JP2008512847A - ヒューズ付き断路モジュール及び装置 - Google Patents

Abstract

ヒューズ付き断路装置(100)が、1つ以上のヒューズ(106)を受容するように構成されたハウジング(104)と、ヒューズを回路に接続するための切換え可能な接点(172, 174, 178, 180)とを含む。

Description

相互参照及び関連出願
本明細書は、2004年9月13日付け出願の「Fusible Switching Disconnect Modules and Devices(ヒューズ付き断路モジュール及び装置)」と題された米国特許仮出願第60/609,431号明細書の優先権を主張し、この開示内容全体を参考のため本明細書中に引用する。

本発明は概ねヒューズに関し、そして特に具体的にはヒューズ付き断路器に関する。

ヒューズは電気回路に対する費用の嵩む損傷を防止するための過電流保護装置として幅広く使用される。ヒューズ端子は典型的には、電源と、電気部品、又は電気的回路内に配列された部品の組み合わせとの間に、電気的接続を形成する。ヒューズ端子間に、1つ又は2つ以上の可融性リンク又は素子、又はヒューズ素子集成体が接続されるので、ヒューズを通る電流が所定の限度を超えると、可融性素子が溶け、ヒューズを介した1つ又は2つ以上の回路を開くことにより、電気部品損傷を防止する。

いくつかの用途の場合、ヒューズは、ヒューズ付き電気的接続部を提供するためだけではなく、電気的接続を完結又は遮断するために接続及び断絶、又は切換えを行うことを目的としても採用される。このようにして、ヒューズの導電性部分を介して電気回路が完結又は遮断され、これにより、連携する回路に対してエネルギーを供給又は遮断する。典型的には、ヒューズはヒューズ・ホルダー内に収容される。ヒューズ・ホルダーは、所望の回路に電気的にカップリングされた端子を有している。ヒューズの導電性部分、例えばヒューズ・ブレード、端子、又はフェルールがヒューズ・ホルダー端子に係合すると、電気回路はヒューズを介して完結され、そしてヒューズの導電性部分がヒューズ・ホルダー端子から取り外されると、ヒューズを介した電気回路は遮断される。従って、ヒューズをヒューズ・ホルダー端子に挿入し、そしてヒューズ・ホルダー端子から取り外すことにより、ヒューズ付き断路器が実現される。

周知のヒューズ付き断路器は、使用中に数多くの問題を被る。例えば、ヒューズがエネルギー供給され、負荷された状態にある間に、ヒューズを取り外そうとすると、その結果として有害な状態が生じるおそれがある。なぜならば、ヒューズとヒューズ・ホルダー端子との間に危険なアーク放電が発生することがあるからである。工業用制御装置内に一般に使用される例えばUL(Underwriters Laboratories, 損害保険者研究所)クラスCCヒューズ及びIEC(国際電気標準会議)10X38ヒューズを収容するように構成されたいくつかのヒューズ・ホルダーは、永続的に搭載された補助接点と、連携する回転カムと、スイッチとを含むことにより、ヒューズが保護ハウジング内のヒューズ・クリップから引き出されると、ヒューズを介した早期ブレーク(early-break)・遅延メーク(late-make)の電圧及び電流接続を提供する。例えば保護ハウジングから引き出しを取り外すことにより、ヒューズ・クリップから1つ又は2つ以上のヒューズを引き出すことができる。早期ブレーク・遅延メーク接続は、例えばモーター制御用途に広く採用される。早期ブレーク・遅延メーク接続は、ヒューズの取り付け及び取り外し時の使用者に対するこのような装置の安全性を高めることができるものの、このような構成要件は、コストを高め、ヒューズ・ホルダー集成体を複雑にし、そして切換えを目的としたものには望ましくない。

構造的に見て、早期ブレーク・遅延メーク接続は、入り組んでいることがあり、そして切換え目的で繰り返し使用することには耐えられない場合がある。加えて、引き出しを開閉することにより回路を断絶又は再接続すると、引き出しは、部分開位置又は部分閉位置に不用意に残されてしまうことがある。いずれの場合にも、引き出し内のヒューズは、ヒューズ端子に完全には係合しないことがあり、これにより、電気的接続が犠牲になり、またヒューズ・ホルダーが回路の不慮の開閉を引き起こしやすくなる。特に振動を被る環境において、ヒューズはクリップから振動により外れることがある。さらに、ヒューズ・ホルダーから突出した、部分的に開いた引き出しが、ヒューズ・ホルダーの周りの作業スペースを妨害することもある。作業者が、開いた引き出しにうっかりぶつかるおそれがあり、また、引き出しをうっかり閉めて回路にエネルギーを再供給するおそれもある。

加えて、或る特定のシステム、例えば工業用制御装置の場合、電気設備はサイズ及び形状が標準化されるようになってきており、また、周知のヒューズ付き断路器は、規格とはサイズ及び形状が異なる傾向があるので、これらの断路器は、このような設備とともに利用される配電盤とは必ずしも適合性があるとは限らない。少なくとも上記の理由から、ヒューズ付き断路器の使用は、或る特定の最終用途のニーズを完全には満たしていない。

図1は、上記の問題点を克服するヒューズ付き断路装置100の例の斜視図である。ヒューズ付き断路装置100は、装置100の周りの作業スペースを妨害することなしに、便利で安全な形式で、好都合にスイッチ・オン及びオフすることができる。断路装置100は回路をコスト効率が高い形式で、信頼性高くスイッチ・オン及びオフすることができ、そして例えば工業用制御用途において標準化設備と一緒に使用することができる。さらに、断路装置100は、現場における万能性のために、種々様々な取り付け・接続の選択肢を備えることができる。この断路装置の万能性を実証するために、種々の実施態様を下に説明する。断路装置100は種々の電気回路及び電気的用途において有益であると考えられる。従って、下記実施態様は例示のために挙げるものにすぎず、本発明は、いかなる特定の実施態様にも、又はいかなる特定の用途にも限定されるものではない。

