JP4365457B2 - 過負荷継電器用の外し機構 - Google Patents
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Description
本発明は、継電器に関し、より詳しく言えば、過負荷継電器用の外し(トリップ)機構に関するものである。
発明の背景
過負荷継電器は、電気装置を過電流により回転中に生じる過熱による焼損から保護するため、工業用設備内に通常用いられる電気スイッチである。通常の場合、この電気装置は、普通、接触器と呼ばれる別の継電器を介して電源に接続されている三相電動機である。通常の接触器は、三相電源に接続された各回路の3つの開閉用切替え電路を有する高負荷継電器である。接点の開閉に要する運動は、コイルを流れる電流により電磁的に得られ、コイルのほうは、通常、離れて配置される別のスイッチにより制御される電流により励磁される。
従来の構成の場合、過負荷継電器は、接触器コイル用の制御スイッチと直列接続されている。過負荷継電器が過負荷状態を検知すると、接触器コイルへの電力を遮断し、これにより接触器が開かれ、接触器により制御されている電気装置が電源から遮断され、電気装置の損傷が防止される。
従来、過負荷継電器は、スイッチを制御するバイメタル素子と熱伝達関係にある各相用の抵抗加熱器を利用していた。過負荷が検知された場合、例えば、抵抗加熱器からバイメタル素子へ多量の熱が投入された場合、バイメタル素子が関連スイッチを開き、接触器コイルが遮断され、電気装置の関連部品が電源から遮断される。
より最近では、抵抗加熱器-バイメタル素子型式の継電器に代わって、電子式の過負荷継電器が登場している。例えば、1993年1月12日付けでズーズリ(Zuzuly)に発行され、共通して譲渡された米国特許証第5179495号を参照のこと。これを此処に引用することで、該特許証に開示されているすべてを本明細書に取入れたこととする。この種の回路の出力は、通常、比較的低電力であり、その結果、接触器コイル電流を制御する出力用に、ソリッドステートスイッチが必要とされる。
ある例では、過負荷継電器は、外されると、開位置にとどまり、接触器への電流の流れが防止され、リセットは手動で行わねばならない。通常、押しボタンが採用されているので、装置の操作員は、押しボタンを押してシステムをリセットし、過負荷継電器の接点を閉じ、再び接触器コイルへ電流を流し、これによりまた接触器接点が閉じられ、電流が電気装置へ供給される。
同時に、該当する規格により、押しボタンおよび関連機械部材は、過負荷時にはリセット目的で押しボタンを押しても、過負荷継電器接点が閉じられないように構成することが要求されている。こうすることで、過負荷状態が発生するか、もしくは過負荷継電器のリセット処置時に過負荷状態がまだ継続していた場合には、電気装置の焼損が防止されるが、他方、この規則の目的は、押しボタンが、リセット位置に押込まれたままになるか、該位置で動かなくなるかすることで、過負荷継電器の構成に不都合が生じないようにすることである。このような特徴を有する過負荷継電器は、「外し自由」過負荷継電器として知られている。
ある場合には、また、始めに過負荷継電器を外した過負荷状態がその後緩和された場合に、過負荷継電器を自動的にリセットする手段を備えることが望ましい。そのような場合、外し機構が、制御回路から周期的にリセット信号を受取り、機械的な構成により、リセット押しボタン等の操作なしで自動式にリセットが行われるようにすべきである。
また、過負荷継電器には、継電器の状態をテスト目的で手動式に切替えることのできる手段を備えるのが望ましい。その場合、過負荷継電器は、リセット押しボタンの操作なしで、もしくは実際に過負荷が生じることなしに、手動でリセットまたは外しできるようにすべきである。
多くの例では、また過負荷継電器が、過負荷継電器によってモニタされている電気装置の部品への電流を一時的に中断するのに使用可能な手段を備えるのが望ましい。
本発明は、前記の能力および特徴を、経済的に製造可能な信頼性のある機械式外し機構のその他の特徴と共に、併せ備えている過負荷継電器を得ることを目指している。
発明の要約
