WO2005081276A1

WO2005081276A1 - 安全装置及びそれを用いた過大電流遮断システム

Info

Publication number: WO2005081276A1
Application number: PCT/JP2005/002276
Authority: WO
Inventors: Hideaki Takeda
Original assignee: Uchiya Thermostat Co., Ltd.
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2005-09-01
Also published as: JP2005237124A; JP4237654B2

Abstract

　本発明の目的は、応用範囲が広く小型化で且つ電圧のロスが少なく誤動作の虞のない安全装置を提供することである。本発明の安全装置及びそれを用いた過大電流遮断システムは、電源と負荷は２本の電源線に接続され、常時閉スイッチとラッチングリレー装置から成る引き外しユニットが一方の電源線の中間部に配置される。安全装置は抵抗体が接続された端子がそれぞれ一方の電源線の所定の配線抵抗を有する区間の両端から引き出された線に接続されてこの区間の分流が抵抗体に流れる。抵抗体の抵抗値は極めて小さいため負荷に流れる電流の分流では発熱しないが、短絡が生じると区間の電圧降下が大きくなり、この電圧降下に応じた分流が抵抗体に流れて抵抗体が発熱し、熱応動体が動作して接点が閉じ、ラッチングリレー装置が動作して常時閉スイッチのラッチが外れて常時閉スイッチが開き電源電流が遮断される。

Description

明細書

安全装置及びそれを用いた過大電流遮断システム

技術分野

[0001] 本発明は、熱応動素子を用いた過大電流を検出する安全装置及びそれを用いた過大電流遮断システムに関する。

背景技術

[0002] 従来、過大な電流や温度を検出する安全装置としては、熱応動型のブレーカーとして厚、バイメタルの平板の回りに通電電線を巻き、電線で発生するジュール熱でバィメタルを変位させ、この変位の動作で直接スイッチング部のラッチを外して電流を遮断するものが知られている。（例えば、特許文献 1参照。 )

また、過大な電流を半導体で検出し、ノッテリーリレーを駆動し電源電流を遮断するものも知られている。（例えば、特許文献 2参照。 )

し力しながら、上記特許文献 1の技術のように、通電する電流を直接遮断するブレ一力では、過大な電流に対し検出部分が直接電源電流を通電する構造となって、るので電流が大きくなるにつれて検出装置本体も大型化し、構造的にも複雑となり、このため設置上の制約を有して、る。

[0003] また、通電部分の抵抗で発生するジュール熱により熱応動素子を作動させているため検出部分がそのまま通電部分ともなっており、このためその通電部分に抵抗が生じ、この通電回路が低電圧回路である場合には電圧ロスの原因となっていた。

[0004] また、上記特許文献 2の技術は、過大電流を半導体で検出する構造であるため、大電流を消費する電装品の起動時の突入電流のように、短時間で大電流が流れることがある回路では、誤動作する場合があり、これに対処するために電流検出装置を大型化しなければならなくなると、う問題を有してヽた。

特許文献 1：特開 2000— 340093号公報（要約、図 1)

特許文献 2 :特開平 11 041787号公報（要約、図 1)

発明の開示

[0005] 本発明は、上記従来の実情に鑑み、応用範囲が広く小型化で且つ電圧のロスが少なく誤動作の虞のな、安全装置を提供することを目的とする。

先ず、第 1の発明の正常時開路型安全装置は、所定の電源電線の所定区間の配線抵抗値よりも大きな抵抗値を有する抵抗体と、上記所定区間と並列に接続したとき上記抵抗体に所定の値以上の電流が流れることにより上記抵抗体が発熱したときこの発熱を感知して常温時開放状態の接点を閉じる熱応動接点と、を有して構成される。

[0006] この正常時開路型安全装置は、例えば、上記抵抗体を上記電源電線に近接して配置し、上記熱応動体が上記抵抗体から伝達される上記電源電線の過熱に感応して動作するように利用することもできる。また、例えば、上記抵抗体を電源に近接して配置し、上記熱応動体が上記抵抗体から伝達される上記電源の過熱に感応して動作するように利用することもできる。

