DE60208972T2

DE60208972T2 - Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung

Info

Publication number: DE60208972T2
Application number: DE60208972T
Authority: DE
Inventors: Ltd. Goro łYazaki Parts Co. Haibara-gun Nakamura; Ltd. Takahiro łYazaki Parts Co. Haibara-gun Satoh; Ltd. Mika łYazaki Parts Co. Haibara-gun Suzuki; Ltd. Takayoshi łYazaki Parts Co. Haibara-gun Endo; Ltd. Hironori łYazaki Parts Co. Haibara-gun Kondo; Ltd. Norihiro łYazaki Parts Co. Haibara-gun Ohashi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: DE60208972D1; EP1267373A1; EP1267373B1; US20020187659A1; US6756549B2

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung, die auf einer Stromversorgungsleitung bereitgestellt wird, um die Unterbrechung der elektrischen Leistungsversorgung zu bewirken und so weiter.
16 bis 18 zeigen eine herkömmliche Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung des beschriebenen Typs, (die als Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung dient), die in JP-A-11-219631 offenbart wird. Wie in 16 bis 18 gezeigt, umfasst die Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 100 ein Gehäuse 101, das aus Kunstharz besteht, einen Motor 102, der fest auf diesem Gehäuse 101 angebracht ist, ein Schneckengetriebe 103, das fest auf einer Drehwelle 102a des Motors 102 angebracht ist, einen Schneckenradabschnitt 104, der in Eingriff mit diesem Schneckengetriebe 103 angeordnet ist, einen als Drehpunkt dienenden (schwingenden) Anschluss 105, (der als ein beweglicher Anschluss dient), der schwenkbar an einem Seitenabschnitt davon an dem Gehäuse 101 angebracht ist, ein Paar von gegenüberliegenden festen Anschlüssen 106 und 107, die jeweils in der Nähe der oberen und unteren Seite eines Schwenkbewegungswegs des als Drehpunkt dienenden Anschlusses 105 angeordnet sind, und elastische Kontaktelemente 108 und 109, die jeweils an Innenseiten der festen Anschlüsse 106 und 107 angebracht sind.
Der als Drehpunkt dienende Anschluss 105 weist einen leitenden Abschnitt 110 und einen isolierenden Abschnitt 111 auf, die in einer Schwenkbewegungsrichtung dieses als Drehpunkt dienenden Anschlusses nebeneinander liegen. Einer der zwei festen Anschlüsse 106 und 107 ist elektrisch mit einer Stromquelle verbunden, während der andere elektrisch mit einer Last verbunden ist.
In der oben genannten Konstruktion wird der Motor 102 angetrieben, den als Drehpunkt dienenden Anschluss 105 schwenkbar zu bewegen, und wenn der leitende Abschnitt 110 des als Drehpunkt dienenden Anschlusses 105 in eine schwingende Position gebracht ist, in der dieser leitende Abschnitt 110 zwischen das Paar von festen Anschlüssen 106 und 107 eingeschoben ist, wie in 16 gezeigt, wird das Paar von festen An schlüssen 106 und 107 über den als Drehpunkt dienenden Anschluss 105 miteinander elektrisch verbunden, wodurch ein elektrisch leitender Zustand erreicht wird.
Wenn der isolierende Abschnitt 111 des als Drehpunkt dienenden Anschlusses 105 in die schwingende Position gebracht wird, in der dieser isolierende Abschnitt 111 zwischen das Paar von festen Anschlüssen 106 und 107 eingeschoben ist, wie in 17 gezeigt, wird das Paar von festen Anschlüssen 106 und 107 über den als Drehpunkt dienenden Anschluss 105 voneinander elektrisch getrennt, wodurch ein Unterbrechungszustand erreicht wird.
In der oben genannten herkömmlichen Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 100 wird der als Drehpunkt dienenden Anschluss 105 jedoch als der bewegliche Anschluss bereitgestellt, und die obere und die untere Seite dieses als Drehpunkt dienenden Anschlusses 105, die in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung dieses als Drehpunkt dienenden Anschlusses angeordnet sind, dienen als Kontaktflächen für das Paar von festen Anschlüssen 106 und 107. Daher ergab sich ein Problem daraus, dass ein Raum, der größer ist als ein Raum zum Anbringen des als Drehpunkt dienenden Anschlusses 105, als ein Raum zum Bewegen des als Drehpunkt dienenden Anschlusses 105 sichergestellt werden musste, und dies war einer der Gründe für das größere Ausmaß der Vorrichtung.
In der oben genannten herkömmlichen Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 100 wird der leitende Abschnitt 110 des als Drehpunkt dienenden Anschlusses 105 jedoch gleitend zwischen die elastischen Kontaktelemente 108 und 109 eingeschoben, (die an ihren gegenüberliegenden Enden jeweils fest an den festen Anschlüssen 106 und 107 befestigt sind), und befindet sich daher in Kontakt mit diesen elastischen Kontaktelementen. Wenn sich daher der Spalt zwischen dem Paar von festen Anschlüssen 106 und 107 ändert und nur geringfügig kleiner wird, würde das gleitende Einschieben des als Drehpunkt dienenden Anschlusses 105 extrem schwierig werden, und wenn sich der Spalt zwischen dem Paar von festen Anschlüssen 106 und 107 ändert und nur geringfügig größer wird, würde der Kontaktdruck zwischen den elastischen Kontaktelementen 108 und 109 und dem leitenden Abschnitt 110 sowie der dazwischen liegende Kontaktbereich extrem kleiner werden. Daher ist diese Konstruktion nicht geeignet für die Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung, die auf einer Stromversorgungsleitung zum Hindurchfließen einer großen elektrischen Leistung bereitgestellt werden soll.
Daher wurde diese Erfindung gemacht, um das oben genannte Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung bereitzustellen, in der ein Raum zum Bewegen eines beweglichen Anschlusses durch einfaches Sicherstellen eines Raums zum Anbringen dieses beweglichen Anschlusses verfügbar ist und die Gesamtgröße der Vorrichtung reduziert werden kann. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung bereitzustellen, die in sachdienlicher Weise für eine Stromversorgungsleitung mit großer elektrischer Leistung verwendet werden kann.
DE 665863 offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung, umfassend: einen rotierenden Anschluss, der eine umlaufende äußere Umfangsfläche aufweist und elektrisch leitende Bereiche und nicht-elektrisch leitende Bereiche besitzt, die abwechselnd auf der äußeren Umfangsfläche in einer umlaufenden Richtung davon angeordnet sind; und ein Paar von festen Anschlüssen, die außerhalb eines Rotationswegs der äußeren Umfangsfläche befestigt sind, wobei das Paar fester Anschlüsse zwischen einem elektrisch leitenden Zustand, in dem das Paar von festen Anschlüssen über den rotierenden Anschluss elektrisch miteinander verbunden ist, und einem Unterbrechungszustand, in dem die elektrische Verbindung zwischen dem Paar von festen Anschlüssen über den rotierenden Anschluss in Übereinstimmung mit einer Rotationsposition des rotierenden Anschlusses unterbrochen ist, umgeschaltet wird, wobei wenigstens ein elektrisch leitendes Kontaktfederelement auf dem rotierenden Anschluss vorgesehen ist, wobei jedes Kontaktfederelement einen Endabschnitt aufweist, der als ein freies Ende dient, das aus der Oberfläche hervorspringt, auf der das Federelement befestigt ist.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kontaktfederelement eine Vielzahl von Kontaktfedern aufweist, und die Vielzahl von Kontaktfedern schräg so hervorspringt, dass sie sich in eine Richtung entgegengesetzt einer Rotationsrichtung des rotierenden Anschlusses erstrecken.
Die Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung kann des Weiteren eine Steuereinrichtung zum Steuern des Antriebs des Motors umfassen, um so die elektrische Verbin dung zwischen dem Paar von festen Anschlüssen und das Unterbrechen der elektrischen Verbindung zu steuern.
Die Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung kann des Weiteren einen manuellen Schalter zum Zuführen eines Befehls zur Unterbrechung elektrischer Leistung zu der Steuereinrichtung umfassen.
Die Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung kann des Weiteren einen Strommessfühler zum Erfassen eines Strompegels einer Stromversorgungsleitung, die leitend gemacht werden kann und durch die Rotation des rotierenden Anschlusses unterbrochen werden kann, umfassen.
