DE112021002579T5

DE112021002579T5 - Elektrische Stromkreisunterbrechungs-Vorrichtung

Info

Publication number: DE112021002579T5
Application number: DE112021002579.1T
Authority: DE
Inventors: Takenao Nakatani; Hiroyasu Yokoi; Yusuke Kondo
Original assignee: Pacific Engineering Corp
Current assignee: Pacific Engineering Corp
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2021-02-18
Publication date: 2023-02-23
Also published as: KR20230002362A; WO2021220588A1; CN115298788A; JP2021174746A; US20230066646A1; JP2023165880A

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Stromkreisunterbrechungsvorrichtung bereit, die durch Verringerung des Abstands, die sich der beweglichen Körper bewegt, verkleinert werden kann. Eine elektrische Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 umfasst: ein Gehäuse 300; ein zu schneidendes Teil 400, das innerhalb des Gehäuses 300 angeordnet ist und einen Teil eines elektrischen Stromkreises bildet; und eine Energiequelle P, die an der Seite eines ersten Endteils 320 des Gehäuses 300 angeordnet ist, wobei die Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 ferner einen beweglichen Körper 500 umfasst, der einen ersten Lichtbogen-Löschbereich X1 umfasst, in den der zu schneidende Teil 400 eingesetzt und untergebracht ist und der mit einem lichtbogenlöschenden Material M gefüllt ist, wobei das Gehäuse 300 ein Gehäuseteil des beweglichen Körpers 310 umfasst, das es dem beweglichen Körper 500 ermöglicht, sich zwischen dem ersten Endteil 320 und einem zweiten Endteil 330 gegenüber dem ersten Endteil 320 zu bewegen, der bewegliche Körper 500 so konfiguriert ist, dass er das zu schneidende Teil 400 schneidet, das in dem ersten Lichtbogen-Löschbereich X1 des beweglichen Körpers 500 untergebracht ist, während er sich durch die Energiequelle P bewirkt von dem ersten Endteil 320 zu dem zweiten Endteil 330 bewegt, und das Gehäuse 300 einen erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 aufweist, der so angeordnet ist, dass er einem Endteil 422 eines trennbaren Teils 420 des zu schneidenden Teils 400 gegenüberliegt, das abgeschnitten und abgetrennt wird, wenn der bewegliche Körper sich bewegt und angehalten hat, und der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich X2 mit einem Lichtbogen-Löschmaterial M gefüllt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stromkreisunterbrechungsvorrichtung, die hauptsächlich in einem elektrischen Stromkreis eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen verwendet werden kann.
STAND DER TECHNIK
Konventionell werden Stromkreisunterbrechungsvorrichtungen verwendet, um elektrische Stromkreise in Kraftfahrzeugen oder ähnlichem und verschiedene elektrische Komponenten, die mit den elektrischen Stromkreisen verbunden sind, zu schützen. Insbesondere wenn eine Anomalie in dem elektrischen Stromkreis auftritt, schneidet die Stromkreisunterbrechungsvorrichtung einen Teil des elektrischen Stromkreises ab, um den Stromkreis physisch zu unterbrechen.
Es gibt verschiedene Arten von elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtungen. Zum Beispiel umfasst eine Stromkreisunterbrechungsvorrichtung, die in der Patentliteratur 1 offenbart ist, ein Gehäuse; ein zu schneidendes Teil, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und einen Teil eines elektrischen Stromkreises bildet; eine Energiequelle, die an der Seite eines ersten Endteils des Gehäuses angeordnet ist; und einen beweglichen Körper, der einen ersten Lichtbogen-Löschbereich aufweist, in den das zu schneidende Teil eingesetzt und untergebracht ist und in den ein lichtbogenlöschendes Material gefüllt ist, wobei das Gehäuse ein Gehäuseteil des beweglichen Körpers aufweist, das es dem beweglichen Körper ermöglicht, sich zwischen dem ersten Endteil und einem zweiten Endteil gegenüber dem ersten Endteil zu bewegen, und der bewegliche Körper so konfiguriert ist, dass er das zu schneidende Teil, das in dem ersten Lichtbogen-Löschbereich des beweglichen Körpers untergebracht ist, schneidet, während er von der Energiequelle von dem ersten Endteil zu dem zweiten Endteil bewegt wird. Dann wird durch Bewegen des beweglichen Körpers das trennbare Teil des zu schneidenden Teils, das abgeschnitten und abgetrennt wird, von den Hauptkörperteilen des zu schneidenden Teils, die in dem Gehäuse verbleiben, ohne abgetrennt zu werden, wegbewegt, so dass die zwischen ihnen erzeugten Lichtbögen physikalisch verlängert und unterbrochen werden.
Da die erzeugten Lichtbögen jedoch durch physikalische Verlängerung gelöscht werden, muss ein großer beweglicher Abstand für den beweglichen Körper sichergestellt werden, und dementsprechend nimmt die Gesamtlänge des Gehäuseteils des beweglichen Körpers, das den beweglichen Körper und das Gehäuse enthält, zu. Infolgedessen kann die Größe der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung als Ganzes zunehmen.
LISTE DER DOKUMENTE
PATENTLITERATUR
Patentschrift 1: JP 2019-212612 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE AUFGABE
In Anbetracht des obigen Problems stellt die vorliegende Erfindung eine Stromkreisunterbrechungsvorrichtung zur Verfügung, die durch Verringerung des Abstands, in dem sich der bewegliche Körper bewegt, verkleinert werden kann.
LÖSUNGEN DER AUFGABE
Eine elektrische Stromkreisunterbrechungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Gehäuse; ein zu schneidendes Teil, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und einen Teil eines elektrischen Stromkreises bildet; und eine Energiequelle, die an der Seite eines ersten Endteils des Gehäuses angeordnet ist, wobei die Stromkreisunterbrechungsvorrichtung ferner einen beweglichen Körper umfasst, der einen ersten Lichtbogen-Löschbereich umfasst, in den das zu schneidende Teil eingesetzt und untergebracht ist und der mit einem lichtbogenlöschenden Material gefüllt ist, wobei das Gehäuse ein Gehäuseteil des beweglichen Körpers umfasst, das es dem beweglichen Körper ermöglicht, sich zwischen dem ersten Endteil und einem zweiten Endteil gegenüber dem ersten Endteil zu bewegen, der bewegliche Körper so konfiguriert ist, dass er das zu schneidende Teil, das in dem ersten Lichtbogen-Löschbereich des beweglichen Körpers untergebracht ist, schneidet, während er sich von dem ersten Endteil zu dem zweiten Endteil durch die Energiequelle bewegt, und das Gehäuse einen erweiterten Lichtbogen-Löschbereich enthält, der so positioniert ist, dass er einem Endteil eines trennbaren Teils des zu schneidenden Teils gegenüberliegt, das abgeschnitten und abgetrennt wird, wenn der bewegliche Körper sich bewegt und angehalten hat, wobei der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich mit einem lichtbogenlöschenden Material gefüllt ist.
Nach diesen Merkmalen, wenn der bewegliche Körper bewegt und gestoppt hat, ist das Endteil des trennbaren Teils dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich zugewandt, so dass ein Lichtbogen, der zwischen dem Endteil des trennbaren Teils und dem Hauptkörperteil erzeugt wird, durch das lichtbogenlöschende Material im erweiterten Lichtbogen-Löschbereich wirksam gelöscht wird. Da es nicht notwendig ist, einen langen beweglichen Abstand für den beweglichen Körper zu sichern, um den Lichtbogen physisch zu verlängern und zu löschen, wie im bekannten Stand der Technik, ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Verkleinerung der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung durch Verringerung des beweglichen Abstands des beweglichen Körpers.
Die elektrische Stromkreisunterbrechungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des beweglichen Körpers direkt oder indirekt an einem Gehäuseteil des beweglichen Körpers anliegt, um den beweglichen Körper anzuhalten.
