JPH07101574B2 - 死点通過型切替装置 - Google Patents
死点通過型切替装置Info
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- JPH07101574B2 JPH07101574B2 JP62202988A JP20298887A JPH07101574B2 JP H07101574 B2 JPH07101574 B2 JP H07101574B2 JP 62202988 A JP62202988 A JP 62202988A JP 20298887 A JP20298887 A JP 20298887A JP H07101574 B2 JPH07101574 B2 JP H07101574B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H5/00—Snap-action arrangements, i.e. in which during a single opening operation or a single closing operation energy is first stored and then released to produce or assist the contact movement
- H01H5/04—Energy stored by deformation of elastic members
- H01H5/06—Energy stored by deformation of elastic members by compression or extension of coil springs
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
- H01H83/20—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition
- H01H83/22—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition the other condition being imbalance of two or more currents or voltages
- H01H83/223—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition the other condition being imbalance of two or more currents or voltages with bimetal elements
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- H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
- H01H71/10—Operating or release mechanisms
- H01H2071/109—Operating or release mechanisms with provisions for selecting between automatic or manual reset
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- H01H5/00—Snap-action arrangements, i.e. in which during a single opening operation or a single closing operation energy is first stored and then released to produce or assist the contact movement
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- H01H5/06—Energy stored by deformation of elastic members by compression or extension of coil springs
- H01H5/12—Energy stored by deformation of elastic members by compression or extension of coil springs having two or more snap-action motions in succession
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、死点通過型装置を利用した対称衝撃切換装置
に関する。
に関する。
背景技術 一般的に、死点通過型装置がスイッチ又は制御接点など
の電気機械装置によく用いられていることは知られてい
る。
の電気機械装置によく用いられていることは知られてい
る。
このように、切替組立体においては、死点通過型装置を
用いること及び所定平面内にて可動なレバーやスプリン
グを含む装置がすでに提案されている。
用いること及び所定平面内にて可動なレバーやスプリン
グを含む装置がすでに提案されている。
かかるレバーは、その一端に可動接点を有し、さらにこ
の一端から離れた位置において前記平面に直角な軸線の
周囲にて回転するように載置されており、好ましくは鋭
角に角度を画定された第１位置及び第２位置間を通過、
移動できるようになっている。これら２つの角度位置は
各々が可動接点素子と協働する固定接点素子からなる２
つの停止部材によって画定されている。
の一端から離れた位置において前記平面に直角な軸線の
周囲にて回転するように載置されており、好ましくは鋭
角に角度を画定された第１位置及び第２位置間を通過、
移動できるようになっている。これら２つの角度位置は
各々が可動接点素子と協働する固定接点素子からなる２
つの停止部材によって画定されている。
また、かかるスプリングは、一方の端部が前記レバーの
前記軸から離れた位置に固定されて制御手段と共に働
き、前記鋭角の角度範囲の外部にて前記平面の領域中で
伸縮自在となっているものである。
前記軸から離れた位置に固定されて制御手段と共に働
き、前記鋭角の角度範囲の外部にて前記平面の領域中で
伸縮自在となっているものである。
かかる構成において、死点にはスプリングがレバーと同