過負荷継電器用の新たな、改良された外し(トリップ)機構を得ることが本発明の主な目的である。より具体的に言えば、本発明の目的は、手動式または自動式のリセットモードによりリセット可能な、技術上「外し自由」型と呼ばれる機構を得ることである。本発明の目的は、またテスト目的で外しまたはリセット可能な過負荷継電器、それも手動式に電気装置への電力を一時遮断する手段を有する過負荷継電器を得ることにある。
本発明の一態様により得られる過負荷継電器用外し機構は、2つの安定位置間で旋回運動するように、ハウジング内のピボット上に取付けられた双安定接極子を有するハウジングを含んでいる。ハウジング内には固定接点が配置され、可動接点は、接極子(アーマチャー)により保持され、固定接点との閉位置へ移動して、2つの安定位置の一方の位置を占め、かつまた固定接点に対する開位置へ移動して、2つの安定位置の他方の位置を占める。掛止アームは、接極子に保持され、掛止面を有している。ハウジング上には、ばねが取付けられ、該ばねが掛止フィンガを有し、該掛止フィンガが、掛止面へ掛止されて、2つの位置の一方に接極子を保持する。掛止フィンガを選択的に解除するための手段が備えられている。
一好適実施例の場合、解除手段は、手動式の操作手段を含み、該操作手段は、更に好ましくは、掛止アームに対し接近・離間するように、ハウジング上に往復動可能に設けられた押しボタンの形式である。
一実施例では、戻り止めがハウジング内に配置され、選択的に押しボタンと掛止可能であり、掛止フィンガを解除する位置に押しボタンを保留する。
一好適実施例では、付加的なばねが、掛止アームにより担持され、接極子が該一方の位置にある場合に、押しボタンの往復動経路内へ移動可能のリセットフィンガを有している。押しボタンは、更に、リセットフィンガに面したストッパ面を有して押しボタンの往復動時にストッパ面が掛止され、リセットフィンガが掛止アームを押圧し、接極子を、リセット目的で該2つの位置の他方へ移動させる。
本発明の別の態様によれば、過負荷継電器用の外し機構が、ハウジングと、2つの位置間での旋回運動するように、ハウジング内のピボット上に取付けられた細長の接極子(アーマチャー)と、ピボットから間隔をおいた位置に接極子の一方の側から延在する支柱とを含んでいる。支点は支柱上に存在し、細長の接触バーが、両端部の中間で支柱に取付けられている。接極子にはばねが担持され、接触バーを支点に対し付勢しており、他方、間隔をおいた1対の固定接点が、該2つの位置の一方では接触バーにより架橋され、該2つの位置の他方では接触バーから間隔をおいた位置にハウジング内で取付けられている。この場合、接点の開閉の結果、接点の拭い運動が生じるように構成されており、このことは、低電圧値および/または低電流値で良好な電気コンダクタンスを得る上で望ましいことである。
一好適実施例の場合、接触レベリングリブが、ハウジングに設けられていることで、接極子が該2つの位置の他方の位置にあるときには、接触バーに接触し、接触バーを固定接点と公称で平行に維持する。
本発明の更に別の態様による過負荷継電器用外し機構は、ハウジングと、ハウジング内を2つの位置間で移動可能に取付けられた接極子と、ハウジング上の固定接点と、固定接点に対し接近かつ離間可能に接極子に保持された可動接点とを含んでいる。可動レバーが、接極子と組合わされ、接極子を2つの位置の少なくとも一方から他方へ移動させるように操作可能である。レバーの操作部材が備えられ、レバーに対し接近かつ離間する可動の部材を含んでいる。ばねフィンガが、レバーか操作部材のうちのどちらか一方により担持され、そこから鋭角をなしてレバーか操作部材のうちの他方へ延在している。該レバーか操作部材のうちの他方には、ストッパ面が設けられ、該ストッパ面は、接極子が一方の位置にあり、操作部材がレバーのほうへ移動せしめられた場合、ばねフィンガと掛止されるように位置決めされている。このストッパ面は、接極子が2つの位置の他方の位置へ移動すると、ばねフィンガから離れ、ばねフィンガを解放する。
一好適実施例の場合、前記ばねは、支柱上に取付けられたコイルを有するねじりばねであり、ばねフィンガがコイルから延在している。
極めて好ましい一実施例の場合、この支柱はレバー上に配置され、ストッパ面は、手動式であるのが好ましい操作部材に設けられている。更に好ましいのは、この手動式操作部材が、ハウジングに往復動可能に設けられた押しボタンであることである。
