(57)【要約】【課題】より安定してアークの消弧を行うことが可能な回路遮断器およびそれを用いた電気接続コネクタ、電力制御システムを提供する。【解決手段】回路遮断器１０は、接点装置３と、引外し装置４と、第１導電板５と、第２導電板６と、消弧装置７とを備えている。接点装置３は、固定接点１ａと可動接触子２とを有している。引外し装置４は、可動接触子２を固定接点１ａから引き離す。第１導電板５は、固定接点１ａと接続され、第２導電板６は、可動接触子２と接続されている。消弧装置７は、第１導電板５と第２導電板６との間にあって接点装置３に並んで配置されている。消弧装置７は、第１導電板５と第２導電板６とが対向する対向方向に沿って、導電片７ａを備えており、第１導電板５と第２導電板６との少なくとも一方からなる走行板８は、走行板８の外周縁８ａａが導電片７ａの外周縁７ａａよりも内側に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点と該固定接点に接触する位置と前記固定接点から離れた位置との間で移動する可動接触子とを有する接点装置と、前記可動接触子を前記固定接点から引き離す引外し装置と、前記固定接点と電気的に接続された第１導電板と、該第１導電板と対向して配置され前記可動接触子と電気的に接続された第２導電板と、前記第１導電板と前記第２導電板との間にあって前記接点装置に並んで配置された消弧装置とを備え、
前記消弧装置は、前記第１導電板と前記第２導電板とが対向する対向方向に沿って、所定の間隔で配置された複数枚の導電片を備えており、前記第１導電板と前記第２導電板との少なくとも一方からなる走行板は、前記対向方向における前記消弧装置への投影視において、前記走行板の外周縁が前記導電片の外周縁よりも内側に配置されていることを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
前記消弧装置は、前記可動接触子が前記固定接点から離れる際に生ずるアークに対し、前記導電片に発生する磁界によりローレンツ力が作用するように構成されており、
前記走行板の外周縁は、前記消弧装置と前記接点装置とが並んだ方向において、前記ローレンツ力の向きが反転する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項３】
前記走行板は、前記消弧装置に向かって突出する突出部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路遮断器。
【請求項４】
前記消弧装置は、前記可動接触子が前記固定接点から離れる際に生ずるアークに対し、前記導電片に発生する磁界によりローレンツ力が作用するように構成されており、
前記突出部は、前記消弧装置と前記接点装置とが並んだ方向において、前記ローレンツ力の向きが反転する位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の回路遮断器。
【請求項５】
前記走行板は、前記外周縁が中央部よりも前記消弧装置から離れていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の回路遮断器。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の回路遮断器と、入力電力を所定の出力電力に電力変換する電力変換装置または蓄電部のいずれか一方と電気的に接続する電気ケーブルと、前記電力変換装置または前記蓄電部の他方と前記電気ケーブルとを前記回路遮断器を介して電気的に接続するコンタクト部とを備えたことを特徴とする電気接続コネクタ。
【請求項７】
請求項６に記載の前記電気接続コネクタと、前記蓄電部と、前記電力変換装置とを有することを特徴とする電力制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路を電気的に遮断させる回路遮断器およびそれを用いた電気接続コネクタ、電力制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力機器における正常動作時に電流のオンとオフとを制御し、異常動作時に電流を遮断させるために回路遮断器が種々の分野で用いられている。
【０００３】
この種の回路遮断器としては、異常電流が流れた際の電磁力により接点部を強制開極させる電磁釈放機構部と、接点部の開極時に発生するアークを消弧させる消弧装置とを備えた構成が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。
【０００４】
特許文献１の回路遮断器は、電磁釈放機構部のヨークと対向して配置させたアーク走行板を備えている。消弧装置は、アーク走行板とヨークとの間に設けられた消弧グリッドを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１２０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、回路遮断器は、より安定してアークの消弧を行う構成が求められており、上述の回路遮断器の構成だけでは十分ではなく、更なる改良が求められている。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、より安定してアークの消弧を行うことが可能な回路遮断器およびそれを用いた電気接続コネクタ、電力制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の回路遮断器は、接点装置と、引外し装置と、第１導電板と、第２導電板と、消弧装置とを備えている。