JPH03141518A

JPH03141518A - 限流スイッチ装置

Info

Publication number: JPH03141518A
Application number: JP2249904A
Authority: JP
Inventors: Christian Blanchard; クリスチャン　ブランシャール; Michel Lauraire; ミッシェル　ローレル; Thierry Bouchron; シェリー　ブシェロン
Original assignee: La Telemecanique Electrique SA
Current assignee: Telemecanique SA
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1990-09-19
Publication date: 1991-06-17
Also published as: FR2652198A1; DE69008092D1; DE69008092T2; EP0419325A1; US5146055A; FR2652198B1; EP0419325B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、絶縁ケースの中に、 −１つの平面内に固定部品と可動スイッチ部品を収容で
きる、外部に接続されたチャンバ（なお、かかる部品は
、可動部品に作用する制御機構を移動させるときに、２
つの端子を通過する電気回路を樹立及び遮断するための
接点チップをそれぞれ具備している）、一固定接触部品に電気接続され、開口部に現われるアー
ク脚部がチャンバ内で移動できるような形でチャンバ内
に延びている導電性デフレクタ、を含む限流スイッチ装
置に関する。

上述の構造を満たす装置は、特に、工業用又は家庭用設
備ラインの保護を目的とする遮断器といった器具の中で
用いられる。

かかる装置は場合によっては、遮断手段及び接触器のよ
うな遠隔制御される電流樹立手段が組合わされている。

さらに複雑な器具において用いることも可能である。

「従来の技術」遮断器タイプの保護器具は、電流が純粋な短絡電流が受
ける増加に相応するような増加を受けた場合できるかぎ
り急速に電流の遮断を行なうことをその目的としている
、ということは既知のことである。かかる装置の決定的
な目的は、短絡電流の強さを非常に大幅に制限すること
だけではなく、かかる電流が保護すべき回路内を流れる
時間的間隔をできるかぎり短い牟ヤ屹のにすることＣ；
ある。

故障電流の増大速度は、開口時点で接点の間に現われる
アーク内に発達させられた電圧によって制御されるため
、問題の回路網の給電電圧を考慮に入れて、かかる電圧
はできるかぎり高いレベルに達しなくてはならない、と
いうことを喚起しておきたい。

すでに、特にアークの長さ、温度及び断面積を操作する
ことによりアーク電圧を増大させるさまざまな方法が提
案されてきた。アークの長さを増大させるために一般に
使用される手段としては、当然のことながら、極めて短
い時間内にできるかぎり大きな離隔距離を接点に伝達す
るようになっている手段がある。かかる手段は、無視で
きないエネルギーの使用を必要とする。

同様に展開するアークが強力な冷却を受けるように、多
数の金属羽根つまり優れた熱伝達導体を、スイッチが中
に配置されている遮断チャンバに具備することも提案さ
れた。今なお広く用いられているかかる技術の使用には
、器具のサイズが小さいものであるだけになおさら高く
つくものである比較的技術］ストの高い羽根の製造、組
立て及び取付けが必要とされる。その上、かかる羽根の
設置に必要な鉢植は、サイズが比較的自由に選べるとい
う条件を暗に意味するものである。しかしかかる状況は
、特にかかる器具の外形寸法が寸法上の規格により支配
されている場合に、徐々に現われ難くなってきている。

アーク電流を増大させるために同様に提案されている解
決法としては、磁気誘導と電流の相互作用を利用しその
自然な発達に有利に作用する方法、ならびに絶縁スクリ
ーンを用いてアークを引伸ばしかつ／又は絶縁壁に対す
る絞りにより断面積を大きく減少させる方法がある。

「課題を解決する手段」本発明は、羽根付きスイッチ装置とほぼ同等の制限特性
をもちしかもかかる装置よりも外形寸法及び技術］スト
が低い羽根無しの限流スイッチ装置を提供しようとする
ものである。当該装置は、絶縁ケースの中に以下のもの
を含んで成るニー１つの平面内に固定部品と可動スイッ
チ部品を収容できる、外部に接続されたチャンバ（なお
、かかる部品は、可動部品に作用する制御機構を移動さ
せるときに、２つの端子を通過する電気回路を樹立及び
遮断するための接点チップをそれぞれ具備している）、一固定接触部品に電気接続され、開口時に現われるアー
ク脚部がチャンバ内で移動できるような形でチャンバ内
に延びているデフレクタ、−外部と通じ、アークの長さ
の重要な部分がその発達時点で、横に送られる形となる
ように可動接点の動作平面内にほぼ位置づけされている
ような細長く狭いスリットの方へ収束する相対する２つ
の壁を有するチャンバ。