一直線となるように伸長した時に達することになる。
一直線となるように伸長した時に達することになる。
摩擦力を無視した場合において、この死点位置は理論的
に不安定であるので、一方向（又は他方向）において少
しの角度の揺れがスプリング及びレバー間にあるとする
と、レバーが一方向（又は他方向）に揺動することにな
る。
に不安定であるので、一方向（又は他方向）において少
しの角度の揺れがスプリング及びレバー間にあるとする
と、レバーが一方向（又は他方向）に揺動することにな
る。
かかる装置においては、スプリング（トルク）によって
レバーに印加される力の横方向成分が死点を通過する際
に作用しなくなることは明らかであり、また、その力は
死点の両側にある死点近傍の２つの領域において非常に
小さいことも明らかである。
レバーに印加される力の横方向成分が死点を通過する際
に作用しなくなることは明らかであり、また、その力は
死点の両側にある死点近傍の２つの領域において非常に
小さいことも明らかである。
このことは、前記制御手段によってスプリングに付与さ
れる動きが遅くさらに死点両側近傍の領域において動き
が停止する時間がある場合には重大な欠点となる。
れる動きが遅くさらに死点両側近傍の領域において動き
が停止する時間がある場合には重大な欠点となる。
実際、これらの死点両側近傍領域においては、接点圧
力、すなわちその可動接点と固定接点との接点圧力が零
となってしまう。続いて、電気的接点の接触が決定的に
貧弱になり、電流の流れが乱れるようになる。なぜな
ら、例えば振動のような妨害があるからであり、これら
によって装置が影響を受ける。このような作動は、かか
る装置によって制御される回路に対して危害をあたえ、
大抵の場合は使用を許されないのである。
力、すなわちその可動接点と固定接点との接点圧力が零
となってしまう。続いて、電気的接点の接触が決定的に
貧弱になり、電流の流れが乱れるようになる。なぜな
ら、例えば振動のような妨害があるからであり、これら
によって装置が影響を受ける。このような作動は、かか
る装置によって制御される回路に対して危害をあたえ、
大抵の場合は使用を許されないのである。
第１図を参照すると、死点通過型の両接点切替装置の従
来のものが示されており、かかる装置は、レバー１（又
は偏平部材）の形態で可動な接点保持部材から形成さ
れ、その一方の端部において軸線０の周囲にて枢動自在
に載置され、かつ他端において両接点挿入子２を有して
いる。
来のものが示されており、かかる装置は、レバー１（又
は偏平部材）の形態で可動な接点保持部材から形成さ
れ、その一方の端部において軸線０の周囲にて枢動自在
に載置され、かつ他端において両接点挿入子２を有して
いる。
このレバー１は、OX及びOZの角度範囲内にて揺動自在で
あり、両接点挿入子２の可動端が別個に固定された２個
の固定接点素子３及び４に対して当接するように構成さ
れている。
あり、両接点挿入子２の可動端が別個に固定された２個
の固定接点素子３及び４に対して当接するように構成さ
れている。
このレバー１は、スプリング５によって駆動されてい
る。スプリング５の一端６はレバー１に接続され、他端
７は機械的かつ可撓的な接続子９によって保持部材の一
点８に固定されている。
る。スプリング５の一端６はレバー１に接続され、他端
７は機械的かつ可撓的な接続子９によって保持部材の一
点８に固定されている。
したがって、スプリングの端部７は、例えば保持点８の
並進運動又は該端部７に付与される力Ｆによって移動す
る。
並進運動又は該端部７に付与される力Ｆによって移動す
る。
かかるスプリング５及びレバー１の配置は、一方向又は
他方向における端部７の移動中に、スプリング５が同一
直線になり、さらに上記方向の各々において死点を通る
経路がレバー上にて得られるように構成されている。レ
バーはOX又はOZの位置の一方にあり、他方の位置を取る
まで揺動する。このようにして、両接点２は、対応する
固定接点素子に接触せしめられる。
他方向における端部７の移動中に、スプリング５が同一
直線になり、さらに上記方向の各々において死点を通る
経路がレバー上にて得られるように構成されている。レ
バーはOX又はOZの位置の一方にあり、他方の位置を取る
まで揺動する。このようにして、両接点２は、対応する
固定接点素子に接触せしめられる。
第２図から明らかなように、スプリング５によってレバ
ーに及ぼされる力FRは、レバー１と同一直線の力FL及び
レバー１に直角な力FPに分解され、スプリング５とレバ
ー１とによって形成される角度をαとして、FPとFRsin
αが等しくなる。
ーに及ぼされる力FRは、レバー１と同一直線の力FL及び
レバー１に直角な力FPに分解され、スプリング５とレバ
ー１とによって形成される角度をαとして、FPとFRsin
αが等しくなる。
両接点挿入子２に及ぼされる接触力FCは、FCl2＝FPl1と
なる。ここで、l1はスプリング５の端部６から回転軸線
０までの距離であり、l2は両接点挿入子２から回転軸線
０までの距離である。かかる接触力FCは以下の式によっ
て表現される。
なる。ここで、l1はスプリング５の端部６から回転軸線
０までの距離であり、l2は両接点挿入子２から回転軸線
０までの距離である。かかる接触力FCは以下の式によっ
て表現される。
端部７に印加される力Ｆの作用又は保持点８を示された
位置から位置８′に移動せしめる動きの下において、ス
プリング５がレバー１と同一直線となった場合に、角度
αは零となり接触力FCも零となる。
位置から位置８′に移動せしめる動きの下において、ス
プリング５がレバー１と同一直線となった場合に、角度
αは零となり接触力FCも零となる。
かかる特徴は、スプリングの端部７の急激な移動の際に
は問題とならない。しかしながら、この移動がサーモス
タットや、熱リレー等の緩慢な変化を伴う機械的動きに
応じた移動の場合には、死点位置近傍にて停止してしま
う時間が生じ、さらに実質的に接触力が零となる状態に
なる時間が長くなる。このことは、装着された自動装置
の正常な運転に不利となる。実質的に零である力や外部
からの振動等による故、接触が不完全になるからであ
る。
は問題とならない。しかしながら、この移動がサーモス
タットや、熱リレー等の緩慢な変化を伴う機械的動きに
応じた移動の場合には、死点位置近傍にて停止してしま
う時間が生じ、さらに実質的に接触力が零となる状態に
なる時間が長くなる。このことは、装着された自動装置