上記接点装置は、固定接点と、該固定接点に接触する位置と前記固定接点から離れた位置との間で移動する可動接触子とを有している。上記引外し装置は、上記可動接触子を上記固定接点から引き離すことができるように構成されている。上記第１導電板は、上記固定接点と電気的に接続されている。上記第２導電板は、上記第１導電板と対向して配置されている。上記第２導電板は、上記可動接触子と電気的に接続されている。上記消弧装置は、上記第１導電板と上記第２導電板との間にあって、上記接点装置に並んで配置されている。上記消弧装置は、上記第１導電板と上記第２導電板とが対向する対向方向に沿って、所定の間隔で配置された複数枚の導電片を備えている。上記第１導電板と上記第２導電板との少なくとも一方からなる走行板は、上記対向方向における上記消弧装置への投影視において、上記走行板の外周縁が上記導電片の外周縁よりも内側に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の電気接続コネクタは、上述の回路遮断器と、電気ケーブルと、コンタクト部とを備えたことを特徴とする。上記電気ケーブルは、入力電力を所定の出力電力に電力変換する電力変換装置または蓄電部のいずれか一方と電気的に接続する。上記コンタクト部は、上記電力変換装置または上記蓄電部の他方と上記電気ケーブルとを上記回路遮断器を介して電気的に接続する。
【００１０】
本発明の電力制御システムは、上述の電気接続コネクタと、上記蓄電部と、上記電力変換装置とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の回路遮断器は、より安定してアークの消弧を行うことが可能となる。
【００１２】
本発明の電気接続コネクタは、より安定してアークの消弧を行うことが可能となる。
【００１３】
本発明の電力制御システムは、より安定してアークの消弧を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１の回路遮断器の要部を示す斜視図である。
【図２】実施形態１の回路遮断器の要部を示す側面図である。
【図３】実施形態１の回路遮断器の別の要部を示す平面視の説明図である。
【図４】実施形態２の回路遮断器の要部を説明する平面視の説明図である。
【図５】実施形態３の回路遮断器の要部を説明する平面視の説明図である。
【図６】実施形態３の回路遮断器の別の要部を説明する底面視の説明図である。
【図７】実施形態４の回路遮断器の要部を示す側断面図である。
【図８】実施形態５の電気接続コネクタを説明する斜視図である。
【図９】実施形態５の電気接続コネクタを用いた電力制御システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施形態１）
以下では、本実施形態の回路遮断器１０について、図１ないし図３を用いて説明する。図中において、同じ部材に対しては、同じ番号を付して重複する説明を省略する。各図面が示す部材の大きさや位置関係は、説明を明確にするために誇張していることがある。以下の説明において、本実施形態を構成する各要素は、複数の要素を一の部材で構成して一の部材が複数の要素を兼ねる態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現してもよい。各図中では、図１に示した矢印Ｘと矢印Ｙと矢印Ｚの向きを基準に回路遮断器１０を構成する要素の配置を説明することがある。
【００１６】
本実施形態の回路遮断器１０は、図１および図２に示すように、接点装置３と、引外し装置４と、第１導電板５と、第２導電板６と、消弧装置７とを備えている。接点装置３は、固定接点１ａと、固定接点１ａに接触する位置と固定接点１ａから離れた位置との間で移動する可動接触子２とを有している。引外し装置４は、可動接触子２を固定接点１ａから引き離すことができるように構成されている。第１導電板５は、固定接点１ａと電気的に接続されている。第２導電板６は、第１導電板５と対向して配置されている。第２導電板６は、可動接触子２と電気的に接続されている。消弧装置７は、第１導電板５と第２導電板６との間にあって、接点装置３に並んで配置されている。
【００１７】
消弧装置７は、第１導電板５と第２導電板６とが対向する対向方向に沿って、所定の間隔で配置された複数枚の導電片７ａを備えている。各図において、上記対向方向は、矢印Ｚの軸方向に沿った方向となる。第１導電板５の一部からなる走行板８は、図３に示すように、上記対向方向における消弧装置７への投影視において、走行板８の外周縁８ａａが導電片７ａの外周縁７ａａよりも内側に配置されている。
【００１８】
本実施形態の回路遮断器１０は、消弧装置７への投影視において、走行板８の外周縁８ａａが導電片７ａの外周縁７ａａよりも内側に配置されていることにより、より安定してアークの消弧を行うことが可能となる。
【００１９】
以下では、具体的な回路遮断器１０の構成ついて、より詳細に説明する。
【００２０】
回路遮断器１０は、ボディ１１ａと、図示していない平板状のカバーとで構成された器体を備えている。器体は、ボディ１１ａの開口部をカバーで塞ぐことにより、箱状に構成している。ボディ１１ａやカバーは、電気的な絶縁性を有する合成樹脂材料により形成している。器体は、第１端子部１６と、第２端子部１７とを内部に収納している。器体は、接点装置３と、引外し装置４と、第１導電板５と、第２導電板６と、消弧装置７と、リンク機構９とを内部に収納している。回路遮断器１０は、短絡電流や過負荷電流など予め設定した所定の電流値を超える電流が流れる場合、接点装置３に流れる電流を強制的にオフさせるトリップ機構を構成している。回路遮断器１０は、引外し装置４と、リンク機構９とでトリップ機構を備えている。
