(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁材料からなる本体(28)、この本体(28)に取付けられた第１，第２の固定接触子(30,32)、及び前記本体(28)に対して移動可能に連結され、かつ選択的に前記第１，第２の固定接触子(30,32) に係合して前記固定接触子との間で電気接続を完成する可動接触子(40)を有するスイッチング組立体(16)と、
電気作動の駆動部(18)を含むケーシング(11)を有し、前記駆動部(18)が、前記可動接触子(40)に取り外し可能に係合するシャフト部材(25)を有して、前記可動接触子(40)を第１，第２の固定接触子(30,32) に対して係合離間するように選択的に作動するアクチュエータ組立体(17)とを備えており、
前記スイッチング組立体が、さらに、
前記本体(28)に摺動可能に連結され、かつ前記可動接触子(40)が貫通して受け入れられる開口を有し、さらに前記アクチュエータ組立体(17)のシャフト部材(25)に係合しているリテーナ(46)と、
該リテーナ(46)に設けられ、このリテーナーに対して前記可動接触子(40)を付勢する第１スプリング(45)とを含み、
前記可動接触子(40)と第１，第２の固定接触子(30,32) の間に生じるアークが電流スイッチング装置(10)の外部に逃げないように、前記スイッチング組立体(16)が密封されて前記アクチュエータ組立体(17)に取付けられ、かつ前記スイッチング組立体(16)が、修繕及び取り替えのために、前記アクチュエータ組立体(17)から単一ユニットとして取り外し可能になっていることを特徴とする電流スイッチング装置。
【請求項２】
アクチュエータ組立体(17)は、さらに可動接触子(40)に隣接する複数のスプリッタ板(27)を有するアーク消弧室(26)を含んでいることを特徴とする請求項１記載の電流スイッチング装置。
【請求項３】
スイッチング組立体(16)は、可動接触子(40)と第１，第２の固定接触子(30,32) のそれぞれの間に所定のギャップを有することを特徴とする請求項１記載の電流スイッチング装置。
【請求項４】
アクチュエータ組立体(17)のケーシング(11)は、リップ(22)を有し、このリップ(22)は、前記アクチュエータ組立体(17)とスイッチング組立体(16)との間の境界面にアーク障壁を与えるために、前記スイッチング組立体(16)の本体(28)に設けた凹部(21)内に受け入れられることを特徴とする請求項１記載の電流スイッチング装置。
【請求項５】
スイッチング組立体(16)の本体(28)は、リップ(22)を有し、このリップ(22)は、アクチュエータ組立体(17)と前記スイッチング組立体(16)との間の境界面にアーク障壁を与えるために、前記アクチュエータ組立体(17)のケーシング(11)に設けた凹部(21)内に受け入れられることを特徴とする請求項１記載の電流スイッチング装置。
【請求項６】
可動接触子(40)は、前記リテーナー(46)と前記第１スプリング(45)を含むばね機構(44)によってアクチュエータ組立体(17)のシャフト部材(25)に連結されており、前記ばね機構(44)は、前記可動接触子(40)と第１，第２の固定接触子(30,32) の摩耗を補償するために前記可動接触子(40)を移動させることを特徴とする請求項１記載の電流スイッチング装置。
【請求項７】
可動接触子(40)は、前記リテーナー(46)と前記第１スプリング(45)を含むばね機構(44)によってスイッチング組立体(16)の本体(28)に連結されていることを特徴とする請求項１記載の電流スイッチング装置。
【請求項８】
リテーナー(46)と係合し、かつ手動操作で第１，第２の固定接触子(30,32) から可動接触子(40)を引き離す力を作用させる操作部(62)をさらに含んでいることを特徴とする請求項７記載の電流スイッチング装置。
【請求項９】
前記可動接触子（40）は、前記ばね機構（44）によって前記スイッチング組立体の本体（28）に連結されており、さらに、
前記リテーナー内に設けられ、前記リテーナ(46)と前記本体(28)との間で摺動可能に係合するプランジャ(47)とピストン(51)と、
前記プランジャー(47)と前記ピストン(51)との間に、前記第１スプリングに対向する付勢力を与える第２スプリング(49)と、を備えていることを特徴とする請求項６記載の電流スイッチング装置。
【請求項１０】
