JP5597165B2

JP5597165B2 - 熱動式引き外し装置

Info

Publication number: JP5597165B2
Application number: JP2011120326A
Authority: JP
Inventors: 基比古江藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2031-05-30
Also published as: JP2012248464A

Description

この発明は、例えば、回路遮断器等に用いられる熱動式引き外し装置に関するものである。

熱動式引き外し装置は、回路遮断器等において過電流を検出し、主回路の引き外しを行う装置である。回路遮断器は、固定接触子に対向して可動接触子が配置され、固定接触子と可動接触子で開閉接点部を構成する。開閉機構によって可動接触子を駆動させて固定接触子との電気的接続、開離を切り替えている。
従来の回路遮断器の熱動式引き外し装置は、例えば、可動接触子側にバイメタルを接続し、バイメタルの先端側をトリップバーと対向させて配置し、バイメタルの他端側にはヒータを設けている。過電流によりヒータが熱せられ、ヒータに接触させているバイメタルが湾曲することで、トリップバーを押し回路の引き外し動作を行うようになっている。引き外し動作後は加熱されたヒータ及びバイメタル自体の残熱により、再通電が可能なリセット位置に戻るまでは一定の時間が必要である（例えば、特許文献１参照）。

再表２００５／１０４１５９号公報（第３−４頁、図９）

特許文献１に示されたような熱動式引き外し装置では、引き外し動作後に再通電を試みても、通電により摂氏５０〜２００度程度まで熱せられたヒータ、および同程度に熱せられたバイメタル自体により、再通電が可能な位置までバイメタルが復帰するには、ある程度の時間（例えば、１５〜６０秒程度）が必要であった。また、再通電が可能となっても、残熱のため初期通電前とはバイメタルの初期位置が異なる場合があり、これが引き外し時間にバラつきが生じる要因になるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、引き外し動作後から再通電可能までの時間を短縮した熱動式引き外し装置を得ることを目的とする。

この発明に係る熱動式引き外し装置は、回路遮断器の通電部に接続され、バイメタルとヒータとを有し、過電流により加熱されたバイメタルの湾曲によりトリップバーを押し回路遮断器の引き外し動作を行わせる熱動式引き外し装置において、回路遮断器の可動アームに一端側が固定され、回路が遮断されて可動アームが回動したときのみ他端側がバイメタル又はその近傍に接触し、バイメタル及びヒータに蓄積された熱を放熱させる放熱部材を備えたものである。

この発明の熱動式引き外し装置によれば、回路遮断器の可動アームに一端側が固定され、回路が遮断されて可動アームが回動したときのみ他端側がバイメタル又はその近傍に接触し、バイメタル及びヒータに蓄積された熱を放熱させる放熱部材を備えたので、過電流によりバイメタルが熱せられて引き外し動作が生じた場合、バイメタル及びヒータからの熱を速やかに放熱できるため、短時間でリセットされ再通電が可能となる。
また、放熱により再通電時のバイメタル初期位置を、素早く初期通電時の位置に近づけることができるため、引き外し時間の再現性が向上する。

この発明の実施の形態１による熱動式引き外し装置を備えた回路遮断器の断面図である。図１の要部断面図で、通電時における熱動式引き外し装置の状態を示す図である。図１の要部断面図で、遮断動作時における熱動式引き外し装置の状態を示す図である。この発明の実施の形態２による熱動式引き外し装置部の断面図である。この発明の実施の形態３による熱動式引き外し装置部の断面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による熱動式引き外し装置を備えた回路遮断器の断面図である。また、図２は、図１の熱動式引き外し装置部の通電時の状態を示す断面図、図３は、図１の熱動式引き外し装置部の引き外し動作時の状態を示す断面図である。

先ず、図１により回路遮断器の概要から説明する。
回路遮断器は、固定側端子１の内部側に設けられた固定接触子２と、固定接触子２に対向して可動アーム３に設けられた可動接触子４と、ハンドル５を有し可動接触子４を開閉動作させる開閉機構６と、開閉機構６に設けられたトリップバー７と、可動接触子４側に接続されて、過電流に応じて開閉機構６を作動させる熱動式引き外し装置８と、熱動式引き外し装置８の一端に接続された可動側端子９とが、ケース１０に収容されて構成されている。なお、開閉機構６は本願発明の主要部ではないので詳細な図示は省略しているが、例えば、リンク機構とばねが組み合わされて構成される。
図１は可動接触子４が固定接触子２から開離した遮断状態を示している。図の状態から、ハンドル５を図で反時計方向に回動させると、可動アーム３が回動し、可動接触子４が固定接触子２に接触して投入状態となる。

