(57)【要約】  本発明は、電気負荷を切り替えるために、アクチュエータによって開路位置と閉路位置の間で動作し、固定接点３から分離可能である可動接点２をそれぞれに備えた一つ以上の電力極を有する電気スイッチ装置用の無効化装置に関する。該装置は、可動接点２と連動し、電気スイッチ装置用の無効化手段を作動できる機械的作動手段を備え、前記無効化手段は、接点板材２０、３０の磨滅度が所定閾値を超える時に、アクチュエータの制御用電気回路５０を切断する。例えば、制御回路の電線５を切断することによって制御用回路を遮断する。また本発明は、係る装置を備える電気スイッチ装置にも関する。
2009509307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気負荷を切り替えるために、電気制御のアクチュエータによって開路位置と閉路位置の間で動作し、固定接点（３）から分離可能である可動接点（２）をそれぞれに備えた一つ以上の電力極を有する電気スイッチ装置用の無効化装置であって、
前記可動接点（２）と連動し、前記電気スイッチ装置用の無効化手段を作動させることができる機械的作動手段を備え、
前記無効化手段は、接点板材（２０、３０）の磨滅度が所定の閾値を超える時に、前記アクチュエータを制御する電気回路（５０）を切断することを特徴とする電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項２】
制御回路の電線（５）を切断することによって前記アクチュエータを制御する前記回路を遮断することを特徴とする請求項１に記載の電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項３】
前記無効化手段は急転換の双安定弾性メンブレン（６）を備えることを特徴とする請求項２に記載の電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項４】
前記無効化手段は前記弾性メンブレン（６）と一体化した少なくとも一つの切刃（６０）を備えることを特徴とする請求項３に記載の電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項５】
前記無効化手段は前記制御回路の電線（５）が接触され得る第二の固定切刃（６１）を備えることを特徴とする請求項４に記載の電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項６】
前記無効化手段は前記制御回路の電線（５）を保持し、前記接点板材（２０、３０）の前記磨滅度が前記所定の閾値を超える際に切断するように、前記接点板材（２０、３０）の前記磨滅度に応じて該電線に張力をかける機構（１０、１１）を備えることを特徴とする請求項２に記載の電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項７】
前記制御回路（５０）を開路することによって前記制御回路を遮断することを特徴とする請求項１に記載の電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項８】
前記無効化手段は急転換の双安定弾性メンブレン（６）を備えることを特徴とする請求項７に記載の電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項９】
前記弾性メンブレン（６）は前記制御回路（５０）の開路動作ができる部材（６２）を有することを特徴とする請求項８に記載の電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項１０】
前記機械的作動手段は、前記接点板材（２０、３０）の前記磨滅度に応じて、前記接点が閉じた位置にある時の前記可動接点（２）によって並進動作する可動ピストン（１）を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項１１】
前記ピストン（１）はガイド装置に取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載の電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項１２】
前記ガイド装置は、前記ピストン（１）に当接して、前記ピストンをその位置に維持できる柔軟性薄板（４０、４１、４２）を備えることを特徴とする請求項１１に記載の電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項１３】
