JP6404350B2 - 電気スイッチング装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力スイッチングモジュール及び制御モジュールを備えるタイプの電気スイッチング装置に関する。

これは、導体間の接触、遮断及び電気スイッチング機能を提供することが可能なスイッチング装置の分野の範囲内にある。

これらの装置は、電力電流の接続、遮断及び反転のための多数の方法で使用され、特に、一般的には、電気モータ、加熱抵抗または電源回路の制御のために使用される。

例えば、このタイプのある電気スイッチング装置は、電動モータとモータ供給システム間の接続に適した三相インバータであり、モータの回転方向を反転するために電動機の三相供給電流の２つの相を交差させることを可能にする。

これらには、電力接点端子、電磁駆動装置を制御するために使用される制御端子と、動作を監視する目的で使用される補助接点端子を備える既知のスイッチング装置がある。

例えば、特許出願ＦＲ２６９７３７１は、接続端子に連結された固定接点を含むケーシングにより形成されたコンタクトブロックからなる接触装置を開示している。電力接点と、制御接点と、補助監視接点を製造するための接続端子のセットは、ケーシングの前面に配置されている。装置は、可動接点担体を備え、この可動接点担体は、一組の電源極を形成するように固定接点と相互作用するコンタクトブリッジを備えており、接触ホルダは、電磁石により作動される。コンタクトブリッジにアクセスするためには、ケーシングを完全に取り除かなければならないので、このタイプの接触装置のメンテナンスは複雑である。

特許出願ＦＲ２９８３６３３は、３つの入力接点端子と３つの出力接触端子を含む６つの電力接点と、電力モジュールの両側にある、２つの制御接点端子とを有する電力モジュールを備える電気スイッチング装置を開示している。この電気スイッチング装置は、ケーシング内に配置される。しかし、この電気スイッチング装置は、動作を監視する目的のための補助接点端子を有しない。補助接点端子を有する監視モジュールの追加は、電気スイッチング装置の全体の寸法を増大させる。

しかし、多くの用途のためには、可能な限り最小の寸法のスイッチング装置を有することが有利である。

本発明の目的は、容易なメンテナンスを可能にしながら、補助接点端子を組み込むことにより、既知の解決策の先述した欠点を克服する前記タイプの電気スイッチング装置を提案することである。

この目的のため、本発明は、第１の態様によれば、
３つの入力端子と３つの出力端子のブロックを備える、電力スイッチングモジュールであって、各入力又は出力端子は、電気スイッチの固定接点に接続されており、当該電力スイッチングモジュールは、可動接点も備え、かつ、前記固定接点と関連する前記可動接点の位置に準ずる開位置と閉位置の間で切り替えが可能であり、前記可動接点は電磁駆動装置によって移動され得る、電力スイッチングモジュールと、
少なくとも１つの制御入力端子と、少なくとも１つの制御出力端子とによって形成された一組の制御端子を備える、制御モジュールであって、当該制御モジュールは、前記可動接点のうちの１つの位置を制御するために、前記制御端子により電力供給され得る前記電磁駆動装置を備える、制御モジュールと、
を備える電気スイッチング装置を提案する。

さらに、本発明に係る電気スイッチング装置は、
当該電力スイッチング装置は、補助入力接点端子と２つの補助出力接点端子とを備える、監視モジュールであって、前記補助入力接点端子は、２つの補助出力接点端子に共通である、監視モジュールを、さらに備えており、
前記電力スイッチングモジュールは、前記制御モジュールと前記監視モジュールから別個に着脱可能である。

有利なことに、提案されたスイッチング装置は、電力接点モジュールと、制御モジュールと、監視モジュールとを備え、電力接点モジュールは取り外し可能である。したがって、このスイッチング装置のメンテナンス性が向上し、電力モジュールの交換は、既知の装置に比べて、より容易に行われる。

さらに有利なことに、監視モジュール及び制御モジュール内それぞれの、２つの出力接点端子に共通入力接点端子を使用することで、より小さな全体の寸法のスイッチング装置を製造することができる。