一好適実施例の場合、押しボタンは、ハウジング内に付加的に回動可能に取付けられ、更に押しボタンを回動させることで掛止可能な戻り止めを含み、この戻り止めにより押しボタンがレバーに対する所望の位置に保持されることで、自動リセットモードが設定される。
極めて好ましい一実施例の場合、掛止面が、レバーに設けられ、第2ねじりばねがハウジングに取付けられたコイルを有しており、該コイルから掛止フィンガが掛止面のほうへ延び、接極子が該一方の位置にある場合、掛止面に掛止係合する。押しボタンは、押しボタンがレバーのほうへ移動し、かつばねフィンガがストッパ面内に掛止される前に、掛止フィンガを掛止面から解放するように構成されている。
本発明の付加的目的および利点は、以下の説明で部分的に明らかになるか、もしくは本発明を実施することで知ることができよう。本発明の目的および利点は、特に請求の範囲に示した装置とそれらの組合わせとにより実現かつ達成することができる。
図面の説明
添付図面は、本明細書に組込まれ、その一部をなし、本発明の現時点における好ましい実施例を示すものであり、かつまた、既述の全般的説明と、好適実施例についての以下の詳細な説明と相俟って、本発明の原理の解明に役立つものである。
図1は、自動リセットモードに対応する構成部材配置での、本発明による外し機構の部分正面図、
図2は、部材を部分的に破断して示した、図1同様の図、
図3は、自動リセットモードで過負荷継電器が外されつつある状態での構成部材を示す図、
図4は、自動リセットモードで外しが行われた後の構成部材配置を示す図、
図5は、手動リセットモードでリセット位置にある機構の場合の構成部材配置を示す図、
図6は、手動リセットモードで、外された状態での構成部材を示す図、
図7は、自動リセット操作中の構成部材位置を示す図、
図8は、手動リセット操作中の構成部材位置を示す図、
図9は、手動リセットのほぼ完了時の構成部材位置を示す図、
図10は、外し後、リセット押しボタンを押した状態での構成部材位置を示す図、
図11は、過負荷継電器がモニタしている電気装置を一時的に遮断する操作中の構成部材位置を示す図、
図12は、テスト目的での継電器のセットまたはリセット中の構成部材位置を示す図、
図13は、継電器を一方の安定位置から他方の安定位置へ切替える操作に関係するばね力を示す線図である。
好適実施例の説明
図1および図2には、過負荷継電器が、リセット位置で示され、全体を符号10で示されたハウジングを含み、該ハウジングには、全体を符号12で示された第1組の常時開固定接点と、全体を符号14で示された常時閉固定接点とが取付けられている。ハウジングはピボットピン16を有し、該ピボットピン上で、全体を符号18で示された細長の双安定接極子が旋回する。接極子18は、全体を符号20で示された第1組の可動接点と、全体を符号22で示された第2組の可動接点とを有しており、これらの可動接点が、固定接点12、14とそれぞれ協働する。
全体を符号24で示された掛止レバーは、接極子18に接続され、接極子と一緒に可動であり、したがってピボットピン16を中心として接極子18の2つの安定位置間を揺動する。
ハウジングには、全体を符号26で示された手動操作部材が取付けられており、該操作部材が、押しボタン28と下方へ延びるシャンク30とを有している。操作部材は、ハウジング10内に、概して掛止レバー24に対し接近および離間する往復動が可能に取付けられている。全体を符号32で示された手動停止操作部材も、ハウジング10内に往復動可能に取付けられ、上部の押しボタン34と下部のシャンク36とを有し、該シャンクは、常時閉接点14、22を一定条件下で開操作可能である。
固定接点12について言えば、該固定接点は、電気的かつ物理的に間隔をおいた接点38、40を有している。接点38、40は、細長の接触バー42によってブリッジされるようになっている。接触バー42は、接極子18と等方向に延在し、中央部がルーズに支柱44上に配置され、支柱は、接極子18の延び方向に対して、かつまたピボット16の一方の側に対して、概して横方向に接極子18から延びている。支柱44は、その上端部近くに、接触バー42用の支点として働く横材46を有している。接極子18が保持するばね48は、接触バー42を支点46に対し付勢している。
