JP2017520086A - 高速消弧回路遮断器 - Google Patents

Abstract

本発明に係る高速消弧回路遮断器は、回路の開閉に用いられる二つの電極接点と、二つの電極接点の間に設けられる複数の仕切板と、を含み、二つの電極接点が遮断して離れる際、複数の仕切板は最も早い速度で二つの電極接点の間に挿入し、最も早い速度で消弧し、燃焼を停止させる。本発明によれば、電極接点の間に複数の仕切板が設けられているため、回路遮断器の回路遮断時における絶縁および消弧効果を向上できる。また、複数の仕切板が同時に異なる方向から二つの電極接点の間に挿入するため、遮断して絶縁する速度を高速化でき、二つの電極接点の間の隔離密封効果を向上できる。さらに、本発明に係る高速消弧回路遮断器は、構造が簡単で、製造コストが低いため、良好な経済および社会的収益を有する。本発明は、様々な回路遮断器に幅広く応用できる。【選択図】図１

Description

本発明は回路遮断器に関し、より具体的には仕切板を有する回路遮断器に関する。

回路遮断器（ｃｉｒｃｕｉｔ−ｂｒｅａｋｅｒ）とは、回路の正常動作時に閉じて電流を流し、開いて流れる電流を遮断できるとともに、閉じて電流を流し、回路の異常動作時に所定時間内において開いて流れる電流を遮断できる開閉装置である。

電孤は気体放電現象の一種であり、電流が絶縁媒体（例えば空気）を通して生じる瞬間の火花である。電孤は接触端に対して非常に大きな破壊作用を有するだけでなく、回路が遮断される時間を延ばしてしまう。

現在、様々な回路遮断器が実生活の中において幅広く応用されている。従来技術において、回路遮断器は回路の異常動作時に高速に開いて絶縁する。通常、回路遮断器は空気を媒体として利用して絶縁するが、十分な絶縁度に達するための接点分離には比較的に長い距離を必要とし、また、接点分離時に生じる電孤が接点と接点との間の空気中において持続的に発光しやすいため、接点を損傷させてしまう。このように、従来技術の回路遮断器には下記のようないくつかの問題点が存在する。
（１）絶縁効果が比較的に悪い。
（２）電孤を消すための分離遮断速度が遅い。
（３）隔離密封効果が悪い。
（４）消弧効果が悪い。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、高速に消弧でき、電孤の発光を高速に停止させ、高速に回路を遮断して絶縁し、かつ密封効果のよい回路遮断器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る高速消弧回路遮断器は、回路の開閉に用いられる二つの電極接点と、前記二つの電極接点の間に設けられる複数の仕切板と、を含み、前記複数の仕切板のそれぞれは、二つの電極接点の間の垂直面において接点位置を中心とする対応関係を有する方向に設けられ、前記対応関係を有する方向における隣り合う二つの仕切板はずらして設けられ、側面は互いに摺接し、二つの電極接点が開く際、前記対応関係を有する方向における隣り合う二つの仕切板のうち少なくとも一つの仕切板が他の一つの仕切板に相対して摺動しながら二つの電極接点の間に挿入する。

本発明の第１の好ましい実施形態として、前記複数の仕切板のそれぞれは、二つの電極接点の間の垂直面において接点位置を中心とする両側に設けられ、二つの電極接点が開く際、前記両側における隣り合う二つの仕切板のうち少なくとも一つの仕切板が他の一つの仕切板に相対して摺動しながら二つの電極接点の間に挿入する。

本発明の第２の好ましい実施形態として、前記複数の仕切板のそれぞれは、二つの電極接点の間の垂直面において接点位置を中心とする三つの対応関係を有する方向に設けられ、二つの電極接点が開く際、前記三つの対応関係を有する方向における隣り合う二つの仕切板のうち少なくとも一つの仕切板が他の一つの仕切板に相対して摺動しながら二つの電極接点の間に挿入する。

