JP5728091B2 - 単列緊急停止スイッチ接点デバイス - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、請求項１において請求されるような電気接点デバイス、及び請求項１６において請求されるような指令デバイスに関する。
（先行技術）
安全上の理由により、緊急停止スイッチを設けることが機械及び電気設備について規定されている。例えば独国特許発明第４１０１４９３号明細書によって公知の、そのような緊急停止スイッチは、電気接点デバイスを第１に備え、該電気接点デバイスを作動させるために設けられた作動装置を第２に備える。しばしばアクチュエータとも呼ばれる作動装置がその確実な作動のために常に視認可能かつアクセス可能である必要があるため、この２つの部分からなる設計が提供される。機械又は設備により危険が生じた場合には、この目的で提供される接続遮断切り換えコマンドに従って、この方法においてのみ、機械的トリガーを確実に起こさせることができる。そのような緊急停止スイッチが開閉装置キャビネット上に配置されるように設計されている場合、安全性と視認性を理由として、作動装置を開閉装置キャビネットの前面パネル側において外部に取り付ける選択肢がある。

これに対応して電気接点デバイスの配線（即ち、接触）を可能にするためには、接点デバイスは、好ましくは開閉装置キャビネット内に配置される。作動装置及び電気接点デバイスが互いに動作可能に適切に接続されることを確実にするために、スイッチング接点ユニットが後者のために設けられており、この機械的接続が実際に適切な場合に限り、スイッチング接点ユニットがその２つの接点間に電気接続を形成する。作動装置及び電気接点デバイス間の動作可能に適切な接続が、例えばこれら２つの構成要素の意図的な又は非意図的な遮断が原因で、もはや提供されなくなるとすぐに、この電気接続の遮断により、遅延することなく２つの接点間の電気接続が変化する。これは、例えばメンテナンス作業及び／又は試験運転中に生じる可能性があるが、接続の遮断は、例えば作動装置に何かがぶつけられたり又はせん断が生じたりする等、作動装置への外部からの作用に起因した不運な事態又は事故が生じた結果として生じることもある。これらの場合すべてにおいて、関連する設備及び／又は機械について想定される安全状態を確実に生じさせる必要があり、これは上述した電気接続の遮断により達成される。

例えば対応する事故に起因して作動装置の作動により危険が生じたことが警告されることになっているときでさえも、危険が生じた場合に、設備及び／又は機械のシャットダウン或いは低減等、運転上想定される安全措置を安全性の概念に応じて確保するために、電気接点デバイスは、第２スイッチング接点ユニットを含む。第２スイッチング接点ユニットは、第１スイッチング接点ユニットと直列に接続され、その２つの接点間の電気接続を遮断する。なお、該電気接続は、通常運転中に、作動装置と電気接点デバイスとが動作可能に適切に接続されると、このスイッチング接点ユニットにより、これら２つの接点間で形成される。

このため、緊急停止スイッチのそのような電気接点デバイスは、以下の３つの関連する切り換え状態を有する。
１．両スイッチング接点ユニットは、これらスイッチング接点ユニットにより実現されるように意図されている、それらユニットの２つの電気接点間の電気接続を形成する。この状態は、動作可能に適切な接続が作動装置と電気接点デバイスとの間に存在する場合に生じる。

２．２つのスイッチング接点ユニットの第１ユニットは、正常動作中に第１スイッチング接点ユニットにより形成されることになっている２つの電気接点間の電気接続を遮断する。この状態は、例えば、作動装置と電気接点デバイスとの間に動作可能に正確な接続がされていない場合に常に生じる。

３．第２スイッチング接点ユニットは、正常運転状態において第２スイッチング接点ユニットにより形成されることになっている２つの電気接点間の電気接続を遮断する。この状態は、作動装置の作動により緊急停止要求がなされた場合に生じる。
（発明の目的）
本発明は、冒頭に記載された先行技術に従って電気接点デバイスを改良する目的に基づいている。

請求項１の前提部分から始まり、請求項１の特徴により、また、請求項１６で要求されるような指令デバイスにより、本目的が達成される。有利で好適な展開は、従属請求項に記載される。

