【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路遮断器に関わり、特に、回路遮断器の内部で発生する熱を効率良く筐体の外部に排出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回路遮断器として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この回路遮断器は樹脂などの絶縁材料で形成された筐体、第一の導通端子、第一の導通端子の先端にろう付などの方法で接合された固定接点、第二の導通端子、固定接点に接触可能な可動子、可動子にろう付などの方法で接合された可動接点、可動子と第二の導通端子とを接続する可撓性を備えた導体、第一の導通端子に取付けられたアークランナー、筐体の上部を覆う蓋などで構成されている。
【０００３】
この回路遮断器が閉路状態にあると、第一の導通端子、固定接点、可動接点、可動子、導体、第二の導通端子の順に電流が流れ、この時ジュール熱が発生する。筐体の内部で発生したジュール熱は第一の導通端子や第二の導通端子を伝導し、さらに筐体の内壁へ熱伝導や輻射で伝達される。第一の導通端子や第二の導通端子に伝導された熱は、外部に露出した導通端子の表面から周囲に放散される。また筐体の内壁へ伝達された熱は、筐体の外表面から周囲に放散される。
【０００４】
【特許文献１】
特許平１１−３１２４４３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上述した従来の回路遮断器では、筐体の内部で発生したジュール熱を外部へ排出する機能が不充分で、開閉動作による接点の消耗が進行し、接触抵抗の増大により接点から発生する熱量が大きくなると、接点部近傍の温度が筐体の樹脂材料の融点を超え、筐体が溶解する危険性があった。
【０００７】
本発明の目的は、筐体の内部部品が発生する熱を効率よく外部に排出し、回路遮断器の動作信頼性を向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回路遮断器は、固定側導通端子と可動側導通端子を開閉する機構系と、機構系を収容すると共に外表面にフィン状放熱部が設けられた筐体を備えてなり、フィン状放熱部の片端には固定側導通端子が配置され、しかも当該片端と対向する他端は開放されているものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１に本発明の実施の形態１にかかわる回路遮断器の側面断面図（ａ）、および正面図（ｂ）を示す。筐体１は樹脂などの絶縁材料で形成されており、通風口を有する蓋９と放熱部１０を備えている。固定側導通端子２の先端にはろう付などの方法で固定接点３が接合されている。可撓性導体７の一端には可動側導通端子４が、また他端には可動子５が接続されている。可動子５にはろう付などの方法で可動接点６が接合され、この可動接点６は可撓性導体７の変形によって固定接点３と接触することができる。なお、図１（ａ）では、固定接点３と可動接点６が接触しており、閉路状態を表している。可動子５、可撓性導体７などの機構系は筐体に収容されている。
【００１０】
アークランナー８は回路遮断器を開にしたときに発生するアークを瞬時に上方へ導くもので、一端が固定側導通端子２に、もう一端は放熱部１０にボルトなどの締結手段で取付けられている。この取付け面に存在する空気が断熱層となり発熱点から放熱部１０への熱伝導の効率を低下させていた。アークランナー８にはアークに耐えうるように熱伝導率の小さい高融点金属が使用されるうえに、固定側導通端子２から放熱部１０までの距離が長いため、アークランナー８の熱抵抗は大きい。
【００１１】
図２は放熱部１０の構造を説明するための斜視図である。樹脂などの絶縁材料から形成される放熱部１０は、底部１０ａとフィン部１０ｂを備えている。この図では、筐体１と一体成型されているが、筐体１から取り外すことが出来るようになっていてもよい。複数のフィン部１０ｂの間にはフィン空間１０ｃが存在し、筐体１の放熱面積を増加させる。図において右側から流れ込んだ空気は矢印に示されるようにフィン空間１０ｃを左側に向かって流れる。底部１０ａには、回路遮断器を開にしたときに発生するアークが放熱部１０から外部に漏れないように、通風口は設けられていない。
【００１２】
電流が固定側導通端子２から固定接点３、可動接点６、可動子５、可撓性導体７、可動側導通端子４の順に流れると、この経路中の各部品の固有抵抗と、固定接点３と可動接点６との接触抵抗によりジュール熱が発生する。回路遮断器の開閉動作が繰り返されると固定接点３と可動接点６の接触面積は減少するので、接触抵抗が増大し接点近傍の温度は大幅に上昇する。
【００１３】
可動接点６と固定接点３で発生した熱は、伝導あるいは輻射により、固定側導通端子２やアークランナー８を経由して放熱部１０へ伝わる。放熱部１０では、フィン空間１０ｃの片端が開放されているため、フィン部１０ｂで熱交換によって暖められた空気は図２中の矢印が示すようにフィン空間１０ｃを通過して周囲に抜けることができる。放熱部１０の固定側導通端子側からは新しい空気が流入するので、フィン空間１０ｃの内部まで周囲空気が連続的に流入し、対流熱伝達の効率が増加する。
【００１４】
計算によれば、フィン空間１０ｃの両側が閉じている場合に比べると、片側を開放するだけで固定接点３の温度を約２％、可動接点６の温度を約５％低くできる。回路遮断器の内部部品からの発熱が効率よく外部に排出されるため、動作時に筐体１の溶解を防止できるなど、回路遮断器の動作信頼性が高められる。
【００１５】
実施の形態２．
図３に本発明の実施の形態２にかかわる回路遮断器の側面断面図を示す。Ｌ字型部材１１は銅などの良熱伝導材料で形成され、固定側導通端子２と放熱部１０にボルトで密着するように締結されている。固定接点３から伝わる熱は、固定側導通端子２を通ってＬ字型部材１１に伝えられたうえで、筐体１の外壁表面まで熱伝導されるので、固定側導通端子２から筐体１の外壁表面までの熱抵抗はＬ字型部材１１が無い場合に比べて約１／５以下になる。計算による比較では、Ｌ字型部材１１が無い場合に比べると固定接点３の温度を１３％、可動接点６の温度を１５％低減できる。
【００１６】
