JP2024512892A - 内部故障検出器及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

電気デバイス内の急激な圧力上昇の発生を検出するための故障検出器。故障検出器は、内部を有するチャンバと、チャンバと封止係合しているダイヤフラムと、チャンバの内部とチャンバの外部環境との間の流体連通を提供する開口とを有する。

Description

本発明のいくつかの実施形態は、変圧器、リアクトル、コンデンサなどの電気機器の性能を監視するための、装置又は方法に関する。本発明のいくつかの実施形態は、電気機器の故障を検出し、かつ／又は示すための、装置又は方法に関する。本発明のいくつかの実施形態は、配電システムにおいて使用される電気構成要素に、特に適用される。

配電網は、変圧器、コンデンサ、及びリアクトルなどの、電気構成要素を使用する。経年変化又は作動応力により、絶縁システムに故障が引き起こされると、そのようなデバイス内に、潜在的に危険な条件が生じる恐れがある。そのようなデバイス内での短絡は、一瞬のうちに大量のエネルギーを放出する可能性がある。最悪の場合、絶縁油の気化による急激な内部圧力の上昇と、その油蒸気が可燃性ガス又は揮発性ガスへと分解されることとに起因して、デバイスが爆発する恐れがある。

変圧器又は電圧調整器などの油入電気デバイスが、内部アーク故障を被ると、そのデバイス内部の圧力が一時的又は急激に上昇することが知られている。このことが発生するのは、アーク放電により、油又は絶縁流体の一部の局所的な気化が生じるためである。一部の電気デバイスには、ＳＦ_６などの電気絶縁ガスが充填されている。そのような急激な圧力上昇を検出して、そのような急激な圧力上昇が電気デバイス内で発生したことを示すための、デバイスが既知であり、例えば、全てが参照により本明細書に組み込まれる、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、及び特許文献５で説明されているようなものである。そのようなデバイスはまた、通常動作中の電気デバイス内の圧力の上昇を軽減するための、圧力逃し弁又は破裂板も含み得る。

上述の関連技術の例、及び、それらに関連する限定は、例示的であることが意図されており、排他的なものではない。当業者には、本明細書を読み込み、図面を検討することで、関連技術の他の限定が明らかとなるであろう。

米国特許第６８１２７１３号明細書 米国特許第６４２９６６２号明細書 米国特許第５０７８０７８号明細書 国際公開第２０１１／１５３６０４号 国際公開第２０１６／１３４４５８号

以下の実施形態及びそれらの態様は、範囲を限定するものではなく、例示的かつ説明的であることが意図されている、システム、ツール、及び方法に関連して、説明及び図示される。様々な実施形態では、上述の問題のうちの１つ以上が軽減又は解消されており、その一方で、他の実施形態は、他の改善を目的としている。

一態様では、急激な圧力上昇の発生を検出するための故障検出器は、内部を有するチャンバと、チャンバと封止係合して、チャンバの表面の一部分を画定しているダイヤフラムと、チャンバの内部とチャンバの外部環境との間の流体連通を提供する開口とを有し得るものであり、ダイヤフラムは、０．８８Ｎ／ｍｍ（５ｌｂｓ／インチ）以下のばね定数を有する。

一態様では、電気デバイスのハウジング内の急激な圧力上昇の発生を示すための故障検出器は、バレルと、ハウジングの内部と流体連通する作動機構と、を有し、作動機構が、封止されたチャンバであって、チャンバの外部環境とチャンバの内部との間を連通しているオリフィスを有する、チャンバと、ハウジングの内部とチャンバの内部との間の圧力差に応答して移動可能な作動部材であって、０．８８Ｎ／ｍｍ（５ｌｂｓ／ｉｎ）以下のばね定数を有する、作動部材と、を有する。プランジャが、バレルのボア内に設けられており、プランジャは、バレル内で前方に付勢され、通常は作動部材によって作動準備位置に保持されており、圧力差が正の閾値を上回ると、作動部材が移動されることにより、トリガ位置へとプランジャが前方に移動することを可能にする。

一態様では、電気デバイスのハウジング内の急激な圧力上昇の発生を示すための故障検出器は、バレルと、ハウジングの内部と流体連通する作動機構と、を有し、作動機構が、封止されたチャンバであって、チャンバの外部環境とチャンバの内部との間を連通しているオリフィスを有する、チャンバと、ハウジングの内部とチャンバの内部との間の圧力差に応答して移動可能である作動部材であって、非作動構成から作動構成に作動部材を移動させる、作動部材とを有する。プランジャが、バレルのボア内に設けられており、第１の位置及び第２の位置を有する係止部材が設けられており、第１の位置において、係止部材が、バレル内でのプランジャの前方移動を抑制して、プランジャに加えられた力が作動部材に伝達することを防止するように位置決めされ、第２の位置において、係止部材が、プランジャの前方移動を可能にするように位置決めされ、プランジャが、係止部材が第１の位置にあるときに、最初に、係止部材によって非作動構成に保持され、係止部材が第２の位置にあるときに、バレルのボア内で前方に移動可能である。

一態様では、電気デバイスのハウジング内の急激な圧力上昇の発生を示すための故障検出器が提供され、故障検出器は、バレルと、ハウジングの内部と流体連通して、ハウジング内の急激な圧力上昇に応答して作動部材を解放するように構成されている、作動機構と、バレルのボア内のプランジャであって、バレル内で前方に付勢され、通常は作動部材によって作動準備位置に保持されている、プランジャと、プランジャに固定して保持されている第１の端部、及びバレルに固定して保持されている第２の端部を有する、静的シールと、を有し、静的シールは、故障検出器が作動準備構成からトリガ構成に移動する際に、プランジャとバレルとの相対移動を可能にすると同時に、ハウジングの内部とハウジングの外部環境との間の封止を維持する、中央部分を有する。

いくつかの態様では、ホール効果センサを使用して、プランジャとバレルとの相対移動を検出し、急激な圧力上昇が発生したという信号を生成することができる。
一態様では、電気デバイスから圧力を解放するための圧力逃し弁であって、使用時に、電気デバイスのハウジングの内部への、内向きの流体の流れを、ハウジングの内部から出る、外向きの流体の流れに対して減少させる、一方向流れ阻止体を有する、圧力逃し弁が設けられている。一方向流れ阻止体は、軸方向に移動可能な封止スリーブとすることができる。

上述の例示的な態様及び実施形態に加えて、更なる態様及び実施形態が、図面を参照し、以下の詳細な説明を検討することによって明らかとなるであろう。
例示的実施形態が、図面の参照図に示されている。本明細書で開示される実施形態及び図は、制限的ではなく例示的なものと見なされるべきであることが意図されている。

配電柱に取り付けられ、本発明による内部故障検出器を備え、エネルギー供給源に接続されている、電力変圧器の部分切欠き概略図である。 内部故障検出器の一実施形態の斜視断面図である。 明確化のためにハウジングの一部分が省略されている、図２の実施形態の分解図である。 図２の実施形態の作動機構の断面図である。 本発明の例示的実施形態による、事前折り返し形ダイヤフラムの斜視図である。 本発明の例示的実施形態による、事前折り返し形ダイヤフラムの断面図である。 トップハット形ダイヤフラムの断面図である。 カラー並びにバレルの内側部分及び外側部分の斜視図である。 回転防止タブ及び排出開口を含む、内部故障検出器の一実施形態の底面図である。 ハウジング内の開口における、内部故障検出器の一実施形態のバレルの回転を防止するための、１つの可能な構成を示す概略図である。 本発明の内部故障検出器内に設置されている場合の、バレルとプランジャとの間を封止するためのシールの作動準備構成の斜視図を示す。 本発明の内部故障検出器内に設置されている場合の、バレルとプランジャとの間を封止するためのシールのトリガ構成の斜視図を示す。 内部故障検出器が作動準備構成にある場合の、内部故障検出器の例示的実施形態によるバレルとプランジャとの間のシールの位置決めを示す。 内部故障検出器がトリガ構成にある場合の、内部故障検出器の例示的実施形態によるバレルとプランジャとの間のシールの位置決めを示す。 本発明の例示的実施形態による係止バーの斜視図である。 バレルの内側部分と一体に組み付けられている、図１１の係止バーの斜視図である。 本発明の例示的実施形態によるシャトルの斜視図である。 本発明の例示的実施形態によるシャトルの側面図である。 例示的実施形態によるインジケータの内側端部の、上部からの斜視図である。 プランジャの内側端部、付勢ばね、及びシャトルの例示的なアセンブリを示す、底部からの斜視図である。 作動準備構成とトリガ構成との間で移行している、インジケータ機構の諸部分を示す断面図である。 トリガ構成におけるインジケータ機構の諸部分を示す断面図である。 非作動構成における係止バーとシャトルとの相対位置を示す斜視図である。 作動構成における係止バーとシャトルとの相対位置を示す斜視図である。 非作動構成におけるシャトルと係止バーとを示す部分側面図である。 非作動構成におけるシャトルと係止バーとを示す断面図である。 作動構成におけるシャトルと係止バーとを示す部分側面図である。 作動構成におけるシャトルと係止バーとを示す断面図である。 作動準備状態にある内部故障検出器の一実施形態の斜視図である。 展開状態にある内部故障検出器の一実施形態の斜視図である。 インジケータに付勢力を提供するためにコイルばねが使用されている、本発明の一実施形態による内部故障検出器の、作動準備構成における内部故障検出器と開放構成における圧力逃し弁とを示す斜視断面図である。 本発明の例示的実施形態による圧力逃し弁の断面図である。 内部故障検出器の一実施形態の圧力逃し弁用のばね保持器と係合されている、ダストカバーの側面図を示す。 図１８Ａの実施形態の分解斜視図である。 設置済みの輸送用係止具を含む、内部故障検出器の一実施形態の斜視図である。 輸送用係止具の一実施形態の拡大図である。 輸送用係止具と係合する特徴部を示す、内部故障検出器の一実施形態のバレルの外側端部の拡大斜視図である。 輸送用係止具が設置されている、一実施形態による内部故障検出器の断面図である。 図２１Ａの内部故障検出器内のアクチュエータ機構とインジケータ機構との間のインタフェースの詳細図である。 内部圧力が放出されているときの、圧力逃し弁の一実施形態と併せて使用される一方向流れ阻止体の例示的実施形態を示す、部分拡大図である。 内部圧力が均一化されているときの、ハウジングの内部が真空下にある（すなわち、大気圧よりも低い圧力にある）場合の一方向流れ阻止体の例示的実施形態の図である。 磁気センサの例示的実施形態の斜視図である。 磁気センサの分解斜視図である。 横方向に向けられている係止バーの使用を通じて、インジケータ機構からアクチュエータ機構を結合解除するための、例示的手段を示す斜視図である。 横方向に向けられている係止バーの使用を通じて、インジケータ機構からアクチュエータ機構を結合解除するための、例示的手段を示す斜視図である。 横方向に向けられている係止バーの使用を通じて、インジケータ機構からアクチュエータ機構を結合解除するための、例示的手段を示す斜視図である。 アクチュエータ機構のトリガピンと選択的に係合するための枢動係止バーの使用を通じて、インジケータ機構からアクチュエータ機構を結合解除するための、例示的手段を示す斜視図である。 アクチュエータ機構のトリガピンと選択的に係合するための枢動係止バーの使用を通じて、インジケータ機構からアクチュエータ機構を結合解除するための、例示的手段を示す斜視図である。 アクチュエータ機構のトリガピンと選択的に係合するための枢動係止バーの使用を通じて、インジケータ機構からアクチュエータ機構を結合解除するための、例示的手段を示す斜視図である。

以下の明細書本文の全体を通して、具体的な詳細が、より完全な理解を当業者に提供するために記載されている。しかしながら、周知の要素は、本開示を不必要に不明瞭にすることを回避するために、詳細には図示又は説明されていない場合がある。したがって、明細書本文及び図面は、制限的ではなく例示的な意味として見なされるべきである。

本明細書で使用される場合、相対的方向の用語「上」、「下」、「上部」、「底部」、「垂直」、「水平」などは、内部故障検出器の、典型的な例示的実施形態での、その設置構成における、意図されている向きに関連して使用される。相対的方向の用語「前方」、「前側」などは、概ね円筒形の変圧器ハウジングの半径方向外側によって定義される方向に関連して使用される。逆に、相対的方向の用語「後方」、「後側」などは、変圧器ハウジングの半径方向内側によって定義される方向に関連して使用される。そのような用語は相対的なものに過ぎず、内部故障検出器は、使用されていない場合には他の向きを有することが可能であり、内部故障検出器は、本明細書で説明されている例示的構成以外の代替的な向きで設置されても、依然として同じ機能を実行することが可能である点が理解されよう。本明細書で使用される場合、用語「軸方向」とは、内部故障検出器のバレルの長手方向軸に沿った方向を指す。

本明細書で説明されるような内部故障検出器は、柱上変圧器、地上設置型変圧器、又は電圧調整器を含めた、様々な高電力電気デバイスと共に使用することができる。例示的実施形態は、油入柱上変圧器に関連して説明されるが、本発明のいくつかの実施形態はまた、ガス入変圧器と共に使用される。

図１は、油入柱上変圧器と併せて使用される、内部故障検出器２２の例示的実施形態を示す。典型的な配線柱１０は、電力線１４を支持する腕金１２を有する。
変圧器１６は、ハウジング又は「タンク」２０を有する。内部故障検出器２２の例示的実施形態が、タンク２０の側壁の開口（図示せず）内に取り付けられている。いくつかの実施形態では、この開口は小さい穴であり、例えば、様々な機器を変圧器などに対して挿入するために一般的に使用される穴サイズである、約３４．０ｍｍ（約１．３５インチ）の直径を有し得る。タンク２０は、電気絶縁流体２６を収容しており、この電気絶縁流体は、例えば、絶縁鉱油又はＮｙｎａｓ Ｎｙｔｒｏ（登録商標）（ナフテン油から作製されているもの）などの油、又は、Ｅｎｖｉｒｏｔｅｍｐ ＦＲ３（登録商標）流体（種子から作製されているもの）などのエステル系流体、又は、ＳＦ_６などの電気絶縁ガスとすることができる。内部故障検出器２２は、流体入変圧器に関しては、タンク２０内の電気絶縁流体２６の流体面よりも上方の空間２８内に、又は、ガス入変圧器に関しては、好ましくはコア若しくはコイルよりも上方の空間内に配置されている。

図１に示されている内部故障検出器２２は、タンク２０の側面に取り付けられているが、代替的実施形態では、内部故障検出器２２は、タンク２０の蓋２１内に形成されている開口を通して設置されている。いくつかのそのような実施形態では、タンク２０の蓋２１内に内部故障検出器２２を設置することにより、内部故障検出器２２を、タンク２０内のより高い位置に設置することが可能となり、内部故障検出器２２の感度の向上がもたらされる、かつ／又は内部故障検出器２２の設置を容易にすることができる。

また更なる代替的実施形態では、内部故障検出器２２は、タンク２０内の圧力の変化が内部故障検出器２２に伝達されるように、内部故障検出器２２が、タンク２０の内部と流体連通して配置される限り、例えば既存の変圧器を改造するために行われ得るように、部分的又は全体的にタンク２０の外側に設置することも可能である。

図２及び図３を参照すると、内部故障検出器２２は、ハウジング２０内の急激な圧力上昇を検出する、３０によって全体的に示されているアクチュエータ機構と、急激な圧力上昇をアクチュエータ機構３０が検出した場合に外観を変化させる、３２によって全体的に示されているインジケータ機構とを有する。本明細書で使用される場合、「急激な圧力上昇」とは、約５～１５ミリ秒の上昇期間内に約０．７～１４０ｋＰａ（０．１～２０ポンド毎平方インチ（pounds per square inch；ｐｓｉ））以上のピーク圧力を有する、圧力の変化を意味する。これには、これらの範囲内の全ての値及び部分範囲、例えば、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、又は１４ミリ秒の期間内での、１．４、２．１、２．８、３．４、４．１、４．８、５．５、６．２、６．９、７．６、８．３、９．０、９．７、１０．３、１１、１１．７、１２．４、１３．１、１３．８、１５．２、１６．５、１７．９、１９．３、２０．７、２４．１、２７．６、３１、３４．５、４１．４、４８．３、５５．２、６２．１、６８．９、８２．７、９６．５、１１０、又は１２４ｋＰａ（０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．２、２．４、２．６、２．８、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、６、７、８、９、１０、１２、１４、１６、又は１８ｐｓｉ）以上が含まれる。内部故障検出器２２の種々の実施形態は、所望の用途に応じて、急激な圧力上昇に対する種々のレベルの感度を有し得る。内部故障検出器２２の感度を調節する代替的方式が、以下で論じられる。

一例として、変圧器１６の通電状態又は「アクティブな」構成要素を取り囲む絶縁体が破壊される場合、アークが生じる可能性がある。アークが生じる他のシナリオとしては、短絡が発生する場合、又は製造上の欠陥若しくは部品が互いに接触する場合、又はアクティブな変圧器構成要素を取り囲む絶縁体の絶縁耐力が不十分である場合が挙げられる。電気アークは、大量のエネルギーを消散させる。ハウジング２０内のエネルギーの突然の消散は、ハウジング２０内の圧力の急上昇を引き起こす。１００アンペア程度の短絡電流のレベルであっても、ハウジング２０内の圧力は、変圧器１６の通常動作中に発生すると合理的に予期されている他の圧力変動よりも、明らかに高い速度で上昇する。この急激な圧力上昇、すなわち一時的な圧力上昇は、アクチュエータ機構３０によって検出され、このことがインジケータ機構３２をトリガする。すなわち、急激な圧力上昇により、インジケータ３２は、作動準備構成からトリガ構成にトリガされる。

