JP6275113B2 - 差し込み式サーキットブレーカパネル用のサーキットブレーカアダプタ - Google Patents

Description

本願は、参照によって本明細書に組み込まれている、２０１２年４月６日に出願された「差し込み式サーキットブレーカパネル用のユニバーサルアダプタ」と題する米国仮特許出願第６１／６２１，２０６号明細書の優先権を主張している。

本開示の概念は、概して差し込み式サーキットブレーカパネルに関し、より具体的には、差し込み式サーキットブレーカパネルに非差し込み式サーキットブレーカを対合するためのアダプタに関する。本開示の概念は、また、差し込み式サーキットブレーカ組立体およびそのようなアダプタを備えている差し込み式サーキットブレーカパネルに関する。

サーキットブレーカは、例えば、航空機の電気システムで使用されており、そこでは、サーキットブレーカは、過電流保護を提供するだけでなく、機器をオンおよびオフに切り換えるためのスイッチとしても役立つ。航空機または超小型のサーキットブレーカは、例えば、航空機のサーキットブレーカパネルの比較的高密度なレイアウトを収容するように典型的には比較的小さく、ユーザがアクセス可能な多数の回路のためのサーキットブレーカを構成している。航空機の電気システムは、例えば、数百のサーキットブレーカを備えることができ、サーキットブレーカのそれぞれは、回路保護機能のためだけでなく、プッシュプルハンドルを介した回線切断機能のために、使用される。

サーキットブレーカのプッシュプルハンドルは、対応する負荷回路を開くために、内から外に移動される。この動作は、手動、さもなければ過負荷または障害の状態の発生時における自動のどちらであってもよい。プッシュプルハンドルが外から内へ移動される場合、その後、負荷回路は、再通電される。負荷回路が自動的に通電を断たれていた場合は、その後、プッシュプルハンドルの外から内への操作は、サーキットブレーカのリセット動作に相当する。

米国特許第８，０９４，４３６号明細書に記載されるような、差し込み式サーキットブレーカパネルは、例えば、図１に示されるような構成を典型的に利用している。図１に部分のみが示されているこのようなパネル１０では、差し込み式サーキットブレーカ１２は、両方とも（図示せぬ）フレームまたはハウジングに固定されているバス構造１４とフェースプレート１６との間で、固定されている。各差し込み式サーキットブレーカ１２は、フェースプレート１６によって（示されるように直接的または間接的のどちらかで）係合されている第１表面１８と、第１表面１８から配置されてフェースプレート１６の開口部２１を通って延びている手動操作器２０（例えば、限定しないが、プッシュプル操作ハンドル）と、第１表面１８に対向して配置されている一対の差し込み式部材２２と、を一般的に備えている。図２の遮断器１２の端面図に示されている例のようないくつかの用途において、差し込み式部材２２は、遮断器１２に対して概ね一直線に合わせられてもよく、一方、（図示せぬ）他の例では、差し込み式部材２２は、互いにおよびまたは遮断器１２に対してオフセットされてもよい。

各サーキットブレーカ１２の第２差し込み式部材２２のそれぞれは、バス構造１４の（隠れ線で示される）第１差し込み式部材２４の対応する１つに対合されている。各第２差し込み式部材２２および対合している対応の第１差し込み式部材２４は、電気的なバス構造１４を介した対応するサーキットブレーカ１２への電源入力（例えば、電力線）、またはサーキットブレーカ１２からの負荷出力（例えば、負荷）の１つを提供するように、協働する。電源入力は、例えば、単相交流入力または単一のＤＣ入力とすることができる。代わりに、電源入力は、例えば、三相交流入力とすることができる。

米国特許第８０９４４３６号明細書

このようなパネル１０の差し込み式構成は、それらを、航空宇宙（例えば、航空機）の電気システムに、および、そのようなパネル用の空間におよびアクセスが制限されている他の用途に、特に適するようにしている。しかしながら、このようなパネル１０は、特に、差し込み式サーキットブレーカ１２を用いた使用のために設計されているので、このような遮断器の可用性および選択は、特定の用途におけるこのようなパネルの使用における制限因子になりうる。

したがって、差し込み式サーキットブレーカパネルおよびサーキットブレーカにおける改善の余地が存在している。

これらの必要性などは、本開示の概念の実施形態によって満たされており、本開示の概念は、差し込み式サーキットブレーカパネルに非差し込み式サーキットブレーカを対合させるためのアダプタと、非差し込み式遮断器およびそのようなアダプタを備えている遮断器パネルとを、提供する。他の利点の中でも、本開示の概念は、特定の用途に対する遮断器性能を満たすことを可能にするように、その用途のためのサーキットブレーカの選択における柔軟性を、提供する。

