JP7022738B2 - 配線保護のための電気器具用電子式引外し装置 - Google Patents

Description

本発明は、遮断器タイプの配線保護のための多極電気器具用電子式引外し装置に関する。

磁気熱式引外し装置と全く同様に、電子式引外し装置は、過負荷電流および短絡電流を検出して、遮断器の接点の開放を誘発する。

電子式引外し装置の利点は、特に引外しレベルおよび引外し遅延に広い調節範囲が利用可能であるという点にある。この電子式引外し装置は、概して、センサを介して遮断器内を通る電流を監視する電子基板によって制御されるアクチュエータで構成される。

電子式引外し装置は、遮断器を形成するべく特に切断チャンバ、固定および可動接点およびロックを格納する切断用ブロックに結び付けられる。

電子式引外し装置は従来、電流センサを有する少なくとも１つの電流測定用ブロックと、電子基板およびアクチュエータを有する電流測定値の電気的処理用ブロックとを含む。

引外し装置の内部でこれら２つのブロックの間に、電気的連結および機械的連結が実現されなければならない。

センサから出るコードは、単なるエナメルコードで構成される。これらのコードに対し、専用に具備されたコネクタ内に挿入可能な端部を有し断面がさらに大きく外装によって絶縁されたコードを付加することが普通である。その後、コネクタは、電子基板上に他のコードによって接続されるかまたは電子基板上に直接固定される。

あらゆる場合において、測定用ブロックと処理用ブロックの間の電気的連結は、可撓性コードを介して行なわれる。したがってこのタイプの電気的連結は、特に引外し装置の組立ての際のブロックの取扱い時に脆弱である。コードが断裂するリスクおよび２つのブロックの接続の際にコードが挟まるリスクが存在する。

その上、一方のブロックの他方のブロックへの機械的組立ては概して、ブロックの相対的位置付けのレベルでも、ネジ回しタイプの標準的工具ではアクセスが容易でないネジにより実現されることのあるこれらのブロックの機械的固定のレベルでも、面倒なものである。さらに、２つのブロックの固定は、装置の組付け作業員によりやや無作為に実施されることのある組立て位置の維持手段と組合わされることになる。

本発明の目的は、電気的連結の劣化リスク無く、優れた機械的持続性で、簡略化され迅速な電気的および機械的接続を提案する電子式引外し装置を用いて、上述の異なる欠点を軽減することにある。

本発明に係る電子式引外し装置は、従来、電流測定用ブロックと、電流測定値の電気的処理用ブロックとを含む。

この電子式引外し装置は、主として、唯一の接続方向Ｘに沿って、一方のブロックを他方のブロックに接続することにより形成されること、および
－ 方向Ｘに沿って、一方のブロックを他方のブロックに電気的に接続する手段と、
－ 方向Ｘに沿って、一方のブロックを他方のブロックに機械的に接続する手段と、
を含むことを特徴とする。

本発明の主要な着想は、電気的レベルおよび機械的レベルで同時に接続しながら、並進運動によって唯一の動作で測定用ブロックおよび処理用ブロックを組立てることにある。こうして、引外し装置の組立ては、非常に単純である。これらのブロックを組立てるために異なる運動を組合わせる必要はなく、これらのブロックを一体化する前に、電気的に接続し、相対的に位置付けし、所定の位置に維持するには、唯一の接続方向での唯一の運動だけで充分である。

