JPS5986114A

JPS5986114A - 偶発的に過電圧のかかつた金属構造物を自動的に接地するための装置

Info

Publication number: JPS5986114A
Application number: JP18434983A
Authority: JP
Inventors: クリステイアン・ガゾ−ラ
Original assignee: RIYUSHIAN FUERAZU E CO
Current assignee: RIYUSHIAN FUERAZU E CO
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1984-05-18
Also published as: DE3372242D1; FR2534080B1; FR2534080A1; EP0105816B1; JPH0443369B2; EP0105816A1

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】金属構造物に偶発的に高電圧がかかった場合の事故を防
止すべく、該金属構造物を大地に自動的に接続する装置
を具備させることは既に知られている。

高電圧がかかる瞬間と前記装置が接地を行う瞬間との間
には、極めてわずかとは言え、無視し得ない程度の時間
的な開きがあるが、この短かい時間の間であれば耐えら
れ得るような、さして危険でない比較的穏和な電圧（例
えば９０ボルト程度）に対して、該金属構造物と大地と
の間に制御火花ギャップを設けるととにより、感電の危
険の完全な防止を図ることも既に知られている。

本発明の目的は、この種の装置を、作動が特に確実で、
かつ構造のより簡単なものにすることである。

本発明の装置は電磁スイッチの形態をとり、そのコイル
は、電流の強度が比較的太である場合においてのみ該ス
イッチを始動させ、一過性の弱い電流は、スイッチを始
動させることなく短絡させる。

本装置が火花ギャップを有する場合には、この火花ギャ
ップ１ｄ１スイツチが作動する際に該スイッチのコイル
のインダクタンスによって生じた過電圧よりも高いしき
い値のもとにおいてのみ始動するようであると好都合で
ある。

また、このスイッチが数個の弾性的なコンタクトを有す
る場合には、それらの振動の態様が種々罠異なるように
して、コンタクトの同時的なはね帰りに帰因する作動の
逆行を防止するのが望ましい。

また、要すれば、かかった電圧の正負に応じて本発明の
装置を選択的に始動させることを可能にするような装置
を具備させることもできる。

以下、図面を参照して説明すると、本装置は２つの半片
１および２を合体してなるケーシングを有し、両半片は
ボルト３にて互いに固定される。

とり、らの半片１および２は、絶縁性の材料を、語構成
要素を内蔵すべく所望の形状に鋳造してなるものである
。これらの半片の接合面は、纂２図のＩ−Ｉ線で示す。

また、逆に、第１図は第２図のＩ−Ｉ線で示す方向より
見た図である。

上記ケーシングの底部には、断面の大きな２つの端子４
および５が設けられ、これらは、２つの平だい導線６お
よび７をそれぞれ受けるべく、外部へ突出している。導
線６および７は、それぞれ、大地ならびに当該金属構造
に接続されておシ、ねじ８および９にて前記端子４およ
び５に固定される。端子４および５の各々は、ケーシン
グの内部において、固定コンタク）１０および１１をそ
れぞれ具備しており、とれらの２つのコンタクト１゜お
よび１１は、互いに向かいあって位置させられ、複数個
の要素よりなる後述の可動コンタクトシステム１２によ
って電気的に接続される。

上記２つの固定コンタクト１０および１１の間には１つ
の可動な垂直ロッド１３が設けられ、該垂直ロッド１３
は、ケーシング内の円筒状空所内を摺動する。該円筒状
空所の下端はリブ１ａおよび２ａ（第２図）、上端はリ
ブ１ｂおよび２ｂよりなり、上端のリブｌｂ、２ｂにけ
裂溝が設けであるが、これについては後述中る。ロッド
１３は、その底部に腕木１４を有して繁り、この腕木１
４の下面には、４つの可動コンタクト１５が当接する。

