(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過負荷継電器の引外し機構であって、
ハウジング（１０）と、
２つの安定位置の間を枢動可能なようにハウジング（１０）内の軸ピン（１６）に取り付けられた双安定のアーマチャ（１８）と、
ハウジング（１０）内の固定接点（１２，１４）と、
各々の一端（３４）がハウジング（１０）に固定され、反対端部〔３８〕が自由端部である一対の板バネ（３２）と、
２つの安定位置のうちの一方で固定接点（１２，１４）と接触する閉位置に移動可能なように、また２つの安定位置のうちの他方で固定接点（１２，１４）に対する開位置に移動可能なように、自由端部（３８）により支持された可動接点（２０，２２）と、
アーマチャ（１８）に該アーマチャと共に移動可能なように取り付けられて対応する板バネ（３２）と係合する突出部（５０，５２）と、
アーマチャ（１８）により支持され、ラッチ表面（８４，８６）を有するラッチアーム（２４）と、
ハウジング（１０）に取り付けられ、ラッチ表面（８４，８６）に係合してアーマチャ（１８）を２つの位置のうちの一方に保持するラッチフィンガ（８８）を有するねじりバネ（９４）と、
ラッチフィンガ（８８）と係合するようにまた係合関係から離脱するようにハウジングに往復運動自在に取り付けられ、ラッチフィンガ（８８）と係合するように押し下げるとラッチフィンガをラッチ表面（８４，８６）から離脱させてラッチアーム（２４）を解放する押しボタン（２６）とより成る過負荷継電器の引外し機構。
【請求項２】
過負荷継電器の引外し機構であって、
ハウジング（１０）と、
２つの位置の間を移動可能なようにハウジング（１０）に取り付けられた双安定のアーマチャ（１８）と、
ハウジング（１０）内の固定接点（１２，１４）と、
各々の一端（３４）がハウジング（１０）に固定され、反対端部〔３８〕が自由端部である一対の板バネ（３２）と、
固定接点（１２，１４）の方へまた固定接点から離れる方向へ移動可能なように自由端部（３８）により支持された可動接点（２０，２２）と、
アーマチャ（１８）が前記位置間を移動する際固定接点（１２，１４）から離隔した位置で板バネ（３２）と係合するように該アーマチャに取り付けられた手段（５２）と、
アーマチャ（１８）に連携し、該アーマチャを前記２つの位置の少なくとも一方から他方へシフトさせるように作動可能な可動レバー（２４）とより成り、
可動レバー（２４）の方へまた該レバーから離れる方向へ移動可能な要素を有する該可動レバー（２４）のための操作手段（２６）と、
可動レバー（２４）と操作手段（２６）のうちの一方により支持され、可動レバー（２４）と操作手段（２６）のうちの他方の方へ鋭角的に延びるバネフィンガ（８８）と、
アーマチャ（１８）が前記一方の位置にあって操作手段（２６）が可動レバー（２４）の方に移動するとバネフィンガ（８８）により係合され、アーマチャ（１８）が２つの位置のうちの他方へ移動するとバネフィンガ（８８）から離脱して該バネフィンガを解放するように可動レバー（２４）と操作手段（２６）のうちの他方の上に設けられた停止表面（１１２）とをさらに含むことを特徴とする過負荷継電器の引外し機構。
【請求項３】
バネフィンガ（８８）は、ポスト（９６）に取り付けられたねじりバネ（９４）のコイル（９２）から延びる請求項２の引外し機構。
【請求項４】
ポスト（９６）は可動レバー（２４）上にあり、停止表面（１１２）は操作手段（２６）上にある請求項３の引外し機構。
【請求項５】
操作手段（２６）は手動の操作手段である請求項４の引外し機構。
【請求項６】
自由端部（３８）は２つの接点取り付けフィンガ（４４，４６）を画定する二又の形状を有し、可動接点（２０，２２；４８）はそれぞれ接点取り付けフィンガ（４４，４６）上に位置し、固定接点（１２，１４）はそれぞれ板バネ（３２）の二又状の自由端部上にある可動接点（２０，４８；２２，４８）により係合されるように配置された一対の固定設点である請求項２の引外し機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は電気継電器に関し、さらに詳細には過負荷継電器の引外し機構に関する。
