(57)【要約】  本出願は、端子部、消弧部、接触部、操作部及びトリッピング部を含む配線用遮断器ベースであって、配線用遮断器ベースが、ＡＳＴＭ  Ｅ１４６１に従って測定された、面内に１．０〜５．０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）及び面貫通方向に０．５〜２Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の熱的に伝導率を有する熱可塑性組成物から作られ、配線用遮断器ベースが、幾つかの位相チャンバに分割され、遮断器ベースが、１つの位相チャンバ、２つの位相チャンバ、３つの位相チャンバ、又は４つの位相チャンバを有することを特徴とする、配線用遮断器ベースに関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子部、消弧部、接触部、操作部及びトリッピング部を含む配線用遮断器ベースであって、前記配線用遮断器ベースが、ＡＳＴＭ  Ｅ１４６１に従って測定された、面内に１．０〜５．０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）及び面貫通方向に０．５〜２Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の熱伝導率を有する熱可塑性組成物から作られ、前記配線用遮断器ベースが、幾つかの位相チャンバに分割され、前記配線用遮断器ベースが、１つの位相チャンバ、２つの位相チャンバ、３つの位相チャンバ、又は４つの位相チャンバを有することを特徴とする、配線用遮断器ベース。
【請求項２】
前記熱可塑性組成物が、
前記組成物の総重量に対して、
２０〜７０重量％のベースポリマーと、
１０〜３０重量％の熱伝導性及び電気絶縁性フィラーと、
１０〜３０重量％のガラス繊維と、
１０〜２５重量％の遅炎剤と、
０〜２０重量％のさらなる添加剤と、
を含む、請求項１に記載の配線用遮断器ベース。
【請求項３】
前記ベースポリマーが、ポリアミド、ポリエステル、ＰＰＳ及び／又はポリエーテルから成る群から選択された１つ又は複数である、請求項２に記載の配線用遮断器ベース。
【請求項４】
前記ポリアミドが、ポリアミド６、ポリアミド４６、ポリアミド５６、ポリアミド６６、ポリアミド４１０、ポリアミド５１０、ポリアミド６１０、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド８Ｔ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド１０Ｔ、及びそれらのコポリアミド；ポリアミド６Ｔ、ポリアミド８Ｔ、ポリアミド９Ｔ及びポリアミド１０Ｔの、ポリアミド４Ｔ、ポリアミド５Ｔ、ポリアミド７Ｔ、ポリアミド１２Ｔなどの他のポリアミドとのコポリアミド；ポリアミド６Ｔ、ポリアミド４Ｔ及びポリアミド４６のコポリアミド（ポリアミド６Ｔ／４Ｔ／４６）ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６及びポリアミド４６のコポリアミド（ポリアミド６Ｔ／６６／４６）、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド５Ｔ及びポリアミド５６のコポリアミド（ポリアミド６Ｔ／５Ｔ／５６）、及びポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６及びポリアミド５６のコポリアミド（ポリアミド６Ｔ／６６／５６）から成る群から選択され、より好ましくは、前記ポリアミドは、ポリアミド６、ポリアミド４６であり、最も好ましくは、前記ポリアミドは、ポリアミド４６である、請求項３に記載の配線用遮断器ベース。
【請求項５】
前記熱可塑性組成物の絶縁抵抗の体積率が、ＩＥＣ６００９３に従って測定された１Ｅ１０〜１Ｅ１６Ωｍの範囲である、請求項１に記載の配線用遮断器ベース。
【請求項６】
前記熱可塑性組成物の遅炎剤のレーティングが、ＩＥＣ６０６９５−１１−１０に従って測定されたＶ−２、Ｖ−１又はＶ−０である、請求項１に記載の配線用遮断器ベース。
【請求項７】
熱可塑性組成物の引張係数が、ＩＳＯ５２７−１／−２に従って測定された、７０００〜１７０００ＭＰａの範囲である、請求項１に記載の配線用遮断器ベース。
【請求項８】
前記熱可塑性組成物の破断伸びが、ＩＳＯ５２７−１／−２に従って測定された１．０〜３．０％の範囲である、請求項１に記載の配線用遮断器ベース。
