JP6348982B2 - 熱動過電流保護遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、遮断器ハウジングを備え、この遮断器ハウジングの中に、熱膨張要素、特にバイメタルと、この熱膨張要素に連結された手動操作可能なスナップ式切換え機構と、このスナップ式切換え機構と協働する可動接点と、固定接点が配置され、この固定接点が第１接続レールに連結され、一方、可動接点が熱膨張要素を介して第２接続レールに接触する、熱動過電流保護遮断器に関する。

熱動過電流保護遮断器の場合、リリース時点は過電流の大きさに依存する。電流の強さが増大するにつれて、膨張要素、特にバイメタルは、所定のリリース点まで益々加熱される。熱膨張要素は例えば自由リリースのために手動操作可能なスナップ機構に連結されている。このスナップ機構は接点対の可動接点と協働する。熱でリリースされる、過電流保護遮断器とも呼ばれるこのような保護遮断器は一般的に、例えば電動機、家庭用機械、事務機械、電気工具、配電網接続機器、低電圧導線のような消費部を過電流に対して保護する働きをする。このような保護遮断器は単極、二極または三極に形成可能であり、０．１Ａ〜２０Ａの範囲の定格電流でＡＣ（交流）２４０ＶまたはＤＣ（直流）５０Ｖの定格電圧のために使用可能である。

上記種類の熱動過電流保護遮断器は例えば独国特許出願公開第２７２１１６２Ａ１号明細書と独国実用新案第９４２２０２９Ｕ１号明細書によって知られている。公知の保護遮断器の場合、接点対に対する接続部、すなわち固定接点に対する接続部と、バイメタルを介しての、接点ばねによって支持された可動接点に対する接続部は、いわゆる偏平プラグとして形成されている。この偏平プラグは、オンオフ切換えロッカーボタンに対向する接続側で遮断器ハウジングから外に案内されている。導線の接続は偏平プラグブッシュを介してあるいは偏平プラグにねじ止め可能なケーブルシューによって行われる。

独国特許出願公開第２７２１１６２Ａ１号明細書 独国実用新案第９４２２０２９Ｕ１号明細書

本発明の根底をなす課題は、特に接触保護と簡単な接続組み立てと接触信頼性および接続信頼性に関して改良された上記種類の熱動保護遮断器を提供することである。

この課題は本発明に従い、請求項１の特徴によって解決される。有利な実施形態と発展形態は従属請求項の対象である。

そのために、熱動過電流保護遮断器は、ある数の接続チャンバを有する遮断器ハウジングを備え、この接続チャンバ内に、それぞれ１本の接続レールと、第１ハウジング穴を経て各接続チャンバ内に案内された接続導線を接続レールに締付け接触させるための２本の脚部を有するばね要素とが配置されている。好ましくは各ばね要素は第１ばね脚部と、この第１ばね脚部に対して角度をなして延在する第２ばね脚部を備えている。各接続チャンバには第２ハウジング穴が開口し、この第２ハウジング穴はばね要素の載置位置でばね要素の第２ばね脚部によって覆われ、このばね脚部の揺動操作のために設けられている。

遮断器ハウジングはさらに、好ましくは手動操作可能な切換え要素のための操作側と接続チャンバとの間に延在する接触チャンバを備え、この接触チャンバ内に、スナップ式切換え機構と、熱膨張要素と、可動接点と固定接点からなる接点対が配置されている。

第１ばね脚部は接続レールの第１レール脚部または接続脚部に接触支持されている。ばね要素の両ばね脚部の間の角度は、好ましくは４５°よりも大きく、特に６０°よりも大きくかつ１８０°よりも小さな角度、特に９０°以下の角度である。第２ばね脚部は接続チャンバ内で、好ましくは第２ハウジング穴と第１ハウジング穴を少なくとも部分的に覆う、チャンバ輪郭部上の載置位置から、ばね力に抗して、接続チャンバ内に案内された接続導体を締付け接触させるための、第１ばね脚部の方に向いた揺動位置へもたらすことが可能である。

