JP2004520682A - 回路断続装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
(優先権の請求)
本発明は、米国特許庁(USPTO)に出願された、次の係属中で共有されている出願に基づいて、本発明のための優先権を請求する。
【0002】
2001年3月20日に出願され、発明者、フランツ・ジャーメイン、ステファン・スチュワート、デヴィッド・ヘルツフェルド、スチーブン・キャムポロ、ニコラス・ディサルボ及びウィリアムR・ヅィーグラーによる、「リセットロックアウト及び逆配線保護を備えた回路断続装置及び製造方法」と題された、シリアル番号09/812,875号、アトーニー整理番号0267−1415CIP8(41912.018100)を有する出願。
【0003】
2001年3月20日に出願され、発明者、スチーブン・キャムポロ、ニコラス・ディサルボ及びウィリアムR・ヅィーグラーによる、「ラッチGFCIをスライドするためのリセットロックアウト」と題された、シリアル番号09/812,288号、アトーニー整理番号0267−1415CIP9(41912.015600)を有する出願。
【0004】
2001年3月21日に出願され、発明者、フランツ・ジャーメイン、ステファン・スチュワート、ロジャー・ブラッドリー、ニコラス・ディサルボ及びウィリアムR・ヅィーグラーによる、「グランドフォールト回路断続器のための枢動ポイントリセットロックアウト」と題された、シリアル番号09/813,412号、アトーニー整理番号0267−1415CIP6(41912.017400)を有する出願。
【0005】
2001年3月21日に出願され、発明者、リチャード・ベルンシュタインによる、「リセットロックアウトを備えたGFCI」と題された、シリアル番号60/277,448号、アトーニー整理番号0267−1596(41912.017700)を有する出願。
【0006】
2001年3月21日に出願され、発明者、ニコラス・ディサルボによる、「リセットロックアウト及び独立トリップを備えたIDCI」と題された、シリアル番号09/813,683号、アトーニー整理番号0267−1415CIP4(41912.017500)を有する出願。
【0007】
2001年3月21日に出願され、発明者、リチャード・ウルリッヒ、ウィリアム R・ヅィルガー、ニコラス・ディサルボ、フランツ・ジャーメインによる、「リセットロックアウト及び独立トリップを備えたALCI」と題された、シリアル番号60/277,446号、アトーニー整理番号0267−1415CIP7(41912.017400)を有する出願。
【0008】
2001年3月19日に出願され、発明者、フランツ・ジャーメイン、シュテファン・シュテュワート、アルマンド・キャリクスト及びスティーブ・カムポロによる、「残留電流装置のためのロックアウト機構」と題された、シリアル番号60/277,097号、アトーニー整理番号0267−1904(41912.018200)を有する出願。
【0009】
2001年3月20日に出願され、発明者、ディビッド Y・チャン、ジェイムズ・リッチャー、及び、ゲラルド N・キングによる、「回路断続器のためのニュートラルスイッチテスト機構」と題された、シリアル番号09/812,601号、アトーニー整理番号0267−1689(41912.017900)を有する出願。
【0010】
2001年3月20日に出願され、発明者、フランツ・ジャーメイン、スチーブン・ステュワート、ロジャー・ブラッドリー、ディビッド・チャン、ニコラス・ディサルボ、ウィリアム R・ヅィルガーによる、「リセットロックアウト機構及び中央ラッチ回路断続装置のための独立トリップ機構」と題された、シリアル番号09/812,624号、アトーニー整理番号0267−1415CIP5(41912.017300)を有する出願。
【0011】
2001年4月9日に出願され、発明者、ディビッド Y・チャン、ユルゲン・シェイファーによる、「改善されたサージ抑制を備えた回路断続器」と題された、シリアル番号09/829,339号、アトーニー整理番号0267−1430(41912.018500)を有する出願。
【0012】
2001年10月16日に出願され、発明者、ディビッド ヘルツフェルドによる、「グラウンドフォールト断続器」と題された、シリアル番号09/688,481号、アトーニー整理番号0267−001−1369を有する出願。
【0013】
(関連出願への相互参照)
本出願は、2000年10月16日に出願されたシリアル番号09/688,481号の部分継続出願であり、アトーニー整理番号0267−1415CIP8(41912.018100)を有する、発明者、フランツ・ジャーメイン、ステファン・スチュワート、デヴィッド・ヘルツフェルド、スチーブン・キャムポロ、ニコラス・ディサルボ及びウィリアムR・ヅィーグラーによる、「ラッチGFCIをスライドするためのリセットロックアウト」と題された、2001年3月20日に出願されたシリアル番号09/812,875号の共有出願に関する。その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0014】
本出願は、今や米国特許番号6,040,967号である、1998年8月24日に出願されたシリアル番号09/138,955号の部分継続出願であり、1999年8月6日に出願されたシリアル番号09/367,759号の部分継続出願であり、1999年8月20日に出願されたシリアル番号09/379,138号の部分継続出願である、アトーニー整理番号0267−1415CIP9(41912.015600)を有する、発明者、スチーブン・キャムポロ、ニコラス・ディサルボ及びウィリアムR・ヅィーグラーによる、「リセットロックアウト及び逆配線保護を備えた回路断続装置及び製造方法」と題された、2001年3月20日に出願されたシリアル番号09/812,288号の共有出願に関する。それらの全ての開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0015】
本出願は、2001年3月20日に出願され、発明者、フランツ・ジャーメイン、スチーブン・ステュワート、ロジャー・ブラッドリー、ディビッド・チャン、ニコラス・ディサルボ、ウィリアム R・ヅィルガーによる、「リセットロックアウト機構及び中央ラッチ回路断続装置のための独立トリップ機構」と題された、シリアル番号09/812,624号、アトーニー整理番号0267−1415CIP5(41912.017300)を有する供給出願に関する。その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0016】
本出願は、今や米国特許番号6,040,967号である、1998年8月24日に出願されたシリアル番号09/138,955号の部分継続出願であり、1999年8月6日に出願されたシリアル番号09/367,759号の部分継続出願であり、1999年8月20日に出願された共有出願シリアル番号09/379,140号に関する。それらの全ては、参照により本明細書に組み込まれる。
【0017】
本出願は、2001年3月21日に出願され、発明者、ニコラス・ディサルボによる、「リセットロックアウト及び独立トリップを備えたIDCI」と題された、アトーニー整理番号0267−1415CIP4(41912.017500)を有するシリアル番号09/813,683号の共有出願に関する。その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0018】
本出願は、2001年3月21日に出願され、発明者、フランツ・ジャーメイン、ステファン・スチュワート、ロジャー・ブラッドリー、ニコラス・ディサルボ及びウィリアムR・ヅィーグラーによる、「グランドフォールト回路断続器のための枢動ポイントリセットロックアウト機構」と題された、アトーニー整理番号0267−1415CIP6(41912.017400)を有するシリアル番号09/813,412号の共有出願に関する。その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0019】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グランドフォールト回路断続器(GFCI)、アークフォールト回路断続器(AFCI)、浸漬検出回路断続器(IDCI)、器具漏洩回路断続器(ALCI)、設備漏洩回路断続器(ELCI)、回路ブレーカー、接触子、ラッチングリレー及びソレノイド機構を含むが、これらには限定されないリセット可能な回路断続装置に関する。
【0020】
本発明の幾つかの実施形態は、一定環境で回路断続装置をリセットすることを防止することができるリセットロックアウト部を含む、該回路断続装置に関する。
【0021】
本発明の幾つかの実施形態は、ライン側と装置負荷側との間、並びに、ライン側とユーザー負荷側との間の導電経路を分断することができる回路断続部を備える、回路断続装置に関する。本発明の幾つかの実施形態は、回路断続部が機能していない場合、開ニュートラル条件が存在している場合、又は、装置の配線が誤っている場合に、本装置をリセットすることを防止することができる、リセットロックアウトブラケットを備える回路断続装置に関する。本出願の幾つかの実施形態は、初期に始動条件にあるべき回路断続装置を製造する方法に関する。本出力の幾つかの実施形態は、初期にリセットロックアウト条件にあるべき回路断続装置を製造する方法に関する。
【0022】
本発明の幾つかの実施形態は、負荷コネクターから電源コネクターを絶縁させることができる回路断続部を備える回路断続装置にも関する。
【0023】
本発明の幾つかの実施形態は、GFCIを備えるがこれには限定されないリセット可能回路断続装置に関する。本発明の幾つかの実施形態は、ニュートラルフォールとシミュレーションを使用した回路断続装置に関する。本出願の幾つかの実施形態は、ニュートラル間のテストスイッチを備える回路断続装置に関する。
【0024】
本発明の幾つかの実施形態は、サージ抑制に係り、特に、回路断続器、GFCI、並びに、強化過渡電流抑圧及び保護特性を備えた関連製品に関する。
【0025】
本発明の幾つかの実施形態は、リセットロックアウト部を備え、テスト用ソレノイドを発動しないGFCIに関する。
【0026】
本発明の幾つかの実施形態は、一定環境の下で本装置をリセットすることを防止することができるリセットロック部と、独立トリップ機構と、を備えるIDCIに関する。
【0027】
本発明の幾つかの実施形態は、一定環境の下で本装置をリセットすることを防止することができるリセットロック部を備えるALCI及びIDCIに関する。
【0028】
本発明の幾つかの実施形態は、リセット可能な残留電流装置(RCD)にも関する。より詳しくは、本発明は、所定条件が存在した場合にリセット機能をロックアウトすることができるRCEに関する。
【0029】
本発明の他の実施形態は、グラウンドフォールト回路断続器に属し、より詳しくは、GFCIの様々な状態を示し、幾つかのアクションを取るための期間を指定するため、色が付けられた光と可聴アラーム信号との組み合わせを用いるGFCIに関する。
【0030】
【従来技術】
1.不作動トリップ機構
多数の電気ワイヤ装置は、電源に接続可能であるライン側と、1つ以上の負荷に接続可能である負荷側と、ライン側及び負荷側の間の少なくとも1つの導電経路と、を有する。電力を供給するワイヤ又は1つ以上の負荷に電気を伝達させるワイヤへの電気的接続は、ライン側及び負荷側の接続で設けられる。電気配線装置は、例えば家庭器具、消費者電気製品及び分岐回路等、様々な負荷へのパワーを断続するように設計された回路破壊装置又はシステムのための増大した要求を示している。多数の電気器具は、電源に接続可能であるライン側と、電気的負荷である器具に接続された負荷側と、を有する電気コードを備えている。幾つかの器具は、衝撃的な危険を与え得る、導電流体内の浸漬に敏感であり得る。他のフォールトに関するシナリオは、他の回路断続器により、単独又は組み合わせ形態で取り組まれてきた。従って、電気配線装置の産業は、例えば、家庭器具、消費者電気製品及び分岐回路等の様々な負荷へのパワーを断続するように設計された回路破断装置又はシステムのための増大した要求を示している。特に、例えばヘアードライヤー等の湿るおそれのある分野で利用される器具は、浸漬の危険性に対して保護するため、IDCIを備え付けられていてもよい。そのような製品は、コネアー、ウィンドメア、ウェロングを始めとするブランド名の下で会社により売りに出されている。特に、電気コードは、家庭浴室及び台所内の電気回路に例えばグラウンドフォールト回路断続器(GFCI)を備え付けすることを要求する。現在市販されているGFCI装置、例えば共有された米国特許番号4,595,894号に説明されている装置は、GFCIのライン側及び負荷側の間の電気的接続を機械的に破断するため電動式トリップ機構を使用している。そのような装置は、それらが例えばグラウンドフォールトの検出によりトリップされた後、再セット可能となる。‘894特許で議論された装置では、回路の機械的破断を引き起こすため使用されるトリップ機構(即ち、ライン側と負荷側との間の導電経路)は、ソレノイド(又はトリップコイル)を備えている。テストボタンは、フォールトを検知するため使用されるトリップ機構及び回路をテストするため使用され、リセットボタンは、ライン側及び負荷側の間の電気的接続をリセットするため使用される。
【0031】
しかし、例えば雷の衝撃により引き起こされる異常状態が発生し、装置における電気のサージや装置のトリッピングのみならず、回路の機械的破断を引き起こすため使用されるトリップ機構の不能化を生じさせる場合に、これらの例は生じ得る。これは、ユーザがそれを知ること無しに生じ得る。そのような環境下では、トリップしたGFCIに直面したことを知らないユーザが、リセットボタンを押すかもしれず、これによりグラウンドフォールト保護を利用可能でない状態で不作動トリップ機構がリセットさせられる。GFCIは、グラウンドフォールト保護無しで負荷にパワーを提供するので、危険な状態にある。
【0032】
更には、アンダーライター研究所(UL)標準PAG943Aで定義される開ニュートラル条件は、そのようなGFCI装置に電力を供給する電気ワイヤに関して存在し得る。開ニュートラル条件が、GFCI装置のライン(対負荷)側上のニュートラルワイヤに関して存在する場合、電流経路は、装置及び人間の負荷側を通ってGFCIにパワーを供給する位相(又はホット)ワイヤからグラウンドへと形成されている例が発生し得る。開ニュートラル条件が存在する場合には、トリップした電流GFCI装置は、開ニュートラル条件がそのままの状態で残っていたとしても、リセットされ得る。
【0033】
今や米国特許番号6,040,967号となった、1998年8月24日に出願された共有出願シリアル番号09/138,955号は、回路断続部分が非作動である状態を含む幾つかの条件が存在する場合、又は、開ニュートラル条件が存在する場合に、装置のリセット部分をロックアウトすることができる、リセット可能な回路断続装置のファミリーを記載している。そのような装置は、装置テストを初期化するためシミュレートされたグラウンドフォールトを記載している。従って、幾つかの条件下でリセット機能をロックアウトすることが有利であり得る。
【0034】
II.配線ミスの問題
上記した回路断続装置の中には、ユーザーアクセス可能な負荷接続を持っているものがある。ユーザーアクセス可能負荷側接続は、ライン側から供給された電力にユーザーが外部から接続することができる1つ以上の接続ポイントを備えている。負荷側接続及びユーザーアクセス可能負荷接続は、典型的には、一緒に電気接続されている。そのような回路断続装置の一例は、典型的には、GFCIリセプタクルである。GFCIリセプタクルでは、ライン側及び負荷側接続が接合ねじであり、ユーザーアクセス可能負荷側接続が内部リセプタクルへのプラグ接続である。上記したように、そのような装置は、ラインワイヤがライン側接続に接続され、負荷側ワイヤが負荷側接続に接続されるように、外部配線に接続されている。しかし、負荷側ワイヤがライン側接続に接続され、ラインワイヤが負荷側接続に接続されるように、回路断続装置が外部配線に不適切に接続される例が発生し得る。これは、逆配線として知られている。回路断続装置が逆配線された場合、ユーザーアクセス可能な負荷接続へのフォールト保護を、たとえ負荷側接続へのフォールト保護が残っていたとしても、無くすことができる。
【0035】
更には、GFCI装置に関連した研究は、設置された全てのGFCI装置のおそらく10〜20%以上がユーザーにより作動可能ではないことが見出されたことを指摘している。しかし、それらの装置が製造者に戻された後、ほとんどは、作動可能となることがわかっている。従って、当該装置はユーザーにより逆配線(ライン負荷側逆転)されたことが示唆された。更には、例えばアンダーライター研究所(UL)によるもの等の規格コード及び工業標準コードは、GFCI装置が、装置のライン及び負荷ターミナルを正確に配線するためユーザーにアドバイスする警告ラベルを備えて製造されるべきであることを要求している。しかし、そのような警告でさえ、上記研究により示唆されるように適切でないこともあり得る。更には、合理的に失敗の余地のない配線ミス防止スキームは、そのような警告ラベルに対する必要性を不要にし得る。
【0036】
従来のGFCI装置は、例えば、面リセプタクル等のユーザー負荷を利用することができる。典型的には、GFCIは、4つのターミナル装置、即ちAC電力への接続用の2つの位相又はACリード、及び、下流側装置への接続用の2つのLOADリードである。従来のGFCIが適切に配線されている場合、GFCIは、下流側の装置のためのグラウンドフォールト保護と、組み込まれたリセプタクルと、を提供する。しかし、従来のGFCIが逆配線されている場合、GFCIは、保護されないパワーは、あらゆるときに、リセプタクル面に提供される。例えば、従来のGFCIが逆配線されているとき、面リセプタクルは、電流不均衡センサーコイルから「上流」にある。従って、従来のGFCIがトリップされた状態又は通常の状態のいずれかにある場合、面リセプタクルは、保護されないパワーが提供される。
【0037】
ほとんどのGFCIや、AC及びLOADターミナルの証明でパッケージされるようになった詳細な指令に係わらず、GFCIは、配線ミスされることが時々ある。この問題が存在する一つの理由は、新しい構成では、インストーラが新しいグラウンドフォールト回路断続器と接続しているとき、入力ライン及び下流ケーブルの両方が同一に見えるということである。これは、特に、どのケーブルが装置内に電流を導くかをテストするため利用可能なパワーが存在しない新しい構成において問題となる。
【0038】
問題は、多くの典型的な複式リセプタクルGFCIが、GFCIにおいて内部機能の動作を実証するため押されたときパワーをトリップし停止させるテストボタンを持つと考えられたとき一層ひどくなり得る。しかし、テストボタンの使用は、複式リセプタクルで構成されたものが保護されるか否かを示していない。典型的なユーザーは、これに気づかないおそれがある。ユーザーは、単に、設置後に装置をテストし、例えば可聴クリックを使ってテストボタンを押すときユニットがトリップすることを確かめるだけである。これは、ユーザーに、全てがうまくいくという誤った感覚を与えてしまう。GFCIが逆配線されているとき実際に起こっていることは、GFCIが、パワーを下流から断続し、全てを下流で保護するが、GFCIそれ自体のリセプタクル接触を保護しないということである。本装置は、内部構成部品の条件に依存して、GFCIが如何に配線されているかに係わらず、トリップする。GFCIは、それがテストされたとき逆配線されたことは重要ではない。
【0039】
幾つかの参照文献は、ユーザーに逆配線保護を警告することを試みる装置を説明している。例えば、一つのアプローチは、GFCIの適切な設置を示すため逆ライン極性ランプインジケータを備えたGFCIを利用している。例えば、1983年10月25日にビーンワルドらに付与され、且つ、本発明の所有者に譲渡された米国特許番号4,412,193号を参照せよ。しかし、プッシュボタンは、GFCIが配線ミスされたか否かを検出するため指令に従って手動で押下される必要がある。
【0040】
別の例では、1995年12月19日にナイガーらに付与され、本発明の譲渡人により所有されている米国特許番号5,477,412号は、配線ミス保護回路を組み込んだグラウンドフォールト回路断続器に関する。配線ミス検知回路は、配線ミスの条件がある場合、視覚的及び可聴的警告の発生をトリガーする。回路は、内部GFCIスイッチ又はリレーの一方の側にあるACターミナルに接続された検知回路及び反対側の負荷ターミナルに接続された警告発生回路を組み込んだ警告抑制回路を用いている。
【0041】
1998年12月3日に出願された、共有出願シリアル番号09/204,9861号は、逆配線に関してテストし、逆配線を指摘するための装置を記載している。その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0042】
関連出願として上記に参照された出願は、共有され、参照により本出願に組み込まれる。これらの出願は、概して、リセット機能をロックアウトすることに関し、他の方法では、条件の発生に関して回路断続装置を不能にすることに関する。
【0043】
ノイングらに付与された米国特許番号5,933,063号は、GFCI装置を説明することがその趣旨であり、一見して単一中央ラッチを利用している。米国特許番号5,933,063号は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。マーコウらに付与された米国特許番号5,594,398号は、GFCI装置を説明することがその趣旨であり、一見して中央ラッチを利用している。米国特許番号5,594,398号は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。マーコウらに付与された米国特許番号5,594,398号は、GFCI装置を説明することがその趣旨であり、一見して中央ラッチを利用している。米国特許番号5,594,398号は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本発明に係る変更から利益を受け得る典型的なGFCI設計は、パス&セイモアーカタログNo.1591の表示の下で販売された。
【0044】
本発明に係る変更から利益を受け得る別のGFCI設計は、ブリアントカタログ番号GFR52FTWという表示の下で販売された。
【0045】
1999年8月20日に出願された共有出願シリアル番号09/379,138号は、独立にトリップし、逆配線に対して保護することができるリセット可能な回路断続装置のファミリーを説明している。
【0046】
III.不適切なサージ保護
既知のGFCI製品は、典型的には、GFCI製品のパワーラインを横切って配置された金属酸化バリスター(MOV)を備えており、MOVは、過渡電流電圧を受容可能なレベルにまでクランプすることによりGFCI製品回路にサージ保護を提供する。これまでのところ、GFCI製品は、100Aで6kVの過渡電流電圧を取り扱うことに限定されてきた。より大きな過渡電流条件を支えることができるGFCI製品のための必要性が存在している。
【0047】
加えて、地域のパワーオーソリティーの自由化に起因して、過電圧条件がより一般に流布されており、これは120V規格製品に対して240Vの過電圧条件で生き残る回路を要求している。そのような条件が生じたとき、例えば、従来技術におけるMOV等のGFCI構成部品は生き残らなかった。例えば、過電圧でその規格値を超えて作動する従来技術のMOVは分解し、かくして、そのような条件は、GFCI製品における電子回路の残りの部分も破壊しかねない。
【0048】
例えばMOV等の構成部品が、電圧及び電流規格値を超えたパワー条件で生き残ることを可能にし、かくして、GFCI製品が過電圧条件を生き残ることができる、サージ保護回路のための必要性が存在している。
【0049】
IV. ステータス表示の欠如
上記したように、回路断続装置を機能不全にさせ得る様々な事情が存在している。現在のGFCIのものは、一般に、GFCIのステータスに関してユーザーに情報を提供しない。現在販売されている一つのGFCIは、単一のLEDが、装置が作動していること、即ち主要スイッチの接点が閉じられていることを示すため提供されている。このため、回路断続装置は、そのような装置のステータスを得ることによって機能不全になっているか否かをユーザーが判定することができる必要性が存在している。
【0050】
【課題を解決するための手段】
本出願は、幾つかの条件下でリセットロックアウトを提供するリセット可能な回路断続装置に関する。本出願の幾つかの実施形態は、該回路断続装置が作動していない場合、開ニュートラル条件が存在している場合、又は、本装置が、リセットを可能とする前に装置の一部分をテストすることにより配線ミスされている場合に、本装置をリセットすることを防止することができるリセットロックアウト部を備える回路断続装置に関する。いくつかの実施形態は、夫々の負荷側コネクター及びユーザ負荷コネクターからのライン入力を別々に破断させるためブリッジ回路を利用することにより、たとえ本装置が逆配線されている場合であっても、回路断続装置のためのフォールト保護を維持する。
【0051】
回路断続装置は、回路断続部が適切に作動していない場合及び/又は適切に接続していない場合、位相又はニュートラル伝達経路のいずれか又は両方の経路の電気的連続性の再確立を防止するリセットロックアウト部も備え得る。幾つかの実施形態では、リセット部は、少なくとも1つのリセット接点が回路断続部の検知部分に電気的に接続されるように、並びに、リセットボタンの押下により位相伝達経路の少なくとも1部分が少なくとも1つのリセット接点と接触するように、構成することができる。位相伝達経路と、少なくとも1つのリセット接点との間で接触がなされるとき、回路断続部は、リセットロックアウト部が不能にされ、且つ、位相伝達経路及びニュートラル伝達経路の電気的連続性を再確立することができるように作動される。
【0052】
回路断続装置は、回路断続部から独立に作動するトリップ部も備えることができる。一実施形態では、トリップ部は、ハウジングの外側からアクセス可能なトリップアクチュエータと、好ましくはハウジング内にあり該トリップアクチュエータから延在するトリップアームと、を備える。トリップアームは、トリップアクチュエータが作動されている場合、位相及び/又はニュートラル伝達経路において電気的連続性を機械的に破断することを容易にするように構成されるのが好ましい。
【0053】
幾つかの実施形態では、回路断続装置は、回路断続器がトリップするとき、負荷側とユーザー負荷とを別々に断続するブリッジ回路を有して製造される。別の実施形態では、2つの単一極、単一スロースイッチング装置が、負荷及びユーザー負荷からの各々のパワーラインを夫々切り替えるため使用される。別の実施形態では、回路断続器は、リセットロックアウト状態で製造される。別の実施形態では、取り外し可能又は固定で接続されているトリップ力装置は、それが流通状態で配送される前に回路断続器に接続されている。方法の実施形態では、回路断続器は、流通状態に配送される前にリセットロックアウト状態にセットされる。
【0054】
本発明は、たとえ装置が逆配線されていたとしても回路断続装置のためのフォールト保護を維持するリセット可能な回路断続装置に関している。
【0055】
一実施形態では、回路断続装置は、ハウジングと、ライン側及び負荷側の間のハウジング内に少なくとも部分的に配置されている、位相及びニュートラル伝達経路と、を備えている。好ましくは、位相伝達経路は、電源に電気的に接続することができる第1の接続部、少なくとも1つの負荷に電流を伝達することができる第2の端部、及び、少なくとも1つのユーザーアクセス可能な負荷に電流を伝達することができる第3の接続部で端部が画成されている。同様に、ニュートラル伝達経路は、電源に電気的に接続することができる第1の接続部、該少なくとも1つの負荷へのニュートラル接続を形成することができる第2の接続部、及び、該少なくとも1つのユーザーアクセス可能な負荷へのニュートラル接続を形成することができる第3の接続部で端部が画成されている。
【0056】
回路断続装置は、ハウジング内に配置され、且つ、所定条件の発生時にライン側及び負荷側の間の位相伝達経路及びニュートラル伝達経路に電気的断続を引き起こすように構成された、回路断続部を備えている。リセットロックアウト部がハウジング内に少なくとも部分的に配置され、開伝達経路内で電気的連続性を再確立するように構成されている。
【0057】
好ましくは、位相伝達経路は、該位相伝達経路内で電気的不連続性を引き起こすため開放することができ、上記ライン側及び負荷側の間で、該位相伝達経路内で電気的連続性を再確立するため閉じることができる複数の接点を備えている。ニュートラル伝達経路は、該ニュートラル伝達経路内で電気的不連続性を引き起こすため開放することができ、上記ライン側及び負荷側の間で、該ニュートラル伝達経路内で電気的連続性を再確立するため閉じることができる複数の接点を備えている。この構成では、回路断続部は、位相及びニュートラル伝達経路の複数の接点を開放させ、リセット部が、位相及びニュートラル伝達経路の複数の接点を閉じさせる。
【0058】
回路断続部のための一実施形態は、位相及びニュートラル伝達経路に電気的不連続性を引き起こすため電子機械式回路断続器を使用し、所定条件の発生を見地するため検知回路を使用する。例えば、電子機械式回路断続器は、コイルアッセンブリ、該コイルアッセンブリに取り付けられた可動プランジャーと、該プランジャーに取り付けられたバンガーと、を備える。可動プランジャーは、コイルアッセンブリの付勢に応答し、該プランジャーの運動は前記バンガーの運動に変換される。バンガーの運動は、位相及び/又はニュートラルの伝達経路に電気的不連続性を引き起こす。
【0059】
