JP5331206B2 - 熱切り離し装置を備えている過電圧保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱切り離し装置及び不具合表示装置を備え、少なくとも２つの第１保護素子（特に、ディスク状のバリスタ）と、少なくとも１つの第２保護素子（特に、ガスアレスタ）とを、Ｙ字の構成に相互接続して備え、更に前記保護素子を収容するための装置ハウジング又は支持部、並びに前記熱切り離し装置を機械的に付勢するための手段を備えている過電圧保護装置であって、前記熱切り離し装置が低融点のハンダを含んでおり、前記第１保護素子が、一方の保護素子の１つの接続ピンが他方の第１保護素子の接続ピンに対してある距離だけ離れて対向して位置するように前記装置ハウジング内に配置されており、そのようにして形成された距離空間に前記熱切り離し装置が主として位置している、請求項１の冒頭部分に記載の過電圧保護装置に関する。

熱切り離し装置を備える過電圧保護装置は、既にドイツ実用新案DE 295 19 313 U1によって知られている。この文献に記載されている過電圧保護装置（surge arrester）は、保護対象のシステム又は保護対象の装置の引き込み及び引き出しリードに電気的に接続された下部を備えている。更に、少なくとも１つのバリスタを備える差し込み部が設けられている。差し込み部を、機械的なコネクタによって着脱可能且つ前記下部に電気的に接続できる。バリスタが許容できないほどに高温になる場合、熱による遮断が前記差し込み部においてもたらされる。支持壁が前記差し込み部に位置しており、前記支持壁の一方の側面にはバリスタが設けられており、他方の側面には熱による切り離し装置及び対応する接続手段が設けられている。このように、熱による遮断はバリスタの反対側で生じる。

従来の差し込み部は、溝状の形状であり、溝の底部は上述の支持壁を形成しており、溝の縁部は、支持壁上に設けられたバリスタが位置する支持壁に隣接する領域を囲んでいる。バリスタそのものには、電気的接続を形成する２つの接続ラグが設けられている。接続ラグの一方は熱による遮断素子に接続されている。

EP 0 727 091 B1による過電圧保護装置においては、保護素子として、ハウジングに収容された２つ以上のバリスタが設けられており、その接地電極が、コンタクト片を有するストリップによって互いに電気的に接続されている。主電極が、保護素子に直列に接続された切り離し装置によってコンタクト片に接続されている。

EP 0 727 091 B1によれば、保護特性に不都合な影響を及ぼすことなく切り離し装置の構造を簡略化するという課題が克服される。

この目的のため、すべての切り離し装置が、揺動部として設計され、ハウジングに枢動可能に取り付けられた基本的にＵ字形の横木（bail）のウェブ（web）の枢動領域に配置されている。変位可能に取り付けられた駆動ボルトが、ウェブに当接しており、さらに表示装置が横木に配置されている。共通の揺動部が、すべての切り離し装置（過電圧保護装置に設置された保護素子へと割り当てられている）に割り当てられていることで、構造が簡単化されている。それでも、切り離し装置が開かれた（解放された）とき、すなわちただ１つの切り離し装置が開かれたときも、駆動ボルトが変位させられ、設けられた解放表示装置が、過電圧保護装置の交換が必要である旨を知らせる位置に達することが保証される。

過渡的な過電圧の発生に対する保護のためのEP 0 716 493 B1に記載の装置においては、少なくとも２つのバリスタが設けられている。更に、バリスタの状態、特には熱に関する状態に対して、敏感な分離手段が設けられている。バリスタの各々は、個別に切り離すことが可能であり、個別に切り離されなければならない。

一般的な文献WO 2007/105066 A1が、２つのディスク状のバリスタと、ガスアレスタとを、Ｙ字の構成に相互接続して備えている過電圧保護装置を記載している。

バリスタ及びガスアレスタが、回路基板上に位置している。バリスタの２つの接続ピンが、互いに面するように向けられており、低融点のハンダによって、上記接続ピンを互いに接続する金属製のブリッジが設けられる。

ブリッジが、ばねによって付勢された状態に保たれており、そのばねは、回路基板上に固定されたボルトに一端が接触することで支持されている。

この切り離しブリッジが、導電部によってガスアレスタへと接続されている。一実施形態においては、導電部が、可撓なより線として実現されている。

バリスタが熱的に過負荷になり、低融点ハンダの融点に達すると、ブリッジが、切り離し方向にバリスタの接続ピンから離れるように移動する。この技術的解決策も、他の先行技術とまったく同じように、追加の分離手段を必要とする。さらに、望ましくないブリッジの片側だけの分離の恐れが存在する。