図1の実施態様の場合、断路装置100は、2つの別個の断路モジュール102から形成された2極装置であってよい。各モジュール102は、絶縁ハウジング104と、ハウジング104内に装入されたヒューズ106と、ヒューズをハウジング104に取り付けるヒューズ・カバー又はキャップ108と、スイッチ・アクチュエータ110とを含むことができる。モジュール102は単極モジュールであり、そしてモジュール102は、結合するか又は一組にまとまるように構成することにより、2極断路装置100を形成することができる。しかし、図1に示された実施態様のモジュール様式ではなく、単一ハウジングの形態で多極装置を形成することも考えられる。

ハウジング104は、絶縁材料又は非導電性材料、例えばプラスチックから、例えば射出成形技術を含む周知の方法及び技術に従って製作することができる。1実施態様の場合、ハウジング104は、標準化電気設備に適用可能なDIN及びIEC規格に対して相補的であり、且つこれらの規格と適合可能である、概ね方形のサイズ及び形状に形成される。具体的には、例えば、各ハウジング104は、下縁部112、互いに対向する側縁部114、側縁部114間に延びるサイドパネル116、及び、側縁部114とサイドパネル116との間に延びる上面118を有している。下縁部112は長さLを有し、そして側縁部114は厚さT、例えば1実施態様の場合には17.5 mmを有し、そして長さL及び厚さTは、ハウジング104の下縁部112上の面積又は設置面積を規定する。設置面積は、下縁部112が、相補的な形状及び寸法を有する標準化開口内に挿入されるのを可能にする。加えて、ハウジング104の側縁部114は、周知の規格に従って高さHを有し、そして側縁部114は、ハウジング104の通気のために、これを貫通して延びるスロット120を含む。ハウジング104の上面は、隆起中央部分122と、ハウジング104の側縁部114に延びる凹状端部分124とを含むように輪郭形成することができる。

各モジュール102のヒューズ106は、ハウジング104の上面118に設けられた開口を通して、ハウジング104内に鉛直方向に装入することができ、ヒューズ106は、上面118の隆起中央部分122を通って部分的に延びることができる。ヒューズ・カバー108は、ハウジング104から延びるヒューズ106の露出部分に被さるように延びており、そしてカバー108は、各モジュール102においてヒューズ106をハウジング104に固定する。1実施態様の場合、カバー108は、非導電性材料、例えばプラスチックから製作することができ、そして、概ね平坦な、又は平面状の端部分126と、細長いフィンガー128とを有するように形成することができる。細長いフィンガー128は、ハウジング104の隆起中央部分122の上面118と、ヒューズ106の端部との間に延びている。隣接し合うフィンガー128間には開口を設けることにより、ヒューズ106の端部を通気する。

1実施態様の場合、カバー108はさらに、カバー108の端部分126の反対側でフィンガー128に結合する周縁部分130を含み、そして周縁部分130は、カバー108をハウジング104に固定する。1実施態様の場合、周縁部分130はハウジング104に設けられた溝と協働して、カバー108が所定の量だけ、例えば25度だけ、ロック位置と解放位置との間で回転できるようになっている。すなわち、一旦ヒューズ106がハウジング104内に挿入されると、ヒューズ・カバー108はヒューズ106の端部に被さるように、ハウジング104の溝内に取り付けることができ、そしてカバー108はロック位置まで25度だけ回転させることができ、カバー108はハウジング104からヒューズ106が外れるのを妨げる。溝は勾配又は傾斜を有していて、カバー108が取り付けられるのに伴って、カバー108がヒューズ106上に僅かに下向きの力を加えるようになっていてもよい。ヒューズ106を取り外すためには、カバー108は、ロック位置から開位置へ回転することができ、カバー108及びヒューズ106の両方をハウジング104から取り外すことができる。

スイッチ・アクチュエータ110は、ハウジング104の隆起上面122のアパーチャ132内に配置することができ、そしてスイッチ・アクチュエータ110は、ハウジング104の隆起上面122を通って部分的に延びることができる。スイッチ・アクチュエータ110はハウジング104に、ハウジング104内部の軸又はアクスル134上に回転可能に取り付けることができ、そしてスイッチ・アクチュエータ110は、アクチュエータ110から半径方向に延びるレバー、ハンドル又はバー136を含むことができる。レバー136をアパーチャ132の第1縁部138から第2縁部140へ動かすことにより、軸134は開位置又は切換え位置まで回転し、そして下に説明するように各モジュール102におけるヒューズ106を電気的に断絶する。レバー136が第2縁部140から第1縁部138へ動かされると、軸134は回転して図1に示された閉位置に戻り、そしてヒューズ106を電気的に接続する。

ライン及び負荷と回路との接続を確立するために、各モジュール102におけるハウジング104の下縁部112から、ライン側端子要素142が延びていてよい。図1に示すように、ライン側端子要素142は、ライン入力バスに接続するように形成又は構成されたバス・バー・クリップであるが、別の実施態様では他のライン側端子要素を採用することも考えられる。パネル上での断路装置100の取り付けを容易にするために、ハウジング104の下縁部112からは、パネル取り付け用クリップ144も延びている。

図2は、図1に示した断路モジュール102のうちの一方を、サイドパネル116を取り外した状態で示す側面図である。ヒューズ106は、ハウジング104内部の区画150内に位置しているのが見える。1実施態様の場合、ヒューズ106は、円筒形本体152と、本体152の各端部に結合された導電性フェルール又はエンドキャップ154と、本体152内部で延びてエンドキャップ154に電気的に接続されたヒューズ要素又はヒューズ要素集成体とを含む円筒形カートリッジ・ヒューズであってよい。或る実施態様の場合、ヒューズ106は、ULクラスCCヒューズ、UL補足ヒューズ、又はIEC 10X38ヒューズであってよい。これらは、工業用制御用途において広く使用されている。モジュール102において使用するのに適したこれらのタイプ及びその他のタイプのカートリッジ・ヒューズが、ミズーリ州セントルイス在のCooper/Bussmannから商業的に入手可能である。言うまでもなく、その他のタイプのヒューズを所望の通り、モジュール102内で使用することもできる。

