以下、実施形態に係る遮断装置について、図面を用いて説明する。ただし、下記の各実施形態は、本開示の様々な実施形態の一部に過ぎない。下記の各実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の各実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
The blocking device according to the embodiment will be described below with reference to the drawings. However, the following embodiments are merely a part of the various embodiments of the present disclosure. The following embodiments can be modified in various ways depending on the design, etc., as long as the object of the present disclosure can be achieved. In addition, the figures described in the following embodiments are schematic diagrams, and the ratios of the sizes and thicknesses of the components in the figures do not necessarily reflect the actual dimensional ratios.
(実施形態1)
本実施形態の遮断装置1は、図1、2に示すように、導電部材2と、動作ピン8と、を備えている。遮断装置1は、収容空間98を有する収容部9(ハウジング)と、ガス発生器7とを更に備えている。
(Embodiment 1)
1 and 2, the interrupting device 1 of the present embodiment includes a conductive member 2 and an operating pin 8. The interrupting device 1 further includes an accommodating portion 9 (housing) having an accommodating space 98, and a gas generator 7.
ガス発生器7は、燃料74を含む。燃料74は、例えばニトロセルロース等の火薬である。ガス発生器7は、燃料74を燃焼させることによりガスを発生させる。
The gas generator 7 contains fuel 74. The fuel 74 is, for example, a gunpowder such as nitrocellulose. The gas generator 7 generates gas by burning the fuel 74.
導電部材2は、電路の一部を構成する分離用部位21と、分離用部位21につながっており電路の一部を構成する2つの端子部22(第1導電部及び第2導電部)と、を有する。2つの端子部22は、分離用部位21を介してつながっており、互いに電気的に接続されている。
The conductive member 2 has a separation portion 21 that constitutes part of the electrical path, and two terminal portions 22 (a first conductive portion and a second conductive portion) that are connected to the separation portion 21 and that constitute part of the electrical path. The two terminal portions 22 are connected via the separation portion 21 and are electrically connected to each other.
遮断装置1は、例えば、電動車両等に備えられる。ガス発生器7の動作は、例えば、電動車両に設けられている制御部(ECU:Electronic Control Unit)等により、制御される。
The shutoff device 1 is provided, for example, in an electric vehicle. The operation of the gas generator 7 is controlled, for example, by a control unit (ECU: Electronic Control Unit) provided in the electric vehicle.
導電部材2の両端の2つの端子部22は、例えば、電動車両の電源とモータとの間に電気的に接続される。導電部材2を含む電路に過電流等の異常電流が流れると、制御部がこの異常電流を検知してガス発生器7を通電させ、ガス発生器7で燃料74が燃焼させられてガスが発生する。異常電流は、例えば、その電流値が規定値以上の電流として規定される。動作ピン8は、ガス発生器7で発生したガスの圧力により駆動される。すると、導電部材2における分離用部位21と2つの端子部22の各々との境界部分23が動作ピン8により破断され、分離用部位21が2つの端子部22から切り離される。これにより、2つの端子部22が電気的に切り離されるので、電路が遮断される。つまり、2つの端子部22は、動作ピン8の移動に連動して電気的に切り離される。動作ピン8は、電気的に切り離された2つの端子部の間に移動する。収容空間98は、2つの端子部22から切り離された分離用部位21を収容する。
The two terminals 22 at both ends of the conductive member 2 are electrically connected, for example, between the power source and the motor of the electric vehicle. When an abnormal current such as an overcurrent flows through an electric circuit including the conductive member 2, the control unit detects the abnormal current and energizes the gas generator 7, causing the fuel 74 to burn in the gas generator 7 and generate gas. The abnormal current is defined, for example, as a current whose current value is equal to or greater than a specified value. The operating pin 8 is driven by the pressure of the gas generated by the gas generator 7. Then, the boundary portions 23 between the separation portion 21 and each of the two terminal portions 22 in the conductive member 2 are broken by the operating pin 8, and the separation portion 21 is separated from the two terminal portions 22. As a result, the two terminal portions 22 are electrically separated, and the electric circuit is interrupted. In other words, the two terminal portions 22 are electrically separated in conjunction with the movement of the operating pin 8. The operating pin 8 moves between the two electrically separated terminal portions. The storage space 98 stores the separation portion 21 that is separated from the two terminal portions 22.
導電部材2における分離用部位21と2つの端子部22の各々との境界部分23とは、導電部材2のうち、分離用部位21の一部と端子部22の一部とを含む部分である。
The boundary portions 23 between the separation portion 21 and each of the two terminal portions 22 in the conductive member 2 are portions of the conductive member 2 that include a part of the separation portion 21 and a part of the terminal portions 22.
分離用部位21と2つの端子部22の各々との境界部分23の破断強度は、2つの端子部22のうち境界部分23以外の部位の破断強度以下である。より望ましくは、分離用部位21と2つの端子部22の各々との境界部分23の破断強度は、2つの端子部22のうち境界部分23以外の部位の破断強度よりも小さい。より詳細には、導電部材2のうち収容部9の内部の空間に面する部位の中で、分離用部位21と2つの端子部22の各々との境界部分23の破断強度が最も弱いことが望ましい。なお、導電部材2のうち収容部9の内部の空間に面する部位の中で、分離用部位21と2つの端子部22の各々との境界部分23の破断強度と境界部分23以外の部位(例えば、分離用部位21)の破断強度とが同じであってもよい。つまり、導電部材2のうち収容部9の内部の空間に面する各部位の破断強度が互いに同じであってもよい。導電部材2では、分離用部位21が2つの端子部22から切り離されやすい。すなわち、遮断装置1では、境界部分23の破断強度が2つの端子部22のうち境界部分23以外の部位の破断強度以下とすることによって、電路の遮断性能が向上している。本実施形態では、境界部分23の破断強度は、2つの端子部22のうち境界部分23以外の部位の破断強度よりも小さい。
The breaking strength of the boundary portion 23 between the separation portion 21 and each of the two terminal portions 22 is equal to or less than the breaking strength of the portions of the two terminal portions 22 other than the boundary portion 23. More desirably, the breaking strength of the boundary portion 23 between the separation portion 21 and each of the two terminal portions 22 is smaller than the breaking strength of the portions of the two terminal portions 22 other than the boundary portion 23. More specifically, it is desirable that the breaking strength of the boundary portion 23 between the separation portion 21 and each of the two terminal portions 22 is the weakest among the portions of the conductive member 2 facing the space inside the storage portion 9. Note that, among the portions of the conductive member 2 facing the space inside the storage portion 9, the breaking strength of the boundary portion 23 between the separation portion 21 and each of the two terminal portions 22 and the breaking strength of the portions other than the boundary portion 23 (for example, the separation portion 21) may be the same. In other words, the breaking strengths of the portions of the conductive member 2 facing the space inside the storage portion 9 may be the same. In the conductive member 2, the separation portion 21 is easily separated from the two terminal portions 22. That is, in the circuit breaking device 1, the breaking strength of the boundary portion 23 is set to be equal to or less than the breaking strength of the portions of the two terminal portions 22 other than the boundary portion 23, thereby improving the breaking performance of the electrical circuit. In this embodiment, the breaking strength of the boundary portion 23 is smaller than the breaking strength of the portions of the two terminal portions 22 other than the boundary portion 23.
導電部材2は、板状である。より詳細には、導電部材2は、長方形の板状である。導電部材2は、例えば、銅により形成されている。導電部材2の分離用部位21と2つの端子部22とは、一体に形成されている。分離用部位21は、2つの端子部22の間に設けられている。導電部材2の長手方向において、2つの端子部22のうち一方と、分離用部位21と、2つの端子部22のうち他方とが、この順に並んでいる。
The conductive member 2 is plate-shaped. More specifically, the conductive member 2 is rectangular plate-shaped. The conductive member 2 is formed, for example, from copper. The separation portion 21 and the two terminal portions 22 of the conductive member 2 are integrally formed. The separation portion 21 is provided between the two terminal portions 22. In the longitudinal direction of the conductive member 2, one of the two terminal portions 22, the separation portion 21, and the other of the two terminal portions 22 are arranged in this order.
導電部材2には、2つの溝24が形成されている。2つの溝24により、導電部材2が分離用部位21と2つの端子部22とに区分けされている。すなわち、導電部材2において、境界部分23は、溝24が形成されている部分と一致する。各境界部分23には、溝24が形成されているので、各境界部分23の破断強度が各端子部22のうち境界部分23以外の部位の破断強度よりも小さい。溝24は、導電部材2の第1の面F1(図3参照)及び第1の面F1とは反対側の第2の面F2(図3参照)とのうち、第1の面F1に形成されている。第1の面F1は、動作ピン8と対向する面であり、第2の面F2は、収容空間98と対向する面である。各溝24の深さ方向は、導電部材2の厚さ方向に沿っている。各溝24の断面形状は、三角形である。すなわち、各溝24の形状は、楔形である。各溝24は、導電部材2の短手方向に沿って形成されている。
Two grooves 24 are formed in the conductive member 2. The two grooves 24 divide the conductive member 2 into a separation portion 21 and two terminal portions 22. That is, in the conductive member 2, the boundary portion 23 coincides with the portion where the groove 24 is formed. Since the groove 24 is formed in each boundary portion 23, the breaking strength of each boundary portion 23 is smaller than the breaking strength of the portion of each terminal portion 22 other than the boundary portion 23. The groove 24 is formed on the first surface F1 of the conductive member 2, which has a first surface F1 (see FIG. 3) and a second surface F2 (see FIG. 3) opposite to the first surface F1. The first surface F1 is a surface facing the operating pin 8, and the second surface F2 is a surface facing the storage space 98. The depth direction of each groove 24 is along the thickness direction of the conductive member 2. The cross-sectional shape of each groove 24 is triangular. That is, the shape of each groove 24 is wedge-shaped. Each groove 24 is formed along the short side direction of the conductive member 2.
収容部9は、例えば、樹脂により形成されている。収容部9は、第1ボディ91と、第2ボディ95と、を有している。第1ボディ91は、円筒状の筒状部92と、筒状部92の軸方向の一端から筒状部の径方向に突出した第1フランジ部93と、を含む。第2ボディ95は、角柱状の柱状部96と、柱状部96のうち第1ボディ91側の一端から突出した第2フランジ部97と、を含む。第1フランジ部93及び第2フランジ部97は、互いに平行な板状である。第1ボディ91と第2ボディ95とは、第1フランジ部93及び第2フランジ部97において互いに合わさっている。第1フランジ部93と第2フランジ部97との間には、導電部材2が通されている。導電部材2の2つの端子部22の各々の一端は、収容部9の外部へ突出している。
The storage section 9 is formed of, for example, resin. The storage section 9 has a first body 91 and a second body 95. The first body 91 includes a cylindrical tubular section 92 and a first flange section 93 that protrudes from one axial end of the tubular section 92 in the radial direction of the tubular section. The second body 95 includes a rectangular columnar section 96 and a second flange section 97 that protrudes from one end of the columnar section 96 on the first body 91 side. The first flange section 93 and the second flange section 97 are parallel plate-like. The first body 91 and the second body 95 are joined to each other at the first flange section 93 and the second flange section 97. The conductive member 2 is passed between the first flange section 93 and the second flange section 97. One end of each of the two terminal sections 22 of the conductive member 2 protrudes to the outside of the storage section 9.
図3に示すように、第2ボディ95のうち、第1ボディ91に対向する表面951には、凹部952が形成されており、凹部952の内側の空間は、2つの端子部22から切り離された分離用部位21を収容する収容空間98である。第2ボディ95の表面951は、平状であって、導電部材2が接している。分離用部位21と収容空間98とは、表面951の法線方向に並んでいる。表面951の法線方向から見て、分離用部位21は、収容空間98よりもわずかに小さい。
As shown in FIG. 3, a recess 952 is formed in a surface 951 of the second body 95 facing the first body 91, and the space inside the recess 952 is a storage space 98 that stores the separation part 21 separated from the two terminal parts 22. The surface 951 of the second body 95 is flat and is in contact with the conductive member 2. The separation part 21 and the storage space 98 are aligned in the normal direction of the surface 951. When viewed from the normal direction of the surface 951, the separation part 21 is slightly smaller than the storage space 98.
第1ボディ91の筒状部92の内側には、ガス発生器7及び動作ピン8が配置されている。
The gas generator 7 and operating pin 8 are arranged inside the cylindrical portion 92 of the first body 91.
ガス発生器7は、燃料74に加えて、ケース71と、2つのピン電極72と、発熱素子73と、を含む。ケース71は、中空の円柱状である。遮断装置1は、ケース71の外縁と筒状部92の内面との間に介在する第1のO(オー)リング11を更に備えている。
The gas generator 7 includes a case 71, two pin electrodes 72, and a heating element 73 in addition to fuel 74. The case 71 is hollow and cylindrical. The cutoff device 1 further includes a first O-ring 11 interposed between the outer edge of the case 71 and the inner surface of the cylindrical portion 92.
ガス発生器7の2つのピン電極72は、ケース71に収容されている。2つのピン電極72の各々の第1端は、収容部9の外部に露出している。2つのピン電極72の各々の第2端は、発熱素子73に接続されている。発熱素子73は、ケース71のうち、燃料74が収容された空間に配置されている。
The two pin electrodes 72 of the gas generator 7 are housed in the case 71. A first end of each of the two pin electrodes 72 is exposed to the outside of the housing portion 9. A second end of each of the two pin electrodes 72 is connected to a heating element 73. The heating element 73 is disposed in a space of the case 71 that contains the fuel 74.
動作ピン8は、例えば、材料として樹脂を含む。動作ピン8は、ガス発生器7と分離用部位21との間に配置されている。動作ピン8は、ベース81と、ベース81から突出したロッド82と、を有している。
The operating pin 8 contains, for example, resin as a material. The operating pin 8 is disposed between the gas generator 7 and the separation part 21. The operating pin 8 has a base 81 and a rod 82 protruding from the base 81.
