JP2018129291A - 電流を遮断するための電気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造がより簡易な電気遮断装置を提供する。【解決手段】電流を遮断するための電気装置１は、電流を遮断するための要素２２を含み、それらの各々が、遮断要素を遮断状態または電流が流れることを可能とする状態にスイッチングするように、結合部材２２６によって作動されることが可能な、遮断ブロック２と、電磁力を生成するのに適した制御可能な電磁石が設けられた、アクチュエータ・ブロック３と、磁気板４３が設けられ、電磁力の作用下で、遮断要素をスイッチングするように結合部材を変位させる可動コンテナ４２と、を備える。この装置はまた、遮断ブロックとアクチュエータ・ブロックとの間に挿入される連結インターフェイス４を備え、可動コンテナは、連結インターフェイスの内部に収容される。【選択図】図１

Description

本発明は、電流を遮断するための電気装置に関する。

低電圧かつ高アンペア数の電流を遮断するための電気装置の分野では、遮断ブロックおよび作動ブロックを備えるような装置が、ＷＯ２０１４／０９６５７９−Ａ１から知られている。この遮断ブロックは、開路カートリッジ（ｂｒｅａｋｉｎｇ ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）とも呼ばれる多数の遮断要素を含み、これらの要素はそれぞれ、接続端子を介して電気回路に電気的に接続されるものである。各遮断要素は、電流が端子間を流れることを可能とするオン状態と、この電流の流れを阻止する遮断またはオフ状態との間でスイッチングするのに適している。このスイッチング動作は、各遮断要素の前面に配置され、例えばねじ頭部の形を取る結合部材によって実施される。

作動ブロックは、制御可能な電磁石と、強磁性板が設けられ、電磁石の作用下で並進可能に変位される可動コンテナとを含む。このコンテナは、遮断要素の結合部材に並進可能にしっかりと連結され、したがって電磁石の作用下で変位されると、遮断要素をスイッチングさせる。

こうした知られている電気装置の一欠点は、アクチュエータ・ブロックが、各種の遮断ブロックに合わせて調整されなければならないという点である。特に、遮断ブロックの寸法は、電流の種類、例えばアンペア数レベルまたは電気位相の数に応じて変わることがある。このため、遮断ブロックの変形形態があるのと同数の、様々な構成のアクチュエーション・ブロックを設ける必要が生じるので、電気装置の工業的な製造が複雑化する。

本発明は、工業的な製造がより簡易な電気遮断装置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、電流を遮断するための電気装置であって、
− 電流を遮断するための要素を含み、それらの各々が、この遮断要素を遮断状態または電流が流れることを可能とする状態にスイッチングするように、結合部材によって作動されることが可能な、遮断ブロックと、
− 制御信号に応じて電磁力を生成するのに適した制御可能な電磁石が設けられた、アクチュエータ・ブロックと、
− 磁気板が設けられた可動コンテナであって、電磁力の作用下で、遮断要素をスイッチングするように結合部材を変位させる機械力を加えるのに適した可動コンテナと
を含む、電気装置に関する。

この装置はまた、遮断ブロックおよびアクチュエータ・ブロックとは別個の連結インターフェイスをさらに備え、この連結インターフェイスは、遮断ブロックとアクチュエータ・ブロックとの間に挿入され、可動コンテナは、連結インターフェイスの内部に収容される。

本発明により、可動コンテナを専用の連結インターフェイスに収容することによって、遮断ブロックの実施可能な変形形態ごとに特定の作動ブロックを使用する必要が回避される。実際に、遮断ブロックに合わせて調整されるように、特定の形状および寸法に設定されるのは、遮断ブロックに付随する、この連結インターフェイスである。

したがって、作動ブロックに連結されることになる連結インターフェイスの面は、遮断ブロックの構成に関わらず同じである。したがって、遮断ブロックの形状に関わらず、全く同一のアクチュエータ・ブロックを使用することが可能である。