本発明に従うと、当該装置は以下のことを特徴とするニーデフレクタは、アークの急速な移動のための導電路と
して役立ち、かかるデフレクタの片端はスリットの片端
付近又はスリット内に位置づけされていること、 −チャンバの幅及びスリットの寸法は、アーク断面積の
狭搾をひき起こすこと、一ケースの外部に置かれたループを形成する導体は、固
定接触部品に接続され、スリットの正面を通過すること
。

本発明は、下記の説明を読み添付の図面を検討すること
によって、さらに良く理解できることだろう。

「実施例」第１図を見るとわかるように、絶縁ケース２に入ったス
イッチ装置１は図面の平面であるキャビティ１０の対称
面ＰＰ’の中に、それぞれ支持体である導体７．８を用
いて２つの端子５．６に接続されている一対の固定接点
チップ３，４、ならびに、導電性接点ブリッジ１１によ
り支持されている可動接点チップ１３．１４を有してい
る。

該図面に示されている制限的な意味をもたない実施態様
においては、戻りバネ１２がチャンバの壁１５に押しつ
けられ、接触ブリッジ１１に対して加減された力を伝達
しスイッチの閉鎖状態においてスイッチの可動チップを
固定チップに押しつける。

有利にもケース内に誘導され接触ブリッジの横方向維持
に参与する１つの絶縁性可動押しボタン１６により、外
部からアクセス可能な端部１７が押しボタン１８により
伝達された方向Ｆ又はＧの変位を受けた場合に、該ブリ
ッジに対して図の平面内での動きを伝達することが可能
となる。該押しボタン１８は、過剰な電流に対して保護
されている遮断器又は接触器といった電気器具の端末制
御機構を構成している。

短絡に基づく開口時点でチップの間に現われるアークの
発達及び移動を容易にするため、固定接点に接続された
２つの金属部品２１．２２が、可動ブリッジの移動軸Ｘ
Ｘ′との関係において対称的にチャンバの中に配置され
ており、一方、電気的に接続されておらず１つのチャン
バ２４から対称なチャンバ２５まで対称的に通過する第
３の部品２３が、前記２つの部品のほぼ正面に戻りバネ
１２の下を通って延びている。同様にデフレクタと呼ば
れるこれらの金属部品は一般に鋼製又は銅製であり、冷
却も同時に行なうアークの上下脚部のための導電路とし
て用いられるべきものである。

第１図を見ればわかるように、これらのデフレクタの自
由端部２６，２７は、外部と連絡している狭いスリット
３０．３１の形の開口部の中又はそのすぐ近くにまで導
く分岐する通路をとる。第２図も同様に参照されたい。

チャンバの外部を通過する導体７又は８は、スリットの
長手方向に平行な下降直線部分３２，３３により狭いス
リットのうちの１つのほぼ正面に各々導いてくれる第１
図に点線で示されているループ形状の進路を進む。

好ましい一実施態様に従うと（第３図及び第２図参照）
、同じ形状の２つのループ７ａ、７ｂが、３．１３とい
った一対の接点に結びつけられ、それぞれ１つの固定チ
ップを支持する部分３６及び３７と、結びつけられた端
子５及び６を接続しながら相対する２つの外部面３４．
３５上をそれぞれ通過しく第２図参照）、一方、デフレ
クタ２１は部分３６とモノブロックでできており、その
ため異なる部分２６．２１，３６，７ａ、７ｂ、３２ａ
、３２ｂ、３７を、同じ薄銅板から切断及び反りつけ加
工によって製造することができる。第４図も参照された
い。

自然膨張に有利に作用するラプラスの力をアークに伝達
するべくチャンバ内の誘導を既知のやり方で発達させる
これらのループの有効性を高めるためには、有利なこと
に、２１のようなデフレクタの下に、薄く同一断面形状
の磁化可能な切断部品３７を配置することができる。

第２図を見るとより良くわかるように、２４のようなチ
ャンバの幅は、接点チップがある領域３８から２つの収
束する壁４２．４３のおかげで１本のトラフ４１によっ
て延長されえるスリット３０の入口３９まで、徐々に減
少していく。上述のとおり、かかるスリット及びかかる
トラフはＨの方向に外へと通じており、そのためアーク
出現時点でチャンバ内で上昇する圧力はこの通路から排
出させることができる。