本開示の概念の１つの観点では、差し込み式遮断器パネルのバス構造に非差し込み式サーキットブレーカを対合する使用のためのアダプタが、提供されている。アダプタは、非差し込み式サーキットブレーカの端子に結合されるように構造化されている第１部分と、バス構造の部分と協働して係合するように構成されている対向の第２部分とを、備えている。第１部分は、第１導電性材料から形成されており、対向の第２部分は、第２導電性材料から形成されている。第１導電性材料および第２導電性材料は、非差し込み式サーキットブレーカの端子とバス構造の部分との間の導電経路を形成するように構成されている。

第１部分は、非差し込み式サーキットブレーカの端子に機械的に固定されるように構成されてもよい。

第１部分は、非差し込み式サーキットブレーカの端子にはんだ付けされるように構成されてもよい。

第１導電性材料は、銅合金または他の適切な導電性材料を備えてもよい。

第２導電性材料は、銅合金または他の適切な導電性材料を備えてもよい。

第１導電性材料および第２導電性材料は、同一の導電性材料を備えてもよい。

第１導電性材料および第２導電性材料は、導電性材料の同一の単一要素の異なる部分を備えていてもよい。

バス構造の部分は、ソケットを備えてもよく、アダプタの対向の第２部分は、ソケットの周辺に協働して係合するように構成されている差し込み式部材を備えてもよい。

バス構造の部分は、差し込み式部材を備えてもよく、アダプタの対向の第２部分は、差し込み式部材の周辺に協働して係合するように構成されているソケットを備えてもよい。

本開示の概念の別の態様として、差し込み式サーキットブレーカ組立体が提供されている。差し込み式サーキットブレーカ組立体は、非差し込み式サーキットブレーカと、上述したようなアダプタとを備えており、アダプタの第１部分は、非差し込み式サーキットブレーカの端子に結合されている。

本開示の概念のさらに別の観点として、差し込み式サーキットブレーカパネルが提供されている。差し込み式サーキットブレーカパネルは、バス構造と、上述したような差し込み式サーキットブレーカ組立体とを備えており、サーキットブレーカ組立体のアダプタの対向の第２部分は、バス構造の部分に協働して係合される。

本開示の概念の、これらのおよび他の目的、特徴、および特性、並びに、構造の操作方法および関連する要素の機能、および部品の組み合わせ、および製造の経済性は、添付の図面を参照しながらの以下の記述および添付の特許請求の範囲の考慮において、より明白になるだろう。これらの全ては、本明細書の部分を形成しており、同一の参照符号は、さまざまな図において対応する部品を指定している。しかしながら、図面は、例示および説明のみを目的としており、本開示の概念の限定の定義として意図されていないことが、特に理解されるべきである。

添付の図面と併せて読めば、本開示の概念の完全な理解は、好ましい実施形態の以下の説明から得ることができる。

差し込み式サーキットブレーカパネルの部分に配置されて示されている既知の差し込み式サーキットブレーカの概略側面図である。 図１の既知の差し込み式サーキットブレーカの概略端面図である。 差し込み式サーキットブレーカパネルの部分に配置されている、本開示の概念の一実施形態に係る、非差し込み式サーキットブレーカおよびアダプタを備えているサーキットブレーカ組立体の概略側面図である。 図３のサーキットブレーカ組立体の概略端面図である。 別の差し込み式サーキットブレーカパネルの部分に配置されている、本開示の概念の別の実施形態に係る、非差し込み式サーキットブレーカおよびアダプタを備えているサーキットブレーカ組立体の概略側面図である。

本明細書で用いられている、用語「数」は、１または１以上の整数（即ち、複数）を意味するものとする。

本明細書で用いられている、２つ以上の部品が互いに「結合」されているとの記述は、部品が、直接的に結合されていること、または１つ以上の中間部品を介して結合されていることのどちらかを、意味するものとする。

本明細書で用いられている、用語「固定具」は、任意の適切な連結または締め付けの機構を指しており、この機構は、ネジ、ボルト、ナット（限定するのではないが、例えば、ロックナット）、およびそれらの組み合わせを明示的に含むが、限定するものではない。

本明細書で用いられている、用語「差し込み式サーキットブレーカ」は、任意のサーキットブレーカを指すように用いられるものとし、この任意のサーキットブレーカは、差し込み式サーキットブレーカパネルに遮断器または他の切換機構を電気的に結合するための「ピンおよびソケット」または他の同様な機構を採用している。

本明細書で用いられている、用語「非差し込み式サーキットブレーカ」は、特に差し込み式サーキットブレーカパネルでの使用のために設計されていない任意のサーキットブレーカを指すように使用されるものとする。「非差し込み式サーキットブレーカ」の例は、限定しないが、遮断器上のラグまたは端子にワイヤを取り付けるために、ネジまたは止め座金を使用する、ＭＩＬ規格および従来構成の遮断器を含んでいる。