Da ein Teil des beweglichen Körpers direkt oder indirekt an einem Teil des Gehäuseteils des beweglichen Körpers anliegt, so dass der bewegliche Körper mit höherer Zuverlässigkeit angehalten werden kann, ist es möglich, die durch eine Änderung der Spannung oder der Menge des Explosivstoffs in der Energiequelle P verursachte Änderung des beweglichen Abstands des beweglichen Körpers oder des Zustands des trennbaren Teils nach dem Bewegen des beweglichen Körpers (z. B. der Abstand, um den es vom Hauptkörperteil getrennt wurde, und die Positionsbeziehung des trennbaren Teils zum erweiterten Lichtbogen-Löschbereich) zu unterdrücken. Dies stabilisiert die Lichtbogen-Löschleistung und die Qualität der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung.
Die Stromkreisunterbrechungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das zu schneidende Teil eine Vielzahl trennbarer Teile umfasst, und wenn der bewegliche Körper bewegt und angehalten wurde, ein Endteil von mindestens einem der trennbaren Teile dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich zugewandt ist, und ein Endteil des verbleibenden einen oder mehrerer trennbarer Teile einem erweiterten Zwischenraum zugewandt ist, der im Gehäuse vorgesehen und mit einem Lichtbogen-Löschbereich gefüllt ist.
Dadurch werden Lichtbögen, die zwischen den Endteilen der trennbaren Teile und dem Hauptkörperteil entstehen, durch das lichtbogenlöschende Material im erweiterten Lichtbogen-Löschbereich und dem erweiterten Zwischenraum wirksam gelöscht. Die elektrische Stromkreisunterbrechungsvorrichtung kann durch Verringerung des beweglichen Abstands des beweglichen Körpers verkleinert werden.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Wie oben beschrieben, kann gemäß des elektrischen Stromkreises der vorliegenden Erfindung die Stromkreisunterbrechungsvorrichtung durch Verringerung des beweglichen Abstands des beweglichen Körpers verkleinert werden.
Figurenliste

1 (a) ist eine perspektivische Gesamtansicht eines unteren Gehäuses, das einen Teil eines Gehäuses einer elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, und 1 (b) ist eine Draufsicht auf das untere Gehäuse.
2 (a) ist eine perspektivische Ansicht eines oberen Gehäuses, das ein Gehäuse der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, von der Seite der oberen Fläche aus gesehen, 2 (b) ist eine perspektivische Ansicht des oberen Gehäuses von der Seite der unteren Fläche aus gesehen, und 2 (c) ist eine Untersicht des oberen Gehäuses.
3 (a) ist eine perspektivische Ansicht eines beweglichen Körpers der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 3 (b) ist eine Vorderansicht des beweglichen Körpers.
4 (a) ist eine perspektivische Ansicht eines zu schneidenden Teils der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 4 (b) ist eine Draufsicht auf das zu schneidende Teil.
5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der in 5 dargestellten elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung im montierten Zustand.
7 ist eine Querschnittsansicht, die den beweglichen Körper zeigt, der sich aus dem in 6 dargestellten Zustand bewegt hat.
8 (a) ist eine perspektivische Gesamtansicht eines zu schneidenden Teils einer elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 8 (b) ist eine Draufsicht auf das zu schneidende Teil.
9 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der in 9 dargestellten elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung im montierten Zustand.
11 ist eine Querschnittsansicht, die den beweglichen Körper zeigt, der sich aus dem in 10 dargestellten Zustand bewegt hat.

Bezugszeichenliste

300: Gehäuse
310: Gehäuseteil des beweglichen Körpers
320: erstes Endteil
330: zweites Endteil
400: zu schneidendes Teil
420: trennbares Teil
422: Endteil
430: Körperhauptteil
500: beweglicher Körper
P: Energiequelle
X1: erster Lichtbogen-Löschbereich
X2: erweiterter Lichtbogen-Löschbereich
M: Lichtbogen-Löschmittel

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Form, das Material und dergleichen der einzelnen Elemente der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtungen gemäß den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und sind nicht darauf beschränkt.
<Erste Ausführungsform>
Zunächst ist ein unteres Gehäuse 100, das einen Teil eines Gehäuses 300 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, in 1 dargestellt. 1 (a) ist eine perspektivische Gesamtansicht des unteren Gehäuses 100, und 1 (b) ist eine Draufsicht auf das untere Gehäuse 100. Das untere Gehäuse 100 ist ein im Wesentlichen viereckiges Prismenelement aus Kunstharz und umfasst ein zylindrisches unteres Gehäuseteil des beweglichen Körpers 110 und einen äußeren Lichtbogen-Löschbereich X3, der in einer im Wesentlichen ringförmigen Form um das untere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 110 herum ausgebildet ist. Das untere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 110 erstreckt sich von einer oberen Fläche 120 zu einer unteren Fläche 130 des unteren Gehäuses 100 und ist so konfiguriert, dass es einen beweglichen Körper 500 aufnimmt, der später beschrieben wird. Die Innenfläche 111 des unteren Gehäuseteils des beweglichen Körpers 110 ist eine glatte, gekrümmte Fläche, so dass der bewegliche Körper 500 innerhalb des unteren Gehäuseteils des beweglichen Körpers 110 auf und ab gleiten kann. Ferner sind Teile des oberen Endes des unteren Gehäuseteils des beweglichen Körpers 110 ausgeschnitten, um einen erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 zu bilden, der mit dem Inneren des unteren Gehäuseteils des beweglichen Körpers 110 in Verbindung steht. Der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich X2 hat eine konkave Form, die durch Ausschneiden von Teilen des oberen Endes des unteren Gehäuseteils des beweglichen Körpers 110 gebildet wird, ist aber nicht darauf beschränkt. Der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich X2 kann an jeder beliebigen Stelle des Gehäuses 300 vorgesehen werden, solange der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich X2 den Endteilen 422 eines trennbaren Teils 420 gegenüberliegt, nachdem der bewegliche Körper 500, wie später beschrieben, bewegt und angehalten wurde.
Der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3 hat die Form einer Nut, die sich von der oberen Fläche 120 in Richtung der unteren Fläche 130 des unteren Gehäuses 100 erstreckt, und ist so gestaltet, dass ein lichtbogenlöschendes Material darin aufgenommen werden kann. Der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet, so dass er das untere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 110 umgibt, ist aber nicht darauf beschränkt.
Darüber hinaus sind auf der oberen Fläche 120 des unteren Gehäuses 100 flache Trägerteile 121 vorgesehen, so dass Hauptkörperteile 430 des später beschriebenen, zu schneidenden Teils 400 darauf aufliegen können. Die Trägerteile 121 sind auf beiden Seiten der oberen Fläche 120 so vorgesehen, dass sie einander zugewandt sind, und erstrecken sich linear entlang des erweiterten Lichtbogen-Löschbereichs X2. Daher stützen die Trägerteile 121 den sich linear erstreckenden zu schneidenden Teil 400 auf beiden Seiten, während sich der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich X2 unterhalb der Hauptkörperteile 430 auf beiden Seiten des zu schneidenden Teils 400 befindet. Ferner sind an den vier Ecken der oberen Fläche 120 des unteren Gehäuses 100 Kupplungslöcher B1 ausgebildet. Die Kupplungslöcher B1 sind so angeordnet, dass sie mit den Kupplungslöchern B2 eines später beschriebenen oberen Gehäuses 200 vertikal ausgerichtet sind.
Als nächstes wird das obere Gehäuse 200, das einen Teil des Gehäuses 300 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, in 2 dargestellt.
2 (a) ist eine perspektivische Ansicht des oberen Gehäuses 200 von der Seite einer oberen Fläche 220 aus gesehen. 2 (b) ist eine perspektivische Ansicht des oberen Gehäuses 200 von der Seite einer unteren Fläche 230 aus gesehen. 2 (c) ist eine Untersicht des oberen Gehäuses 200.