【００２１】
引外し装置４は、熱動釈放部１２と、電磁釈放部１４とを備えている。熱動釈放部１２は、熱による熱動釈放部１２の変形により、可動接触子２を固定接点１ａから引き離すことが可能な構成としている。電磁釈放部１４は、電磁力を利用して、可動接触子２を固定接点１ａから引き離すことが可能な構成としている。リンク機構９は、ユーザによる操作に応じて、機械的に接点装置３をオンオフさせることができるように構成されている。
【００２２】
第１端子部１６は、図示していない電源側の電線を電気的に接続するために用いられる。第２端子部１７は、図示していない負荷側の電線を電気的に接続するために用いられる。第１端子部１６や第２端子部１７は、たとえば、銅などの金属材料により形成することができる。第１端子部１６は、電磁釈放部１４を構成するコイル４ａの一端と電気的に接続されている。第２端子部１７は、図２に示すように、第１編組線１３ａを介して、熱動釈放部１２を構成する帯板状のバイメタル板１２ａと電気的に接続されている。
【００２３】
固定接点１ａは、器体内部の所定位置に固定される固定接点板１に取り付けられている。固定接点１ａの材料としては、たとえば、銀や銀と金属酸化物との混合物を用いることができる。固定接点板１には、一端が第１端子部１６に接続されたコイル４ａの他端が電気的に接続されている。固定接点板１は、金属板に打ち抜き加工や折り曲げ加工を施して形成することができる。固定接点板１の材料としては、たとえば、銅などを用いることができる。固定接点板１は、固定接点１ａと別体として形成するだけでなく、一体として形成してもよい。固定接点板１は、固定接点１ａを可動接触子２側に突出するように設けている。可動接触子２は、金属板に打ち抜き加工や折り曲げ加工を施して形成することができる。可動接触子２の材料としては、たとえば、銅などを用いることができる。
【００２４】
可動接触子２は、固定接点１ａに対向する位置で突出する可動接点を設けていることが好ましい。可動接点は、可動接触子２と一体に形成してもよいし、可動接触子２と別体に形成してもよい。回路遮断器１０は、固定接点１ａと可動接触子２との接触の安定を図るため、固定接点１ａと可動接触子２とのいずれか一方の表面を突出させていることが好ましい。固定接点１ａや可動接触子２は、必ずしも表面を突出させた形状とする構成だけに限られず、固定接点１ａや可動接触子２の表面を平らな形状とさせていてもよい。可動接触子２は、第２回転軸部９ｋに対して、回転自在に支持されている。第２回転軸部９ｋは、器体の内壁に設けた円弧状のガイド溝９ｋ１に沿って移動自在に取り付けられている。可動接触子２には、第２編組線１３ｂの一端側が電気的に接続されている。第２編組線１３ｂの他端側は、バイメタル板１２ａと電気的に接続されている。可動接触子２は、リンク機構９と連動して、固定接点１ａに接触する位置と固定接点１ａから離れた位置との間で移動可能となっている。
【００２５】
ここから回路遮断器１０は、電気的なオン状態おいて、第１端子部１６、コイル４ａ、固定接点板１、固定接点１ａ、可動接触子２、第２編組線１３ｂ、バイメタル板１２ａ、第１編組線１３ａ、第２端子部１７の経路で電路が形成される。
【００２６】
リンク機構９は、操作部９ａと、支持部材９ｂと、ラッチ部材９ｃと、第１リンクバー９ｄと、第２リンクバー９ｅと、ラッチばね９ｆと、リンクばね９ｇと、第１回転軸部９ｊと、第２回転軸部９ｋと、ハンドル軸９ｍと、接圧ばね９ｓとを備えている。リンク機構９は、図示していないが、ハンドルばねと、加圧ばねとを備えている。
【００２７】
第１リンクバー９ｄは、丸棒状の金属棒の両端部を一方向に折曲することによってＵ字形状の外形形状に形成されている。第１リンクバー９ｄは、操作部９ａに対して、回転自在に一端部を挿入している。第２リンクバー９ｅは、丸棒状の金属棒の両端部を一方向に折曲することによって、Ｃ字形状の外形形状に形成されている。第２リンクバー９ｅは、操作部９ａに対して、回転自在に一端部を挿入している。第２リンクバー９ｅの他端部は、支持部材９ｂに引っ掛けられる。第１回転軸部９ｊは、丸棒状の金属棒により形成されている。同様に、第２回転軸部９ｋは、丸棒状の金属棒により形成されている。
【００２８】
操作部９ａは、ボディ１１ａから外部に突出させた状態で、ボディ１１ａに対してハンドル軸９ｍの軸周りに回転自在に支持されている。操作部９ａは、接点装置３を電気的にオフさせるオフ位置と、接点装置３を電気的にオンさせるオン位置との間で回転自在となっている。操作部９ａは、合成樹脂を用いて形成することができる。操作部９ａには、図２における反時計回り方向にばね力を操作部９ａに付与する上記ハンドルばねと、第２リンクバー９ｅにばね力を付与するリンクばね９ｇとが設けられている。上記ハンドルばねは、両端部が互いに逆方向に突出するねじりコイルばねにより形成されている。リンクばね９ｇは、金属棒が巻かれて形成された中心部にハンドル軸９ｍが挿通され、金属棒の一端部が操作部９ａに留められている。リンクばね９ｇは、金属棒の他端部が第２リンクバー９ｅに当たっている。リンクばね９ｇは、第２リンクバー９ｅに対して反時計回りの弾性力を与えている。リンクばね９ｇは、両端部が互いに逆方向に突出するねじりコイルばねにより形成されている。
【００２９】