前記柔軟性薄板（４１、４２）は前記接点板材（２０、３０）の前記磨滅度に応じて、前記ピストン（１）の継続的な位置を規定する刻み目を形成することを特徴とする請求項１２に記載の電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項１４】
前記アクチュエータは制御コイルを備える電磁石であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の電気スイッチ装置用の無効化装置。
【請求項１５】
電気負荷を切り替えるために、電気制御のアクチュエータによって開路位置と閉路位置の間で動作し、固定接点（３）から分離可能である可動接点（２）をそれぞれに備えた一つ以上の電力極を有する電気スイッチ装置であって、
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の無効化装置を備えることを特徴とする電気スイッチ装置。
【請求項１６】
前記可動接点は並進可動のブリッジ（２）に取り付けられ、該ブリッジは接点が閉じた位置にある時に、前記接点板材（２０、３０）の前記磨滅度に応じて、ピストン（１）を並進動作させられることを特徴とする請求項１５に記載の電気スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は一つ以上の電力極（power pole）を備えたコンタクタ、スタータ、コンタクタ・ブレーカーなどの電気スイッチ装置用の無効化装置（neutralization device）に関する。無効化装置は、極の接点の磨滅度（degree of erosion）が所定の閾値を超えると作動する。また、本発明は係る無効化装置を備える電気スイッチ装置にも関する。
【０００２】
コンタクタなどの電気スイッチ装置は、各電力極に固定接点から分離可能な（separable）可動接点を有し、この可動接点は制御対象の電気負荷を切り替えるために、電磁石によって移動操作される。各接点に取り付けられた板材は、電流または電圧の負荷によって、切り替える度に多かれ少なかれ磨滅される。切り替え操作を何度も行うと、この磨滅が電気スイッチ装置の異常を引き起こすこともあり、安全性などの面で重大な問題を引き起こしかねない。このような問題への対策として、接点または電気スイッチ装置を一定の操作回数を経た後に必ず取り替える方法がある。取り替える時期が早過ぎまたは遅過ぎにならないように、接点板材の実際の磨滅度をユーザーに示す装置を電気スイッチ装置に設ける。このように、電気スイッチ装置の寿命末期を時宜に即してユーザーに知らせることで、電気装置の異常や異常による起こり得るダメージが避けられる。
【０００３】
特許出願ＷＯ２００４／０５７６３３、ＷＯ２００４／０５７６３５またはＵＳ６，２２５，８０７では、電気スイッチ装置は、装置の接点板材の磨滅度をユーザーに示す装置を備える。例えば、特許出願ＷＯ２００４／０５７６３５では、接点が閉じる際、可動接点を固定接点に当接するためのバネの当接力の経時的な変化に基づいて、コンタクタの残存耐用寿命を判断する。ＵＳ６，２２５，８０７では、接点の開路操作中に当接圧力の変化を計算して、接点板材の残存耐用寿命を判断する。
【０００４】
これらの文献に記載されるシステムは、ユーザーに単に知らせるためのものに過ぎず、接点板材の磨滅度が大きくなったにもかかわらず装置を使用し続けた場合の危険性を回避できない。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、接点板材の磨滅度が大きくなり過ぎた場合に、電気スイッチ装置による起こり得る危険性やダメージを確実に回避できる装置を提供することにある。
【０００６】
この目的は、電気負荷を切り替えるために、電気制御のアクチュエータによって開路位置と閉路位置の間で動作し、固定接点から分離可能である可動接点をそれぞれに備えた一つ以上の電力極を有する電気スイッチ装置用の無効化装置によって達成され、該装置は、可動接点と連動して電気スイッチ装置用の無効化手段を作動させる（move）ことができる機械的作動手段（mechanical means of movement）を備え、前記無効化手段は、接点板材（contact pad）の磨滅度が所定閾値を超えた場合に、アクチュエータを制御する電気回路を切断する（cutting off）ことを特徴とする。
【０００７】
第一実施形態によれば、制御回路の電線を切断することによって、前記アクチュエータを制御する回路を遮断する。電線の切断によってアクチュエータの電源が切られ、電気スイッチ装置は使用不可能になる。