共にまたは別個に取り上げることのできる本発明の異なる実施形態によると、
－ 前記電気的接続用手段は、各極について、雄コネクタで構成され、該雄コネクタが、測定用ブロックに属し、かつ処理用ブロックに属する雌コネクタ内に挿入されるようになり、したがって、２つのブロック間の電気的接続は、コネクタを介して行なわれる。２つのブロック間に有線連結は全く存在しない。
－ 前記雄コネクタは、支持体によって維持された複数の導電性ピンを含み、各ピンは、前記支持体についての反対側にある２つの面から方向Ｘに沿って延在する２つの自由端部を有する。
－ 前記測定用ブロックはケースにより画定され、各極について、
・ ２つの電気的有線出力端を有するロゴスキーコイルタイプの電流測定用センサと、
・ ２つの電気的有線出力端を有する変流器と、
を含み、センサおよび変流器の有線出力端は各々、支持体の同じ第１の面のレベルで雄コネクタのピンを中心にして巻きつけられ、さらに溶接され、雄コネクタはケース内に固定的に配置されている。したがって、雄コネクタ上のコードの接続は、測定用ブロックの組付けの際に実施され、処理用ブロックに対する測定用ブロックの接続よりも確実に前の工程で構成される作業である。
－ 測定用ブロックのケースは、各極について、雄コネクタの受入れ用突出領域を含み、この領域内に雄コネクタが固定され、この領域は有線出力端の誘導および分離用手段を有する。
－ 有線出力端の前記誘導および分離用手段は、雄コネクタの支持体の第１の面の両側に配置されピンに対して平行に延在する２つのパッドで構成されており、こうして２つの有線連結各々が１つのパッドを外向きに取囲んで２つの上部ピンに達し、２つの有線連結各々が１つのパッドを内向きに取囲んで２つの下部ピンに達するようになっており、このようにして、４つの有線連結のいずれも他の有線連結に接触できず、こうして、短絡のリスクはことごとく回避される。
－ 処理用ブロックの雌コネクタは、第１の面とは反対側の雄コネクタの支持体の第２の面のレベルに嵌合によって接続されている。
－ 前記機械的接続用手段は、方向Ｘに直交する２つの方向での並進運動の阻止を誘導する。こうして、２つのブロックが機械的に接続された場合、これらのブロックは、接続方向に直交する２方向にはもはや動くことができない。これらのブロックを分離するのは、唯一、方向Ｘに沿った逆並進運動を実施することによってのみ可能である。
－ 前記機械的接続用手段は、蟻継ぎ連結で構成されている。
－ 前記機械的接続用手段は、一方のブロックから延在し、他方のブロック内に設けられた開口部の中に挿入することのできる足状部で構成されている。
－ 足状部は、自由端部により延長されている中央区分で構成され、該自由端部が中央区分よりも幅広であり、前記開口部は、一方のブロックの壁の周囲上でカットされた切込みに対応し、足状部の自由端部の幅よりも小さく足状部の中央区分の幅よりも大きい幅を有する底面を有する。
－ 前記足状部はＴ字形の断面を有する。
－ 前記足状部は処理用ブロックから延在し、測定用ブロック内に設けられた開口部内に挿入されるか、または逆であり、つまり、足状部は測定用ブロックから延在し、処理用ブロック内に設けられた開口部内に挿入される。
－ 前記機械的接続用手段は、２つの隣接する極の間でブロック上に具備されている。

本発明は、同様に、以上で説明された電子式引外し装置および切断用ブロックを含む、遮断器タイプの配線保護のための電気器具にも関する。

本発明は、添付の概略的図面を参照して、純粋に例示を目的とした非限定的な例として示されている本発明の少なくとも１つの実施形態についての以下の詳細な説明の中において、より良く理解され、本発明の他の目的、詳細、特徴および利点はより明確になるものであろう。

本発明に係る電子式引外し装置の電流測定用ブロックの第１の面を示す。 図１に係る電流測定用ブロックに属する雄コネクタの受入れ領域の拡大斜視図である。 図２の雄コネクタの斜視図である。 本発明に係る電子式引外し装置の電子的処理用ブロックを斜視図で表わす。 本発明に係る電子式引外し装置の電流測定用ブロックの第２の面を斜視図で示す。 各極のための導体および端子を伴う、本発明に係る電子式引外し装置の断面斜視図を例示する。

本発明の電子式引外し装置は、電流測定用ブロック１および電流の測定値の電子的処理用ブロック２で構成される。このような電子式引外し装置は、同様に切断用ブロックも含んでいる遮断器タイプの配線保護のための電気器具の中に統合される。