通常の動作と、通常の動作条件中の予期されている圧力変化とを容易にするために、内部故障検出器２２は、圧力逃し弁３４を含み得る。圧力逃し弁３４の設定点よりも大きい値まで圧力が上昇する場合には、その圧力が軽減されるまで、圧力逃し弁３４が開放する。ハウジング２０内の圧力は、周囲温度及び負荷の通常の変動の結果として、圧力逃し弁３４を開放することが可能なレベルまで上昇し得る。保守作業員もまた、以下で説明されるように、圧力逃し弁３４を手動で操作して、ハウジング２０の内側の周囲圧力とハウジング２０の外側の空気圧とを均一化させることができる。

図２及び図３で最良に示されているように、アクチュエータ機構３０は、シェル３３に配置されている小さいオリフィス３８によってのみハウジング２０の内部と流体連通している、チャンバ３６を有する。すなわち、チャンバ３６は、チャンバ３６の内部をハウジング２０の内部と流体連通させる小さいオリフィス３８を除いて、概ね封止されている。図示の実施形態では、ガスバリアとして機能するダイヤフラム４０が、チャンバ３６の１つの壁を形成している。チャンバ３６の第２の壁が、シェル３３によって提供されている。

いくつかの実施形態では、シェル３３は、複数の隣接する構成要素を含む。図４で最良に示されるように、シェル３３は、アクチュエータハウジング壁３３Ａを含む。壁３３Ａの外面は、下向きに延びている概ね円筒形の壁を含み、その一方で、壁３３Ａの内面は、本明細書で後述されるような、アクチュエータ機構３０の他の構成要素と連動するための特徴部を含む。シェル３３は更に、ハウジング２０の内部からアクチュエータ機構３０の上端部を封入するための蓋３３Ｂを含む。蓋３３Ｂは、任意の好適な方式で（例えば、クリップ、クランプ、接着剤、超音波溶着、オーバーモールドなどによって）、アクチュエータハウジング壁３３Ａに固定することができる。図示の実施形態では、オーバーモールド部品３３Ｃが、壁３３Ａと蓋３３Ｂとの外部接合縁部を実質的に覆って取り付けられている。他の実施形態では、シェル３３全体が一体的に形成されている。

ダイヤフラム４０は、チャンバ３６内の一方の面４０Ａと、ハウジング２０内に位置決めされていることによって、又はハウジング２０の内部と流体連通するように配置されていることによって、ハウジング２０の周囲圧力に晒される、第２の面４０Ｂと、を有する。チャンバ３６は、好ましくは、ハウジング２０内に位置決めされた場合に適度に小さい空間を占有し得るように、ほぼ半球形であるが、チャンバ３６は、他の形状を有する場合もある。ダイヤフラム４０は、好ましくは、ダイヤフラム４０の両側における圧力差が、インジケータ機構３２をトリガするために十分な力を生成するように、適度に大きい表面積を有する。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム４０は、７．６ｃｍ（３インチ）以上の直径を有し得る。他の実施形態では、１．３～５．１ｃｍ（０．５～２インチ）の範囲の直径などの、より小さい直径が、ダイヤフラム４０に関して使用される場合もあり、それらの間の任意の値、例えば１．５、１．８、２．０、２．３、２．５、２．８、３．０、３．３、３．６、３．８、４．１、４．３、４．６、又は４．８ｃｍ（０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、又は１．９インチ）を含む。

図示の実施形態では、スピンドル３１が、ダイヤフラム４０に対する下方向での支持を提供するために設けられている。ダイヤフラム４０を上方向及び半径方向内向きで支持するために、支持ホイール３５を設けることができる。支持ホイール３５は、ダイヤフラム４０の半径方向内側面によって概ね画定される、垂直円形突出部３７を含む。支持ホイール３５は、円形突出部３７の底部から、半径方向内向きに延びて、ダイヤフラム４０の面４０Ａの内側部分に実質的に適合している。支持ホイール３５は、ダイヤフラム４０よりも剛性の材料から作製されており、ダイヤフラム４０を、過度の撓みによって引き起こされる可能性がある損傷から保護している。スピンドル３１及び支持ホイール３５に関する、他の設計及び構成もまた、ダイヤフラム４０を支持するために使用することができる。例えば、スピンドルは、好適な弾性材料のシートとして、複数の接続された同心リングから形成することなどができる。

チャンバ３６のサイズ及び形状はまた、インジケータ機構３２の感度にも影響を及ぼし得る。例えば、ダイヤフラム４０の表面４０Ａよりも上方の、チャンバ３６の高さ４５は、感度に影響を及ぼすものであり、内部故障検出器２２が配備される機器のタイプに応じて、種々の高さを使用することができる。例えば、より大きい空間を有する変圧器又は電圧調整器では、例えば高さ４５をより高くすることによって、より大きいカップ容積を提供することができる。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム４０の表面４０Ａよりも上方の、チャンバ３６の高さ４５は、約１．３～約７．６ｃｍ（約０．５～約３インチ）程度とすることができ、それらの間の任意の値又は部分範囲、例えば、１．９、２．５、３．２、３．８、４．４、５．１、５．７、６．４、又は７．０ｃｍ（０．７５、１．０、１．２５、１．５０、１．７５、２．００、２．２５、２．５０、又は２．７５インチ）を含む。

空気は、オリフィス３８によってチャンバ３６に出入りすることができるため、チャンバ３６内の空気圧は、ハウジング２０内の周囲圧力の比較的緩徐な変化に追従することになる。そのような変化は、例えば、変圧器１６内の温度が変化する場合に発生し得る。その一方で、ハウジング２０内の圧力が突如として上昇する場合には、オリフィス３８のサイズが小さいため、チャンバ３６内の空気圧が上昇するためには、ある程度の時間を要することになる。急激な圧力上昇に応答して、ダイヤフラム４０は、インジケータ機構３２を確実にトリガするために、十分に遠くまで移動するべきである。この期間中、ダイヤフラム４０の面４０Ｂに対する圧力は、一時的に、面４０Ａに対する圧力を大幅に上回ることになる。それゆえ、ダイヤフラム４０は、チャンバ３６に向けて内向きに押され、その結果、軸方向でのダイヤフラム４０の並進移動がもたらされる。

急激な圧力上昇は、例えば、変圧器１６のアクティブな部品の電気的故障が、ハウジング２０内に電気アークを引き起こした場合に発生する。ダイヤフラム４０は、内部故障によって引き起こされる場合よりも低い内部圧力の変化に起因して、内部故障検出器２２がトリガされることを回避するために、毎秒約０．７ｋＰａ（約１ｐｓｉ）よりも緩徐に発生するハウジング２０内の周囲圧力の変動に対しては、非感受性であるべきである。

例えばハウジング２０が地震によって揺れた場合に発生し得るような、ダイヤフラム４０への油の飛散の影響を抑えるために、飛散カバー４４を設けることができる。スペーサリング４６が、飛散カバー４４の表面よりも上方にダイヤフラム４０を持ち上げるように、ダイヤフラム４０と飛散カバー４４との間に介在している。図３及び図４で最良に示されているように、スペーサリング４６は、ダイヤフラム４０、スピンドル３１、及び支持ホイール３５を取り囲む、外向きに延出する肩部４６Ａを有する円形リングである。

シェル３３は、任意の好適な方式で（例えば、クリップ、クランプ、接着剤、超音波溶着、オーバーモールドなどによって）、飛散カバー４４に固定することができる。図示の実施形態では、シェル３３の内側部分４７のねじ山付き部分が、飛散カバー４４の外側部分４９のねじ山付き部分の上に螺合されている。ねじ山が終端する、内側部分４７のねじ山付き部分の上端部において、内側部分４７は、円形の形状を形成するように内向きに短く延出しており、この延出部の端部において、内側部分４７は、下向きの突出部を含む（図４を参照）。

シェル３３が、飛散カバー４４の上に螺合されると、内側部分４７の内向き延出部は、外周リップ部５１を同心状に取り囲む。飛散カバー４４の上にシェル３３をねじ式に係合させると、リップ部５１の下向き面が、スペーサリング４６に当接し、このスペーサリングが同様に、飛散カバー４４の外側部分４９に当接することにより、ダイヤフラム４０がチャンバ３６内に保持される。そのような構成でダイヤフラム４０を保持することによって、チャンバ３６の圧力とハウジング２０の内部の圧力とは、オリフィス３８及び／又は、チャンバ３６に進入する任意の油が出て行くことを可能にするように設けられている小さい開口である油排出開口１５１を通って空気が出入りすることを除いて、互いに対して封止される。スペーサリング４６を設けることは、シェル３３によってダイヤフラム４０に掛けられる下向きの力を、より大きいスペーサリング４６の表面積にわたって分散させることができるため、有益である。有利には、図示の構成におけるダイヤフラム４０の確実な保持は、ハウジング２０の内部とチャンバ３６との間の封止を改善することにより、アクチュエータ機構３０の感度を向上させる。例えば、表面４０Ａとチャンバ３６との間に介在する、内側部分４７の下向き突出部の下側表面上に配置されるＯリングによって、追加的な封止を提供することができる。

ダイヤフラム４０から延出している軸方向ガイドロッド５５が、キャビティ４１内に突出し得る。そのような実施形態では、キャビティ４１内に突出している軸方向ガイドロッド５５の上端部の場所は、組み立て中にチャンバ３６内にダイヤフラム４０が適切に配置されることを検証するために使用することができる。更には、キャビティ４１内へのガイドロッド５５の突出は、過度の上向きの動きを制限して、ダイヤフラム４０に損傷をもたらす恐れのある、ダイヤフラム４０の反転を防止する役割を果たす。図示の実施形態では、スピンドル３１とガイドロッド５５とは、単一ユニットとして一体的に形成されている。これらの構成要素は、一体的に形成される必要はないが、より少ない部品を有することは、より容易な組み立てを可能にし得るものであり、また、ユニットごとの、内部故障検出器２２の配備における、より多大な一貫性をもたらし得る。

図４で最良に示されているように、ガイドロッド５５は、テーパ状の下側部分を有する、シェル３３に配置された一対の対向するタブ４８の間に画定されている、キャビティ４１内に突出している。図示されていないが、いくつかの実施形態では、オリフィス３８は、キャビティ４１の頂部の真上に設けることができる。

トリガピン５０が、ダイヤフラム４０から下向きに延出して、アクチュエータ機構３０がトリガされるまでプランジャ６４を所定の位置に保持している。急激な圧力上昇に応答したダイヤフラム４０の移動が、以下で説明されるように、インジケータ機構３２をトリガする。図示の実施形態では、トリガピン５０は、スピンドル３１の底面上に一体的に形成されている、一対の対向するタブ５２から突出している。トリガピン５０は、スピンドル３１のタブ５２の間に、締まり嵌めによって保持することができる。他の実施形態では、タブ５２は、スピンドル３１から省略されており、トリガピン５０は、ダイヤフラム４０の中央部分に配置されているハブ内に、締まり嵌めによって保持されている。別の実施形態では、ピン５０は、スピンドル３１と一体的に形成されている。通常の動作条件下では、チャンバ３６は、地震の揺れを含めた、様々な機械的振動及び衝撃に晒される。そのような機械的振動による誤ったトリガを回避し、迅速な動作を可能にするためには、ダイヤフラム４０の質量を小さくするべきである。

図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の例示的実施形態による、ダイヤフラム４０の斜視図及び断面図を示す。図示の実施形態では、ダイヤフラム４０の外径は、リップ部５１を有する。本明細書で説明されるように、リップ部５１の構成は、シェル３３の内側部分４７及びスペーサリング４６が、ダイヤフラム４０の互いに反対向きの面上に締め付けられることによって、チャンバ３６内にダイヤフラム４０が固定されることを可能にする。しかしながら、チャンバ３６の表面の少なくとも一部分をダイヤフラム４０が提供するように、ダイヤフラム４０をチャンバ３６と封止係合させるために、任意の好適な機構又は製造技術を、代替的実施形態で使用することも可能である。

ダイヤフラム４０の外径よりも小さい直径を有する、同心の環状隆起部５３が、リップ部５１の半径方向内側で、ダイヤフラム４０に設けられている。隆起部５３は、ダイヤフラム４０の形状内の折り返し部として説明することができ、図示のようなダイヤフラム４０は、１つの折り返し部を有する。環状隆起部５３によって提供されている折り返し部は、ダイヤフラム４０の直径２５よりも小さい直径４３を有する。

隆起部５３の内側端部において、ダイヤフラム４０は、高さ５７を有し、半径方向内向きに延びて浅いカップ部５４を形成している、下向きに垂れている窪みを特徴とする。いくつかの実施形態では、高さ５７は、０．１３～１．３ｃｍ（０．０５～０．５インチ）の範囲にあり、それらの間の任意の値、例えば、０．２５、０．５１、０．７６、又は１．０ｃｍ（０．１、０．２、０．３、又は０．４インチ）を含む。いくつかの実施形態では、カップ部５４は、１．３～６．４ｃｍ（０．５～２．５インチ）の範囲の、直径４３に対応する直径を有し、それらの間の任意の値、例えば、１．５、１．８、２．０、２．３、２．５、３．０、３．６、４．１、４．６、５．１、５．６、又は６．１ｃｍ（０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．２、１．４、１．６、１．８、２．０、２．２、又は２．４インチ）を含む。いくつかの実施形態では、カップ部５４は、約５．１ｃｍ（約２インチ）の直径を有する。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム４０は、１．３～１２．７ｃｍ（０．５～５インチ）の範囲の総直径２５を有し、それらの間の任意の値、例えば、１．５、１．８、２．０、２．３、２．５、３．８、５．１、６．４、７．６、又は１０．２ｃｍ（０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．５、２．０、２．５、３、又は４インチ）を含む。

図示のようなダイヤフラム４０内の単一の折り返し部は、いくつもの理由のために使用することができる。図示の折り返し部の直径４３は、ダイヤフラム４０の総直径２５から、環状隆起部５３の半径方向外側の特徴部の寸法を差し引いたものに等しい。この直径４３は、変圧器１６内の圧力上昇に対してダイヤフラム４０が敏感な、表面積を確立する。より大きい表面積を有するダイヤフラムは、一般的に言えば、圧力の変化に対してより敏感となるが、これは、ダイヤフラムに作用する所与の圧力に対して、より小さい表面積を有するダイヤフラムよりも大きい力を生成することができるためである。２つ以上の折り返し部が存在する場合、最も内側の折り返し部の直径のみが、圧力変化に対してダイヤフラム４０が敏感である領域としての役割を果たすことが判明している。圧力変化に対して敏感な領域が大きいほど、ダイヤフラム４０及びアクチュエータ機構３０の感度を向上させる結果となることが判明している。

変圧器１６内の圧力上昇に対するダイヤフラム４０の感度は、ダイヤフラム４０の幾何学形状に部分的に依存することが判明している。ゼロ個の折り返し部がダイヤフラム４０に設けられている（すなわち、ダイヤフラム４０が、折り返し部又はカップ部を有することなく、概ね平坦である）場合、圧力上昇に応答するダイヤフラム４０の移動は、ダイヤフラム４０が作製されている材料の弾性変形のみに依存する（すなわち、ダイヤフラム４０の中心点のいかなる撓みも、そのような材料の弾性変形の結果としてのみ生じる）。対照的に、環状隆起部５３によって提供されている折り返し部は、ダイヤフラム４０が作製されている材料の著しい弾性変形を必要とすることなく、カップ部５４の形状を変化させることによって、圧力上昇に応答してカップ部５４がカップ部５４自体に対して反転することを可能にするものであるが、材料の弾性変形は、カップ部５４の形状を変化させるために必要とされるものよりも、比較的高い閾値圧力を必要とする。それゆえ、ゼロ個の折り返し部の使用は、圧力が作用するために利用可能な、感圧性の表面積を最大化し得るものであるが、より感圧性の高いトリガ機構（すなわち、カップ部５４の反転）によってもたらされる利点は、平坦なダイヤフラムに関しては存在しない。それゆえ、所与の直径２５のダイヤフラム４０の感度の向上は、図示のように、単一の折り返し部を設けることによって達成することができる。

図示の実施形態では、変圧器１６内の圧力上昇に応答してダイヤフラム４０が移動することが可能な量は、主として高さ５７の関数である。具体的には、ダイヤフラム４０の移動に関して利用可能な、概念上のストローク長は、高さ５７の値の２倍、すなわち、カップ部５４の基底部が完全に反転する場合の利用可能なストローク長である。実際には、急激な圧力上昇の間の、カップ部５４の基底部の変位は、このストローク長の約半分であり、これは、高さ５７よりも僅かに小さい変位に相当する。望ましく高いストローク長は、アクチュエータ機構３０の誤ったトリガの可能性を低減するものであるため、有利である。環状隆起部５３によって提供されている折り返し部は、対応する平坦なダイヤフラムの場合よりも大きい高さ５７、またそれゆえストローク距離を可能にする。

概ね円形の形状を有するダイヤフラム４０が図示され、説明されているが、ダイヤフラム４０を係合しなければならない対応する構成要素が、対応する形状を備えているのであれば、ダイヤフラム４０は、他の形状（例えば、三角形、正方形、矩形、又は他の多角形若しくは非対称形状）を有することも可能である。ダイヤフラム４０の概ね円形の形状は、他の形状よりも敏感であり得る。

ダイヤフラム４０は、好ましくは、本明細書で説明されるように、急激な圧力上昇に応答して、アクチュエータ機構３０を作動させるための検出可能な移動をもたらす厚さ及び可撓性の、好適な弾性材料から構成されている。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム４０は、ダイヤフラム４０の最終形状へと成形された、可鍛性材料又は液体材料から形成されている。ダイヤフラム４０用の材料は、その材料が射出成形、圧縮成形、トランスファー成形などの製造プロセスによって成形されるために好適であるように選択することができる。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム４０の製造は、最初に、好適な材料をダイヤフラム４０の所望の形状へと形成することと、次いで、その材料を任意の好適な手段によって硬化させることとを含む。

