JP4646036B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、過電流保護に用いられる回路遮断器に関し、特に回路遮断器内に発生する熱を外部へ放熱させるようにしたものである。

一般に、回路遮断器に電流が流れた時、回路遮断器内部に於いて、固定接触子や引き外し機構の締付ネジ部近辺が高温となる。また、回路遮断器を配電盤等に取付ける取付ネジ部の底面側は、底面の他の部分と段差を設けて、取付けた時に安定するような構造になっているため、回路遮断器内で発生した熱は、接続される電線、空気、及び配電盤への取付ネジ部から放熱されることになる。

従来、回路遮断器の放熱性を高めるために、ベースと熱伝導性の優れた部材と端子板との密着性を高めることにより、回路遮断器の端子部材に存在する熱をベースの底面部や壁部から逃がすようにしたもの（例えば、特許文献１参照）や、回路遮断器のベースの背面側に放熱板を設けることにより、回路遮断器の開閉機構の発熱を放散させるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開平６ー１１９８６９ 実開昭５４ー１４４２６９

従来の回路遮断器の取付ネジ部の段差は、筐体の一部で構成されており、筐体は合成樹脂等で構成されているため、金属に比べて熱伝導率が低い。このため、取付ネジ部から逃げる熱は比較的少ない。また、底面の他の部分は、回路遮断器の取付方法や、電線接続の方法により、盤面と接触する場合と接触しない場合があり、放熱させるために接触させても機能が果たせない場合がある。また、放熱板がベース底面全面に露出している構造に於いて、放熱板が事故等により導電部となった場合、感電の恐れがある。

この発明は、上記のような従来の回路遮断器における課題を解決する為になされたもので、回路遮断器内部の熱を効率的に外部へ放熱することができる回路遮断器を得ることを目的とするものである。

この発明による回路遮断器は、合成樹脂により形成されたカバーとベースからなる筐体と、前記ベースに固定された固定接触子と、該固定接触子に対して接触又は離反して負荷電流を開閉する可動接触子と、前記ベースに固定され前記可動接触子を前記固定接触子に対して接触又は離反させる開閉機構と、前記ベースに固定され前記負荷電流が所定値以上のとき動作して前記可動接触子を前記固定接触子から離反させる引き外し手段とを備えた回路遮断器であって、前記ベースは、内部に埋設した金属部材を備え、前記金属部材は、前記ベースのほぼ底面全体に対応して前記ベースに埋設された第１の金属体と、前記第１の金属体に接続若しくは接触して前記ベースに埋設された第２の金属体とから成り、前記第２の金属体は、前記ベースを回路遮断器取付け用の取付板に固定したとき前記取付板に当接する露出部を有するものである。
又、この発明による回路遮断器は、合成樹脂により形成されたカバーとベースからなる筐体と、前記ベースに固定された固定接触子と、該固定接触子に対して接触又は離反して負荷電流を開閉する可動接触子と、前記ベースに固定され前記可動接触子を前記固定接触子に対して接触又は離反させる開閉機構と、前記ベースに固定され前記負荷電流が所定値以上のとき動作して前記可動接触子を前記固定接触子から離反させる引き外し手段とを備えた回路遮断器であって、前記ベースは、内部に埋設した金属部材を備え、前記金属部材は、前記ベースのほぼ底面全体に対応して前記ベースに埋設された金属板から成り、前記金属板は、端面が前記ベースから露出するバーリング部を備え、該バーリング部の端面は、前記ベースを回路遮断器取付け用の取付板に固定したとき前記取付板に当接することを特徴とするものである。
更に、この発明による回路遮断器は、合成樹脂により形成されたカバーとベースからなる筐体と、前記ベースに固定された固定接触子と、該固定接触子に対して接触又は離反して負荷電流を開閉する可動接触子と、前記ベースに固定され前記可動接触子を前記固定接触子に対して接触又は離反させる開閉機構と、前記ベースに固定され前記負荷電流が所定値以上のとき動作して前記可動接触子を前記固定接触子から離反させる引き外し手段とを備えた回路遮断器であって、前記ベースは、内部に埋設した金属部材を備え、前記金属部材は、前記ベースのほぼ底面全体に対応して前記ベースに埋設され端部が前記ベースから露出する金属板から成り、前記金属板の前記端部は、前記ベースを回路遮断器取付け用の取付板に固定したとき前記取付板に当接することを特徴とするものである。