図１を参照すると、電流測定用ブロック１はセンサ２９を封入するケース６で構成される。

提示された事例において、この測定用ブロック１は、同一の３つの区分３、４、５を有し、各区分が１つの極のために具備されていることから、三極の遮断器上で機能するように適応されている。

各区分３、４、５は、ロゴスキーコイルで構成された電流測定用センサ２９、および変流器９を格納する。

センサ２９および変流器９は、図６を見ればより良く分かるように、同軸で配置された回転部品、より厳密にはトーラスで構成されている。

これらは中央オリフィス１０を有し、このオリフィスの内部に、電流を知りたい切断用ブロック（図示せず）由来の導体３０が挿入される。

センサ２９は、特に図２および３を見れば分かる２つの電気的有線出力端１３、１４を有するコードの螺旋形コイルで構成される。

変流器９は、以下で説明していく処理用ブロック２の中に格納される電子基板３３に給電するのに役立つ。この変流器９は、導体３０を中心にして作られたコイルで構成され、２つの電気的有線出力端１１、１２を同様に有している。

これら４つの有線出力端１１、１２、１３、１４は比較的脆弱で、短絡をことごとく回避するよう互いに接触してはならない。

これら４つの有線出力端１１、１２、１３、１４は、専用に具備されケース６から突出する受入れ領域７内に収納された雄コネクタ８に接続されている。この領域７は、センサ２９および変流器９の軸を通る横断平面内で、測定用ブロック１の各区分３、４、５上に中心を置き、センサ２９および変流器９の有線出力端１４、１２が雄コネクタ８の右側に来て、センサ２９および変流器９の有線出力端１３、１１が雄コネクタ８の左側に来るようになっている。したがってこの特定の配置により、有線出力端１１、１２、１３、１４を、右グループ１２、１４と左グループ１１、１３の２つのグループに分割することが可能になる。

その後、右グループの２つの有線出力端１２、１４および左グループの２つの有線出力端１１、１３を分離するために、受入れ領域７には、雄コネクタ８の左右に位置する２つのパッド１５、１６が備わっている。こうして、右グループの２つの有線出力端１２、１４の一方１２は、右のパッド１６の外側を進行するように誘導され、一方、右グループの他方の有線出力端１４は右のパッド１６の内側で、すなわち右のパッド１６と雄コネクタ８との間を進行する。

対称的に、左グループの２つの有線出力端１１、１３の一方１１は、左のパッド１５の外側を進行するように誘導され、一方、左グループの他方の有線出力端１３は、左のパッド１５の内側で、すなわち左のパッド１５と雄コネクタ８との間を進行する。

具体的には、センサ２９の有線出力端１３、１４は、右および左のパッド１６、１５の内側を進行し、一方、変流器９の有線出力端１１、１２は、右および左のパッド１６、１５の外側を進行する。

このようにして、有線出力端１１、１２、１３、１４は全て、互いに分離されている。

有線出力端はその後、雄コネクタ８に属するピン１９、２０、２１、２２の自由端部の周囲に各々巻きつけられる。この雄コネクタは、接続すべき４つの有線出力端１１、１２、１３、１４が存在するため、４つのピン１９、２０、２１、２２が備わっている。

より厳密には、変流器９の２つの有線出力端１１、１２は、左右の２つの上部ピン１９、２０の周囲に巻きつけられ、一方、センサ２９の２つの有線出力端１３、１４は、左右の２つの下部ピン２１、２２の周囲に巻きつけられる。

巻きつけられた後に、有線出力端１１、１２、１３、１４は、公知の溶接技術によって、ピン１９、２０、２１、２２に溶接される。

雄コネクタ８は、支持体３５およびピン１９、２０、２１、２２で構成されている。ピン１９、２０、２１、２２は支持体３５を貫通し、こうして各々、支持体３５の両側に２つの自由端部を有する。図１および２には、支持体３５の第１の面１７が見られ、支持体から４つのピン１９、２０、２１、２２が延在している。ひとたび電気的接続が実現されたならば、保護カバー３４が、センサ２９、変流器９および雄コネクタ８の支持体３５の第１の面１７ならびに４つの電気的接続を保護する形で区分３、４、５上に固定される。図１において、右の区分５および左の区分３は、保護カバー３４を備えており、一方、中央の区分４は、センサ２９および雄コネクタ８の位置付けを例示する目的で、「露出」されており、したがって、保護カバー３４が備わっていない。

