世界的に適合可能なマルチコイル自動切換えスイッチおよび製造方法
【課題】世界中の電圧範囲にわたってＡＴＳを動作可能にするために適切な定格コンポーネントを自動的に切り換えるように適合された、マルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）を提供する。
【解決手段】低電圧接触器には、常時開低電圧主接点と磁気的にリンクされた低電圧コイルが含まれる。高電圧接触器は、低電圧接触器と並列に結合される。高電圧接触器には、常時開高電圧主接点と磁気的にリンクされた高電圧コイルが含まれる。常時閉高電圧補助接点は、高電圧コイルと磁気的にリンクされる。常時閉高電圧補助接点は、常時開高電圧主接点と反対の相を有する。高電圧接触器は、常時閉高電圧補助接点を開いて低電圧コイルを切断する。
【解決手段】低電圧接触器には、常時開低電圧主接点と磁気的にリンクされた低電圧コイルが含まれる。高電圧接触器は、低電圧接触器と並列に結合される。高電圧接触器には、常時開高電圧主接点と磁気的にリンクされた高電圧コイルが含まれる。常時閉高電圧補助接点は、高電圧コイルと磁気的にリンクされる。常時閉高電圧補助接点は、常時開高電圧主接点と反対の相を有する。高電圧接触器は、常時閉高電圧補助接点を開いて低電圧コイルを切断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電子デバイス用の電力分配に関し、排他的ではなくより具体的に言えば、コンピューティング環境で使用するための自動切換えスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）とは、２本の交流電流（ＡＣ）回線源のうちの１本を電力負荷に自動的に接続する回路である。切換えスイッチは、通常電源からのバックアップ電力を提供するために緊急用発電機が使用される場所で見られる可能性がある。切換えスイッチは、主回線障害時に通常電源から緊急用発電機電源に切り換えることができる。自動切換えスイッチは、２つの入力源を完全に分離しなければならない。
【０００３】
ある入力源から別の入力源へと切り換えるために、ＡＴＳは、２つの回線の状態を積極的に監視し、切断および接続を決定しなければならないか、または、競合する入力源の状態の変化に対するその回路の相対応答に基づいて、正しい入力源を反応的に接続するように設計しなければならない。
【０００４】
第１に、積極的監視オプションは、一般に、監視および制御の目的でマイクロコントローラを使用する。こうした積極的監視ＡＴＳデバイスは、一般に、マイクロコントローラ・ベースの「スマート」電子制御回路を使用して、電力接点の開閉のために定電圧回路を駆動する。積極的監視および制御手法は、いずれの回線電圧でも反復可能動作を提供する。しかしながら、マイクロコントローラをサポートするためには、ハウスキーピング用電源、電圧センサ、信号状態回路、および制御ファームウェアを必要とする。これらの追加要件は、システムの費用および複雑さを増加させる。複雑さが増加すると信頼性が低下する。
【０００５】
第２に、反応的オプションは、しばしば、それらの駆動コイルに印加される電圧に基づいて開閉する機械的接触器のインターロックに基づいた単純な設計である。この第２のオプションの方が、実装はより簡単かつ安価であるが、以下に説明するように重要な欠点がある。
【０００６】
世界中の様々な地域には様々な電力的特徴があり、より具体的に言えば、ＡＣ入力電圧が国によって異なる。ほとんどの電気的設計に見られるように、ＡＴＳデバイスは地域特有であるべきではなく、通常は、別々の部品番号を地域ごとに指定するか、さらに悪いことには国ごとに指定しなければならない。反応的設計の場合、たとえ部品番号の異なる多数の接触器を使用して世界中の電力要件をカバーできるとしても、これらの部品番号は、欧州または米国あるいはその両方などの、より広い地域の回線コード・オプションには対応していない。言い換えれば、回線コード・オプションと同様に、欧州全体をカバーできる接触器用の単一の部品番号は存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記に鑑み、同じ部品番号を使用して複数の世界的地域にまたがって実装可能な、単純反応型機械的自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）設計が求められている。こうした設計は、システムのコスト、複雑さ、および障害点（points of failure）を減少させることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって一実施形態では、単なる例として、世界中の電圧範囲にわたってＡＴＳを動作可能にするために適切な定格コンポーネントを自動的に切り換えるように適合された、マルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）が提供される。低電圧接触器には、常時開（normally open）低電圧主接点と磁気的にリンクされた低電圧コイルが含まれる。高電圧接触器は、低電圧接触器と並列に結合される。高電圧接触器には、常時開高電圧主接点と磁気的にリンクされた高電圧コイルが含まれる。常時閉高電圧補助接点は、高電圧コイルと磁気的にリンクされる。常時閉高電圧補助接点は、常時開高電圧主接点と反対の相を有する。高電圧接触器は、常時閉高電圧補助接点を開いて低電圧コイルを切断する。