ダイヤフラム４０は、急激な圧力上昇によって生成される圧力差に応答して、大規模な非弾性の動きを行う。ダイヤフラム４０は、ダイヤフラム４０が作製されている材料の弾性変形を最小限に抑えつつ、横方向の移動を最大化するように設計されている。ダイヤフラム４０は、好ましくは、可撓性又は伸縮性であるが容易には弾性変形しない材料から作製されている。対照的に、ダイヤフラム４０の全体形状は、急激な圧力上昇の発生時に、その形状の変形を可能にするために、弾性となるように設計されている。理論に束縛されるものではないが、ダイヤフラム４０が作製されている材料の弾性変形は、ダイヤフラム４０の大規模な並進運動（すなわち、撓み）を引き起こさないことにより、アクチュエータ機構３０の感度を低下させる。内部故障検出器２２の作動をもたらすものは、トリガピン５０を移動させるための、カップ部５４の圧迫を介したダイヤフラム４０自体の垂直方向の撓みである。

ダイヤフラム４０が作製されている材料はまた、好ましくは、高温に対しても弾性的であり、様々なタイプの流体、例えば、鉱油若しくはエステル系流体、又は、電気デバイス内で使用することが可能な電気絶縁ガスに晒された場合にも劣化しない。

いくつかの実施形態では、ダイヤフラム４０を形成するために使用される材料は、エラストマーである。このエラストマーは、熱硬化性ポリマーとすることができる。より具体的な実施形態によれば、ダイヤフラム４０を形成するために使用される材料は、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）である。他の実施形態では、ダイヤフラム４０を形成するために使用される材料は、ニトリル、フルオロエラストマー、フルオロカーボン、又はネオプレンとすることができる。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム４０は、埋め込み繊維を有する複合材料から形成されている。いくつかの実施形態では、この埋め込み繊維は、ポリマー繊維である。いくつかの実施形態では、埋め込みポリマー繊維を含めた埋め込み繊維は、ダイヤフラム４０の一方の表面にのみ埋め込まれている。いくつかの実施形態では、埋め込みポリマー繊維を含めた埋め込み繊維は、ダイヤフラム４０の両面に埋め込まれている。ポリマー繊維の使用は、有利には、ダイヤフラム４０の靭性を増大させると同時に、ダイヤフラムが柔軟なままであることを可能にし得る。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム４０を形成するために使用される材料は、繊維埋め込みフルオロシリコーンである。

いくつかの実施形態では、ダイヤフラム４０（リップ部５１を除く）は、０．１３～０．５１ｍｍ（０．００５～０．０２インチ）の厚さを有してもよく、それらの間の任意の値、例えば、０．２５又は０．３８ｍｍ（０．０１又は０．０１５インチ）を含む。より具体的な実施形態によれば、ダイヤフラム４０は、約０．３０ｍｍ（約０．０１２インチ）の厚さを有する。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム４０が作製されている材料は、５０～９５ショアＡデュロメータの範囲の、硬度を有してもよく、それらの間の任意の値、例えば、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、８８、９０、９２、又は９４ショアＡデュロメータを含む。具体的な一実施例では、ダイヤフラム４０が作製されている材料は、約７１ショアＡデュロメータの硬度を有する。ダイヤフラム４０を形成するために使用される材料は、好ましくは、ハウジング２０内の急激な圧力上昇がダイヤフラム４０を上向きに押す際の高い歪みに対して、弾性的である。

ダイヤフラム４０が作製されている材料に加えて、ダイヤフラム４０の形状及び構成もまた、ダイヤフラム４０を作動させることが可能な容易性に影響を及ぼす。一例として、ダイヤフラム４０の図示の構成は、故障の発生に対する良好な感度をもたらすと同時に、引き裂きに対して好適に弾性的であることが判明している。いくつかの用途では、圧力差に対するダイヤフラム４０の感度を向上させること（またそれゆえ、アクチュエータ機構３０の感度を向上させること）が望ましい。例えば、より柔軟なダイヤフラム４０は、ダイヤフラム４０が比較的柔軟ではない場合よりも、小さいアクチュエータ機構３０の構成を可能にする。ダイヤフラム４０の両側における圧力差によって生成される上向きの力は、ダイヤフラム４０によって生成される下向きの反作用ばね力に抗して作用し、この反作用ばね力は、ダイヤフラム４０を、その初期位置に向けて付勢する。更には、アクチュエータ機構３０がトリガするためには、ダイヤフラム４０が取り付けられている、支持ホイール３５、スピンドル３１、及びトリガピン５０の重量によって生成される、下向きの力に打ち勝たなければならない。いくつかの実施形態では、アクチュエータ機構３０をトリガするためにダイヤフラム４０が打ち勝たなければならない、更なる下向きの力を供給するように、ばねをダイヤフラム４０と一体的に形成するか、又はダイヤフラムに対して付勢させることができる。本明細書で後述されるように、インジケータ機構３２の一部であるばね７０によって生成され、トリガピン５０に作用する水平力が、本明細書で更に説明されるいくつかの実施形態などを介して他の方式で制限されない場合には、ダイヤフラム４０の位置決めを非対称に付勢することにより、アクチュエータ機構３０をトリガするために必要な圧力を増大させる。

本発明者らは、ダイヤフラム４０のばね定数が、ダイヤフラム４０を作動させることが可能な容易性の、代表的な指標を提供するものであり、より低いばね定数ｋは、電気デバイスのハウジング内の圧力のより低い上昇によって作動させることが可能な、アクチュエータにつながるものであると判定した。ダイヤフラム４０に関する低いばね定数は、ダイヤフラム４０の幾何学形状と、選択された材料との組み合わせによって、図示の構成で達成することができる。特許協力条約国際公開第２０１１／１５３６０４号などにおける、電気デバイス内の急激な圧力上昇を検出するためのデバイス内で採用されている先行技術のダイヤフラムは、約１．２Ｎ／ｍｍ（約７ｌｂｓ／ｉｎ）のばね定数を有し得る。比較すると、いくつかの例示的実施形態では、本発明のダイヤフラム４０は、約０．３０Ｎ／ｍｍ（約１．７ｌｂｓ／ｉｎ）以下のばね定数を有し得る。いくつかの実施形態では、本発明のダイヤフラム４０は、約０．１８～約０．８８Ｎ／ｍｍ（約１～約５ｌｂｓ／ｉｎ）の範囲のばね定数を有し、それらの間の任意の値、例えば、０．１８、０．１９、０．２１、０．２３、０．２５、０．２６、０．２８、０．３０、０．３２、０．３３、０．３５、０．３７、０．３９、０．４０、０．４２、０．４４、０．４６、０．４７、０．４９、０．５１、０．５３、０．５４、０．５６、０．５８、０．６０、０．６１、０．６３、０．６５、０．６７、０．６８、０．７０、０．７２、０．７４、０．７５、０．７７、０．７９、０．８１、０．８２、０．８４、０．８６、又は０．８８Ｎ／ｍｍ（１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４．０、４．１、４．２、４．３、４．４、４．５、４．６、４．７、４．８、４．９、又は５ｌｂｓ／ｉｎ）を含む。

いくつかの実施形態では、軽量の圧縮ばねが、チャンバ３６内のダイヤフラム４０の頂部の上に設けられている。このことは、ダイヤフラム４０を下向きに付勢する効果を有し、ハウジング２０内の圧力変化に対するアクチュエータ機構３０の感度を比較的低いものにさせる。比較的低い感度のアクチュエータ機構３０は、内部故障検出器２２の誤検出作動による代償が大きい状況、例えば、アクセスすることが比較的困難な場所に変圧器１６が配置されている状況において、望ましいものであり得る。

図５Ａ、図５Ｂの図示の実施形態では、ダイヤフラム４０は、事前折り返し形ダイヤフラムであり、すなわち、環状隆起部５３によって提供される折り返し部は、製造時にダイヤフラム４０内に形成される。代替的実施形態では、環状隆起部は、当該技術分野において既知であるように、組み立て中又は作動中に、図５Ｃの断面に示されているようなトップハット構成を有するダイヤフラム内に形成される。トップハット形ダイヤフラム４０Ａは、チャンバ３６内にダイヤフラム４０Ａが固定されることを可能にする、リップ部５１Ａと、リップ部５１Ａの半径方向内側に位置決めされた、下向きに垂れているカップ部５４Ａ（図５Ｃでは実線で示されているもの）とを有する。設置中に手動で、又は、一時的な圧力サージ中にカップ部５４Ａの基底部に対して加えられる力によって、下向きに垂れているカップ部５４Ａは、図５Ｃの破線で示されるような構成を呈し、環状隆起部５３Ａによって画定される折り返し部を形成することができる。それゆえ、いくつかの実施形態では、ダイヤフラム内の単一の折り返し部は、作動プロセスの一部分の間にのみ存在する。

図６は、インジケータ機構３２の一部である、バレル５６を示す。図示の実施形態では、バレル５６は、２つの別個の部分である、内側部分５６Ａと外側部分５６Ｂとを有する。外側部分５６Ｂは、ハウジング２０を貫通する、バレル５６の部分である。外側部分５６Ｂは、任意の好適な方式で内側部分５６Ａに結合することができる。図示の実施形態では、外側部分５６Ｂは、受け入れスロット８６を含む。内側部分５６Ａは、インジケータ機構３２が組み立てられる際にスロット８６によって受け入れられる、対応するキー５９を含む。図示の構成を使用するバレル５６の組み立ては、部分５６Ａと部分５６Ｂとの相対回転が防止されることを確実にする。設置される際の部分５６Ａと部分５６Ｂとの相対回転を防止するために好適な、任意の他の機構を採用することができる。部分５６Ａと部分５６Ｂとが係合されると、ねじ山付きカラー５８が、外側部分５６Ｂの外側後方延出部１１３に設けられている対応する外側ねじ山と係合し得る。カラー５８は、内部故障検出器２２内に設置されると、部分５６Ａ及び部分５６Ｂを、バレル５６の組み立て済み構成に保持する役割を果たす。

バレル５６には、図７に示される係止タブ６０などの、回転防止要素を設けることができる。係止タブ６０は、係止スロット６２と係合して、内側部分５６Ａと外側部分５６Ｂとの相対回転を更に防止し、カラー５８の偶発的な係合解除を防止する。内側部分５６Ａと外側部分５６Ｂとを分離するために、ユーザは、スロット６２から離れるように係止タブ６０を押し下げることができ、それにより、外側部分５６Ｂからカラー５８を螺合解除することによって、カラー５８を係合解除することが可能となる。好ましくは、バレル５６の下側表面を貫通して、１つ以上の開口を設けることにより、そこからの任意の流体の排出を容易にすることができる。図示の実施形態では、排出開口１５０が、バレル５６の内側部分５６Ａに設けられている。

バレル５６の外側部分５６Ｂは、開口２４を通って突出しており、外側フランジ６１を含む。図３で最良に示されているように、全天候型ガスケット６３が、外側部分５６Ｂの外側ねじ山付き肩部６９に螺合されるナット６５と、外側フランジ６１と、の間に介在している。ナット６５は、開口２４の周りの封止の完全性を確実にするために、ハウジング２０の外壁表面に対して締め付けられる。ナット６５が締め付けられると、ガスケット６３がハウジング２０の内壁を押圧することにより、外部環境に対してハウジング２０の内部を封止する。ナット６５にはまた、カラー付き肩部６７を設けることにより、ハウジング２０と係合するためのより大きい表面積を提供して、内部故障検出器２２が、開口２４内で、又は開口２４を通って摺動することを防止することができる。

いくつかの実施形態では、バレル５６は、開口２４内で回転することが防止されている。このことは、例えば、外側部分５６Ｂの対応するノッチ６８に係合する突出部６６を、開口２４内に設けることによって達成することができる（図８を参照）。ノッチ６８の深さ、及び突出部６６のサイズを増大させることにより、ハウジング２０内への内部故障検出器２２の、より確実な挿入及び保持をもたらすことができる。

好ましくは、ハウジング２０内に取り付けられるように意図されている実施形態では、バレル５６は、直径が約３４ｍｍ（約１．３５インチ）であり得る開口２４内に適合するために、十分に小さい。バレル５６は、ハウジング２０の壁を貫通する導電経路をバレル５６が提供しないように、非導電性材料で作製されている。バレル５６は、例えば、太陽光の作用による劣化に対する耐性を提供するための添加剤、及び／又は可燃特性を改善するための添加剤を含む、繊維強化ポリプロピレンから製作することができる。例えば、ガラス繊維強化材を任意選択的に含む、ポリブチレンテレフタレートを、好適な添加剤と組み合わせて使用することができる。

プランジャ６４が、バレル５６のボア５６Ｃ内に配置されている。プランジャ６４は、任意の好適な方式で、ハウジング２０に対して前方に付勢される。例えば、図示の実施形態では、圧縮ばねとして示されている排出ばね７０が、プランジャ６４の内側端部６４Ａ内の受け入れキャビティ７１と、シャトル７２のフランジ付き表面１３１と、の間で圧縮されている（図２及び図１３Ａを参照）。あるいは、排出ばねは、図示の圧縮ばねの代わりに、ボア５６Ｃ内でプランジャ６４を前方に引っ張るように配置されている引張ばね、又は、任意の他の好適なタイプのばね若しくは付勢部材とすることも可能である。図示の実施形態では、プランジャ６４の内側端部６４Ａと外側端部６４Ｂとは、係合する対応するねじ山によって、互いに結合することができる。代替的実施形態では、プランジャ６４は、単一ユニットとして形成されている。

バレル５６は、プランジャ６４ともまた封止係合しているシール７４（図９Ａ～図１０Ｂを参照）と封止係合する、構造的特徴部を含む。シール７４は、第１の端部でプランジャ６４と固定関係で係合し、第２の端部でバレル５６と固定関係で係合して、内部故障検出器２２が作動準備（すなわち、非作動）状態にあるか又はトリガ（すなわち、作動）状態にあるかに関わらず、ハウジング２０の内部と外部雰囲気との間の封止を維持する、静的シールである。図示の実施形態では円錐壁７９によって提供されている、シール７４の可撓性の中央領域は、非作動位置と作動位置との間で自由に移動するために十分に長く、かつ十分に可撓性であることにより、内部故障検出器２２の作動前、作動中、及び作動後において常に、バレル５６とプランジャ６４との間の封止を維持する。

上述のような、ハウジング２０の内部と外部雰囲気との間の封止の維持は、ハウジング２０の内部に流体が収容されたまま維持されることを確実にすると同時に、水分及び埃などの外部要素がハウジング２０に侵入することを許容しないことを支援する。バレル５６及びプランジャ６４の双方の静止封止面を維持することによって、シール７４によって達成される封止は、図１０Ａ及び図１０Ｂにそれぞれ示されるような、内部故障検出器２２の非作動状態と作動状態との間でプランジャ６４が移動する際の、バレル５６とプランジャ６４との相対的な軸方向運動とは無関係となる。

図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ、本発明の例示的実施形態による、非作動構成及び作動構成における例示的なシール７４を示す。いくつかの実施形態では、シール７４は、静的シールである。図示の実施形態では、シール７４は、それぞれ、バレル５６及びプランジャ６４の対応する部分に対して封止係合して、所定の位置に固定されたまま留まる、２つの端部を有すると共に、図示の実施形態ではシール７４の円錐壁７９である中央部分が、これらの２つの構成要素間の相対移動を可能にする、転動形シールである。シール７４が内部故障検出器２２内に位置決めされている場合、シール７４は、図１０Ａ及び図１０Ｂで最良に示され、以下で説明されるように、内側部分５６Ａの接合内側表面９８及び外側部分５６Ｂの接合内側表面９６と常に接触している封止リップ部７５をシール７４の第１の端部に含むことにより、内部故障検出器２２の動作中、常にバレル５６との封止係合を維持する。同様に、シール７４の第２の端部における円形表面７８は、プランジャ６４の内側部分６４Ａに設けられているフランジ８０と封止係合している。外側後方延出部１１３と併せて、内側後方延出部７３が、外側部分５６Ｂの、封止リップ部７５の半径方向内側に設けられることにより、バレル５６に対する封止リップ部７５の半径方向位置を維持することができる。シール７４とバレル５６及びプランジャ６４の双方との封止係合は、内部故障検出器２２が非作動構成にあるか又は作動構成にあるかに関わりなく、ハウジング２０の内部と外部雰囲気との間の封止をもたらす。

シール７４の第１の端部と第２の端部とは、図示の実施形態では円錐壁７９を形成している、可変長の材料によって結び付けられている。図示の実施形態では、封止リップ部７５は、シール７４の第１の端部において、円錐壁７９から半径方向外向きに延出している。シール７４は、その第２の端部において、概ね円形の封止面７８を形成するように半径方向内向きに延出する前の、環状隆起部８８を特徴とする。

シール７４は、任意の好適な弾性かつ可撓性の材料から形成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、シール７４は、エラストマーから形成されている。このエラストマーは、熱硬化性ポリマーとすることができる。より具体的な実施形態によれば、シール７４に使用される材料は、フルオロシリコーンゴム（例えば、ＦＶＭＱ）である。他の実施形態では、シール７４を形成するために使用される材料は、ニトリル、フルオロエラストマー、フルオロカーボン、又はネオプレンとすることができる。いくつかの実施形態では、シール７４は、埋め込み繊維を有する複合材料から形成されている。いくつかの実施形態では、この埋め込み繊維は、ポリマー繊維である。いくつかの実施形態では、ポリマー繊維は、シール７４の一方の表面にのみ埋め込まれている。いくつかの実施形態では、ポリマー繊維は、シール７４の両面に埋め込まれている。ポリマー繊維の使用は、有利には、シール７４の靭性を増大させると同時に、シールが柔軟なままであることを可能にし得る。いくつかの実施形態では、シール７４を形成するために使用される材料は、繊維埋め込みフルオロシリコーンである。いくつかの実施形態では、シール７４は、本明細書で前述されたようなダイヤフラム４０と同じ材料から構成されている。

