(57)【要約】【課題】３相以上に形成された回路遮断器においても、各相間の温度差を低減し、二つの相に挟まれている相の温度上昇を抑制することが可能な回路遮断器を提供する。【解決手段】回路遮断器１は、筐体２内に、複数相の外部電線に接続される一対の電源側端子３及び負荷側端子４と、電源側端子３に接続され、固定接点１５を備える固定接触子９と、固定接点１５に対して接離する可動接点１６を備える可動接触子１１と、可動接触子１１を筐体２に対して回動自在に支持するホルダ１７とを各相毎に有し、各相のホルダ１７は一体に連結され、電気的に絶縁性を有し且つ各相の可動接触子１１の温度差が無くなる状態に可動接触子１１の熱を伝導することが可能な熱伝導率を有する材料により形成されている。【選択図】図１
2007194059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の筐体内に、複数相の外部電線に接続される一対の電源側端子及び負荷側端子と、前記電源側端子及び前記負荷側端子の一方に接続され、固定接点を備える固定接触子と、前記固定接点に対して接離する可動接点を備える可動接触子と、当該可動接触子を前記筐体に対して回動自在に支持するホルダと、前記可動接触子と前記電源側端子及び前記負荷側端子の他方とを接続する内部導体とを各相毎に有してなる回路遮断器において、
前記各相のホルダは一体に連結され、電気的に絶縁性を有し且つ前記各相の可動接触子の温度差が無くなる状態に当該可動接触子の熱を伝導することが可能な熱伝導率を有する材料により形成されていることを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
絶縁性の筐体内に、複数相の外部電線に接続される一対の電源側端子及び負荷側端子と、前記電源側端子及び前記負荷側端子の一方に接続され、固定接点を備える固定接触子と、前記固定接点に対して接離する可動接点を備える可動接触子と、当該可動接触子を前記筐体に対して回動自在に支持するホルダと、前記可動接触子と前記電源側端子及び前記負荷側端子の他方とを接続する内部導体とを各相毎に有してなる回路遮断器において、
前記筐体はケースと当該ケースを着脱可能に覆うカバーとを有してなり、かつ相間隔壁により各相の区画室が形成され、これらケース及びカバーの双方又は何れか一方は、電気的に絶縁性を有し且つ前記各相の区画室の温度差が無くなる状態に当該区画室の熱を伝導することが可能な熱伝導率を有する材料により形成されていることを特徴とする回路遮断器。
【請求項３】
前記材料は、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、マグネシア、窒化アルミニウム及び窒化ケイ素の何れか一つ又は任意のものを組合せた材料であることを特徴とする請求項１又は２記載の回路遮断器。
【請求項４】
前記材料は、耐熱性又は耐難燃性のある樹脂材料にガラスフィーラーを混合後、これに、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、マグネシア、窒化アルミニウム、窒化ケイ素及び炭酸カルシウムの何れか一つの粉末或いは粒子、又は任意のものの粉末或いは粒子を組合せたものを混入した材料であることを特徴とする請求項１又は２記載の回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短絡電流等の大電流が流れた際に、電磁反発力を利用して接点が開極する可動接触子を有する配線用遮断器や漏電遮断器等の回路遮断器に関し、特に、各相間に発生する熱を分散することで温度上昇を低減することが可能な回路遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回路遮断器として、例えば特許文献１及び特許文献２に示す回路遮断器が知られている。
特許文献１に記載された回路遮断器３０は、図３に示すように、成型絶縁物製のケース３１内において、入出力回路に対応する一対の端子部材３２，３３と、端子部材３２，３３間に直列に配置される固定コンタクト３４と、固定コンタクト３４と接触及び開離する可動コンタクト３５と、端子部材３２と固定コンタクト３４との間に設けられた中継導体３６とを備える。更に、端子部材３２と固定コンタクト３４との間に、中継導体３６を電気的にバイパスすることなく熱的にバイパスする熱伝導部材３７を備えている。このような、回路遮断器３０によれば、固定コンタクト３４と可動コンタクト３５との接点間で発生するジュール熱は、熱伝導部材３７を経由して、熱放散性のよい外部電線が接続された端子部材３２へと熱伝導され、ケース３１内部の温度上昇を防止することが可能となる。