なお、図４に示すように、Ｌ字型部材１１の外面（筐体の内壁と接触する面）に銀などの低硬度材料をめっき等の方法で薄膜層１３を設けることも出来る。Ｌ字型部材１１を取付けたとき、薄膜層１３が放熱部１０の底部１０ａと接触する。固定側導通端子２の材料は銅であり、薄膜層１３の硬度は固定側導通端子２の硬度よりも低い。薄膜層１３を設けたＬ字型部材１１をボルトなどで締結すると、固定側導通端子２および放熱部１０との接触面に残存する空隙に銀が塑性変形して充填される。これにより、断熱層である空隙が減少し、接触面の熱接触抵抗が減少する。
【００１７】
実施の形態３．
図５に実施の形態３にかかわる回路遮断器の側面断面図を示す。補助熱伝導部材１２ａ、１２ｂは銅などの良熱伝導材料で形成され、放熱部１０の底部１０ａにＬ字型部材１１と接触する位置に埋め込まれている。アークランナー８およびＬ字型部材１１は、補助熱伝導部材１２ａ、１２ｂにそれぞれボルトで締結されている。
【００１８】
固定接点３から伝えられる熱は、固定側導通端子２を通ってＬ字型部材１１に伝わる。熱は、アークランナー８とＬ字型部材１１の内部を通過し、補助熱伝導部材１２ａ、１２ｂを経由して放熱部１０に伝導される。熱抵抗の大きい放熱部１０の底部１０ａに補助熱伝導部材１２ａと１２ｂを埋め込み、筐体１の壁内部の熱伝導距離を実質的に短くしたので固定側導通端子２から筐体１の外壁表面までの熱抵抗はさらに小さくなる。
【００１９】
実施の形態４．
図６に実施の形態４にかかわる回路遮断器の側面断面図を示す。固定側導通端子２に、放熱部１０、あるいは補助熱伝導部材１２ｂに密着する板部材１４を設けている。板部材１４は切削などの方法で固定側導通端子２と一体加工された形態としてもよいし、板材を溶接やろう付などの方法で固定側導通端子２に接合した形態でも良い。
【００２０】
固定接点３と可動接点６の接触部で発生した熱は固定側導通端子２を通って板部材１４に分岐し、さらに放熱部１０の底部１０ａを通って外部へ排出される。固定側導通端子２から筐体１の外壁表面までの熱抵抗がより一層低減されるので筐体１の内部部品の温度上昇を軽減できる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明に係る回路遮断器は、固定側導通端子と可動側導通端子を開閉する機構系と、機構系を収容すると共に外表面にフィン状放熱部が設けられた筐体を備えてなり、フィン状放熱部の片端には固定側導通端子が配置され、しかも当該片端と対向する他端は開放されていることにより、放熱特性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係わる回路遮断器の構造を説明するための図である。
【図２】放熱部の構造を説明するための図である。
【図３】実施の形態２に係わる回路遮断器の構造を説明するための図である。
【図４】Ｌ字型部材の別の形態を説明するための図である。
【図５】実施の形態３に係わる回路遮断器の構造を説明するための図である。
【図６】実施の形態４に係わる回路遮断器の構造を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 筐体、 ２ 固定側導通端子、 ３ 固定接点、 ４ 可動側導通端子、 ５ 可動子、 ６ 可動接点、 ７ 可撓性導体、 ８ アークランナー、 ９ 蓋、１０ 放熱部、 １０ａ 底部、 １０ｂ フィン部、 １０ｃ フィン空間、 １１ Ｌ字型部材、 １２ａ、１２ｂ 補助熱伝導部材。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit breaker, and more particularly to a technique for efficiently discharging heat generated inside a circuit breaker to the outside of a housing.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART As a conventional circuit breaker, for example, a circuit breaker disclosed in Patent Document 1 is known. This circuit breaker is made of a housing made of an insulating material such as a resin, a first conductive terminal, a fixed contact joined to a tip of the first conductive terminal by a method such as brazing, a second conductive terminal, a fixed A movable member capable of contacting the contact, a movable contact joined to the movable member by brazing or the like, a flexible conductor for connecting the movable member and the second conductive terminal, attached to the first conductive terminal And a lid that covers the upper part of the housing.
[0003]