ばね要素または各ばね要素のきわめて合目的な実施形態では、ばね要素の両ばね脚部が中間脚部を介して連結され、ばね要素が中間脚部によって接続チャンバ内でハウジング輪郭部に接触する。中間脚部は適切な方法で開放したループのように形成されている。ループ形状に適合した、各接続チャンバ内のハウジング輪郭部は、ばね要素のループ外面のための載置輪郭部と、ばね脚の方へ開放するループ状中間脚部によって取り囲まれた支持輪郭部を形成しつつ、好ましくは中間脚部の両側で延在している。

他の実施形態では、Ｕ字形の接続レールが設けられ、この接続レールが両Ｕ字形接続脚部または両Ｕ字形接続脚部の少なくとも一方およびこの接続脚部を連結する中央脚部によって、接続チャンバのチャンバ壁に接触する。

接続された接続導線の締付け接触のきわめて簡単な解除のために、第１ハウジング穴に対して平行な第２ハウジング穴が接続チャンバまたは各接続チャンバに開口している。この第２ハウジング穴は同様に、第２ばね脚部によってその載置位置で覆われている。基本的には、第２ハウジング穴内に直接挿入された工具を用いて、第２ばね脚部を揺動させることができる。しかし、工具を用いて第２ばね脚部を間接的に揺動させるための操作スリーブが第２ハウジング穴内に配置されていると、それによって締付け接触がきわめて簡単に、確実にそしてかつ破壊せずに解除され、接続導線を引き抜くことができるので有利である。

次に、図に基づいて本発明の実施形態を詳しく説明する。

一部を開放した遮断器ハウジングの３つの接続チャンバの中を見た熱動過負荷保護遮断器の側面図である。 熱動過負荷保護遮断器の分解斜視図である。 熱動過負荷保護遮断器の他の分解斜視図である。

すべての図において、互いに一致する部分には同じ参照符号が付けてある。

図１〜図３は、遮断器ハウジング２を備えた熱動過電流保護遮断器１を示している。この遮断器ハウジング内には本実施形態では３つの接続チャンバ３、４、５が並べて配置されている。各接続チャンバ３、４、５内には、２つの脚部を有するばね要素６が配置されている。各接続チャンバ３、４、５内にはさらに、Ｕ字状に形成された接続レール７が配置されている。それぞれの接続レール７のＵ字形は、図１に示したハウジング縦方向８に延在する第１のレール脚部７ａと、この第１のレール脚部に対して離隔された平行なレール脚部７ｂと、接続する中央脚部７ｃによって形成されている。それぞれの接続レール７はこれらのレール脚部７ａ〜７ｃによってチャンバ外壁９またはチャンバ中間壁１０に接触している。見やすくするために、他の両接続チャンバ４、５内の接続レール７の同種のレール脚部については符号を付けていない。

接続チャンバ３〜５内には、２つの脚部を有する同種のばね要素６が収容されている。このばね要素は以下の詳細に関して、見やすくするために同じ符号が付けられているかまたは個々に符号を付けていない。それぞれのばね要素６は、ハウジング縦方向８に向いた、以下接触脚部とも呼ぶ第１ばね脚部６ａによって、対応する接続レール７のレール脚部７ａに接触している。

それぞれのばね要素６の、以下締付け脚部とも呼ぶ第２ばね脚部６ｂは、ハウジング縦方向８に対して垂直なハウジング横方向１１に向き、そこで第１ハウジング穴１２を覆っている。ばね要素６のそれぞれの締付け脚部６ｂはさらに、上記の第１ハウジング穴１２に対して平行な第２ハウジング穴１３（図２）を覆っている。この第２ハウジング穴内には、片側を閉鎖した操作スリーブ１４が収容され、この操作スリーブは端側がそれぞれの接続チャンバ３、４、５内に達し、そこでそれぞれのばね要素６の締付け脚部６ｂに接触している。同様に見やすくするために、他の接続チャンバ３、４の同種の第２ハウジング穴には符号を付けていない。