熱動式引き外し装置８は、ヒータ１１と、そのヒータ１１に、例えばリベットで一端側が固定されたバイメタル１２と、バイメタル１２の中間部と可動アーム３側とを接続する導通部１３とを有している。ヒータ１１及びバイメタル１２は電流の通路を兼ねている。バイメタル１２の開放端側であるバイメタル先端部は、開閉機構６に設けたトリップバー７と対向しており、バイメタル１２の先端部でトリップバー７が押されることにより開閉機構６が作動するようになっている。なお、バイメタル先端部には、図示を省略しているが、調整子が設けられており、バイメタル先端部とトリップバー７との距離を微調整できるようになっている。

本願発明の特徴部として、更に、熱伝導率の高い材料（例えば、アルミ、銅等の金属材料）からなる放熱部材１４を備えており、放熱部材１４の一端側が可動アーム３に固定されている。他端側は、可動接触子４が固定接触子２から開離した図１のような開放状態にあるときは、バイメタル１２の近傍で、導通部１３に面接触するように、接触面１４ａを有している。また、可動接触子４が固定接触子２に接触した投入状態にあるときは、図２に示すように、放熱部材１４の接触面１４ａは、導通部１３から離れるように構成されている。

次に、熱動式引き外し装置８の動作について説明する。
図２のような投入状態において、定格電流を超過した過電流が流れた場合、ヒータ１１及びバイメタル１２に過電流が流れることにより、ヒータ１１及びバイメタル１２の温度が上昇する。バイメタル１２の温度上昇に伴ってバイメタル１２はトリップバー７側に湾曲する。バイメタル１２の湾曲量が大きくなるとトリップバー７に当接し、さらに湾曲量が大きくなるとトリップバー７を押圧する。トリップバー７が押されることにより開閉機構６が作動し、瞬時に可動接触子４が固定接触子２から解離し、これにより固定側端子１から可動側端子９に至る電路が遮断（トリップ）されて、図３のような状態になる。

図３のような状態から、ヒータ１１およびバイメタル１２の放熱により回路の再投入が可能な位置までバイメタル１２の位置が戻るには一定の時間が必要である。
本願発明の熱動式引き外し装置８では、可動アーム３に熱伝導率の高い放熱部材１４を取り付けたことで、図３のように、引き外し動作後に、放熱部材１４の接触面１４ａがバイメタル１２の近傍で導通部１３に接触することで、ヒータ１１およびバイメタル１２からの熱が導通部１３を通じて速やかに可動アーム３側に伝達され、放熱部材１４と共に可動アーム３も放熱体となって放熱が促進される。
これによりバイメタル１２は速やかに冷却されて元の位置に復帰し、短時間でのリセットが可能になり再通電に備えることができる。

また、図２のように、通電時には可動接触子４が固定接触子２と接触し、放熱部材１４の接触面１４ａは導通部１３から離れているため、過電流が流れた場合のバイメタル１２側の熱が直接、放熱部材１４により放熱されることはないので、バイメタル１２の屈曲動作に影響を与えることはなく、回路の遮断特性を阻害することはない。

以上のように、実施の形態１の熱動式引き外し装置によれば、回路遮断器の通電部に接続され、バイメタルとヒータとを有し、過電流により加熱されたバイメタルの湾曲によりトリップバーを押し回路遮断器の引き外し動作を行わせる熱動式引き外し装置において、回路遮断器の可動アームに一端側が固定され、回路が遮断されて可動アームが回動したとき他端側がバイメタル又はその近傍に接触し、バイメタル及びヒータに蓄積された熱を放熱させる放熱部材を備えたので、過電流によりバイメタルが熱せられ引き外し動作が生じた場合、バイメタル及びヒータからの熱を速やかに放熱できるため、短時間でリセットされ再通電が可能となる。
また、放熱により再通電時のバイメタル初期位置を、より素早く初期通電時の位置に近づけることができるため、引き外し時間の再現性が向上する。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２による熱動式引き外し装置の要部を示す断面図である。回路遮断器に組み込んだときの全体構成は実施の形態１の図１と同等なので、回路遮断器の図示及び説明は省略する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。また、図４は図３に対応する部分なので、図３と同等部分は同一符号を付して説明は省略する。

