JP6709203B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、回路遮断器の構造に関するものである。

熱動電磁式の回路遮断器は、過電流に伴う発熱をバイメタルによって感知することにより、回路を遮断する構造となっている。このため、バイメタルに接続される導電部が高温になりやすい。また、回路遮断器と外部導体との接続部においても、接続抵抗が発生するために温度が高くなりやすい。このようなバイメタルなどの熱的影響を受けにくい回路遮断器は、これまで様々な構造が考案され、実用に供されている。

例えば、特許文献１に記載された回路遮断器では、回路遮断器のケース１の取付面に負荷側端子部から電源側端子部に抜ける通気溝６が形成されている。これにより、回路遮断器と取付パネル７との間に煙突状の空間が形成され、いわゆる煙突効果により負荷側端子部近傍の冷たい空気が通気溝６を下から上へ流れてケース内が冷却される。この回路遮断器によれば、自然放熱にはない高い冷却効果が得られる。

また、特許文献２に記載された回路遮断器は、合成樹脂により形成されたケースと放熱用の金属部材を備えたものである。該金属部材はケース内部に一部がインサート形成されるとともに一部が外部に露出しており、前記ケースを回路遮断器取付け用の取付板に固定した際に、前記金属部材が該取付板に当接する構成となっている。この構成によれば、回路遮断器内部で発生した熱を、ケースにインサートされ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。

特開平５−２８２９８６号公報 特開２００７−３１１１８３号公報

通常、回路遮断器は、分電盤内に取付されて使用されている。特に分岐用の回路遮断器は、数台から数十台が、取付時において、上下２列に隣接された状態で配置され、使用されている。これは分電盤内のスペースを有効に使うためである。

ところで、各回路遮断器に流れる電流は、該回路遮断器には接続される負荷の数や種類が回路によって異なることから、まちまちであることが多い。また、回路遮断器は定格電流により内部抵抗も異なっている。こうした２つの要因により、各回路遮断器からの発熱量は一定ではなく、隣接する回路遮断器からの熱の影響を受けてしまい、また、熱の影響を与えてしまい、悪影響が生ずることがある。

この問題に対して、前記特許文献１の回路遮断器は、回路遮断器のケース取付面に通気溝を設ける構成となっているが、この構成を分岐の回路遮断器に用いる場合、該分岐回路遮断器は、通常、複数並べて使用するため、通気溝から放熱された熱がかえって隣接する回路遮断器に影響を与える恐れがある。また、分岐用の回路遮断器は分電盤に上下２列で配置されることが多いため、下列の回路遮断器の熱がいわゆる煙突効果で上方に流れ、上列の回路遮断器に熱的影響を与える恐れがある。

また、特許文献２の回路遮断器では、回路遮断器のベースに金属部材をインサート成形し、取付板に固定した際に、取付板と金属部材が当接する構成となっているため、内部で発生した熱を、ベースにインサートされ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。しかし、この構成の回路遮断器でも、分岐の回路遮断器に使用した場合、複数の回路遮断器を１つの取付板に並べて使用し放熱することになるため、温度の高い回路遮断器から温度の低い回路遮断器に対して熱が移動し、結果として熱的影響を与える恐れがある。

以上のように、上記２つの特許文献の構造では、回路遮断器の熱を放熱することができるが、分岐の回路遮断器に適用する場合、分岐の回路遮断器は、複数隣接して使用するため、高温となっている回路遮断器から、低温の回路遮断器へ放熱された熱が伝わり、設定された動作時間に狂いが生じるなど、影響が出ることを防ぐのには十分ではなかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数隣接して回路遮断器を使用する場合において、隣接する回路遮断器の熱的影響を防ぐことができる回路遮断器を提供することにある。

第１の発明は、外部との接続を行う端子部と、外郭を形作るケースと内部回路手段と、を備えた回路遮断器において、前記回路遮断器は複数が隣接して使用されるものであり、隣接する回路遮断器の端子発熱による熱的影響を防ぐ断熱材で構成した断熱手段と、前記断熱手段を設ける凹部を前記ケースの端子部側面に、設けたものである。

