JP5632449B2 - 熱磁気解除機構 - Google Patents

Description

本発明は、一方で、回路の短絡または過負荷時に少なくとも１つのラインを切断することを可能にするたとえば遮断器型［ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ ｔｙｐｅ］の電気デバイス用の熱磁気アクチュエータまたはトリガー［ｍａｇｎｅｔｏｔｈｅｒｍａｌ ａｃｔｕａｔｏｒ ｏｒ ｔｒｉｇｇｅｒ］に関し、他方で、それを備えるデバイスに関する。

ラインを保護する遮断器は、ラインごとにまた２つの接続端子間に、特に機械式トリガー用ロック上の熱磁気アクチュエータによる作用を通して分離されうる固定接点および可動接点を含む。

アクチュエータの磁気部品は、本質的に、誘導を実施する伝導性要素を備え、伝導性要素は、トリガー用部材の役割を果たすヨークおよび可動部品を有する磁気回路と協働する、または、ストライカーと協働して、短絡の場合に、可動接点を開口させる機械式ロックの傾斜によってデバイスの分離を保証する。

熱トリガリングは、伝統的に、直接加熱または間接加熱を用いてバイメタルによって行われる。特に各ラインが熱磁気アクチュエータを装備する成形ケースを有する電気デバイスにおけるいくつかの熱磁気アクチュエータでは、電流がそこを通して移動するバイメタルは、磁気回路用の誘導導体の役をする。短絡の場合、電流は、磁気回路内で生じる磁気力が、リターン手段に抗して、その可動部品の動きを引起すのに十分であり、ロックのトリガリングを可能にする。

これらのリターン手段は、バイメタルを通して移動する電流が、短絡の存在を明確に示す閾値を下回るとき、一般にこの型のデバイス用の回転ベーンによって形成される前記可動部品が、ロックから離れたアイドル位置に戻るように設けられる。

熱磁気トリガーは、たとえば、各ラインの可動接点と、ケージおよびねじ型の接続デバイスと協働する出力端子との間に接続される。そして、回路部分は、実際には電気的に、可動接点、バイメタル、および出力端子からなり、それらは、たとえば、それらの端部に溶接された可撓性ブレードによって、それらが接続するコンポーネントに接続される。磁気アクチュエータは、そのインダクタの役割を果たすことができるようにバイメタルに配列される。

一緒に働くことができるように、互いに邪魔することなく同様にオーバラップされなければならない、磁気的機能および熱的機能の異なるコンポーネントを協働させる必要性は、たとえば技術的文脈（デバイスの定格、ケース内の利用可能なボリュームなど）、工業的要件（組立ての自動化の程度など）、および、もちろん経済的要件に応じて、その時々で異なる設計問題をもたらす。

各ラインが熱磁気アクチュエータを装備する、いわゆる成形ケースデバイスのために意図された本発明では、熱磁気アクチュエータは、伝統的に、磁気回路であって、磁気回路の残りを形成する固定ヨークに対して旋回する可動ベーンを有し、前記ヨークは、Ｕ形状断面を有し、デバイスの端子に電気接続された熱バイメタルを囲む、磁気回路と、短絡電流が存在しないときにヨークに対して開口位置でベーンを維持するリターン手段とを含む。

本発明によれば、本質的に、端子およびヨークは、互いに対して、また、ベーン用の回転軸受けを備える中間ピースに対して締結され、組立体は単一ピースでサブ組立体を形成する。こうしたサブ組立体の利点は、前記サブ組立体が事前搭載され、その後搭載中に単一動作で操作されうるため、工業化段階で特に明確である。

固定ヨークは、可動ベーンに直接接続されず、可動ベーンは、中間ピースにヒンジ式に接続される。ベーンがヨークに直接ヒンジ式に接続される場合、わずかの磁界は、金属軸受けを通過し、ベーンを作動させるために空気ギャップ内で直接利用可能でないことになる。

固定ヨークと可動ベーンとの間のこの磁気分離は、前記中間ピースによって達成される。中間ピースは、真鍮タイプの非磁性ピースによって形成される。

したがって、中間ピースを挿入することは、磁界の通路を修正し、磁界は、その後、可動ベーンの移動によってロックのトリガリング・レベルを最適化するために空気ギャップ内だけに流される。

より具体的には、本発明に特有の構成によれば、端子は、Ｌの形状であり、その端子の背面上には、ヨークの底面がガター形態で取付けられ、中間ピースは、前記底面と端子の背面との間に締結され、前記ピースは、ヨークの外側を少なくとも部分的に囲み、かつ、軸方向に突出しながら、２つの分岐部を有し、前記分岐部の端部はオリフィスを有し、オリフィスに対してベーンが旋回する。

そのため、ベーンは、組立て中に、中間ピースの前記オリフィス内に容易にクリップされる。

さらに、リターン手段は、中間ピースとのヒンジの反対側のベーンの自由端から突出するラグによるベーンと、フックであって、ヨークを超えてピースを延在させ、フックから第２のラグが延在する、フックとの間に挿入された圧縮ばねによって形成される。磁気的調整を実施するための圧縮ばねの使用は、いくつかの利点を有する。すなわち、圧縮ばねの使用は、この用途で通常使用される張力ばねまたはねじりばねに比べて費用がかからずかつ精密である解決策である。圧縮ばねは、カットオフ・デバイスの定格に適合する。