ヒューズ区画150の底部に、下側導電性ヒューズ端子156を配置することができ、この下側導電性ヒューズ端子156は1実施態様の場合、U字形であってよい。ヒューズ106のエンドキャップ154の一方は、下側端子156の上脚部158上に載置されており、ヒューズ106の他方のエンドキャップ154は、ヒューズ区画150に隣接して、ハウジング104内に配置された上側端子160に結合されている。上側端子160は、負荷側端子162に接続されることにより、断路モジュール102との負荷側の接続を周知の形式で受け入れる。負荷側端子162は1実施態様の場合、周知のサドルねじ端子であるが、言うまでもなく、モジュール102との負荷側の接続のために、他のタイプの端子を採用することもできる。加えて、下側ヒューズ端子156は更なる実施態様において、ヒューズ拒否構成要件を含んでよい。ヒューズ拒否構成要件は、正しくないヒューズ・タイプがモジュール102内に取り付けられるのを防止する。

スイッチ・アクチュエータ110は、ハウジング104内部のアクチュエータ区画164内に配置することができ、そして軸134、軸134から概ね半径方向に延びる、丸みを帯びた本体166と、本体166から延びるレバー136と、アクチュエータ本体166に結合されたアクチュエータ・リンク168とを含んでよい。アクチュエータ・リンク168は、ばね負荷された接点集成体170に接続されてよい。接点集成体170は、スライド・バー176に結合された第1及び第2の可動の又は切換え可能な接点172及び174を含む。図2に示された閉位置では、切換え可能な接点172及び174は、ハウジング104内に取り付けられた定置接点178及び180に機械的且つ電気的に係合している。端子要素142の端部には、定置接点のうちの一方178が取り付けられてよく、定置接点のうちの他方180は、下側ヒューズ端子156の端部に取り付けられてよい。切換え可能な接点172及び174が定置接点178及び180に係合すると、回路は、ライン端子142及び下側ヒューズ端子156からヒューズ106を介して、上側ヒューズ端子160及び負荷端子162に至る完結した経路を形成する。

1実施態様の場合、定置接点178及び180は、バス・バー・クリップを有する端子142に取り付けられるが、バス・バー・クリップの代わりに別の端子要素、例えば周知の箱形ラグ又はクランプ端子をハウジング104内の区画182内に設けることができる。このように、モジュール102は、ライン入力バスの代わりに、ライン側回路との配線接続を有するように使用することができる。こうして、モジュール102は、現場の種々異なる取り付け選択肢に容易に変換することができる。

スイッチ・アクチュエータ110を矢印Aの方向に軸134を中心として回転させると、スライド・バー176を矢印Bの方向に上方に向かって線状に動かすことにより、定置接点178及び180から切換え可能な接点172及び174を係合解離させることができる。次いで、下側ヒューズ端子156はライン側端子要素から断絶されるのに対して、ヒューズ106は下側ヒューズ端子156及び負荷側端子162に電気的に接続されたままである。ハウジング104内で、切換え可能な接点172及び174の下方に、アーク・シュート区画184を形成することができ、そしてアーク・シュートは、切換え可能な接点172及び174が断絶されるのに伴って、アーク放電エネルギーを含有して散逸させるためのスペースを提供することができる。接点172及び174のそれぞれにおいて2つの位置で、アーク放電が遮断され、ひいてはアーク強度が低減され、そしてアーク放電エネルギーはハウジング104の、上面118から離隔した下側部分内部に含有される。この下側部分は、ライン側端子142からヒューズ106を断絶するためにスイッチ・アクチュエータ110を操作するときに、使用者の手から離隔している。

ハウジング104は加えて、ロック用リング186を含むことができる。ロック用リング186は、スイッチ・アクチュエータ本体166に設けられた保持アパーチャ188と協働するように使用して、図2に示された閉位置及び図3に示された開位置のいずれかにスイッチ・アクチュエータ110を固定することができる。ロック用リング186及び保持アパーチャ188を貫通するように例えばロック用ピンを挿入して、対応する開位置又は閉位置にスイッチ・アクチュエータ110を拘束することができる。加えて、スイッチ・アクチュエータ110にヒューズ保持アームを設けることにより、スイッチ・アクチュエータ110が開位置にあるとき以外に、ヒューズが外れるのを防止することもできる。

図3は、定置接点178及び180から切換え可能な接点172及び174を断絶するために、スイッチ・アクチュエータを、矢印Aの方向で開位置又は切換え済位置まで動かされた後の状態で示している。アクチュエータが開位置に動かされるのに伴って、アクチュエータ本体166は軸134を中心として回転し、そしてアクチュエータ・リンク168は従ってアクチュエータ区画164内で上向きに動かされる。リンク168が上向きに動くのに伴って、リンク168は矢印Bの方向で、スライド・バー176を上方に向かって引張ることにより、切換え可能な接点172及び174を定置接点178及び180から分離する。

スライド・バー176の下方には、付勢要素200を設けることができ、この付勢要素200は、スライド・バー176を矢印Bの方向で上方に向かって、接点172, 174と接点178, 180とを互いに分離する完全開位置まで、押し上げることができる。アクチュエータ本体166が矢印Aの方向で回転させられるのに伴って、リンク168は、平衡点を通過させられ、そして付勢要素200は、接点172, 174と接点178, 180との開放を支援する。従って、付勢要素200は、接点172, 174と接点178, 180との部分開放を防止し、そして、モジュール102を通る回路を確実に遮断するように接点を完全に分離することを保証する。