常時閉接点14、22は、細長の接触バー50を有する事実上等しい構成部材を有し、該接触バーは、電気的かつ物理的に間隔をおいた1対の固定接点52、54をブリッジするようにされている。接触バー50は、接極子18上の支柱56により保持され、ばね58により横材60に対し付勢されており、該横材は、また横材50の支点を形成している。横材46、60が、それぞれの接触バー42、50に、接触バーのほぼ中点で係合していることが分かるだろう。
接極子18について言えば、該接極子は、第1磁極片62と、平行に間隔をおいて設けられた第2磁極片64とを含んでいる。磁極片62、64は、ピボット16と2個の永久磁石66とをサンドイッチ状に挟み込んでいる。永久磁石66は、単一の構造物である。ピボット16を受容するため、便宜上、2個の別個の磁石として図示されている。
ハウジング10は、磁極片62、64の間に配置された脚72、74を有する浅いU字形の継鉄または磁極片70の上方に配置されている。図2に見られるように、ボビン76が、磁極片70の中間部78の周囲に配置され、その上に電気導体80が巻付けられ、電気コイルを形成している。ボビン76には、単一のコイルが巻付けられる場合もあれば、2個の電気的に別個のコイルが、一方の上に他方を巻付ける形式で巻付けられる場合もある。その個々の構成は、電子回路の制御モードに応じて決められる。その構成が、コイル80を流れる電流を逆にして、継電器を一方の状態から他方の状態へ切替える形式であれば、単一のコイルだけを使用すればよい。他方、その構成が、電流を逆にせず、電流を一方のコイルから他方のコイルへ切替える形式であれば、互いに反対に巻付けた2個のコイルが、電気導体80として使用されよう。
掛止レバー24について言えば、該掛止レバーは、ハウジング10内を接極子18と共に図1と図4とに示した位置の間を可動である。掛止レバーは、その上端に、ハウジング10の開口(図示せず)の下に位置する細長の切欠き82を有している。手動のテスト目的では、工具、例えばねじ回し等の先端を、開口から切欠き82へ差込み、掛止レバー24を手の力で、図1の位置と図4の位置との間で移動させることができる。
切欠き82のすぐ下には、2つの隣接する表面84、86によって掛止面が形成されている。掛止面84、86の下には、上向きの端部90を有するばね掛止フィンガ88が位置し、該端部が、後述する一定条件下で掛止面84、86のうちの面86を取囲むようにされている。掛止フィンガ88は、全体を符号94で示したねじりばねのコイル92から延びている。該ねじりばねは、支柱96に取付けられるか、またハウジング10のポケット内に取付けられている。あるいはまた、ばね94を掛止レバーに取付け、掛止面84、86をハウジング10に設けてもよい。
コイル92の、掛止フィンガ88とは反対側の端部98は、ハウジング10に支えられ、支柱96上でのコイル92の回動を防止している。掛止フィンガ88は、掛止レバー24を接極子18の2つの安定位置の1つに掛止することができる。この操作は、例えば図6と図7に示されている。
掛止レバー24は、またピボット16と概して平行な支柱102にすぐ隣接して、平らな斜めの突出部100を保持している。支柱102には、全体を符号104で示された第2ねじりばねが取付けられ、その一端が突出部100に固定されることで、ねじりばねのコイル108が支柱102の周囲で回動するのが防止されている。ねじりばね104の他端110は、リセットフィンガとして機能し、突出部100の端部を越えて鋭角をなして斜めに押しボタン26の方向へ延びている。これと関係して、押しボタン26のシャンク30は、ストッパ面として機能する切欠き112を有し、リセットフインガ110と協働して、掛止レバー24を図4に示した位置、つまり引外し位置から、図1に示したリセット位置へ移動させる。
押しボタン26について言えば、該押しボタンの下端には突起114が設けられ、該突起に付勢ばね116が支えられている。付勢ばね116は、押しボタン26を上方へ付勢する力を有し、例えば図5に示した位置へ押しボタンを付勢している。