の正常な運転に不利となる。実質的に零である力や外部
からの振動等による故、接触が不完全になるからであ
る。
発明が解決しようとする課題 そこで、本発明の目的は、かかる欠点を解消することに
あり、死点通過型装置における駆動機能を切換機能から
分離することでスイッチ接点間の安定した接触を保証す
る切替装置を提供することにある。
あり、死点通過型装置における駆動機能を切換機能から
分離することでスイッチ接点間の安定した接触を保証す
る切替装置を提供することにある。
課題を解決するための手段 本発明の死点通過型切替装置は、死点を挾んで両側に安
点位置を有し、一方の安定位置から前記死点を通過して
他方の安定位置に移動することにより他の部材を駆動せ
しめる２安定死点通過型駆動手段と、前記２安定死点通
過型駆動手段により駆動せしめられる第１スイッチ及び
第２スイッチと、前記第１スイッチ及び第２スイッチの
一部に各々連結される第１スプリング及び第２スプリン
グと、を含む死点通過型切替装置であって、 前記２安定死点通過型駆動手段は、第１及び第２位置間
を揺動し得るべく固定軸に取り付けられかつその揺動端
部に打撃部を備えるトグルレバーと、前記第１及び第２
位置を各々画定するための第１停止部材及び第２停止部
材と、前記トグルレバーを前記第１及び第２位置の一方
の位置から前記死点を通過せしめて他方の位置に揺動せ
しめる制御部材と、前記トグルレバーと前記制御部材と
の間に張設されるトグルスプリングと、を有し、 前記第１スイッチ及び第２スイッチの各々は、固定接点
素子と、前記打撃部と係合し得る係合面を揺動端部に備
える可動接点アームに支持された可動接点素子と、を有
し、 前記第１スプリング及び第２スプリングは、前記第１ス
イッチ及び第２スイッチが共に閉成するように前記各々
の可動接点アームを付勢すべく張設され、 前記第１スプリング及び第２スプリングが前記可動接点
アームに及ぼす付勢力は、前記トグルレバーが及ぼす付
勢力よりも小さい値をなし、 前記トグルレバーは、前記可動接点アームの各々に駆動
力を及ぼし、前記駆動力はその変位の増加に対して第１
の傾斜で直線的に増加する関係をなし、 前記可動接点アームの各々は、前記トグルレバーに対し
て抵抗力を及ぼし、前記抵抗力はその変位の増加に対し
て第２の傾斜で直線的に増加する関係をなし、 前記第１の傾斜は、前記第２の傾斜よりも大である、 ことを特徴としている。
点位置を有し、一方の安定位置から前記死点を通過して
他方の安定位置に移動することにより他の部材を駆動せ
しめる２安定死点通過型駆動手段と、前記２安定死点通
過型駆動手段により駆動せしめられる第１スイッチ及び
第２スイッチと、前記第１スイッチ及び第２スイッチの
一部に各々連結される第１スプリング及び第２スプリン
グと、を含む死点通過型切替装置であって、 前記２安定死点通過型駆動手段は、第１及び第２位置間
を揺動し得るべく固定軸に取り付けられかつその揺動端
部に打撃部を備えるトグルレバーと、前記第１及び第２
位置を各々画定するための第１停止部材及び第２停止部
材と、前記トグルレバーを前記第１及び第２位置の一方
の位置から前記死点を通過せしめて他方の位置に揺動せ
しめる制御部材と、前記トグルレバーと前記制御部材と
の間に張設されるトグルスプリングと、を有し、 前記第１スイッチ及び第２スイッチの各々は、固定接点
素子と、前記打撃部と係合し得る係合面を揺動端部に備
える可動接点アームに支持された可動接点素子と、を有
し、 前記第１スプリング及び第２スプリングは、前記第１ス
イッチ及び第２スイッチが共に閉成するように前記各々
の可動接点アームを付勢すべく張設され、 前記第１スプリング及び第２スプリングが前記可動接点
アームに及ぼす付勢力は、前記トグルレバーが及ぼす付
勢力よりも小さい値をなし、 前記トグルレバーは、前記可動接点アームの各々に駆動
力を及ぼし、前記駆動力はその変位の増加に対して第１
の傾斜で直線的に増加する関係をなし、 前記可動接点アームの各々は、前記トグルレバーに対し
て抵抗力を及ぼし、前記抵抗力はその変位の増加に対し
て第２の傾斜で直線的に増加する関係をなし、 前記第１の傾斜は、前記第２の傾斜よりも大である、 ことを特徴としている。
実施例 以下、本発明による一実施例を図面を参照しつつ説明す
る。
る。
本発明の装置は、一部において上記した従来のタイプの
死点通過型の装置と同様の構成を有している。本発明に
おいては、レバー又はロッカー11及びスプリング12を使
用しており、スプリングの一端部13は力FBのこの端部へ
の作用又は保持点14の移動によって可動である。
死点通過型の装置と同様の構成を有している。本発明に
おいては、レバー又はロッカー11及びスプリング12を使
用しており、スプリングの一端部13は力FBのこの端部へ
の作用又は保持点14の移動によって可動である。
しかしながら、この場合、レバー11の端部11′は、接触
素子を保持していないけれども、この端部の各端に追従
する２個のスイッチ装置を駆動する部材と協働してい
る。このように、スプリング12の端部13によって死点位
置を通過することは、次のレバー11の揺動やスイッチ装
置を駆動する部材の一方又は他方に対する衝撃を生ぜし
める。
素子を保持していないけれども、この端部の各端に追従
する２個のスイッチ装置を駆動する部材と協働してい
る。このように、スプリング12の端部13によって死点位
置を通過することは、次のレバー11の揺動やスイッチ装
置を駆動する部材の一方又は他方に対する衝撃を生ぜし
める。
第３図に示された実施例においては、各々のスイッチ装
置は、可動接点保持アームとしての可動接点ホルダ15,1
6を含んでいる。かかる接点ホルダ15,16はその一端17,1
8が枢動自在に載置された偏平部材からなっており、そ
の他端には固定接点素子21,22と係合し得る可動接点素
子19,20が設けられている。これらの端部はさらに係合
面としての停止面23,24を有しており、該停止面はレバ
ー11の端部11′の経路中に伸長し、さらに可動接点素子
19,20と固定接点素子21,22との分離を起こさせるために
端部11′が衝突する被打撃部材として作用する。
置は、可動接点保持アームとしての可動接点ホルダ15,1
6を含んでいる。かかる接点ホルダ15,16はその一端17,1
8が枢動自在に載置された偏平部材からなっており、そ
の他端には固定接点素子21,22と係合し得る可動接点素
子19,20が設けられている。これらの端部はさらに係合
