電気スイッチング装置

本発明は、電力スイッチングモジュール及び制御モジュールを備えるタイプの電気スイッチング装置に関する。

これは、導体間の接触、遮断及び電気スイッチング機能を提供することが可能なスイッチング装置の分野の範囲内にある。

これらの装置は、電力電流の接続、遮断及び反転のための多数の方法で使用され、特に、一般的には、電気モータ、加熱抵抗または電源回路の制御のために使用される。

例えば、このタイプのある電気スイッチング装置は、電動モータとモータ供給システム間の接続に適した三相インバータであり、モータの回転方向を反転するために電動機の三相供給電流の2つの相を交差させることを可能にする。

これらには、電力接点端子、電磁駆動装置を制御するために使用される制御端子と、動作を監視する目的で使用される補助接点端子を備える既知のスイッチング装置がある。

例えば、特許出願FR2697371は、接続端子に連結された固定接点を含むケーシングにより形成されたコンタクトブロックからなる接触装置を開示している。電力接点と、制御接点と、補助監視接点を製造するための接続端子のセットは、ケーシングの前面に配置されている。装置は、可動接点担体を備え、この可動接点担体は、一組の電源極を形成するように固定接点と相互作用するコンタクトブリッジを備えており、接触ホルダは、電磁石により作動される。コンタクトブリッジにアクセスするためには、ケーシングを完全に取り除かなければならないので、このタイプの接触装置のメンテナンスは複雑である。

特許出願FR2983633は、3つの入力接点端子と3つの出力接触端子を含む6つの電力接点と、電力モジュールの両側にある、2つの制御接点端子とを有する電力モジュールを備える電気スイッチング装置を開示している。この電気スイッチング装置は、ケーシング内に配置される。しかし、この電気スイッチング装置は、動作を監視する目的のための補助接点端子を有しない。補助接点端子を有する監視モジュールの追加は、電気スイッチング装置の全体の寸法を増大させる。

しかし、多くの用途のためには、可能な限り最小の寸法のスイッチング装置を有することが有利である。

本発明の目的は、容易なメンテナンスを可能にしながら、補助接点端子を組み込むことにより、既知の解決策の先述した欠点を克服する前記タイプの電気スイッチング装置を提案することである。

この目的のため、本発明は、第1の態様によれば、 3つの入力端子と3つの出力端子のブロックを備える、電力スイッチングモジュールであって、各入力又は出力端子は、電気スイッチの固定接点に接続されており、当該電力スイッチングモジュールは、可動接点も備え、かつ、前記固定接点と関連する前記可動接点の位置に準ずる開位置と閉位置の間で切り替えが可能であり、前記可動接点は電磁駆動装置によって移動され得る、電力スイッチングモジュールと、 少なくとも1つの制御入力端子と、少なくとも1つの制御出力端子とによって形成された一組の制御端子を備える、制御モジュールであって、当該制御モジュールは、前記可動接点のうちの1つの位置を制御するために、前記制御端子により電力供給され得る前記電磁駆動装置を備える、制御モジュールと、 を備える電気スイッチング装置を提案する。

さらに、本発明に係る電気スイッチング装置は、 当該電力スイッチング装置は、補助入力接点端子と2つの補助出力接点端子とを備える、監視モジュールであって、前記補助入力接点端子は、2つの補助出力接点端子に共通である、監視モジュールを、さらに備えており、 前記電力スイッチングモジュールは、前記制御モジュールと前記監視モジュールから別個に着脱可能である。

有利なことに、提案されたスイッチング装置は、電力接点モジュールと、制御モジュールと、監視モジュールとを備え、電力接点モジュールは取り外し可能である。したがって、このスイッチング装置のメンテナンス性が向上し、電力モジュールの交換は、既知の装置に比べて、より容易に行われる。

さらに有利なことに、監視モジュール及び制御モジュール内それぞれの、2つの出力接点端子に共通入力接点端子を使用することで、より小さな全体の寸法のスイッチング装置を製造することができる。