したがって、本発明は、電気接点デバイス、具体的には緊急停止スイッチ接点デバイスに関し、該電気接点デバイスは、電気接続を形成又は遮断するための第１スイッチング接点ユニットと、電気接続を形成又は遮断するための第２スイッチング接点ユニットとを備え、前記第１スイッチング接点ユニットの第１接点側が、前記第２スイッチング接点ユニットの第１接点側に接続され、前記第１スイッチング接点ユニットの第２接点側が、前記接点デバイスの第１接続接点に接続され、前記第２スイッチング接点ユニットの第２接点側が、前記接点デバイスの第２接続接点に接続され、２つのスイッチング接点ユニットが、これらスイッチング接点ユニットに作用する可動プランジャにより作動可能であるように設計される。前記電気接点デバイスは、２つの接続接点がプランジャとの関係において接点デバイス上で互いに反対側に配置されていることを特徴とし、第１及び第２スイッチング接点ユニットが、作動装置への接続のために設けられた取り付けユニット内に配置される。

本明細書において、接続接点とは、電気接点デバイスを外部ラインへ接続するために設けられた接点を意味するものとして理解される。例えば、そのような接点は、ねじ式接点、プラグ式接点、クランプ式接点等の形態をとることができる。内部では、導電性接点接続要素は、接続接点からこの接点に関連するスイッチング接点ユニットにつながる。このスイッチング接点ユニットは、例えばスイッチングブリッジを備えることができ、該スイッチングブリッジは、対応する接点材料からなる２つの接点を有し、これら部分のための該接点の各々は、これに関連する、接触を生じさせるべき接点接続要素の補完接点を有する。好ましくは、補完接点も同様に、対応する接点材料からなる。

そのような電気接点デバイスは、一般的には、例えばターミナルブロックの形態等、ブロック形態で生産される。対応するラッチ要素が設けられているため、電気接点デバイスと作動装置との間の容易かつ確実な接続が可能となる。本発明により提案されたような電気接点デバイスの設計は、以下に記載の知見に基づいている。即ち、２つの直列に接続したスイッチング接点ユニットの２つの接続接点は、単列設計の場合においてさえ、スイッチング要素毎に所定の物理的ハウジング幅を維持しているにもかかわらず、必ずしもハウジングの同一側で通過させる必要はないが、特に対応して必要とされる配線横断面を維持する一方で、例えば、対応する設計及び接点接続要素の案内により、（ハウジングの長手方向において見た場合）反対側に接続接点を配置することも可能である、という知見である。これは以下の利点を有する。即ち、このように設計されている電気接点デバイスは、同一側で案内されて出る２つの接続接点の一方を、電気接点デバイスに隣接して配置された第２接点要素により反対側に案内するために必要である幅に関して、これまでに必要であった空間要件を半分に軽減する。

そのような解決手法のために特に問題となる要因は、電気接点デバイスのハウジング内の中央における長手方向に移動可能に配置されたもののためと、緊急停止スイッチに必要な切り換え状態に応じた、一方のスイッチング接点ユニットの、他方のスイッチング接点ユニットとは独立した作動のためとの、必要とされる運動の自由度である。第１に、この場合、接点制御用に設けられたスプリングシステムの要素により大きな空間領域が占有される。第２に、これらの空間領域の重なり合いが、プランジャ、スプリング要素及び接点要素に要求される可動性を可能にするために、特に軸方向において、制限されずに維持される必要もある。更なる問題は、問題となる電気接続の確実な遮断を可能にするために、２つの直列に接続されたスイッチング要素間に要求される距離にある。

ハウジングの２つの反対側に配置された２つの接続接点を備える単列電気接点デバイスを実現するために、様々な解決手法が見つかり得るであろう。第１の手法においては、接点接続要素がプランジャを通り越して横方向に案内されている状態で、スイッチング接点ユニットの接点と接続接点とを電気的に接続するために、接点接続要素がハウジング内を一方の側から他方の側へ横切って延びるように、接点接続要素が、ハウジングの内部に設計され、配置されることができる。

好ましくは、この接点接続要素は、平坦なレール状形状を有することができる。したがって、対応する配線横断面を実現することができる。全体の接続範囲にわたって十分にこの横断面を提供可能にするために、接続区域は、スイッチング接点ユニットの接点と接続接点との間において、「縁上に」、即ちプランジャの移動と略平行に、延びていてもよい。その結果、この接続区域における残りの空間は、プランジャ、フィルターシステム、及び更なる接点要素の要素、ならびに、場合により接点接続要素が、自由に利用可能な状態を保つ。従来の整列状態から接点接続要素に関して略９０°回転させた整列状態、即ち「平らな」整列状態にある接点接続要素の２つの接点領域を提供可能にするために、接点接続要素の個々の接続区域の間の転移点は後方に曲げられ得ることが好ましく、２つのそれぞれ連続する角度により上述の構造形状を達成するために複数回後方に曲げられ得ることが好ましい。