[0007] この場合、上記電源は、例えばトランス又は電池であってもよぐまた、例えば、コネクタ等の接続部であってもよ、。

次に、第 2の発明の過大電流遮断システムは、電源電線の過大な電流を検出して電源電線の電流を遮断する過大電流遮断システムにお!ヽて、上記電源電線の所定の配線抵抗値を有する区間の始点と終点の 2点間に並列に接続された上記配線抵抗値よりも大きな抵抗値を有する抵抗体と、過大電流で発生する上記電源電線の上記区間での電圧降下による電位差により上記抵抗体に流れる電流で上記抵抗体が発熱したとき該発熱を感知して常温時開放状態の接点を閉じる熱応動接点と、該熱応動接点の接点回路の通電により正常時閉路状態にセットされた引き外し装置のラツチ開放部を駆動して上記電源電線の電流を遮断する電流遮断装置と、を備えて構成される。

[0008] 更に、第 3の発明の過大電流遮断システムは、電源電線の所定の配線抵抗値を有する区間の始点と終点の 2点間の任意の点力分岐させた分岐回路と、該分岐回路に接続された過渡的又は一時的な大電流を通電する第 1の回路と、上記区間の終点に接続された長時間電流を消費する第 2の回路と、所定の動作温度以上の温度で動作して固定接点に対向配置された可動接点を閉動作させる熱応動体と、該熱応動体に近接して配置され、上記区間の始点と終点の間の並列に接続され、分岐路である上記第 1の回路に流れる過渡的又は一時的な大電流に対して発熱量が少なく、上記第 2の回路に短絡して流れる過大電流に対する発熱量が上記熱応動体の所定の動作温度以上の温度を発生させる抵抗体と、上記熱応動体が上記可動接点を閉動作させたことにより形成される接点回路を流れる電流により正常時閉路状態にセットされた引き外し装置のラッチ開放部を駆動させて上記電源電線を流れる電流を遮断する電流遮断装置と、を備えて構成される。

[0009] 更に第 4の発明の過大電流遮断システムは、上記第 2の発明の過大電流遮断システムにおいて、上記所定の配線抵抗値を有する区間の終点で第 2の回路への配線から分岐した第 1の回路と、上記区間の始点と上記配線の上記第 2の回路への接続点との間で上記抵抗体を並列に接続し、上記分岐点と上記接続点の間に数 πιΩから数十 πιΩまでの間の所望の抵抗値を有する電源回路抵抗体を更に備えて構成される。

[0010] また、上記、ずれのシステムも、上記抵抗体は、例えば、上記固定接点、上記可動接点、及び上記熱応動体と電気的に分離するようにして、上記電源電線の電源電流が流れる回路上の任意の 2点間に並列に接続するように構成することもできる。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1A]第 1の実施の形態における安全装置の平面図である。

[図 1B]第 1の実施の形態における安全装置の側断面図である。

[図 1C]第 1の実施の形態における安全装置の内部回路を模式的に示す図である。

[図 2]第 2の実施形態としての第 1の実施形態における安全装置を用い過大電流を検出して電源電流を遮断するシステムを模式的に示す回路図である。

[図 3]第 3の実施形態としての他の端子構成の安全装置を用い過大電流を検出して電源電流を遮断するシステムの例を模式的に示す回路図である。

[図 4]第 4の実施形態としての第 3の実施形態と同様の安全装置を用い過大電流を検出して電源電流を遮断するシステムの他の例を模式的に示す回路図である。

符号の説明

[0012] 1 安全装置

2 ハウジング被覆材

固定接点可動接点可動板

a 折り返し爪部支持部

凸部

電極

内部配線ノィメタノレ抵抗体

電源

負荷

電源線

9a プラス側電源線9b マイナス側電源線9-1 区間 bの始点9-2 区間 bの終点引き外しユニット常時閉スィッチラッチングリレー装置短絡

安全装置端子

スタータ

負荷

電源回路抵抗体発明を実施するための最良の形態

[0013] 以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

<実施例 1 >

図 1Aは、第 1の実施の形態における安全装置の平面図であり、図 1Bはその側断面図、図 1Cは内部回路を模式的に示す図である。

[0014] 図 1A、 B、 Cに示すように、この安全装置 1は、ハウジング 2と、このハウジング 2の外部に引き出された端子 3、端子 4、及び端子 5を備えている。