Das Paar von elektrisch leitenden Bereichen kann in Bezug auf eine Drehachse des rotierenden Anschlusses symmetrisch sein, und das Paar von nicht-elektrisch leitenden Bereichen kann in Bezug auf dessen Achse symmetrisch sein.
Das Kontaktfederelement kann ein Multikontakt-Federelement zum elektrischen Verbinden des Paars von festen Anschlüssen sein.
Das Multikontakt-Federelement kann ein Schienenelement in Kontakt mit den elektrisch leitenden Bereichen aufweisen, und die Vielzahl von elastischen Kontaktfedern kann an den elektrisch leitenden Bereichen von dem Schienenelement nach außen vorspringen, welches mit dem Paar von festen Anschlüssen in dem elektrisch leitenden Zustand in Kontakt gebracht wird.
Die elektrisch leitende Kontaktfeder kann an der äußeren Umfangsfläche des rotierenden Anschlusses vorgesehen sein, und die Kontaktfeder ist an einem Ende davon an der äußeren Umfangsfläche befestigt, während das andere Ende davon, das als das freie Ende dient, aus der äußeren Umfangsfläche hervorspringt, und jeder von dem Paar von festen Anschlüssen kann eine Kontaktfläche aufweisen, in welcher die Kontaktfeder in einem elastisch verformten Zustand in Kontakt mit der Kontaktfläche gebracht werden kann.
Isolierende Rahmen können benachbart zu der äußeren Umfangsfläche des rotierenden Anschlusses angeordnet sein und sind jeweils an anderen Bereichen vorgesehen als den Bereichen, an denen das Paar von festen Anschlüssen vorgesehen ist, und die isolierenden Rahmen weisen jeweilige Kontaktflächen auf, und die Kontaktflächen der isolierenden Rahmen und die Kontaktflächen des Paars von festen Anschlüssen sind auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet und bilden zusammen eine im Wesentlichen perfekte umlaufende Fläche aus.
Die elektrisch leitenden Bereiche können jeweils aus einem elektrisch leitenden Element an einer äußeren Umfangsfläche ausgebildet sein, und die nicht-elektrisch leitenden Bereiche sind jeweils aus isolierenden Abschnitten an äußeren Umfangsflächen ausgebildet.
Opferanschfussabschnitte können jeweils stromaufwärts von den Kontaktflächen des Paars von festen Anschlüssen in einer Rotationsrichtung des rotierenden Anschlusses vorgesehen sein.
Die Vielzahl der Kontaktfedern kann an der äußeren Umfangsfläche des rotierenden Anschlusses vorgesehen sein.
Der rotierende Anschluss kann das elektrisch leitende Element und isolierende Harzkappen, die an dem elektrisch leitenden Element befestigt sind, umfassen, und die Harzkappe kann eine federaufnehmende Nut aufweisen, in der ein Schienenelement, das die Kontaktfedern miteinander verbindet, aufgenommen und fest gehalten wird.
Eine elektrisch leitende Kontaktfeder kann an der äußeren Umfangsfläche der festen Anschlüsse vorgesehen sein, und jede der Kontaktfedern ist an einem Ende davon an der Umfangsfläche befestigt, während das andere Ende davon, das als das freie Ende dient, von der äußeren Umfangsfläche vorspringt, und der rotierende Anschluss weist eine Kontaktfläche auf, und die Kontaktfeder kann mit der Kontaktfläche in einem elastisch verformten Zustand in Kontakt gebracht werden.
Die folgenden begleitenden Zeichnungen zeigen:
1 ist eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung der Erfindung.
2 ist eine Perspektivansicht der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung der ersten Ausführungsform, gesehen aus einer anderen Richtung als derjenigen in 1.
3 ist eine mit 2 identische Perspektivansicht, zeigt jedoch einen Zustand, in dem ein Motor entfernt ist.
4 ist eine Draufsicht der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung der ersten Ausführungsform.
5 ist eine Draufsicht der rechten Seite der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung der ersten Ausführungsform.
6 ist eine rückwärtige Ansicht der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung der ersten Ausführungsform.
7 ist eine Perspektivansicht eines Anschluss-Schaltabschnitts der ersten Ausführungsform.
8A ist eine vordere Draufsicht des Anschluss-Schaltabschnitts der ersten Ausführungsform, die einen Zustand zeigt, in dem ein Paar von festen Anschlüssen miteinander elektrisch verbunden ist, und
8B ist eine vordere Draufsicht des Anschluss-Schaltabschnitts, die einen Zustand zeigt, in dem das Paar von festen Anschlüssen voneinander getrennt ist.
9 ist eine Explosions-Perspektivansicht des Anschluss-Schaltabschnitts der ersten Ausführungsform, wobei das Multikontakt-Federelement weggelassen ist.
10A ist eine Perspektivansicht eines rotierenden Anschlusses der ersten Ausführungsform, und
10B ist eine Querschnittsansicht des rotierenden Anschlusses.
11A ist eine Ansicht, die das Innere einer Harzkappe der ersten Ausführungsform zeigt, und
11B ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein elektrisch leitendes Element an den Harzkappen befestigt ist.
12 ist eine Perspektivansicht des Multikontakt-Federelements der ersten Ausführungsform, bevor es befestigt ist.
13 ist ein Schaltplan eines Schaltkreisteils, der die Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung enthält.
14 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung und ist eine vordere Draufsicht eines Anschluss-Schaltabschnitts einer Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung.
15 zeigt eine dritte Ausführungsform und ist eine vordere Draufsicht eines wichtigen Abschnitts eines Anschluss-Schaltabschnitts einer Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung.
16 ist eine Draufsicht einer herkömmlichen Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung, die einen Zustand zeigt, in dem ein als Drehpunkt dienender Anschluss in einer elektrisch leitenden Position angeordnet ist.
17 ist eine Draufsicht der herkömmlichen Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung, die einen Zustand zeigt, in dem der als Drehpunkt dienende Anschluss in einer unterbrechenden Position angeordnet ist.
18 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der als Drehpunkt dienende Anschluss der herkömmlichen Vorrichtung in Kontakt mit einem Paar von festen Anschlüssen angeordnet ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 bis 13 zeigen eine Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung (Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung) gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 1 ist eine Perspektivansicht der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung, 2 ist eine Perspektivansicht der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung, gesehen aus einer anderen Richtung als derjenigen in 1, 3 ist eine mit 2 identische Perspektivansicht, zeigt jedoch einen Zustand, in dem ein Motor entfernt ist, 4 ist eine Draufsicht der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung, 5 ist eine Draufsicht der rechten Seite der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung, 6 ist eine rückwärtige Ansicht der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung, 7 ist eine Perspektivansicht eines Anschluss-Schaltabschnitts, 8A ist eine vordere Draufsicht des Anschluss-Schaltabschnitts, die einen Zustand zeigt, in dem ein Paar von festen Anschlüssen miteinander elektrisch verbunden ist, 8B ist eine vordere Draufsicht des Anschluss-Schaltabschnitts, die einen Zustand zeigt, in dem das Paar von festen Anschlüssen voneinander getrennt ist, 9 ist eine Explosions-Perspektivansicht des Anschluss-Schaltabschnitts, wobei das Multikontakt-Federelement weggelassen ist, 10A ist eine Perspektivansicht eines rotierenden Anschlusses, 10B ist eine Querschnittsansicht des rotierenden Anschlusses, 11A ist eine Ansicht, die das Innere einer Harzkappe zeigt, 11B ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein elektrisch leitendes Element an den Harzkappen befestigt ist, 12 ist eine Perspektivansicht des Multikontakt-Federelements, bevor es befestigt ist, und 13 ist ein Schaltplan eines Schaltkreisteils, der die Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung enthält.