本発明に係る電気スイッチング装置は、以下の特徴の１つまたは複数を有することができる。その以下の特徴とは、
− 制御端子のセットと、監視端子のセットが、前記電力スイッチングモジュールの端子ブロックの両側に設けられていることであり、
− 当該電気スイッチング装置は、ケーシング内に配置されており、電力スイッチングモジュールにおける、制御端子のセットと、監視端子のセットと、端子のブロックとが、前記ケーシングの前面に設けられていることであり、
− 前記制御端子のセットと、前記監視端子のセットと、前記電力スイッチングモジュールのそれぞれが、視覚的に識別できる記号を有した保護カバーによって保護されていることであり、
− 前記電磁駆動装置が、２つの電磁コイルを備え、かつ、前記制御モジュールが、前記電磁コイルに電力供給し得る共通入力制御端子を備えることであり、
− 第１の電磁コイルの固定入力制御接点と第２の電磁コイルの固定入力制御接点をそれぞれが形成し得る、２つの電気結合要素を備え、かつ、２つの接続口を備える接続要素を備え、前記接続要素は、前記電気結合要素と相互作用するように適合され、かつ、前記第１及び前記第２の電磁コイルに電力供給するための共通入力接点端子を形成するように適合されることであり、
− 前記監視モジュールが２つのスイッチを備え、それぞれのスイッチが、開位置と閉位置の間で切り替えが可能であり、それぞれのスイッチが、前記共通補助入力接点端子に接続された固定入力接点と、前記補助出力接点端子に接続された固定出力接点とを備え、前記固定入力接点と前記固定出力接点は、可動接点ブレードによって保持された可動接点によって電気的に接続可能であり、前記可動接点ブレードは、電磁駆動装置によって移動され得る支持要素に固定されていることである。

本発明の他の特徴および利点は、例示の目的であり完全に非限定的に、添付の図面を参照し、以下の説明から明らかになるであろう。

図１は、本発明に係る接触断続装置の斜視図である。 図２は、本発明に係る接触断続装置の接続端子の概略正面図である。 図３は、図２に係る接触断続装置の動作の概略図である。 図４は、一実施形態に係る制御端子と補助接点端子を形成するために用いられ得る制御モジュール及び接続要素の分解斜視図である。 図５は、相互に組み立てられた図４の要素の斜視図である。 図６は、制御モジュールに連結された補助接点の動作を説明するための概略断面図である。 図７は、電力接点端子及び関連する可動接点保持器の斜視図である。 図８は、本発明に係るスイッチング装置の接点端子の斜視図である。

図１に示すスイッチング装置１０は、３つのモジュール、すなわち電力スイッチングモジュール１２と、制御モジュール１４と、監視モジュール１６とを備える。

モジュールのそれぞれは、スイッチング装置１０の前面と呼ばれる同一の面１７上に位置する複数の接触端子を備える。

電力スイッチングモジュール１２は、制御モジュール１４の正面に位置しており、以下単に「端子」と称される、一組の６つの電力接点端子を備え、すなわち、三相電流ネットワークで使用するための、第１の１８Ａ入力端子、第２の１８Ｂ入力端子及び第３の１８Ｃ入力端子と、第１の２０Ａ出力端子、第２の２０Ｂ出力端子及び第３の２０Ｃ出力端子を備えている。

制御モジュール１４は、スイッチング装置１０の同一の面１７上の、一組の３つの制御端子、すなわち入力制御端子２２А、第１の２４Ａ出力制御端子及び第２の２４В出力制御端子を備える。

制御モジュール１４は、スイッチング装置１０の動作位置を制御するための前記制御端子によって電力供給され得る電磁駆動装置（図1では見えない）を備える。本実施形態では、電磁駆動装置は２つのコイルを有する電磁アクチュエータである。

