JPH0443369B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 金属構造物に偶発的に高電圧がかかつた場合の
事故を防止すべく、該金属構造物を大地に自動的
に接続する装置を具備させることは既に知られて
いる。

高電圧がかかる瞬間と前記装置が接地を行う瞬
間との間には、極めてわずかとは言え、無視し得
ない程度の時間的な開きがあるが、この短かい時
間の間であれば耐えられ得るような、さして危険
でない比較的穏和な電圧（例えば90ボルト程度）
に対して、該金属構造物と大地との間に制御火花
ギヤツプを設ることにより、感電の危険の完全な
防止を図ることも既に知られている。

本発明の目的は、この種の装置を、作動が特に
確実で、かつ構造のより簡単なものにすることで
ある。

本発明の装置は電磁スイツチの形態をとり、そ
のコイルは、電流の強度が比較的大である場合に
おいてのみ該スイツチを始動させ、一過性の弱い
電流は、スイツチを始動させることなく短絡させ
る。

本装置が火花ギヤツプを有する場合には、この
火花ギヤツプは、スイツチが作動する際に該スイ
ツチのコイルのインダクタンスによつて生じた過
電圧よりも高いしきい値のもとにおいてのみ始動
するようであると好都合である。

また、このスイツチが数個の弾性的なコンタク
トを有する場合には、それらの振動の態様が種々
に異なるようにして、コンタクトの同時的なはね
帰りに帰因する作動の逆行を防止するのが望まし
い。

また、要すれば、かかつた電圧の正負に応じて
本発の装置を選択的に始動させることを可能にす
るような装置を具備させることもできる。

以下、図面を参照して説明すると、本装置は２
つの半片１および２を合体してなるケーシングを
有し、両半片はボルト３にて互いに固定される。
これらの半片１および２は、絶縁性の材料を、諸
構成要素を内蔵すべく所望の形状に鋳造してなる
ものである。これらの半片の接合面は、第２図の
Ｉ−Ｉ線で示す。また、逆に、第１図は第２図の
Ｉ−Ｉ線で示す方向より見た図である。

上記ケーシングの底部には、断面の大きな２つ
の端子４および５が設けられ、これらは、２つの
平たい導線６および７をそれぞれ受けるべく、外
部へ突出している。導線６および７は、それぞ
れ、大地ならびに当該金属構造物に接続されてお
り、ねじ８および９にて前記端子４および５に固
定される。端子４および５の各々は、ケーシング
の内部において、固定コンタクト１０および１１
をそれぞれ具備しており、これらの２つのコンタ
クト１０および１１は、互いに向かいあつて位置
させられ、複数個の要素よりなる後述の可動コン
タクトシステム１２によつて電気的に接続され
る。

上記２つの固定コンタクト１０および１１の間
には１つの可動な垂直ロツド１３が設けられ、該
垂直ロツド１３は、ケーシング内の円筒状空所内
を摺動する。該円筒状空所の下端はリブ１ａおよ
び２ａ（第２図）、上端リブ１ｂおよび２ｂよりな
り、上端のリブ１ｂ，２ｂには裂溝が設けてある
が、これについては後述する。ロツド１３は、そ
の底部に腕木１４を有しており、この腕木１４の
下面には、４つの可動コンタクト１５が当接す
る。これらのコンタクト１５は、平たいバーの形
態をとり、その先端部に丸頭状の接触片１６を具
備している。これらの接触片１６は、ロツド１３
が持ち上げられる際に、前記固定コンタクト１０
および１１と接触する。これらの可動コンタクト
１５は、第２図に示すように、ロツド１３の両側
に２本ずつ、対称に配置されている。そして、こ
れらのコンタクト１５は、板ばね１７にて上方に
付勢されており、該板ばね１７は、その中央部を
第２の腕木１８に固定されている。この第２の腕
木１８は、ロツド１３の下端部に、該下端部の肩
とナツト１９によつて、締着固定される。これら
の腕木１４と１８がロツド１３の軸を中心に回転
するのを防いで、前記コンタクト１５を腕木１
４，１８に対して垂直の位置に維持するために何
らかの適当な処置をとることは言までもない。図
示した実施例の場合、１ｃならびに１ｄで示した
ような、腕木を充分な遊びをもつて包囲するリブ
がケーシングに設けてある。また、コンタクト１
５の下面に突起部を設け、これを板ばねの表面に
設けた溝と係合させるか、もしくは腕木１４の下
面に案内溝を設けて、これにコンタクト１５を係
合させることもできる。