シール７４が作製されている材料の硬度（すなわち、デュロメータ）は、内部故障検出器２２の通常予期されている動作条件の範囲にわたって封止が維持されることを、確実にするように選択することができる。この材料は、作動中に円錐壁７９が自由に移動することができることを確実にするために、十分に可撓性であるように選択されるべきであるが、プランジャ６４を排出するために必要とされる力を増大させるために、使用される材料は、過度に弾性とするべきではない。シール７４によって提供される摩擦、屈曲、及び外形の特性は、シール７４を構成するために使用される材料のタイプによって変化し得る。いくつかの実施形態では、シール７４は、５０～９５ショアＡデュロメータの範囲の硬度を有してもよく、それらの間の任意の値、例えば、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、８８、９０、９２、又は９４ショアＡデュロメータを含む。シール７４は、様々なタイプの流体、例えば、鉱油若しくはエステル系流体、又は、電気デバイス内で使用することが可能な電気絶縁ガス中で、高い動作温度において封止することが可能な材料から作製されるべきである。いくつかの実施形態では、シール７４（リップ部７５を除く）は、０．１３～０．５１ｍｍ（０．００５～０．０２インチ）の厚さを有してもよく、それらの間の任意の値、例えば、０．１５、０．１８、０．２０、０．２３、０．２５、０．３０、０．３６、０．４１、又は０．４６ｍｍ（０．００６、０．００７、０．００８、０．００９、０．０１０、０．０１２、０．０１４、０．０１６、又は０．０１８インチ）を含む。より具体的な実施形態によれば、シール７４は、約０．４３ｍｍ（約０．０１７インチ）の厚さを有する。

内部故障検出器２２が非作動構成から作動構成に移行する間に、プランジャ６４の内側端部６４Ａのフランジ８０が、シール７４の第２の端部７８に当接して、（外側部分５６Ｂに向けた）前向きの力を加える。プランジャ６４の前方向への移動は、シール７４の可撓性の円錐壁７９を、図９Ｂに示される構成へと反転させる効果を有するものであり、円錐壁７９は、円錐壁７９自体を越えて転動し、第２の端部７８は、図示の実施形態では、封止リップ部７５を越えて前方に移動する。図示の実施形態での、リップ部７５の静止圧迫によって生成される封止と、可撓性材料によるシール７４の構成とにより、プランジャ６４は、封止効力を一切損なうことなく、動作中に自由に移動することが可能となる。

円錐壁７９は、リップ部７５と環状隆起部８８との間の距離によって規定される、高さ７９Ａを有する。図示の実施形態では、シール７４が、プランジャ６４の前方への動きにより反転する際、プランジャ６４は、シール７４が完全に反転して、ばね７０によって掛けられる力に抗して反作用ばね力を加えることにより、双方の軸方向の力を効果的に打ち消す前に、高さ７９Ａの約２倍に相当する距離を移動し得る。

シール７４は、バレル５６又はプランジャ６４のいずれに対しても摺動しないため、バレル５６に対してプランジャ６４を移動させるために克服することが必要な摩擦の量は、シールとプランジャとの摺動摩擦係合を維持していた先行の設計と比較して低減されている。

本発明のいくつかの実施形態は、アクチュエータ機構（例えば、アクチュエータ機構３０）からインジケータ機構（例えば、インジケータ機構３２）を結合解除するための手段を提供するものであり、双方の機構は、内部故障検出器の一部である。好ましくは、この結合解除は、インジケータ機構に対する外部から誘発された任意の動き又は力を、アクチュエータ機構３０にではなく、内部故障検出器が中に設置されている電気デバイスの壁に伝達する。アクチュエータ機構からインジケータ機構を結合解除するための手段は、インジケータ機構と係合して、インジケータ機構が遭遇する力を、アクチュエータ機構以外の構成要素、例えば電気デバイスの壁に、内部故障検出器の他の構成要素を介して伝達する、係止機構を含む。

例示的一実施形態では、結合解除するための手段は、インジケータ機構及びアクチュエータ機構の双方と連動する、中間構成要素を更に含む。中間構成要素は、前方向に（すなわち、トリガ位置に向けて）付勢され、アクチュエータ機構のトリガ時にのみ、前方向に移動して係止機構を係合解除し、この係止機構の係合解除により、インジケータ機構の軸方向前方への自由移動が可能となる。任意選択的に、係止機構は、内部故障検出器がトリガされた直後に再係合されることにより、例えば軸方向後方へのインジケータ機構の動き、及び／又は前方向への完全な排出を、更に制限することができる。

図示の実施形態では、アクチュエータ機構からインジケータ機構を結合解除するための手段は、シャトル７２と相互作用する係止バー１１０であり、先行の設計と比較して、アクチュエータ機構３０からインジケータ機構３２を効果的に結合解除するための、インタフェースとして機能する。より具体的には、例えばユーザが内部故障検出器２２を設置することによって、又はユーザがプルリング１０７を引っ張ることによってインジケータ機構３２に加えられる、いかなる力も、トリガピン５０には、またそれゆえアクチュエータ機構３０には伝達されないため、インジケータ機構３２は、アクチュエータ機構３０から結合解除されている。アクチュエータ機構３０の展開に影響を及ぼす力は、アクチュエータ機構３０の様々な構成要素に関連付けられる力、及び、ばね７０によるトリガピン５０に対する付勢力のみである。シャトル７２は、インジケータ機構３２及びアクチュエータ機構３０の双方と連動する、中間構成要素としての役割を果たす。具体的には、アクチュエータ機構３０がトリガされると、シャトル７２が前方向に移動して、係止バー１１０を係合解除することにより、インジケータ機構３２の自由な移動が可能となる。このことにより、例えば先行のデバイスのように、アクチュエータ機構３０からインジケータ機構３２が結合解除されていない場合にインジケータ機構３２が寄与し得るような、追加的な力を考慮する必要なく、アクチュエータ機構３０の設計を最適化することが可能となる。

いくつかの実施形態では、係止バー１１０はまた、内部故障検出器２２が、非作動構成又は作動構成のいずれかにある場合に、不適切に干渉されないことを確実にするためにも役立ち得る。図１１に示されるように、係止バー１１０は、係止バー１１０の第１の長手方向端部１０８における下向き延出部の端部に、後方に延出するキャッチ部１１２を有する。第１の長手方向端部１０８に近接して、係止バー１１０は、上向きに延出するフック部１１４を有する。係止バー１１０の、反対側の第２の長手方向端部１０９において、係止バー１１０は、係止バー１１０の横方向両側に配置されている、２対の下向きに延出するアーム部１１６を有する。傾斜面１１８Ａ及び傾斜面１１８Ｂが、２対のアーム部１１６の間を横断して配置されている。傾斜面１１８Ａは、第２の長手方向端部１０９の前縁に設けられ、傾斜面１１８Ａと傾斜面１１８Ｂとの間の中間点１１８Ｃから上向きかつ前方に傾斜している。傾斜面１１８Ｂは、第２の長手方向端部１０９の後縁に設けられ、中間点１１８Ｃから上向きかつ後方に傾斜している。

図１２は、バレル５６の内側部分５６Ａ上への係止バー１１０の設置を示す。内側部分５６Ａは、係止バー１１０のキャッチ部１１２を受け入れるためのスロット１２０（図６でも視認可能）を含む。内側部分５６Ａは更に、溝１２０から長手方向に間隔を空けて配置されている、上向きに延出する傾斜突出部１２２を含む。図示の実施形態の内側部分５６Ａ上に係止バー１１０を設置するために、係止バー１１０の第２の端部１０９を、バレル５６の内側部分５６Ａに対して上向きの角度で枢動させつつ、キャッチ部１１２を、スロット１２０内に配置する。次いで、係止バー１１０の第２の端部１０９を、その固定位置へと下向きに枢動させることにより、非作動位置における、図１２に示される構成がもたらされる。この構成では、係止バー１１０は、第１の端部１０８においてバレル５６の内側部分５６Ａに枢動可能に結合されているため、第２の端部１０９は、以下で説明されるように、シャトル７２によって垂直方向で上向きに変位することができる。

図示の実施形態を含めた、いくつかの実施形態では、係止バー１１０はまた、バレル５６の内側部分５６Ａと摺動可能に係合されることにより、係止バー１１０の長手方向、すなわち前方向及び後方向の移動も可能となる。内側部分５６Ａと摺動可能かつ枢動可能に係合されている係止バー１１０の実施形態は、以下で説明されるように、輸送中の作動に抗して検出器２２を更に固定するために、輸送用係止具と併せて使用することができる。図示の実施形態の係止バー１１０の、この摺動可能かつ回転可能な係合を達成するために、係止バー１１０のキャッチ部１１２は、以下で説明されるように、係止バー１１０が輸送用係止具９０によって後方向に変位されている間であっても、スロット１２０内に固定されたまま留まるように、十分に細長いものであり、また、以下で説明されるように、第２の端部１０９がシャトル７２によって上向きに変位されることを可能にするように、係止バー１１０の回転も可能にする。

図示の実施形態では、保持ばね１２５（図示の実施形態では、引張ばねとして示されているもの）の両端部が、突出部１２２及びフック部１１４のそれぞれの周りに固定されて、溝１２０内にキャッチ部１１２を保持していることにより、係止バー１１０と内側部分５６Ａとの間の著しい相対的な軸方向移動が防止される。係止バー１１０が内側部分５６Ａと摺動可能かつ回転可能に係合されている実施形態では、保持ばね１２５は、以下で説明されるように、係止バー１１０がキャッチ部１６２と係合することを可能にするために、内側部分５６Ａに対する係止バー１１０の十分な程度の後方変位を可能にするように選択されるべきである。保持ばね１２５はまた、後述されるように、係止アーム部１１６を所定の位置に保持して、プランジャ６４の移動を抑制することを助けるために、係止バー１１０の第２の端部１０９に下向きの力を掛ける。

図示の実施形態では、シャトル７２（図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ｂ、図１４Ｃ、及び図１４Ｄを参照）が、アクチュエータ機構３０とインジケータ機構３２との間のインタフェースとしての役割を果たすように設けられている。図２で最良に示されているように、非作動構成では、トリガピン５０は、シャトル７２のトリガノッチ１３９内に収まっている。アクチュエータ機構３０が急激な圧力上昇によって作動されると、トリガピン５０は、図示の実施形態では、ばね７０によって加えられる力の下でシャトル７２を解放するために、トリガノッチ１３９から外れて上向きに移動する。このことにより、ばね７０は、その位置エネルギーを解放して、シャトル７２を前方に押すことが可能となり、この前方への動きが、係止バー１１０を解放して、インジケータ機構３２が、以下で説明されるように作動構成に入ることを可能とする。

図２で最良に示されているように、シャトル７２は主として、プランジャ６４の内側端部６４Ａの半径方向内側に配置されている。内側端部６４Ａは、上側スロット１０２及び下側スロット１０４を含み、これらは、それぞれ、シャトル７２の上側部分１３２及び下側部分１３４を受け入れて、プランジャ６４とシャトル７２との間の相対的な軸方向移動を可能にしつつ、相対回転を防止する（図１４Ｂを参照）。図１３Ａ及び図１３Ｂは、シャトル７２の例示的実施形態を示す。シャトル７２は、排出ばね７０の一方の端部と係合するための、フランジ付き表面１３１を含む。シャトル７２は、上側部分１３２に、前側傾斜面１３５及び後側傾斜面１３７と、それらの間に介在するトリガノッチ１３９とを更に含む。前側傾斜面１３５は、前から後へと滑らかな角度で概ね上向きに傾斜しており、その一方で、後側傾斜面１３７は、前から後へと滑らかな角度で概ね下向きに傾斜している。

図１３Ｂで最良に示されるように、図示の実施形態を含めた、いくつかの実施形態では、前側傾斜面１３５と後側傾斜面１３７とを、異なる角度で設けることができる。例えば、図示の実施形態では、前側傾斜面１３５は、水平から約３０度の角度φを有する後側傾斜面１３７よりも急な、水平から約４５度の角度θを有する。係止バー１１０の傾斜面１１８Ｂ及び傾斜面１１８Ａの角度は、シャトル７２による係止バー１１０の滑らかな移動を容易にするために、それぞれ、前側傾斜面１３５及び後側傾斜面１３７に関して使用されている角度と相補的であるように選択されている。角度θと角度φとに関して異なる値を使用することにより、非作動構成から作動構成へのシャトル７２の移動は、例えば内部故障検出器２２をリセットする場合に行われるような、作動構成から非作動構成へのシャトル７２の移動よりも、比較的容易に実施することが可能となる。また、係止バー１１０は、バレル５６の内側部分５６Ａに対する、その第１の長手方向端部１０８の係合を介して（キャッチ部１１２がスロット１２０内に係合されている状態で）、前方向への移動に対して拘束されている。しかしながら、係止バー１１０は、後方向の移動に対しては、ばね１２５によって拘束されている。それゆえ、シャトル７２の後側傾斜面１３７を介して係止バー１１０に対して加えられる、後向きの力のレベルを最小限に抑えることが望ましく、このことは、角度φを最小限に抑えることによって達成することができる。しかしながら、角度φを減少させることは、後側傾斜面１３７の軸方向長さを増大させることを必要とするため、後側傾斜面１３７を過度に長くすることを回避するためのバランスが求められる。

角度φに関する値の妥当な範囲としては、約２５°～約４５°が挙げられ、それらの間の任意の値、例えば３０°、３５°、又は４０°を含む。典型的には、角度θは、約４５°であり得るが、必要に応じて、他の値、例えば４０°又は５０°若しくはそれらの間の任意の値を使用することも可能である。これに対応して、傾斜面１１８Ｂ及び傾斜面１１８Ａに関する相補的な角度は、それぞれ、約４５°～約６５°の範囲とすることができ、それらの間の任意の値、例えば５０°、５５°、若しくは６０°、及び、約４０°～５０°、又は４５°を含むそれらの間の任意の値を含む。そのような値は、例示的なものに過ぎず、他の値も機能し得るため、限定するものではない。

内部故障検出器２２がトリガされるまで、プランジャ６４は、シャトル７２のトリガノッチ１３９内にトリガピン５０が係合している（このことは、シャトル７２を前方向への長手方向移動に対して固定し、係止バー１１０をシャトル７２が解放することを防止して、排出ばね７０によって加えられる付勢力を、シャトル７２がプランジャ６４に伝達することを、かなりの程度まで防止する）ことによって、及び、以下で説明されるように、係止バー１１０がプランジャ６４の保持面と係合していることによって、バレル５６から排出されることが防止される。トリガピン５０は、面取りされたガイド開口部７７を通って、バレル５６のボア５６Ｃ内に入る（図２を参照）。ダイヤフラム４０は、トリガノッチ１３９内にトリガピン５０を着座させる傾向がある、僅かな下向きの力を提供し得る。急激な圧力上昇が発生すると、ダイヤフラム４０は、トリガピン５０を上向きに作動させて、トリガノッチ１３９との係合から外すことにより、排出ばね７０は、長さを伸長して、以下で説明されるように係止バー１１０を変位させることによってシャトル７２を前方に（外側部分５６Ｂに向けて）押し出すことが可能となる。

図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すると、プランジャ６４の内側端部６４Ａは、スロット１０２の長手方向長さに沿って、上向きの内側突出部１０６Ａ及び外側突出部１０６Ｂを含む。突出部１０６Ａ及び突出部１０６Ｂは、係止バー１１０と係合してプランジャ６４の移動を抑制することが可能な、係止部材を提供するものである。変圧器１６の通常の動作条件下では、プランジャ６４は、係止バー１１０が、その係止構成にある場合、突出部１０６Ｂの前向き面１０６Ｂ－１が係止バー１１０のアーム部１１６の後向き面１１６－２と係合していることによって、前方移動が防止される。同様に、プランジャ６４の後方への動き（例えば、ユーザがプランジャ６４を外部から押圧することによって引き起こされ得るようなもの）は、プランジャ６４の第３の突出部１０６Ｃの後向き面１０６Ｃ－１（図１４Ｂで最良に示される）が、係止バー１１０のアーム部１１６の前向き面１１６－１と係合することによって防止される。

シャトル７２が前方に押し出されると、シャトル７２の傾斜面１３５が、係止バー１１０の傾斜面１１８Ｂと係合する（図１４Ｃで最良に示されている相互作用）。そのような係合に続く、シャトル７２の継続的な前方への動きは、シャトル７２の傾斜面１３５が係止バー１１０の傾斜面１１８Ｂに対して摺動する際に、係止バー１１０の第２の長手方向端部１０９を解放構成へと上向きに枢動させることにより、係止バー１１０を、キャッチ部１１２を中心として回転させる（図１４Ｄに示される）。係止バー１１０の第２の長手方向端部１０９の上向きの枢動は、壁１０６Ｂの嵌合面１０６Ｂ－１とアーム部１１６とを係合解除する。このことにより、プランジャ６４は、ばね７０の作用（図示の実施形態では、シャトル７２に作用するもの）を通じて、前方に移動することが可能となる。図示の実施形態では、シャトル７２は、斜面１１８Ａ及び斜面１１８Ｂの幅の間の、アーム部１１６の対向する対の間に配置されている。それゆえ、シャトル７２は、アーム部１１６並びに突出部１０６Ａ及び突出部１０６Ｂによって動きが制限されず、図１４Ｅ及び図１４Ｆに示されるように、本明細書で説明されるように自由に移動して係止バー１１０を係合解除することができる。