本発明に係る電気スイッチング装置は、以下の特徴の1つまたは複数を有することができる。その以下の特徴とは、 − 制御端子のセットと、監視端子のセットが、前記電力スイッチングモジュールの端子ブロックの両側に設けられていることであり、 − 当該電気スイッチング装置は、ケーシング内に配置されており、電力スイッチングモジュールにおける、制御端子のセットと、監視端子のセットと、端子のブロックとが、前記ケーシングの前面に設けられていることであり、 − 前記制御端子のセットと、前記監視端子のセットと、前記電力スイッチングモジュールのそれぞれが、視覚的に識別できる記号を有した保護カバーによって保護されていることであり、 − 前記電磁駆動装置が、2つの電磁コイルを備え、かつ、前記制御モジュールが、前記電磁コイルに電力供給し得る共通入力制御端子を備えることであり、 − 第1の電磁コイルの固定入力制御接点と第2の電磁コイルの固定入力制御接点をそれぞれが形成し得る、2つの電気結合要素を備え、かつ、2つの接続口を備える接続要素を備え、前記接続要素は、前記電気結合要素と相互作用するように適合され、かつ、前記第1及び前記第2の電磁コイルに電力供給するための共通入力接点端子を形成するように適合されることであり、 − 前記監視モジュールが2つのスイッチを備え、それぞれのスイッチが、開位置と閉位置の間で切り替えが可能であり、それぞれのスイッチが、前記共通補助入力接点端子に接続された固定入力接点と、前記補助出力接点端子に接続された固定出力接点とを備え、前記固定入力接点と前記固定出力接点は、可動接点ブレードによって保持された可動接点によって電気的に接続可能であり、前記可動接点ブレードは、電磁駆動装置によって移動され得る支持要素に固定されていることである。

本発明の他の特徴および利点は、例示の目的であり完全に非限定的に、添付の図面を参照し、以下の説明から明らかになるであろう。

図1は、本発明に係る接触断続装置の斜視図である。

図2は、本発明に係る接触断続装置の接続端子の概略正面図である。

図3は、図2に係る接触断続装置の動作の概略図である。

図4は、一実施形態に係る制御端子と補助接点端子を形成するために用いられ得る制御モジュール及び接続要素の分解斜視図である。

図5は、相互に組み立てられた図4の要素の斜視図である。

図6は、制御モジュールに連結された補助接点の動作を説明するための概略断面図である。

図7は、電力接点端子及び関連する可動接点保持器の斜視図である。

図8は、本発明に係るスイッチング装置の接点端子の斜視図である。

図1に示すスイッチング装置10は、3つのモジュール、すなわち電力スイッチングモジュール12と、制御モジュール14と、監視モジュール16とを備える。

モジュールのそれぞれは、スイッチング装置10の前面と呼ばれる同一の面17上に位置する複数の接触端子を備える。

電力スイッチングモジュール12は、制御モジュール14の正面に位置しており、以下単に「端子」と称される、一組の6つの電力接点端子を備え、すなわち、三相電流ネットワークで使用するための、第1の18A入力端子、第2の18B入力端子及び第3の18C入力端子と、第1の20A出力端子、第2の20B出力端子及び第3の20C出力端子を備えている。

制御モジュール14は、スイッチング装置10の同一の面17上の、一組の3つの制御端子、すなわち入力制御端子22А、第1の24A出力制御端子及び第2の24В出力制御端子を備える。

制御モジュール14は、スイッチング装置10の動作位置を制御するための前記制御端子によって電力供給され得る電磁駆動装置(図1では見えない)を備える。本実施形態では、電磁駆動装置は2つのコイルを有する電磁アクチュエータである。

好ましくは、特許出願FR1360246に開示されているような電磁アクチュエータが用いられる。

第1の出力制御用端子24A、は入力端子18A、18B、18C及び出力端子20A、20B、20Cと同じ奥行面に位置している一方で、第2の出力制御端子24Bは、前記奥行面より後ろに配置されている。

制御モジュール16は、スイッチング装置10の同一の面17上の、一組の3つの補助制御端子、すなわち補助入力接点端子26А、第1の補助出力接点端子28А及び第2の補助出力制御端子28Bを備える。