【０００２】
【発明の背景】
過負荷継電器は、過大な電流により生じる加熱状態が電気機器に損傷を与えないように保護するため産業設備に常用される電気スイッチである。典型的な場合、電気機器は三相モータであり、これは接触器と普通呼ばれる別のリレーを介して電源に接続される。典型的な接触器は、三相電源に接続された各回路を開閉する３つの電力流路を有する高電力継電器である。接点の開閉に要する運動はコイルに電流を流すことにより磁気的に与えられるが、このコイルは通常、遠隔場所の別のスイッチにより制御される電流により付勢される。
【０００３】
従来の方式では、過負荷継電器は接触器コイルの制御スイッチに直列に接続される。過負荷継電器は、過負荷状態を感知すると、接触器コイルへの給電を停止することにより接触器を開放し、この接触器により制御される電気機器を電源から切り離して電気機器が損傷を受けるのを防止する。
【０００４】
従来、過負荷継電器は、スイッチを制御するバイメタル素子と熱伝達関係にある抵抗性ヒーターを各相に用いていた。例えば、抵抗性ヒーターからバイメタル素子へ十分な熱が伝達されて過負荷状態が感知されると、バイメタル素子が連携のスイッチを開いて接触器コイルを脱勢し、連携の電気機器を電源から切り離す。
【０００５】
より最近の傾向として、抵抗性ヒーター・バイメタル素子型継電器が電子式過負荷継電器により取って代わられている。例えば、全体を本明細書の一部として引用する１９９３年１月１２日付け米国特許第５，１７９，４９５号（発明者：Zuzuly）を参照されたい。かかる回路の出力は通常比較的低電力であるため、出力が接触器コイルの電流を制御するためにはソリッドステートスイッチが必要である。このソリッドステートスイッチは比較的低電力の接点機構への電流を制御し、この接点機構が接触器への電流を制御するだけでなく指示器を作動させる。通常、この指示器は発光式指示器であり、過負荷により電力が切り離されると発光する指示器である。かかる接点機構の一例は、本願の出願人に譲渡され、１９９７年４月１１日に出願され、現在係属中の米国特許出願第０８／８３８，９０４号（弁護士事件番号第３５５．０００６９号）に記載されており、この出願全体を本願の一部として引用する。
【０００６】
この出願に記載された機構は、その意図された目的を非常によく果たすものである。しかしながら、いわゆる「橋絡」接点を用いるため、組立が幾分厄介で、コストが高くなる。さらに、橋絡接点には、特にソリッドステートデバイスに関連して低電流または低負荷で回路を閉じる（開くのではない）時信頼性の問題が生じる。さらに詳説すると、橋絡接点は、１つの可動接点バーと共に２つの離隔した固定接点を用いる。接点バーは、回路を完成するためには、両方の固定接点と良好な電気的接触を行う必要があり、もし何れかの接点がアーク等の原因により劣化している場合、またはスイッチング機構に汚れがある場合、回路は閉じることができない。接点が２個あるため、ただ１個の接点を用いる場合と比べて故障の可能性が２倍である。
ドイツ特許公告第ＤＥ７９０２０３４号に開示された継電器機構は、双安定のアーマチャと固定接点とより成る。板バネが可動接点を支持し、動作については一方の対の固定及び可動接点が閉じると、もう一方の対が開く。
【０００７】
本発明は、上記問題点の１つまたはそれ以上を解消することに向けられている。
【０００８】
【発明の概要】
本発明の主要目的は、過負荷継電器のための新規で改良型引外し機構を提供することにある。さらに詳細には、本発明の目的は、組立が簡単でコストが低く、高い信頼性を有する過負荷継電器のための改良型引外し機構を提供することにある。
【０００９】