図５は、測定用ブロック１の裏側を表わす。この場合、雄コネクタ８の支持体３５の第２の面１８が見える。４つのピン１９、２０、２１、２２がこの第２の面１８から延在している。周辺マスク２４が、ピン１９、２０、２１、２２の方向に対し平行な方向に延在して雄コネクタ８を取囲み、こうして測定用ブロック１の輸送の際、および図４に例示されているような電流測定値の電気的処理用ブロック２内の専用に設けられた雌コネクタ２３内へのピン１９、２０、２１、２２の差込み接続の際にこれらのピンを保護する。

処理用ブロック２は、測定用ブロック１の変流器２９による給電を受け測定用ブロック１のセンサ９に由来する入力信号を処理する複数の電子基板３３を封入するケース３２で構成されている。処理用ブロック２は同様に、電子基板３３が障害（過電流、短絡）を検出した場合にこの電子基板の指令に基づいて遮断器（図示せず）の主要ロックを引外すことのできる中間ロック２８も含んでいる。

この処理用ブロック２は、測定用ブロック１の雄コネクタ８に対面して配置された３つの雌コネクタ２３を具備する。ケース３２は、雄コネクタ８との接続のためにアクセスできる状態にしておくため雌コネクタ２３のレベルで開口している。

各雌コネクタ２３は、４つのピン１９、２０、２１、２２を受入れることのできる４つの穴が中に設けられた支持体で構成されている。各雌コネクタ２３は電子基板３３に直接固定されており、したがってこの電子基板は、測定用ブロック１の対応するセンサ２９に由来する電流測定値の情報を受取り、測定用ブロック１の対応する変流器９を介して給電を受ける。

周辺マスク２４はこうして、雄コネクタ８および雌コネクタ２３の２つのコネクタの間の接合部を保護し、あらゆる粉塵の進入を防ぐことができる。

したがって、２つのブロック１、２の電気的接続は、ブロック１、２の接続方向に対応する唯一の差込み接続方向Ｘにしたがって３つの雌コネクタ２３内に３つの雄コネクタ８を差込み接続するだけで実施される。

並行して、この差込み接続の際に、処理用ブロック２のケース３２から延在する足状部２５は、測定用ブロック１のケース６内に専用に具備された開口部３６の中に挿入される。したがって２つのブロック１、２間のこの機械的接続も同様に方向Ｘにしたがって実施される。測定用ブロック１の２つの隣接する区分間には開口部３６が具備され、２つの雌コネクタ２３の間には足状部２５が具備されている。したがって、提示された例においては、３極遮断器用の電子式引外し装置について、２つの足状部２５と２つの開口部３６が存在する。

より厳密に言うと、各足状部２５は、幅の小さい中央区分２６を伴い幅の大きい端部２７で終結するＴ字形の断面を有する。

各開口部３６は、測定用ブロック１のケース６内に周辺領域レベルで作られた切抜きで構成される。切抜き３６は、大きい幅の第１の部分３７でケース６の周辺から出発し、次により小さい幅、つまり中央区分２６の幅をかろうじて上回るものの足状部２５の端部２７の幅をはるかに下回る幅の第２の部分３８により延長されている。

具体的には、足状部２５の中央区分２６は、まず切抜きの第１の部分３８の中に挿入される。後者は、一方のブロックを他方のブロックとの関係において誘導してこれらのブロックをコネクタ８、２３の差込み接続のための所定の位置に置くためにのみ役立つ。差込み接続の際に、足状部２５の中央区分２６は、切抜き３６の第２の部分３８の中に挿入され、ここでこの切抜きの幅は、足状部２５の中央区分２６の幅よりもかろうじて大きく、こうして、同様に雌コネクタ２３の穴の中の雄コネクタ８のピン１９、２０、２１、２２の行程の終りに対応する切抜き３６の底面３９に到達して当接するまでわずかなあそびでこの切抜き３６の中に足状部２５が摺動できるようになっている。このとき、２つのブロック１、２は、唯一の接続方向Ｘにしたがって、オペレータによる唯一の動作で、電気的におよび機械的に同時に接続される。