ベース81は、有底円筒状である。ベース81の外縁には、ベース81の周方向に沿った円環形の溝811が形成されている。遮断装置1は、溝811に嵌め込まれている第2のOリング12を更に備えている。第2のOリング12の外縁は、筒状部92の内面に接している。溝811の内面及び筒状部92の内面と、第2のOリング12との間の摩擦力により、動作ピン8が筒状部92の内側において筒状部92に保持されている。
The base 81 is cylindrical with a bottom. An annular groove 811 is formed on the outer edge of the base 81 along the circumferential direction of the base 81. The cutoff device 1 further includes a second O-ring 12 fitted into the groove 811. The outer edge of the second O-ring 12 is in contact with the inner surface of the cylindrical portion 92. The operating pin 8 is held in the cylindrical portion 92 inside the cylindrical portion 92 by friction between the inner surfaces of the groove 811 and the cylindrical portion 92 and the second O-ring 12.
ロッド82は、直方体状である。ロッド82は、ベース81の外底面からベース81の軸方向に突出している。ロッド82は、ベース81と一体に形成されている。ロッド82の先端86は、分離用部位21に接している。ロッド82の突出方向から見て、分離用部位21は、ロッド82と同程度の大きさである。
The rod 82 is rectangular. The rod 82 protrudes from the outer bottom surface of the base 81 in the axial direction of the base 81. The rod 82 is formed integrally with the base 81. The tip 86 of the rod 82 contacts the separation part 21. When viewed from the protruding direction of the rod 82, the separation part 21 is approximately the same size as the rod 82.
ロッド82は、消弧部材820と、先端部821と、絶縁部827と、を含む。消弧部材820は、動作ピン8のロッド82の少なくとも一部を構成する。より詳細には、消弧部材820は、ロッド82の外周面822の少なくとも一部を構成する。言い換えると、ロッド82の外周面822は、消弧部材820の外面を含む。先端部821は、ロッド82の先端に位置している。動作ピン8がガス発生器7により駆動される前の時点において、先端部821は、導電部材2の分離用部位21に接する。すなわち、先端部821は、2つの端子部22が電気的に切り離される前に、導電部材2の分離用部位21に接する。ロッド82の先端側から順に、先端部821、消弧部材820、絶縁部827の順に並んでいる。すなわち、消弧部材820は、先端部821と絶縁部827との間に位置している。消弧部材820は、例えば、ロッド82の主構成である樹脂成型部材に埋め込まれている。ここで、樹脂成型部材は、先端部821と絶縁部827とを含む。なお、消弧部材820は、ロッド82の主構成である樹脂成型部材に貼り付けられていてもよい。
The rod 82 includes an arc-extinguishing member 820, a tip portion 821, and an insulating portion 827. The arc-extinguishing member 820 constitutes at least a part of the rod 82 of the operating pin 8. More specifically, the arc-extinguishing member 820 constitutes at least a part of the outer circumferential surface 822 of the rod 82. In other words, the outer circumferential surface 822 of the rod 82 includes the outer surface of the arc-extinguishing member 820. The tip portion 821 is located at the tip of the rod 82. Before the operating pin 8 is driven by the gas generator 7, the tip portion 821 contacts the separation portion 21 of the conductive member 2. In other words, the tip portion 821 contacts the separation portion 21 of the conductive member 2 before the two terminal portions 22 are electrically separated. The tip portion 821, the arc-extinguishing member 820, and the insulating portion 827 are arranged in this order from the tip side of the rod 82. That is, the arc-extinguishing member 820 is located between the tip portion 821 and the insulating portion 827. The arc-extinguishing member 820 is embedded, for example, in a resin molded member that is the main component of the rod 82. Here, the resin molded member includes the tip portion 821 and the insulating portion 827. The arc-extinguishing member 820 may be attached to the resin molded member that is the main component of the rod 82.
絶縁部827は、消弧部材820を基準として先端部821側とは反対側に位置しており、消弧部材820よりも電気絶縁性が高い。
The insulating portion 827 is located on the opposite side of the arc-extinguishing member 820 from the tip portion 821, and has higher electrical insulation than the arc-extinguishing member 820.
消弧部材820は、消弧作用を有する。消弧部材820は、例えば、珪砂にエポキシ樹脂と硬化剤とが混ぜられて、エポキシ樹脂が硬化することにより固形状又は半固形状に形成された部材である。すなわち、消弧部材820は、珪砂(シリカ)を含有する。消弧部材820において、珪砂が消弧作用を有する。
The arc-extinguishing member 820 has an arc-extinguishing effect. The arc-extinguishing member 820 is, for example, a member formed by mixing silica sand with epoxy resin and a hardener, and then curing the epoxy resin to form a solid or semi-solid state. That is, the arc-extinguishing member 820 contains silica sand. In the arc-extinguishing member 820, the silica sand has an arc-extinguishing effect.
分離用部位21が2つの端子部22から切り離されると、分離用部位21と2つの端子部22との間でアークが発生することがある。図5には、分離用部位21が2つの端子部22から切り離されたときに発生するアークの仮想経路R1を図示している。すなわち、アークは、動作ピン8のロッド82と、第2ボディ95の内面(内周面953)との隙間を通る。これによりアークを収容空間98内で消弧することができる。
When the separation part 21 is separated from the two terminal parts 22, an arc may occur between the separation part 21 and the two terminal parts 22. FIG. 5 illustrates a virtual path R1 of the arc that occurs when the separation part 21 is separated from the two terminal parts 22. That is, the arc passes through the gap between the rod 82 of the operating pin 8 and the inner surface (inner circumferential surface 953) of the second body 95. This allows the arc to be extinguished within the accommodation space 98.
消弧部材820は、電気的に切り離された2つの端子部22の間に移動する。消弧部材820に含まれる珪砂にアークが直接接触又は接近することで、珪砂がアークの熱に晒される。すると、珪砂は、アークの熱を吸収して融解する。つまり、消弧部材820は、消弧部材820に接したアークを冷却する作用を有する。アークが冷却されることにより、アーク電圧が上昇し、アークの消弧が促進される。
The arc-extinguishing member 820 moves between the two electrically separated terminal portions 22. When the arc comes into direct contact with or approaches the silica sand contained in the arc-extinguishing member 820, the silica sand is exposed to the heat of the arc. The silica sand then absorbs the heat of the arc and melts. In other words, the arc-extinguishing member 820 has the effect of cooling the arc that comes into contact with the arc-extinguishing member 820. As the arc cools, the arc voltage increases, facilitating extinction of the arc.
また、珪砂は、融解してから再凝固することがある。再凝固することで生成された生成物は、シリカを含むため電気絶縁性を有し、アークがその生成物に接することで、アーク電圧が上昇する。また、その生成物により、アークが遮断された後において2つの端子部22の間の電気絶縁性を確保することができる。
In addition, silica sand may melt and then resolidify. The product produced by resolidification contains silica and has electrical insulation properties, and when the arc comes into contact with the product, the arc voltage increases. The product also ensures electrical insulation between the two terminals 22 after the arc is interrupted.
先端部821は、例えば、合成樹脂を材料として形成されている。先端部821は、消弧部材820よりも電気絶縁性が高い。そのため、動作ピン8がガス発生器7により駆動される前の時点において、先端部821により、導電部材2と消弧部材820との間の電気的絶縁性の向上を図ることができる。
The tip portion 821 is formed, for example, from a synthetic resin material. The tip portion 821 has higher electrical insulation than the arc-extinguishing member 820. Therefore, before the operating pin 8 is driven by the gas generator 7, the tip portion 821 can improve the electrical insulation between the conductive member 2 and the arc-extinguishing member 820.
ガス発生器7のケース71と動作ピン8のベース81との間には、ガス発生器7で発生したガスが導入される空間である加圧室75が設けられている。
Between the case 71 of the gas generator 7 and the base 81 of the operating pin 8, there is a pressure chamber 75, which is a space into which the gas generated by the gas generator 7 is introduced.
発熱素子73は、例えば、ニクロム線である。2つのピン電極72は、例えば、遮断装置1の動作を制御するための制御部に接続される。導電部材2を含む電路に過電流等の異常電流が流れると、制御部は、2つのピン電極72に通電する。ガス発生器7の2つのピン電極72を介して発熱素子73が通電されると、発熱素子73が熱を発生する。発熱素子73で発生した熱により燃料74が点火され、燃料74が燃焼してガスを発生する。ガスは、ケース71において燃料74を収容する空間の圧力を上昇させて、この空間を構成する壁を破断し(図4参照)、この破断した部分を通して加圧室75に導入されて加圧室75内の圧力を上昇させる。加圧室75内のガスの圧力により、動作ピン8には、分離用部位21を押す向きの力が作用する。動作ピン8は、第2のOリング12における摩擦力に抗して駆動され、動作ピン8のロッド82は分離用部位21を押す。動作ピン8の進行方向は、動作ピン8のロッド82の突出方向と一致する。分離用部位21が2つの端子部22から切り離される前の状態では、分離用部位21は、動作ピン8の進行方向において動作ピン8と収容空間98との間に位置している。分離用部位21が動作ピン8に押されることにより、図4に示すように、導電部材2は、分離用部位21と2つの端子部22との境界部分23(図3参照)に形成された2つの溝24において破断され、分離用部位21が2つの端子部22から切り離される。動作ピン8から分離用部位21に作用する力は、分離用部位21を収容空間98に近づける向きに作用する。したがって、2つの端子部22から切り離された分離用部位21は、動作ピン8に押されて収容空間98に入る。
The heating element 73 is, for example, a nichrome wire. The two pin electrodes 72 are connected to, for example, a control unit for controlling the operation of the interrupter 1. When an abnormal current such as an overcurrent flows through the electric circuit including the conductive member 2, the control unit energizes the two pin electrodes 72. When the heating element 73 is energized through the two pin electrodes 72 of the gas generator 7, the heating element 73 generates heat. The heat generated by the heating element 73 ignites the fuel 74, which burns and generates gas. The gas increases the pressure of the space that contains the fuel 74 in the case 71, breaks the wall that constitutes this space (see FIG. 4), and is introduced into the pressurizing chamber 75 through the broken part, increasing the pressure in the pressurizing chamber 75. The pressure of the gas in the pressurizing chamber 75 acts on the operating pin 8 in a direction that pushes the separation part 21. The operating pin 8 is driven against the frictional force in the second O-ring 12, and the rod 82 of the operating pin 8 pushes the separation part 21. The moving direction of the operating pin 8 coincides with the protruding direction of the rod 82 of the operating pin 8. Before the separation part 21 is separated from the two terminal parts 22, the separation part 21 is located between the operating pin 8 and the storage space 98 in the moving direction of the operating pin 8. When the separation part 21 is pressed by the operating pin 8, as shown in FIG. 4, the conductive member 2 is broken at two grooves 24 formed at the boundary part 23 (see FIG. 3) between the separation part 21 and the two terminal parts 22, and the separation part 21 is separated from the two terminal parts 22. The force acting on the separation part 21 from the operating pin 8 acts in a direction that brings the separation part 21 closer to the storage space 98. Therefore, the separation part 21 separated from the two terminal parts 22 is pushed by the operating pin 8 into the storage space 98.
遮断装置1は、収容空間98に配置された消弧体13を更に備えている。消弧体13は、消弧作用を有する部材である。消弧体13は、収容空間98における第2ボディ95の内面(内周面953)に埋め込まれている。ここで、消弧体13は、収容空間98における第2ボディ95の内面(内周面953)に貼り付けられていてもよい。消弧体13の具体例は、水素貯蔵合金である。水素貯蔵合金は、水素を放出することでアークを消弧する。
The circuit breaker 1 further includes an arc-extinguishing body 13 disposed in the accommodation space 98. The arc-extinguishing body 13 is a member having an arc-extinguishing effect. The arc-extinguishing body 13 is embedded in the inner surface (inner circumferential surface 953) of the second body 95 in the accommodation space 98. Here, the arc-extinguishing body 13 may be attached to the inner surface (inner circumferential surface 953) of the second body 95 in the accommodation space 98. A specific example of the arc-extinguishing body 13 is a hydrogen storage alloy. The hydrogen storage alloy extinguishes the arc by releasing hydrogen.
消弧体13は、水素貯蔵合金に限定されない。消弧体13として、例えばSiC、SiO2、アルミナ、PA6、PA46、PA66等のポリアミド(ナイロン)、このポリアミドの樹脂に水酸化マグネシウム又はホウ酸マグネシウムを混合した材料を用いることができ、これらの材料を用いて形成された消弧体13の消弧作用により、アーク電圧を高めることができる。
The arc-extinguishing body 13 is not limited to a hydrogen storage alloy. For example, SiC, SiO 2 , alumina, polyamide (nylon) such as PA6, PA46, PA66, or a material obtained by mixing magnesium hydroxide or magnesium borate with a polyamide resin can be used as the arc-extinguishing body 13. The arc-extinguishing action of the arc-extinguishing body 13 formed using these materials can increase the arc voltage.
図4に示すように、ガス発生器7で発生したガスの圧力により駆動された動作ピン8の外周面822は、分離用部位21が動作ピン8により2つの端子部22から切り離された後、収容部9(第2ボディ95)の収容空間98における内面(内周面953)に接する。これにより、収容部9の内周面953と動作ピン8の外周面822との間では、分離用部位21と2つの端子部22との間に発生するアークの粒子が移動可能な範囲が制限される。例えば、収容部9の内周面953と動作ピン8の外周面822との間に僅かでも隙間がある場合は、アークの粒子が移動可能な範囲は、この隙間に限られる。したがって、アークを構成する粒子の衝突頻度が高まるので、アーク電圧が高まり、遮断装置1の消弧性能が向上する。アークを構成する粒子とは、例えば、電子、金属蒸気及びプラズマ粒子である。
As shown in FIG. 4, the outer peripheral surface 822 of the operating pin 8 driven by the pressure of the gas generated by the gas generator 7 contacts the inner surface (inner peripheral surface 953) in the housing space 98 of the housing part 9 (second body 95) after the separation part 21 is separated from the two terminal parts 22 by the operating pin 8. As a result, the range in which the particles of the arc generated between the separation part 21 and the two terminal parts 22 can move is limited between the inner peripheral surface 953 of the housing part 9 and the outer peripheral surface 822 of the operating pin 8. For example, if there is even a small gap between the inner peripheral surface 953 of the housing part 9 and the outer peripheral surface 822 of the operating pin 8, the range in which the particles of the arc can move is limited to this gap. Therefore, the collision frequency of the particles that make up the arc increases, so the arc voltage increases and the arc extinguishing performance of the circuit breaker 1 improves. The particles that make up the arc are, for example, electrons, metal vapor, and plasma particles.