Das obere Gehäuse 200 ist ein im Wesentlichen viereckiges, prismatisches Element aus Kunstharz und wird zusammen mit dem in 1 dargestellten unteren Gehäuse 100 verwendet. Das obere Gehäuse 200 umfasst in seinem Inneren ein zylindrisches oberes Gehäuseteil des beweglichen Körpers 210 und einen äußeren Lichtbogen-Löschbereich X3, der im Wesentlichen ringförmig um das obere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 210 ausgebildet ist. Das obere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 210 erstreckt sich von der unteren Fläche 230 in Richtung der oberen Fläche 220 des oberen Gehäuses 200 und ist so konfiguriert, dass es den später beschriebenen beweglichen Körper 500 aufnimmt. Die Innenfläche 211 des oberen Gehäuseteils des beweglichen Körpers 210 ist eine glatte, gekrümmte Fläche, so dass der bewegliche Körper 500 darin auf und ab gleiten kann. Wie später beschrieben wird, wird das obere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 210 auf das untere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 110 des unteren Gehäuses 100 aufgesetzt, um ein Gehäuseteil des beweglichen Körpers 310 zu bilden, das sich linear erstreckt. Der Innendurchmesser des oberen Gehäuseteils des beweglichen Körpers 210 deckt sich mit dem Innendurchmesser des unteren Gehäuseteils des beweglichen Körpers 110. Dadurch kann sich der bewegliche Körper 500 in dem Gehäuseteil des beweglichen Körpers 310 reibungslos auf und ab bewegen. Ferner ist ein Teil des unteren Endes des oberen Gehäuseteils des beweglichen Körpers 210 ausgeschnitten, um einen oberen erweiterten Raum X4 zu bilden, der mit dem Inneren des oberen Gehäuseteils des beweglichen Körpers 210 in Verbindung steht.
Der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3 hat die Form einer Nut und ist so gestaltet, dass ein lichtbogenlöschendes Material darin aufgenommen werden kann. Der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3 des oberen Gehäuses 200 ist an einer Position vorgesehen, die der Position des äußeren Lichtbogen-Löschbereichs X3 des unteren Gehäuses 100 entspricht. Wenn das untere Gehäuse 100 und das obere Gehäuse 200 gekoppelt und befestigt sind, stehen der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3 des unteren Gehäuses 100 und der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3 des oberen Gehäuses 200 miteinander in Verbindung.
Die untere Fläche 230 des oberen Gehäuses 200 enthält zurückgesetzte Teile 231, die entsprechend der später beschriebenen Form der Hauptkörperteile 430 des zu schneidenden Teils 400 zurückgesetzt sind. Die zurückgesetzten Teile 231 sind auf beiden Seiten der unteren Fläche 230 einander gegenüberliegend angeordnet und erstrecken sich linear entlang des oberen erweiterten Raums X4. Die zurückgesetzten Teile 231 sind an Positionen vorgesehen, die den Positionen der Trägerteile 121 des unteren Gehäuses 100 entsprechen. Daher können die Hauptkörperteile 430 des zu schneidenden Teils 400, das auf den Trägerteilen 121 des unteren Gehäuses 100 aufliegt, in die zurückgesetzten Teile 231 eingepasst werden, indem die Hauptkörperteile 430 mit den zurückgesetzten Teilen 231 von oben abgedeckt werden. Wenn die Hauptkörperteile 430 des zu schneidenden Teils 400 in die Trägerteile 121 des oberen Gehäuses 200 eingesetzt sind, befindet sich der obere erweiterte Raum X4 oberhalb der Hauptkörperteile 430 auf beiden Seiten des zu schneidenden Teils 400.
Ein Energiequellen-Gehäuseteil 221 zur Aufnahme einer Energiequelle P ist in einem Teil der oberen Fläche 220 des oberen Gehäuses 200 ausgebildet. Ein Kupplungsloch 222, das mit der oberen Fläche des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 210 in Verbindung steht, ist an der Bodenseite des Gehäuseteils der Energiequelle 221 ausgebildet. Wie später im Detail beschrieben wird, wird Energie, wie z. B. Luftdruck, der von der Energiequelle P, die in dem Stromquellen-Gehäuseteil 221 untergebracht ist, erzeugt wird, durch das Kupplungsloch 222 auf die Innenseite des oberen Gehäuseteils des beweglichen Körpers 210 übertragen und bewegt den beweglichen Körper 500 in dem oberen Gehäuseteil des beweglichen Körpers 210. Obwohl das untere Gehäuse 100 und das obere Gehäuse 200 im Wesentlichen viereckige Prismenelemente aus Kunstharz sind, sind sie nicht darauf beschränkt. Das untere Gehäuse 100 und das obere Gehäuse 200 können aus einem anderen Material hergestellt werden und jede beliebige Form haben, solange sie eine hohe Isolierung und eine ausreichende Festigkeit für den Gebrauch aufweisen.
Nachfolgend ist der bewegliche Körper 500 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in 3 dargestellt. 3 (a) ist eine perspektivische Ansicht des beweglichen Körpers 500, und 3 (b) ist eine Vorderansicht des beweglichen Körpers 500. Der bewegliche Körper 500 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Element aus Kunstharz mit einem Oberteil 560 und einem Unterteil 520. Da der Außendurchmesser des beweglichen Körpers 500 gleich oder kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310 ist und eine Außenfläche 530 des beweglichen Körpers 500 eine glatte Oberfläche mit einer Form ist, die der Form der Innenfläche des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310 entspricht, kann der bewegliche Körper 500 reibungslos und ohne Spalt zwischen ihnen in dem Gehäuseteil des beweglichen Körpers 310 gleiten.
Ungefähr in der Mitte des beweglichen Körpers 500 ist ein Durchtrittsteil 540 vorgesehen, der den beweglichen Körper 500 von einem Teil der Außenfläche 530 zum gegenüberliegenden Teil der Außenfläche 530 durchdringt, d.h. von der vorderen Fläche zu seiner hinteren Fläche. Der Durchtrittsteil 540 ist von einer unteren Wand 541, einer Seitenwand 542, einer Seitenwand 543 und einer oberen Wand 544 umgeben. Der von der unteren Wand 541, der Seitenwand 542, der Seitenwand 543 und der oberen Wand 544 umgebene und von der Außenfläche 530 nach innen versetzte Raum dient als erster Lichtbogen-Löschbereich X1. In den ersten Lichtbogen-Löschbereich X1 kann das später beschriebene trennbare Teil 420 des zu schneidenden Teils 400 eingesetzt und darin untergebracht werden. Da der erste Lichtbogen-Löschbereich X1 mit dem später beschriebenen lichtbogenlöschenden Material gefüllt ist, kann das trennbare Teil 420 des zu schneidenden Teils 400, das in dem ersten Lichtbogen-Löschbereich X1 untergebracht ist, vollständig von dem lichtbogenlöschenden Material umgeben sein. Obwohl der bewegliche Körper 500 eine zylindrische Form hat und aus Kunstharz besteht, ist er nicht darauf beschränkt. Der bewegliche Körper 500 kann aus einem anderen Material bestehen und eine beliebige Form haben, solange er eine hohe Isolierung und eine ausreichende Festigkeit für den Gebrauch aufweist.
Das zu schneidende Teil 400, das einen Teil eines elektrischen Stromkreises bildet, die durch eine Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterbrochen werden soll, ist in 4 dargestellt. 4 (a) ist eine perspektivische Ansicht des zu schneidenden Teils 400, und 4 (b) ist eine Draufsicht auf das zu schneidende Teil 400. Das zu schneidende Teil 400 besteht vollständig aus einem Metallleiter, der elektrisch mit dem elektrischen Stromkreises verbunden werden soll, und umfasst die Hauptkörperteile 430, die an beiden Enden mit dem elektrischen Stromkreis verbunden werden sollen, und das trennbare Teil 420, das etwa in der Mitte geschnitten und getrennt werden soll. Ein Verbindungsloch 410 zur Herstellung der Verbindung mit dem elektrischen Stromkreis ist in einem Endteil jedes Hauptkörperteils 430 ausgebildet. In der Mitte und an beiden Enden des trennbaren Teils 420 sind Einschnitte 421 und ein Durchgangsloch 424 vorgesehen, um ein schmelzbares Teil 425 mit einer lokal reduzierten Breite zu bilden. Wenn ein anormaler Strom durch den elektrischen Stromkreis fließt, erzeugt das schmelzbare Teil 425 Wärme und explodiert. Daher hat das zu schneidende Teil 400 eine Schmelzfunktion. Obwohl das zu schneidende Teil 400 eine Schmelzfunktion hat, ist es nicht darauf beschränkt. Das zu schneidende Teil 400 kann keine Sicherungsfunktion haben und kann nur die Funktion haben, von der Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 geschnitten zu werden, wenn ein vorbestimmter zweiter Überstrom fließt.