これによって、装置を製造するための工業工程を合理化することが可能になる。特に、作動ブロックなどの高価な部品が、多数の変形形態において設けられる必要がない。さらに、遮断ブロックの様々な変形形態に全く同一のアクチュエータ・ブロックを使用することによって、アクチュエータ・ブロックの多数の変形形態を管理する必要が生じ得る場合に比べて、様々な個々の部品管理に関連する実際業務上の制約（ｌｏｇｉｓｔｉｃａｌ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ）が低減するので、電気装置の製造および／または取付けが簡易化される。

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。

− 連結インターフェイスは、本体を含み、本体に、コンテナを本体に対して並進可能に案内する案内デバイスが設けられる。

− 案内デバイスは、可動コンテナを本体に機械的に連結するレバーを含む。

− 連結インターフェイスは、ほぞ穴およびほぞ（ｍｏｒｔｉｓｅ−ａｎｄ−ｔｅｎｏｎ）式の固着システムによって遮断ブロックに固着され、遮断ブロックまたは連結インターフェイスのいずれかが、ほぞを含み、他方が、形状がほぞと相補的である溝を含む。

− 可動コンテナの幅は、遮断ブロックの前面の両側に位置する結合部材間の距離よりも大きい。

− 可動コンテナには、可動コンテナを係留させる目的で、結合部材を受けるための区域が設けられて、結合部材を支持している遮断要素のそれぞれの可動部分に並進可能にしっかりと連結されるように可動コンテナは、電磁力の作用下で変位されるときに、結合部材の全てに同時に力を加えるように寸法設定される。

− 結合部材はねじを含み、その頭部が遮断要素よりも突出し、可動コンテナには、可動コンテナを可動部分に係留させる目的で、各々が対応するねじ頭部を把持することになるフォークが設けられる。

− 遮断要素それぞれのスイッチングは、結合部材を可動コンテナの並進方向に平行な方向に変位させることによって実現される。

− 遮断ブロックは、３つの遮断要素を含む。

− 遮断ブロックは、４つの遮断要素を含む。

単なる例によって示される、電気遮断装置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。

本発明の第１の実施形態による電気遮断装置の概略分解図である。 図１の電気装置の可動コンテナの概略分解図である。 図１の電気装置の作動ブロックの概略斜視図である。 図１の電気装置の遮断ブロックに固着された連結インターフェイスの概略切欠図である。 図４の連結インターフェイスおよび遮断ブロックの概略斜視図である。 本発明の第２の実施形態による電気遮断装置の概略分解図である。

図１から図５は、本発明の第１の実施形態による電気遮断装置１を示す。

装置１は、遮断ブロック２と、作動ブロックとも呼ばれるアクチュエータ・ブロック３と、アクチュエータ・ブロック３と遮断ブロック２との間の連結インターフェイス４とを含む。

電気装置１の機能は、例えば、図示されない制御ユニットによって送信される制御信号に応じて、電流の流れを制御可能な形態で交互に遮断するまたは流すことを可能とすることである。

例えば、装置１は、国際電気標準会議規格ＩＥＣ６０９４７−３に規定されたＡＣ１、ＡＣ３、またはＡＣ４型の動作電流区分に従ってＡＣ電流のスイッチングを制御するものである。

遮断ブロック２は、固定基部２１、および遮断要素２２を含む。基部２１は、例えば、その裏面によって配電盤に固着される。

例えば、電気装置１は、三相電流とともに使用されるものである。その場合、各遮断要素２２は、この三相交流の電気位相成分の１つに関連付けられる。この例では、遮断要素２２の数は３つであり、互いに同一である。

基部２１は区画２３を含み、この区画はそれぞれ、遮断要素２２の１つを収容するのに適している。遮断要素２２は、取外し可能であり、例えば保守作業を実施する場合に、対応する区画２３から取り出されることができる。

各遮断要素２２は、互いに電気的に隔離され、かつ対応する接続ランド２４、２５にそれぞれ電気的に接続された固定電気導体２２１および２２２を含み、これらのランドは、遮断ブロック２によって支持されている。