Wie in 1 bis 6 gezeigt, ist ein Motor (Antriebsquelle) 4 auf einem Basiselement 2 der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung (Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung) 1 durch eine Halterung 3 angebracht und befestigt, und ein Schneckengetriebe 5 ist fest auf einer Drehwelle 4a dieses Motors 4 angebracht. Ein Schneckenrad 6 befindet sich mit dem Schneckengetriebe 5 in Eingriff, und ein erstes Stirnrad 7 ist fest an diesem Schneckenrad 7 befestigt. Ein zweites Stirnrad 8 befindet sich mit diesem ersten Stirnrad 7 in Eingriff, und ein drittes Stirnrad 10 ist fest auf einer Haltewelle 9 die ses zweiten Stirnrads angebracht. Ein Ausgangsstirnrad 11 (output spur gear) befindet sich mit diesem dritten Stirnrad 10 in Eingriff, und ein Erfassungselement 12 ist fest an einer Seite dieses Ausgangsstimrads 11 befestigt, und der rotierende Anschluss 16 des Anschluss-Schaltelements 15 ist fest auf einer Haltewelle 13 des Ausgangsstimrads 11 angebracht.
Das Erfassungselement 12 weist radial vorspringende Erfassungsvorsprünge auf, die umlaufend in einem Winkel von 90 Grad voneinander beabstandet sind, und ein Endschalter 14 zum Erfassen dieser Erfassungsvorsprünge 12a ist fest auf dem Basiselement 2 angebracht. Rotationspositionen des rotierenden Anschlusses 16, die in einem Winkel von 90 Grad voneinander beabstandet sind, und zwar elektrisch leitende Positionen (d.h. eine Position aus 8A und eine von dieser Position um 180 Grad winklig beabstandete Position) und Unterbrechungspositionen (d.h. eine Position aus 8B und eine von dieser Position um 180 Grad winklig beabstandete Position) werden durch den Erfassungsausgang des Endschalters 14 erfasst. Der Erfassungsausgang des Endschalters 14 wird in die (später beschriebene) Steuereinrichtung 34 eingespeist.
Wie in 7 bis 9 gezeigt, umfasst der Anschluss-Schaltabschnitt 15 den rotierenden Anschluss 16 mit einer zylindrischen Form, das Paar von festen Anschlüssen 17 und 18, die in Übereinstimmung mit der Rotationsposition des rotierenden Anschlusses 16 miteinander elektrisch verbunden oder voneinander getrennt sind, und ein Paar von Harzrahmen (isolierenden Rahmen) 19 und 19, die das Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 aneinander befestigen.
Wie in 10 und 11 gezeigt, umfasst der rotierenden Anschluss 16 das elektrisch leitende Element 21, das diametral gegenüberliegende bogenförmige äußere Umfangsflächen 21a aufweist, (die voneinander winklig um 180 Grad beabstandet sind), die sich über einen vorgegebenen Drehwinkel erstrecken, das Paar von Harzkappen 22 und 22 mit einer isolierenden Beschaffenheit, welche an diesem elektrisch leitenden Element 21 befestigt sind, um gegenüberliegende Seiten (Flächen) davon zu bedecken, und das Multikontakt-Federelement 25, das auf dem elektrisch leitenden Element 21 so angebracht ist, dass eine Vielzahl von Kontaktfedern 27 jedes Multikontakt-Federelements 25 aus der entsprechenden äußeren Umfangsfläche 21a hervorspringt.
Ein Welleneinsetzloch 21b, das als eine Drehachse dient, wird durch einen mittleren Abschnitt des elektrisch leitenden Elements 21 ausgebildet, und die Haltewelle 13, (die als die Drehachse dient), ist in diesem Welleneinsetzloch 21b eingepasst. Jede der Harzkappen 22 umfasst einen Scheibenabschnitt 23, der in engem Kontakt mit der Seite des elektrisch leitenden Elements 21 gehalten wird, um dieselbe zu bedecken, ein Paar von isolierenden Trennungsabschnitten 24 und 24, die von einer Seite des Scheibenabschnitts 23 hervorspringen, und das Paar von isolierenden Trennungsabschnitten 24 ist jeweils an denjenigen Abschnitten des äußeren Umfangs des elektrisch leitenden Elements 21 angeordnet, an denen die äußeren Umfangsflächen 21a nicht bereitgestellt sind. Jeder der isolierenden Trennungsabschnitte 24 weist eine äußere Umfangsfläche 24a mit dem gleichen Durchmesser wie derjenige jeder äußeren Umfangsfläche 21a des elektrisch leitenden Elements 21 auf, und die äußere Umfangsfläche des rotierenden Anschlusses 16 mit einer im Wesentlichen perfekten umlaufenden Form wird durch die äußeren Umfangsflächen 21a des elektrisch leitenden Elements 21 und die äußeren Umfangsflächen 24a der isolierenden Trennungsabschnitte 24 definiert. In Bezug auf die äußere Umfangsfläche des rotierenden Anschlusses 16 dienen die äußeren Umfangsflächen 21a des elektrisch leitenden Elements 21 als elektrisch leitende Bereiche, und die äußeren Umfangsflächen 24a der isolierenden Trennungsabschnitte 24 dienen als nicht-elektrisch leitende Bereiche, und die elektrisch leitenden Bereiche und die nicht-elektrisch leitenden Bereiche sind abwechselnd in Abständen von 90 Grad in der Rotationsrichtung angeordnet.
Das Multikontakt-Federelement 25 besteht aus einem elektrisch leitenden elastischen Material und weist vor dem Anbringen auf dem rotierenden Anschluss eine in 12 gezeigte Form auf. Insbesondere umfasst das Multikontakt-Federelement 25 ein Paar von parallelen Schienenelementen 26 und 26, und die Vielzahl von Kontaktfedern ist fest an dem Paar von Schienenelementen 26 und 26 befestigt, um sie zu überbrücken. Das Paar von Schienenelementen 26 und 26 wird in engem Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche 21a des elektrisch leitenden Elements 21 in der Richtung von dessen Umfang gehalten, und in diesem engen Kontaktzustand wird das Paar von Schienenelementen 26 und 26 in die federaufnehmenden Nuten 22a eingepasst, die in dem Paar von Harzkappen 22 und 22 ausgebildet sind, wodurch das Multikontakt-Federelement 25 befestigt wird.
Die Vielzahl von Kontaktfedern 27 ist nur an ihren einen Enden (Kanten) fest an dem Paar von Schienenelementen 26 und 26 befestigt, und die anderen (freien) Enden (Kanten) davon springen von der äußeren Umfangsfläche 21a des elektrisch leitenden Elements 21 hervor. Die Kontaktfedern 27 springen nicht senkrecht von der äußeren Umfangsfläche 21a des elektrisch leitenden Elements 21 hervor, sondern springen schräg in einem im Allgemeinen gleichen Winkel hervor. Insbesondere ist jede Kontaktfeder 27 so geneigt, dass ihr freies Ende stromabwärts von ihrem festen Ende in der (durch Pfeil A in 8A und 8B angegebenen)Rotationsrichtung des rotierenden Anschlusses 16 angeordnet ist. Wenn jede Kontaktfeder 27 in Kontakt mit dem Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 gebracht wird, (was später beschrieben wird), wird die Kontaktfeder 27 elastisch verformt, um weiter zur äußeren Fläche 21a, 24a hin geneigt zu werden, und kommt daher mit dem Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 und den Harzrahmen 19 mit einem Kontaktdruck in Kontakt, der von einer Rückstellkraft dieser elastischen Verformung stammt.
Zum Aufbauen des rotierenden Anschlusses 16 wird das Paar von Schienenelementen 26 und 26 von jedem Multikontakt-Federelement 25 elastisch so verformt, dass diejenigen Abschnitte des Multikontakt-Federelements 25, welche die Kontaktfedern 27 aufweisen, jeweils in einem engen Kontakt mit den (voneinander winklig um 190 Grad beabstandeten) diametral gegenüberliegenden äußeren Umfangsflächen 21a des elektrisch leitenden Elements 21 gehalten werden, und das Paar von Harzkappen 22 und 22 wird an dem elektrisch leitenden Element 21 befestigt, während das Paar von Schienenelementen 26 und 26 jedes Multikontakt-Federelements 25 jeweils in die federaufnehmenden Nuten 22a eingepasst wird, und dann wird das Paar von Harzkappen 22 und 22 fest an dem elektrisch leitenden Element 21 befestigt, beispielsweise durch (nicht gezeigte) Muttern und Schrauben, wodurch der Aufbauvorgang abgeschlossen wird.