こ札らのコンタクト１５は、平たいバーの形態をとり、
その先喘部に先頭状の接触片１６を具備している。これ
らの接触片１６は、ロッド１俺が待ち一ヒげられる際に
、前記固定側ンタク）１０および１１と接触する。これ
らの可動コンタクト１５は、第２図に示すように、ロッ
ド１３０両側に２本ずつ、対称に配置されている。そし
て、これらのコンタクト１５は、板はね１７にて上方に
付勢されており、該板ばね１７は、その中央部を第２の
腕木１８に固定されている。この第２の腕木１８は、ロ
ッド１３の下端部に、該下端部の肩とナツト１９によっ
て、締着固定される。これらの腕木１４と１８がロッド
１３の軸を中心に回転するのを防いで、前記コンタクト
１５を腕木１４゜１８に対して垂直の位置に維持するた
めに何らかの適当な処置をとることは言うまでもない。

図示しだ実施例の場合、ＩＣならびに１ｄで示したよう
な、腕木を充分な遊びをもって包囲する）ｊブがケーシ
ングに設けである。また、コンタクト１５の下面に突起
部を設け、これを板ばねの表面に設けた溝と係合させる
か、もしくは腕木１４の下面に案内溝を設けて、これに
コンタクト１５を係合させることもできる。

板はね１７、接触片１６ならびにノ（−（コンタクト）
１５は、異々る振動特性を有するように作るのが良い。

ロッド１３は、リブ’　ａ　＋　２　ａの上方に第１の
リング２０を有し、このリング２０には、リブ１ａ、２
ａに支承された圧縮スプリング２１が当接する。このリ
ング２０の上方には、もう１つΩリング２２が設けられ
、このリング２２は、通常はローラ２３に当接している
。該ローラ２３は、直角レバー２４の垂直枝に保持され
ており、該直角レバー２４は、下方の軸２５に支承され
ている。

この＠２５０両端は、ケーシング１−２のリブ１ｅ、２
ｅに設けられた盲穴に係合している。そして、コイルば
ね２６が設けられて、これが、前記直角レバー２４を、
ローラ２３と座金（リング）２２が接触し合う状態にな
る方向に回転するように付勢している。

図に示すように、レバー２４は１枚の薄板より作られ、
その中央部はレバーの水平底部２４ａを構成し、両側部
はＬ字形に曲がった垂直アーム２４ｂとなっている。ロ
ー２２３は、その両端において、前記垂直アーム２４ｂ
の上端部に設けられた孔により軸支される。

レバー２４の前記水平底部２４ａには、コイルすなわち
電磁石２８の可動鉄心と一体に作られた先頭ピン２７の
先端が接触している。前記コイルす々わち電磁石２８は
、それが励磁された際に前記先頭ピン２７を下降させる
ように作られている。

この電磁石２８には、前記可動鉄心の他に、これに対応
する固定鉄心が設けてあね、この固定鉄心を、磁性を持
たない金属よねなるロッドが貫通するが、この種の電磁
石は周知のものであるから、内部構造についての記述は
省略する。ただ、注目を要するのは、前記固定鉄心の下
部は、表面にねじ山を切った部分２９となって下方へ延
びていることで、該部分２９には、輪金３０が螺合し、
該輪金３０は、ケーシングの両半片（第１図にはそのう
ちの一方の半片のみを示す）におけるリブにより形成さ
れた空所内に保持されている。そして、該空所は、前記
ねじ山を切った部分２９によシ、自由に貫通される。上
記構造により、コイル（電磁石）２８の高さをレバー２
４の水平底部２４ａに関して調節することが可能となる
。

ケーシングの半片２は、外部に開口したブツシュ状部分
２ｇを有し、その内部を押しボタン３１が摺動する。該
押しボタン３１Ｆｉ、短ロッド３２と一体に作られ、こ
の短ロッド３２は、前記プツシ−状部分２ｇの底面をｔ
ｉしてベルクランク３３の一端に連結される。該ベルク
ランク３３の他端は軸３４に支承さ、れ、該軸３４は、
ケーシングの両半片１および２とそれぞれ一体に作られ
た突出部１ｈおよび２ｈの間にはさまれている。また、
先述の、リプ２ｂＫおけろ裂溝は、ベルクランク３３の
ための通路を与えている。図示するように、短ロッド３
２とベルクランク３３の間の連結は、該ベルクランクに
設けた長穴３３ａと、これを貫通する軸３５によって行
う。ブツシュ２ｇの内部においては、スプリング３６が
短ロッド３２に装着され、押しボタンの外方への復帰力
を与える。