板ばね１７、接触片１６ならびにバー（コンタ
クト）１５は、異なる振動特性を有するように作
るのが良い。

ロツド１３は、リブ１ａ，２ａの上方に第１の
リング２０を有し、このリング２０には、リブ１
ａ，２ａに支承された圧縮スプリング２１が当接
する。このリング２０の上方には、もう１つのリ
ング２２が設けられ、このリン２２は、通常はロ
ーラ２３に当接している。該ロール２３は、直角
レバー２４の垂直枝に保持されており、該直角レ
バー２４は、下方の軸２５に支承されている。こ
の軸２５の両端は、ケーシング１−２のリブ１
ｅ，２ｅに設けられた盲穴に係合している。そし
て、コイルばね２６が設けられて、これが、前記
直角レバー２４を、ローラ２３と座金（リング）
２２が接触し合う状態になる方向に回転するよう
に付勢している。

図に示すように、レバー２４は１枚の薄板より
作られ、その中央部はレバーの水平底部２４ａを
構成し、両側部はＬ字形に曲がつた垂直アーム２
４ｂとなつている。ローラ２３は、その両端にお
いて、前記垂直アーム２４ｂの上端部に設けられ
た孔により軸支される。

レバー２４の前記水平底部２４ａには、コイル
すなわち電磁石２８の可動鉄心と一体に作られた
丸頭ピン２７の先端が接触している。前記コイル
すなわち電磁石２８は、それが励磁された際に前
記丸頭ピン２７を下降させるように作られてい
る。この電磁石２８には、前記可動鉄心の他に、
これに対応する固定鉄心が設けてあり、この固定
鉄心を、磁性を持たない金属よりなるロツドが貫
通するが、この種の電磁石は周知のものであるか
ら、内部構造についての記述は省略する。ただ、
注目を要するのは、前記固定鉄心の下部は、表面
にねじ山を切た部分２９となつて下方へ延びてい
ることで、該部分２９には、輪金３０が螺合し、
該輪金３０は、ケーシングの両半片（第１図には
そのうちの一方の半片のみを示す）におけるリブ
により形成された空所内に保持されている。そし
て、該空所は、前記ねじ山を切つた部分２９によ
り、自由に貫通される。上記構造により、コイル
（電磁石）２８の高さをレバー２４の水平底部２
４ａに関して調節することが可能となる。

ケーシングの半片２は、外部に開口したブツシ
ユ状部分２ｇを有し、その内部を押しボタン３１
が摺動する。該押しボタン３１は、短ロツド３２
と一体に作られ、この短ロツド３２は、前記ブシ
ツユ状部分２ｇの底面を貫通してベルクランク３
３の一端に連結される。該ベルクランク３３の他
端は軸３４に支承される。該軸３４は、ケーシン
グの両半片１および２とそれぞれ一体に作られた
突出部１ｈおよび２ｈの間にはさまれている。ま
た、先述の、リブ２ｂにおける裂溝は、ベルクラ
ンク３３のための通路を与えている。図示するよ
うに、短ロツド３２とベルクランク３３の間の連
結は、該ベルクランクに設けた長穴３３ａと、こ
れを貫通する軸３５によつて行う。ブシツユ２ｇ
の内部においては、スプリング３６が短ロツド３
２に装着され、押しボタンの外方への復帰力を与
える。また、図示するように、ベルクランク３３
の軸３４側の腕は、休止位置においてはほぼ水平
であり、かつロツド１３の上端よりもわずかに上
方に位置している。そして、この状においては、
ロツド１３は、そのリング２２がローラ２３によ
つて保持されていため、低位置にある。

ケーシングの両半片１および２、それぞれ、内
部に溝１ｉ（第１図）を有しており、これらの向
かい合つた２つの溝１ｉを通して、プリント配線
パネル３７が差し込まれる。

また、端子５は上方へ延びていて、ねじ山の切
つてあるロツド３８を有し、該ロツド３８にはナ
ツト３９が螺合して、環状サイリスタ４０を締着
する。

第３図は、本装置の概略配線図である。図中、
４１は、過電圧から保護すべき当該金属構造物を
示す。この金属構造物４１は、断面の大きな導線
７によつて端子５に接続されている。一方、端子
４は、同様の断面の導線６によつて大地４２に接
続されている。プリント配線３７は、導線４３，
４４を介して、金属構造物４１と大地４２の間に
接続される。このプリント配線３７は、出力端子
を有しており、この出力端子は導線４６を介して
サイリスタ４０の制御電極に接続されている。そ
して、サイリスタ４０は、導線４７を介して前記
導線７に、また、導線４８を介してコイル２８に
接続され、コイル２８は、導線４９と導線６を介
して大地４２に接続されている。

