JP2012150979A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】遮断器を大型化することなく、遮断性能の高い回路遮断器を提供する。
【解決手段】第１の電源側端子４ａと第１の負荷側端子４ｂとの間に接続された第１の接点部３ａと、第２の電源側端子６ａと第２の負荷側端子６ｂとの間に接続された第２の接点部３ｂと、前記接点部３ａ、３ｂに発生したアークを消弧する消弧装置とを備えた回路遮断器において、前記第１の接点部３ａと並列に正の温度特性を持つＰＴＣ素子５を接続し、前記第２の接点部３ｂを補助接点とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＰＴＣ素子を用いて、過電流を限流するようにした直流遮断器に関する。

この種の遮断器として、特許文献１に開示された構成が知られている。図４は、従来例を示す遮断器の回路図である。
図において、直流電源Ｅに遮断器１１を介して負荷１２が接続されている。

遮断器１１は、接点１３と、過電流により開路動作する開路動作素子１４と、正の温度係数を有するＰＴＣ素子１５と、接点１３を開成させる電圧動作型励磁コイル１６とから構成されている。

このような遮断器において、過電流が流れると、開路動作素子１４が開成し、ＰＴＣ素子１５に電流が流れてＰＴＣ素子１５の抵抗値が上昇することにより、過電流を限流する。また、ＰＴＣ素子１５の抵抗値が上昇すると、ＰＴＣ素子１５の両端子間の電圧が上昇し、励磁コイル１６の電圧が上昇して動作し、アークを抑制した状態で接点１３を開成する。

特開２０００−６７７１０号公報

ところで、特許文献１に記載の遮断器は、開路動作素子１４にＰＴＣ素子１５を並列に接続し、過電流時に電流を開路動作素子１４からＰＴＣ素子１５に転流させることで、過電流を限流することができる。

しかしながら、ＰＴＣ素子１５の抵抗値は、有限の値であるために、回路には微小の電流が流れ続ける。したがって、この電流を遮断して回路を完全に切り離すには、回路に補助接点を設けるなどの対策が必要であり、遮断器が大型化してしまうという欠点があった。

そこで、本発明の課題は、遮断器を大型化することなく、遮断性能の高い回路遮断器を提供することにある。

上記課題を達成するために、本発明によれば、第１の電源側端子と第１の負荷側端子との間に接続された第１の接点部と、第２の電源側端子と第２の負荷側端子との間に接続された第２の接点部と、前記接点部に発生したアークを消弧する消弧装置とを備えた回路遮断器において、前記第１の接点部と並列に正の温度特性を持つＰＴＣ素子を接続し、前記第２の接点部を補助接点としたことを特徴とする。

また、前記回路遮断器において、前記第２の接点部を第１の接点部よりも遅れて開極するように構成することが好ましい。例えば、第２の接点部のワイプ量を変化させて第２の接点部の開極を遅らせるようにする、あるいは第２の接点部を開閉駆動する開閉機構部にリンク機構を設けて第２の接点部の開極を遅らせるようにすることができる。

本発明によれば、第１の接点部と並列に正の温度特性を持つＰＴＣ素子を接続し、第２の接点部を補助接点としたので、遮断器を大型化することなく、遮断性能の高い回路遮断器を得ることができる。

本発明の実施形態を示す回路遮断器の上面図 回路遮断器のオン状態を示す回路図 回路遮断器のオフ状態を示す回路図 従来例を示す遮断器の回路図

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態を示す回路遮断器の上面図、図２は、回路遮断器のオン状態を示す回路図、図３は、回路遮断器のオフ状態を示す回路図である。

