Sealing three-phase protection device

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一般的に温度応答スイッチに関し、特にモーター保護回路又はその他の同様な電気装置保護回路で用いられる密封三相保護装置に関する。

［従来の技術］ モータの巻線の熱アナログとして作動するヒーターと関連して温度応答スナップ作動ディスクを用い、そこで、ある選択された条件において、モータあるいは幾つか又は全てのヒーターで発生する熱によってスナップ作動ディスクをスナップ作動させることによりデイスクに操作結合された可動接点を開き、これによって、保護される装置を除勢する如く構成されたスイッチは周知である。 例えばそのようなスイッチは米国特許第3,452,313
号、第4,231,010号、及び第4,555,686号に記載されている。 それらの三相スイッチで用いられるスナップ作動ディスクはその中心部でネジ部材を使って装架され、そしてそのディスク支持の位置を垂直方向に調節することでディスクに操作結合された接点対の間隙と接触力を調節することによってスイッチの校正が行われる。 それらスイッチは非常に効果的に機能するものであるが、なおそのコストを下げ、又製作をより自動化できるようにすることが望まれている。

［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明の１つの目的は、安価に製作でき、自動化された方法で簡単に校正ができ、そして保護すべき電気装置の巻線上に容易に装架できるように従来より小型のコンパクトな形状を有する三相保護装置を提供することである。

本発明の他の目的は、保護される装置の三相のそれぞれに応答する熱応答三相保護装置を提供することである。 本発明の更に他の目的は、校正がスイッチを包囲するキャップ部材のゆがみに比較的影響されない保護装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 簡単にいうと本発明によれば、全体的に長円形の金属ヘッダープレートが１対の端子ピンを装架し、そしてこれらピンはそれぞれに長形のストリップヒーターの一方の端部を装架する。 それらヒーターはヘッダーから遠ざかる方向に延在し、そしてその自由先端部に静止接点を装架する。 両端子ピン間でヘッダーに剛性の支持部材が取付けられ、ヘッダーから遠ざかる方向に延在し、そして第３ヒーターを装架する。 この第３ヒーターはヘッダーの方へ戻るように延在する。 第３ヒーターはこれの長さに沿って補強用のフランジを備え、そしてその第３ヒーターの自由端部においてそのフランジに溶接スラグの体部分が溶接される。 溶接スラグのヘッドの下側にサーモスタットスナップ作動ディスクが取付けられ、片持ち式に装架される。 そのスナップ作動ディスクは全体的にベルの形にされ、そしてそのベルのヘッド部分においてディスクは装架される。 ベルの口部分の両端部に２つの可動電気接点が装架される。 これら可動接点は前記静止接点と係合したり離れたりするように動くことができる。 可動接点は好適には、保護装置の校正を行う前は、
ヘッダーの方へ静止接点よりも少しく近くにあるように設定される。 ディスクのベル形状のヘッド部分は、両可動接点の中心を通る仮想線に全体的に平行な方向に延在する比較的真直ぐな曲げ縁部を備える。

本発明の１つの特徴によれば、前記支持部材はこれから両横方向へ延出する１対の腕を備え、これら腕は前記第１及び第２ヒーターの自由先端部の下に装架パッドを形成する。 その各装架パッドに設けられた孔に自己タップ立て校正ネジが、各該ヒーターの自由先端部と整合するようにして挿入される。 各ネジとそのヒーターとの間に電気絶縁パッドが挿置される。

本発明の他の特徴によれば、保護装置の校正が下記の如くして行われる。 カバー部材を取付ける前に、スイッチ組立体の該スナップ作動ディスクを上方凸面形状にしておき、そのディスクを接点が開いた安定位置へ変形させるある選択された温度まで上記組立体を加熱し、前記両ネジを個別に、順次又は同時に回していって一方の静止接点をこれに対応する可動接点に係合させ、そしてこの係合が行われた後も更に他方のネジを回し続けてこれの静止接点をこれに対応の可動接点に係合させる。 そのようにしてそれら２対の接点の係合が成立した後、上記両ネジを同量回してディスクをスナップ作動させて前記と反対の上方凹面形状にし、両可動接点をそれぞれの静止接点との係合から外す。

上記カバー部材は高圧環境に堪える高強度低合金鋼で作られ、そしてその口部分がラッパ状に拡げられ、この口部分にヘッダーの外縁部を受けてこれに溶接され、これによって保護装置を密封し、そしてこの密封されたパッケージの占有スペースを可及的に小さなものにすることができるのである。