前記可動接触子(40)の位置を示し、スイッチング組立体(16)の外側から見ることのできる指示器(60)をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の電流スイッチング装置。
【請求項１１】
可動接触子(40)が第１，第２の固定接触子(30,32) に当接するとき、指示器(60)が指示されることを特徴とする請求項１０記載の電流スイッチング装置。
【請求項１２】
第１の固定接触子(30)に取付けられた温度指示器(13)をさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の電流スイッチング装置。
【請求項１３】
第１の固定接触子(30)に取付けられ、所定温度で色が変わる温度指示器(13)をさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の電流スイッチング装置。
【請求項１４】
第１の固定接触子(30)に取付けられ、可動接触子(40)及び第１，第２の固定接触子(30,32) の少なくとも１つが過度の摩耗を示す所定温度で色が変わる温度指示器(13)をさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の電流スイッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流スイッチング装置に関し、特に、接触子部品が取り替え可能な上記装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング装置の接触子等は、通常、電源と、電流が断続される負荷との間に設けられる。これらスイッチング装置は、電源と負荷との間の電気回路を達成するために接続し、またこの電気回路を開くように切り離すための、一対あるいはそれ以上の接触子を用いる。多くの装置では、比較的大電流を切り換えることが必要とされ、そして、接触子を切り離すときにアークを生じる。
【０００３】
この結果として、アークを消弧するための機構が、接触器のハウジング内に設けられ、そしてある場合には、接触子はアークが外部に逃げて障害を生じることがないように、封入された容器を備えている。
【０００４】
対となる接触子間に生じるアークは、スイッチの接触子表面を腐食させる。接触器の繰り返される切換え操作が度重なると、接触子の表面には穴が開いて、それらの表面が電流に適した通路を構成する程の大きさではなく、十分に接触できないようになる。この場合、接触子は取り替えなければならない。
【０００５】
しかし、接触子は、封入容器内に入れられているために、当該分野の技術者は接触子にさわることができない。そのため、スイッチング装置全体を取り替えることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような事情に鑑みて、本発明の主たる目的は、改良された電流スイッチング装置を提供することであり、他の目的は、電気アークが装置の外部に抜け出さないようにする封入容器を備えた電気スイッチング装置を提供することである。
【０００７】
さらなる本発明の目的は、取り替え可能なスイッチ接触子を有する封入型の電流スイッチング装置を提供することである。
【０００８】
さらに他の目的は、装置の残部から単一ユニットとして取り外し、そして取り替えることができる一体型サブアセンブリにスイッチ接触子を組み入れることである。これは、当該分野でスイッチ接触子の交換を容易にするばかりでなく、交換に必要でないスイッチング装置の残りの部分を連続して使用することを可能とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、アクチュエータ組立体に取り外し可能に取付けられるスイッチング組立体を有する本発明の電流スイッチング装置によって達成される。
この電流スイッチング装置は、電気絶縁材料からなる本体、この本体に取付けられた第１，第２の固定接触子、及び前記本体に対して移動可能に連結され、かつ選択的に前記第１，第２の固定接触子に係合して前記固定接触子との間で電気接続を完成する可動接触子を有するスイッチング組立体と、電気作動の駆動部を含むケーシングを有し、前記駆動部が、前記可動接触子に取り外し可能に係合するシャフト部材を有して、前記可動接触子を第１，第２の固定接触子に対して係合離間するように選択的に作動するアクチュエータ組立体とを備えており、