面としての停止面23,24を有しており、該停止面はレバ
ー11の端部11′の経路中に伸長し、さらに可動接点素子
19,20と固定接点素子21,22との分離を起こさせるために
端部11′が衝突する被打撃部材として作用する。
また、可動接点ホルダ15,16の各々は、別個の復帰スプ
リング25,26によって付勢され、可動接点素子19,20をこ
れらに対応する固定接点素子21,22に押圧している。以
上のことから明らかなように、このスプリング25,26の
作用は、レバー11の端部11′が可動接点ホルダ15,16の
停止面23,24に係合する場合において、スプリング12の
作用と拮抗することになり、スプリング25,26は死点を
通る経路の多少の予測を提供する役を果す。
リング25,26によって付勢され、可動接点素子19,20をこ
れらに対応する固定接点素子21,22に押圧している。以
上のことから明らかなように、このスプリング25,26の
作用は、レバー11の端部11′が可動接点ホルダ15,16の
停止面23,24に係合する場合において、スプリング12の
作用と拮抗することになり、スプリング25,26は死点を
通る経路の多少の予測を提供する役を果す。
この実施例において、レバー11の揺動は次の３個の停止
部材によって制限されている。
部材によって制限されている。
−第１固定停止部材Ａ−これは可動接点素子15の側に配
置されている。この停止部材Ａは、装置の休止位置に対
応する第１安定状態を具体化しようとするものである。
可動接点素子19は、可動接点ホルダ15の停止面23上にお
いてレバー11の端部11′の作用によって、固定接点素子
21から離されて保持されている。（可動接点ホルダ15に
よってレバー11に及ぼされるトルクはスプリング12によ
り生じるものよりも小さい。）さらに、可動接点ホルダ
16はレバー11によって付勢されないので、可動接点素子
20は、スプリング26の作用の下で固定接点素子22に対し
て当接している。
置されている。この停止部材Ａは、装置の休止位置に対
応する第１安定状態を具体化しようとするものである。
可動接点素子19は、可動接点ホルダ15の停止面23上にお
いてレバー11の端部11′の作用によって、固定接点素子
21から離されて保持されている。（可動接点ホルダ15に
よってレバー11に及ぼされるトルクはスプリング12によ
り生じるものよりも小さい。）さらに、可動接点ホルダ
16はレバー11によって付勢されないので、可動接点素子
20は、スプリング26の作用の下で固定接点素子22に対し
て当接している。
−第２停止部材Ａ′−これは可動接点ホルダ16の側に配
置され、装置が第３図に示されるものとは反対側の位置
に移動された状態に対応する第２安定逆行自在状態を具
体化したものである。この状態において、接点素子20及
び22は離れ、一方、接点素子19及び21は当接している。
可動接点ホルダ16はレバー11によって付勢されており、
該レバー11の端部11′は停止面24に当接している。第２
停止部材Ａ′の位置は、逆行自在でかつ不安定な状態が
得られるようになっており、かかる状態ではスプリング
12の端部13上に十分な力FBが及ぼされる限り、レバー11
がその位置を保持する。この停止部材の使用は熱リレー
における「自動復帰」に対応している。
置され、装置が第３図に示されるものとは反対側の位置
に移動された状態に対応する第２安定逆行自在状態を具
体化したものである。この状態において、接点素子20及
び22は離れ、一方、接点素子19及び21は当接している。
可動接点ホルダ16はレバー11によって付勢されており、
該レバー11の端部11′は停止面24に当接している。第２
停止部材Ａ′の位置は、逆行自在でかつ不安定な状態が
得られるようになっており、かかる状態ではスプリング
12の端部13上に十分な力FBが及ぼされる限り、レバー11
がその位置を保持する。この停止部材の使用は熱リレー
における「自動復帰」に対応している。
−第３停止部材Ａ″−これは第２停止部材Ａ′と同じ側
にかつ第１停止部材Ａからさらに離れた位置にあり、も
はや装置が逆行しない領域にある。すなわち、この状態
では、スプリング12の端部13が逆行しても死点を通過す
るような動作は生じず、外力の作用のみにより休止位置
への復帰が可能となる。この第３停止部材Ａ″の使用は
熱リレーにおける手動復帰モードに対応する。
にかつ第１停止部材Ａからさらに離れた位置にあり、も
はや装置が逆行しない領域にある。すなわち、この状態
では、スプリング12の端部13が逆行しても死点を通過す
るような動作は生じず、外力の作用のみにより休止位置
への復帰が可能となる。この第３停止部材Ａ″の使用は
熱リレーにおける手動復帰モードに対応する。
これらの停止部材A,A′,A″はレバー11に作用するだけ
でなく、可動接点ホルダ15,16にも作用する。このこと
は第２の場合として停止部材B,B′,B″が示されている
ことから明らかである。
でなく、可動接点ホルダ15,16にも作用する。このこと
は第２の場合として停止部材B,B′,B″が示されている
ことから明らかである。
停止部材Ａ′及びＡ″が同時に用いられないことに鑑
み、装置は一方又は他方の停止部材を自由に使える状態
にするように構成されている。
み、装置は一方又は他方の停止部材を自由に使える状態
にするように構成されている。
このことは、可動接点ホルダ15,16の作用及びレバー11
に及ぼすスプリング25,26の作用が、第１図及び第２図
に示される従来の死点通過型装置の動作状態を多少変更
させていることを明らかにしている。
に及ぼすスプリング25,26の作用が、第１図及び第２図
に示される従来の死点通過型装置の動作状態を多少変更
させていることを明らかにしている。
従来のように、スプリング25がないとすれば、スプリン
グ12とレバー11とが一直線上に整列すると同時にレバー
11が停止部材Ａから離れる。
グ12とレバー11とが一直線上に整列すると同時にレバー
11が停止部材Ａから離れる。
一方、死点を通る揺動方向に作用するスプリング25が存
在する場合では、レバー11の離脱に関して多少の予測が
得られる。このような揺動動作において、可動接点ホル
ダ15はレバー11に係合した状態で、可動接点素子19が固
定接点素子21に当接するまで可動接点ホルダ16を押圧す
る。この時点でスプリング12の作用により停止面24上に
及ぼされる力はスプリング26によって及ぼされる力より