また、図示するように、ベルクランク３３の軸３４側の
腕は、休止位置においてはほぼ水平であシ、かつロッド
１３の上端よりもわずかに上方に位置している。そして
、この状態においては、ロッド１３は、そのリング２２
がローラ２３によって保持されているため、低位置にあ
る。

ケーシングの両半片１および２は、それぞれ、内部に溝
１ｉ（第１図）を有しており、これらの向かい合った２
つの溝１１を通して、プリント配線パネル３７が差し込
まれる。

また、端子５は上方へ延びていて、ねじ山の切っである
ロッド３８を有し、該ロッド３ＢＫｔｄナツト３９が螺
合して、環状サイリスタ４０を締着する。

第３図は、本装置の概略配線図である。図中、４１ば、
過電圧から保護すべき当該金属構造物を示す。この金諜
構造物４１は、断面の大きな導線７によって端子５に統
御されている。一方、端子４は、同様の断面の導線６に
よって大地４２に接続されている。プリント配線３７は
、導線４３゜４４を介して、金属構造物４１と大地４２
の間に接続される。このプリント配線３７は、出力端子
を有しており、この出力端子は導線４６を介してサイリ
スク４０の制御電極に接続されている。そして、サイリ
スタ４０は、導線４７を介して前記溝Ｒ７に、オだ、導
線４８を介してコイル２８に接続され、コイル２８は、
導線４９と導線６を介して大地４２に接続されている。

通常の状態においては、ロッド１３は、リング２２の上
部に泣所するローラ２３にょシ、スプリング２１の力に
打ち克って、低位置に維持されており、回路１は、コン
タクト１ｏと１１の間において開いている。プリント配
線３７け、当該金属構造物に危険な電圧の発生したこと
を感知すると、サイリスタ４０を始動させる。そして、
サイリスタ４０′＋、コイル２８を導線７へ、すなわち
過電圧のもとにある構造物４１に接続する。こうして電
流の供給を受けたコイル２８は電磁石として働き、その
可動鉄心は下降し、先頭ピン２７がレバー２４を第１図
において左巻き方向に回転させる。

その結果、ローラ２３はリング２２を解放する。

こうして解放されたロッド１３１は上方へ移動し、コン
タクト１０および１１に接触（第４図）して、当該構造
物を確実に大地へ接続し、もって過電圧を消滅させる。

その際、当該回路網に超電圧が生ずるならば、安全器を
作動させてもかまわない。

本発明のスイッチにおける弾性コンタクトは、振動特性
が種々に異々ろため、そうでない場合には短時間とは言
え起とり得るはね返り現象１ｄ、本発明の場合、−切部
こらない。

事故の原因の消滅した後においては、押しボタン３１を
押せば、本装置１ｄ再びセットされることになる（第５
図）。そうすると、ベルクランク３３は、第２図および
第５図において右巻き方向に回転させられ、その上方の
腕は下降して、ロッド１３を、スプリング２１の力に打
ち克って押し下げる。

コイル２８ｆ−ｊもはや電流の供給を受けていないので
、コイルばね２６けローラ２３をリング２９上にもたら
して、第１図に示した当初位置に復帰させる。

先に述べたように、コイル２Ｂおよびその磁気回路は、
弱いインピーダンスを有するように設けられ、スイッチ
の始動を惹き起こすような比較的高い電流強度を欠くよ
うにされる。こうして、一過性の電圧の作用で本発明の
装置が不慮の始動をなすことが回避され、そうした電圧
は、本装置に作用することなく接地された状態にあるこ
とになる。また、上記のように作られたコイルは、始動
する際に、過電圧の電流のかなりの部分を分流させる。

