JP6411363B2 - 一体型遮断ブロックおよび遮断デバイス、特に、少なくとも１つのそのようなブロックを備える接点スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、電気遮断デバイスのための一体型遮断ブロックに関する。前記ブロックは、正中（ｍｅｄｉａｎ）長手方向平面に沿って延在するケーシングと、遮断手段とを備える。前記手段は、電気接点領域を備える少なくとも１つの固定接点を備える。少なくとも１つの真っ直ぐな接続ストリップが固定接点を電気端子に連結する。また、遮断手段は、長手方向軸に沿って延ばされる本体を有するとともに、固定接点の接点領域との相互作用のための接点領域を備える少なくとも１つの端部を有する可動接点も備える。少なくとも１つのアーク消去チャンバが金属壁を有し、該金属壁は、正中長手方向平面の両側に配置されるとともに、可動ブリッジの端部の一方を該接点の開位置と閉位置との間のその動作の全体にわたって取り囲む２つの平行なサイドプレートから構成され、前記サイドプレートがそれらの内面に絶縁層を備える。後壁がＵ形状金属壁を形成するように２つのサイドプレートを接続する。

また、本発明は、少なくとも１つの一体型遮断ブロックを備える遮断デバイスに関する。

交流を制御するように意図された接触器では、電流遮断段階中にアークが接点に出現する。遮断のために必要なこのアークは、接点パッドの浸食を減らして接点間絶縁耐力を高め、それにより、電流をその自然のゼロ交差中に遮断できるようにするために、冷却されて接点領域から速やかに除去されなければならない。

１００アンペア未満の定格電流を伴う接触器では、「Ｕ形状アーク吹き出し要素」と呼ばれる磁気部分が一般に使用される。「直線接点」と呼ばれる接点に結合されるこれらのＵ形状アーク吹き出し要素は、アークを接点領域から除去するための必要性を満たすために求められる方向とは反対の方向にアークの根元を押し進める傾向がある方向で、電流がＵ形状アーク吹き出し要素を通じて流れるという欠点を有する。

他の欠点は、アークで形成される磁力に関係する。これは、Ｕ形状によってアーク上に形成される磁力が、電流の流れ方向に起因する逆の力よりも大きいときに、アークが銅中の電流フローに出現して、高い浸食が接点支持体で引き起こされるという危険を伴うからである。

したがって、本発明は、全体の寸法が小さい効果的な遮断手段を備える遮断ブロックを提案することによって従来技術の欠点を克服することを意図するものである。

本発明に係わる遮断ブロックの遮断手段の各アーク消去チャンバが金属偏向体を備え、前記偏向体は、電気的な連続性を与えるとともに前記消去チャンバの金属壁の上部を形成するように、固定接点を後壁に電気的に接続する。

好ましくは、アーク消去チャンバの２つの平行なサイドプレートは、可動接点の接点領域を完全に取り囲むように正中長手方向平面と平行な方向に沿って延在する。

好適には、２つのサイドプレートは、可動接点の接点領域をアーク消去チャンバの内側に完全に取り囲むように延在する。

特定の実施形態によれば、可動接点が少なくとも１つのアークランナーを備え、アークランナーは、接点領域を越えてアーク消去チャンバの後壁へ向けて延在する。

好ましくは、アークランナーは、可動接点の長手方向軸に対して傾けられる。

好適には、アークランナーが上側金属偏向体に対して開き角を成し、開き角は５°よりも大きい。

本発明の１つの進展形態によれば、アーク消去チャンバの２つの平行なサイドプレートは、ガス生成材料でコーティングされた内面を有する。

好ましくは、ケーシングは、長手方向平面に沿って延在する略平行六面体形状のアセンブリを形成するように結合される２つの半外殻（ｈａｌｆ−ｓｈｅｌｌｓ）によって形成され、前記ケーシングは、長手方向平面と平行な２つの主面と、２つの側面と、上面と、下面とを備える。

本発明の１つの進展形態によれば、遮断手段は、それぞれが対応する電気接点領域を有する２つの固定接点を備える。真っ直ぐな接続ストリップが前記各固定接点をそれぞれの電気端子に連結する。遮断手段は、長手方向軸に沿って延ばされる本体を有するとともに、２つの端部を有する可動接点ブリッジを備え、各端部は、固定接点の接点領域と相互に作用できる接点領域を備える。前記手段は２つのアーク消去チャンバを更に備える。

本発明に係わる遮断デバイスは、可動接点ブリッジを開位置と閉位置との間で並進移動させることによって接点を開放させる作動デバイスを備え、移動が長手方向軸に対して垂直な方向に沿って行われる。