また、ガス発生器7で発生したガスの圧力により駆動された動作ピン8は、分離用部位21が動作ピン8により2つの端子部22から切り離された後、動作ピン8の進行方向における先端に位置する先端部821と、収容部9の収容空間98における内面(内底面954)との間に、分離用部位21を挟む。そのため、分離用部位21と2つの端子部22との間に発生するアークは、収容部9の内底面954と分離用部位21との間、又は、分離用部位21と先端部821との間で圧縮される。これにより、アークを構成する粒子の衝突頻度が高まるので、アーク電圧が高まり、遮断装置1の消弧性能が向上する。
In addition, after the separation part 21 is separated from the two terminal parts 22 by the operating pin 8 driven by the pressure of the gas generated by the gas generator 7, the operating pin 8 sandwiches the separation part 21 between the tip part 821 located at the tip of the operating pin 8 in the traveling direction and the inner surface (inner bottom surface 954) of the storage space 98 of the storage part 9. Therefore, the arc generated between the separation part 21 and the two terminal parts 22 is compressed between the inner bottom surface 954 of the storage part 9 and the separation part 21, or between the separation part 21 and the tip part 821. This increases the frequency of collision of the particles that make up the arc, increasing the arc voltage and improving the arc extinguishing performance of the circuit breaker 1.
(実施形態1の変形例1)
次に、実施形態1の変形例1について説明する。
(First Modification of First Embodiment)
Next, a first modification of the first embodiment will be described.
消弧部材820の構成は、本実施形態で示した構成に限定されない。消弧部材820として、例えば、SiC、SiO2、アルミナ、PA6、PA46、PA66等のポリアミド(ナイロン)、又は、このポリアミドの樹脂に水酸化マグネシウム又はホウ酸マグネシウムを混合した材料を用いることができる。この場合、消弧部材820がアークの熱により分解され、消弧ガスが生じる。消弧ガスは、消弧作用のあるガスであって、例えば、水素、水分、二酸化炭素及び窒素等のうち少なくとも1つを含有する。消弧ガスは、アーク電圧を上昇させ、アークの消弧を促す。
The configuration of the arc-extinguishing member 820 is not limited to the configuration shown in this embodiment. For example, SiC, SiO 2 , alumina, polyamide (nylon) such as PA6, PA46, PA66, or a material obtained by mixing magnesium hydroxide or magnesium borate with the polyamide resin can be used as the arc-extinguishing member 820. In this case, the arc-extinguishing member 820 is decomposed by the heat of the arc, and an arc-extinguishing gas is generated. The arc-extinguishing gas is a gas having an arc-extinguishing effect, and contains at least one of hydrogen, moisture, carbon dioxide, nitrogen, and the like. The arc-extinguishing gas increases the arc voltage and promotes the extinction of the arc.
あるいは、消弧部材820として、水素貯蔵合金を用いてもよい。消弧部材820として用いられる水素貯蔵合金は、アークにより熱せられると、消弧ガスとしての水素を生じる。消弧ガスは、アーク電圧を上昇させ、アークの消弧を促す。消弧部材820が消弧ガスを生じる部材の場合は、電気的に切り離された2つの端子部22の間に消弧部材820が移動しなくても、消弧ガスがアークの発生箇所へ拡散することで、アークを消弧する作用が発揮される。
Alternatively, a hydrogen storage alloy may be used as the arc-extinguishing member 820. When the hydrogen storage alloy used as the arc-extinguishing member 820 is heated by the arc, it generates hydrogen as an arc-extinguishing gas. The arc-extinguishing gas increases the arc voltage and promotes the extinguishing of the arc. When the arc-extinguishing member 820 is a member that generates an arc-extinguishing gas, the arc-extinguishing gas diffuses to the location where the arc is generated, thereby exerting the effect of extinguishing the arc, even if the arc-extinguishing member 820 does not move between the two electrically separated terminal portions 22.
あるいは、消弧部材820として、例えば、シリコン又は炭化ケイ素(SiC)を含む部材を用いてもよい。消弧部材820に含まれるシリコン又は炭化ケイ素は、アークの熱を吸収して融解し、これによりアークが冷却されるので、アーク電圧が上昇し、アークの消弧が促進される。
Alternatively, the arc-extinguishing member 820 may be, for example, a member containing silicon or silicon carbide (SiC). The silicon or silicon carbide contained in the arc-extinguishing member 820 absorbs the heat of the arc and melts, thereby cooling the arc, increasing the arc voltage and facilitating extinguishing of the arc.
また、消弧部材820は、セラミックを含有していてもよい。セラミックは、樹脂等の材料と比較して耐アーク性能が高いので、セラミックにより、消弧部材820の耐アーク性能の向上を図ることができる。
The arc-extinguishing member 820 may also contain ceramic. Since ceramic has higher arc resistance than materials such as resin, the use of ceramic can improve the arc resistance of the arc-extinguishing member 820.
(実施形態1の変形例2)
次に、実施形態1の変形例2について、図6を用いて説明する。実施形態1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Modification 2 of the First Embodiment)
Next, a second modification of the first embodiment will be described with reference to Fig. 6. The same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
図6に示すように、動作ピン8Cのうち分離用部位21Cに接する先端部821Cの形状は、円柱状であってもよい。また、消弧部材820Cの形状も円柱状であってよい。図6では、動作ピン8Cのロッド82C全体の形状が円柱状である。これにより、ロッド82Cの機械的強度の向上を図ることができる。さらに、図6に示すように、導電部材2Cの分離用部位21Cが円状に形成されていてもよい。2つの端子部22Cのうち、分離用部位21Cと隣接する部位は、分離用部位21Cに沿った円弧状に形成されている。さらに、2つの端子部22Cから切り離された分離用部位21Cが収容される収容空間98(図1参照)が、円柱状に形成されていてもよい。
As shown in FIG. 6, the tip 821C of the operating pin 8C that contacts the separation portion 21C may be cylindrical. The extinguishing member 820C may also be cylindrical. In FIG. 6, the rod 82C of the operating pin 8C has a cylindrical overall shape. This improves the mechanical strength of the rod 82C. Furthermore, as shown in FIG. 6, the separation portion 21C of the conductive member 2C may be circular. Of the two terminal portions 22C, the portions adjacent to the separation portion 21C are formed in an arc shape along the separation portion 21C. Furthermore, the storage space 98 (see FIG. 1) in which the separation portion 21C separated from the two terminal portions 22C is stored may be cylindrical.
なお、図6では、ロッド82Cを導電部材2Cから離して図示しているが、ロッド82Cは導電部材2Cに接していてもよい。
Note that in FIG. 6, the rod 82C is shown separated from the conductive member 2C, but the rod 82C may be in contact with the conductive member 2C.
また、ロッド82C(先端部821Cを含む)の形状は、円筒状であってもよい。
The shape of the rod 82C (including the tip portion 821C) may also be cylindrical.
(実施形態1のその他の変形例)
実施形態1において、導電部材2における2つの溝24は、導電部材2の第1の面F1ではなく第2の面F2に形成されていてもよい。また、第1の面F1と第2の面F2との各々に1つ以上の溝24が形成されていてもよい。この場合に、第1の面F1に形成された溝24と第2の面F2に形成された溝24とは、導電部材2の厚さ方向に並んでいてもよいし、導電部材2の厚さ方向に並んでいなくてもよい。
(Other Modifications of the First Embodiment)
In the first embodiment, the two grooves 24 in the conductive member 2 may be formed on the second surface F2 instead of the first surface F1 of the conductive member 2. Furthermore, one or more grooves 24 may be formed on each of the first surface F1 and the second surface F2. In this case, the groove 24 formed on the first surface F1 and the groove 24 formed on the second surface F2 may be aligned in the thickness direction of the conductive member 2, or may not be aligned in the thickness direction of the conductive member 2.
また、導電部材2において、分離用部位21と2つの端子部22との境界部分23には、溝24に代えて、1又は複数の孔が形成されていてもよい。
In addition, in the conductive member 2, one or more holes may be formed in the boundary portion 23 between the separation portion 21 and the two terminal portions 22 instead of the groove 24.
また、分離用部位21につながっており電路の一部を構成する第1導電部及び第2導電部は、端子部22に限定されない。つまり、第1導電部及び第2導電部は、端子としての機能を有していなくてもよい。
In addition, the first conductive part and the second conductive part that are connected to the separation part 21 and that form part of the electrical path are not limited to the terminal part 22. In other words, the first conductive part and the second conductive part do not have to function as terminals.
また、ガス発生器7により動作ピン8が駆動されていないとき、動作ピン8のロッド82の先端86は、分離用部位21と接していなくてもよく、分離用部位21から離れて分離用部位21と対向していてもよい。
In addition, when the operating pin 8 is not driven by the gas generator 7, the tip 86 of the rod 82 of the operating pin 8 does not have to be in contact with the separation portion 21, but may be spaced away from the separation portion 21 and facing the separation portion 21.
また、消弧部材820は、動作ピン8の外周面822のうち、2つの端子部22と対向する2つの面(図3の左右の面)のうち少なくとも一方にのみ設けられていてもよい。
The arc-extinguishing member 820 may also be provided on only one of the two surfaces (the left and right surfaces in FIG. 3) of the outer peripheral surface 822 of the operating pin 8 that face the two terminal portions 22.
また、消弧部材820がアークの熱を吸収する作用(冷却作用)を有する場合は、消弧部材820は、動作ピン8の表面に露出していなくてもよい。この場合でも、消弧部材820は、動作ピン8の表面から伝わる熱を吸収することが可能である。
In addition, if the arc-extinguishing member 820 has the function of absorbing the heat of the arc (cooling function), the arc-extinguishing member 820 does not need to be exposed on the surface of the operating pin 8. Even in this case, the arc-extinguishing member 820 is capable of absorbing heat transmitted from the surface of the operating pin 8.
また、導電部材2において、分離用部位21の厚さは、2つの端子部22の厚さよりも小さくてもよい。また、分離用部位21の幅は、2つの端子部22の幅よりも小さくてもよい。これらの場合は、溝24が形成されていない場合であっても、分離用部位21と各端子部22との境界部分23の破断強度を、各端子部22のうち境界部分23以外の部位の破断強度よりも小さくすることができる。
In addition, in the conductive member 2, the thickness of the separation portion 21 may be smaller than the thickness of the two terminal portions 22. In addition, the width of the separation portion 21 may be smaller than the width of the two terminal portions 22. In these cases, even if the groove 24 is not formed, the breaking strength of the boundary portion 23 between the separation portion 21 and each terminal portion 22 can be made smaller than the breaking strength of the portions of each terminal portion 22 other than the boundary portion 23.
また、導電部材2は、分離用部位21を複数有していてもよい。複数の分離用部位21は、例えば、導電部材2の長手方向に並んで配置される。あるいは、複数の分離用部位21は、例えば、導電部材2の短手方向又は厚さ方向に並んで配置される。動作ピン8は、複数の分離用部位21を端子部22から同時に切り離してもよいし、それぞれ異なるタイミングで切り離してもよい。
The conductive member 2 may also have a plurality of separation portions 21. The plurality of separation portions 21 may be arranged, for example, in the longitudinal direction of the conductive member 2. Alternatively, the plurality of separation portions 21 may be arranged, for example, in the transverse direction or thickness direction of the conductive member 2. The operating pin 8 may simultaneously separate the plurality of separation portions 21 from the terminal portion 22, or may separate them at different times.
また、導電部材2の表面は、樹脂等の電気絶縁性を有する部材により覆われていてもよい。動作ピン8は、導電部材2の表面を覆う部材ごと導電部材2を破断させてもよい。
The surface of the conductive member 2 may be covered with an electrically insulating material such as resin. The operating pin 8 may break the conductive member 2 together with the material covering the surface of the conductive member 2.
また、遮断装置1は、2つの端子部22の間に発生したアークを引き延ばすための永久磁石を備えていてもよい。永久磁石は、例えば、収容部9の内部空間に配置されてもよいし、収容部9に埋め込まれていてもよい。
The circuit breaker 1 may also include a permanent magnet for extending the arc generated between the two terminals 22. The permanent magnet may be disposed, for example, in the internal space of the housing 9 or embedded in the housing 9.
(実施形態1のまとめ)
以上説明した実施形態1及び実施形態1の変形例から、以下の態様が開示されている。
(Summary of the first embodiment)
From the above-described first embodiment and the modified example of the first embodiment, the following aspects are disclosed.
遮断装置1は、動作ピン8(8B、8C)と、第1導電部(端子部22、22C)と、第2導電部(端子部22、22C)と、を備える。第2導電部は、第1導電部に電気的に接続される。第1導電部と第2導電部とは、動作ピン8(8B、8C)の移動に連動して電気的に切り離される。動作ピン8(8B、8C)は、電気的に切り離された第1導電部と第2導電部との間に移動する。動作ピン8(8B、8C)は、消弧部材820(820C)を含む。消弧部材820(820C)は、動作ピン8(8B、8C)の少なくとも一部を構成する。消弧部材820(820C)は、消弧作用を有する。
The circuit breaker 1 includes an operating pin 8 (8B, 8C), a first conductive part (terminal part 22, 22C), and a second conductive part (terminal part 22, 22C). The second conductive part is electrically connected to the first conductive part. The first conductive part and the second conductive part are electrically disconnected in conjunction with the movement of the operating pin 8 (8B, 8C). The operating pin 8 (8B, 8C) moves between the electrically disconnected first conductive part and second conductive part. The operating pin 8 (8B, 8C) includes an arc-extinguishing member 820 (820C). The arc-extinguishing member 820 (820C) constitutes at least a part of the operating pin 8 (8B, 8C). The arc-extinguishing member 820 (820C) has an arc-extinguishing effect.