回路断続装置は、回路断続部が適切に作動していない場合には、位相及びニュートラル伝達経路のいずれか、又は、両方の伝達経路に電気的連続性を再確立することを防止するリセットロックアウト部も備えている。即ち、リセットロックアウトは、回路断続部が適切に作動していない場合には、本装置のリセットを防止する。回路断続装置は、リセットロックアウト部を備える実施形態では、リセット部は、少なくとも1つのリセット接点が、回路断続部の検知回路に電気的に接続されるように、並びに、リセットボタンの押下が位相伝達経路の少なくとも一部分を少なくとも1つのリセット接点と接触させるように構成されてもよい。位相伝達経路及び少なくとも1つのリセット接点の間に接触がなされるとき、回路断続部は、リセットロックアウト部が不能にされ、位相及びに伝達経路における電気的連続性を再確立することができる。
【0060】
回路断続装置は、回路断続部から独立に作動するトリップ部も備えることができる。トリップ部は、ハウジング内に少なくとも部分的に配置され、回路断続部の作動とは独立に位相及び/又はニュートラルの伝達経路内に電気的不連続性を引き起こすように構成されている。一実施形態では、トリップ部は、ハウジングの外側からアクセス可能なトリップアクチュエータと、好ましくは該ハウジング内にあり且つトリップアクチュエータから延在するトリップアームと、を備えている。トリップアームは、トリップアクチュエータが作動する場合には、位相及び/又はニュートラルの伝達経路の電気的連続性を機械的に破断することを容易にするように構成されるのが好ましい。好ましくは、トリップアクチュエータはボタンである。しかし、他の既知のアクチュエータも考えられる。
【0061】
一実施形態では、回路断続器は、回路断続器がトリップするとき、負荷側とユーザー負荷とを別々に断続させるブリッジ回路を有して製造されている。別の実施形態では、2つの単一極、単一スロースイッチング装置は、負荷及びユーザー負荷からの各々のパワーを夫々切り替えるため使用される。別の実施形態では、回路断続器は、リセットロックアウト状態で製造される。別の実施形態では、取り外し可能な又は固定接続されたトリップ力装置は、設置時に強制的にトリップさせるため利用される。別の実施形態では、インジケータが逆配線の表示を提供する。別の実施形態では、別々のトリップ力装置は、それが流通状態で配送される前に回路断続器に接続されている。方法の実施形態では、回路断続器は、流通状態で配送される前にリセットロックアウト状態にセットされる。
【0062】
本発明は、ソレノイドのテストに依存しないリセットロックアウトを有するリセット可能な回路断続装置にも関している。
【0063】
本発明は、ユーザーインターフェースを備えるリセット可能な回路断続装置にも関する。本装置が使用される前に、それはトリップされる。ユーザーは、テストアクチュエータが装置のテストを開始することを可能にするためユーザーインターフェースを使用しなければならない。テストがパスしたならば、装置はリセットする。他の場合には、装置はロックアウトされる。別の実施形態では、本装置は、機械式トリップ機構へのユーザーインターフェースによりトリップすることができる。
【0064】
回路断続部の一実施形態は、装置の位相及びニュートラルの伝達経路のうち少なくとも1つの電気的不連続性を引き起こすための電子機械式回路断続器と、所定条件の発生を検知するための検知回路と、を使用する。機械式トリップアームは、トリップアクチュエータが作動される場合には、位相及び/又ニュートラルの伝達経路における電気的連続性の機械的破断を容易にするように構成されてもよい。更には、機械式トリップアーム又はレベルは、それが装置をリセットするため作動可能ではなくなるように構成されることができる。
【0065】
本発明は、リセットすることからロックアウトされ得るリセット可能RCDにも関する。ユーザー作動式リセットレバーは、オフ状態からオン状態までテスト状態を介して移動する。テスト状態は、装置をテストし、テストがパスしたならばオン状態への前進を可能にするだけである。
【0066】
本発明は、ニュートラルフォールト条件をシミュレートすることによってフォールト条件をシミュレートするリセット可能な回路断続装置にも関する。ニュートラルフォールトは、回路断続器をトリガーするセンサーにおいてフィードバッグ経路を形成するためのスイッチを使用して、負荷ニュートラルラインをラインニュートラルラインに接続することによりシミュレートすることができる。
【0067】
更には、ニュートラルフォールトは、変圧器を介して又は負荷位相ラインをライン位相ラインに接続することによって、第3のワイヤを使用してシミュレートすることができる。フォールトスイッチは、ライン経路及び負荷ニュートラル経路の間の機械式接続を容易にするように構成されることが好ましい。しかし、他の既知のアクチュエータも考えられる。
【0068】
本発明は、幾つかの条件下でリセット機能をロックアウトするリセット可能な回路断続装置にも関する。一実施形態では、テスト機構は、リセットを可能にする前に回路断続器をテストするため利用される。一実施形態では、リセットプランジャーはテスト回路を閉じるためトリップラッチに力を印加するように変形され、回路断続器が機能している場合にのみリセットプランジャーがリセット位置にまで連続的に移動することを可能にする。
【0069】
本発明は、過渡電流サージ及び過電圧条件を取り扱うためのグラウンドフォールト回路断続器(GFCI)製品に金属酸化バリスター(MOV)と接続されて使用される、抑制保護回路にも関している。この抑制保護回路は、過電圧を防止するためスパークギャップと、過渡電流サージを抑制するためのLCローパスフィルターと、を備えている。
【0070】
本発明は、GFCIのステータスに関する莫大な情報をユーザーに与え得るGFCIと、それが保護するための回路と、を更に提供する。GFCIは、3つの異なる色を生成することのできる二色ランプを備えている。更には、該ランプは、第1のゆっくりとした率又は第2のより高い率で明滅するように意図されている。可聴信号を、作動させたり、サイレント状態に維持することができる。ユーザーに与えられた情報は、ランプの色、それが明滅される速度、及び、可聴アラーム信号の存否に依存している。本発明の目的は新規なGFCIを提供することである。
【0071】
本発明の別の目的は、GFCI及び連係する回路のステータスを示すため信号出力手段を備えた新規なGFCIを提供することである。
【0072】
本発明の更に別の目的は、GFCI及び連係する回路のステータスを示すため、明滅する色付きライト及び可聴アラームを含む信号出力手段を備えた新規なGFCIを提供することである。
【0073】
本発明の好ましい実施形態は、類似の構成要素は、類似の参照番号が付与されている図面を参照して本明細書で説明される。
【0074】
【発明の実施の形態】
本発明は、装置のライン側及び負荷側の両方において少なくとも1つの伝達経路を破断することができる様々な形式の回路断続装置を想定している。伝達経路は、典型的には、供給される電力に接続するライン側と、1つ以上の負荷に接続する負荷側と、の間で分割される。前記したように、リセット可能な回路断続装置のファミリーの様々な装置は、グラウンドフォールト回路断続器(GFCI)、アークフォールト回路断続器(AFCI)、浸漬検出回路断続器(IDCI)、器具漏洩回路断続器(ALCI)、及び、設備漏洩回路断続器(ELCI)を含んでいる。
【0075】
本出願の目的のために、図面に示され、以下で説明される回路断続装置で使用される構造又は機構は、例えば、住宅電流配線システムで使用される単一連動接続ボックス内の設置に適したGFCIリセプタクルに組み込まれている。しかし、本出願に係るこれらの機構は、リセット可能な回路断続装置のファミリーの様々な任意の装置に含まれ得る、
本明細書で説明されるGFCIリセプタクルは、ライン及び負荷位相(又はパワー)接続部と、ライン及び負荷ニュートラル接続部と、ユーザーアクセス可能な負荷位相及びニュートラル接続部と、を有する。これらの接続部は、外部コンダクター又は設備を本装置に接続することを可能にする。これらの接続部は、例えば、外部コンダクターを回路断続装置に留め又は接続し、並びに、電気を伝達させる電気ファスニング装置であってもよい。そのような接続部の例は、ねじ、ラグ、ターミナル及び外部プラグ接続部を含んでいる。
【0076】
本明細書に記載された回路断続及びリセット部は、本装置のライン及び負荷側の間の1つ以上の伝達経路を破断(開放)したり、形成し(閉じ)たりするため電子機械式構成部品を使用するのが好ましい。しかし、例えば、ソリッドステートスイッチ及び支持回路等の電気構成部品は、伝達経路を開閉するため使用することができる。
【0077】
一般には、回路断続部は、説明した実施形態においてグラウンドフォールトであるフォールトの検出時に、ライン及び負荷側の間にある1つ以上の伝達経路における電気的連続性を自動的に破断する(又は、伝達経路を開放する)ために使用される。リセット部は、開放した伝達経路を閉じるために使用される。リセットロックアウトを含む実施形態では、リセット部は、開いた伝達経路を閉じることに加えてリセットロックアウトを不能にするために使用される。この形態では、リセット及びリセットロックアウト部の作動は、回路断続部の作動と連係され、それにより、開いた伝達経路における電気的連続性は、回路断続部が非作動である場合、開ニュートラル条件が存在する場合、及び/又は、装置が逆配線されている場合、リセットすることができない。
【0078】
代替の実施形態では、回路断続部が非作動である場合に本装置をなおもトリップすることができるように、回路断続装置は、回路断続部とは独立に作動するトリップ部を備えるようにしてもよい。好ましくは、トリップ部は、手動で作動され、機械的構成部品を1つ以上の伝達経路で使用するのがよい。しかし、トリップ部は、電気回路及び/又は電子機械式構成部品を、位相若しくはニュートラル伝達経路のいずれか、又は、両方の経路を破断するため使用してもよい。
【0079】
上述された特徴は、任意のリセット可能な回路断続装置に組み込むことができるが、簡単にするため、本明細書における説明は、GFCIリセプタクルに関するものとなっている。GFCIリセプタクルのより詳細な説明は、米国特許番号4,595,894号及び共有出願番号09/688,481号で与えられ、それらの開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。なお、締めねじは、電気的接続部を提供するため使用することができる配線ターミナルの型式の一例であることにも着目されるべきである。他の型式の配線ターミナルの例は、セットねじ、圧力クランプ、圧力プレート、押し型式の接続部、ピグテール及びクイック接続タブを含んでいる。
【0080】
中央ラッチGFCIの幾つかの実施形態の例が、以下に提供される。
ここで、図1及び図2を参照すると、本発明に係るGFCI30が、示されている。GFCI30は、トップカバー32、中央ハウジング34及び底部ハウジング36から構成されており、該底部ハウジング36は、トップカバー32上のU字形状部材38と係合する底部ハウジング36上の偏向可能タブ(図示せず)によりアッセンブリ内に保持される。取り付けストラップ40は、トップカバー32及び中央ハウジング34の間に取り付けられており、GFCI30を、標準連動ボックス(図示せず)の取り付け耳に取り付けるため2つのアパーチャ42を持っている。トップカバー32は、3つのブレード形成接地プラグ(図示せず)を各々受け入れるため2組のスロットを含んでいる面44を有する。各組のスロットは、プラグのグラウンドプロングを受け入れるため、第1の長さのスロット46、48、より長い長さのスロット50,52、及び、U字形状スロット54、56から構成されている。スロット50、52がスロット46、48より長いので、プラグは、本質上極性化されており、NEMA標準5−15Rに従っている。トップカバー32における凹部58には、リセットボタン60、テストボタン62及びインジケータランプ手段64が配置されている。インジケータランプ手段64は、第1のフィラメントが付勢されたときに第1の色を、第2のフィラメントが付勢されたときに第2の色を、両方のフィラメントが付勢されたときに第3の色を生成する二色ランプである。底部ハウジング36は、一連の4ターミナルねじ(そのうちの2つだけが図面に示されている)を有する。ターミナルねじ66は、後述されるように、負荷ニュートラルターミナルに接続されている。類似のターミナルねじ68は、負荷位相ターミナルに接続されている。ターミナルねじ70は、ラインニュートラルターミナルに接続され、類似のターミナルねじ72は、後述されるように、ライン位相ターミナルに接続されている。各ターミナルねじ66、68、70及び72には、電気コンダクター(図示せず)にのむき出し端部を受け入れるため2つのアパーチャ74が隣接している。後述されるように、コンダクター端部は、ターミナル接点と、コンダクターと係合するワイヤナットとの間を延在しており、それを、ターミナルねじが進行するとき、ターミナル接点に対して押圧する。中央は34の後部壁に設けられているものは、グラウンドねじ76であり、これにグラウンドコンダクター(スロット78に挿入されるが図示せず)を固定することができる。
【0081】
ここで、図3を参照すると、トップカバー32及び底部ハウジング36が取り外された状態のGFCI30が示されており、図4及び図5を参照すると、取り付けストラップ40と、負荷位相及びニュートラルターミナルの詳細が示されている。取り付けストラップ40は、上述されたように、2つのアパーチャ42と、リセットレバーを受け入れるため略中央に配置された円形開口80と、テストレバーを受け入れるため矩形開口82と、を有する。2つのクリップ84、86は、挿入されたプラグのグラウンドプロングと係合するように配列され、リベット88により取り付けストラップ40に接続されている。下方に曲げられたタブ90は、グラウンドねじ76を受け入れるためねじ切りアパーチャを有する。グラウンドねじ76が、スロット78に挿入され且つタブ90とグラウンドナット92との間にあるコンダクターのむき出し端部を保持するため進められるとき、グラウンドナット92は、タブ90に対して引っ張られる。
【0082】
図5は、負荷ニュートラルターミナル94と、負荷位相ターミナル96とを示している。各々のターミナル94、96は、各々、中央ボディ部98、100を有し、該ボディは、各端部に雄型ブレードグリップフィンガー102、104を備えている。プラグの雄型ブレードはグリップフィンガー102、104の各対の間で適合し、該フィンガーは挿入されたプラグの雄型ブレードと機械的及び電気的に接触する。負荷ニュートラルターミナル94上の拘留タブ106は、主要固定ニュートラル接点106を受け入れ、拘留タブ110は、主要固定位相接点112を受け入れる。垂れ下がった3つの側タブ114は、ターミナルねじ66のねじ切り部分を通して受け入れるためスロット116を有する。類似の垂れ下がり2つの側タブ118は、ターミナルねじ68のねじ切り部分を通して受け入れるためスロット120を有する。
【0083】
図3では、図4の取り付けタブ40と、図5のターミナル94、96とは、中央ハウジング34に組み付けられた状態で示されている。中央ハウジング34に取り付けられているものは、インジケータランプ手段の色、その明滅率を決定したり、ビープ音手段を制御したりする様々な回路を含んでいる印刷回路基板(以下では、「PCB」)122である。PCB122は、後述されるように、フォールト検出器の様々な構成部品、変圧器、及び、ソレノイドも含んでいる。ターミナルねじ70は、ターミナルねじ70のねじ切り部を受け入れるためスロット126を内部に有するタブ124に接続されている。類似の構成は、当該図面からでは見えないターミナル72に対しても与えられる。
【0084】
ここで、図6を参照すると、PCB122のアッセンブリ及びリセットアッセンブリが、中央ハウジング34が取り外された状態で示されている。リセットアッセンブリは、リセットボタン60と、リセットレバー128と、リセットスプリング130と、図16乃至図20に関して後述されるべきラッチピンと、を備えている。プランジャー132は、ソレノイドコイル134の通路内に配置されている。プランジャー132は、ソレノイドコイル134の通路から外部に部分的に延在するそのリセット位置で示されている。ソレノイドコイル134がPCB122上の回路により作動されるとき、プランジャー132は、ソレノイドコイル134内に更に引かれる。プランジャー132は、図10を参照して説明されるべきラッチプレートの位置を制御する。ラッチピンと協働するラッチプレートと、リセットスプリング130とは、主要可動接点140を各々閉じるため、可動接点アーム138に対して上方にリフター136を拘留タブ106、110の下側上にある主要固定接点108、112へと移動させる。可動接点アーム138は、それらの連係した拘留タブ106、110から離れたところに偏倚され、ラッチピンが解放されたとき、リフター136及びラッチプレートを下方に押して、可動接点140をそれらの連係した固定接点108、112から離れたところに移動させる。PCB122に取り付けられているものは、ニュートラル変圧器142及び微分変圧器144である。ニュートラル変圧器142のみが図6に示されている。両方の変圧器及び変圧器ブラケットアッセンブリ146が図12に示されている。ニュートラル変圧器142は、微分変圧器144上に積み重ねられており、それらの間にはファイバーワッシャー148が備えられている。ブラケットアッセンブリ146は、図11に示されているようなスロット150及びコンダクターが配置されているスロットを除いて変圧器142、144を実質的に取り囲んでいる。変圧器の配線用のリード線は、ライン及び負荷コンダクターを連結することができる4つの変圧器ピン152にまでもっていかれる。変圧器のうちの一方は、電源から負荷まで流れる電流を検出し、その他方は、負荷から電源まで戻る電流を検出する。これらの変圧器を通って流れる電流の差異は、回路配線上にフォールトが存在することを示している。電流の小さな差異を測定し、フォールト信号を供給することができる装置は、多数の源から販売されている積分回路であり、例えば、ナショナルセミコンダクターから販売されている型番号LM1851又はモトローラから販売されている型番号MC3426がある。このICは、PCB122に配置されている。ラインニュートラルターミナル154及びライン位相ターミナル156は、変圧器ブラケットアッセンブリ146の頂部にあるスロットを通って延在するアーム158、160(図9を参照せよ)を有する。図7に示されているように、ターミナルねじ70は、ラインニュートラルターミナル154の一部分であるタブ124のスロット126を通り、ナット162内のねじ切りアパーチャへと延在し、かくして、2つの変圧器へのラインニュートラルコンダクター(図示せず)を接続する。アーム158、160は、変圧器142及び144用の一つ巻き配線として機能する。ライン位相コンダクター(図示せず)は、ターミナルねじ72を介してタブ64に接続されており、該タブは、タブ164内のスロット166を通って、ナット168のねじ切りアパーチャへと延在する。絶縁器168は、アーム158、160の間に延在し、それらの間の短絡を防止する。ソレノイドコイル134は、2つのボビンピン170に接続され、PCB122への接続を可能にしている。図7は、図6と類似しているが、PCB122、リセットボタン60、リセットレバー128、及び、リセットスプリング130を省略している。
【0085】
図8は、ボビンピン170に接続され且つその通路にプランジャー132を含むソレノイドコイル134を有する、ボビンアッセンブリ172を示している。チャンバー174は、リフター136を受け入れ、その低位置にあるときリフター136を支持する。交差部材176は、補助固定接触アーム178及び補助可動接触アーム180から構成された、補助スイッチを支持している。補助固定接点186及び補助可動接点188が係合したとき、補助スイッチは、パワーをPCB122上の様々な構成部品に提供する。補助スイッチは、補助固定接点186及び補助可動接点188が係合されていないとき、PCB122上の構成部品へのパワーを遮断し、PCB122の構成部品への可能な損傷を防止する。例えば、主要接点が開放している間に、ソレノイドコイル14への信号が繰り返し印加されている場合、ソレノイドコイル134を焼き尽くす機会が存在する。補助可動接触アーム180は、補助固定接触アーム178の方に偏倚され、接点を開放することが余儀なくされない限り、それと係合する。
【0086】
図9は、可動接触アーム138と接触し、且つ、プランジャー132及びプランジャーリセットスプリング184により制御されたラッチプレート182により位置決めされている、リフター136を示している。リフター136及びラッチプレート182の位置は、後述するように、リセットレバー128の位置に依存している。リフター136は、補助可動接触アーム180も制御する。リフター136がその低位置にあるとき、補助可動接点188は、補助固定接点188(図示せず)との接触状態から離れて移動される。ラッチプレート戻りスプリング(図示せず)は、一旦、プランジャー132が、図10に関して記載されるようにリセットされたならば、ラッチプレートをリセットする。
【0087】
図10では、ラッチプレート182と、プランジャー132と、補助固定接点186を備えた補助固定アーム178と、補助可動アーム188を備えた補助可動アーム180と、が示されている。プランジャーリセットスプリング184が、ラッチプレート182の後方エッジ200及び矩形開口196内に延在するタブ198に固定されている。プランジャー132がソレノイドコイル134の作動の結果として図10の右方に移動されるとき、プランジャーリセットスプリング184は、ソレノイドコイル134が消勢されたとき、図6に示されるようにソレノイドコイル134から部分的に出たその初期位置にプランジャー132を戻すように伸縮する。ラッチプレート戻りスプリング190は、リフター136とタブ198との間に接続され、プランジャー132の右方への移動に起因した図10の右方へのラッチプレート182の移動により同様に圧縮される。プランジャー132が引っ込められたとき、ラッチプレート戻りスプリング190は、図10の左方にラッチプレート182を戻すように延びる。アーム192は、リフター136のアームを支持する。中央アパーチャ194は、そのより長い軸がラッチプレート182の中心長さ方向軸に沿って延在する楕円形状である。アパーチャ194の中心では、アパーチャ194は、ラッチピン(図示せず)がアパーチャ194を通過し、リフター136と係合すること無く移動する上で充分に大きい。より小さい端部のうち一方では、ラッチピンは、ラッチプレート182により保持され、後述するように、リフター136をラッチピンと共に移動させる。補助可動アーム180は、それが、補助固定アーム178上で補助固定接点186と接触した状態に補助可動接点188を持ってくるように上方に偏倚される。後述されるように、リフター136のアームは、補助固定接点186から補助可動接点188を分離して補助回路を開放するため、図10で下方に補助可動アーム180を押すように該補助可動アーム180と係合する。
【0088】
ここで、図13、14及び15を参照すると、テストボタン62が示され、その作動が記載されている。テストボタン62は、頂部部材204を有し、該頂部部材から側部部材206が延在している。頂部部材204から更に延在しているのは、カム210を含む中央レバー208である。レバー208は、取り付けストラップ40内で矩形開口82を通って延在する。カム210は、テストボタン62が押下されたとき、テストアーム212に係合し、その自由端部214をテストピン216と接触した状態に移動させる。テストピン216の位置は、図6に示されている。テストピン216は、小さな抵抗器と、変圧器142、144の一方を通って延在するリード線と、に連結され、パワーラインに不均衡を生成し、積分回路LM1851に、ソレノイド134を作動させ、かくしてフォールトをシミュレートするための信号を生成させる。テストボタン戻りスプリング(図示せず)は、テストボタン62をその初期位置に戻らせる。図14は、カム210がテストアーム212を押下しておらず且つ自由端部214がテストインクジェット216から分離した状態で、テストボタン64のリセット位置を示している。テストボタン62が図14に示されるように押下されたとき、カム210は、テストアーム212の自由端部214を、テストピン216との接触状態へと下方に押しやり、シミュレートされたフォールトを引き起こし、GFCI40を作動させて、GFCI30が適切に作動していることを決定する。解放時には、テストボタン62は、図14に示されたようにそのリセット位置に戻る。
【0089】
リセットボタン60は、図16に示されている。リセットボタン60は、頂部部材218を有し、該頂部部材から、側部部材220が垂れ下がっている。頂部部材218から更に延在しているものは、ラッチピン224で終わっているラッチレバー222である。ラッチピン224は、その自由端部228で略尖鋭化されている。ラッチピン224の直径は、ラッチレバー222の直径より大きく、その検出器かラッチ肩部226を形成する。リセットスプリング230は、図17に示されるようにラッチレバー222を取り囲む。図17及び図18は、GFCI30をそのリセット位置に示す。図17は、後面図であり、図18は、側面図である。取り囲まれた構成が、GFCI30の切り替え構成部品を引き立たせるためライトラインで示されている。図18では、プランジャー132は、ソレノイドコイル134から外側に延在し、ラッチプレート182は、図面の左方に引っ張られ、それにより、楕円形アパーチャ194のより小さい端部は、ラッチレバー222と係合する。ラッチピン224を楕円形アパーチャ194を通して抜き取ることはできない。ラッチプレート182の先端部232は、ラット肩部226上に載置され、リフター136の下方に配置されている。リセットスプリング230は、ラッチレバー222を上方に押しやり、リフター136を上方にも移動させる。この上方の運動は、可動接触アーム138を上方に移動させ、可動接点140を固定接点108、112と接触状態に至らせる(図17を参照せよ)。リフター136の延長部234は、補助可動アーム180とのその接触状態から離れるように移動し、上方に偏倚された補助可動アーム180は、その補助可動接点188を、補助固定アーム178上の補助固定接点186と係合させ、かくしてPCBにパワーを供給する。
【0090】
内部若しくは外部フォールトに応答して、又は、テストボタン62を用いたテストに応答して、GFCI30は、適切に作動するならば、図19及び図20に示されたトリップ状態に至るであろう。該トリップ状態では、主要回路及び補助回路の両方が開放されている。トリップ条件の存在は、PCBの回路により信号出力される。プランジャー132をソレノイドコイル134へと更に引っ張るソレノイドコイル134に信号が供給される。プランジャー132は、ラッチプレート182を図20の右方に移動させ、ラッチピン224に亘って楕円アパーチャ194の中央部分を配置する。この位置では、ラッチプレート182の先端部232は、ラッチ肩部226ともはや係合せず、ラッチレバー222は、楕円アパーチャ194を通って自在に移動する。その結果、可動接触アーム138上の可動接点140を、固定アーム106上の固定接点108、112と各々接触した状態で保持するものは何もなくなる。下方に偏倚された可動接触アーム138は、リフター136を持っていき、それを下方に移動させ、接点108、112及び140を分離させる。延長部234は、補助可動アーム180に対抗し、その下方運動を引き起こし、補助可動接点188を補助固定接点186から分離させ、補助回路を開放して、PCB上の回路にパワーを供給する。リセットボタン60は、リセットスプリング230の作用の結果としてポップアップし、GFCI30がリセットされることを必要とすることを指示する。
【0091】
リセットボタン60のポップアップに加えて、GFCIは、二色インジケータランプ手段64と、可聴出力を生成するためPCB(図示せず)上のオッシレーターにより駆動されるピエゾ共振器236と、を有する。オッシレーターの周波数を3.0KHz±20%に選択し、オッシレーターの作動時間を制御することによって、可聴信号は、0,10秒の間に作動し、2秒間に亘って作動しない。図21は、光カラー、光閃光速度及びビーパー音の様々な組み合わせを示しており、これらを、GFCI30の様々な状態を示すために生成することができる。GFCI30が作動しているということを示す管理信号は、GFCI30の周期の最初の25日に対して与えられる。GFCI30が適切に作動していることを確保するためGFCI30が30日毎にテストされ、リセットされることが推奨される。
【0092】
しかし、ほとんどの部分に対して、この指令は、ユーザーにより無視される。GFCI30のテストを奨励するため、様々な光及びビーパーのアプローチが用いられている。その25日の終わりには、本装置が作動しているものとして合図されたゆっくりと閃光する緑光は、より速い明滅光に変化する。管理又はゆっくりとした明滅は、0.10秒オンであり、15秒オフである。より速い明滅は、5日間に亘って延長し、そのときに、インジケーターランプ手段64の両方のフィラメントは、速い明滅率で明滅されるアンバー光を生成するため付勢される。パワーがリセット状態に至る場合、アンバー光は、管理条件が達せられるまで、速い率で明滅する。時間周期は、PCB上のカウンター及びクロックジェネレーターにより確立される。外部フォールトが検出される場合、アンバー光は発光され、可聴信号が発生される。GFCI30はリセットされることを必要とする。フォールトがGFCIそれ自体に存在する場合、例えば、ソレノイドコイル134は、焼かれ、インジケータランプ手段64の赤いフィラメントが付勢され、可聴信号が発生される。GFI30は、フォールトがGFCI30内にある場合、置換されなければならない。
【0093】
リセットロックアウト装置及び分離したユーザー負荷破断ポイントを有する回路断続装置が望ましい。
【0094】
図22を参照すると、本発明の実施形態に係るGFCCIの概略図が示されており、これはR4’を通して電気テストを使用するリセットロックアウト機構を有する。