本発明の保護装置のその他の目的、長所、及び詳細が、図面を参照して以下に続ける本発明の好適な実施例の説明から更に明らかにされよう。

［実施例］ 図面において、番号10は本発明に従って改良された新規な保護装置を指示する。 後述する包囲カバー部材に密封取付けできる適当な材料、例えば鋼で作られる長円形のヘッダー12は第１及び第２孔14と16を有し、そしてこれら孔に貫通してピン18と20が装架される。 これらピンはガラス材料22,24によって好適な周知の方法でヘッダー12から電気的に絶縁され、そしてそこに密封状態で取付けられる。 ピン18と20は全体的に相互に平行な長手方向軸心を有し、そしてヘッダー12の内側面26に直角な方向でヘッダーから遠ざかる方向に延び、その自由先端部に長形のストリップヒーター部材28,30を装架する。 これらヒーター部材はそれら先端部に32,34で指示されるように溶接され、そして端子部材の長手方向軸心と平行な方向に延在する。 ヒーター部材28,30の自由先端部に静止接点36,38が溶接等の適当な手段で固定される。

鋼その他適当な材料で作られる剛性の支持部材33の脚部分35が溶接等によってヘッダー12に固定される。 支持部材33は又、脚部分35に対し全体的に直角の長い脚部分
37を有し、この脚部分は端子部材の長手方向軸心と全体的に平行な方向で内側面26から遠ざかる方向に延在する。 支持部材33の脚部分37の自由先端部40にストリップヒーター39が任意の方法、例えば溶接によって取付けられ、そしてヘッダー12の方へ戻るようにして、脚部分35
から離間した自由端部42の所まで延在する。 ヒーター39
の自由端部42上に溶接スラグ44が装架される。 このスラグはスナップ作動バイメタルディスク46の一方の端部を片持ち式に装架する。 ディスク46はスラグ44の周縁部で
47に示されるような溶接によってヘッド48に固定される。 即ちディスク46は孔を備え、この孔にスラグ44が通され、そこでディスク46をヘッド48に溶接できるのである。

サーモスタットディスク46の自由先端部の両側部の下側に第１及び第２の可動電気接点50と52が溶接等の周知の方法で取付けられる。 それら接点50,52はディスク46
のスナップ作動によって動かされてそれぞれの静止接点
36,38に係合したり離れたりする。 ディスク46の頂面の上に置かれるヘッド48は比較的真直な曲げ縁部54を備え、ディスクが接点開き形状へとスナップ作動するときディスクはその真直な縁部54において曲がり、これによってディスクの曲げ応力をその縁部の全長に亘って分散し、又その応力をディスクの溶接部分から離しておくことができる。 第１図で解かるように、溶接部47はディスク46の両側部分と自由端部分に設けられて曲げ縁部54の近くには設けられていない。 従って溶接部が曲げられることはないのである。 曲げ縁部54は、両可動接点50,52
の中心を通る仮想線に平行な方向、換言するとディスク
46の固定端部と自由端部との間に延在する仮想線に直角な方向に延在する。 曲げ縁部54を使用できるようにディスク46の頂面上にヘッド48を設置することによって、ディスクの中央部分に係合する校正部材を備えることなく、特に長期間に亘ると生じ得るディスクの校正シフトを最小限に抑えることができる。

ディスクの作動特性を、保護すべきモータその他の電気装置の操作特性によく合致させるためには、ディスクの質量をできるだけ小さくすることが望ましい。 そこでディスクの幅は、ディスクの片持ち装架部の中心から両可動接点間の中央点に引いた線に沿って、ディスクの自由端部から上記片持ち装架部の方へ次第に狭くなっていくように縮小される。 好適にはディスク46は全体的にベルの形にされ、そしてそのベルのヘツド部分で片持ち装架され、又ベルの口部分の両側部に可動接点50,52が取付けられる。

ディスク46の装架を安定したものにするため、ヒーター39に補強フランジ56が備えられ、そして図示のようにそのフランジに溶接スラグ44が溶接される。 このためにフランジ56は58の個所がフランジの他の部分より高くされる。 しかし場合によってはスラグ44はヒーター39の平らな部分に溶接してもよい。