前記スイッチング組立体が、さらに、前記本体に摺動可能に連結され、かつ前記可動接触子が貫通して受け入れられる開口を有し、前記アクチュエータ組立体のシャフト部材に係合しているリテーナと、該リテーナに設けられ、このリテーナーに対して前記可動接触子を付勢する第１スプリングとを含み、
前記可動接触子と第１，第２の固定接触子の間に生じるアークが電流スイッチング装置の外部に逃げないように、前記スイッチング組立体が密封されて前記アクチュエータ組立体に取付けられ、かつ前記スイッチング組立体が、修繕及び取り替えのために、前記アクチュエータ組立体から単一ユニットとして取り外し可能になっていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の電流スイッチング装置は、各請求項に記載の構成を有している。スイッチング組立体は、第１，第２の固定接触子が取り付けられている電気絶縁材料からなる本体を有している。また、可動接触子が、本体に連結され、かつ第１，第２の固定接触子との間に電流路を完成するために、第１，第２の固定接触子と選択的に係合するように動くことができる。
【００１１】
アクチュエータ組立体は、電気的に操作される、例えばソレノイドのような駆動部を内装しており、それは可動接触子に取り外し可能に結合した連結部を有する。駆動部の起動により、可動接触子を第１，第２の固定接触子に対して交互に係合または離間させる。スイッチング組立体は、接触子間に生ずるアークが電流スイッチング装置の外部に逃げないようなインターロック形式でアクチュエータ組立体に取り付けられる。このインターロック式の取付け構造により、アクチュエータ組立体から単一ユニットとして、スイッチング組立体を修繕及び交換のために取り外すことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、封入型の単極電磁接触器１０が示されている。この電磁接触器１０は、図２に示すように、アクチュエータ組立体１７の開放端側にスイッチング組立体１６が組み込まれるハウジング１２を有する。
【００１３】
また、スイッチング組立体１６の短い縁の両側には、縦方向に伸びた凹部２１が設けられ、この凹部２１がハウジング１２のアクチュエータ組立体の短い縁に沿うリップ(lip) ２２を受け入れてかみ合うようになる。同様に、ハウジングのアクチュエータ組立体１７の横方向に長く伸びた側縁にも、長さ方向に伸びた凹部２３があり、この凹部もスイッチング組立体１６の長手方向に沿うリップ２４を受け入れてかみ合うようになっている。
【００１４】
あるいは、スイッチング組立体１６またはアクチュエータ組立体１７の一方の組立体の全側縁にリップを設けて、これを他方の組立体の全側縁に設けた係合凹部にかみ合わせることもできる。リップ２２，２４を凹部２１，２３にそれぞれ係合させることにより、アクチュエータ組立体とスイッチング組立体１６との間にシール境界面が設けられ、接触器内に生じる電気アークがハウジング１２から外部に逃げないようにする。
【００１５】
スイッチング組立体１６は、ねじ１９によってアクチュエータ組立体１７の開放端側を覆う位置に保持され、そしてこれらのねじを取り除くことによって、単一ユニットとして分離することができる。
【００１６】
図１，２に示すように、アクチュエータ組立体１７は、電気絶縁材料、例えば、プラスチック等からなるケーシング１１を有し、このケーシング内には、接触器１０のスイッチ接点を開閉するための従来構造の部品が含まれる。これらの部品は、アクチュエータ組立体のケーシング１１の内部表面に設けた凹部内に収納される電磁ソレノイド（駆動部）１８を備えている。このソレノイド１８は、環状コイル（ドライバ）２０を有し、このコイルがソレノイドの一端から突出するシャフト２５に連結されたアーマチュアを駆動する。それゆえ、駆動部１８は、コイル２０の他に、シャフト２５及び後述するばね機構４４を含めた連結手段２５，４４を備えるものと考えることもできる。
【００１７】
このシャフト２５は、可動接触子４０に取り外し可能に係合する部材を構成する。アーク消弧室２６は、ソレノイド１８の反対側に配置されている。各アーク消弧室２６は、複数の離間配置された金属製のスプリッタ板２７から構成されている。
【００１８】
図２において、スイッチング組立体１６は、プラスチック等の電気絶縁材料からなる２つの半部によって形成された本体２８を有する。このスイッチング組立体１６は、第１，第２の電源端子１４，１５を有し、これらの端子は、それぞれ第１，第２の固定接触子３０，３２に連結されている。
【００１９】
