Brevet FR2897979A1 — publié le 20070831

TITRE DE L'INVENTION Dispositif déclencheur de disjoncteur électrique RENVOI A DES DEMANDES APPARENTEES La présente demande se fonde et revendique priorité de la demande de brevet japonais N 2006-05155 déposée le 27 février 2006. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention La presente invention concerne un dispositif déclencheur d'un disjoncteur électrique, en particulier un dispositif déclencheur qui est avantageusement appliqué à un dispositif électromagnétique du type déclencheur dans lequel un électroaimant est actionné et une opération de déclenchement est effectuée par un mécanisme de déclenchement lorsqu'un courant de surintensité ou de fuite passe dans un circuit principal. Description de la technique apparentée déclencheur Un Les disjoncteurs de circuits et les disjoncteurs de fuite à la terre sont généralement dotés d'un dispositif dispositif déclencheur de disjoncteur électrique détecte un courant anormal de surintensité ou de fuite passant dans le circuit mécanisme principal en fonction ouvrir le circuit principal. 25 dispositifs de déclenchement de principal et déclenche un du signal de détection pour Ces dernières années, les disjoncteurs ont de plus en plus utilisé des dispositifs électromagnétiques du type déclencheur incorporant un électroaimant du type déclencheur. La figure 3 est une vue en coupe schématique d'un 30 dispositif déclencheur de disjoncteur électrique classique. Sur la figure 3, un logement 202 loge une unité formant bobine 201, dans laquelle un plongeur 206 ayant une butée 206a pénètre librement, de façon à en faire saillie. Un coulisseau 203 est disposé de façon à coulisser dans le sens de saillie du plongeur 206, et son déplacement dans le sens de saillie du plongeur est retenu par la butée 206a. Le coulisseau 203 est maintenu fixement sur le plongeur 206 par une bague d'ancrage 207. Entre l'unité formant bobine 201 et le coulisseau 203 est intercalé un ressort de déclenchement 205, qui pousse le coulisseau 203 dans le sens de saillie du plongeur 206 La figure 4 est une vue en coupe schématique d'un dispositif électromagnétique du type déclencheur classique. Sur la figure 4, une bobine 102 est enroulée sur un cadre de bobine 101 et est contenue dans une culasse 103 ayant une section droite en forme de U. Deux éléments de culasse 104 sont disposés sur la culasse 103, de façon à relier les deux branches de la culasse 103. Un aimant permanent 105 est disposé sur le fond de la culasse 103. L'aimant permanent 105 est magnétisé dans la direction de son épaisseur. Un stator 107 constitué d'un matériau magnétique est disposé sur l'aimant permanent 105. Un plongeur 106 pénétrant dans le cadre de bobine 101 et conçu de façon à faire saillie au-dessus des éléments de culasse 104 est disposé en regard du stator 107. Entre le plongeur 106 et le cadre de bobine 101 est prévu un guide 110, qui supporte le plongeur 106 d'une manière saillante. A l'extrémité du plongeur 106 est prévue une butée 109 qui retient un coulisseau sur le plongeur 106. Entre les éléments de culasse 104 et la butée 109 est intercalé un ressort de déclenchement 108, qui pousse le plongeur 106 dans le sens de saillie A2 du plongeur 106. L'aimant permanent 105 attire le plongeur 106 dans le sens opposé au sens de saillie A2 et tend à tirer le plongeur 106 à l'encontre de la force de ressort exercée par le ressort de déclenchement 108. La force d'attraction F1 de l'aimant permanent 105 dans le sens opposé au sens de saillie A2 du plongeur 106 est prévue pour surpasser la force de ressort F2 du ressort de déclenchement 108 dans le sens de saillie A2 du plongeur 106. Lorsque le circuit principal est à l'état fermé, la bobine 102 n'est pas alimentée en courant électrique, et le plongeur 106 est maintenu en contact avec le stator 107. Dans cet état, le plongeur 106 a une marge de force de retenue (F1 - F2). Lorsqu'un courant anormal de surintensité ou de fuite à la terre passe dans le circuit principal, le courant anormal est détecté par un circuit de détection et un courant électrique est envoyé à la bobine 102. Le courant envoyé à la bobine 102 forme un champ magnétique