本開示の概念は、超小型または航空機のサーキットブレーカパネルに関連して記載されているが、それにも関わらず、この本開示の概念は、広い範囲の異なる用途のための広い範囲の異なるサーキットブレーカパネルに適用可能であるだけでなく、同様のパネルに採用されている他の電気的な切換装置（例えば、限定するものではないがスイッチ、断続器、接触器）に適用可能である。このようなサーキットブレーカパネルは、例えば限定するものではないが、約４００Ｈｚの典型的な周波数を有する航空機の交流（ＡＣ）電気システムに採用することができるが、直流（ＤＣ）システムにも使用することができる。また、本開示の概念は、他の種類のサーキットブレーカパネルに適用可能であることが明らかになるだろう。他の種類のサーキットブレーカパネルは、小型の住宅または商業用のサーキットブレーカのような、より大きなサーキットブレーカに対して、および、例えば、限定するものではないが、住宅、商業用、工業用、航空宇宙、および自動車のような、広い範囲のサーキットブレーカに対して、他の周波数で作動するＡＣシステムで使用されるサーキットブレーカパネルを、含む。さらなる非限定的な例として、広い範囲の周波数（例えば、限定しないが、５０、６０、１２０、４００Ｈｚ、およびより高いまたはより低い周波数）でのＡＣ（例えば、限定しないが、１２０、２２０、４８０−６００ＶＡＣ）作動、およびＤＣ作動（例えば、４２ＶＤＣ）の双方が、可能である。

図３および図４をそれぞれ参照すると、差し込み式サーキットブレーカパネル４０の部分と、このようなパネル４０に備えられている本開示の概念の一実施形態に係るサーキットブレーカ組立体４２の端面図とが、示されている。以前に図１に関して説明されているパネル１０と同様に、パネル４０は、そこから延びている多数の第１差し込み式部材２４を有するバス構造１４と、バス構造１４と概して平行に配置されているフェースプレート１６とを、備えている。バス構造１４およびフェースプレート１６は、両方とも、（図示せぬ）フレームまたはハウジングに固定されている。しかしながら、差し込み式サーキットブレーカ１２を備えているパネル１０とは異なり、パネル４０は、非差し込み式サーキットブレーカ４２とバス構造１４に遮断器４２を電気的に結合する複数のアダプタ４４とを有するサーキットブレーカ組立体４１を備えている。より詳細には、各アダプタ４４は、遮断器４２のそれぞれの端子４６とバス構造１４の第１差し込み式部材２４との間に電気経路を提供している。遮断器４２は、一対の平板端子４６を有するものとして示されているが、他の遮断器の大きさおよび／または配置が、本開示の概念の範囲から逸脱することなく、採用できることを、理解されるべきである。例えば、限定するものではないが、互い違いにされているように、図４の端面図に示されているが、このような例の実施形態は、図１および図２と併せて以前に説明されている一直線に合わせた構成を用いて、以下でさらに説明されるアダプタ（複数可）４４の１つ以上の部分を単にオフセットすることによって、容易に採用できるであろうことが、理解されるべきである。

引き続き図３に関して、各アダプタ４４は、非差し込み式サーキットブレーカ４２の端子４６の１つと結合されるように構成されている第１部分４８と、ポストまたは第１差し込み式部材２４のようなバス構造の部分と協働して係合するように構成されている対向の第２部分５０とを、備えている。図３の断面部分に示されているように、第２部分５０は、バス構造１４のポスト状差し込み式部材２４と協働して係合するソケット部材として概して形成されている。第１部分４８は、適切な導電性材料（例えば、限定しないが、銅）から形成されてもよく、例えば、限定しないが、機械的な固定具またははんだ付けのような、任意の適切な手段を介して、遮断器４２の端子４６に結合されてもよい。第２部分５０は、第１部分４８と同一の材料から形成されてもよく、あるいは、異なる適切な導電性材料（例えば、限定しないが、銅、ベリリウム銅）から形成されてもよい。使用時には、第１部分４８および第２部分５０の導電性材料は、非差し込み式サーキットブレーカ４２の端子４６とバス構造１４の第１差し込み式部材２４との間の導電経路を形成する。

本開示の概念の別の実施形態に係る差し込み式サーキットブレーカ組立体６０の別の例が、図５に示されている。より具体的には、図５は、以前に説明したパネル１０および４０と概して同様の設計である別の差し込み式サーキットブレーカパネル６２の部分を示しており、差し込み式サーキットブレーカパネル６２は、それ自体は、フェースプレート１６とバス構造６４との間に配置されている非差し込み式サーキットブレーカ４２を備えている。しかしながら、パネル１０および４０のバス構造１４とは異なり、パネル６２のバス構造６４は、以前に説明したポスト状第１差し込み式部材２４の適所に多数のソケット６６を備えている。そのようなソケット６６に遮断器４２の端子４６のそれぞれを電気的に結合するために、遮断器組立体６０は、多数のアダプタ７０を備えている。