これと比較して変更される実施形態において、接点接続要素は、例えば、平坦であり、かつレールの形態をとるように同様に実現され得るが、中間領域において、第１実施形態に記載された「縁上に配置」されてはいない。平坦な材料の高さとある程度の公差の合計に起因して、これは、ハウジングの反対側に形成された２つの接点領域を接続するために必要な空間領域に影響を及ぼす。接点接続要素のこの比較的低い空間高さのおかげで、２つのスイッチング接点ユニットを操作するための作動に必要な可動域にかかわらず、接点接続要素がプランジャを通り抜けることができるように、プランジャの一区域が構成される。したがって、本実施形態では、接点接続要素はプランジャを通って案内され得る。

これら実施形態の夫々において、接続接点は、例えば、平面図で見た場合、電気接点デバイスの開放ハウジングの底部の左右に配置することができ、これら接続接点の上方に、２つのスイッチング接点ユニットが、可動プランジャにより作動可能であるように、互いから離間して配置される。２つのスイッチング接点ユニットは各々ブリッジ要素を有し、対応する切り換え位置において、ハウジング右上領域にて更なる接点接続要素と直列に接続される。

例示として記載された本実施形態の上述の接点接続要素は、下側ブリッジ要素の左側接点領域から右側接続接点までハウジング内を横切って延びる。したがって、ハウジング右上領域内で２つのスイッチング接点ユニットを直列に接続する接点接続要素は、プランジャの片側に位置するのみである。

これと比較して変更された実施形態において、接点接続要素は、例えば、スイッチング接点ユニットの接点を接続接点に接続する接点接続要素の代わりに、ハウジングの一方の側からハウジングの他方の側まで横切って延びるように配置されて、２つのスイッチング接点ユニットを直列に接続する。このため、本実施形態においては、接続接点にスイッチング接点ユニットを接続する両接点接続要素は、ハウジングの各片側、即ち、これらの２つの接点が位置している左側又は右側に形成するのみでもよい。横方向にプランジャを通り越した、かつ／又は、プランジャを通った、ハウジング内を横断する配線の案内は、接点接続要素が２つのスイッチング接点ユニットを直列に接続する結果、生じる。したがって、スイッチング接点ユニットを接続接点に接続する接点接続要素に関連して上述したように、形成及び導線の案内は、対応する方法により実現される。

問題になっている接点を閉じることによりスイッチング接点ユニットが関連する電気接続を夫々形成することが可能となるように、電気接点デバイスと作動装置とが動作可能に適切に接続された場合に２つのスイッチング接点ユニットを位置決めするために、プランジャはプランジャヘッドを備える。このプランジャヘッドは補助機構と相互作用し、冒頭に詳細に述べた従来技術において作動装置が作動する各々の場合について述べたように、この相互作用は、電気接点デバイスの３つの切り換え状態を生じさせる。即ち、正常作動中には両方の電気接続を生じさせ、故障の場合に２つの電気接続のうち第１電気接続を遮断し、緊急停止要求に切り換えられた状態の場合に２つの電気接続のうち第２電気接続を遮断する。

プランジャ及び／又はスイッチング接点ユニットを位置決めするために設けられるスプリングシステムは、例えばコイルばねの形態をとる２つの別個のスプリング要素を備えていてもよい。この場合の第１スプリング要素は、例えば端面にばね力を付与することにより、可動プランジャに対してあらかじめ軸方向に圧縮応力を付与する。その結果、プランジャの運動の対応する自由度（電気接点接続要素と作動デバイスとの間の不適切な接続）を考慮すると、問題のブリッジ要素の再位置決めにより、問題の電気接続が遮断される。

第２スプリング要素は、例えば、電気接点デバイスと作動装置が適切に接続された場合に、関連するスイッチング接点ユニットのために他方のブリッジ要素がこれに関係する電気接続を形成するが、緊急停止が要求された場合に、作動装置の作動によりこの電気接続を遮断するように、他方のブリッジ要素に作用することができる。

したがって、両方のスイッチング接点ユニットは、そのようなスプリングシステムにより作動させられることができる。
本発明は更に指令デバイスに関し、具体的には、上述した実施形態の１つによる電気接点デバイスと、該電気接点デバイスを作動させるために設けられた作動装置とを有する緊急停止スイッチに関する。

電気接点デバイスの一実施形態、具体的には緊急停止スイッチ接点デバイスを示す。 図１とは異なる電気接点デバイスの実施形態、具体的には緊急停止スイッチ接点デバイスを示す。 図１及び図２に示す実施形態の代替の回路配置を示す。 指令デバイスを示し、具体的には緊急停止スイッチを示す。