【0095】
図23を参照すると、本発明の実施形態に係るGFCIの概略図が示されており、これはリセットロックアウトを備えたブリッジ回路を組み込んでいる。理解することができるように、ブリッジ回路は、位相及びニュートラルラインの各々に対してライン側から負荷側及びユーザー負荷を別々に絶縁させることによって、図1乃至21の装置内に実装することができる。例えば、バー98及び100は、タブ114及び118をタブ及びその反対側の対応物からタブ114及び119を孤立させるように変形する必要がある。106、108における余分の接点を利用する。
【0096】
図24を参照すると、本発明の実施形態に係るGFCIの概略図が、リセットロックアウト及び独立トリップ機構を備えたブリッジ回路を有して示されている。
【0097】
図25乃至図28bを参照すると、リセットロックアウト機構及び独立手動トリップが、図1乃至21の装置に対して与えられている。
【0098】
図1乃至図21の装置は、以下のように作動するリセット機構を有する。リセットボタンが押下されたとき、リセットピンの端部は、ラッチ及びリフター上の孔に中心合わせされ、リセットピンを該孔に通すことを可能にする。一旦、ピンが孔を通ると、ラッチスプリングは、ラッチをその通常位置に移動させる。次に、本装置は「リセット位置」にある(ライン及び負荷の間に作られた接点)。ソレノイドが(フォールトに起因して又はテストボタンを押すことにより)発動するとき、プランジャーは、ラッチを開放し、リセットピンを解放する。
【0099】
図25乃至図28bを参照すると、リセット機構の実施形態が、リセットボタン500に取り付けられた端部リセットシャフト502に向かってディスク510を有する。リセットボタン500が押下されるとき、リセットポンディスク510は、図26に示されるように、ラッチ530内の孔534と、リセットピンディスク510との間の不整合のためラッチ530と干渉する。これが生じるとき、本装置は、ロックアウトされた状態にある。リセットシャフト502の下方運動を持続することは、テストスイッチ550を閉じさせる。本テストは、成功した場合、ソレノイド(図示せず)を発動させ、これにより、ラッチ530内の孔534をリセットピンディスク510と整列させる。リセットピンディスク510がラッチ530を完全に通過したとき、ラッチは、図28に示されたその通常の位置に戻り、戻りスプリング(図示せず)は、リセットディスク510をリセット位置へと引っ張り、これにより、接点(図示せず)を閉じる。手動トリップが設けられており、これによって、テストボタンシャフトは、リセットピンディスク510が孔534をクリアし、本装置がリセットするようにラッチ532にカム作用を強いるように、末端部で角度が付けられている。
【0100】
図29a乃至図30を参照すると、リセット機構の別の実施形態は、リセットボタン600と、リセット端部620と、を有する。リセットボタン600が押下されたとき、ラッチ640は、上記実施形態におけるように、開位置へと移動する。本実施形態では、少なくとも1つのペーさー650が、ラッチ640をその開位置に保ち、リセットピン端部620の係合を防止する。スペーサー650は、リフター630、ラッチ640及びボビン644の間の位置へとスプリング652により押しやられる。
【0101】
リセットボタン600が押下されたとき、テストスイッチピン610は、テストスイッチ616を作動させる。このとき、本装置がソレノイド(図示せず)を発動させることができる場合には、ソレノイドは発動し、プランジャー延長傾斜部642が、スペーサー650をラッチ640から離れる方に押させ、それが閉じることを可能にする。このとき、本装置は、「リセット位置」にある。
【0102】
認めることができるように、本装置が図29cに示されたようにリセット位置にある間には、テストスイッチピン610は、テストスイッチ616を作動させることができない。
【0103】
認めることができるように、ソレノイド(図示せず)が、任意の理由のため発動することができない場合、リセットボタン600は、手動トリップボタン670(テストボタンと表示することができる)を押すことにより解放することができる。テストボタン670(スプリング672により上方に偏倚されている)が押されたとき、シャフト674の端部におけるプロフィールは、ラッチ640上のアーム676に対してカムとして作用し、それを開放し、上方に偏倚されたリセットピン端部620を解放する。
【0104】
認めることができるように、ソレノイドが任意の理由のため発動しない場合、リセットボタン600は、妨害無しに完全に押すことができ、係合無しに、そのより上側位置に戻すことができる。
【0105】
図31a乃至図31fを参照すると、上述された本実施形態のリセットロックアウト機構の構成部品の様々な図面が様々な段階の作動において示されている。
【0106】
図32a乃至図32bを参照すると、本発明の別の実施形態が、リセットロックアウトのための単一ボタン作動方法を使用して示されている。本実施形態では、本装置は、図25の装置に示されるようにリセットする。ロックアウト法も同じである。本装置がリセット位置にあるとき、図32aに示されるように、ラッチプレート706は、方向Cに移動し、傾斜プレート704を準備位置に保持する。この時点において、リセットボタン(図示せず)を押下することは、肩部712がラッチプレート706を打つときラッチプレート706が傾斜プレート704を解放させる。次に、傾斜プレート704は、リセットポン702に対して押し、それを前方に傾斜させ、図32bに示されるように当該位置の状態を維持する。リセットボタン(図示せず)が解放されたとき、リセットピン702を偏倚させるスプリング(図示せず)は、リセットピンを方向Cに上方に引っ張り、リセットピン710の底部は、ラッチプレート707内の孔を通過する。リセットピン702は、図32bに示されたようになおも傾斜されているからである。リセットボタン(図示せず)が完全にアップ状態のとき(図示せず)、リセットピン702は、カムとして作用し、傾斜プレート704を、係止位置(図示せず)に戻すように押す。ここで、本装置は、手動でトリップされた。
【0107】
本実施形態の機構は、たった一つだけのボタンを使用することにより、本装置を、リセット位置に、次にトリップ位置に配置することを可能にする。本実施形態の装置の作動は、ラッチ押しボタンスイッチのものと類似している。
【0108】
図33a乃至図33fを参照すると、リセットロックアウト用の単一ボタン作動法を使用する、本発明の別の実施形態が示されている。本実施形態では、図25の装置は、リセットロックアウト機構の単一ボタン作動法を用いて使用されてもよい。本実施形態では、2部品リセットボタン720は、GFCIをリセットしトリップする。本実施形態の作用は、ラッチ押しボタンスイッチのものと類似している。本装置は、ボタン720が図33aに示されたようにアップ状態にあるとき、トリップされている(接点が開放している)。ボタン720が押下されたとき、本装置は、テストが成功した場合にのみリセットする。シミュレートされたグラウンドフォールト等のテストが失敗した場合、ボタン720がロックアウトされ、リセットしない。
【0109】
リセット位置(パワー接点が閉じられている)にあるGFCIから開始する。ボタン720を押すと本装置がトリップされ、ボタン720がアップ状態になる。リセットボタン720の上側部分に接続されたトリップアーム722は、トリップブロック724をラッチプレート726に対して押すためカム作用を使用する。この作用はラッチプレート726を移動、解放させる。本装置は、図25の装置に従って機能する。それは、テストスイッチ728を有する。2部品リセットボタン720は、リセットボタンが押されたとき2つの異なる作用を生成するため2つのスプリング730及び732を有する。リセットボタンの押下による移動の最初の部分は、機械的トリップを押し進め、第2の部分は、本装置をリセットする前に成功したテストを要求するためリセットロックアウトを使用することができる。図33は、トリップされた接点開状態にある本装置を示している。図33bは、ロックアウトされた装置を示している。図33eは、リセットされ、接点が閉じた状態にある装置を示している。
【0110】
図34a乃至図34c、並びに、図34d乃至図34fを参照すると、リセットロックアウト用の単一ボタン作動法を使用する、本発明の2つの追加の実施形態が示されている。本実施形態では、図25の装置は、リセットロックアウト機構のこの単一ボタン作動法を用いて使用することができる。GFCIを機械的に通常トリップするためリセットロックアウト機構のプランジャー752、753が係合されたとき、別々のテスト又はトリップボタンが使用される。当該ボタンは、摺動プレートをある位置に移動させることができ、この位置の近傍で、シャフト752、753(プランジャー)は、あたかもソレノイド(図示せず)が発動されたかのように、自在に解放(トリップ)される。本実施形態で示されたように、この解離は、シャフト(プランジャー)752、753がレバーとして作用するところの同じリセットボタン750、751でなし得る。シャフト752、753が図34b及びeに示されているように係合された場合、当該機構をトリップするため図34c及びfに示されるようにトグル型式スイッチとしてボタン750、751を使用することができる。
【0111】
代表的な回路断続器としてのGFCIの使用は、例示としてのみ示されており、これに限定するものではないと考えられる。図35乃至図41を参照すると、ユーザー負荷作動式スイッチを備えたGFCI810が示されている。
【0112】
図35のGFCI810を参照すると、図36aに示されているように、ユーザーがプラグブレード811を有するプラグを本装置に挿入する毎に、機械的トリップが開始される。ユーザープラグブレード811は、スプリング825により偏倚されているトリガーアーム820と係合する。トリガーアーム820が方向Aに移動するとき、カム作用は、摺動プレート831を押し進め、これは最初に方向Dに移動する。本装置810は、機械的にトリップされ、リセットロックアウト機構は、本装置810がパワーをユーザー負荷に共吸着器する前にリセットすることを可能にしなければならない。認めることができるように、ユーザーリセプタクルは、バイアススプリング825により発揮される力に係わらず、当該箇所にプラグ811を保持するのに充分な力を発揮することができる。
【0113】
図36bを参照すると、ユーザーが本装置からプラグブレード811を有するプラグを取り外す毎に、機械的トリップが開始される。ユーザープラグブレード811は、スプリング825により偏倚されたトリガーアーム820と係合する。ブレード811が方向Bに移動するとき、スプリング825は、トリガーアーム820を方向Bに移動させ、摺動プレート830は方向Cに最初に移動する。装置810は、再び機械的にトリップされ、リセットロックアウト機構は、装置810がパワーをユーザー負荷に供給する前にリセットを可能にしなければならない。
【0114】
認めることができるように、1より多いユーザーリセプタクルを備えたGFCIリセプタクルは、トリップ機構を初期化するため共通の構成部品も利用することができるようなスイッチを2つ利用することができる。同様に、本装置は、第1のプラグが挿入されたときのみ、又は、最後のプラグが取り外されたときのみにトリップするように構成されることができる。
【0115】
従って、本実施形態では、ユーザーは、各使用のため本装置を手動でリセットすることを余儀なくされる。即ち、リセットロックアウトGFCIで使用されたときの使用のためのテスト構成である。リセットロックアウト機構を用いる本実施形態の装置では、本装置は、GFCIが作動し、開ニュートラル条件にはなく、逆配線されていない場合に、リセットされるだけである。
【0116】
本実施形態では、独立機械的トリップが開始される。しかし、上述されたように本装置の電気テストベースのトリップを提供するため、瞬間スイッチを利用してもよい。上述された電気テスト回路は、装置のトリップを開始するため利用してもよい。勿論、本装置を、上記したようにリセットロックアウト状態へと製造又は開始することができる。加えて、トリガーアームのバイアスに、スプリングバイアスを提供するため取り付けられたトリガーアームを始めとした他の既知の手段を備え付けることができる。
【0117】
図37、及び、図38a乃至図38bを参照すると、リセットボタンのみを備えた装置が示されている。プラグは、それが挿入されたり取り外されたりする毎に機械的トリップを開始するので、テスト又はトリップのボタンの必要性が存在し得ない。図38a乃至bの装置は、テストボタン機構が存在しないことを除いて、図36a乃至bの装置と同じである。
【0118】
図39を参照すると、本発明の別の実施形態が示されている。ユーザー負荷がアクセスされるとき自動的にそれ自身をテストするように構成されている、自動テストGFCI装置910が示されている。図36aに示されているようなユーザー負荷作動式スプリング及びスイッチは、トリップ及びリセットを実行し、これは、本装置が非作動、開ニュートラル状態又は逆配線されている場合にロックアウトされる。ユーザープラグ811が取り外されたとき、本装置は、再びトリップされ得る。認められるように、装置810のもののような複式ユーザーリセプタクルにとって、挿入された最初のプラグはテスト及びリセットを実行することができ、取り外された最後のプラグは、予備トリップ状態へと本装置をトリップすることができる。従って、トリップ及びリセットロックアウトテストが各プラグ挿入に対して達成されるので、ユーザーボタンの必要性は存在しない。
【0119】
図40に示されたように、ボタンの無い装置910のための機構が示されている。プラグプロング911は、スプリング925により偏倚されたトリガーアーム920と係合する。ブレード911が方向Bに移動するとき、トリガーアーム920は、リセットシャフト930をトリップ位置に解放するため、低いカムが摺動プレート931を押しやっている状態で本装置を最初に機械的にトリップする。トリガーアームは、それがリセットシャフト930と接触して上述したようにロックアウト機構をリセットするためテストと係合するまで、下方に持続的に運動する。従って、装置は、いかなるボタンも必要とせず、トリップ状態で配送されるのが好ましい。
【0120】
図41を参照すると、本発明の別の実施形態が示されている。自動テストGFCI装置912が示されている。これは、外側位置へと偏倚されており、ユーザープラグが挿入されたときに押し込められる面プレート916上の圧力によってユーザー負荷スイッチ作動式機構が作動されることを除いて装置910と類似している。
【0121】
上記したように、回路断続及び装置リセット作用の間に使用される構成部品は、その性質上電子機械式であるが、本出願は、例えば、ソリッドステートスイッチ及び支持回路、並びに、伝達経路の電気的連続性を可能とし又は形成したり破断したりする他の型式の電気部品等の電気的構成部品を使用することも想定している。
【0122】
ここで、図42を参照すると、GFCIリセプタクル310は、比較的中央にあるボディ314からなるハウジング312を有する。該ボディには、面若しくはカバー部316及び後部316が、取り外し可能に固定されている。面部316は、ランプ又は設備コードセット(図示せず)の端部で通常見出される型式の雄型プラグの通常若しくは分極プロング、並びに、3配線プラグに適合するためのグラウンドプラグ受け入れ開口322を受け入れるためのエントリー部320及び321を持っている。リセプタクルは、該リセプタクルを接合ボックスに固定するため使用される取り付けストラップ24を備えている。
【0123】
テストボタン326は、ハウジング312の面部16内の開口328を通って延在する。テストボタンは、本装置内に配置された回路断続部(又は回路断続器)の作動をテストするテスト作動を付勢するため使用される。より詳細を以下で説明されるべき回路断続部は、本装置のライン及び負荷側の間で1又はそれ以上の伝達経路における電気的連続性を破断するため使用される。リセットボタン330は、リセット部の一部分を形成し、ハウジング312の面部316の開口332を通って延在する。リセットボタンは、開いた伝達経路で電気的連続性を再確立するリセット作動を付勢するため使用される。
【0124】
現存する家庭内電気配線への電気的接続は、拘束ねじ334及び336を介してなされる。ここで、ねじ334は、入力(又はライン)位相接続であり、ねじ336は、出力(又は負荷)位相接続である。なお、2つの追加の拘束ねじ338及び340(図44に示されている)は、リセプタクル310の反対側に配置されている。これらの追加の拘束ねじは、各々、ライン及び負荷のニュートラル接続を提供する。GFCIリセプタクルのより詳細な説明は、米国特許番号4,595,894号で提供され、その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。拘束ねじ334、336、338及び340は、電気的接続を提供するためにも使用することができる一定型式の配線ターミナルの一例である。他の型式の配線ターミナルの例は、セットねじ、圧力クランプ、圧力プレート、押込み式接続部、ピグテール、及び、クイック接続タブを含んでいる。
【0125】
図43乃至図47を参照すると、ライン位相接続部334と、負荷位相接続部336との間の伝達経路は、応力作用位置及び応力が作用しない位置の間で可動である接触アーム350と、接触アーム350に取り付けられた可動接点352と、負荷位相接続部336に固定され又はモノリシックに形成された接触アーム354と、接触アーム354に取り付けられた固定接点356と、を備えている。本実施形態に係る、ユーザーアクセス可能負荷位相接続部は、2つの拘束ターミナル360を有するターミナルアッセンブリ358を備え、これらのターミナルは、それらの間に挿入された雄型プラグのプロングと係合することができる。ライン位相接続部334とユーザーアクセス可能負荷位相接続部との間の伝達経路は、接触アーム350と、接触アーム350に取り付けられた可動接点362と、ターミナルアッセンブリ358に固定され又はモノリシックに形成された接触アーム364と、接触アーム364に取り付けられた固定接点366と、を備えている。これらの伝達経路は、位相伝達経路と総称されている。
【0126】
同様に、ラインニュートラル接続部338と、負荷ニュートラル接続部340との間の伝達経路は、応力作用位置及び応力が作用しない位置の間で可動である接触アーム370と、接触アーム370に取り付けられた可動接点372と、負荷ニュートラル接続部340に固定され又はモノリシックに形成された接触アーム374と、接触アーム374に取り付けられた固定接点376と、を備えている。本実施形態に係る、ユーザーアクセス可能負荷ニュートラル接続部は、2つの拘束ターミナル380を有するターミナルアッセンブリ378を備え、これらのターミナルは、それらの間に挿入された雄型プラグのプロングと係合することができる。ラインニュートラル接続部338とユーザーアクセス可能負荷位相接続部との間の伝達経路は、接触アーム370と、接触アーム370に取り付けられた可動接点382と、ターミナルアッセンブリ378に固定され又はモノリシックに形成された接触アーム384と、接触アーム384に取り付けられた固定接点386と、を備えている。これらの伝達経路は、位相伝達経路と総称されている。
【0127】
図43を参照すると、回路断続部が、ホット及び/又はニュートラルコンダクター上で例えば、電流不均衡等のフォールトを検出することができる回路断続器及び電気回路構成を有している。GFCIリセプタクルのための好ましい実施形態では、回路断続器は、コイルアッセンブリ390と、該コイルアッセンブリの付勢及び消勢に応答するプランジャー392と、プランジャー392に接続されたバンガー394と、を備えている。バンガー394は、1つ以上の伝達経路内で電気回路構成をセット及びリセットするため使用される可動ラッチ部材1100と相互作用する一対のバンガードッグ396及び398を有している。コイルアッセンブリ390は、図53に示された例えば検出回路によるグラウンドフォールトの検出に応答して作動される。図53は、電流の不均衡を検出する微分変圧器を備えるグラウンドフォールトを検出するための従来の回路構成を示している。
【0128】
リセット部は、リセットボタン330と、リセットボタン330に接続された可動ラッチ部材1100と、ラッチフィンガー部1102と、リセットボタンが押下されたとき、トリップ位置にあるときに回路断続部を一時的に作動させる、リセット接点1104及び1106と、を備える。好ましくは、リセット接点1104及び1106は、通常、開いた瞬間接点である。ラッチフィンガー部1102は、各接点アーム350、370の側部Rと係合し、接点352、362が接点356、366と各々接触し、且つ、接点372、382が接点376、386と各々接触するところの応力作用位置にアーム350、370を戻すように移動させるため使用される。
【0129】
可動ラッチ部材1102は、本実施形態では、各部分(即ち、回路断続、リセット及びリセットロックアウト部)に共通しており、1つ以上の伝達経路の電気的連続性を形成、破断、又はロックアウトすることを容易にするために使用される。しかし、本出願に係る回路断続装置は、各部分の間、又は、幾つかの部分の間で共通した機構も部材も存在しない実施形態も想定している。更には、本出願は、位相若しくはニュートラル伝達経路の一方又は両方の電気的連続性を形成し、破断し、又は、ロックアウトすることを容易にするため、回路断続、リセット及びリセットロックアウトの各部分を有する回路断続装置を使用することも想定している。
【0130】
図43及び図44に示された実施形態では、リセットロックアウト部は、装置がトリップされた後、可動アーム350、370を移動することを阻止するように、可動アーム330、370の側部Lと係合する、ラッチフィンガー部1102を備えている。可動アーム350、370の運動を阻止することにより、接点352及び356、接点362及び366、接点372及び376、接点382及び386は、接触することを防止される。その代わりに、可動アーム350又は370のうち一つだけが、それらの各々の接点が接触することを防止されるように阻止されてもよい。更には、本実施形態では、ラッチフィンガー部1102は、接点が接触することを防止する能動インヒビターとして機能する。その代わりに、可動アーム350及び270の自然の偏倚を、接点が接触することを防止する受動インヒビターとして使用することもできる。
【0131】
ここで、図43、及び、図48乃至図52を参照すると、回路断続及びリセット部の機械的な構成部品が様々な作動状態で示されている。本説明のこの部分に対して、その作用が、位相伝達経路に対してのみ説明されるが、当該作用は、ニュートラル伝達経路にとって、両方の伝達経路を開閉することが望ましい場合には、類似している。図43では、GFCIリセプタクルが、セット位置で示されており、該セット位置では、可動接点アーム350は、該可動接点52が、接触アーム354の固定接点356との電気的係合状態にあるように応力がかけられた状態にある。GFCIリセプタクルの検出回路がグラウンドフォールトを検出する場合、コイルアッセンブリ390は、バンガー394が上方に移動するようにプランジャー392をコイルアッセンブリ390へと引っ張るため付勢される。バンガーが上方に移動するとき、バンガーの前部ドッグ398は、ラッチ部材1100を打ち、それを、フィンガー部1110の頂部エッジ1112及び内側表面1114により形成された接合部の回りに反時計方向C(図48に示される)に枢動させる。ラッチ部材1100の運動は、可動接点アーム350の遠隔端部1116の側部Rとの係合からラッチフィンガー部11002を取り外し、図48に示された、その予備的に応力がかけられた条件の開放接点352及び356へと接触アーム350が戻ることを可能にする。
【0132】
トリップの後、コイルアッセンブリ390は、スプリング393がプランジャー392をその元々の延長位置に戻すように消勢され、バンガー394は、その元々の位置に解放ラッチ部材1100を移動させる。この時点で、ラッチ部材1100は、ロックアウト位置にあり、該位置では、ラッチフィンガー部1102は、図51に示されるように、可動接点352が固定接点356と係合することを禁止する。上記したように、1つ又は両方のラッチフィンガー部1102は、接点が接触することを防止する能動インヒビターとして機能することができる。その代わりに、可動アーム350及び370の自然の偏倚を、接点が接触することを防止する受動インヒビターとして使用してもよい。
【0133】
接点352及び356が閉じられ、移動伝達経路の連続性が再確立されるようにGFCIリセプタクルをリセットするために、戻りスプリング1120の偏倚力に打ち勝ち、図49に示される、矢印Aの方向にラッチ部材1100を移動させる上で充分にリセットボタン330が押下される。リセットボタン330が押下される間に、ラッチフィンガー部1102は、可動接点アーム350の側部Lと接触し、リセットボタン330の連続的押下がラッチ部材をアーム350により発揮された応力に打ち勝たせ、アーム350上のリセット接点1104をリセット接点1106上で閉じさせる。リセット接点を閉じることは、例えばフォールトをシミュレートすることにより、回路断続器の作用を活動させ、それにより、プランジャー392がバンガー394を上方に移動させ、ラッチ部材1100が矢印Aの方向に移動し続ける間に、ラッチ部材1100を上方に押してラッチフィンガー部1102を枢動させる。その結果、ラッチフィンガー部1102は、図48及び図52に示されるように、可動接点アーム350の遠隔端部1116の側部Lに亘って、可動接点アームの遠隔端部の側部R上にリフトされる。接触アーム350は、その応力がかけられていない位置に戻り、回路断続部の活動を終わりにし、これによりコイルアッセンブリ390を消勢するように、接点352及び356、並びに、接点362及び366を開放する。
【0134】
回路断続器の作動が付勢された後、コイルアッセンブリ390は、プランジャー392がその元の延長位置に戻るように消勢され、バンガー394は、ラッチフィンガー1102が、図50に示されるリセット位置にあるようにラッチ部材1100を解放する。リセットボタンの解放は、接点352が図43に示されるように、接点356と電気的に係合するまで、ラッチ部材1100及び可動接触アーム350を、(図50に示される)矢印Bの方向に移動させる。
【0135】
上記したように、ニュートラル伝達経路における電気的連続性の開閉が望まれる場合、位相伝達経路のための上記説明は、ニュートラル伝達経路に適用可能でもある。
【0136】
代替の実施形態では、回路断続装置は、回路断続部が非作動になる場合に本装置をなおもトリップすることができるように回路断続部から独立に作動するトリップ部も備えていてもよい。好ましくは、トリップ部は、手動で作動され、1つ以上の伝達経路を破断するため機械的構成部品を使用する。しかし、トリップ部は、位相若しくはニュートラル伝達経路のいずれか又は両方の経路を破断するため、電気回路及び/又は電子機械的構成部品を使用してもよい。
【0137】
本出願の目的のために、本実施形態のための構成又は機構は、家庭内の単一連動接合ボックス内の設置に適した、図54乃至61に示される、GFCIリセプタクルへと組み込まれる。しかし、本出願に係る機構は、リセット可能な回路断続装置のファミリーの様々な装置のうち任意のものに含まれ得る。
【0138】
ここで、図54を参照すると、本実施形態に係るGFCIリセプタクル1200は、図42乃至図53に記載されたGFCIリセプタクルに類似している。図42に類似して、GFCIレセプタクル1200は、比較的中央にあるボディ314からなるハウジング12を有し、該ボディには、面若しくはカバー部316及び後部318が好ましくは取り外し可能に固定されている。
【0139】
トリップアクチュエータ1202は、好ましくは、詳細を後述されるべきトリップ部の一部分であるボタンであり、ハウジング312の面部316の開口328を通って延在する。この一例としての実施形態では、GFCIリセプタクルを機械的にトリップするため、即ち、回路断続部の作動とは独立に、1つ以上の伝達経路の電気的連続性を破断するため、トリップアクチュエータが使用される。
【0140】
リセットアクチュエータ330は、好ましくは、リセット部の一部分であるボタンであり、ハウジング312の面部316の開口332を通って延在する。リセットボタンは、リセット作動を付勢するため使用され、開いた伝達経路において電気的連続性を再確立し、即ち、回路断続部が作動している場合に本装置をリセットする。
【0141】
上記実施形態におけるように、現存する家庭内電気配線への電気的接続部は、ねじ334及び336を介してなされる。ここで、ねじ334は入力(又はライン)位相接続部であり、ねじ336は出力(又は負荷)位相接続部である。2つの追加の拘束ねじ338及び340(図44に示されている)が、レセプタクル1200の反対側に配置されていることに着目されたい。これらの追加の拘束ねじは、ライン及び負荷のニュートラル接続部を各々提供する。GFCIレセプタクルのより詳細な説明は、米国特許番号4,595,894号に提供され、その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0142】
図45乃至図47、図55及び図58を参照すると、本実施形態における伝達経路は、上述されたものとほぼ同じである。ライン位相接続部334と、負荷位相接続部336との間の伝達経路は、応力のかけられた位置及び応力のかけられていない位置の間で可動である接触アーム350と、接触アーム350に取り付けられた可動接点352と、負荷位相接続部336に固定され又はモノリシックに形成された接触アーム354と、接触アーム354に取り付けられた固定接点356(図45、図46及び図58に示されている)と、を備えている。本実施形態に係るユーザーアクセス可能な負荷位相接続部は、2つの拘束ターミナル360を有するターミナルアッセンブリ358を備え、これらのターミナルは、それらの間に挿入された雄型プラグのプロングと係合することができる。ライン位相接続部334と、ユーザーアクセス可能な負荷位相接続部との間の伝達経路は、接触アーム350と、接触アーム350に取り付けられた可動接点362と、ターミナルアッセンブリ358に固定されるか若しくはモノリシックに形成された接触アーム364と、接触アーム364に取り付けられた固定接点366と、を備えている。これらの伝達経路は、位相伝達経路と総称される。