以上に基づき、本発明の目的は、熱切り離し装置および不具合を知らせる能力を備えている、更に進化した過電圧保護装置を提供することにある。実際の切り離し装置が、機能の制限を生じさせることなく、追加の技術的手段を必要とせずに実現されるべきである。

本発明の目的に対する解決策は、熱切り離し装置を備えている過電圧保護装置であって、請求項１に記載の特徴の組み合わせによる過電圧保護装置において達成される。従属請求項が、少なくとも有用な実施形態及び前進を定めている。

本発明による解決策は、最小限の数の部品で形成され、市販の有線の保護部品を備えており、いかなる追加的な切り離し要素も必要としない、Ｙ接続の過電圧保護装置の実現を可能にする。更に、電流がない状態でも読み取ることができる明確な状態表示が設けられる。

市販の保護素子は、ディスクバリスタ及びガスアレスタとすることができる。

保護素子、及び熱切り離し装置を機械的に付勢するための手段が、過電圧保護装置の装置ハウジング内に配置される。熱切り離し装置は、低融点のハンダ又は同様の手段（例えば、ろう）を含んでいる。第１保護素子が、一方の保護素子の１つの接続ピンが他方の保護素子の接続ピンに対して、ある距離だけ離れて対向して位置するように、装置ハウジングに配置される。そのようにして形成された距離空間に、熱切り離し装置が主として位置する。

本発明によれば、第２保護素子（特には、ガスアレスタ）の１つの接続ピンが、前記距離空間において第１保護素子の上述の接続ピンを直接バイパスする。前記距離空間において、第２保護素子の接続ピンが、好ましくはハンダによって、第１保護素子の対応する接続ピンに接触する。機械的に付勢された切り離し部品のフィンガーが、バイパス接続ピンに対して、過負荷の場合にバイパス接続ピンを第１保護素子の接続ピンから物理的に離し、本線からの所望の確実な切り離しをもたらすようなやり方で作用している。

好ましい実施形態によれば、第１保護素子の接続ピンが、互いに実質的に平行に位置しており、１つの平面上に配置されている。

一実施形態においては、第２保護素子の接続ピンが、オフセットを有しており、すなわち相応に曲げられており、オフセット端または曲がった端部が、第１保護素子の接続ピンへと接続されるバイパス接続ピンの領域を形成している。

前記曲がった端部が、第１保護素子の平行な接続ピンに実質的に垂直に向けられている。

第１保護素子の他方の接続ピンは、好ましくは差し込み部の形態で実現される過電圧保護装置の接点ピンまたは他の接続要素へと、通常の方法で接続されている。

少なくとも保護素子のバイパスされた接続ピンの自由端、及び／又はバイパス接続ピンの曲がった端部が、プレス又は同様の手段によって得られる平坦なほぼ平面の形状を有する。

本発明の一実施形態においては、ディスク状の第１保護素子が、装置ハウジング内に互いに平行に位置し、壁によって隔てられており、切り離し部品が、仕切り壁の平面内に枢動可能な様相で取り付けられている。

好ましくは、バイパス接続ピンが、第１保護素子の接続ピンの上流の位置にあり、切り離し部品のフィンガーが、片側だけの切り離しを防止するためのバイパス接続ピンのための斜めの当接面を備えている。

切り離しの場合にバイパス接続ピンが確実に運ばれるようにするために、切り離し部品のフィンガーが、少なくとも前記距離空間の一部分においてバイパス接続ピンの背後に係合している。

装置ハウジングにおいて、前記距離空間の下方に空き空間が設けられており、この空き空間が、切り離しの場合にバイパス接続ピンおよび空き空間へと枢動する切り離し部品の一部分を収容する。

切り離し部品のフィンガーとは反対側の端部において、切り離し部品に、状態を知らせるためのそれ自身は公知の表示面が設けられている。この表面は、正常状態を象徴する着色された表面であってよく、枢動時に、この表面の下方に設けられた現在の不具合状態を知らせる別の色の表面を露出させることができる。

要約すると、分離の地点が、第２保護素子（特には、ガスアレスタ）の曲げられた平坦なプレスされた接続ワイヤで構成されるワイヤバイパスによって形成され、これが、低融点のハンダによって、第１保護素子のバリスタの平坦なプレスされた接続ピンへと接続される。

分離の地点が、保護素子の元々の接続ピンで形成され、これらの接続ピンを、この目的のために単に成形するだけでよいため、さらなる切り離し要素または分離手段が不要である。

ワイヤバイパスをバリスタの接続ピンの前方に位置するように変位させること、並びに切り離し部品の当接面が上述のように斜めであることにより、片側だけの切り離しが効果的に防止される。