インジケータ機構３２内に位置決めされると、保持ばね１２５が、係止バー１１０を図１２に示されるような水平構成に付勢する。プランジャ６４が特定の距離で前進した後、シャトル７２の傾斜面１３７が、係止バー１１０の傾斜面１１８Ａを越えて摺動することにより、係止バー１１０の第２の長手方向端部１０９は、キャッチ部１１２を中心として下向きに枢動して戻ることが可能となり、係止バー１１０のアーム部１１６は、突出部１０６Ａ及び突出部１０６Ｂによって画定されている窪み内に着座することが可能となるため、係止バー１１０は、第２の係止構成に戻される。この動きは、保持ばね１２５によって係止バー１１０に加えられる力の、下向きの態様によって容易となる。図１４Ｄに示されるように、アーム部１１６の後向き面１１６－２は、突出部１０６Ａの前向き面１０６Ａ－１と係合して、プランジャ６４の更なる前進を阻止することにより、内部故障検出器２２からのプランジャ６４の完全な排出を防止する。プランジャ６４の完全な排出を防止するための、追加的又は代替的手段として、プランジャ６４の外側端部６４Ｂは、バレル５６の外側部分５６Ｂの内向きフランジ１１７と接触する、外向きフランジ１１５を含むことにより、プランジャ６４の更なる前方への軸方向運動を防止する。

図示の実施形態は、アクチュエータ機構３０からインジケータ機構３２を結合解除するものである。内部故障検出器２２が非作動構成にあるときに、リング１０７を人が引っ張るか又は押すことによって、プランジャ６４に対して何らかの力が加えられた場合には、プランジャ６４の表面（例えば、突出部１０６Ｂの前向き面１０６Ｂ－２、及び突出部１０６Ｃの後向き面１０６Ｃ－１）に対する、係止バー１１０のアーム部１１６の係合が、プランジャ６４の動きを防止して、このことが同様に、プランジャ６４が、シャトル７２を介してトリガピン５０に力を掛けることによりアクチュエータ機構３０に干渉することを防止する。プランジャ６４に対して加えられるそのような力は、バレル５６への係止バー１１０の結合を通じて、バレル５６によって受け止められ、例えば、内部故障検出器２２が設置されている電気デバイスの壁へと、伝達させることができる。いくつかの実施形態では、インジケータ機構３２は、いずれの軸方向においても、５３４Ｎ（１２０重量ポンド）以上の、外部から加えられる力を支持する。そのような構成の例示的な利点は、軸方向に向けられた力に耐えるトリガピン５０の能力を含む、設計上の考慮事項を、プランジャ６４を介して潜在的に加えられる可能性のある、外部から加えられる何らかの追加的な力を考慮する必要なく、ばね７０がシャトル７２によってトリガピン５０に加える、予期されている力によってのみ、決定することができる点である。

図１５Ａは、非作動状態にある内部故障検出器２２を示し、その一方で、図１５Ｂは、作動状態にある内部故障検出器２２を示す。好ましくは、プランジャ６４がボア５６Ｃ内で前方に押された後、プランジャ６４の外側端部は、バレル５６の外側開口部を大幅に越えて延出する。このことにより、変圧器１６内で故障が発生したことの、極めて可視的な指標が提供される。それゆえ、内部故障検出器２２の形状は、プランジャ６４が排出された後、変化している。更には、プランジャ６４の側面６４Ｃ、又はその一部分は、明るい色にすることができ、変圧器１６の環境において典型的に見出される色に対して、高いコントラストを有する色を有し得る。好適な色には、ブレイズオレンジ及び明るい黄色などの、明るい色が含まれる。それゆえ、プランジャ６４が排出された後は、その明るい色の側面６４Ｃが見えるように露出されており、容易に視認される。内部故障検出器２２は、ハウジング２０の側壁に取り付けることができるため、内部故障が発生したことの指標を、容易に視認可能な場所に表示することができる。

内部故障検出器２２がトリガ構成にあるとき、アーム部１１６は、突出部１０６Ｂの後向き面１０６Ｂ－２と係合して、ボア５６Ｃ内にプランジャ６４が押し戻されることを阻止することができる。このことにより、変圧器１６は、内部検査に合格せずに、知らないうちに使用可能状態へと戻されることが防止される。一般に、電気デバイスが、内部故障検出器２２をトリガするように誤動作した場合は常に、そのデバイスは、使用可能状態へと戻される前に検査されるべきである。内部故障検出器２２がトリガされた後、ハウジング２０を開かなければ容易には初期位置に戻すことが不可能な、インジケータ要素を提供することにより、電気デバイスが適切に検査及び保守点検される前に、その電気デバイスが人為的ミスによって使用状態に戻される可能性が低減される。代替案として、内部故障検出器２２をハウジング２０の内側からのみリセットすることができるように、別個の爪機構、又は他の一方向ラチェット機構を設けることも可能である。

より一般的には、係止バー１１０及びシャトル７２の動作は、以下のように説明することができる。係止バー１１０は、第１の端部（図示の実施形態では１０８）を中心として枢動可能であり、その第２の端部（１０９）において、通常は第１の方向に（図示の実施形態では下向きに）付勢されることにより、（例えば、図示の実施形態では、突出部１０６Ｂとの係合を介して、プランジャ６４の前方移動を抑制することによって）インジケータ機構３２の前方移動を防止する、係止縁部（図示の実施形態では、１１６－２）を有する、枢動可能な係止部材を提供するものである。

いくつかの実施形態では、枢動可能な係止部材はまた、非作動構成においてインジケータ機構３２の後方移動も（例えば、図示の実施形態では、突出部１０６Ｃとの前向き面１１６－１の係合を介して）防止することができる（表面１１６－１と表面１１６－２とは、図示の実施形態では、別個のアーム部に設けられているが、代替的実施形態では、これらの表面は、同じアーム部の反対向きの表面として設けることも可能である点に留意されたい）。

枢動可能な係止部材は、摺動式係止解除部材（図示の実施形態では、シャトル７２によって提供されるもの）と協働することにより、トリガピン５０をシャトル７２との係合から外れるように変位させる（例えば、図示の実施形態では、トリガノッチ１３９から変位させる）ことによって、シャトル７２が前方移動するために解放されると、摺動式係止解除部材の傾斜面（図示の実施形態では、傾斜面１３５）が、枢動可能な係止部材の第２の端部（１０９）を第２の方向に（図示の実施形態では、上向きに）変位させるための、楔として機能することにより、係止縁部（１１６－２）を係合解除して、インジケータ機構３２を前方移動させるために解放する。図示の実施形態を含めた、いくつかの実施形態では、摺動式係止解除部材には、摺動式係止解除部材の傾斜面１３５と相補的であり、それを越えて摺動する、協働する傾斜面（図示の実施形態では、１１８Ｂ）が設けられている。

圧力逃し弁３４は、プランジャ６４と一体化させることができ、プランジャ６４の外側部分６４Ｂ内に収容されている。圧力逃し弁３４は、低定数ばね８２によって弁座８３と係合するように付勢されている、軸方向に移動可能な弁部材８１を有する。通常、弁部材８１は、外部雰囲気とハウジング２０の内部との間の封止を維持するように、弁座８３に対して封止的に付勢されていることにより、ハウジング２０の内部への水分の侵入を防止する。ハウジング２０内の周囲圧力が、ハウジング２０の外側の大気圧を上回る場合には、弁部材８１の端部には、正味の前向きの力が存在している。この力が、所定の値、例えば、３４．５ｋＰａ、４８．３ｋＰａ、６８．９ｋＰａ、又は８２．７ｋＰａ（５ｐｓｉ、７ｐｓｉ、１０ｐｓｉ、又は１２ｐｓｉ）の圧力差に相当する力を上回ると、ばね８２は圧縮して、ガスが通気間隙１４８を通ってハウジング２０から排出されることを可能にする（図１６を参照）。ガスが排出されることを可能にする、この所定の値は、低定数ばね８２の特性を変更することによって、例えば、非圧縮状態のばねの長さ、有効巻数、ワイヤ直径、内径及び外径を変更するか、あるいは、そのばね定数を他の方式で変更することによって、変化させることができる。参照を容易にするために、圧力逃し弁３４内で使用されるばねは、そのばねを収容している圧力逃し弁を作動させる圧力の範囲に応じて、色分けすることができる。圧力逃し弁３４の通気特性はまた、通気間隙の直径を変更することによっても変化させることができる。

図３及び図１７を参照すると、弁部材８１は、ばね保持器８４を貫通して突出している。低定数ばね８２は、弁座８３とばね保持器８４との間に収容されている。図示の実施形態では、ばね保持器８４は、弁部材８１の周りに配置されて弁部材と摺動接触する、概ね円筒形の中心部分１４２を有する。４つの脚部８５が、中心部分１４２から軸方向かつ半径方向外向きに延出して、足部８７で終端している。足部８７は、プランジャ６４の本体内に形成されている受け入れノッチ８９（図３）と係合可能であることにより、ばね保持器８４を、プランジャ６４のボア６４Ｄ内に固定し、低定数ばね８２を、弁座８３と圧縮係合させて保持する。ばね保持器８４が、ばね８２を確実に保持する程度は、脚部８５及び足部８７の、長さ及び／又は幅を変更することによって調節することができる。図１７に示されるように、傾斜面９３などの中心合わせ特徴部を、ばね８２の一方の端部に接触するように設けることにより、ばね保持器８４のばね接触面９５に、ばね８２を中心合わせすることを支援することができ、それゆえ、より再現性の高い作動がもたらされる。あるいは、中心合わせ特徴部は、ばね表面９５の外側縁部から軸方向内向きに延出して、ばね８２の外側縁部を所望の場所に位置合わせするように位置決めされている、突出リング又は複数の突出部（図示せず）とすることも可能である。

弁部材８１が、軸方向で前方に移動すると、ガスは、弁部材８１とプランジャ６４の外側端部６４Ｂとの間の通気間隙１４８（図１６）によって、ハウジング２０から抜け出ることができる。通気間隙のサイズを増大させることは、より高い流量を可能にし得る。弁部材８１の長さを増大させることは、作動後の内部故障検出器２２内への、圧力逃し弁３４のより容易な再組み立てを可能にし得る。リング又は他の把持可能部材１０７が、弁部材８１の外側端部に取り付けられることにより、ハウジング２０の、手動による（すなわち、弁部材８１を前方に引き寄せることによる）通気が可能となり得る。内部故障検出器と圧力逃し弁とを、単一のデバイスに組み合わせることにより、ハウジング２０内に２つの開口を設ける必要性が回避される。

ダストカバー９７を圧力逃し弁３４の上に設け、挿入することにより、外部環境から圧力逃し弁３４内への破片又は他の物質の侵入を防止しつつ、依然として流体の放出を可能にすることができる。ダストカバー９７は、これらの機能を達成するために、内と外とに浮動するように構成することができる。ダストカバー９７は、好ましくは、プランジャ６４の外側端部６４Ｂとバレル５６の外側端部５６Ｄとの双方を覆っており、軸方向内向きに延出してバレル５６の外側端部５６Ｄの一部分に重なり合う、外側リップ部１１１（図１６及び図１７の実施形態に示されるもの）を有し得る。ダストカバー９７は、圧力逃し弁３４が適切に設置された場合を識別することを支援するために、垂直又は水平に方向付けることが可能な設置タブ９９を、その外面上に含み得る。

ばね保持器８４の足部８７が受け入れノッチ８９と係合するまで、弁３４を回転させることを可能にすることによって、圧力逃し弁３４の設置を容易にするために、複数の挿入タブ１０１（図１８Ｂ）を、ダストカバー９７の内側端部に設けることができる。挿入タブ１０１は、ばね保持器８４の中心部分１４２の外側縁部に設けられている、複数の対応する挿入タブ１０３と係合するように、寸法決め及び位置決めされている。挿入タブ１０１及び／又は挿入タブ１０３は、図１８Ａ、図１８Ｂで最良に示されているように、丸みを帯びた縁部を有することにより、圧力逃し弁３４が設置された後に、圧力逃し弁３４が容易にねじられて、それにより内部故障検出器２２からもぎ取られることを、防止することができる。

設置を更に支援するために、ダストカバー９７に、十字線、又はマーク若しくは他の視覚的な印を設けることにより、圧力逃し弁３４及びダストカバー９７を正しい向きで挿入することを支援することができる。あるいは、又は更に、１つ以上のガイドチャネル（図示せず）を、プランジャ６４のボア６４Ｄ内に形成することにより、足部８７を受け入れて、受け入れノッチ８９に案内することができる。

内部故障検出器２２を設置するための、構成要素部品の組み立ての厳密な順序は、重要なものではない。図１４Ｂで最良に示されているように、内側端部６４Ａのスロット１０４は、より広い後方開口部１０４Ａを有し得る。内部故障検出器２２を組み立てるための例示的一実施形態では、シャトル７２を、より広い開口部１０４Ａを通して内側端部６４Ａの内部に挿入し、次いで、相対回転を防止するために、上側部分１３２及び下側部分１３４が、それぞれ、スロット１０２及びスロット１０４の間に介在するまで、前方に前進させる。排出ばね７０を、ばね７０の端部がシャトル７２のフランジ付き表面１３１に接触するように、ボア６４Ｄを通して内側端部６４Ａ内に挿入することができる。内側部分６４Ａ、シャトル７２、及びばね７０のアセンブリを、排出ばね７０がバレル５６の内側端部５６Ｅに対して付勢されるように、内側部分５６Ａのボア５６Ｃ内で摺動させることができる。シャトル７２を、内側端部５６Ｅに向けて後方に押すことにより、ばね７０を圧縮することができる。トリガピン５０を、面取りされたガイド開口部７７を通してトリガノッチ１３９内に挿入することにより、シャトル７２及びプランジャ６４を、バレル５６内で作動準備位置に固定することができる。トリガピン５０が、締まり嵌めによってスピンドル３１に締結されている実施形態では、スピンドル３１とトリガピン５０とを同時に位置決めすることが望ましい場合がある。次いで、バレル５６とプランジャ６４との間の相対的な軸方向運動を防止するために、係止バー１１０を上述のように設置することができる。

内側部分５６Ａを、飛散ガード４４の溝９１内にスナップ嵌めして、溝９１の弾性外側縁部９１Ａによって、その溝９１に保持することができる（図３）。長手方向に延びている保持アーム部９２を、バレル５６の外面上に設けることにより、外側縁部９１Ａとより良好に係合して、外側縁部を保持することができる。バレル５６が溝９１内に受け入れられると、溝９１が、バレル５６と係合して、バレル５６を把持する。それらバレル５６の２つの部分の係合が、スロット８６の内部へのキー５９の位置決め（図６）によって案内される際に、内側部分５６Ａと外側部分５６Ｂとの間には、シール７４を介在させることができる。次いで、カラー５８を、外側部分５６Ｂの外側後方延出部１１３上の対応する外側ねじ山に、螺合させることができる。カラー５８が完全に螺合されると、カラー５８の内向きフランジが、内側部分５６Ａのフランジ７６（図１０Ａ）を、外側部分５６Ｂの外側後方延出部１１３に対して圧迫することにより、バレル５６の２つの部分を、相対的な軸方向運動に対して固定する。

次いで、移動可能な弁部材８１の上に、ばね８２を通してから、弁部材８１の上に、ばね保持器８４を通すことによって、圧力逃し弁３４を組み立てることができる。圧力逃し弁３４アセンブリを、プランジャ６４の外側端部６４Ｂ内に挿入することができ、圧力逃し弁３４を適切に挿入及び回転させるための、ばね保持器８４の位置決めタブ１０３とダストカバー９７の位置決めタブ１０１との係合を使用して、足部８７が、圧力逃し弁３４を所定の位置に固定するように、受け入れノッチ８９と係合される。

スペーサリング４６の肩部４６Ａ（図３）を、飛散ガード４４の上側周縁部の上に配置して、上側周縁部によって支持することができる。次いで、ダイヤフラム４０及び支持ホイール３５のそれぞれの、中心に配置されている開口に、スピンドル３１を挿通することにより、ダイヤフラム４０を、スピンドル３１と支持ホイール３５との間に配置することができる。スピンドル３１、ダイヤフラム４０、及び支持ホイール３５のアセンブリは、スペーサリング４６の上に同心状に位置決めされており、シェル３３を、飛散カバー４４の、対応するねじ山付き外側部分の上に螺合させることにより、アクチュエータ機構３０の組み立てを完了する。次いで、外側部分５６Ｂを、開口２４を通して前方に挿入することができ、次いで、ガスケット６３及びナット６５を、外側部分５６Ｂに固定することにより、変圧器１６上の所定の位置に内部故障検出器２２を固定することができる。

本発明の例示的実施形態によれば、内部故障検出器２２をトリガ位置からリセットするために、以下のステップを実行することができる。最初に、プランジャ６４のノッチ８９を通して足部８７を押し下げることにより、ボア６４Ｄ内から圧力逃し弁３４が引き出されることを可能にすることによって、圧力逃し弁３４を取り外す（図３及び図１７を参照）。圧力逃し弁３４の取り外しは、リング１０７又は設置タブ９９を引っ張ることによって容易にすることができる。

これに続いて、細長形の物体をボア６４Ｄ内に挿入して、その細長形の物体が、排出ばね７０によって掛けられる力に抗してシャトル７２を押すまで、ボア６４Ｄの中を前進させることができる。シャトル７２の継続的な後方への動きが、シャトル７２の傾斜面１３７と係止バー１１０の傾斜面１１８Ａとを係合させることにより、係止バー１１０が、バレル５６の内側部分５６Ａに対して上向きの角度で枢動される（図１１、図１３Ａ、及び図１４Ｆを参照）。この段階では、アーム部１１６の前面１１６－１は、もはや突出部１０６Ｂの保持面１０６Ｂ－２と接触することがないため、細長形の物体とプランジャ６４との接触を使用して、後向きの力を加えることにより、プランジャ６４を後方向に進めることができる。トリガノッチ１３９とトリガピン５０とが垂直方向で位置合わせされると、トリガピン５０は、トリガノッチ１３９内に着座することになる。この時点で、係止バー１１０の表面１１８Ｂが、シャトル７２の傾斜面１３５に沿って摺動し、それにより、係止バー１１０の第２の長手方向端部１０９が下向きに枢動して戻り、プランジャ６４の突出部１０６Ｂ及び突出部１０６Ｃと係合して、更なる動きを防止することにより、内部故障検出器２２が作動準備位置に戻される。