通常の状態においては、ロツド１３は、リング
２２の上部に位置するローラ２３により、スプリ
ング２１の力に打ち克つて、低位置に維持されて
おり、回路は、コンタクト１０と１１の間におい
て開いている。プリント配線３７は、当該金属構
造物に危険な電圧の発生したことを感知すると、
サイリスタ４０を始動させる。そして、サイリス
タ４０は、コイル２８を導線７へ、すなわち過電
圧のもとにある構造物４１に接続する。こうして
電流の供給を受けたコイル２８は電磁石として働
き、その可動鉄心は下降し、丸頭ピン２７がレバ
ー２４を第１図において左巻き方向に回転させ
る。その結果、ローラ２３はリング２２を解放す
る。こうして解放されたロツド１３は上方へ移動
し、コンタクト１０および１１に接触（第４図）
して、当該構造物を確実に大地へ接続し、もつて
過電圧を消滅させる。その際、当該回路網に超電
圧が生ずるならば、安全器を作動させてもかまわ
ない。本発明のスイツチにおける弾性コンタクト
は、振動特性が種々に異なるため、そうでない場
合には短時間とは言え起こり得るはね返り現象
は、本発明の場合、一切起こらない。

事故の原因の消滅した後においては、押しボタ
ン３１を押せば、本装置は再びセツトされること
になる（第５図）。そうすると、ベルクランク３
３は、第２図および第５図において右巻き方向に
回転させられ、その上方の腕は下降して、ロツド
１３を、スプリング２１の力に打ち克つて押し下
げる。コイル２８はもはや電流の供給を受けてい
ないので、コイルばね２６はローラ２３をリング
２９上にもたらして、第１図に示した当初位置に
復帰させる。

先に述べたように、コイル２８およびその磁気
回路は、弱いインピーダンスを有するように設け
られ、スイツチの始動を惹き起こすような比較的
高い電流強度を欠くようにされる。こうして、一
過性の電圧の作用で本発明の装置が不慮の始動を
なすことが回避され、そうした電圧は、本装置に
作用することなく接地された状態にあることにな
る。また、上記のように作られたコイルは、始動
する際に、過電圧の電流かなりの部分を分流させ
る。

第３図の概略配線図においては、火花ギヤツプ
５０が示してあるが、これはしばしば導線（図で
は５１および５２）を介して当該構造物と大地の
間に並列配置されるもので、過電圧が発生してか
ら本装置が始動するまでの間に経過せざるを得な
い極めて短かい時間の間において、該過電圧を制
限する機能を有するものであつて、適当なガス
（ネオン等）を封入した管内に設けられる。さて、
この火花ギヤツプが本発明のスイツチの作動を妨
げるようなことがあつてはならず、そのため、コ
イル２８は、その端子における最大電圧が火花ギ
ヤツプの機能する電圧の最大よりも低い場合、例
えば火花ギヤツプの封入ガスがネオンの場合で50
ボルト（電圧L.di／dt）の時にも確実に始動する
ように作られる。

第６図の変形例においては、当該構造物４１と
大地４２の間に発生し得る過電圧は正もしくは負
のいずれかであり、かつそれぞれの場合に応じて
別々の始動しきい値を決定することが望まれるも
のと仮定する。

この場合においてもやはり、サイリスタ４０を
制御するための検出回路（プリント配線）３７を
使用する。ただし、この検回路は、過電圧の正負
のいずれか一方に対してのみしか応答しなという
意味において、極性を与されている。例えば、図
示の例の場合、回路３７は、正の過電圧に対して
のみ応答し、負の場合には何らの干渉も行わない
ように作られる。さて、この変形例においては、
もう１つの検出回路５３が設られ、この回路５３
は、導線５４を介して当該構造物に、また別の導
線５５を介して先述の導線４４に接続されてい
る。この第２の検出回路５３は第１の検出回路３
７と並列に配置されるが、前者は後とは反対の極
性を与えられていて、負の過電圧に対してしか応
答しない。この回路５３は導線５６を介してサイ
リスタ５７を制御する。該サイリスタ５７は、導
線５８および５９を介して、導線４８および導線
７に接続されている。容易に理解されるように、
当該構造物と大地の間に発生する過電圧が正であ
るか負であるかのいずれかによつて、検出回路３
７と５３のいずれか一方のみが応答し、これらは
要すれば始動しきい値が互いに異なるようにして
制御され得る。