上記端子 3は被覆のない金属板であり、端子 4及び端子 5は金属線でそれぞれ被覆材 6で中間部を被覆され、ハウジング 2の内外に配置される両端部が被覆材 6から露出している。

[0015] ハウジング 2の内部には、端子 3に接続された固定接点 7がハウジング 2の底面左端部に配設されている。

そして、固定接点 7に対向する位置に可動接点 8を有する可動板 9が、その長手方向の可動接点 8の在る端部を自由端とし、反対側端部をハウジング 2の右端側にある支持部 11に固定して支持されて配置されて、る。

[0016] この可動板 9は、上記自由端の先端に折り返し爪部 9aを形成されており、底面のほぼ中央部を上記の支持部 11と一体に構成され支持部 11からハウジング 2の左方に延設された基部の延設部先端に形成された凸部 12によって下力も支持されている。

[0017] そして、この可動板 9は、電極 13及び内部配線 14を介して端子 4に接続されているまた、安全装置 1は、上記の支持部 11に一端を支持され、他端を可動板 9の折り返し爪部 9aに差し込まれて配置された熱応動素子としてのノィメタル 15と、このバイメタル 15と可動板 9の間に挟まれて配置された抵抗体 16を備えている。

[0018] 上記の過大電流を検出する検出部の構成に用いられる熱応動素子は、バイメタル素子と限るものではな!、が、本例ではバイメタル素子を用いる例で説明する。

ノメタル素子は、一般に 2種以上の熱膨張率の異なる金属を張り合わせたバイメタルにプレス加工により湾曲形状に仕上げたもので、所定の温度で反り返り方向を瞬時に反転する動作が設定できる。 [0019] また、これをスィッチ動作に応用する場合、電流の接続'遮断を確実に行うため、接点が設けられ、接点同士を一定の圧力で接触させる為のパネ機構と組み合わせて使用される。

[0020] ノィメタルの反り返り方向と、このパネ機構との組合せにより、常温時 ON構成と常温時 OFF構成のいずれかの電流検出部の構成を採用できる。

常温時 ON型の検出部を使用すると、遮断ユニットはリレー型となり、この安全装置を組み込むシステムの起動の度にリレーが動作し、電源を接続状態とする必要がある。

[0021] システムが動作状態の間はリレーにより接続状態が維持され、異常を感知した場合、検出部、リレーの順に OFFとなり、電源を遮断する動作となる。

他方、常温時 OFF型の検出部では、遮断ユニットには接続状態を維持するためにラッチがセットされ、異常を感知した場合、検出部が ONとなり、引き外し部に電流が流れ、ラッチが外されることにより遮断が実現する。

[0022] この方式は、異常のときのみ動作する形態であるため、安全装置の寿命や、信頼性の面で有利となる。

上記の抵抗体 16は、薄型で柔軟性に富むシート状の抵抗体が望ましい。

[0023] 抵抗材料であるステンレスや-クロムのシートでもよぐまた抵抗値によってはより低抵抗のニッケルや銅合金も使用可能である。

このようなシート状の金属材料をプレス加工やエッチングでパターンカ卩ェし、両面に絶縁フィルムやコーティングで絶縁処理を行ヽ、反転動作を行う熱応動素子 (例えばバイメタル 15)と、可動接点を取り付けた可動板 15との間に挟み込む様に取り付け、それぞれの端子に必要な長さのリード線を取り付け、ハウジング 2に挿入し、封止する。

[0024] この抵抗体 16は、比較的小さな抵抗値を有する抵抗体であり、図 1Bに示すように、ノィメタル 15が所定の動作温度以下の平常の反り返り方向に可動板 9と共に反り返っているときは、可動板 9とバイメタル 15の両方に密着的状態で接触している。