好ましくは、遮断デバイスは、前記少なくとも１つの一体型遮断ブロックの作動デバイスを制御するためのサブアセンブリを備える。接続端子ブロックは前記少なくとも１つの遮断ブロックの接続端子に接続されるように意図されている。

本発明の１つの進展形態によれば、遮断デバイスは、制御サブアセンブリによって同期された態様で制御される３つの一体型遮断ブロックを備える。

他の利点および特徴は、非限定的な例として与えられて添付図面に表される本発明の特定の実施形態の以下の説明から更に明確に分かる。

本発明の１つの実施形態に係わる遮断ブロックの電力接点の閉位置における遮断手段の斜視図を示す。 図１に係わる遮断ブロックの電力接点の開位置における斜視図を示す。 図１に係わる遮断ブロックのアーク消去チャンバの詳細図を示す。 図１に係わる遮断ブロックのアーク消去チャンバの詳細図を示す。 図１に係わる遮断ブロックのアーク消去チャンバの詳細図を示す。 図１に係わる遮断ブロックのアーク消去チャンバの詳細図を示す。 図１に係わる遮断ブロックのアーク消去チャンバの分解斜視図を示す。 図１に係わる遮断ブロックの側方から見た断面図を示す。 本発明の１つの実施形態に係わる遮断デバイスの斜視図を示す。

図８に示されるように、一体型遮断ブロック８０は、電気接点が配置される成形プラスチック材料のケーシング３１を備える。

好ましくは、ケーシング３１は、長手方向平面ＸＺに沿って延在する略平行六面体形状のアセンブリを形成するように結合される２つの半外殻８０Ａによって形成される。この場合、ケーシング３１は、正中長手方向平面ＸＺに対して平行に配置される２つの主面８１を備える。前記ケーシングは、２つの側面８２と、上面８３と、下面８４とを更に備える。

接触器の場合には、電気接点の開閉を引き起こすために、電磁石（図示せず）が作動機構３４に作用する。

一体型遮断ブロック８０は、電気接点領域３７を有する少なくとも１つの固定接点３２を備える電気遮断手段３０を備える。好ましくは、図１および図２に示されるように、電気遮断手段３０は２つの固定接点３２を備える。固定接点３２はそれぞれ対応する電気接点領域３７を有する。

遮断手段は可動接点３３を有し、該可動接点３３は、長手方向軸Ｘに沿って延ばされる本体を有するとともに、固定接点３２の接点領域３７との相互作用のための接点領域３６を備える少なくとも１つの端部を有する。好ましくは、図１および図２に示されるように、電気遮断手段３０は、長手方向軸Ｘに沿って延ばされる本体を有する可動接点ブリッジ３３を備える。前記ブリッジは２つの端部を有する。各端部は、遮断手段の閉位置で固定接点３２の接点領域３７と相互に作用できる接点領域３６を備える。この閉位置では、良好な状態の電流の流れを確保するために、特にコイルスプリングなどの弾性手段２５が、接点領域３６，３７間に十分な接触圧を与える。

真っ直ぐな接続ストリップ４５が、前記固定接点３２のそれぞれを対応する電気端子に連結する。

可動接点ブリッジ３３は、作動デバイス３４の動作によって並進移動され得る。実際に、作動機構３４は、長手方向軸Ｘに対して垂直な方向に沿って可動接点ブリッジ３３を並進移動させることによって電気接点を開放させる。可動接点ブリッジ３３は、電気接点の開位置と閉位置との間で移動される。

したがって、固定接点３２の接点領域３７と可動接点３３に関連する接点領域３６とが配置される空間に対応する２つの開放容積３５が画定される。

各開放容積３５は、アーク消去チャンバ２４とも関連付けられる。開放容積３５に通じる各アーク消去チャンバ２４は、強磁性材料の２つのプレート６８によって画定される。２つのサイドプレート６８は、平行であるとともに、正中長手方向平面ＸＺの両側に配置される。２つのサイドプレート６８は、可動ブリッジ３３の端部の一方を、開位置と閉位置との間のその動作の全体にわたって取り囲むように配置される。言い換えると、２つのサイドプレート６８は、可動接点ブリッジ３３の動作を可能にするように互いから離間される。前記プレート３８の内壁は、絶縁材料の層３８を備える。プレート６８上に絶縁材料の層３８を配置することにより、前記プレート６８の内壁に対するアークの付着を回避できる。これらの層３８は、ガス生成材料から形成されることが好ましい。

また、消去チャンバ２４は、平面ＸＺに対して垂直に配置される後壁７２によっても画定される。前記後壁は、接点領域３６，３７の開放容積３５の反対側に配置されるように、開放容積３５から離間される。後壁７２は、略Ｕ形状の金属アセンブリを形成するように２つのサイドプレート６８を接続する。後壁７２は、２つのプレートをそれらの高さの一部にわたって接続する。