【0143】
同様に、ラインニュートラル接続部338と、負荷ニュートラル接続部340との間の伝達経路は、応力のかけられた位置及び応力のかけられていない位置の間で可動である接触アーム370と、接触アーム370に取り付けられた可動接点372と、負荷ニュートラル接続部340に固定され又はモノリシックに形成された接触アーム374と、接触アーム374に取り付けられた固定接点376(図45、図47及び図58に示されている)と、を備えている。本実施形態に係るユーザーアクセス可能な負荷位相接続部は、2つの拘束ターミナル380を有するターミナルアッセンブリ378を備え、これらのターミナルは、それらの間に挿入された雄型プラグのプロングと係合することができる。ラインニュートラル接続部338と、ユーザーアクセス可能な負荷ニュートラル接続部との間の伝達経路は、接触アーム370と、接触アーム370に取り付けられた可動接点382と、ターミナルアッセンブリ378に固定されるか若しくはモノリシックに形成された接触アーム384と、接触アーム384に取り付けられた固定接点386と、を備えている。これらの伝達経路は、位相伝達経路と総称される。
【0144】
本出願の本実施形態に係る、回路断続及びリセット作動の間に使用される機械的構成部品が図55にも示されている。図面に示されたこれらの構成部品は、本質上電子機械式であるが、本出願は、半導体型式の回路断続及びリセット構成部品、並びに、電気的連続性を形成及び破断することができる他の機構を使用することも想定している。
【0145】
本実施形態に係る回路断続装置は、図42乃至図53の回路断続装置に独立トリップ部を組み込んでいる。このため、回路断続部、リセット部及びリセットロックアウト部の説明は省略される。
【0146】
図55乃至図57を参照すると、本出願に係るトリップ部の一例としての実施形態は、好ましくはボタンであるトリップアクチュエータ1202を備えている。該ボタンは、接点352及び356が図55に示されるように接点を閉じたり又は形成することを可能にされるセット位置と、図56に示されるように、接点352及び356が開放させられるトリップ位置との間で移動可能である。スプリング1204は、通常、セット位置に向かってトリップアクチュエータ1202を偏倚させる。このトリップ部は、トリップボタンがトリップ位置に向かって移動されるとき、トリップアーム1206の表面1208が可動ラッチ部材1100と接触状態へと移動するようにトリップアクチュエータ1202から延在するトリップアーム1206も備えている。トリップアクチュエータ1202がセット位置にあるとき、トリップアーム1202の表面1208は、図55に示されるように、可動ラッチ部材1100と接触又は近接することができる。勿論、トリップボタンは、標準テストボタンとしてラベル付与することができる。
【0147】
作動中では、トリップアクチュエータ1202の押下時に、トリップアクチュエータは、トリップアーム1206の表面1208が可動ラッチ部材1100と接触することができるように、ストラップ324から延在する枢動アーム1210(図56に示される)のポイントTの回りに枢動する。トリップアクチュエータ1202がトリップ位置に向かって移動されるとき、トリップアーム1206は、リセットボタン330と連係するフィンガー部1110の移動経路に入り、かくして、フィンガー部1102が矢印Aの方向(図56に示される)に更なる運動をすることを阻止する。フィンガー部110の運動を遮蔽することによって、トリップアーム1206は、リセット作動の付勢を禁止し、かくして、トリップ及びリセット作動の同時的付勢を禁止する。トリップアクチュエータ1202の更なる押下は、可動ラッチ部材1100を、矢印Cの方向(図56に示される)にポイントTの回りに枢動させる。ラッチ部材1100の枢動運動は、アーム350がその応力のかけられていない条件に戻り、伝達経路が破断されるように、ラッチアーム1100のラッチフィンガー部1102を、可動接触アーム350との接触状態から移動させる。本装置をリセットすることは、上述されたように達成される。フォールトを検知し、伝達経路をリセットするため使用される回路の一例としての実施形態が図59に示されている。
【0148】
上記したように、ニュートラル伝達経路における電気的連続性の開閉が所望された場合、位相伝達経路の上記説明も、ニュートラル伝達経路に適用可能である。
【0149】
トリップ部の代替の実施形態が、図60及び図61を参照して説明される。本実施形態では、トリップ部は、接点352及び356が図60に示されるように接点を閉じたり又は形成することを可能にされるセット位置と、図61に示されるように、接点352及び356が開放させられるトリップ位置との間で移動可能である、トリップアクチュエータ1202を備えている。スプリング1220は、通常、セット位置に向かってトリップアクチュエータ1202を偏倚させる。このトリップ部は、トリップアクチュエータ1202から延在するトリップアーム1224も備えており、それにより、該トリップアームの末端部1226が、可動ラッチ部材1100と可動接触状態にあるようにする。上記したように、可動ラッチ部材1100は、本実施形態では、トリップ部、回路断続部、リセット部及びリセットロックアウト部と共通しており、位相及び/又はニュートラル伝達経路において、電気的接続部を形成し、破断し、ロックアウトするため使用される。
【0150】
本実施形態では、可動ラッチ部材1100は、傾斜部1100aを備えており、該傾斜部は、トリップアクチュエータ1202が、セット部及びトリップ部の間を移動されるとき、電気的接点352及び356を各々開閉することを容易にする。図示するため、トリップアクチュエータ1202がセット位置にあるとき、トリップアーム1224の末端部1226は、図60に示された、傾斜部1100aの上側と接触する。トリップアクチュエータ1202が押し下げられたとき、トリップアーム1224の末端部1226は、ランプ部に沿って移動し、ラッチ部材360を矢印Cの方向にポイントPの回りで枢動させ、ラッチ部材1100のラッチフィンガー部1102を、可動接触アーム350と接触した状態から移動させ、それにより、アーム350が応力がかけられていない状態へと戻り、伝達経路が破断される。本装置をリセットすることは、上述されたように達成される。
【0151】
本出願に係る回路断続装置は、図62の一例としてのブロック図に示された電気的システムにおいて使用することができる。システム1240は、例えば家庭内のac電力等の電源1242と、該電源に電気的に接続された、例えば回路断続装置310又は1200等の少なくとも1つの回路断続装置と、該回路断続装置に接続された1つ以上の負荷1244と、を備えている。そのような一つのシステムの一例として、家庭内の単一連動接合ボックスに供給されたac電源は、上述された逆配線フォールト保護、独立トリップ又はリセットロックアウト特徴のうち一つを有するGFCIリセプタクルに接続されてもよい。或いは、これらの特徴の任意の組み合わせが、回路断続装置へ結合されてもよい。リセプタクル内にプラグ差込される家庭設備は、本システムの1つ又はそれ以上の負荷となる。
【0152】
リセットロックアウト装置及び別個のユーザー負荷ブレークポイントを有する回路断続装置が所望され得る。
【0153】
図63a乃至図63bを参照すると、従来技術の回路断続装置である、GFCI1300が示されている。所定条件のセンサー310は、負荷1304及び1308からライン位相1302及びニュートラル1306を孤立させるため、スイッチ装置1312、1314を開放させる。認めることができるように、本装置が図63bに示されたように逆配線されたとき、ユーザー負荷リセプタクル1320は、センサー320により保護されない。
【0154】
図64a乃至図64bを参照すると、本発明の別の実施形態に係る回路断続装置の各部分が示されている(GFCI1400)。本装置は、図64aで適切に配線され、図64bで逆配線されている。所定条件のセンサー1410は、ライン位相1402及びニュートラル1406を負荷1404及び1408から各々孤立させるためスイッチ装置1412,1414を開放する。認めることができるように、本装置が図64aに示されるように逆配線されているとき、ユーザー負荷のリセプタクル1420は、スイッチ装置がトリップされたとき、センサー1410により保護される。認めることができるように、本装置がリセットロックアウトを備えていない場合、それは、たとえ逆配線されていたとしても、リセットすることができる。図46にも示されているように、2つの接点スイッチ1414は、ライン接続部1402、1406を負荷側1404、1408及びユーザー負荷1420から別々に破断するため利用されてもよい。そのような形態は、図65aに示されるように、ブリッジ回路となると考えることができ、本構成は、ブリッジ構成で交差するコンダクターを備えていてもよい。
【0155】
図42乃至図53及び上述された対応する詳細な説明に示されたように、機械的リセットロックアウト装置が設けられる。
【0156】
認めることができるように、多重失敗モードは回路断続器のため期待され、様々なフォールトに対して保護するように設計されてもよい。例えば、GFCIは、一般に、グラウンド電流不均衡を保護する。それらは、一般に、接地されたニュートラルフォールトが発生したとき本装置をトリップするため2つの検知変圧器を使用することによって、接地されたニュートラルに対して保護する。認めることができるように、GFCIは、開ニュートラルに対して保護することができる。そのような保護は、配線が曲げられるので、コード形成されたGFCIに設けられてもよい。その一方で、リセプタクルGFCIは固定された設置である。従って、認めることができるように、開ニュートラルは、例えば、図59の338及び334に亘って、ラインの位相及びニュートラルに亘ってパワー供給された一定デューティリレイソレノイドスイッチを利用することによって保護することができる。そのような例では、パワーがニュートラル開口の近くで出て行く場合、一定デューティコイルが発動し、位相及びニュートラルラインコンダクターを開放する。
【0157】
本発明の実施形態のGFCIは、逆配線も保護する。
図65a乃至図65bを参照すると、本発明の別の実施形態に係る回路断続装置の部分が示されている(GFCI1401)。本装置は、図65aで適切に配線されており、図65bでは逆配線されている。所定条件のセンサー1401は、負荷1404及び1408からライン位相1402及びニュートラル1406を孤立させるため、スイッチ装置1412、1414を各々開放する。認めることができるように、本装置が図65bに示されているように逆配線されているとき、ユーザー負荷、リセプタクル1420は、スイッチ装置がトリップされたときセンサー1410により保護される。認めることができるように、本装置がリセットロックアウトを備える場合、それは、たとえ逆配線されていたとしても、リセットされることがない。リセットロックアウトは、電流制限抵抗器1424を介した回路が確立され、ピックアップされるようにA−Bに沿って接点1414から1422を移動させ、センサー1410、好ましくはトロイドコイルを用いて本装置をテストする。2つの接点スイッチ1414が、図65bにおけるように逆配線されているとき、負荷側1404、1408及びユーザー負荷1420からライン接続部1402、1306を別々に破断するため利用されるので、抵抗器1424に亘るリセットロックアウトテストは、ラインからのパワーが、スイッチ1414により絶縁されたが故に、働かない。
【0158】
図65a乃至図65bを参照すると、本発明の他の実施形態に係る回路断続装置1403、1405は、様々な形態でブリッジ回路を利用することができる。例えば、装置1403は、ラインを絶縁させるため、2つの単一極の単一スロー機械式スイッチ1430,1432を利用するのが好ましい。半導体スイッチを含む他のスイッチ装置を利用してもよい。更には、装置1405は、連動形成された、二重極の、一端部が一緒に結び付けられた状態での単一スロースイッチ1444を利用する。
【0159】
図67を参照すると、本発明の別の実施形態に係る回路断続装置1407が、逆配線条件の表示を提供するためのインジケータを備えるのが好ましい。認めることができるように、回路ブリッジ及びリセットロックアウトを備えた装置1407は、電源から保護され、これに対して開いたユーザー負荷1420を持っていてもよい。ユーザー負荷はリセプタクル1420であってもよい。しかし、たとえ本装置がトリップされ、「安全」であったとしても、逆配線状態の表示を提供することが望ましい。そのような表示は、問題を確かめる際のユーザーのフラストレーションを救済し得る。従って、本実施形態は、通常、負荷(1404及び1408)を有する回路断続器の側にインジケータ1450を接続するように作動するスイッチ1452及び1454を利用する。スイッチ1452及び1454は、各々、スイッチ1412及び1414で連動形成された機械式スイッチであるのが好ましい。しかし、例えば半導体スイッチ等の他のスイッチも使用することができる。装置1407が図示のように逆配線され、本装置がトリップされている場合、スイッチ1452及び1454は、インジケータ1450を作動させるため信号発信する。これらのスイッチは、パワーをインジケータに切り替えるのが好ましく、即ち、ネオンランプを備えるのが好ましい。しかし、例えば聴覚的、視覚的又は情報伝達インジケータ等の他のインジケータを使用してもよい。同様に、インジケータ1450は、回路断続装置の電源とは異なる源から電力供給されてもよく、バッテリーで電力供給されたり、スイッチ1452及び1454からの能動信号のみを受信してもよい。
【0160】
機械式ロックアウト機構を利用する本発明の実施形態では、本装置は、回路断続器がリセットロックアウト状態でユーザーに提供されるように、製造されてもよい。
【0161】
図69aを参照すると、回路断続装置を準備する方法が提供される(1500)。図示のように、該回路断続装置が、リセットロックアウト状態1520で製造されるように、回路断続装置を製造することができる(1520)。本装置の製造が完了する(1522)。オプションで、本装置がリセットが可能ではないことを確実にする(1524)ためにパワー供給しないときに、リセットボタンがテストされる。その後、本装置1400は、流通される(1526)。
【0162】
図69bを参照すると、回路断続装置を準備する方法が提供される(500)。図示のように、回路断続装置は、該回路断続装置がリセットロックアウト状態(520)で製造されるように、製造することができる(510)。本装置の製造が完了する(522)。オプションで、本装置がリセットが可能ではないことを確実にするためパワー供給されないときに、リセットボタンがテストされる(1524)。その後、本装置400は、流通される(526)。
【0163】
図68及び図69cを参照すると、回路断続装置を準備する方法が提供される。ロックアウト状態を達成するためテストモックアップ等のロックアウトセット装置を、回路断続装置が流通される前に使用することができる。例えば、テスト機構を有するGFCI回路断続器、リセットロックアウト機構、及び、上記されたようなブリッジ逆配線ユーザー保護機構は、製造され、電源に接続することができる。このテスト機構は、リセットロックアウト機構をロックアウト状態にセットするため初期化することができる。次に、GFCI回路断続器は、リセットロックアウト状態で流通される。認めることができるように、品質確保工程を実行することができ、トリップ状態での製造は、品質確保タスクの一部分であり得る。図示のように、例えばGFCI1400等の回路断続装置は、本装置を、それをユーザーに輸送する前にリセットロックアウト状態に予めセットするため、テスト電源1490に接続してもよい。本装置がリセットロックアウト状態で輸送されることを保証する方法が説明される(1540)。本装置1400の製造(1541)の間に、テストボタンが設けられる(1542)。製造後に、電源1490が装置1544に接続される。トリップテストが、本装置をトリップするため作動され、これにより、リセットロックアウト状態にセットする(1546)。その後、本装置1400は、流通状態に置かれる(1548)。例えば、品質確保タスクが1544で又はその付近でなされ得る。
【0164】
図42及び図70を参照すると、トリップ力装置1610が設けられる。図示のように、本装置は、トリップ力装置が回路断続装置310のリセプタクル内に挿入されたとき、トリップ力突起部1640に力を発揮することができるボディ1638を有する。認めることができるように、プロング1631、1632、1633及び1634は、突起部1640がテストボタン326を押下するように回路断続装置310内に挿入することができる。従って、装置310は、設置されたときトリップにセットされる。装置310は、それが流通状態に置かれる前にそのようなトリップ力装置1610と適合される。
【0165】
図42を参照して説明することができる実施形態は、面若しくはカバー部316及びテストボタン326を有する回路断続装置である。取り外し可能なテスト力タブ(図示せず)を、カバー316に取り付け又は成形することができる。ユーザーが回路断続装置310を設置したとき、本装置はトリップされ、リセットロックアウト状態になり、これにより、必然的にセットされる。その後、取り外し可能なテスト力タブを取り外すことができ、本装置は、回路断続装置が作動し、開ニュートラル条件が存在せず、及び該装置が逆配線されていない場合にリセットされるだけである。
【0166】
認めることができるように、リセットロックアウト装置が、状態条件変数を格納するため例えば不揮発性メモリ等の電子手段を利用する場合、そのような装置は、リセットロックアウト状態で製造されるか又は配送前にそのような状態へと初期化され得る。
【0167】
上記したように、回路断続動作及び装置リセット動作の間に使用される構成部品は、本質上電子機械式であるが、本出願は、例えばソリッドステートスイッチ及び支持回路、並びに、伝達経路内の電気的連続性を可能にし、形成し破断する他の型式の構成部品を使用することも想定している。
【0168】
図71、図72a及び図72bを参照すると、本発明の別の実施形態が示されている。本実施形態のGFCI2300は、図42乃至図53の装置と類似しているので、その相違のみを説明する。図71を参照すると、GFCI2300は、リセットボタン2330、リセットラッチ2300及びロックアウトアーム2305を有する。前述されたものと同じ位置にはないテストスイッチ2306は、バンガー2396が枢動ポイント2302の回りで枢動するとき、テスト回路にR4を接続する。
【0169】
図72a及び図72bを参照すると、リセットロックアウトの動作が示されている。GFCI2301がトリップ状態(オフ)にあるとき、リセットボタン2330は、その最上位置にある。ユーザーがリセットボタン2330を押下し始めるとき、リセットラッチ2300は、下方に移動開始し、ロックアウトアームが、それがスイッチ2306を閉じるまでバンガー2396を下方に押しやる。テストがパスし、ソレノイドが発動する場合、バンガーは、ロックアウトアーム2305をパスし、本装置をリセット可能とする。他の仕方では、ロックアウトアーム2305は、装置2301のリセットを防止する。
【0170】
図73、74a、74b、75a、75b、76a及び76bを参照すると、本出願に係るGFCIの別の実施形態が示されている。図73を参照すると、GFCI400は、リセットボタン脚2405を備えたリセットボタン2340を有している。バンガー2496は、リブ2497と、バンガー2496に取り付けられた端部2431を有するリセットロックアウトワイヤ2430と、を有する。図74a及び74bを参照すると、リセットロックアウト溝がハウジング2440の底部に形成されている。バンガーリブ2497は、ワイヤが位置B即ちロックアウト位置にあるとき、あらゆる仕方でバンガー2496が収縮することを防止するので、ロックアウト機能を実行する。かくして、リブは、リセットボタンが押下されることを防止する。
【0171】
その作用は次の通りである。トリップ状態に移行したとき、バンガー2496が移動し、ワイヤ2340はワイヤトリップ2431をポイントAからB及びそれがロックアウト状態に至る事実上Cにまでの経路の溝2442内を移動させる。この位置では、バンガー2496は、最初にアップ状態にあり、リブ2497は、リセットボタン2430が装置2400をリセットすることを阻止する。装置をロック解除するため、好ましくはユーザーがテストボタン(図示せず)を押下することによって、電気テストが実行される。ソレノイド(図示せず)が発動し、ハウジング部245は、ワイヤチップ2431を、位置Cから溝2422を通って位置D及び事実上Eまで移動させる。位置Eでは、装置をリセットすることができる。バンガーリブ2497がもはやリセットボタン脚2405と干渉しないからである。従って、ワイヤ2430は、バンガー2496に追加される。ハウジングは、部分2440、2460、2445、2443及び2450から構成することができる。図74aから認めることができるように、ハウジング部2450は、ワイヤチップ2431が最初に左方に経路をとることを確実にする。傾斜部2443は、ワイヤチップが部分Bの近傍の傾斜部243を通り越し、その経路を後戻りしないが位置Cまで行くように、溝2442に一方向係止を提供することができる。ハウジング部2445のノッチは、ソレノイド(図示せず)が発動したとき、ワイヤチップ2331が位置Cから位置Dや事実上Eまで移動することを確実にする。従って、押しボタンペンの作用に類似した、「戻り爪」又は「キャッチ及びラッチ」の作用が用いられる。一旦、ソレノイド(図示せず)が発動すると、バンガー2496は、前方位置へと係止される。バンガー2496の端部に追加された2つのリブ2497は、係止部として作用し、リセとボタンが、下方位置に移動することができることを防止し、かくして、図75a乃至bに示されるようにリセットボタンをロックアウトする。装置2400をリセットするためには、ソレノイドは発動し、バンガー2496をその前方位置からロック解除しなければならないであろう。バンガー2496がその後方位置に戻るとき、リセットボタンは下方に移動自在となる。認めることができるように、本実施形態の装置2400をリセットするため、テストボタンは最初に押下されなければならない。装置のテストが成功した(ソレノイドが発動した)場合、装置は、リセットすることができる。
【0172】
上記のように、回路断続及び装置リセット作動の間に使用される構成部品はその性質上電子機械式であるが、本出願は、例えば、ソリッドステートスイッチ及び支持回路、並びに、伝達経路の電気的連続性を可能とし又は形成したり破断したりする他の型式の電気部品等の電気的構成部品を使用することも想定している。
【0173】
図77乃至図91に示された本発明の別の実施形態を、1999年8月20日に出願された、共有出願シリアル番号09/379,138号の装置を参照して説明する。その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。上記のように組み込まれた装置からの唯一の変化を以下に説明する。
【0174】
図77乃至図80を参照して第1の実施形態を説明する。コイルが付勢されるとき、バンガーは、接点をラッチ解除するため移動される。このことが起こったとき、ラッチは、ラッチ孔内で上昇し捕捉され、スプリングが、プランジャー/バンガーの戻りを援助することを防止する。リセットボタンを押すとラッチが下降し、ラッチのフックをラッチ孔から解放し、通常条件下でリセットが生じることを可能にする。しかし、SCRが短絡され、過熱を引き起こし、究極的にはコイルが焼き切れ、プランジャーが差し押さえられる場合、リセットは可能ではなくなる。バンガーは、接点から離れたところにラッチを保持しているからである。
【0175】
コイルがラッチ中に差し押さえられる場合に、リセットを可能でなくすることを更に確実にするため、リセットボタンの案内ポストは、長くされた場合には、以下で説明されるように、バンガーによって押されることを阻止される。
【0176】
コイルが過熱時に差し押さえられることを確実にするため、プランジャーが摺動するところのコイルのプランジャーカンは、熱で縮みやすい材料から作られるか又は適合されるようにすることができる。
【0177】
図81乃至図82を参照して、第2の実施形態を説明する。理論的には第1の実施形態と類似している。しかし、ラッチ/フックの設定の代わりに、GFCIハウジングの下側のスプリングを、コイルが付勢されたときバンガーガイドピンを捕捉するような仕方で、バンガー案内スロット内に配置することができる。
【0178】
リセットボタンを押下することは、プランジャーバンガーが通常条件下で戻ることを可能にするためキャッチスプリングを押すことになる。コイルの差し押さえは、第1の実施形態で説明されたようにリセットを防止する。
【0179】
図83を参照して第3の実施形態を説明する。コイルプランジャーは、しばしばなすように、「リセットのための準備」位置で差し押さえる場合には、図83に示されるようにラッチを変更することによってリセットボタンの押下を阻止することができる。バンガーが差し押さえられた場合、リセットを押すことは、バンガーを左方に試行及び移動させるが、リセットの阻止を引き起こすことはできない。
【0180】
上記のように、回路断続及び装置リセット作動の間に使用される構成部品はその性質上電子機械式であるが、本出願は、例えば、ソリッドステートスイッチ及び支持回路、並びに、伝達経路の電気的連続性を可能とし又は形成したり破断したりする他の型式の電気部品等の電気的構成部品を使用することも想定している。
【0181】
本発明の次の実施形態の目的のために、図面(図84乃至図91)に示され以下に説明される、回路断続装置で使用される構成若しくは機構は、設備又は設備パワーコードに設置するのに適したIDCI装置内に組み込まれる。しかし、本出願に係る機構は、リセット可能な回路断続装置のファミリー内の様々な装置の任意のものに備えることができる。
【0182】
共通のIDCIは、二重極単一スロー(DPST)スイッチとして構成された単一スイッチを利用する。本発明のこの実施形態では、S1は、二重極二重スロー(DPDT)センターオフスイッチである。典型的なIDCIは、テスト回路を持つことはできない。この実施形態では、R4はテスト回路を形成するため使用される。典型的なIDCIは、ラッチから絶縁していないソレノイドプランジャーを持っていてもよい。この実施形態では、ラッチ2070は、絶縁器2074によりプランジャー2086から絶縁されており、プランジャー2086は、絶縁器用の通り道を空けるため短絡されていてもよい。典型的なIDCIは、後述されるようにテスト用の特徴部を持つことができず、パワーが負荷に印加されること無しに装置のラインパワー供給テストを提供するため、この実施形態は、追加の接点及びアームを使用する。
【0183】
ここで、図84を参照すると、設備パワーコード2002の端部に取り付けられたIDCIで構成された代表的なIDCI1が示されている。電源は、ライン側部プロング2030、2035に接続されてもよい。本実施形態のIDCIは、2つのユーザーインターフェース、リセットボタン2020及び独立トリップレバー2040を有する。
【0184】
図85は、本出願に係るIDCIの一実施形態を表す概略図である。認めることができるように、多数の物理的構成を、本発明の教えに従って利用してもよい。S1は、本装置の電気テストを使用したリセットロックアウト保護を備えたリセットのために使用された、二重極二重スローセンターオフスイッチである。スイッチS2及びS4は、検出回路及びコイルを作動させるテスト回路を備えている。コイルL1は、本装置のトリップをトリガーするソレノイドコイルである。検出ワイヤは、浸漬を検出するため配置されており、フォールトが検出されたときコイルL1を発動するためSCRをトリガーする検知回路R1、R2、C1、D1に接続されている。
【0185】
図85aを参照すると、本実施形態のIDCIの分解図が示されている。トップカバー2005及びボトムカバー2006は、ファスナー2008が備え付けられている。位相ワイヤ2004及びニュートラルワイヤ2003を有するパワーコード2002が設けられている。張力解放手段2007が設けられている。印刷回路基板(PCB)2050がボトムカバーに接続されている。コイル2082、プランジャー2086及びプランジャーバイアススプリング2084を有するソレノイド2080が、PCB2050に接続されている。トリップラッチ2070は、ラッチスプリング2072により偏倚され、キャッチ2060と対をなす。リセットボタン2020は、テスト接点2022を有し、スプリング2068により偏倚されている。テスト接点2022は、テスト抵抗器R4(図示せず)に取り付けたテストワイヤ2024に接続されている。プラグ2035、2030には、接点2036、2031が夫々取り付けられている。可動アーム2066、2062は、パワーコードに接続されている。アーム2064は、ファスナー2054、2055、2056を使用した可動アーム2066に取り付けられている。クランプ2052は、キャッチ2060に接続されている。トリップアーム2040は、リセットボタン2020に枢動可能に接続されている。
【0186】
図85bを参照すると、リセットボタン2020が、トリップアーム2040及びテスト接点2022を備えて示されている。
【0187】
図85cを参照すると、キャッチ2060が示されている。ラッチ2070は、キャッチ2060に摺動可能に接続され、リセットボタン2020が、キャッチ2060の内側でラッチ2070と相互作用することができる。