【請求項９】
接触器、端子、操作機構及びトリッピングを含む、請求項１に記載の配線用遮断器ベースを含む配線用遮断器であって、前記接触器が、前記ベースと直接又は熱伝導性媒体を介して接続され、前記熱伝導性媒体が、金属、熱伝導性接着剤又は他の熱伝導可能な組成物であり、前記熱伝導性媒体の熱伝導率が、１Ｗ／（ｍ＊Ｋ）を超える、配線用遮断器。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本出願は、配線用遮断器ベースに関し、特に、熱可塑性組成物から作られる配線用遮断器ベースに関する。
【０００２】
遮断器は、過負荷又は短絡によって引き起こされる電気回路の損傷を保護するように設計された自動動作する電気スイッチである。その基本的機能は、障害状態を検出し、継続を中断することによって、電気フローを直ちに絶つことである。一度動作すると、交換が必要であるヒューズとは異なり、遮断器は、正常状態を再開するためにリセットする（手動又は自動的に）ことができる。遮断器は、個々の家電製品を保護する小さなデバイスから都市全体に給電する高電圧回路を保護するように設計された大型の開閉装置まで様々なサイズで作られる。
【０００３】
遮断器の電圧階級、電流定格及び種類に応じて詳細は大きく異なるが、全ての遮断器は、それらの動作において、共通の特色を有する。小型及びミニ遮断器（ＭＣＢ）、配線用遮断器（ＭＣＣＢ）、残留電流デバイス（ＲＣＤ）及びＲＣＤの機能を過電流保護と組み合わせた遮断器（ＲＣＢＯ）を含む、低電圧（１０００ＶＡＣ未満）の電気遮断器が、国内の商業及び工業用途において一般的である。加えて、遮断器は、一般的に、熱可塑性又は熱硬化性材料から成形されたケーシング又はハウジングを含む。
【０００４】
導電回路からの不十分な放熱によって生じる温度の上昇は、配線用遮断器の小型化のプロセスにおいて解決しなければならない大きな問題である。電力がつながれると、導電回路から熱が生成される。狭い空間のため、導電回路の温度は、すぐに上昇する。
【０００５】
一般に、ＭＣＣＢの温度上昇を制御し、それを安全レベル下に制限するための２つの方法が存在する。一方の選択肢は、ある特定の寸法の定格出力を低下させることであり、他方の選択肢は、定格出力を有するＭＣＣＢの放熱面積を増加させることである。放散面積の増加は、定格出力のＭＣＣＢのサイズが増大されるべきであることを意味する。定格出力のＭＣＣＢの小型化が傾向であるので、前述の２つの選択肢のどちらも望ましくない。
【０００６】
先行技術では、遮断器ベースの製造のために、熱硬化性又は熱可塑性組成物が使用される。組成物の不十分な熱伝導特性により、得られる配線用遮断器は、非常に限られた容量を有する。設定寸法下で定格容量に達するためには、外部ヒートシンクが必要とされる。
【０００７】
本出願は、端子部、消弧部、接触部、操作部及びトリッピング部を含む配線用遮断器ベースであって、配線用遮断器ベースが、ＡＳＴＭ  Ｅ１４６１に従って測定された、面内に１．０〜５．０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）及び面貫通方向に０．５〜２Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の熱伝導率を有する熱可塑性組成物から作られ、配線用遮断器ベースが、幾つかの位相チャンバに分割され、遮断器ベースは、１つの位相チャンバ、２つの位相チャンバ、３つの位相チャンバ、又は４つの位相チャンバを有することを特徴とする、配線用遮断器ベースを提供する。
【０００８】
好ましくは、熱可塑性組成物の熱伝導率は、１．５〜５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の範囲であり、より好ましくは、１．６〜３Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の範囲であり、最も好ましくは、１．８〜２．３Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の範囲である。
【０００９】
好ましくは、
組成物の総重量に対して、
２０〜７０重量％のベースポリマーと、
１０〜３０重量％の熱伝導性及び電気絶縁性フィラーと、
１０〜３０重量％のガラス繊維と、
１０〜２５重量％の遅炎剤と、
０〜２０重量％のさらなる添加剤と、
を含む、又はから成る熱可塑性組成物。
【００１０】