上記の構成によれば、動作ピン8(8B、8C)の消弧部材820(820C)は、第1導電部と第2導電部との間に移動し、第1導電部と第2導電部との間で発生するアークを消弧することができる。したがって、動作ピン8(8B、8C)が消弧部材820(820C)を含まない場合と比較して、第1導電部と第2導電部とを含む電路の遮断性能を向上させることができる。
According to the above configuration, the arc-extinguishing member 820 (820C) of the operating pin 8 (8B, 8C) can move between the first conductive part and the second conductive part and extinguish the arc that occurs between the first conductive part and the second conductive part. Therefore, compared to a case in which the operating pin 8 (8B, 8C) does not include the arc-extinguishing member 820 (820C), the interruption performance of the electric circuit including the first conductive part and the second conductive part can be improved.
また、遮断装置1では、消弧部材820(820C)は、冷却作用を有することが好ましい。
In addition, in the circuit breaker 1, it is preferable that the arc extinguishing member 820 (820C) has a cooling effect.
上記の構成によれば、消弧部材820(820C)がアークを冷却することにより、アーク電圧を上昇させ、アークの消弧を促すことができる。
According to the above configuration, the arc extinguishing member 820 (820C) cools the arc, thereby increasing the arc voltage and promoting extinguishing of the arc.
また、遮断装置1では、消弧部材820(820C)は、セラミック及びシリカのうち少なくとも一方を含有することが好ましい。
In addition, in the circuit breaker 1, it is preferable that the arc extinguishing member 820 (820C) contains at least one of ceramic and silica.
上記の構成によれば、消弧部材820(820C)がセラミックを含有することにより、消弧部材820(820C)の耐アーク性能の向上を図ることができる。あるいは、消弧部材820(820C)がシリカを含有することにより、シリカにおいてアークの熱を吸収し、アークの消弧を促すことができる。
According to the above configuration, the arc-extinguishing member 820 (820C) contains ceramic, which can improve the arc resistance of the arc-extinguishing member 820 (820C). Alternatively, the arc-extinguishing member 820 (820C) contains silica, which can absorb the heat of the arc in the silica and promote extinguishing of the arc.
また、遮断装置1では、消弧部材820(820C)からは、消弧ガスが生じることが好ましい。
In addition, in the circuit breaker 1, it is preferable that an arc-extinguishing gas is generated from the arc-extinguishing member 820 (820C).
上記の構成によれば、消弧ガスにより、アーク電圧を上昇させ、アークの消弧を促すことができる。
With the above configuration, the arc extinguishing gas can increase the arc voltage and promote extinguishing of the arc.
また、遮断装置1では、消弧ガスは、水素及び水分のうち少なくとも一方を含有することが好ましい。
In addition, in the circuit breaker 1, it is preferable that the arc extinguishing gas contains at least one of hydrogen and moisture.
上記の構成によれば、消弧ガスが含有する水素及び水分のうち少なくとも一方により、アークの熱的な遮断を図ることができる。
With the above configuration, the arc can be thermally interrupted by at least one of the hydrogen and moisture contained in the arc-extinguishing gas.
また、遮断装置1では、動作ピン8(8B、8C)は、動作ピン8(8B、8C)の進行方向の先端に先端部821(821B、821C)を含むことが好ましい。先端部821(821B、821C)は、消弧部材820(820C)よりも電気絶縁性が高い。
In addition, in the circuit breaker 1, it is preferable that the operating pin 8 (8B, 8C) includes a tip portion 821 (821B, 821C) at the tip of the operating pin 8 (8B, 8C) in the traveling direction. The tip portion 821 (821B, 821C) has higher electrical insulation than the arc extinguishing member 820 (820C).
上記の構成によれば、第1導電部及び第2導電部(端子部22、22C)を含む電路と消弧部材820(820C)との間の電気的絶縁性の向上を図ることができる。
The above configuration improves electrical insulation between the electrical path including the first conductive portion and the second conductive portion (terminal portions 22, 22C) and the arc-extinguishing member 820 (820C).
また、遮断装置1では、動作ピン8Bは、絶縁部827を含むことが好ましい。絶縁部827は、消弧部材820を基準として先端部821B側とは反対側に位置する。絶縁部827は、消弧部材820よりも電気絶縁性が高い。
In addition, in the circuit breaker 1, it is preferable that the operating pin 8B includes an insulating portion 827. The insulating portion 827 is located on the opposite side of the arc-extinguishing member 820 from the tip portion 821B. The insulating portion 827 has higher electrical insulation than the arc-extinguishing member 820.
上記の構成によれば、動作ピン8Bのうち絶縁部827を第1導電部と第2導電部との間に移動させた際に、第1導電部と第2導電部との間を絶縁部827により電気的に絶縁することができる。
According to the above configuration, when the insulating portion 827 of the operating pin 8B is moved between the first conductive portion and the second conductive portion, the first conductive portion and the second conductive portion can be electrically insulated by the insulating portion 827.
また、遮断装置1では、動作ピン8(8B、8C)は、第1導電部と第2導電部とを含む導電部材2を破断させることにより、第1導電部と第2導電部とを電気的に切り離すことが好ましい。
Furthermore, in the circuit breaking device 1, it is preferable that the operating pin 8 (8B, 8C) electrically separates the first conductive portion from the second conductive portion by breaking the conductive member 2 including the first conductive portion and the second conductive portion.
上記の構成によれば、動作ピン8(8B、8C)の移動と、第1導電部と第2導電部とを電気的に切り離すこととを容易に連動させられる。
The above configuration makes it easy to link the movement of the operating pin 8 (8B, 8C) with the electrical disconnection of the first conductive part and the second conductive part.
また、遮断装置1では、動作ピン8Cのうち、導電部材2Cに接する先端部821Cの形状は、円筒状又は円柱状であることが好ましい。
In addition, in the circuit breaker 1, it is preferable that the tip portion 821C of the operating pin 8C that contacts the conductive member 2C has a cylindrical or columnar shape.
上記の構成によれば、先端部821Cの形状が例えば角柱状である場合と比較して、先端部821Cの機械的強度の向上を図ることができる。
The above configuration improves the mechanical strength of the tip portion 821C compared to when the tip portion 821C has a rectangular column shape, for example.
また、遮断装置1は、ガス発生器7を更に備えることが好ましい。ガス発生器7は、燃料74を燃焼させることによりガスを発生させ、ガスの圧力により動作ピン8(8B、8C)を移動させる。
The cutoff device 1 preferably further includes a gas generator 7. The gas generator 7 generates gas by burning fuel 74, and the pressure of the gas moves the operating pins 8 (8B, 8C).
上記の構成によれば、ガス発生器7で発生したガスの圧力により動作ピン8(8B、8C)が移動させられるので、ガス発生器7を用いない場合と比較して動作ピン8(8B、8C)が高速で移動する。これにより、アークを急速に伸張させることができるので、電路の遮断性能の向上を図ることができる。
According to the above configuration, the operating pins 8 (8B, 8C) are moved by the pressure of the gas generated by the gas generator 7, so the operating pins 8 (8B, 8C) move at a higher speed than when the gas generator 7 is not used. This allows the arc to be extended rapidly, improving the breaking performance of the electrical circuit.
また、遮断装置1では、消弧部材820(820C)は、動作ピン8(8B、8C)の外周面822の少なくとも一部を構成する。
In addition, in the circuit breaker 1, the arc extinguishing member 820 (820C) constitutes at least a portion of the outer circumferential surface 822 of the operating pin 8 (8B, 8C).
上記の構成によれば、消弧部材820(820C)がアークに対して露出するので、消弧部材820(820C)の消弧作用によりアークを消弧しやすい。
With the above configuration, the arc-extinguishing member 820 (820C) is exposed to the arc, making it easier to extinguish the arc through the extinguishing action of the arc-extinguishing member 820 (820C).
また、遮断装置1では、消弧部材820(820C)は、電気的に切り離された第1導電部と第2導電部との間に移動することが好ましい。
Furthermore, in the circuit breaker 1, it is preferable that the arc extinguishing member 820 (820C) moves between the first conductive part and the second conductive part that are electrically separated.
上記の構成によれば、第1導電部と第2導電部との間に発生したアークに消弧部材820(820C)が接しやすいので、遮断装置1の消弧性能の向上を図ることができる。
The above configuration allows the arc-extinguishing member 820 (820C) to easily come into contact with the arc generated between the first conductive part and the second conductive part, improving the arc-extinguishing performance of the circuit breaker 1.
(実施形態2)
次に、実施形態2に係る遮断装置1Dについて、図7~10を用いて説明する。実施形態1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
Next, a blocking device 1D according to a second embodiment will be described with reference to Figures 7 to 10. The same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
図7は、遮断装置1Dの要部の上方から見た断面図である。図8は、遮断装置1Dの要部の側方から見た断面図であって、動作ピン8Dの動作前の状態を示す。図9は、動作ピン8Dの斜視図である。図10は、遮断装置1Dの要部の側方から見た断面図であって、動作ピン8Dの動作後の状態を示す。図7、8、10には、上下、左右、前後を表す矢印を図示しているが、この矢印は説明のために図示したものであり、遮断装置1Dの使用方向を限定する趣旨ではない。
Figure 7 is a cross-sectional view of the main parts of the shutoff device 1D as viewed from above. Figure 8 is a cross-sectional view of the main parts of the shutoff device 1D as viewed from the side, showing the state before the operation of the operating pin 8D. Figure 9 is a perspective view of the operating pin 8D. Figure 10 is a cross-sectional view of the main parts of the shutoff device 1D as viewed from the side, showing the state after the operation of the operating pin 8D. Although arrows representing up/down, left/right, and front/back are illustrated in Figures 7, 8, and 10, these arrows are illustrated for the purpose of explanation and are not intended to limit the direction of use of the shutoff device 1D.
本実施形態の遮断装置1Dは、収容部9D、ガス発生器7D、ケース76、動作ピン8D、第1固定端子3、第2固定端子4、可動接触子5及び接圧ばね14を備えている。
The circuit breaker 1D of this embodiment includes a housing 9D, a gas generator 7D, a case 76, an operating pin 8D, a first fixed terminal 3, a second fixed terminal 4, a movable contact 5, and a contact pressure spring 14.
第1固定端子3及び第2固定端子4の各々は、銅等の導電性材料により形成されている。第1固定端子3及び第2固定端子4の各々は、左右方向に長い矩形の板状に形成されている。第1固定端子3と第2固定端子4とは、左右方向に並ぶように配置されている。第1固定端子3は、その先端部(右端部)に、第1固定接点31(固定接点)を有している。第2固定端子4は、その先端部(左端部)に、第2固定接点41を有している。
The first fixed terminal 3 and the second fixed terminal 4 are each formed from a conductive material such as copper. The first fixed terminal 3 and the second fixed terminal 4 are each formed into a rectangular plate shape that is long in the left-right direction. The first fixed terminal 3 and the second fixed terminal 4 are arranged side by side in the left-right direction. The first fixed terminal 3 has a first fixed contact 31 (fixed contact) at its tip (right end). The second fixed terminal 4 has a second fixed contact 41 at its tip (left end).
可動接触子5は、銅等の導電性材料により形成されている。可動接触子5は、左右方向に長い板状に形成されている。可動接触子5は、長手方向の第1端(左端)に第1可動接点51(可動接点)を有し、第2端(右端)に第2可動接点52を有している。第1可動接点51が第1固定接点31と対向し、かつ第2可動接点52が第2固定接点41と対向するように、第1固定端子3、第2固定端子4及び可動接触子5が配置されている。
The movable contactor 5 is made of a conductive material such as copper. The movable contactor 5 is formed in the shape of a long plate extending in the left-right direction. The movable contactor 5 has a first movable contact 51 (movable contact) at a first end (left end) in the longitudinal direction, and a second movable contact 52 at a second end (right end). The first fixed terminal 3, the second fixed terminal 4 and the movable contactor 5 are arranged so that the first movable contact 51 faces the first fixed contact 31 and the second movable contact 52 faces the second fixed contact 41.
第1固定端子3及び第2固定端子4は、遮断装置1Dの外部の回路に電気的に接続される。第1固定端子3から可動接触子5を経て第2固定端子4に至る経路を含む電路に過電流等の異常電流が流れると、遮断装置1Dに接続された制御部がこの異常電流を検知してガス発生器7Dを通電させ、ガス発生器7Dで燃料74が燃焼させられてガスが発生する。動作ピン8Dは、ガス発生器7Dで発生したガスの圧力により駆動される。すると、可動接触子5は、動作ピン8Dにより移動させられて第1固定端子3及び第2固定端子4から離れ、これにより、電路が遮断される。
The first fixed terminal 3 and the second fixed terminal 4 are electrically connected to a circuit external to the circuit breaker 1D. When an abnormal current such as an overcurrent flows through an electrical circuit including a path from the first fixed terminal 3 through the movable contact 5 to the second fixed terminal 4, a control unit connected to the circuit breaker 1D detects the abnormal current and energizes the gas generator 7D, causing the fuel 74 to burn in the gas generator 7D and generate gas. The operating pin 8D is driven by the pressure of the gas generated by the gas generator 7D. The movable contact 5 is then moved by the operating pin 8D away from the first fixed terminal 3 and the second fixed terminal 4, thereby interrupting the electrical circuit.
接圧ばね14は、例えば、圧縮コイルばねである。接圧ばね14は、可動接触子5が、第1固定端子3及び第2固定端子4に向かうように、可動接触子5にばね力を加えている。つまり、接圧ばね14は、第1可動接点51が第1固定接点31と接続され、第2可動接点52が第2固定接点41と接続される向きに、可動接触子5にばね力を加えている。
The pressure spring 14 is, for example, a compression coil spring. The pressure spring 14 applies a spring force to the movable contactor 5 so that the movable contactor 5 moves toward the first fixed terminal 3 and the second fixed terminal 4. In other words, the pressure spring 14 applies a spring force to the movable contactor 5 in a direction such that the first movable contact 51 is connected to the first fixed contact 31, and the second movable contact 52 is connected to the second fixed contact 41.