（例示的実施形態）
様々な実施形態を、添付図面を参照しつつ以下により詳細に説明する。
したがって、図１は、ハウジング２と、ハウジング内を移動可能に案内されるプランジャ３とを備える電気接点デバイス１を示す。接点デバイス１は、第１及び第２スイッチング接点ユニット４、５を備え、該第１及び第２スイッチング接点ユニット４、５のそれぞれは、緊急停止スイッチに関して説明され上記に詳細に例示された切り換え位置に対応する、位置決めされた、軸方向に沿ったプランジャの位置に依存して、電気接続を形成又は遮断するためのものである。第１スイッチング接点ユニット４は、第１接点側６と、第２接点側７と、両接点側のそれぞれの接点６．１及び７．１を接続するブリッジ要素８とを備える。ブリッジ要素も、対応する接点材料からなる接点８．６及び８．７を有することが好ましい。図示された状態において、閉じたスイッチング接点ユニット８は電気接続を形成する。

それに対応して、第２スイッチング接点ユニット５は、対応する接点９．１及び１０．１を有する第１接点側９及び第２接点側１０と、ブリッジ要素１１と、好ましくはブリッジ要素１１上に形成された接点１１．９及び１１．１０とを備える。電気接続を形成するために対応する切り換え位置にプランジャ３が位置する場合、関連する接点間が閉じられて、接続される。しかしながら、図示された状態においては、この第２電気接続はプランジャ３の切り換え位置に起因して遮断されている。

第１の接点接続要素１３は、２つの第１及び第２スイッチング接点ユニットを直列に接続するために、第１スイッチング接点ユニットの第１接点側６を第２スイッチング接点ユニットの第１接点側９に接続する。

第２の接点接続要素１４は、第１スイッチング接点ユニットの第２接点側７を第１接続接点１５に接続する。これにより、電気接点デバイスと外部導体とが、ここでは例示としてのねじ接続を介して、接触する。

第３の接点接続ユニット１６は、第１及び第２スイッチング接点ユニットを備えるこの直列回路の、第２接点ユニットの第２接点側１０の第２端部を、第２接続接点１７に接続する。その結果、電気接点デバイスへの第２外部接続が、ここでも例示としてのねじ接続を介して、実現され得る。

このようにして、２つの電気スイッチング接点ユニットは、単列取り付けユニットとして示されるハウジング２内に配置され、プランジャのそれぞれの切り換え位置に対応してプランジャにより位置決めされる。特に有利な方法においては、プランジャに対してハウジング２の対向する両側に配置されるこれらの２つの接続接点にもかかわらず、単列回路設計を実現することができる。

作動装置（図示しない）によりプランジャ３を作動させるために、このプランジャはプランジャヘッド１８を有する。図示された実施形態では、このプランジャヘッドはプランジャの一端に配置され、ハウジング２を越えて突出する。プランジャ及び／又は１つのスイッチング接点ユニットもしくは両スイッチング接点ユニットを位置決めするために、スプリングシステム１９が更に設けられる。このスプリングシステムは、一端においてプランジャに作用する第１スプリング２０と、ここでは例示として第１ブリッジ要素に作用する第２スプリング２１とを備える。

この実施形態においては、接点接続要素１６は平坦なレール状形状を有しており、該接点接続要素１６は、複数回後方に曲げられることにより「縁上に配置」されるように２つの接点１０、１７間の中央接続領域に配置される。即ち、平坦に配置されているということができる他の配列と比較すると、例えば図面の例示においては、接点接続要素１６のこの区域は、垂直方向に配置又は形成される。これにより、プランジャ３を越える横方向の案内を有利に可能にする。その結果、同様に軽減を要するプランジャ移動のために利用可能にされる必要がある横断領域を有することなく、比較的大きな配線横断面も得ることができる。

図２に基本的に示された電気接点デバイスの実施形態は、図１に示される実施形態と同様の設計を示している。この実施形態とは対照的に、図４においては、接点接続要素１６は、プランジャを通り越して横方向に案内されるように後方に曲げられてはおらず、平面上で基本的には平坦であるその形状を維持し、プランジャの切り欠き部を通過させられる。

図３は２つの第１回路配置と比較して変更された実施形態を示し、第１接点接続要素１３’が、第１ブリッジ要素８’の接点８．６’を、ハウジング内に配置されている位置にあるプランジャ３’の反対側にある第２ブリッジ要素１１’の接点１１．１０に接続するという点が変更されている。この目的のために、接点接続要素１３’は、図１及び２の実施形態における第３接点接続要素１６に対応するように延びている。プランジャを通り越して横方向に案内される構成、及びプランジャを通って案内される構成の両方を、この回路配置に設けることができる。なお、この回路配置は、本明細書では単に例として概略的に示されている。