【０００９】
追加の実施形態では、再度単なる例として、世界中で適合可能なマルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）が提供される。入力は低電圧主接点に結合される。高電圧主接点は、低電圧主接点と並列に結合される。低電圧コイルは、高電圧補助接点と直列に結合される。低電圧コイルは、低電圧主接点と磁気的にリンクされる。高電圧主接点は高電圧補助接点と並列に結合される。高電圧コイルは、高電圧補助接点および高電圧主接点の両方と磁気的にリンクされる。高電圧主接点および高電圧補助接点は、逆相で構成される。高電圧リレーは、高電圧コイルが通電された（energized）場合、高電圧補助接点を開いて低電圧コイルを切断する。
【００１０】
さらに他の実施形態では、再度単なる例として、世界中の電圧範囲にわたってＡＴＳを動作可能にするために適切な定格コンポーネントを自動的に切り換えるように適合された、マルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）の製造方法が提供される。この方法は、常時開低電圧主接点と磁気的にリンクされた低電圧コイルを含む低電圧接触器を提供すること、低電圧接触器と並列に結合された高電圧接触器を提供することであって、この高電圧接触器が常時開高電圧主接点と磁気的にリンクされた高電圧コイルを含む、高電圧接触器を提供すること、および、高電圧コイルと磁気的にリンクされた常時閉高電圧補助接点を提供することであって、この常時閉高電圧補助接点が常時開高電圧主接点と逆の相を有し、この高電圧接触器が常時閉高電圧補助接点を開いて低電圧コイルを切断する、常時閉高電圧補助接点を提供することを、含む。
【００１１】
本発明の利点を容易に理解するために、上記で簡潔に説明した本発明について、添付の図面に示された特定の諸実施形態を参照しながらより具体的に説明する。これらの図面が本発明の典型的な諸実施形態のみを示すものであり、したがってその範囲を限定するものとはみなされないことを理解しながら、添付の図面を使用して追加の特異性および詳細について記述および説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】低電圧動作モードでの世界的マルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）の例を示す概略図である。
【図２】高電圧動作モードでの図１のＡＴＳを示す概略図である。
【図３】図１のＡＴＳの例示的線間電圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に例示された諸実施形態は、リレー・コイルを使用する単純な単一設計自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）を実装する。例示された諸実施形態は、スマート・コントローラ、内蔵ＡＣ／ＤＣ電源、および制御コードなどのコンポーネントを必要とせずに、世界的な電圧動作に自動的に適合する。ある特定の実施形態では、ＡＴＳを表す単一の部品番号を使用して、世界的な動作をカバーすることができる。こうした実装により、製造およびフィールド・サービスが簡略化される。加えてＡＴＳは、潜在的な障害点が除去されるため、より信頼できる動作を提供する。
【００１４】
以下に例示された諸実施形態に見られるように、２つのリレーまたは接触器の接点は並列に接続されている。一方のリレーは定格がより高電圧のコイルを使用し、他方のリレーは定格がより低電圧のコイルを使用する。コイルは、最低から最高まで世界中の電力網電圧範囲をカバーする、重複動作許容範囲を有する。たとえば、両方のコイルの許容範囲は、プラス１０パーセント（＋１０％）およびマイナス１５パーセント（−１５％）の定格となるように適合可能である。低電圧コイルの定格超過を防ぐために、高電圧リレーが接続された場合、補助接点を介して低電圧リレーを切断するように適合することができる。
【００１５】
図１を参照すると、低電圧動作モードの例示的ＡＴＳ１０が示されている。ＡＴＳ１０は、入力１２（この場合、定格１７０から２０４ ＶＡＣ）と、電気的負荷に接続するように適合された出力１４とを含む。低電圧リレー（接触器）１６は、常時開（Ｎ．Ｏ．）となるように構成された低電圧主接点１８を含む。低電圧コイル２２は、点線で示されるように、低電圧接点１８に磁気的にリンクされる。コイル２２が通電された場合、コイル２２からの磁束によって接点１８が閉じられる。コイル２２は接地２４に結合される。この実施形態では、コイル２２の定格は約２００Ｖであり、引上げ電圧（Ｖｐｉｃｋｕｐ）（pickup voltage）は約１７０Ｖ、最高電圧（Ｖｍａｘ）は約２２０Ｖである。引上げ電圧とは、コイル２２が接点１８を閉じるように十分に通電された電圧を言い表す。最高電圧とは、リレー１６によって許容される最高電圧を言い表す。