【0188】
図85dを参照すると、ラッチ2070は、ラッチスプリング2072と、ラッチ2070からプランジャー2086を絶縁するため追加された絶縁器2074と、を備えて示されている。
【0189】
図86を参照すると、IDCIの頂面図が示されている。
図87、図87a、図87b、図87c、図87dを参照すると、IDCIがトリップ状態で示されている。図87に示されるように、可動アーム2066と、接続されたアーム2064とは、ライン回路が破断されるように、プロング2035の接点2037と接触していない。図87bに示されるように、他の可動アーム2062も開いており、プロング2030の接点2063に接続されていない。図87aで理解することができるように、リセットボタン2040は、スプリング2068により偏倚されるとき持ち上げられた状態にある。図87c及び87dに示されるように、ラッチ2070は、右方に移動し、それがリセットボタンキャッチ2026から移動されたときリセットボタン2020を解放する。
【0190】
図88、88a、88b及び88cを参照すると、本装置がリセットロックアウト状態で示されている。図88に示されるように、リセットボタンが押下されている。図89aに示されているように、テスト接点2022は、ラッチ2070と接触した状態に至る。テスト回路は、ワイヤ2024及び抵抗器R4(図示せず)により閉じられる。認めることができるように、ソレノイドコイル2082が発動しない場合、リセットボタンは、それがラッチ2070により阻止されないので、持続しない。
【0191】
図88cに示されるように、リセットボタンを押下することは、ラインニュートラルを、コネクター2031及びアーム2032を使用して負荷ニュートラルコンダクターに接続するためスイッチS1Bを移動させる。図88bに示されるように、アーム2064及びその延長部2064’は、設備プラグ位相ワイヤ2003から絶縁されている可動アーム2066を付勢すること無しに位相プロング2036に接続している。このようにして、IDCI回路は、設備をパワー供給すること無しにパワー供給され得る。
【0192】
認めることができるように、ライン位相はテスト回路に接続されるが、図85に示されるように、テスト中には負荷位相に接続されていない。
【0193】
図89及び図89aに示されるように、テスト回路がソレノイド2080を首尾よく発動させた場合、プランジャー2086は、(絶縁器2074において)ラッチ2070を打って右方に移動し、そして、IDCIがオン状態に移行し、リセットボタン2020は、それがスプリング2072のバイアス下で左方に戻るときラッチ2070によりキャッチ2060内にラッチされるように下方へと連続的に移動することができる。
【0194】
図90、90a、90b及び90cに示されるように、IDCIは、オン状態にある。図90aに示されるように、リセットボタン2020は、オン状態で下方にあり、ボタン溝2026でラッチ2070によりラッチされる。図90及び90bに示されるように、可動アーム2066は、プロング2035に接続されたアーム2064に接続される。認めることができるように、回路は、ライン位相プロング2035から負荷位相ワイヤ2003へと完成される。これは、IDCI回路のみがライン側の位相に接続されたときの上記状況とは異なっている。図90cに示されるように、ニュートラル側は、プロング2030の接点2063及び可動アーム2062を使用して、ライン側から負荷ワイヤ2004にニュートラル回路を完成させるために閉じられる。
【0195】
図91を参照して示されるように、独立トリップを説明する。本実施形態では、独立トリップは機械的トリップである。トリップアーム2040は、ユーザーがそれをX方向に押すことによって作動させることができる。トリップアーム2040は、リセットボタン2020の枢動ポイント2029に枢動可能に接続されている。図示のように、トリップレバーボタン49は、Y方向に移動し、リセットボタン2040が、スプリング2068のバイアス下で解放され、本装置は、ソレノイド2080が発動すること無しに独立にトリップされる。
【0196】
上記したように、回路断続及び装置リセット作用の間に使用される構成部品は、その性質上電子機械式であるが、本出願は、例えば、ソリッドステートスイッチ及び支持回路、並びに、伝達経路の電気的連続性を可能とし又は形成したり破断したりする他の型式の電気部品等の電気的構成部品を使用することも想定している。
【0197】
リセットロックアウト及び独立トリップを備えたALCI及びIDCIを以下に説明する。ここで、図92b及び図92dを参照すると、従来のALCIが示されている。図92a及び図92cを参照すると、本発明の実施形態に係るALCIが示されている。リセットロックアウトは、本装置が作動していない場合(又は、本装置がパワーを持っていない場合)、ALCIをリセットすることを防止する。フォールトが検出された場合にトリップを達成するようにリセットを設計することを可能にするため、同じ電子機械式システムを利用する。機械的トリップは、不完全な又は電源付勢されていない装置をトリップすることを可能にする。トリップされた装置は、本装置をリセットすることができないとき本装置が欠陥ありということを人間に知らせるための正のインジケータである一方で、装置が作動状態のままである場合には、それは安全であることを誤り得る。
【0198】
本実施形態は、従来のユニットとは次のように異なっている。ラッチは、もはや保持ラッチエッジに類似したタブを惹起する「引き込み案内」テーパーを持っていない。(これは、トリップモードにおけるようにリセットモードにおいてラッチを同様の態様で作動させる。)テストスイッチは、外部位置から内側位置まで移動される。これは、可動部の延長がスイッチされた接点であることを検出することによりリセットが試みられるとき作動する。このアームは、ラッチ上に形成されたタブにより可動接点アッセンブリに印加された力の結果として移動する。機械式トリップレバーは、前者のテストスイッチの代わりに追加される。
【0199】
本実施形態は、以下のように作用する。機械式トリップは、テストが実行されること、並びに、本装置が機能しない場合にそれが作動しないように、トリップ状態へと移行されることを確実にするため作動される。ユニットが電力供給された状態で、リセットボタンが押下される。これは、可動接点を更に離れるように押し、テスト接点を閉じさせ、テストサイクルを発動させる。テストが適切に機能された場合、リセット位置からラッチを解放したのと同じ態様で、ソレノイドを発動させてラッチをロックアウト位置から解放する。テストがラッチを失敗した場合、ラッチは、ロックアウト位置から解放され、本装置は、安全状態のままである。手動圧力下では、ラッチは、可動接点のアーム形成側へと移動する。可動接点は、もはや押しやられておらず、テストスイッチは、テストサイクルの終わりには開放するからである。本サイクルは、リセットボタンが開放され、可動接点を閉じて本装置を電力供給するとき完成される。
【0200】
図93a乃至図93fは、従来のIDCIを示し、図93g乃至図93hは、リセットロックアウト及び機械式テスト法を組み込んでいる本発明の実施形態に係るIDCIを示している。
【0201】
図93aは、ヘアードライヤーのための完全した従来のIDCIの図である。
図93bは、ラッチ機構の分解図である。プランジャーネックは、本装置が完全に組み立てられているとき可動ラッチの2つのアームの間に設置されている。可動ラッチは、接点キャリッジへと摺動する(それは、オン状態にあるとき左方に完全にあり、トリップ作動中には右方へと瞬間的に引っ張られる)。可動ラッチは、接点キャリッジを、オン状態でリセットボタンに固定する。ペニーが、サイズの参照基準として示されている。
【0202】
図93cは、図93bの側面図である。レッド矢印は、ユニットがオン状態にあるときの構成を示している(可動ラッチが、接点キャリッジと、この図においてリセットボタン上の段部の直下のリセットボタン上の突起端部ラッチとにより設置される)。ペニーがサイズの参照基準として示されている。
【0203】
図93dは、リセットボタン(左)及び接点キャリッジ(右)のクローズアップした分解図である。ブルー矢印は、如何に、その2つが、移動するラッチによりオン状態で一緒に取り付けられているかを示している。
【0204】
図93eは、接点キャリッジのクローズアップした図である。写真中のレッドラインは、接点キャリッジの形状を明るく強調したものである。
【0205】
図93fは、IDCIリセットボタンの従来設計であり、図93gは、本発明の実施形態(図示しない機械式テスト法)である。本実施形態では、リセットボタンの段部は、その上側側部上で捕捉することに加えて、その下側側部上で可動ラッチを捕捉する。本装置がトリップ状態にある場合、リセットボタンを手で下方に押すと、テスト回路接点を閉じることになり、プランジャーが右方へと引っ張る。ソレノイドが作動している場合、プランジャーは、テスト接点を開放させる(ソレノイドの繰り返し発動を防止する)。次に、停止部が可動ラッチの下側で可動ラッチを捕捉し、それを接点キャリッジを用いて上方に引っ張り、本装置をオンライン状態に置くまで、
リセットボタンを手で更に下方へと押すことができる。可動ラッチは、スプリングの作用により、この図で左方に向かって押される。該スプリングは、一旦リセットボタンの段部を、該段部の頂部又は底部のいずれかでクリアしたならば、それを左方に推進することを可能にする。接点キャリッジは、新しいテスト接点に適合するため僅かに変更されてもよい。図93hに示された機械式テスト法は、可動ラッチ上の垂直タブの追加を要求する。この追加のタブは、簡単さを図るため、図示されていない。
【0206】
図93hは、本発明の実施形態のIDCIである。テストボタンを下方に押すことは、垂直タブの追加により変更された可動ラッチを打ち、該ラッチを、プランジャーと同じ態様で右方に移動させる。
【0207】
図94a乃至図94fは、従来のIDCIの現在の設計を示し、図94g乃至94hは、リセットロックアウト特徴及び機械式テスト法を組み込んだ、本発明の実施形態に係るIDCIを示している。
【0208】
図94aは、完成したIDCIの図である。ソレノイドプランジャーが、トリップ作動の間に外側に押されていることに着目してください。
【0209】
図94bは、従来のIDCIの前面図である。リセットボタン及び接点キャリッジに着目せよ。
【0210】
図94cは、リセットボタンのクローズアップ図である(上下逆さまに示されている)。
【0211】
図94dは、リセットボタンが取り外された状態(上下逆さまに示されている)でのIDCIの前面図である。
【0212】
図94eは、リセットボタンが取り外された状態でのIDCIの側面図である。
【0213】
図94fは、接点キャリッジの3次元図である。
図94gは、接点キャリッジ及びリセットボタンに対する提案された変形を示している(この図は、斜めから見た等角図である)。
【0214】
図94hは、リセットボタン及び機械式テスト法の図である。作動方法は次の通りである。即ち、装置がトリップ状態にあり、リセットボタンが押下された場合、変形されたリセットボタン上の段部の下側上のテスト接点は、図94gに示された接点キャリッジ上の上側水平表面に追加されたテスト接点と電気的接触をなす。2つのテスト接点が閉じるとき、ソレノイドは発動し、リセットボタンの下側部分をこの図の左方に向かって押し、リセットボタンの段部を接点キャリッジ及びテスト接点から離れさせて開放し、ソレノイドの繰り返し発動を防止する。これは、リセットボタンの段部の上側表面が、接点キャリッジの下側水平表面の下方で係合するまで、リセットボタンを、手で更に押すことを可能にする。リセットボタンがエンドユーザーにより解放されたとき、接点キャリッジは、リセットスプリングの作用により(この図では)上方に引っ張られ、本装置の接点は閉じられ、本装置は、オンラインで引っ張られる。ソレノイドが発動しない場合には、リセットボタンを押すことは、可動接点を更に固定接点から離れるように押すだけとなる。機械式テストボタンが押下されたとき、ボタン上の傾斜部は、機械式テストアームをこの図で反時計回りに回転させ、リセットボタンの底部を打ち、プランジャーと同じ態様でリセットボタンを反らせ、次に、リセットボタンを接点キャリッジから引き離し、装置接点を開放させる。
【0215】
図95a乃至図95bを参照すると、従来のIDCIが示されており、図95cでは、本発明の実施形態に係るIDCIが示される。別の実施形態(図示せず)は、「補助接点」を無くし、この接点が変形を必要としなくなるので従来装置の任意の変形を簡単にする。
【0216】
本実施形態は、欠陥のあるIDCI(GFCI)がリセットされ、保護が失敗した装置にパワーを印加させることを防止する手段から構成される。
【0217】
本装置は、該装置がトリップ状態にあるときのリセットボタンの最後の移動がこの接点を開放するように、保護接点(接点は、保護回路からパワーを取り除く)を変えることによって上記目標を達成することができる。この設計は、装置をリセットするための試みが開始されるとき保護回路にパワーを印加することを可能にする(本設計は、この接点を主要接点キャリア上のアームを用いて開放する。
【0218】
本実施形態は、スプリングラッチ(ソレノイドにより移動される部分)をラインニュートラルターミナルに接続することができる(これはテスト回路を作動させるために使用される)。
【0219】
本実施形態は、従来のユニットとは、次の点で異なっているリセットボタンを持つことができる。即ち、(a)ボタン端部上のテーパーが取り除かれている。(b)底部上に接点が追加され、ノッチと反対側にあるエッジがアップ状態にされる(押下されたとき、この接点がスプリングラッチに接続するためである。)(c)リセットボタンのスプリングがリセットボタン及びこの接点と接触するように、テスト接点の抵抗器側が変形されている。
【0220】
本実施形態は、テストボタンの機能を、電気装置から機械式TRIP機能へと変形してもよい。これは、ボタンから、回路カードを通して、ソレノイドにより作動されるレバーへとプローブを延ばすことにより達成されてもよい。本実施形態は以下のように作用する。
1. トリップボタンが押下される。それが機械的機能であることに起因して、本装置は、たとえ保護回路が作動していなかったとしてもトリップされる。
2. リセットボタンを押すと、保護回路にパワー(接続されたならば)が確立され、スプリングラッチに接触してブロックされる。
3. 保護回路が機能している場合、ソレノイドが動作し、リセットボタンのプローブがラッチを通過することを可能にし、以前に確立されたテスト接点を破断する。
4. テスト回路が動作停止され(接点の損失により)、ソレノイド及びラッチスプリングが戻る。リセットボタンがリセット位置にロックされる。
5. リセットボタンを解放すると、パワー接点が係合し、シーケンスを完了する。
【0221】
本実施形態のリセットボタンは、図95bに示されたものから図93cに示されたものにまで変更することができる。主要な変更点は、ノッチがリレー/ソレノイドの作動無しにラッチと係合しないように、先導テーパーを90°の段部にまで除去することである。
【0222】
上記したように、回路断続及び装置リセット作用の間に使用される構成部品は、その性質上電子機械式であるが、本出願は、例えば、ソリッドステートスイッチ及び支持回路、並びに、伝達経路の電気的連続性を可能とし又は形成したり破断したりする他の型式の電気部品等の電気的構成部品を使用することも想定している。
【0223】
本発明の次の実施形態は、装置のライン側及び負荷側の両方で少なくとも1つの伝達経路を破断することができる、様々な形式の回路断続装置を想定している。特に、RCDの作動を可能にするシムは、テストがパスしたならば、作動位置へと移動することを可能にされるのみである。
【0224】
ここで、図96を参照すると、RCDの関連部分が表されており、これは、中間テスト状態を経たオフ状態からオン状態への機構の運動を示している。本発明は、残留電流装置(RCDブレーカー)のための非係合(ロックアウト)機構を提供している。
【0225】
RCDユニット3100は、ユーザーハンドル3110がオフ位置1にあるトリップ状態から開始する。ユーザー作動式リセットハンドル又はロッカー3110は、オフ状態1からテスト状態2まで方向Aに沿って移動することができる。ハンドル3110は、スイッチ3130が、接点3134と接続している接点3132により閉じられるように圧縮アーム3120を移動させる。次に、本装置のテストが、テスト回路(図示せず)を使用して実行される。テストが失敗した場合、ソレノイド3150は、スプリング3152により偏倚された磁石3160を動かさず、シム3140が当該箇所に滞在する。従って、スイッチ3175は、接点3170及び3180を閉じず、本装置は、電流を通さず、オフ状態のままである。シム3140が当該箇所に滞在しているとき、磁石3160は、リレー3100が作動することを可能とはしない。リレー3195は、通常、閉じた状態に偏倚されるが、磁石はそれを開状態に保持する。
【0226】
ここで、図97を参照すると、本装置は、テストがパスした状態で示されている。認めることができるように、テストスイッチ3130が、ソレノイド3150を発動させる場合、磁石3160はスプリング3152に対して引っ張られ、シム3140は、該シムがソレノイド磁石3160と磁石3190との間を下がるように、方向Bに沿って下方に移動し、それにより、リレーが通常通りに働き、ハンドルがオン状態へと前進することができる。次に、通常閉じられたリレー3195が閉じる。
【0227】
上記したように、回路断続及び装置リセット作用の間に使用される構成部品は、その性質上電子機械式であるが、本出願は、例えば、ソリッドステートスイッチ及び支持回路、並びに、伝達経路の電気的連続性を可能とし又は形成したり破断したりする他の型式の電気部品等の電気的構成部品を使用することも想定している。
【0228】
本発明の次の実施形態の特徴は、ニュートラルフォールト保護を有するリセット可能な任意の回路断続装置内に組み込むことができるが、簡単にするため、本明細書中の説明はGFCIリセプタクルに関するものとする。
【0229】
一実施形態では、GFCIリセプタクルは、アトーニー整理番号0267−1415CIP9(41912.015600)に示されるように、回路断続部と、リセット部と、共有出願シリアル番号TBD、リセットロックアウトと、を有する。
【0230】
機械式独立トリップテストボタンを使用した実施形態では、本発明は、抵抗器R4’を取り除くことを可能とするニュートラルフォールトシミュレーションスイッチを利用する。図101a及び図101b等に示された新しいスイッチは、リセットボタンの押下時、テストが要求されるとき、ニュートラルフォールトを使用して達成されるようにニュートラルタブを代替する。
【0231】
図98を参照して電気テスト及び本出願に係るブリッジ回路を有するGFCIを説明する。認めることができるように、テストトリップは、本装置をトリップするためシミュレートされたグラウンドフォールトを形成するため電流制限抵抗器R4を通してテスト回路を閉じるボタン026を押すことにより達成される。
【0232】
図99を参照すると、テストボタン用の機械式トリップ等の独立リップと、本出願に係るリセットロックアウト用の電子式グラウンドフォールトシミュレーションテストと、を有するGFCIの概略図が示されている。認めることができるように、リセットロックアウトテストは、回路制限抵抗器R4’を介したグラウンドフォールトシミュレーションを使用することにより達成される。
【0233】
図100を参照すると、テストボタン用の機械式トリップ等の独立リップと、本出願に係るリセットロックアウト用のニュートラルフォールトシミュレーションテスト用の機械式スイッチ(電気テスト)と、を有するGFCIの概略図が示されている。認めることができるように、概略示されたものは、テスト用の独立機械式トリップを有するが、電気フォールトシミュレーションテストを持つこともできる。同様に、テストボタンもニュートラルフォールトテストシミュレーションを開始してもよい。図示のように、リセットロックアウトテストは、スイッチS1を閉じ、ラインニュートラル4038から負荷ニュートラル4040までの回路を完成することにより達成される。この回路は、それが適切に作動し、リセットが可能とされる場合に装置をトリガーするフィードバッグ経路を形成する。認めることができるように、パワーが例えば開ニュートラル等で低下した場合にライン側を解放する連続デューティソレノイドK2を使用することに対して開ニュートラルフォールトを保護することができる。
【0234】
シミュレートされたニュートラルフォールトは、一般に、GFCIの2つの変圧器を通した低インピーダンス経路を提供する。認めることができるように、S1に類似したスイッチは、ライン位相4034から負荷位相4036までの回路を切り替えることにより、フォールトシミュレーションを達成することができる。
【0235】
幾つかの回路断続器は、ライン側への従来のアクセスを可能とはしていない。そのような状況及高電流装置等の他の装置では、第3の検出ラインを使用してもよい。即ち、検出変圧器を通した第3のワイヤが、フォールトをシミュレートする。
【0236】
図101を参照すると、上記に示したGFCI装置に関して使用される特定のニュートラルフォールトシミュレーションスイッチが示されている。
【0237】
上記したように、回路断続及び装置リセット作用の間に使用される構成部品は、その性質上電子機械式であるが、本出願は、例えば、ソリッドステートスイッチ及び支持回路、並びに、伝達経路の電気的連続性を可能とし又は形成したり破断したりする他の型式の電気部品等の電気的構成部品を使用することも想定している。
【0238】
独立トリップ部を備える本発明の次の実施形態では、1つ以上の伝達経路内の電気的連続性を、回路断続装置の作動から独立に破断することができる。かくして、回路断続装置が適切に作動していない場合には、本装置を、なおもトリップすることができる。
【0239】
次の実施形態の特徴を、任意のリセット可能な回路断続装置に組み込むことができるが、簡単にするため、本明細書の説明はGFCIリセプタクルに関するものとする。リセットロックアウト機構、独立トリップ機構又は別個のユーザー負荷破断ポイントのうち1つ以上を有する回路断続装置が望ましい。
【0240】
従来技術のGFCIの機構の一部分が、図102a、102b、103a、103b及び104に示されている。
【0241】
従来技術のGFCIの作用の関連部分は次の通りに要約される。リセットボタン5080が押下されたとき、プランジャーの円錐部は、ラッチ5060を、図103aの右方へと強制的に押しやる。ラッチ5060は、プランジャー5078aの円錐先端部5078bが孔を通過するようにラッチ5060内の該孔がプランジャー5078と整列される位置へと至る。プランジャーが孔を通ってあらゆる方向に行くとき、摺動ラッチは、プランジャー円錐先端部の肩部がラッチ5060と接触するに至るように、図103bの左方へと戻るように偏倚される。リセットボタンが解放されるとき、プランジャー5078は、上方に偏倚され、ラッチ5060は、上方に押されて、装置をリセットさせ、接点5030を図104の接点5070に接続させる。装置がトリップし、ソレノイド5050は、プランジャー5054がラッチ5060を右方に移動させるようにする場合、プランジャー5078は、ラッチ5060を通って上方を通過し、ラッチが接点を破断するため偏倚されることを可能にする。
【0242】
図105乃至図107を参照すると、本発明の実施形態は、リセットプランジャー5078’が押下されたときスイッチS1を閉じるように作用させるためラッチ5060’を押しやるノッチ形成された円錐先端部5078’を備える、リセットプランジャー5078’を備えている。スイッチS1が押下されたとき、電流制限抵抗器Rを介して負荷位相からラインニュートラルへと至る回路が閉じられる。
【0243】
図106を参照すると、本発明の実施形態が、ノッチ形成された円錐先端部5078’を備えるリセットプランジャー5078’を備えている。
【0244】
図107a乃至図107cを参照して、本実施形態のリセットロックアウト機構を説明する。リセットプランジャー5078’が方向Aに沿って下方へと始動するとき、ラッチ5060’は、その最左方位置にある。ノッチ形成されたプランジャー先端部5078’は、ラッチ5060’の頂部を打ち、それを、スイッチS1がテストと係合するため閉じられるように下方へと押しやる。図107bに示されるように、本実施形態では、テストは、負荷位相から電流制限抵抗器Rを介してラインニュートラルへと至る回路を完成させることにより達成される。回路断続装置が作動し、テストにより示されたように、適切に配線されている場合、ソレノイドは、5078’のノッチの下方から出て方向Bに手動させるためプランジャー5054を押しやり、リセットプランジャー5078’が、ラッチ5060’が左方に移動して図107cに示されるように、プランジャー肩部5078c’上に載置するように、方向Aにおけるその移動行程を完成することを可能にする。その後、リセットプランジャーは、解放時に、そのバイアス下でラッチ5060’を引っ張り、装置のリセットを完成させる。
【0245】
認めることができるように、テストが失敗した場合、ラッチ5060’は、方向Bに移動せず、リセットプランジャー5078’のノッチ形成円錐先端部5078’は、プランジャーがラッチ5060’の孔を通って進行させないでおき、本装置は、リセット機構からロックアウトされる。
【0246】
認めることができるように、上述された、現在係属中の共有出願で説明されたように逆配線の保護を提供するためブリッジ回路を実装してもよい。例えば、従来技術の図102aを参照すると、単一接点5068、5070は、コネクター5064を介して、負荷位相ターミナル5064c及び2つのユーザー負荷位相ターミナル5064a及び5064bへと回路を閉じるため利用される。認めることができるように、ターミナル5064cは、コネクター5064から絶縁することができ、アーム5024は、5064cへの回路を独立に提供するため第2の接点を利用してもよい。同様にして、装置の両方の伝達経路において変形がなされる。更には、例えば、ネオン管等のインジケータが、逆配線条件を表示するため利用することができる。
【0247】
認めることができるように、装置は、トリップ状態へと製造され、初期化することができ、ユーザーが装置を使用する前に該装置をリセットすることを必要とするようにトリップ状態で配送されてもよい。
【0248】
別の従来技術のGFCIの機構の一部分が、図108a及び図108bに示されており、これは、幾つかの詳細事項の点で前述した従来技術とやや類似している。
【0249】
従来技術のGFCIの作用の関連部分は次の通りに要約される。リセットボタン5128が押下され、プランジャーの下側円錐形状端部が、該プランジャーが摺動スプリングラッチの肩部を通過することができ、ラッチが摺動スプリングラッチの肩部上に載置するため戻りスプリング付勢され、次に、装置がリセット位置へと引っ張られる。
【0250】
図109乃至図111fを参照すると、本発明の別の実施形態が、リセットボタン5210及びトリップボタン5212を有するGFCI201を備えている。
【0251】
図101を参照すると、リセットボタン5210は、バイアススプリング5210a、シャフト5210b、段部5212aを備えた円錐先端部と、を有し、円錐先端部は、肩部5210cを有する。トリップボタン5212は、バイアススプリング5212aと、成形ワイヤシャフト5212bと、を有する。摺動プレート5214及び摺動スプリング5216は、ソレノイド5218及びソレノイドプランジャー5218aと対をなすハウジング5220の溝内に適合する。スイッチ5222は、摺動スプリング5216の下でハウジング内に取り付けられている。
【0252】
図111a乃至図111fを参照して、本装置の関連部分の作用を説明する。図111aは、電流が流れることを可能にされた通常の作用において本装置を示している。
【0253】
図111bは、トリップされたときの作用を示している。ソレノイド5218は、プランジャー5218aを引っ張り、摺動スプリング5216及び摺動プレート5214を右方に押し、それにより摺動スプリング5216が、リセットプランジャー肩部5210cをもはや下方に保持せず、スプリング5210aのスプリングバイアスが、プランジャー5210bを上方に押しやって、回路が破断される(図示せず)ようにしている。
【0254】
図111cは、使用中のリセットロックアウト機構を示している。トリップ状態の後、リセットボタン5210が押下されたとき、円錐先端部5210dの段部は、摺動スプリング5216を押し下げ、スイッチ5222を閉じさせる。この図は、ソレノイドの動作以前のものである。
【0255】
図111dは、テストが首尾よく完了したことを示している。スイッチ5222は、ソレノイド5218を発動させるテスト回路を閉じ、プランジャーは、摺動スプリング5216及び摺動プレート5214を右方に押しやり、一旦プランジャー先端部の段部5218dが摺動スプリング5216b内の孔をクリアしたならば、プランジャーが下方に移動し続けることを可能にする。
【0256】
図111eは、テストが完了した後の本装置を示している。プランジャー先端部5210dは、孔5216bをクリアし、摺動スプリングは、上方に解放し、テストスイッチ5222が開放して、テストサイクルが終わりとなる。ソレノイド5218は、プランジャー5218’を開放し、摺動スプリング5216及び摺動プレート5214は、左方に戻る。次に、摺動スプリング216は、プランジャーの先端肩部210dの頂部上に載置し、スプリング5210aは、本装置をリセットするためスプリングを引っ張り上げる。
【0257】