好ましくは、前記両側における対応関係を有する二つの仕切板のうち少なくとも一側の仕切板には電極接点を通させるための凹部または貫通孔が設けられ、前記凹部は仕切板の隅部または側辺部の位置に設けられ、前記貫通孔は仕切板中に設けられている。

好ましくは、前記凹部または貫通孔の大きさは、電極接点がちょうど貫通孔を通り抜けるように、電極接点の横断面積の大きさより少し大きい。

好ましくは、前記複数の仕切板のうち少なくとも一つの仕切板には圧縮ばねが接続され、該仕切板は電極接点と当接し、電極接点が離れる際、圧縮ばねの伸びにより生じる駆動力により該仕切板は加圧されて二つの電極接点の間に挿入する。

好ましくは、前記仕切板には仕切板の行程を制限するための位置制限ブロックが設けられている。

好ましくは、前記複数の仕切板は直線に沿って二つの電極接点の間に挿入する、または、二つの電極接点の間から抜き出す。

好ましくは、前記仕切板にはともに回転軸が設けられ、前記仕切板はともに回転軸を中心に揺動することにより、二つの電極接点の間に挿入する、または、二つの電極接点の間から抜き出す。

本発明によれば、電極接点の間に複数の仕切板が設けられているため、回路遮断器の回路遮断時における絶縁および消弧効果を向上できる。また、複数の仕切板が同時に異なる方向から二つの電極接点の間に挿入するため、遮断して絶縁する速度を高速化でき、二つの電極接点の間の隔離密封効果を向上できる。さらに、本発明に係る高速消弧回路遮断器は、構造が簡単で、製造コストが低いため、良好な経済および社会的収益を有する。

また、本発明によれば、仕切板上に凹部または貫通孔が設けられ、凹部または貫通孔は電極接点の横断面積のサイズ・形状に応じて設計されるため、回路遮断器の開く際の絶縁密封効果をさらに向上できる。さらに、両側に対応関係を有する二つの仕切板はずらして設けられ、側面は互いに摺接するため、仕切板は二つの電極接点の間に挿入する際に相対的に摺動し、両側の仕切板が互いにぶつかってしまうことを避けることができる。また、仕切板上に圧縮ばねが設けられ、仕切板が電極接点に当接するため、仕切板の挿入をさらに迅速化できる。

本発明は、様々な回路遮断器に幅広く応用できる。

以下、図面を参照しながら、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。
本発明の第１実施例に係る高速消弧回路遮断器の構造を示す図である。 本発明の第１実施例に係る高速消弧回路遮断器の正面の構造を示す図である。 本発明の第１実施例に係る高速消弧回路遮断器の側面断面の構造を示す図である。 本発明の第１実施例に係る高速消弧回路遮断器の側面の構造を示す図である。 本発明の第２実施例に係る高速消弧回路遮断器の側面の構造を示す図である。 本発明の第３実施例に係る高速消弧回路遮断器の側面の構造を示す図である。 本発明の第３実施例に係る高速消弧回路遮断器の構造を示す図である。 本発明の第４実施例に係る高速消弧回路遮断器の正面の構造を示す図である。 本発明の第１実施例に係る高速消弧回路遮断器の動作フローを示す図である。 本発明の第１実施例に係る高速消弧回路遮断器の動作フローを側面断面において示す図である。 本発明の第１実施例に係る高速消弧回路遮断器の動作フローを側面において示す図である。 本発明の第２実施例に係る高速消弧回路遮断器の動作フローを側面において示す図である。 本発明の第３実施例に係る高速消弧回路遮断器の動作フローを側面において示す図である。 本発明の第４実施例に係る高速消弧回路遮断器の動作フローを側面において示す図である。 本発明の第５実施例に係る高速消弧回路遮断器の構造を示す図である。 本発明の第５実施例に係る高速消弧回路遮断器の動作フローを示す図である。