【０００８】
この第一実施形態の第一構成例によれば、無効化手段は急転換する双安定弾性メンブレン（abruptly transforming bistable elastic membrane）を有する。このメンブレンは、接点の磨滅が大きくなり過ぎた場合、作動手段の作用によって急に反転するように構成される。好ましくは、無効化手段は弾性メンブレンと一体化した少なくとも一つの切刃を備える。メンブレンが急に反転すると、この切刃が強く押され、制御回路の電線が切断される。装置の効果を向上させるためには、制御回路の電線を第二の固定切刃に接触させてもよい。
【０００９】
この第一実施形態の第二構成例によれば、無効化手段は制御回路の電線を保持し、接点板材の磨滅度が所定の閾値を超える場合には切断するように、接点板材の磨滅度に応じて電線に張力をかける機構を備える。
【００１０】
第二実施形態によれば、制御回路を開路することによって、前記制御回路を遮断する。この第二実施形態の一つの態様によれば、無効化手段は急転換の双安定弾性メンブレンを有する。弾性メンブレンは例えば制御回路の開路動作ができる部材を備える。弾性メンブレンは、第一実施形態の第一構成例と同様の役割を果たすが、アクチュエータの制御回路を開路するために、切刃ではなく、例えば柔軟性板片（flexible blade）を押し出す単純な部材を有する。
【００１１】
本発明によれば、前述の機械的作動手段は、例えば、接点が閉じた位置にある時、接点板材の磨滅度に応じて、可動接点によって並進動作する可動ピストンを備える。
【００１２】
好ましくは、ピストンはガイド装置に取り付けられる。ガイド装置は、例えばピストンに当接して、その位置を維持できる柔軟性薄板（flexible strip）を備える。この場合、柔軟性薄板は接点板材の磨滅度に応じてピストンの継続的な位置を規定する刻み目（notch）を形成する。
【００１３】
本発明によれば、電気装置に使用される電気制御のアクチュエータは、例えば制御コイルを有する電磁石である。この場合、切断される電線は、例えば、制御コイルの電線またはこのコイルの電源回路の電線であってもよい。
【００１４】
本発明の課題はまた、電気負荷を切り替えるために、電気制御のアクチュエータによって開路位置と閉路位置の間で動作し、固定接点から分離可能である可動接点をそれぞれに備えた一つ以上の電力極を有する電気スイッチ装置であって、上記の無効化装置を備えることを特徴とする該装置により解決される。
【００１５】
この電気スイッチ装置の一つの態様によれば、可動接点は並進可動のブリッジに取り付けられ、接点が閉じた位置にある時に、接点板材の磨滅に応じて、ピストンを並進動作させることができる。
【００１６】
また別の特徴と利点については、例として図面に示す実施形態を参照する詳細な説明で明らかになるが、付属の図面において、
図１Ａおよび１Ｂは、本発明の第一実施形態による装置において、板材が新品である時と摩滅度が大きくなった時の略図をそれぞれ示し、
図２Ａおよび２Ｂは、第一実施形態による装置で使用されるピストンにおいて使用し得る二つの構成例を示し、
【００１７】
図３Ａおよび３Ｂは、本発明の第二実施形態による無効化装置の第一構成例において、板材が新品である時と磨滅度が大きくなった時をそれぞれに示す。
図４Ａおよび４Ｂは、本発明の第二実施形態による無効化装置の他の構成例において、板材が新品である時と磨滅度が大きくなった時をそれぞれに示し、
図５Ａおよび５Ｂは、本発明による装置に使用できる二つのピストンガイド装置を示す。
【００１８】
公知のように、電気機械のコンタクタ、コンタクタ・ブレーカ、スタータなどの電気スイッチ装置は一つ以上、例えば三つの電力極を備える。
【００１９】
電気スイッチ装置は、電力網と電力極とを電気的に接続する上流電流配線（upstream current lines）（電源配線）および電気スイッチ装置で制御および／または保護すべき、一般には電動機などである、電気負荷と電気スイッチ装置の極とを接続する下流電流配線（down stream current lines）（負荷配線）を有する。上流電流配線は、極部の接点によって下流電流配線との接続・切断を行う。極部は、シングル・ブレーク（single break）またはダブル・ブレーク（double break）であってもよい。付属の図面では、極部はダブル・ブレークであって、可動ブリッジ２に配置された可動接点および固定接点３を備える。可動ブリッジ２は、電気制御のアクチュエータによって、主軸（Ａ）に沿って動作する。電気制御アクチュエータは、例えば：