好ましくは、特定の実施形態において、２つのサイドプレート６８は、可動接点ブリッジ３３の接点領域３６を完全に取り囲むように、正中長手方向平面ＸＺと平行な方向に沿って延在する。より正確には、２つのサイドプレート６８は、可動接点ブリッジ３３の接点領域３６を、アーク消去チャンバ２４の内側に完全に取り囲むように延在する。言い換えると、プレートの長さに関する延在は、電気接点の開放の瞬間にイオン化した粒子の逃げ道を作るように各開放容積３５を側方から閉じることができるようにする。

本発明の好ましい実施形態によれば、各アーク消去チャンバ２４の壁は上側金属偏向体６９を備える。図３〜図６に示されるように、前記偏向体は、前記消去チャンバの金属壁の上部を形成するように、固定接点３２を後壁７２に電気的に接続する。

変形実施形態によれば、可動接点ブリッジ３３は、その２つの端部のそれぞれにアークランナー３９を備える。前記アークランナーは、接点領域を越えてアーク消去チャンバ２４の後壁７２へ向けて延在する。典型的な実施形態において、アークランナー３９は、可動接点ブリッジ３３の長手方向軸Ｘに対して傾けられる。より正確には、アークランナー３９は、上側金属偏向体６９に対して開き角θを成す。開き角（θ）は５°よりも大きいことが好ましい。

図示しない変形実施形態において、各上側偏向体６９は、絶縁材料、好ましくはガス生成材料の層によって側方から境界付けられる。

装置は以下の態様で動作する。電気アークが接点の分離の瞬間に現れると、導体中、特に、固定接点３２中、可動接点ブリッジ３３中、および、アーク中を流れる電流によって電磁場が誘発される。前記電磁場は、略Ｕ形状強磁性アセンブリのプレート６８間に誘発される。この磁場は、このとき、電気アークに作用する電気力学的な力をもたらす。この力は、アークを金属後壁７２へ向けてアーク消去チャンバ２４内へ押し込む。

その後、アーク根元が上側偏向体６９へジャンプすることができ、それにより、接点の時期尚早な摩耗が回避される。その後、アークは、ランナー３９と壁７２との間に配置されるように意図されており、そこで冷却される。

図に示される特定の実施形態において、上側偏向体６９は、固定電気接点３２に存在する切り欠きと相互作用するように意図された圧着突起７７を備えることが好ましい。この圧着は、固定接点３２と上側偏向体６９との間に電気的な連続性を与える。

また、本発明は、特に接触器などの遮断デバイス１００にも関連する。この場合、遮断デバイスは、先に規定されるような少なくとも１つの一体型遮断ブロック８０を備える。

１つの実施形態によれば、遮断デバイス１００が多極接触器用に設計されてもよい。この場合、前記接触器は複数の同一の遮断ブロックを備え、また、前記デバイスの作動デバイス３４の全てが電磁アクチュエータによって駆動されてもよい。

デバイスは、一体型遮断ブロック８０の作動デバイス３４を制御するための制御サブアセンブリ１０４を更に備える。サブアセンブリ１０４は、それが接触器の遮断ブロックを制御するように意図されている場合には、電磁アクチュエータであってもよい。サブアセンブリ１０４は、それが回路ブレーカーの遮断ブロックを制御するように意図されている場合には、機構であってもよい。

遮断デバイス１００は、前記少なくとも１つの遮断ブロックの接続端子４５に接続されるように意図された接続端子ブロック１０５を備える。

図８に示されるように、遮断デバイスは３つの一体型遮断ブロック８０を備える。この場合、３つの一体型遮断ブロック８０は、一体型遮断ブロックの作動デバイス３４に作用する制御サブアセンブリ１０４によって同期された態様で制御される。このとき、ベース１１０が３つのキャビティ１２０を備え、各キャビティは、それぞれの一体型遮断ブロック８０と相互に作用するように意図されている。

Claims (12)