本発明の実施例は、ハウジング、２つの安定位置間で枢動可能にハウジングの軸ピン上に取り付けられた双安定のアーマチャと、ハウジング内の固定接点とを有する過負荷継電器のための引外し機構によって上記目的を達成する。板バネにより支持される可動接点は、２つの安定位置のうちの一方で固定接点と接触する閉位置に、また２つの安定位置のうちの他方で固定接点に対する開位置に移動可能なように設けられている。板バネは、アーマチャによる係合が可能な位置にある。ラッチ表面がアーマチャとハウジングのうちの一方により支持され、アーマチャとハウジングのうちの他方にバネが取り付けられる。このバネは、ラッチ表面と係合してアーマチャを２つの位置のうちの一方に保持するラッチフィンガを有する。
【００１０】
好ましい実施例において、板バネは軸ピンの両側で互いに離隔している。アーマチャは少なくとも２つの突出部を有し、各突出部は軸ピンの各側にあって対応する板バネと係合する。
【００１１】
好ましい実施例において、板バネの固定端部はハウジングに固定され、可動端部は可動接点を支持する。可動端部は２つの接点フィンガを画定するように二又の形状を有し、各フィンガの上に１つの可動接点がある。
【００１２】
本発明の別の局面によると、ハウジングと、２つの安定位置間で枢動可能なようにハウジングの軸ピン上に取り付けられた双安定のアーマチャとを有する過負荷継電器のための引外し機構が提供される。ハウジング内には固定接点が設けられ、一対の板バネの一端がそれぞれハウジングへ固定され、他端は自由端部である。板バネの自由端部には、可動接点が、２つの安定位置のうちの一方で固定接点と接触する閉位置に、また２つの安定位置のうちの他方で固定接点に対して開位置に移動可能なように支持されている。アーマチャ上には、アクチュエータが、該アーマチャと共に移動して対応する板バネと係合するように取り付けられ、ラッチ表面を有するラッチアームがアーマチャに支持されている。ハウジングには、ねじりバネが取り付けられ、該バネのラッチフィンガがラッチ表面と係合してアーマチャを２つの位置のうちの一方に保持する。押しボタンが、ラッチフィンガと係合するように、また係合関係から離脱するようにハウジングに往復運動自在に取り付けられている。押しボタンは、ラッチフィンガと係合するように押し下げると、ラッチフィンガをラッチ表面から離脱させてラッチアームを解放する。
【００１３】
本発明のさらに別の目的及び利点は以下の説明から明らかであり、それらの一部はその説明から自明であるかまたは本発明を実施すればわかるであろう。本発明の目的及び利点は、頭書の特許請求の範囲に詳しく記載した構成要素及びそれらの組み合わせから実現可能である。
【００１４】
【好ましい実施例の説明】
図面を参照して、引外し位置、さらに詳しくは自動引外し位置で示す過負荷継電器は、総括的に１０で、断片表示したハウジングを有する。ハウジングには、総括的に１２で示す第１の組の常開固定接点と、総括的に１４で示す１組の常閉固定接点が取り付けられている。このハウジングは、総括的に１８で示す細長い、双安定のアーマチャが枢着された軸ピン１６を有する。アーマチャ１８は、総括的に２０で示す第１の組の可動接点を開位置に維持するように作動する。アーマチャ１８は、もう一方の双安定位置において、総括的に２２で示す第２の組の常閉可動接点を開くように作動する。これらの可動接点２０，２２はそれぞれ固定接点１２、１４と接触して閉路し、また離れて開路する。
【００１５】
総括的に２４で示すラッチレバーは、アーマチャと共に移動可能なように該アーマチャに連結され、軸ピン１６を中心としてアーマチャ１８の２つの安定位置間を揺動する。
【００１６】
ハウジングには、総括的に２６で示す手動操作手段を往復運動自在に受容する開口２５が設けられており、この操作手段は押しボタン２８と、ボタンから垂下するシャンク部３０とより成る。この押しボタン２８は、ラッチレバー２４の方へまたはそれから遠ざかる方向に移動可能なように取り付けられている。可動接点２０、２２を参照して、それらの構造は一般的にほぼ同一であり、それぞれが一端３４がハウジングの一部３６に取り付けられ、もう一方の端部が自由端部３８である細長い板バネ３２を有する。図２に示すような本発明の１つの実施例において、自由端部は４２のように二又の形状を有し、２つの接点フィンガ４４、４６を画定する。