引き続き図５を参照すると、各アダプタ７０は、適切な導電性材料（例えば、限定しないが、銅）から形成されている第１部分７２を備えており、第１部分７２は、図３および図４の実施形態に関して説明されているのと同様の方法で、非差し込み式サーキットブレーカ４２の端子４６の１つに結合されるように構成されている。各アダプタ７０は、バス構造６４のソケット６６のそれぞれと協働して係合するように構成されている対向の第２部分７４を、さらに備えている。図５の断面部分に示されているように、第２部分７４は、ソケット６６の（符号なしの）内側部分と協働して係合するポスト状差し込み式部材として概して形成されている。第２部分５０は、第１部分４８と同一の材料から形成されてもよく、あるいは、異なる適切な導電性材料（例えば、限定しないが、銅、ベリリウム銅）から形成されてもよい。使用時には、第１部分７２および第２部分７４の導電性材料は、非差し込み式サーキットブレーカ４２の端子４６とバス構造６４のソケット６６との間の導電経路を形成する。

本開示の概念の具体的な実施形態が詳細に説明されてきたが、これらの詳細に対するさまざまな修正および代替が本開示の全体の教示に照らして展開させ得ることが、当業者によって理解されるであろう。例えば、限定するものではないが、本明細書に記載のアダプタの一方または両方の部分の１つ以上の大きさおよび形状は、特に本明細書に記載されているそれらから、非差し込み式の遮断器およびバス構造の他のスタイル／モデルの対応部分と協働して係合するように、容易に変更することができる。特に、サーキットブレーカに関連して本明細書では説明されたが、本開示の概念は、本開示の概念の範囲から変更することなく、例えば、限定するものではないが、スイッチ、遮断器、接触器等のような、他の電気的切換装置に、容易に適用することができることを理解されたい。したがって、開示された特定の構成は、ほんの一例であり、与えられるべき本開示の概念の範囲について、添付の特許請求の範囲とその任意のおよび全ての均等物との全範囲を限定するものではないことを、意味している。

Claims (9)

1. 差し込み式遮断器パネル（４０）のバス構造（１４）に非差し込み式サーキットブレーカ（４２）を対合する使用のためのアダプタ（４４）であって、
   非差し込み式サーキットブレーカ（４２）の端子（４６）に結合されるように構成されている第１部分（４８）であって、第１導電性材料から形成されている第１部分（４８）と、
   バス構造（１４）の部分（２４）と協働して係合するように構成されている対向の第２部分（５０）であって、第２導電性材料から形成されている対向の第２部分（５０）と、を備えており、
   第１部分（４８）および対向の第２部分（５０）は、非差し込み式サーキットブレーカ（４２）の端子（４６）とバス構造（１４）の部分（２４）との間の導電経路を形成するように構成されており、
   アダプタ（４４）の対向の第２部分（５０）は、その中で協働してバス構造（１４）の部分の差し込み式部材（２４）を受けるように構成されているソケットを備えている、
   アダプタ（４４）。
2. 第１部分（４８）が、非差し込み式サーキットブレーカ（４２）の端子（４６）に機械的に固定されるように構成されている、請求項１に記載のアダプタ（４４）。
3. 第１部分（４８）が、非差し込み式サーキットブレーカ（４２）の端子（４６）にはんだ付けされるように構成されている、請求項１に記載のアダプタ（４４）。
4. 第１導電性材料が、銅合金を備えている、請求項１に記載のアダプタ（４４）。
5. 第２導電性材料が、銅合金を備えている、請求項１に記載のアダプタ（４４）。
6. 第１導電性材料および第２導電性材料が、同一の導電性材料である、請求項１に記載のアダプタ（４４）。
7. 第１導電性材料および第２導電性材料が、導電性材料の同一の単一要素の異なる部分である、請求項１に記載のアダプタ（４４）。
8. 非差し込み式サーキットブレーカ（４２）と、
   請求項１に記載のアダプタ（４４）と、を備えている差し込み式サーキットブレーカ組立体（４１）であって、
   アダプタ（４４）の第１部分（４８）は、非差し込み式サーキットブレーカ（４２）の端子（４６）に結合されている、差し込み式サーキットブレーカ組立体（４１）。
9. バス構造（１４）と、
   請求項８に記載の差し込み式サーキットブレーカ組立体（４１）と、を備えている差し込み式サーキットブレーカパネル（４０）であって、
   サーキットブレーカ組立体（４１）のアダプタ（４４）の対向の第２部分（５０）は、バス構造（１４）の部分（２４）に協働して係合されている、差し込み式サーキットブレーカパネル（４０）。

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