加えて、アクチュエータ・レバー136が矢印Cの方向に、図2に示された閉位置に引き戻されると、アクチュエータ・リンク168は、矢印Dの方向で下方に向かってスライド・バー176を位置決めするように動かされることにより、接点172, 174と接点178, 180とを係合して閉じ、そしてヒューズ106を介した回路を再接続する。スライド・バー176は、付勢要素200の付勢に抗して下方に向かって動かされ、そして一旦閉位置に位置すると、スライド・バー176、アクチュエータ・リンク168、及びスイッチ・アクチュエータ110は静的平衡状態になるので、スイッチ・アクチュエータ110は閉位置に留まる。

1実施態様の場合、また図2及び3に示すように、付勢要素200は、スイッチ・アクチュエータ110の閉位置において圧縮状態で負荷されたつる巻きばね要素であってよい。しかしながら言うまでもなく、別の実施態様の場合には、スイッチ・アクチュエータ110が閉じられているときに、コイルばねが伸張状態で負荷されることも可能である。加えて他の周知の付勢要素を設けることにより、断路モジュール102の適正な操作を支援するための開放力及び/又は閉鎖力を生み出すこともできる。接点が開かれたときに緩衝する目的で、付勢要素を利用することもできる。

レバー136は、これがスイッチ・アクチュエータの開位置と閉位置との間で動かされるときに、断路モジュール102の周りの作業スペースを妨害することなはく、また、レバー136は、開位置から閉位置へ不用意に戻されることはありそうにない。図3に示された閉位置において、レバー136は、ヒューズ106の端部に隣接して配置されている。ヒューズ106は従って、不用意な接触、及び閉位置への不慮の作動からレバー136を守る。付勢要素200は、レバー136の運動及び接点機構の閉鎖に対する何らかの抵抗性を提供する。加えて、定置接点178及び180は、いかなる時にも、モジュール102のハウジング104によって保護され、そしてライン側端子142及び定置接点178及び180との接触に起因する電気的ショックのいかなるリスクも回避される。断路モジュール102は従って、多くの周知のヒューズ付き断路装置よりも安全であると考えられる。

モジュール102が一組にまとまることにより、複数の装置、例えば装置100を形成する場合、種々異なるモジュールのための複数のスイッチ・アクチュエータ110を通って、1つのレバー136が延びており、このレバーがこれらのスイッチ・アクチュエータ110に接続されていてよい。従って、接続された全てのモジュール102は、単一のレバー136を操作することにより、断絶・再接続することができる。すなわち、装置100内の複数の極を同時に切換えることができる。或いは、装置100内の各モジュール102のスイッチ・アクチュエータ110は、各モジュールのための別個のレバー136を用いて個々に作動させることもできる。

図4は、ヒューズ付き断路装置102の更なる実施態様を示す側面図である。このヒューズ付き断路装置102は、例えばレバー136が開位置に動かされるとスイッチ・アクチュエータ110から延びることができる後退可能な、ロックアウト・タブ210を含む。ロックアウト・タブ210は、これを貫通するロック開口212を備えていてよく、そしてこのロック開口212を通してパッドロック又はその他の要素を挿入することにより、レバー136を閉位置に動かすことができないことを保証する。これとは異なる実施態様では、ロックアウト・タブ210は、ばね負荷され自動的に延びることができ、或いは、スイッチ・アクチュエータ本体166から手動で延びることができる。レバー136が閉位置に動かされると、ロックアウト・タブ210は後退位置へ自動又は手動で戻ることができる。スイッチ・アクチュエータ110は、図2に示された閉位置に回転して戻ることができる。

図5は、ヒューズ付き断路モジュール220の第3の実施態様を示す斜視図である。このヒューズ付き断路モジュール220は、上記モジュール102と同様であるが、しかし例えば、ハウジング226の下縁部224に設けられたDINレール取り付け用スロット222を有している。ハウジング226は開口228を含むこともできる。開口228はモジュール220を他の断路モジュールと一組にまとめるために使用することができる。ハウジング226の側縁部230は、ハウジング226内部の箱形ラグ又はクランプとライン側及び負荷側とを接続するための接続開口232を含んでよい。ハウジング226の凹状上面236にはアクセス開口234が設けられていてよい。接続開口232を通して例えば外皮を剥離されたワイヤを延ばし、そしてアクセス開口234を通してねじ回しを挿入することにより、ライン側及び負荷側回路をモジュール220に接続することができる。

モジュール102と同様に、モジュール220は、ヒューズ106と、ヒューズ・カバー108と、スイッチ・アクチュエータ110を含むことができる。モジュールの切換えは、モジュール102との関連で上述したような切換え可能な接点を用いて達成される。

図6及び図7は、ヒューズ付き断路モジュール250の第4の実施態様を示す斜視図である。このヒューズ付き断路モジュール250は、上記モジュール102及び220と同様に、軸134上でハウジングに回転可能に取り付けられたスイッチ・アクチュエータ110と、アクチュエータ・リンク168及びスライド・バー176から延びるレバー136とを含む。モジュール250はまた、例えば取り付け用クリップ144とライン側端子要素142とを含む。

モジュール102及び220とは異なり、モジュール250は、カートリッジ・ヒューズ106の代わりに、方形ヒューズ・モジュール254を受容するように形成又は構成されたハウジング252を含むことができる。ヒューズ・モジュール254は、方形ハウジング256、及びハウジング256から延びる端子ブレード258を含む周知の集成体である。ハウジング256内にヒューズ素子又はヒューズ集成体を配置することができ、ヒューズ素子又はヒューズ集成体は、端子ブレード258間で電気的に接続される。このようなヒューズ・モジュール254は、ミズーリ州セントルイス在のCooper/Bussmannから商業的に入手可能なCubeFuseモジュールである。