また、場合によつては、例えば正負のいずれか
一方のみの電圧を除去し得るようにする目的で、
導線４６と５６にスイツチを設ることも可能であ
る。

なお、上の記述は単に本発明の実施例を示した
に過ぎないものであつて、何ら限定的な意味は持
たず、均等物による置き換えは本発明の範囲を超
えるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は、内部
構造を示すケーシングの半片の一方を除去した本
発明の装置の一部断面正面図、第２図は、第１図
の−線による断面図で、ケーシングの接合面
−を示す図、第３図は、概略配線図、第４お
よび５図は、それぞれ、本装置の始動時および復
帰時の状態を異なる個所において示した部分詳細
図、第６図は、当該構造にかかる電圧の正負に応
じて本装置を始動させる実施例の概略配線図であ
る。 １，２……鋳造片、１０，１１，１２……スイ
ツチ、１３……ロツド、２２……リング、２３…
…止め部（ローラ）、２４……レバー、２７……
ピン、２８……電磁石、３０……ナツト、３……
ベルクランク、４１……金属構造物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 偶発的に過電圧のかかつた金属構造物を自動
   的に接地するための装置であつて、 金属構造物４１と接地４２間には、電磁石２８
   の作動により閉じられる複数の可動コンタクト１
   ５，１６，１７と固定コンタクト１０，１１とを
   有するスイツチが接続されるとともに、金属構造
   物４１と接地４２間には、また、電磁石２８のコ
   イルが、一過性の電流の通電では電磁石２８が作
   動しないように接続されており、金属構造物４１
   と接地４２間の過電圧を検出し、その過電圧に対
   応して前記電磁石２８を作動させるための少なく
   とも一つの電圧検出回路３７，５３を設け、前記
   可動コンタクト１５，１６，１７は、同時に起き
   る様々な跳ね返り現象による動作遅れを避けるた
   めに様々な振動モードに適応できるような弾性特
   性を有するとともに、可動コンタクト１５，１
   ６，１７が固定コンタクト１０，１１から離れる
   ように、ケーシングを構成する半片１，２のリブ
   １ａ，１ｂに一端が支承されたスプリング２１の
   弾性力に抗して係止されたロツド１３によつて駆
   動されるように構成されており、そのロツド１３
   は、そのロツド１３に形成されたリング２２に当
   接されるストツパ２３により係止され、そのスト
   ツパ２３は、前記ロツド１３にほぼ平行に延びた
   第１の枝及び前記電磁石２８の可動鉄心に一体的
   に形成されたピン２７と当接して押圧力を受ける
   第２の枝を設けたＬ字形のレバー２４に取り付け
   られ、そのレバー２４の第２の枝が前記ピン２７
   からの押圧力を受けて回動されたときに前記スト
   ッパ２３が前記リング２２から外れ、前記ロツド
   １３が前記スプリング２１の弾性力により変位さ
   れることによつて前記可動コンタクト１５，１
   ６，１７が固定コンタクト１０，１１に接触する
   ように構成したことを特徴とする偶発的に過電圧
   のかかつた金属構造物を自動的に接地するための
   装置。 ２ 前記レバー２４により駆動されるストツパ２
   ３をローラー状に形成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の偶発的に過電圧のかかつ
   た金属構造物を自動的に接地するための装置。 ３ 二つの鋳造片１，２に分割可能に構成された
   ケーシング内に取りられた電磁石２８の固定鉄心
   は、ねじを切つた部分２９となつて延出され、そ
   のねじを切つた部分２９は、前記二つの鋳造片
   １，２の接合面Ｉ−Ｉに沿い、前記ケーシングの
   リブ１ｆを貫通し、そのリブ１ｆは前記ねじを切
   つた部分２９と螺合するナツト３０を囲むように
   保持することにより、前記電磁石２８を回すだけ
   で前記ピン２７との当接位置の調整をできるよう
   に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項、または第２項記載の偶発的に過電圧のかかつ
   た金属構造物を自動的に接地するための装置。 ４ 電磁石２８のピン２７が当接するレバー２４
   の中央曲げ部２４ａは、その中央曲げ部２４ａの
   両側部において、そのレバー２４のＬ字形の二つ
   の枝を折り返して成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項、第２項、または第３項記載の偶発
   的に過電圧のかかつた金属構造物を自動的に接地
   するための装置。 ５ 押しボタン式リセツト機構を有し、そのリセ
   ツト機構は、前記ロツド１３の軸方向に対してほ
   ぼ直角に形成された部分を有する一方、その部分
   に対してほぼ90度の方向に曲げられた他の部分を
   有するベルクランク３３を設け、そのベルクラン
   ク３３の前記他の部分の端末部は、押しボタン３
   １が作動されたとき、連結機構３３ａ，３５を介
   して押圧され、前記ロツド１３をリセツトさせる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
   項、第３項、または第４項記載の偶発的に過電圧
   のかかつた金属構造物を自動的に接地するための
   装置。 ６ 前記ロツド１３は、前記ケーシングの鋳造片
   １，２の接合面Ｉ−Ｉ内に配設され、且つ前記鋳
   造片１，２に向かい合わせに形成されたリブ１
   ａ，２ａ並びにリブ１ｂ，２ｂにより構成された
   空所内を案内されることを特徴とする特許請求の
   範囲第３項、第４項、または第５項記載の偶発的
   に過電圧のかかつた金属構造物を自動的に接地す
   るための装置。