以下の説明において、本出願に係る実施例および実施例における特徴は、矛盾しない限り、互いに組み合わせできる。

図１乃至図６に示すように、複数の仕切板２を有する回路遮断器は、回路の開閉に用いられる二つの電極接点１と、二つの電極接点１の間に設けられる複数の仕切板２と、を含み、二つの電極接点１が電気的に遮断して離れる際、複数の仕切板２は二つの電極接点１の間に挿入する。

好ましくは、複数の仕切板２は二つの電極接点１の間の垂直面の両側に設けられ、二つの電極接点１が電気的に遮断して離れる際、複数の仕切板２は両側から相対移動しながら二つの電極接点１の間に挿入する。ここで、複数の仕切板２はそれぞれ同じまたは異なる方向から二つの電極接点１の間に挿入できる。複数の仕切板２が同時に異なる方向から二つの電極接点１の間に挿入すれば、隔離密封の行程を短縮でき、遮断して絶縁する速度を高速化できる。

好ましくは、両側における対応関係を有する二つの仕切板２のうち少なくとも一側の仕切板２には電極接点１を通させるための凹部３または貫通孔が設けられ、凹部３は仕切板２の隅部または側辺部の位置に設けられ、貫通孔は仕切板２中に設けられている。好ましくは、凹部３または貫通孔の大きさは、電極接点１がちょうど貫通孔を通り抜けるように、電極接点１の横断面積の大きさより少し大きい。凹部３または貫通孔は電極接点１の横断面のサイズ・形状に応じて設計され、凹部３または貫通孔の大きさが電極接点１の横断面より少し大きくなるように設計されることが好ましい。具体的には、回路遮断器が接続されている状態において、凹部３または貫通孔はちょうど電極接点１を囲むとともに、電極接点１の回路遮断動作を妨げないことが好ましい。凹部または貫通孔の構造設定は好ましい実施形態の一態様だけであって、凹部または貫通孔を設計しなくてもよいことは言うまでもない。たとえば、本発明の第５実施例（図１５および図１６参照）に示す方法により、仕切板の側辺が互いに摺接することを実現してもよい。

好ましくは、両側における対応関係を有する二つの仕切板２はずらして設けられ、側面は互いに摺接し、二つの電極接点１が開く際、両側における対応関係を有する二つの仕切板２は、迎え合う方向に向かって相対的に摺動しながら二つの電極接点１の間に挿入する。両側における対応関係を有する二つの仕切板２（たとえば、上下または左右の対応関係を有する二つの仕切板２）が相対移動しながら二つの電極接点１の間に挿入する際、迎え合う相対移動によりぶつかってしまうことが生じやすい。このため、本発明では、両側における対応関係を有する二つの仕切板２はずらして設けられ、側面は互いに摺接する解決手段を提供している。したがって、二つの電極接点１が開く際、両側における対応関係を有する二つの仕切板２が迎え合う方向に向かって相対的に摺動しながら二つの電極接点１の間に挿入し、迎え合ってぶつかってしまうことを完全に避け、回路遮断器の安全性、安定性および信頼性を向上させている。

好ましくは、複数の仕切板２のうち少なくとも一つの仕切板には圧縮ばね４が接続され、該仕切板２は電極接点１と当接し、電極接点１が離れる際、圧縮ばね４の伸びにより生じる駆動力により該仕切板２は加圧されて二つの電極接点１の間に挿入する。圧縮ばね４を利用することにより二つの電極接点１が接触する際にエネルギーを蓄積し、二つの電極接点１が離れる際に迅速に伸び、仕切板２を駆動して二つの電極接点１の間に挿入し、仕切板２の挿入をより迅速化にする。