ハウジング252内部には、ライン側ヒューズ・クリップ260が位置していてよく、このライン側ヒューズ・クリップ260は、ヒューズ・モジュール254の端子ブレード258のうちの一方を受容することができる。ハウジング252内部には、負荷側ヒューズ・クリップ262が位置していてもよく、この負荷側ヒューズ・クリップ262は、ヒューズ端子ブレード258のうちの他方を受容することができる。ライン側ヒューズ・クリップ260は、定置接点180に電気的に接続することができる。負荷側ヒューズ・クリップ262は、負荷側端子162に電気的に接続することができる。ライン側端子142は定置接点178を含み、そして上述のように、スイッチ・アクチュエータ110を回転させて、切換え可能な接点172及び174をそれぞれの定置接点178及び180と係合又は係合解離させることにより、切換えを達成することができる。ライン側端子142はバス・バー・クリップとして示されてはいるが、言うまでもなく他の実施態様では他のライン端子を利用することができ、そして負荷側端子162も同様に、別の実施態様では、図示のサドルねじ端子の代わりに別の端子であってよい。

ヒューズ・モジュール254は、ヒューズ・クリップ260, 262内に差し込み、又はこれから引き抜くことにより、ヒューズ・モジュール254をハウジング252に取り付けるか又はこれから取り外すことができる。しかし切換えを目的とした場合、回路は、ヒューズ・クリップ260及び262においてではなく、接点172, 174及び178, 180において接続・断絶される。従って、断絶された接点間のアーク放電エネルギーは、ハウジングの下側部分の、ヒューズ・クリップ260及び262から離隔したアーク・シュート又は区画270内で含有することができる。ヒューズ・モジュール254を取り付けるか又は取り外す前に、スイッチ・アクチュエータ110を用いて断絶モジュール250を開くことにより、ヒューズとハウジングとのインターフェイスにおけるアーク放電又は励起金属によってもたらされるいかなるリスクも排除される。この断路モジュール250は従って、周知のヒューズ付き断路器よりも安全に使用されると考えられる。

複数のモジュール250を一組にまとめるように構成するか、又はその他の形式で互いに接続した多極装置を形成することができる。装置の極は、単一のレバー136で作動させるか、又は種々異なるレバーで個別に操作することもできる。

図8は、ヒューズ付き断路装置300の第5の実施態様を示す斜視図である。ヒューズ付き断路装置300は、例えば一体的なハウジング302内の多極装置である。ハウジング302は、1実施態様の場合、3つのヒューズ106を収容するように構成することができ、従って、三相電力用途に好適である。ハウジング302は、図示の実施態様ではDINレール・スロット304を含んでよいが、言うまでもなく、他の取り付けの選択肢、機構、及び取り付けスキームを別の実施態様において利用することができる。加えて、1実施態様の場合、やはり工業用制御システム用途に広く使用されている接触器、リレー、手動モーター保護器、及び一体型スターターのためのIEC工業規格に従って、ハウジング302の幅寸法Dは約45 mmであってよい。しかし、本発明の利点は、種々異なる寸法を有する装置、及び種々異なる用途のための装置に等しく生じる。

ハウジングは、各側縁部310に接続開口306とアクセス開口308とを含むこともできる。これらの接続開口306及びアクセス開口308は、それぞれ結線及び工具を受容して、ライン及び負荷とヒューズ106との接続を確立することができる。単一のスイッチ・アクチュエータ110を回転させることにより、断路装置300のライン側端子と負荷側端子との間のヒューズを介した回路を接続・断絶することができる。

図9は、装置300のための切換え集成体320を示す斜視図である。この切換え集成体は、ハウジング302内に収容することができ、そして1実施態様の場合、一組のライン端子322と、一組の負荷端子324と、それぞれのヒューズ106と連携する一組の下側ヒューズ端子326と、一組のスライド・バー176とを含んでよい。スライド・バー176には、ライン端子322及び下側ヒューズ端子326の端部に取り付けられた定置接点を係合・係合解離するために、切換え可能な接点が取り付けられている。アクチュエータ・リンク(図9には見えない)をアクチュエータ軸134に取り付けることができるので、レバー136が回転されると、スライド・バー176を動かして、切換え可能な接点を定置接点から断絶することができる。スライド・バー176のそれぞれの下方に、付勢要素200を設けることができ、そして付勢要素200は上述のように、スイッチ・アクチュエータ110の操作を支援することができる。モジュールの上記実施態様と同様に、切換え集成体の種々の実施態様において、種々のライン側及び負荷側の端子構造を使用することができる。

軸134上には、保持バー328が設けられていてもよい。スイッチ・アクチュエータ110が開位置にあるとき以外にヒューズ106が装置300から外れるのを防止するように、保持バー328はヒューズ106に延び、そしてインターロック形式でヒューズに係合する。開位置では、保持バー328はヒューズ106から所定の角度を成して隔たり、そしてヒューズは自由に取り外すことができる。閉位置では、図9に示されているように、保持アーム又は保持バー328はヒューズを所定の位置にロックする。1実施態様の場合、バー又はアーム328の遠位端部は、ヒューズ106に設けられたスロット又は移動止め内に受容することができるが、ヒューズ106は所望の通り、別の形式でロックすることもできる。

図10は、ヒューズ付き断路装置370の第6の実施態様を示す斜視図である。ヒューズ付き断路装置370は、上記の断路モジュール300と、例えば不足電圧モジュール372とを含む。不足電圧モジュール372は、モジュール300の1つの側に取り付けられており、そしてモジュール300内のスイッチ機構に機械的に連結されている。1実施態様の場合、不足電圧モジュール372は、所定の電圧範囲に対して較正された電磁コイル374を含んでよい。電圧が降下してその範囲を下回ると、電磁コイルによって、モジュール300内の切換え接点が開かれる。別の実施態様では、同様のモジュール372を採用して、電磁石が受けた電圧が所定の電圧範囲を上回ると、切換え接点を開くようにすることもでき、従ってこのモジュール372は、過電圧モジュールとして役立つことができる。このようにして、モジュール300内の切換え接点は、不足電圧又は過電圧状態が生じるのに伴って、モジュール372及びコイル374を用いて開くことができる。