Das Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 ist jeweils unmittelbar benachbart zu der oberen und der unteren Seite des rotierenden Anschlusses 16 angeordnet und besteht aus einem elektrisch leitenden Material. Jeder der festen Anschlüsse 17 und 18 umfasst einen flachen plattenähnlichen Drahtverbindungsabschnitt 30, und einen Kontaktblockabschnitt 31, der fest an dem Drahtverbindungsabschnitt 30 befestigt ist. Diejenige Seite jedes Kontaktblockabschnitts 31, die dem rotierenden Anschluss 16 gegenüberliegt, ist zu einer bogenförmigen Kontaktfläche 31a ausgebildet. Wie in 13 gezeigt, ist der Drahtverbindungsabschnitt 30 des festen Anschlusses 17 elektrisch mit einer Batterie 32 verbunden, während der andere feste Anschluss 18 mit Lasten elektrisch verbunden ist.
Das Paar von Harzrahmen (isolierenden Rahmen) 19 und 19 ist jeweils unmittelbar benachbart zu der rechten und der linken Seite des rotierenden Anschlusses 16 angeordnet und besteht aus einem isolierenden Harz. Jeder der Harzrahmen 19 ist an seinem oberen und unteren Ende fest an den Kontaktblockabschnitten 31 des Paars aus dem oberen und unteren festen Anschluss 17 und 18 mittels (nicht gezeigter) Schrauben befestigt, und diejenige Seite jedes Harzrahmens 19, die dem rotierenden Anschluss 16 gegenüberliegt, ist zu einer bogenförmigen Kontaktfläche 19a ausgebildet. Die Kontaktflächen 19a der Harzrahmen 19 und die Kontaktflächen 31a der Kontaktblockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 bilden zusammen eine im Wesentlichen perfekte umlaufende Fläche aus, und diese Umfangsfläche ist mit ihrer Mitte auf der Drehachse (13, 21b) des rotierenden Anschlusses 17 angeordnet und weist auch einen Durchmesser auf, der geringfügig größer als der Durchmesser der äußeren Umfangsflächen 21a und 24a des rotierenden Anschlusses 16 ist. Mit anderen Worten, die Kontaktflächen 19a der Harzrahmen 19 und die Kontaktflächen 31a der Kontaktblockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 sind leicht außerhalb des Rotationswegs der äußeren Umfangsflächen 21a und 24a des rotierenden Anschlusses 16 angeordnet.
Als Nächstes wird der Teil des Schaltkreises beschrieben, in dem die Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 1 der oben genannten Konstruktion enthalten ist. Wie in 13 gezeigt, wird die Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 1 auf einer Stromversorgungsleitung zum Bereitstellen von elektrischer Leistung der Batterie 32 für die Lasten über einen Sicherungskasten 33 bereitgestellt. Insbesondere ist der feste Anschluss 17 elektrisch mit der Batterie verbunden, während der andere feste Anschluss 18, wie oben beschrieben, elektrisch mit den Lasten verbunden und dem Motor 4 für die Rotation des rotierenden Anschlusses 16 ist, um somit das Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 in Bezug aufeinander elektrisch zu verbinden und voneinander zu trennen, wird durch die Steuereinrichtung 34 gesteuert. Der Erfassungsausgang des Endschalters 14 wird in die Steuereinrichtung 34 eingegeben, und in Übereinstimung mit diesem Erfassungsausgang kann der rotierende Anschluss 16 zu einer ausgewählten von der (in 8A gezeigten) elektrisch leitenden Position, der von dieser Position um 180 Grad winklig beabstandeten Position, der (in 8B gezeigten) Unterbrechungsposition und der von dieser Position um 180 Grad winklig beabstandeten Position bewegt werden.
Ein Spen-/Relais-Schaltkreis 35 führt nach dem Einschalten der Steuereinrichtung 34 elektrische Leistung zu und führt auch einer Gefahranzeigelampe (hazard lamp), Türverriegelungen, einer elektronischen Steuereinheit (ECU) und so weiter elektrische Leistung zu. Die elektronische Steuereinheit überwacht und steuert eine Vorrichtung (z.B. ein Fahrzeug), auf dem die Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 1 angebracht ist, und verschiedene Informationen werden in diese elektronische Steuereinheit eingegeben. Zu solchen Informationen gehören Informationen für einen manuellen Schalter (für einen Befehl zur Unterbrechung elektrischer Leistung), der durch den Benutzer bedient werden kann, und Informationen für einen Beschleunigungsmessfühler (in einem Notfall, wie beispielsweise der Aktivierung eines Airbags), und wenn der manuelle Schalter bedient wird, oder wenn der Beschleunigungsmessfühler (G-Messfühler) eine Beschleunigung erfasst, die über einem vorgegebenen Pegelwert liegt, speist die elektronische Steuereinheit ein Befehlssignal zur Unterbrechung elektrischer Leistung in die Steuereinrichtung 34 ein. Wenn die Steuereinrichtung 34 dieses Signal empfängt, wird veranlasst, dass der Motor 4 so angetrieben wird, dass er den rotierenden Anschluss 16 in die Unterbrechungsposition bewegt, wodurch die Stromversorgungsleitung unterbrochen oder der Spen-/Relais-Schaltkreis 35 abgeschaltet wird.
Ein Strommessfühler 36 ist in der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 1 enthalten und erfasst einen Strompegel der Stromversorgungsleitung und speist dieses Erfassungsergebnis in die Steuereinrichtung 34 ein. Wenn die Steuereinrichtung 34 urteilt, dass der Strom einen anormalen Strompegel wie bei einem Stromstoß oder einem Dunkelstrom aufweist, veranlasst diese Steuereinrichtung 34, dass der Motor 4 so angetrieben wird, dass er den rotierenden Anschluss in die Unterbrechungsposition bewegt, wodurch die Stromversorgungsleitung unterbrochen wird.
Wenn ein manueller Rückstellschalter 37 im AUS-Zustand des Spen-/Relais-Schaltkreises 35 eingeschaltet wird, wird diesem Spen-/Relais-Schaltkreis 35 und der Steuereinrichtung 34 elektrische Leistung zugeführt, um sie in den EIN-Zustand zurückzustellen. Nach dem Zurückstellen in den EIN-Zustand verursacht die Steuereinrichtung 34, dass der Motor 4 so angetrieben wird, dass er den rotierenden Anschluss 16 in die elektrisch leitende Position bewegt. Demzufolge wird die Zuführung von elektrischer Leistung zu der Last wieder aufgenommen.
Als Nächstes wird der Betrieb der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 1 der oben genannten Konstruktion beschrieben. Angenommen, der rotierende Anschluss 16 ist jetzt in der in 8A gezeigten elektrisch leitenden Position angeordnet. In dieser elektrisch leitenden Position steht das elektrisch leitende Element 21 über die zwei Gruppen von Kontaktfedern 27 in elektrischem Kontakt mit den festen Anschlüssen 17 und 18, und daher wird den Lasten über die Stromversorgungsleitung elektrische Leistung zugeführt. Wenn das Befehlssignal zur Unterbrechung elektrischer Leistung in die Steuereinrichtung 34 eingespeist wird, oder wenn der Strommessfühler 36 einen anormalen Strom erfasst, speist die Steuereinrichtung 34 das Antriebssignal in den Motor 4 ein, so dass der rotierende Anschluss 16 in die Richtung von Pfeil A gedreht wird, wie in 8A gezeigt. Demzufolge bewegen sich die zwei Gruppen von Kontaktfedern 27 jeweils in gleitendem Kontakt mit den Kontaktflächen 31a der Kontaktblockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 und gleiten jeweils an diesen Kontaktflächen 31a vorbei und bewegen sich dann in gleitenden Kontakt mit den Kontaktflächen 19a der zwei Harzrahmen 19 und 19. Und zwar bewegt sich der Kontaktpunkt jeder Kontaktfeder 27 allmählich von der Kontaktfläche 31a des Kontaktblockabschnitts 31 des entsprechenden festen Anschlusses 17, 18 zu der Kontaktfläche 19a des entsprechenden Harzrahmens 19.
In der in 8B gezeigten, um 90 Grad gedrehten Position haben sich die zwei Gruppen von Kontaktfedern 27 jeweils vollständig von den Kontaktflächen 31a der Kontaktbiockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 zu den Kontaktflächen 19a der Harzrahmen 19 verschoben, und daher ist der rotierende Anschluss in der Unterbrechungsposition angeordnet, in der das Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 über den rotierenden Anschluss 16 nicht elektrisch miteinander verbunden ist. Diese um 90 Grad gedrehte Position wird durch den Endschalter 14 erfasst, und wenn der rotierende Anschluss in diese Unterbrechungsposition gelangt, wird der Antrieb des Motors 4 durch die Steuereinrichtung 34 präzise gestoppt.
