JP2015008110A - 開閉器 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の極を同一のケース内に組み込んだ場合にも、隣接する端子部間の絶縁距離を確保することができる開閉器を提供する。
【解決手段】ケース４の端部に、両側壁１３，１４と隔壁部１５とにより区画された複数のねじ止め式の端子接続部１１，１２を有し、隣合う端子接続部が上下段違いに配設された開閉器である。上下の端子接続部を区画する隔壁部１５の内側面から外側面にわたって、凹部１７または凸部を形成し、絶縁距離を確保した。これにより高圧印加時の端子間の絶縁破壊を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光発電システムのような比較的高電圧が印加される回路に使用される開閉器に関するものである。

例えば太陽光発電システムにおいては、多数の発電素子を直列に接続して太陽電池ストリングを構成しているため、太陽電池ストリングをインバータ等の機器に接続する部位に設けられる開閉器には、数百〜１０００Ｖ超の直流高電圧が印加される。

開閉器により回路を開閉する際には、例えば特許文献１に示すように、１極タイプの開閉器を複数個密着させて利用することが考えられる。しかしこのように開閉器を連結して使用する場合には、開閉器の全体幅が大きくなるという問題が生じる。

また、隣接する開閉器の端子部は同じ高さに位置することとなるので、隣接する端子部間の絶縁距離が短くなり、高電圧が印加された場合に絶縁破壊が起こり易いという問題がある。

そのような問題を解決するために、特許文献２に示すように複数の極を同一のケース内に組み込むとともに、隣接する端子部の高さを異ならせて隣接する端子部間の絶縁距離を長くする工夫もなされている。しかし高電圧となった場合には、端子部の幅を広く取り、開閉器の幅を大きくしなければならないという問題があった。

特開平５−７４３１０号公報 特開２０１２−１４６４７２号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、複数の極を同一のケース内に組み込んだ場合にも、隣接する端子部間の絶縁距離を確保することができる開閉器を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、ケースの端部に、両側壁と隔壁部とにより区画された複数のねじ止め式の端子接続部を有し、隣合う端子接続部が上下段違いに配設された開閉器において、各端子接続部を区画する隔壁部の内側面から外側面にわたって、凹部または凸部を形成したことを特徴とするものである。

なお請求項２の発明のように、前記凹部または凸部を、端子接続部と平行方向に形成することができる。また、請求項３の発明のように、前記隔壁部は、上段の端子接続部を上部に位置させる基礎部と、前記基礎部の上方に立ち上がる立上壁からなり、前期凹部及び凸部を前記基礎部に形成することができる。また、請求項４の発明のように、前記凹部または凸部を、複数個形成することができる。さらに請求項５の発明のように、下段の端子接続部を、上段の端子接続部と重なるように配設することができる。

請求項１の発明によれば、隣合う端子接続部を区画する隔壁部の内側面から外側面にわたって、凹部または凸部を形成したので、開閉器の横幅を拡大することなく、隣合う端子接続部間の沿面絶縁距離を確保することが可能となる。またこのような開閉器を複数個連結して使用する場合にも、隣合う開閉器の端子接続部は上下段違いとなり、しかも側壁が介在することとなるので、十分な絶縁距離を確保することが可能となる。

請求項２の発明のように、前記凹部または凸部を、端子接続部と平行方向に形成すれば、隣接する端子接続部間のどの位置にも凹部または凸部を存在させることができ、ショートパスを生じさせることなく、確実に絶縁距離を確保することができる。

請求項３の発明のように、前記隔壁部は、上段の端子接続部を上部に位置させる基礎部と、前記基礎部の上方に立ち上がる立上壁からなり、前記凹部または凸部を前記基礎部に形成することができるので、十分な端子接続部間の絶縁距離を確保することができる。

請求項４の発明のように、前記凹部または凸部を複数個形成すれば、さらに絶縁距離を拡大することができ、特に沿面絶縁距離を大きくすることができる。

請求項５の発明のように、下段の端子接続部を、上段の端子接続部と重なるように配設すれば、開閉器の横幅を小さくすることができる。

第１の実施形態を示す斜視図である。 他の方向から見た斜視図である。 分解斜視図である。 内部構造を示す斜視図である。 第１の実施形態を示す側面図である。 第２の実施形態を示す斜視図である。 第３の実施形態を示す斜視図である。 第４の実施形態を示す斜視図である。 複数個連結した使用状態を示す斜視図である。 複数個連結した使用状態を示す側面図である。 複数個連結した開閉器の使用例である。

