JP5050147B2 - 少なくとも１サプレッサ素子たとえばバリスタを有するサージ電圧サプレッサ - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１サプレッサ素子たとえばバリスタならびに該サプレッサ素子の単極または全極を電源から断路するための断路装置を有すると共に、さらに、プレストレス力を生み出すばねを含んでなり、前記断路装置はサプレッサ内部の電気接続路に組み込まれたはんだ継手を含み、該はんだ継手を経て一方で可動導体片または可動導電ブリッジが前記サプレッサ素子と、他方で前記導体片または前記ブリッジがサプレッサの外側電気端子と接続され、前記プレストレス力の力ベクトルは前記断路装置の前記導体片または前記ブリッジに間接または直接に作用するように構成した、請求項１の上位概念に記載のサージ電圧サプレッサに関する。

サージ電圧サプレッサは、差込み型のそれも含め、長年にわたって従来の技術の一部を形成してきている。差込み型サージ電圧サプレッサは、接点受けを有する下部ならびに、接点受けに差し込まれる接点ピンとこれらの接点ピンの間に配置されたサージ電圧サプレッサ素子好ましくはバリスタとを有する上部を基本としている。

サージ電圧サプレッサ素子へのリード線には温度ヒューズとしてはんだ継手が配置されており、同所で、はんだ付けされたリード線の１つはこのリード線をはんだ継手から離反する方向にプレストレスするばねと連結されている。

リード線は柔軟なロープ状導体として形成することが可能であるが、ただしこの場合、サージ電流に際して問題が生ずる。

サージ電流の問題からして、欧州特許第０ ９０５ ８３９ Ｂ１号の明細書により、ばねプレストレスされたリード線をブリッジによって接続し、他方、両端ははんだ継手を経て他のリード線と接触しているようにすることが提案された。可動リード線はそれ自体剛的な特性を有し、比較的大きな断面積で、良導材料から製造することができる。これによって、高いサージ電流強さが生ずる。２つの遮断箇所を設けることにより、電源からのサージ電圧サプレッサの特に確実な断路の実現が意図されている。

欧州特許第０ ９０５ ８３９ Ｂ１号の明細書に記載の思想の発展態様において、ブリッジは断面で見てダブルＬ形に形成されている。ブリッジによって接続されたリード線片は、こうして、相対的にかなり離間して配置されることができる。欧州特許第０ ９０５ ８３９ Ｂ１号の明細書によるブリッジの一端に、プレストレス力を生み出すばねが固定されるリブを設けることも同じくすでに知られている。

さらに、欧州特許第０ ９０５ ８３９ Ｂ１号の明細書に記載の差込み型サージ電圧サプレッサにおいて、視覚的故障表示を設けることが可能であり、この場合、視覚的故障表示は上部の端面に配置された穴ならびに上部の内部に可動支持されたレバーを含んでなり、該レバーは穴の領域から導電ブリッジの運動レーンにまで達し、穴の領域に位置する該レバーの端部は信号板を担持している。信号板は穴に対向する表面に当該運転状態を代表するマーキングを有している。このマーキングはブリッジによりその開運動時にレバーの存在を顧慮して、穴を通して目視不能なポジションから目視可能なポジションにもたらされることができる。

ばねプレストレス力下にあるブリッジを保持するはんだ継手は、所定の融点のはんだを有している。この融点は、サプレッサが損傷を蒙ることなく吸収し得る熱エネルギーに際しては、まだ到達されないように選択されている。したがって、はんだ継手は、サージ電圧サプレッサが破損されない限り、引き続き有効であるが、熱エネルギーがより大きくなると溶断される。

この種のサージ電圧サプレッサ内部における、標準規定を満たす最大運転温度を顧慮して、相対的に低融点のはんだが使用されなければならない。この種のはんだは機械的な力とくにせん断力を限定的にしか吸収することができない。

後者はまた、ブリッジと当該はんだ継手に作用するばねプレストレス力は狭い限度内に制限されることを意味している。しかしながら、限定されたばね力は剛性ブリッジ部材の迅速な断路運動には不利であり、はんだの共融特性によるはんだ継手の即時溶断が生じない場合には特にそうである。
欧州特許第０ ９０５ ８３９号明細書