[0025] そして、特には図示しないが、バイメタル 15が所定の動作温度以上で図 1Bに示す平常の反り返り方向から反転動作を行って固定接点 7と可動接点 8が閉じて接点回路を形成したときには、上記のバイメタル 15、可動板 9、及び抵抗体 16の 3部材間の密着的状態が開放される。

[0026] 上記の抵抗体 16は、特には図示しないが、バイメタル 15と可動板 9に挟まれる部分が絶縁シートによって両面力も被覆されている。

そして、一方の端部が電極を介して端子 4及び可動板 9に接続され、他方の端部が直接端子 5に接続されている。

[0027] これにより、端子 4及び端子 5間に所定以上の電流が流れると、抵抗体 16がバイメタル 15の所定の動作温度以上に発熱する。

そして、バイメタル 15が所定の動作温度以上で反転動作を行って固定接点 7と可動接点 8が閉じると、接点 3と端子 4との間に接点回路が形成される。

[0028] 例えば、電源電流が比較的低電流の場合を想定した試験においては、この抵抗体

16の抵抗値は 0. 2 Ωに設定される。

動作確認として電源電線の抵抗値を 35m Ωで設定すると、この電源電線 83Aの電流が流れたとき、抵抗体 16にはおよそ 10. 6Aの電流が流れ、 1秒間で動作した。

[0029] これは、 35m Ωの電源電線部で 83Aでの電圧降下が約 2. 8V生じ、 0. 2 Ωの抵抗に 10. 6Aの電流が流れ、約 30Wの電力が消費され、バイメタル 15が約 1秒で動作したものである。

[0030] 尚、電源電線の或る区間の 2点間の配線抵抗と、遮断すべき短絡電流値と、遮断時間を実測すれば、これらの関係特性図から、検出抵抗の抵抗値を算出することができる。

<実施例 2>

図 2は、第 2の実施形態としての上記常温時 OFF構成のスィッチとしての安全装置 1を用い過大電流を検出して電源電流を遮断するシステムを模式的に示す回路図である。

[0031] 尚、図 2は過大電流遮断システム内における本発明の安全装置の作用の基本原理を示している。

また、この過大電流遮断システムは、下記の実験に基づいて、その有用性が確認されている。 [0032] すなわち、図 2は自動車の配線を想定しており、試験的に 100Aでの動作を想定して回路が設定されている。

図 2に示すように、電源 17と負荷 18とは、電源線 19 (プラス側電源線 19a、マイナス側電源線 19b)で接続されており、プラス側電源線 19aには電源回路を遮断する引き外しユニット 21が配設されている。

[0033] 引き外しユニット 21は、電流が矢印 a方向に流れるプラス側電源線 19aの適宜の中間部に配置された常時閉スィッチ 22と、常時閉スィッチ 22を開にするラッチングリレ一装置 23等から成る。

[0034] そして、本例の安全装置 1は、抵抗体 16が接続されている端子 4と端子 5とが、それぞれプラス側電源線 19aの所定の配線抵抗を有する区間 bの両端 19 1と 19— 2から引き出された線に接続される。

[0035] 本来、電源電線部の区間 bの配線抵抗は数 m Ω程度のものである力この実験では、小さい電流で電源電線部の電圧降下を大きくするため、電源電線部に相当する部分の抵抗を 35m Ωと大きく取って設定して、る。

[0036] また、この電線部と並列に接続する抵抗体 16の抵抗値は、本発明においては数十 πι Ω力も数百 πι Ωの範囲で設定される力この実験では 0. 2 Ωとした。そして、この構成で電流検出の確認を行った。

[0037] このとき得られた電流に対する動作時間のデータから、スィッチとしての本例の安全装置 1においては、抵抗体 16に、 30Wの入力があった場合、およそ 1秒で動作することが確認できた。

[0038] 尚、抵抗体 16の並列接続は、プラス側電源線 19aと限るものではなぐマイナス側電源線 19bの所定の配線抵抗を有する区間であっても良い。

上記の構成にぉ、て、区間 bの配線抵抗値と抵抗体 16の抵抗値との比に応じた分圧に対応する電流が抵抗体 16に分流する力実験ではなく通常の電源配線の電流範囲では、抵抗体 16への分流電流も小さぐ安全装置 1内部での抵抗体 16の発熱は少ない。