ガス発生器7Dは、ケース76に収容されている。ケース76は、可動接触子5の上方に配置されている。ケース76は、円筒状に形成されている。ケース76の上面には、ガス発生器7Dの2つのピン電極72を露出させるための開口が形成されている。ケース76の下面には、ガス発生器7Dで発生したガスを放出するための孔761が形成されている。ケース76の内部においてガス発生器7Dの下方には、空間(加圧室75)が形成されている。
The gas generator 7D is housed in a case 76. The case 76 is disposed above the movable contact 5. The case 76 is formed in a cylindrical shape. An opening is formed in the upper surface of the case 76 for exposing the two pin electrodes 72 of the gas generator 7D. A hole 761 is formed in the lower surface of the case 76 for releasing the gas generated by the gas generator 7D. A space (pressurization chamber 75) is formed inside the case 76 below the gas generator 7D.
動作ピン8Dは、上下方向において、ケース76(ガス発生器7D)と可動接触子5との間に配置されている。動作ピン8Dは、ベース81Dとロッド82Dとを有している。ベース81Dは、左右方向に長さを有する矩形板状であって、動作ピン8Dの上端に位置する。ロッド82Dは、いわゆる楔形であって、その断面形状が、長方形の下側に直角三角形が繋がった台形状である。ロッド82Dは、ベース81Dの下面の前側の部分から、下方に突出している。ロッド82Dは、前面の下側部分に、後方に傾斜した傾斜面を有している。つまり、ロッド82Dは、下方に向かう程、厚さ(前後方向の寸法)が小さくなる柱状に形成されている。動作ピン8Dの下端(ロッド82Dの先端)は、前後方向において、可動接触子5と第1固定端子3(第2固定端子4)との間に位置している。
The operating pin 8D is disposed between the case 76 (gas generator 7D) and the movable contact 5 in the vertical direction. The operating pin 8D has a base 81D and a rod 82D. The base 81D is a rectangular plate having a length in the left-right direction and is located at the upper end of the operating pin 8D. The rod 82D is a so-called wedge shape, and its cross-sectional shape is a trapezoid with a right-angled triangle connected to the lower side of a rectangle. The rod 82D protrudes downward from the front part of the lower surface of the base 81D. The rod 82D has an inclined surface inclined backward at the lower part of the front surface. In other words, the rod 82D is formed in a column shape whose thickness (dimension in the front-rear direction) becomes smaller as it goes downward. The lower end of the operating pin 8D (the tip of the rod 82D) is located between the movable contact 5 and the first fixed terminal 3 (second fixed terminal 4) in the front-rear direction.
ロッド82Dは、消弧部材820Dを有している。消弧部材820Dは、珪砂(シリカ)を含有する。消弧部材820Dは、動作ピン8Dのロッド82Dの外周面の少なくとも一部を構成する。具体的には、消弧部材820Dは、ロッド82Dの後面833の一部を構成する。消弧部材820Dは、例えば、ロッド82Dの主構成である樹脂成型部材に埋め込まれている。なお、消弧部材820Dは、ロッド82Dの主構成である樹脂成型部材に貼り付けられていてもよい。
The rod 82D has an arc-extinguishing member 820D. The arc-extinguishing member 820D contains silica sand. The arc-extinguishing member 820D constitutes at least a part of the outer peripheral surface of the rod 82D of the operating pin 8D. Specifically, the arc-extinguishing member 820D constitutes a part of the rear surface 833 of the rod 82D. The arc-extinguishing member 820D is embedded, for example, in a resin molded member that is the main component of the rod 82D. The arc-extinguishing member 820D may be attached to the resin molded member that is the main component of the rod 82D.
収容部9Dは、内部空間(収容室90)を有する矩形箱状に形成されている。収容部9Dの内部空間に、第1固定接点31、第2固定接点41、可動接触子5、接圧ばね14、ケース76、及び動作ピン8Dが収容されている。
The housing section 9D is formed in a rectangular box shape having an internal space (accommodation chamber 90). The first fixed contact 31, the second fixed contact 41, the movable contact 5, the contact pressure spring 14, the case 76, and the operating pin 8D are accommodated in the internal space of the housing section 9D.
本実施形態では、ガス発生器7Dでガスが発生すると、加圧室75内の圧力が上昇し、この上昇した圧力によって動作ピン8Dが下方に押される。動作ピン8Dが下方に移動するにつれて、ロッド82Dが第1可動接点51と第1固定接点31との間に入り込み、可動接触子5を前方に押す(図10参照)。これにより、第1可動接点51が第1固定接点31から引き離され、第2可動接点52が第2固定接点41から引き離される。すなわち、第1固定接点31に接した状態の第1可動接点51は、動作ピン8Dの移動に連動して、第1固定接点31から離れた状態となる。移動後の動作ピン8Dは、可動接触子5と第1固定端子3との間に、物理的に介在することになる。つまり、動作ピン8Dは、電気的に(かつ、物理的に)切り離された第1固定端子3(第1導電部)と可動接触子5(第2導電部)との間に移動する。なお、本実施形態では、可動接触子5が移動する向き(前向き)は、動作ピン8Dが移動する向き(下向き)と直交している。
In this embodiment, when gas is generated in the gas generator 7D, the pressure in the pressurizing chamber 75 rises, and the operating pin 8D is pushed downward by this rising pressure. As the operating pin 8D moves downward, the rod 82D enters between the first movable contact 51 and the first fixed contact 31, and pushes the movable contactor 5 forward (see FIG. 10). As a result, the first movable contact 51 is pulled away from the first fixed contact 31, and the second movable contact 52 is pulled away from the second fixed contact 41. That is, the first movable contact 51 in contact with the first fixed contact 31 is moved away from the first fixed contact 31 in conjunction with the movement of the operating pin 8D. After the movement, the operating pin 8D is physically interposed between the movable contactor 5 and the first fixed terminal 3. That is, the operating pin 8D moves between the first fixed terminal 3 (first conductive part) and the movable contactor 5 (second conductive part), which are electrically (and physically) separated. In this embodiment, the direction in which the movable contact 5 moves (forward) is perpendicular to the direction in which the operating pin 8D moves (downward).
本実施形態においては、動作ピン8Dのベース81Dの上面が、加圧室75内の圧力を受ける第1端831であり、動作ピン8Dのロッド82Dの下端が、可動接触子5を押す第2端832である。
In this embodiment, the upper surface of the base 81D of the operating pin 8D is the first end 831 that receives the pressure in the pressure chamber 75, and the lower end of the rod 82D of the operating pin 8D is the second end 832 that presses the movable contact 5.
ガス発生器7Dで発生したガスの圧力により動作ピン8Dが押されると、消弧部材820Dは、第1固定接点31に対向する。消弧部材820Dの消弧作用により、第1固定接点31と第1可動接点51との間に発生するアークを迅速に消弧することができる。
When the operating pin 8D is pressed by the pressure of the gas generated by the gas generator 7D, the arc-extinguishing member 820D faces the first fixed contact 31. The arc-extinguishing action of the arc-extinguishing member 820D can quickly extinguish the arc that occurs between the first fixed contact 31 and the first movable contact 51.
本実施形態では、ガス発生器7Dで発生するガスのエネルギーを用いて、可動接触子5を第1固定端子3に対して移動させることによって、電路を遮断している。したがって、接点間で発生するアークは、可動接触子5の移動速度と同程度の速度で、急速に引き延ばされて消弧される。これにより、遮断装置1Dは、アークを短時間で消弧させることが可能となり、電流の遮断性能を向上させることが可能となる。
In this embodiment, the energy of the gas generated by the gas generator 7D is used to move the movable contact 5 relative to the first fixed terminal 3, thereby interrupting the electric circuit. Therefore, the arc generated between the contacts is rapidly stretched and extinguished at a speed approximately equal to the moving speed of the movable contact 5. This enables the circuit breaker 1D to extinguish the arc in a short time, improving the current interruption performance.
なお、動作ピン8Dの形状は、図9に示す形状に限られず、例えばロッド82Dのみを備えた形状でもよい。あるいは、ロッド82Dの前後の両面に、下方に向かうにつれて互いに近づくように傾斜する傾斜面を備えていてもよい、また、動作ピン8Dは、三角柱状に形成されていてもよい。もちろん、これらの形状以外の形状であってもよい。
The shape of the operating pin 8D is not limited to the shape shown in FIG. 9, and may be, for example, a shape that includes only the rod 82D. Alternatively, both the front and rear surfaces of the rod 82D may be provided with inclined surfaces that approach each other as they go downward, and the operating pin 8D may be formed in a triangular prism shape. Of course, shapes other than these are also possible.
また、本実施形態では、消弧部材820Dは、ロッド82Dの左端から右端までに亘って設けられているが、例えば、図11に示すように、ロッド82Pの左端付近と右端付近とにのみ消弧部材820Pが設けられていてもよい。つまり、図11の動作ピン8Pのロッド82Pは、消弧部材820Pを2つ有している。消弧部材820D(又は820P)は、第1固定接点31に対向する領域と、第2固定接点41に対向する領域と、第1可動接点51に対向する領域と、第2可動接点52に対向する領域とのうち、少なくとも1つに設けられていればよい。
In addition, in this embodiment, the arc-extinguishing member 820D is provided from the left end to the right end of the rod 82D, but for example, as shown in FIG. 11, the arc-extinguishing member 820P may be provided only near the left end and near the right end of the rod 82P. In other words, the rod 82P of the operating pin 8P in FIG. 11 has two arc-extinguishing members 820P. The arc-extinguishing member 820D (or 820P) may be provided in at least one of the area facing the first fixed contact 31, the area facing the second fixed contact 41, the area facing the first movable contact 51, and the area facing the second movable contact 52.
また、遮断装置1Dは、ガス発生器7D及び動作ピン8Dの組を2組備えていてもよい。この場合、2組のうちの一方の組のガス発生器7D及び動作ピン8Dの動作は、実施形態と同様であり、第1可動接点51を駆動する。他方の組のガス発生器7D及び動作ピン8Dは、第2可動接点52を駆動する。すなわち、ガス発生器7Dでガスが発生すると、動作ピン8Dが下方に押され、ロッド82Dが第2可動接点52と第2固定接点41との間に入り込み、可動接触子5を前方に押す。これにより、第2可動接点52が第2固定接点41から引き離される。
The interrupter 1D may also have two sets of gas generators 7D and operating pins 8D. In this case, the operation of the gas generators 7D and operating pins 8D of one of the two sets is the same as in the embodiment, and drives the first movable contact 51. The gas generators 7D and operating pins 8D of the other set drive the second movable contact 52. That is, when gas is generated in the gas generator 7D, the operating pin 8D is pushed downward, and the rod 82D enters between the second movable contact 52 and the second fixed contact 41, pushing the movable contactor 5 forward. As a result, the second movable contact 52 is pulled away from the second fixed contact 41.
また、遮断装置1Dにおいて、固定接点と可動接点との組の数は、1組であってもよいし、3組以上であってもよい。
In addition, the number of pairs of fixed contacts and movable contacts in the circuit breaker 1D may be one pair, or three or more pairs.
(実施形態2のまとめ)
以上説明した実施形態2から、以下の態様が開示されている。
(Summary of the second embodiment)
The above-described second embodiment discloses the following aspects.
遮断装置1Dでは、第1導電部は、固定接点(第1固定接点31及び第2固定接点41)であることが好ましい。第2導電部は、可動接点(第1可動接点51及び第2可動接点52)であることが好ましい。可動接点は、固定接点とは別体に形成される。可動接点は、固定接点に接した状態と固定接点から離れた状態とのうちいずれかの状態を取る。
In the circuit breaker 1D, the first conductive part is preferably a fixed contact (first fixed contact 31 and second fixed contact 41). The second conductive part is preferably a movable contact (first movable contact 51 and second movable contact 52). The movable contact is formed separately from the fixed contact. The movable contact is in one of two states: in contact with the fixed contact or separated from the fixed contact.
上記の構成によれば、第1導電部と第2導電部とを含む導電部材を破断する場合と比較して、第1導電部と第2導電部とを電気的に切り離すために要する力の大きさを低減できる。
The above configuration reduces the amount of force required to electrically separate the first conductive part and the second conductive part compared to breaking a conductive member including the first conductive part and the second conductive part.
また、遮断装置1Dは、固定接点(第1固定接点31及び第2固定接点41)を複数備えることが好ましい。遮断装置1Dは、可動接点(第1可動接点51及び第2可動接点52)を複数備えることが好ましい。複数の可動接点の各々は、複数の固定接点のうち対応する固定接点に接した状態と対応する固定接点から離れた状態とのうちいずれかの状態を取る。動作ピン8Dは、電気的に切り離された複数の可動接点の各々と対応する固定接点との間に移動することが好ましい。
The interrupter 1D preferably includes a plurality of fixed contacts (first fixed contact 31 and second fixed contact 41). The interrupter 1D preferably includes a plurality of movable contacts (first movable contact 51 and second movable contact 52). Each of the plurality of movable contacts is in either a state of contacting a corresponding one of the plurality of fixed contacts or a state of being separated from the corresponding fixed contact. The operating pin 8D preferably moves between each of the plurality of electrically separated movable contacts and the corresponding fixed contact.
上記の構成によれば、複数の固定接点(第1固定接点31及び第2固定接点41)及び複数の可動接点(第1可動接点51及び第2可動接点52)を含む電路に印加される電圧が、複数の固定接点(複数の可動接点)において分圧される。これにより、電路の遮断性能の向上を図ることができる。
According to the above configuration, the voltage applied to the electrical circuit including the multiple fixed contacts (first fixed contact 31 and second fixed contact 41) and multiple movable contacts (first movable contact 51 and second movable contact 52) is divided among the multiple fixed contacts (multiple movable contacts). This improves the interruption performance of the electrical circuit.
(実施形態3)
次に、実施形態3に係る遮断装置1Eについて、図12、13を用いて説明する。実施形態2と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 3)
Next, a blocking device 1E according to a third embodiment will be described with reference to Figs. 12 and 13. The same components as those in the second embodiment will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
本実施形態の遮断装置1Eは、実施形態2の遮断装置1Dと同様に、第1固定端子3、第2固定端子4及び可動接触子5を備えている。ガス発生器7Eでガスが発生すると、動作ピン8Eが可動接触子5を移動させ、可動接触子5の可動接点は固定接点から離れる。また、ガス発生器7Eでガスが発生していない場合に、電磁石装置6で発生する電磁力により、可動接点は固定接点に接触した状態と、固定接点から離れた状態とに相互に切り替わる。以下、より詳細に説明する。
The circuit breaker 1E of this embodiment, like the circuit breaker 1D of embodiment 2, is equipped with a first fixed terminal 3, a second fixed terminal 4, and a movable contact 5. When gas is generated in the gas generator 7E, the operating pin 8E moves the movable contact 5, and the movable contact of the movable contact 5 moves away from the fixed contact. When gas is not generated in the gas generator 7E, the electromagnetic force generated by the electromagnet device 6 causes the movable contact to alternate between a state in which it is in contact with the fixed contact and a state in which it is away from the fixed contact. This will be explained in more detail below.