各遮断要素２２は、オン状態と遮断またはオフ状態との間で選択的かつ反転可能にスイッチング可能である。オン状態では、要素２２によって、電流が、固定導体２２１および２２２を介して、接続ランド２４と２５との間を流れることが可能となる。オフ状態では、遮断要素２２は、この電流の流れを阻止する。

この例では、各遮断要素２２は、固定導体２２１および２２２がしっかりと連結される固定部分を含み、また、可動部分２２４にしっかりと連結される可動電気導体２２３を含み、可動部分は固定部分に対して変位されることができる。この変位は、この例では、遮断ブロック２の前面に垂直な変位方向に実施される。

例えば、スイッチ要素２２、特に固定部分および可動部分は、電気絶縁材料、例えばプラスチック、例えばＰＡ６６型の架橋ポリアミドで作成される。固定導体２２１および２２２、ならびに可動導体２２３は、金属バーなどの導電材料で作成される。

可動部分２２４は、結合部材２２６によって変位されることができ、この例では、結合部材はねじを含み、その頭部がこの遮断要素２２の前面よりも突出している。要素２２が区画２３に収容されると、部材２２６は、前面に沿って互いに位置が揃う。

したがって、オン状態では、可動導体２２３は、固定導体２２１と２２２とを電気接触させ、したがって電流が流れることが可能となり、オフ状態では、可動導体２２３は、固定導体２２１および２２２からある距離が置かれ、それによって固定導体２２１と２２２との間で電流が流れるのを阻止する。

この例では、遮断要素２２は初期状態がそのオフ状態にある。要素２２をオン状態にスイッチングするには、結合部材２２６のねじ頭部に、それらの頭部を装置１の前面の方へと変位方向に引っ張ることによって、機械的牽引力が加えられる。結合部材２２６に力が加えられなくなると、遮断要素２２の復帰部材２２５によって可動導体２２３が初期位置に戻り、したがって遮断要素２２がそのオフ状態にスイッチングする。

連結インターフェイス４は、遮断ブロック２の前面にしっかりと固定連結されるものである。インターフェイス４は、遮断ブロック２にしっかりと連結される本体４１と、本体４１に対して変位の方向に並進可能に変位されることができる可動コンテナ４２とを含む。インターフェイス４は、アクチュエータ・ブロック３、および遮断ブロック２に対して別個の部品である。

本体４１の幅は、この例では、遮断ブロック２の幅に等しい。

インターフェイス４が遮断ブロック２にしっかりと連結されると、コンテナ４２の変位方向は、各種遮断要素２２の可動部分２２４のそれぞれの変位方向に平行となる。

コンテナ４２は、本質的に形状が平坦になっており、板４３を収容する区画を区切り、この板は、コンテナ４２にしっかりと固着され、コンテナ４２の前面の方に向いている。組立て済みの装置１の構成では、板４３は、アクチュエータ・ブロック３と位置合せされ、これについては以下でより詳細に説明される。

この例では、コンテナ４２の幅は、遮断ブロック２の前面の両側に位置する結合部材２２６間の距離よりも大きい。この例では、部材２２６は、遮断ブロック２の前面に沿って、水平軸に沿って一列に並んでいる。したがって、この距離は、列の両端部に位置する部材２２６間でこの水平軸に沿って測定される。

板４３は、磁性材料、例えば強磁性金属で作成される。

本体４１には、可動コンテナ４２を並進可能に案内するデバイスが設けられている。この例では、図２で分かるように、このデバイスは、可動コンテナ４２を本体４１に機械的に連結するレバー４４を含む。レバー４４は、各種結合部材２２６に加えられた機械力が広がることをさらに可能とし、したがって要素２２は同時にスイッチングされる。