inverse du champ magnétique généré par l'aimant permanent 105, ce qui réduit la force d'attraction F1 de l'aimant permanent 105. La force de ressort F2 du ressort de déclenchement 108 surpasse donc la force d'attraction F1. En conséquence, le plongeur 106 fait saillie dans le sens de saillie A2. Lorsque l'aimant permanent 105 produit la force d'attraction F1, le flux magnétique passe par le chemin RB4 . aimant permanent 105 -* stator 107 -entrefer B42 -* plongeur 106 -> entrefer B41 -* élément de culasse 104 -+ culasse 103. Le passage du champ magnétique produit par l'aimant permanent 105 est obstrué par l'entrefer B41. (L'entrefer B42 est pratiquement nul du fait que le plongeur 106 est en contact avec le stator 107). Le champ magnétique inverse produit par la bobine 102 passe également par le chemin R54, dans le sens inverse. En conséquence, l'entrefer B42 obstrue le passage du flux magnétique du champ magnétique inverse produit par la bobine 102. (Du fait que le plongeur 106 s'écarte du stator 107, l'entrefer B42 existe). Par conséquent, la résistance magnétique rencontrée par la bobine 102 augmente. Du fait que le dispositif électromagnétique du type déclencheur de la figure 4 a une structure symétrique vis-à-vis du plongeur 106, le chemin RB4 d'un seul côté est représenté sur la figure. Le document de brevet 1, par exemple, décrit un procédé dans lequel une entretoise de contact constituée d'un matériau non magnétique est prévue entre un plongeur et une surface de contact d'une culasse fixe, afin d'empêcher les variations de la force de retenue exercée par un aimant permanent sous l'effet d'un basculement du plongeur et de garantir une condition d'attraction stable du plongeur. [Document de brevet 1] Demande de brevet japonais publiée et non examinée N 2005-268031 DESCRIPTION DE L'INVENTION Problèmes à résoudre par l'invention Dans un dispositif déclencheur de disjoncteur électrique classique, lorsque le plongeur 106 fait saillie dans le sens de saillie A2, des suies ou des poussières générées en cas de coupure du circuit sont susceptibles de s'introduire dans l'entrefer B41. Par conséquent, un dispositif déclencheur de disjoncteur électrique classique pose des problèmes de diminution de la force d'attraction F1 de l'aimant permanent 105 et de saillie accidentelle du plongeur 106 en raison de vibrations ou d'un choc ; ces problèmes sont provoqués par les impuretés qui se sont introduites sur la surface de contact entre le plongeur 106 et le stator 107. Un but de l.a présente invention consiste donc de mettre à disposition un dispositif déclencheur de disjoncteur électrique qui empêche l'intrusion de contaminants sur une surface de contact entre un plongeur et un stator. Moyens pour résoudre les problèmes Pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, un dispositif déclencheur de disjoncteur électrique comprend: un plongeur maintenu saillant dans une direction prédéterminée ; un stator disposé en regard du plongeur ; un coulisseau retenu à une extrémité du plongeur ; un ressort de déclenchement poussant le coulisseau dans le sens de saillie du plongeur ; un aimant permanent retenant le ressort de déclenchement dans un état comprimé ; une culasse constituant un circuit magnétique pour le flux magnétique émanant de l'aimant permanent, de façon qu'il traverse le plongeur et le stator ; un électroaimant formant, selon la détection d'un courant anormal, un champ magnétique inverse opposé au champ magnétique produit par l'aimant permanent ; et un organe souple recouvrant le ressort de déclenchement et capable de s'étendre et de se contracter en suivant le déplacement en saillie du plongeur. Cette structure permet de réaliser une protection autour du plongeur, au moyen de l'organe souple, sans gêner l'opération de saillie du plongeur. Lorsque le plongeur fait saillie, la structure empêche que des suies et des poussières générées en cas de coupure du circuit ne s'introduisent dans un entrefer, ce qui empêche la diminution de la force d'attraction de l'aimant permanent. Une saillie accidentelle du plongeur due à des vibrations ou à un choc est également évitée, ce qui améliore la fiabilité du dispositif déclencheur. Un