さらに、２つの停止部が、旋回軸の近くに配列されて、前記停止部に向かって前記ベーンに絶えず応力印加する圧縮ばねの作用下でベーンの傾斜の振幅を制限する。これらの停止部は、ベーンを事前位置決めして、ケース内に組込まれるために設けられるサブ組立体を形成することを可能にする。

１つの考えられる構成によれば、可動ベーンは、前記ベーンを形成する磁気シートを折り重ねることによって得られる少なくとも２つの厚さを含む。そのため、磁界の流れの通路において容易に得られる厚さの増加は、材料の磁気飽和を遅延させることを可能にする。折り曲げ数は、増加でき、関連する技術的文脈および制約に依存する。

ベーンはまた、好ましくは、ベーンの傾斜の振幅を調整するタブを有し、そのタブの自由端は、前記電気デバイスのケースと協働する。ケース内の本発明によるサブ組立体のハウジングの壁は、そのタブ用の停止部の役をするために位置決めされ、ベーンに対する停止部の位置は、旋回移動の振幅を調整するために修正が容易である。

本発明の利点の１つは、一旦サブ組立体がケース内に配置されると、サブ組立体の後での調整を回避することである。

そのために、前記タブは、旋回軸に垂直な縁部に隣接するベーンのシートの一部分によって形成され、前記縁部に平行なセグメントを切取り、その角度が、変わり、かつ、ベーンの傾斜の振幅の調整パラメータを成す折り曲げを受けさせることによって得られる。折り曲げが大きければ大きいほど、それにより、前記角度が増加すればするほど、ラグは、上述したハウジングの壁に速く当接することになり、また、角度移動が小さくなることになる。

本発明によれば、バイメタルは、ヨークを形成するガター内を通過し、前記バイメタルは、前記ガターの軸に実質的に平行に配向する。伝統的に、前記バイメタルは、一方でバイメタルの自由端に、また、他方で前記端子の背面に溶接された少なくとも１つの可撓性で伝導性のブレードによって、ヨークの出口で端子に電気接続される。

本発明のために好ましくは採用される構成では、バイメタルは、自由端の反対側の端部においてデバイスのケースのフランジに締結され、少なくとも１つの可撓性で伝導性のブレードによって自由端の反対側の端部においてカットオフ・デバイスの可動接点に接続される。

本発明はまた、遮断器型の電気的カットオフ・デバイスに関しており、遮断器型の電気的カットオフ・デバイスは、上述した、すなわち保護される各ラインについて、固定接点と協働できる可動接点と、ラインに過電流が存在する場合に、可動接点を固定接点から分離するように傾斜できる機械式遮断器ロックを有する熱磁気アクチュエータとを装備し、熱磁気アクチュエータは、その後、ロックを傾斜させるように前記ロックに作用することができる。

本発明は、ここで図を参照してより詳細に述べられる。

本発明による熱磁気アクチュエータの直接加熱を用いる第１のバージョンの斜視図である。 図１のバージョンの断面図である。 本発明による熱磁気アクチュエータの間接加熱を用いる第２のバージョンの斜視図である。 断面図である。

本質的に、本発明による熱磁気アクチュエータは、「ガター(gutter)」形状の固定磁気ヨーク（１）および同様に磁気材料から作られた可動ベーン（２）で構成され、ヨーク（１）およびベーン（２）は熱バイメタル（３）を囲む。

図１および２のバージョンでは、バイメタル（３）は、伝導性ブレード（５）を介して電気デバイスの端子（４）に電気接続される。ベーン（２）は、回転軸受け（７，７’）を備える中間ピース（６）に対して回転する。旋回軸の近くに配列された２つの停止部（８，８’）は、前記停止部（８，８’）に向かって前記ベーン（２）に絶えず応力印加する圧縮ばね（９）の作用下でベーン（２）の傾斜の振幅を制限することを可能にする。

各定格に適合するばね（９）は、ベーン（２）と固定ヨーク（１）との間に、より具体的には、中間ピース（６）から延在するフック（１３）およびベーン（２）にそれぞれ取付けられた２つのラグ（１０，１１）上に配列される。ベーン（２）は、２つの折り曲げ層または厚さ（２’，２”）を有し、その層または厚さの一方は、デバイス（図示せず）のケースの壁と協働することによって、傾斜の振幅を調整することを意図されたタブ（１２）を備える。したがって、停止部（８，８’）は、ケース内に組込む準備ができている事前搭載されたサブ組立体の確立を可能にするのに役立つだけであり、一旦サブ組立体がケースのベース内に挿入されると、調整のために役立たない。