したがって、図面においては、第３接点接続要素１６’はハウジング内で右側を延びるのみであり、つまり、右側においてプランジャ３’の片側のみを延びる。
図４は、電気接点デバイス１及びアクチュエータ２３を含む指令デバイス２２を示し、正確には、指令デバイス２２が壁２４内に設置されている状態を示している。

１ 電気接点デバイス
２ ハウジング／取り付けユニット
３ プランジャ
４ 第１スイッチング接点ユニット
５ 第２スイッチング接点ユニット
６ 第１接点側
７ 第２接点側
８ 第１ブリッジ要素
９ 第１接点側
１０第２接点側
１１ 第２ブリッジ要素
１２
１３ 第１接点接続要素
１４ 第２接点接続要素
１５ 第１接続接点
１６ 第３接点接続要素
１７ 第２接続接点
１８ プランジャヘッド
１９ スプリングシステム
２０ 第１スプリング
２１ 第２スプリング
２２ 指令デバイス
２３ アクチュエータ
２４ 壁

Claims (17)

1. 電気接点デバイス（１）であって、
   電気接続を形成又は遮断するための第１スイッチング接点ユニット（４）と、
   電気接続を形成又は遮断するための第２スイッチング接点ユニット（５）と
   を備え、
   １つのスイッチング接点ユニットは、２つの接点を有するブリッジ要素を備え、
   前記第１スイッチング接点ユニットの第１接点側（６）が、前記第２スイッチング接点ユニットの第１接点側（９）に接続され、前記第１スイッチング接点ユニットの第２接点側（７）が、前記接点デバイスの第１接続接点（１５）に接続され、前記第２スイッチング接点ユニットの第２接点側（１０）が、前記接点デバイスの第２接続接点（１７）に接続され、２つのスイッチング接点ユニットが、これらスイッチング接点ユニットに作用する可動プランジャ（３）により作動可能であるように設計され、
   前記２つの接続接点が、前記プランジャとの関係において前記接点デバイス上で互いに反対側に配置され、前記第１及び第２スイッチング接点ユニットが、作動装置への接続のために設けられる取り付けユニット（２）内に配置されることを特徴とする、電気接点デバイス（１）。
2. 前記電気接点デバイスは単列設計であることを特徴とする、請求項１に記載の電気接点デバイス。
3. 接点接続要素（１６）が設けられ、該接点接続要素（１６）が、前記プランジャの第１側の接点と、前記プランジャの前記第１側とは反対側の接点との間に電気接続を形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載の電気接点デバイス。
4. 接点接続要素（１４）が、スイッチング接点ユニットの接点側（７）を接続接点（１５）に接続することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気接点デバイス。
5. 接点接続要素（１３）が、前記第１スイッチング接点ユニットの接点（６）を前記第２スイッチング接点ユニットの接点側（９）に接続することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気接点デバイス。
6. 前記接点接続要素（１３）が前記プランジャを通り越して横方向に案内されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気接点デバイス。
7. 前記接点接続要素（１３）が前記プランジャを通って案内されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気接点デバイス。
8. 前記１つのスイッチング接点ユニットのブリッジ要素が前記プランジャを通って案内されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気接点デバイス。
9. 前記１つのスイッチング接点ユニットのブリッジ要素が前記プランジャを通り越して案内されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電気接点デバイス。
10. 前記プランジャがプランジャヘッド（１８）を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気接点デバイス。
11. 前記プランジャ及びスイッチング接点ユニットのうち少なくとも一方を位置決めするためのスプリングシステム（１９）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電気接点デバイス。
12. 両方のスイッチング接点ユニットを位置決めするためのスプリングシステム（１９）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電気接点デバイス。
13. 前記接点デバイスと該接点デバイスを作動させるために設けられた前記作動装置とが動作可能に適切に接続されると、前記第１及び第２スイッチング接点ユニットが、それぞれに関連する電気接続を形成することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の電気接点デバイス。
14. 前記接点デバイスと該接点デバイスを作動させるために設けられた前記作動装置とが動作上不適切に接続されると、前記第１スイッチング接点ユニットが、該第１スイッチング接点ユニットに関連する電気接続を遮断することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の電気接点デバイス。
15. 前記作動装置が作動すると、前記第２スイッチング接点ユニットが、該第２スイッチング接点ユニットに関連する電気接続を遮断することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電気接点デバイス。
16. 前記電気接点デバイスが緊急停止スイッチ接点デバイスであることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の電気接点デバイス。
17. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の電気接点デバイス（１）と、作動装置（２３）とを備える、指令デバイス（２２）。

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