したがって上記から、本発明の目的は、特に熱的断路装置を有した、故障発生時に非常に確実な低アーク断路挙動を示すと共に、特に熱的遮断点のはんだ継手に鑑みて高度な長期安定性を有する発展改良されたサージ電圧サプレッサを提供することである。

本発明の前記課題の解決は請求項１に記載した特徴コンビネーションを有するサージ電圧サプレッサによって実現される。ここで、従請求項の記載は少なくとも好適な態様および発展形態を示している。

したがって、本発明の基本思想は、さらに熱動式ロック手段が持続的に作用するプレストレス力ベクトルに関して前記可動導体片または前記配設された導電ブリッジをブロックするために、前記断路装置の前記はんだ継手は持続的な力荷重に付されていないという点にある。

この補助的なたとえばはんだ成形部材によって、設定可能な溶断温度に達して初めてロック解除に付され、こうして、プレストレスされたばねが断路装置を作動させるロックシステムが与えられる。

前記電気断路装置の敏感なはんだ継手はばね力またはばねプレストレスに持続的に付されてはいない。こうした事実を考慮して、今や、機械式ユニットつまり、ばね、断路てこおよびそれぞれのてこ比の設計を修正し、最適化することが可能である。

特に、本発明によれば、本来の断路中の迅速な運動を実現する大きなばね力を作用させる可能性が与えられる。こうした条件下で、前記断路装置作動時の前記断路装置の遮断性能は大幅に改善される。

本発明の１実施形態において、前記熱動式ロック手段は一方で前記導体片の屈曲領域に係合すると共に、他方でサプレッサケーシングまたはサプレッサのケーシング隔壁に対抗支持されて、サプレッサと熱的接触つまり伝熱接触している。

本発明のさらに別の実施形態において、前記熱動式ロック手段はピン状部材として、ばねと導体片との間に配置されたてこ伝動の運動ストロークをブロックする。

前記熱動式ロック手段は予備成形部材として低融点はんだからなるか、あるいはそのようにして製造することができる。

前記熱動式ロック手段のはんだの特性は、電気パラメータを顧慮せずに、もっぱら機械的観点たとえば高度な引張り力耐性の観点から選択することが可能である。

形態として前記可動導体片は弾性タングとして形成されて、故障発生時の断路運動のさらなる補強が与えられるようにすることができる。

前記てこ伝動は、前記サプレッサ素子の故障ないし障害状態を信号化するために、視覚的故障表示と連結されていてよい。

前記てこ伝動または前記導体片の運動に依拠して遠隔表示接点を作動させることができることは言うまでもない。

本発明の１実施形態において、前記可動導体片は特に差込み端子の形の一体成形取り付けされた外側端子を有するプレス曲げ部材である。これによって、この部材は低コストで製造し得ると共に、大きな手間とコストを要することなく容易に組付け可能である。

本発明の好ましい１実施形態において、前記ロック手段の作動温度は前記はんだ継手の溶断温度以下である。これにより、前記ロック手段機能は温度上昇時に限界領域内に引上げられるため、故障発生時に温度がさらに上昇すると断路運動が支障なく触発されるか、実施され得る。

たとえば、てこ伝動に際して、前記ロック手段の作動温度到達時にてこ部材が第１のストロークを移動して、前記導体片または前記ブリッジに当接するようになされていれば、この移動ストロークを利用して、限界温度上昇が生じたことを信号化する遠隔表示接点または視覚的表示を作動させ、こうして、サージ電圧サプレッサを交換するのが好適である旨表示することができる。

従来の熱的断路装置に比較して、好ましくはばね装置によって生み出される前記プレストレス力は、故障発生時に前記導体片または前記導電ブリッジの所望の非常に迅速な断路運動を保証するため、前記はんだ継手に生じ得る連続荷重に比較してもっと高い値をとることができる。