図111fは、装置5201の独立トリップ機構を示している。独立トリップは、検知機構又はソレノイドを使用すること無しに本装置をトリップする。それは好ましくは機械式装置であるが、電子式又は電子機械式構成部品を装備することもできる。トリップボタン5212が押下されたとき、孔5216bが、リセットプランジャー5210bを上方に解放して装置をトリップすることを可能にするのに充分に移動するように、摺動プレート及び摺動スプリングを右方に押しやるため、成形ワイヤ5212bは、下方に移動し、スロープ形状は、摺動プレート5214の孔5214aと相互作用する。従って、摺動プレート5214は、摺動スプリング5216を整列状態に移動するため利用される。摺動プレート5214を、中央ハウジング及びボビンハウジングにより当該箇所に保持することができる。成形ワイヤ5212bは、カム作用を引き起こし、摺動プレート5214を移動させ、装置をトリップさせる。
【0258】
認めることができるように、上述した機械式トリップは、たとえソレノイド又は他の部品が機能していなかったとしても、装置をトリップするように気候する。
【0259】
上記説明から認めることができるように、現在係属中の上記引用した共有出願に説明されているように逆配線保護を提供するためブリッジ回路が装備されてもよい。更には、例えばネオン管等のインジケータが、逆配線状態を表示するため利用されてもよい。認めることができるように、本装置は、トリップ状態に製造され又は初期化されてもよく、ユーザーがそれを使用する前に装置をリセットする必要があるようにトリップ状態で配送されてもよい。
【0260】
図112は、リセットロックアウト機構も独立トリップもない代表的な従来技術GFCIを示している。
【0261】
図113及び図114a乃至図114fは、本発明の別の実施形態に係る、リセットロックアウト及び独立機械式トリップを促進にするため代表的なGFCIの一部分になされた変更点を示している。
【0262】
リセットロックアウト及び機械式トリップの主要な目的は、リセット時にビルトインテストにより実証されていないように、装置が機能していないならば、GFCI型装置のリセットをロックアウトすることである。本装置がたとえパワー供給されず、非作動であったとしてもトリップ状態にあることを保証することによって、機械式トリップは、このテストサイクルの一部分となる。本装置をグラウンドフォールト条件時にトリップさせる、手段及び電子機器は変更されない。これらの同じ手段及び電子機器は、リセット条件として用いられている。テスト機能がリセット機能に組み込まれており、このため、別個のテストが要求されず、テストボタンが機械式リセットのため用いられる。
【0263】
図114a乃至図114fに示されているように、リセットプランジャー5328は、半円錐形(シャトル内に導くため)から逆テーパーまで変更された。頂部エッジ(閉じられた接点をラッチする領域)の直径は、保持パワー及び解放労力が、元々の設計から変わらないままであるように、変更されないままである。下側端部は、テーパーを除去させ、シャトルがソレノイドの作動によって解放位置で位置決めされない場合には、それがシャトルを通過しないように直径が増大された。シャフトノッチ5328aは、絶縁され、底部5328bは導電性となる。
【0264】
加えて、接点キャリア5380は、プランジャーがトリップ位置にあるとき、プランジャーが位相ラインに接続され、その後の時刻には、それは検知変圧器を通過するように、接点5382を追加させている。加えて、シャトル5378は、元のテスト接点のポイントで回路基板に配線されている。
【0265】
更なる実施形態では、別のテストスイッチを使用してもよい。テストボタン5326を機械的に押すことは、ソレノイドと同じ方向にシャトルを移動させることにより、プランジャーをトリップする。これは、ユニットのパワー又は機能から独立している。
【0266】
プランジャーの大きな端部が接点キャリア内にある間に、それは位相ラインに接続される。リセットボタンが押されたとき、プランジャーは、シャトルに対抗して押すが、通過はしない。シャトルは、テスト接点の他方のターミナルであり、それを稼動しているプランジャーと接触させることは、テストサイクルを開始させる。テストが首尾良く実行された場合、ソレノイドの発動(トリップサイクル上のものと厳密に同じ)は、プランジャーがアーム位置を通過するためのポートを開放する。これは、プランジャーの大きな端部が接点キャリアを完全に通過するようにさせ、位相ライン接点をプランジャーから取り外し、テストサイクルを終了させる。リセットボタンの解放時には、戻りスプリングは、シャトルを持ち上げ、接点キャリアを、変更前のものと厳密に同じ出力を確立させるため上昇させる。
【0267】
上記設計が機能するためには、ラッチソレノイドの瞬間的な作用が働かなければならない。この作用がテスト回路を介して動作された場合、本装置のそれらのリセットも、該装置をテストし、電子トリップを実行させるためのテストボタンの必要性を無くしてしまう。このことは、機械式トリップ機構へと変換させるようにテストボタンを利用可能に残しておく。
【0268】
リセット機構は、プランジャー(ラッチ)が該装置の接点キャリアに配置されたガイド孔の側壁と接触するように追加された電気的接点を持つことができる。この側壁接点は、小型ゲージの非常にフレキシブルなコンダクターを使用して、現存するテスト接点(ソレノイドハウジング内又はPC基板上に鋳造された)に接続される。第2の接続部は、位相負荷コンダクターから、それが検知コイルを通ってラッチ機構(ソレノイドにより作用される部分)へと至るポイントの後で必要とされよう。
【0269】
リセットボタンが押下される。リセットボタンの下側端部上のプランジャーは、動作中に電気テスト回路へと配線されるそのガイド孔と電気的に接触している。装置がパワー供給され、テスト回路が機能している場合にプランジャーの底端部がラッチ(位相ラインと電気的に接触している)と接触したとき、ソレノイドは、ラッチを開位置へと移動させ、プランジャーは、その反対側へと通過する。プランジャーが、もはやガイドの側壁と電気的に接触していないとき、ソレノイドは、ラッチをそのテスト位置へと戻らせるように解放する。リセットボタンを解放すると、元々の設計におけるように、ラッチが引っ張り上げられる。
【0270】
機械式テスト機構は、図112の電気接点クリップ(スイッチ)を取り外し、廃棄することにより、形成されてもよい。
【0271】
図114gに示されたように、孔を備えたタブは、スプリング端部5378aの領域でソレノイドによって作動されるラッチの一部分に追加されてもよい。テストボタンを押下すると、レバーがラッチの孔へと押され、ソレノイドの作動と類似した態様で移動させ、ラッチプランジャーを通常のトリップモードでオン解放させるように、対応する孔及び機構がテストボタンに追加されてもよい。
【0272】
ラッチ(シャトル)は、ラッチが解放位置にはないとき、プランジャーが押しやられることを防止するように減少されたプランジャー作動孔サイズを持つように修正される。
【0273】
図115乃至図117を参照して別の実施形態を説明する。図115a乃至cは、上述されたような様々な段階の作動にある、従来技術のGFCI5400を示している。
【0274】
図115aを参照すると、リセットボタン5430が方向Bに押下されるとき、リセットアーム5438上の持ち上げられたエッジ5440が、図115cに示されたように(しかし、トリップ中のものが示されている)リフター5450の角度形成部分5451へと下方に摺動する。図115b及びcに示されるように、リセットアーム5438上のスプリング5434は、それがリフター5450のノッチ5451を超えて摺動するとき方向Dに沿って移動することを可能にする。リセットアーム438の持ち上げられたエッジ5440がリフター5450をクリアするとき、リセットアームは、スプリング5434のバイアス下で方向Cに沿って垂直位置へと戻るように移動する。次に、持ち上げられたエッジ5440の肩部は、リフター5450の底部と係合するようになる。リセットアームがリセットスプリング5436のバイアス下で上方にあるからである。本装置は、図115bに示されるように、接点5458が接点5470と係合し、接点5456が接点5472と係合している状態で、リセットされる。リフター5450は、枢動部5454の右側のスプリング5452に下方偏倚され、リセット機構は、スプリング5436により上方に偏倚される。従って、図115cに示されるように、ソレノイド5462が、トリップ又はテストの故に発動したとき、リセットバー5438は、持ち上げられたエッジ5440がリフターノッチ5451をクリアし、リフター5450を枢動部5454の右側に押下することによって、バイアススプリング5452が回路を開かせる。
【0275】
本発明のGFCI5500の別の実施形態は、図116乃至図117bを参照しつつ、図115a乃至図115cに関連付けられ示されている。従来技術の図117aに示すように、リフターエッジ5551を形成するため、図117bに示されているように取り外されたリフター451の角度を付けられた部分が存在している。従って、図116に示されているように、ソレノイド5562は、発動しなければならず、リセットアーム5538を、リフター5550及びエッジ5551を超えて移動させなければならない。ソレノイドが発動しない場合、リセットアームは、従来技術の装置におけるようにリフターを通過することができない。角度を付けられたリフターノッチ5451が取り除かれたからである。
【0276】
別のアーム5582が、リセットボタン5530が方向Bに押下されたとき接点5584と接触するリセットボタンに取り付けられている。テスト回路(図示せず)が、電流制限抵抗器Rを使用して完成される。これは、ソレノイド5562を発動させ、リセットアーム5538をリフター5550を超えて移動させ、装置をリセットすることが可能となる。ソレノイド5562が幾つかの理由のため発動することができなかった場合、本装置はロックアウトされ、リセットが可能でなくなる。
【0277】
別の実施形態では、独立トリップ機構が、テストボタン5510に基づく機会式トリップ特徴として設けられる。テストボタン5510が方向Bに押されたとき、角度を付けられたテストバー5516は、角度を付けられたトリップバー5580を方向Dにカム運動させる。これは、装置(図示せず)をトリップするため、リセットバー5538を押し、リセットボタンを解放させる。認めることができるように、図116は、既にトリップされた装置を示している。手動トリップを可能とすることが有用ではないので、リセットボタンが下げられ、装置がパワー供給されているとき、テストボタンを押すだけが可能となることを保証するため、リブ(図示せず)が配置されている。
【0278】
従って、たとえソレノイド5562が発動することができなかったとしても装置5500をトリップすることができる。
【0279】
上記したように、回路断続及び装置リセット作用の間に使用される構成部品は、その性質上電子機械式であるが、本出願は、例えば、ソリッドステートスイッチ及び支持回路、並びに、伝達経路の電気的連続性を可能とし又は形成したり破断したりする他の型式の電気部品等の電気的構成部品を使用することも想定している。
【0280】
次の実施形態は、サージ抑制が改善された、回路断続装置である。図118を参照して、抑制及び保護回路6010が、パワー入力6012、グラウンドフォールト回路断続器(GFCI)回路6014、及び/又は、負荷6016に接続された関連製品の間をインターフェース接続するため、示されている。抑制及び保護回路10が、過渡電流サージの強化抑制並びに過電圧からの保護状態を提供している。回路6010は、フィルター回路6018と、過電圧防止構成部品6020と、を備えており、これらは、図119を参照してより詳細に説明される。
【0281】
図119は、回路6010及びGFCI6014の一例としての実施形態を示している。GFCI6014は、パワー入力6012としての入力パワーラインの間に配置された金属酸化バリスター、例えば、、位相ライン6024とニュートラルライン6026とを有する交流(AC)ライン接続を備えている。ライン6024、6026は、一例としての実施形態では従来技術で知られているスパークギャップ装置である過電圧防止回路20を介して、並びに、グラウンドフォールト変圧器6028及び作動又は検知変圧器6030を介して負荷6016に接続されている。該負荷は、図119におけるように、位相負荷接続部6032と、ニュートラル負荷接続部6034とを備えることができる。テストライン6036が、例えば、テストスイッチ6038と、15KΩ抵抗を有する抵抗器R4と、を備える当該技術分野で知られた態様で設けられてもよい。オプションで、リレー6040及び/又は当該技術分野で知られた回路が、更に後述されるように、設けられてもよく、これは、差動変圧器6030を負荷ライン6032−6034に接続する。
【0282】
GFCI6014のプロセッサー6042は、例えば、コンデンサC3及びC6−C9、抵抗器R4、及び、ダイオードD2を使用して当該技術分野で知られた態様で、複数のピン又はコネクターを介して変圧器6028、6030に接続されている。図119に示された一例としての実施形態では、抵抗器R3は、100Ω抵抗と、コンデンサC3とを有し、及びC6−C9は、0.01μm、100pF、0.0033μm、10μF、及び、100pFの容量を各々有しており、夫々が、6.3Vの規格電圧を有するコンデンサC8を除いて、50Vの規格電圧を持っている。
【0283】
プロセッサ6042は、消費者及び工業上の環境でACパワー出口のためのグラウンドフォールト保護を提供することができる、「ナショナルセミコンダクター」から市販されている、例えば、モデルLM1851のグラウンドフォールト断続器コントローラとすることができる。プロセッサ6042は、50Vで0.01μF、1μF及び0.018μFの容量を夫々有するコンデンサC2及びC4〜C5と、500Vで680μFの容量を有するコンデンサC10と、夫々15kΩ、2MΩの抵抗を有する抵抗器R1及びR2と、ダイオードD1と、例えばシリコン制御式整流器(SCR)等の整流器Q1と、図119に示されているように、ブリッジの回路又は配位を形成する1組のダイオードD3〜D6と、を使用して、当該技術分野で知られている態様でMOV6022にそのピン/コネクターを介して接続される。
【0284】
MOV6022並びにフィルター回路6018は、1組のダイオードD3〜D6に接続されている。一例としての実施形態では、フィルター回路6018は、インダクター6044と、図120ではC1とラベル付けされ、400Vで0.01μFの容量を有するコンデンサ46とを備える。この例では、フィルター回路6018は、MOV6022に印加された入力パワーのためのLCローパスフィルターとして機能する。
【0285】
インダクター6044は、インダクター6044が負荷側でリレー機構6040を係合解除するためのアクチュエータとして機能するように、トリップコイルとして働くソレノイドボビンとすることができる。コンデンサC1−6046は、バイパスコンデンサとしてGFCI製品6014に通常設けられていてもよい。開示された回路6010では、コンデンサC1−6046は、バイパスコンデンサ、並びに、フィルター回路6018のLCフィルターの容量として機能する。
【0286】
図119に示された実施形態では、MOV6022は、コンデンサC1−6046にさらされた電圧をコンデンサ6046の規格電圧、例えば400V以内にクランプする。かくして、一実施形態では、3kV以上の過渡電流電圧サージは、400V以下に下げられてクランプされる。従来技術におけるように、GFCI製品6014内のMOV6022それ自身は、例えば100Aサージ等、3kAで3kVより低い、過渡電流サージ及び過電圧条件を取り扱うことができる。開示された抑制及び保護回路6010のLCローパスフィルター6018を使用すると、例えば、3kAで3kV、及び、3kAで6kVでさえ過剰となる過渡電流電圧が抑制される。従って、GFCI製品6014のMOV6022は、MOV6022の電圧規格の2乗平均(RMS)を超える電圧を取り扱うことができ、MOV6022が生き残ることを可能にし、本明細書で説明されたように、他の過渡電流、サージ、過電圧条件から保護を提供する。テスト過渡電流は、しばしば、標準パルスの傾斜、継続時間の波形を備えて構成される。
【0287】
過電圧保護を提供するための別の実施形態では、過電圧防止回路6020は、例えば、3kV等の所定電圧を超える過渡電流においてブレークオーバーを実行するためそのターミナルに亘ってアークを発生し、更に多モードのサージ保護及び過渡電流抑制を提供するスパークギャップ6048を備えている。ブレークオーバーが発生したとき、変圧器6028へのその結果生じた電圧は約200Vである。加えて、フィルター6018も、MOV22が、過電圧サージ条件の間にさらされる電流を制限するように機能する。従って、MOV6022の電流がこのように制限されるとき、MOV6022のRMS電圧規格を超えるRMS電圧にMOV6022をさらすことは、MOV6022に損傷を与えず、更には、GFCI回路6014の残りの部分に損傷を与えない。
【0288】
この態様では、現存する構成部品は、ローパスフィルターとして使用されるため、及び、サージ抑制及び過電圧保護を有意に改善するようにスパークギャップ装置6048と協働し機能するため、他の既知の構成部品と結合される。
【0289】
図120及び図121を参照して本発明の実施形態を説明する。図120では、上記実施形態におけるように、LCローパスフィルター44’が利用される。MOV6022’は、電圧が変化するという効果を持つことができる可変抵抗である。同様に、クローバー装置6048’が利用される。
【0290】
図121では、上記実施形態におけるように、LCローパスフィルター44”が利用される。MOV6022”は、電圧が変化するという効果を持つことができる可変抵抗である。同様に、ガス管クローバー装置6048”が利用される。
【0291】
認めることができるように、高周波数の過渡電流を、一連のローパスフィルターにより減衰させることができる。加えて、エネルギーを吸収し、又は、それを検知負荷から遮断することができる装置内で過渡電流を吸収することによってそれを逸らすことができる。
【0292】
電圧クランプ装置は、セレン電池、ツェナーダイオード、シリコンカーバイドバリスター及び酸化金属バリスターMOVを含んでいるが、これらに限定されるものではない。MOVは、一般に高速応答時間を持ち、一般に過渡電流抑制のために使用される。MOVは、ライン電圧を低く保持するが、不釣合いな高電流がそれを通って流れる。電源インピーダンスを、クランプするために頼ってもよい。
【0293】
繰り返される過渡電流サージにさらされるMOV上の長期間効果に関して、及び、老朽効果が存在するか否かに関して不確定さが存在する。MOVが過渡電流電圧にさらされるとき、それが連続的に劣化しても劣化しなくても、MOVへのエネルギーレベルを減少することにより、過渡電流が抑制され、下流側の装置が保護される可能性を増加させる。
【0294】
MOV装置は、理論的には、より多くのエネルギーを吸収するため並列に利用することができる。しかし、そのような装置は、それらが、ほとんど同じ時刻で過渡電流によりオンになるように、マッチングが図られなければならない。勿論、一つのMOVが最初にオンになる場合、完全に過渡電流を吸収する。更には、2つの装置の使用は、より多くの空間及び間隔配置を必要とする。そのような形態は、よりコスト高でもなろう。
【0295】
従って、本発明の実施形態に係るGFCIは、MOVに分配されたエネルギーを減少させる。
【0296】
クローバー装置は、過渡電流を逸らして過電圧条件に対して保護するための過渡電流抑制手段として利用されてもよい。そのような装置は典型的には、過渡電流を戻りに短絡させる。クローバー装置は、スパークギャップ、ガス管、及び、カーボンブラックプロテクターを含むことができるが、これらに限定されるものではない。一般に、ガス(ヘッダースパークギャップのための空気)は、クローバー効果が開始される前に流れ込まなければならない。従って、2.54mm(0.10インチ)間隔ヘッダーは、非常に大き過ぎるギャップを持つので、ACパワーライン上のサージ抑制器として使用するためには、受容可能な電圧レベルにおいて空気中での流れ込みを提供することができない。従って、より狭いスパークギャップが選択され得る。
【0297】
例えば、3000Vを超える過渡電流は、スパークギャップに亘ってブレークダウンし得、回路のリセットは、約200Vにさらされ、その結果、MOVが安全に抑制することができる電圧を生じさせる。同様に240Vの過電圧条件では、ローパスフィルターは、MOVがその規格を超えても生き延びることを可能にするため、MOVがさらされる電流を制限する。
【0298】
図122a乃至図122cを参照すると、異なるスパークギャップ幅を有する様々なスパークギャップ構成が示されている。認めることができるように、様々な抑制効果が、装置6110、6111及び6112の異なるギャップでもたらされてもよい。充分に高電圧でのヘッダーピン6114及び6116において、ヘッダーピンの間の空気又はガスは、イオン化されるようになり、プラズマが発生する。これは、エネルギーを散逸し、過渡電流電圧をより低い値にクローバー式に保護する。認めることができるように、ベース6118は、スパークエネルギーに耐えるべきである。放電の間のアーク又は前方降下は、本装置が該装置内で比較的大きいパワーの散逸無しに戻り経路に電流を運ぶことができるように低くなっている。
【0299】
図122d乃至図122eを参照すると、装置を利用するスパークギャップ及び「ヤコブのはしご」と称される関連現象の形態が、6140、6141として説明されている。認めることができるように、ヘッダーピン6144、6146、6147のうち1つ又は2つを角度をなした状態で有することは、垂直方向に増大する様々なスパークギャップを発生し、これはスパークがギャップを渡り歩くとき様々な抑制効果を持つ。認めることができるように、ベース148は、スパークエネルギーに耐えるべきである。
【0300】
認めることができるように、湿度がスパークギャップの性能に影響を及ぼし得る。従って、スパークギャップを覆う空気等を湿らせることを回避させる手段を利用してもよい。
【0301】
図123a乃至図123bを参照すると、異なるスパークギャップ幅を持つ様々なガス管構成が示され、装置6048”として使用され得る。認めることができるように、様々な抑制効果が、装置6150及び6151の異なるギャップを用いてもたらされてもよい。充分に高い電圧のヘッダーピン6154及び6156において、ヘッダーピンの間の空気又はガスは、イオン化されるようになりプラズマが発生する。これは、エネルギーを散逸し、過渡電流電圧をより低い値にクローバー式に保護する。認めることができるように、ベース6158は、スパークエネルギーに耐えるべきである。
【0302】
認めることができるように、ガス6152は、管6153内に入っていてもよい。コネクター615及び6157が接続部を提供する。他の適切な材料6152をスパークギャップに利用してもよい。
【0303】
図124a及び124bで参照されるハイブリッド保護回路はMOVを保護することができる。電圧クランプ装置MOV6180は、ローパスフィルター、又は、例えば、ツェナーダイオード6182と、抵抗器6184若しくはインダクター6186等の別の電圧クランプ装置と並列であってもよい。
【0304】
加えて、当該技術分野では、サージ抑制機能が備えられた装置が、サージ抑制能力でなおも作動しているという視覚的表示を提供することが知られている。本発明の実施形態では、視覚的インジケータが、本装置が、適切なサージ抑制能力で作動していることを表示するため視覚的インジケータが設けられている。同様に、例えばオーディオインジケータ等のアラームが、装置がもはや適切なサージ抑制能力で作動していないことを表示するため設けられてもよい。
【0305】
ここで、図125及び図126を参照すると、ステータス表示能力を備えて構成された完成GFCI7030が示されている。
【0306】
GFCI7030は、トップカバー7032と、中央ハウジング7034と、トップカバー7032上でU字形状部材7038と係合する底部ハウジング7036上の偏向可能なタブ(図示せず)により組み立て中に保持される、底部ハウジング7036と、から構成されている。取り付けストラップ7040は、トップカバー7032と、中央ハウジング7034と、の間に取り付けられ、標準連動ボックス(図示せず)の取り付け耳部にGFCI7030を取り付けるためアパーチャ7043を持っている。トップカバー7032は、3つのブレードが形成され且つ接地されたプラグ(図示せず)を各々受け入れるため2組のスロットを含む面7044を持っている。各組のスロットは、第1の長さを持つスロット7046、7048と、もっと長い長さを持つスロット7050、7052と、プラグの接地プロングを受け入れるためのU字形状スロット7054、7048と、から構成されている。スロット7050、7052は、スロット7046、7048より長いので、プラグは、自然に分極され、NEMA標準5−15Rに従う。トップカバー7032内の凹部7058には、リセットボタン7060と、テストボタン7062と、インジケータランプ手段7064と、が配置されている。インジケータランプ手段7064は、第1のフィラメントが付勢されているとき第1のカラーを発生し、第2のフィラメントが付勢されているとき第2のカラーを発生し、両方のフィラメントが付勢されているとき第3のカラーを発生する、二重色ランプである。底部ハウジング7036は1シリーズの4つのターミナルねじ(そのうちの2つだけが図面に示されている)を有する。ターミナルねじ7066は、後述されるように負荷ニュートラルターミナルに接続されている。類似のターミナルねじ7068が、負荷位相ターミナルに接続されている。ターミナルねじ7070は、ラインニュートラルターミナルに接続され、類似のターミナルねじ7072は、後述されるようにライン位相ターミナルに接続されている。隣接する各ターミナルねじ7066、7068、7070及び7072は、電気コンダクター(図示せず)のむき出し端部を受け入れるための2つのアパーチャ7074である。後述されるように、コンダクター端部は、ターミナル接点と、コンダクターと係合するワイヤナットとの間を延在し、ターミナルねじが進行するにつれて、それをターミナル接点に対して押す。中央ハウジング7034の後壁には、接地ねじ7076があり、これにグラウンドコンダクター(スロット7078に挿入されており、図示せず)を固定することができる。
【0307】
ここで、トップカバー7032及び底部ハウジング7036が取り外された状態でGFCI7030を示す図127、並びに、取り付けストラップ7040と、負荷位相ターミナル及びニュートラルターミナルと、の詳細事項を示す図128及び図129を参照する。取り付けストラップ7040は、上述されたように2つのアパーチャ7042と、リセットレバーを受け入れるための略中央に配置された円形開口7080と、テストレバーを受け入れるための矩形開口7082と、を有する。2つのクリップ7084、7086は、挿入されたプラグの接地プロングと係合するように配列され、リベット7088により取り付けストラップ7040に接続されている。グラウンドナット7092が、スロット7078内、及び、タブ7090とグラウンドナット7092との間に挿入されたコンダクターのむき出し端部を保持するため進められるとき、グラウンドナット7092はタブ7090に対して引っ張られる。
【0308】
図129は、負荷ニュートラルターミナル7094と、負荷位相ターミナル96とを示している。各ターミナル7094、7096は、各々、中央ボディ部7098、7100を有し、該ボディ部は雄型ブレードグリップフィンガー部7102、7104を各端部に備えている。プラグの雄型ブレードは、挿入されたプラグの雄型ブレードと機械的及び電気的に接触するため、各対のグリップフィンガー部7102、7104の間に適合する。負荷ニュートラルターミナル7094上の拘留タブ7106は、主要固定ニュートラル接点7106を受け入れ、拘留タブ7110は、主要固定位相接点7112を受け入れる。垂れ下がった3つの側部タブ7114は、ターミナルねじ7066のねじ切り部分を通して受け入れるためのスロット7116を有する。同様に垂れ下がっている2つの側部タブ7118は、ターミナルねじ7068のねじ切り部分を通って受け入れるためのスロット7120を有する。
【0309】
図127では、図129の取り付けストラップ7040及び図130のターミナル7094、7096は、中央ハウジング7034に組み立てられた状態で示されている。また、中央ハウジング7034に取り付けられているものは、印刷回路基板(以下では、PCB)7122であり、これは、インジケータランプ手段の色、その明滅率を決定し、ビーパーを制御する、様々な回路を含んでいる。PCB7122は、後述されるように、フォールト検出器、変圧器及びソレノイドといった様々な構成部品も含んでいる。ターミナルねじ7070は、ターミナルねじ7070のねじ切り部分を受け入れるため内部にスロット7126を有するタブ7124に接続されている。類似の構成が、図面には現れていないターミナルねじ7072に対して与えられている。
【0310】