遮断装置1Eは、電磁石装置6(駆動部)と、保持部15と、シャフト16と、を備えている。
The interrupter device 1E includes an electromagnetic device 6 (drive unit), a holding unit 15, and a shaft 16.
電磁石装置6は、励磁コイル61と、コイルボビン62と、可動鉄心63と、継鉄64と、復帰ばね65と、円筒部材66と、固定鉄心67と、を備えている。
The electromagnet device 6 includes an excitation coil 61, a coil bobbin 62, a movable core 63, a yoke 64, a return spring 65, a cylindrical member 66, and a fixed core 67.
コイルボビン62は、樹脂等の非磁性の材料から形成されている。コイルボビン62は、2つの鍔部621、622と、巻胴部623と、を有している。巻胴部623は、中空の筒状である。巻胴部623の軸方向は、前後方向に沿っている。巻胴部623には、励磁コイル61が巻かれている。励磁コイル61は、通電により磁束を発生させる。鍔部621は、巻胴部623の後端から、巻胴部623の径方向における外向きに延びている。鍔部622は、巻胴部623の前端から、巻胴部623の径方向における外向きに延びている。
The coil bobbin 62 is made of a non-magnetic material such as resin. The coil bobbin 62 has two flanges 621, 622 and a winding drum 623. The winding drum 623 is hollow and tubular. The axial direction of the winding drum 623 is along the front-to-rear direction. An excitation coil 61 is wound around the winding drum 623. The excitation coil 61 generates a magnetic flux when electricity is applied. The flange 621 extends outward from the rear end of the winding drum 623 in the radial direction of the winding drum 623. The flange 622 extends outward from the front end of the winding drum 623 in the radial direction of the winding drum 623.
円筒部材66は、後端が開口した有底円筒状の筒部661と、筒部661の後端から径方向の外向きに延びる鍔部662と、を有している。円筒部材66は、コイルボビン62の巻胴部623内に収容されている。鍔部662は、コイルボビン62の鍔部621の後面上に配置されている。
The cylindrical member 66 has a cylindrical tube portion 661 with a bottom that is open at the rear end, and a flange portion 662 that extends radially outward from the rear end of the tube portion 661. The cylindrical member 66 is housed in the winding body portion 623 of the coil bobbin 62. The flange portion 662 is disposed on the rear surface of the flange portion 621 of the coil bobbin 62.
可動鉄心63は、磁性材料により形成されている。可動鉄心63の形状は、円柱状である。可動鉄心63は、円筒部材66の筒部661内に収容されている。本実施形態では、可動鉄心63の中心に貫通孔が形成されており、貫通孔にシャフト16が通されている。可動鉄心63とシャフト16とは、連結されている。なお、可動鉄心63は、貫通孔を備える代わりに、その後面に、シャフト16の前端が挿入されて結合される凹所を備えていてもよい。可動鉄心63は、励磁コイル61が通電されると、固定鉄心67との間に生じる磁気吸引力によって固定鉄心67に引かれて、後方へ移動する。一方、可動鉄心63は、励磁コイル61への通電が停止されると、復帰ばね65のばね力によって前方へ移動する。
The movable core 63 is made of a magnetic material. The movable core 63 is cylindrical. The movable core 63 is housed in the tube portion 661 of the cylindrical member 66. In this embodiment, a through hole is formed in the center of the movable core 63, and the shaft 16 passes through the through hole. The movable core 63 and the shaft 16 are connected. Instead of having a through hole, the movable core 63 may have a recess on its rear surface into which the front end of the shaft 16 is inserted and coupled. When the excitation coil 61 is energized, the movable core 63 is attracted to the fixed core 67 by the magnetic attraction force generated between the movable core 63 and the fixed core 67 and moves backward. On the other hand, when the energization of the excitation coil 61 is stopped, the movable core 63 moves forward by the spring force of the return spring 65.
継鉄64は、磁性材料により形成されている。継鉄64は、固定鉄心67及び可動鉄心63とともに、励磁コイル61の通電時に生じる磁束が通る磁気回路を形成する。継鉄64は、第1の継鉄板641と、第2の継鉄板642とを備えている。
The yoke 64 is made of a magnetic material. Together with the fixed core 67 and the movable core 63, the yoke 64 forms a magnetic circuit through which the magnetic flux generated when the exciting coil 61 is energized passes. The yoke 64 includes a first yoke plate 641 and a second yoke plate 642.
第1の継鉄板641の形状は、前後に沿った厚さを有する矩形板状である。第1の継鉄板641は、可動接触子5と励磁コイル61との間に配置されている。第1の継鉄板641の略中央には、挿通孔644が形成されている。挿通孔644には固定鉄心67が通されており、固定鉄心67は第1の継鉄板641に固定されている。
The first yoke plate 641 is shaped like a rectangular plate with a thickness along the front and rear. The first yoke plate 641 is disposed between the movable contact 5 and the excitation coil 61. An insertion hole 644 is formed in approximately the center of the first yoke plate 641. The fixed core 67 passes through the insertion hole 644, and the fixed core 67 is fixed to the first yoke plate 641.
第2の継鉄板642の形状は、前後に沿った厚さを有する矩形板状である。第2の継鉄板642は、励磁コイル61の前側に配置されている。第2の継鉄板642の略中央には、貫通孔645が形成されている。貫通孔645には、円筒部材66が通されている。
The second yoke plate 642 is shaped like a rectangular plate having a thickness along the front and rear. The second yoke plate 642 is disposed in front of the excitation coil 61. A through hole 645 is formed in approximately the center of the second yoke plate 642. A cylindrical member 66 is passed through the through hole 645.
固定鉄心67は、磁性材料から形成されている。固定鉄心67は、後端に鍔部671を有する円筒状である。固定鉄心67は、軸方向に貫通する貫通孔672を有している。固定鉄心67の貫通孔672に、シャフト16が通されている。固定鉄心67は、その前面の中央に、後方へ凹んだ凹所673を有している。固定鉄心67の後端は、第1の継鉄板641の略中央の挿通孔644内に配置されている。固定鉄心67の残りの部分は、円筒部材66の筒部661内に配置されている。固定鉄心67の鍔部671は、例えばろう付けによって、第1の継鉄板641に接合されている。
The fixed core 67 is made of a magnetic material. The fixed core 67 is cylindrical with a flange 671 at the rear end. The fixed core 67 has a through hole 672 that penetrates in the axial direction. The shaft 16 passes through the through hole 672 of the fixed core 67. The fixed core 67 has a recess 673 that is recessed rearward in the center of its front surface. The rear end of the fixed core 67 is disposed in an insertion hole 644 in the approximate center of the first yoke plate 641. The remaining part of the fixed core 67 is disposed in the tube portion 661 of the cylindrical member 66. The flange 671 of the fixed core 67 is joined to the first yoke plate 641 by, for example, brazing.
復帰ばね65は、例えば、圧縮コイルばねである。復帰ばね65の中に、シャフト16が通されている。復帰ばね65は、前後軸に沿って伸縮可能に、固定鉄心67の凹所673の中に配置されている。復帰ばね65の伸縮方向の第1端(後端)は、固定鉄心67の凹所673の底面に接触しており、第2端(前端)は、可動鉄心63の後面に接触している。復帰ばね65は、所定方向(前後方向)に沿って、可動鉄心63に対して前向きの力を与える。
The return spring 65 is, for example, a compression coil spring. The shaft 16 is passed through the return spring 65. The return spring 65 is arranged in the recess 673 of the fixed iron core 67 so as to be expandable and contractable along the front-to-rear axis. The first end (rear end) of the return spring 65 in the expansion and contraction direction is in contact with the bottom surface of the recess 673 of the fixed iron core 67, and the second end (front end) is in contact with the rear surface of the movable iron core 63. The return spring 65 applies a forward force to the movable iron core 63 along a predetermined direction (front-to-rear direction).
保持部15は、ホルダ151と、接圧ばね152と、を備えている。
The holding portion 15 includes a holder 151 and a contact pressure spring 152.
ホルダ151は、上下の両面が開口した矩形筒状であって、可動接触子5が後板1511と前板1512との間に位置するように可動接触子5と組み合わされている。ホルダ151の前板1512の前面には、シャフト16の後端部が固定されている。ホルダ151の前板1512の後面の中央には、円柱状の突部1513が形成されている。
The holder 151 is a rectangular cylinder with both top and bottom open, and is combined with the movable contact 5 so that the movable contact 5 is positioned between the rear plate 1511 and the front plate 1512. The rear end of the shaft 16 is fixed to the front surface of the front plate 1512 of the holder 151. A cylindrical protrusion 1513 is formed in the center of the rear surface of the front plate 1512 of the holder 151.
接圧ばね152は、例えば圧縮コイルばねである。接圧ばね152は、ホルダ151の前板1512の後面と可動接触子5の前端との間に配置されている。接圧ばね152の後端は、可動接触子5の前面に形成された円柱状の突部に嵌まっている。接圧ばね152の前端は、ホルダ151の前板1512に形成された突部1513に嵌まっている。接圧ばね152は、可動接触子5に対して後向きの力を与える。
The contact pressure spring 152 is, for example, a compression coil spring. The contact pressure spring 152 is disposed between the rear surface of the front plate 1512 of the holder 151 and the front end of the movable contact 5. The rear end of the contact pressure spring 152 fits into a cylindrical protrusion formed on the front surface of the movable contact 5. The front end of the contact pressure spring 152 fits into a protrusion 1513 formed on the front plate 1512 of the holder 151. The contact pressure spring 152 applies a rearward force to the movable contact 5.
シャフト16の形状は、丸棒状である。シャフト16は、所定方向(前後方向)に沿って延びている。シャフト16の前端は、電磁石装置6の可動鉄心63に結合されている。シャフト16の後端は、保持部15におけるホルダ151の前板1512に結合されている。
The shaft 16 is shaped like a round bar. The shaft 16 extends in a predetermined direction (front-rear direction). The front end of the shaft 16 is connected to the movable iron core 63 of the electromagnet device 6. The rear end of the shaft 16 is connected to the front plate 1512 of the holder 151 in the holding portion 15.
シャフト16は、電磁石装置6によって、軸方向に沿って(前後方向に)動かされる。シャフト16は、電磁石装置6と保持部15とを連結する。シャフト16は、電磁石装置6における可動鉄心63の動きを、保持部15に伝達する。
The shaft 16 is moved axially (in the front-to-back direction) by the electromagnet device 6. The shaft 16 connects the electromagnet device 6 and the holding part 15. The shaft 16 transmits the movement of the movable iron core 63 in the electromagnet device 6 to the holding part 15.
ガス発生器7Eの構成は、実施形態2のガス発生器7Dと同じである。動作ピン8Eの構成は、実施形態2の動作ピン8Dと同じである。すなわち、実施形態2と同様に、ガス発生器7Eが通電されると、動作ピン8Eは、第1固定端子3(第1導電部)と可動接触子5(第2導電部)との間に移動する。これにより、可動接触子5は、第1固定接点31及び第2固定接点41から離れた位置へ移動する。
The configuration of the gas generator 7E is the same as that of the gas generator 7D of embodiment 2. The configuration of the operating pin 8E is the same as that of the operating pin 8D of embodiment 2. That is, similar to embodiment 2, when the gas generator 7E is energized, the operating pin 8E moves between the first fixed terminal 3 (first conductive part) and the movable contactor 5 (second conductive part). As a result, the movable contactor 5 moves to a position away from the first fixed contact 31 and the second fixed contact 41.
次に、電磁石装置6で発生する電磁力により可動接触子5が移動する場合について説明する。ここでは、ガス発生器7Eは通電されていないとする。図13は、電磁石装置6の励磁コイル61に通電されていない場合における遮断装置1Eの状態(以下、「オフ状態」という)を示している。オフ状態では、可動鉄心63と固定鉄心67との間に磁気吸引力が生じないため、可動鉄心63は、復帰ばね65からの前向きの力によって押されて、固定鉄心67から離れた非励磁位置に位置している。このとき、シャフト16は、可動鉄心63の移動に連動して前方に移動し、シャフト16に結合された保持部15も、前方に移動している。可動接触子5は、シャフト16に結合されている保持部15(ホルダ151の後板1511)によって、前方へ移動し、かつ、後方への移動が規制されている。これにより、第1可動接点51が第1固定接点31から離れて位置し、第2可動接点52(図10参照)が第2固定接点32(図10参照)から離れて位置する。このオフ状態では、第1固定接点31と第2固定接点41との間は非導通となる。すなわち、第1固定接点31と第2固定接点41とが電気的に切り離される。可動鉄心63の位置は、例えば、復帰ばね65が伸びきったときの位置に保たれる。
Next, a case where the movable contact 5 moves due to the electromagnetic force generated by the electromagnet device 6 will be described. Here, it is assumed that the gas generator 7E is not energized. FIG. 13 shows the state of the circuit breaker 1E when the excitation coil 61 of the electromagnet device 6 is not energized (hereinafter referred to as the "off state"). In the off state, since no magnetic attraction force is generated between the movable iron core 63 and the fixed iron core 67, the movable iron core 63 is pushed by the forward force from the return spring 65 and is located in a non-excited position away from the fixed iron core 67. At this time, the shaft 16 moves forward in conjunction with the movement of the movable iron core 63, and the holding part 15 connected to the shaft 16 also moves forward. The movable contact 5 moves forward and is restricted from moving backward by the holding part 15 (rear plate 1511 of the holder 151) connected to the shaft 16. As a result, the first movable contact 51 is positioned away from the first fixed contact 31, and the second movable contact 52 (see FIG. 10) is positioned away from the second fixed contact 32 (see FIG. 10). In this OFF state, the first fixed contact 31 and the second fixed contact 41 are not electrically connected. In other words, the first fixed contact 31 and the second fixed contact 41 are electrically disconnected. The position of the movable core 63 is maintained, for example, in the position when the return spring 65 is fully extended.