支持部材９ｂは、可動接触子２を支持している。支持部材９ｂは、器体に設けた第１回転軸部９ｊに回転自在に支持されている。支持部材９ｂは、第１リンクバー９ｄの他端部と着脱自在に構成されている。支持部材９ｂは、第１回転軸部９ｊおよび第２回転軸部９ｋがそれぞれ挿通されている。支持部材９ｂは、器体に取り付けられた第２回転軸部９ｋにより回転自在に支持されている。支持部材９ｂは、樹脂材料や金属材料で形成することができる。可動接触子２は、支持部材９ｂに支持され、第１回転軸部９ｊの軸部周りに回転自在とされている。可動接触子２は、支持部材９ｂが第２回転軸部９ｋの軸周りで回転すると、支持部材９ｂと一緒に移動する。支持部材９ｂは、図２において、第２回転軸部９ｋの軸周りで時計回りに回転する。可動接触子２は、図２において、支持部材９ｂと一緒に時計回りに移動する。可動接触子２は、上記加圧ばねによって第１回転軸部９ｊの軸周りで時計回りの弾性力を受けながら、第２リンクバー９ｅから反時計回りに押圧される。回路遮断器１０は、操作部９ａを時計回りに回転させると、第２リンクバー９ｅが図２の紙面の上側に引き上げられる。第２リンクバー９ｅは、上方側へ移動して可動接触子２に対する押圧がなくなり、可動接触子２は、上記加圧ばねのばね力によって第１回転軸部９ｊの軸周りで時計回りに急速に回転し、可動接触子２が固定接点１ａに勢いよく当たる。
【００３０】
ラッチ部材９ｃは、引外し装置４により押圧される第１押圧部９ｃ１と、熱動釈放部１２により押圧される第２押圧部９ｃ２とを備えている。ラッチ部材９ｃは、樹脂材料や金属材料で形成することができる。ラッチ部材９ｃは、図２において、ラッチばね９ｆによって時計回りにばね力が付与されている。ラッチばね９ｆは、捩りコイルばねからなり中央の孔に第１回転軸部９ｊが挿通されている。ラッチばね９ｆは、他端部がラッチ部材９ｃに当たるように構成されている。
【００３１】
接圧ばね９ｓは、接点装置３の固定接点１ａと可動接触子２とが接する向きに、ばね力を加えている。接圧ばね９ｓは、両端部が互いに逆方向に突出するねじりコイルばねにより形成されている。接圧ばね９ｓは、中央の孔に第１回転軸部９ｊが挿通されて、一端部がボディ１１ａに留められており、他端部が可動接触子２と当たっている。接圧ばね９ｓは、第２回転軸部９ｋの軸部回りにおいて、可動接触子２が図２中で時計回りに回転する方向へばね力を付与している。接圧ばね９ｓは、第１回転軸部９ｊの軸部回りにおいて、支持部材９ｂが反時計回りの方向へ回転する方向にばね力を付与している。
【００３２】
電磁釈放部１４は、コイル４ａと、コイルボビン４ｂと、駆動ピン４ｃと、継鉄４ｄとを備えている。電磁釈放部１４は、図示していないが、固定鉄芯と、可動鉄芯と、復帰ばねとを備えている。
【００３３】
コイルボビン４ｂは、有底円筒状の外形形状に形成している。コイルボビン４ｂの外周には、コイル４ａが巻かれている。コイルボビン４ｂの内部には、固定鉄芯と、可動鉄芯と、復帰ばねとが収納されている。コイルボビン４ｂは、絶縁性を有する合成樹脂により形成されている。コイルボビン４ｂは、たとえば、芳香族ポリエステルなどの液晶ポリマからなる合成樹脂材料を用いて形成することができる。コイルボビン４ｂは、合成樹脂材料だけでなく、コイル４ａにより生ずる磁束を通す磁性材料を用いて形成してもよい。コイルボビン４ｂを形成する磁性材料としては、たとえば、ケイ素鋼、パーマロイやフェライトなどを用いてもよい。
【００３４】
固定鉄芯は、円柱状に形成されている。固定鉄芯は、円柱状だけに限られず、角柱状や立方体など種々の形状とすることができる。固定鉄芯は、コイルボビン４ｂの開口端部を塞ぐようにコイルボビン４ｂに固定されている。固定鉄芯は、磁束を通す強磁性の剛体より形成されている。固定鉄芯は、固定鉄芯の材料として、たとえば、鉄、コバルト、ニッケル、ケイ素鋼、パーマロイやフェライトなどを用いることができる。固定鉄芯は、図示していない貫通孔を備えている。固定鉄芯の貫通孔は、駆動ピン４ｃが挿通できるように設けられている。
【００３５】
可動鉄芯は、円柱状に形成されている。可動鉄芯は、可動鉄芯の外径がコイルボビン４ｂの内径よりも若干小さくしている。可動鉄芯は、コイルボビン４ｂの軸方向に沿って、移動自在に構成されている。言い換えれば、コイルボビン４ｂは、可動鉄芯の移動を案内する。可動鉄芯は、円柱状だけに限られず、角柱状や立方体など種々の形状とすることができる。可動鉄芯は、コイル４ａにより生ずる磁束を通す材料により形成されている。可動鉄芯の材料としては、たとえば、ケイ素鋼、パーマロイやフェライトなどを用いることができる。
【００３６】
復帰ばねは、可動鉄芯を固定鉄芯から離れる方向にばね力を作用させるように構成されている。復帰ばねは、コイルばねにより構成している。
【００３７】
駆動ピン４ｃは、可動鉄芯の移動方向に長い丸棒状に形成している。駆動ピン４ｃは、非磁性材料で形成することができる。駆動ピン４ｃは、先端部を可動鉄芯と結合して固定している。
【００３８】
継鉄４ｄは、図１に示すように、矩形枠状に形成されている。継鉄４ｄは、第１磁性片４ｄ１と、第２磁性片４ｄ２と、連結片４ｄ３と、対向片４ｄ４とを一体に備えている。第２磁性片４ｄ２は、第１磁性片４ｄ１と対向して配置されている。連結片４ｄ３は、第１磁性片４ｄ１と第２磁性片４ｄ２とを連結している。対向片４ｄ４は、第２磁性片４ｄ２と連結されている。対向片４ｄ４は、連結片４ｄ３に対向して配置されている。継鉄４ｄは、第１磁性片４ｄ１と、対向片４ｄ４とが離れており、矩形枠状の一部が切り欠かれたような構造とされている。継鉄４ｄは、たとえば、１枚の板を折り曲げ加工することにより連続一体的に形成することができる。継鉄４ｄは、第１磁性片４ｄ１および第２磁性片４ｄ２間でコイルボビン４ｂを囲むように配置される。第２磁性片４ｄ２は、駆動ピン４ｃが挿通可能な図示していない挿通孔が形成されている。継鉄４ｄは、第２磁性片４ｄ２の一部を切り起こすことによって、図２に示す接続片４ｄ５が形成されている。回路遮断器１０は、接続片４ｄ５を介して、コイル４ａの他端と固定接点板１とが電気的に接続されている。継鉄４ｄは、コイル４ａと磁気的に結合可能な磁性材料によって形成されている。継鉄４ｄの材料としては、たとえば、炭素の含有量が０．５％以下の鉄などの軟鉄、鋼や所定量の珪素を添加した電磁鋼などを用いることができる。