上記の構成によれば、ケース側面に断熱手段が設けられているため、隣接する他の回路遮断器の端子からの熱的影響を防ぐことができる。そのため、回路遮断器の動作時間に狂いが生じるのを防ぐことができる。

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以上の如く、本発明によれば、複数隣接して回路遮断器を使用する場合において、簡単な構造で隣接する回路遮断器からの熱的影響を防ぎ、設定された動作時間を安定させることができる回路遮断器を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る端子の側面に凹部を設けた回路遮断器の斜視図である。 実施形態１に係る回路遮断器の電源側端子部の断面図である。 実施形態１に係る複数隣接して使用された場合における回路遮断器の電源側端子部の断面図である。 実施形態２に係る回路遮断器の端子部の側面に断熱材を設けた場合の図である。 実施形態２に係る断熱材と空気層とを併用した場合の図である。 実施形態３に係る回路遮断器の端子部の側面に断熱肉厚部を設けた場合の図である。 分電盤の概観図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的には例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限するものではない。

まず、分岐用の回路遮断器がどういう形態で使用されているか説明する。分岐用の回路遮断器１０は一般的に図５のように分電盤１００に複数隣接して接続され、使用されている。その多くはスペースを有効に活用するため、上下2列で使用されている。各回路遮断器１０はそれぞれ別の負荷に接続されており、接続される負荷によって流れる電流が異なる。そのため、各回路遮断器の発熱量はそれぞれ異なっており、温度の高い回路遮断器から温度の低い回路遮断器に熱が移動することにより熱的影響を与えている。

次に回路遮断器１０について説明する。回路遮断器１０は、その一次側が、導電バーに接続されて電源の供給を受け、二次側には負荷が接続される。負荷側の回路に定格電流以上の電流が流れたとき、その回路を遮断する機能を備えている。

分岐用の回路遮断器１０は一般的に熱動電磁式であり、過電流に伴う発熱を感熱素子であるバイメタルによって感知する。該バイメタルは、異種金属の接合体であり、銅からなる主導体と比べて高抵抗であることから、電流が流れることによりジュール熱が発生し、高温になる。また、回路遮断器１０と導電バーとの接続部、及び回路遮断器１０と負荷側回路との接続部においても接続抵抗が発生するため温度が高くなりやすい。分岐用の回路遮断器１０は、複数隣接して使用されているため、発生した熱により、回路遮断器は相互に熱的影響を与え合っている。
次に、各実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態１の回路遮断器の斜視図である。

まず、回路遮断器１０の外郭を形成する右側ケース１１と左側ケース１２について説明する。各ケースは、図１に示すようにそれぞれを左右方向から組み合わせて構成されており、前記ケースには組み合わせるための４つのリベットが通る穴１１ａ〜１１ｄが開けてある。４つのリベットを用いて、ケース同士を組み合わせ、略長方形状の回路遮断器の外郭を形成している。

図１に示すように、ケースの上面には、内部機構及び接点装置と連動したハンドル１３が取り付けられている。図はＯＮの状態のハンドル１３である。通常使用時（異常電流が流れない状態）は、ハンドル１３を操作することにより、内部機構及び接点装置が駆動し、回路の入切操作が行われる。過電流などの異常電流が発生した場合には、前記バイメタルが高温になることにより、異種金属の熱膨張率の違いから、バイメタル自体が一方向に撓んでいき、該バイメタルの位置が変位する。バイメタルの変位が前記内部機構に作用した場合、内部機構に設けられたラッチ部が動作し、接点装置が切操作される構造となっている。

図２に示すようにケースには、外部との接続を行う端子部が設けられている。端子部は分電盤の接続部へ接続する電源端子１４と負荷へ接続する負荷端子１５の2種類がある。

図４に示すように、ケース１１の側方、電源端子１４の近傍に設けられた凹設部（凹部１１１という）の縁部形状は四角形状としている。なお、前記形状は、丸状など、どのような形状でもよい。

断熱手段となる凹部１１１の断熱効果を生かすためには、該凹部１１１の深さは深いほうがよい。しかし、実際は電源端子１４側面に備えられているため、凹部１１１の深さは、図２のように回路遮断器１０の左右方向の厚みの半分ほどになる。