【００１６】
ＡＴＳ１０は、接地３２に結合され高電圧主接点２８に磁気的にリンクされた高電圧コイル３０を有する、高電圧リレー２６も含む。この実施形態では、高電圧コイル３０の定格は２４０Ｖであり、引上げ電圧（Ｖｐｉｃｋｕｐ）は２０４Ｖ、最高電圧（Ｖｍａｘ）は２６４Ｖである。高電圧主接点２８も常時開（Ｎ．Ｏ．）となるように構成される。高電圧接点２８が低電圧接点１６と並列に結合されるため、高電圧リレー２６は、図に示されるように低電圧リレー１６と並列に結合される。
【００１７】
高電圧補助接点２０は、入力１２と低電圧コイル２２との間に結合される。高電圧補助接点２０は、主接点２８にリンクされる。しかしながらこの場合、高電圧補助接点は高電圧接点２８と逆相で構成される。結果として、高電圧補助接点は常時閉（Ｎ．Ｃ．）となるように構成される。高電圧コイル３０が通電された場合、高電圧コイル３０からの磁束によって高電圧接点２８が閉じられ、高電圧補助接点２０が開けられて、低電圧コイル２２への電力経路が切断される。結果として、低電圧コイル２２は遮断され（de-energized）、低電圧接点１６が開けられる。
【００１８】
図１は、低電圧動作モードのＡＴＳ１０を示す。入力電圧は１７０Ｖから２０４Ｖの間であり、図に示されるように、出力１４は低電圧主接点１８を介して通電される。
【００１９】
図２を参照すると、ＡＴＳ１０は高電圧動作モードで示される。線間電圧が高電圧コイル３０を引き上げるように十分に高い（たとえばこの実施形態では２０４Ｖより高い）場合、低電圧コイル２２は高電圧補助接点を開くことによって遮断される（高電圧補助接点２０は開位置で示されている）。リレー１６の定格電圧が２２０Ｖ（最高電圧）を超えないように、低電圧コイル２２は電源から切断される。出力は、図に示されるように高電圧主接点２８を介して通電される。
【００２０】
ＡＴＳ １０の機能は、下記に照らして考察することができる。低電圧リレーは、Ｖａ〜Ｖｂとして定義された動作電圧定格範囲と、ＶｐＬＶとして定義された引上げ電圧とを有するように選択可能である。高電圧リレーは、Ｖｃ〜Ｖｄの動作電圧定格と、高電圧引上げ電圧ＶｐＨＶとを有するように選択可能である。これらの定義に鑑みて、ＡＴＳの動作は、Ｖｃ＞Ｖａ、Ｖｃ≦Ｖｂ、Ｖｄ＞Ｖｂ、およびＶｐＨＶ＞ＶｐＬＶによって特徴付けられる。
【００２１】
図３を参照すると、高電圧補助接点（ＨＶ ＡＵＸ）（５４）、低電圧主接点（ＬＶ Ｍａｉｎ）（５６）、および高電圧主接点（ＨＶ Ｍａｉｎ）（５８）のそれぞれについての、線間電圧（５２）のグラフ５０が示されている。ＨＶ ＡＵＸ ５４は、約０Ｖから約２０４Ｖ、すなわち高電圧コイルの引上げ電圧まで閉じたままである。高電圧コイルが通電されると、ＨＶ ＡＵＸ ５４は、高電圧コイル引上げ電圧から２６０Ｖより高い電圧まで開いたままである。
【００２２】
ＬＶ Ｍａｉｎ ５６は、０Ｖから低電圧コイルの引上げ電圧（約１７０Ｖ）まで開く。ＬＶ Ｍａｉｎ ５６は約１７０ボルトから約２０４Ｖまで閉じるが、高電圧コイルの引上げ電圧を超え、ＬＶ Ｍａｉｎ ５６がまだ開かない、数ボルトのグレー・ゾーンが存在する場合がある。ＬＶ Ｍａｉｎは、約２０４Ｖから２６０Ｖより高い電圧まで開く。
【００２３】
ＨＶ Ｍａｉｎ ５８は、約０Ｖから高電圧コイルの引上げ電圧（約２０４Ｖ）まで開く。ＨＶ Ｍａｉｎ ５８は、この引上げ電圧から約２６０Ｖの電圧まで閉じる。
【００２４】
当業者であれば理解されるように、ＡＴＳ１０は等しい許容範囲のコイルで構成可能であるが、特定の状況では、前述の例示的諸実施形態とは異なる定格で構成可能である。それぞれの場合に、ＡＴＳ１０は、単純で費用対効果の高い強固な設計を使用し、電力網電圧の国際的な変化全体にわたって自動切換え機能を提供する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電子デバイス用の電力分配に関し、排他的ではなくより具体的に言えば、コンピューティング環境で使用するための自動切換えスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）とは、２本の交流電流（ＡＣ）回線源のうちの１本を電力負荷に自動的に接続する回路である。切換えスイッチは、通常電源からのバックアップ電力を提供するために緊急用発電機が使用される場所で見られる可能性がある。切換えスイッチは、主回線障害時に通常電源から緊急用発電機電源に切り換えることができる。自動切換えスイッチは、２つの入力源を完全に分離しなければならない。
【０００３】
ある入力源から別の入力源へと切り換えるために、ＡＴＳは、２つの回線の状態を積極的に監視し、切断および接続を決定しなければならないか、または、競合する入力源の状態の変化に対するその回路の相対応答に基づいて、正しい入力源を反応的に接続するように設計しなければならない。
【０００４】