【００３９】
電磁釈放部１４は、継鉄４ｄおよび可動鉄芯が、コイル４ａにより生じる磁束を通す磁路を形成している。電磁釈放部１４は、可動鉄芯の移動により、可動鉄芯に結合した駆動ピン４ｃも移動する。電磁釈放部１４は、コイル４ａに電流が流れていない場合、復帰ばねのばね力によって、可動鉄芯が固定鉄芯から離れており、可動鉄芯に結合された駆動ピン４ｃが、コイルボビン４ｂ内に引っ込んだ位置にある。電磁釈放部１４は、コイル４ａに電流が流れた場合、固定鉄芯と継鉄４ｄと可動鉄芯との間に形成される磁路の磁気抵抗が小さくなるように、可動鉄芯と固定鉄芯との間で吸引力が作用する。電磁釈放部１４は、コイル４ａに流れる電流が予め設定した所定の電流値を超える過大な電流の場合、復帰ばねのばね力に抗して可動鉄芯が固定鉄芯に近づくように移動する。電磁釈放部１４は、可動鉄芯が固定鉄芯に近づくように移動すると、可動鉄芯に結合された駆動ピン４ｃがコイルボビン４ｂから突出する。電磁釈放部１４は、駆動ピン４ｃでラッチ部材９ｃの第１押圧部９ｃ１を押圧してトリップ動作が行われる。リンク機構９では、ラッチ部材９ｃがラッチばね９ｆのばね力に抗して押圧されて、ラッチ部材９ｃが第１回転軸部９ｊを中心として、反時計回りに回転する。リンク機構９では、ラッチ部材９ｃの回転に伴って、支持部材９ｂを移動させる。リンク機構９では、第２回転軸部９ｋがガイド溝９ｋ１の終端位置まで移動した位置で支持部材９ｂが停止する。リンク機構９では、支持部材９ｂと一緒に可動接触子２も移動するため、トリップ動作により可動接触子２が固定接点１ａから離れる。電磁釈放部１４は、トリップ動作が行われて接点装置３が強制的にオフされると、コイル４ａに流れる電流が減少して可動鉄芯に作用する吸引力が低下する。電磁釈放部１４は、復帰ばねのばね力によって可動鉄芯が初期位置に移動し、駆動ピン４ｃが初期位置まで後退する。
【００４０】
熱動釈放部１２は、帯板状のバイメタル板１２ａを用いて構成している。バイメタル板１２ａは、自己発熱によって湾曲する形式の直熱型や、積層された板状のヒータによる加熱で湾曲する傍熱型の構成とすることができる。バイメタル板１２ａは、所定の温度以下では湾曲していない。バイメタル板１２ａは、湾曲していない状態の場合、バイメタル板１２ａが第２押圧部９ｃ２と当たらないように構成している。熱動釈放部１２は、第１端子部１６と第２端子部１７との間に予め設定した所定の電流値を超えるような過大な電流が流れた場合、通電によってバイメタル板１２ａの温度が上昇して湾曲する。熱動釈放部１２は、バイメタル板１２ａの湾曲により、ラッチ部材９ｃの第２押圧部９ｃ２を押圧してトリップ動作が行われる。リンク機構９では、ラッチ部材９ｃがラッチばね９ｆのばね力に抗して押圧されて、ラッチ部材９ｃが第１回転軸部９ｊを中心として、反時計回りに回転する。リンク機構９では、ラッチ部材９ｃの回転に伴って、支持部材９ｂを移動させる。リンク機構９では、第２回転軸部９ｋがガイド溝９ｋ１の終端位置まで移動した位置で支持部材９ｂが停止する。リンク機構９では、支持部材９ｂと一緒に可動接触子２も移動するため、トリップ動作により可動接触子２が固定接点１ａから離れる。熱動釈放部１２は、トリップ動作が行われ接点装置３が強制的にオフにされると、バイメタル板１２ａに流れる電流が減少し、バイメタル板１２ａの温度が低下する。熱動釈放部１２は、バイメタル板１２ａの温度の低下に応じてバイメタル板１２ａの湾曲度合いが小さくなり、バイメタル板１２ａが第２押圧部９ｃ２から離れた状態に戻る。
【００４１】
第２導電板６は、固定接点１ａと可動接触子２とが離れる際に発生するアークを消弧装置７へ誘導するアーク走行板として機能する。第２導電板６は、金属板に打ち抜き加工や折り曲げ加工を施すことによって形成することができる。第２導電板６は、帯板状に形成している。第２導電板６は、一端部がバイメタル板１２ａと結合され、他端部が消弧装置７の導電片７ａを覆うように消弧装置７まで延びている。第２導電板６の他端部は、アーク走行板の一部となる走行板８を構成している。以下では、第２導電板６の走行板８を第１走行板８ａ１とも称する。第１走行板８ａ１は、継鉄４ｄの対向片４ｄ４と対向する方向において、重複するように配置されている。継鉄４ｄの対向片４ｄ４は、第１導電板５の端部でありアーク走行板の一部となる走行板８を構成している。以下では、継鉄４ｄの走行板８を第２走行板８ａ２とも称する。本実施形態の回路遮断器１０では、接点装置３と消弧装置７とが並んだ方向に沿った消弧装置７側の第２導電板６の端部を第１走行板８ａ１としている。第１走行板８ａ１の外周縁８ａａは、消弧装置７への投影視において、接点装置３と消弧装置７とが並んだ方向の接点装置３側を除いた部分としている。同様に、本実施形態の回路遮断器１０では、接点装置３と消弧装置７とが並んだ方向に沿った消弧装置７側の第１導電板５の端部を第２走行板８ａ２としている。第２走行板８ａ２の外周縁８ａａは、消弧装置７への投影視において、接点装置３と消弧装置７とが並んだ方向の接点装置３側を除いた部分としている。
【００４２】