Wenn beispielsweise ein Befehlssignal zur Aufhebung der Unterbrechung der elektrischen Leistung von der elektronischen Steuereinheit (ECU) in die Steuereinheit 34 eingespeist wird, oder wenn der manuelle Rückstellschalter 37 eingeschaltet wird, speist die Steuereinrichtung 34 das Antriebssignal in den Motor 4 ein, und der rotierende Anschluss 16 wird die Richtung des in 8B gezeigten Pfeils A gedreht. Demzufolge bewegen sich die zwei Gruppen von Kontaktfedern 27 jeweils in gleitenden Kontakt mit den Kontaktflächen 19a der zwei Harzrahmen 19 und 19 und gleiten jeweils an diesen Kontaktflächen 19a vorbei und bewegen sich dann in gleitenden Kontakt mit den Kontaktflächen 31a der Kontaktblockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18, und damit bewegt sich der Kontaktpunkt jeder Kontaktfeder 27 allmählich von der Kontaktfläche 19a des entsprechenden Harzrahmens 19 zu der Kontaktfläche 31a des Kontaktblockabschnitts 31 des entsprechenden festen Anschlusses 17, 18.
In der um 90 Grad gedrehten Position haben sich die zwei Gruppen von Kontaktfedern 27 jeweils vollständig von den Kontaktflächen 19a der Harzrahmen 19 zu den Kontaktflächen 31a der Kontaktblockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 verschoben, und daher ist der rotierende Anschluss in der elektrisch leitenden Position angeordnet, in der das Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 über den rotierenden Anschluss 16 elektrisch miteinander verbunden ist. Diese um 90 Grad gedrehte Position wird durch den Endschalter 14 erfasst, und wenn der rotierende Anschluss in diese elektrisch leitende Position gedreht ist, wird der Antrieb des Motors 4 durch die Steuereinrichtung 34 präzise gestoppt. Durch die derartige Wiederholung der Rotation des rotierenden Anschlusses 16 kann die Stromversorgungsleitung automatisch ein- und abgeschaltet werden.
In der oben genannten Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 1 wird der rotierende Anschluss 16 gedreht, und durch Ändern der Rotationspositionen der äußeren Umfangsflächen 21a in Bezug auf das Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 kann diese Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung zwischen dem elektrisch leitenden Zustand und dem Unterbrechungszustand umgeschaltet werden, und daher ist der Raum zum Bewegen des rotierenden Anschlusses 16 allein durch die Sicherstellung des Raums zum Anbringen dieses rotierenden Anschlusses 16 verfügbar, und dies trägt zu der reduzierten Gesamtgröße der Vorrichtung bei.
In der oben genannten ersten Ausführungsform wird die Drehung des Motors 4 auf den rotierenden Anschluss über eine Stimradübersetzung übertragen, die ein Schneckengetriebe 5 umfasst, und daher kann die Drehung sicher mit einer gewünschten Geschwindigkeit auf den rotierenden Anschluss 16 übertragen werden, ohne den Motor 4 einer übermäßigen Belastung auszusetzen. Wenn insbesondere eine Konstruktion vorgesehen ist, in der die Drehung des Motors 4 direkt oder über eine minimale Stimradübersetzung übertragen wird, kann die Gesamtgröße der Vorrichtung weiter reduziert werden.
Die Vielzahl von Kontaktfedern 27 ist an jeder der äußeren Umfangsflächen 21 des rotierenden Anschlusses 16 vorgesehen, die als der elektrisch leitende Bereich dienen, und ein Ende jeder Kontaktfeder 27 ist befestigt, während das andere Ende (freie Ende) davon von der äußeren Umfangsfläche 21a vorspringt. Jeder der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 ist mit seiner Kontaktfläche 31a von dem Rotationsweg der äußeren Umfangsflächen 21a und 24a des rotierenden Anschlusses aus nach außen gerichtet angeordnet, und die Kontaktfedern 27 können mit diesen Kontaktflächen 31a in einem elastisch verformten Zustand in Kontakt treten. Auch wenn sich also der Spalt zwischen dem rotierenden Anschluss und jedem der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 leicht ändert, kann jede Kontaktfeder 27 mit der Kontaktfläche 31a unter ausreichendem Kontaktdruck und mit ausreichendem Kontaktbereich in Kontakt stehen, da das distale Ende der Kontaktfeder 27 frei ist, (obwohl der Betrag der elastischen Verformung der Kontaktfeder 27 sich ändert), und daher kann die Vorrichtung in sachdienlicher Weise für die Stromversorgungsleitung zum Hindurchfließen einer großen elektrischen Leistung verwendet werden.
In der ersten Ausführungsform sind die isolierenden Rahmen 19 und 19 von dem rotierenden Anschluss 16 aus nach außen gerichtet bereitgestellt und in den Bereichen angeordnet, in denen das Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 nicht angeordnet ist. Diese isolierenden Rahmen 19 weisen die jeweiligen Kontaktflächen 19a auf, und diese Kontaktflächen 19a und die Kontaktflächen 31a der Kontaktblockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 sind auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet, so dass die Kontaktflächen 31a der Kontaktblockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 und die Kontaktflächen 19a der isolierenden Rahmen 19 zusammen eine im Wesentlichen perfekte umlaufende Fläche ausbilden. Daher können die Kontaktfedern 27 des rotierenden Anschlusses 16 ohne Berücksichtigung der Rotationsposition des ro tierenden Anschlusses 16 auf den Kontaktflächen 31a und 19a gleiten, die mit einem gleichen Abstand von der äußeren Umfangsfläche des rotierenden Anschlusses 16 beabstandet sind, und daher wird der Drehwiderstand des rotierenden Anschlusses 16 konstant gehalten, ungeachtet der Rotationsposition des rotierenden Anschlusses 16, und außerdem ändert sich der Betrag von elastischer Verformung der Kontaktfedern 27 kaum, ungeachtet der Rotationsposition des rotierenden Anschlusses 16. Daher wird die Kontakt-Öffnungs- und -Schließ-Geschwindigkeit stabilisiert, und außerdem wird die Abnutzung der Kontaktfedern 27 reduziert. Wenn nämlich die isolierenden Rahmen 19 nicht bereitgestellt sind, gleiten die Kontaktfedern 27 des rotierenden Anschlusses 16 in einem elastisch verformten Zustand auf den Kontaktflächen 31a der Kontaktblockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 auf denjenigen Abschnitten, an denen die Kontakifendern 27 die Kontaktflächen 31a passieren, doch drehen sich die Kontaktfedern 27 nur ohne elastische Verformung und Gleitbewegung an denjenigen Abschnitten, an denen die Kontaktfedern 27 nicht die Kontaktflächen 31a der Kontaktblockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 passieren. Daher ändert sich der Drehwiderstand des rotierenden Anschlusses 16 in Übereinstimmung mit der Rotationsposition, und die Kontakt-Schließ- und -Öffnungs-Geschwindigkeit ist nicht stabil, und außerdem erhöht sich die Abnutzung der Kontaktfedern 27. Diese Nachteile werden durch die Bereitstellung der Konstruktion der oben genannten Ausführungsform beseitigt.
In der ersten Ausführungsform werden die elektrisch leitenden Bereiche des rotierenden Anschlusses 16 durch die äußeren Umfangsflächen 21a des elektrisch leitenden Elements 21 ausgebildet, und die nicht elektrisch leitenden Bereiche des rotierenden Anschlusses 16 werden durch die äußeren Umfangsflächen 24a der isolierenden Trennungsabschnitte 24 ausgebildet. Wenn daher der rotierende Anschluss 16 in der Unterbrechungsposition angeordnet ist, ist der kürzeste Abstand des leitenden Wegs zwischen dem rotierenden Anschluss 16 und jedem der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 die Länge der Kriechstrecke entlang der Kriechfläche jedes isolierenden Trennungsabschnitts 24 und ist daher lang, so dass die isolierenden Eigenschaften erhöht werden. Wenn nämlich die isolierenden Trennungsabschnitte 24 nicht bereitgestellt werden, ist der kürzeste Abstand des leitenden Wegs zwischen dem rotierenden Anschluss 16, (der in der Unterbrechungsposition angeordnet ist), und jedem der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 der Abstand des dazwischen liegenden Raums und ist daher kurz. Durch Be reitstellen der isolierenden Trennungsabschnitte 24, wie in der oben genannten Ausführungsform, kann der kürzeste Abstand des leitenden Wegs jedoch vergrößert werden, wodurch die isolierenden Eigenschaften erhöht werden.