ここで、図130を参照すると、PCB122アッセンブリ及びリセットアッセンブリが、中央ハウジング7034が取り外された状態で示されている。リセットアッセンブリは、リセットボタン7060と、リセットレバー7128と、リセットスプリング7130と、図140乃至図144に関連して以下で説明されるべきラッチピンと、を備えている。プランジャー7132は、ソレノイドコイル7134の通路内に配置されている。プランジャー7132は、ソレノイドコイル7134の通路外部に部分的に延在するそのリセット位置で示されている。ソレノイドコイル7134がPCB7122上の回路により作動されるとき、プランジャー7132は、ソレノイドコイル7134内に更に引き込まれる。プランジャー7132は、図135を参照して説明されるべきラッチプレートの位置を制御する。ラッチピンと協働するラッチプレートと、リセットスプリング7130とは、リフター7136を可動接触アーム7138に対して上方に移動させ、主要可動接点7140を、拘留タブ7106、7110の下側にある主要固定接点7108、7112に至るように夫々閉じる。可動接触アーム7138は、それらの関連する拘留タブ7106、7110から離れたところに偏倚させ、ラッチピンが解放されたとき、リフター7136及びラッチプレートを下側に押して可動接点7140をそれらの関連する固定接点7108、7112から離れたところに移動させる。PCB122上に取り付けられているものは、ニュートラル変圧器7142及び差動変圧器7144である。ニュートラル変圧器7142のみが図130に示されている。これらの変圧器及び変圧器ブラケットアッセンブリ7144の両方は、図137に示されている。ニュートラル変圧器7142は、ファイバーワッシャー7148がそれらの間にある状態で作動変圧器7144上に積み重ねられている。ブラケットアッセンブリ7146は、図136に示されているようなスロット7150及びコンダクターが配置されているスロットを除いて変圧器7142、7144を事実上取り囲んでいる。変圧器の配線用のリード線は、4つの変圧器ピン7152にもたらされ、該ピンに、ライン及び負荷コンダクターを連結することができる。変圧器のうち一つは、電源から負荷に流れる電流を検知し、他方は、電源に戻る負荷からの電流を検知する。これらの変圧器を流れる電流の差異は、回路配線にフォールトが存在することの表示である。電流の小さな差異を測定し、フォールト信号を供給することができる装置は、多数の販売源から市販されている集積回路である。例えば、ナショナルセミコンダクターから販売されている型番号LM1851又はモトローラから販売されている型番号MN3426が挙げられる。このICは、PCB122上に配置されている。ラインニュートラルターミナル7154及びライン位相ターミナル7156は、アーム7158、7160(図133を参照せよ)を持っており、これらのアームは、変圧器ブラケットアッセンブリ7146の頂部にあるスロットを通って延在する。図131に示されているように、ターミナルねじ7070は、ラインニュートラルターミナル7154の一部分であるタブ7124のスロットを通って延在する。図131に示されているように、ターミナルねじ7070は、ラインニュートラルターミナル7154の一部分であるタブ7124のスロット7126を通って延在し、ナット7162のねじ切りアパーチャ内に延在し、かくして、ラインニュートラルコンダクター(図示せず)を2つの変圧器に接続する。これらのアーム7158,7160は、変圧器7142及び7144のための1回巻き配線として機能する。ライン位相コンダクター(図示せず)は、ナット7168のねじ切りアパーチャ内にタブ7164のスロット7166を通って延在するタブ7164にターミナルねじ7072を介して接続される。タブ7162は、ライン位相ターミナル7156の一部分である。絶縁器7168がアーム7158、7160の間を延在し、それらの間の短絡を防止する。ソレノイドコイル7134は、PCB7122への接続を可能にするため2つのボビンピン7170に接続されている。図131は、図130と類似しているが、PCB7122、リセットボタン7060、リセットレバー7128及びリセットスプリング7130を省略している。
【0311】
図7132は、ボビンピン7170に接続されたソレノイドコイル7134を有し、その通路においてプランジャー7132を含むボビンアッセンブリ7172を示している。チャンバー7174は、リフター7136を受け入れ、その低位置にあるときリフター7136を支持する。交差部材176が、補助固定接触アーム7178と補助可動接触アーム7180とから構成された補助スイッチを支持している。補助固定接点7186と補助可動接点7188とが係合されるときの補助スイッチは、PCB7122上の様々な構成部品にパワーを提供する。補助固定接点7186と補助可動接点7188とが係合されていないときの補助スイッチは、PCB7122上の構成部品へのパワーをカットオフし、PCB7122上の構成部品に可能となる損傷を防止する。例えば、ソレノイドコイル7134への信号が、主要接点が開放している間に繰り返し印加されている場合、ソレノイドコイル7134を焼き切ってしまう機会が存在する。補助可動接触アーム180は、補助固定接触アーム178に向かって偏倚され、接点を開放するため押しやられていない場合にはそれと係合している。
【0312】
図133は、可動接触アーム7138と接触し、ラッチプレート7182により位置決めされているリフター7136を示しており、該ラッチプレート7182は、プランジャー7132及びプランジャーリセットスプリング7184により制御されている。リフター7136及びラッチプレート7182の位置は、後述されるように、リセットレバー7128の位置に依存している。リフター7136は、補助可動接触アーム7180も制御する。リフター7136がその低位置にあるとき、補助可動接点7188は、補助固定接点7188(図示せず)と接触した状態から離れて移動される。ラッチプレートの戻りスプリング(図示せず)は、一旦プランジャー7132が図7134に関して設定されるようにリセットされたならば、ラッチプレートをリセットする。
【0313】
図7134において、ラッチプレート7182と、プランジャー7232と、補助固定接点7186を備えた補助固定アーム7178と、補助可動接点7188を備えた補助可動アーム180と、が示されている。プランジャーリセットスプリング7184は、ラッチプレート7182の後方エッジ7200及び矩形開口7196内に延在するタブ7198上に固定されている。プランジャー7132がソレノイドコイル7134の作動の結果として図134の右方に移動されるとき、プランジャーリセットスプリング7184は、ソレノイドコイル7134が消勢されたとき図6に示されるようなソレノイドコイル7134から部分的に外部に出る、その初期位置までプランジャー7132を戻すように伸縮する。ラッチプレート戻りスプリング7190は、リフター7136とタブ7198との間に接続され、プランジャー7132の右方への運動に起因したラッチプレート7182の図7134の右方への運動により圧縮される。プランジャー7132が引っ張られるとき、ラッチプレート戻りスプリング7190は、ラッチプレート7182を図134の左方に戻すように伸長する。アーム7192は、リグター7136のアームを支持する。中央アパーチャ7194は、長円形の形状であり、そのより長い方の軸線がラッチプレート182の中央長さ方向軸線に沿って延在している。アパーチャ7194の中央では、アパーチャ7194は、ラッチピン(図示せず)がアパーチャ7194を通過し、リフター7136と係合すること無しに移動するのに充分に大きい。より小さい端部のうちの一つでは、ラッチピンは、ラッチプレート7182により保持され、リフター7136を、後述されるよにラッチピンを用いて移動させる。補助可動アーム7180は、それが補助可動接点7188を補助固定アーム7178上の補助固定接点7186と接触した状態にもたらすように、上方に偏倚されている。後述されるように、リフター7136のアームは、補助可動アーム7180と係合し、それを図134で下方に押し込み、補助可動接点7188を、補助固定接点7186から分離させ、補助回路を開放させる。
【0314】
ここで、図137、138及び139を参照すると、テストボタン7062が示され、その作用が説明されている。テストボタン7062は、頂部部材7204を持ち、この頂部部材から側部部材7206が延びている。頂部部材7204から延在しているものは、カム7210を含む中央レバー7208である。レバー7208は、取り付けストラップ7040内の矩形開口7082を通って延在する。カム7210は、テストボタン7062が押下されたおき、テストアーム7212と係合し、その自由端部7214をテストピン7216との接触状態へと移動させる。テストピン7216の位置が図130に示されている。テストピン7216は、小抵抗器と、変圧器7142、7144の一方を通って延在するリード線と、に連結されており、パワーラインに不均衡を発生し、集積回路LM1851に、ソレノイド7134を動作させ、かくしてフォールトをシミュレートするための信号を発生させる。テストボタン戻りスプリング(図示せず)は、テストボタン7062をその初期位置に戻す。図138は、テストボタン7064のリセット位置を示しており、この位置では、カム7210はテストアーム7212を押しておらず、自由端部7214はテストピン7216から分離されている。テストボタン7062が図139に示されるように押されたとき、カム7210は、テストアーム7212の自由端部7214を、テストピン216との接触状態へと下方に押しやり、シミュレートされたフォールトを引き起こし、GFCI7030が適切に作動していることを決定するためGFCI7030を作動させる。テストボタン7062は、解放時には、図138に示されているようなそのリセット位置に戻る。
【0315】
リセットボタン7060は図140に示されている。リセットボタン7060は、頂部部材7218を有し、該部材から側部部材が垂れ下がっている。頂部部材7218から垂れ下がっているものは、ラッチピン7224で終わっているラッチレバー7222である。ラッチピン7224は、その自由端部7228において、一般に尖っている。ラッチピン7224の直径は、ラッチレバー7222の直径より大きく、その結果としてラッチ肩部7226を形成している。リセットスプリング230は、図1421に示されるように、ラッチレバー7222を取り囲んでいる。図141及び142は、GFCI7030をそのリセット位置で示している。図141は後面図であるが、図142は側面図である。その周囲の構造は、GFCI7030のスイッチ構成部品が目立つことができるようにライトラインで示されている。図142では、プランジャー132は、ソレノイドコイル7134から延び、ラッチプレート7182は図面の左方に引っ張られており、それにより、長円アパーチャ7194のより小さい端部がラッチレバー7222と係合する。ラッチピン7224は、長円アパーチャ7194を通して引き抜くことができない。ラッチプレート7182の先導端部7232は、ラッチ肩部7226上に載置されており、リフター7136の下方に配置されている。リセットスプリング7230は、ラッチレバー7222を上方に押しやり、リフター7136も上方に移動させる。この上方運動は、可動接触アーム7138も上方に移動させ、可動接点7140を固定接点7108、7112との接触状態へと至らせる(図141を参照せよ)。リフター7136の延長部7234は、補助可動アーム7180とのその接触状態から離れる方に移動し、上方に偏倚された補助可動アーム7180は、その補助可動接点7188を、補助固定アーム7178上の補助固定接点7186と係合させ、かくしてPCBにパワーを供給する。
【0316】
内部若しくは外部のフォールトに応答して、又は、テストボタン7062を用いるテストに応答して、GFCI7030は、適切に作動するならば、主要回路及び補助回路の両方が開放されるところの図143及び144に示されたトリップ状態に移行する。トリップ状態の存在は、PCBの回路により信号表示される。信号がソレノイドコイル7134に供給され、該ソレノイドコイルはプランジャー7132をソレノイドコイル134へと更に引っ張る。プランジャー132は、ラッチプレート182を図14の右方に移動させ、長円アパーチャ7194の中央部分をラッチピン7224に亘って配置する。この位置では、ラッチプレート7182の先導端部7232は、もはやラッチ肩部7226と係合せず、ラッチレバー7222は、長円アパーチャ7194を通して自在に移動する。その結果、可動接触アーム7138上の可動接点7140を、固定アーム7106、7110上の固定接点7108、7112と各々接触状態で保持するものは何もなくなる。下方に偏倚された可動接触アーム7138は、リフター7136を押圧して、それを下方に移動させ、接点7108、7112と7140とを分離する。延長部7234は、補助可動アーム7180を押し、その下方運動を引き起こし、補助可動接点7188を補助固定接点7186から分離させ、補助回路を開放し、PCB上の回路にパワーを供給する。リセットボタン7060は、リセットスプリング7230の作用の結果としてポップアップし、GFCI7030がリセットされる必要があることを表示する。
【0317】
リセットボタン7060のポップアップに加えて、GFCIは、二色インジケータランプ手段7064と、可聴出力を発生するためPCB上のオッシレーターにより駆動されるピエゾ共振器7236と、を有する。オッシレーターの周波数を、3.0KHz±20%に選択し、オッシレーターの作動時間を制御することによって、可聴信号は、0.10秒の間、活性し、2秒の間、不活性となる。図145は、光の色、光閃光速度、及び、ビーパー音の様々な組み合わせを示している。これらは、GFCI7030の様々な状態を示すため発生することができる。GFCI7030が作動していることを示す管理信号は、GFCI7030のサイクルのうち最初の25日間に対して提供される。GFCI7030が適切に作動することを保証するため、30日毎に、GFCI7030がテストされ、リセットされることが推奨される。
【0318】
しかし、ほとんどの部品に対して、この構成は無視される。GFCI7030のテストを奨励するため、様々な光及びビーパーアプローチが用いられる。25日の終わりには、本装置を作動状態として信号表示するゆっくりと閃光する緑色光は、より速い明滅へと変化する。管理又はゆっくりとした明滅状態は、0.10秒、オンとなり、15秒間オフとなる。より速い明滅状態は、0.10秒オンとなり、0.9秒オフとなる。この速い明滅状態は、5日間延長され、このときに、インジケータランプ手段7064の両方のフィラメントが付勢されて、速い明滅率で明滅されるアンバー光を発生する。パワーがリセットに至った場合、アンバー光は、管理状態が達せられるまで、速い率で明滅する。時間期間はカウンター及びPCB上のクロックジェネレータにより確立される。外部フォールトが検出された場合、アンバー光が発光され、可聴信号が発生される。GFCI7030は、リセットされる必要がある。フォールトがGFCI7030それ自身にある場合、例えば、ソレノイドコイル7134が焼き切れるような場合、インジケータランプ手段7064の赤フィラメントが付勢され、可聴信号が発生される。GFCI7030は、フォールトがGFCI7030内にある場合には、取り替えられなければならない。
【0319】
本発明の基本的な新規な特徴が現在のところそれらを実施する上で好ましいと考えられる実施形態に適用されて、図示され、説明され、指摘されたが、図示された装置の形態及び詳細並びにその作用についての様々な省略、置換及び変更が、本発明の精神から逸脱すること無しに当業者によってなされ得ることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1乃至図41は、リセットロックアウトを備えた摺動式ラッチGFCIを示し、特に、図1は、本発明のコンセプトに従って構成されたGFCIの斜視図である。
【図2】
図2は、図1のGFCIの底部斜視図である。
【図3】
図3は、図1に類似した図であるが、GFCIの頂部及び底部のカバーが取り外された状態で示された図である。
【図4】
図4は、図1の装置の取り付けストラップの斜視図である。
【図5】
図5は、図1の装置の負荷ニュートラル位相ターミナル及び負荷位相ターミナルの底部斜視図である。
【図6】
図6は、図1の装置の印刷回路基板及びリセットアッセンブリの斜視図である。
【図7】
図7は、リセットレバー及びPC基板が取り外された状態での図6の装置の斜視図である。
【図8】
図8は、図1の装置のボビンアッセンブリの斜視図である。
【図9】
図9は、図1の装置の主要可動接点の斜視図である。
【図10】
図10は、図1の装置のプランジャー、ラッチプレート及び予備接点の底部斜視図である。
【図11】
図11は、図1の装置の印刷回路基板に取り付けられた変圧器を示す斜視図である。
【図12】
図12は、図11の変圧器ブラケットアッセンブリの部分断面側面図である。
【図13】
図13は、図1の装置のテストレバー及びボタンの斜視図である。
【図14】
図14は、テストレバー、テストボタン、テストアーム及びテストポンの開位置における前面図である。
【図15】
図15は、閉じたテスト位置にある図14に示された構成部品の前面図である。
【図16】
図16は、図1の装置のリセットレバー及びリセットボタンの斜視図である。
【図17】
図17は、リセットレバー、リセットボタン、主要接点及び予備接点を閉状態即ちリセット状態で示した前面図である。
【図18】
図18は、図17に係る装置の側面図である。
【図19】
図19は、図17の構成部品をトリップされた状態で示した前面図である。
【図20】
図20は、図19の装置の側面図である。
【図21】
図21は、GFCI及びこれと連係する回路のステータスと、可聴信号の明滅の色、速度や存在、不存在との間の関係を示すためのテーブルである。
【図22】
図22は、本発明の実施形態に係るGFCIの概略図である。
【図23】
図23は、ブリッジ回路を有する、本発明の実施形態に係るGFCIの概略図である。
【図24】
図24は、ブリッジ回路と、独立トリップ機構とを有する、本発明の実施形態に係るGFCIの概略図である。
【図25】
図25は、本発明の実施形態に係るGFCIのリセットロックアウト機構の部分破断図である。
【図26】
図26は、本発明の実施形態に係るGFCIのリセットロックアウト機構の部分破断図である。
【図27】
図27は、本発明の実施形態に係るGFCIのリセットロックアウト機構の部分破断図である。
【図28】
図28aは、本発明の実施形態に係るGFCIのリセットロックアウト機構の部分破断図である。
図28bは、本発明の実施形態に係るGFCIのリセットロックアウト機構の部分破断図である。
【図29】
図29a乃至cは、本発明の別の実施形態に係るGFCIのリセットロックアウト機構の部分破断図である。
【図30】
図30は、手動トリップ機構を示す、図29a乃至cの実施形態に係るGFCIのリセットロック機構の部分破断図である。
【図31】
図31a乃至fは、手動トリップ機構を示す、図29a乃至cの実施形態に係るGFCIのリセットロック機構の部分破断図である。
【図32】
図32a乃至bは、本発明の別の実施形態に係るGFCIのリセットロックアウト機構の部分破断図である。
【図33】
図33a乃至fは、本発明の別の実施形態に係るGFCIのリセットロックアウト機構の部分破断図である。
【図34】
図34a乃至fは、本発明の2つの実施形態に係るGFCIのリセットロックアウトボタンの部分破断図である。
【図35】
図35は、ユーザー負荷作動式スイッチを有する、本出願に係るグラウンドフォールト回路断続装置の一実施形態の斜視図である。
【図36】
図36a乃至bは、ユーザー負荷作動式スイッチを有する、本出願に係るグラウンドフォールト回路断続装置の一実施形態の斜視図である。
【図37】
図37は、ユーザー負荷作動式スイッチを有する、本出願に係るグラウンドフォールト回路断続装置の一実施形態の斜視図である。
【図38】
図38a乃至cは、ユーザー負荷作動式スイッチを有する、本出願に係るグラウンドフォールト回路断続装置の一実施形態の斜視図である。
【図39】
図39は、ユーザーボタン無しのトリップ及びリセット作動のためのユーザー負荷作動式スイッチを有する、本出願に係るグラウンドフォールト回路断続装置の一実施形態の斜視図である。
【図40】
図40は、ユーザー負荷作動式スイッチ装置を持ち、ボタンを備えていない、本出願に係るグラウンドフォールト回路断続装置の一実施形態の斜視図である。
【図41】
図41は、ユーザーボタン無しでトリップ及びリセット作動するための、可動面プレートと、面プレート移動作動式スイッチ装置と、を有する本出願に係るグラウンドフォールト回路断続装置の一実施形態の斜視図である。
【図42】
図42乃至図70は、リセットロックアウト及び逆配線保護を備えた回路流弾装置と、そのような装置を製造する方法を示し、図42は、本出願に係るグラウンドフォールト回路断続装置の一実施形態の斜視図である。
【図43】
図43は、GFCI装置をセット位置又は回路作成位置で示した、図42に示されたGFCI装置の一部分の部分断面側面図である。
【図44】
図44は、図42の回路断続装置の内部構成部品の分解図である。
【図45】
図45は、図42のGFCI装置内に配置された導電経路の一部分の平面図である。
【図46】
図46は、図4に示された導電経路の一部分の部分断面図である。
【図47】
図47は、図4に示された導電経路の一部分の部分断面図である。
【図48】
図48は、GFCI装置を回路破断又は断続位置で示した、図2と類似した側面図である。
【図49】
図49は、リセット作動中のGFCI装置の構成部品を示す、図2と類似した側面図である。
【図50】
図50は、本出願のリセット部分の一実施形態の作動を概略的に表した図であり、ライン接続及び負荷接続の間に電気的接続をなし、電気的接続のリセット部を回路断続部の作動と関連付けるため使用されたラッチング部材を示している。
【図51】
図51は、本出願のリセット部分の一実施形態の作動を概略的に表した図であり、ライン接続及び負荷接続の間に電気的接続をなし、電気的接続のリセット部を回路断続部の作動と関連付けるため使用されたラッチング部材を示している。
【図52】
図52は、本出願のリセット部分の一実施形態の作動を概略的に表した図であり、ライン接続及び負荷接続の間に電気的接続をなし、電気的接続のリセット部を回路断続部の作動と関連付けるため使用されたラッチング部材を示している。
【図53】
図53は、グラウンドフォールトを検出し、図1のGFCI装置をリセットするための回路の概略図である。
【図54】
図54は、本出願に係るグラウンドフォールト回路断続装置の代替実施形態の斜視図である。
【図55】
図55は、GFCI装置をセット位置又は回路作成位置で示した、図54に示されたGFCI装置の一部分の部分断面側面図である。
【図56】
図56は、GFCI装置を回路破断位置で示した、図55と類似した側面図である。
【図57】
図57は、リセット作動中のGFCI装置の構成部品を示す、図14と類似した側面図である。
【図58】
図58は、図13のGFCI装置の内部構成部品の分解図である。
【図59】
図59は、グラウンドフォールトを検出し、図54のGFCI装置をリセットするための回路の概略図である。
【図60】
図60は、図54に示されたGFCI装置の代替実施形態をセット位置又は回路作成位置で示した、該GFCI装置の一部分の部分断面側面図である。
【図61】
図61は、本装置を回路破断位置で示した、図60に類似した側面図である。
【図62】
図62は、本出願に係る、回路断続システムのブロック図である。
【図63】
図63a乃至bは、図63aでは適切に配線された従来のGFCI、図63bでは逆配線された従来のGFCIの部分概略図である。
【図64】
図64a乃至bは、図64aでは適切に配線された本発明の実施形態に係るGFCI、図64bでは逆配線された本発明の実施形態に係るGFCIの部分概略図である。
【図65】
図65a乃至bは、図65aでは適切に配線されて示されたリセットロックアウトを有するた本発明の別の実施形態に係るGFCI、図65bでは逆配線された本発明の別の実施形態に係るGFCIの部分概略図である。
【図66】
図66aは、ライン毎に2つの単一極及び単一スロースイッチ装置を利用する、本発明の別の実施形態に係る、GFCIの部分概略図である。
図66bは、ライン毎に一段部が短くされた状態で二重極及び単一スロースイッチ装置を利用する、本発明の別の実施形態に係る、GFCIの部分概略図である。
【図67】
図67は、インジケータを利用する、本発明の別の実施形態に係る、GFCIの部分概略図である。
【図68】
図68は、本発明の実施形態に係るGFCIを構成するため使用されるテスト接続の部分概略図である。
【図69】
図69a乃至cは、本発明の実施形態に係る回路断続装置を準備するための方法のフローチャートである。
【図70】
図70は、本発明の実施形態に係るトリップ力装置の斜視図である。
【図71】
図71乃至図76は、GFCIのための枢動点リセットロックアウト機構を示し、図71は、本出願の別の実施形態に係る図42の装置に類似したGFCIの部分側面破断図である。
【図72】
図72aは、本出願の別の実施形態に係る、図42の装置に類似したGFCIの部分側面破断図である。
図72bは、本出願の別の実施形態に係る、図1の装置に類似したGFCIの部分側面破断図である。
【図73】
図73は、GFCIの別の実施形態を示す、図56に類似した側面図である。
【図74】
図74a乃至bは、リセットロックアウトグルーブ及びリセットロックアウトアームの斜視断面図である。
【図75】
図75aは、図15の装置からのバンガーの断面図である。
図75bは、図73に示された、本発明の実施形態に係るバンガーの断面図である。
【図76】
図76a乃至bは、図73に示された本発明の実施形態に係る、リセットボタン及びバンガーの斜視断面図である。
【図77】
図77乃至図91は、リセットロックアウト及び独立トリップを備えたIDCIを示し、図77は、本発明のIDCIの第1の実施形態を示す。
【図78】
図78は、本発明のIDCIの第1の実施形態を示す。
【図79】
図79は、本発明のIDCIの第1の実施形態を示す。
【図80】
図80は、本発明のIDCIの第1の実施形態を示す。
【図81】
図81は、本発明のIDCIの第2の実施形態を示す。
【図82】
図82は、本発明のIDCIの第2の実施形態を示す。
【図83】
図83は、本発明のIDCIの第3の実施形態を示す。
【図84】
図84は、本発明に係る浸漬検出回路断続装置の一実施形態の斜視図である。
【図85】
図85は、本発明に係るIDCIの一実施形態を表す概略図である。
図85aは、IDCIの構成部品の分解斜視図である。
図85bは、IDCIのリセットボタン及びトリップアームの斜視図である。
図85cは、IDCIのキャッチの斜視図である。
図85dは、IDCIのラッチ及びラッチスプリングの斜視図である。
【図86】
図86は、本出願に係るIDCIの頂面図である。
【図87】
図87は、トリップされた状態で示されたライン4に沿ったIDCIの部分破断斜視図である。
図87aは、トリップされた状態で示されたライン4aに沿ったIDCIの部分破断斜視図である。
図87bは、トリップされた状態で示されたライン4bに沿ったIDCIの部分破断斜視図である。
図87cは、トリップされた状態で示されたライン4cに沿ったIDCIの部分破断斜視図である。
図87dは、図4cからの区分4dの詳細図である。
【図88】
図88は、リセットロックアウト状態におけるIDCIの部分破断前面図である。
図88aは、リセットロックアウト状態においてライン5aに沿ったIDCIの詳細な部分断面斜視図である。
図88bは、リセットロックアウト状態において示されたライン5bに沿ったIDCIの詳細な部分断面斜視図である。
図88cは、リセットロックアウト状態において示されたライン5cに沿ったIDCIの詳細な部分断面斜視図である。
【図89】
図89は、プランジャー移動ラッチを備えて中間状態で示されたIDCIの部分破断斜視図である。
図89aは、プランジャー移動ラッチを備えて中間状態で示されたIDCIの詳細図である。
【図90】
図90は、IDCIをオン状態で示した部分破断前面図である。
図90aは、オン状態のICDIをライン5aに沿って示した詳細部分断面斜視図である。
図90bは、オン状態のICDIをライン7bに沿って示した部分断面斜視図である。
図90cは、オン状態のICDIをライン7cに沿って示した部分断面斜視図である。
【図91】
図91は、手動トリップアクチュエータ移動ラッチを備えて中間状態で示されたIDCIの部分破断斜視図である。
【図92】
図92乃至図95は、リセットロックアウト及び独立トリップを備えたALCIを示し、図92a及び図92cは、本発明の実施形態に係るAKCIの斜視図である。
図92b及び図92dは、例えばウィンドメア/TRC ALCI等のALCIの斜視図である。
【図93】
図93a乃至図93eは、例えば、コーハン工業のIDCIカタログ番号303−0118等のIDCIの斜視図である。
図93f乃至図93gは、本発明に実施形態に係るIDCIの斜視図である。
【図94】
図94a乃至図94fは、例えば、電気衝撃保護カタログ番号ESP−12及びESP−31等のIDCIの斜視図である。
図94g乃至図94hは、本発明の実施形態に係るIDCIの斜視図である。
【図95】
図95a乃至図95bは、ウェロングカタログ番号P8S等のIDCIの斜視図である。
図95cは、本発明の実施形態に係るIDCIの斜視図である。
【図96】
図96乃至図97は、RCDのためのロックアウト機構を示し、図96は、本出願に係る失敗状態でのRCDの作動を表した概略図である。
【図97】
図97は、本出願に係るパスされた状態でのRCDの作動を表した概略図である。
【図98】
図98乃至図101は、回路断続器のためのニュートラルスイッチテスト機構を示し、図98は、本発明に係る電気テスト及びブリッジ回路を有する、GFCIの概略図である。
【図99】
図99は、本出願に係るリセットロックアウトのためのテストボタン及び電気グラウンドフォールトシミュレーションテストのための機械的トリップ等の独立トリップを有するGFCIの概略図である。
【図100】
図100は、本出願に係るリセットロックアウト用のニュートラルフォールトのためのテストボタン及び機械的スイッチ(電気テスト)用の機械的トリップ等の独立トリップを有するGFCIの概略図である。
【図101】
図101a及び図101bは、出願シリアル番号TBD、アトーニー整理番号0267−1415CIP9(41912.015600)に示されるようなGFCIのためのニュートラルフォールトシミュレーションを実施するための機械的スイッチである。
【図102】
図102乃至図117は、リセットロックアウト機構と、中央ラッチ回路断続装置のための独立トリップ機構と、を示し、図102a乃至bは、従来技術のGFCIの分解図である。