好ましくは、仕切板２には仕切板２の行程を制限するための位置制限ブロック５が設けられている。

図１乃至図４に示すように、本発明の第１実施例において、両側における対応関係を有する二つの仕切板２は直線に沿って二つの電極接点１の間に挿入する、または、二つの電極接点１の間から抜き出す。電極接点１が閉じて接触する際、二つの仕切板２のそれぞれは電極接点１の上下（または左右）両側に位置し、上仕切板２の下辺縁および下仕切板２の上辺縁には凹部３を有する。一つの電極接点１は上下仕切板２の凹部３を通り抜け、上下仕切板２の凹部３の底部は該電極接点１と当接する（図１の立体図では、電極接点１および凹部３をよりわかりやすく示すため、電極接点１を離れて表示しているが、実際の電極接点１と仕切板２との位置関係を表すものではない）。

図９乃至図１１に示すように、本発明の第１実施例における動作フローは次の通りである。

（Ｓ１０１）
二つの電極接点１が閉じる。一つの電極接点１は上下仕切板２の凹部３を通り抜けて他の一つの電極接点１と接触し、上下仕切板２の凹部３の底部は電極接点１と当接し、上下仕切板２はずらして設けられ、側面は互いに摺接している（電極接点１は図９および図１０において図示されていないか一つのみ図示されている）。

（Ｓ１０２）
二つの電極接点１またはそのうちの一つの電極接点１（図９において図示せず）は分離移動し始め、上下二つの仕切板２は相次いでに電極接点１の支えを失い、圧縮ばね４（図３および図４において図示せず）による圧力駆動のもと、二つの電極接点１の間に相次いでに挿入する。

（Ｓ１０３）
二つの電極接点１またはそのうちの一つの電極接点１は移動し続け、上下二つの仕切板２は二つの電極接点１の間に挿入し続け、二つの電極接点１の間の接続を完全に隔離して密封する。

（Ｓ１０４）
上下二つの仕切板２は、位置限定ブロック５（図９および図１０において図示せず）が向かい側の仕切板２と接触するまで二つの電極接点１の間に挿入し続け、回路遮断器の開く動作が完了する。

図５に示すように、本発明の第２実施例は第１実施例と比較して、二つの電極接点１が閉じる動作を行う際、二つの電極接点１はそれぞれ左右の二つの仕切板２の凹部３を通り抜けて互いに接触し、左右二つの仕切板２の凹部３の底部がそれぞれ二つの電極接点１と当接することで異なる。

図１２に示すように、本発明の第２実施例における動作フローは次の通りである。

（Ｓ２０１）
二つの電極接点１が閉じる。二つの電極接点１はそれぞれ左右仕切板２の凹部３を通り抜けて互いに接触し、左右仕切板２の凹部３の底部はそれぞれ二つの電極接点１と当接し、左右仕切板２はずらして設けられ、側面は互いに摺接している。

（Ｓ２０２）
二つの電極接点１は同時に分離移動し始め、左右二つの仕切板２は同時に電極接点１の支えを失い、圧縮ばね４による圧力駆動のもと、二つの電極接点１の間に相次いでに挿入する。

（Ｓ２０３）
二つの電極接点１またはそのうちの一つの電極接点１は移動し続け、左右二つの仕切板２は二つの電極接点１の間に挿入し続ける。

（Ｓ２０４）
左右二つの仕切板２は、二つの電極接点１の間の接続を完全に隔離して密封する。

（Ｓ２０５）
左右二つの仕切板２は、位置限定ブロック５が向かい側の仕切板２と接触するまで二つの電極接点１の間を挿入し続け、回路遮断器の開く動作が完了する。

図６、図７に示すように、本発明の第３実施例は第２実施例と比較して、四つの仕切板２が二つの電極接点１の左右両側にずらして設けられ、両側における隣り合う仕切板２の側面に対応して互いに摺接していることで異なる。

図１３に示すように、第３実施例における動作フローＳ３０１からＳ３０５は、第２実施例における動作フローＳ２０１からＳ２０５と対応しているため、ここでは説明を省略する。