図４に示すように、本実施の形態のバイメタル１５は、幅方向の一部を切り欠いて、その部分を曲げ加工により可動アーム３側に向け９０度折り曲げて、接触部１５ａを形成している。可動アーム３側に設ける放熱部材１４は、図４のような回路遮断時に、接触面１４ａがバイメタル１５の接触部１５ａに当接して接触を保つように構成されている。
このような構成により、回路遮断時に、バイメタル１５及びヒータ１１側に通電により蓄積されていた熱を、バイメタル１５から直接放熱部材１４を通じて可動アーム３側に逃がすことができるため、より効率よく放熱させることができ、回路遮断から、短時間でリセット状態に戻すことができる。
なお、図４では、バイメタル１５の一部を折り曲げて接触部１５ａを形成したが、必ずしも図の形状に限定するものではなく、バイメタルに直接放熱部材が接触する構造であれば良い。

以上のように、実施の形態２の熱動式引き外し装置によれば、回路の遮断時に、放熱部材の他端側が、バイメタルに設けた接触部に接触するように構成したので、回路の遮断時に、バイメタル及びヒータ側の熱を効率よく放熱させることができるため、短時間でリセットして再通電が可能な状態にすることができる。

実施の形態３．
図５は、実施の形態３による熱動式引き外し装置の要部を示す断面図である。回路遮断器に組み込んだときの全体構成は実施の形態１の図１と同等なので、回路遮断器の図示及び説明は省略する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。また、図５は図３に対応する部分なので、図３と同等部分は同一符号を付して説明は省略する。

図５に示すように、本実施の形態では、実施の形態１の場合と比べて、ヒータ１１と導通部１３を逆に配置したものである。すなわち、バイメタル１２の固定端側は、ケース１０に固定した導通部１３に、例えばリベットで固定されており、ヒータ１１は、バイメタル１２の中間部と可動アーム３側とを接続するように配置されている。
このように構成することにより、回路遮断時には、放熱部材１４の放熱面１４ａがヒータ１１に当接して接触が保たれるため、通電により発熱したヒータ１１及びバイメタル１２の熱を、ヒータ１１を通じて効率良く放熱でき、回路遮断時からリセットまでの時間を短縮することができる。

なお、実施の形態１〜３において、放熱部材１４に放熱フィン等を設ければ、更に放熱効果を高めることができる。

以上のように、実施の形態３による熱動式引き外し装置によれば、回路の遮断時に、放熱部材の他端側が、バイメタルに接続したヒータに接触するように構成したので、回路の遮断時に、通電により発熱したヒータ及びバイメタルの熱を、ヒータから放熱部材側へ逃がして効率良く放熱できるため、回路遮断時からリセットまでの時間をより短縮することができる。

１固定側端子２固定接触子
３可動アーム４可動接触子
５ハンドル６開閉機構
７トリップバー８熱動式引き外し装置
９可動側端子１０ケース
１１ヒータ１２，１５バイメタル
１３導通部１４放熱部材
１４ａ接触面１５ａ接触部。

Claims

回路遮断器の通電部に接続され、バイメタルとヒータとを有し、過電流により加熱された前記バイメタルの湾曲によりトリップバーを押し前記回路遮断器の引き外し動作を行わせる熱動式引き外し装置において、
前記回路遮断器の可動アームに一端側が固定され、回路が遮断されて前記可動アームが回動したときのみ他端側が前記バイメタル又はその近傍に接触し、前記バイメタル及び前記ヒータに蓄積された熱を放熱させる放熱部材を備えたことを特徴とする熱動式引き外し装置。
請求項１記載の熱動式引き外し装置において、
前記回路の遮断時に、前記放熱部材の前記他端側が、前記バイメタルに設けた接触部に接触するように構成したことを特徴とする熱動式引き外し装置。
請求項１記載の熱動式引き外し装置において、
前記回路の遮断時に、前記放熱部材の前記他端側が、前記バイメタルに接続した前記ヒータに接触するように構成したことを特徴とする熱動式引き外し装置。