【０００３】
また、特許文献２に記載された回路遮断器４０は、図４に示すように、カバー４２とベース４３とから形成される筐体４１内において、外部電線を接続するための前部端子板４４及び後部端子板４５と、電路を開閉する開閉機構部４６と、開閉機構部４６により開閉される可動子４７と、一対の接触子４８と、可動子４７と後部端子板４５とを接続する内部導体４９と、過電流を検出し開閉機構部４６を駆動するバイメタル５０と、バイメタル５０を湾曲させるヒータ５１と、ヒータ５１の発生熱を遮蔽するための遮蔽部材５２とを備える。更に、カバー４２、ベース４３及び遮蔽部材５２を高熱伝導性低収縮湿式不飽和ポリエステル系樹脂組成物により形成している。このような、回路遮断器４０によれば、筐体４１内部で発生した熱を、熱伝導性のよい遮蔽部材５２、カバー４２及びベース４３の表面積を利用して放熱することで、回路遮断器４０の局部的熱ストレスを解消することが可能となる。
【特許文献１】特開２００２−５６７６１号公報
【特許文献２】特開平５−２０２２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された回路遮断器３０においては、各相内における温度上昇を個別に抑制することはできるが、回路遮断器３０を３相以上に構成した場合、二つの相の間に挟まれた相は、両隣の相からの熱伝導の影響を受けるため、両端の相よりも温度上昇量が大きくなり、その挟まれた相の温度上昇を抑制することが困難となる。
また、特許文献２に記載された回路遮断器４０においては、遮蔽部材５２、カバー４２及びベース４３の熱伝導率を、通常の低収縮湿式不飽和ポリエステル系樹脂組成物により形成された遮蔽部材、カバー及びベースの熱伝導率の１．７倍程度までしか高めることができず、また、回路遮断器３０の場合と同様に、回路遮断器４０を３相以上に構成した場合に、二つの相に挟まれている相の温度上昇を抑制することが困難である。
【０００５】
そして、上記温度上昇が生じた相においては、バイメタルの動作特性が不安定となり、回路遮断器の適正な作動が妨げられるという問題がある。
本発明は上記した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、３相以上に形成された回路遮断器においても、各相間の温度差を低減し、二つの相に挟まれた相の温度上昇を抑制することを可能とし、適正な作動を確保することが可能な回路遮断器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のうち請求項１に係る回路遮断器は、絶縁性の筐体内に、複数相の外部電線に接続される一対の電源側端子及び負荷側端子と、前記電源側端子及び前記負荷側端子の一方に接続され、固定接点を備える固定接触子と、前記固定接点に対して接離する可動接点を備える可動接触子と、当該可動接触子を前記筐体に対して回動自在に支持するホルダと、前記可動接触子と前記電源側端子及び前記負荷側端子の他方とを接続する内部導体とを各相毎に有してなる回路遮断器において、
前記各相のホルダは一体に連結され、電気的に絶縁性を有し且つ前記各相の可動接触子の温度差が無くなる状態に当該可動接触子の熱を伝導することが可能な熱伝導率を有する材料により形成されていることを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、ホルダが電気的に絶縁性を有し且つ前記各相の可動接触子の温度差が無くなる状態に当該可動接触子の熱を伝導することが可能な熱伝導率を有する材料により形成されることで、回路遮断器が３相以上に形成されている場合においても、ホルダを介した熱伝導により、各相における温度差が小さく抑制される。従って、回路遮断器の適正な作動を確保することが可能となる。
【０００８】