第３図の概略配閣図においては、火花ギャップ５０が示
しであるが、これはしばしば導線（図では５１および５
２）を介して当該構造物と大地の間に並列配置されるも
ので、過電圧が発生してがら木製［野が始動するまでの
間に経過せざるを得ない極めて短かい畦間の間において
、該過電圧を制限する機能を有するものであって、適当
なガス（ネオン等）を封入した管内に設けられる。さて
。

この火花ギャップが本発明のスイッチの作動を妨げるよ
うなことがあってはならず、そのため、コイル２８は、
その端子における最大電圧が火花ギャップの機能する電
圧の最大よりも低い場合、例えば火花ギヤノブの封入ガ
スがネオンの場合で５０ボルト（電圧り、ｄｉ／ｄｔ）
の時にも確実に始動するように作られる。

第６図の変形例においては、当該構造物４１と大地４２
の間に発生し得る過電圧は正もしくは負のいずれかであ
り、かつそれぞれの場合に応じて別々の始動しきい値を
決定することが望まれるものと仮定する。

この場合においてもやケ郵、サイリスタ４０を制御する
ための検出回路（プリント配線）３７を使用する。ただ
し、この検出回路は、過電圧の正負のいずれか一方に対
してのみしか応答しないという意味において、極性を付
与されている。例えば、図示の例の場合、回路３７は、
正の過電圧に対してのみ応答し、負の場合には何らの干
渉も行わ々いように作られる。さて、この変形例におい
ては、もう１つの検出回路５３が設けられ、この回路５
３は、導線５４を介して当該構造物に、また別の導線５
５を介して先述の導線４４に接続されている。この男２
の検出回路５３は第１の検出回路３７と並列に配置され
るが、前者は後者とは反対の極性を与えられていて、負
の過電圧に対してしか応答しない。この回路５３は導線
５６を介してサイリスタ５７を制御する。該サイリスタ
５７は、導線５８および５９を介して、導線４８および
導線７に接続されている。容易に理解されるように、当
該構造物と大地の間に発生する過電圧が正であるか負で
あるかのいずれかによって、検出回路３７と５３のいず
れか一方のみが応答し、これらは要すれば始動しきい値
が互いに異なるようにして制御され得乙。