When the circuit breaker is in a closed state, a current flows in the order of the first conductive terminal, the fixed contact, the movable contact, the movable element, the conductor, and the second conductive terminal, and at this time, Joule heat is generated. Joule heat generated inside the casing is conducted through the first conduction terminal and the second conduction terminal, and further transmitted to the inner wall of the casing by heat conduction and radiation. The heat conducted to the first conduction terminal and the second conduction terminal is dissipated to the outside from the surface of the conduction terminal exposed to the outside. Further, the heat transmitted to the inner wall of the housing is radiated from the outer surface of the housing to the surroundings.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-312443
[Problems to be solved by the invention]
[0006]
However, the above-mentioned conventional circuit breaker has an insufficient function of discharging the Joule heat generated inside the housing to the outside, and the consumption of the contact due to the opening / closing operation progresses, and the amount of heat generated from the contact due to an increase in the contact resistance. When the temperature increases, the temperature near the contact point exceeds the melting point of the resin material of the housing, and there is a risk that the housing may be melted.
[0007]
An object of the present invention is to efficiently discharge the heat generated by the internal components of the housing to the outside and improve the operation reliability of the circuit breaker.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The circuit breaker according to the present invention includes a mechanism system for opening and closing the fixed-side conduction terminal and the movable-side conduction terminal, and a housing accommodating the mechanism system and having a fin-shaped heat radiating portion provided on an outer surface. A fixed-side conductive terminal is arranged at one end of the heat dissipating portion, and the other end facing the one end is open.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a side sectional view (a) and a front view (b) of a circuit breaker according to Embodiment 1 of the present invention. The housing 1 is formed of an insulating material such as a resin, and includes a lid 9 having a ventilation port and a heat radiating unit 10. The fixed contact 3 is joined to the tip of the fixed-side conductive terminal 2 by brazing or the like. The movable conductor terminal 4 is connected to one end of the flexible conductor 7 and the movable element 5 is connected to the other end. A movable contact 6 is joined to the movable element 5 by brazing or the like, and the movable contact 6 can come into contact with the fixed contact 3 by deformation of the flexible conductor 7. In FIG. 1A, the fixed contact 3 and the movable contact 6 are in contact with each other, indicating a closed state. A mechanism system such as the mover 5 and the flexible conductor 7 is housed in a housing.