図12は、電磁石装置6の励磁コイル61が通電されている場合における遮断装置1Eの状態(以下、「オン状態」という)を示している。オン状態では、可動鉄心63と固定鉄心67との間に磁気吸引力が生じるため、可動鉄心63は、復帰ばね65のばね力に抗して後方に引き寄せられ、固定鉄心67に接する励磁位置に位置する。このとき、可動鉄心63の移動に連動して、シャフト16及び保持部15が後方に移動する。そのため、可動接触子5では、保持部15(ホルダ151の後板1511)による後方への移動規制が解除される。可動接触子5は、接圧ばね152のばね力によって後方に移動する。その結果、第1可動接点51が第1固定接点31に接触し、第2可動接点52(図10参照)が第2固定接点32(図10参照)に接触する。このオン状態では、第1固定接点31と第2固定接点41とが可動接触子5を介して導通する。
Figure 12 shows the state of the circuit breaker 1E when the excitation coil 61 of the electromagnet device 6 is energized (hereinafter referred to as the "on state"). In the on state, a magnetic attraction force is generated between the movable core 63 and the fixed core 67, so that the movable core 63 is pulled backward against the spring force of the return spring 65 and is located at the excited position in contact with the fixed core 67. At this time, the shaft 16 and the holding part 15 move backward in conjunction with the movement of the movable core 63. Therefore, the movable contactor 5 is released from the restriction of the backward movement by the holding part 15 (rear plate 1511 of the holder 151). The movable contactor 5 moves backward by the spring force of the contact pressure spring 152. As a result, the first movable contact 51 contacts the first fixed contact 31, and the second movable contact 52 (see Figure 10) contacts the second fixed contact 32 (see Figure 10). In this on state, the first fixed contact 31 and the second fixed contact 41 are electrically connected via the movable contact 5.
ガス発生器7Eで発生するガスの圧力により可動接触子5が移動する場合は、電磁石装置6で発生する電磁力により可動接触子5が移動する場合と比較して、可動接触子5の移動速度が速い。そのため、ガス発生器7Eがガスを発生させると、可動接触子5は第1固定接点31及び第2固定接点41から比較的高速で離れ、第1固定接点31及び第2固定接点41の間の電路が遮断される。つまり、遮断装置1Eの状態がオフ状態とオン状態とのいずれの状態であっても、ガス発生器7Eに通電して動作ピン8Eを第1固定接点31及び第1可動接点51の間に移動させることができる。そのため、遮断装置1Eは、電路に大きな電流が流れている場合であっても、速やかに電路を遮断することが可能となる。
When the movable contact 5 moves due to the pressure of the gas generated by the gas generator 7E, the moving speed of the movable contact 5 is faster than when the movable contact 5 moves due to the electromagnetic force generated by the electromagnet device 6. Therefore, when the gas generator 7E generates gas, the movable contact 5 moves away from the first fixed contact 31 and the second fixed contact 41 at a relatively high speed, and the electric path between the first fixed contact 31 and the second fixed contact 41 is interrupted. In other words, whether the state of the circuit breaker 1E is the off state or the on state, the gas generator 7E can be energized to move the operating pin 8E between the first fixed contact 31 and the first movable contact 51. Therefore, the circuit breaker 1E can quickly interrupt the electric path even when a large current flows through the electric path.
なお、可動接触子5を移動させる駆動部として、電磁石装置6に代えて、作業者の手動操作に応じて可動接触子5を駆動させる機構(レバー等のアクチュエータ)を用いてもよい。
In addition, instead of the electromagnet device 6, a mechanism (actuator such as a lever) that drives the movable contact 5 in response to manual operation by an operator may be used as the driving unit that moves the movable contact 5.
(実施形態3のまとめ)
以上説明した実施形態3から、以下の態様が開示されている。
(Summary of the third embodiment)
The above-described third embodiment discloses the following aspects.
遮断装置1Eは、駆動部(電磁石装置6)を更に備えることが好ましい。駆動部は、動作ピン8Eとは別体に形成される。駆動部は、可動接点(第1可動接点51及び第2可動接点52)を固定接点(第1固定接点31及び第2固定接点41)に接した状態と固定接点から離れた状態との間で移動させる。
The circuit breaker 1E preferably further includes a drive unit (electromagnet device 6). The drive unit is formed separately from the operating pin 8E. The drive unit moves the movable contacts (first movable contact 51 and second movable contact 52) between a state in contact with the fixed contacts (first fixed contact 31 and second fixed contact 41) and a state away from the fixed contacts.
上記の構成によれば、動作ピン8Eを固定接点と可動接点との間に移動させていない場合に、遮断装置1Eを、固定接点及び可動接点が開極及び閉極するリレーとして用いることができる。
According to the above configuration, when the operating pin 8E is not moved between the fixed contact and the movable contact, the circuit breaker 1E can be used as a relay in which the fixed contact and the movable contact are opened and closed.
(実施形態4)
次に、実施形態4に係る遮断装置1Fについて、図14~16を用いて説明する。実施形態1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 4)
Next, a shutoff device 1F according to a fourth embodiment will be described with reference to Figures 14 to 16. The same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
本実施形態の遮断装置1Fは、接点装置2Fと、動作ピン8Fと、ガス発生器7と、を備えている。遮断装置1Fは、収容部9F(ハウジング)を更に備えている。
The circuit breaker 1F of this embodiment includes a contact device 2F, an operating pin 8F, and a gas generator 7. The circuit breaker 1F further includes a housing 9F.
接点装置2Fは、導電性の固定部材3Fと、導電性の可動部材5Fと、を備えている。固定部材3Fは、固定接点31F(第1導電部)を有する。可動部材5Fは、固定接点31Fに接触する可動接点51F(第2導電部)を有する。可動部材5Fは、固定部材3Fとは別体に形成される。固定部材3F及び可動部材5Fは、電路の一部を構成する。固定部材3F及び可動部材5Fを含む電路に過電流等の異常電流が流れると、遮断装置1Fに接続された制御部がこの異常電流を検知し、ガス発生器7のピン電極72に通電して、ガス発生器7で燃料74が燃焼させられてガスが発生する。動作ピン8Fは、ガス発生器7で発生したガスの圧力により駆動される。すると、可動部材5Fが動作ピン8Fにより移動させられて、固定部材3Fから離れる。これにより、電路が遮断される。
The contact device 2F includes a conductive fixed member 3F and a conductive movable member 5F. The fixed member 3F has a fixed contact 31F (first conductive part). The movable member 5F has a movable contact 51F (second conductive part) that contacts the fixed contact 31F. The movable member 5F is formed separately from the fixed member 3F. The fixed member 3F and the movable member 5F form part of an electric circuit. When an abnormal current such as an overcurrent flows through an electric circuit including the fixed member 3F and the movable member 5F, a control unit connected to the interrupter 1F detects the abnormal current and energizes the pin electrode 72 of the gas generator 7, causing the fuel 74 to burn in the gas generator 7 and generate gas. The operating pin 8F is driven by the pressure of the gas generated by the gas generator 7. Then, the movable member 5F is moved by the operating pin 8F and moves away from the fixed member 3F. This interrupts the electric circuit.
接点装置2Fは、第1のマスク4Fと第2のマスク6Fとを備えている。第1のマスク4Fと第2のマスク6Fとはそれぞれ、電気絶縁性を有している。接点装置2Fは、第1のマスク4Fと第2のマスク6Fとの両方を備えていることに限定されず、第2のマスク6Fのみを備えていてもよい。
The contact device 2F includes a first mask 4F and a second mask 6F. The first mask 4F and the second mask 6F each have electrical insulation properties. The contact device 2F is not limited to including both the first mask 4F and the second mask 6F, and may include only the second mask 6F.
第1のマスク4F及び第2のマスク6Fは、例えば、樹脂により形成されている。第1のマスク4Fは、固定部材3Fの一部を覆っている。第2のマスク6Fは、可動部材5Fの一部を覆っている。後述するように、第1のマスク4F及び第2のマスク6Fは、固定部材3Fと可動部材5Fとの間のアークを構成する粒子の放出及び生成を制限する。アークを構成する粒子とは、例えば、電子、金属蒸気及びプラズマ粒子である。また、第2のマスク6Fは、中間部材として機能する。ここでの中間部材は、第2状態(後述する)を生じるように、ガス発生器7に駆動された動作ピン8Fに押されて可動部材5Fを移動させる部材である。また、第1のマスク4Fは、固定部材3Fに固定される。ただし、第1のマスク4Fは、固定部材3Fではなく収容部9Fに固定されてもよい。第2のマスク6Fは、可動部材5Fに固定される。
The first mask 4F and the second mask 6F are formed of, for example, resin. The first mask 4F covers a part of the fixed member 3F. The second mask 6F covers a part of the movable member 5F. As described later, the first mask 4F and the second mask 6F limit the emission and generation of particles that constitute the arc between the fixed member 3F and the movable member 5F. The particles that constitute the arc are, for example, electrons, metal vapor, and plasma particles. The second mask 6F also functions as an intermediate member. The intermediate member here is a member that is pushed by the operating pin 8F driven by the gas generator 7 to move the movable member 5F so as to generate the second state (described later). The first mask 4F is also fixed to the fixed member 3F. However, the first mask 4F may be fixed to the housing portion 9F instead of the fixed member 3F. The second mask 6F is fixed to the movable member 5F.
接点装置2Fは、規制部(保持力生成部)20Fを更に備えている。規制部(保持力生成部)20Fは、固定部材3Fから離れる向きの可動部材5Fの移動を規制する。本実施形態では、規制部20Fは、可動接点51Fが固定接点31Fに接触する状態を維持する保持力を提供する。ここでの規制部20Fは、可動接点51Fが固定接点31Fに接触する向きに可動部材5Fに弾性力を与える弾性部としての接圧ばね21Fを、備えている。言い換えれば、接圧ばね21Fの弾性力は、可動接点51Fが固定接点31Fに接触する状態を維持する保持力である。第1のマスク4F、第2のマスク6F及び接圧ばね21Fは、収容部9Fに収容されている。
The contact device 2F further includes a restricting portion (holding force generating portion) 20F. The restricting portion (holding force generating portion) 20F restricts the movement of the movable member 5F in a direction away from the fixed member 3F. In this embodiment, the restricting portion 20F provides a holding force that maintains the movable contact 51F in contact with the fixed contact 31F. The restricting portion 20F here includes a contact pressure spring 21F as an elastic portion that applies an elastic force to the movable member 5F in a direction in which the movable contact 51F contacts the fixed contact 31F. In other words, the elastic force of the contact pressure spring 21F is a holding force that maintains the movable contact 51F in contact with the fixed contact 31F. The first mask 4F, the second mask 6F, and the contact pressure spring 21F are housed in the housing portion 9F.
固定部材3Fは、固定接点31Fと、固定片32Fと、を有している。固定接点31Fと固定片32Fとは、収容部9Fに収容されている。固定接点31Fは、例えば、銅又は銀等を材料として形成されている。固定接点31Fは、リベット状である。固定接点31Fは、円盤状の頭部311Fと、頭部311Fから突出した軸部312Fとを含む。固定片32Fは、板状である。固定接点31Fは、固定片32Fに設けられている。より詳細には、固定接点31Fは、固定片32Fにかしめにより取り付けられている。すなわち、固定片32Fに形成された貫通孔に固定接点31Fの軸部312Fが通された状態で、軸部312Fの先端が潰されることで、固定接点31Fが固定片32Fに取り付けられている。
The fixed member 3F has a fixed contact 31F and a fixed piece 32F. The fixed contact 31F and the fixed piece 32F are housed in the housing 9F. The fixed contact 31F is formed of, for example, copper or silver. The fixed contact 31F is rivet-shaped. The fixed contact 31F includes a disk-shaped head 311F and a shaft 312F protruding from the head 311F. The fixed piece 32F is plate-shaped. The fixed contact 31F is provided on the fixed piece 32F. More specifically, the fixed contact 31F is attached to the fixed piece 32F by crimping. That is, the shaft 312F of the fixed contact 31F is inserted through a through hole formed in the fixed piece 32F, and the tip of the shaft 312F is crushed, so that the fixed contact 31F is attached to the fixed piece 32F.
可動部材5Fは、固定部材3Fとは別体に形成されている。可動部材5Fは、可動接点51Fと、可動片52Fと、を有している。収容部9Fは、可動接点51Fと可動片52Fとを収容している。可動接点51Fは、例えば、銅又は銀等を材料として形成されている。可動接点51Fは、リベット状である。可動接点51Fは、半球状の頭部511Fと、頭部511Fから突出した軸部512Fとを含む。可動片52Fは、板状である。可動接点51Fは、可動片52Fに設けられている。より詳細には、可動接点51Fは、可動片52Fにかしめにより取り付けられている。すなわち、可動片52Fに形成された貫通孔に可動接点51Fの軸部512Fが通された状態で、軸部512Fの先端がかしめられることで、可動接点51Fが可動片52Fに取り付けられている。
The movable member 5F is formed separately from the fixed member 3F. The movable member 5F has a movable contact 51F and a movable piece 52F. The housing portion 9F houses the movable contact 51F and the movable piece 52F. The movable contact 51F is formed of, for example, copper or silver. The movable contact 51F is rivet-shaped. The movable contact 51F includes a hemispherical head 511F and a shaft portion 512F protruding from the head 511F. The movable piece 52F is plate-shaped. The movable contact 51F is provided on the movable piece 52F. More specifically, the movable contact 51F is attached to the movable piece 52F by crimping. That is, the movable contact 51F is attached to the movable piece 52F by crimping the tip of the shaft portion 512F with the shaft portion 512F of the movable contact 51F passing through a through hole formed in the movable piece 52F.
可動接点51Fは、固定接点31Fに接した状態と固定接点31Fから離れた状態とのうちいずれかの状態を取る。
The movable contact 51F is in one of two states: in contact with the fixed contact 31F, or separated from the fixed contact 31F.