In der ersten Ausführungsform ist jede der Kontaktfedern 27 so geneigt, dass ihr freies Ende stromabwärts ihres festen Endes in der Rotationsrichtung des rotierenden Anschlusses 16 angeordnet ist, und daher gleiten während der Rotation des rotierenden Anschlusses 16 die freien Enden der Kontaktfedern 27 auf der Kontaktfläche 31a der festen Anschlüsse 17, 18 und der Kontaktfläche 19a des Harzrahmens 19, ohne auf diese Kontaktflächen aufzutreffen, und daher wird der rotierende Anschluss 16 reibungslos gedreht.
In der ersten Ausführungsform wird der rotierende Anschluss 16 durch die Antriebskraft des Motors 4 gedreht, und daher kann die Vorrichtung zwischen dem elektrisch leitenden Zustand und dem Unterbrechungszustand umgeschaltet werden, und daher können die elektrische Leitung und die Unterbrechung je nach Bedarf automatisch bewirkt werden. Und außerdem kann die herkömmliche Vorrichtung nicht zwischen dem leitenden Zustand und dem Unterbrechungszustand umgeschaltet werden, wenn sich der Motor nicht in entgegengesetzte Richtungen, (das heißt, normale und umgekehrte Richtung), dreht. In der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung jedoch zwischen dem leitenden Zustand und dem Unterbrechungszustand umgeschaltet werden, wenn sich der Motor 4 in nur eine Richtung dreht. Daher wird der Reibungswiderstand zwischen den Anschlüssen stabiler im Vergleich zu der herkömmlichen Vorrichtung, und daher werden die Vorteile erzielt, dass die Betätigungskraft und Geschwindigkeit des rotierenden Anschlusses 16 stabilisiert werden, dass die Belastung auf den Motor 4 und die Stimradübersetzung reduziert wird, so dass der sichere Betrieb sichergestellt werden kann, und dass die Verzögerung des Betriebs auf Grund einer Gegenreaktion zwischen den Zahnrädern beseitigt wird.
In der ersten Ausführungsform ist der Strommessfühler 36 zum Erfassen des Strompegels der Stromversorgungsleitung, (die durch den rotierenden Anschluss 16 zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand umgeschaltet werden kann), in der Vorrichtung enthalten, und wenn daher ein anormaler Strom, wie beispielsweise ein Stromstoß und ein Dunkelstrom durch die Stromversorgungsleitung fließt, kann dies erfasst wer den. In einem solchen Fall wird die Zuführung elektrischer Leistung unterbrochen, und damit kann die Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 1 die Funktion einer Sicherung aufweisen, und außerdem kann man sich mit dem anormalen Strom sachdienlich befassen, das heißt, der Schaltkreis kann geschützt werden.
In der ersten Ausführungsform wird die Steuereinrichtung 34 zum Steuern des Antriebs des Motors 4 bereitgestellt, und daher kann in sicherer und einfacher Weise ein automatisches System aufgebaut werden, das beispielsweise verhindert, dass die Batterie schwächer wird, das den Schaltkreis schützt und die Stromversorgungsleitung durch die Überwachung auf anormalen Strom unterbricht. Und außerdem kann die Unterbrechung der elektrischen Leistung und so weiter zum Zeitpunkt der Wartung, des Transports und der Langzeitlagerung automatisch durch einen Befehl des Benutzers ausgeführt werden.
In der ersten Ausführungsform wird ein manueller Schalter zum Einspeisen des Unterbrechungsbefehls an die Steuereinrichtung 34 bereitgestellt, und daher kann die Unterbrechung der elektrischen Leistung und so weiter zum Zeitpunkt der Wartung, des Transports und der Langzeitlagerung durch Betätigung des manuellen Schalters durch den Benutzer ausgeführt werden.
In der ersten Ausführungsform werden die federaufnehmenden Nuten 22a zum Aufnehmen und festen Halten der Schienenelemente 26 des Multikontakt-Federelements 25 in den Harzkappen 22 ausgebildet, und daher wird das Multikontakt-Federelement 25 gleichzeitig befestigt, wenn das Paar von Harzkappen 22 und 22 an dem elektrisch leitenden Element 21 befestigt wird, und daher kann das Multikontakt-Federelement 25 leicht befestigt werden. Und außerdem wird das Paar von Schienenelementen 26 und 26 in den federaufnehmenden Nuten 22a in dem Paar von Harzkappen 22 aufgenommen, und daher bildet das Paar von Schienenelementen 26 und 26 keinen leitenden Weg zwischen den festen Anschlüssen 7 und 18 und dem rotierenden Anschluss 16 aus, und dies stellt die isolierenden Eigenschaften sicher.
In der ersten Ausführungsform wird die Vielzahl von Kontaktfedern 27 an jeder der äußeren Umfangsflächen 21 des rotierenden Anschlusses 16 bereitgestellt, die als der elektrisch leitende Bereich dienen, und ein Ende jeder Kontaktfeder 27 ist befestigt, wäh rend das andere Ende (freie Ende) davon von der äußeren Umfangsfläche 21a hervorspringt. Jeder der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 ist mit der Kontaktfläche 31a von dem Rotationsweg der äußeren Umfangsflächen 21a und 24a des rotierenden Anschlusses aus nach außen gerichtet angeordnet, und die Kontaktfedern 27 können mit diesen Kontaktflächen 31a in einem elastisch verformten Zustand in Kontakt treten. Daher, auch wenn sich der Spalt zwischen dem rotierenden Anschluss und jedem der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 leicht ändert, kann jede Kontaktfeder 27 mit der Kontaktfläche 31a unter ausreichendem Kontaktdruck und mit ausreichendem Kontaktbereich in Kontakt stehen, da das distale Ende der Kontaktfeder 27 frei ist, (obwohl der Betrag der elastischen Verformung der Kontaktfeder 27 sich ändert), und daher kann die Vorrichtung in sachdienlicher Weise für die Stromversorgungsleitung zum Hindurchfließen einer großen elektrischen Leistung verwendet werden.
In der ersten Ausführungsform sind die isolierenden Rahmen 19 und 19 von dem rotierenden Anschluss 16 aus nach außen gerichtet bereitgestellt und in den Bereichen angeordnet, in denen das Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 nicht angeordnet ist. Diese isolierenden Rahmen 19 weisen die jeweiligen Kontaktflächen 19a auf, und diese Kontaktflächen 19a und die Kontaktflächen 31a der Kontaktblockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 sind auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet, so dass die Kontaktflächen 31a der Kontaktblockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 und die Kontaktflächen 19a der isolierenden Rahmen 19 zusammen die im Wesentlichen perfekte umlaufende Fläche ausbilden. Daher können die Kontaktfedern 27 des rotierenden Anschlusses 16 ohne Berücksichtigung der Rotationsposition des rotierenden Anschlusses 16 auf den Kontaktflächen 31a und 19a gleiten, die mit einem gleichen Abstand von der äußeren Umfangsfläche des rotierenden Anschlusses 16 beabstandet sind, und daher wird der Drehwiderstand des rotierenden Anschlusses 16 konstant gehalten, ungeachtet der Rotationsposition des rotierenden Anschlusses 16, und außerdem ändert sich der Betrag von elastischer Verformung der Kontaktfedern 27 kaum, ungeachtet der Rotationsposition des rotierenden Anschlusses 16. Daher wird die Kontakt-Öffnungs- und -Schließ-Geschwindigkeit stabilisiert, und außerdem wird die Abnutzung der Kontaktfedern 27 reduziert. Wenn nämlich die isolierenden Rahmen 19 nicht bereitgestellt sind, gleiten die Kontaktfedern 27 des rotierenden Anschlusses 16 in einem elastisch verformten Zustand auf den Kontaktflächen 31a der Kontaktblockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 auf denjenigen Abschnitten, an denen die Kontaktfendern 27 die Kontaktflächen 31a passieren, doch drehen sich die Kontaktfedern 27 nur ohne elastische Verformung und Gleitbewegung an denjenigen Abschnitten, an denen die Kontaktfedern 27 nicht die Kontaktflächen 31a der Kontaktblockabschnitte 31 der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 passieren. Daher ändert sich der Drehwiderstand des rotierenden Anschlusses 16 in Übereinstimmung mit der Rotationsposition, und die Kontakt-Schließ- und -Öffnungs-Geschwindigkeit ist nicht stabil, und außerdem erhöht sich die Abnutzung der Kontaktfedern 27. Diese Nachteile werden durch die Bereitstellung der Konstruktion der oben genannten Ausführungsform beseitigt.
