JP4325749B2 - 異なるフレーム・サイズ用のモジュラ接触システムを備えた回路遮断器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、個々遮断モジュールの簡単な並列接続により多様なサイズの複数の遮断モジュールを有することが可能であり、任意の単独のモジュールが占める空間の合計よりも少ない空間を占める、モジュラ接触システムを備えた電気回路遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファスナによって単独の回路遮断器を複数がともに接続されたモジュラ・アレイを含む複合回路遮断器が、住居用として周知である。「Ｈａｎｄｌｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ｆｏｒ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｌｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ」という名称の米国特許第５，１７２，０８７号は、分離ハンドルを１つの有効な動作ハンドルに統合するための改良型動作ハンドルを組み込んだ複合回路遮断器について述べている。複合回路遮断器の全幅は、個々の回路遮断器の幅の合計である。
【０００３】
参照により本明細書に組み込まれる、「Ｒｏｔａｒｙ Ｃｏｎｔａｃｔ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ａｍｐｅｒｅ−Ｒａｔｅｄ ＣｉｒｃｕｉｔＢｒｅａｋｅｒｓ」という名称の１９９７年７月２日出願のイタリア特許出願Ｎｏ．ＭＩ９７Ａ００１５６４８（米国特許事件整理番号７５ＩＴ０１００、Ｄｅ Ｖｉｚｚｉ他）は、複合回路遮断器を形成するために一組にまとめられた単独の回転接触アセンブリについて述べている。動作機構を備える接触アーム・アセンブリの相互接続は長く延びたピンによって達成され、それによって、１つの機構ですべての単独の回転接触アーム・アセンブリを作動させることが可能になる。接触アームの回転配置は、短絡による中断の間に２つのアークを直列に発生させ、短絡電流を急速かつ効果的に消滅させて保護された回路を遮断する。
【０００４】
高静止時（quiescrnt）アンペア定格を必要とする回路遮断器の適用例の場合、回路遮断器の大きさに比例したより大型の単独構成要素を備えるより大型の回路遮断器の使用が周知であり、これは「Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ａｍｐｅｒｅ−Ｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒｓ」という名称の米国特許第５，４２４，７０１号に記載されている。単独構成要素のサイズを増大させることなく高静止時アンペア定格の利用例を提供する他の方法は、２つの標準サイズの回路遮断器を隣接させ、隣接した個々の遮断器を並列に接続することによるものである。このような対をなす配置が、「Ｈｉｇｈ Ｒａｔｉｎｇ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｌｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ Ｔｗｏ Ａｄｊｏｉｎｅｄ Ｍｏｌｄｅｄ Ｃａｓｅｓ」という名称の米国特許第４，８８４，０４７号に記載されている。対をなす複合回路遮断器の全幅は、個々の回路遮断器の幅の合計である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一目的は、高静止時アンペア定格に使用する回路遮断器モジュールを形成するための、複数の回転接触アーム・アセンブリの並列配置を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、高静止時アンペア定格用の複合回転回路遮断器を形成するための、回転接触アセンブリの複数の単独モジュールを一組にまとめることである。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、短絡条件下で急速かつ効果的に高アンペア定格の保護された回路を遮断するための、経済的手段を提供することである。
【０００８】