それぞれの操作スリーブ１４は付設のハウジング穴１３内でハウジング縦方向８に少なくとも少しだけ摺動可能である。操作スリーブ１４の組み立て状態で、成形された係止突起１５が、対応する接続チャンバ３、４、５内でそれぞれのハウジング穴１３の縁部輪郭部１６をアンダーカットしている。これにより、反対側の挿入端部に工具のために支持輪郭部１７（図２）を有する操作スリーブ１４は、対応するハウジング穴１３内で保持される。

図において右側の接続チャンバ５に基づいて示すように、第１ハウジング穴１２を経てそれぞれ接続チャンバ３、４、５に差し込まれた接続導線１８と、それぞれの接続レール７およびそのそれぞれの第２レール脚部７ｂとの締付け接触が、ばね要素６によって行われる。ばね要素６の形状、配置およびばね力の結果、締付け接触が自己保持される。換言すると、差込み方向においてそれぞれの締付け脚部６ｂは、接続導線１８または絶縁材を取り除いたその導線端部１９によって、ハウジング縦方向８におよびばね脚部６ａ、６ｂの間の角度α（図３）を小さくしながら接触脚部６ａの方にばね弾性的に揺動可能である。これに対して、差込み方向とは反対方向のそれぞれの接続導線１８の引張り負荷は、増大する引張り力につれて締付け作用を強める。

ばね要素６はそれぞれの接続チャンバ３、４、５内で正確な位置に支持されている。そのために、両ばね脚部６ａ、６ｂを接続する、開放したループのように形成されたばね要素６の中間脚部６ｃの範囲において、接続チャンバ３、４、５内に載置輪郭部２０と支持輪郭部２１が形成されている。この載置輪郭部と支持輪郭部との間に、ばね要素６の中間脚部６ｃが収容されている。

図２と図３から比較的に明瞭に判るように、遮断器ハウジング２は複数の部分からなっている。遮断器ハウジングはハウジング本体２ａとハウジングキャップ２ｂと２つのハウジングカバー２ｃを備えている。ハウジング本体２ａ内には接続チャンバ３〜５があり、この接続チャンバ内にはハウジング底２ｄに形成されたハウジング穴１２、１３が開口している。図２から判るように、過電流保護遮断器１が２極に形成されているので、接続チャンバ３〜５とそれに開口するハウジング穴１２、１３と接続レール７とばね要素６はそれに対応して複数倍設けられている。

ハウジング縦方向８に見て接続チャンバ３〜５と遮断器ハウジング２の操作側２ｅとの間には、接触チャンバ２２（図３）がある。この接触チャンバ内にはスナップ式切換え機構が配置されている。このスナップ式切換え機構は操作側２ｅの切換えロッカーボタン２３と協働する。ハウジングキャップ２ｂは組み立て状態で接触チャンバ２２の範囲においてハウジング本体２ａを覆っている。その際、切換えロッカーボタン２３は、自由リリースの目的で手動で操作できるようにするために、遮断器ハウジング２からハウジングキャップ２ｂのキャップ開口２４を越えて少なくとも部分的に突出している。両ハウジングカバー２ｃは好ましくはハウジング本体２ａに係止可能であり、ハウジング本体２ａの両側でハウジング本体内に設けられた接続チャンバ３〜５を覆っている。

スナップ式切換え機構は切換えロッカーボタン２３に連結されたラッチレバー２５を備えている。このラッチレバーは、自由端側に可動接点２７を有する接触ばね２６と協働する。この可動接点に対向して固定接点２８が設けられている。この固定接点は可動接点２７と共に接点対を形成している。ラッチレバー２５にはリリースレバー２９が連結されている。このリリースレバー自体は、Ｕ字形のバイメタルの形をした熱膨張要素３０と協働する。バイメタル３０はその両Ｕ字脚部を介して、接続チャンバ３と４内の両接続レール７を連結している。接続チャンバ３の接続レール７はそれ自体接触ばね２６に、そしてこの接触ばねを介して可動接点２７に導電的に接続されている。

