JP2021527929A - サージ・アレスタ用切断デバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、支持体に収容された、サージ・アレスタ用切断デバイスに関する。サージ・アレスタの少なくとも１つのアレスタ要素に接続されたプラグ接点が、支持体から延出している。本発明は、第１の端部で熱分離点を介してアレスタ要素に接続され、第２の端部によってプラグ接点の一方に接続された切替用舌状部をさらに備える。さらに、支持体に枢動可能に取り付けられた、ばね予圧された絶縁切断ブラケットが備えられ、ばね予圧は、切替用舌状部を介して熱分離点に作用する。本発明によれば、切替用舌状部は、長方形の断面を有し、真っ直ぐな表面で細長い金属製の弾力のある弾性切断ストリップとして構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルによる、支持体に収容されたサージ・アレスタ用切断デバイスであって、サージ・アレスタの少なくとも１つのアレスタ要素に接続されたプラグ接点は、支持体から延出し、切断デバイスは、第１の端部で熱分離点を介してアレスタ要素に接続され、第２の端部によってプラグ接点の一方に接続された切替用舌状部（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｔｏｎｇｕｅ）と、支持体に枢動可能に取り付けられた、ばね予圧された絶縁切断ブラケットとをさらに備え、ばね予圧は、切替用舌状部を介して熱分離点に作用する、切断デバイスに関する。

サージ・アレスタ用切断デバイスは、欧州登録特許第２０１１１２８Ｂ１号で既に知られている。この切断デバイスでは、切替動作は、保護ハンダ（ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｓｏｌｄｅｒ）によって生成される保持力とは反対の方向に恒久的に作用する、ばね力によって配置される、切替用舌状部を使って実行される。切替用舌状部又はそのハンダ付け箇所に間接的に作用し、切断ブラケットを介してハンダ付け解除力又は切替力を生成する恒久的な予圧力は、該予圧力とは無関係に作用する少なくとも１つの別の予圧力、及び同じ作用方向を有するさらなる切替力によって補助される。

力の分布状態は、静止状態では、小さい合力（ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）がハンダ箇所に作用し、ハンダ付け解除プロセスの際には、可能な限り最大の合力が、切替動作を実行するよう作り出される。これは、記憶型ストリップ若しくはバイメタルのストリップによる切替用舌状部、又は蜘蛛の巣が過度に撓んだ状態の特性を有するばね材料で作られた切替用舌状部を形成することで、且つハンダ付け解除プロセスの終了後に、切替用舌状部に誘起される予圧の力の伝達箇所をシフトし、その結果生じる梃子の作用によって、さらなる切替力を形成することで、ハンダ付け解除段階に、予圧している力を加えることによって作り出される。

力の伝達箇所のシフトは回転運動から得られるため、切断ブラケットは回転軸受を備える。

既知の切替用舌状部の切替動作は、切替用舌状部に、したがって切断ブラケットを介してハンダ接触点に、間接的に予圧を加えるばね張力によって生じる。切断ブラケットの回転運動により切断された切替用舌状部は、大きな開口距離にわたって高速切替動作を実行し、それによって、アレスタ要素と切替用舌状部によって形成される配線経路との間の安全な分離を生み出す。同時に、切断ブラケットが実行する回転動作を、回転動作の終了位置で検査窓内に表示し、それによって切断ブラケットの切替位置を、外側から表示領域によって、解放状態として認知できる。

切替用舌状部をアレスタ要素に接続するハンダ箇所は、安全なやり方で、過熱したアレスタ要素によるどんな熱損傷も予測不可能な時点で、切断が起こるように設計及び製造されている。この点は、最初はハンダの選択によって決まり、説明した機械的予圧も、この点に大きく貢献する。

欧州登録特許第２ ０１１ １２８Ｂ１号によれば、切替用舌状部に、電流密度の望ましくない増加を引き起こす、複数の曲げ部分及びそれによる変形部分が設けられる。このため、既知の解決策は、大きいサージ電流及び大きい短絡電流を安全に吸収又は伝導するのには適していない。