この発明による回路遮断器によれば、回路遮断器内部で発生した熱を、ベースに埋設した金属部材により回路遮断器の外部へ効率的に放熱することができる。従がって導体断面積を小さくすることができるため、回路遮断器の小型化を容易にすることができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る三相用の回路遮断器の閉路状態を示す断面図である。図１に於いて、回路遮断器１は、いずれも合成樹脂材料で形成されたベース１１とカバー１２とから構成された筐体１０を備え、そのベース１１が配電盤等の取付板２に取付けられている。電源側端子ネジ５は、電源からのリード導体３に設けられた貫通穴を介して電源側端子４に螺合され、電源側端子４とリード導体３とを電気的及び機械的に接続している。又、負荷側端子ネジ８は、リード導体３とは反対側に配置された負荷へのリード導体６に設けられた貫通穴を介して回路遮断器１の負荷側端子７に螺合され、負荷側端子７とリード導体６とを電気的及び機械的に接続している。

電源側端子４の回路遮断器内部側の端部は、固定接点４ａを備えた固定接触子を構成している。可動接触子１８は、固定接点４ａに対して接触又は離反する可動接点１８aを備えている。可動接触子１８は、軸１９によりホルダ２０に回動可能に保持されている。又、可動接触子１８は、クロスバー（図示せず）を介して開閉機構３０に連結され、開閉機構３０の動作によりクロスバーを介して軸１９の周りに回動し、可動接点１８ａを、固定接点４ａに対して接触又は離反させる。回路遮断器１の外部から操作されるハンドル１４は、ベース１１及びカバー１２と同様の合成樹脂材料で構成され、開閉機構３０を動作させ、クロスバーを介して可動接触子１８を回動させて可動接点１８ａを固定接点４ａに対して接触又は離反させる。

ヒータ２１は、回路電流が通電される。このヒータ２１の下端部はＬ字状に折り曲げられており、この折り曲げられた部分にはホルダ２０に接合するための雌ネジ２０aが螺刻されている。引き外し手段２２は、ヒータ２１と結合されており、ヒータ２１に過電流が流れた時、引き外し手段２２が動作して開閉機構３０をトリップさせ、可動接触子１８を回動させて回路を開く。ヒータ２１の他端は、負荷側端子ネジ８によって、負荷へのリード導体６および負荷側端子７と共締めされている。

以上のように構成された回路遮断器１に於いて、回路電流は、電源からのリード導体３、固定接触子４、固定接点４a、可動接点１８a、可動接触子１８、ホルダ２０、ヒータ２１、負荷側端子７、負荷へのリード導体６の経路で流れる。回路遮断器１に回路電流が流れると、その電流の経路の温度が上昇する。この温度上昇により、図２に示すベース１１の底面に、高温となる高温部が生じる。図２では、特に、固定接触子４と可動接触子１８との接触部の発熱に基づく高温部の範囲を実線で囲んで高温部５６ａとして表示し、ホルダ２０とヒータ２１の発熱に基づく高温部の範囲を実線で囲んで高温部５６ｂとして表示している。

図２は、図１に示す回路遮断器のベースの底面図、図３は、図２に示すベースの断面図である。図２及び図３に於いて、第１の金属体である放熱板５１は、金属板で形成され、ベース１１にインサート成形されて埋設されている。第２の金属体である金属筒５２は、放熱板５１に接続若しくは接触されてベース１１にインサート成形されて埋設されている。この金属筒５２は、ベース１１から露出する露出部を備え、回路遮断器１を取付板２に固定したとき、その露出部が取付版２に当接する。放熱板５１は、図２に破線で示すようにベース１１の底面全面に広がる形状を備え、その全体がベース１１にインサート成形されている。第１の金属体である放熱板５２と第２の金属体である金属筒５２は、この発明の金属部材を構成する。