dispositif déclencheur de disjoncteur électrique suivant l'invention comprend: un plongeur maintenu saillant dans un sens prédéterminé ; un stator disposé en regard du plongeur ; un coulisseau retenu à une extrémité du plongeur ; un organe souple qui est disposé sous le coulisseau et qui recouvre une partie saillante du plongeur, qui pousse le coulisseau dans le sens de saillie du plongeur, et qui est capable de s'étendre et de se contracter en suivant le déplacement en saillie du plongeur ; un aimant permanent retenant l'élément souple dans un état comprimé ; une culasse constituant un circuit magnétique pour le flux magnétique émanant de l'aimant permanent, de façon qu'il traverse le plongeur et le stator ; et un électroaimant formant, selon la détection d'un courant anormal, un champ magnétique inverse opposé au champ magnétique produit par l'aimant permanent. Cette structure permet également de réaliser une protection autour du plongeur, au moyen de l'organe souple, sans gêner l'opération de saillie du plongeur. L'organe souple pousse le plongeur dans le sens de saillie, c'est-à-dire que l'organe souple sert également de ressort de déclenchement. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir un ressort de déclenchement pour pousser le coulisseau dans le sens de saillie du plongeur, ce qui évite une augmentation de coût. Lorsque le plongeur fait saillie, cette structure empêche également l'intrusion des suies et des poussières générées en cas de coupure du circuit, ce qui améliore la fiabilité du dispositif déclencheur. Un dispositif déclencheur de disjoncteur électrique est caractérisé, suivant un perfectionnement par le fait que l'organe souple est un produit moulé. Cette caractéristique offre un organe souple très fiable tout en évitant une augmentation de coût de l'organe souple. Effet de l'invention Tel que décrit ci-dessus, l'invention empêche que des suies et des poussières générées en cas de coupure du circuit ne s'introduisent dans un entrefer lorsque le plongeur fait saillie. La force d'attraction exercée par l'aimant permanent ne peut donc pas diminuer. Une saillie accidentelle du plongeur due à des vibrations ou à un choc est également évitée, ce qui augmente la fiabilité du dispositif déclencheur. Meilleur mode de mise en œuvre de l'invention Nous allons maintenant décrire certaines formes de réalisation préférées d'un dispositif déclencheur de disjoncteur électrique selon l'invention, par référence aux dessins ci-joints. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS vue en coupe schématique d'un disjoncteur électrique selon un de réalisation de l'invention. vue en coupe schématique d'un disjoncteur électrique selon un de réalisation de l'invention. vue en coupe schématique d'un disjoncteur électrique selon la en coupe schématique d'un dispositif électromagnétique du type déclencheur selon la 25 technique antérieure. La figure 1 est une vue en coupe schématique d'un dispositif déclencheur de disjoncteur électrique selon un premier aspect d'une forme de réalisation de l'invention. En se reportant à la figure 1, une bobine 2 est 30 enroulée sur un cadre de bobine 1 et logée dans une culasse 3 ayant une section droite en forme de U. Sur la culasse 3 sont disposés des éléments de culasse 4, qui relient les La figure 1 est une dispositif déclencheur de premier aspect d'une forme La figure 2 est une dispositif déclencheur de deuxième aspect d'une forme La figure 3 est une dispositif déclencheur de technique antérieure. La figure 4 est une vue deux branches de la culasse 3, et un stator 10 constitué d'un matériau magnétique est disposé sur le fond de la culasse 3. Le stator 10 peut être maintenu fixement sur le fond de la culasse 3, par exemple, par matage. Un plongeur 6, qui passe dans le cadre de bobine 1 et qui est construit de façon à faire saillie au-dessus des éléments de culasse 4, est disposé en regard du stator 10. Un aimant permanent 5 de forme cylindrique annulaire et magnétisé dans la direction axiale est disposé sous le cadre de bobine 1 et entoure le stator 10 et le plongeur 6. Un cylindre 7 ayant une configuration cylindrique annulaire et maintenant le plongeur 6 de