JP6588258B2

JP6588258B2 - 開閉器

Info

Publication number: JP6588258B2
Application number: JP2015136363A
Authority: JP
Inventors: 明義加藤
Original assignee: 河村電器産業株式会社
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2019-10-09
Anticipated expiration: 2035-07-07
Also published as: JP2017021905A

Description

本発明は、太陽光発電システム等の直流電路に使用される開閉器に関し、特に設置環境が発熱等で一定の温度に達したら断路する機能を備えた開閉器に関する。

太陽光発電システムでは、複数の太陽電池ストリングからの発電電力を集電するために接続箱が設けられている。この接続箱は、太陽電池ストリングを回路から切り離すための開閉器や、逆流防止ダイオードが収容されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−２３２５４号公報

太陽光発電用の接続箱に収容された逆流防止ダイオードは、自身の持つ内部抵抗により発熱するため、内部の熱が接続箱の外部に放熱されるよう工夫が成されている。しかしながら、開閉器の発熱まで考慮されておらず、端子の緩み等で発熱した場合は接続箱の内部温度がそれほど高く無くても、開閉器の劣化や焼損が発生する場合があった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、開閉器の温度が一定温度を超えたら、温度を下げるために太陽電池ストリングを回路から切り離す断路機能を備えた開閉器を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、電路の途中に配置されて、電路の開閉を操作する操作レバーと、操作レバーの操作により接触／解離する一対の接点とを有する開閉器であって、電磁装置と、電磁装置の熱感知動作により互いに接触状態にある接点を解離させる解離機構部とを有し、電磁装置は、両端に鍔を有してボビン状に形成された筒体と、当該筒体に巻回されたコイルと、筒体に主要部が収容されて、コイルバネに付勢されて端部が突出した状態を維持するプランジャと、一方の鍔に基部が固着され、先端が他方の鍔に至る長さを有して他方の鍔と所定の間隔を設けて配置されて、熱変形すると他方の鍔に接触するバイメタル片とを有し、バイメタル片が熱変形した際に接触する電極を他方の鍔に備え、当該電極にはコイルの一端が接続されて成り、バイメタル片が熱変形して電極に接触すると、コイルに通電する回路が閉路してコイル周囲に電磁界が発生し、プランジャがコイルバネに抗して筒体内に引き込まれる熱感知動作することを特徴とする。
この構成によれば、電磁装置を設置した周囲の温度がバイメタル片が変形する温度まで上昇したら、プランジャが筒体内へ引き込まれて熱感知動作する。そのため、この電磁装置を温度上昇が問題となる環境に配置すれば、温度上昇の抑制制御に利用できる。

そして、この電磁装置を組み組み込んだ開閉器を、太陽光発電システムの接続箱に組み込めば、開閉器の温度がバイメタル片が変形する一定の温度に達したら開閉器が開動作する。よって、接続箱の内部温度に関わらず開閉器の温度を一定温度以下に保持することが可能となり、劣化や焼損を防ぐことができる。更に、断路動作により異常発生を外部に知らせることができる。

本発明によれば、電磁装置を設置した周囲の温度が上昇してバイメタル片が変形する温度まで上昇したら、プランジャが筒体内へ引き込まれて熱感知動作する。そのため、この電磁装置を温度上昇が問題となる環境に配置すれば、温度上昇の抑制制御に利用できる。
そして、この電磁装置を太陽光発電システムの接続箱に組み込む開閉器に採用すれば、開閉器の温度がバイメタル片が変形する一定の温度に達したら開閉器が開動作するため、接続箱の内部温度に関わらず開閉器の温度を一定の温度以下に保持することが可能となり、開閉器の劣化や焼損を防ぐことができる。更に、断路動作により異常発生を外部に知らせることができる。

本発明に係る開閉器の一例を示し、オフ状態の縦断面説明図である。図１の開閉器の平面図であり、蓋板を外した内部を示している。電磁装置の外観図である。開閉器の回路図である。図１の開閉器のオン状態の縦断面説明図である。オン状態から電磁装置が動作して開路動作した縦断面説明図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る開閉器の一例を示す縦断面説明図、図２は蓋板を外した開閉器の平面図、図３は電磁装置単体の側面図であり、１は一次側端子、２は二次側端子、３は一次側端子１に接続された固定接点、４は二次側端子に接続された可動接点、５は接点３，４同士の接触／解離を操作する操作ハンドル、６は電磁装置である。
一次側端子１と二次側端子２とはケース１０の両端部に配置され、固定接点３は一次側端子１から延設された固定接触子３ａの先端に設けられ、可動接点４は二次側端子２に接続された可動接触子４ａの先端に設けられている。そして、可動接点４が上下動して固定接点３に対して上方から接触するよう構成されている。

また、７は可動接触子４ａを押下して接点３，４同士を接触させるクロスバー、８は電磁装置６の動作を受けて傾倒する掛合バー、９は操作ハンドル５の操作を受けて可動接触子４ａを上下動させると共に、掛合バー８の傾倒動作を受けて開操作するリンク機構部である。電磁装置６の熱感知動作が、掛合バー８を介してリンク機構部９に伝達され、接点３，４が解離動作する。尚、電磁装置６は、内部構造を説明するために断面で示している。