各接点フィンガは、場合に応じて対応する接点または対応する組の固定接点１２、１４に対して閉じる接点４８を支持している。通常の場合、常開接点１２、２０は、継電器が引外し状態にある時発光するように電気的発光手段のような指示器に電力を供給するように作動する。一方、常閉接点１４、２２は接触器コイルに電力を供給して接触器を付勢することにより、典型的には被制御モータである電気機器に電力を供給するために用いられる。板バネ３２は自由端部３８が必ずしも二又である必要はなく、接点４８のうちのただ１つを取り付ければよいが、所与の１つの板バネ３４上の接点４８のうちただ１つが連携する固定接点１２、１４と接触すれば回路が完成するため、この二又の構成が好ましい。その結果、一方の接点が腐食または環境による汚れで汚染されている場合でも依然としてもう一方の接点により回路を閉じることができるため、高い信頼性が得られる。
【００１７】
板バネの接点構造を用いると、各組の接点１２、２０；１４、２０に必要とされる部品数が減少し、橋絡接点を用いる場合よりも組立が容易になりコストが低くなることが分かるであろう。
【００１８】
アーマチャ１８は、軸ピン１６の各側に１つの合計２つの突出部５０、５２を支持する。この突出部５０は接点１２、２０に関連する板バネ３２と係合してこれらの接点を開くようになっており、一方突出部５２は接点１４、２２と係合可能な板バネ３２と係合してこれらを開くように作動可能である。
【００１９】
アーマチャ１８は、第１の磁極片６２と、これと平行離隔関係にある第２の磁極片６４とより成る。磁極片６２、６４は、軸ピン１６だけでなく２つの永久磁石６６も挟持している。２つの永久磁石６６は一体的構造のものでもよいが、便宜的に且つ軸ピン１６を収容するために２つの磁石を使用する。
【００２０】
ハウジングには、脚部７２、７４を有する浅いＵ字形の磁気ヨークまたは極片７０が取付けられている。コイル７６が極片７０の湾曲部の周りに設けられている。巻線７６は単一コイルで形成する場合もあるが、２つの電気的に別個のコイルを一方の上に他方を巻きつけた構成にする場合もある。特定の構成は、使用する電子回路の制御モードにより異なる。コイル７６を流れる電流を逆転させて継電器を１つの状態から別の状態へスイッチする場合、ただ１個のコイルが必要であるにすぎない。一方、電流を逆転させずに一方のコイルからもう一方のコイルへ切換える場合、互いに反対方向に巻き付けた２つのコイルをコイル７６として用いる。
【００２１】
ラッチレバー２４については、上述したように、ハウジング１０内において２つの安定位置の間をアーマチャ１８と共に移動可能である。一方の位置を図１に示すが、別の位置では突出部５２が接点１４，２２を開き、接点１２，２０が閉じる。
【００２２】
ラッチレバー２４は、その上方端部に細長いノッチ８２を有し、このノッチはハウジング１０の開口（図示せず）の下方に位置する。ねじ回しの先端部のような工具をこの開口を介してノッチ８２に挿入し、レバー２４に力を加えることにより、レバーを２つの安定位置の間でシフトさせて手動テストを行うことができる。
【００２３】
ノッチ８２の直下には、２つの隣接表面８４，８６により画定されるラッチ表面が設けられている。ラッチ表面８４，８６の下方にはバネラッチフィンガ８８があり、このフィンガの上向き端部９０は後述するある特定の条件下でラッチ表面８４，８６の表面８６を捕捉しラッチ作用を行うようになっている。ラッチフィンガ８８は、ハウジング１０のポケットのポスト９６に取り付けられた総括的に９４で示すねじりバネ９４のコイル９２から延びている。別の方法として、バネ９４をラッチレバー２４に取り付け、ラッチ表面８４，８６をハウジング１０上に形成してもよい。
【００２４】
ラッチフィンガ８８とは反対側のコイル９２の端部９８は、ポスト９６上でのコイル９２の回転を阻止するためにハウジング１０と当接している。ラッチフィンガは、アーマチャ１８の２つの安定位置のうちの一方にラッチレバーをラッチするが、この位置は図１に示す位置ではない。
【００２５】