本発明のさらに別の目的は、ともに一組にまとめられた個々の単独回路遮断器の幅の合計よりも少ない全幅を有する、コンパクトで高アンペア定格の複合回路遮断器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
低静止時アンペア定格の複数の回転接触アセンブリが並列に接続され、その個々の構成要素の定格よりも高い高静止時アンペア定格を有する単独の回路遮断器モジュールを形成する。標準の部品およびモジュラ・アセンブリを含むこれらの回路遮断器モジュールをともに一組にまとめることによって、高静止時アンペア定格の経済的でコンパクトな複合回路遮断器が形成される。
【００１０】
本発明は、回転接触アーム・アセンブリおよびモジュラ構造の両方の利点を提供する。２つのアークを直列に発生させる回転接触アームの構成は、短絡電流を急速に抑制しかつ消滅させる有効な手段を提供し、また低アンペア接触アームに並列に接続した単独モジュールは、高アンペア定格を達成する経済的でコンパクトな手段を提供する。
【００１１】
本発明によれば、回路遮断器ハウジング、第１電流経路ハウジング、および第２電流経路ハウジングを含む回路遮断器は、
第１電流経路ハウジング内に配置され、保護された回路に接続された第１電流経路と、
第１電流経路に電気的に並列に接続された第２電流経路ハウジング内に配置され、保護された回路に接続された第２電流経路と、
保護された回路に過電流が発生したとき、保護された回路を遮断するために配置された、回路遮断器ハウジング内の動作機構と、
過電流が発生したとき、保護された回路を遮断するための動作機構を関連付ける、回路遮断器ハウジング内の引外しユニット
によって特徴付けられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、回路遮断器ハウジング１６内に収容された機構１４と連動する動作ハンドル１２を備える、複合回路遮断器１０を表す。過電流状態の間、引外しユニット１８で作動する機構１４は、単独モジュール２２ａ、２２ｂ内で接触アーム２０（図３に示す）と関連付けられる。単独モジュール２２ａ、２２ｂは、図３および図５に最も良く見られるように、第１および第２電流経路を収容する外側電流経路ハウジング２４ａ、２４ｂと、内側電流経路ハウジング２４ｃを含む。
【００１３】
図２は、「Ｒｏｔａｒｙ Ｃｏｎｔａｃｔ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ａｍｐｅｒｅ−Ｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒｓ」という名称のイタリア特許出願Ｎｏ．ＭＩ９７Ａ００１５６４（米国整理番号７５ＩＴ０１００）に含まれる教示に従って作動する、従来技術の単独モジュール２２ａ’を表す。外側電流経路ハウジング２４ａは、前述のイタリア国特許出願に記載される方法によって作動する動作機構１４を支持し、保護された回路を分離するために接触アーム２０を開放位置および閉鎖位置間で関連付ける。接触アーム２０上の可動接点２６、２８は、ラインストラップ３４および負荷ストラップ３６の静止接点３０、３２にそれぞれ接触する。静止時動作条件下で、電流は、ラインストラップ３４、静止接点３０、可動接点２６、接触アーム２０、可動接点２８、静止接点３２、および負荷ストラップ３６を通過する。ラインストラップ３４は、外部電源と回路遮断器の内部構成要素との間に電気的接続を行う。負荷端子（図示せず）は、保護された回路を負荷ストラップ３６に電気的に接続するための手段である。短絡回路の過電流状態中の接触アーム２０の関連付けが、前述のイタリア国特許出願に記載されており、その動作により電気アーク（図示せず）が発生し、そのアークはアーク・シュート３８、４０の方向に向かい、最終的には排出孔４２、４４を通って消滅する。接触アーム２０および接触スプリング（図示せず）は、ロータ・アセンブリ４６に組み込まれている。
【００１４】
図３に、高定格の単独モジュール２２ａを示す。ただし図１および図２と対応する部品は同じ参照番号で示す。図２に示す単独が形成されたケース回路遮断器の２組の内部構成要素は、そのいずれもが、
ラインストラップ３４、静止接点３０、可動接点２６、回転接触アーム２０、可動接点２８、静止接点３２、負荷ストラップ３６、アーク・シュート３８、４０、およびロータ・アセンブリ４６を含み、
相互に配置され、外側電流経路ハウジング２４ａ（明瞭に示すため２４ｂは除去した）および内側電流経路ハウジング２４ｃに組み込まれている。この配置は、次の図４および図５を参照することにより最も良く理解される。