1. 電気遮断デバイスのための一体型遮断ブロック（８０）であって、
   正中長手方向平面（ＸＺ）に沿って延在するケーシング（３１）と、
   遮断手段（３０）と、
   を備え、前記遮断手段（３０）は、
   電気接点領域（３７）を備える少なくとも１つの固定接点（３２）と、
   前記固定接点（３２）を電気端子に連結する少なくとも１つの真っ直ぐな接続ストリップ（４５）と、
   長手方向軸（Ｘ）に沿って延ばされる本体を有するとともに、前記固定接点（３２）の前記電気接点領域（３７）との相互作用のための接点領域（３６）を備える少なくとも１つの端部を有する可動接点ブリッジ（３３）と、
   強磁性材料の壁を有する少なくとも１つのアーク消去チャンバ（２４）と、
   を備え、前記強磁性材料の壁は、
   正中長手方向平面（ＸＺ）の両側に配置されるとともに、前記可動接点ブリッジ（３３）の前記端部の一方を、前記接点の開位置と閉位置との間のその動作の全体にわたって取り囲む２つの平行なサイドプレート（６８）であって、前記２つの平行なサイドプレート（６８）がそれらの内面に絶縁層（３８）を備える、前記２つの平行なサイドプレート（６８）と、
   Ｕ形状金属壁を形成するように前記２つの平行なサイドプレート（６８）を接続する後壁（７２）と、
   から構成され、
   各アーク消去チャンバ（２４）が上側金属偏向体（６９）を備え、前記上側金属偏向体（６９）は、電気的な連続性を与えるとともに前記消去チャンバの前記強磁性材料の壁の上部を形成するように、前記固定接点（３２）を後壁（７２）に電気的に接続することを特徴とする一体型遮断ブロック（８０）。
2. アーク消去チャンバ（２４）の前記２つの平行なサイドプレート（６８）は、前記可動接点ブリッジ（３３）の前記接点領域（３６）を完全に取り囲むように、前記正中長手方向平面（ＸＺ）と平行な方向に沿って延在することを特徴とする請求項１に記載の一体型遮断ブロック。
3. 前記２つの平行なサイドプレート（６８）は、前記可動接点ブリッジ（３３）の前記接点領域（３６）を前記アーク消去チャンバ（２４）の内側に完全に取り囲むように延在することを特徴とする請求項２に記載の一体型遮断ブロック。
4. 前記可動接点ブリッジ（３３）が少なくとも１つのアークランナー（３９）を備え、前記アークランナー（３９）は、前記接点領域を越えて前記アーク消去チャンバ（２４）の前記後壁へ向けて延在することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の一体型遮断ブロック。
5. 前記アークランナー（３９）は、前記可動接点ブリッジ（３３）の前記長手方向軸（Ｘ）に対して傾けられることを特徴とする請求項４に記載の一体型遮断ブロック。
6. 前記アークランナー（３９）が前記上側金属偏向体（６９）に対して開き角（θ）を成し、前記開き角（θ）が５°よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の一体型遮断ブロック。
7. アーク消去チャンバ（２４）の前記２つの平行なサイドプレート（６８）は、ガス生成材料でコーティングされた内面を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の一体型遮断ブロック。
8. 前記ケーシング（３１）は、前記正中長手方向平面（ＸＺ）に沿って延在する略平行六面体形状のアセンブリを形成するように結合される２つの半外殻（８０Ａ）によって形成され、前記ケーシングは、
   前記正中長手方向平面（ＸＺ）と平行な２つの主面（８１）と、
   ２つの側面（８２）と、
   上面（８３）と、
   下面（８４）と、
   を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の一体型遮断ブロック。
9. 前記遮断手段（３０）は、
   それぞれが対応する前記電気接点領域（３７）を有する２つの前記固定接点（３２）と、
   前記各固定接点（３２）をそれぞれの電気端子に連結する真っ直ぐな接続ストリップ（４５）と、
   長手方向軸（Ｘ）に沿って延ばされる本体を有するとともに、２つの端部を有し、前記各端部が、前記固定接点（３２）の前記電気接点領域（３７）との相互作用のための接点領域（３６）を備える、可動接点ブリッジ（３３）と、
   ２つのアーク消去チャンバ（２４）と、
   を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の一体型遮断ブロック。
10. 請求項９に記載の少なくとも１つの一体型遮断ブロック（８０）を備える遮断デバイス（１００）であって、前記可動接点ブリッジ（３３）を開位置と閉位置との間で並進移動させることによって前記固定接点（３２）及び前記可動接点ブリッジ（３３）を開放させる作動デバイス（３４）を備え、前記移動が前記長手方向軸（Ｘ）に対して垂直な方向に沿って行われることを特徴とする遮断デバイス（１００）。
11. 前記少なくとも１つの一体型遮断ブロックの前記作動デバイス（３４）を制御するための制御サブアセンブリ（１０４）と、
    前記少なくとも１つの遮断ブロックの前記真っ直ぐな接続ストリップ（４５）に接続されるように意図された接続端子ブロック（１０５）と、
    を備えることを特徴とする請求項１０に記載の遮断デバイス。
12. 前記制御サブアセンブリ（１０４）によって同期された態様で制御される３つの一体型遮断ブロック（８０）を備えることを特徴とする請求項１１に記載の遮断デバイス。

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