[0039] 本発明の安全装置 1の抵抗体 16の抵抗値は、平常の分流電流ではバイメタル 15 が反転動作することのな、少な、発熱しかしな、ような抵抗値に設定される。しかし、電源配線 19に何らかの要因で短絡 25が発生すると、電源配線 19に過大な電流が流れる。

[0040] このように短絡 25のように過大な電流が電源配線 19に流れた場合、電源配線 19 の電線抵抗がたとえ僅かなものであっても区間 bの両端 19— 1、 19— 2間では比較的大きな電圧降下を示すようになる。

[0041] 例えば区間 bで抵抗値が Ιπι Ωの電源電線があるとすると、 1000Aの短絡電流が流れた場合、区間 bの両端 19— 1、 19— 2では IVの電圧降下が生じる。そうすると、これに並列に接続されている抵抗体 16の抵抗値が例えば 0. 1 Ωに設定されているものとすればれば、上記 IVの電位差で 10Aの電流が流れることになる。

[0042] 勿論並列接続することで、合成抵抗は多少変動するが、 V、ずれにしても上記のような条件で、発熱体 16の発熱がバイメタル 15の所定の動作温度以上の温度になるように、発熱体 16の発熱条件とバイメタル 15の反転動作条件を設定しておけば、電源電線の短絡電流による発熱体 16の発熱でバイメタル 15を反転動作させることができる。

[0043] このように安全装置 1のバイメタル 15が発熱体 16の発熱に反応して反転動作を行い、固定接点 7と可動接点 8が閉じ、引き外しユニット 21のラッチングリレー装置 23に予め接続されているプラス側配線に、接点回路 19— 3、 19 4が形成され、マイナス側配線 19— 5とにより電源電流がラッチングリレー装置 23に供給されて常時閉スイツチ 22が引き外され、電源電流が遮断される。

[0044] この安全装置 1の構成において、短絡等の過大電流の検出部すなわち電源電線と並列に接続されている抵抗体 16と、発熱を感知して動作するバイメタル 15及び固定接点 7と可動接点 8からなるスィッチ部を含む部分は、それ自体に大電流が流れな!/、ので、過大電流検出部の構成を非常に小型にすることができる。

[0045] この為、短絡電流の様な過大な電流で発熱する、例えば電源電線、電源トランス、電源電池、電源電線のコネクタ部の発熱を感知するような取付も可能となる。

これにより、過大な電流だけでなぐ電源、配線等の各部の熱的な保護を同時に行うことが可能となり、ロスが少なぐし力も安全性の高い安全装置を提供することが可能となる。 [0046] 尚、上記短絡時の過大電流を検知する安全装置 1にお!/、て、検出部としての抵抗体 16、バイメタル 15、及び可動板 9は、十分に短い時間で過大電流を検出するために前述したように常温時 OFF型の接点部の状態において、抵抗体 16がバイメタル 1 5及び可動板 9 (特にバイメタル 15)に対し密着的状態で接触しているように配置されている。

<実施例 3 >

ところで、上記の安全装置の抵抗体をスィッチ部と独立した構成とすれば、抵抗体をスィッチ部と電気的に絶縁することができ、スィッチ部と無関係となればスィッチ部のように取付上の制約がなくなり、任意の位置に電流検出位置を選定することができる。

[0047] すなわち電源側でも、アース側でも負荷に近い側でも良いことになる。

図 3は、第 3の実施の形態としての他の端子構成の、すなわち抵抗体とスィッチ部とが独立した構成の、安全装置を用ヽ過大電流を検出して電源電流を遮断するシステムの例を模式的に示す回路図である。