【００１５】
図４は、従来技術の単独モジュール２２ａ’を表し、低静止時電流を流すことが可能であって外側電流経路ハウジング２４ａ、２４ｂに組み込まれた１個のロータ・アセンブリ４６を示す。
【００１６】
図５は、高定格の単独モジュール２２ａを表し、外側電流経路ハウジング２４ａ、２４ｂおよび図４のアセンブリよりも高い静止時電流を流すことが可能な内側電流経路ハウジング２４ｃに組み込まれている２個のロータ・アセンブリ４６を示す。外側電流経路ハウジング２４ａ、２４ｂおよび内側電流経路ハウジング２４ｃは、ファスナ（図示せず）によって結合されている。前述の隣接した内部構成要素への並列電気接続は、ラインストラップ３４および負荷ストラップ３６の外部接続点４８、５０で形成される。内側および外側電流経路ハウジングの合計幅（２４ａ＋２４ｂ＋２４ｃ）は、（２４ａ＋２４ｂ）の２倍よりも狭くなるよう配置され、それによって、寸法「Ｂ」は寸法「Ａ」の２倍よりも小さくなる。
【００１７】
図６に示すように、従来技術の単独モジュール２２ａ’は、ただ１つの回転接触アーム２０の代わりに２つの回転接触アーム２０を備えた二重のロータ・アセンブリ４６とされている。
【００１８】
図７は本発明による単独モジュール２２ａの代替の実施形態を表し、二重のロータ・アセンブリ４６内に含められた３個の電流経路ハウジング２４ａ、２４ｂ、および２４ｃを含んでいずれも２個の回転接触アーム２０を備えており、このアームは当然ながら、図６に示す従来技術の単独モジュール２２ａ’よりも高い静止時電流が得られるように並列に接続される。
【００１９】
図８は、本発明による単独モジュール２２ａのさらに別の代替実施形態であり、２個の三重ロータ・アセンブリ４６内に含められた３個の電流経路ハウジング２４ａ、２４ｂ、および２４ｃを含んでいずれも３個の回転接触アーム２０を備えており、このアームは当然ながら、図６に示す従来技術の単独モジュール２２ａ’で得られるよりも高い静止時電流が得られるように並列に接続されるが、図７の実施形態よりも、アームが加熱される機会が少ない。
【００２０】
これらの２つのケースでも、内部および外部電流経路ハウジングの合計幅（２４ａ＋２４ｂ＋２４ｃ）は、（２４ａ＋２４ｂ）の２倍よりも狭くなり、それによって、寸法「Ｂ」は寸法「Ａ」の２倍よりも小さくなる。
【００２１】
上記述べてきたものは本発明のいくつかの実施形態を表すにすぎず、その範囲を限定するものとみなすべきではない。また、当業者が上述の説明を読むことによって考え出すことのできる、類似のおよび同等のアプローチのすべては、本発明の説明を結論付ける請求の範囲によってカバーされると考えられる。
【００２２】
例えば、高静止時電流が望まれる場合、並列接続されたラインストラップ３４および負荷ストラップ３６に従来技術のモジュールがいくつ存在するかに基づき、モジュールの寸法「Ｂ」を寸法「Ａ」の合計よりも小さく維持しながら、外部接続点４８および５０に並列に接続されたラインストラップ３４および負荷ストラップ３６の数を３個以上にすることができる。これは、３個のモジュールの場合、Ｂ＜３Ａになることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による高アンペア定格の複合回路遮断器を示す斜視図である。
【図２】 「オン」状態にある回路遮断器の構成要素を表すためにカバーを除去した状態の、従来技術の低アンペア定格回転接触アーム単独モジュールの斜視側面図である。
【図３】 「オン」状態にある回路遮断器の構成要素を表すためにカバーを除去した状態の、本発明による高アンペア定格の接触アーム単独モジュールの斜視側面図である。
【図４】 ただ１つの回転接触アーム・アセンブリを示す、従来技術の低アンペア定格単独モジュールの上面図である。
【図５】 本発明により並列接続するよう配置された２つの接触アーム・アセンブリを示す、高アンペア定格の単独モジュールの上面図である。
【図６】 ２つの接触アームを並列に含む以外は図４のモジュールに類似する、従来技術の低アンペア定格単独モジュールの上面図である。
【図７】 本発明により並列接続するよう配置された２つの接触アーム・アセンブリの２組を含む以外は図５のモジュールに類似する、高アンペア定格単独モジュールの上面図である。