ドイツ実用新案第２０ ２０１４ １０３ ２６２Ｕ１によるサージ保護要素において、該保護要素は、中性導体と低電圧主電源の等電位化部との間で使用することが意図されており、この要素は、筐体と、筐体内に配置され、保護されるべき電流経路の電気接続用の２つの端子接点を具備する、サージ制限部品とを備える。

さらに、導電性接続要素、絶縁分離要素、及び少なくとも１つのばね要素が存在する。

ガス充填サージ・アレスタは、サージ制限部品として使用され、絶縁分離要素は、筐体上に変位可能に配置されており、少なくとも１つのばね要素の力によって第１の位置から第２の位置に移動するよう適合されている。

サージ保護要素が通常の状態において、導電性接続要素の第２の端部は、熱遮断接続部を介してサージ・アレスタの第２の電極に導電して接続され、絶縁分離要素は第１の位置に固定される。

サージ保護要素が所定の限界温度を超えると、導電性接続要素の第２の端部とサージ・アレスタの第２の電極との間の熱的接続が遮断され、絶縁分離要素が、ばね要素の力によって絶縁分離要素の第２の位置へ動かされ、分離要素の一部分が、導電性接続要素の第２の端部とサージ・アレスタの第２の電極との間に配置される。

導電性接続要素は、角度の付いた金属ストリップとして構成され、それによって基本的に高い電流伝搬容量を有している。端子接点に接続できる接触面を形成する上記の角度は、導電性接続要素を第２の端子接点と接触させる目的で存在する。この点に関して、電流抑制部は、曲げ領域にも形成される。別の欠点は、特にサージ・アレスタに既に熱負荷が発生している場合に、絶縁分離要素の真っ直ぐなシフトが、設けられた滑動誘導部で傾くリスクである。

上記に基づいて、本発明の目的は、さらに発展したサージ・アレスタ用の切断デバイスを明示することである。該切断デバイスは、特に単純なやり方で構成され、したがって低コストで製造でき、且つサージ又は短絡電流を伝搬する切替用舌状部に関して、非常に大きいサージ電流又は短絡電流を伝搬することもできる。

本発明の目的の解決策は、請求項１に記載の特徴の組合せによる切断デバイスによって実行され、従属請求項は、少なくとも適切な構成及びさらなる展開からなる。

サージ・アレスタ用切断デバイスは、支持体に収容され、サージ・アレスタのアレスタ要素の少なくとも１つに接続されるプラグ接点は、支持体から外側の接続部まで延在し、第１の端部で熱分離点を介してアレスタ要素に接続され、第２の端部によってプラグ接点の一方に接続される、切替用舌状部を備える。

さらに、切断デバイスは、支持体に枢動可能に取り付けられた、ばね予圧された絶縁切断ブラケットを備え、ばね予圧は、切替用舌状部を介して熱分離点に作用する。

アレスタ要素と実際の切断デバイスとの両方を収容する支持体は、別個の外側筐体に取り囲まれたプラスチック射出成形部品である。このようにして形成された全体的な配置は、プラグイン部品として、すなわち、接続端子を備える通常の下側部分に挿入され得る交換可能なサージ・アレスタとして実現できる。