好ましくは、特許出願ＦＲ１３６０２４６に開示されているような電磁アクチュエータが用いられる。

第１の出力制御用端子２４Ａ、は入力端子１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及び出力端子２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと同じ奥行面に位置している一方で、第２の出力制御端子２４Ｂは、前記奥行面より後ろに配置されている。

制御モジュール１６は、スイッチング装置１０の同一の面１７上の、一組の３つの補助制御端子、すなわち補助入力接点端子２６А、第１の補助出力接点端子２８А及び第２の補助出力制御端子２８Ｂを備える。

制御モジュール１４の端子と同様の手法で、第１の補助出力接点端子２８Ａは、入力端子１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及び出力端子２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと同じ奥行面に位置しており、その一方で、第２の補助出力接触端子２８Ｂは前記奥行面より後ろに配置されている。

種々の接点端子もまた垂直に、すなわち、図１に示された関連する参照フレームのＹ軸に沿って垂直にオフセットされている。入力端子１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは、それぞれ制御入力端子２２Ａと補助接点入力端子２６Ａのわずかに下に配置されている。出力端子２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、縦軸に沿って、第２の制御端子２４Ｂと補助接点端子２８Ｂより実質的に上に位置し、第１の制御端子２４Ａ及び補助接点端子２８Ａの実質的に下に位置している。

従って、スイッチング装置１０の全体の寸法は、その前面に１０個の接触端子しか有しない同種の装置の全体の寸法と実質的に同一である。

スイッチング装置１０は、コンパクトなブロックを構成しており、前面の寸法は、好ましくは約45ｍｍ×45ｍｍ（ミリメートル）である。

有利なことに、スイッチング装置１０の正面から、電力スイッチングモジュール１２、制御モジュール１４と、監視モジュール１６が分解可能であり、電力スイッチングモジュール１２は、取り外し可能であるがゆえに着脱可能である。それゆえ、電力スイッチング モジュール１２は取り扱い易く、摩耗や故障の場合には、その交換が容易である。

有利なことに、配線を容易にするために、一方では制御モジュール１４の端子のセットが、他方では監視モジュール１６の端子のセットが、電力スイッチングモジュール１２の端子のセットの両側に配置されている。

好ましくは、配線やメンテナンスがさらに容易になるように、電力スイッチングモジュール１２と制御モジュール１４と、監視モジュール１６のそれぞれは、例えばその色により、視覚的に識別できる保護カバーを備える。より一般的に、他の視覚的に識別することのできる記号が保護カバーに使用され、そのことでモジュール間を識別することが容易になる。

図２は、電力スイッチングモジュール１２と、制御モジュール１４と、監視モジュール１６の接触端子の概略図を示し、図３は、電気動作の関連概略図を示す。

制御端子２２Ａ、２４Ａ、２４Ｂは、図３の概略図に示された接点Ａ１、Ａ２、Ａ３のそれぞれに接続されており、制御モジュールの電磁アクチュエータの二つのコイルに流れる電流の方向の制御を可能にしている。二つのコイルは、共通入力接点Ａ１によって電力供給される。

電力スイッチングモジュール１２の第１の１８А入力端子と、第２の１８В入力端子と第３の１８Ｃ入力端子は、図２及び図３の １Ｌ１、３Ｌ２、５Ｌ３に示された接点に接続されており、電力スイッチングモジュール１２の第１の２０Ａ出力端子、第２の２０Ｂ出力端子及び第３の２０Ｃ出力端子は、図２及び図３の２Ｔ１、４Ｔ２、６Ｔ３に示された接点に接続されている。

電力スイッチングモジュール１２は、フェーズコンダクタ間の電気接触及び電気スイッチング機能を実現し、これは、図３に概略的に示されているように、一組の３つの第１電気スイッチ３０А、３０Ｂ、３０Ｃと、一組の３つの第２の電気スイッチ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃによって実現されており、各電気スイッチ３０А 、３０Ｂ、３０Ｃ、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、開位置と閉位置との間で切り替え可能である。スイッチのこの構成は、一方では、各電力フェーズの接触／スイッチ機能を実行するのを可能にし、他方では、電力フェーズ間の切り替えを行うことを可能にする。