好ましくは、熱可塑性組成物の遅炎剤のレーティングが、ＩＥＣ６０６９５−１１−１０に従って測定されたＶ−２、Ｖ−１又はＶ−０、より好ましくは、Ｖ−２又はＶ−１である。
【００１１】
好ましくは、熱可塑性組成物の引張係数が、ＩＳＯ５２７−１／−２に従って測定された、７０００〜１７０００ＭＰａ、より好ましくは、１００００〜１４０００ＭＰａの範囲である。
【００１２】
好ましくは、熱可塑性組成物の破断伸びが、ＩＳＯ５２７−１／−２に従って測定された、１．０〜３．０％、より好ましくは、１．５〜２．２％の範囲である。
【００１３】
ポリアミド、ポリエステル、ＰＰＳ及び／又はポリエーテルなどの、高温に耐えることができる熱可塑性組成物が使用される。
【００１４】
本出願による配線用遮断器ベースの材料として使用されるポリアミドは、標準ＩＳＯ１１３５７−３（２００９）に従った、加熱速度１０℃／分で、ＤＳＣによって測定された、少なくとも２００℃の融点Ｔｍを有する任意の半結晶性ポリアミド、又は少なくとも２００℃のガラス転移点Ｔｇを有する非晶質ポリアミドでもよい。有利に、ポリアミドは、標準ＩＳＯ１１３５７−３（２００９）に従った、加熱速度１０℃／分で、ＤＳＣによって測定された、少なくとも２２０℃のＴｍ又はＴｇを有する。適切なポリアミドは、ＰＡ６、ＰＡ４，６及びＰＡ６，６などの脂肪族ポリアミド、及び半芳香族ポリアミド及びそれらの混合物を含む。
【００１５】
適切な半芳香族ポリアミドは、少なくとも２００℃のＴｍ（又はＴｇ）を有するという条件で、テレフタル酸、２，２，４−及び２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミンから得られるコポリアミド、イソフタル酸、ラウリンラクタム及び３，５−ジメチル−４，４−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタンから得られるコポリアミド、イソフタル酸、アゼライン酸及び／又はセバシン酸及び４，４−ジアミノジシクロヘキシルメタンから得られるコポリアミド、カプロラクタム、イソフタル酸及び／又はテレフタル酸及び４，４−ジアミノジシクロヘキシルメタンから得られるコポリアミド、カプロラクタム、イソフタル酸及び／又はテレフタル酸及びイソフォロンジアミンから得られるコポリアミド、イソフタル酸及び／又はテレフタル酸及び／又は他の芳香族又は脂肪族ジカルボン酸、任意選択的にアルキル置換ヘキサメチレンジアミン及びアルキル置換４，４−ジアミノジシクロヘキシルアミンから得られるコポリアミド、及び上述のポリアミドのコポリアミドも含む。
【００１６】
本発明の文脈では、融解温度という用語は、標準ＩＳＯ１１３５７−３（２００９）に従った、加熱速度１０℃／分で、ＤＳＣによって測定され、且つ最大の融解エンタルピーを有する温度として決定される融解温度として理解されるものとする。ガラス転移温度という用語は、本明細書では、標準ＩＳＯ１１３５７−３（２００９）に従って加熱速度１０℃／分で、ＤＳＣによって測定され、且つ親熱曲線の変曲点に対応する親熱曲線の一次導関数（時間に対する）のピークの温度として決定される温度と理解される。
【００１７】
本出願で使用されるポリアミドは、ポリアミド６、ポリアミド４６、ポリアミド５６、ポリアミド６６、ポリアミド４１０、ポリアミド５１０、ポリアミド６１０、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド８Ｔ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド１０Ｔ、及びそれらのコポリアミド；ポリアミド６Ｔ、ポリアミド８Ｔ、ポリアミド９Ｔ及びポリアミド１０Ｔの、ポリアミド４Ｔ、ポリアミド５Ｔ、ポリアミド７Ｔ、ポリアミド１２Ｔなどの他のポリアミドとのコポリアミド；ポリアミド６Ｔ、ポリアミド４Ｔ及びポリアミド４６のコポリアミド（ポリアミド６Ｔ／４Ｔ／４６など）ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６及びポリアミド４６のコポリアミド（ポリアミド６Ｔ／６６／４６など）、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド５Ｔ及びポリアミド５６のコポリアミド（ポリアミド６Ｔ／５Ｔ／５６）、及びポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６及びポリアミド５６のコポリアミド（ポリアミド６Ｔ／６６／５６など）から成る群から選択され、より好ましくは、ポリアミドは、ポリアミド６、ポリアミド４６であり、最も好ましくは、ポリアミドは、ポリアミド４６である。