それとは関係なく、本発明による提示された切断デバイスは、支持体を備える他の種類タイプのサージ・アレスタ設計にも好適である。

本発明によれば、切替用舌状部は、長方形の断面を有し、真っ直ぐな表面で細長い金属製の弾力のある弾性切断ストリップとして構成される。

最大サージ電流又は最大短絡電流についての設計が容易に可能となるような、断面領域が実現されている。

アレスタ要素の接触面への接続は、それ自体は既知の熱分離点によって、たとえばハンダ接続部を介して行われている。

ただし、本発明によれば、実際の熱分離点は、第１の切断ストリップ端部の広い側面を介して実現される。

しかし、プラグ接点の一方との接続は、支持体に面するプラグ接点の一部分内にある、スリット形状の窪みに突っ込んでいる第２の切断ストリップ端部の周縁を介して行われる。

この点に関して、窪みは、第２の切断ストリップ端部の断面領域と実質的に相補する。

したがって、第２の切断ストリップ端部は、長方形の断面を有する窪みに挿入され、たとえば、材料間接合によってそこで固定される。

切断ブラケットは、熱分離点の融点に達すると、より具体的には、ばね予圧のために、所定の位置にシフトされる。

これにより、切断ストリップが、その第１の切断ストリップ端部との接触点から持ち上げられる。次いで、切断ブラケットが、結果として生じた間隙に入り、安全な切断に至る。

これにより、起こり得るアークの発生が、最初から確実に防止又は抑制される。

切断ブラケット自体は、回転レバーとして構成されている。回転軸は、ここでは、ばね予圧を発生させる作用点の反対側の端部に位置し、その結果、回転軸とばね予圧の作用点との間に位置する熱分離点の位置へ、対応する力の増幅をもたらす。

切断ブラケットの所定の位置へのシフトは、支持体を取り囲む外側筐体の検査窓を通して見ることができ、それによりサージ・アレスタのそれぞれの状態を理解できる。

本発明の一構成では、第２の切断ストリップ端部を収容するために、誘導ラグが支持体と一体に形成される。

本発明の一展開では、第２の切断ストリップ端部は、プラグ接点にハンダ付け又は溶接される。

やはり一展開として、切断ブラケットは回転滑動部として設計され、熱分離点に面する切断ブラケットの端面に、単純な斜面又は楔面の形態の平面加工が加えられる。これにより、ハンダで接続された接触面は、切断ストリップとして設計された切替用舌状部の弾性を利用して、確実に、迅速且つ安全に分離される。切断動作の際に、切断ストリップは、その弾性領域でしか応力がかからない。塑性変形は発生せず、製造側では不要である。

梃子の力が増加した、熱分離点に作用する力により、ハンダの残留物、粗い材料表面、又は溶融プロセス中に発生する可能性のある他の不均一性によって生じる障害を克服できる。

本発明を、例示的な実施形態を参照し、以下の図を補助的に使用して、以下でより詳細に説明することにする。

外側筐体及び下側部分はないが、動作中の、すなわち切断されていない状態の、外側電気ねじ接続端子を備えた、サージ・アレスタのプラグイン部分の斜視図である。 図１に示したものと同様の図を示しているが、切断状態であり、ここでは、切断ブラケットが、すでに所定の位置にシフトしており、接触点と切断ストリップとの間隙に突っ込まれている図である。 支持体に面するプラグ接点の一部分内にある、スロット形状の窪みに突っ込んでいる第２の切断ストリップ端部の周縁を介して、プラグ接点の一方の接続部を形成している詳細図である。

本発明に従った、例示的な実施形態による切断デバイスは、図１及び図２に示されるように、プラグイン部品の形態のサージ・アレスタの一部であり得る。

ここで、図示されているプラグイン部品は、切断デバイスの設計及び機能を明確にするために、まだ外側筐体を備えていない。

プラグイン部品は、支持体１を備え、支持体１は、片側に、少なくとも１つのアレスタ要素を備えるチャンバ状の窪みを有する。

支持体は、アレスタ要素の接触点３へのアクセスを可能にする開口部２を有する。

それ自体は既知の熱分離点が、この領域で実現される。

さらに、支持体１は、予圧力を発生させるばね５を収容する、湾曲した誘導部４を備える。ばね５は、回転滑動子として形成された絶縁切断ブラケット６のストッパの一端で支持されていることにも留意されたい。

回転滑動子は、回転軸７上に位置し、回転軸７は、支持体１の延在部として、したがって支持体１と一体の要素として構成され得る。

サージ・アレスタの外側の接続部は、Ｕ字形の嵌合接点１０及び１１に係合するプラグ接点８、９として構成され得る。

嵌合接点１０及び１１は、それ自体は既知の外部接続ねじ端子１２及び１３に接続されているか、又は外部接続ねじ端子の一部である。

本発明によれば、熱分離点の切替用舌状部は、真っ直ぐな表面で細長い金属製の弾力のある弾性切断ストリップ１４として構成される。

アレスタ要素の接触面３への接続は、説明されるように、熱分離点によって、より具体的には、第１の切断ストリップ端部１４０の広い側面を介して行われる。

接触面３との接続とは対照的に、プラグ接点９の一方との接続は、プラグ接点９の延在部分１６のスロット形状の窪み１５に突っ込んでいる第２の切断ストリップ端部１４１の周縁を介して行われる。