以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１と図２は第１の実施形態の開閉器の斜視図、図３はその分解斜視図である。これらの図に示すように、本実施形態の開閉器は、中間ケース１とその両側に配置された左ケース２と右ケース３とにより、外郭となるケース４を構成している。これらは絶縁性に優れた樹脂製である。

ケース４の中央上部にはハンドル５が軸支され、その下方に金属製の可動接触子６が連結されている。図４に示すように、ハンドル５と可動接触子６の腕部７との間にはトグルばね８が張設されており、ハンドル５をオン方向に操作すると図４のようにばね力により可動接触子６を固定接触子９に密着させて回路を閉じ、逆にハンドル５をオフ方向に操作すると可動接触子６が固定接触子９から離れ、回路を開放するようになっている。このようなトグルばね８を備えたトグル機構はこの技術分野において周知であるから、詳細な説明を省略する。なお本発明の開閉器は回路遮断器ではないため、過電流引き外し機構などは設けられていない。しかし接点を開いたときに接点間に生じるアークを消弧するための消弧装置を内蔵させておくこともできる。

なお、上記した可動接触子６やトグルばね８、固定接触子９は中間ケース１の左右両側に対称に設けられており、１つのハンドル５を操作することによって、２極の回路を同時にオンオフできるようになっている。

ケース４の長手方向の端部には、第１の端子接続部１０と第２の端子接続部１１とが形成されている。第１の端子接続部１０は固定接触子９から延びる銅バーの先端に形成されたものであり、第２の端子接続部１１は可動接触子６と可撓銅線１２により接続されたものである。これらは何れもねじ止め式の端子接続部である。

本実施形態においては、第１の端子接続部１０と第２の端子接続部１１はともに、隣合う端子接続部が上下段違いに配設されている。第１の端子接続部１０と第２の端子接続部１１のいずれも、下段の端子接続部の外側には左ケース２と一体に形成された側壁１３が立設されており、上段の端子接続部の外側には右ケース３と一体に形成された側壁１４が立設されている。また下段の端子接続部と上段の端子接続部との間には、中間ケース１と一体に形成された隔壁部１５が立設されている。従って、第１の端子接続部１０と第２の端子接続部１１はいずれも、両側壁１３，１４と隔壁部１５とにより区画された隔室の内部に配置されており、下段の端子接続部の上部と上段の端子接続部との間を、隔壁部１５が区画している。なお、隔壁部１５は、上段の端子接続部を上部に位置させる基礎部１９と、基礎部１９の上方に立ち上がる立上壁２０からなる。

本実施形態においては、隔壁部１５はクランク状に形成され、図５に示すように下段の端子接続部と上段の端子接続部が幅方向に重なるように配設されている。なお隔壁部１５には下段の端子接続部のねじを回転させるためのドライバを挿入し易いように、縦溝１６が形成されている。このようにオーバーラップさせた配置とすることによって、開閉器のケース４の横幅を狭くすることが可能となる。しかしその反面、下段の端子接続部と上段の端子接続部との距離が接近するため、高電圧が印加された場合にも絶縁破壊を生じることのない絶縁距離の確保が必要である。

そこで本発明では、上段と下段の端子接続部を区画する隔壁部１５の内側面から外側面にわたって、凹部１７または凸部を形成した。すなわち本実施形態では、隔壁部１５の上段の端子接続部よりも下方で下段の端子接続部よりも上方となる位置に、各々の端子接続部と平行に延びる凹部１７を形成し、隔壁部１５の表面に沿った絶縁距離である沿面絶縁距離を確保した。この凹部１７や凸部を隔壁部１５の内側面から外側面にわたって形成したのは、もし片側だけに形成すると最短距離を流れる電流による絶縁破壊が生じるおそれがあるためである。なお、本実施形態においては、上段の端子接続部と下段の端子接続部との最短距離の関係で凹部１７または凸部を、図４及び図５に示すように、隔壁部１５の基礎部１９に形成している。なお、各々の端子接続部の位置に応じて凹部１７または凸部を隔壁部１５の立上壁２０に形成するものであっても良い。

なお隔壁部１５の内側面の凹部１７は中間ケース１のみに形成されているが、外側面の凹部１７は中間ケース１のみならず、右ケース３にも連続するように形成しておくことが好ましい。

以上に説明した第１の実施形態では、上段と下段の端子接続部を区画する隔壁部１５の内側面から外側面にわたって各々の端子接続部と平行方向に一本の凹部１７を形成した。しかし図６に示す第２の実施形態のように、複数本の凹部１７を形成すれば、さらに沿面絶縁距離を増大させることができることとなる。