以下、実施例ならびに図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

図１および２に示した図は、ベース部を有した差込み型サージ電圧サプレッサを出発点としている。このベース部１は取付けレール固定手段２を有した背面窪みを有している。

Ｕ字形のベース部１の２本のアームの間に形成されたフリースペースには本来のサージ電圧サプレッサ３が差し込まれる。サージ電圧サプレッサ３に設けられた当該差込接点４はベース部１に設けられた接点受け口５に係合する。一方でベース部１に設けられた、他方でサージ電圧サプレッサ３に設けられた、対をなすマッチング手段６は不正なまたは不適なサプレッサの差込みを防止する。

サージ電圧サプレッサ３はその内部に不図示の本来のサプレッサたとえばバリスタ板を有している。

隔壁７の背後に位置するバリスタ板は２つの端子を有している。第１の端子８は導体部材９を経て左側の差込接点４と接続している。

第２の端子１０は隔壁７を通して案内され、同所で、はんだ継手１１を経て可動導体片１２に接続されている。

可動導体片１２は右側に配置された差込接点４に連続している。

てこ状に形成された断路ブロック１３は上側面に視覚的故障表示１４を有している。

視覚的故障表示１４に隣接して、ばね１５の第１の端部が作用し、この場合、ばね１５の第２の端部は隔壁７の領域に固定されている。これによって、ばね１５は断路ブロック１３とプッシュロッド１６を経て可動導体片１２と共に、はんだ継手１１にプレストレス力を及ぼす。

たとえばはんだ成形部材として形成された熱動式ロック手段１７は断路ブロック１３に着座し、隔壁７の対応する対抗支えを経て該断路ブロックをピン状にブロックしている。

熱動式ロック手段１７によってプレストレス力の力ベクトルはブロックされているため、断路装置のはんだ継手１１は持続的な力荷重には付されていない。

サージ電圧サプレッサ３はさらに、視覚的故障表示１４に関する窓１９を有したケーシング１８を有している。図２に示した実施例は、図１で説明したのと類似の構造を基礎としている。

ただし、この場合、熱動式ロック手段１７は断路ブロックにあるロック手段としてではなく、可動導体片１２の領域にあって、符号２０で表されている。

この実施形態においても熱動式ロック手段は、ばね１５のプレストレス力がはんだ継手１１に望ましくない引っ張りまたはせん断力を不断に加える結果になることを防止している。はんだ成形部材２０の溶断温度に達して初めて、力ストロークが解除され、はんだ継手１１のはんだ温度に達した後さらに温度が上昇する場合に断路プロセスが公知の方法で実施される。

図１および２から明らかなように、可動導体片１２は右側の差込接点４と一体にプレス曲げ部材として製造されて、組付け容易な使用が可能である。

図３および４は二段式負荷／故障表示による本発明の第３の実施形態を示している。

この場合、図３は、サージ電圧サプレッサの限界熱負荷がまだ発生せず、ロック手段１７がまだ作動させられていない状態を示している。

他方、図４はロック手段１７の作動後の状態を示している。

図３および４において、熱動式ロック手段１７は二段式負荷／故障表示の構成要素であり、この場合、ピン取り付けされたてこアーム２８が設けられ、該てこアームのてこアーム端２９はロックスライダ２４に係合している。このロックスライダ２４はブリッジ作動部材２３のストッパ２７と機械的に接触し、このブリッジ作動部材２３を図３に示した状態にロックしている。

ブリッジ作動部材２３はばね１５のプレストレス下にあり、導電ブリッジ２２のノーズ２５が係合する窪み２６を有している。

ロックスライダ２４の作用によってブリッジ作動部材２３がブロックされた状態において、図３の詳細図Ａが示しているように、窪み２６とノーズ２５との間には隙間が存在しており、これは、ばね１５の力が、ブリッジ２２とサプレッサ素子のそれぞれの端子と差込接点４との間にある限界はんだ継手に伝達されないことを意味している。

したがって、ロック手段は非作動状態においてそのロックスライダ２４によってブリッジ作動部材２３のばねプレストレスを吸収して、ばねプレストレス力を逸らしている。他方、作動状態においてロックスライダ２４はブリッジ作動部材２３のストッパ２７との接触から外れ、上記の隙間は図４の詳細図Ａが示しているように消失する。この場合に初めて、プレストレス力を生み出すばね１５の作用がブリッジ作動部材２３を経てブリッジ２２に伝わることになる。