In der ersten Ausführungsform werden die elektrisch leitenden Bereiche des rotierenden Anschlusses 16 durch die äußeren Umfangsflächen 21a des elektrisch leitenden Elements 21 ausgebildet, und die nicht elektrisch leitenden Bereiche des rotierenden Anschlusses 16 werden durch die äußeren Umfangsflächen 24a der isolierenden Trennungsabschnitte 24 ausgebildet. Wenn daher der rotierende Anschluss 16 in der Unterbrechungsposition angeordnet ist, ist der kürzeste Abstand des leitenden Wegs zwischen dem rotierenden Anschluss 16 und jedem der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 die Länge der Kriechstrecke entlang der Kriechfläche jedes isolierenden Trennungsabschnitts 24 und ist daher lang, so dass die isolierenden Eigenschaften erhöht werden. Wenn nämlich die isolierenden Trennungsabschnitte 24 nicht bereitgestellt werden, ist der kürzeste Abstand des leitenden Wegs zwischen dem rotierenden Anschluss 16, (der in der Unterbrechungsposition angeordnet ist), und jedem der zwei festen Anschlüsse 17 und 18 der Abstand des dazwischen liegenden Raums und ist daher kurz. Durch Bereitstellen der isolierenden Trennungsabschnitte 24, wie in der oben genannten Ausführungsform, kann der kürzeste Abstand des leitenden Wegs jedoch vergrößert werden, wodurch die isolierenden Eigenschaften erhöht werden.
In der ersten Ausführungsform werden die Multikontakt-Federelemente gleichzeitig befestigt, wenn das Paar von Harzkappen 22 und 22 an dem elektrisch leitenden Element 21 befestigt wird, und daher können die Multikontakt-Federelemente 25 leicht befestigt werden, und außerdem wird das Paar von Schienenelementen 26 und 26 in den federaufnehmenden Nuten 22a in dem Paar von Harzkappen 22 aufgenommen, und daher bildet das Paar von Schienenelementen 26 und 26 keinen leitenden Weg zwischen den festen Anschlüssen 7 und 18 und dem rotierenden Anschluss 16 aus, und dies stellt die isolierenden Eigenschaften sicher.
In der ersten Ausführungsform ist jede der Kontaktfedern 27 so geneigt, dass ihr freies Ende stromabwärts ihres festen Endes in der Rotationsrichtung des rotierenden Anschlusses 16 angeordnet ist, und daher gleiten während der Rotation des rotierenden Anschlusses 16 die freien Enden der Kontaktfedern 27 auf der Kontaktfläche 31a der festen Anschlüsse 17, 18 und der Kontaktfläche 19a des Harzrahmens 19, ohne auf diese Kontaktflächen aufzutreffen, und daher wird der rotierende Anschluss 16 reibungslos gedreht.
14 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ist eine vordere Draufsicht eines Anschluss-Schaltabschnitts einer Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 1. In dem Schaltabschnitt 15 der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 1 der oben genannten ersten Ausführungsform ist das Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 jeweils unmittelbar benachbart zu der oberen und der unteren Seite des rotierenden Anschlusses 16 angeordnet, und das Paar von Harzrahmen 19 und 19 ist jeweils unmittelbar benachbart zu der rechten und der linken Seite des rotierenden Anschlusses 16 angeordnet, und das Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 kann elektrisch miteinander verbunden und voneinander getrennt werden. Andererseits ist in dem Anschluss-Schaltabschnitt 41 der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 40 dieser zweiten Ausführungsform ein Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 jeweils unmittelbar benachbart zu der oberen und der unteren Seite eines rotierenden Anschlusses 16 angeordnet, und ein anderes Paar von festen Anschlüssen 42 und 43 ist jeweils unmittelbar benachbart zu der rechten und der linken Seite des rotierenden Anschlusses 16 angeordnet. Die zwei Paare von festen Anschlüssen 17, 18, 42 und 43 sind nämlich in Abständen von 90 Grad in einer Drehrichtung angeordnet. Die restliche Konstruktion ist die gleiche wie diejenige der ersten Ausführungsform.
In dieser zweiten Ausführungsform können Schaltkreise, die jeweils mit dem Paar von festen Anschlüssen 17 und 18 verbunden sind, sowie Schaltkreise, die jeweils mit dem Paar von festen Anschlüssen 42 und 43 verbunden sind, in Bezug aufeinander umschaltend miteinander verbunden und voneinander getrennt werden.
In der zweiten Ausführungsform können, obwohl die zwei Paare von festen Anschlüssen 17, 18, 42 und 43 rund um den rotierenden Anschluss 16 bereitgestellt werden, drei oder mehr Paare von festen Anschlüssen bereitgestellt werden, in welchem Fall jede der drei oder mehr Gruppen von Schaltkreisen in Bezug aufeinander umschaltend miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden können.
In der zweiten Ausführungsform können, obwohl zwischen jedem Paar von festen Anschlüssen 17 und 18, 42 und 43 keine Harzrahmen bereitgestellt sind, Harzrahmen wie in der ersten Ausführungsform so bereitgestellt werden, dass sie einen Unterbrechungszustand bereitstellen, in dem jede Gruppe von Schaltkreisen voneinander getrennt wird. In diesem Fall können Kontaktflächen der Harzrahmen in eine bogenförmige Form ausgebildet werden, und dadurch wird die Kontakt-Öffnungs- und -Schließ-Geschwindigkeit stabilisiert, und außerdem wird die Abnutzung von Kontaktfedern 27 reduziert.
15 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung und ist eine vordere Draufsicht, die einen wichtigen Abschnitt eines Anschluss-Schaltabschnitts einer Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung zeigt. Wie in 15 gezeigt, ist in dem Anschluss-Schaltabschnitt 15 der Vorrichtung zur Unterbrechung elektrischer Leistung 50 dieser dritten Ausführungsform ein Opferanschlussabschnitt 52 stromaufwärts von einer Kontaktfläche 31a von jedem der festen Anschlüsse 17 und 18 in einer Drehrichtung bereitgestellt. Während der Zeit, in der ein rotierender Anschluss 16 von einer Unterbrechungsposition in eine elektrisch leitende Position gedreht wird, treten nämlich Kontaktfedern 27, die an einer stromaufwärts liegenden Seite in der Drehrichtung angeordnet sind, mit dem Opferanschlussabschnitt 52 in Kontakt, bevor diese Kontaktfedern 27 mit der Kontaktfläche 31a der festen Anschlüsse 17, 18 in Kontakt treten. Die restliche Konstruktion ist die gleiche wie diejenige der ersten Ausführungsform.
In dieser dritten Ausführungsform entwickelt sich an jedem Opferanschlussabschnitt 52 eine Bogenentladung, und daher entwickelt sich keine Bogenentladung an der Kontaktfläche 31a von jedem der festen Anschlüsse 17 und 18, und der Verschleiß der Kontaktfläche 31a auf Grund der Bogenentladung kann leicht und sicher verhindert werden.
In dieser dritten Ausführungsform entwickelt sich eine Bogenentladung an den Opferanschlussabschnitten 52, wenn eine solche Bogenentladung eintritt, und daher entwickelt sich keine Bogenentladung an der Kontaktfläche 31a von jedem der festen Anschlüsse 17 und 18, und der Verschleiß der Kontaktfläche 31a auf Grund der Bogenentladung kann leicht und sicher verhindert werden.