【図８】 本発明により並列接続するよう配置された３つの接触アーム・アセンブリの２組を含む以外は図５のモジュールに類似する、高アンペア定格の単独モジュールの上面図である。
【符号の説明】
１０ ケース回路遮断器
１２ 動作ハンドル
１４ 動作機構
１６ 回路遮断器ハウジング
１８ 引外しユニット
２０ 接触アーム
２２ａ、２２ｂ 単独モジュール
２４ａ、２４ｂ 外側電流経路ハウジング
２４ｃ 内側殿流路ハウジング
２６ 可動接点
２８ 可動接点
３０ 静止接点
３２ 静止接点
３４ ラインストラップ
３６ 負荷ストラップ
３８ アーク・シュート
４０ アーク・シュート
４２ 排出孔
４４ 排出孔

Claims (3)

1. 回路遮断器ハウジング（１６）、第１外側電流経路ハウジング（２４ａ）、及び第２外側電流経路ハウジング（２４ｂ）及び内側電流経路ハウジング（２４ｃ）を含む回路遮断器であって、
   第１外側電流経路ハウジング（２４ａ）及び内側電流経路ハウジング（２４ｃ）内に配置され、保護された回路に接続された第１電流経路を備え、
   該第１電流経路は、前記回路遮断器ハウジング（１６）内の内の少なくとも２対の分離可能な接点（２６、３０：２８、３２）を持ち、保護された回路と接続するように配置され、
   前記分離可能な接点（２６、３０：２８、３２）は、第１電流経路の接触アーム（２０）の両端部に配置され、
   前記回路遮断器は更に、
   前記第２外側電流経路ハウジング（２４ｂ）及び内側電流経路ハウジング（２４ｃ）内に配置され、第１電流経路に電気的に並列に接続され、かつ保護された回路に接続された第２電流経路を備え、
   該第２電流経路は、前記保護された回路と接続するように配置された、前記回路遮断器ハウジング（１６）内の少なくとも２対の分離可能な接点（２６、３０：２８、３２）を持ち、該第２電流経路の分離可能な接点（２６、３０：２８、３２）が該第２電流経路の接触アーム（２０）の両端部に配置され、
   前記回路遮断器は更に、
   保護された回路に過電流が発生したとき、前記接触アームを動作させて保護された回路を遮断するために配置された、回路遮断器ハウジング（１６）内の動作機構（１４）と、
   過電流が発生したとき、保護された回路を遮断するために動作機構（１４）を関連付けるための、回路遮断器ハウジング（１６）内の引外しユニット（１８）と、
   前記第１電流経路の接触アーム（２０）を動作機構（１４）に接続する第１ロータ（４６）と、
   少なくとも２つの分離可能な接点（２６、３０）を持つ前記第１電流経路の第１の静止接点（３０）を備え、前記第１電流経路の接触アーム（２０）の一端部に整列させられた第１ラインストラップ（３４）と、
   少なくとも２つの分離可能な接点（２８、３２）を持つ前記第１電流経路の第２の静止接点（３２）を備え、前記第１電流経路の接触アーム（２０）の他端部に整列させられた第１負荷ストラップ（３６）と、
   第２電流経路の接触アーム（２０）を動作機構（１４）に接続する第２ロータ（４６）と、
   少なくとも２つの分離可能な接点を持つ第３の静止接点（３０）を備え、前記第２電流経路の接触アーム（２０）の一端部に整列させられた第２ラインストラップ（３４）と、
   少なくとも２つの分離可能な接点を持つ第４の静止接点（３２）を備え、前記第２電流経路の接触アーム（２０）の他端部に整列させられた第２負荷ストラップ（３６）と、
   を備え、
   前記第１及び第２外側電流経路ハウジング（２４ａ、２４ｂ）及び内側電流経路ハウジング（２４ｃ）は、前記回路遮断器ハウジング（１６）内に配置され、
   第１及び第２外側電流経路ハウジング（２４ａ、２４ｂ）及び内側電流経路ハウジング（２４ｃ）の結合幅が、第１及び第２外側電流経路ハウジング（２４ａ、２４ｂ）の結合幅の２倍よりも狭くなる、
   ことを特徴とする、回路遮断器。
2. 第１及び第２のロータ（４６）の少なくとも１つが２個の接触アーム（２０）を備え、すべてが第１および第２可動接点（２６、２８）を持つことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. 第１及び第２のロータ（４６）の少なくとも１つが３個の接触アーム（２０）を備え、すべてが第１および第２可動接点（２６、２８）を持つことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。

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