例えば、レバー４４は、対称の２つのレバーアーム４４１を含み、これらのレバーアームにはそれぞれ、関節リンクを成す開口４４２が遠位端に設けられている。コンテナ４２は、このコンテナの側方縁部よりも突出した外側隆起部４３１を含む。これらの隆起部４３１は、この例では、関節接合を成すように開口４４２に係合される。

レバー４４自体は、この例では、レバー４４の、２つのアーム４４１を互いにつなぎ、長手方向軸に沿って延びる主枝部（ｍａｉｎ ｂｒａｎｃｈ）の両側に位置決めされた回動リンクによって、固定本体４１にしっかりと連結されている。したがって、レバー４４は、本体４１に対して、この長手方向軸に沿って回動可能に取り付けられている。

有利には、レバー４４には、コンテナ４２に力が加えられていないとき、レバー４４がその初期位置に戻ることを可能とするばね、例えばねじりばねが設けられ、このばねは、関節接合のところでコンテナ４２の隆起部４３１とともに配置されている。

コンテナ４２の裏面には、部材２２６を収容するための区域が設けられ、この区域によって、コンテナ４２が部材２２６に並進可能にしっかりと連結されることが可能となる。コンテナ４２の裏面とは、この例では、コンテナ４２の、インターフェイス４が遮断ブロック２にしっかりと連結されると結合部材２２６の方に向く面である。

したがって、結合部材２２６の役割は、可動部分２２４を可動コンテナ４２にしっかりと連結することである。

この例では、図４で分かるように、収容区域が、ねじ頭部２２６の形状と同じになるように成形され、特に中空の形状を取っている。

この収容区域はまた、フォーク４６を含み、これらのフォークはそれぞれ、結合部材２２６、この例ではねじ頭部の１つを、例えばねじ頭部の背面に押しつけることによって把持するのに適している。これらのフォークには、有利には、各フォーク４６が対応するねじ頭部の周りで挟持されることを可能とする留め部が設けられている。

したがって、組立て済みの構成では、可動部分２２４は、変位方向に沿って並進可能に、コンテナ４２にしっかりと連結される。

アクチュエータ・ブロック３は、インターフェイス４の前面にしっかりと固着されるように適している。

アクチュエータ・ブロック３は、制御信号に応じて電磁力を変位方向に加えるように構成されている。電磁力によって、金属板４３、したがってコンテナ４２の変位方向への変位が生じる。

好ましくは、金属板４３は、強磁性材料で作成される。

この目的で、アクチュエータ・ブロック３は、１つまたは複数の電磁石３２を含み、これらの電磁石は、この例では、図示されない磁心の周りに導電ワイヤを巻きつけることによって形成される。例えば、電磁石３２はそれぞれ、形状が円筒形または長方形であり、アクチュエータ・ブロック３がインターフェイス４に固着されると、変位方向に平行となる軸を有する。

これらの電磁石３２には、制御信号に応じて電力が供給され、電磁力を生成する。この電磁力が、磁気板４３を変位させ、したがってコンテナ４２を変位させる。

アクチュエータ・ブロック３はまた、１つまたは複数のコアに連結された少なくとも１つの底板３３を含み、この板は、電磁石３２および固定ハウジング３１の裏面を覆っている。

アクチュエータ・ブロック３は、この例では、底板３３のところでインターフェイス４に固着される。この目的で、底板３３は４つの貫通開口３３１を含み、これらの貫通開口は、この例では、底板３３と同一平面上にある突出部として延在するパッドに形成されている。ブロック３がインターフェイス４に取り付けられた構成では、開口３３１は、本体４１に作成された対応する固着開口４５と位置合せされる。したがって、ブロック３は、ナットとボルトなどの固着要素が開口３３１および４５に挿入されることによって、インターフェイス４に固着される。

有利には、図５に示されるように、インターフェイス４は、ほぞ穴およびほぞシステムによって遮断ブロック２に固着される。この例では、遮断ブロック２の前面には、垂直方向に延びる溝またはスロット２１１が設けられている。連結インターフェイス４の裏面は、形状が溝２１１の形状と相補的であり、垂直方向に配置されたほぞ４１１を含む。