第１に、積極的監視オプションは、一般に、監視および制御の目的でマイクロコントローラを使用する。こうした積極的監視ＡＴＳデバイスは、一般に、マイクロコントローラ・ベースの「スマート」電子制御回路を使用して、電力接点の開閉のために定電圧回路を駆動する。積極的監視および制御手法は、いずれの回線電圧でも反復可能動作を提供する。しかしながら、マイクロコントローラをサポートするためには、ハウスキーピング用電源、電圧センサ、信号状態回路、および制御ファームウェアを必要とする。これらの追加要件は、システムの費用および複雑さを増加させる。複雑さが増加すると信頼性が低下する。
【０００５】
第２に、反応的オプションは、しばしば、それらの駆動コイルに印加される電圧に基づいて開閉する機械的接触器のインターロックに基づいた単純な設計である。この第２のオプションの方が、実装はより簡単かつ安価であるが、以下に説明するように重要な欠点がある。
【０００６】
世界中の様々な地域には様々な電力的特徴があり、より具体的に言えば、ＡＣ入力電圧が国によって異なる。ほとんどの電気的設計に見られるように、ＡＴＳデバイスは地域特有であるべきではなく、通常は、別々の部品番号を地域ごとに指定するか、さらに悪いことには国ごとに指定しなければならない。反応的設計の場合、たとえ部品番号の異なる多数の接触器を使用して世界中の電力要件をカバーできるとしても、これらの部品番号は、欧州または米国あるいはその両方などの、より広い地域の回線コード・オプションには対応していない。言い換えれば、回線コード・オプションと同様に、欧州全体をカバーできる接触器用の単一の部品番号は存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記に鑑み、同じ部品番号を使用して複数の世界的地域にまたがって実装可能な、単純反応型機械的自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）設計が求められている。こうした設計は、システムのコスト、複雑さ、および障害点（points of failure）を減少させることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって一実施形態では、単なる例として、世界中の電圧範囲にわたってＡＴＳを動作可能にするために適切な定格コンポーネントを自動的に切り換えるように適合された、マルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）が提供される。低電圧接触器には、常時開（normally open）低電圧主接点と磁気的にリンクされた低電圧コイルが含まれる。高電圧接触器は、低電圧接触器と並列に結合される。高電圧接触器には、常時開高電圧主接点と磁気的にリンクされた高電圧コイルが含まれる。常時閉高電圧補助接点は、高電圧コイルと磁気的にリンクされる。常時閉高電圧補助接点は、常時開高電圧主接点と反対の相を有する。高電圧接触器は、常時閉高電圧補助接点を開いて低電圧コイルを切断する。
【０００９】
追加の実施形態では、再度単なる例として、世界中で適合可能なマルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）が提供される。入力は低電圧主接点に結合される。高電圧主接点は、低電圧主接点と並列に結合される。低電圧コイルは、高電圧補助接点と直列に結合される。低電圧コイルは、低電圧主接点と磁気的にリンクされる。高電圧主接点は高電圧補助接点と並列に結合される。高電圧コイルは、高電圧補助接点および高電圧主接点の両方と磁気的にリンクされる。高電圧主接点および高電圧補助接点は、逆相で構成される。高電圧リレーは、高電圧コイルが通電された（energized）場合、高電圧補助接点を開いて低電圧コイルを切断する。
【００１０】
さらに他の実施形態では、再度単なる例として、世界中の電圧範囲にわたってＡＴＳを動作可能にするために適切な定格コンポーネントを自動的に切り換えるように適合された、マルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）の製造方法が提供される。この方法は、常時開低電圧主接点と磁気的にリンクされた低電圧コイルを含む低電圧接触器を提供すること、低電圧接触器と並列に結合された高電圧接触器を提供することであって、この高電圧接触器が常時開高電圧主接点と磁気的にリンクされた高電圧コイルを含む、高電圧接触器を提供すること、および、高電圧コイルと磁気的にリンクされた常時閉高電圧補助接点を提供することであって、この常時閉高電圧補助接点が常時開高電圧主接点と逆の相を有し、この高電圧接触器が常時閉高電圧補助接点を開いて低電圧コイルを切断する、常時閉高電圧補助接点を提供することを、含む。
【００１１】
本発明の利点を容易に理解するために、上記で簡潔に説明した本発明について、添付の図面に示された特定の諸実施形態を参照しながらより具体的に説明する。これらの図面が本発明の典型的な諸実施形態のみを示すものであり、したがってその範囲を限定するものとはみなされないことを理解しながら、添付の図面を使用して追加の特異性および詳細について記述および説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】低電圧動作モードでの世界的マルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）の例を示す概略図である。