制御モジュール14の端子と同様の手法で、第1の補助出力接点端子28Aは、入力端子18A、18B、18C及び出力端子20A、20B、20Cと同じ奥行面に位置しており、その一方で、第2の補助出力接触端子28Bは前記奥行面より後ろに配置されている。

種々の接点端子もまた垂直に、すなわち、図1に示された関連する参照フレームのY軸に沿って垂直にオフセットされている。入力端子18A、18B、18Cは、それぞれ制御入力端子22Aと補助接点入力端子26Aのわずかに下に配置されている。出力端子20A、20B、20Cは、縦軸に沿って、第2の制御端子24Bと補助接点端子28Bより実質的に上に位置し、第1の制御端子24A及び補助接点端子28Aの実質的に下に位置している。

従って、スイッチング装置10の全体の寸法は、その前面に10個の接触端子しか有しない同種の装置の全体の寸法と実質的に同一である。

スイッチング装置10は、コンパクトなブロックを構成しており、前面の寸法は、好ましくは約45mm×45mm(ミリメートル)である。

有利なことに、スイッチング装置10の正面から、電力スイッチングモジュール12、制御モジュール14と、監視モジュール16が分解可能であり、電力スイッチングモジュール12は、取り外し可能であるがゆえに着脱可能である。それゆえ、電力スイッチング モジュール12は取り扱い易く、摩耗や故障の場合には、その交換が容易である。

有利なことに、配線を容易にするために、一方では制御モジュール14の端子のセットが、他方では監視モジュール16の端子のセットが、電力スイッチングモジュール12の端子のセットの両側に配置されている。

好ましくは、配線やメンテナンスがさらに容易になるように、電力スイッチングモジュール12と制御モジュール14と、監視モジュール16のそれぞれは、例えばその色により、視覚的に識別できる保護カバーを備える。より一般的に、他の視覚的に識別することのできる記号が保護カバーに使用され、そのことでモジュール間を識別することが容易になる。

図2は、電力スイッチングモジュール12と、制御モジュール14と、監視モジュール16の接触端子の概略図を示し、図3は、電気動作の関連概略図を示す。

制御端子22A、24A、24Bは、図3の概略図に示された接点A1、A2、A3のそれぞれに接続されており、制御モジュールの電磁アクチュエータの二つのコイルに流れる電流の方向の制御を可能にしている。二つのコイルは、共通入力接点A1によって電力供給される。

電力スイッチングモジュール12の第1の18А入力端子と、第2の18В入力端子と第3の18C入力端子は、図2及び図3の 1L1、3L2、5L3に示された接点に接続されており、電力スイッチングモジュール12の第1の20A出力端子、第2の20B出力端子及び第3の20C出力端子は、図2及び図3の2T1、4T2、6T3に示された接点に接続されている。

電力スイッチングモジュール12は、フェーズコンダクタ間の電気接触及び電気スイッチング機能を実現し、これは、図3に概略的に示されているように、一組の3つの第1電気スイッチ30А、30B、30Cと、一組の3つの第2の電気スイッチ32A、32B、32Cによって実現されており、各電気スイッチ30А 、30B、30C、32A、32B、32Cは、開位置と閉位置との間で切り替え可能である。スイッチのこの構成は、一方では、各電力フェーズの接触/スイッチ機能を実行するのを可能にし、他方では、電力フェーズ間の切り替えを行うことを可能にする。

監視モジュール16の補助接点端子26A、28A、28Bは、図3の概略図にそれぞれ示された接点13No、14No,15Noにそれぞれ接続している。対応する動作の概略図は開位置が示されている2つのスイッチ34A、34Bを備えており、共通補助入力接点13Noを有する、一般に「NO」と呼ばれる「通常開(Normally open)」の位置を備えている。