【００１８】
好ましくは、熱可塑性組成物は、熱的に伝導特性及び電気絶縁特性を有する。
【００１９】
熱可塑性組成物は、一般的に、有機ポリマー及びその中に分散された熱伝導性フィラーを含む。しかしながら、高い熱伝導率を有する熱伝導性フィラーは、高い導電率も有する。本出願では、電気絶縁性組成物のみを使用することができるので、組成物内に存在する導電性フィラーの量は、限られた範囲内に限定され、又は他の電気絶縁性フィラーに置き換えられるものとする。
【００２０】
適切な熱伝導性及び電気絶縁性フィラーは、比較的高い固有の熱伝導率を有し、且つ電気的に伝導性を有しないことから、窒化ホウ素を含む。窒化ホウ素は、立方晶窒化ホウ素、六方晶窒化ホウ素、非晶質窒化ホウ素、菱面体窒化ホウ素、又は別の同素体でもよい。それは、粉末、凝集体又は繊維状で使用されてもよい。窒化ホウ素例は、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃｓ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓから市販されているＰＴ３５０、ＰＴ３６０及びＰＴ３７０である。
【００２１】
別の適切な熱伝導性及び電気絶縁性フィラーは、カーボンブラック及びグラファイトを含む。カーボンブラックは、例えば油の酸化によって製造することができる非晶質微粒炭素材料である。そのため、フィラーは、導電特性を有する。大量のこのようなフィラーが存在する場合、得られる熱伝導性組成物は、電気絶縁の要件を満たすことができない。しかしながら、他の電気絶縁性フィラーと組み合わせて、ほんの少量のこのようなフィラーが存在する場合、得られる組成物は、良好な熱的に伝導特性及び十分な電気絶縁特性を有する。
【００２２】
熱的に伝導性及び電気絶縁性フィラーの他の適切な例は、被覆金属球、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）及びダイヤモンドを含む。
【００２３】
好ましくは、熱可塑性組成物は、組成物の総重量に対して、１０〜３０重量％の熱的に伝導性及び電気絶縁性フィラーを含む。最も好ましくは、それは、組成物の総重量に対して、１５〜２５重量％の窒化ホウ素及びカーボンブラックを含む。
【００２４】
窒化ホウ素及びカーボンブラックは別にして、ポリマー組成物の熱伝導率を向上させることができる任意の材料を、熱可塑性組成物内に分散させることができる。
【００２５】
上述のフィラーに加えて、熱可塑性組成物は、得られる組成物が電気絶縁特性の要件を確実に満たすことができるほど、存在する量が十分に低いならば、他の熱伝導性及び導電性フィラーも含んでもよい。
【００２６】
熱可塑性組成物は、本明細書では、ＩＥＣ６００９３に従った方法によって測定された、１Ｅ１０〜１Ｅ１６Ωｍの絶縁抵抗範囲の体積率を有する組成物と理解される。体積電気抵抗率試験のために、８０×８０×２ｍｍの試験試料が使用される。試料は、試験前に、４０時間の間、２３℃で５０％の相対湿度で調整される。好ましくは、本出願で使用される熱伝導性、電気絶縁性プラスチック組成物は、１Ｅ１２Ωｍの絶縁抵抗率の体積率を有する。
【００２７】
配線用遮断器ベースは、例えば、射出成形によって準備することができる。
【００２８】
熱可塑性組成物は、このような成形組成物を作る当業者に知られている添加剤を含んでもよい。適切な添加剤は、例えば、ＵＶ安定剤、熱安定剤及び酸化防止剤などの安定剤、着色剤、加工助剤（例えば離型剤及び潤滑剤）、ポリアミドオリゴマーなどの流動性向上添加剤、耐衝撃性向上剤、フィラー、炭素繊維及びガラス繊維などの強化剤、及びハロゲン含有遅炎剤、ハロゲンフリー遅炎剤及び遅炎共力剤などの遅炎剤である。組成物は、任意選択的に、ポリアミド以外のポリマーも含有してもよい。
【００２９】
最も好ましくは、熱可塑性組成物は、ＴＣ１５３、ＴＣ１５５、ＴＣ１５４、及びＴＣ１６８を含む特定のグレードを有するＳｔａｎｙｌ（商標）（ＤＳＭから入手可能）を含む。Ａｒｎｉｔｅ（商標）ＸＬＴ  Ａｋｕｌｏｎ（商標）ＴＣ１８５、ＴＣ１８６。耐熱プラスチックの他の例には、ＰＡ６（ＢＡＳＦ、ＥＭＳ、Ｌａｎｘｅｓｓ、Ｓｏｌｖａｙ、ＫｉｎｇＦａ製）、ＰＡ６６（ＢＡＳＦ、Ｄｕｐｏｎｔ、Ｌａｎｘｅｓｓ、Ｓｏｌｖａｙ、ＳＡＢＩＣ、Ａｓａｈｉ、ＫｉｎｇＦａ製）、ＰＡ９Ｔ（Ｋｕｒｕｒａｙ製）、Ｚｙｔｅｌ−ＨＴＮ（ＰＡ６Ｔ／６６ＨＴＮ、ＤｕＰｏｎｔ製）、ＰＡ６Ｔ（Ｓｏｌｖａｙ製）ＰＡ６Ｔ／１０Ｔ及びＰＡ１０Ｔ／６Ｔ（ＥＭＳ及びＫｉｎｇＦａ製）が含まれるが、これらに限定されない。