[0048] 尚、図 3において、図 2と同一機能の構成部分には、図 2と同一の番号を付与して示している。

また、図 3では図 1A、 B、 C及び図 2に示した安全装置 1と端子構成がやや異なる安全装置を用いている。

[0049] すなわち、図 3に示す安全装置 26は、抵抗体 16が可動板 9と電気的に独立して個別の端子 27を備えている。

そして、抵抗体 16が、単独で、電源線 19a (図 3の例ではプラス側電源線 19a)の所定の配線抵抗を有する区間 bの両端から引き出された線に接続されている。

[0050] この場合は、特には図示しないが、図 1A、 Bに示したハウジング 2から外部に、端子 3、 4、 5のほかに、上記の端子 27の合計 4本の端子が引き出されることになる。また、先の図 2では、引き外しユニット 21は所定の配線抵抗を有する区間 bに対して電源 17と反対側すなわち区間 bの終端 19— 2と負荷 18との間に直列配置されたが、本例の過大電流遮断システムの例では、引き外しユニット 21は、図 3に示すように、所定の配線抵抗を有する区間 bに対して電源 17側すなわち電源 17と区間 bの始端 1 9—1との間に直列配置される。

[0051] そして、本例では、電源電線（図 3の例ではプラス側電源線 19a)の所定区間 bの任意の始点 nから分岐回路 19a— 1、 19a— 2を設ける。そして、過渡的又は一時的に大電流を通電する回路、例えばエンジンのスタータ 28の回路を分岐回路 19a— 1に接続し、長時間大電流を消費する回路、例えばエンジン燃焼室のプラグ、道路照明用ライトなどの回路を分岐回路 19a— 2に接続する。

[0052] これにより、分岐回路 19a— 2を介して構成される電源 17、引き外しユニット 21、区間 bに並列接続の安全装置 26の抵抗体 16、及び負荷 18の関係は、図 2の場合と変化無ぐしたがって短絡 25によって生じる過大電流の安全装置 26による検知と、引き外しユニット 21のラッチングリレー装置 23を駆動することによる電源電流の遮断は図 2の場合と同様に行うことができる。

[0053] 更にその上で本例の回路構成では、過渡的又は一時的に大電流を通電する回路

(例えばスタータ 28)によって大電流が発生しても、この場合の抵抗体 16の接続は、区間 bの始端 19— 1と区間 bの分岐回路の始点 nとの間で並列接続である。

[0054] したがって、この並列接続となる電源線 19aの配線抵抗は、区間 bに比較して小さく、従って電圧降下が小さい。

また、電圧降下が小さいから大きな電位差が発生せず、抵抗体 16には、区間 b全体に大電流が流れたときのような分流は発生しない。

[0055] したがって、過渡的又は一時的に大電流を通電する回路 (例えばスタータ 28)によつて電源線 19aに大電流が発生しても、つまり区間 bの始端 19 1と区間 bの分岐回路の始点 nとの間に過渡的又は一時的な大電流が通電しても、安全装置 26によって危険な過大電流であると誤って検出されるような誤動作による不具合を回避することができる。

[0056] このように、本例によれば、分岐回路によって検出感度に差を設け、他の部分 (例えば短絡のような危険な過電流が発生する回路)の検出感度を落とさずに検知動作を行って引き外し装置を駆動させて電源を遮断し、過渡的又は一時的に大電流を通電する回路に対しては誤動作しないような安全装置を提供することが可能となる。 <実施例 4 > ところで、上記の例は、過渡的又は一時的に大電流を通電する回路、例えばェンジンのスタータ 28のような回路を流れる電流に対して、長時間使用される負荷 18の回路に流れる例えば短絡などの過大電流が極めて大きくなる場合の例であるが、負荷 18の回路に流れる電流力例えば短絡とまではいかないが異常に大きい場合にも、その異常電流を検知して引き外し装置を駆動させ、電源を遮断する必要がある場合が考えられる。

[0057] 図 4は、第 4の実施形態としての第 3の実施形態と同じ安全装置を用い、長時間使用される回路の過大電流を検出して電源電流を遮断するシステムの他の例を模式的に示す回路図である。