Nachfolgend wird der Zusammenbau der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600.
Zunächst werden die Hauptkörperteile 430 des zu schneidenden Teils 400 in den ersten Lichtbogen-Löschbereich X1 des beweglichen Körpers 500 eingesetzt, und das zu schneidende Teil 400 wird vorwärts bewegt, bis das trennbare Teil 420 des zu schneidenden Teils 400 in dem ersten Lichtbogen-Löschbereich X1 des beweglichen Körpers 500 untergebracht ist.
Als nächstes wird der bewegliche Körper 500, in dem das zu schneidende Teil 400 untergebracht ist, in das untere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 110 des unteren Gehäuses 100 von der Seite des unteren Teils 520 aus eingesetzt. Dann werden die Hauptkörperteile 430 des zu schneidenden Teils 400 auf den Trägerteilen 121 des unteren Gehäuses 100 aufgesetzt, und der bewegliche Körper 500 wird in das untere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 110 eingesetzt und gehalten. Danach wird das obere Gehäuse 200 von oben auf das untere Gehäuse 100 aufgesetzt, so dass das Oberteil 560 des beweglichen Körpers 500 in das obere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 210 des oberen Gehäuses 200 eingeführt wird. Durch Schieben des oberen Gehäuses 200 in Richtung des unteren Gehäuses 100 passen die Hauptkörperteile 430 des zu schneidenden Teils 400 in die zurückgesetzten Teile 231 des oberen Gehäuses 200. Durch Kopplung und Fixierung der Kupplungslöcher B1 und der vertikal ausgerichteten Kupplungslöcher B2 mit Hilfe von Kopplungselementen oder dergleichen wird das Gehäuse 300 mit dem unteren Gehäuse 100 und dem oberen Gehäuse 200 zusammengebaut, wobei das zu schneidende Teil 400 und der bewegliche Körper 500 darin untergebracht sind.
Die Energiequelle P ist mit dem Energiequellen-Gehäuseteil 221 des oberen Gehäuses 200 verbunden. Die Energiequelle P ist so konfiguriert, dass, wenn ein abnormales Signal von außen als Reaktion auf das Erkennen eines abnormalen Stroms, der durch den elektrischen Stromkreis fließt, eingeleitet wird, beispielsweise ein Sprengstoff im Inneren der Energiequelle P explodiert, um den beweglichen Körper 500 im Gehäuseteil des beweglichen Körpers 310 durch den durch die Explosion erzeugten Luftdruck sofort herauszudrücken und zu bewegen. Es ist zu beachten, dass die Energiequelle P nicht auf eine Energiequelle mit einem Sprengstoff beschränkt ist, solange sie Energie zum Bewegen des beweglichen Körpers 500 erzeugt, und dass andere bekannte Energiequellen verwendet werden können.
Als nächstes wird ein innerer Aufbau der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der in 5 dargestellten Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 in einem montierten Zustand.
Wie in 6 dargestellt, ist der bewegliche Körper 500 in dem Gehäuseteil des beweglichen Körpers 310 untergebracht, welches das untere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 110 und das obere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 210 enthält, die linear ausgerichtet sind. Das Gehäuseteil des beweglichen Körpers 310 erstreckt sich von einem ersten Endteil 320 des Gehäuses 300 zu einem zweiten Endteil 330, das dem ersten Endteil 320 gegenüberliegt. Da der bewegliche Körper 500 auf der Seite des ersten Endteils 320 positioniert ist, auf der sich die Energiequelle P befindet, ist die Seite des zweiten Endteils 330 des Gehäuseteils 310 des beweglichen Körpers leer. Daher kann sich der bewegliche Körper 500, wie später beschrieben, in Richtung des zweiten Endteils 330 bewegen, während er das trennbare Teil 420 schneidet und trennt. Der obere Teil 560 des beweglichen Körpers 500 befindet sich neben der Energiequelle P, die im Gehäuseteil des beweglichen Körpers 221 untergebracht ist. Wie später noch beschrieben wird, wird der durch die Explosion des Sprengstoffs in der Energiequelle P erzeugte Luftdruck auf das Oberteil 560 des beweglichen Körpers 500 übertragen.
Wie in 6 gezeigt, ist ein körniges lichtbogenlöschendes Material M in dem ersten Lichtbogen-Löschbereich X1, dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2, dem äußeren Lichtbogen-Löschbereich X3 und dem oberen erweiterten Raum X4 enthalten. Da das trennbare Teil 420 des zu schneidenden Teils 400 in den ersten Lichtbogen-Löschbereich X1 des beweglichen Körpers 500 eingesetzt und dort platziert wird, ist der Umfang des schmelzbares Teils 425 des zu schneidenden Teils 400 mit dem lichtbogenlöschenden Material M bedeckt. Die Hauptkörperteile 430 des zu schneidenden Teils 400 grenzen oben an den oberen erweiterten Raum X4 und unten an den erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2, und die oberen und unteren Flächen jedes Hauptkörperteils 430 sind mit dem lichtbogenlöschenden Material M im oberen erweiterten Raum X4 und im erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 bedeckt.
In einem elektrischen Stromkreis 600 sind der erste Lichtbogen-Löschbereich X1, der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich X2, der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3 und der obere erweiterte Raum X4 vollständig mit dem lichtbogenlöschenden Material M gefüllt, wobei in den 6 und 7 aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnungen nur ein Teil des lichtbogenlöschenden Materials M dargestellt ist. Darüber hinaus sind der erste Lichtbogen-Löschbereich X1, der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich X2, der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3 und der obere erweiterte Raum X4 zwar mit dem körnigen festen Lichtbogen-Löschmaterial M, wie z. B. Quarzsand, gefüllt, doch ist dies nicht darauf beschränkt. Jeder Raum kann mit einem lichtbogenlöschenden Material in flüssiger Form oder in einer anderen Form gefüllt sein, solange es einen Lichtbogen wirksam löschen kann.
Wenn ein vorbestimmter abnormaler Strom durch den elektrischen Stromkreis fließt, erzeugt das schmelzbares Teil 425 des zu schneidenden Teils 400, das mit dem elektrischen Stromkreis verbunden ist, Wärme und brennt durch. Dadurch wird der elektrische Stromkreis unterbrochen und vor Überstrom geschützt. Selbst wenn während oder nach dem Durchbrennen des schmelzbares Teils 425 des zu schneidenden Teils 400 in der Nähe eines verbleibenden Teils des schmelzbares Teils 425 ein Lichtbogen entsteht, wird dieser durch das lichtbogenlöschende Material M um das schmelzbare Teil 425 wirksam gelöscht.
Wenn, wie oben beschrieben, ein vorbestimmter anormaler Strom durch den elektrischen Stromkreis fließt, brennt der zu schneidende Teil 400, der aus einer Sicherung besteht, durch, um den elektrischen Stromkreis zu unterbrechen. Andererseits, wenn ein anormaler Strom, der nicht durch die Sicherung unterbrochen werden kann, durch den Stromkreis fließt, wie mit Bezug auf 7 beschrieben, schneidet die Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 das zu schneidende Teil 400 selbst physisch. Der abnormale Überstrom, der durch das Durchbrennen der Sicherung zu unterbrechen ist, und der abnormale Überstrom, der durch das physische Schneiden des zu schneidenden Teils 400 selbst durch die elektrische Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 zu unterbrechen ist, kann je nach Bedarf geändert werden, indem der Nennwert der Sicherung, die Einstellung des Abnormitätssignals, das in die Energiequelle P eingegeben wird, oder dergleichen geändert wird. Daher wird in der folgenden Beschreibung der Überstrom, bei dem das zu schneidende Teil 400, das aus einer Sicherung besteht, durchbrennt, als ein vorbestimmter erster übermäßiger Strom bezeichnet, und der Überstrom, bei dem die Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 das zu schneidende Teil 400 selbst physisch schneidet, wird als ein vorbestimmter zweiter übermäßiger Strom bezeichnet. Der erste und der zweite Überstrom können auf gewünschte Werte eingestellt werden.