なお、かかるスリットの存在は、長い距離にわたり横に
送られた形になるアークの断面積の挟挿を誘発すること
をも目的としている。実際、（第５図参照）、接点の開
口時点でチップ間に生まれたアーク５０が、電流が通過
したループの存在によって得られた磁気的補助のおかげ
で急速に発達した場合、その脚部は固定及び可動接点か
ら離れながらデフレクタに沿って急速に移動し、その長
さは接点の分岐（発散）に相応して著しく増大する。チ
ャンバ２４．２５内に同時に現われる２つのアークが、
それ自体相対するスリット７３，７４の端部の間を走行
する共通の上部デフレクタ２３の中のその電流の流れの
おかげで、電気的に直列状態にあるということがわかる
であろう。

アーク５０により援助された膨張は（第５図参照）次に
、単数又は複数のループの動的効果が３２８及び３２ｂ
といったその一部分に近い領域まで感じられるという理
由で、スリット内までその部分５１のほぼ全てを導くこ
とになる。

かかるスリットの寸法は、それが無い場合にアーク極が
とると考えられる直径よりも小さくなるように選択され
ているため、アーク極は、アーク電圧を増大させひいて
は短絡電流の増大速度を著しく減少させるという効果を
もつ断面積の挟挿を受けざるを得なくなる。

実際には、成形からきたスリットを局所的に有するケー
ス２を提供するのに反対するものは何もないが、スリッ
トは軸ＸＸ′から離れた側面４７近くで２つの半ケース
２ａ、２ｂのほぼ平行な間仕切り４５．４６を局所的に
分離する間隔−１−によって形成されるのが有利である
（第２図参照）。ケース２は有利なことに、器具４９の
スロット４８の中に収納されうる自律した平行六面体の
中実体の形をしており、かかるスロット内では、固定手
段がケースに対し、１８のような制御用押しボタン及び
スリット３０．４１の正面にくる通気路５２との関係に
おいて明確に定まった位置を与えることになる。

短絡電流の増大率を支配する方程式が回路網の電圧とア
ーク端部に現われる電圧の差を介入させていることから
、前者の電圧に対する後者の電圧の最適な適合を望むこ
とが可能である。このような能力は、スリットの長さ及
び／又は幅を操作することによって、前述のスイッチ装
置においてはきわめて容易に提供される。

スリットの特定の幅を選択する可能性は、各々異なる局
所的寸法をもつ半スリットを有する半ケースの製造によ
り、或いは又調節可能な離隔手段を備えた半ケースの製
造により容易に得られる。

かかる手段は有利なことに、半ケースに対し相対的弾性
変形を伝達できる横方向力を発達させるため、スリット
の付近に配置合れる。

かかる手段はさらに、スリットに対して割当てられた幅
を保つべく、アークの出現時点で発達した圧力の効果の
下で半ケースが何ならず離隔するのを妨げることもでき
なくてはならない。

例示を目的として、かかる手段の一実施例が第６図に示
されている。ここでは、一方ではネジ切り５９により又
他方ではネジの頭６１及び軸方向ストッパ座金６２によ
り、軸方向にネジが固定されている対置する壁５５，５
８に対し軸方向の離隔を伝達するため、スリット３０の
端部５６，５７のうちの各々一方の近くに、５４のよう
な２本のネジが配置されている。

ケースが半ケースの接合が行なわれる周辺領域内でその
気密性を保つように、かかる領域には有利なことに、じ
ゃま板６６を形成するべく連動する平行な壁が具備され
ている（第６図参照）。

アークの長さを増大することによりアーク電圧を増大さ
せるような第７図に示されている一変形実施態様に従う
と、スリット６０は、上述のケースがそうであったよう
に直線ではなく、蛇行した行程６５又はのこぎり歯状の
行程６８を進んでいる。

絶縁ケース２に入ったスイッチ装置１は、組立ての後、
４９のようなあらゆる器具（第１図）内にとり外し可能
な又は不可能な形で設置されうる自律型の総体を形成す
る。アーク冷却及び分割用羽根を用いないですむ場合に
得ることのできるわずかな厚み−ｄ−（第２図参照）の
おかげで、上述のスイッチモジュールは、例えば規格化
されたレール上に固定されるモジュール式ケース内への
組込みに特に適している。装置の薄さのため、同様に、
保護を伴う遮断器又は接触器といった多相器具の適当な
収納部の中に平行な複数のモジュールをほとんどかさば
ることなく載置することが可能となる。