図11は、ヒューズ付き断路装置400の第7の実施態様を示す斜視図である。ヒューズ付き断路装置400は本質的に、互いに結合された断路装置300と断路装置220とから成っている。断路装置300はAC電力回路のための3つの極を提供し、そして断路装置220は他の目的の付加的な極を提供する。

このように本明細書において説明したヒューズ付き断路装置の実施態様は、装置の周りの作業スペースを妨害することなしに、便利で安全な形式で、好都合にスイッチ・オン及びオフすることができる。断路装置は回路をコスト効率が高い形式で、信頼性高くスイッチ・オン及びオフすることができ、そして例えば工業用制御用途において標準化設備と一緒に使用することができる。さらに、断路装置は、現場における万能性のために、種々様々な取り付け・接続の選択肢を備えることができる。

ヒューズ付き断路モジュールの1実施態様をここに開示する。モジュールは、1つ以上のヒューズを受容するように構成された断路ハウジングと；ヒューズがハウジング内に挿入されると、1つ以上のヒューズと連通するようになっているライン側及び負荷側の端子と；断路ハウジングのライン側端子及び負荷側端子のうちの一方と、ヒューズとの間に設けられた切換え可能な接点と、を含む。ヒューズは取り外し可能にハウジング内に挿入することができ；そして1つ以上の可動接点は、ヒューズを介した電気的接続を形成又は断絶するために、開位置と閉位置との間で、定置接点に対して線状軸に沿って選択的に位置決め可能である。

任意には、定置接点は一対の定置接点を含み、そして定置接点の一方がライン側端子上に設けられている。1つ以上のヒューズ端子を設けることができ、ヒューズ端子は、ヒューズの導電性素子に係合するように構成されてよく、1つ以上の定置接点は一対の定置接点を含み、定置接点の一方が、ヒューズ端子上に設けられている。可動バーが1つ以上の可動接点を備えていてよく、そして、開位置と閉位置との間で可動接点を位置決めするために、回転可能に取り付けられたスイッチ・アクチュエータが設けられていてよく、そして付勢要素が、開位置又は閉位置への運動を支援することができる。2つ以上の可動接点を設け、これらの可動接点は互いに離間していてよく、これにより、切換え可能な接点が開かれたときに、互いに離間した2つの位置におけるアーク放電を遮断する。使用者から離隔した、断路ハウジング内の位置でアーク・エネルギーを含有して散逸させるように、断路ハウジング内にアーク・シュート区画が設けられていてよい。切換え可能な接点は、開位置又は閉位置のうちの一方にロックすることができ、そして、スイッチ・アクチュエータは、切換え可能な接点が開位置にあるのでない限り断路ハウジングからヒューズが外れるのを防止するように、保持バーを含んでよい。断路ハウジングは、カートリッジ・ヒューズ又は方形ヒューズ・モジュールを受容するように構成することができ、そして、複数のモジュール・ハウジングを設けることができ、これらのモジュール・ハウジングは、一組にまとまるように構成することができ、モジュール・ハウジングのそれぞれは、それぞれのヒューズを接続又は断絶するための切換え可能な接点を含む。スイッチ・アクチュエータは複数のヒューズを接続又は断絶することができる。ヒューズの露出部分に被さるようにヒューズ・カバーが延びていてよく、ヒューズ・カバーは、断路ハウジングからヒューズが外れるのを防止するようにロック可能である。電磁コイルを設けることができ、この電磁コイルは、不足電圧又は過電圧のうちの一方の状態において切換え可能な接点を開くように構成することができる。

単極ヒューズ付き断路装置の実施態様もここに説明する。この装置は、ヒューズを受容するように構成された断路ハウジングであって、ヒューズが、ハウジングとは別個に用意され、そしてハウジング内に取り外し可能に挿入することができる、断路ハウジングと；ヒューズがハウジング内に挿入されるとヒューズに接続するようになっているライン側及び負荷側の端子であって、ライン側端子及び負荷側端子のうちの少なくとも一方が、それぞれのライン側端子及び負荷側端子とヒューズとの間に設けられた第1の定置切換え接点を含む、ライン側及び負荷側の端子と；断路ハウジング内に挿入されるとヒューズの導電性素子に係合するように構成された端子であって、1つ以上のヒューズ端子上に第2の定置切換え接点が設けられている、端子と；第1及び第2の定置切換え接点に対応する第1及び第2の可動接点を備えた、断路ハウジング内部のスライド・バーと；第1及び第2の定置切換え接点に対して開位置と閉位置との間でスライド・バーと第1及び第2の可動接点とを位置決めすることにより、ヒューズを介した電気的接続を形成又は断絶する、回転可能に取り付けられたスイッチ・アクチュエータと、を含む。

