネの端部92が蓄勢表面94の端部114に当接してそ
の一方の側に撓み、端部114を離脱するため、操作手段26はその最も上方の
位置へ完全に戻ることができる。もちろん、バネ112により与えられる偏倚力
が十分に大きい場合は、対角線方向の表面110をなくすことが可能である。そ
の理由は、バネの端部92が蓄勢表面96の端部114の周りを通過するほど十
分に撓むことができるからである。あるいは、対角線方向の表面98を省略し、
例えば、バネ86の上方端部88を図1に示す位置で操作手段26に固着しても
よい。さらに別の例として、蓄勢表面96の下側に、図1の紙面内に入るまたは
紙面から出るような斜面を付けて、カム作用によりフィンガ92を一方の側また
は他方の側に移動させ、蓄勢表面96の端部114を通過させるようにしてもよ
い。
用の突出部が、機構をリセットするためバネが前から蓄勢状態であった場合を除
き、レバー24との係合関係から離脱した状態に必ずなるようにする。一旦リセ
ットが生じると、アーマチャが引外し位置に完全に移動するのを妨げるものはな
く、その結果、指示器回路の接点が閉じて機構が引外し状態にあることを高い信
頼度で表示できる。
ろう。従って、本発明は、その最も広い局面において、特定の詳細部分、図示説
明した代表的な装置例に限定されない。従って、種々の変形例及び設計変更を、
頭書の特許請求の範囲及びそれらの均等物により画定される一般的な発明思想の
精神または範囲から逸脱することなく想到することができるであろう。
外し位置にあり、リセット用操作手段が常態位置にある状態を示す。
る時の各部品の位置を示す。
を示す。
。
の時に引外しが生じた時の各部品の構成を示す。
し状態にある時の部品の構成を示す。
,833号は、バイメタルの条片を加熱するために抵抗性ヒーターを用いる熱動
式過負荷継電器の一例を開示している。この特許の継電器は、リセット手段がい
かなる位置をとるかに無関係に自動的にリセットできないような構成である。再
閉路バネが、リセット手段が作動されると蓄勢手段に対して蓄勢され、その後解
放されて、接点レバーを第1の開位置から第2の閉位置へ移動するように構成さ
れている。 より最近の傾向として、抵抗性ヒーター・バイメタル素子型継電器が電子式過
負荷継電器により取って代わられている。例えば、全体を本明細書の一部として
引用する1993年1月12日付け米国特許第5,179,495号(発明者:
Zuzuly)を参照されたい。かかる回路の出力は通常比較的低電力であるため、出
力が接触器コイルの電流を制御するためにはソリッドステートスイッチが必要で
ある。このソリッドステートスイッチは比較的低電力の接点機構への電流を制御
し、この接点機構が接触器への電流を制御するだけでなく指示器を作動させる。
通常、この指示器は発光式指示器であり、過負荷により電力が切り離されると発
光する指示器である。かかる接点機構の一例は、本願の出願人に譲渡され、19
97年4月11日に出願され、現在係属中の米国特許出願第08/838,90
4号(弁護士事件番号第97P7460US号)に記載されており、この出願全
体を本願の一部として引用する。
、ハウジング内に固定された第1の接点と、それぞれの第1の接点の方へまたは
それらの接点から離れる方向へ移動可能な第2の接点と、第2の接点をそれぞれ
の第1の接点の方へまたはそれらの接点から離れる方向へ移動させる可動レバー
と、可動レバーの方へまたはそれから離れる方向に移動可能な可動レバーのため
の操作手段と、操作手段に支持されて可動レバーにより係合可能であり、可動レ
バーと係合しない第1のバネ位置から可動レバーと係合する第2のバネ位置を通
って可動レバーと係合しない第3のバネ位置へ至る径路で操作手段と共に移動可
能なバネフィンガと、前記径路に隣接してハウジングに固定され、バネフィンガ
が第1のバネ位置から第2のバネ位置の方へ移動するとバネフィンガにより係合
され、バネフィンガが第2のバネ位置に到達すると可動レバー及び第2の接点を
移動させるに十分なエネルギーを蓄えた状態となるようにバネフィンガに十分な
荷重を与え、第3のバネ位置に移動すると、可動レバーの移動を妨げない関係に
なる蓄勢表面とより成り、引外し機構はさらに、ハウジング内に取付けられ、第
1及び第2の端部がそれぞれの第2の接点を支持する細長いアーマチャを有し、
可動レバーはアーマチャと連携して、該アーマチャから操作手段へほぼ向かう方