manière saillante est prévu dans l'entrefer entre le plongeur 6 et le couple formé par le cadre de bobine 1 et l'aimant permanent 5. Le plongeur 6 est inséré dans le cadre de bobine 1 et l'aimant permanent 5 avec le cylindre 7 entre eux. A l'extrémité supérieure du plongeur 6 est prévue une butée 6a qui retient un coulisseau 9 sur le plongeur 6. Entre les éléments de culasse 4 et le coulisseau 9 sont intercalés un ressort de déclenchement 8 pour pousser le plongeur 6 dans le sens de saillie Al du plongeur 6, et un ressort de réarmement 11 pour repousser le coulisseau 9. Autour du ressort de déclenchement 8 est disposé un organe souple 12 qui est capable de s'étendre et de se contracter en suivant le déplacement en saillie du plongeur 6, et qui est conçu de façon à recouvrir le ressort de déclenchement 8. L'organe souple 12 peut être un produit moulé. L'aimant permanent 5 attire le plongeur 6 dans le sens opposé à celui de saillie Al et tend à tirer le plongeur 6 à l'encontre de la force de ressort exercée par le ressort de déclenchement 8. La force d'attraction F1 de l'aimant permanent 5 dans le sens opposé à celui de saillie Al du plongeur 6 est prévue pour surpasser la force de ressort F2 du ressort de déclenchement 8 dans le sens de saillie Al du plongeur 6. Lorsque le circuit principal est à l'état fermé, la bobine 2 n'est pas alimentée en courant électrique, et le plongeur 6 est maintenu en contact avec le stator 10. Dans cet état, le plongeur 6 a une marge de force de retenue (F1 - F2). Lorsqu'un courant anormal de surintensité ou de fuite passe dans le circuit principal, le courant anormal est détecté par un circuit de détection et un courant électrique est envoyé à la bobine 2. Le courant envoyé à la bobine 2 forme un champ magnétique inverse du champ magnétique généré par l'aimant permanent 5, ce qui réduit la force d'attraction Fl de l'aimant permanent 5. La force de ressort F2 du ressort de déclenchement 8 surpasse donc la force d'attraction F1. En conséquence, le plongeur 6 fait saillie dans le sens de saillie Al. L'organe souple 12 disposé autour du ressort de déclenchement 8 permet de réaliser une protection autour du plongeur 6, au moyen de l'organe souple 12, sans gêner l'opération de saillie du plongeur 6. Lorsque le plongeur 6 fait saillie, l'organe souple empêche que des suies et des poussières générées en cas de coupure du circuit ne s'introduisent dans un entrefer C11, ce qui empêche la diminution de la force d'attraction de l'aimant permanent 5. Une saillie accidentelle du plongeur 6 due à des vibrations ou à un choc est également évitée, ce qui améliore la fiabilité du dispositif déclencheur. Lorsque l'aimant permanent 5 produit la force d'attraction F1, le flux magnétique passe par le chemin RB1 : aimant permanent 5 --+ culasse 3 - stator 10 -* plongeur 6. Le passage du champ magnétique produit par l'aimant permanent 5 est obstrué par l'entrefer B11. D'autre part, le champ magnétique inverse produit par la bobine 2 passe par le chemin RC1 : stator 10 --* plongeur 6 -> élément de culasse 4 -> culasse 3. Le passage du flux magnétique produit par la bobine 2 est obstrué par l'entrefer C11. Du fait que le dispositif électromagnétique du type déclencheur de la figure 1 a une structure symétrique vis-à-vis du plongeur 6, les chemins RB1 et RC1 d'un seul côté sont représentés sur la figure. La figure 2 est une vue en coupe schématique d'un dispositif déclencheur de disjoncteur électrique selon un deuxième aspect d'une forme de réalisation de l'invention. En se reportant à la figure 2, une bobine 22 est enroulée sur un cadre de bobine 21 et logée dans une culasse ayant une section droite en forme de U. Sur la culasse 23 sont disposés des éléments de culasse 24, qui relient les deux branches de la culasse 23, et un stator 30 constitué d'un matériau magnétique est disposé sur le fond de la culasse 23. Le stator 30 peut être maintenu fixement sur le fond de la culasse 23, par exemple, par matage. Un plongeur 26, qui passe dans le cadre de bobine 21 et qui est construit de façon à faire saillie au-dessus des éléments de culasse 24, est disposé en regard du stator 30. Un aimant permanent 25 de forme cylindrique