例えば制御電磁石（control solenoid）などの電磁式であってもよい。制御電磁石は、通常、固定ヨーク、可動アーマチュア、リターンバネおよび制御コイルから構成される。可動アーマチュアの閉路動作は、制御コイルに励起電流を通電することによって行われる。
圧電式であってもよい。
磁歪式であってもよい。磁歪材料は、磁場がかかると誘発的に機械変形する。
【００２０】
以下の説明において、「電気アクチュエータ」という用語を使用するが、これは電気制御アクチュエータを意味する。
【００２１】
本発明は、少なくとも一つの極の接点板材２０、３０の磨滅度が所定の閾値を超える時、すなわち磨滅度が大き過ぎる時、電気スイッチ装置を無効にすることにより成る。この結果は複数の解決手段によって達成される。
【００２２】
これら解決手段では、接点が閉じる時に、各電力極の可動ブリッジ２が、機械的作動手段と連動する。極部の接点の板材２０、３０の磨滅に応じて、可動ブリッジ２はピストン１の第一端部に当接する。したがって、ピストン１の位置は接点の板材２０、３０の磨滅状態を反映している。
【００２３】
ピストン１は、例えばピストン１の外面に当接し、接点が開いている時でも、接点の磨滅状態を反映する位置にピストン１を維持できる柔軟性薄板４０（図５Ａ）から構成されるガイド装置により、主軸（Ａ）にしたがって並進に移動するようにガイドされる。歯形の柔軟性薄板４１（図５Ｂ）は、ピストン１の外面に突出している相当する柔軟性薄板４２と系合してもよく、この柔軟性薄板４１、４２の系合によって、ピストン１が並進に移動する時にはピストン１の各位置を規定し、接点が開いている時にはピストン１の位置を維持する連続的な刻み目を形成する。
【００２４】
上記の実施形態において、電気アクチュエータの「制御回路の電線」とは、電気アクチュエータを電源に接続する電線、またはアクチュエータが電磁石である場合は制御コイルの電線、あるいは電気アクチュエータの制御回路の電源電線を意味する。
【００２５】
上記の実施形態において、電気アクチュエータは、例えば（以下「制御回路」と呼ぶ）制御電気回路を介して、電源から給電される制御コイルを備える従来の電磁石である。
【００２６】
本発明の第一実施形態（図１Ａ〜２Ｂ）によれば、第一構成例では、制御回路の電線５を剪断すること、または第二構成例では、警報回路の電源電線を剪断することによって、電気スイッチ装置を無効化する。
【００２７】
第一構成例では、制御回路の電線５の一部は、主軸（Ａ）に対して垂直方向に引っ張られる。ピストン１は制御回路の電線５と系合する切り欠き部１０（図２Ａ）、または制御回路の電線５が通る開口部１１を有する（図２Ｂ）。ピストン１の作動力を制御回路の電線５の一つの領域に集中させるために、ピストン１は、制御回路の電線５の下に配置された支持体１２を通って並進に移動できるようになっている。
【００２８】
したがって、接点板材２０、３０の磨滅度に応じて、ピストン１は制御回路の電線５に当接する（図１Ｂ）。接点板材２０、３０の磨滅度が大きくなって所定の閾値を超えると、電線５にかかる張力が大きくなり過ぎ、電線５は断線する。電気アクチュエータの制御回路は遮断されているので、電気スイッチ装置は無効になる。
【００２９】
第二構成例では、電気スイッチ装置を完全に無効にする代わりに、装置の接点板材２０、３０の磨滅状態をユーザーに通知する。この構成例では、制御回路の電線５を切断する代わりに、警報回路の電源電線を切断する。電線が切断されていない限り、警報装置は作動しない。ピストン１による剪断で電線が切断されると、第一構成例において説明したように、接点板材２０、３０は摩滅したので、電気スイッチ装置を取り替える必要があるということを知らせる情報を、例えば視覚的に（表示灯の消灯）ユーザーに伝える。
【００３０】
第二実施形態によれば、ピストン１の第二端部は、例えば上位置と下位置との間で動作可能な急転換の双安定弾性メンブレン６を備える無効化手段に当接する。よって、接点が閉じる際、ピストン１は可動ブリッジ２と上位置にある弾性メンブレン６とに挟まれる。
【００３１】
接点が開いた時も、ピストン１を接点板材２０、３０の実際の磨滅に対応する位置に維持するように、ガイド装置の柔軟性薄板４０、４１、４２は弾性メンブレン６の反動力に対抗する。
【００３２】
弾性メンブレン６の反転方向は、ピストン１の並進方向である。ピストン１の接点板材２０、３０の磨滅度に対応する位置が所定の閾値を超えると、メンブレン６は臨界位置に達し、急に反転し、強く不可逆的な機械的移動を行う。
【００３３】
この第二実施形態の第一構成例（図３Ａおよび３Ｂ）では、制御回路の電線５の一部が主軸（Ａ）に対して垂直方向に引っ張られ、弾性メンブレン６が届く範囲に配置される。