ここで、窪み１５は、第２の切断ストリップ端部１４１の断面領域とほぼ一致し、この端部と相補するように構成される。

対応する詳細な図は、図３で確認できる。

切断ブラケット６は、熱分離点の融点に達すると、所定の位置にシフトされる。これは、図１及び図２で、左に移動していることで確認できる。

切断ストリップの第１の切断ストリップ端部１４０は、接触点３から離れて持ち上がる。さらに、切断ブラケット６の領域６０は、結果として生じた間隙に入る（図２参照）。

切断ブラケット６の所定の位置へのシフトは、支持体１を取り囲む図示されていない外側の筐体の、図示されていない検査窓を通して確認できる。

この点に関して、表示面６１は、切断ブラケット６と一体に形成されている。

図１及び図２に示されるように、切断ブラケット６は、回転滑動子として形成される。切断ブラケット６は、熱分離点に面する切断ブラケットの端面６２において、分離点領域への侵入及び切断プロセスを最適化するために、斜面又は楔面の形態で平面加工され得る。

Claims (6)

1. 支持体（１）に収容されたサージ・アレスタ用切断デバイスであって、該サージ・アレスタの少なくとも１つのアレスタ要素に接続されたプラグ接点（８、９）は、該支持体（１）から延出し、該切断デバイスは、第１の端部（１４０）で熱分離点を介して該アレスタ要素に接続され、第２の端部（１４１）によって該プラグ接点の一方（９）に接続された切替用舌状部（１４）と、該支持体（１）に枢動可能に取り付けられた、ばね予圧された絶縁切断ブラケット（６）とをさらに備え、該ばね予圧は、該切替用舌状部（１４）を介して該熱分離点に作用し、
   該切替用舌状部は、長方形の断面を有し、真っ直ぐな表面で細長い金属製の弾力のある弾性切断ストリップ（１４）として構成され、該アレスタ要素の接触面（３）への該接続は、該熱分離点によって、第１の切断ストリップ端部（１４０）の広い側面を介して行われ、該プラグ接点の一方（９）への該接続は、該支持体（１）に面する該プラグ接点（９）の一部分（１６）内にある、スロット形状の窪み（１５）に突っ込んでいる第２の切断ストリップ端部（１４１）の周縁を介して行われ、該窪み（１５）は、該第２の切断ストリップ端部（１４１）の該断面領域と実質的に相補しており、該切断ブラケット（６）はさらに、該熱分離点の融点に達すると、所定の位置にシフトされ、それによって該切断ストリップ（１４）は、該切断ストリップの該第１の切断ストリップ端部（１４０）が該接触点（３）から持ち上がり、該切断ブラケット（６）は、結果として生じた間隙に入ることを特徴とする、切断デバイス。
2. 前記切断ブラケット（６）は、回転レバーとして構成されることを特徴とする、請求項１記載の切断デバイス。
3. 前記切断ブラケット（６）の所定の位置への前記シフトは、前記支持体（１）を取り囲む外側筐体の検査窓を通して認知できることを特徴とする、請求項１又は２記載の切断デバイス。
4. 誘導ラグ（１００）は、前記第２の切断ストリップ端部（１４１）を収容するために、前記支持体（１）と一体に形成されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の切断デバイス。
5. 前記第２の切断ストリップ端部（１４１）は、前記プラグ接点（９）にハンダ付け又は溶接されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の切断デバイス。
6. 前記切断ブラケット（６）は、回転滑動部として構成され、前記熱分離点に面する前記切断ブラケットの端面（６２）に、単純な斜面又は楔面の形態で平面加工されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の切断デバイス。
   

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