固定ヨーク（１）に対する中間ピース（６）の精密な位置決めは、図２により明確に示される。すなわち、中間ピース（６）は、ヨーク（１）の外側表面を少なくとも部分的に抱き込み(hug)、したがって、前記ヨーク（１）と端子（４）との間に挟まれる。１つの可能性によれば、中間ピース（６）は真鍮ピースである。図２のこの断面はまた、ケースのベース内に挿入された下部支持体（１４）を明確に示し、下部支持体（１４）上で、バイメタル（３）の端部の一方が可撓性ブレード（図示せず）によって回路の残りに締結接続される。

図３および４のバージョンは、前のバージョンに非常に似ており、唯一の差は、ガターの形態の固定ヨーク（１）による閉鎖ボリューム内で、前記ガターの底面とバイメタル（３）との間に配列された薄い伝導性シート（１５）によるバイメタル（３）の間接加熱の存在にある。バイメタル（３）の下端は、伝導性シート（１５）に固定され、もはや前のバージョンのように下部支持体（１４）に直接取付けられない。

前記シート（１５）の上部部分は、端子（４）に取付けられる。バイメタル（３）に平行でかつその近くに展開するシート（１５）の中央部（１６）（図４を参照）は、バイメタル（３）の放射による加熱のほとんどを実施する。こうした構成は、たとえば高い定格の場合に、バイメタル（３）を通過する電流が高く、バイメタル（３）をむやみに加熱することをもたらすときに重要である可能性がある。

本発明の構成は、所定モジュール内への挿入に関して整合性がある小さな幅について、こうしたアクチュエータを装備する遮断器によって保護されるライン内で短絡が起こる場合に、磁気ロックをトリガーすることができるのに十分なストライカー用の磁気出力を得ることを可能にする。

Claims (6)

1. 遮断器型の電気デバイスのための熱磁気トリガーにおいて、磁気回路と、この磁気回路の支持部を形成する固定磁気ヨーク（１）に対して旋回する可動ベーン（２）とを有し、前記固定磁気ヨーク（１）は、Ｕ形状断面を有し、前記電気デバイスの端子（４）に電気接続された熱バイメタル（３）を囲み、短絡電流が存在しないときに前記ヨーク（１）に対して開口位置で前記可動ベーン（２）を維持するリターン手段（９）とを有する熱磁気トリガーであって、前記端子（４）および前記固定磁気ヨーク（１）は、互いに対して、また、前記可動ベーン（２）用の回転軸受け（７，７’）を備え、非磁性材料から成る中間ピース（６）に対して締結され、組立体は単一ピースでサブ組立体を形成することを特徴とする熱磁気トリガーにおいて
   前記端子（４）は、Ｌの形状であり、前記端子（４）の背面上には、前記ヨーク（１）の底面がガター形態で取付けられ、前記中間ピース（６）は、前記底面と前記端子（４）の背面との間に締結され、前記中間ピース（６）は、前記固定磁気ヨーク（１）の外側を少なくとも部分的に囲み、かつ、軸方向に突出しながら、２つの分岐部を有し、前記分岐部の端部はオリフィス（７，７’）を有し、前記オリフィス（７，７’）に対して前記ベーン（２）が旋回することを特徴とし、
   前記リターン手段は、前記中間ピース（６）とのヒンジの反対側の前記可動ベーン（２）の自由端から突出するラグ（１１）による前記可動ベーン（２）と、フック（１３）であって、前記ヨークを超えて前記中間ピースを延在させ、フック（１３）から第２のラグ（１０）が延在する、フック（１３）との間に挿入された圧縮ばねによって形成されることを特徴とする熱磁気トリガー。
2. さらに、２つの停止部（８，８’）が、旋回軸の近くに配列されて、前記停止部（８，８’）に向かって前記可動ベーン（２）に絶えず応力印加する前記リターン手段である圧縮ばね（９）の作用下で前記可動ベーン（２）の傾斜の振幅を制限することを特徴とする請求項１に記載の熱磁気トリガー。
3. 前記可動ベーン（２）は、前記可動ベーン（２）の傾斜の振幅を調整するタブ（１２）を有し、前記タブ（１２）の自由端は、前記電気デバイスのケースと協働することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の熱磁気トリガー。
4. 前記タブ（１２）は、旋回軸に垂直な縁部に隣接する前記可動ベーン（２）のシートの一部分によって形成され、前記縁部に平行なセグメントを切取り、その角度が、変わり、かつ、前記可動ベーン（２）の傾斜の振幅の調整パラメータを成す折り曲げを受けさせることによって得られることを特徴とする請求項３に記載の熱磁気トリガー。
5. 前記熱バイメタル（３）は、一方で前記熱バイメタル（３）の自由端に、また、他方で前記端子（４）の背面に溶接された少なくとも１つの可撓性で伝導性のブレード（５）によって、前記ヨークの出口で前記端子（４）に電気接続されることを特徴とする請求項３に記載の熱磁気トリガー。
6. 前記熱バイメタル（３）は、自由端の反対側の端部において前記デバイスのケースのフランジに締結され、少なくとも１つの可撓性で伝導性のブレードによって前記自由端の反対側の前記端部において前記カットオフ・デバイスの可動接点に接続されることを特徴とする請求項４に記載の熱磁気トリガー。
   

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