ロック手段１７のてこアーム２８は本来の熱的ロック手段としてのはんだピンまたははんだボルト３０によって保持されており、この場合、はんだピンまたははんだボルト３０の溶断温度は、ブリッジ２２をサプレッサ素子のそれぞれの端子および差込接点４に接続しているはんだの溶断温度より小さくてよい。

たとえば、まだ本来のサプレッサ素子の機能故障には至らなかったが、ただしサプレッサの後の運転挙動または交換サイクルにとって重大な、サージ電圧サプレッサの熱負荷が生じた場合には、ばね３２の作用下で、てこアーム２８は左側に向かって図４に示したポジションに、しかも、視覚的故障表示１４と結びついたロックスライダ２４を連行して、移動する。かくて、視覚的故障表示１４は不図示の窓の領域に達して、熱負荷の発生を信号化する。

図３および４の図解から明白となるように、てこアーム端２９はロックスライダ２４の溝状の穴に係合しており、こうしてロックスライダを運動方向に連行することができる。

ロックスライダ２４とブリッジ作動部材２３のストッパ２７との間のブロック作用によって、背面側のはんだ継手または同所に位置する複数のはんだ継手に望ましくない機械的連続荷重が生じないようにして、ばね１５のプレストレスを非常に大きく選択することができる。他方、ばね１５のこの相対的に高いプレストレスによって、負荷発生時に非常に迅速な開と共に、サプレッサ素子の断路が実現される。はんだピンまたははんだボルト３０を直接に隔壁７に、したがって、サプレッサ素子の直近に配置することにより、負荷発生時に該素子に生ずる熱は直接はんだピンまたははんだボルト３０に達するため、所望の熱動の趣旨によるはんだ材料の確実な応答挙動が実現される。

ブリッジ作動部材２３はばね１５を収容するため、離間したガイド手段３４によるブリッジ作動部材２３のガイドとして同時に機能するタング３３を有していてよい。

特にばね１５のプレストレス下にあるブリッジ作動部材２３の組付けを容易にするため、ブリッジ作動部材は突き出し部に設けられた穴３５を有している。穴３５にＵ形の金具が差し込まれると、その他の部材とくにロック手段１７の組付けとはかかわりなく、ブリッジ２２のはんだ付けの実施が特に容易な形で可能である。つまり、この場合、図中不図示のＵ形金具は隔壁７の外側端縁との連携ストッパ作用によってブリッジ作動部材２３の運動をブロックする。ロック機能を実現するため、穴３５にははんだピンまたははんだボルト３０を組み込むこともできる。

バリスタ板と熱的接触して断路ブロック領域に配置されたはんだ成形部材を有する、本発明による解決法の第１の実施例を示している。 ロック手段のはんだ成形部材が直接導体片上または脇に配置され、ケーシング隔壁に対抗支えが設けられている実施形態を示している。 二段式負荷／故障表示による本発明の第３の実施形態を示している。 二段式負荷／故障表示による本発明の第３の実施形態を示している。

符号の説明

１ ベース部
２ 取付けレール固定手段
３ サージ電圧サプレッサ
４ 差込接点
５ 接点受け口
６ マッチング手段
７ 隔壁
８ 第１の端子
９ 導体部材
１０ 第２の端子
１１ はんだ継手
１２ 可動導体片
１３ 断路ブロック
１４；３１ 視覚的故障表示
１５；３２ ばね
１６ プッシュロッド
１７ 熱動式ロック手段
１８ ケーシング
１９ 窓
２０ 図２に示した実施形態におけるロック手段（はんだ成形部材）
２１ 第３の実施例による第２の端子
２２ ブリッジ
２３ ブリッジ作動部材
２４ ロックスライダ
２５ ノーズ
２６ 窪み
２７ ストッパ
２８ てこアーム
２９ てこアーム端
３０ はんだピンまたははんだボルト
３３ タング
３４ ガイド手段
３５ 穴