シャンク30のすぐ上に位置する操作部材26の押しボタン18は、図2から最もよく分かるように、外方へ延びる舌状部または突起120を有している。同時に、ハウジング10は、拘束面122を有する第1切欠きと、戻り止め面124を有する第2切欠きとを有している。図2に示したように、拘束面122は、戻り止め面124の上方かつ前面に位置している。例えば図5に見られるように、突起120は、拘束面122に当接されて、ハウジング10内に手動操作部材26を保留する。
好ましくは、操作部材26は、突起120を除いて概して円筒形に形成され、ハウジング10内で回動かつ往復動が可能にされている。その結果、操作部材26を、例えば図1に示した位置に押下げると、該操作部材は、戻り止め面124の下に位置するように回動させることができる。この位置で、操作部材26は、その最も下方の、自動リセットモードに対応する位置に拘束される。
自動リセットモードでは、例えば図1および図2に見られるように、特に、突起120が掛止フインガ88の上端部90に当接される。これにより、図1に見られるように、掛止フインガ88は、掛止アーム24の掛止面84、86との掛止を外された状態で保持される。
次に停止操作部材32について言えば、該操作部材は、既述のように、ハウジング10から突出する押しボタン34と、接触バー50の端部上方に位置する下端部130を有する下垂シャンク36とを含んでいる。停止操作部材32は、付勢ばね132により、図1に示した位置へ付勢されている。しかし、押しボタン34は、ばね34による付勢力に抗して押し下げられることで、端部130を、常時閉の接点組14、22の接触バー50に当接されることが分かろう。こうすることで、接触バー50は、接点54から分離され、これに関係する回路が遮断される。この場合の物理的配置は、図11に示されている。
組立体の物理的構成は、接触バー42、50用の第1と第2の接触レベリングリブ134、136によって完了する。レベリングリブ134は、ハウジング10に設けられ、ピボット16から遠い方の、関連接触バー42、50の端部の下に位置するように、内方へ接極子18の方向に延びている。レベリングリブ134、136は、次のように構成されている。すなわち、レベリングリブの各接触バー42、50が関連固定接点組12、14に対し開位置にある場合に、接触バー42または50が、2つの接点(固定接点12の場合は接点38、40、固定接点14の場合は接点52、54)間の線と、開位置で公称上平行となるように構成されている。この関係は、例えば図1では、接触バー42について示され、例えば図4では、接触バー50について示されている。この構成の目的とそれにより得られる利点とを、以下で説明する。
図1および図2の場合、外し機構はリセット位置で示され、該機構が自動リセットモードにセットされている。接極子18は、2つの安定位置の一方(すなわち第1位置)にあり、接触バー50が、常時閉固定接点52、54をブリッジしている。通常の場合、固定接点52、54は、過負荷継電器によりモニタされるべき電気装置の部品を制御する接触器と直列配置されよう。
その場合には、接触バー42は、固定接点組立体12の接点38、40からは間隔をおいて位置することになる。この接点組は、例えば継電器が外された(トリップされた)ことを指示するため、指示器のライト等を操作するのに使用される。なぜなら、接触バー42が接点38、40をブリッジすれば、接極子18は、外し位置に相当する他方の安定位置(すなわち第2位置)を占めることになるからである。
図3は、自動リセットモードで、外し過程にある構成部材の位置を示している。容易に分かるように、接極子は、不安定なモードで、2つの安定位置のほぼ中間に位置し、言い換えると、磁極片62、64が継鉄70の脚から事実上等間隔である。この状態は、電気導体80に与えられる制御信号によって生じ、継鉄70内には、接極子18を図1に示した位置から図4に示した位置へ切替え可能な磁力が発生する。
図4は、そのようにして機構が外された(トリップされた)場合の構成部材の配置を示している。この例の場合、機構は自動リセットモードの配置である。