例示では、スイッチは全て通常開(NO)位置に示されているが、しかし、明白なように、変形例では、通常開スイッチと通常閉スイッチを含む任意の構成が、実行可能である。

図4及び図5は、本発明に係る電気スイッチング装置の1つの実施形態を示している。

2つのコイルを有する電磁アクチュエータ40は、制御モジュール14のケーシング42内に配置されている。

電気結合要素44A、44B、44C、44Dは、突起の形で存在し、結合素子44A、44Bはそれぞれ第1のコイルの固定入力制御接点と第2の固定入力制御接点を提供することができ、結合要素44C、44Dは第1及び第2の固定出力制御接点を提供することができる。

電線(図示せず)の接続のための制御及び監視接点端子を提供する接続要素46A、48A、48В、50A、52A、52Вもまた図4に示されている。それぞれの接続要素は、スクリューとナットのアセンブリのスクリューのシャンクが通過するための開口 54を備える。

さらに、接続要素46Aは、結合要素44A、44Bと相互作用するように、かつ、電磁アクチュエータ40の2つのコイルの電力供給のための共通入力接点端子を供給するように適合された、2つの接続口56A、56Bを備える。

接続要素48Aは、結合要素44Cと相互作用するように適合された接続口58Aを備え、接続要素48Bは、結合要素44Dと相互作用するように適合された接続口58Bを備える。

したがって、接続要素46A、48A、48Bは、入力制御端子22Aと出力制御端子24A、24Bと関連付けられている。

スクリューシャンクの通過のための開口54を有する接続要素50A、52A、52Bは、補助接点端子26A、28A及び28Bに対応する。

これらの接続要素は、レバー62の動作により電流の流れを確立又は遮断するように移動され得る可動接点ブレード60によって、連結されている。

各補助接点は、固定補助接点64と可動接点ブレード60に関連した可動補助接点によって形成される。

レバー62は、電磁アクチュエータのそれぞれのコイルの電流の流れによって作動し、「前方」、「逆転」、及び「ニュートラルまたはOFF」と呼ばれるコイルの状態に対応する3つの位置をとるように適合される。

可動接点ブレード60は、支持要素66に組み込み可能であり、この支持要素66は、レバー62に機械的に接続され、かつ、このレバーによって移動される。

図5は、接続要素46А、48А、48В、50А、52А、52Вの締結後の制御モジュール14と、外部電線をそれぞれの接触端子22А、24А、24В、26A,28A,28Bに接続するためのスクリュー70とナット74のアセンブリを示している。

図6は、電磁アクチュエータ40の電磁コイル76、78の電流の方向に基づいて、補助接点に対応するスイッチ34А、34Вの動作を概略的に示している。

図中のS1で示された第1の電流方向は、スイッチ34Aを閉じるための可動接点ブレード60の移動を引き起こし、その一方で、図中のS2で示された電流方向は、スイッチ34Bを閉じるための可動接点ブレード60の移動を引き起こす。

図7は、電力スイッチングモジュール12の一部を形成する電力接点ブロック80と、電力接点ブロック80とともに電力パワースイッチングモジュール12を形成する可動接点ホルダ82とを示している。

電力スイッチングモジュール12の構成要素の組み立てが完了した場合、結果物は、図8で示された電気スイッチング装置10である。この図では、装置10は制御端子、電力端子及び監視端子のセットの分離カバーなしで示されている。

可動接点保持器82は、レバー62に機械的に連結した支持要素上に配置され得る、締結要素84を備える。

電力接点ブロック80は、第1の固定入力接点86А、86В、86C、第2の固定入力接点88А、88В、88C、第1の固定出力接点90А、90В、90C及び第2の固定出力接点92А、92В、92Cを備える。

第1の入力接点端子18Aは、第1の固定入力接点86A及び第2の固定入力接点88Aに電気的に接続され、第1の出力端子20Aは、第1の固定出力接点90A及び第2の固定出力接点92Aに電気的に接続される。

同じことが、第2の及び第3の入力接点端子18B、18C並びに出力接点端子20В、20Cにも適用される。

可動接点保持器82は、電磁アクチュエータで駆動するレバー62によって並進移動され得る、可動接点94A、94B、94Cを備える。

それゆえ、図8に示すように、それぞれの固定接点に面するように可動接点保持器82が配置されているときに、可動接点の移動は、それぞれの固定接点との間で接続または分離を生成することができる。