したがって、インターフェイス４は、まずインターフェイス４を遮断ブロック２の前面に押しつけて配置し、次いでインターフェイス４を遮断ブロック２に対して垂直方向、好ましくは下方に摺動させることによる差込み運動（ｂａｙｏｎｅｔ ｍｏｔｉｏｎ）を用いて、遮断ブロック２に簡易な形態で固着されている。有利には、この動きが終了すると、図示されない端部停止部によって、インターフェイス４が動かなくなる。

この垂直の並進移動によって、インターフェイス４が遮断ブロック２に取り付けられ、かつコンテナ４２が結合部材２２６にフォーク４６によって機械的に連結されることがともに可能となる。

したがって、組立て済みの装置１の構成では、連結インターフェイス４が遮断ブロック２とアクチュエータ・ブロック３との間に挿入されることによって、連結インターフェイス４がブロック３をブロック２に連結する。

可動コンテナ４２を、アクチュエータ・ブロック３の内部ではなく、連結インターフェイス４の内部に収容することによって、遮断ブロック２の各変形形態について、専用のアクチュエータ・ブロック３を使用する必要を回避している。遮断ブロック２に固着されることになる連結インターフェイス４が、遮断ブロック２の幅、または各種要素２２のそれぞれの部材２２６同士間の中心間距離など、遮断ブロック２の寸法および特性に従って調整され、最適化される。

連結インターフェイス４は、生産するのに、アクチュエータ・ブロック３ほど高価ではなく、また複雑でもないので、それによって装置１の工業的な製造が改善される。

図６は、本発明の第２の実施形態による遮断装置１’を示す。

本実施形態による電気装置１’の、図１から図５の第１の実施形態の要素と類似している要素には、同じ参照符号が付され、上記の説明が当てはまる場合には詳細には説明されない。

本実施形態による電気装置１’の、図１から図５の第１の実施形態の要素とは異なるが、同様の役割を果たす要素には、同じ参照符号に「’」の記号を付し、上記の説明がやはり当てはまる場合には、それらの相違点のみが詳細に説明される。

電気装置１’は、遮断ブロック２’、アクチュエータ・ブロック３、および連結インターフェイス４’を含む。

例えば、装置１’は、この例では、４極型のものであり、国際電気標準会議規格ＩＥＣ６０９４７−３によって規定されたＡＣ１区分などに従ってＡＣ電流の遮断を制御するものである。

この遮断ブロック２’は、遮断ブロックに類似しているが、特にこの遮断ブロック２’が４つの取外し可能な遮断要素２２’を含むという点において上記遮断ブロックとは異なり、これらの要素は、要素２２に類似し、同じ役割を果たす。しかし、遮断要素２２’の内部組成は、特定の内部構造、および遮断システムとともに、動作電流の区分に合わせて調整される。遮断要素２２’はそれぞれ、特に結合部材２２６を含む。実際に、遮断ブロック２’の幅は、遮断ブロック２の幅よりも大きい。したがって、インターフェイス４’の幅は、後述するようにインターフェイス４の幅に対して増大されている。

例えば、遮断ブロック２’は、３つの電気位相および中性位相（ｎｅｕｔｒａｌ ｐｈａｓｅ）を備える多相電気回路とともに使用するのに適している。

インターフェイス４’は、アクチュエータ・ブロック３と遮断ブロック２’との間に挿入されるように配置される。

インターフェイス４’は、本体４１’と、磁気板４３’を支持する可動コンテナ４２’とを含む。コンテナ４２’は、コンテナ４２と同様に並進可能に変位されることができ、その幅と、金属板４３’の幅とにおいてのみ、コンテナ４２と異なる。特に、コンテナ４２’は、４つの遮断要素２２’の部材２２６のそれぞれに並進可能にしっかりと連結されるように配置される。したがって、コンテナ４２’の幅は、コンテナ４２の幅よりも大きい。同様に、本体４１’の寸法は、ブロック２’の固定基部の幅に対応するように改変されている。したがって、レバー４４’の幅もやはり、増大されている。