も大となって、レバー11の移動は第２停止部材Ａ′又は
第３停止部材Ａ″まで続く。
在する場合では、レバー11の離脱に関して多少の予測が
得られる。このような揺動動作において、可動接点ホル
ダ15はレバー11に係合した状態で、可動接点素子19が固
定接点素子21に当接するまで可動接点ホルダ16を押圧す
る。この時点でスプリング12の作用により停止面24上に
及ぼされる力はスプリング26によって及ぼされる力より
も大となって、レバー11の移動は第２停止部材Ａ′又は
第３停止部材Ａ″まで続く。
手動又は自動復帰を延長して起こすことができ、スプリ
ング12の端部13を当初の位置に戻してしまうか、又は戻
る途中にある時点にて復帰が行なわれる。熱リレーの場
合においては、このような復帰は、冷却状態にあるバイ
メタル片の引戻し運動によって得られる。
ング12の端部13を当初の位置に戻してしまうか、又は戻
る途中にある時点にて復帰が行なわれる。熱リレーの場
合においては、このような復帰は、冷却状態にあるバイ
メタル片の引戻し運動によって得られる。
手動復帰は、第２停止部材Ａ′（又はＢ′）の位置に達
するまで第３停止部材Ａ″（又はＢ″）を移動させるこ
とによって行なうこともできる。
するまで第３停止部材Ａ″（又はＢ″）を移動させるこ
とによって行なうこともできる。
スプリング26がない場合、スプリング12がレバー11の軸
へ移動すると同時に、自動復帰が起こる。
へ移動すると同時に、自動復帰が起こる。
上記装置の利点は、可動中だけでなく復帰中において可
動及び固定接点素子の接触圧力が零となる危険性を解消
することである。これは、従属する下位の部材に対して
高い信頼性を与え、従来の死点通過型装置に見られるよ
うな瞬間的導通断、連打等の障害を回避させることを示
している。
動及び固定接点素子の接触圧力が零となる危険性を解消
することである。これは、従属する下位の部材に対して
高い信頼性を与え、従来の死点通過型装置に見られるよ
うな瞬間的導通断、連打等の障害を回避させることを示
している。
この装置は、熱リレーの引き外し（tripping）／信号の
素子として特に役立つことが分かる。
素子として特に役立つことが分かる。
この場合、該リレーのバイメタル片の変形はスプリング
の端部に印加される力FBを生じさせる。
の端部に印加される力FBを生じさせる。
上述したように、レバー11の端部11′に直角な休止位置
に分配される力FCは次のように表される。
に分配される力FCは次のように表される。
この力は、角度αが零の時すなわちスプリング12がレバ
ー11の軸線にある時に打ち消される。
ー11の軸線にある時に打ち消される。
また、保持点14に固定されたままでスプリングの端部13
にバイメタル片によって及ぼされる力は第４図に示され
る配置になるよう運動を起こさせる。この場合、スプリ
ング12は保持点14とその端部12′を通る直線に対して角
度βを形成する。
にバイメタル片によって及ぼされる力は第４図に示され
る配置になるよう運動を起こさせる。この場合、スプリ
ング12は保持点14とその端部12′を通る直線に対して角
度βを形成する。
バイメタル片によって分割された力はFB＝FRsinβに等
しくなる。なぜならば、角度α及びβは小さいと考えら
れるからである。力FRは実質的に初期の力FROと等しい
と考えられる。（すなわち、スプリング12は微少伸長し
かしない故に、このスプリングによって軸上に及ぼされ
る力は実質的に一定となり、初期力FROに等しくな
る。）そして、力／ストロークの線図は直線となる。
しくなる。なぜならば、角度α及びβは小さいと考えら
れるからである。力FRは実質的に初期の力FROと等しい
と考えられる。（すなわち、スプリング12は微少伸長し
かしない故に、このスプリングによって軸上に及ぼされ
る力は実質的に一定となり、初期力FROに等しくな
る。）そして、力／ストロークの線図は直線となる。
また、レバー11の端部11′において分割された力FCは、
力FRにのみ従属し、この力FRは一定であり、角度αは小
さいと考えられる。
力FRにのみ従属し、この力FRは一定であり、角度αは小
さいと考えられる。
このように、レバー11の端部11′における力／ストロー
クの線図は、揺動中、直線となると考えられる。
クの線図は、揺動中、直線となると考えられる。
力FFが可動接点ホルダ15及びそのスプリング25によっ
て、停止面23の位置において加えられるとすると、第５
図に示されるこの力は次のように表わされる。
て、停止面23の位置において加えられるとすると、第５
図に示されるこの力は次のように表わされる。
ここで、13は可動接点ホルダ15上のスプリング25の固定
点25′と回転軸線17との間の距離である。
点25′と回転軸線17との間の距離である。
また、14は停止面23と軸17との間の距離である。
また、γはスプリング25及び可動接点ホルダ15（又は一
般的に停止面23と軸17を結ぶ直線）によって形成された
角度である。
般的に停止面23と軸17を結ぶ直線）によって形成された
角度である。
また、F1はスプリング25によって及ぼされる軸上の力で
ある。
ある。
同様に、可動接点ホルダ16及びそのスプリング26によっ
て、停止面24の位置において加えられる力FOは次のよう
に表される。
て、停止面24の位置において加えられる力FOは次のよう
に表される。
ここで、15，16，F2及びδは上記表現13，14，F1とγと
同様である。
同様である。
角度γ及びδは小さいと考えられるので、２個の可動接
点ホルダ15,16における力／ストロークの線図は直線と
なると考えられる。
点ホルダ15,16における力／ストロークの線図は直線と
なると考えられる。
切替装置の２個の可動接点ホルダが加熱又は冷却による
バイメタル片の変形によって駆動されていることを考慮
すると、これら可動接点ホルダの力／ストローク線図
は、対称となることが好ましい。
バイメタル片の変形によって駆動されていることを考慮
すると、これら可動接点ホルダの力／ストローク線図
は、対称となることが好ましい。
休止位置において、可動接点ホルダ15に加えられる力FF
は、レバー11の力FCと拮抗する。スプリング12を変形さ
せることによって端部13上に及ぼす制御手段としてのバ
イメタル片の作用は、角度α及び力FCを減少させる。切
断動作を明確にするために、力FCが力FFよりも少しでも