足状部２５の中央区分２６の幅との関係における開口部３６の第２の部分３７の寸法決定から見て、処理用ブロック２は、Ｘに直交する方向Ｙで阻止されている。

足状部２５の端部２７の幅との関係における開口部３６の第２の部分３７の寸法決定から見て、処理用ブロック２は、Ｘに直交する方向Ｚにおいて阻止されている。

異なる部品の幅は、方向Ｙとの関係において検知される。

足状部２５および開口部３６は、蟻継ぎタイプの連結または他のあらゆるタイプの機械的連結によって充分置換可能であると考えられる。

図６は、一方から他方に接続された、好ましくは一方を他方の中に嵌合させた２つのブロック１、２を例示している。電流を測定すべき導体３０は、各々のセンサ２９／変流器９アセンブリを横断し、接続用端子３１の形で終結する。

２つのブロック１、２は、遮断器の他の部分との組立ての際に、互いに対しより堅固に一体化される。

遮断器の組立ての際に、測定用ブロック１を接点ブロック（図示せず）と結び付け、その後、最終的なケーシング内に全体を設置する前に、このサブアセンブリに処理用ブロック２を付加する。この設置は、接点ブロックの主要ロックと処理用ブロック２の中間ロック２８の間の相互作用にとって重要である。この設置には２つの工程が含まれる。

接点ブロック上に測定用ブロック１を固定した後、第１の工程は、接点ブロックの主要ロックの構造を構成する２つの側板の延長部分内に位置する２本のアーム付きフォークの中に処理用ブロック２を差込み接続することからなる。この差込み接続ができるように、処理用ブロック２には、図４および６に例示されているように、中間ロック２８の両側に配置されフォークの２本のアームが内部に進入する２つの補強材４１が備わっている。

第２の工程は、遮断器のベースを構成する最終的なケーシング内に接点ブロック／処理用ブロックサブアセンブリ２を挿入することからなる。そのために、最終的なケーシングから延在する２つのシリンダ上に、処理用ブロック２から延在する２つの耳状部４０が差込み接続される。この差込み接続により、電子基板３３との関係におけるセンサ９の接続不解除、すなわち雄コネクタ８および雌コネクタ２３の接続不解除、ならびに中間ロック２８との関係における主要ロックの接続不解除、すなわち補強材４１との関係におけるフォークの接続不解除を保証することができる。

以上の説明に関して、サイズ、形状、機能および作動様式、組立て様式および使用様式の変動を含めた本発明の諸部分についての最適な寸法上の関係は、当業者にとって明らかでかつ明白なものとみなされ、図面中に例示されたものおよび明細書中に記載されたものと等価の全ての関係が本発明中に含まれるものとみなされる。

１ 電流測定用ブロック
２ 電気的処理用ブロック

Claims (13)