したがって、インターフェイス４’によって、同じアクチュエータ・ブロック３が、遮断ブロック２または２’の形状に関わらず使用されることができる。このことによって、遮断装置１または１’を工業的に製造する工程を合理化することが可能となる。

遮断要素２２または２２’の数、ならびに遮断ブロック２または２’の前面における配置、または部材２２６間の中心間距離の値に応じて、他の変形形態が可能である。

上記で想定される実施形態および変形形態は、本発明の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. 電流を遮断するための電気装置（１；１’）であって、
   − 電流を遮断するための要素（２２；２２’）を含み、前記遮断要素の各々が、前記遮断要素を遮断状態または前記電流が流れることを可能とする状態にスイッチングするように、結合部材（２２６）によって作動されることが可能な、遮断ブロック（２；２’）と、
   − 制御信号に応じて電磁力を生成するのに適した制御可能な電磁石（３２）が設けられた、アクチュエータ・ブロック（３）と、
   − 磁気板（４３；４３’）が設けられた可動コンテナ（４２：４２’）であって、前記電磁力の作用下で、前記遮断要素をスイッチングするように前記結合部材を変位させる機械力を加えるのに適した可動コンテナ（４２；４２’）と
   を備え、
   前記電気装置は、前記遮断ブロック（２；２’）および前記アクチュエータ・ブロック（３）とは別個の連結インターフェイス（４；４’）をさらに備え、前記連結インターフェイス（４；４’）が、前記遮断ブロックと前記アクチュエータ・ブロックとの間に挿入され、前記可動コンテナ（４２；４２’）が、前記連結インターフェイスの内部に収容されることを特徴とする、電気装置。
2. 前記連結インターフェイス（４；４’）が、本体（４１；４１’）を含み、前記本体（４１；４１’）に、前記コンテナを本体に対して並進可能に案内する案内デバイスが設けられることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記案内デバイスが、前記可動コンテナを前記本体に機械的に連結するレバー（４４；４４’）を含むことを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記連結インターフェイス（４；４’）が、ほぞ穴およびほぞ式の固着システム（２１１、４１１）によって前記遮断ブロック（２；２’）に固着され、前記遮断ブロック（２；２’）または前記連結インターフェイスのいずれかが、ほぞ（４１１）を含み、他方が、形状が前記ほぞと相補的な溝（２１１）を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記可動コンテナの幅が、前記遮断ブロック（２）の前面の両側に位置する前記結合部材（２２６）間の距離よりも大きいことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置（１；１’）。
6. 前記可動コンテナ（４２）には、前記可動コンテナを係留させる目的で前記結合部材（２２６）を受けるための区域が設けられて、前記結合部材（２２６）を支持している前記遮断要素（２２；２２’）のそれぞれの可動部分（２２４）に並進可能にしっかりと連結され、前記可動コンテナが、前記電磁力の作用下で変位されるときに、前記結合部材の全てに同時に力を加えるように寸法設定され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装置（１；１’）。
7. 前記結合部材（２２６）がねじを含み、前記ねじの頭部が前記遮断要素よりも突出し、前記可動コンテナ（４２；４２’）には、前記可動コンテナを前記可動部分（２２４）に係留させる目的で、各々が対応するねじ頭部を把持することになるフォーク（４６）が設けられることを特徴とする、請求項６に記載の装置（１；１’）。
8. 前記遮断要素（２２；２２’）それぞれのスイッチングが、前記結合部材を前記可動コンテナの並進方向に平行な方向に変位させることによって実現されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置（１；１’）。
9. 前記遮断ブロックが、３つの遮断要素（２２）を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置（１）。
10. 前記遮断ブロックが、４つの遮断要素（２２’）を含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置（１’）。