なお、仕切板２の数量は二つまたは二つ以上の任意の数量であってよいことはいうまでもなく、いずれも本発明の記載範囲内に属することは明らかである。

図８に示すように、本発明の第４実施例は第１実施例と比較して、両側における対応関係を有する二つの仕切板２にはともに回転軸６が設けられ、両側における対応関係を有する二つの仕切板２はともに回転軸６を中心に揺動し、二つの電極接点１の間に挿入する、または、二つの電極接点１の間から抜け出すことで異なる。

図１４に示すように、本発明の第４実施例における動作フローは次の通りである。

（Ｓ４０１）
二つの電極接点１が閉じる。一つの電極接点１は両側における仕切板２の凹部３を通り抜けて他の一つの電極接点１と接触し、両側における仕切板２の凹部３の底部は電極接点１と当接し、両側における仕切板２はずらして設けられ、側面は互いに摺接している（電極接点１は図１４において図示せず）。

（Ｓ４０２）
二つの電極接点１またはそのうちの一つの電極接点１は分離移動し、両側における二つの仕切板２は相次いでに電極接点１の支えを失い、外力の駆動のもと、各自の回転軸６を中心に揺動し、二つの電極接点１の間に相次いでに、または、同時に挿入する。

（Ｓ４０３）
両側における二つの仕切板２は揺動し続け、二つの電極接点１の間に挿入し、二つの電極接点１の間の接続を完全に隔離して密封し、回路遮断器の開く動作が完了する。

図１５に示すように、本発明の第５実施例においては、三つの仕切板を有し、それぞれ二つの電極接点１の間の垂直面において接点位置を中心とする三つの対応関係を有する方向に設けられ、二つの電極接点１が開く際、三つの対応関係を有する方向における隣り合う二つの仕切板２のうち少なくとも一つ仕切板２が他の一つの仕切板2に相対して摺動しながら二つの電極接点の間に挿入する。

図１６に示すように、本発明の第５実施例における動作フローは次の通りである。

（Ｓ５０１）
二つの電極接点１が閉じる。一つの電極接点１は三つの仕切板２により囲まれて形成された中心位置を通り抜けて他の一つの電極接点１と接触し、三つの仕切板２はずらして設けられ、側面は互いに摺接している。

（Ｓ５０２）
二つの電極接点１またはそのうちの一つの電極接点１は分離移動し始め、三つの仕切板２は相次いでに電極接点１の支えを失い、圧縮ばね４（図示せず）による圧力駆動のもと、二つの電極接点１の間に相次いでに挿入する。

（Ｓ５０３）
二つの電極接点１またはそのうちの一つの電極接点１は移動し続け、三つの仕切板２は二つの電極接点１の間に挿入し続け、二つの電極接点１の間の接続を完全に隔離して密封する。

（Ｓ５０４）
三つの仕切板２は、位置限定ブロック（図示せず）が仕切板の移動位置を限定するまで二つの電極接点１の間を挿入し続け、回路遮断器の開く動作が完了する。

複数の仕切板２は二つの電極接点１の間の垂直面において接点位置を中心とする複数の対応関係を有する方向に設けられて良いことはいうまでもない。以上では、二つおよび三つの方向のみを例にして説明しているが、その他の複数の方向から挿入する場合もこれら二つの場合から類推でき、ここでは詳細な説明を省略する。

以上のとおり、本発明によれば、電極接点１の間に複数の仕切板２が設けられているため、回路遮断器の回路遮断時における絶縁および消弧効果を向上できる。また、複数の仕切板２が同時に異なる方向から二つの電極接点１の間に挿入するため、遮断して絶縁する速度を高速化でき、二つの電極接点１の間の隔離密封効果を向上できる。さらに、本発明に係る高速消弧回路遮断器は、構造が簡単で、製造コストが低いため、良好な経済および社会的収益を有する。