また、場合によっては、例えば正負のいずれか一方のみ
の電圧を除去し得るようにする目的で、導線４６と５６
にスイッチを設けることも可能である。

なお、上の記述１ｄ単に本発明の実施例を示したに過ぎ
々いものであって、何ら限定的な意味は持たず、均等物
による１置き換えは本発明の範囲を超えるものではない
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は、内部構造を示
すべくケーシングの半片の一方を除去した本発明の装置
の一部断面正面図、第２図は、第１図の■−■線による
断面図で、ケーシングの接合面Ｉ−Ｉを示す図、第３図
は、概略配線図、第４および５図は、それぞれ、本装置
の始動時および復帰時の状態を異なる個所において示し
た部分詳細図、第６図は、当該構造にかかる電圧の正負
に応じて本装置を始動させる実施例の概略配線図である
。１．２・・・鴫造片　　　　１０．１１．１２・・・ス
イッチ１３・・・・・・ロ　ノ　ド　　　　　２２・・
・・・・リング２３・・・・・・止め部（ローラ）　２
４・・・・・・レバー２７・・・・・・ピ　ン　　　　
２８・・・・・・電磁石３０・・・・・・ナツト　　　
　３３・・・・・・ベルクランク４１・・・・・・金属
構造物出願人ＩＪニジアン・フェラス・工・コンパニ代　理　
人　弁理士　岡　１）英　彦工◆１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　直接的に、もしくはサイリスタ等を介して制
御を行なう検出回路と、金属構造物と大地の間に設けら
れたスイッチを閉じる機能を有する電磁石とを含む、偶
発的に過電圧のかかった金属構造物を自動的に接地する
ための装置であって、電磁石２８は電流強度の比較的高
い場合にのみスイッチ１０．１１．１２を始動させるよ
うにして、エネルギーの小さな一過性の電流は、前記ス
イッチ１０．１１．１２を閉じることなく短絡させられ
るようにしたことを特徴とする装置。
（２）前記スイッチ１０，１１．１２が始動するまでの
間に経過せざるを得ない短かい時間の間における感電の
危険を回避すべく、金属構造物と大地との間に火花ギャ
ップを設けて電圧の制限を図る場合において、該火花ギ
ャップの機能する電圧しきい値の方が前記電磁石２８の
機能時にその端子に存在する過電圧（Ｌ、ｄｉ／ｄｔ）
よりも高い状態にあるようにすべく、電磁石２８のイン
ピーダンスを十分に弱くしたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の装置。
（３）互いに反対の極性を付与された２つの検出回路３
７．５３を有し、金属構造物にかかった電圧の極性に応
じた２つの異なる始動しきい値を具備させられたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項のいず
れか１つに記載の装置。
（４）前記２つの検出回路３７．５３は、選択的に開閉
可能にされ、もって始動電圧の極性によって始動を選択
的に行い得るようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第３項に記載の装置。
（５）　　スイッチが複数個の弾性コンタクトを有する
場合において、これらのコンタクトは種々に異なる振動
態様を有するようにし、もって同時的なはね返りを回避
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項
までのいずれか１つに記載の装置。
（６）可動コンタクトは１本のロッドに取りつけられ、
核ロッドはスプリングによって対応固定コンタクトの方
向に付勢され、一方、電磁石の作用によって前記ロッド
を解放するロッド保持機構が設けられ、該機構は、該ロ
ッドに固定された突出部と、電磁石にて制御される揺動
レバーに設けられて前記突出部と協働する止め部よりな
り、前記突出部は、コンタクトを保持するロッドに固定
されたリング２２より構成され、一方、止め部２３を保
持するレバー２４はＬ字形の形態をと９、その第１枝は
前記ロッド１３に対してほぼ平行に延び、また、その第
２枝は電磁石２８の可動鉄心と一体に作られたピン２７
の作用を受けることを特徴とする特許請求の範囲第１項
から第５項までのいずれか１つに記載の装置。
（７）前記レバー２４に保持、される前記止め部はロー
ラの形態をとることを特徴とする特許請求の範囲第６項
に記載の装置。
（８）　　ケーシングは２つの鋳造片よりなり、電磁石
の固定鉄心は、ねじ山を切った部分２９となって延び、
該部分２９は前記鋳造片の接合面■−■沿いに延びてケ
ーシングのリブ１ｆを貫通し、前記リブ１ｆは前記部分
２９と螺合するナツト３０を囲んで保持する構造により
、電磁石２８を回すだけで始動の調整を行い得るように
したことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の装
置。
（９）　　電磁石２８のピン２７ば、レバー２４の中央
の底面２４ａに作用し、該底面２４ａは、その両側部に
おいて該レバーのＬ字形の２本の枝を曲折してなること
を特徴とする特許請求の範囲第６項から第８項までのい
ずれか１つに記載の装置。Ｑｌ　　押しボタン式すセント機構を有し、該リセッ）
！構は、前記ロッド１３に対して実質的に平行な第１の
部分を有するベルクランク３３よりなり、前記第１の部
分はそれに対して実質的に９０°傾斜した第２の部分と
なって延び、該第２の部分の末端部には、押しボタンの
ロッド３２が適当な連結機１ｆｉ３３　ａ　−３５を介
して作用することを特徴とする特許請求の範囲第６項か
ら第９項までのいずれか１つに記載の装置。 α１）前記ロッド１３は、ケーシングの鋳造片１゜２の
接合面Ｉ−Ｉ内に位置させられ、かつ前記鋳造片１，２
に向かい合せに設けられたリブＩＢ　−２ａならびに１
ｂ−２ｂＫより形成された空所内を案内されることを特
徴とする特許請求の範囲第６項から第９項までのいずれ
か１つに記載の装置。