監視モジュール１６の補助接点端子２６Ａ、２８Ａ、２８Ｂは、図３の概略図にそれぞれ示された接点１３Ｎｏ、１４Ｎｏ，１５Ｎｏにそれぞれ接続している。対応する動作の概略図は開位置が示されている２つのスイッチ３４Ａ、３４Ｂを備えており、共通補助入力接点１３Ｎｏを有する、一般に「ＮＯ」と呼ばれる「通常開（Ｎｏｒｍａｌｌｙ ｏｐｅｎ）」の位置を備えている。

例示では、スイッチは全て通常開（ＮＯ）位置に示されているが、しかし、明白なように、変形例では、通常開スイッチと通常閉スイッチを含む任意の構成が、実行可能である。

図４及び図５は、本発明に係る電気スイッチング装置の１つの実施形態を示している。

２つのコイルを有する電磁アクチュエータ４０は、制御モジュール１４のケーシング４２内に配置されている。

電気結合要素４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄは、突起の形で存在し、結合素子４４Ａ、４４Ｂはそれぞれ第１のコイルの固定入力制御接点と第２の固定入力制御接点を提供することができ、結合要素４４Ｃ、４４Ｄは第１及び第２の固定出力制御接点を提供することができる。

電線（図示せず）の接続のための制御及び監視接点端子を提供する接続要素４６Ａ、４８Ａ、４８В、５０Ａ、５２Ａ、５２Вもまた図４に示されている。それぞれの接続要素は、スクリューとナットのアセンブリのスクリューのシャンクが通過するための開口 ５４を備える。

さらに、接続要素４６Ａは、結合要素４４Ａ、４４Ｂと相互作用するように、かつ、電磁アクチュエータ４０の２つのコイルの電力供給のための共通入力接点端子を供給するように適合された、２つの接続口５６Ａ、５６Ｂを備える。

接続要素４８Ａは、結合要素４４Ｃと相互作用するように適合された接続口５８Ａを備え、接続要素４８Ｂは、結合要素４４Ｄと相互作用するように適合された接続口５８Ｂを備える。

したがって、接続要素４６Ａ、４８Ａ、４８Ｂは、入力制御端子２２Ａと出力制御端子２４Ａ、２４Ｂと関連付けられている。

スクリューシャンクの通過のための開口５４を有する接続要素５０Ａ、５２Ａ、５２Ｂは、補助接点端子２６Ａ、２８Ａ及び２８Ｂに対応する。

これらの接続要素は、レバー６２の動作により電流の流れを確立又は遮断するように移動され得る可動接点ブレード６０によって、連結されている。

各補助接点は、固定補助接点６４と可動接点ブレード６０に関連した可動補助接点によって形成される。

レバー６２は、電磁アクチュエータのそれぞれのコイルの電流の流れによって作動し、「前方」、「逆転」、及び「ニュートラルまたはＯＦＦ」と呼ばれるコイルの状態に対応する３つの位置をとるように適合される。

可動接点ブレード６０は、支持要素６６に組み込み可能であり、この支持要素６６は、レバー６２に機械的に接続され、かつ、このレバーによって移動される。

図５は、接続要素４６А、４８А、４８В、５０А、５２А、５２Вの締結後の制御モジュール１４と、外部電線をそれぞれの接触端子２２А、２４А、２４В、２６Ａ，２８Ａ，２８Ｂに接続するためのスクリュー７０とナット７４のアセンブリを示している。

図６は、電磁アクチュエータ４０の電磁コイル７６、７８の電流の方向に基づいて、補助接点に対応するスイッチ３４А、３４Вの動作を概略的に示している。

図中のＳ１で示された第１の電流方向は、スイッチ３４Ａを閉じるための可動接点ブレード６０の移動を引き起こし、その一方で、図中のＳ２で示された電流方向は、スイッチ３４Ｂを閉じるための可動接点ブレード６０の移動を引き起こす。