【図103】
図103a乃至bは、図102a乃至bの従来技術GFCIの機構の側断面図である。
【図104】
図104は、可動接点を示す、図103a乃至bに示された従来技術GFCIの機構の詳細な側面図である。
【図105】
図105は、本発明に係るGFCIの機構の側面図である。
【図106】
図106は、本発明に係るGFCIプランジャーの側面図である。
【図107】
図107a乃至cは、本発明に係るリセットの段階中のGFCI機構の側面図である。
【図108】
図108a乃至bは、従来技術のGFCIの機構の側断面図である。
【図109】
図109は、本発明に係るグラウンドフォールト回路断続装置の一実施形態の斜視図である。
【図110】
図110は、本発明に係るGFCIの一部分の分解図である。
【図111】
図111a乃至fは、図109のGFCIの一部分の機構の側断面図である。
【図112】
図112は、図108a乃至bに示されたような従来技術のGFCIの分解図である。
【図113】
図113は、本発明に係るグラウンドフォールト回路断続装置の一実施形態の斜視図である。
【図114】
図114aは、図112のプランジャー166から変更された図113に係る本発明の別の実施形態に係るGFCIのソレノイドプランジャーの斜視図である。
図114bは、図112の128から変更された図113に係る本発明の実施形態に係るGFCIのトリップボタンの斜視図である。
図114cは、図112の126から変更された図113に係る本発明の実施形態に係るGFCIのトリップボタンの斜視図である。
図114dは、図114に係る本発明の実施形態に係るGFCIのリリースレバーワイヤの斜視図である。
図114eは、図112の180〜182から変更された図113に係る本発明の実施形態に係るGFCIに装着されたスイッチを備える接触キャリアの斜視図である。
図114fは、図112の113から変更された図113に係る本発明の実施形態に係るGFCIのシャトル/テスト接点の斜視図である。
図114gは、図112の178から変更された図113に類似した本発明の実施形態に係るGFCIのラッチの側面及び部分頂面図である。
【図115】
図115a乃至cは、従来技術のGFCIの一部分を表現した破断図である。
【図116】
図116は、本発明の実施形態に係り、図114a乃至cに関連するGFCIの一部分を表現した破断図である。
【図117】
図117a乃至bは、本発明の実施形態に係り、図115a乃至cに関連するGFCIの一部分を表現した破断図である。
【図118】
図118乃至図124は、改善したサージ抑制を備えた回路断続器を示しており、図118は、パワー入力部とGFCI回路との間に接続された、開示された抑制及び保護回路のブロック図を示す。
【図119】
図119は、一例としての実施形態で図118の回路及び構成部品をより詳細に示す。
【図120】
図120は、抑制及び保護回路と、本発明の実施形態に係るグラウンド接地されたニュートラルリセットロックアウトテストと、を有する、GFCI回路の概略図を示す。
【図121】
図121は、ガス管クローバー装置を利用した、図3のGFCI回路の代替実施形態の概略図を示す。
【図122】
図122aは、2.54mm(0.1インチ)幅のスパークギャップを有するスパークギャップ装置を示す。
図122bは、1.02mm(0.04インチ)幅のスパークギャップを有するスパークギャップ装置を示す。
図122cは、1.27mm(0.05インチ)幅のスパークギャップを有するスパークギャップ装置を示す。
図122dは、垂直ヘッダーピンと、角度配位ヘッダーピンと、を備えたスパークギャップ装置を示す。
図122eは、2つの角度配位ヘッダーピンを備えたスパークギャップ装置を示す。
【図123】
図123aは、2つの垂直ヘッダーピンにより形成されたスパークギャップを有するガス管装置を示す。
図123bは、垂直ヘッダーピンと、角度配位ヘッダーピンと、により形成されたスパークギャップを有するガス管装置を示す。
【図124】
図124aは、ツェナーダイオード及び抵抗器を使用したローパスフィルターを有する、MOV用のハイブリッド保護回路を示す。
図124bは、ツェナーダイオード及びインダクターを使用したローパスフィルターを有する、MOV用のハイブリッド保護回路を示す。
【図125】
図125乃至図145は、ステータス表示を備えたGFCIを示し、図125は、ステータス表示能力で構成されたGFCIの斜視図である。
【図126】
図126は、図125のGFCIの底部斜視図である。
【図127】
図127は、図125と類似であるが、GFCIの頂部及び底部カバーが取り外された状態を示す図である。
【図128】
図128は、図125の装置の取り付けストラップの斜視図である。
【図129】
図129は、図125の装置の負荷ニュートラル及び負荷位相ターミナルの底部斜視図である。
【図130】
図130は、図125の装置の印刷回路ボード及びリセットアッセンブリの斜視図である。
【図131】
図131は、リセットレバー及びPCボードが取り外された状態にある図130の装置の斜視図である。
【図132】
図132は、図125の装置のボビンアッセンブリの斜視図である。
【図133】
図133は、図125の装置の主要可動接点の斜視図である。
【図134】
図134は、図125の装置のプランジャー、ラッチプレート及び予備接点の底部斜視図である。
【図135】
図135は、図125の装置の印刷回路基板上に取り付けられた変圧器を示す斜視図である。
【図136】
図136は、図135の変圧器ブラケットアッセンブリの部分断面側面図である。
【図137】
図137は、図125の装置のテストレバー及びボタンの斜視図である。
【図138】
図138は、テストレバー、テストボタン、テストアーム及びテストピンを開位置で示した前面図である。
【図139】
図139は、図138で示された閉テスト位置にある構成部品の前面図である。
【図140】
図140は、図125の装置のリセットレバー及びリセットボタンの斜視図である。
【図141】
図141は、閉状態又はリセット状態にある、リセットレバーリセットボタン、主要接点及び予備接点の前面図である。
【図142】
図142は、図141に係る装置の側面図である。
【図143】
図143は、トリップされた状態にある図141の構成部品の前面図である。
【図144】
図144は、図143の装置の側面図である。
【図145】
図145は、GFCI及びこれと連係する回路のステータスと、可聴信号の明滅の色、速度や存在、不存在との間の関係を示すためのテーブルである。
Claims (63)
- 回路断続装置であって、
ハウジングと、
ライン側と負荷側との間で前記ハウジング内に少なくとも部分的に各々配置された、位相伝達経路及びニュートラル伝達経路であって、該位相伝達経路は、電源に電気的に接続することができる第1の接続部、少なくとも1つの負荷に電流を伝達することができる第2の端部、及び、少なくとも1つのユーザーアクセス可能な負荷に電流を伝達することができる第3の接続部で端部が画成され、前記ニュートラル伝達経路は、電源に電気的に接続することができる第1の接続部、前記少なくとも1つの負荷へのニュートラル接続を形成することができる第2の接続部、及び、前記少なくとも1つのユーザーアクセス可能な負荷へのニュートラル接続を形成することができる第3の接続部で端部が画成されている、前記位相伝達経路及びニュートラル伝達経路と、
前記ハウジング内に配置され、且つ、所定条件の発生時に前記ライン側及び前記負荷側の間の前記位相伝達経路及びニュートラル伝達経路に電気的断続を引き起こすように構成された、回路断続部と、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配置され、前記位相伝達経路及びニュートラル伝達経路に電気的連続性を再確立するように構成され、且つ、ユーザープラグの挿入により作動されるレバーに接続された、リセット部と、
を備え、
前記回路断続装置は、前記回路断続部が作動していない場合、開ニュートラル条件が存在している場合、又は、逆配線条件が存在している場合に、前記位相伝達経路及びニュートラル伝達経路に電気的連続性を再確立することを防止するリセットロックアウト部を更に備えている、回路断続装置。 - 回路断続装置であって、
ハウジングと、
ライン側と負荷側との間で前記ハウジング内に少なくとも部分的に各々配置された、位相伝達経路であって、該位相伝達経路は、電源に電気的に接続することができる第1の接続部、少なくとも1つの負荷に電流を伝達することができる第2の端部、及び、少なくとも1つのユーザーアクセス可能な負荷に電流を伝達することができる第3の接続部で端部が画成されている、前記位相伝達経路と、
前記ハウジング内に配置され、且つ、所定条件の発生時に前記ライン側及び前記負荷側の間の前記位相伝達経路に電気的断続を引き起こすように構成された、回路断続部と、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配置され、前記位相伝達経路に電気的連続性を再確立するように構成された、リセット部と、
を備える回路断続装置。 - 回路断続装置であって、
ハウジングと、
ライン側と負荷側との間で前記ハウジング内に少なくとも部分的に各々配置された、位相伝達経路及びニュートラル伝達経路であって、該位相伝達経路は、電源に電気的に接続することができる第1の接続部、少なくとも1つの負荷に電流を伝達することができる第2の端部、及び、少なくとも1つのユーザーアクセス可能な負荷に電流を伝達することができる第3の接続部で端部が画成され、前記ニュートラル伝達経路は、電源に電気的に接続することができる第1の接続部、前記少なくとも1つの負荷へのニュートラル接続を形成することができる第2の接続部、及び、前記少なくとも1つのユーザーアクセス可能な負荷へのニュートラル接続を形成することができる第3の接続部で端部が画成されている、前記位相伝達経路及びニュートラル伝達経路と、
前記ハウジング内に配置され、且つ、所定条件の発生時に前記ライン側及び前記負荷側の間の前記位相伝達経路及びニュートラル伝達経路に電気的断続を引き起こすように構成された、回路断続部と、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配置され、且つ、前記位相伝達経路及びニュートラル伝達経路に電気的連続性を再確立するように構成された、リセット部と、
を備え、
前記回路断続装置は、前記回路断続部が作動していない場合、開ニュートラル条件が存在している場合、又は、逆配線条件が存在している場合に、前記位相伝達経路及びニュートラル伝達経路に電気的連続性を再確立することを防止するリセットロックアウト部を更に備えている、回路断続装置。 - リセットロックアウト及び逆配線保護を有する、回路断続装置を配送するための方法であって、
前記回路断続装置をリセットロックアウト状態で製造し、
前記回路断続装置を流通状態に置く、各工程を含む方法。 - 前記回路断続装置を流通状態に置く前にリセットロックアウトをテストする工程を更に含む、請求項4に記載の方法。
- リセットロックアウト、手動トリップ及び逆配線保護を有する回路断続装置を配送するための方法であって、
前記回路断続装置を製造し、
前記回路断続装置をリセットロックアウト状態に設定するため、前記手動トリップを作動させ、
前記回路断続装置を流通状態に置く、各工程を含む方法。 - 回路断続装置であって、
リセットロックアウト機構、ラインコンダクター及び負荷コンダクターを少なくとも部分的に収容するハウジングと、
ロックアウト部材と、複数の経路を有するロックアウト経路と、を有するリセットロックアウト機構であって、前記ロックアウト部材は、トリップ後に1つの経路で移動し、前記装置が前記ラインコンダクター及び前記負荷コンダクターの間の接続をリセットすることを可能にする所定条件が成立した場合に、別の経路で移動する、前記リセットロックアウト機構と、
を備える、回路断続装置。 - GFCI装置であって、
回路断続センサー、回路断続器、ラインコンダクター及び負荷コンダクターを少なくとも部分的に収容するハウジングと、
前記回路断続器を利用しないリセットロックアウト機構と、
を備える、GFCI装置。 - 回路断続装置であって、
回路断続センサー、ラインコンダクター及び負荷コンダクターを少なくとも部分的に収容するハウジングと、
ユーザー負荷にパワー供給すること無しに前記ラインコンダクターから前記回路断続検知回路をパワー供給するため使用される、二重極二重スローセンターオフスイッチと、
を備える、回路断続装置。 - ALCI装置であって、
回路断続センサー、ラインコンダクター及び負荷コンダクターを少なくとも部分的に収容するハウジングと、
機械式トリップアームアクチュエータを有するリセットスイッチと、
を備える、ALCI装置。 - リセットロックアウト機構を有する残留電流装置であって、
ハウジングと、
圧縮アームに接続されたユーザーハンドルと、
磁化シャフトと、前記ハウジングに接続されたリレーとを有するソレノイドと、
前記シャフト及びリレーの経路の間の位置から該シャフト及びリレーの経路の間にはない位置まで移動するため摺動可能に係合された前記圧縮アームに接続されたシムと、
を備える、残留電流装置。 - 回路断続装置であって、
ハウジングと、
ライン側と負荷側との間で前記ハウジング内に少なくとも部分的に各々配置された、位相伝達経路及びニュートラル伝達経路であって、該位相伝達経路は、電源に電気的に接続することができる第1の接続部、少なくとも1つの負荷に電流を伝達することができる第2の端部、及び、少なくとも1つのユーザーアクセス可能な負荷に電流を伝達することができる第3の接続部で端部が画成され、前記ニュートラル伝達経路は、電源に電気的に接続することができる第1の接続部、前記少なくとも1つの負荷へのニュートラル接続を形成することができる第2の接続部、及び、前記少なくとも1つのユーザーアクセス可能な負荷へのニュートラル接続を形成することができる第3の接続部で端部が画成されている、前記位相伝達経路及びニュートラル伝達経路と、
前記ハウジング内に配置され、且つ、所定条件の発生時に前記ライン側及び前記負荷側の間の前記位相伝達経路及びニュートラル伝達経路に電気的断続を引き起こすように構成された、回路断続部と、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配置され、且つ、前記位相伝達経路及びニュートラル伝達経路に電気的連続性を再確立するように構成された、リセット部と、
を備え、
前記回路断続装置は、ニュートラルフォールトシミュレーションテストが成功した場合にのみ、前記位相伝達経路及びニュートラル伝達経路に電気的連続性を再確立することを防止するリセットロックアウト部を更に備えている、回路断続装置。 - 回路断続装置であって、
ハウジングと、
ライン側と負荷側との間で前記ハウジング内に少なくとも部分的に各々配置された、位相伝達経路であって、該位相伝達経路は、電源に電気的に接続することができる第1の接続部、及び、少なくとも1つの負荷に電流を伝達することができる第2の端部で端部が画成されている、前記位相伝達経路と、
前記ハウジング内に配置され、且つ、所定条件の発生時に前記ライン側及び前記負荷側の間の前記位相伝達経路に電気的断続を引き起こすように構成された、回路断続部と、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配置され、前記位相伝達経路に電気的連続性を再確立するように構成された、リセット部と、
を備え、
前記リセット部は、レバーラッチ及びテストスイッチ部と干渉するための突起部を備えたスプリング偏倚リセット部材を有するリセットロックアウト部を更に備え、前記回路断続部が作動していない場合、開ニュートラル条件が存在している場合、又は、逆配線条件が存在している場合に、前記位相伝達経路及びニュートラル伝達経路に電気的連続性を再確立することを防止するため、成功時に前記干渉をクリアするテストを引き起こす、回路断続装置。 - 有害なパワー条件からグラウンドフォールト回路断続(GFCI)回路を保護するための装置であって、該GFCIはサージプロテクター構成部品を備え、前記装置は、
前記サージプロテクター構成部品への過渡電流パワーサージをフィルター処理するためGFCI回路のパワー入力部に亘って接続されたフィルターを備える、装置。 - 前記サージプロテクター構成部品は、金属酸化バリスター(MOV)を備える、請求項14に記載の装置。
- 前記フィルターは、ローパスフィルターである、請求項14に記載の装置。
- 前記フィルターは、
フィルターコンデンサーと、フィルターインダクターとを有する、LC回路を備えている、請求項14に記載の装置。 - 前記フィルターコンデンサーは、前記GFCI回路のバイパスコンデンサーである、請求項17に記載の装置。
- 前記フィルターインダクターは、変圧器と負荷との間のリレーを作動させるための前記GFCI回路のソレノイドである、請求項17に記載の装置。
- 前記GFCI回路のパワー入力部に亘って接続されたスパークギャップ装置を備える、過電圧防止回路を更に備える、請求項14に記載の装置。
- 過電圧条件の間に、前記過電圧防止回路は、前記サージ保護構成部品に印加された電圧を制限し、前記フィルターは、前記サージ保護構成部品に印加された電流を制限する、請求項20に記載の装置。
- グラウンドフォールト回路断続(GFCI)回路であって、
1組のパワー入力部に亘って接続されたサージプロテクター構成部品と、
前記サージプロテクター構成部品に接続されたバイパスコンデンサーと、
前記サージプロテクター構成部分に接続され、且つ、複数のダイオードを備える、ブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路に接続されたGFCIプロセッサと、
前記GFCIプロセッサに接続されたグラウンド変圧器と、
前記GFCIプロセッサに接続された検知変圧器と、
ソレノイドと、
前記ソレノイドにより作動されるリレー機構であって、前記グラウンド変圧器と、前記検知変圧器と、前記リレー機構とは、前記1組のパワー入力部を負荷に接続している、前記リレー機構と、
前記サージプロテクター構成部品に接続された、抑制保護回路であって、該サージプロテクター構成部品への過渡電流パワーサージをフィルター処理するため前記パワー入力部に亘って接続されたフィルターを備える、前記抑制保護回路と、
を備える、グラウンドフォールト回路断続回路。 - 前記サージプロテクター構成部品は、金属酸化バリスター(MOV)を備える、請求項22に記載のGFCI回路。
- 前記フィルターは、ローパスフィルターである、請求項22に記載のGFCI回路。
- 前記フィルターは、
フィルターコンデンサーと、フィルターインダクターとを有する、LC回路を備えている、請求項22に記載のGFCI回路。 - 前記フィルターコンデンサーは、バイパスコンデンサーである、請求項25に記載のGFCI回路。
- 前記フィルターインダクターはソレノイドである、請求項25に記載のGFCI回路。
- 前記パワー入力部に亘って接続されたスパークギャップ装置を備える、過電圧防止回路を更に備える、請求項25に記載のGFCI回路。
- 過電圧条件の間に、前記過電圧防止回路は、前記サージ保護構成部品に印加された電圧を制限し、前記フィルターは、前記サージ保護構成部品に印加された電流を制限する、請求項28に記載のGFCI回路。
- 有害なパワー条件からグラウンドフォールト回路断続(GFCI)回路を保護するための方法であって、該GFCIはサージプロテクター構成部品を備え、前記方法は、
ローパスフィルターを使用して、パワー入力部から前記サージプロテクター構成部品への過渡電流パワーサージをフィルター処理する工程を備える、方法。 - 前記フィルター処理する工程は、ローパスフィルターとして、コンデンサ及びインダクターを有するLC回路によって実行される、請求項30に記載の方法。
- 前記パワー入力部に亘って接続されたスパークギャップ装置を使用して、過電圧条件の間に前記サージプロテクター構成部品への電圧を減少させる工程を更に備えている、請求項30に記載の方法。
- 過電圧条件の間に、前記スパークギャップ装置は、前記サージ保護構成部品に印加された電圧を制限し、前記フィルターは、前記サージ保護構成部品に印加された電流を制限する、請求項32に記載の方法。
- 2つの入力コンダクター及び2つの出力コンダクター等の間の電気的接続を選択的に断続するためのスイッチング装置であって、
外側シェルを有するハウジングと、
前記ハウジング内で前記2つの出力コンダクターの各々について一つ用意された、2つの第1の固定接点と、
連係する第1の固定接点との接触状態へと選択的に移動されるため、前記ハウジング内で前記2つの入力コンダクターの各々について一つ用意された、2つの第1の可動接点と、
前記2つの第1の可動接点の両方を連係する第1の固定接点との接触状態へと選択的に移動させるリフター部材と、
第1の端部に設けられたリセットボタンと、第2の端部に設けられたラッチピンと、を有するリセットレバーと、
前記リセットレバーを前記ハウジングの外側シェルに向かって押しやるため前記リセットレバーの回りに設けられたラッチスプリングと、
前記ラッチピンと選択的に係合するためのラッチプレートであって、該ラッチプレートは、前記リフター部材を保持するため前記ラッチピンと接触する第1の位置であって、該リフター部材は第1の可動接点と接触し、次に該第1の可動接点は前記第1の固定接点と接触する、該第1の位置と、前記ラッチピンが前記ラッチスプリングの影響下で前記リフター部材を通って移動自在となり、前記第1の可動接点及び前記第1の固定接点の分離を可能にする、第2の位置と、の間で移動可能である、前記ラッチプレートと、
を備える、スイッチング装置。 - 前記ラッチプレートが前記第2の位置にあるとき、前記連係する第1の固定接点に関して前記2つの第1の可動接点を開放するため、前記第1の可動接点が前記リフター部材を変位させる、請求項34に記載のスイッチング装置。
- 前記ラッチプレートの位置を制御するため該ラッチプレートに連結されたプランジャーと、
トリップ電流をそのものから選択的に受け取るための2つの入力ターミナルを有するソレノイドであって、トリップ電流が該2つの入力ターミナルに印加されたとき該ソレノイドを磁石として機能させて、前記プランジャーを該ソレノイドへと引っ張り、前記ラッチプレートを前記第2の位置へと移動させ、トリップ電流が前記2つの入力ターミナルに印加されていないとき、前記ラッチプレートが前記第1の位置へと移動することを可能にする、前記ソレノイドと、
を更に備える、請求項34に記載のスイッチング装置。 - 前記ラッチプレートを前記第2の位置から前記第1の位置へ移動させるため該ラッチプレートに連結されたリセットスプリングを更に備える、請求項34に記載のスイッチング装置。
- 前記ソレノイドの2つの入力ターミナルへのトリップ電流が存在していないときに、前記ラッチプレートを前記第2の位置から前記第1の位置へ移動させるため該ラッチプレート及び前記プランジャーに連結されたリセットスプリングを更に備える、請求項36に記載のスイッチング装置。
- 前記リセットスプリングは、2つのリセットスプリングであり、その一方が、前記ラッチプレートと前記プランジャーとの間で接続され、第2のものが前記リフター部材と前記ラッチプレートとの間で接続されている、請求項38に記載のスイッチング装置。
- 第2の固定接点と、
第2の可動接点と、
前記ラッチプレートが前記第1の位置にあるとき前記第2の可動接点を前記第2の固定接点と係合させるように該第2の可動接点と係合し、前記ラッチプレートが前記第2の位置にあるとき前記第2の固定接点から前記第2の可動接点を分離させることを可能にする、前記リフター部材に設けられた延長部と、
を更に備える、請求項34に記載のスイッチング装置。 - 前記第1の位置から前記第2の位置まで前記ラッチプレートを移動させるようにトリップ電流を印加するため前記ソレノイドに連結されたテストスイッチを更に備える、請求項36に記載のスイッチング装置。
- インジケータランプ手段と、
前記インジケータランプを規則的なインターバルで明滅させるため該インジケータランプに連結された明滅手段と、
を更に備える、請求項34に記載のスイッチング装置。 - インジケータランプ手段と、
前記インジケータランプを規則的なインターバルで明滅させるため該インジケータランプに連結された明滅手段と、
を更に備える、請求項36に記載のスイッチング装置。 - インジケータランプ手段と、
前記インジケータランプを規則的なインターバルで明滅させるため該インジケータランプに連結された明滅手段と、
可聴信号を生成し、これにより前記スイッチング装置の条件を前記インジケータランプ手段の状態及び可聴信号により決定することができる、可聴信号手段と、
を更に備える、請求項34に記載のスイッチング装置。 - インジケータランプ手段と、
前記インジケータランプを規則的なインターバルで明滅させるため該インジケータランプに連結された明滅手段と、
可聴信号を生成し、これにより前記スイッチング装置の条件を前記インジケータランプ手段の状態及び可聴信号により決定することができる、可聴信号手段と、
を更に備える、請求項36に記載のスイッチング装置。 - 前記インジケータランプは、3つの異なる色を生成することのできる二色ランプである、請求項45に記載のスイッチング装置。
- 前記インジケータランプは、3つの異なる色を生成することのできる二色ランプである、請求項46に記載のスイッチング装置。
- 前記明滅手段は、2つの異なる速度で作動することができる、請求項47に記載のスイッチング装置。
- 前記明滅手段は、2つの異なる速度で作動することができる、請求項48に記載のスイッチング装置。
- 前記明滅手段は、2つの異なる速度で作動することができ、前記スイッチング装置の条件は、前記インジケータランプ手段の色及び明滅速度、並びに、可聴信号の存否から決定することができる、請求項47に記載のスイッチング装置。
- 前記明滅手段は、2つの異なる速度で作動することができ、前記スイッチング装置の条件は、前記インジケータランプ手段の色及び明滅速度、並びに、可聴信号の存否から決定することができる、請求項48に記載のスイッチング装置。
- 前記インジケータランプ手段は、第1の色で第1の速度で明滅され、且つ、前記回路断続装置の可聴信号の存在と共に、前記スイッチング装置のテストシーケンスが首尾良く完了されたことを示す、請求項51に記載のスイッチング装置。
- 前記インジケータランプ手段は、第1の色で第1の速度で明滅され、且つ、前記回路断続装置の可聴信号の存在と共に、前記スイッチング装置のテストシーケンスが首尾良く完了されたことを示す、請求項52に記載のスイッチング装置。
- 前記インジケータランプ手段は、前記第1の色の第1の速度より速い第2の速度で明滅され、且つ、前記可聴信号の欠如と共に、前記スイッチング装置を再びテストするための時刻が近づいてきたことを示す、請求項51に記載のスイッチング装置。
- 前記インジケータランプ手段は、前記第1の色の第1の速度より速い第2の速度で明滅され、且つ、前記可聴信号の欠如と共に、前記スイッチング装置を再びテストするための時刻が近づいてきたことを示す、請求項52に記載のスイッチング装置。
- 前記インジケータランプ手段は、第2の色で第2の速度で明滅され、且つ、前記可聴信号の欠如と共に、前記スイッチング装置をテストするための時刻に達したことを示す、請求項51に記載のスイッチング装置。
- 前記インジケータランプ手段は、第2の色で第2の速度で明滅され、且つ、前記可聴信号の欠如と共に、前記スイッチング装置をテストするための時刻に達したことを示す、請求項52に記載のスイッチング装置。
- 前記インジケータランプ手段は、第2の色で第2の速度で明滅され、且つ、前記可聴信号の存在において前記スイッチング装置が外部フォールトに起因してトリップしたことを示す、請求項51に記載のスイッチング装置。
- 前記インジケータランプ手段は、第2の色で第2の速度で明滅され、且つ、前記可聴信号の存在において前記スイッチング装置が外部フォールトに起因してトリップしたことを示す、請求項52に記載のスイッチング装置。
- 前記インジケータランプ手段は、第3の色で前記第2の速度で明滅され、且つ、前記可聴信号の存在において前記スイッチング装置が該スイッチング装置の内部フォールトに起因してトリップしたことを示す、請求項51に記載のスイッチング装置。
- 前記インジケータランプ手段は、第3の色で前記第2の速度で明滅され、且つ、前記可聴信号の存在において前記スイッチング装置が該スイッチング装置の内部フォールトに起因してトリップしたことを示す、請求項52に記載のスイッチング装置。
- 前記インジケータランプ手段は、第2の色で第2の速度で明滅され、且つ、前記可聴信号の欠如においてリセット時にパワーがオンになることを示す、請求項51に記載のスイッチング装置。
- 前記インジケータランプ手段は、第2の色で第2の速度で明滅され、且つ、前記可聴信号の欠如においてリセット時にパワーがオンになることを示す、請求項52に記載のスイッチング装置。
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| WO2023066380A1 (zh) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | 浙江万胜智能科技股份有限公司 | 一种基于物联网的自动检测电能表 |
-
2001
- 2001-10-16 JP JP2002537022A patent/JP2004520682A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| CN114830282A (zh) * | 2019-12-09 | 2022-07-29 | 立维腾制造有限公司 | 结合有复位锁定机构的断路器 |
| WO2023066380A1 (zh) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | 浙江万胜智能科技股份有限公司 | 一种基于物联网的自动检测电能表 |
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