小さくなると同時に、レバー11をその第２安定状態へ速
やかに揺動できるようにしなければならない。通過中に
おいて、接点素子20,22の開放を起こさせるように、可
動接点ホルダのスプリングによって供給される抵抗力よ
りも大きい力を停止面24へ及ぼすようにしなければなら
ない。
は、レバー11の力FCと拮抗する。スプリング12を変形さ
せることによって端部13上に及ぼす制御手段としてのバ
イメタル片の作用は、角度α及び力FCを減少させる。切
断動作を明確にするために、力FCが力FFよりも少しでも
小さくなると同時に、レバー11をその第２安定状態へ速
やかに揺動できるようにしなければならない。通過中に
おいて、接点素子20,22の開放を起こさせるように、可
動接点ホルダのスプリングによって供給される抵抗力よ
りも大きい力を停止面24へ及ぼすようにしなければなら
ない。
安全のために過度の運動エネルギーをこの通過中に発生
させなければならない。すなわち、レバー11及び可動接
点ホルダ15によって及ぼされる駆動力は、停止面24によ
って及ぼされる抵抗力よりも大きくならなくてはならな
い。
させなければならない。すなわち、レバー11及び可動接
点ホルダ15によって及ぼされる駆動力は、停止面24によ
って及ぼされる抵抗力よりも大きくならなくてはならな
い。
このために、駆動力FCの傾斜（a:第６図参照）は可動接
点ホルダによって及ぼされる力の傾斜（C:第６図参照）
よりもより大きくなくてはならない。
点ホルダによって及ぼされる力の傾斜（C:第６図参照）
よりもより大きくなくてはならない。
この特徴は第６図（引き外し中）及び第７図（復帰中）
の線図に示されており、各図において、横座標にストロ
ークが、縦座標に及ぼされる力が、それぞれ示されてい
る。これら両座標の単位は任意である。これらの線図は
停止面23及び24の位置における代表的な力及びストロー
クを示している。この線図の対称性の故に、全ストロー
クは等しい三つの部分に分割されている。
の線図に示されており、各図において、横座標にストロ
ークが、縦座標に及ぼされる力が、それぞれ示されてい
る。これら両座標の単位は任意である。これらの線図は
停止面23及び24の位置における代表的な力及びストロー
クを示している。この線図の対称性の故に、全ストロー
クは等しい三つの部分に分割されている。
これらの図から明らかなように、休止位置においては、
レバー11の端部における力FCは、負側の点FCRに位置す
る。可動接点ホルダ15の停止面23は、FF＝cx＋ｂの形で
FFに等しい力を伴ってレバー11の端部に当接する。横座
標０に対応する休止位置においては、FF＝ｂの関係を得
る。
レバー11の端部における力FCは、負側の点FCRに位置す
る。可動接点ホルダ15の停止面23は、FF＝cx＋ｂの形で
FFに等しい力を伴ってレバー11の端部に当接する。横座
標０に対応する休止位置においては、FF＝ｂの関係を得
る。
横座標の点１は、レバー11の端部11′によって可動接点
ホルダ16の停止面24が駆動され始める位置に対応してい
る。
ホルダ16の停止面24が駆動され始める位置に対応してい
る。
横座標の点２は接点19及び21を含むスイッチ装置が閉じ
る位置に対応している。
る位置に対応している。
横座標の点３は引き外し状態、すなわちレバー11がホル
ダ15から離れて、ホルダ16にのみ係合している状態に対
応している。
ダ15から離れて、ホルダ16にのみ係合している状態に対
応している。
熱リレーの通常動作において、レバー11は休止状態にあ
り、スプリング12は、休止後、横座標に対して縦座標の
FCより負の縦座標上において任意の値に位置している力
FCRをその端部に発生させる。バイメタル片が加熱され
て過負荷の場合においては、この力は減少する。この力
FCが値−ｂに達した時、それは接点ホルダ16によって及
ぼされる力FOと平衡となる。値−ｂの近傍（−ｂ＋ε）
に達するやいなや、レバー11は状態を変化させ、横座標
の点０及び３の間のその端部に発生した力は、FC＝ax−
ｂの値となる。鋸歯状波形OABCDEは、かかる駆動力F
Cに、停止面23,24の位置にて作用する力FF，FOを加味し
た値（数学的和）を示している。
り、スプリング12は、休止後、横座標に対して縦座標の
FCより負の縦座標上において任意の値に位置している力
FCRをその端部に発生させる。バイメタル片が加熱され
て過負荷の場合においては、この力は減少する。この力
FCが値−ｂに達した時、それは接点ホルダ16によって及
ぼされる力FOと平衡となる。値−ｂの近傍（−ｂ＋ε）
に達するやいなや、レバー11は状態を変化させ、横座標
の点０及び３の間のその端部に発生した力は、FC＝ax−
ｂの値となる。鋸歯状波形OABCDEは、かかる駆動力F
Cに、停止面23,24の位置にて作用する力FF，FOを加味し
た値（数学的和）を示している。
可動接点ホルダ16は、可動接点ホルダ15と対称的である
ことを特徴としており、FO＝cx−ｄの式で表わされる直
線によって示される同じ傾斜ｃを有している。
ことを特徴としており、FO＝cx−ｄの式で表わされる直
線によって示される同じ傾斜ｃを有している。
装置の自動復帰は第７図に示す逆の行程を通して行なわ
れる。
れる。
引き外し動作中、レバー11の端部11′の力は値FCTに達
する。引き外し後、リレーのバイメタル片は冷却され、
その結果、スプリング12の端部13に印加される力が減少
する。そして、力FCTも減少する。この力が値ｂに達す
る時、スプリング26によって停止面24の位置に及ぼされ
る力と平衡になる。力FCの値がｂより僅かに小さくなる
とレバー11は揺動し、第３図に示される位置に戻る。こ
の動作はその引き外し行程と対称となる。この対称性は
第７図の線図から明らかに分かる。
する。引き外し後、リレーのバイメタル片は冷却され、
その結果、スプリング12の端部13に印加される力が減少
する。そして、力FCTも減少する。この力が値ｂに達す
る時、スプリング26によって停止面24の位置に及ぼされ
る力と平衡になる。力FCの値がｂより僅かに小さくなる
とレバー11は揺動し、第３図に示される位置に戻る。こ
の動作はその引き外し行程と対称となる。この対称性は
第７図の線図から明らかに分かる。
上記した装置の動作状態は次のように行なわれる。安全
のために駆動部分の運動エネルギーを考慮に入れていな
い。
のために駆動部分の運動エネルギーを考慮に入れていな
い。