接触バー50は、もはや接点52、54をブリッジしてはおらず、継電器がモニタしている電気装置の部品用接触器の制御回路が遮断され、そこへの電流が遮断される。同時に、接触バー42が、接点38、40に対して閉じられ、該接点は、過負荷継電器が実際に既述のように外された(トリップされた)ことを指示する指示器のライト等の回路を完成させるのに使用できる。特に見なければならない点は、この場合、押しボタン操作部材26の突起120が、掛止フィンガ88の上端部90を掛止アーム24の掛止面84、86との掛止へ向けて移動しないようにしている点である。その結果、リセットパルスがコイル80に与えられて、はじめに継鉄70にかけられた磁界が逆にされても、その結果生じる磁力により構成部材が、掛止フィンガ88に妨げられることなく、既述のようにリセット位置を示す図1の配置に戻される。
次に図5には、種々の構成部材が、手動リセットモードの場合のリセット位置で示されている。この状態では、押しボタン操作部材26が回動されることで、その突起120が、下に位置する戻り止め面124にではなく、拘束面122に当接される。掛止フィンガ88の上端部90は、掛止面84、86の一部を形成する面84に当接される。外し信号が電気導体80(図2)に与えられて、接極子18がピボット16を中心として時計回り方向に旋回すると、掛止アーム24も時計回り方向に揺動し、掛止フィンガ88が、図6に示すように、掛止面84、86に掛止され、接極子18を外し位置に保持する。この状態で、リセットパルスが導体80(図2)に与えられても、リセットの企図は、掛止フィンガ88が逆時計回り方向での掛止アーム24の完全な運動は阻止することで実現されない。接極子18は、図6と図7との比較から分かるように、その安定的な外し位置から僅かだけ移動できるが、それ以上は、掛止フィンガ88によって拘束されているため、移動しない。その間、接点の状態は変わらないままである。その結果、自動リセットパルスが導体80から除去されれば、構成部材は、永久磁石による磁場により、図6に示した位置へ戻される。
図8は、手動リセット操作を示している。この場合、掛止フィンガ88の上端部90は、横方向の延び(図示せず)を有しているため、掛止面86に接触するだけでなく、掛止面をこえて延在し、既述のように、突起120の下に位置している。その結果、押しボタン操作部材26に下向き力を加えると、まず、掛止フィンガ88が、図8に示した位置へ移動する。つまり掛止面84、86から外される。構成は、掛止フィンガ88が掛止面84、86から外されると、直ちに、押しボタン操作部材26のシャンクの切欠き112が、ねじりばね104のリセットフィンガ110に掛止されるようになっている。押しボタン操作部材26を更に押し続けると、構成部材は、図9に示した位置に移動し、この位置では、接極子18は、中心をこえてリセット状態に相当する安定位置方向へ移動したことになる。この時点で、永久磁石66の磁力は、接極子18を、その安定的なリセット位置へ完全に移動させるのに十分となる。
この経過は、リセットフィンガ110が、上方へ、押しボタン26方向へ鋭角をなして延びているために、切欠き112に掛止される結果生じることが認められよう。詳しく言えば、押しボタン26が下方へ移動し、リセットフィンガ110が、支柱102を中心として時計回り方向に旋回することで、その有効長さが増加する。押しボタン操作部材26は、図に見られるように、垂直の固定経路を有しているので、リセットフィンガ110の有効長さの増加は、もっぱら、ピボット16を中心とした逆時計回り方向に掛止アーム24を駆動する作用を有し、その結果、接極子18が中心をこえて、2つの安定位置の一方のリセット位置方向へ移動することになる。
図9に見られるように、接極子18は、安定的なリセット位置に完全には達していない。しかし、磁石66が、引き続き接極子18をリセット位置方向へ移動させると、支柱102の移動につれて掛止アーム24が逆時計回り方向に移動し続けることが分かるだろう。これによって、またねじりばね104が逆時計回り方向へ移動し、その結果、最終的にリセットフィンガ110が切欠き112からから外される。その場合、該リセットフィンガは上方へはね上がり、突出部100で停止させられ、かつ構成部材は、概して図5に示した位置を占めることになる。