Wie in 7 dargestellt, wird, wenn eine Anomalie erkannt wird, wie z. B. der vorbestimmte zweite Überstrom, der durch den elektrischen Stromkreis fließt, ein Anomaliesignal in die Energiequelle P eingeleitet, und der Sprengstoff in der Energiequelle P explodiert. Der durch die Explosion erzeugte Luftdruck wird augenblicklich auf das Oberteil 560 des beweglichen Körpers 500 übertragen. Dieser Luftdruck sprengt den beweglichen Körper 500 kräftig vom ersten Endteil 320 in Richtung des zweiten Endteils 330 weg, und der bewegliche Körper 500 bewegt sich augenblicklich im Gehäuseteil des beweglichen Körpers 310 in Richtung des zweiten Endteils 330. Das Unterteil 520 des beweglichen Körpers 500 stößt an einem unteren Teil 311 des Gehäuseteils 310 des beweglichen Körpers auf der Seite des zweiten Endteils 330 an, und der bewegliche Körper 500 wird angehalten, so dass er sich nicht mehr bewegt.
Die Kraft, die den beweglichen Körper 500 in Richtung des zweiten Endteils 330 drückt, bewirkt, dass der bewegliche Körper 500 das trennbare Teil 420 von den Hauptkörperteilen 430 abschneidet und trennt. Da der erste Lichtbogen-Löschbereich X1 mit dem lichtbogenlöschenden Material M gefüllt ist, wird bei der Bewegung des beweglichen Körpers 500 das trennbare Teil 420 zusammen mit dem umgebenden lichtbogenlöschenden Material M mit einer starken Kraft sofort in Richtung des zweiten Endteils 330 geschoben und von den Hauptkörperteilen 430 abgeschnitten. Das trennbare Teil 420 bewegt sich zusammen mit dem beweglichen Körper 500 in Richtung des zweiten Endteils 330 und wird von den Hauptkörperteilen 430 getrennt. Es ist zu beachten, dass das lichtbogenlöschende Material M im ersten Lichtbogen-Löschbereich X1 nicht auf ein körniges, festes lichtbogenlöschendes Material wie Quarzsand beschränkt ist und das lichtbogenlöschende Material ein beliebiges Material und in beliebiger Form sein kann, solange es die Kraft, die bei der Bewegung des beweglichen Körpers 500 ausgeübt wird, auf das trennbare Teil 420 übertragen kann, so dass das trennbare Teil 420 abgeschnitten werden kann.
Wie in 7 dargestellt, ist der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich X2 den Endteilen 422 des zu schneidenden und abgetrennten trennbaren Teils 420 zugewandt, wenn der bewegliche Körper 500 bewegt und angehalten wurde. Daher werden die Lichtbögen Y, selbst wenn eine Hochspannung zwischen den Hauptkörperteilen 430 auf beiden Seiten angelegt wird, die ungetrennt im Gehäuse 300 verbleiben, und Lichtbögen Y zwischen den Endteilen 422 des trennbaren Teils 420 und den Hauptkörperteilen 430 erzeugt werden, durch das lichtbogenlöschende Material M im erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 wirksam gelöscht, wodurch verhindert werden kann, dass der Strom durch den elektrischen Stromkreis fließt.
Konventionell wurde ein großer beweglicher Abstand für den beweglichen Körper sichergestellt, um Lichtbögen, die zwischen dem trennbaren Teil 420 und den Hauptkörperteilen 430 entstehen, durch physikalische Verlängerung der Lichtbögen effektiv zu löschen. Andererseits werden gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn der bewegliche Körper 500 sich bewegt und angehalten hat, die Endteile 422 des abgeschnittenen trennbaren Teils 420 dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 zugewandt, und die Lichtbögen Y, die zwischen den Endteilen 422 des trennbaren Teils 420 und den Hauptkörperteilen 430, die in dem Gehäuse 300 verbleiben, ohne getrennt zu werden, erzeugt werden, werden durch das Lichtbogen-Löschmaterial M in dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 wirksam gelöscht. Da es nicht notwendig ist, einen langen Bewegungsabstand für den beweglichen Körper sicherzustellen, um die Lichtbögen physisch zu verlängern und zu löschen, wie im bekannten Stand der Technik, ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Verkleinerung der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 durch Verringerung des beweglichen Abstands des beweglichen Körpers.
Zum Beispiel ist, wie in 6 und 7 dargestellt, in der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 der vorliegenden Erfindung ein Abstand H1, in dem sich der bewegliche Körper 500 bewegt, etwa 2,0 mm (Millimeter). Auf der anderen Seite hat der verwandte Stand der Technik einen Abstand von etwa 14,0 mm als beweglichen Abstand des beweglichen Körpers zu physikalisch langgestreckten Lichtbögen erforderlich. Bei der vorliegenden Erfindung können die Lichtbögen, selbst wenn der Abstand H1 nur etwa 2,0 mm beträgt, durch das lichtbogenlöschende Material M im erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 effektiv gelöscht werden, ohne dass die Lichtbögen physikalisch verlängert werden, da die Endteile 422 des zu schneidenden Teils 420 dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 zugewandt sind. Da der Abstand H1, in dem sich der bewegliche Körper 500 bewegen kann, kurz eingestellt werden kann, verringert sich die Gesamtlänge des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310, wodurch die gesamte Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 verkleinert werden kann.
Darüber hinaus führt der geringere Bewegungsabstand H1 des beweglichen Körpers 500 zu einer geringeren Menge an Sprengstoff in der Energiequelle P. Dadurch kann die durch die Explosion des Sprengstoffs verursachte Stoßwirkung verringert werden. Dadurch kann die Wandstärke des Gehäuses 300 verringert werden, und die Herstellungskosten der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 können gesenkt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird der Abstand H1, um den der bewegliche Körper 500 bewegt wird, verringert, so dass der untere Teil 520 des beweglichen Körpers 500 den unteren Teil 311 des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310 erreichen und mit höherer Zuverlässigkeit anhalten kann. Daher kann verhindert werden, dass der bewegliche Körper 500 den unteren Teil 311 des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310 nicht erreichen kann und vor dem unteren Teil 311 anhält, wenn sich beispielsweise die Spannung oder die Menge des Sprengstoffs in der Energiequelle P ändert. Infolgedessen werden der Bewegungsabstand des beweglichen Körpers 500 und der Zustand des trennbaren Teils 420 nach dem Bewegen des beweglichen Körpers 500 (wie der Abstand, um den es von den Hauptkörperteilen 430 getrennt wurde, und die Positionsbeziehung des trennbaren Teils 420 mit dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2) weniger variabel, und die Lichtbogen-Löschleistung und die Qualität der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 werden stabilisiert.
Obwohl das Unterteil 520 des beweglichen Körpers 500 direkt an dem unteren Teil 311 des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310 anliegt, um den beweglichen Körper 500 zu stoppen, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das Unterteil 520 des beweglichen Körpers 500 an einem stoßabsorbierenden Material anliegen, das auf dem Unterteil 311 des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310 vorgesehen ist. Das heißt, das Unterteil 520 des beweglichen Körpers 500 kann über das stoßabsorbierende Material indirekt an dem Unterteil 311 des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310 anliegen, um den beweglichen Körper 500 zu stoppen. Neben diesem stoßdämpfenden Material kann ein beliebiges Zwischenelement zwischen dem unteren Teil 520 des beweglichen Körpers 500 und dem unteren Gehäuseteil 311 des beweglichen Körpers Gehäuseteil 310 verwendet werden, um den beweglichen Abstand des beweglichen Körpers 500 zu verringern.