【図２】高電圧動作モードでの図１のＡＴＳを示す概略図である。
【図３】図１のＡＴＳの例示的線間電圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に例示された諸実施形態は、リレー・コイルを使用する単純な単一設計自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）を実装する。例示された諸実施形態は、スマート・コントローラ、内蔵ＡＣ／ＤＣ電源、および制御コードなどのコンポーネントを必要とせずに、世界的な電圧動作に自動的に適合する。ある特定の実施形態では、ＡＴＳを表す単一の部品番号を使用して、世界的な動作をカバーすることができる。こうした実装により、製造およびフィールド・サービスが簡略化される。加えてＡＴＳは、潜在的な障害点が除去されるため、より信頼できる動作を提供する。
【００１４】
以下に例示された諸実施形態に見られるように、２つのリレーまたは接触器の接点は並列に接続されている。一方のリレーは定格がより高電圧のコイルを使用し、他方のリレーは定格がより低電圧のコイルを使用する。コイルは、最低から最高まで世界中の電力網電圧範囲をカバーする、重複動作許容範囲を有する。たとえば、両方のコイルの許容範囲は、プラス１０パーセント（＋１０％）およびマイナス１５パーセント（−１５％）の定格となるように適合可能である。低電圧コイルの定格超過を防ぐために、高電圧リレーが接続された場合、補助接点を介して低電圧リレーを切断するように適合することができる。
【００１５】
図１を参照すると、低電圧動作モードの例示的ＡＴＳ１０が示されている。ＡＴＳ１０は、入力１２（この場合、定格１７０から２０４ ＶＡＣ）と、電気的負荷に接続するように適合された出力１４とを含む。低電圧リレー（接触器）１６は、常時開（Ｎ．Ｏ．）となるように構成された低電圧主接点１８を含む。低電圧コイル２２は、点線で示されるように、低電圧接点１８に磁気的にリンクされる。コイル２２が通電された場合、コイル２２からの磁束によって接点１８が閉じられる。コイル２２は接地２４に結合される。この実施形態では、コイル２２の定格は約２００Ｖであり、引上げ電圧（Ｖｐｉｃｋｕｐ）（pickup voltage）は約１７０Ｖ、最高電圧（Ｖｍａｘ）は約２２０Ｖである。引上げ電圧とは、コイル２２が接点１８を閉じるように十分に通電された電圧を言い表す。最高電圧とは、リレー１６によって許容される最高電圧を言い表す。
【００１６】
ＡＴＳ１０は、接地３２に結合され高電圧主接点２８に磁気的にリンクされた高電圧コイル３０を有する、高電圧リレー２６も含む。この実施形態では、高電圧コイル３０の定格は２４０Ｖであり、引上げ電圧（Ｖｐｉｃｋｕｐ）は２０４Ｖ、最高電圧（Ｖｍａｘ）は２６４Ｖである。高電圧主接点２８も常時開（Ｎ．Ｏ．）となるように構成される。高電圧接点２８が低電圧接点１６と並列に結合されるため、高電圧リレー２６は、図に示されるように低電圧リレー１６と並列に結合される。
【００１７】
高電圧補助接点２０は、入力１２と低電圧コイル２２との間に結合される。高電圧補助接点２０は、主接点２８にリンクされる。しかしながらこの場合、高電圧補助接点は高電圧接点２８と逆相で構成される。結果として、高電圧補助接点は常時閉（Ｎ．Ｃ．）となるように構成される。高電圧コイル３０が通電された場合、高電圧コイル３０からの磁束によって高電圧接点２８が閉じられ、高電圧補助接点２０が開けられて、低電圧コイル２２への電力経路が切断される。結果として、低電圧コイル２２は遮断され（de-energized）、低電圧接点１６が開けられる。
【００１８】
図１は、低電圧動作モードのＡＴＳ１０を示す。入力電圧は１７０Ｖから２０４Ｖの間であり、図に示されるように、出力１４は低電圧主接点１８を介して通電される。
【００１９】
図２を参照すると、ＡＴＳ１０は高電圧動作モードで示される。線間電圧が高電圧コイル３０を引き上げるように十分に高い（たとえばこの実施形態では２０４Ｖより高い）場合、低電圧コイル２２は高電圧補助接点を開くことによって遮断される（高電圧補助接点２０は開位置で示されている）。リレー１６の定格電圧が２２０Ｖ（最高電圧）を超えないように、低電圧コイル２２は電源から切断される。出力は、図に示されるように高電圧主接点２８を介して通電される。
【００２０】
ＡＴＳ １０の機能は、下記に照らして考察することができる。低電圧リレーは、Ｖａ〜Ｖｂとして定義された動作電圧定格範囲と、ＶｐＬＶとして定義された引上げ電圧とを有するように選択可能である。高電圧リレーは、Ｖｃ〜Ｖｄの動作電圧定格と、高電圧引上げ電圧ＶｐＨＶとを有するように選択可能である。これらの定義に鑑みて、ＡＴＳの動作は、Ｖｃ＞Ｖａ、Ｖｃ≦Ｖｂ、Ｖｄ＞Ｖｂ、およびＶｐＨＶ＞ＶｐＬＶによって特徴付けられる。
【００２１】