向に延びることを特徴とする過負荷継電器の引外し機構が提供される。 好ましくは、アーマチャは、第1の切換え位置と第2の切換え位置との間で可
動レバーと共に移動する。 本発明のさらに好ましい実施例では、アーマチャは、第1と第2の切換え位置
の間で移動可能なようにハウジング内に枢着されている。 第1の接点は第1の接点セット及び第2の接点セットより成り、第2の接点は
対応する接点セットより成る。 好ましくは、第1の接点セットは第1の切換え位置において対応する接点セッ
トと係合し、第2の接点セットは第2の切換え位置において対応する別の接点セ
ットと係合する。 アーマチャは、過負荷状態の下で第2の切換え位置から第1の切換え位置へ移
動するように磁気的に作動されるのが好ましい。 可動レバーは、バネフィンガが係合する当接表面を有する。 バネフィンガは、操作手段に取付けられたねじりバネコイルの端部である。 好ましくは、操作手段は手で操作可能なリセット用操作手段であり、さらに好ま
しくは押しボタンである。
Claims (10)
- 【請求項1】 過負荷継電器の引外し機構であって、 ハウジングと、 2つの接点開閉位置の間で移動可能なようにハウジング内に取付けたアーマチ
ャと、 ハウジング内の固定接点と アーマチャにより固定接点の方へまたは固定接点から離れる方向へ移動可能な
ように該アーマチャと係合可能な可動接点と、 アーマチャと連携し、該アーマチャを接点開閉位置のうちの一方から他方へシ
フトするように作動可能な可動レバーと、 可動レバーの方へまたは可動レバーから離れる方向に移動可能な可動レバーの
ための操作手段と、 操作手段に支持され、可動レバーによりアーマチャを接点開閉位置のうちの一
方から他方へシフトさせるように可動レバーと係合可能であり、可動レバーと係
合しない第1の位置から可動レバーと係合する第2の位置へ、そして可動レバー
と係合しない第3の位置へ径路を通って操作手段と共に移動可能なバネフィンガ
と、 バネフィンガが第1の位置から第2の位置の方へ移動するとバネフィンガによ
り係合されるように前記径路に隣接してハウジングにより支持された蓄勢表面と
より成り、バネフィンガが第2の位置に到達するとアーマチャをシフトするに十
分なエネルギーを蓄えた状態となるようにバネフィンガに十分な負荷を与え、 バネフィンガは、第3の位置では、可動レバーのシフトを妨げない関係にある
ため可動レバーがアーマチャをその一方の接点開閉位置に完全に戻すことができ
る過負荷継電器の引外し機構。 - 【請求項2】 操作手段は手で操作可能なリセット操作手段である請求項1
の機構。 - 【請求項3】 リセット操作手段は押しボタンである請求項2の機構。
- 【請求項4】 バネフィンガは操作手段に取付けられたねじりバネコイルの
端部である請求項1の機構。 - 【請求項5】 アーマチャは2つの接点開閉位置の間で移動可能なようにハ
ウジング内に枢着されている請求項1の機構。 - 【請求項6】 電気スイッチ装置に用いる機構であって、 2つの切換え位置の間で移動可能なように枢着されたレバー組立体と、 レバー組立体により作動される電気接点と、 レバー組立体を一方の切換え位置にリセットするためにレバー組立体に隣接す
る径路においてほぼ往復運動可能なように取付けられ、第1の位置から第2の位
置を通って第3の位置へ移動可能な操作手段と、 第1、第2及び第3の位置の間で操作手段と共に移動可能であり、操作手段が
第2の位置にある時に限りレバー組立体と係合可能であって該レバー組立体を一
方の切換え位置へ移動させ、第1及び第3の位置ではレバー組立体と係合しない
ためレバー組立体をもう一方の切換え位置へ完全に移動させる突出部とより成る
機構。 - 【請求項7】 突出部は操作手段上のフィンガより成る請求項6の機構。
- 【請求項8】 フィンガはバネフィンガである請求項7の機構。
- 【請求項9】 操作手段が第1の位置から第2の位置の方へ移動するとバネ
フィンガに負荷を与えて該バネフィンガをレバー組立体と係合するように移動さ
せる蓄勢表面をさらに有し、バネフィンガは、操作手段が第1の位置から第2の
位置へ移動して蓄勢表面から解放された時を除き、常態でレバー組立体と係合し
ない位置を占める請求項8の機構。 - 【請求項10】 レバー組立体はバネフィンガにより係合されるようになっ
ている蓄勢表面を含む請求項9の機構。
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