消弧装置７は、所定の間隔をおいて互いが重なるように平行に配置された複数枚の導電片７ａと、絶縁材料により形成された支持板７ｂとで構成されている。ここでは、消弧装置７は、１２枚の導電片７ａを備えているが、導電片７ａの枚数は、消弧性能に応じて適宜に増減させればよい。導電片７ａは、長方形の板状に形成している。導電片７ａは、金属板の打ち抜き加工により形成することができる。導電片７ａは、平板状の外形形状に形成している。導電片７ａの材料としては、たとえば、鉄やタングステンなどを用いることができる。
【００４３】
支持板７ｂは、導電片７ａの短手向における両面にそれぞれ設けられている。一対の支持板７ｂは、複数枚の導電片７ａ同士を所定間隔で保持している。支持板７ｂは、各導電片７ａの短手方向に設けた凹部７ｂａに嵌め合わせることで、導電片７ａを支持できるように構成している。支持板７ｂは、たとえば、樹脂材料やセラミック材料を用いて形成することができる。
【００４４】
消弧装置７は、第２導電板６の第１走行板８ａ１と、継鉄４ｄの第２走行板８ａ２のそれぞれに導電片７ａが平行するようにして、第１走行板８ａ１と第２走行板８ａ２との間に配置されている。回路遮断器１０は、可動接触子２が固定接点１ａから離れる際にアークが生じた場合、接点装置３から消弧装置７に向かうようにアークが走行する。図３中の白抜きの矢印は、アークが進行する走行方向を例示している。消弧装置７は、以下の働きを持つ。
【００４５】
消弧装置７は、アークが導入され、導電片７ａによってアークが分断されると、アークが通る各導電片７ａには陰極電圧降下および陽極電圧降下が発生する。この電圧は、電源電圧に対して逆起電圧として作用してアークの限流を促進する。
【００４６】
ところで、回路遮断器１０では、導電片７ａの外周縁７ａａよりも走行板８の外周縁８ａａの外側にあれば、消弧装置７でアークが消弧される前に、消弧装置７からアークが飛び出す場合もある。このとき、回路遮断器１０では、逆起電圧の発生に伴う限流促進の作用が途絶えてしまう。そのため、導電片７ａの外周縁７ａａよりも走行板８の外周縁８ａａが外側にある回路遮断器では、第１走行板８ａ１と第２走行板８ａ２との間に流れるアークの放電電流が維持され、アークを安定的に消弧することができない虞がある。
【００４７】
本実施形態の回路遮断器１０は、導電片７ａの外周縁７ａａより走行板８の外周縁８ａａを内側にすることで、アークが消弧装置７から飛び出すことを抑制し、より安定的にアークを消弧して回路の遮断性能の向上を図ることが可能となる。回路遮断器１０は、走行板８の外周縁８ａａが接点装置３と消弧装置７とが並ぶ方向と、接点装置３と消弧装置７とが並ぶ方向に直交する方向とのいずれにおいても、導電片７ａの外周縁７ａａより内側にあることが好ましい。また、本実施形態の回路遮断器１０では、図示していないが消弧装置７の支持板７ｂで走行板８を保持してもよい。回路遮断器１０は、支持板７ｂで走行板８を保持することにより、走行板８ａと消弧装置７との間隔を一定の間隔に保つことが容易となる。回路遮断器１０では、導電片７ａの外周縁７ａａよりも走行板８の外周縁８ａａが小さい場合であっても、第１走行板８ａ１と第２走行板８ａ２と消弧装置７との間隔を、一定の間隔に保持することで、さらに安定的に消弧を行うことが可能となる。
【００４８】
回路遮断器１０は、引外し装置４として、熱動釈放部１２と電磁釈放部１４の両方を備えているが、いずれか一方のみを備えた構成でもあってもよいし、引外し装置４の構成は上記の構成だけに限定されない。また、本実施形態の回路遮断器１０では、第１導電板５を、固定接点板１と、電磁釈放部１４の継鉄４ｄにおける接続片４ｄ５および対向片４ｄ４とで構成している。第１導電板５は、固定接点板１や継鉄４ｄと兼用させるだけでなく、第１導電板５を固定接点板１や継鉄４ｄと別体に構成させてもよい。第１端子部１６や第２端子部１７やリンク機構９も上記の構成だけでなく、適宜に構成とすれば良い。
【００４９】
（実施形態２）
本実施形態の回路遮断器１０は、図３に示す実施形態１における走行板８の外周縁８ａａを、図４に示す所定の位置とする以外は実施形態１と同様に構成している。実施形態１と同様の構成要素について、同一の符号を付して適宜に説明を省略する。
【００５０】
消弧装置７は、可動接触子２が固定接点１ａから離れる際に生ずるアークに対し、導電片７ａに発生する磁界によりローレンツ力がアークに作用するように構成されている。本実施形態の回路遮断器１０では、図４に示すように、走行板８の外周縁８ａａは、消弧装置７と接点装置３とが並んだ方向において、ローレンツ力の向きが反転する位置に配置されている。
【００５１】
回路遮断器１０では、可動接触子２が固定接点１ａから離れる際に生じるアークによって、消弧装置７を構成する導電片７ａに磁界が生ずる。消弧装置７では、接点装置３と消弧装置７とが並んだ方向において、導電片７ａに開口が徐々に狭まる切り欠き部７ｂｂを形成している。消弧装置７は、導電片７ａが切り欠き部７ｂｂを備えることで、アークを導電片７ａに導入させやすくすることができる。アークには、導電片７ａに発生する磁界によりローレンツ力が作用する。
【００５２】
図４のグラフは、アークに対するローレンツ力を表している。図４のグラフでは、横軸をローレンツ力の大きさ、縦軸を矢印Ｙの向きにおける導電片７ａの端縁からの距離としている。さらに、接点装置３からアークを離すようにアークに作用するローレンツ力の向きを正としている。
【００５３】