図３を参照すると、高電圧補助接点（ＨＶ ＡＵＸ）（５４）、低電圧主接点（ＬＶ Ｍａｉｎ）（５６）、および高電圧主接点（ＨＶ Ｍａｉｎ）（５８）のそれぞれについての、線間電圧（５２）のグラフ５０が示されている。ＨＶ ＡＵＸ ５４は、約０Ｖから約２０４Ｖ、すなわち高電圧コイルの引上げ電圧まで閉じたままである。高電圧コイルが通電されると、ＨＶ ＡＵＸ ５４は、高電圧コイル引上げ電圧から２６０Ｖより高い電圧まで開いたままである。
【００２２】
ＬＶ Ｍａｉｎ ５６は、０Ｖから低電圧コイルの引上げ電圧（約１７０Ｖ）まで開く。ＬＶ Ｍａｉｎ ５６は約１７０ボルトから約２０４Ｖまで閉じるが、高電圧コイルの引上げ電圧を超え、ＬＶ Ｍａｉｎ ５６がまだ開かない、数ボルトのグレー・ゾーンが存在する場合がある。ＬＶ Ｍａｉｎは、約２０４Ｖから２６０Ｖより高い電圧まで開く。
【００２３】
ＨＶ Ｍａｉｎ ５８は、約０Ｖから高電圧コイルの引上げ電圧（約２０４Ｖ）まで開く。ＨＶ Ｍａｉｎ ５８は、この引上げ電圧から約２６０Ｖの電圧まで閉じる。
【００２４】
当業者であれば理解されるように、ＡＴＳ１０は等しい許容範囲のコイルで構成可能であるが、特定の状況では、前述の例示的諸実施形態とは異なる定格で構成可能である。それぞれの場合に、ＡＴＳ１０は、単純で費用対効果の高い強固な設計を使用し、電力網電圧の国際的な変化全体にわたって自動切換え機能を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
世界中の電圧範囲にわたってマルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）を動作可能にするために適切な定格コンポーネントを自動的に切り換えるように適合され、
常時開低電圧主接点と磁気的にリンクされた低電圧コイルを含む、低電圧接触器と、
前記低電圧接触器と並列に結合された高電圧接触器であって、前記高電圧接触器は、常時開高電圧主接点と磁気的にリンクされた高電圧コイルを含む、高電圧接触器と、
前記高電圧コイルと磁気的にリンクされた常時閉高電圧補助接点であって、前記常時閉高電圧補助接点は前記常時開高電圧主接点と反対の相を有し、前記高電圧接触器は前記常時閉高電圧補助接点を開いて前記低電圧コイルを切断する、常時閉高電圧補助接点と、
を備える、ＡＴＳ。
【請求項２】
前記低電圧コイルおよび前記高電圧コイルが、最低から最高まで世界中の電力網電圧範囲の重複動作許容範囲を有するように選択される、請求項１に記載のＡＴＳ。
【請求項３】
前記低電圧接触器および前記高電圧接触器に結合された入力をさらに含み、前記入力が２つの重複する電圧範囲を受け入れるように適合された、請求項１に記載のＡＴＳ。
【請求項４】
前記低電圧接触器が、動作電圧定格範囲Ｖａ〜Ｖｂおよび引上げ電圧ＶｐＬＶを有し、
前記高電圧接触器が、動作電圧定格Ｖｃ〜Ｖｄおよび高電圧引上げ電圧ＶｐＨＶを有し、
Ｖｃ＞Ｖａ、Ｖｃ≦Ｖｂ、Ｖｄ＞Ｖｂ、およびＶｐＨＶ＞ＶｐＬＶである、
請求項１に記載のＡＴＳ。
【請求項５】
前記低電圧接触器および前記高電圧接触器に結合された出力をさらに含み、前記出力が電力負荷に接続するように適合された、請求項１に記載のＡＴＳ。
【請求項６】
追加の常時開主接点と磁気的にリンクされた追加のコイルを含む追加の接触器をさらに含み、前記追加の接触器が、前記低電圧接触器および前記高電圧接触器のうちの少なくとも１つと並列に結合された、請求項１に記載のＡＴＳ。
【請求項７】
入力と、
前記入力に結合された低電圧主接点と、
前記低電圧主接点と並列に結合された高電圧主接点と、
前記高電圧補助接点と直列に結合された低電圧コイルであって、前記低電圧コイルが前記低電圧主接点と磁気的にリンクされた、低電圧コイルと、
前記高電圧補助接点と並列に結合された高電圧主接点と、
前記高電圧補助接点および前記高電圧主接点の両方と磁気的にリンクされた高電圧コイルであって、前記高電圧主接点および前記高電圧補助接点が逆相で構成され、高電圧リレーは、前記高電圧コイルが通電された場合、前記高電圧補助接点を開いて前記低電圧コイルを切断する、高電圧コイルと、
を備える、世界的マルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）。
【請求項８】
前記低電圧主接点が常時開であり、前記高電圧補助接点が常時閉であり、前記高電圧主接点が常時開である、請求項８に記載のＡＴＳ。
【請求項１０】
前記低電圧コイルおよび前記高電圧コイルが、最低から最高まで世界中の電力網電圧範囲をカバーする重複動作許容範囲を有するように選択される、請求項８に記載のＡＴＳ。
【請求項１１】
前記入力が２つの重複する電圧範囲を受け入れるように適合された、請求項８に記載のＡＴＳ。
【請求項１２】
前記低電圧主接点が、動作電圧定格範囲Ｖａ〜Ｖｂおよび引上げ電圧ＶｐＬＶを有し、
前記高電圧接触器が、動作電圧定格Ｖｃ〜Ｖｄおよび引上げ電圧ＶｐＨＶを有し、
Ｖｃ＞Ｖａ、Ｖｃ≦Ｖｂ、Ｖｄ＞Ｖｂ、およびＶｐＨＶ＞ＶｐＬＶである、
請求項８に記載のＡＴＳ。
【請求項１３】
前記低電圧接点および前記高電圧接点に結合された出力をさらに含み、前記出力が電力負荷に接続するように適合された、請求項８に記載のＡＴＳ。
【請求項１４】