バレル５６の外側端部５６Ｄは、内部故障検出器２２が使用可能状態にされる前に、プランジャ６４がその作動位置に偶発的に移動することを防止する、係止デバイスを受け入れることができる。例えば、図１９は、輸送用係止具９０の形態の係止デバイスが設置されている、内部故障検出器２２を示す。輸送用係止具９０は、バレル５６の外側端部５６Ｄに取り付けられ、以下で説明されるように、係止バー１１０との相互作用を介して、プランジャ６４がボア５６Ｃ内で前方に移動することを阻止する。輸送用係止具９０は、変圧器１６の設置が終わるまで、所定の位置に保つことができ、輸送用係止具９０が所定の位置にある場合に、例えば、トリガピン５０がシャトル７２のトリガノッチ１３９から僅かに離れて配置されるように、排出ばね７０を僅かに圧縮することによって、ダイヤフラム４０が浮動することを可能にするように構成することができる（図２１Ａで最良に示される）。変圧器１６が設置された後、変圧器１６が使用可能状態にされる前に、輸送用係止具９０が取り外される。

輸送用係止具９０の動作が、図２１Ａ及び図２１Ｂに示される。例示的実施形態によれば、輸送用係止具９０の設置は、輸送用係止具９０をダストカバー９７に押し付けることを含み、ダストカバーは同様に、プランジャ６４の外側端部６４Ｂを押す。図２１Ｂは、係止バー１１０とバレル５６のキャッチ部１６２との係合を示す詳細図である。プランジャ６４の後方へ動きは、プランジャ６４の第３の突出部１０６Ｃの後向き面１０６Ｃ－１を、係止バー１１０のアーム部１１６の前向き面１１６－１と係合させる。この動きが、アーム部１１６の後向き面１１６－２とシャトル７２の前側傾斜面１３５との更なる係合を引き起こすことにより、シャトル７２を後方に押す。アーム部１１６とシャトル７２との係合の直後に、アーム部１１６の後方端部１１６－３が、バレル５６の内側部分５６Ａの内面に配置されているキャッチ部１６２と係合する。キャッチ部１６２との係合は、係止バー１１０が持ち上がることを防止し、更に、これらの力をバレル５６が変圧器１６のハウジング２０に伝達するため、前述の構成要素（例えば、係止バー１１６、プランジャ６４、シャトル７２など）が更に後方に動くことを防止する。更には、係止バー１１０は、その第２の端部において上向きに枢動することができないため、シャトル７２の前方移動が防止される。

図示の実施形態では、輸送用係止具９０は、バレル５６の外側端部５６Ｄの受け入れスロット９４に係合する、一対の内向きフランジ９２（図２０Ａで最良に示されているもの）を含む。図２０Ｂを参照すると、フランジ９２を受け入れるようにバレル５６の外側端部５６Ｄに向けて開口している受け入れ部分９６と、固定部分９８とを有する、受け入れスロット９４が形成されている。フランジ９２を、受け入れ部分９６内に完全に挿入することができ、次いで、輸送用係止具９０をねじることにより、受け入れスロット９４の固定部分９８内に、フランジ９２を固定することができる。一実施形態では、外側端部５６Ｄには、９０°の間隔で等間隔に配置されている、４つの受け入れスロット９４が設けられている。一実施形態では、外側端部５６Ｄには、１８０°の間隔で等間隔に配置されている、２つの受け入れスロット９４が設けられている。それゆえ、フランジ９４を受け入れ部分９６内に挿入して、輸送用係止具９０を、例えば、いくつかの実施形態では、４５°又は９０°回転させることにより、輸送用係止具９０がバレル５６に固定される。他の数及び向きの、受け入れスロット９４及びフランジ９２を使用して、内部故障検出器２２に輸送用係止具９０を固定することもできる。いくつかの実施形態では、スロット９４及びフランジ９２の、位置及び向きは、適切に設置された場合に輸送用係止具９０の特定の向きをもたらすようなものである。それゆえ、例えば、輸送用係止具９０は、延出アーム部１０５を含むことにより、輸送用係止具９０が正しい向きで設置されていることの、容易に観察可能な視覚的指標を提供することができる。例えば、図１９に示されるように、垂直方向にアーム部１０５が延出していることは、輸送用係止具９０が正しく設置されていることを示し得る。

輸送用係止具９０に機械的係止部を設けることにより、所定の位置に輸送用係止具９０を固定するための、より大きい抵抗を提供することができる。例えば、図２０Ａ、図２０Ｂの例示的実施形態では、小さい凹部１５６が、輸送用係止具９０の支持突出部１５８に形成されている。対応する係合可能な突出部１６０が、バレル５６の外側端部５６Ｄに形成されており、この突出部は、輸送用係止具９０が、その完全な設置位置にある場合、凹部１５６に係合して、その凹部内に収まる。輸送用係止具９０には、輸送用係止具９０が固定される際に、圧力逃し弁３４の（リング１０７として示されている）リング又は他の把持可能部材を受け入れるための、開口１００を設けることができる。開口１００は、リング１０７が輸送用係止具９０を１つの向きでのみ容易に通過することを可能にするための、半径方向延出部１０２を含み得る。内部故障検出器２２が配備されて、使用する準備が整うと、輸送用係止具９０を取り外すことにより、内部故障検出器２２を、その非作動位置に配置することができる。輸送用係止具９０が取り外されると、プランジャ６４に加えられる後向きの力が除去されることにより、排出ばね７０は、シャトル７２と係止バー１１６の後方端部１１０－３とを前方に移動させることが可能となり、それにより、係止バー１１０の後方端部１１６－３が、キャッチ部１６２から解放される。

配備の前に、輸送用係止具９０をバレル５６に取り外し可能に固定するために、他のタイプの係合を使用することも可能である。例えば、フランジ９２の代わりに突出部を設けて、スロット９４の代わりに適切に配置されているキャビティと摩擦嵌めで係合させることも可能である。更には、フランジ９２とスロット９４との向きを逆にすることも可能であり、それにより、バレル５６にフランジ９２が形成され、対応するスロット９４を輸送用係止具９０内に形成することが可能となる。あるいは、係止部材は、バレル５６とのねじ式係合によって固定することも可能である。あるいは、係止デバイスは、プランジャ６４内の開口を貫通するピン（図示せず）とすることも可能であり、それゆえ、そのピンが取り外されるまで、バレル５６内でプランジャ６４が長手方向に移動することが防止される。係止デバイスはまた、例えば、バレル５６内でプランジャ６４が前方に移動することを阻止する、プランジャ６４の外側端部における摺動部材又は枢動部材又は離脱部材とすることも可能である。

いくつかの実施形態では、一方向流れ阻止体が、圧力逃し弁３４内に設けられている。一方向流れ阻止体は、ある１つの方向で圧力逃し弁３４を通る流体の流れを、反対方向の流体の流れと比較して、優先的に低減させる。一方向流れ阻止体は、圧力逃し弁３４の動作（手動操作を含むもの）によって引き起こされる、ハウジング２０内の圧力の変化に起因して、アクチュエータ機構３０が作動することを防止するために役立ち得る。特に、本発明者らは、アクチュエータ機構３０のいくつかの実施形態が非常に敏感であるため、圧力逃し弁３４の手動操作によって引き起こされる圧力の変化によって、アクチュエータ機構３０がトリガされ、インジケータ機構３２が作動構成に移動される可能性がある点を見出した。そのような意図せざる作動は、特に、ハウジング２０の内部が真空状態に、すなわち、大気圧よりも低い圧力に維持されている実施形態で発生し得る。

図２２Ａ及び図２２Ｂを参照すると、一実施形態では、一方向流れ阻止体は、弁部材８１の周りに同心状に設けられている、軸方向に移動可能な封止スリーブ１５５である。図２２Ａでは、ハウジング２０の内部は、外部雰囲気に対して加圧されており（すなわち、ハウジング２０内部の圧力は、周囲の大気圧よりも高い）、圧力逃し弁３４が（手動で、又は、ハウジング２０内の過剰な圧力が放出されることを可能にするように）作動されると、通気間隙１４８を通る流体の流れ（矢印１５７によって示されるもの）が、封止スリーブ１５５を、弁部材８１の周りで、軸方向で外向きに、流れ位置まで押す。それゆえ、通気間隙１４８を通る流体の流れは、封止スリーブ１５５によって比較的阻止されていない。いくつかの実施形態では、過圧状況下でハウジング２０を通気する場合の、封止スリーブ１５５のこの構成は、圧力逃し弁に関するＩＥＥＥ流量仕様を満たすものである。

対照的に、図２２Ｂに示されるように、ハウジング２０の内部が、外部雰囲気に対して真空圧である（すなわち、ハウジング２０内部の圧力が、周囲の大気圧よりも低い）場合、圧力逃し弁３４が手動で作動されると、矢印１５９によって表される、通気間隙１４８を通る内向きの流体の流れが、封止スリーブ１５５を内向きに移行させることにより、封止スリーブ１５５は、通気間隙１４８を部分的又は完全に遮断する。このことにより、ハウジング２０内への流体の流入は、アクチュエータ機構３０を不用意にトリガすることを回避するために十分に低減される（又は、いくつかの実施形態では、排除される）。このようにして、圧力逃し弁３４に関して適用される性能仕様が満たされることを可能にする、圧力逃し弁３４によって提供される所望の通気機能には、封止スリーブ１５５は、著しく干渉するものではないが、圧力逃し弁３４が手動で作動される場合を含めた、圧力逃し弁３４が作動される場合に、アクチュエータ機構３０をトリガする意図せざる影響を回避するために十分に、真空圧下でのハウジング２０内への内向きの流体の流れを低減する。

代替的実施形態では、他の構造体を使用して、一方向流れ阻止体を提供することも可能である。例えば、圧力逃し弁３４が作動される場合に、ハウジング２０内への流体の侵入を遅らせる一方で、ハウジング２０から流体が出て行くことを優先的に可能にするために、二方又は三方アンブレラ弁を使用することも可能である。通気性基底部と浮動接触するＯリングを有する、２部分シールであって、ハウジング２０の内部が外部雰囲気に対して真空である場合には、Ｏリングが通気性基底部と封止係合するように引き寄せられ、流体がハウジング２０の内部から出て行く場合には（すなわち、ハウジング２０の内部が外部雰囲気に対して加圧されている場合には）Ｏリングが通気性基底部との封止係合から離れるように押されることにより、流体の流れの任意の低減を最小限に抑える、２部分シールを使用することも可能である。ハウジング２０内への流体の流入よりも、ハウジング２０からの流体の流出を優先させるために、様々な流量制限器、あるいは、圧力逃し弁３４の様々な構成要素の造形及び寸法を使用することも可能である。ハウジング２０内への流体の流入を制限するために、様々な逆止弁又は一方向弁を使用することなども可能である。

内部故障検出器２２は、任意選択的に、内部故障検出器が作動された場合に制御信号を生成するための設備を含む。この設備は、内部故障検出器２２が作動されると開閉する、電気接点の１つ以上のセットを含み得る。電気接点は、例えば、ボア５６Ｃ内でのプランジャ６４の通過によって、又はトリガピン５０の動きによって、制御信号を生成するように動作することができる。電気接点は、プランジャ６４がその作動準備位置にある場合に、第１の位置（閉又は開のいずれか）にあるものとすることができる。内部故障検出器２２が作動されると、電気接点が切り替えられ、それにより、プランジャ６４がその作動位置にある場合に、それらの接点は第２の位置（開又は閉のいずれか）にある。この設備は、内部故障検出器２２が作動されたことを送信機に示す、制御信号を通信するための、光ファイバ又はセルラ通信信号などの他の機構を含み得る。送信機は、制御信号に応答して、無線信号又はセルラ電話送信などの、故障信号を生成することができる。

具体的な一実施形態では、内部故障検出器２２が作動されたことの指標を提供するために、磁気センサが使用される。一実施形態では、磁気センサは、内部故障検出器２２が作動されたことの指標を提供するために、ホール効果を使用する。ホール効果は、磁界の変化によって引き起こされる、導電体の両端間の電圧の変化を利用する。

そのようなセンサ２１０の例示的実施形態が、図２３Ａ及び図２３Ｂに示される。例示的一実施形態では、磁気要素２１２が、プランジャ６４に取り付けられており、内部故障検出器２２が作動された場合に、磁気要素２１２は、長手方向で前方に移動することになる。いくつかの実施形態では、磁気要素２１２は、プランジャ６４の前方端部に取り付けられている。

対応するホール効果センサ２１４が、作動中に移動しない内部故障検出器２２の構成要素に（例えば、シェル３３に）、又は、内部故障検出器２２が取り付けられている電気デバイスのハウジング若しくはタンク２０に、静止方式で取り付けられている。このようにして、内部故障検出器２２が作動されると、磁気要素２１２は、前方に移動することになり、その一方で、ホール効果センサ２１４は、静止したまま留まることにより、ホール効果センサ２１４によって検出することが可能な、磁気要素２１２とホール効果センサ２１４との間の相対移動がもたらされる。

磁気要素２１２の移動は、ホール効果センサ２１４内に収容されている導電体内の電圧の変化を引き起こすことになり、この変化を検出して、好適な設備を介して、例えば、図示の実施形態と同様にプロセッサへの有線接続２１６を介して、又は、検出された信号の通信を可能にする無線通信設備を介して、例えば、セルラ通信システム若しくはローカル無線通信システムを介して、出力することができる。

この信号を使用して、内部故障検出器２２が作動されたという警告を、遠隔の場所、例えば中央制御ステーションに提供することができ、それにより、内部故障検出器２２が設置されている電気デバイス内で起こり得る故障の、迅速な通知が提供される。そのような遠隔通知はまた、そのような決定を行うために現場での目視検査を必要とすることなく、内部故障検出器２２が作動されたことをユーザに遠隔通知することができるため、手作業による内部故障検出器２２の目視検査を回避すること、又はその頻度を低減することができる。

図示の実施形態では、磁気要素２１２は、内部故障検出器２２の作動中に移動可能であるものとして示され、説明されているが、代替的実施形態では、磁気要素２１２は、内部故障検出器２２の作動中に静止位置に保持される一方で、ホール効果センサ２１４を、内部故障検出器２２の作動中に移動するように取り付けることも可能であり、又は、それらの２つの構成要素は、内部故障検出器２２が作動される場合に、それらの間に相対運動を引き起こす、任意の好適な方式で取り付けることも可能である。

磁気要素２１２及び／又はホール効果センサ２１４は、例えば、これらの構成要素を悪環境条件から保護するために、内部故障検出器２２の、任意の好適なハウジング又は構成要素内に封入することができる。例えば、いくつかの実施形態では、磁気要素２１２は、ダストカバー９７の内側に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、ホール効果センサ２１４を、前側部分２２０、後側部分２２２、及び封止ガスケット２２４を有する、好適なハウジング内に封入することにより、ホール効果センサ２１４を悪環境条件から保護することができる。

内部故障検出器の実施形態は、ハウジング２０から最小限の量でのみ突出するように設計することができる。そのような設計は、例えば雪及び氷が付着する可能性のある、あらゆる表面を制限することができる。

いくつかの実施形態では、内部故障検出器２２の全体が、変圧器１６のハウジング２０の外部に配置されている。例えば、開口２４の代わりに、ハウジング２０の内部と、外部に配置されている内部故障検出器２２との間の、流体連通を可能にするように、流体流路を設けることが可能である。そのような流体流路により、外部に配置されている内部故障検出器２２は、ハウジング２０内の急激な圧力上昇を検出することが可能となる。そのような実施形態では、流体流路は、ダイヤフラム４０の面４０Ｂに作用する圧力が、ハウジング２０内の圧力と同じになるように、飛散カバー４４の底端部に封止係合している接続構造体に流体接続されるか、又は、そのような接続構造体と一体化されるべきである。例示的一実施形態では、流体流路は、外部の剛性コネクタの対応するねじ山と、ハウジング２０の表面上に配置されているねじ山付きオリフィスとの間の、ねじ山付き継手によって提供されている。いくつかの実施形態では、ねじ山付きオリフィスは、流体２６よりも上方のハウジング２０の側壁内に、又は蓋２１内に配置することができる。

上述の本発明のいくつかの例示的実施形態は、シャトル（例えば、シャトル７２）と相互作用する係止バー（例えば、係止バー１１０）の使用を採用している。シャトルは、（アクチュエータ機構の）トリガピン及び（インジケータ機構の）係止バーの双方と連動することによって、アクチュエータ機構からインジケータ機構を結合解除するための、インタフェースとして機能する。本発明の他の実施形態は、中間シャトルを使用することなく、アクチュエータ機構からインジケータ機構を結合解除するための、手段を提供する。

図２４Ａ～図２４Ｃは、アクチュエータ機構３０－１からインジケータ機構３２－１を結合解除するための手段として、横方向に向けられている係止バー２５０を備える、例示的な内部故障検出器２００を示す（その一部のみが示されている）。内部故障検出器２００は、言及される相違点を除いて、上述の内部故障検出器２２と同様のものとすることができる。図２４Ａは、インジケータ機構３２－１及びアクチュエータ機構３０－１が非作動である（又は、作動準備されている）構成を示す。図示のように、係止バー２５０は、トリガピン５０に近接している突出部２５２を含む。ばね２５４が、係止バー２５０の長手方向端部に設けられて、プランジャ６４－１に対して横方向に係止バー２５０を付勢している。

図２４Ｂでは隠されていて見えないが、係止バー２５０のばね２５４は、非作動構成において、飛散ガード２６０の内側表面に対して圧縮されているものとして示されている。図２４Ａを参照すると、圧縮状態のばね２５４は、プランジャ６４－１の中心軸に対して横方向に、かつ、ばね２５４が圧縮されている飛散ガード２６０の表面から離れる方向に、係止バー２５０を付勢している。この付勢力は、非作動構成において、突出部２５２によってトリガピン５０に対して作用していることにより、係止バー２５０の動きを妨げている。本明細書の他の実施形態で論じられているものと同様に、ばね７０が、インジケータ機構３２－１の作動構成に向けて、プランジャ６４－１を付勢する。図２４Ａで最良に示されているように、プランジャ６４－１は、係止バー２５０の後向き面２５０－１に対する、突出部２０６の前向き面２０６－１の係合によって、非作動位置に保持されている。