また、本発明のうち請求項２に係る回路遮断器は、絶縁性の筐体内に、複数相の外部電線に接続される一対の電源側端子及び負荷側端子と、前記電源側端子及び前記負荷側端子の一方に接続され、固定接点を備える固定接触子と、前記固定接点に対して接離する可動接点を備える可動接触子と、当該可動接触子を前記筐体に対して回動自在に支持するホルダと、前記可動接触子と前記電源側端子及び前記負荷側端子の他方とを接続する内部導体とを各相毎に有してなる回路遮断器において、
前記筐体はケースと当該ケースを着脱可能に覆うカバーとを有してなり、かつ相間隔壁により各相の区画室が形成され、これらケース及びカバーの双方又は何れか一方は、電気的に絶縁性を有し且つ前記各相の区画室の温度差が無くなる状態に当該区画室の熱を伝導することが可能な熱伝導率を有する材料により形成されていることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、ケース及びカバーの双方又は何れか一方がホルダを形成する材料と同一の材料により形成されることで、回路遮断器が３相以上に形成されている場合においても、ケース及びカバーの放熱により、各相における温度上昇が抑制される。従って、回路遮断器の適正な作動を確保することが可能となる。
【００１０】
また、本発明のうち請求項３に係る回路遮断器は、請求項１又は２記載の回路遮断器において、前記材料は、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、マグネシア、窒化アルミニウム及び窒化ケイ素の何れか一つ又は任意のものを組合せた材料であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のうち請求項４に係る回路遮断器は、請求項１又は２記載の回路遮断器において、前記材料は、耐熱性又は耐難燃性のある樹脂材料にガラスフィーラーを混合後、これに、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、マグネシア、窒化アルミニウム、窒化ケイ素及び炭酸カルシウムの何れか一つの粉末或いは粒子、又は任意のものの粉末或いは粒子を組合せたものを混入した材料であることを特徴とする。
ここで、耐熱性又は難燃性のある樹脂材料とは、フェノール樹脂、ポリ・イミド、ポリ・エーテル・イミド、ポリ・アミド・イミド、ポリ・エーテル・エーテル・ケトン、ポリ・フェニリン・サルファイド、ポリ・エーテル・サルホン、ポリ・アミド、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ）及び液晶ポリマー（ＬＣＰ）の何れか一つ又は任意のものを組合せた材料をいう。
【発明の効果】
【００１２】
本願請求項１乃至４のうちいずれか１項に係る回路遮断器によれば、ホルダは、電気的に絶縁性を有し且つ前記各相の可動接触子の温度差が無くなる状態に当該可動接触子の熱を伝導することが可能な熱伝導率を有する材料により形成されている構成により、回路遮断器が３相以上に形成されている場合においても、ホルダの熱伝導により各相間の温度差を小さく抑えることができ、二つの相に挟まれている相の温度上昇を抑制することが可能となり、回路遮断器の適正な作動を確保することが可能となるという効果がある。
また、本願請求項２乃至４のうちいずれか１項に係る回路遮断器によれば、カバー又はベースへの放熱量が増加することで、ジュール熱により発熱した導体自身の温度上昇を抑制することが可能となり、回路遮断器の適正な作動を確保することが可能という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る回路遮断器を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係る３相の回路遮断器における中央相部分の要部の縦断面図である。図２は回路遮断器に備えられるホルダの斜視図である。
回路遮断器１は、図１に示すように、絶縁容器（筐体）２内に、３相の外部電線に接続される３対の電源側端子３及び負荷側端子４と、３組の遮断部５と、３組の引き外し機構６とを有して構成されている。
【００１４】
絶縁容器２は、ケース７と、ケース７に対して着脱可能に備えられたカバー８とを有している。また、絶縁容器２は、相間隔壁（図示せず）により内部が３相空間に区画され各相の区画室が形成されている。図１では中央極部分のみを示しているが、絶縁容器２の３相空間の各空間においては、端子３，４、遮断部５及び外し機構６が1組ずつ収容されている。