[0058] 図 4に示す負荷 29の回路は、図 3に示した負荷 18の回路よりも使用電流が小さい場合の例を示している。

このように負荷 29の回路の使用電流が小さい場合は、先ず区間 bの終点 19— 2を分岐点 nとして、この分岐回路に過渡的又は一時的に大電流を通電する第 1の回路としてのエンジンのスタータ 28のような回路を接続する。

[0059] そして、分岐しない大元の配線の接続点 mに長時間使用される第 2の回路としての負荷 29のような回路を接続し、この接続点 mと区間 bの始点 19— 1との間に安全装置 26の抵抗体 16を接続し、更に、区間 bの終点 19— 2 (分岐回路の分岐点 n)と上記大元の配線と第 2の回路としての負荷 29との接続点 mとの間に、数 m Ωから数十 m Ω の間の任意の抵抗値を有する異常電流検出用の電源回路抵抗体 31を接続する。

[0060] これにより、長時間使用される回路での電流の電圧降下を大きくし、検出感度を上げることで、引き外し装置を駆動させ、電源を遮断することができる。

また、上記の電源回路抵抗体 31は、第 2の回路である負荷 29に対して低抵抗であるため、所定の配線抵抗を有する区間 bでの第 1の回路であるスタータ 28の使用での電圧降下による電位差は殆ど影響をうけず、安全装置 26が誤作動することはない

[0061] なお、上記実施例では、いずれも負荷とスタータを例にとって説明したが、これに限ることなく、本発明の安定装置を使用すれば、例えば、大電流を通電する回路の感度を上げずに、特定の回路の検出感度を上げるようにして、所望の回路の安全対応を重点的な取ることができる。

[0062] また、これら分岐路と抵抗を種々組み合わせて、他にも様々な形態の過大電流遮断システムを構築できることは言うまでもな、。

以上説明したように、一般の熱動型のブレーカでは大電流が流れる経路にバイメタルを動作させるためのヒータ (抵抗体)を設ける必要があるが、本発明の過大電流遮断システムによれば、正常時開路型の安全装置によって従来の電源配線に存在する固有抵抗を利用して過大電流を検出しょうとするものであり、一般の熱動型のブレ一力のヒータのような追カ卩の抵抗分が電流経路に存在しな、ので、回路のインピーダンスを最小に抑えることができ、回路の電流効率が向上する。

[0063] また、本発明の過大電流遮断システムによれば、正常時開路型の安全装置を接続する負荷回路の特性により過渡的 (又は一時的、以下同様)な大電流を伴う場合は、過渡的な大電流を伴う回路を分岐回路に接続することができるので、過渡的な大電流による安全装置の誤動作を防止することができる。

[0064] また、消費電流のあまり大きく無い側の回路も十分保護する必要がある場合は、正常時開路型の安全装置の 1つのみの動作レベル設定を大電流側に所定感度を合わせておき、さらに電流の低い側には、大電流回路の分岐点以降に追加の低抵抗 (電源回路抵抗体)を設けることも可能であり、これにより、分岐点以降の感度を上げることがでさる。

[0065] 従来では、電流に見合う配線容量が採用されているため、回路の大元の動作レべル (短絡電流の検出感度）が 1種類であると配線毎に保護しきれない場合が出てくるしかし、本発明の安全装置及びそれを用いた過大電流遮断システムによれば、検出部の安全装置の 1種類の感度であっても、消費電流が比較的小さく線径も大電流側に対して細い場合の回路と大電流側の太い配線の回路とに感度を分けて、回路毎、配線経路の配線容量に合わせた検出感度の設定ができ、安全性と信頼性が確保できる。

[0066] また、本発明の安全装置及びそれを用いた過大電流遮断システムは、電流以外に温度での動作も可能であるため、短絡電流の様な過大な電流で発熱する例えば電源電線、電源部トランス、電源電池又は中間の接続部であるコネクタ部等の異常温度を検出して動作することもでき、これらの異常温度で電流を遮断することができる。

[0067] したがって、過大電流だけでなぐ電源や配線各部の熱的な保護を同時に行うことが可能となり、ロスが少なく且つ安全性の高い安全装置を提供することが可能となるまた、過電流の検出部を任意の導体の 2点間に設定でき、電源側でもアース側でも可能であるので配置形態に柔軟性があり、システム設計が容易となって便利である。