また、凹部１１１を電源端子１４側面の両側に備えることも考えられる。これは、電源端子１４を回路遮断器１０の左右方向の中央部に備える場合に有効である。

また、凹部１１１を端子金具の配置部や押さえ部に使用する等、内部構造に利用することも考えられる。

図３は、複数隣接して使用されている回路遮断器１０の電源側端子１４部の要部断面図である。図に示すように、ケース１１に成形された凹部１１１と電源端子１４が交互に並んでいる。このように、導体の接続部となる端子の側方に、断熱手段が位置する構成となっており、効果的に熱的影響を抑制することができる。各回路遮断器１０は接続される負荷が通常異なっており、端子部に流れる電流が異なることから、該端子部に発生する発熱量が異なっている。各回路遮断器１０の電源端子１４に発生した熱は、隣接する回路遮断器に到達する前に、必ずケース１１に形成された凹部１１１を通過することになる。前記凹部１１１は空間になっているため、空気層が存在し、各電源端子間において一定の断熱効果がある。このため、隣接する他の回路遮断器には熱的影響を与えにくい。

このように、本実施形態においては、自己に隣接する他の回路遮断器が、負荷が多く接続されて高温になっている場合であっても、ケース１１に成型された空気層を有する凹部１１１の断熱効果により、回路遮断器１０の設定された動作時間に狂いが生じることなく使用することができる。

次に、実施形態２について説明する。実施形態２では、図４に示すように端子部側面に断熱手段として断熱材１１１ｂを設ける。

本実施形態では、断熱手段として断熱材１１１ｂを用いることにより、隣接する回路遮断器１０からの熱的影響を制御することができる。、即ち、断熱材の種類や量を調整することにより、隣接する回路遮断器同士の熱的影響をコントロールすることができる。断熱材の種類を変更することによる断熱効果の変化量は、空気層を利用した断熱空間に比べて大きく変化させることができる。
また、図５に示すように断熱材を凹部１１１と併用してもよい。

また、断熱材は、ケース１１の外壁面からインサート成形する他、ケース１１の内壁面に断熱材を配設してもよい。

次に実施形態３について説明する。本実施形態は、図６に示したように、ケース外郭の端子の側方に断熱肉厚部１１１ｄを設けた形態である。前記ケース１１は、樹脂材料で成形されており、端子部１４の側方に位置するケース壁部に肉厚部を設けて構成したものである。

また、前記断熱肉厚部１１１ｄには、例えば、電源端子１４部の配置部を形成したり、第電源端子１４部の押さえ部を形成するなど、ケース１１の内部部品の配置機構を持たせてもよい。

本実施形態では、ケース１１の肉厚を変更することにより、隣接する回路遮断器からの熱的影響をコントロールすることができる。使用する樹脂量を変更させることにより、熱的影響を変更することができ、なおかつ、使用する樹脂の使用量程度のコストで断熱効果が得られる。また、樹脂の肉厚部分１１１ｄを熱が伝導するため、外気温に影響されずに熱の影響を考えることができる。

なお、図３に示すように、電源端子１４の反対側には、負荷端子１５が設けられており、電源端子１４の側方のみならず、負荷端子１５の側方にもこれら断熱手段を設けて構成してもよい。これにより、隣接する回路遮断器からの熱的影響を、より受けにくい回路遮断器を提供することができる。

また、回路遮断器１０の内部機構となるバイメタルが位置する部分の側方において、前記断熱手段を設けて構成してもよい。これにより、より高温となるバイメタルからの熱的影響を外部に伝えにくい回路遮断器を提供することができる。

１０ 回路遮断器
１１ 右側ケース
１２ 左側ケース
１４ 電源端子
１５ 負荷端子
１１１ 凹部
１００ 分電盤
１１ａ〜１１ｄ リベット
１３ ハンドル

Claims (1)

1. 外部との接続を行う端子部と、外郭を形作るケースと内部回路手段を備えた回路遮断器において、前記回路遮断器は複数隣接して使用されるものであり、隣接する回路遮断器の端子発熱による熱的影響を防ぐための断熱材で構成した断熱手段と、前記断熱手段を設ける凹部を前記ケースの端子部側面に設けたことを特徴とする回路遮断器。
   

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