ラッチレバー２４は、軸ピン１６にほぼ平行なポスト１０２のすぐ隣に平坦で、対角線方向に延びる突出部１００を支持している。ポスト１０２に取り付けられた、総括的に１０４で示す第２のねじりバネは、一端１０６が突出部１００に固定されているため、ねじりバネ１０４のコイル１０８はポスト１０２を中心として回転することができない。ねじりバネ１０４の反対端部１１０は、リセットフィンガとして働くが、突出部１００の端部を越えて押しボタンのアクチュエータ２６の方へ対角線方向に鋭角的に延びる。この点に関連して、押しボタンのアクチェータ２６のシャンク部３０は、停止表面としてリセットフィンガ１１０と協働することにより、ラッチレバー２４を図１に示す位置ではない引外し位置から図１に示すリセット位置へシフトさせる。
【００２６】
押しボタンアクチュエータ２６、特にシャンク部３０について、この下方端部は偏倚バネ１１６が当接する出張り１１４を有する。この偏倚バネ１１６は、押しボタン２６を図１に示す位置から上方に偏倚させるための上方偏倚力を押しボタンへ与える。
【００２７】
操作手段２６は、シャンク部３０のすぐ上に、外方に延びる舌部または出張り１２０を有する。同時に、ハウジング１０は、保持表面１２２を有する第１のノッチと、移動止め表面１２４を第２のノッチとを備えている。押しボタンのアクチュエータ２６の出張り１２０はその最上位置でノッチ１２２と当接するため、押しボタンがハウジング１０内に保持される。
【００２８】
操作手段２６は、出張り１２０を除いて、ほぼ円筒状の断面を持つのが好ましく、このためハウジング１０内において往復移動だけでなく回転運動が可能である。その結果、図１の位置へ押し下げると、操作手段は回転して、出張り１２０を移動止め表面１２４の下方に移動させる。この位置で、操作手段は、図１に示す自動リセットモードに対応するその最も下方の位置に拘束される。
【００２９】
自動リセットモードでは、出張り１２０はラッチフィンガ８８の上方端部９０と当接することを特に注意されたい。図１からわかるように、このため、ラッチフィンガ８８がラッチアーム２４上のラッチ表面８４、８６から離脱した状態に保持される。しかしながら、押しボタン２８が回転して出張り１２０を移動止め表面２４から離脱させ、バネ１１６の偏倚力によりハウジング１０内で上方移動させると、ラッチフィンガ８８の上方端部９０は表面８４に接触する位置に収まる。継電器が引外されれば、アーマチャ１８はもう一方の双安定位置（図１に示す位置ではない）へ移動されるため、バネフィンガ８８は表面８４に沿ってカム作用を行い、最終的にラッチ表面８６の背後に移動して、ラッチレバー２４を引外し位置に保持する。
【００３０】
継電器をリセットするには、押しボタンを、最上位置にあると想定して、押し下げる。出張り１２０がバネフィンガ８８の上方端部９０に当接すると、バネフィンガ８８はラッチ表面８６から離脱する。同時に、バネ１０４の端部１１０はノッチ１１２に捕捉されているため、押しボタン２６をさらに押し下げると、バネ１０４の端部が水平位置の方へ移動して、ラッチレバー２４を図１に示す位置へ同時に駆動する。
【００３１】
この機構の他の構造的及び作動的特徴は、本出願人の前述した係属中の出願を参照すれば検証できるであろう。
【００３２】
以上より、本発明の過負荷継電器は、接点４８を支持する板バネ３１を使用するため、組立が極めて容易でコストも低いことがわかるであろう。また、橋絡接点タイプの機構と比較すると、使用部品の数が少ないため信頼性が高い。この信頼性は、板バネが各々が１つの接点４８を支持する２つの接点フィンガ４４、４６を画定する二又状の自由端部３８を有するためさらに増大する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の引外し機構の幾分概略的な断面図であり、自動リセット位置にある部品の構成を示す。
【図２】  図２は、本発明の装置に使用する一組の接点の好ましい構成を示す断片的な平面図である。
【図１】
0004127967.tif 000002
【図２】
0004127967.tif 000003