[0068] また、極めて多機能な能力を有しながら、それら多機能な動作を小型な検出装置で実現できるので、近年の電子機器の動作部の小型化に貢献できる。

Claims

請求の範囲

[1] 所定の電源電線の所定区間の配線抵抗値よりも大きな抵抗値を有する抵抗体と、該抵抗体を上記所定区間と並列に接続したとき上記抵抗体に所定の値以上の電流が流れることにより上記抵抗体が発熱したときこの発熱を感知して常温時開放状態の接点を閉じる熱応動接点と、

を有することを特徴とする正常時開路型安全装置。

[2] 上記抵抗体は上記電源電線に近接して配置され、上記熱応動体は上記抵抗体から伝達される上記電源電線の過熱に感応して動作することを特徴とする請求項 1記載の正常時開路型安全装置。

[3] 上記抵抗体は電源に近接して配置され、上記熱応動体は上記抵抗体から伝達される上記電源の過熱に感応して動作することを特徴とする請求項 1記載の正常時開路型安全装置。

[4] 上記電源は、トランス又は電池であることを特徴とする請求項 7記載の安全装置。

[5] 上記電源は、コネクタ等の接続部であることを特徴とする請求項 7記載の安全装置

[6] 電源電線の過大な電流を検出して電源電線の電流を遮断する過大電流遮断システムにおいて、

上記電源電線の所定の配線抵抗値を有する区間の始点と終点の 2点間に並列に接続された上記配線抵抗値よりも大きな抵抗値を有する抵抗体と、

過大電流で発生する上記電源電線の上記区間での電圧降下による電位差により上記抵抗体に流れる電流で上記抵抗体が発熱したとき該発熱を感知して常温時開放状態の接点を閉じる熱応動接点と、

該熱応動接点の接点回路の通電により正常時閉路状態にセットされた引き外し装置のラッチ開放部を駆動して上記電源電線の電流を遮断する電流遮断装置と、を備えたことを特徴とする過大電流遮断システム。

[7] 上記抵抗体は、上記固定接点、上記可動接点、及び上記熱応動体と電気的に分離され、上記電源電線の電源電流が流れる回路上の任意の 2点間に並列に接続される、ことを特徴とする請求項 6記載の過大電流遮断システム。

[8] 上記所定の配線抵抗値を有する区間の終点で第 2の回路への配線から分岐した第 1の回路と、上記区間の始点と上記配線の上記第 2の回路への接続点との間で上記抵抗体を並列に接続し、上記分岐点と上記接続点の間に数 m Ωから数十 m Ωまでの間の所望の抵抗値を有する電源回路抵抗体を更に備えたことを特徴とする請求項 6記載の過大電流遮断システム。

[9] 電源電線の所定の配線抵抗値を有する区間の始点と終点の 2点間の任意の点から分岐させた分岐回路と、

該分岐回路に接続された過渡的な大電流を通電する第 1の回路と、

上記区間の終点に接続された長時間電流を消費する第 2の回路と、

所定の動作温度以上の温度で動作して固定接点に対向配置された可動接点を閉動作させる熱応動体と、

該熱応動体に近接して配置され、上記区間の始点と終点の間に並列に接続され、分岐回路である上記第 1の回路に流れる過渡的な大電流に対して発熱量が少なぐ上記第 2の回路に短絡して流れる過大電流に対する発熱量が上記熱応動体の所定の動作温度以上の温度を発生させる抵抗体と、

上記熱応動体が上記可動接点を閉動作させたことにより形成される接点回路を流れる電流により正常時閉路状態にセットされた引き外し装置のラッチ開放部を駆動させて上記電源電線を流れる電流を遮断する電流遮断装置と、

を備えたことを特徴とする過大電流遮断システム。

[10] 上記抵抗体は、上記固定接点、上記可動接点、及び上記熱応動体と電気的に分離され、上記電源電線の電源電流が流れる回路上の任意の 2点間に並列に接続される、ことを特徴とする請求項 9記載の過大電流遮断システム。