ベース１１の底面側には、電源側端子ネジ５用の貫通穴５３、負荷側端子ネジ８用の貫通穴５４、ホルダ２０とヒータ２１とを締結する締結ネジ用の貫通穴５５がそれぞれ設けられており、放熱板５１は、貫通穴５３と５４のほぼ半周に沿う半円形の切欠き部と、貫通穴５５に対応する形状の切欠き部を備えている。前述したホルダ２０とヒータ２１の発熱に基づく高温部５６bは、貫通穴５５の近傍に対応しているが、放熱板５１は、この高温部５６bを覆い、更に前述した固定接触子４と可動接触子１８の接触部に該当する高温部５６a、すなわち固定接触子４とベース１１が対向している面を覆っている。

高温部５６ａ、５６ｂが放熱板５１に覆われているため、発生した熱は放熱板５１へ伝達される。放熱板５１はベース１１のほぼ底面全面に広がっているため、放熱板５１に伝達された熱は回路遮断器１の底面全面へ拡散し、回路遮断器内部の部位間の温度が平準化されることになる。

図４は、回路遮断器を配電盤等の取付板２に取付た状態を示す部分断面図である。図４に於いて、回路遮断器１は、カバー１２に設けられた遮断器取付穴５７を介して回路遮断器取付ネジ５８によって、配電盤等の取付板２に固定される。ベース１１の底面側には、回路遮断器支持部６１が設けられており、この回路遮断器支持部６１が取付板２に当接される。回路遮断器指示部６１は、ベース１１の他の底面から突出して形成され、その段差により、ベース１１の底面が取付板２に安定して取付けられる構造とされている。

金属筒５２は、その穴部５２aの中心が回路遮断器１に於ける遮断器取付穴５７と一致し且つ放熱板５１に接触するように、ベース１１にインサートされている。また、ベース１１の成形後、回路遮断器支持部６１の底面と金属筒５２の露出部である底面とが同一平面となるように、金属筒５２はベース１１にインサートされる。従って、ベース１１にインサートされた金属筒５２は、放熱板５１と熱的に連結され且つ取付板２に当接している。前述した高温部５６ａ、５６ｂの熱は、放熱板５１、金属筒５２を伝わり、金属筒５２及び回路遮断器取付ネジ５８を介して取付板２に伝達され、回路遮断器１の外部に放熱されることになる。

実施の形態１による回路遮断器によれば、インサートされた放熱板がベースの底面全面に延びており、回路遮断器内部の部位間の温度を平準化してほぼ一定に保つことができるため、熱設計が容易となる。又、放熱板及び金属筒がベースにインサート成形されて埋設されているため、放熱板が導電部となっても感電の恐れがない。

実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係る三相用の回路遮断器の底面図、図６はベースの断面図で、実施の形態１と同一または相当部分には、同一符号を付してある。図５及び図６に於いて、実施の形態１と同様に、ベース１１には、電源側端子ネジ５用の貫通穴５３、負荷側端子ネジ８用の貫通穴５４、ホルダ２０とヒータ２１とを締結する締結ネジ用の貫通穴５５がそれぞれ設けられている。

この発明の金属部材を構成する放熱板５１ａは、ベース１１のほぼ全面に渡ってインサートされており、貫通穴５３と５４のほぼ半周に沿う半円形の切欠き部と、貫通穴５５に対応する形状の切欠き部を備えている。実施の形態１で説明したホルダ２０とヒータ２１の発熱に基づく高温部５６ｂ（図２参照）は、貫通穴５５の近傍に対応しているが、放熱板５１は、この高温部５６bを、貫通穴５５に対応する形状の切欠き部以外の面で覆い、更に前述した固定接触子４と可動接触子１８の接触部に該当する高温部５６a（図２参照）、すなわち固定接触子４とベース１１が対向している部分を覆っている。

図７は、回路遮断器を配電盤等の取付板２に取付た状態を示す部分断面図である。図７に於いて、放熱板５１aの回路遮断器取付ネジ５８が通される部分には、貫通穴５９が設けられている。放熱板５１ａの貫通穴５９の回りは、バーリング部６０が設けられ、このバーリング部６０の内面には回路遮断器取付けネジ５８に螺合する雌ネジが設けられている。

放熱板５１ａのバーリング部６０は、ベース１１から露出する露出部を備えており、そのバーリング部６０の露出部である端面は、回路遮断器支持部６１の底面と同一平面状となるよう構成されている。従って、回路遮断器１を取付板２に取付けたとき、放熱板５１ａのバーリング部６０の露出部である端面は取付板２に当接する。放熱板５１ａのバーリング部６０は、実施の形態１の場合の金属筒５２に相当する。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