アクチュエータ機構３０－１がトリガされると、トリガピン５０が、突出部２５２から係合解除されることにより、係止バー２５０は、ばね２５４によって加えられる付勢力の下で、横方向に自由に移動することが可能になる。係止バー２５０は、飛散ガード２６０の対向面（図示せず）によって妨げられるまで、横方向に（ばね２５４から離れる方向に）前進して、図２４Ｃに示される作動構成に類似したものとなる。

図示のように、係止バー２５０内には、２つのスロット２５６が画定されており、それらの双方とも、内部故障検出器２００が作動構成にある場合に、突出部２０６の位置と位置合わせされるように構成されている。スロット２５６の寸法は、突出部２０６の寸法に関連付けることができ、それにより、それらが互いに位置合わせされる場合に、スロット２５６は、突出部２０６よりも大きい全幅を有する。このようにして、アクチュエータ機構３０－１がトリガされて、係止バー２５０が、ばね２５４の作用によって横方向に自由に移動すると、図２４Ｃで最良に示されているように、突出部２０６とスロット２５６とが位置合わせされて、プランジャ６４－１は、前進することが可能となり、それにより、故障が発生したことが示される。

図２５Ａ～図２５Ｃは、アクチュエータ機構３０－２からインジケータ機構３２－２を結合解除するための手段として、係止バー３５０を備える、例示的な内部故障検出器３００を示す（その一部のみが示されている）。内部故障検出器３００は、言及される相違点を除いて、上述の内部故障検出器２２と同様のものとすることができる。図２５Ａ及び図２５Ｂは、アクチュエータ機構３０－２及びインジケータ機構３２－２が、非作動である構成を示す。図２５Ｂは、係止バー３５０が上に設置されているバレル５６－２内に、プランジャ６４－２が収容されていることを示す。図２５Ａは、バレル５６－２が省略されている、構成要素の相対的な位置決めを示す。図示の実施形態では、係止バー３５０は、係止バー１１０の全体的幾何学形状と比較して、同様の全体的幾何学形状を特徴とするが、このことは必須ではない。第１の長手方向端部３５２に近接して、係止バー３５０は、下向き延出部３５４及び上向き延出部３５６を有する。反対側の第２の長手方向端部３５８において、係止バー３５０は、下向きに延出するアーム部３６０を有する。

図２５Ｂは、バレル５６－２上への係止バー３５０の設置を示す。バレル５６－２は、係止バー３５０の下向き延出部３５４を受け入れるための、溝３８０を含む。バレル５６－２は、ばね３６４を中に保持することが可能な、ばねハウジング３８２を更に含む。本明細書の他の実施形態で論じられているものと同様に、ばね７０が、インジケータ機構３０－２の作動構成に向けて、プランジャ６４－２を付勢する。インジケータ機構３２－２内に位置決めされている場合、係止バー３５０のアーム部３６０は、プランジャ６４－２の前向き面６４－２Ａと係合し、図２５Ａ及び図２５Ｂの図示の非作動構成における、プランジャ６４－２の前方への動きを防止している、後向き面３６０－１を含む。

ばね３６４は、上向き延出部３５６の前向き面に対する、ばね３５０の係合が、係止バー３５０の第２の長手方向端部３５８を、下向き延出部３５４の端部を中心として上向きに枢動させるものであるため、係止バー３５０を、垂直の角度の位置へと付勢する。非作動構成では、上向き延出部３５６の後向き面が、アクチュエータ機構３０－２のトリガピン５０と係合していることにより、係止バー３５０の枢動を防止しており、またそれゆえ、内部故障検出器３００が非作動構成にある場合の、プランジャ６４－２の前進を防止している。

アクチュエータ機構３０－２がトリガされると、トリガピン５０が、上向き延出部３５６から係合解除されることにより、ばね３６４によって掛けられる力による、係止バー３５０の回転が可能となる。したがって、この作用により、図２５Ｃで最良に示されているように、プランジャ６４－２から係止バー３５０の表面が係合解除されるため、プランジャ６４－２が前進することが可能となることにより、故障が発生したことが示される。

更なる実施形態が、本質的に限定するものではなく例示的であることが意図されている、以下の実施例を参照して説明される。
実施例１．０－様々なダイヤフラムに関する、ばね定数の決定
種々のダイヤフラムのばね定数ｋを、レーザ重量法を使用して実験的に決定した。簡潔に言えば、例示的なダイヤフラムの垂直変位を、ダイヤフラムの上側面に重りを追加しつつ、レーザセンサを使用して測定した。このシナリオでは、重力下での、追加された重りによって加えられる力（Ｆ＝ｍｇ、ｍは追加された質量であり、ｇは重力加速度、すなわち９．８ｍ／ｓ／ｓである）は、ｋｘに等しく、ｋは、ばね定数であり、ｘは、測定された変位である。

ＰＣＴ国際公開第２０１１／１５３６０４号で示されているものなどの、二重折り返し部を有し、ポリブチレンテレフタレートから作製されているダイヤフラムは、１．２３Ｎ／ｍｍ（７ｌｂｓ／ｉｎ）程度のばね定数を有することが、実験的に決定された。対照的に、単一の折り返し部のみを有し、フルオロエラストマー材料から作製されている例示的なダイヤフラムは、０．３０Ｎ／ｍｍ（１．７ｌｂｓ／ｉｎ）程度のばね定数を有していた。

いくつもの例示的な態様及び実施形態が上記で論じられてきたが、当業者には、それらの特定の修正、置換、追加、及びサブコンビネーションが認識されるであろう。例えば：
・図面に示されている単一のオリフィス３８は、いくつものより小さいオリフィスか、多孔質膜であって、その膜を通って空気が流れることは可能であるが、流体２６は流れることができない、多孔質膜か、又は、ハウジング２０内の周囲圧力の変動にチャンバ３６内の圧力が追従し得る速度を制限する、何らかの他の構成で置き換えることも可能である。

・オリフィス３８の形状は、図示のように環状とするか、又は何らかの他の形状とすることもできる。
・可撓性のダイヤフラム４０によって１つの側面が閉鎖されているチャンバ３６の代わりに、アクチュエータ機構３０は、Ｃｕｋに対する米国特許第５，０７８，０７８号で説明されているような、比較的高質量のピストンと比較的低質量のピストンとの双方によって閉鎖されているチャンバを含むことも可能である。２つのピストンは、互いに同心とすることができ、同じばね定数を有するばねに接続することができる。大質量ピストンの慣性は、突然の圧力上昇に応答して大質量ピストンが移動することを防止する。大質量ピストン及び小質量ピストンは、双方とも、緩徐な圧力変動に応答して移動することができる。大質量ピストンと小質量ピストンとの間の相対運動を使用して、インジケータ機構３２を解放することができる。

・チャンバ３６は、可撓性の円筒壁によって接合されている剛性の端面を有するベローズの、内部を含み得る。剛性の端面の相対運動は、好適な機械的リンク機構によって、インジケータ機構３２をトリガすることができる。ベローズ内の１つ以上の開口部は、ハウジング２０内の周囲圧力の緩徐な変動に応答して端面が移動することを防止する。

・本発明の好ましくない実施形態では、ダイヤフラム４０は、ハウジング２０内の突然の圧力上昇に応答してチャンバ３６に向けて変位する、剛性又は半剛性の可動ピストンに置き換えることが可能である。

・例えば上述のようにダイヤフラムによって１つの側面が閉鎖されているチャンバ３６、又は、これらの代替機構のうちのいずれかが、インジケータ機構３２を動作させるために十分な力でキャビティの壁の一部分を移動させることによってハウジング２０内の圧力上昇に応答する、「圧力上昇検出手段」を構成する。又は、
・プランジャ６４は、上述の形状とは異なる形状を有し得るものであり、例えば、プランジャ６４は、プランジャ６４がその作動準備位置にある場合にボア５６Ｃ内に隠されていて見えず、プランジャ６４がトリガ位置に移動すると現れる、隠された部分を有する、フラグ、ロッド、プレートなどを含むことも可能である。上述のようなプランジャ６４、及び、内部故障検出器が故障を検出したことの指標を表示するための、本明細書で説明されている代替形態のうちのいずれかが、「インジケータ手段」を構成する。

それゆえ、以下の添付の特許請求の範囲、及び今後導入される特許請求の範囲は、それらの真の趣旨及び範囲内にあるような、全ての修正、置換、追加、及びサブコンビネーションを含むように解釈されることが意図されている。

いくつもの例示的な態様及び実施形態が上記で論じられてきたが、当業者には、それらの特定の修正、置換、追加、及びサブコンビネーションが認識されるであろう。それゆえ、以下の添付の特許請求の範囲、及び今後導入される特許請求の範囲は、本明細書全体の最広義の解釈と一致するような、全ての修正、置換、追加、及びサブコンビネーションを含むように解釈されることが意図されている。

Claims (80)