この接続構造により、電流源／電圧源と負荷（消費部）との間に形成された過電流保護遮断器１では、負荷電流が常にバイメタル３０を経て流れるので、過負荷の場合、すなわち過電流の結果、バイメタルが熱的なリリースを確実に生じることができる。そのために、バイメタル３０が場合によってはその曲がりの結果リリースレバー２９を操作するので、ラッチレバー２５とリリースレバーのラッチ部が開放され、このラッチレバーによって接点対２７、２８の接触位置に保持された接触ばね２６がそのばね戻し力の結果揺動し得るので、可動接点２７と固定接点２８との間の接触部が開放される。接触部開放は切換えロッカーボタン２３を用いて手動で行うこともできる。この場合、切換えロッカーボタンがオフ位置に揺動させられ、それによってラッチレバー２５が手動でラッチ解除される。

熱動過電流保護遮断器１は、０．０５Ａと２０Ａとの間の定格電流の強さにおける低ボルト範囲（２５０ＶＡＣと５０ＶＤＣまたは６５ＶＤＣ）の直流電圧および交流電圧のために設計され、特に電気機械、車両の搭載電源網、トランスおよび低電圧導線を保護するために設けられている。この場合、接続導線１８は０．１４ｍｍ^２と４ｍｍ^２との間の範囲の導線横断面積で締付け接触可能である。この場合、芯線スリーブを持っているかまたは持っておらずかつ合成樹脂スリーブを持っているかまたは持っていない、剛性のある接続導体だけでなく、封止されていないおよび封止されている可撓性の接続導体を使用することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されない。専門家は本発明の対象を逸脱することなく、本発明の他の変形を導き出すことができる。特に、実施形態に関連して説明したすべての個々の特徴を、本発明の対象を逸脱することなく、他の方法で互いに組み合わせることができる。

１ 過電流保護遮断器
２ 遮断器ハウジング
２ａ ハウジング本体
２ｂ ハウジングキャップ
２ｃ ハウジングカバー
２ｄ ハウジング底
２ｅ 操作側
３ 接続チャンバ
４ 接続チャンバ
５ 接続チャンバ
６ ばね要素
６ａ 第１ばね脚部
６ｂ 第２ばね脚部
６ｃ 中間脚部
７ 接続レール
７ａ 第１レール脚部
７ｂ 第２レール脚部
８ ハウジング縦方向
９ チャンバ外壁
１０ チャンバ中間壁
１１ ハウジング横方向
１２ 第１ハウジング穴
１３ 第２ハウジング穴
１４ 操作スリーブ
１５ 係止突起
１６ 縁部輪郭部
１７ 支持輪郭部
１８ 接続導線
１９ 導体端部
２０ 載置輪郭部
２１ 支持輪郭部
２２ 接触チャンバ
２３ 切換えロッカーボタン
２４ キャップ開口
２５ ラッチレバー
２６ 接触ばね
２７ 可動接点
２８ 固定接点
２９ リリースレバー
３０ バイメタル

Claims (11)