このように構成された実施の形態２における回路遮断器は、高温部５６ａ、５６ｂが放熱板５１ａに覆われているため、発生した熱は放熱板５１ａへ伝達される。放熱板５１ａはベース１１のほぼ底面全面に広がっているため、放熱板５１ａに伝達された熱は回路遮断器１の底面全面へ拡散し、回路遮断器内部の部位間の温度が平準化されることになる。

又、放熱板５１ａに伝達された熱は、バーリング部６０および回路遮断器取付ネジ５８を介して取付板２へ伝達され、回路遮断器１の外部へと放熱されることになる。実施の形態２による回路遮断器は、実施の形態１と比較して、金属筒５２を用いていないため、より低コストかつ省スペースで、しかも実施の形態１と同様の放熱効果を有するものである。

実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３に係る三相用の回路遮断器の底面図、図９はベースの断面図で、実施の形態１と同一または相当部分には、同一符号を付してある。図８及び図９に於いて、実施の形態１、２と同様に、ベース１１には、電源側端子ネジ５用の貫通穴５３、負荷側端子ネジ８用の貫通穴５４、ホルダ２０とヒータ２１とを締結する締結ネジ用の貫通穴５５がそれぞれ設けられている。

第１の金属体である放熱板５１ｂは、ベース１１のほぼ全面に渡ってインサートされており、貫通穴５３と５４のほぼ半周に沿う半円形の切欠き部と、貫通穴５５に対応する形状の切欠き部を備えている。実施の形態１で説明したホルダ２０とヒータ２１の発熱に基づく高温部５６ｂ（図２参照）は、貫通穴５５の近傍に対応しているが、放熱板５１ｂは、この高温部５６bを、貫通穴５５に対応する形状の切欠き部以外の部分で覆い、更に前述した固定接触子４と可動接触子１８の接触部に該当する高温部５６a（図２参照）、すなわち固定接触子４とベース１１が対向している部分を覆っている。

又、放熱板５１bは、ベース１１の回路遮断器支持部６１に対応する端部が、ベース１１の下面側に屈曲された屈曲部を備えており、この屈曲部の端面６２は、ベース１１の回路遮断器支持部６１の底面と同一平面となって露出する露出部を構成している。従がって、回路遮断器１を取付板２に取付けたとき、放熱板５１ｂの屈曲部の露出部である端面６２は、取付板２の表面に当接する。更に、ベース１１の回路遮断器取付ネジ５８が通る部分には、実施の形態１の場合と同様に、第２の金属体である金属筒５２がインサートされている。第１の金属体である放熱板５１ｂと第２の金属板である金属筒５２とは、この発明に於ける金属部材を構成する。

このように構成された実施の形態３における回路遮断器は、高温部５６ａ、５６ｂが放熱板５１ｂに覆われているため、発生した熱は放熱板５１ｂへ伝達される。放熱板５１ｂはベース１１のほぼ底面全面に広がっているため、放熱板５１ｂに伝達された熱は回路遮断器１の底面全面へ拡散し、回路遮断器内部の部位間の温度が平準化されることになる。

又、放熱板５１ｂに伝達された熱は、金属筒５２及び回路遮断器取付ネジ５８を介して取付板２へ伝達され、更に放熱板５１bの屈曲部の端面６２を介して取付板２へ伝達され、回路遮断器１の外部へと放熱されることになる。

実施の形態３による回路遮断器によれば、実施の形態１及び２の回路遮断器に比較して、取付板２に対する熱伝達部の接触面が大きいため、放熱がより効果的に行われる効果がある。

尚、実施の形態３に於いて、金属筒５２を設ける代わりに実施の形態２の場合におけるバーリング６０を放熱板５１ｂに設けても良い。また、場合によっては、実施の形態３に於いて、金属筒５２、及びバーリング部６０の何れも設けなくとも良い。

この発明の実施の形態１による回路遮断器の断面図である。 この発明の実施の形態１による回路遮断器のベースの底面図である。 この発明の実施の形態１による回路遮断器のベースの断面図である。 この発明の実施の形態１による回路遮断器を取付板に取付けた時の部分断面図である。 この発明の実施の形態２による回路遮断器のベースの底面図である。 この発明の実施の形態２による回路遮断器のベースの断面図である。 この発明の実施の形態２による回路遮断器を取付板に取付けた時の部分断面図である。 この発明の実施の形態３による回路遮断器のベースの底面図である。 この発明の実施の形態３による回路遮断器のベースの断面図である。