また図７に示す第３の実施形態のように、隔壁部１５の内側面から外側面にわたって凸部１８を形成することもできる。凸部１８は上段と下段の端子接続部間の沿面距離を増加させる効果を持つ。このような凸部１８は、図８に示す第４の実施形態のように、複数本形成することももちろん可能である。なお、凹部１７及び凸部１８は平行方向に限らず曲線状や波線状に形成しても良いし、凹部１７と凸部１８を２列に配置することや、上段と下段の端子接続部の距離が最も短くなる部分に凹部１７を形成した場合には更に深く凹状に形成することや、凸部１８を形成した場合には更に突出した凸状に形成するものであっても良い。いずれにおいても、上段と下段の端子接続部間の沿面距離を増大させる効果を持つものである。

本発明の開閉器は単独で使用するほか、図９、図１０に示すように複数個を連結して使用することもできる。このような開閉器は、一方の開閉器２１の内部にはＮ極開閉部（左側の極）と電圧開閉部（右側の極）が収納され、他方の開閉器２２の内部には、２つの電圧開閉部が収納されている。各々の開閉器のハンドル５を連結する連結部２５により、同時に開閉できるようになっている。

このような開閉器は太陽光発電システムの開閉器などで使用されるもので、例えば、保守点検時などに太陽電池ストリングを他の太陽電池ストリングから切り離すために使用される。図１１に示すように、電圧極となる電圧開閉部は、一方の開閉器２１の右側の第２の端子接続部１１から入力され、一方の開閉器２１の右側の第１の端子接続部１０は隣接する他の開閉器２２の左側の第１の端子接続部１０と導線２３によって接続され、この他方の開閉器２２の左側の第２の端子接続部１１は右側の第２の端子接続部１１と導線２４によって接続されている。そして、他方の開閉器２２の右側の第２の端子接続部１０から出力されるようになっている。このように、電圧開閉部を複数の極を直列にすることにより、電圧極が高電圧になった場合でも、単一の接点ではなく複数の極の接点で開閉することができるので、１極当たりにかかる電圧負荷を低減して開閉機能の向上を図るように形成されている。

このように導線２３，２４により複数の開閉器の端子接続部を接続するような場合にも、隣接する開閉器のそれぞれの端子接続部間は上下に段違いとなるうえ、２枚の側壁１３，１４によって絶縁を確保している。そして、一方の開閉器２１、他の開閉器２２のそれぞれの隣接する端子接続部に関しては上下に段違いになり、且つ、２枚の側壁１３，１４の代わりに隔壁部１５の基礎部１９に形成した凹部１７または凸部１８によって絶縁を確保している。このため、各端子接続部を直列に接続し、１極当たりにかかる電圧負荷を低減して遮断機能の向上を図るような場合にも、隣接する端子接続部間における絶縁破壊を防止しつつ、全体として開閉器の幅を狭くすることができる。

１ 中間ケース
２ 左ケース
３ 右ケース
４ ケース
５ ハンドル
６ 可動接触子
７ 腕部
８ トグルばね
９ 固定接触子
１０ 第１の端子接続部
１１ 第２の端子接続部
１２ 可撓銅線
１３ 側壁
１４ 側壁
１５ 隔壁部
１６ 縦溝
１７ 凹部
１８ 凸部
１９ 基礎部
２０ 立上壁
２１ 一方の開閉器
２２ 他方の開閉器
２３ 導線
２４ 導線
２５ 連結部

Claims (5)

1. ケースの端部に、両側壁と隔壁部とにより区画された複数のねじ止め式の端子接続部を有し、隣合う端子接続部が上下段違いに配設された開閉器において、
   各端子接続部を区画する隔壁部の内側面から外側面にわたって、凹部または凸部を形成したことを特徴とする開閉器。
2. 前記凹部または凸部を、各々の端子接続部と平行方向に形成したことを特徴とする請求項１に記載の開閉器。
3. 前記隔壁部は、上段の端子接続部を上部に位置させる基礎部と、前記基礎部の上方に立ち上がる立上壁からなり、前記凹部または凸部を前記基礎部に形成したことを特徴とする請求項２記載の開閉器。
4. 前記凹部または凸部を、複数個形成したことを特徴とする請求項２記載の開閉器。
5. 下段の端子接続部を、上段の端子接続部と重なるように配設したことを特徴とする請求項１記載の開閉器。

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