Obwohl das Unterteil 520 des beweglichen Körpers 500 an dem unteren Teil 311 des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310 anliegt, um den beweglichen Körper 500 anzuhalten, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein Kontaktvorsprung, der an der Innenfläche des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310 vorgesehen ist, in ein Kontaktloch eindringen, das an der Außenfläche 530 des beweglichen Körpers 500 vorgesehen ist, um einen Kontakt herzustellen und den beweglichen Körper 500 anzuhalten. Jede andere Struktur zum Anhalten des beweglichen Körpers 500 kann an einer geeigneten Position sowohl im beweglichen Körper 500 als auch im Gehäuseteil des beweglichen Körpers 310 vorgesehen werden, solange der bewegliche Körper 500 angehalten werden kann. Wie oben beschrieben, stößt ein Teil des beweglichen Körpers 500 direkt oder indirekt an einen Teil des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310, so dass der bewegliche Körper 500 zuverlässig angehalten werden kann. Infolgedessen werden der Bewegungsabstand des beweglichen Körpers 500 und der Zustand des trennbaren Teils 420 nach dem Bewegen des beweglichen Körpers 500 (wie der Abstand, um den es von den Hauptkörperteilen 430 getrennt wurde, und die Positionsbeziehung des trennbaren Teils 420 mit dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2) weniger variabel, und die Lichtbogenlöschleistung und die Qualität der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 werden stabilisiert.
Da der Bewegungsabstand H1 des beweglichen Körpers 500 verringert ist, sind die Endteile 422 des abgetrennten trennbaren Teils 420 unmittelbar nach dem Abtrennen des trennbaren Teils 420 dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 zugewandt, und die zwischen den Endteilen 422 des trennbaren Teils 420 und den Hauptkörperteilen 430 erzeugten Lichtbögen Y werden durch das Lichtbogen-Löschmaterial M im erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 gelöscht. Daher ist es möglich, eine plötzliche elektromotorische Gegenkraft, die unmittelbar nach dem Abschneiden des trennbaren Teils 420 entsteht, zu verringern. Infolgedessen kann die Last zum Zeitpunkt der Unterbrechung reduziert werden, und die Menge an Harz, die die elektrische Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 bildet, und somit die Größe der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 kann weiter verringert werden.
Wenn der Wert des vorbestimmten zweiten übermäßigen Stroms, der durch die Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 unterbrochen werden soll, etwa 50 A bis 1000 A betragen soll, beträgt der Abstand H1, in dem sich der bewegliche Körper 500 bewegt, vorzugsweise 2 bis 5 mm (Millimeter). Wenn der Abstand H1 1,5 mm oder weniger beträgt, wird es schwierig, das trennbare Teil 420 von den Hauptkörperteilen 430 abzutrennen. Wenn der Abstand H1 6 mm oder mehr beträgt, vergrößert sich nicht nur das Gehäuseteil des beweglichen Körpers 310, sondern auch die Lichtbögen werden gelöscht, indem sie physisch verlängert werden, wie es im Stand der Technik üblich ist, was das Risiko der plötzlichen Erzeugung einer elektromotorischen Gegenkraft erhöht. Diese Werte sind jedoch Richtwerte und variieren je nach Ausführung des zu schneidenden Teils 400, und die vorliegende Erfindung ist darauf nicht beschränkt.
Wie in 7 gezeigt, sind die Endteile 422 des trennbaren Teils 420 dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 und nicht der Innenfläche des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310 zugewandt, wenn der bewegliche Körper 500 bewegt und angehalten wurde. Daher kann, selbst wenn von den Endteilen 422 des trennbaren Teils 420 Lichtbögen erzeugt werden, verhindert werden, dass die Innenfläche des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310 durch die Lichtbögen verkohlt wird.
Da der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich X2 so angeordnet ist, dass er der Unterseite der Hauptkörperteile 430 zugewandt ist, werden die Lichtbögen, selbst wenn eine Spannung zwischen den Hauptkörperteilen 430 auf beiden Seiten angelegt wird und Lichtbögen von den Hauptkörperteilen 430 in Richtung der Endteile 422 des trennbaren Teils 420 erzeugt werden, durch das lichtbogenlöschende Material M in dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 wirksam gelöscht, wodurch ein Stromfluss durch den elektrischen Stromkreis wirksam verhindert werden kann.
Da sich der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich X2 entlang der vertikalen Richtung erstreckt, in der sich der bewegliche Körper 500 bewegt, kann der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich X2 den Endteilen 422 des trennbaren Teils 420 zugewandt sein, selbst wenn die Endteile 422 des trennbaren Teils 420 leicht nach oben oder unten gebogen sind, wenn das trennbare Teil 420 abgeschnitten wird. Das lichtbogenlöschende Material M in dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 kann daher die von den Endteilen 422 ausgehenden Lichtbögen wirksam löschen.
Da der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3 außerhalb des erweiterten Lichtbogen-Löschbereichs X2 liegt und an diesen angrenzt sowie der unteren Fläche jedes Hauptkörperteils 430 zugewandt ist, löscht das lichtbogenlöschende Material M im äußeren Lichtbogen-Löschbereich X3 die Lichtbögen Y, wenn diese zwischen den Hauptkörperteilen 430 und den Endteilen 422 des trennbaren Teils 420 über den erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 hinausreichen. Da der obere erweiterte Raum X4 der oberen Fläche jedes Hauptkörperteils 430 zugewandt ist, können Lichtbögen, die von den Hauptkörperteilen 430 aus nach oben entstehen, durch das Lichtbogenlöschende Material M im oberen erweiterten Raum X4 ausgelöscht werden.
<Zweite Ausführungsform>
Als nächstes wird in den 8 bis 11 eine elektrische Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600A der vorliegenden Erfindung gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Die Konfiguration der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600A gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Konfiguration der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass ein zu schneidendes Teil 400A eine Vielzahl von trennbaren Teilen 420A umfasst und dass die Größen eines Gehäuses 300A und eines beweglichen Körpers 500 A entsprechend der Größe des zu schneidenden Teils 400A geändert werden. Da der Rest der Konfiguration im Wesentlichen die gleiche ist wie die der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 gemäß der ersten Ausführungsform, wird die detaillierte Beschreibung desselben Teils der Konfiguration weggelassen.
Zunächst ist das zu schneidende Teil 400A, das einen Teil eines elektrischen Stromkreise bildet, die durch die Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600A gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterbrochen werden soll, in 8 dargestellt. 8 (a) ist eine perspektivische Ansicht des zu schneidenden Teils 400A, und 8 (b) ist eine Draufsicht auf das zu schneidende Teil 400A. Das zu schneidende Teil 400A besteht vollständig aus einem Metallleiter, der elektrisch mit dem elektrischen Stromkreis verbunden werden soll, und umfasst Hauptkörperteile 430A, die an beiden Enden mit dem elektrischen Stromkreis verbunden werden sollen, sowie vier trennbare Teile 420A, die etwa in der Mitte abgeschnitten und getrennt werden sollen.
Insbesondere sind in der Mitte und an beiden Enden jedes trennbaren Teils 420A Einschnitte 421A und Durchgangslöcher 424A vorgesehen, um ein schmelzbares Teil 425A mit einer lokal reduzierten Breite zu bilden. Wenn ein anormaler Strom durch den elektrischen Stromkreis fließt, erzeugt das schmelzbare Teil 425A Wärme und brennt durch. Das schmelzbares Teil 425A hat somit eine Schmelzfunktion. Die trennbaren Teile 420A sind so angeordnet, dass sich zwei trennbare Teile 420A in vertikaler Richtung gegenüberliegen, wobei die Hauptkörperteile 430A dazwischen liegen. Ferner sind zwei Paare der trennbaren Teile 420A, die einander zugewandt sind, parallel in der seitlichen Richtung des zu schneidenden Teils 400A angeordnet. Daher sind insgesamt vier trennbare Teile 420A an beiden Enden mit den Hauptkörperteilen 430A verbunden, und die Leistung des zu schneidenden Teils 420A kann entsprechend der erhöhten Anzahl der trennbaren Teile 400A mit Sicherungsfunktion erhöht werden. Obwohl das zu schneidende Teil 400A insgesamt vier trennbare Teile 420A umfasst, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das zu schneidende Teil 400A nur zwei trennbare Teile 420A umfassen, die einander in vertikaler Richtung gegenüberliegen, oder das zu schneidende Teil 400A kann drei trennbare Teile 420A umfassen, die in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind und zwischen denen Lücken bestehen. So können zwischen den Hauptkörperteilen 430A zwei oder eine beliebige größere Anzahl trennbarer Teile 420A in beliebiger Anordnung vorgesehen werden.