各遮断部５は、ケース７に固定された固定接触子９と、開閉機構１０により開閉駆動される細長い板状の可動接触子１１とを有しており、この遮断部５には消弧室１２が設置されている。
固定接触子９は、一端に電源側端子３が一体形成され、他端に固定接点１５が設けられている。
【００１５】
可動接触子１１は、一端に固定接点１５と接離する可動接点１６を有しており、他端が内部導体２３を介して負荷側端子４に接続されている。そして、可動接触子１１は、他端側が絶縁物のホルダ１７により支持されている。
ホルダ１７は、図２に示すように、可動接触子１１を保持する保持部１８と、ケース７に回動自在に支持される開閉軸部１９とを有しており、各相のホルダ１７は互いに回動軸を同一にして一体に連結されている。そして、ホルダ１７に支持された可動接触子１１は、ホルダ１７を介して開閉機構１０により開閉駆動されることで、ケース７に対して回動自在に備えられる。
【００１６】
消弧室１２は、絶縁物の支持体の左右一対の側壁（支持体側壁）２２に磁性体からなる複数枚のグリッド２０が適宜の間隔で上下に積層支持された構成であり、グリッド２０は可動接触子１１が駆動時に当該可動接触子１１を通過させる切欠が設けられたＵ字状を呈している。
遮断部５の前方にはアークガス排出口（図示せず）が設けられ、このアークガス排出口は異物の侵入を防止する絶縁物の防護板２１により閉塞されている。
【００１７】
遮断時に発生するアークガスは、各接点１５，１６や、固定接触子９及び可動接触子１１、グリッド２０等から生じた金属溶融物を含んでいるが、隔壁はアークガスの開閉機構１０への移動を遮り、そのアークガスに含まれる金属溶融物が飛散して開閉機構１０や、その周辺部に付着することを防いでいる。
各引き外し機構６は、一端に負荷側端子４が接続されたヒータ１３と、ヒータ１３の熱によって湾曲するバイメタル１４とを有している。
【００１８】
そして、回路遮断器１は、ヒータ１３に過負荷電流が流れると、ヒータ１３が発熱するとともに、ヒータ１３からバイメタル１４に多量の熱が伝達され、バイメタル１４が大きく湾曲する。そして、バイメタル１４の湾曲により開閉機構１０が作動することで、可動接触子１１と固定接触子９とが離間することとなる。
このような構成の回路遮断器１の本実施形態の特徴は、ケース７、カバー８及びホルダ１７の材料にある。
【００１９】
すなわち、回路遮断器１においては、ホルダ１７は、電気的に絶縁性を有し且つ各相の可動接触子１１の温度差が無くなる状態に可動接触子１１の熱を伝導することが可能な熱伝導率を有する材料（以下、絶縁高熱伝導率材料という）により形成されている。また、ケース７及びカバー８は、ホルダ１７と同一の材料により形成されている。
絶縁高熱伝導率材料は、熱伝導率が１［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の材料、より好ましくは３［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の材料であることが好ましく、例えば、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、マグネシア、窒化アルミニウム及び窒化ケイ素の何れか一つ又は任意のものを組合せた材料が考えられる。
【００２０】
また、絶縁高熱伝導率材料として、耐熱性又は耐難燃性のある樹脂材料にガラスフィーラーを混合後、これに、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、マグネシア、窒化アルミニウム、窒化ケイ素及び炭酸カルシウムの何れか一つの粉末或いは粒子、又は任意のものの粉末或いは粒子を組合せたもの（以下、シリカ等という）を混入した材料を用いても構わない。なお、耐熱性又は難燃性のある樹脂材料とは、フェノール樹脂、ポリ・イミド、ポリ・エーテル・イミド、ポリ・アミド・イミド、ポリ・エーテル・エーテル・ケトン、ポリ・フェニリン・サルファイド、ポリ・エーテル・サルホン、ポリ・アミド、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ）及び液晶ポリマー（ＬＣＰ）の何れか一つ又は任意のものを組合せた材料をいう。また、耐熱性又は耐難燃性のある樹脂材料とガラスフィーラーと前記シリカ等の粉末又は粒子との混合比率は、耐熱性又は耐難燃性のある樹脂材料