図３において詳細に示されているように、金属製の各固定接触子３０，３２は、Ｕ字形状で、その一方の長い脚部３４がスイッチング組立体１６の表面の開口から露出している。各固定接触子３０，３２は、また短い脚部３５を有し、この脚部３５は、ハウジング１２内に曲げられて、シール表面３７にしっかりと当接しているので、固定接触子とハウジング内への入口との間にギャップがない。
【００２０】
この当接関係によって、ハウジング内に発生するアークが、固定接触子３０，３２に沿って逃げることが防止される。各固定接触子３０，３２の一方の長い脚部３６は、ハウジング内にあり、これに接触パッド３８が取付けられている。図３において見られるように、これらの脚部３６は、外側脚部３４よりもその幅寸法を狭くして、ハウジングの短い寸法内で互いに反対側に伸びている。
【００２１】
電気導体でなる可動接触子４０は、スイッチング組立体１６の一部であり、固定接触子３０，３２上の接触パッド３８に面している一対の接触パッド４２を有する。接触器１０の閉状態において、可動接触子４０は、２つの可動接触子３０，３２にブリッジ連結されて電源端子１４，１５間に流れる電流路を形成する。図２に示すように、ソレノイドコイル２０が消磁されると、ばね機構４４が可動接触子４０を付勢し、その結果、接触器１０は常開位置となる。
【００２２】
図２及び図４に示すように、このばね機構４４は、中空の絶縁リテーナー４６を有し、このリテーナー４６は、スイッチング組立体１６の本体２８における凹部５０内に保持される、両側に配置した一対の耳部４８を有しており、そこに、ばね機構が固定される。
【００２３】
これらの耳部４８は、固定接触子３０，３２と可動接触子４０が開閉するとき凹部５０内を摺動し、この凹部が可動接触子４０の移動を制限し、接触器１０が開き状態にあるとき接触パッド３８，４２間にギャップが形成される。特に、可動接触子４０が第１スプリング４５とともにリテーナー４６の両側にある開口を貫通し、この第１スプリング４５は、可動接触子４０の一側を付勢して、リテーナー４６の閉端から離す。絶縁プランジャ４７が可動接触子４０の両側に当接し、絶縁ピストン５１に対して第２スプリング４９によって当接関係となるように付勢される。
【００２４】
プランジャ４７とピストン５１は、リテーナー４６内に配置され、このピストン５１の一部分がリテーナー４６の開放端から突出し、スイッチング組立体１６の本体２８の開口を通って伸びている。透明のキャップ（操作部）６２がピストン５１のこの部分に嵌り込む。
【００２５】
リテーナー４６とばね機構４４の他の部品は、図４に示すように、開口５２を有しており、ハウジング１２の２つの部分１６，１７が組立てられる時、ソレノイド１８のシャフト２５がこの開口５２を貫通する。スナップリングまたはスプリングクリップ５６，５８が、ばね機構の上部と下部に位置するシャフト２５の環状凹部内にそれぞれ嵌り込み、ばね機構がシャフト２５とともに動けるように取付られる。
【００２６】
色付き指示円板（指示器）６０がソレノイドシャフト２５の端部に取付られ、接触子３０，３２と接触子４０が閉状態にあるとき、透明キャップ６２を介してハウジングの外側から見ることができる。この状態では、可動接触子４０は、ソレノイドシャフト２５がその軌道の終端に至る前に固定接触子３０，３２に衝合する。
【００２７】
シャフト２５の連続した動きによって、リテーナー４６は、さらに、図４において、上方に押し上げられるが、可動接触子４０は固定のままである。この作動によって、第１スプリング４５が圧縮され、接触パッド３８，４２の摩耗を長時間に渡って補償できるように自己調整する。
【００２８】
比較的大きな電流が切換えられるとき、可動接触子４２上の接触パッド４２が固定接触子３０，３２の一方または両方の接触パッドに固着あるいは接合する状態が発生し、第２スプリング４９のばね力では接触子を十分引き離すことができなくなる。このようなことが起こると、ばね機構４４は、図４に示した位置に保持される。
【００２９】
このような状況では、当該技術者は、手動操作によってばね機構４４に抗してハウジング内にキャップ６２を押圧することができる。この作動によりピストン５１が押圧され、ピストンの肩部６４がリテーナー４６と相互作用して、図５に示すように、リテーナー４６を可動接触子４０に衝合させる。これは、可動接触子４２を固定接触子３０，３２から引き離すように移動する力を生じさせて、固着状態から切り離す。
【００３０】