電磁装置６は、両端に鍔６１（６１ａ、６１ｂ）を備えたボビン形状の筒体６０の周囲にコイル６２が巻回され、鍔６１がケース１０に係止して固定されている。
筒体６０の貫通された内部には、磁性体から成る棒状のプランジャ６３が挿通され、筒体６０の軸方向へ移動可能に配置されている。そして、プランジャ６３は、筒体６０内に内挿されたコイルバネ６４により一次側端子１の方向へ常時付勢されている。
また、一方の鍔６１ａにはバイメタル片６６が取り付けられている。

尚、図２に示すように、ここでは２極を開閉操作する開閉器を示し、電磁装置６がそれぞれの極に配置されている。

図３に示すように、バイメタル片６６は、筒体６０の一方の鍔６１ａに基部が固着され、先端が他方の鍔６１ｂに至る長さを有して、この鍔６１ｂに対して一定の隙間を有するよう配置されている。
この先端側の鍔６１ｂには、バイメタル片６６が熱変形した際に接触して電気的に閉路を形成するための電極６８が設けられ、コイル６２の一端が接続されている。
電線６７ａはバイメタル片６６の基部に接続され、電線６７ｂは電極６８に接続されている。そして、双方の電線６７ａ，６７ｂの図示しない先は二次側端子２のそれぞれに接続されている。この結果、バイメタル片６６が電極６８に接触すると、開閉器を接続した電路の２極間の電圧がコイルに印加される。

図４はこの電磁装置６の電気的接続を示す回路図であり、Ｌは開閉器を介在させた電路である。バイメタル片６６が熱変形すると、電路Ｌ間で閉回路が形成されてコイル６２に電流が流れ、コイル６２の周囲に大きな電磁界が生成される。この電磁界の作用でプランジャ６３が吸引され、二次側端子２方向へ瞬時に移動する。この移動により、後端部が図３に示す矢印Ｍ１の方向へ突出して掛合バー８を押す。
この作用で、掛合バー８は図１に示す左方向へ傾倒し、図示しないラッチ機構が解除してリンク機構部９が開動作し、接点３，４が解離する。このように、掛合バー８とリンク機構部９とで、電磁装置６の動作で開閉器が開動作する解離機構部が構成されている。
尚、掛合バー８は双方の電磁装置６の何れかが動作したら、傾倒動作するよう左右に長く形成されている。

図５はオン状態の開閉器を示す縦断面説明図であり、操作ハンドル５を一次側端子１の方向へ傾倒すると、図５に示すようにリンク機構部９の作用で可動接点４が固定接点３に接触し、閉回路を形成する。そして図６は、このオン状態でバイメタル片６６が熱変形し、開閉器が開動作した状態を示している。図６に示すように、バイメタル片６６の熱変形を受けてプランジャ６３が矢印Ｍ２の方向に移動する。この移動により、プランジャ６３の後端部が掛合バー８を傾倒（矢印Ｍ３の方向に回動）させ、可動接点４が固定接点３から解離する。

このように、電磁装置６を設置した周囲の温度がバイメタル片６６が変形する温度まで上昇したら、プランジャ６３が筒体６０内へ引き込まれて熱感知動作する。そのため、この電磁装置６を温度上昇が問題となる環境に配置すれば、温度上昇の抑制制御に利用できる。
そして、この電磁装置６を太陽光発電システムに使用する開閉器に組み込めば、開閉器の温度がバイメタル片６６が変形する一定の温度に達したら開閉器が開動作するため、接続箱の内部温度に関わらず開閉器の温度を一定の温度以下に保持することが可能となり、開閉器の劣化や焼損を防ぐことができる。更に、断路動作により異常発生を外部に知らせることができる。

尚、上記実施形態では２極対応の開閉器を示し、電磁装置６を極毎に計２個設けているが、極毎に設けなくとも良く、１個でも良い。

上述した電磁装置６は、開閉器に限らず、周囲の温度上昇を受けて回路を断路させたい場合に有効であり、過電流を検知するバイメタル片とは別に遮断器に設けても良い。また、太陽光発電システムを構成する接続箱へ組み付ける開閉器に対して説明したが、開閉器は目的で使用しても良い。

３・・固定接点、４・・可動接点、５・・操作ハンドル、６・・電磁装置、８・・掛合バー、９・・リンク機構部、１０・・ケース、６０・・筒体、６１・・鍔、６２・・コイル、６３・・プランジャ、６４・・コイルバネ、６６・・バイメタル片、６８・・電極。

Claims

電路の途中に配置されて、電路の開閉を操作する操作レバーと、前記操作レバーの操作により接触／解離する一対の接点とを有する開閉器であって、
電磁装置と、前記電磁装置の熱感知動作により互いに接触状態にある前記接点を解離させる解離機構部とを有し、
前記電磁装置は、両端に鍔を有してボビン状に形成された筒体と、当該筒体に巻回されたコイルと、前記筒体に主要部が収容されて、コイルバネに付勢されて端部が突出した状態を維持するプランジャと、一方の前記鍔に基部が固着され、先端が他方の鍔に至る長さを有して前記他方の鍔と所定の間隔を設けて配置されて、熱変形すると前記他方の鍔に接触するバイメタル片とを有し、
前記バイメタル片が熱変形した際に接触する電極を前記他方の鍔に備え、当該電極には前記コイルの一端が接続されて成り、
前記バイメタル片が熱変形して前記電極に接触すると、前記コイルに通電する回路が閉路して前記コイル周囲に電磁界が発生し、前記プランジャが前記コイルバネに抗して前記筒体内に引き込まれる熱感知動作することを特徴とする開閉器。