annulaire et magnétisé dans la direction axiale est disposé sous le cadre de bobine 21 et entoure le stator 30 et le plongeur 26. Un cylindre 27 ayant une configuration cylindrique annulaire et maintenant le plongeur 26 de manière saillante est prévu dans l'entrefer entre le plongeur 26 et le couple formé par le cadre de bobine 21 et l'aimant permanent 25. Le plongeur 26 est inséré dans le cadre de bobine 21 et l'aimant permanent 25 avec le cylindre 27 entre eux. A l'extrémité supérieure du plongeur 26 est prévue une butée 26a qui retient un coulisseau 29 sur le plongeur 26. Entre les éléments de culasse 24 et le coulisseau 29 est intercalé un ressort de réarmement 31 pour repousser le coulisseau 29. Entre les éléments de culasse 24 et le coulisseau 29 est également intercalé un organe souple 32, qui recouvre la partie saillante du plongeur 26 en dessous du coulisseau 29, qui pousse le coulisseau 29 dans la direction de saillie du plongeur 26 et qui est capable de s'étendre et de se contracter en suivant le déplacement en saillie du plongeur 26. L'organe souple 32 peut être un produit moulé. Cette structure permet de réaliser une protection autour du plongeur 26, au moyen de l'organe souple 32, sans gêner l'opération de saillie du plongeur 26. L'organe souple 32 pousse le coullisseau29 dans la direction de saillie du plongeur 26, c'est-à-dire que l'organe souple 32 sert également de ressort de déclenchement. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir un ressort de déclenchement pour pousser le coulisseau 29 dans le sens de saillie du plongeur 26, ce qui évite une augmentation de coût. Lorsque le plongeur 26 fait saillie, cette structure empêche également l'intrusion des suies et des poussières générées en cas de coupure du circuit, ce qui améliore la fiabilité du dispositif déclencheur. Enumération des repères 1, 21 cadre de bobine 2, 22 bobine 3, 23 culasse 4, 24 élément de culasse 5, 25 aimant permanent 6, 26 plongeur 6a, 26a butée 7, 27 cylindre 8 ressort de déclenchement 9, 29 coulisseau 12 10, 30 stator 11, 31 ressort de réarmement 12, 32 organe souple Revendications 1. Dispositif déclencheur de disjoncteur électrique, caractérisé en ce qu'il comprend : un plongeur (6) maintenu saillant dans un sens 5 prédéterminé ; un stator (10) disposé en regard du plongeur (6) ; un coulisseau (9) retenu à une extrémité du plongeur (6) ; un ressort (8) de déclenchement poussant le coulisseau 10 (9) dans le sens de saillie du plongeur (6) ; un aimant (5) permanent retenant le ressort (8) de déclenchement dans un état comprimé ; une culasse (3) constituant un circuit magnétique pour le flux magnétique émanant de l'aimant (5) permanent, de 15 façon qu'il traverse le plongeur (6) et le stator (10) ; un électroaimant formant, selon la détection d'un courant anormal, un champ magnétique inverse opposé au champ magnétique produit par l'aimant (5) permanent ; et un organe (12) souple recouvrant le ressort (8) de 20 déclenchement et capable de s'étendre et de se contracter en suivant le déplacement en saillie du plongeur (6). 2. Dispositif déclencheur de disjoncteur électrique, caractérisé en ce qu'il comprend : un plongeur (26) maintenu saillant dans un sens 25 prédéterminé ; un stator (30) disposé en regard du plongeur (26) ; un coulisseau (29) retenu à une extrémité du plongeur (26) ; un organe (32) souple qui est disposé sous le 30 coulisseau (29) et qui recouvre une partie saillante duplongeur (26), qui pousse le coulisseau (29) dans le sens de saillie du plongeur (26), et qui est capable de s'étendre et de se contracter en suivant le déplacement en saillie du plongeur (26); un aimant (25) permanent retenant l'élément (32) souple dans un état comprimé ; une culasse (23) constituant un circuit magnétique pour le flux magnétique émanant de l'aimant (25) permanent, de façon qu'il traverse le plongeur (26) et le stator (30) ; et un électroaimant formant, selon la détection d'un courant anormal, un champ magnétique inverse opposé au champ magnétique produit par l'aimant (25) permanent. 3. Dispositif déclencheur de disjoncteur électrique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe souple est un produit moulé.