支持部材33はこれから両側方向へ延出する腕60と62を備え、そしてこれら腕にそれぞれ校正ネジ装架パツド6
4,66が取付けられてヒーターストリップ28,30の自由先端部の下に置かれる。 装架パッド64,66に設けられた孔に校正ネジ72,74が挿入され、それぞれにヒーター28,30
の先端部に力を伝えることによって各静止接点36,38の垂直方向位置を調節する。 支持部材33は、各ヒーター2
8,30と校正ネジとの間に置かれる絶縁パッド76,78によってそれらヒーターから電気絶縁される。 それら絶縁パツドの装架は、例えば校正ネジの端部を受入する係止部分を備えてパッドの横方向位置を固定するような適当な方法によって行われよう。

可動接点50,52は静止接点36,38よりも少しくヘッダー
12に近く設置され、そして校正が行われる間に垂直方向に整合するようにされる。 保護装置の校正は下記のように行われる。 包囲キャップを取付ける前に、スイッチ組立体のディスク46を休止状態で上方凸面形状にしておき、該ディスクを接点が開いた安定位置へ変形させることができるある選択された校正温度までスイッチ組立体を加熱し、両校正ネジを個別に（同時にでも順次にでもよい）回して一方の静止接点をこれに対応の可動接点に係合させ、それから他方の校正ネジだけを回し続けてその静止接点をこれに対応の可動接点に係合させる。 そこで両方の校正ネジを一緒に同じ量回していってディスクを上方凹面形状にスナップ作動させて両可動接点を静止接点から離す。 上記のような校正によって、ディスクがある選択された温度まで加熱されて上方凸形状にスナップ作動するとき、両可動接点が同時にそれぞれの静止接点から離れて所要の適正な操作を行わせることができるのである。

例えば高強度合金で作られる適当なキャップ部材80がスイッチ組立体の周囲を包囲して保護装置に高圧環境に耐える強度を与える。 キャップ部材80のフランジ82の内側にヘッダー12が溶接され、こうして可及的に小型の保護装置が形成される。

［発明の効果］ 以上の記述から解かるように本発明によって作られるスイッチは様々な長所を備えている。 端子ピン18,20とサーモスタットディスク46とが平行に置かれるため、モータの巻線上に設置されたときの保護装置10のプロフィルを小さなものにすることができる。 即ち本発明の保護装置10は従来の保護装置ほどモータから突出しない。 ヘッダー12がキャップ80の拡がったフランジ82の内面に溶接されることでそのプロフィルは一層小型化される。 可動接点を装架するディスク46の頂面上に曲げ縁部54を設けることによって、その片持ち装架されたディスク46の作動が良好にされる。 従来の三相保護装置におけるようなディスクの中心部に接触する部材を用いない特殊なディスク装架を採用することで、複式校正ネジ72,74による校正が可能となるため、あるモータ定格に対して使用できるディスクのパラメータをより広く取ることができ、又そのことで保護装置の製作がより容易になり、そして従来の保護装置で使用された部品の数を減らすことができる。 複式ネジ校正を採用することにより不均等な接点問隙を装置の組立て時に補正でき、従って製作の許容誤差範囲をより広くできるから製作費が安くなる。 自己タップ立てネジを使用することによって錠止機構が不要になり、これによっても装置の部品数は少なくなる。
ディスク組立体と校正装置とを同じ支持部材上に装架することにより保護装置は衝撃に対してより敏感でないようにされ、又ディスク及びヒーター組立体をキャップ80
から完全に独立したヘッダー12上に装架することにより、保護装置が、そのキャップに生じ得るゆがみに敏感に影響されることがなくされる。 使用される３つのヒーターは全体的に同じ長さとされ、そして三相のそれぞれにおいて１つのヒーターが結合され、これによって各相ごとに等しいトリップ時間操作が行われて単相条件の保護を行う。

ここに本発明の保護装置の好適な実施例を記述してきたが、本発明がそれら実施例の特許請求の範囲に含まれる全ての変化形に及ぶことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、カバーを断面で示した本発明の保護装置の上方から見た平面図、第２図は第１図の２−２線における断面図である。 10……保護装置、12……ヘッダー、18,20……端子ピン、28,30,39……ヒーター、33……支持部材、36,38…
…静止接点、44……溶接スラグ、46……サーモスタットディスク、50,52……可動接点、54……曲げ縁部、72,74
……校正ネジ、80……キャップ部材。

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