上述のスイッチ装置１は、できるかぎり効果的に短絡電
流を制限する目的で、接点対３．１３；４．１４の間に
現われる２つのアーク電圧を加算するという利点を呈す
る２重遮断接触ブリッジを利用している。しかしながら
、可動部品の行程を減少させながら一定のアーク電圧を
より容易に得られるようにするかかる配置だけが、長く
狭いスリット内のアークの絞りにより得られる利点の恩
恵を受は得るわけではない。

同様に、遮断チャンバの形状の明確な適合を用いること
によって、可動接触レバーを用いる単純遮断スイッチを
利用できるばかりでなく、各々上述のような絞りスリッ
トを有する２つの特定のチャンバの各々の中にそれぞれ
置かれた可動接点の備わった２つの端部を各々有する２
本の導電性レバーを利用することもできる。当然のこと
ながら、これらの配置は上述のものと同様、絞りスリッ
トが配置されているチャンバのゾーンまでその作用が有
効であるアークの発達に対する補助手段の恩恵を受ける
ことができる。その磁気効果の有効性を増大させるため
電流ループに結びつけられつる７１．７２といった平坦
な磁化可能な部品が、ケースの外側のＷＷ′又はＱＱ’
といった平面に配置される。

第８図に見られる一変形実施態様に従うと、アークデフ
レクタ部品の特別な構造により、上述ものとは全く異な
るケース８２の一領域内にスリット８１を置くことがで
きる。

前述のケースにおいてそうであるようにデフレクタはま
ず第１に可動接触ブリッジ８６の横断材８５がとる方向
に対しほぼ平行な方向に固定接触チップ８４から離れる
直線部分８３を呈しているものの、湾曲した延長部８７
が、デフレクタ全体８．９の端部８８を、ここではケー
ス８２の上部領域９１内に作られているスリット８１の
入口まで導いている。

かかる上部領域では、対称軸ＸＸ′の軸に沿った移動に
よりスイッチの開放が方向Ｆにおいて行なわれた時に接
触ブリッジ８６が向かうような領域としいて定義づけす
ることができる。

アーク脚部をデフレクタ８９に沿ってかつ可動チップ９
５近傍の各端部９４に支持されている突起９３上で移動
させることにより補助された又は自然な形でアークが膨
張する場合にアーク９２がとる新たな方向性を考慮に入
れると、共通の上部デフレクタ９６は、スリット８１に
まで延びるべく延長部８７．８８にほぼ平行な湾曲した
構造９７を採用することになろう。

例えば、基体の膨張が近傍の器具に影響を及ぼす危険性
のない後方ゾーン１８へと、遮断の際の方向Ｆへの発達
した気体の放出を導くように、前述のような配置が選択
された場合には、有利なことに、器具と金属製支持枠の
間にかかる砕土での場合によってのアーク再閉鎖を予告
するための適当なじゃま板を配置することができる。

前述の実施態様においてそうであるように、−方では固
定接触チップの近傍の導電性領域１００又他方では接続
用端子１０１に結びつくことによってアークの膨張に有
利に作用するため、１つ又は２つの電流ループ９９をケ
ースの外部に結びつけることが可能である。

接触ブリッジ１本につき２重遮断のスイッチ装置の形で
一般に表わされているが、例えば接触レバーが銅の編組
被覆といった変形可能な導体により２つの端子のうちの
一方に接続されるような、単純遮断スイッチに適用する
ための派生的な装置も当業者により容易に開発されうる
。