また、本発明によれば、仕切板２上に凹部３または貫通孔が設けられ、凹部３または貫通孔は電極接点１の横断面積のサイズ・形状に応じて設計されるため、回路遮断器の開く際の絶縁密封効果をさらに向上できる。さらに、両側に対応関係を有する二つの仕切板２はずらして設けられ、側面は互いに摺接するため、仕切板２は二つの電極接点１の間に挿入する際に相対的に摺動し、両側の仕切板２が互いにぶつかってしまうことを避けることができる。また、仕切板２上に圧縮ばね４が設けられ、仕切板２が電極接点１に当接するため、仕切板２の挿入をさらに迅速化できる。

本発明は、様々な回路遮断器に幅広く応用できる。

以上、本発明の比較的よい実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限定されず、本技術分野の技術者であれば、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内において様々な均等の変形または置き換えを行うことができ、これらの均等の変形または置き換えを全て本発明の特許請求の範囲により保護される範囲内に属する。

Claims (9)

1. 回路の開閉に用いられる二つの電極接点と、
   前記二つの電極接点の間に設けられる複数の仕切板と、を含み、
   前記複数の仕切板のそれぞれは、二つの電極接点の間の垂直面において接点位置を中心とする対応関係を有する方向に設けられ、
   前記対応関係を有する方向における隣り合う二つの仕切板はずらして設けられ、側面は互いに摺接し、二つの電極接点が開く際、前記対応関係を有する方向における隣り合う二つの仕切板うち少なくとも一つの仕切板が他の一つの仕切板に相対して摺動しながら二つの電極接点の間に挿入する高速消弧回路遮断器。
2. 前記複数の仕切板のそれぞれは、二つの電極接点の間の垂直面において接点位置を中心とする両側に設けられ、二つの電極接点が開く際、前記両側における隣り合う二つの仕切板のうち少なくとも一つの仕切板が他の一つの仕切板に相対して摺動しながら二つの電極接点の間に挿入する請求項１に記載の高速消弧回路遮断器。
3. 前記複数の仕切板のそれぞれは、二つの電極接点の間の垂直面において接点位置を中心とする三つの対応関係を有する方向に設けられ、二つの電極接点が開く際、前記三つの対応関係を有する方向における隣り合う二つの仕切板のうち少なくとも一つの仕切板が他の一つの仕切板に相対して摺動しながら二つの電極接点の間に挿入する請求項１に記載の高速消弧回路遮断器。
4. 前記両側における対応関係を有する二つの仕切板のうち少なくとも一側の仕切板には電極接点を通させるための凹部または貫通孔が設けられ、前記凹部は仕切板の隅部または側辺部の位置に設けられ、前記貫通孔は仕切板中に設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の高速消弧回路遮断器。
5. 前記凹部または貫通孔の大きさは、電極接点がちょうど貫通孔を通り抜けるように、電極接点の横断面積の大きさより少し大きい請求項４に記載の高速消弧回路遮断器。
6. 前記複数の仕切板のうち少なくとも一つの仕切板には圧縮ばねが接続され、該仕切板は電極接点と当接し、電極接点が離れる際、圧縮ばねの伸びにより生じる駆動力により該仕切板は加圧されて二つの電極接点の間に挿入する請求項１、２、３または５に記載の高速消弧回路遮断器。
7. 前記仕切板には仕切板の行程を制限するための位置制限ブロックが設けられている請求項６に記載の高速消弧回路遮断器。
8. 前記複数の仕切板は直線に沿って二つの電極接点の間に挿入する、または、二つの電極接点の間から抜き出す請求項１、２、３、５または７に記載の高速消弧回路遮断器。
9. 前記仕切板にはともに回転軸が設けられ、前記仕切板はともに回転軸を中心に揺動することにより、二つの電極接点の間に挿入する、または、二つの電極接点の間から抜き出す請求項１、２、３、５または７に記載の高速消弧回路遮断器。