次に図5および図6を参照して、外し(トリップ)機構の外し(トリップ)自由モードを説明する。押しボタン26を押さえ付けるか押し込むかして機構を不働化する企図の場合、該押しボタンは、接極子18が安定的なリセット位置にある場合は、シャンク30のストッパ面を形成する切欠き112がリセットフィンガ110の端部の下になるように移動させられる。その結果、外し(トリップ)パルスが導体80(図2)に与えられても、リセットフィンガ110は、切欠き112に掛止されず、図10に示したように、単にシャンク30の側部に当接されるだけとなり、接極子18は、常時閉固定接点14が開き、常時開固定接点12が閉じることで外し(トリップ)が行われるのに十分なだけ移動する。図10には、そのすべてが示されている。この点に関して望ましいことは、シャンク30の側部に、符号150で示したような僅かなアンダカット部を設けることで、外し位置への掛止アーム24の移動が、シャンク30とリセットフィンガ110の上端部とがぶつかり合って所望の目標に達する前に停止しないよう保証されることである。
既におおよそは触れたことだが、停止操作部材32は、手動で押し下げて、その下端部130を、継電器の常時閉回路の一部を形成している接触バー50と接触させて、一時的に該回路を開路にすることができる。この状態が、図11に示されている。
図1および図12について見ると、時計回り方向での掛止アーム24の運動に抗するのが磁石66の磁力のみの場合、切欠き82に工具をあてがうことで、機構を、図1のリセット位置から引外し位置へ切替え得ることが容易に分かるだろう。逆に、接極子18を、テスト目的で、安定的な外し位置からリセット位置へ移動させるには、掛止フィンガ88が掛止面84、86に掛止されている結果として、かなりの抵抗に遭う。しかし、ねじりばね94は、その一部が掛止フィンガ88をなす一方、低電圧、低電流のパルスが機構用の半導体制御回路を介して与えられる場合、切替えに抵抗するには十分に強力だが、ねじ回し等の先端を介して切欠き82に加えられる手の力に抗するには強さが不十分である。したがって、図2に見られるように、ばねフィンガ88は、その力に応じてたわみを生じ、掛止面86、88からスリップし、接極子18がリセット位置へ戻される。
既述のことから、いくつかの機能が明らかになる。一例を挙げれば、この継電器により、所望の手動リセット、自動リセット、外し自由の操作モードが可能になる。加えて、この継電器機構により、停止機能ならびに、ばねフィンガ88の存在にもかかわらず2つの安定位置間で接極子18を移動させることによって、継電器をテストする手動式の手段が得られる。
重要な点は、接触バー42、50を、横材46、60により形成される支点と関連付けた独特な構成と、旋回可能に取付けた接極子18とにより、接点が、互いに接近または離間することで開閉させられるのみでなく、接触バー42、50上の接点が、開閉時に固定接点対12、14に対し横方向に移動するため、拭い作用もが得られる点である。これによって、低電圧および/または低電流状況においても良好な接触が保証される。
加えて、接触バー42、50と各支柱44、46との独特の構成が、付勢ばね48、58と共に、接極子18を2つの安定位置間で移動させるのに要する電力量を低減させている。特に、継電器を一方の安定位置から他方の安定位置へ切替えるのに役立つ、導体80(図2)により得られる力には、閉接点組に作用するばね力により得られる力が付加される。更に、開いた接触バー42または52が、関連レベリングリブ134、136に接すると、そのばね力が、またコイル80を流れる電流により得られる磁力を助成するのに役立ち、それによりまた所要電力が低減される。
図13は、接点とレベリングリブとの独特の構成の利点を示す、力の線図である。線200は、接極子18を一方の安定位置から他方の安定位置へ移動させるのに必要な磁力と、中心位置に対する接極子角度との関係を示すものである。中心位置では、所要トルクはゼロである。
線202は、接触バーの1つをその関連支点方向へ付勢するばねの圧縮の結果生じる、磁力に逆作用する力を示す。例えば図1について見れば、線202は、接触バー50に対するコイルばね58の圧縮によりシステムに作用する力を示している。
更に別の線204は、開いた接触バーが関連レベリングリブに接した結果生じる、磁力に抗する力を示している。これは、図1に見られるように、接触バー44がレベリングリブ134と接触した場合である。