符号の説明

１ 回路遮断器
２ 取付板
３、６ リード導体
４ 固定接触子
４a 固定接点
５ 電源側端子ネジ
７ 負荷側端子
８ 負荷側端子ネジ
１０ 筐体
１１ ベース
１２ カバー
１４ ハンドル
１８ 可動接触子
１８a 可動接点
１９ 軸
２０ ホルダ
２０a 雌ねじ部
２１ ヒータ
２２ 引き外し手段
３０ 開閉機構
５１、５１ａ、５１ｂ 放熱板
５２ 金属筒
５２a 穴部
５３ 電源側端子ネジ用穴
５４ 負荷側端子ネジ用穴
５５ 締結用ネジ穴
５６ａ、５６ｂ 高温部
５７ 遮断器取付穴
５８ 回路遮断器取付ネジ
５９ 穴
６０ バーリング部
６１ 回路遮断器支持部
６２ 放熱板の屈曲部の端面

Claims (5)

1. 合成樹脂により形成されたカバーとベースからなる筐体と、前記ベースに固定された固定接触子と、該固定接触子に対して接触又は離反して負荷電流を開閉する可動接触子と、前記ベースに固定され前記可動接触子を前記固定接触子に対して接触又は離反させる開閉機構と、前記ベースに固定され前記負荷電流が所定値以上のとき動作して前記可動接触子を前記固定接触子から離反させる引き外し手段とを備えた回路遮断器であって、
   前記ベースは、内部に埋設した金属部材を備え、
   前記金属部材は、前記ベースのほぼ底面全体に対応して前記ベースに埋設された第１の金属体と、前記第１の金属体に接続若しくは接触して前記ベースに埋設された第２の金属体とから成り、
   前記第２の金属体は、前記ベースを回路遮断器取付け用の取付板に固定したとき前記取付板に当接する露出部を有する、
   ことを特徴とする回路遮断器。
2. 前記第２の金属体は、前記ベースを前記取付板に固定する取付ネジを貫通させる穴部を有することを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. 合成樹脂により形成されたカバーとベースからなる筐体と、前記ベースに固定された固定接触子と、該固定接触子に対して接触又は離反して負荷電流を開閉する可動接触子と、前記ベースに固定され前記可動接触子を前記固定接触子に対して接触又は離反させる開閉機構と、前記ベースに固定され前記負荷電流が所定値以上のとき動作して前記可動接触子を前記固定接触子から離反させる引き外し手段とを備えた回路遮断器であって、
   前記ベースは、内部に埋設した金属部材を備え、
   前記金属部材は、前記ベースのほぼ底面全体に対応して前記ベースに埋設された金属板から成り、
   前記金属板は、端面が前記ベースから露出するバーリング部を備え、該バーリング部の端面は、前記ベースを回路遮断器取付け用の取付板に固定したとき前記取付板に当接する、ことを特徴とする回路遮断器。
4. 前記バーリング部は、前記ベースを前記取付板に固定する取付ネジを貫通させる穴部を有し、前記穴部の内面には前記取付ネジに羅合する雌ネジが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の回路遮断器。
5. 合成樹脂により形成されたカバーとベースからなる筐体と、前記ベースに固定された固定接触子と、該固定接触子に対して接触又は離反して負荷電流を開閉する可動接触子と、前記ベースに固定され前記可動接触子を前記固定接触子に対して接触又は離反させる開閉機構と、前記ベースに固定され前記負荷電流が所定値以上のとき動作して前記可動接触子を前記固定接触子から離反させる引き外し手段とを備えた回路遮断器であって、
   前記ベースは、内部に埋設した金属部材を備え、
   前記金属部材は、前記ベースのほぼ底面全体に対応して前記ベースに埋設され端部が前記ベースから露出する金属板から成り、
   前記金属板の前記端部は、前記ベースを回路遮断器取付け用の取付板に固定したとき前記取付板に当接する、
   ことを特徴とする回路遮断器。

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