In den oben genannten Ausführungsformen können, obwohl die Kontaktfedern an dem rotierenden Anschluss bereitgestellt werden, solche Kontaktfedern auf den festen Anschlüssen angebracht werden.
Wie oben beschrieben, kann in Übereinstimmung mit der Rotationsposition des rotierenden Anschlusses das Paar von festen Anschlüssen zwischen dem elektrisch leitenden Zustand, in dem das Paar von festen Anschlüssen über den rotierenden Anschluss elektrisch miteinander verbunden ist, und dem Unterbrechungszustand, in dem das Paar von festen Anschlüssen über den rotierenden Anschluss nicht elektrisch miteinander verbunden ist, umgeschaltet werden. Daher wird der rotierende Anschluss gedreht, und seine äußere Umfangsfläche bewegt sich relativ zu dem Paar von festen Anschlüssen, und dadurch kann die Umschaltung zwischen dem elektrisch leitenden Zustand und dem Unterbrechungszustand leicht und sicher bewirkt werden. Und außerdem ist der Raum zum Bewegen des rotierenden Anschlusses (beweglichen Anschlusses) allein durch Sicherstellen des Raums zum Anbringen dieses rotierenden Anschlusses verfügbar, und daher kann die Vorrichtung zur Steuerung der elektrischen Leistung bereitgestellt werden, die in der Gesamtgröße reduziert werden kann.
Eine Vielzahl von Kontaktfedern kann bereitgestellt werden, und daher kann diese Konstruktion einer stabilen hohen elektrischen Leistung gerecht werden, und außerdem kann der Opferanschlussabschnitt leicht bereitgestellt werden.
Die Harzkappen können an dem elektrisch leitenden Element angebracht werden, während das Schienenelement in die federaufnehmenden Nuten in den Harzkappen eingepasst wird, und die Schienenelemente sind mit den Harzkappen bedeckt, und die Kontaktfedern liegen an der äußeren Umfangsfläche des elektrisch leitenden Elements offen. Daher können die Kontaktfedern leicht befestigt werden, und außerdem können die isolierenden Eigenschaften in dem Unterbrechungszustand erhöht werden.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1), umfassend: einen rotierenden Anschluss (16), der eine umlaufende äußere Umfangsfläche (21a, 24a) aufweist und elektrisch leitende Bereiche (21) und nicht-elektrisch leitende Bereiche (24) besitzt, die abwechselnd auf der äußeren Umfangsfläche in einer umlaufenden Richtung davon angeordnet sind; und ein Paar von festen Anschlüssen (17, 18) die außerhalb eines Rotationswegs der äußeren Umfangsfläche (21a, 24a) befestigt sind, wobei das Paar fester Anschlüsse (17, 18) zwischen einem elektrisch leitenden Zustand, in dem das Paar von festen Anschlüssen über den rotierenden Anschluss (16) elektrisch miteinander verbunden ist, und einem Unterbrechungszustand, in dem die elektrische Verbindung zwischen dem Paar von festen Anschlüssen über den rotierenden Anschluss in Übereinstimmung mit einer Rotationsposition des rotierenden Anschlusses unterbrochen ist, geschaltet wird, wobei wenigstens ein elektrisch leitendes Kontaktfederelement (27) auf dem rotierenden Anschluss (16) vorgesehen ist; wobei jedes Kontaktfederelement (27) einen Endabschnitt aufweist, der als ein freies Ende dient, das aus der Oberfläche hervorspringt, auf der das Federelement befestigt ist; dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kontaktfederelement (27) eine Vielzahl von Kontaktfedern (27) aufweist, und die Vielzahl von Kontaktfedern (27) schräg so hervorspringt, dass sie sich in eine Richtung entgegengesetzt einer Rotationsrichtung des rotierenden Anschlusses (16) erstrecken.
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 1, wobei der rotierende Anschluss (16) durch eine Antriebskraft eines Motors (4) gedreht wird.
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 2, des Weiteren umfassend eine Steuereinrichtung (24) zum Steuern des Antriebs des Motors (4), um so die elektrische Verbindung zwischen dem Paar von festen Anschlüssen (17, 18) und das Unterbrechen der elektrischen Verbindung zu steuern.
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 3, des Weiteren umfassend einen manuellen Schalter (37) zum Zuführen eines Stromunterbrechungsbefehls zu der Steuereinrichtung (34).
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend einen Strommessfühler (36) zum Erfassen eines Strompegels einer Stromversorgungsleitung, die leitend gemacht werden kann und durch die Drehung des rotierenden Anschlusses (16) unterbrochen werden kann.
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 1, wobei das Paar von elektrisch leitenden Bereichen (21, 24) in Bezug auf eine Drehachse (13, 21b) des rotierenden Anschlusses symmetrisch ist, und das Paar von nicht-elektrisch leitenden Bereichen in Bezug auf dessen Achse symmetrisch ist.
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 1, wobei das Kontaktfederelement (27) ein Multikontakt-Federelement zum elektrischen Verbinden des Paars von festen Anschlüssen (17, 18) ist.
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 7, wobei das Multikontakt-Federelement (25) ein Schienenelement (26) in Kontakt mit den elektrisch leitenden Bereichen (21) aufweist, und die Vielzahl von elastischen Kontaktfedern (27) an den elektrisch leitenden Bereichen von dem Schienenelement nach außen vorspringen, welches mit dem Paar von festen Anschlüssen (17, 18) in dem elektrisch leitenden Zustand in Kontakt gebracht wird.
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 1, wobei die elektrisch leitende Kontaktfeder (27) an der äußeren Umfangsfläche (21a) des rotierenden Anschlusses (16) vorgesehen ist, und die Kontaktfeder an einem Ende davon an der äußeren Umfangsfläche befestigt ist, während das andere Ende davon, das als das freie Ende dient, aus der äußeren Umfangsfläche hervorspringt, und jeder des Paars von festen Anschlüssen (17, 18) eine Kontaktfläche (31a) aufweist, in welcher die Kontaktfeder (27) in einem elastisch verformten Zustand in Kontakt mit der Kontaktfläche gebracht werden kann.
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 9, wobei isolierende Rahmen (19) benachbart zu der äußeren Umfangsfläche (21a, 24a) des rotierenden Anschlusses (16) angeordnet sind und jeweils an anderen Breichen vorgesehen sind als den Bereichen, an denen das Paar von festen Anschlüssen (17, 18) vorgesehen ist, und die isolierenden Rahmen jeweilige Kontaktflächen (19a) aufweisen, und die Kontaktflächen der isolierenden Rahmen und die Kontaktflächen des Paars von festen Anschlüssen auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet sind und zusammen eine im Wesentlichen perfekte umlaufende Fläche ausbilden.
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 9, wobei die elektrisch leitenden Bereiche (21) jeweils aus einem elektrisch leitenden Element an einer äußeren Umfangsfläche (21a) ausgebildet sind, und die nicht-elektrisch leitenden Bereiche (24) jeweils aus Isolierabschnitten an äußeren Umfangsflächen (24a) ausgebildet sind.
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 1, wobei Opferanschlussabschnitte (52) jeweils stromaufwärts von den Kontaktflächen des Paars von festen Anschlüssen (31a) in einer Drehrichtung des rotierenden Anschlusses (16) vorgesehen sind.
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 9, wobei die Vielzahl der Kontaktfedern (27) an der äußeren Umfangsfläche (21a) des rotierenden Anschlusses (16) vorgesehen ist.
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 11, wobei der rotierende Anschluss (16) das elektrisch leitende Element (21) und isolierende Harzkappen (22), die an dem elektrisch leitenden Element befestigt sind, umfasst, und die Harzkappe eine federaufnehmende Nut aufweist, in der ein Schienenelement (26), das die Kontaktfedern (27) miteinander verbindet, aufgenommen und fest gehalten wird.
Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Leistung (1) nach Anspruch 7, des Weiteren umfassend isolierende Rahmen (19), die zusammen mit dem Paar von festen Anschlüssen (17, 18) eine im Wesentlichen perfekte kreisförmige Form ausbilden, wobei die entsprechenden isolierenden Rahmen Kontaktflächen (19a) aufweisen, die mit dem Multikontakt-Federelement (25) in Kontakt stehen, und Kontaktflächen des Paars von festen Anschlüssen (31a) und die Kontaktfläche der isolierenden Rahmen auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet sind.