以下で、本発明を、実施形態によって、図面を用いてさらに詳しく説明する。

第１保護素子の接続ピンと、距離空間に位置する第２保護素子のバイパス接続ピンとを含む切り離し装置の詳細図を示している。 付勢された切り離し部品を備える過電圧保護装置の第１の側面図を示している。 付勢された切り離し部品を備える過電圧保護装置の第２の側面図を示している。 切り離し装置の反応後の状態を、図２と同様の側面図にて示している。 切り離し装置の反応後の状態を、図３と同様の側面図にて示している。

図に示されている過電圧保護装置は、キャップ（図には示されていない）によって囲まれるベースプラスチック成形物１で作られている。

ベースプラスチック成形物１の底部領域２に、差し込み接点３のための貫通穴が設けられている。さらに、凹部４が、切り離し部品５の位置に応じてリモートインジケータ接点をトリガするために設けられている。

ベースプラスチック成形物１は、仕切り壁６を備えている。

仕切り壁６の左側及び右側に、いずれも２つの接続ピンを備えているディスク状のバリスタ７が位置している。

それぞれのバリスタ７の第１の接続ピンが、差し込み接点３のうちの１つへと接続されている。

第２の接続ピンは、ベースプラスチック成形物１の内部の空き空間８へと延びている。

更に、ガスアレスタ９が設けられている。ガスアレスタ９の接続ワイヤ１０が、差し込み接点３のうちの１つにつながっている。バリスタ７及びガスアレスタ９が、互いにＹ字の構成に接続されている。

切り離し部品５が、ベースプラスチック成形物１の一部分を形成しているピン状の延長部に枢動可能な様相で取り付けられている。更に、切り離し部品は、ばね１１によって機械的に付勢された状態に保たれている。

この目的のため、ばね１１の一端が、切り離し部品５の凹部に係合している一方で、ばね１１の他端は、ベースプラスチック成形物１の垂直な延長部に保持されている。

図示を簡単にするために、ばね１１は、図４および図５においては省略されている。

バリスタ７は、夫々差し込み接点３につながっていない方のバリスタ端子１２が互いに実質的に隣同士平行かつ１つの平面上に位置するようなやり方で、隣同士平行な位置にて仕切り壁６の各側に位置している。

バリスタ端子１２の間に、距離空間１３が定められている。

距離空間１３、したがってバリスタ端子１２が、ガスアレスタ９のもう１つの接続ワイヤ１４によって直接バイパスされている。

すなわち、接続ワイヤ１４のオフセットによって、他のいかなる別途の手段も必要とせずに切り離し要素として機能するバイパス接続ピン１５が形成されている。

切り離し部品５が、フィンガー１６へと続いている（図５を参照）。フィンガー１６が、当接面にてバイパス接続ピン１５に押し付けられている。

バイパス接続ピン１５は、低融点のハンダによってバリスタ端子１２へと接続されている。

バリスタ端子１２は極めて短く、従って、バイパス接続ピン１５がバリスタの近くに位置し、これに応じて熱の影響を受けやすい。

切り離し部品５及びフィンガー１６が、ばね１１と協働することで、恒久的な力が、バイパス接続ピン１５に作用している。

バリスタが許容できないほどに高温になると、接続手段として機能しているハンダが加熱される結果となる。結果として、ばねによって付勢された切り離し部品５が、フィンガー１６も含めて、図４および図５に示されているように下方へと移動し、バイパス接続ピン１５をバリスタ端子１２間の接続点から押し離し、すなわち安全な遮断位置へと押し下げる。

ガスアレスタの接続ワイヤ１４の曲がった端部は、図１において特に容易に確認できるように、バリスタ７の平行な接続ピン１２に対して実質的に垂直に延びている。

バリスタ端子１２及びバイパス接続ピン１５の自由端は、平坦な形状を有しており、この望ましい平坦な形状を、例えばプレスの圧力によって得ることができる。

物理的には、バイパス接続ピン１５が、第１保護素子を呈するバリスタ端子１２の上流に位置している。

更に、切り離し部品５のフィンガー１６は、斜めの当接面１７を備えている。斜めの当接面１７は、少なくとも一部分が距離空間の背後に係合するフィンガー１６の形状との組み合わせにおいて、片側だけの切り離しを効果的に防止することを可能にする。