多極ヒューズ付き断路装置の実施態様もここに説明する。この装置は、複数のヒューズを受容するように構成された断路ハウジングであって、ヒューズが、ハウジングとは別個に用意され、そしてハウジング内に取り外し可能に挿入することができる、断路ハウジングと；ヒューズがハウジング内に挿入されるとそれぞれのヒューズに接続するようになっているライン側及び負荷側の端子であって、ヒューズのそれぞれに対応するそれぞれのライン側端子及び負荷側端子のうちの一方と、ヒューズとの間に、定置切換え接点が設けられている、ライン側及び負荷側の端子と；断路ハウジング内に挿入されるとそれぞれのヒューズの導電性素子を受容してそしてこれに係合するように構成されたヒューズ端子であって、各ヒューズ端子が第2の定置切換え接点を含む、ヒューズ端子と；閉位置に動かされるとヒューズのそれぞれを介した電気的接続を完結する第1及び第2の可動接点を備えた、それぞれのヒューズに対応するスライド・アクチュエータ・バーと；ヒューズを介した電気的接続を形成又は断絶するようにスライド・バーを位置決めして、ヒューズを同時に接続又は断絶する、回転可能に取り付けられたスイッチ・アクチュエータと、を含む。任意には、断路ハウジングは、第2の断路ハウジングと一組にまとまるように構成されてよい。
ヒューズ付き断路装置のさらに別の実施態様もここに説明する。この装置は、ハウジング内に取り外し可能に挿入することができる1つ以上のヒューズを収容する収容手段と；ヒューズを回路に接続する接続手段と；ヒューズを介した電気的接続を形成又は断絶するために接続手段を切換える、ハウジング手段内部に配置された切換え手段と；切換え手段を作動させ、そして収容手段からヒューズを取り外すことなしに切換え手段を開位置及び閉位置に選択的に位置決めする作動・位置決め手段と、を含む。任意には、この装置はさらに、過電圧事象及び不足電圧事象のうちの一方に応答して、接続位置又は断絶位置のうちの一方に切換え手段を開く手段を含んでよい。

本発明の種々の具体的な実施態様に関して説明してきたが、当業者には明らかなように、本発明は特許請求の思想及び範囲の中で変更を加えることができる。

図1は、ヒューズ付き断路装置の例を示す斜視図である。 図2は、図1に示したヒューズ付き断路装置の一部を閉位置で示す側面図である。 図3は、図1に示したヒューズ付き断路装置の一部を開位置で示す側面図である。 図4は、ヒューズ付き断路装置の第2の実施態様を示す側面図である。 図5は、ヒューズ付き断路装置の第3の実施態様を示す斜視図である。 図6は、ヒューズ付き断路装置の第4の実施態様を示す斜視図である。 図7は、図6に示したヒューズ付き断路装置を示す側面図である。 図8は、ヒューズ付き断路装置の第5の実施態様を示す斜視図である。 図9は、図8に示したヒューズ付き断路装置の一部を示す斜視図である。 図10は、ヒューズ付き断路装置の第6の実施態様を示す斜視図である。 図11は、ヒューズ付き断路装置の第7の実施態様を示す斜視図である。

Claims (37)