[0010]
The arc runner 8 guides the arc generated when the circuit breaker is opened instantaneously upward. One end of the arc runner 8 is attached to the fixed-side conduction terminal 2 and the other end is attached to the heat radiating section 10 by fastening means such as bolts. I have. The air existing on the mounting surface serves as a heat insulating layer and reduces the efficiency of heat conduction from the heat generating point to the heat radiating portion 10. The arc runner 8 is made of a high melting point metal having a low thermal conductivity so as to withstand an arc, and has a long thermal resistance of the arc runner 8 because the distance from the fixed side conductive terminal 2 to the heat radiating portion 10 is long. .
[0011]
FIG. 2 is a perspective view for explaining the structure of the heat radiating unit 10. The heat radiating portion 10 formed of an insulating material such as a resin has a bottom portion 10a and a fin portion 10b. In this figure, it is molded integrally with the housing 1, but it may be detachable from the housing 1. A fin space 10c exists between the plurality of fin portions 10b to increase the heat radiation area of the housing 1. In the figure, the air flowing from the right side flows in the fin space 10c toward the left side as indicated by the arrow. The bottom 10a is not provided with a ventilation hole so that an arc generated when the circuit breaker is opened does not leak from the heat radiating section 10 to the outside.
[0012]
When a current flows from the fixed-side conductive terminal 2 to the fixed contact 3, the movable contact 6, the movable element 5, the flexible conductor 7, and the movable-side conductive terminal 4 in this order, the specific resistance of each component in this path and the fixed contact 3 Joule heat is generated due to the contact resistance between the contact and the movable contact 6. When the switching operation of the circuit breaker is repeated, the contact area between the fixed contact 3 and the movable contact 6 decreases, so that the contact resistance increases and the temperature near the contact greatly increases.
[0013]
The heat generated at the movable contact 6 and the fixed contact 3 is transmitted to the heat radiating unit 10 via the fixed-side conduction terminal 2 and the arc runner 8 by conduction or radiation. In the heat radiating portion 10, one end of the fin space 10c is open, so that the air warmed by the heat exchange in the fin portion 10b may pass through the fin space 10c and escape to the surroundings as indicated by the arrow in FIG. it can. Since new air flows from the fixed-side conduction terminal side of the heat radiating portion 10, ambient air continuously flows into the inside of the fin space 10c, and the efficiency of convective heat transfer increases.
[0014]
According to the calculation, the temperature of the fixed contact 3 and the temperature of the movable contact 6 can be lowered by about 2% and 5%, respectively, by opening one side only as compared with the case where both sides of the fin space 10c are closed. Since the heat generated from the internal components of the circuit breaker is efficiently discharged to the outside, the operation reliability of the circuit breaker can be improved, such as preventing the housing 1 from melting during operation.
[0015]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 3 is a side sectional view of a circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention. The L-shaped member 11 is formed of a good heat conductive material such as copper, and is fastened to the fixed-side conduction terminal 2 and the heat radiating portion 10 by using bolts. The heat transmitted from the fixed contact 3 is transmitted to the L-shaped member 11 through the fixed-side conductive terminal 2 and is then conducted to the outer wall surface of the housing 1. The thermal resistance to the outer wall surface is about 1/5 or less as compared with the case where the L-shaped member 11 is not provided. In comparison by calculation, the temperature of the fixed contact 3 and the temperature of the movable contact 6 can be reduced by 13% and 15%, respectively, as compared with the case where the L-shaped member 11 is not provided.