状態１ 横座標の点０において力FFは正でなくてはならない。す
なわち、ｂ＞０である。
なわち、ｂ＞０である。
状態２ 横座標の点１においてレバー11は駆動していなくてはな
らず、力FCすなわちFC＝ax−ｂは正でなくてはならな
い。
らず、力FCすなわちFC＝ax−ｂは正でなくてはならな
い。
FC＝ａ−ｂ＞０すなわちａ＞ｂである。
状態３ 横座標の点１において、得られた鋸歯状波形の下部は零
又はそれ以上の大きさでなくてはならない。すなわち、
Ｆ＋Ｃ＋FO≧０これはcx＋ｂ＋ax−ｂ＋cx−ｄ＝BI
≧０の式によって表わせる。ｘ＝１に対してａ＋2c−ｄ
＝BI≧０の状態となる。
又はそれ以上の大きさでなくてはならない。すなわち、
Ｆ＋Ｃ＋FO≧０これはcx＋ｂ＋ax−ｂ＋cx−ｄ＝BI
≧０の式によって表わせる。ｘ＝１に対してａ＋2c−ｄ
＝BI≧０の状態となる。
状態４ 横座標の点２において、得られた鋸歯状波形の下部は零
又はそれ以上の大きさでなくてはならない。すなわち、
FC＋FO≧０これはax−ｂ＋cx−ｄ＝DH≧０の式によって
表わせる。ｘ＝２に対して2a−ｂ＋2c−ｄ＝DH≧０の状
態となる。
又はそれ以上の大きさでなくてはならない。すなわち、
FC＋FO≧０これはax−ｂ＋cx−ｄ＝DH≧０の式によって
表わせる。ｘ＝２に対して2a−ｂ＋2c−ｄ＝DH≧０の状
態となる。
状態５ 可動接点ホルダ15,16が同じ特性を有していると仮定し
て開始すると、同じ力の状態、特に、 HG＝IJあるいはHG＝−IJあるいはFF（２）＝−FO（１）
となる。
て開始すると、同じ力の状態、特に、 HG＝IJあるいはHG＝−IJあるいはFF（２）＝−FO（１）
となる。
我々は次の関係を得た。
2c＋ｂ＝−ｃ＋ｄすなわち3c＋ｂ−ｄ＝０この結果か
ら、次の２式を得ることができる。
ら、次の２式を得ることができる。
ａ＝ｂにおける等式BI＝DHは無視しなくてはならないこ
と注意すべきである。なぜならば、それは状態1a＞ｂに
反しているからである。
と注意すべきである。なぜならば、それは状態1a＞ｂに
反しているからである。
状態６ 関係式ａ−ｂ−ｃ≧０から我々は可動接点ホルダ15及び
16の特性:c≦ａ−ｂである傾斜ｃを導いた。
16の特性:c≦ａ−ｂである傾斜ｃを導いた。
動作における高い信頼性を得るためには、接点において
衝撃抵抗に特に耐え得るように接点で最大の力を得られ
るようにすることが好ましい。
衝撃抵抗に特に耐え得るように接点で最大の力を得られ
るようにすることが好ましい。
横座標２の位置におけるFFはFF＝cx＋ｂ＝2c＋ｂに等し
い。
い。
ここで、ｂは正であり、状態6:c＝ａ−ｂに従って、最
大正の値ｃに対して最大力FFを得る。
大正の値ｃに対して最大力FFを得る。
従って、FF＝２（ａ−ｂ）＋ｂ＝2a−ｂを得る。
パラメータa,b,c,及びFFの相互の変化は第８図の線図に
示されている。
示されている。
この図から、その傾斜（ａ）が可動接点ホルダの力FFの
傾斜（ｃ）よりもかなり大であるとするとレバー11は滑
らかに駆動する。
傾斜（ｃ）よりもかなり大であるとするとレバー11は滑
らかに駆動する。
実際には、a/2よりも小さい値ｃを得ることができる。
本発明によれば、実質的に零の傾きをもつ傾斜ｃを有す
る可動接点を解決できる。
る可動接点を解決できる。
第９図に示した如く、可動接点ホルダはその一端をピボ
ットＹとして枢動自在に載置された接点偏平部材30から
形成され、２つの角度位置YS及びYS′間にて移動自在で
ある。この偏平部材30はスプリング31によって付勢され
ており、該スプリングの固定取付点32はピボットＹを通
って偏平部材30に直角の方向に伸長する直線Ｄ上に位置
している。この時、偏平部材は、２つの位置YS及びYS′
の中間位置に位置している。
ットＹとして枢動自在に載置された接点偏平部材30から
形成され、２つの角度位置YS及びYS′間にて移動自在で
ある。この偏平部材30はスプリング31によって付勢され
ており、該スプリングの固定取付点32はピボットＹを通
って偏平部材30に直角の方向に伸長する直線Ｄ上に位置
している。この時、偏平部材は、２つの位置YS及びYS′
の中間位置に位置している。
この場合、偏平部材30の微小角度の変動を考慮して、ス
プリング31の長さは実質的に一定に保たれかつレバーの
腕も同じく一定とされる。同様に、２つの角度位置のた
めの偏平部材30の端部に及ぼされる横力FG,F′Ｇは実質
的に等しくなる。
プリング31の長さは実質的に一定に保たれかつレバーの
腕も同じく一定とされる。同様に、２つの角度位置のた
めの偏平部材30の端部に及ぼされる横力FG,F′Ｇは実質
的に等しくなる。
このタイプの可動接点ホルダの利点は、製造中のストロ
ークの機能としていかなる力の調整をも避けることがで
きることである。
ークの機能としていかなる力の調整をも避けることがで
きることである。
第１図は死点通過型装置を用いた公知の切替スイッチを
示す概略図、第２図は第１図に示した死点通過型装置の
ロッカーの水準において動作する力を示す線図、第３図
は本発明による両衝撃切替装置の概略図、第４図は第３
図に示す装置に用いられたロッカーと共に働くスプリン
グ上の力FBの印加中において動作する力の線図、第５図
は第３図に示す装置に用いられた可動接点ホルダの一方
の水準において動作する力の線図、第６図は第３図に示
す装置の２つの可動接点ホルダの停止面の水準において
の解放状態における力およびストロークを示す線図、第
７図は復帰状態における第６図と同様の線図、第８図は
第６図及び第７図に示した線図に表したパラメータa,b,
c及びFFの相互変化を示す線図、及び第９図はスプリン
グによって付勢された可動接点ホルダであって、その停
止面の水準にて作用しているスプリングの力が実質的に
傾斜が零である実施例を示す線図である。実施例を示す
線図である。 主要部分の符号の説明 11……レバー 12,25及び26……スプリング 15,16……可動接点ホルダ 19,20,21,22……接点素子
示す概略図、第２図は第１図に示した死点通過型装置の
ロッカーの水準において動作する力を示す線図、第３図
は本発明による両衝撃切替装置の概略図、第４図は第３
図に示す装置に用いられたロッカーと共に働くスプリン
グ上の力FBの印加中において動作する力の線図、第５図
は第３図に示す装置に用いられた可動接点ホルダの一方
の水準において動作する力の線図、第６図は第３図に示