すなわち、回路遮断器１０は、図４において、アークの走行方向において、ローレンツ力が働く向きが安定点Ｓで逆転しており、アークに働くローレンツ力が安定点Ｓで最も弱くなっている。安定点Ｓは、消弧装置７におけるアークの磁気的な安定位置である。本実施形態の回路遮断器１０は、消弧装置７における安定点Ｓと、走行板８の外周縁８ａａとが重なるように走行板８を配置することで、アークが安定点Ｓで停留することにより、より安定してアークの消弧を行うことが可能となる。したがって、回路遮断器１０は、アークが消弧装置７からはみ出すことを抑制して、消弧性能を安定化させることが可能となる。
【００５４】
回路遮断器１０では、ローレンツ力の向きが反転する安定点Ｓの位置について、導電片７ａの材質、厚み、形状によって適宜に設定することができる。回路遮断器１０では、可動接触子２が固定接点１ａから離れる際に生じたアークの走行方向において、導電片７ａの中心よりも接点装置３から離れた位置に安定点Ｓを設けることが好ましい。これにより、回路遮断器１０は、より効率的に消弧を行うことが可能となる。
【００５５】
（実施形態３）
本実施形態の回路遮断器１０は、図３に示す実施形態１における走行板８を、図５に示す突出部８ａを備えた構造にした以外は実施形態１と同様にして構成している。実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して適宜に説明を省略する。
【００５６】
本実施形態の回路遮断器１０では、図５に示すように、第２走行板８ａ２は、消弧装置７に向かって突出する突出部８ａを有している。
【００５７】
回路遮断器１０は、突出部８ａへの電界集中によってアークの停留作用が強まる結果、アークが消弧装置７からはみ出すことを抑制することが可能となる。本実施形態の回路遮断器１０は、突出部８ａを有していることにより、より安定してアークの消弧を行うことが可能となる。突出部８ａは、消弧装置７と接点装置３とが並んだ方向において、ローレンツ力の向きが反転する位置に配置されていることがより好ましい。言い換えれば、走行板８は、消弧装置７におけるアークの磁気的な安定位置である安定点Ｓに突出部８ａを備えていることで、停留作用を更に高めることが可能となる。突出部８ａは、円柱状、円錐台状、半球状、角柱状など種々の形状に形成することができる。突出部８ａは、消弧装置７への投影視において、接点装置３と消弧装置７とが並んだ方向に沿って長尺状に形成してもよい。突出部８ａは、消弧装置７への投影視において、円形状の突出部８ａと比較して、アークの走行方向に沿って長尺状の突出部８ａを設けることにより、アークの走行を誘導してアークの消弧を安定的に行うことが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態の回路遮断器１０では、図６に示すように、第２導電板６においても、第１走行板８ａ１に突出部８ａを備えた構成としている。回路遮断器１０は、第２導電板６においても、突出部８ａへの電界集中によってアークの停留作用が強まる結果、アークが消弧装置７からはみ出すことをさらに抑制することが可能となる。
【００５９】
（実施形態４）
本実施形態の回路遮断器１０は、図３に示す実施形態１における走行板８を、図７に示す所定の形状にした以外は実施形態１と同様にして形成させている。実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して適宜に説明を省略する。
【００６０】
本実施形態の回路遮断器１０では、図７に示すように、走行板８は、外周縁８ａａが中央部８ｂａよりも消弧装置７から離れている。図７は、消弧装置７と接点装置３とが並んだ方向と直交する方向における消弧装置７と、第１導電板５と、第２導電板６との断面を模式的に示している。
【００６１】
回路遮断器１０は、走行板８の外周縁８ａａが走行板８の中央部８ｂａよりも消弧装置７から離れていることで、第１導電板５と第２導電板６との距離が近い中央部８ｂａでアークを停留させ、走行板８の外周部でアークが走行することを抑制することが可能となる。本実施形態の回路遮断器１０は、外周部のない平板状の走行板と比較して、走行板８の熱容量の低下や機械的強度の低下を抑制することも可能となる。したがって、回路遮断器１０は、アークで生じた熱を外部に放出する放熱効率を、より高めることもできる。また、回路遮断器１０では、組立時に走行板８が変形することを抑制することも可能となる。
【００６２】
走行板８は、金属板に打ち抜き加工や折り曲げ加工を施して形成することができる。走行板８は、金属板の打ち抜き加工により形成される場合、走行板８の外周部にバリが生ずる場合がある。回路遮断器１０は、走行板８の形成時に形成されたバリが消弧装置７から離れる向きに走行板８を配置する構成でもよい。
【００６３】
本実施形態の回路遮断器１０は、実施形態３の突出部８ａを備えた構成としてもよい。本実施形態の回路遮断器１０は、図７に示した消弧装置７を備えた構成だけに限られない。本実施形態の回路遮断器１０は、たとえば、実施形態２に示すように走行板８の中央部８ｂａの縁を安定点Ｓと重ねてもよいし、実施形態３の突出部８ａを走行板８の中央部８ｂａに設けた構成としてもよい。したがって、本実施形態の回路遮断器１０は、実施形態１ないし実施形態３の消弧装置７の構成を適宜に組み合わせてもよい。本実施形態の回路遮断器１０は、何れの構成でも、より安定してアークの消弧を行うことが可能になる。
【００６４】
（実施形態５）
図８に示す本実施形態の電気接続コネクタ２０は、実施形態１の回路遮断器１０と同様の回路遮断器１０ａを用いて構成している。実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して適宜に説明を省略する。