追加の主接点と磁気的にリンクされた追加のコイルをさらに含み、前記追加のコイルが前記低電圧主接点および前記高電圧主接点のうちの少なくとも１つと並列に結合された、請求項１に記載のＡＴＳ。
【請求項１５】
世界中の電圧範囲にわたってマルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）を動作可能にするために適切な定格コンポーネントを自動的に切り換えるように適合された、マルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）を製造する方法であって、
常時開低電圧主接点と磁気的にリンクされた低電圧コイルを含む低電圧接触器を提供すること、
前記低電圧接触器と並列に結合された高電圧接触器を提供することであって、前記高電圧接触器が常時開高電圧主接点と磁気的にリンクされた高電圧コイルを含む、高電圧接触器を提供すること、および
前記高電圧コイルと磁気的にリンクされた常時閉高電圧補助接点を提供することであって、前記常時閉高電圧補助接点が前記常時開高電圧主接点と逆の相を有し、前記高電圧接触器が前記常時閉高電圧補助接点を開いて前記低電圧コイルを切断する、常時閉高電圧補助接点を提供すること
を、含む方法。
【請求項１６】
前記低電圧コイルおよび前記高電圧コイルが、最低から最高まで世界中の電力網電圧範囲の重複動作許容範囲を有するように選択される、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記低電圧接触器および前記高電圧接触器に結合された入力を提供することをさらに含み、前記入力が２つの重複する電圧範囲を受け入れるように適合された、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記低電圧接触器が、動作電圧定格範囲Ｖａ〜Ｖｂおよび引上げ電圧ＶｐＬＶを有し、
前記高電圧接触器が、動作電圧定格Ｖｃ〜Ｖｄおよび高電圧引上げ電圧ＶｐＨＶを有し、
Ｖｃ＞Ｖａ、Ｖｃ≦Ｖｂ、Ｖｄ＞Ｖｂ、およびＶｐＨＶ＞ＶｐＬＶである、
請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記低電圧接触器および前記高電圧接触器に結合された出力を提供することをさらに含み、前記出力が電力負荷に接続するように適合された、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項２０】
追加の常時開主接点と磁気的にリンクされた追加のコイルを含む追加の接触器を提供することをさらに含み、前記追加の接触器が、前記低電圧接触器および前記高電圧接触器のうちの少なくとも１つと並列に結合された、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１】
世界中の電圧範囲にわたってマルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）を動作可能にするために適切な定格コンポーネントを自動的に切り換えるように適合され、
常時開低電圧主接点と磁気的にリンクされた低電圧コイルを含む、低電圧接触器と、
前記低電圧接触器と並列に結合された高電圧接触器であって、前記高電圧接触器は、常時開高電圧主接点と磁気的にリンクされた高電圧コイルを含む、高電圧接触器と、
前記高電圧コイルと磁気的にリンクされた常時閉高電圧補助接点であって、前記常時閉高電圧補助接点は前記常時開高電圧主接点と反対の相を有し、前記高電圧接触器は前記常時閉高電圧補助接点を開いて前記低電圧コイルを切断する、常時閉高電圧補助接点と、
を備える、ＡＴＳ。
【請求項２】
前記低電圧コイルおよび前記高電圧コイルが、最低から最高まで世界中の電力網電圧範囲の重複動作許容範囲を有するように選択される、請求項１に記載のＡＴＳ。
【請求項３】
前記低電圧接触器および前記高電圧接触器に結合された入力をさらに含み、前記入力が２つの重複する電圧範囲を受け入れるように適合された、請求項１に記載のＡＴＳ。
【請求項４】
前記低電圧接触器が、動作電圧定格範囲Ｖａ〜Ｖｂおよび引上げ電圧ＶｐＬＶを有し、
前記高電圧接触器が、動作電圧定格Ｖｃ〜Ｖｄおよび高電圧引上げ電圧ＶｐＨＶを有し、
Ｖｃ＞Ｖａ、Ｖｃ≦Ｖｂ、Ｖｄ＞Ｖｂ、およびＶｐＨＶ＞ＶｐＬＶである、
請求項１に記載のＡＴＳ。
【請求項５】
前記低電圧接触器および前記高電圧接触器に結合された出力をさらに含み、前記出力が電力負荷に接続するように適合された、請求項１に記載のＡＴＳ。
【請求項６】
追加の常時開主接点と磁気的にリンクされた追加のコイルを含む追加の接触器をさらに含み、前記追加の接触器が、前記低電圧接触器および前記高電圧接触器のうちの少なくとも１つと並列に結合された、請求項１に記載のＡＴＳ。
【請求項７】
入力と、
前記入力に結合された低電圧主接点と、
前記低電圧主接点と並列に結合された高電圧主接点と、
前記高電圧補助接点と直列に結合された低電圧コイルであって、前記低電圧コイルが前記低電圧主接点と磁気的にリンクされた、低電圧コイルと、
前記高電圧補助接点と並列に結合された高電圧主接点と、