す装置の２つの可動接点ホルダの停止面の水準において
の解放状態における力およびストロークを示す線図、第
７図は復帰状態における第６図と同様の線図、第８図は
第６図及び第７図に示した線図に表したパラメータa,b,
c及びFFの相互変化を示す線図、及び第９図はスプリン
グによって付勢された可動接点ホルダであって、その停
止面の水準にて作用しているスプリングの力が実質的に
傾斜が零である実施例を示す線図である。実施例を示す
線図である。 主要部分の符号の説明 11……レバー 12,25及び26……スプリング 15,16……可動接点ホルダ 19,20,21,22……接点素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フレデリック ノアロ フランス国 92600 アスニエール シュ ールセーヌ アヴニュ エンリ バーブス 40 (56)参考文献 特開 昭47−12832（ＪＰ，Ａ) 特公 昭39−4971（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭50−37394（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭49−9586（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭53−9886（ＪＰ，Ｙ１) 米国特許4368450（ＵＳ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】死点を挾んで両側に安点位置を有し、一方
の安定位置から前記死点を通過して他方の安定位置に移
動することにより他の部材を駆動せしめる２安定死点通
過型駆動手段と、前記２安定死点通過型駆動手段により
駆動せしめられる第１スイッチ及び第２スイッチと、前
記第１スイッチ及び第２スイッチの一部に各々連結され
る第１スプリング及び第２スプリングと、を含む死点通
過型切替装置であって、 前記２安定死点通過型駆動手段は、第１及び第２位置間
を揺動し得るべく固定軸に取り付けられかつその揺動端
部に打撃部（11′）を備えるトグルレバー（11）と、前
記第１及び第２位置を各々画定するための第１停止部材
（Ａ）及び第２停止部材（Ａ′）と、前記トグルレバー
を前記第１及び第２位置の一方の位置から前記死点を通
過せしめて他方の位置に揺動せしめる制御部材（９）
と、前記トグルレバー（11）と前記制御部材（９）との
間に張設されるトグルスプリング（12）と、を有し、 前記第１スイッチ及び第２スイッチの各々は、固定接点
素子（21,22）と、前記打撃部（11′）と係合し得る係
合面（23,24）を揺動端部に備える可動接点アーム（15,
16）に支持された可動接点素子（19,20）と、を有し、 前記第１スプリング（25）及び第２スプリング（26）
は、前記第１スイッチ及び第２スイッチが共に閉成する
ように前記各々の可動接点アーム（15,16）を付勢すべ
く張設され、 前記第１スプリング及び第２スプリングが前記可動接点
アーム（15,16）に及ぼす付勢力は、前記トグルレバー
（11）が及ぼす付勢力よりも小さい値をなし、 前記トグルレバー（11）は、前記可動接点アーム（15,1
6）の各々に駆動力（FC）を及ぼし、前記駆動力（FC）
はその変位の増加に対して第１の傾斜（ａ）で直線的に
増加する関係をなし、 前記可動接点アームの各々（15,16）は、前記トグルレ
バー（11）に対して抵抗力（FF，FO）を及ぼし、前記抵
抗力（FF，FO）はその変位の増加に対して第２の傾斜
（Ｃ）で直線的に増加する関係をなし、 前記第１の傾斜（ａ）は、前記第２の傾斜（Ｃ）よりも
大である、 ことを特徴とする死点通過型切替装置。 - 【請求項２】前記第１スイッチ及び第２スイッチは、通
常閉成していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の死点通過型切替装置。 - 【請求項３】前記可動接点アーム（15,16）は、第１の
角度位置から第２の角度位置まで軸（17,18）まわりに
揺動すべく取り付けられ、 前記第１スプリング（25）及び第２スプリング（26）
は、前記軸（17,18）を通りかつ前記可動接点アームが
前記第１の角度位置及び第２の角度位置から等しい角度
位置である第３の角度位置に位置する状態で前記可動接
点アーム（15,16）に垂直な直線上に位置する固定取り
付け点に、その一端が取り付けられている、ことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の死点通過型切替装
置。 - 【請求項４】前記停止部材（A,A″,A）は、前記トグ
ルレバー（11）と係合すべく位置付けられている、こと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の死点通過型切
替装置。 - 【請求項５】前記停止部材は、前記可動接点アーム（1
5,16）と係合すべく取り付けられている、ことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の死点通過型切替装置。 - 【請求項６】少なくとも前記可動接点アーム（30）が前
記トグルレバー（11）に対して抵抗力を及ぼし、前記抵
抗力は前記トグルレバーの変位に対して一定値である、
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の死点通過
型切替装置。 - 【請求項７】少なくとも前記可動接点アーム（30）は、
第１の角度位置から第２の角度位置まで軸（Ｙ）まわり
に揺動すべく取り付けられ、 前記第１スプリング（30）は、前記軸（Ｙ）を通りかつ
前記可動接点アームが前記第１の角度位置及び第２の角
度位置から等しい角度位置である第３の角度位置に位置
する状態で前記可動接点アーム（30）に垂直な直線上に
位置する固定取り付け点に、その一端が取り付けられて
いる、ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の死
点通過型切替装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8611737 | 1986-08-14 | ||
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