1. 急激な圧力上昇の発生を検出するための故障検出器であって、
   内部を有するチャンバと、
   前記チャンバと封止係合して、前記チャンバの表面の一部分を画定しているダイヤフラムと、
   前記チャンバの前記内部と前記チャンバの外部環境との間の流体連通を提供する開口と、
   を備え、
   前記ダイヤフラムが、０．８８Ｎ／ｍｍ以下のばね定数を有する、
   故障検出器。
2. 電気デバイスのハウジング内の急激な圧力上昇の発生を示すための故障検出器であって、
   バレルと、
   前記ハウジングの内部と流体連通する作動機構であって、
   封止されたチャンバであって、前記チャンバの外部環境と前記チャンバの内部との間を連通しているオリフィスを有する、チャンバと、
   前記ハウジングの前記内部と前記チャンバの前記内部との間の圧力差に応答して移動可能な作動部材であって、０．８８Ｎ／ｍｍ以下のばね定数を有する、作動部材と、
   を含む、作動機構と、
   前記バレルのボア内のプランジャであって、前記バレル内で前方に付勢され、通常は前記作動部材によって作動準備位置に保持されている、プランジャと、
   を備え、
   前記圧力差が正の閾値を上回ると、前記作動部材が移動されることにより、トリガ位置へと前記プランジャが前方に移動することを可能にする、
   故障検出器。
3. 作動部材が、前記チャンバから離れる方向に前記作動部材を付勢する、ばねを含む、請求項２に記載の故障検出器。
4. 前記作動部材が、前記チャンバの封止面において前記チャンバと封止係合して、前記チャンバの前記表面の一部分を画定している、ダイヤフラムを含む、請求項２又は３に記載の故障検出器。
5. 前記ダイヤフラム又は前記作動部材が、約０．１８Ｎ／ｍｍ～約０．８８Ｎ／ｍｍのばね定数を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の故障検出器。
6. 前記ダイヤフラムが、前記ダイヤフラムの前記封止面の内側に配置されている、単一の環状隆起部を含む、請求項１、４、又は５のいずれか一項に記載の故障検出器。
7. 前記ダイヤフラムが、円形の形状を有する、請求項１、又は４～６のいずれか一項に記載の故障検出器。
8. 前記ダイヤフラムが、カップ部を含み、前記カップ部が、半径方向内向きに延びている下向きの窪みを含む、請求項１、又は４～７のいずれか一項に記載の故障検出器。
9. 前記下向きの窪みが、０．１３～１．３ｃｍの範囲の高さを有する、請求項８に記載の故障検出器。
10. 前記カップ部が、１．３～６．４ｃｍの範囲の直径を有する、請求項８又は９に記載の故障検出器。
11. 前記チャンバが、１．３～７．６ｃｍの範囲の高さを有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の故障検出器。
12. 前記ダイヤフラムが、前記ダイヤフラムの前記封止面の内側に配置されている、単一の環状隆起部を含み、前記カップ部の前記下向きの窪みが、前記環状隆起部の内側縁部に配置されている、請求項８～１０のいずれか一項に記載の故障検出器。
13. 前記単一の環状隆起部が、事前折り返し形ダイヤフラムによって提供されている、請求項１２に記載の故障検出器。
14. 前記ダイヤフラムが、トップハット形ダイヤフラムを含み、前記単一の環状隆起部が、急激な圧力上昇が検出されている期間の少なくとも一部の間に提供される、請求項１～１２のいずれか一項、又は他のいずれかの請求項に記載の故障検出器。
15. 前記ダイヤフラムが、前記圧力差に応答して、大規模な非弾性の動きを行う、請求項１、又は４～１４のいずれか一項に記載の故障検出器。
16. 前記ダイヤフラムが、エラストマーから、任意選択的に熱硬化性ポリマーから作製されている、請求項１、又は４～１５のいずれか一項に記載の故障検出器。
17. 前記ダイヤフラムが、ニトリル、フルオロエラストマー、フルオロカーボン、又はネオプレンから作製されている、請求項１、又は４～１６のいずれか一項に記載の故障検出器。
18. 前記ダイヤフラムが、フルオロシリコーンゴムから作製されている、請求項１、又は４～１７のいずれか一項に記載の故障検出器。
19. 前記ダイヤフラムが、埋め込み繊維を有する複合材料から作製されており、任意選択的に、前記埋め込み繊維が、前記材料の一方の表面にのみ埋め込まれているか、又は任意選択的に、前記埋め込み繊維が、前記材料の両面に埋め込まれている、請求項１、又は４～１８のいずれか一項に記載の故障検出器。
20. 前記ダイヤフラムが、０．１３～０．５１ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項１、又は４～１９のいずれか一項に記載の故障検出器。
21. 前記ダイヤフラムが、５０～９５ショアＡデュロメータの硬度を有する材料から形成されている、請求項１、又は４～２０のいずれか一項に記載の故障検出器。
22. 前記ダイヤフラムが、１．３～１３ｃｍの範囲の直径を有する、請求項１、又は４～２１のいずれか一項に記載の故障検出器。
23. 前記ばね定数が、レーザ重量法を使用して決定される、請求項１～２２のいずれか一項に記載の故障検出器。
24. 電気デバイスのハウジング内の急激な圧力上昇の発生を示すための故障検出器であって、
    バレルと、
    前記ハウジングの内部と流体連通する作動機構であって、
    封止されたチャンバであって、前記チャンバの外部環境と前記チャンバの内部との間を連通しているオリフィスを有する、チャンバと、
    前記ハウジングの前記内部と前記チャンバの前記内部との間の圧力差に応答して移動可能である作動部材であって、非作動構成から作動構成に前記作動部材を移動させる、作動部材と、
    を含む、作動機構と、
    前記バレルのボア内のプランジャと、
    第１の位置及び第２の位置を有する係止部材であって、前記第１の位置において、前記係止部材が、前記バレル内での前記プランジャの前方移動を抑制して、前記プランジャに加えられた力が前記作動部材に伝達することを防止するように位置決めされ、前記第２の位置において、前記係止部材が、前記プランジャの前方移動を可能にするように位置決めされ、前記プランジャが、最初に、前記係止部材が前記第１の位置にあるときに、前記係止部材によって前記非作動構成に保持され、前記係止部材が前記第２の位置にあるときに、前記バレルの前記ボア内で前方に移動可能である、係止部材と、
    を備える、故障検出器。
25. 付勢力によって前記バレル内で前方に付勢される、シャトルを更に備え、前記シャトルが、最初に、前記作動部材によって前記非作動構成に保持されており、前記作動部材が前記非作動構成から前記作動構成に移動する際に、前方に移動して、前記プランジャに前記付勢力を伝達するように構成されており、前記シャトルが、前記作動機構がトリガされると、前記係止部材を前記第１の位置から前記第２の位置に変位させるように構成されている、請求項２４に記載の故障検出器。
26. 前記第１の位置において、前記係止部材のアーム部が、前記プランジャの第１の突出部と係合することにより、前記バレル内での前記プランジャの前方移動を抑制する、請求項２５に記載の故障検出器。
27. 前記第１の位置において、前記係止部材のアーム部が、前記プランジャの第２の突出部と係合して、前記バレル内での前記プランジャの後方移動を抑制する、請求項２６に記載の故障検出器。
28. 前記第２の位置において、前記係止部材の前記アーム部が、前記シャトルによって偏向されて、前記係止部材の前記アーム部を、前記プランジャの前記第１の突出部との係合から解除する、請求項２４～２７のいずれか一項に記載の故障検出器。
29. 前記シャトルが、前記係止部材の第２の傾斜面と相補的であり、かつ前記第２の傾斜面と接触する、第１の傾斜面を含み、前記第１の傾斜面及び前記第２の傾斜面は、前記シャトルの前方向への水平移動が、前記第１の傾斜面に対する前記第２の傾斜面の摺動変位を介して、前記係止部材の第１の端部の垂直移動を引き起こすように構成されている、請求項２８に記載の故障検出器。
30. 前記シャトルの前記第１の傾斜面が、水平から約４０°～約５０°の第１の角度を有し、前記係止部材の前記第２の傾斜面が、前記第１の角度と相補的な、前記水平からの第２の角度を有する、請求項２９に記載の故障検出器。
31. 前記第１の傾斜面が前記第２の傾斜面を越えて摺動することによって、前記係止部材が、前記第１の位置から前記第２の位置に移動される、請求項３０に記載の故障検出器。
32. 前記係止部材が、前記プランジャの更なる前方移動を防止するように前記係止部材が位置決めされる、第３の位置を有する、請求項２４～３１のいずれか一項に記載の故障検出器。
33. 前記シャトルが、前記係止部材の第４の傾斜面と相補的であり、かつ前記第４の傾斜面と接触する、第３の傾斜面を含み、前記第３の傾斜面及び前記第４の傾斜面は、前記シャトルの後方向への水平移動が、前記第３の傾斜面に対する前記第４の傾斜面の摺動変位を介して、前記係止部材の前記第１の端部の垂直移動を引き起こすように構成されている、請求項２４～３２のいずれか一項に記載の故障検出器。
34. 前記第３の傾斜面が、水平から約２５°～約４５°の第３の角度を有し、前記第４の傾斜面が、前記第３の角度と相補的な、前記水平からの第４の角度を有する、請求項３３に記載の故障検出器。
35. 前記係止部材が前記第３の位置にある場合、前記第３の傾斜面及び前記第４の傾斜面が互いに接触している、請求項３３又は３４に記載の故障検出器。
36. 前記第３の位置において、前記係止部材の前記アーム部が、前記プランジャの第３の突出部と係合することにより、前記バレル内での前記プランジャの更なる前方移動を抑制する、請求項３５に記載の故障検出器。
37. 前記係止部材の第２の端部が、前記バレルと枢動可能に係合されている、請求項２４～３６のいずれか一項に記載の故障検出器。
38. 前記係止部材の１つの端部又は前記第２の端部が、前記バレルと摺動可能に係合されている、請求項２４～３７のいずれか一項に記載の故障検出器。
39. 付勢部材が、前記係止部材を前記第１の位置及び前記第３の位置に向けて付勢する、請求項３２～３８のいずれか一項に記載の故障検出器。
40. 内部故障検出器を作動させる方法であって、
    急激な圧力上昇により圧力センサが作動することを可能にするステップと、
    係止部材が非作動構成から作動構成に移動することを可能にするように、前記圧力センサの前記作動に応答して、保持ピンを移動させるステップと、
    前記係止部材が第１の位置にあるときに前記係止部材によって保持されているプランジャを、前記係止部材が第２の位置にあるときに付勢力によって前方に変位させることを可能にして、急激な圧力上昇が生じたことの指標を提供するステップと、
    を含む、方法。
41. 保持ピンを移動させる前記ステップが、
    前記保持ピンによって最初に所定の位置に保持されているシャトルを、前記保持ピンの移動時に、付勢力によって変位させることを可能にするステップと、
    前記シャトルの第１の傾斜面を、前記係止部材の相補的な第２の傾斜面に対して摺動させて、前記シャトルの水平移動を、前記係止部材の第１の端部の垂直変位に変換することによって、前記係止部材の前記第１の端部を、第１の位置から第２の位置に変位させるステップと、
    を含む、請求項４０に記載の方法。
42. 前記プランジャを変位させることを可能にした後に、前記係止部材が、前記第２の位置から、前記プランジャの後方移動を前記係止部材が防止する第３の位置に移動することを可能にするステップを更に含む、請求項４１に記載の方法。
43. 前記係止部材が、第１の付勢力によって前記バレル内で横方向に付勢され、前記プランジャが、第２の付勢力によって前記バレル内で前方に付勢され、前記係止部材が、最初に、前記作動部材によって前記非作動構成に保持されており、前記作動機構がトリガされると、前記第１の付勢力が、前記係止部材を前記第１の位置から前記第２の位置に変位させる、請求項２４～３９のいずれか一項に記載の故障検出器。
44. 前記係止部材が、前記係止部材の長手方向軸に対して横方向に延出する突出部を含み、前記突出部が、最初に、前記非作動構成において前記係止部材を前記第１の位置に保持するために、前記作動部材と係合されている、請求項４３に記載の故障検出器。
45. 前記係止部材が、１つ以上のスロットを含み、前記プランジャが、１つ以上の突出部を含み、前記第１の位置において、前記１つ以上のスロットに隣接する、前記係止部材の表面が、前記プランジャの前記１つ以上の突出部と係合されることにより、前記バレル内での前記プランジャの前方移動を抑制する、請求項４４に記載の故障検出器。
46. 前記第２の位置において、前記係止部材の変位が、前記係止部材の前記１つ以上のスロットを、前記プランジャの前記１つ以上の突出部と位置合わせして、前記係止部材の前記表面を、前記プランジャの前記１つ以上の突出部との係合から解除する、請求項４５に記載の故障検出器。
47. 前記係止部材の第１の端部が、前記バレルと枢動可能に係合されており、前記第１の位置において、前記係止部材の第２の端部におけるアーム部が、前記プランジャの突出部と係合されることにより、前記バレル内での前記プランジャの前方移動を抑制する、請求項４１～４６のいずれか一項に記載の故障検出器。
48. 前記係止部材が、第１の付勢力によって、前記バレルを中心として枢動するように付勢され、前記プランジャが、第２の付勢力によって、前記バレル内で前方に付勢され、前記第１の位置において、前記係止部材の前記第１の端部における上向き延出部が、最初に、前記係止部材が枢動することを抑制するために、前記作動部材と係合されている、請求項４１～４７のいずれか一項に記載の故障検出器。
49. 前記第２の位置において、前記作動部材の変位が、前記作動部材及び前記係止部材を係合から解除して、前記第１の付勢力が前記係止部材を枢動させることを可能にすることにより、前記係止部材を、前記プランジャとの係合から解除する、請求項４８に記載の故障検出器。
50. 前記故障検出器の作動を防止するための、輸送用係止具を更に備える、請求項２４～３９、又は４３～４９のいずれか一項に記載の故障検出器。
51. 前記輸送用係止具が設置構成にあるとき、前記プランジャが、前記プランジャの非作動位置に対して後方に変位されている、請求項５０に記載の故障検出器。
52. 前記輸送用係止具が前記設置構成にあるとき、前記係止部材が、前記プランジャによって輸送構成へと後方に変位されている、請求項５１に記載の故障検出器。
53. 前記輸送構成において、前記係止部材のアーム部が、前記バレルのキャッチ部と係合し、前記キャッチ部が、前記第２の位置への前記係止部材の移動を防止する、請求項５２に記載の故障検出器。
54. 電気デバイスのハウジング内の急激な圧力上昇の発生を示すための故障検出器であって、
    バレルと、
    前記ハウジングの内部と流体連通して、前記ハウジング内の急激な圧力上昇に応答して作動部材を解放するように構成されている、作動機構と、
    前記バレルのボア内のプランジャであって、前記バレル内で前方に付勢され、通常は前記作動部材によって作動準備位置に保持されている、プランジャと、
    前記プランジャに固定して保持されている第１の端部、及び前記バレルに固定して保持されている第２の端部を有する、静的シールであって、前記故障検出器が作動準備構成からトリガ構成に移動する際に、前記プランジャと前記バレルとの間の相対移動を可能にすると同時に、前記ハウジングの前記内部と前記ハウジングの外部環境との間の封止を維持する、中央部分を有する、静的シールと、
    を備える、故障検出器。
55. 電気デバイスのハウジング内の急激な圧力上昇の発生を示すための故障検出器であって、
    バレルと、
    前記ハウジングの内部と流体連通する作動機構であって、
    封止されたチャンバであって、前記チャンバの外部環境と前記チャンバの内部との間を連通しているオリフィスを有する、チャンバと、
    前記ハウジングの前記内部と前記チャンバの前記内部との間の圧力差に応答して移動可能である作動部材であって、非作動構成から作動構成に前記作動部材を移動させる、作動部材と、
    を含む、作動機構と、
    前記バレルのボア内のプランジャと、
    付勢力によって前記バレル内で前方に付勢されるシャトルであって、最初に、前記作動部材によって前記非作動構成に保持されており、前記作動部材が前記非作動構成から前記作動構成に移動する際に、前方に移動して、前記プランジャに前記付勢力を伝達するように構成されている、シャトルと、
    第１の位置及び第２の位置を有する係止部材であって、前記第１の位置において、前記係止部材が、前記バレル内での前記プランジャの前方移動を抑制するように位置決めされ、前記第２の位置において、前記係止部材が、前記プランジャの前方移動を可能にするように位置決めされ、前記プランジャが、最初に、前記係止部材が前記第１の位置にあるときに、前記係止部材によって前記非作動構成に保持され、前記係止部材が前記第２の位置にあるときに、前記バレルの前記ボア内で前方に移動可能であり、前記シャトルが、前記作動機構がトリガされると、前記係止部材を前記第１の位置から前記第２の位置に変位させるように構成されている、係止部材と、
    前記プランジャに固定して保持されている第１の端部、及び前記バレルに固定して保持されている第２の端部を有する、静的シールであって、前記故障検出器が作動準備構成からトリガ構成に移動する際に、前記プランジャと前記バレルとの間の相対移動を可能にすると同時に、前記ハウジングの前記内部と前記ハウジングの外部環境との間の封止を維持する、中央部分を有する、静的シールと、
    を備える、故障検出器。
56. 電気デバイスのハウジング内の急激な圧力上昇の発生を示すための故障検出器であって、
    バレルと、
    前記ハウジングの内部と流体連通する作動機構であって、
    封止されたチャンバであって、前記チャンバの外部環境と前記チャンバの内部との間を連通しているオリフィスを有する、チャンバと、
    前記ハウジングの前記内部と前記チャンバの前記内部との間の圧力差に応答して移動可能である作動部材と、
    を含む、作動機構と、
    前記バレルのボア内のプランジャであって、前記バレル内で前方に付勢され、通常は前記作動部材によって作動準備位置に保持されている、プランジャと、
    前記プランジャに固定して保持されている第１の端部、及び前記バレルに固定して保持されている第２の端部を有する、静的シールであって、前記故障検出器が作動準備構成からトリガ構成に移動する際に、前記プランジャと前記バレルとの間の相対移動を可能にすると同時に、前記ハウジングの前記内部と前記ハウジングの外部環境との間の封止を維持する、中央部分を有する、静的シールと、
    を備える、故障検出器。
57. 電気デバイスのハウジング内の急激な圧力上昇の発生を示すための故障検出器であって、
    バレルと、
    前記ハウジングの内部と流体連通する作動機構であって、
    封止されたチャンバであって、前記チャンバの外部環境と前記チャンバの内部との間を連通しているオリフィスを有する、チャンバと、
    前記ハウジングの前記内部と前記チャンバの前記内部との間の圧力差に応答して移動可能である作動部材であって、非作動構成から作動構成に前記作動部材を移動させる、作動部材と、
    を含む、作動機構と、
    前記バレルのボア内のプランジャと、
    付勢力によって前記バレル内で前方に付勢されるシャトルであって、最初に、前記作動部材によって前記非作動構成に保持されており、前記作動部材が前記非作動構成から前記作動構成に移動する際に、前方に移動して、前記プランジャに前記付勢力を伝達するように構成されている、シャトルと、
    第１の位置及び第２の位置を有する係止部材であって、前記第１の位置において、前記係止部材が、前記バレル内での前記プランジャの前方移動を抑制するように位置決めされ、前記第２の位置において、前記係止部材が、前記プランジャの前方移動を可能にするように位置決めされ、前記プランジャが、最初に、前記係止部材が前記第１の位置にあるときに、前記係止部材によって前記非作動構成に保持され、前記係止部材が前記第２の位置にあるときに、前記バレルの前記ボア内で前方に移動可能であり、前記シャトルが、前記作動機構がトリガされると、前記係止部材を前記第１の位置から前記第２の位置に変位させるように構成されている、係止部材と
    前記プランジャに固定して保持されている第１の端部、及び前記バレルに固定して保持されている第２の端部を有する、静的シールであって、前記故障検出器が作動準備構成からトリガ構成に移動する際に、前記プランジャと前記バレルとの間の相対移動を可能にすると同時に、前記ハウジングの前記内部と前記ハウジングの外部環境との間の封止を維持する、中央部分を有する、静的シールと、
    を備える、故障検出器。
58. 前記静的シールが、約５０～約９５ショアＡデュロメータの硬度を有する材料から作製されている、請求項５４～５７のいずれか一項に記載の故障検出器。
59. 前記静的シールが、エラストマーから、任意選択的に熱硬化性ポリマーから作製されている、請求項５４～５８のいずれか一項に記載の故障検出器。
60. 前記静的シールが、ニトリル、フルオロエラストマー、フルオロカーボン、又はネオプレンから作製されている、請求項５４～５９のいずれか一項に記載の故障検出器。
61. 前記静的シールが、フルオロシリコーンゴムから作製されている、請求項５４～６０のいずれか一項に記載の故障検出器。
62. 前記静的シールが、埋め込み繊維を有する複合材料から作製されており、任意選択的に、前記埋め込み繊維が、前記材料の一方の表面にのみ埋め込まれているか、又は任意選択的に、前記埋め込み繊維が、前記材料の両面に埋め込まれている、請求項５４～６１のいずれか一項に記載の故障検出器。
63. 前記静的シールが、約０．１３ｍｍ～約０．５１ｍｍの厚さを有する、請求項５４～６２のいずれか一項に記載の故障検出器。
64. 内部故障検出器を作動させる方法であって、
    急激な圧力上昇により圧力センサが作動することを可能にするステップと、
    前記圧力センサの前記作動に応答して、保持ピンを移動させて、バレル内に位置決めされているインジケータを、付勢力によって変位させることを可能にして、急激な圧力上昇が発生したことの指標を提供するステップであって、
    静的シールの第１の端部を、前記バレルと封止係合させて保持し、静的シールの第２の端部を、前記インジケータと封止係合させて保持している一方で、前記静的シールの可撓性の中央部分が、前記中央部分自体を越えて摺動する、ステップと、
    を含む、方法。
65. 磁気要素と、
    ホール効果センサであって、前記磁気要素と前記ホール効果センサとの間の相対移動を検出するように位置決めされている、ホール効果センサと、
    を備え、
    前記磁気要素及び前記ホール効果センサのうちの少なくとも一方が、前記故障検出器の作動中に相対移動するように取り付けられている、
    請求項２～３９、又は４３～６３のいずれか一項に記載の故障検出器。
66. 前記磁気要素が、前記故障検出器の作動中に前記ホール効果センサに対して前記磁気要素が移動するように、前記プランジャに関連付けられている、請求項６５に記載の故障検出器。
67. 前記磁気要素が、前記プランジャの遠位部分に取り付けられている、請求項６６に記載の故障検出器。
68. 前記ホール効果センサが、前記故障検出器の作動中に静止したまま留まるように取り付けられている、請求項６５～６７のいずれか一項に記載の故障検出器。
69. 前記ホール効果センサが、前記磁気要素と前記ホール効果センサとの間の相対運動が検出された場合に、有線又は無線通信信号を生成する、通信設備を含む、請求項６５～６８のいずれか一項に記載の故障検出器。
70. 電気デバイスのハウジング内の急激な圧力上昇の発生を示す方法であって、
    急激な圧力上昇により圧力センサが作動することを可能にするステップと、
    前記圧力センサの前記作動に応答して、保持ピンを移動させて、バレル内に位置決めされているインジケータを、付勢力によって変位させることを可能にするステップと、
    前記インジケータの移動が、磁気要素とホール効果センサとの間の相対移動を引き起こすことを可能にして、急激な圧力上昇が発生したことの指標を提供するステップと、
    を含む、方法。
71. 電気デバイスから圧力を解放するための圧力逃し弁であって、使用時に、前記電気デバイスのハウジングの内部への、内向きの流体の流れを、前記ハウジングの前記内部から出る、外向きの流体の流れに対して減少させる、一方向流れ阻止体を備える、圧力逃し弁。
72. 前記一方向流れ阻止体が、前記ハウジングの前記内部への、前記内向きの流体の流れを阻止する、請求項７１に記載の圧力逃し弁。
73. 前記一方向流れ阻止体が、軸方向に移動可能な封止スリーブを含み、前記軸方向に移動可能な封止スリーブが、前記圧力逃し弁の通気間隙を通る流体の流れに前記封止スリーブが第１の程度まで干渉する、阻止位置と、前記圧力逃し弁の前記通気間隙を通る前記流体の流れに前記封止スリーブが第２の程度まで干渉する、流れ位置との間で移動可能であり、前記第２の程度が、前記第１の程度よりも小さい、請求項７１又は７２に記載の圧力逃し弁。
74. 前記一方向流れ阻止体が、二方若しくは三方アンブレラ弁、通気性基底部と浮動接触するＯリング、流量制限器、又は逆止弁を含む、請求項７１～７３のいずれか一項に記載の圧力逃し弁。
75. 請求項７１～７４のいずれか一項に記載の圧力逃し弁を備える、請求項２～３９、４３～６３、又は６５～６９のいずれか一項に記載の故障検出器。
76. 電気デバイスのハウジングの内部空間と周囲雰囲気との間の圧力差を減少させる方法であって、
    前記内部空間と前記周囲雰囲気との間で流体連通する、圧力逃し弁を作動させるステップと、
    前記圧力逃し弁を通る流体の流れを、一方向流れ阻止体が調整することを可能にするステップであって、前記一方向流れ阻止体が、前記内部空間から前記流体が第１の流量で出ることを可能にするように構成されており、かつ、前記内部空間に前記流体が第２の流量で入ることを可能にするように構成されており、前記第２の流量が、前記第１の流量よりも少ない、ステップと、
    を含む、方法。
77. 前記内部空間が、前記周囲雰囲気よりも低い圧力である、請求項７６に記載の方法。
78. 前記一方向流れ阻止体が、軸方向に移動可能な封止スリーブを含み、前記内部空間が前記周囲雰囲気よりも低い圧力である場合に、前記軸方向に移動可能な封止スリーブが、軸方向内向きに移動して、前記圧力逃し弁の通気間隙を遮断又は阻止する、請求項７６又は７７に記載の方法。
79. 請求項２～３９、４３～６３、又は６５～６９のいずれか一項に記載の故障検出器を使用して実施される、請求項７６～７８のいずれか一項に記載の圧力差を減少させる方法。
80. 請求項１～３９、４３～６３、又は６５～６９のいずれかに記載の故障検出器の特徴のうちのいずれかを有する、請求項１～３９、４３～６３、又は６５～６９のいずれかに記載の故障検出器。

Images