図７は、電力スイッチングモジュール１２の一部を形成する電力接点ブロック８０と、電力接点ブロック８０とともに電力パワースイッチングモジュール１２を形成する可動接点ホルダ８２とを示している。

電力スイッチングモジュール１２の構成要素の組み立てが完了した場合、結果物は、図８で示された電気スイッチング装置１０である。この図では、装置１０は制御端子、電力端子及び監視端子のセットの分離カバーなしで示されている。

可動接点保持器８２は、レバー６２に機械的に連結した支持要素上に配置され得る、締結要素８４を備える。

電力接点ブロック８０は、第１の固定入力接点８６А、８６В、８６Ｃ、第２の固定入力接点８８А、８８В、８８Ｃ、第１の固定出力接点９０А、９０В、９０Ｃ及び第２の固定出力接点９２А、９２В、９２Ｃを備える。

第１の入力接点端子１８Ａは、第１の固定入力接点８６Ａ及び第２の固定入力接点８８Ａに電気的に接続され、第１の出力端子２０Ａは、第１の固定出力接点９０Ａ及び第２の固定出力接点９２Ａに電気的に接続される。

同じことが、第２の及び第３の入力接点端子１８Ｂ、１８Ｃ並びに出力接点端子２０В、２０Ｃにも適用される。

可動接点保持器８２は、電磁アクチュエータで駆動するレバー６２によって並進移動され得る、可動接点９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃを備える。

それゆえ、図８に示すように、それぞれの固定接点に面するように可動接点保持器８２が配置されているときに、可動接点の移動は、それぞれの固定接点との間で接続または分離を生成することができる。

Claims (5)