【００３４】
弾性メンブレン６は、例えば接点板材２０、３０の磨滅に応じて並進に連動する切刃６０を備える。接点板材２０、３０が新品である時、弾性メンブレン６は上位置にある（図３Ａ）。接点板材２０、３０の磨滅度が所定の閾値を超えると、ピストン１で押される弾性メンブレン６は、その臨界位置に達し、反転して、切刃６０が制御回路の電線５を切断するように、切刃６０を並進に連動させる（図３Ｂ）。制御回路の電線５を確実に切断するために、第二の固定刃６１がはさみの役割として、第一の刃６０に対してずれた状態で、制御回路の電線５の下に配置される。
【００３５】
第二実施形態の第二構成例（図略）では、電気スイッチ装置を無効にする代わりに、装置の接点板材２０、３０の磨滅状態をユーザーに通知する。この構成例では、制御回路の電線５を切断する代わりに、警報回路の電源電線を切断する。電線が切断されていない限り、警報装置は作動しない。切刃６０によって電線が切断されると、接点板材２０、３０は摩滅したので電気スイッチ装置を取り替える必要があるということを通知する情報を、例えば視覚的に（表示灯の消灯）ユーザーに伝える。
【００３６】
第二実施形態の第三構成例（図４Ａおよび４Ｂ）では、急転換する双安定弾性メンブレン６は電気アクチュエータの制御回路５０を開路する（open）ための突起６２を有する。電気アクチュエータの制御回路５０は、例えば柔軟性板片５１によって閉路する。接点板材２０、３０が新品である時に接点が閉じると、ピストン１と弾性メンブレン６は上位置にある（図４Ａ）。接点板材２０、３０が摩滅し、磨滅度が大きくなって所定の閾値を超える時、その臨界位置に達した弾性メンブレン６は反転する。したがって、メンブレン６が有する突起６２は、柔軟性板片５１を押し退けるため、電気アクチュエータの制御回路５０が開路する（図４Ｂ）。
【００３７】
最後の構成例では、制御回路を開路することによって装置を無効化する代わりに、この第二実施形態の第二構成例と同様に、単に装置の接点板材２０、３０の磨滅状態をユーザーに通知する。この最後の構成例では、単に突起６２によって制御回路５０を開路する代わりに、同様の突起６２によって警報回路を開路する。警報回路が開路すると、接点板材２０、３０は摩滅したので電気スイッチ装置を取り替える必要があるということを通知する情報を、例えば視覚的に（表示灯の消灯）ユーザーに伝える。変形例として、警報回路を開路する代わりに警報回路を閉路してもよいことは言うまでもない。この場合、突起６２は柔軟性板片５１を退けるためでなく、柔軟性板片５１を回路に接近させ、警報回路を完全に閉路するために、柔軟性板片５１を押圧する。
【００３８】
言うまでもなく、本発明の範囲より逸脱することなく、他の変形や変更または均等手段の使用を想像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】
2009509307.tif 000003
【図１Ｂ】
2009509307.tif 000004
【図２Ａ】
2009509307.tif 000005
【図２Ｂ】
2009509307.tif 000006
【図３Ａ】
2009509307.tif 000007
【図３Ｂ】
2009509307.tif 000008
【図４Ａ】
2009509307.tif 000009
【図４Ｂ】
2009509307.tif 000010
【図５Ａ】
2009509307.tif 000011
【図５Ｂ】
2009509307.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月28日(2008.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
【図１】本発明の第一実施形態による装置において、板材が新品である時と摩滅度が大きくなった時の略図を示す。
【図２】第一実施形態による装置で使用されるピストンにおいて使用し得る二つの構成例を示す。
【図３】本発明の第二実施形態による無効化装置の第一構成例において、板材が新品である時と磨滅度が大きくなった時をそれぞれに示す。
【図４】本発明の第二実施形態による無効化装置の他の構成例において、板材が新品である時と磨滅度が大きくなった時をそれぞれに示す。
【図５】本発明による装置に使用できる二つのピストンガイド装置を示す。
【国際調査報告】
2009509307.tif 000013
2009509307.tif 000014
2009509307.tif 000015
2009509307.tif 000016