線200、202、204により示された力の合力は、符号206で示されている。この合力が、システムの磁力の克服に要する力より、かなり小さいことが直ちに分かるだろう。この結果、システム操作に要する力は、関係する総力がシステムの磁気部材のみから得られる場合より、かなり小さいものとなる。またこのことは、既述のズーズリ(Zuzuly)の特許に開示されたような自己動力式の過負荷継電器の場合、コンデンサ等に動力を蓄える機会がほとんど無い始動時であっても、継電器を引外すには十分な力が得られることを意味している。なぜなら、既述の独特な構成のため、必要とする力が極めて小さいからである。当業者には、このことが重要な特徴であることが直ちに認められよう。なぜなら、特にモニタされている電気装置部品が電動機の場合、電動機が動かないことが極めてしばしばあり、望ましくない過負荷が装置部品の一続きの操作のそもそもの最初から生じることがあるからである。したがって、装置部品の保護は、適当な保護を備えることで、始動時の過負荷に対しても最小化される。
このほかの利点および変更態様は、当業者には容易に得られるだろう。したがって、本発明は、そのより広範囲にわたる態様において、個々に図示し、説明した特定の細部や代表例に限定されるものではない。したがって、請求の範囲の各項およびその等価物により定められるような発明概念全体の精神または範囲を逸脱することなしに、種々の変更態様が可能である。
Claims (8)
- ハウジング(10)と、
前記ハウジング内で二つの位置の間を移動する接極子(18)と、
前記ハウジング内の固定接点(12)と、
前記接極子に担持されて前記固定接点に対して接近および離間する可動接点(20)と、を有する過負荷継電器用のトリップ機構であり、
前記接極子と接続されて前記接極子を前記二つの位置の一方から前記二つの位置のもう一方まで移動させる可動なレバー(24)と、
前記レバーに対して接近および離間する部分を備える操作部材(26)と、
前記レバーと前記操作部材の一方に担持され、前記レバーと前記操作部材の一方から前記レバーと前記操作部材のもう一方に向かって鋭角に延びる、ねじりばねのリセットフィンガー(110)と、
前記接極子が前記二つの位置の一方に在る時に前記リセットフィンガーと係合するよう前記レバーと前記操作部材の前記もう一方上に配置される停止表面と、を有し、前記操作部材の下方への移動により、前記リセットフィンガーの有効長さが増加して前記レバーを駆動し、前記接極子を前記二つの位置の一方から前記二つの位置のもう一方まで移動させ、前記接極子が前記二つの位置のもう一方まで移動した時に前記リセットフィンガーを解放する、トリップ機構。 - 前記ねじりばねが、支柱(102)上に取付けられるコイル(92)を備え、前記リセットフィンガーが前記コイルから伸びる、請求項1に記載のトリップ機構。
- 前記支柱は前記レバー上にあり、前記停止表面が前記操作部材上にある、請求項2に記載のトリップ機構。
- 前記操作部材は、手動操作部材である、請求項3に記載のトリップ機構。
- 前記操作部材は、前記ハウジング内で往復運動する押しボタンである、請求項3に記載のトリップ機構。
- 前記押しボタンは、前記ハウジング内で回転可能に支持され、回転されて前記レバーに対して所望の位置に保持されると係合する戻り止めを備える、請求項5に記載のトリップ機構。
- 前記レバー上の掛止表面(84)と第二ねじりばね(94)とを備え、前記第二ねじりばねは、前記接極子が前記二つの位置の一方に在る時に前記掛止表面と掛止係合するよう前記掛止表面に向かって延びる掛止フィンガーと共に前記ハウジングに取付けられるコイルを有し、前記押しボタンは、前記レバーに向かって移動され前記リセットフィンガーが前記停止表面に係合する前に、前記掛止フィンガーを前記掛止表面から解放するよう配置される、請求項6に記載のトリップ機構。
- 前記接極子は、永久磁石をはさむ一対の極と、前記極間のヨークとコイルとの組立体とを備える磁性双安定接極子である、請求項1に記載のトリップ機構。
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