上述したように、接触器１０が閉状態にあるとき、電流が流れて、可動接触子４０と２つの固定接触子３０，３２との間に生じた電気アークによって接触パッド３８，４２が腐食する。それゆえ、固定接触子３０，３２の温度が接触パッドの摩耗及び腐食を生じさせる度合いを示す。温度指示器１３が、図１に示すように、各々第１，第２電源端子１４，１５の露出端部に貼り付けられる。例えば、温度指示器１３は、アメリカ合衆国、イリノイ、ナイルズに在所するコーレ  パーカー  インスツルメント社(Cole Parker Instrument company)によって販売されている単一点指示器(single point indicators) 等の温度感知ドットを用いることができる。
【００３１】
選択的に、この温度感知ドット（温度指示器）１３は、固定接触子３０，３２の一方または両方の露出表面に貼り付けることができる。温度感知ドット１３は、接触パッド３８，４２の過度の摩耗から生じる所定温度に達したときに色が変化する。例えば、電源端子は、接触器１０の閉状態において接触パッドが過渡に摩耗した場合には、１５０℃に達することが知られている。
【００３２】
接触温度は、接触パッドでの電流密度に関係し、接触パッドは、そのまわり電流密度を維持するために、接触器における電流容量が大きくなればなるほど大きくなる。この摩耗による指示温度は、接触器の電流比率に係わらすほぼ同一となるであろう。
【００３３】
他の形式の温度指示器も電源端子１４，１５の一方または両方に組み入れることができる。例えば、指定温度で溶ける共融合金はんだによって保持されたばね負荷された指示器を備える手段を用いることができる。
【００３４】
過度の接触パッドの摩耗および腐食が示されたとき、このスイッチ接触子３０，３２、および４０は、取り替えられる。この取替を実行するために、電源端子１４，１５に取り付けたケーブルが外される。さらに、ハウジング１２のねじ１９が取り除かれ、そして、キャップ６２を取り外して接近することにより、ソレノイドシャフト２５の端部にあるスプリングクリップ５６が外される。
【００３５】
これらの締結手段が取り外された後、スイッチング組立体１６は、図１に示すように、アクチュエータ組立体１７から引き離される。そして、新しいスイッチング組立体１６が、アクチュエータ組立体上に置かれ、ねじ１９及びスプリングクリップ５６が再び取付けられる。固定接触子３０，３２と可動接触子４０は、単一ユニットとして取り替えられることから、この取り替えを実行する技術者は、接触パッド３８，４２間のギャップを設定する必要がなくなる。このギャップはスイッチング組立体１６の組立て時に工場において設定される。
【００３６】
上述の記載は、本発明の好ましい実施の形態について主として述べたものである。本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であるが、これらは、当業者であれば、これらの実施の形態から明白となった付加的な変形例を実現できることは予想できることである。例えば、本発明の技術的思想は、ここに説明した接触器よりも他の電気スイッチング装置において組み入れることができ、したがって、本発明の範囲は、請求項に記載の構成により決定されるものであり、上記開示によって限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による取り外し可能なスイッチ接触子を結合した接触器の分解組立図である。
【図２】本発明の組み立てられた電磁接触器を部分的に斜めに切った断面図である。
【図３】本発明に係る取り替え可能なスイッチング組立体の斜視図である。
【図４】本発明の接触器における閉位置において、ばね機構が可動接触子に連結されたところを示す断面図である。
【図５】固着したスイッチ接触子が手動操作で引き離されるときに生じるばね機構の状態を示した断面図である。
【符号の説明】
１０  電流スイッチング装置
１１  ケーシング
１２  ハウジング
１３  温度指示器
１４，１５  電源端子
１６  スイッチング組立体
１７  アクチュエータ組立体
１８  電磁ソレノイド
２１  凹部
２２  リップ
２８  本体
３０，３２  固定接触子
４０  可動接触子
４４  ばね機構
４６  リテーナー
４７  プランジャ
５１  ピストン
【図１】
0003763049.tif 000002
【図２】
0003763049.tif 000003
【図３】
0003763049.tif 000004
【図４】
0003763049.tif 000005
【図５】
0003763049.tif 000006