1. 遮断器タイプの配線保護のための多極電気器具用電子式引外し装置において、電流測定用ブロック（１）および電流測定値の電気的処理用ブロック（２）を含む電子式引外し装置であって、
   唯一の接続方向（Ｘ）に沿って、一方のブロックを他方のブロックに電気的レベルおよび機械的レベルで同時に接続することにより形成されること、および
   － 方向（Ｘ）に沿って、一方のブロックを他方のブロックに電気的に接続する手段と、
   － 方向（Ｘ）に沿って、一方のブロックを他方のブロックに機械的に接続する手段と、
   を含むこと、
   前記電気的接続用手段が、各極について、雄コネクタ（８）で構成され、該雄コネクタが、測定用ブロック（１）に属し、かつ処理用ブロック（２）に属する雌コネクタ（２３）内に挿入されるようになること、
   前記雄コネクタ（８）が、支持体（３５）によって維持された複数の導電性ピン（１９、２０、２１、２２）を含み、各ピン（１９、２０、２１、２２）が、前記支持体（３５）についての反対側にある２つの面から方向（Ｘ）に沿って延在する２つの自由端部を有すること、
   を特徴とする電子式引外し装置。
2. 前記測定用ブロック（１）がケース（６）により画定され、各極について、
   － ２つの電気的有線出力端（１３、１４）を有するロゴスキーコイルタイプの電流測定用センサ（２９）と、
   － ２つの電気的有線出力端（１１、１２）を有する変流器（９）と、
   を含み、センサ（２９）および変流器（９）の有線出力端（１１、１２、１３、１４）が各々、支持体（３５）の同じ第１の面（１７）のレベルで雄コネクタ（８）のピン（１９、２０、２１、２２）を中心にして巻きつけられ、さらに溶接され、雄コネクタ（８）はケース（６）内に固定的に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の電子式引外し装置。
3. 測定用ブロック（１）のケース（６）が、各極について、雄コネクタ（８）の受入れ用突出領域（７）を含み、この領域内に雄コネクタ（８）が固定され、この領域は有線出力端（１１、１２、１３、１４）の誘導および分離用手段を有することを特徴とする、請求項２に記載の電子式引外し装置。
4. 有線出力端（１１、１２、１３、１４）の前記誘導および分離用手段が、雄コネクタ（８）の支持体（３５）の第１の面（１７）の両側に配置され、ピン（１９、２０、２１、２２）に対して平行に延在する２つのパッド（１５、１６）で構成されており、こうして２つの有線連結（１１、１２）各々が１つのパッド（１５、１６）を外向きに取囲んで２つの上部ピン（１９、２０）に達し、２つの有線連結（１３、１４）各々が１つのパッド（１５、１６）を内向きに取囲んで２つの下部ピン（２１、２２）に達するようになっていることを特徴とする、請求項３に記載の電子式引外し装置。
5. 処理用ブロック（２）の雌コネクタ（２３）が、第１の面（１７）とは反対側の雄コネクタ（８）の支持体（３５）の第２の面（１８）のレベルに嵌合によって接続されていることを特徴とする、請求項４に記載の電子式引外し装置。
6. 前記機械的接続用手段が、方向（Ｘ）に直交する２つの方向（Ｙ、Ｚ）での並進運動の阻止を誘導することを特徴とする、請求項１～５のいずれか１つに記載の電子式引外し装置。
7. 前記機械的接続用手段が、蟻継ぎ連結で構成されていることを特徴とする、請求項１～６のいずれか１つに記載の電子式引外し装置。
8. 前記機械的接続用手段が、一方のブロックから延在し、他方のブロック内に設けられた開口部（３６）の中に挿入することのできる足状部（２５）で構成されていることを特徴とする、請求項１～６のいずれか１つに記載の電子式引外し装置。
9. 足状部（２５）が、自由端部（２７）により延長されている中央区分（２６）で構成され、該自由端部が中央区分（２６）よりも幅広であり、前記開口部（３６）が一方のブロックの壁の周囲上でカットされた切込みに対応し、足状部（２５）の自由端部の幅よりも小さく足状部（２５）の中央区分（２６）の幅よりも大きい幅を有する底面（３９）を有することを特徴とする、請求項８に記載の電子式引外し装置。
10. 前記足状部（２５）がＴ字形の断面を有することを特徴とする、請求項９に記載の電子式引外し装置。
11. 前記足状部（２５）が処理用ブロック（２）から延在し、測定用ブロック（１）内に設けられた開口部（３６）内に挿入されることを特徴とする、請求項８～１０のいずれか１つに記載の電子式引外し装置。
12. 前記機械的接続用手段が、２つの隣接する極の間でブロック（１、２）上に具備されていることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか１つに記載の電子式引外し装置。
13. 切断用ブロックおよび請求項１～１２のいずれか１つに記載の電子式引外し装置を含む、遮断器タイプの配線保護のための電気器具。

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