1. ３つの入力端子（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）と３つの出力端子（２０Ａ、２０В、２０Ｃ）のブロック（８０）を備える、電力スイッチングモジュール（１２）であって、各入力又は出力端子は、電気スイッチの固定接点（８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃ、８８Ａ、８８В、８８С、９０А、９０В、９０Ｃ、９２Ａ、９２В、９２Ｃ）に接続されており、当該電力スイッチングモジュール（１２）は、可動接点（９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃ）も備え、かつ、前記固定接点と関連する前記可動接点の位置に準ずる開位置と閉位置の間で切り替えが可能であり、前記可動接点は電磁駆動装置（４０）によって移動され得る、電力スイッチングモジュール（１２）と、
   少なくとも１つの制御入力端子（２２Ａ）と、少なくとも１つの制御出力端子（２４Ａ、２４Ｂ）とによって形成された一組の制御端子を備える、制御モジュール（１４）であって、当該制御モジュール（１４）は、前記可動接点のうちの１つの位置を制御するために、前記制御端子により電力供給され得る前記電磁駆動装置（４０）を備える、制御モジュール（１４）と、
   を備える電力スイッチング装置（１０）であって、
   当該電力スイッチング装置（１０）は、補助入力接点端子（２６Ａ）と２つの補助出力接点端子（２８Ａ、２８Ｂ）とを備える、監視モジュール（１６）であって、前記補助入力接点端子（２６Ａ）は、２つの補助出力接点端子（２８Ａ、２８Ｂ）に共通である、監視モジュール（１６）を、さらに備えており、
   前記電力スイッチングモジュール（１２）は、前記制御モジュール（１４）と前記監視モジュール（１６）から別個に着脱可能であり、
   前記電磁駆動装置（４０）が、２つの電磁コイル（７６、７８）を備え、かつ、前記制御モジュール（１４）が、前記電磁コイル（７６、７８）に電力供給し得る共通入力制御端子（２２Ａ）を備え、
   電気スイッチング装置（１０）が、第１の電磁コイルの固定入力制御接点と第２の電磁コイルの固定入力制御接点をそれぞれが形成し得る、２つの電気結合要素（４４Ａ、４４Ｂ）を備え、かつ、
   ２つの接続口（５６Ａ、５６Ｂ）を備える接続要素（４６Ａ）を備え、前記接続要素（４６Ａ）は、前記電気結合要素（４４Ａ、４４Ｂ）と相互作用するように適合され、かつ、前記第１及び前記第２の電磁コイルに電力供給するための共通入力接点端子を形成するように適合される、
   ことを特徴とする電気スイッチング装置（１０）。
2. ３つの入力端子（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）と３つの出力端子（２０Ａ、２０В、２０Ｃ）のブロック（８０）を備える、電力スイッチングモジュール（１２）であって、各入力又は出力端子は、電気スイッチの固定接点（８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃ、８８Ａ、８８В、８８С、９０А、９０В、９０Ｃ、９２Ａ、９２В、９２Ｃ）に接続されており、当該電力スイッチングモジュール（１２）は、可動接点（９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃ）も備え、かつ、前記固定接点と関連する前記可動接点の位置に準ずる開位置と閉位置の間で切り替えが可能であり、前記可動接点は電磁駆動装置（４０）によって移動され得る、電力スイッチングモジュール（１２）と、
   少なくとも１つの制御入力端子（２２Ａ）と、少なくとも１つの制御出力端子（２４Ａ、２４Ｂ）とによって形成された一組の制御端子を備える、制御モジュール（１４）であって、当該制御モジュール（１４）は、前記可動接点のうちの１つの位置を制御するために、前記制御端子により電力供給され得る前記電磁駆動装置（４０）を備える、制御モジュール（１４）と、
   を備える電力スイッチング装置（１０）であって、
   当該電力スイッチング装置（１０）は、補助入力接点端子（２６Ａ）と２つの補助出力接点端子（２８Ａ、２８Ｂ）とを備える、監視モジュール（１６）であって、前記補助入力接点端子（２６Ａ）は、２つの補助出力接点端子（２８Ａ、２８Ｂ）に共通である、監視モジュール（１６）を、さらに備えており、
   前記電力スイッチングモジュール（１２）は、前記制御モジュール（１４）と前記監視モジュール（１６）から別個に着脱可能であり、
   前記監視モジュール（１６）が２つのスイッチ（３４Ａ、３４Ｂ）を備え、
   それぞれのスイッチが、開位置と閉位置の間で切り替えが可能であり、
   それぞれのスイッチが、共通の補助入力接点端子（２６Ａ）に接続された固定入力接点と、前記補助出力接点端子（２８Ａ、２８Ｂ）に接続された固定出力接点とを備え、
   前記固定入力接点と前記固定出力接点は、可動接点ブレード（６０）によって保持された可動接点によって電気的に接続可能であり、
   前記可動接点ブレード（６０）は、電磁駆動装置によって移動され得る支持要素（６６）に固定されている、
   ことを特徴とする電気スイッチング装置（１０）。
3. 制御端子（２２А、２４А、２４В）のセットと、監視端子（２６Ａ、２８Ａ、２８В）のセットが、前記電力スイッチングモジュール（１２）の端子ブロック（８０）の両側に設けられている、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気スイッチング装置（１０）。
4. 当該電気スイッチング装置（１０）は、ケーシング（４２）内に配置されており、
   電力スイッチングモジュール（１２）における、制御端子（２２А、２４А、２４В）のセットと、監視端子（２６Ａ 、２８Ａ、２８В）のセットと、端子（１８А、１８В、１８Ｃ、２０Ａ、２０В、２０Ｃ）のブロック（８０）とが、前記ケーシング（４２）の前面（１７）に設けられている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気スイッチング装置（１０）。
5. 前記制御端子のセットと、前記監視端子のセットと、前記電力スイッチングモジュール（１２）のそれぞれが、視覚的に識別できる記号を有した保護カバーによって保護されている、ことを特徴とする請求項４に記載の電気スイッチング装置（１０）。

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