【００３０】
本出願は、配線用遮断器ベース、接触器、端子、操作機構及びトリッピングを含む配線用遮断器をさらに提供し、接触器は、ベースと直接又は熱伝導性媒体を介して接続され、媒体は、金属、熱伝導性接着剤又は他の熱伝導可能な組成物であり、熱伝導性媒体の熱伝導率は、１Ｗ／（ｍ＊Ｋ）を超える。
【００３１】
本明細書の発明の詳細な説明及び特許請求の範囲を通して、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」という単語及びこれらの単語の変形形態（例えば「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」）は、「含むが、限定されない」ことを意味し、及び他の部分、添加剤、構成要素、整数値又はステップを排除することを意図しない（及び排除しない）。
【００３２】
本明細書の発明の詳細な説明及び特許請求の範囲を通して、単数形は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、複数形を包含する。具体的には、不定冠詞が使用される場合、本明細書は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、単一性だけでなく複数性も企図すると理解されるものとする。本発明のある特定の局面、実施形態又は実施例に関連して記載された特色、整数値、特徴、化合物、化学部分又は群は、適合しない場合を除き、本明細書に記載のその他の局面、実施形態又は実施例に適用可能であると理解されるものとする。
【００３３】
［技術的効果］
本出願で開示される配線用遮断器ベースは、良好な熱伝導特性を有し、その結果、定格出力を有する遮断器のサイズ縮小が実現される。これは、設定サイズで遮断器の容量を増加させるための解決策も提供した。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】成形遮断器ベースの概略図である。１は、端子部を示し、２は、消弧部を示し、３は、接触部を示し、４は、操作部を示し、５は、トリッピング部を示す。
【図２】成形遮断器ベースの概略図である。
【図３】実施例から得られた２つのＭＣＣＢの位相Ａ、Ｂ、Ｃの平均温度上昇曲線である。
【図４】実施例から得られた２つのＭＣＣＢの位相Ｂ上流の温度上昇曲線である。
【００３５】
［実施例１］
ＤＳＭのＳｔａｎｙｌ（登録商標）ＴＣ１６８（平面内に２．１Ｗ／（ｍ＊Ｋ）及び面貫通方向に０．９Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の熱伝導率）を用いて、三相（位相Ａ、位相Ｂ、位相Ｃ）ＭＣＣＢベースを成形した。得られたＭＣＣＢベースは、端子部、消弧部、接触部、操作部、及びトリッピング部を含んだ。
【００３６】
得られたベースを用いて、ＭＣＣＢ−１をアセンブルし、及び熱伝導可能な接着剤（ＳｉａｌｎｅｘＳＴ０９０３  ３０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の熱伝導率）を介して、静的接触器をベースに接続した。
【００３７】
［実施例２］
ＤＳＭのＳｔａｎｙｌ（登録商標）ＴＥ２５０Ｆ６（平面内に０．４Ｗ／（ｍ＊Ｋ）及び面貫通方向に０．３５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の熱伝導率）を用いて、実施例１と同じ型で、三相（位相Ａ、位相Ｂ、位相Ｃ）ＭＣＣＢベースを成形した。実施例２から得られたベースを用いて、ＭＣＣＢ−１と同じ定格出力を有するＭＣＣＢ−２をアセンブルした。
【００３８】
ＩＥＣ６０９４７−２の７．２．２．に従って、異なる消費電力下でのＭＣＣＢ−１及びＭＣＣＢ−２の端子の温度上昇を測定し、それらの結果を図３及び図４に示した。
【００３９】
［結論］
ＭＣＣＢ−２と比較して、同じ消費電力下で、ＭＣＣＢ−１の端子の温度上昇は、約５Ｋ低い。この結果は、ＭＣＣＢ−２ベースと比較して、ＭＣＣＢ−１ベースがより良好な放熱特性を有することを意味する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2019504438.tif 000008
2019504438.tif 000009
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