切り離しの際に、空き空間８が、バイパス接続ピン１５および空き空間へと枢動する切り離し部品５の一部分を受け入れる（図４及び図５を参照）。

切り離し部品５のフィンガー１６とは反対側の端部に、表示面１８が備えられている。

正常な動作状態（図２及び図３を参照）においては、表示面１８が、その下方に設けられた信号面１９を覆っており、信号面１９は赤色に着色することができる。不具合状態（図４及び図５を参照）においては、切り離し部品５の表示面１８が、信号面１９に対して一致した位置から離れるように動き、信号面１９が露出される。その結果、ハウジングキャップ（図示されていない）内の対応する観察窓が、信号面１９を露わにし、不具合状態を知らせる。

１： ベースプラスチック成形物
２： 底部領域
３： 差し込み接点
４： 凹部
５： 切り離し部品
６： 仕切り壁
７： バリスタ
８： 空き空間
９： ガスアレスタ
１０，１４： 接続ワイヤ
１１： ばね
１２： バリスタ端子
１３： 距離空間
１５： バイパス接続ピン
１６： フィンガー
１７： 斜めの当接面
１８： 表示面
１９： 信号面

Claims (11)

1. 熱切り離し装置及び不具合表示装置と共に、少なくとも２つの第１保護素子（７）と、少なくとも１つの第２保護素子（９）とをＹ字の構成に相互接続して備え、
   更に、前記保護素子を収容するための装置ハウジング又は支持部、並びに前記熱切り離し装置を機械的に付勢するための手段（１１）を備えており、
   前記熱切り離し装置は、低融点のハンダを含んでおり、
   前記第１保護素子（７）は、一方の保護素子（７）の１つの接続ピンが他方の保護素子（７）の接続ピンに対してある距離だけ離れて対向して位置するように配置され、そのようにして形成された距離空間（１３）に前記熱切り離し装置が位置している過電圧保護装置であって、
   前記第２保護素子（９）の接続ピン（１４）のオフセットによって形成されたバイパス接続ピン（１５）が、前記２つの第１保護素子（７）の接続ピン（１２）へと低融点のハンダによって接続されることで、前記接続ピン（１２）を直接バイパスさせており、
   機械的に付勢された切り離し部品（５）のフィンガー（１６）が、前記バイパス接続ピン（１５）に対して、過負荷の場合に前記バイパス接続ピン（１５）を前記第１保護素子（７）の接続ピン（１２）から物理的に離すようなやり方で作用していることを特徴とする過電圧保護装置。
2. 前記第１保護素子（７）の接続ピン（１２）が、互いに実質的に平行に延びており、１つの平面上に位置していることを特徴とする請求項１に記載の過電圧保護装置。
3. 前記第２保護素子（９）の接続ピン（１４）が、オフセットを有しており、当該オフセット端が、前記バイパス接続ピン（１５）の領域を形成していることを特徴とする請求項２に記載の過電圧保護装置。
4. 前記バイパス接続ピン（１５）が、前記第１保護素子（７）の前記平行な接続ピン（１２）に実質的に垂直に向けられていることを特徴とする請求項３に記載の過電圧保護装置。
5. 保護素子の前記バイパスされた接続ピン（１２）及び／又は前記バイパス接続ピン（１５）の少なくとも自由端が、プレスまたは同様の手段によって得られる平たい平坦な形状を有していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の過電圧保護装置。
6. ディスク状の第１保護素子（７）が、前記装置ハウジング内に互いに平行に位置し、仕切り壁（６）によって隔てられており、前記切り離し部品（５）が、当該仕切り壁の平面に枢動可能な様相で取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の過電圧保護装置。
7. 前記バイパス接続ピン（１５）が、前記第１保護素子（７）の接続ピン（１２）の前方に位置しており、前記切り離し部品（５）のフィンガー（１６）が、片側だけの切り離しを防止するための前記バイパス接続ピン（１５）のための斜めの当接面（１７）を備えていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の過電圧保護装置。
8. 前記切り離し部品（５）のフィンガー（１６）が、少なくとも前記距離空間（１３）の一部分において、前記バイパス接続ピン（１５）の背後に係合していることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の過電圧保護装置。
9. 前記装置ハウジングにおいて、前記距離空間（１３）の下方に空き空間（８）が設けられており、当該空き空間（８）が、切り離しの場合に前記バイパス接続ピン（１５）及び当該空き空間（８）へと枢動する前記切り離し部品（５）の一部分を収容することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の過電圧保護装置。
10. 前記切り離し部品（５）の前記フィンガー（１６）とは反対側の端部において、前記切り離し部品（５）に、状態を知らせるための表示面（１８）が設けられていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の過電圧保護装置。
11. 前記第１保護素子（７）がディスク状のバリスタであり、前記第２保護素子（９）がガスアレスタであることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の過電圧保護装置。

Images