本発明は、電源側端子及び負荷側端子との間に接続された第１および第２の接点部を備えた２極以上で構成される回路遮断器において、第１の接点部と並列に正の温度特性を持つＰＴＣ素子を接続し、第２の接点部を補助接点として利用するようにしたものである。
図において、本実施形態の回路遮断器は、２極型の回路遮断器であり、ケースとカバーからなる本体ケース２内に、第１の接点部３ａ及び第２の接点部３ｂと、図示しない開閉機構部、過電流検出装置、消弧装置が収納されている。なお、接点部３ａ、３ｂと過電流検出装置、消弧装置は、各相毎にそれぞれ本体ケース２内に収納されている。また、第１の接点部３ａと第２の接点部３ｂは、例えば可動接点と固定接点とから構成することができる。
開閉機構部は、接点部３ａ、３ｂを開閉駆動するものであり、過電流検出装置は過電流を検出するものであり、消弧装置は、接点部３ａ、３ｂに発生したアークを消弧するものである。また、４ａ、６ａは電源が接続される第１および第２の電源側端子、４ｂ、６ｂは負荷が接続される第１および第２の負荷側端子である。そして、第１の電源側端子４ａ、第１の接点部３ａ、第１の負荷側端子４ｂで一方の通電路を構成し、第２の電源側端子６ａ、第２の接点部３ｂ、第２の負荷側端子６ｂで他方の通電路を構成している。

また、７は、本体ケース２から操作部が突出する操作ハンドルであり、該操作ハンドル７をオン、オフ操作することにより、開閉機構部を介して接点部３ａ、３ｂを閉極、開極することができる。

ここで、本実施形態では、第１の通電路である第１の接点部３ａに並列に正の温度特性を有するＰＴＣ素子５を接続している。また、他方の通電路である第２の接点部３ｂについては、第１の接点部３ａよりも遅れて開極するように構成する。例えば、可動接点及び固定接点からなる接点部３ｂのワイプ量を変化させることや、接点部３ｂを駆動する開閉機構部にリンク機構を追加することで、第２の接点部３ｂを第１の接点部３ａよりも遅れて開極させることができる。

なお、第１の接点部３ａと第２の接点部３ｂの開極のタイミング差は、ＰＴＣ素子５による限流動作が終了するまでの時間を確保する必要があるが、数ｍｓ〜数１０ｍｓ程度のオーダーとすることが好ましい。

このような構成において、回路遮断器を直流遮断器として使用する場合、図２に示すように、接点部３ａ、３ｂが閉極している状態では、電流は、第１の電源側端子４ａ、第１の接点部３ａ、第１の負荷側端子４ｂ、図示しない負荷を経由して、第２の負荷側端子６ｂ、第２の接点部３ｂ、第２の電源側端子６ａに流れている。

ここで、回路遮断器に過電流が流れると、図３に示すように、一方の通電路の第１の接点部３ａが開極し、電源側端子４ａから第１の接点部３ａを介して負荷側端子４ｂに流れていた電流が、ＰＴＣ素子５に転流する。そして、ＰＴＣ素子５の温度が上昇してＰＴＣ素子５の抵抗値が上昇し、過電流を限流する。また、他方の通電路の第２の接点部３ｂが第１の接点部３ａの開極よりも遅れて開極することで、限流された電流が遮断される。

本実施形態によれば、第１の接点部３ａおよびＰＴＣ素子５で回路電流を限流した後に、第２の接点部３ｂによって、電源側と負荷側の回路を完全に切り離すことができるので、回路に微小の電流が流れ続けることを防止することができる。

また、ＰＴＣ素子５を用いることで、接点部３ａと接点部３ｂのストレスを軽減できるので、小型の回路遮断器で高い遮断性能を得ることができる。
なお、本実施形態では、２極型の回路遮断器について説明したが、２極以上、例えば３極形の回路遮断器に適用するようにしてもよい。

１ 回路遮断器
３ａ 接点部
３ｂ 接点部
４ａ 電源側端子
４ｂ 負荷側端子
５ ＰＴＣ素子
６ａ 電源側端子
６ｂ 負荷側端子

Claims (4)

1. 第１の電源側端子と第１の負荷側端子との間に接続された第１の接点部と、第２の電源側端子と第２の負荷側端子との間に接続された第２の接点部と、前記接点部に発生したアークを消弧する消弧装置とを備えた回路遮断器において、
   前記第１の接点部と並列に正の温度特性を持つＰＴＣ素子を接続し、前記第２の接点部を補助接点としたことを特徴とする回路遮断器。
2. 前記第２の接点部を第１の接点部よりも遅れて開極するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. 第２の接点部のワイプ量を変化させて第２の接点部の開極を遅らせるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の回路遮断器。
4. 第２の接点部を開閉駆動する開閉機構部にリンク機構を設けて第２の接点部の開極を遅らせるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の回路遮断器。