Nachfolgend wird der Zusammenbau der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600A der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 9 beschrieben. 9 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600A.
Zunächst werden die Hauptkörperteile 430A des zu schneidenden Teils 400A in den ersten Lichtbogen-Löschbereich X1A eines beweglichen Gehäuses 500A eingesetzt, und das zu schneidende Teil 400A wird vorwärts bewegt, bis die trennbaren Teile 420A des zu schneidenden Teils 400A in einem ersten Lichtbogen-Löschbereich X1A des beweglichen Körpers 500A untergebracht sind. Man beachte, dass der bewegliche Körper 500A eine im Wesentlichen rechteckige Parallelepipedform hat, so dass er die vier trennbaren Teile 400A des zu schneidenden Teils 420A aufnehmen kann, und der erste Lichtbogen-Löschbereich X1A des beweglichen Körpers 500A ist ebenfalls erweitert, so dass er die vier trennbaren Teile 420A aufnehmen kann.
Als nächstes wird der bewegliche Körper 500A in ein unteres Gehäuseteil des beweglichen Körpers 110A eines unteren Gehäuses 100A von der Seite des unteren Teils 520A aus eingesetzt. Dann werden die Hauptkörperteile 430A des zu schneidenden Teils 400A auf Trägerteilen 121A des unteren Gehäuses 100A abgestützt, und der bewegliche Körper 500A wird so gehalten, dass er in das untere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 110A eingeführt wird. Die Konfiguration des unteren Gehäuses 100A ist im Wesentlichen die gleiche wie die Konfiguration des unteren Gehäuses 100 gemäß der ersten Ausführungsform, unterscheidet sich aber von der Konfiguration des unteren Gehäuses 100 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass das untere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 110A so erweitert ist, dass es eine im Wesentlichen rechteckige Parallelepipedform in Übereinstimmung mit der Form des beweglichen Körpers 500A aufweist, und ferner der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3 aufgrund der Erweiterung des unteren Gehäuseteils des beweglichen Körpers 110A nicht vorgesehen ist.
Danach wird das obere Gehäuse 200A von oben auf das untere Gehäuse 100A aufgesetzt, so dass das Oberteil 560A des beweglichen Körpers 500A in das obere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 210A des oberen Gehäuses 200A eingeführt wird. Durch Schieben des oberen Gehäuses 200A in Richtung des unteren Gehäuses 100A passen die Hauptkörperteile 430A des zu schneidenden Teils 400Ain zurückgesetzte Teile 231A des oberen Gehäuses 200A. Durch Verbinden und Fixieren der Kupplungslöcher B1 und der vertikal ausgerichteten Kupplungslöcher B2 unter Verwendung von Kupplungselementen oder ähnlichem wird das Gehäuse 300A, das das untere Gehäuse 100A und das obere Gehäuse 200A umfasst, zusammengebaut, wobei das zu schneidende Teil 400A und der bewegliche Körper 500A darin untergebracht sind.
Die Konfiguration des oberen Gehäuses 200A ist im Wesentlichen die gleiche wie die Konfiguration des oberen Gehäuses 200 gemäß der ersten Ausführungsform, unterscheidet sich jedoch von der Konfiguration des oberen Gehäuses 200 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass das obere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 210A so erweitert ist, dass es eine im Wesentlichen rechteckige Parallelepipedform in Übereinstimmung mit der Form des beweglichen Körpers 500A aufweist, und ferner der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3 aufgrund der Erweiterung des oberen Gehäuseteils des beweglichen Körpers 210A nicht vorgesehen ist. Obwohl der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3 in dem unteren Gehäuse 100A und dem oberen Gehäuse 200A nicht vorgesehen ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3 kann in geeigneter Weise vorgesehen werden.
Als nächstes wird ein innerer Aufbau der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600A gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 10 beschrieben. 10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der in 9 dargestellten Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600 in einem montierten Zustand. In einer Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600A sind der erste Lichtbogen-Löschbereich X1A, der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich X2A, der äußere Lichtbogen-Löschbereich X3A, der obere erweiterte Raum X4A und ein erweiterter Zwischenraum X5A vollständig mit dem Lichtbogen-Löschmaterial M gefüllt, wobei in den 10 und 11 aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnungen nur ein Teil des Lichtbogen-Löschmaterials M dargestellt ist.
Wie in 10 dargestellt, ist der bewegliche Körper 500A in dem Gehäuseteil des beweglichen Körpers 310A untergebracht, das das untere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 110A und das obere Gehäuseteil des beweglichen Körpers 210A enthält, die linear ausgerichtet sind. Das Gehäuseteil des beweglichen Körpers 310A erstreckt sich von einem ersten Endteil 320A des Gehäuses 300A zu einem zweiten Endteil 330A, das dem ersten Endteil 320A gegenüberliegt. Da der bewegliche Körper 500A auf der Seite des ersten Endteils 320A positioniert ist, auf der sich die Energiequelle P befindet, ist die Seite des zweiten Endteils 330A des Gehäuseteils 310A des beweglichen Körpers leer.
Wie in 10 dargestellt, ist das körnige lichtbogenlöschende Material M in dem ersten Lichtbogen-Löschbereich X1A, dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2A, dem äußeren Lichtbogen-Löschbereich X3A und dem oberen erweiterten Raum X4A enthalten. Die trennbaren Teile 400A des zu schneidenden Teils 420A werden in den ersten Lichtbogen-Löschbereich X1A des beweglichen Körpers 500A eingesetzt und darin untergebracht. Die Lücken zwischen den trennbaren Teilen 420A, die sich in vertikaler Richtung gegenüberliegen, sind ebenfalls mit dem lichtbogenlöschenden Material M gefüllt. Daher ist der Umfang jedes schmelzbaren Teils 425A des zu schneidenden Teils 400A mit dem lichtbogenlöschenden Material M bedeckt. Obere und untere Kupplungsteile 431A, welche die trennbaren Teile 420A mit den Hauptkörperteilen 430A des zu schneidenden Teils 400A verbinden, befinden sich in der Nähe des oberen erweiterten Raums X4Abzw. des erweiterten Lichtbogen-Löschbereichs X2A. Die oberen und unteren Kupplungsteile 431A befinden sich im erweiterten Zwischenraum X5A des Gehäuses 300A außerhalb des Gehäuseteils des beweglichen Körpers 310A. Dieser erweiterte Zwischenraum X5A zwischen dem oberen und dem unteren Kupplungsteil 431A ist ebenfalls mit dem lichtbogenlöschenden Material M gefüllt.
Wie in 11 dargestellt, wird, wenn eine Abnormalität festgestellt wird, wie z. B. der vorbestimmte zweite Überstrom, der durch den elektrischen Stromkreis fließt, ein Abnormalitätssignal in die Energiequelle P eingeleitet, und der Sprengstoff in der Energiequelle P explodiert. Dann wird der durch die Explosion erzeugte Luftdruck sofort auf das Oberteil 560A des beweglichen Körpers 500A übertragen. Der bewegliche Körper 500A wird kräftig vom ersten Endteil 320A in Richtung des zweiten Endteils 330A weggesprengt und bewegt sich augenblicklich in Richtung des zweiten Endteils 330A im Gehäuseteil des beweglichen Körpers 310A. Das Unterteil 520A des beweglichen Körpers 500A stößt an ein Bodenteil 311A des Gehäuseteils 310A des beweglichen Körpers auf der Seite des zweiten Endteils 330A, und der bewegliche Körper 500A wird angehalten, um sich nicht mehr zu bewegen.