1. 遮断器ハウジング（２）を備え、この遮断器ハウジングの中に、手動操作可能なスナップ式切換え機構（２５〜２９）と、このスナップ式切換え機構と協働する熱膨張要素（３０）、特にバイメタルと、前記スナップ式切換え機構（２５〜２９）と協働する可動接点（２７）と、固定接点（２８）が配置され、この固定接点が第１接続レール（７）に連結され、一方、前記可動接点（２７）が前記熱膨張要素（３０）を介して第２接続レール（７）に接触する、熱動過電流保護遮断器（１）において、
   前記遮断器ハウジング（２）がハウジング本体（２ａ）を備え、このハウジング本体がある数の接続チャンバ（３、４、５）と、この接続チャンバと操作側（２ｅ）の間にある接触チャンバ（２２）を有し、この接触チャンバ内に前記スナップ式切換え機構（２５〜２９）が前記熱膨張要素（３０）と共に配置され、
   前記の各接続チャンバ（３、４、５）内に、１本の前記接続レール（７）と、第１ハウジング穴（１２）を経て前記接続チャンバ（３、４、５）内に案内された接続導線（１８）を第１ばね脚部（６ａ）と第２ばね脚部（６ｂ）によって前記接続レール（７）に締付け接触させるための２本の脚部を有するばね要素（６）とが配置され、
   前記第１ハウジング穴（１２）に対して平行でかつ載置位置で前記第２ばね脚部（６ｂ）によって覆われた、前記第２ばね脚部（６ｂ）を揺動操作するための第２ハウジング穴（１３）が前記の各接続チャンバ（３、４、５）に開口していることを特徴とする熱動過電流保護遮断器（１）。
2. 前記ばね要素（６）の前記第１ばね脚部（６ａ）が前記接続レール（７）の第１レール脚部（７ａ）に接触支持され、前記ばね要素（６）の前記第２ばね脚部（６ｂ）が前記第１ばね脚部（６ａ）に対して、４５°よりも大きく、好ましくは６０°よりも大きくかつ１８０°よりも小さな角度、特に９０°以下の角度で延在していることを特徴とする請求項１に記載の過電流保護遮断器（１）。
3. 前記遮断器ハウジング（２）の縦方向（８）に対して垂直な横方向（１１）に沿って、各接続チャンバ（３、４、５）に開口する前記第２ハウジング穴（１３）と前記各第１ハウジング穴（１２）とが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の過電流保護遮断器（１）。
4. 前記第２ばね脚部（６ｂ）を間接的に揺動操作するための、特に工具用支持輪郭部（１７）を有する操作スリーブ（１４）が、前記第２ハウジング穴（１３）に挿入されているかまたは挿入可能であ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過電流保護遮断器（１）。
5. 前記操作スリーブ（１４）が前記第２ハウジング穴（１３）内でハウジング縦方向（８）に少なくとも少しだけ摺動可能であることを特徴とする請求項４に記載の過電流保護遮断器（１）。
6. 前記操作スリーブ（１４）に係止突起（１５）が形成され、この係止突起が前記操作スリーブ（１４）の組立て状態で、対応する接続チャンバ（３、４、５）内の前記第２ハウジング穴（１３）の縁部輪郭部（１６）に引掛かり係止されることを特徴とする請求項４または５に記載の過電流保護遮断器（１）。
7. 前記ばね要素（６）の前記第２ばね脚部（６ａ）が前記接続チャンバ（３、４、５）内で、前記第２ハウジング穴（１３）と前記第１ハウジング穴（１２）を少なくとも部分的に覆う載置位置から、ばね力に抗して、前記第１ハウジング穴（１２）を経て前記接続チャンバ（３、４、５）内に案内された接続導体（１８）を締付け接触させるための、前記第１ばね脚部（６ａ）の方に向いた揺動位置へもたらすことが可能であ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過電流保護遮断器（１）。
8. 前記ばね要素（６）の前記両ばね脚部（６ａ、６ｂ）が開放したループのように形成された中間脚部（６ｃ）を介して連結され、
   前記接続チャンバ（３、４、５）内に、前記ループの形状に適合した載置輪郭部（２０）と支持輪郭部（２１）が形成され、この載置輪郭部と支持輪郭部に接触する前記中間脚部（６ｃ）が前記載置輪郭部と前記支持輪郭部の間に収容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過電流保護遮断器（１）。
9. Ｕ字形の接続レール（７）を備え、この接続レールが両レール脚部（７ａ、７ｂ）の少なくとも一方および／またはこのレール脚部をＵ字形に連結する中央脚部（６ｃ）によって、接続チャンバ（３、４、５）のチャンバ壁（９、１０）に接触し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過電流保護遮断器（１）。
10. 前記スナップ式切換え機構（２５〜２９）が手動操作可能な切換え要素（２）、特に切換えロッカーボタンに連結されかつ前記可動接点（２７）を支持する接触ばね（２６）と協働するラッチレバー（２５）と、前記熱膨張要素（３０）と協働する、前記ラッチレバーに連結されたリリースレバー（２９）とを備えてい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過電流保護遮断器（１）。
11. 前記可動接点（２７）に直接的におよび前記熱膨張要素（３０）を介して第２接続レール（７）に連結された第３接続レール（７）を備え、この第３接続レールが２つの脚部を有する他のばね要素（６）と共に、ハウジング穴（１２、１３）を経て接続チャンバ内に案内された接続導線（１８）を締付け接触させるために、他の接続チャンバ（３、４、５）内に配置さ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過電流保護遮断器（１）。

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