最後に、図示されている電流ループの使用が器具の定格
電流量が低い（例えば６０Ａ）場合に正当化されるなら
ば、かかるループの使用はより高い電流量ゲージについ
て必要不可欠でなくてもよくなる。場合によっては、Ｕ
字形部品といったケース外部の磁化可能構造を、吹消し
ターン又はアークの発達に対するその他のあらゆる補助
手段に組合わせることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、２重遮断スイッチ装置の中間長手方向平面Ｔ
Ｔ’での立面断面図、第２図は、分割平面ＴＵを通る前
述の装置の下面断面図、第３図は、第１図のスイッチ装
置に結びつけることのできる２重吹消しループの斜視図
、第４図は、変形によって吹消し部品を得る基になるカ
ット部品の平面図、第５図は、開口中にアークが受ける
発達を示す、スイッチの一部分の平面ＴＴ’を通る部分
立面断面図、第６図は、電圧の選択を可能にする一変形
実施態様をも示す、平面Ｖｖ′を通る第１図の装置の側
面断面図、第７図は、第１図の装置に匹敵するものの、
アークの絞りスリットが蛇行した行程を装っているよう
な装置の側面断面図、第８図は、アーク絞りスリットが
異なるやり方で中に配置されたスイッチ装置の中間平面
を通る概略的断面図、第９図は、短絡に基づく開放の間
のアーク電圧の推移及び電流の推移を示す曲線系である
。主要部分の符号の説明２・・・・・・ケース５．６・・・・・・接続端子３．１３；４．１４・・・・・・スイッチセクション７
ａ、７ｂ・・・・・・ループ７．８・・・・・・導体１１・・・・・・可動接点（可動部品、可動接触ブリッ
ジ）２１．２２・・・・・・第１のデフレクタ２３・・・・
・・第２の導電性デフレクタ２４．２５・・・・・・遮
断チャンバ２６，２７．７４・・・・・・デフレクタの片端３０．
３１．５７，７３．８１・・・・・・スリット４９・・
・・・・保護器具ケーシング７１．７２・・・・・・薄い磁化可能な構造８５・・・
・・・可動接点９９・・・・・・導電性ループ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）絶縁ケースの中に、 −１つの平面内に固定部品と可動スイッチ部品を収容で
きる、外部に接続されたチャンバ（なおかかる部品は、
可動部品に作用する制御機構を移動させるときに、２つ
の端子を通過する電気回路を樹立及び遮断するための接
点チップをそれぞれ具備している）、 −固定接触部品に電気接続され、開口時に現われるアー
ク脚部がチャンバ内で移動できるような形でチャンバ内
に延びているデフレクタ、 −外部と通じ、アークの長さの主要な部分がその発達時
点で横に送られる形となるように可動接点の動作平面内
にほぼ位置づけされているような細長く狭いスリットの
方へ収束する相対する２つの壁を有するチャンバ、を含む限流スイッチ装置において、 −デフレクタ（２１、２２）は、アークの急速な移動の
ための導電路として役立ち、かかるデフレクタの片端（
２６、２７）はスリット（３０、３１）片端付近又はス
リット内に位置づけされていること、 −チャンバ（２４、２５）の幅及びスリットの寸法は、
アーク断面積の狭搾をひきおこすこと、−ケースの外部
に置かれたループ（７ａ、７ｂ）を形成する導体（７、
８）は、固定接触部品に接続され、スリット（３０、３
１）の正面を通過すること、を特徴とする限流スイッチ装置。
（２）スリット（３０、３１）は、導電性ループがその
影響を及ぼさなくなるケース（２）の一領域内で可動接
点（１１）の動きに対し平行に延びていることを特徴と
する、請求項１記載のスイッチ装置。
（３）導体（７、８）の導電性ループ（７ａ、７ｂ）が
可動部品（１１）の移動平面（Ｐ）に対しほぼ平行な平
面（それぞれＱ＿１及びＱ＿２）の中に広がっており、
回路の端子（５）に接続されていることを特徴とする、
請求項１又は２のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
（４）導体（７、８）、ケース（２）の外部に置かれた
薄い磁化可能な構造（７１、７２）に結びつけられてい
ることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に
記載のスイッチ装置。
（５）各々スイッチセクション（３、１３；４０１４）
及びスリット（３０及び３１）を具備した２つの遮断チ
ャンバ（２４、２５）が可動接触ブリッジ（１１）の移
動軸（ＸＸ′）との関係において対称に配置されている
ことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記
載のスイッチ装置。
（６）ケースには、振動型可動接触部品と固定接触部品
を収容する唯一の遮断チャンバが含まれていること、又
可動部品の操作用機構はスリットから離れた一領域内に
配置されていることを特徴とする、請求項１乃至４のい
ずれか１項に記載のスイッチ装置。
（７）遮断チャンバ（２４、２５）、第１のデフレクタ
（２１、２２）を収容する端部（２６、７４）とは全く
別の相対するスリット（５７、７３）端部の間を通過す
る第２の導電性デフレクタ（２３）を収容していること
を特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
スイッチ装置。
（８）装置のケース（２）は、接続端子（５、６）が備
わり、単独で又はその他の同じケースと平行して、接触
可動部品の制御機構の備わった保護器具ケーシング（４
９）に属する適当な収納部の中に挿入されることになる
薄い自律型サブアセンブリの形の体裁を備えていること
を特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
スイッチ装置。
（９）スリット（８１）は、電磁相互作用を発達させる
導電性ループ（９９）がその影響を及ぼさなくなる一領
域内で可動接点（８５）の動き（ＸＸ′）に対し垂直に
延びていることを特徴とする、請求項１又は３乃至８の
いずれか１項に記載のスイッチ装置。