Da der erste Lichtbogen-Löschbereich X1A mit dem lichtbogenlöschenden Material M gefüllt ist, wird bei der Bewegung des beweglichen Körpers 500A jedes trennbare Teil 420A sofort zusammen mit dem umgebenden lichtbogenlöschenden Material M mit einer starken Kraft in Richtung des zweiten Endteils 330A geschoben, und jedes trennbare Teil 420A wird von den Hauptkörperteilen 430A abgeschnitten. Jedes trennbare Teil 420A bewegt sich zusammen mit dem beweglichen Körper 500A auf das zweite Endteil 330A zu und wird von den Hauptkörperteilen 430A getrennt. Da die Lücken zwischen den trennbaren Teilen 420A, die sich in dem ersten Lichtbogen-Löschbereich X1A in vertikaler Richtung gegenüberliegen, ebenfalls mit dem lichtbogenlöschenden Material M gefüllt sind, werden die trennbaren Teile 420A von den Hauptkörperteilen 430A unter Beibehaltung eines Abstands zueinander getrennt. Außerdem bleiben die oberen und unteren Kupplungsteile 431A, die die trennbaren Teile 420Amit den Hauptkörperteilen 430A verbinden, auf der Seite des Hauptkörperteils 430, ohne abgeschnitten zu werden.
Wie in 11 dargestellt, sind die Endteile 422A der unteren trennbaren Teile 420A, die abgeschnitten und abgetrennt wurden, dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2 zugewandt, wenn sich der bewegliche Körper 500A bewegt und angehalten hat. Daher werden die Lichtbögen Ya, selbst wenn eine Hochspannung zwischen den Hauptkörperteilen 430A auf beiden Seiten angelegt wird und Lichtbögen Ya zwischen den Endteilen 422A der unteren trennbaren Teile 420A und den Kupplungsteilen 431A der Hauptkörperteile 430A erzeugt werden, durch das lichtbogenlöschende Material M in dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2A wirksam gelöscht, wodurch verhindert werden kann, dass der Strom durch den elektrischen Stromkreis fließt. Wenn sich der bewegliche Körper 500A bewegt und angehalten hat, sind außerdem die Endteile 422A der oberen trennbaren Teile 420A, die abgeschnitten und getrennt wurden, dem erweiterten Zwischenraum X5A zwischen den Kupplungsteilen 431A zugewandt. Daher werden die Lichtbögen Yb, selbst wenn eine Hochspannung zwischen den Hauptkörperteilen 430A auf beiden Seiten angelegt wird und Lichtbögen Yb zwischen den Endteilen 422A der oberen trennbaren Teile 420A und den Kupplungsteilen 431A der Hauptkörperteile 430A erzeugt werden, durch das lichtbogenlöschende Material M in dem erweiterten Zwischenraum X5A wirksam gelöscht, wodurch verhindert werden kann, dass der Strom durch den elektrischen Stromkreis fließt.
Konventionell wurde ein langer Bewegungsabstand für den beweglichen Körper sichergestellt, um Lichtbögen, die zwischen den trennbaren Teilen 420A und den Hauptkörperteilen 430A entstehen, effektiv zu löschen, indem die Lichtbögen physikalisch verlängert werden. Um insbesondere die Lichtbögen zu verlängern, die zwischen den Endteilen 422A der abgeschnittenen oberen trennbaren Teile 420A und den unteren Kupplungsteilen 431A erzeugt werden, war ein langer Bewegungsabstand des beweglichen Körpers erforderlich, um die oberen trennbaren Teile 420A weiter von den unteren Kupplungsteilen 431A weg zu bewegen. Andererseits sind gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn der bewegliche Körper 500A sich bewegt und angehalten hat, die Endteile 420A der abgeschnittenen unteren trennbaren Teile 422A dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2A zugewandt, und die Endteile 420A der abgeschnittenen oberen trennbaren Teile 422A dem erweiterten Zwischenraum X5A zwischen den Kupplungsteilen 431A. Daher werden die Lichtbögen, die zwischen den Endteilen 420A der trennbaren Teile 422A und den Hauptkörperteilen 430A entstehen, durch das lichtbogenlöschende Material M in dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2A und dem erweiterten Zwischenraum X5A wirksam gelöscht. Da es nicht notwendig ist, einen langen beweglichen Abstand für den beweglichen Körper zu sichern, um die Lichtbögen physisch zu verlängern und zu löschen, wie im verwandten Stand der Technik, ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Verkleinerung der elektrischen Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600A durch Verringerung des beweglichen Abstands des beweglichen Körpers.
Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem das zu schneidende Teil 400A drei oder mehr trennbare Teile 420A umfasst, die in vertikaler Richtung mit Zwischenräumen übereinander angeordnet sind, wenn der bewegliche Körper 500A sich bewegt und angehalten hat, die Endteile 422A von mindestens einem trennbaren Teil 420A dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2A zugewandt sein können, und die Endteile 422A der anderen trennbaren Teile 420A dem erweiterten Zwischenraum X5A zwischen den entsprechenden Kupplungsteilen 431A zugewandt sein können. Infolgedessen werden die Lichtbögen, die zwischen den Endteilen 422A der trennbaren Teile 420A und den Hauptkörperteilen 430A entstehen, durch das lichtbogenlöschende Material M im erweiterten Lichtbogen-Löschbereich X2A und im erweiterten Zwischenraum X5A wirksam gelöscht. Die elektrische Stromkreisunterbrechungsvorrichtung 600A kann durch Verringerung des beweglichen Abstands des beweglichen Körpers verkleinert werden.
Die elektrische Stromkreisunterbrechungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Modifikationen und Kombinationen sind innerhalb des durch die Ansprüche und den Umfang der Ausführungsformen definierten Bereichs möglich, und diese Modifikationen und Kombinationen fallen ebenfalls in den Bereich der vorliegenden Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019212612 A [0005]

Claims

Stromkreisunterbrechungsvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse; ein zu schneidendes Teil, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und einen Teil eines elektrischen Stromkreises bildet; und eine Energiequelle, die an der Seite eines ersten Endteils des Gehäuses angeordnet ist, die Stromkreisunterbrechungsvorrichtung umfasst ferner einen beweglichen Körper, der einen ersten Lichtbogen-Löschbereich enthält, in den das zu schneidende Teil eingesetzt und untergebracht ist und der mit einem lichtbogenlöschenden Material gefüllt ist, wobei das Gehäuse ein Gehäuseteil des beweglichen Körpers umfasst, das es dem beweglichen Körper ermöglicht, sich zwischen dem ersten Endteil und einem zweiten Endteil, das dem ersten Endteil gegenüberliegt, zu bewegen, der bewegliche Körper so konfiguriert ist, dass er den zu schneidenden Teil, der in dem ersten Lichtbogen-Löschbereich des beweglichen Körpers untergebracht ist, schneidet, während er sich durch die Energiequelle bewirkt von dem ersten Endteil zu dem zweiten Endteil bewegt, und das Gehäuse einen erweiterten Lichtbogen-Löschbereich aufweist, der so angeordnet ist, dass er einem Endteil eines trennbaren Teils des zu schneidenden Teils gegenüberliegt, das abgeschnitten und abgetrennt wird, wenn der bewegliche Körper sich bewegt und angehalten hat, wobei der erweiterte Lichtbogen-Löschbereich mit einem lichtbogenlöschenden Material gefüllt ist.
Stromkreisunterbrechungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Teil des beweglichen Körpers direkt oder indirekt an einem Gehäuseteil des beweglichen Körpers anliegt, um den beweglichen Körper anzuhalten.
Stromkreisunterbrechungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zu schneidende Teil eine Vielzahl trennbarer Teile umfasst, und wenn der bewegliche Körper sich bewegt und angehalten hat, ein Endteil von mindestens einem der trennbaren Teile dem erweiterten Lichtbogen-Löschbereich zugewandt ist, und ein Endteil des verbleibenden trennbaren Teils oder der verbleibenden trennbaren Teile einem erweiterten Zwischenraum zugewandt ist, der in dem Gehäuse vorgesehen und mit einem lichtbogenlöschenden Material gefüllt ist.