[0016]
As shown in FIG. 4, the thin film layer 13 may be provided on the outer surface of the L-shaped member 11 (the surface that comes into contact with the inner wall of the housing) by plating a low-hardness material such as silver with a method such as plating. When the L-shaped member 11 is attached, the thin film layer 13 comes into contact with the bottom 10a of the heat radiating section 10. The material of the fixed-side conductive terminal 2 is copper, and the hardness of the thin film layer 13 is lower than the hardness of the fixed-side conductive terminal 2. When the L-shaped member 11 provided with the thin film layer 13 is fastened with a bolt or the like, silver remaining in the contact surface between the fixed-side conductive terminal 2 and the heat radiating portion 10 is plastically deformed and filled with silver. As a result, the space serving as the heat insulating layer is reduced, and the thermal contact resistance of the contact surface is reduced.
[0017]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a side sectional view of the circuit breaker according to the third embodiment. The auxiliary heat conductive members 12a and 12b are formed of a good heat conductive material such as copper, and are embedded in the bottom portion 10a of the heat radiating portion 10 at positions where they contact the L-shaped member 11. The arc runner 8 and the L-shaped member 11 are fastened to the auxiliary heat conducting members 12a and 12b by bolts, respectively.
[0018]
Heat transmitted from the fixed contact 3 is transmitted to the L-shaped member 11 through the fixed-side conductive terminal 2. The heat passes through the inside of the arc runner 8 and the L-shaped member 11 and is conducted to the heat radiating section 10 via the auxiliary heat conducting members 12a and 12b. The auxiliary heat conducting members 12a and 12b are embedded in the bottom portion 10a of the heat radiating portion 10 having a large thermal resistance, and the heat conduction distance inside the wall of the housing 1 is substantially shortened. The thermal resistance until is further reduced.
[0019]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 is a side sectional view of a circuit breaker according to the fourth embodiment. The fixed conductive terminal 2 is provided with a plate member 14 which is in close contact with the heat radiating portion 10 or the auxiliary heat conducting member 12b. The plate member 14 may be formed integrally with the fixed-side conductive terminal 2 by a method such as cutting, or may be formed by joining a plate material to the fixed-side conductive terminal 2 by a method such as welding or brazing.
[0020]
Heat generated at a contact portion between the fixed contact 3 and the movable contact 6 is branched to the plate member 14 through the fixed-side conduction terminal 2, and is further discharged outside through the bottom 10 a of the heat radiating portion 10. Since the thermal resistance from the fixed side conductive terminal 2 to the outer wall surface of the housing 1 is further reduced, the temperature rise of the internal components of the housing 1 can be reduced.
[0021]
【The invention's effect】
The circuit breaker according to the present invention includes a mechanism system for opening and closing the fixed-side conduction terminal and the movable-side conduction terminal, and a housing accommodating the mechanism system and having a fin-shaped heat radiating portion provided on an outer surface. A fixed-side conductive terminal is disposed at one end of the heat dissipating portion, and the other end facing the one end is open, so that the heat dissipating characteristics are excellent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a structure of a circuit breaker according to a first embodiment.
FIG. 2 is a view for explaining a structure of a heat radiating unit.
FIG. 3 is a diagram for explaining a structure of a circuit breaker according to a second embodiment.
FIG. 4 is a view for explaining another form of the L-shaped member.
FIG. 5 is a diagram for explaining a structure of a circuit breaker according to a third embodiment.
FIG. 6 is a diagram for explaining a structure of a circuit breaker according to a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 housing, 2 fixed-side conducting terminal, 3 fixed contact, 4 movable-side conducting terminal, 5 mover, 6 movable contact, 7 flexible conductor, 8 arc runner, 9 lid, 10 radiator, 10a bottom, 10b fin Part, 10c fin space, 11 L-shaped member, 12a, 12b auxiliary heat conductive member.