【００６５】
本実施形態の電気接続コネクタ２０は、図８および図９に示すように、回路遮断器１０ａと、電気ケーブル２１と、コンタクト部２２とを備えている。電気ケーブル２１は、入力電力を所定の出力電力に電力変換する電力変換装置３１と電気的に接続している。コンタクト部２２は、蓄電部３２ａと電気ケーブル２１とを回路遮断器１０ａを介して電気的に接続する。
【００６６】
電気接続コネクタ２０は、たとえば、電動車両３２の蓄電池を蓄電部３２ａとして、蓄電部３２ａと電力変換装置３１との間を電気的に接続する電動車両用の電気接続用コネクタを構成することができる。電気接続コネクタ２０は、電力変換装置３１から電動車両３２へ電力を供給、あるいは電動車両３２から電力変換装置３１へ電力を供給するために用いられる。電動車両３２は、動力源として電動機のみを備えた電気自動車や、動力源としてエンジンと電動機を併用するプラグインハイブリット車があり、何れの車両にも蓄電池が搭載されている。電力変換装置３１は、たとえば、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電部３２ａに供給するＡＣ／ＤＣコンバータを備えている。
【００６７】
電気接続コネクタ２０は、円筒状に形成されたコネクタ本体２３を備えている。コネクタ本体２３は、回路遮断器１０ａを内部に収納している。コネクタ本体２３の後端部には、Ｕ字状に形成されたハンドル２３ａが一体に設けられており、ハンドル２３ａの後端部からは電気ケーブル２１が導出している。コンタクト部２２は、電動車両３２に設けられた図示していない車両側インレットに抜挿自在に接続される。電気接続コネクタ２０は、コンタクト部２２を車両側インレットに接続することで、電動車両３２と電力変換装置３１との間を電気的に接続する。
【００６８】
回路遮断器１０ａは、電気ケーブル２１に直列接続された接点装置３を有し、接点装置３をオンまたはオフさせることで電動車両３２と電力変換装置３１との間の電気的な接続を制御する。回路遮断器１０ａは、実施形態１と同様の接点装置３を２つ備えた構成としている。回路遮断器１０ａは、接点装置３と、第１導電板５と、第２導電板６と、消弧装置７とをそれぞれ２個ずつ備えた以外は実施形態１の回路遮断器１０と同様の構成としている。回路遮断器１０ａでは、図示していないが、２つの消弧装置７それぞれにおいて、第１導電板５の一部からなる走行板８が、上記対向方向における消弧装置７への投影視において、走行板８の外周縁８ａａが導電片７ａの外周縁７ａａよりも内側に配置されている。
【００６９】
電気接続コネクタ２０は、電動車両３２と電力変換装置３１との間の給電路に予め設定した所定の電流値を超える電流が流れる場合、回路遮断器１０ａの接点装置３が給電路を遮断させる。これにより、電気接続コネクタ２０は、電力変換装置３１から電動車両３２への給電が停止される。
【００７０】
次に、電力制御システム３０において、電気接続コネクタ２０の動作について説明する。電力制御システム３０は、電気接続コネクタ２０と、蓄電部３２ａと、電力変換装置３１とを有している。電気接続コネクタ２０は、電動車両３２の車両側インレットに接続する前の状態の場合、回路遮断器１０ａの操作部９ａはオフ位置にあるため、可動接触子２が固定接点１ａから離れている。
【００７１】
操作者が、車両側インレットの所定位置までコンタクト部２２を挿入すると、電気接続コネクタ２０では、回路遮断器１０ａの操作部９ａがオン位置まで移動して、接点装置３を電気的にオン状態とする。また、電気接続コネクタ２０は、電動車両３２の蓄電部３２ａへの充電中に所定の電流値以上の電流が流れると、引外し装置４により可動接触子２を固定接点１ａから離す。電気接続コネクタ２０の回路遮断器１０ａでは、可動接触子２が固定接点１ａから離れる際に生ずるアークを消弧装置７によって安定的に消弧することが可能となる。
【００７２】
本実施形態の電気接続コネクタ２０では、実施形態１の回路遮断器１０と同様の回路遮断器１０ａの構成としているが、実施形態２ないし実施形態４の回路遮断器１０と同様の回路遮断器を用いて構成してもよい。また、本実施形態の電気接続コネクタ２０では、蓄電部３２ａを電動車両３２の蓄電池の場合で説明したが、蓄電部３２ａは電動車両３２の蓄電池だけでなく、たとえば、地表に固定された蓄電池でもよい。本実施形態の電気接続コネクタ２０では、電力変換装置３１から電動車両３２へ給電する場合を例に説明したが、電動車両３２から電力変換装置３１への給電に電気接続コネクタ２０を用いてもいいし、双方向への給電に電気接続コネクタ２０を用いてもよい。本実施形態の電気接続コネクタ２０では、電力変換装置３１がＡＣ／ＤＣコンバータの場合を例に構成を説明したが、用途に応じて、電力変換装置３１がＤＣ／ＤＣコンバータやＡＣ／ＡＣコンバータを構成するものであってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１ａ  固定接点
２  可動接触子
３  接点装置
４  引外し装置
５  第１導電板
６  第２導電板
７  消弧装置
７ａ  導電片
７ａａ  外周縁
８  走行板
８ａ  突出部
８ａａ  外周縁
８ｂａ  中央部
１０，１０ａ  回路遮断器
２０  電気接続コネクタ
２１  電気ケーブル
２２  コンタクト部
３０  電力制御システム
３１  電力変換装置
３２ａ  蓄電部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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