前記高電圧補助接点および前記高電圧主接点の両方と磁気的にリンクされた高電圧コイルであって、前記高電圧主接点および前記高電圧補助接点が逆相で構成され、高電圧リレーは、前記高電圧コイルが通電された場合、前記高電圧補助接点を開いて前記低電圧コイルを切断する、高電圧コイルと、
を備える、世界的マルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）。
【請求項８】
前記低電圧主接点が常時開であり、前記高電圧補助接点が常時閉であり、前記高電圧主接点が常時開である、請求項８に記載のＡＴＳ。
【請求項１０】
前記低電圧コイルおよび前記高電圧コイルが、最低から最高まで世界中の電力網電圧範囲をカバーする重複動作許容範囲を有するように選択される、請求項８に記載のＡＴＳ。
【請求項１１】
前記入力が２つの重複する電圧範囲を受け入れるように適合された、請求項８に記載のＡＴＳ。
【請求項１２】
前記低電圧主接点が、動作電圧定格範囲Ｖａ〜Ｖｂおよび引上げ電圧ＶｐＬＶを有し、
前記高電圧接触器が、動作電圧定格Ｖｃ〜Ｖｄおよび引上げ電圧ＶｐＨＶを有し、
Ｖｃ＞Ｖａ、Ｖｃ≦Ｖｂ、Ｖｄ＞Ｖｂ、およびＶｐＨＶ＞ＶｐＬＶである、
請求項８に記載のＡＴＳ。
【請求項１３】
前記低電圧接点および前記高電圧接点に結合された出力をさらに含み、前記出力が電力負荷に接続するように適合された、請求項８に記載のＡＴＳ。
【請求項１４】
追加の主接点と磁気的にリンクされた追加のコイルをさらに含み、前記追加のコイルが前記低電圧主接点および前記高電圧主接点のうちの少なくとも１つと並列に結合された、請求項１に記載のＡＴＳ。
【請求項１５】
世界中の電圧範囲にわたってマルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）を動作可能にするために適切な定格コンポーネントを自動的に切り換えるように適合された、マルチコイル自動切換えスイッチ（ＡＴＳ）を製造する方法であって、
常時開低電圧主接点と磁気的にリンクされた低電圧コイルを含む低電圧接触器を提供すること、
前記低電圧接触器と並列に結合された高電圧接触器を提供することであって、前記高電圧接触器が常時開高電圧主接点と磁気的にリンクされた高電圧コイルを含む、高電圧接触器を提供すること、および
前記高電圧コイルと磁気的にリンクされた常時閉高電圧補助接点を提供することであって、前記常時閉高電圧補助接点が前記常時開高電圧主接点と逆の相を有し、前記高電圧接触器が前記常時閉高電圧補助接点を開いて前記低電圧コイルを切断する、常時閉高電圧補助接点を提供すること
を、含む方法。
【請求項１６】
前記低電圧コイルおよび前記高電圧コイルが、最低から最高まで世界中の電力網電圧範囲の重複動作許容範囲を有するように選択される、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記低電圧接触器および前記高電圧接触器に結合された入力を提供することをさらに含み、前記入力が２つの重複する電圧範囲を受け入れるように適合された、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記低電圧接触器が、動作電圧定格範囲Ｖａ〜Ｖｂおよび引上げ電圧ＶｐＬＶを有し、
前記高電圧接触器が、動作電圧定格Ｖｃ〜Ｖｄおよび高電圧引上げ電圧ＶｐＨＶを有し、
Ｖｃ＞Ｖａ、Ｖｃ≦Ｖｂ、Ｖｄ＞Ｖｂ、およびＶｐＨＶ＞ＶｐＬＶである、
請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記低電圧接触器および前記高電圧接触器に結合された出力を提供することをさらに含み、前記出力が電力負荷に接続するように適合された、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項２０】
追加の常時開主接点と磁気的にリンクされた追加のコイルを含む追加の接触器を提供することをさらに含み、前記追加の接触器が、前記低電圧接触器および前記高電圧接触器のうちの少なくとも１つと並列に結合された、請求項１５に記載の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１１−５３０１５２（Ｐ２０１１−５３０１５２Ａ）
【公表日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２１５９１（Ｐ２０１１−５２１５９１）
【出願日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６０２５１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０１８１２８
【国際公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６０２５１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０１８１２８
【国際公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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