２０〜５０重量％、ガラスフィーラー１０〜３０重量％、シリカ等の粉末又は粒子４０〜７０重量％であることが好ましい。
【００２１】
このような本実施形態における回路遮断器１によれば、ホルダ１７の熱伝導率は１〜１００［Ｗ／ｍ・Ｋ］となり、従来のフェノール樹脂材料から形成されたホルダの熱伝導率０．２９［Ｗ／ｍ・Ｋ］に対して、約３〜３４０倍に増加することが可能となる。
また、本実施形態におけるケース７及びカバー８によれば、その熱伝導率は３０〜１００［Ｗ／ｍ・Ｋ］となり、従来のフェノール樹脂材料から形成されたケース及びカバーの熱伝導率０．７［Ｗ／ｍ・Ｋ］に対して、約４０〜１４０倍に増加することが可能となる。なお、１［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃］≒４．１８６５０×１０2［Ｗ／ｍ・℃］とする。
【００２２】
回路遮断器１においては、電源側端子３、負荷側端子４、固定接触子９、可動接触子１１、内部導体２３、ヒータ１３等の導体（以下、導体という）において発生したジュール熱により、絶縁容器２の３相空間の各空間内において温度上昇が生じる。この場合において、ケース７、カバー８及びホルダ１７は、電気的に絶縁性を有し且つ熱伝導率の高い材料により形成されているため、絶縁容器２の３相空間の各空間において温度差が生じた場合においても、温度の高い空間から温度の低い空間へと効率よく熱伝導を行うことができ、３相空間の各相間の温度差を低減することが可能となる。
【００２３】
また、ケース７の熱伝導率を高めることで、導体とケース７との接触面積に応じて、導体において発生したジュール熱をケース７を介して効率よく放熱することができ、ジュール熱により発熱した導体自身の温度上昇を抑制することが可能となる。
さらに、カバー８の熱伝導率を高めることで、ケース２を介して伝導してきた熱をカバー８へと放熱することが可能となるとともに、絶縁容器２内の輻射熱や空気の対流・熱伝導によりカバー８へと伝導した熱を効率よく外気へと放熱することが可能となる。
【００２４】
したがって、回路遮断器１によれば、３相空間の各相間の温度差を低減し、二つの相に挟まれている相の温度上昇を抑制することが可能となり、回路遮断器１の適正な作動を確保することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本実施形態においては、種々の変更を行うことが可能である。例えば、回路遮断器１は３相に形成されているが、かかる構成に限定されることはなく、相の数を適宜増減して形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る３相の回路遮断器における中央相部分の要部の縦断面図である。
【図２】回路遮断器に備えられるホルダの斜視図である。
【図３】特許文献１に記載された回路遮断器の要部の縦断面図である。
【図４】特許文献２に記載された回路遮断器の要部の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  回路遮断器
２  絶縁容器
３  電源側端子
４  負荷側端子
５  遮断部
６  引き外し機構
７  ケース
８  カバー
９  固定接触子
１０  開閉機構
１１  可動接触子
１２  消弧室
１３  ヒータ
１４  バイメタル
１５  固定接点
１６  可動接点
１７  ホルダ
１８  保持部
１９  開閉軸部
２０  グリッド
２１  防護板
２２  側壁
２３  内部導体
３０  回路遮断器
３１  ケース
３２  端子部材
３３  端子部材
３４  固定コンタクト
３５  可動コンタクト
３６  中継導体
３７  熱伝導部材
４０  回路遮断器
４１  筐体
４２  カバー
４３  ベース
４４  前部端子板
４５  後部端子板
４６  開閉機構部
４７  可動子
４８  接触子
４９  内部導体
５０  バイメタル
５１  ヒータ
５２  遮蔽部材
【図１】
2007194059.tif 000003
【図２】
2007194059.tif 000004
【図３】
2007194059.tif 000005
【図４】
2007194059.tif 000006