Claims (12)

1. 少なくとも１サプレッサ素子ならびに該サプレッサ素子の単極または全極を電源から断路するための断路装置を有すると共に、さらに、プレストレス力を生み出すばねを含んでなり、前記断路装置はサプレッサ内部の電気接続路に組み込まれたはんだ継手を含み、該はんだ継手を経て一方で可動導体片または可動導電ブリッジが前記サプレッサ素子と、他方で前記導体片または前記ブリッジがサプレッサの外側電気端子と接続され、前記プレストレス力の力ベクトルは前記断路装置の前記導体片または前記ブリッジに間接または直接に作用するように構成したサージ電圧サプレッサであって、
   前記断路装置の前記はんだ継手に対し、前記可動導体片または前記可動導電ブリッジを介して、前記ばねのプレストレス力が付されないように、前記可動導体片または前記可動導電ブリッジにかかる前記プレストレス力をブロックし、かつ所定の溶断温度で当該ブロックを解除する熱動式ロック手段を備え、
   前記ロック手段の作動温度は、前記はんだ継手の溶断温度以下であることを特徴とするサージ電圧サプレッサ。
2. 前記熱動式ロック手段は、一方で前記導体片の屈曲領域に係合すると共に、他方でサプレッサケーシングまたはサプレッサのケーシング隔壁に対抗支持されていることを特徴とする、請求項１記載のサージ電圧サプレッサ。
3. 前記熱動式ロック手段は、ピン状部材として、ばねと導体片との間に配置された、てこ伝動の運動ストロークをブロックすることを特徴とする、請求項１記載のサージ電圧サプレッサ。
4. 前記熱動式ロック手段は、低融点はんだからなる予備成形部材であることを特徴とする、前記請求項１から３のいずれか１項に記載のサージ電圧サプレッサ。
5. 前記可動導体片は、弾性タングとして形成されていることを特徴とする、前記請求項１から４のいずれか１項に記載のサージ電圧サプレッサ。
6. 前記てこ伝動は、視覚的故障表示と連結されていることを特徴とする、請求項３記載のサージ電圧サプレッサ。
7. 前記可動導体片は、一体成形で取り付けられた差込み端子を有するプレス曲げ部材であることを特徴とする、前記請求項１から６のいずれか１項に記載のサージ電圧サプレッサ。
8. 前記熱動式ロック手段（１７）は二段式負荷／故障表示の構成要素であると共に、ブリッジ作動部材（２３）のストッパ（２７）と機械的に接触するロックスライダ（２４）に係合するアーム端（２９）を有するてこアーム（２８）を含み、
   前記ブリッジ作動部材（２３）はばねプレストレス下にあって、前記導電ブリッジのノーズ（２５）が係合する窪み（２６）を有し、前記ロック手段（１７）は非作動状態においてロックスライダ（２４）によって前記ブリッジ作動部材（２３）の前記ばねプレストレスを吸収して力を逸らすため、窪み（２６）とノーズ（２５）との間に隙間が残り、他方、作動状態において前記ロックスライダ（２４）は前記ブリッジ作動部材の前記ストッパ（２７）との接触から外れることを特徴とする、前記請求項１から７のいずれか１項に記載のサージ電圧サプレッサ。
9. 前記ロックスライダ（２４）は、視覚的故障表示（１４）と連結していることを特徴とする、請求項８記載のサージ電圧サプレッサ。
10. 前記てこアーム（２８）は、熱的ロック手段としてのはんだピンまたははんだボルト（３０）を介して保持されていることを特徴とする、請求項８または９記載のサージ電圧サプレッサ。
11. 前記はんだピンまたははんだボルト（３０）の溶断温度は、ブリッジ（２２）を前記サプレッサ素子のそれぞれの端子および差込接点（４）に接続しているはんだの溶断温度以下であることを特徴とする、請求項１０記載のサージ電圧サプレッサ。
12. 前記ブリッジ作動部材（２３）は、さらに別の視覚的故障表示（３１）と連結していることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか１項に記載のサージ電圧サプレッサ。

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