1. 取り外し可能に挿入することができる1つ以上のヒューズを受容するように構成された断路ハウジングと、
   前記ヒューズが前記ハウジング内に挿入されると、前記1つ以上のヒューズと連通するようになっているライン側及び負荷側の端子と、
   前記断路ハウジングの前記ライン側端子及び前記負荷側端子のうちの一方と、前記ヒューズとの間に設けられた、1つ以上の定置接点と1つ以上の可動接点とを含む切換え可能な接点であって、前記可動接点は、前記ヒューズを介した電気的接続を形成又は断絶するために、開位置と閉位置との間で、前記定置接点に対して線状軸に沿って選択的に位置決め可能である、切換え可能な接点と
   を含む、ヒューズ付き断路モジュール。
2. 前記1つ以上の定置接点が一対の定置接点を含み、該定置接点の一方が前記ライン側端子上に設けられている、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
3. さらに、前記1つ以上のヒューズの導電性素子に係合するように構成された1つ以上のヒューズ端子を含み、前記1つ以上の定置接点が一対の定置接点を含み、該定置接点の一方が、前記1つ以上のヒューズ端子上に設けられている、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
4. さらに、前記断路ハウジング内部に可動バーを含み、該可動バーが前記1つ以上の可動接点を備えている、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
5. さらに、開位置と閉位置との間で前記可動接点を位置決めするために、回転可能に取り付けられたスイッチ・アクチュエータを含む、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
6. 前記切換え可能な接点が、互いに離間した2つ以上の定置接点と、互いに離間した2つ以上の可動接点とを含み、これにより、前記切換え可能な接点が開かれたときに、互いに離間した2つの位置におけるアーク放電を遮断するようになっている、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
7. 使用者から離隔した、前記断路ハウジング内の位置でアーク・エネルギーを含有して散逸させるように、前記断路ハウジング内にアーク・シュート区画が設けられている、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
8. 前記切換え可能な接点は、開位置又は閉位置のうちの一方にロックすることができる、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
9. さらにスイッチ・アクチュエータを含み、前記スイッチ・アクチュエータは、前記切換え可能な接点が開位置にあるのでない限り前記断路ハウジングから前記ヒューズが外れるのを防止するように、保持バーを含む、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
10. 前記断路ハウジングが、カートリッジ・ヒューズを受容するように構成されている、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
11. 前記断路ハウジングが、方形ヒューズ・モジュールを受容するように構成されている、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
12. さらに、前記切換え可能な接点の開位置又は閉位置への運動を支援する付勢要素を含む、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
13. 前記断路ハウジングが、一組にまとまるように構成された複数のモジュール・ハウジングを含み、前記モジュール・ハウジングのそれぞれが、それぞれのヒューズを接続又は断絶するための切換え可能な接点を含む、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
14. 前記1つ以上のヒューズが複数のヒューズを含み、そして前記ヒューズ付き断路モジュールがさらに、前記複数のヒューズを同時に接続又は断絶するスイッチ・アクチュエータを含む、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
15. 前記断路ハウジングがDINレール取り付け用スロットを含む、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
16. 前記ヒューズは前記断路ハウジング内に挿入されているときには、前記断路ハウジングの上面を通って部分的に露出している、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
17. さらに、不足電圧又は過電圧のうちの一方の状態において前記切換え可能な接点を開くように構成された電磁コイルを含む、請求項1に記載のヒューズ付き断路モジュール。
18. さらに、前記ヒューズの露出部分に被さるように延びるヒューズ・カバーを含み、前記ヒューズ・カバーが、前記断路ハウジングから前記ヒューズが外れるのを防止するようにロック可能である、請求項16に記載のヒューズ付き断路モジュール。
19. ヒューズを受容するように構成された断路ハウジングであって、前記ヒューズが、前記ハウジングとは別個に用意され、そして前記ハウジング内に取り外し可能に挿入することができる、断路ハウジングと；
    前記ヒューズが前記ハウジング内に挿入されると前記ヒューズに接続するようになっているライン側及び負荷側の端子であって、該ライン側端子及び負荷側端子のうちの少なくとも一方が、それぞれのライン側端子及び負荷側端子と前記ヒューズとの間に設けられた第1の定置切換え接点を含む、ライン側及び負荷側の端子と；
    前記断路ハウジング内に挿入されると前記ヒューズの導電性素子に係合するように構成された端子であって、前記1つ以上のヒューズ端子上に第2の定置切換え接点が設けられている、端子と；
    前記第1及び第2の定置切換え接点に対応する第1及び第2の可動接点を備えた、前記断路ハウジング内部のスライド・バーと；
    前記第1及び第2の定置切換え接点に対して開位置と閉位置との間で前記スライド・バーと前記第1及び第2の可動接点とを位置決めすることにより、前記ヒューズを介した電気的接続を形成又は断絶する、回転可能に取り付けられたスイッチ・アクチュエータと
    を含む、単極ヒューズ付き断路装置。
20. 使用者から離隔した、前記断路ハウジング内の位置でアーク・エネルギーを含有して散逸させるように、前記断路ハウジング内にアーク・シュート区画が設けられている、請求項19に記載のヒューズ付き断路装置。
21. 前記第1及び第2の可動接点は、開位置又は閉位置のうちの一方にロックすることができる、請求項19に記載のヒューズ付き断路装置。
22. 前記断路ハウジングが、カートリッジ・ヒューズ及び方形ヒューズ・モジュールのうちの一方を受容するように構成されている、請求項19に記載のヒューズ付き断路装置。
23. さらに、前記切換え可能な接点の開位置又は閉位置への運動を支援する付勢要素を含む、請求項19に記載のヒューズ付き断路装置。
24. 前記断路ハウジングが、第2の断路ハウジングと一組にまとまるように構成されている、請求項19に記載のヒューズ付き断路装置。
25. さらに、不足電圧又は過電圧のうちの一方の状態において前記切換え可能な接点を開くように構成された電磁コイルを含む、請求項19に記載のヒューズ付き断路装置。
26. 複数のヒューズを受容するように構成された断路ハウジングであって、前記ヒューズが、前記ハウジングとは別個に用意され、そして前記ハウジング内に取り外し可能に挿入することができる、断路ハウジングと；
    前記ヒューズが前記ハウジング内に挿入されるとそれぞれの前記ヒューズに接続するようになっているライン側及び負荷側の端子であって、前記ヒューズのそれぞれに対応するそれぞれのライン側端子及び負荷側端子のうちの一方と、前記ヒューズとの間に、定置切換え接点が設けられている、ライン側及び負荷側の端子と；
    前記断路ハウジング内に挿入されるとそれぞれのヒューズの導電性素子を受容してそしてこれに係合するように構成されたヒューズ端子であって、各ヒューズ端子が第2の定置切換え接点を含む、ヒューズ端子と；
    閉位置に動かされると前記ヒューズのそれぞれを介した電気的接続を完結する第1及び第2の可動接点を備えた、それぞれのヒューズに対応するスライド・アクチュエータ・バーと；
    前記ヒューズを介した電気的接続を形成又は断絶するように前記スライド・バーを位置決めして、前記ヒューズを同時に接続又は断絶する、回転可能に取り付けられたスイッチ・アクチュエータと、
    を含む、多極ヒューズ付き断路装置。
27. 前記断路ハウジングが、第2の断路ハウジングと一組にまとまるように構成されている、請求項26に記載のヒューズ付き断路装置。
28. さらに、不足電圧又は過電圧のうちの一方の状態において前記切換え可能な接点を開くように構成された電磁コイルを含む、請求項26に記載のヒューズ付き断路装置。
29. ハウジング内に取り外し可能に挿入することができる1つ以上のヒューズを収容する収容手段と；
    前記ヒューズを回路に接続する接続手段と；
    前記ヒューズを介した電気的接続を形成又は断絶するために前記接続手段を切換える、前記ハウジング手段内部に配置された切換え手段と；
    前記切換え手段を作動させ、そして前記収容手段からヒューズを取り外すことなしに前記切換え手段を開位置及び閉位置に選択的に位置決めする作動・位置決め手段と
    を含む、ヒューズ付き断路装置。
30. 前記切換え手段が2つ以上の位置で、アーク・エネルギーを散逸させるための複数の可動接点を含む、請求項29に記載のヒューズ付き断路装置。
31. 前記収容手段は、カートリッジ・ヒューズ及び方形ヒューズ・モジュールのうちの少なくとも一方を受容するように構成されている、請求項29に記載のヒューズ付き断路装置。
32. 前記収容手段が、使用者から離隔した位置でアーク・エネルギーを含有して散逸させる手段を含む、請求項29に記載のヒューズ付き断路装置。
33. 前記作動手段が、回転手段及びスライド手段を含む、請求項29に記載のヒューズ付き断路装置。
34. 前記収容手段が、2つ以上のヒューズを受容するように構成されている、請求項29に記載のヒューズ付き断路装置。
35. さらに、前記収容手段に前記ヒューズをロックする手段を含む、請求項29に記載のヒューズ付き断路装置。
36. さらに、接続位置又は断絶位置のうちの一方に前記切換え手段を付勢する手段を含む、請求項29に記載のヒューズ付き断路装置。
37. さらに、過電圧事象及び不足電圧事象のうちの一方に応答して、接続位置又は断絶位置のうちの一方に前記切換え手段を開く手段を含む、請求項29に記載のヒューズ付き断路装置。

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