なお、固定接点31Fと固定部材3Fとは一体の部材として構成されてもよいし、固定接点31Fは固定部材3Fの一部で構成されてもよい。可動接点51Fと可動部材5Fとは一体の部材として構成されてもよいし、可動接点51Fは可動部材5Fの一部で構成されてもよい。
The fixed contact 31F and the fixed member 3F may be configured as an integral member, or the fixed contact 31F may be configured as part of the fixed member 3F. The movable contact 51F and the movable member 5F may be configured as an integral member, or the movable contact 51F may be configured as part of the movable member 5F.
また、固定接点31F及び可動接点51Fはそれぞれ、単数であってもよいし、複数であってもよい。固定接点31Fが複数の場合に、複数の固定接点31Fは、動作ピン8Fの進行方向に並んで設けられてもよいし、動作ピン8Fの進行方向と、固定片32Fと可動片52Fとの対向方向と、に対して直交する方向に並んで設けられてもよい。可動接点51Fが複数の場合に、複数の可動接点51Fは、動作ピン8Fの進行方向に並んで設けられてもよいし、動作ピン8Fの進行方向と、固定片32Fと可動片52Fとの対向方向と、に対して直交する方向に並んで設けられてもよい。
Furthermore, the fixed contact 31F and the movable contact 51F may each be singular or plural. When there are plural fixed contacts 31F, the multiple fixed contacts 31F may be arranged side by side in the moving direction of the operating pin 8F, or may be arranged side by side in a direction perpendicular to the moving direction of the operating pin 8F and the opposing direction of the fixed piece 32F and the movable piece 52F. When there are plural movable contacts 51F, the multiple movable contacts 51F may be arranged side by side in the moving direction of the operating pin 8F, or may be arranged side by side in a direction perpendicular to the moving direction of the operating pin 8F and the opposing direction of the fixed piece 32F and the movable piece 52F.
ガス発生器7は、動作ピン8Fを駆動し、動作ピン8Fを固定接点31Fと可動接点51Fとの間に挿入する。これにより、図15、16に示すように、可動接点51Fが固定接点31Fから離れる。可動接点51Fの進行方向は、動作ピン8Fの進行方向と交差する。より詳細には、可動接点51Fの進行方向(固定接点31Fからの開離方向)は、動作ピン8Fの進行方向と直交する。
The gas generator 7 drives the operating pin 8F, inserting it between the fixed contact 31F and the movable contact 51F. As a result, as shown in Figures 15 and 16, the movable contact 51F moves away from the fixed contact 31F. The direction of movement of the movable contact 51F intersects with the direction of movement of the operating pin 8F. More specifically, the direction of movement of the movable contact 51F (the direction of separation from the fixed contact 31F) is perpendicular to the direction of movement of the operating pin 8F.
なお、動作ピン8Fが固定接点31Fと可動接点51Fとの間に挿入されていない状態では、接圧ばね21Fの弾性力により、可動接点51Fが固定接点31Fに接した状態が保たれる(図14参照)。
When the operating pin 8F is not inserted between the fixed contact 31F and the movable contact 51F, the elastic force of the contact pressure spring 21F keeps the movable contact 51F in contact with the fixed contact 31F (see Figure 14).
第1のマスク4Fは、固定部材3Fの表面の領域のうち、可動部材5Fに対向する領域の少なくとも一部に設けられている。つまり、第1のマスク4Fは、固定部材3Fの一部を覆っている。本実施形態では、第1のマスク4Fは、第1の開口部410Fを有しており、固定接点31Fの頭部311Fは、第1の開口部410Fの内側に配置されている。また、第1のマスク4Fは、固定部材3Fに接している。
The first mask 4F is provided on at least a portion of the surface area of the fixed member 3F that faces the movable member 5F. In other words, the first mask 4F covers a portion of the fixed member 3F. In this embodiment, the first mask 4F has a first opening 410F, and the head 311F of the fixed contact 31F is disposed inside the first opening 410F. In addition, the first mask 4F is in contact with the fixed member 3F.
第2のマスク6Fは、可動部材5Fの表面の領域のうち、固定部材3Fに対向する領域の少なくとも一部に設けられている。つまり、第2のマスク6Fは、可動部材5Fの一部を覆っている。本実施形態では、第2のマスク6Fは、第2の開口部610Fを有しており、可動接点51Fの頭部511Fは、第2の開口部610Fの内側に配置されている。
The second mask 6F is provided on at least a portion of the surface area of the movable member 5F that faces the fixed member 3F. In other words, the second mask 6F covers a portion of the movable member 5F. In this embodiment, the second mask 6F has a second opening 610F, and the head 511F of the movable contact 51F is disposed inside the second opening 610F.
図14に示すように、接点装置2Fは、端子部22Fと、編組線23Fと、を更に備えている。固定部材3Fは、端子部33Fを更に有している。
As shown in FIG. 14, the contact device 2F further includes a terminal portion 22F and a braided wire 23F. The fixing member 3F further includes a terminal portion 33F.
端子部22F、33Fは、板状である。端子部22F、33Fは、収容部9Fの第1ボディ91と第2ボディ95Fとの間に通されており、収容部9Fの外部へ突出している。端子部22Fは、編組線23Fを介して可動片52Fに電気的に接続されている。端子部33Fは、固定片32Fと一体に形成されている。
The terminals 22F and 33F are plate-shaped. The terminals 22F and 33F are passed between the first body 91 and the second body 95F of the housing 9F and protrude to the outside of the housing 9F. The terminal 22F is electrically connected to the movable piece 52F via the braided wire 23F. The terminal 33F is formed integrally with the fixed piece 32F.
端子部33Fから固定片32F、固定接点31F、可動接点51F、可動片52F、編組線23F及び端子部22Fに至る経路は、電路の一部を構成する。可動接点51Fが固定接点31Fから離れることで、電路が遮断される。
The path from the terminal portion 33F to the fixed piece 32F, the fixed contact 31F, the movable contact 51F, the movable piece 52F, the braided wire 23F, and the terminal portion 22F constitutes part of the electrical circuit. When the movable contact 51F moves away from the fixed contact 31F, the electrical circuit is interrupted.
可動接点51Fが固定接点31Fに接して電路が構成されており、かつ電路に電流が流れているとき、固定接点31Fと可動接点51Fとの間には、電磁反発力が作用する。電磁反発力は、可動接点51Fが固定接点31Fから開離するように作用する。電路に流れる電流が大きいほど電磁反発力は大きくなる。
When the movable contact 51F is in contact with the fixed contact 31F to form an electric circuit and a current flows through the electric circuit, an electromagnetic repulsive force acts between the fixed contact 31F and the movable contact 51F. The electromagnetic repulsive force acts to separate the movable contact 51F from the fixed contact 31F. The greater the current flowing through the electric circuit, the greater the electromagnetic repulsive force.
上記のように、本実施形態の遮断装置1Fは、規制部20Fとしての接圧ばね21Fを備えている。規制部20Fは、可動接点51Fが固定接点31Fに接触する状態を維持する保持力を可動部材5Fに与えて、固定部材3Fから離れる向きの可動部材5Fの移動を規制する。
As described above, the interrupter 1F of this embodiment includes a pressure spring 21F as a restricting portion 20F. The restricting portion 20F applies a holding force to the movable member 5F that keeps the movable contact 51F in contact with the fixed contact 31F, restricting the movement of the movable member 5F in a direction away from the fixed member 3F.
接圧ばね21Fは、圧縮ばねである。より詳細には、接圧ばね21Fは、圧縮コイルばねである。接圧ばね21Fは、端子部22Fと可動片52Fとの間に配置されている。接圧ばね21Fの両端は、端子部22Fと可動片52Fとに接触している。動作ピン8Fが固定接点31Fと可動接点51Fとの間に挿入されていない状態では、接圧ばね21Fは、固定接点31Fと可動接点51Fとの間の電磁反発力に抗して、可動接点51Fが固定接点31Fに接した状態を保つ。固定接点31Fと可動接点51Fとの間に動作ピン8Fが挿入され、可動接点51Fが固定接点31Fから離れるように移動するとき、可動片52Fは、接圧ばね21Fを圧縮しながら端子部22Fに近づくように移動する。
The contact pressure spring 21F is a compression spring. More specifically, the contact pressure spring 21F is a compression coil spring. The contact pressure spring 21F is disposed between the terminal portion 22F and the movable piece 52F. Both ends of the contact pressure spring 21F are in contact with the terminal portion 22F and the movable piece 52F. When the operating pin 8F is not inserted between the fixed contact 31F and the movable contact 51F, the contact pressure spring 21F maintains the movable contact 51F in contact with the fixed contact 31F against the electromagnetic repulsive force between the fixed contact 31F and the movable contact 51F. When the operating pin 8F is inserted between the fixed contact 31F and the movable contact 51F and the movable contact 51F moves away from the fixed contact 31F, the movable piece 52F moves toward the terminal portion 22F while compressing the contact pressure spring 21F.
動作ピン8Fのロッド82Fは、ベース81の外底面からベース81の軸方向に突出している。ロッド82Fは、ベース81と一体に形成されている。ガス発生器7でガスが発生すると、動作ピン8Fは、ロッド82Fの突出方向に進行する。ロッド82Fは、動作ピン8Fの進行方向における先端を含む部分がテーパ状となった角柱状である。すなわち、動作ピン8Fは、進行方向における先端に傾斜面821Fを含む。また、ロッド82Fの外周面822Fは、動作ピン8Fの進行方向に沿った第1の面823Fと、動作ピン8Fの進行方向に沿っており第1の面823Fとは反対側の第2の面824Fと、を含む。
The rod 82F of the operating pin 8F protrudes from the outer bottom surface of the base 81 in the axial direction of the base 81. The rod 82F is formed integrally with the base 81. When gas is generated in the gas generator 7, the operating pin 8F advances in the direction in which the rod 82F protrudes. The rod 82F is a rectangular column with a tapered portion including the tip in the traveling direction of the operating pin 8F. That is, the operating pin 8F includes an inclined surface 821F at the tip in the traveling direction. In addition, the outer peripheral surface 822F of the rod 82F includes a first surface 823F along the traveling direction of the operating pin 8F and a second surface 824F along the traveling direction of the operating pin 8F and opposite the first surface 823F.
動作ピン8Fのロッド82Fは、消弧部材820Fを有している。消弧部材820Fは、珪砂(シリカ)を含有する。消弧部材820Fは、動作ピン8Fのロッド82Fの外周面822Fの少なくとも一部を構成する。消弧部材820Fは、例えば、ロッド82Fの主構成である樹脂成型部材に埋め込まれている。なお、消弧部材820Fは、ロッド82Fの主構成である樹脂成型部材に貼り付けられていてもよい。
The rod 82F of the operating pin 8F has an arc-extinguishing member 820F. The arc-extinguishing member 820F contains silica sand. The arc-extinguishing member 820F constitutes at least a part of the outer circumferential surface 822F of the rod 82F of the operating pin 8F. The arc-extinguishing member 820F is embedded in, for example, a resin molded member that is the main component of the rod 82F. The arc-extinguishing member 820F may be attached to the resin molded member that is the main component of the rod 82F.
図14に示すように、動作ピン8Fの傾斜面821Fは、第2のマスク6Fに接している。第2のマスク6Fにおいて、傾斜面821Fと接する面は、傾斜面601Fとなっている。傾斜面601Fは、第2のマスク6Fのうち、固定部材3F側の端に形成されている。傾斜面601Fの法線方向は、傾斜面821Fの法線方向と交差する。ガス発生器7に駆動された動作ピン8Fは、傾斜面821Fにおいて第2のマスク6Fを押しながら、第2のマスク6Fと第1のマスク4Fとの間に挿入される。動作ピン8Fが傾斜面821Fにおいて第2のマスク6Fを押すことで、第2のマスク6Fを介して可動部材5Fが押される。すなわち、このとき可動部材5Fには、第2のマスク6Fから、規制部20Fによる保持力(接圧ばね21Fによる弾性力)に抗する向きの力が作用する。そして、この力の作用により可動部材5Fが固定部材3Fから離れる向きに移動することで、固定接点31Fに接した状態の可動接点51Fは、固定接点31Fから離れた状態となる、又は可動接点51Fと固定接点31Fとの接触領域(接触面積)が小さくなる。これにより、この後にロッド82Fが固定接点31Fと可動接点51Fとの間に挿入されて、動作ピン8Fが可動接点51Fに衝突する場合に動作ピン8Fに作用する力を減少させることができ、動作ピン8Fの破損等の不具合が発生する可能性を低減できる。そのため、電路の遮断性能に関する信頼性が向上する。
As shown in FIG. 14, the inclined surface 821F of the operating pin 8F is in contact with the second mask 6F. In the second mask 6F, the surface in contact with the inclined surface 821F is the inclined surface 601F. The inclined surface 601F is formed at the end of the second mask 6F on the fixed member 3F side. The normal direction of the inclined surface 601F intersects with the normal direction of the inclined surface 821F. The operating pin 8F driven by the gas generator 7 is inserted between the second mask 6F and the first mask 4F while pushing the second mask 6F on the inclined surface 821F. When the operating pin 8F pushes the second mask 6F on the inclined surface 821F, the movable member 5F is pushed through the second mask 6F. That is, at this time, a force acts on the movable member 5F from the second mask 6F in a direction against the holding force by the restricting portion 20F (the elastic force by the contact pressure spring 21F). This force causes the movable member 5F to move away from the fixed member 3F, so that the movable contact 51F, which was in contact with the fixed contact 31F, moves away from the fixed contact 31F, or the contact area (contact area) between the movable contact 51F and the fixed contact 31F becomes smaller. This reduces the force acting on the operating pin 8F when the rod 82F is subsequently inserted between the fixed contact 31F and the movable contact 51F and the operating pin 8F collides with the movable contact 51F, reducing the possibility of malfunctions such as damage to the operating pin 8F. This improves the reliability of the circuit interruption performance.
動作ピン8Fの移動に伴い、固定接点31Fと可動接点51Fとの間には、ロッド82Fを挿入可能な隙間が生じる(図15参照)。ロッド82F(動作ピン8F)は、固定接点31Fと可動接点51Fとの間に挿入され、固定接点31Fと可動接点51Fとの間に発生するアークを引き延ばす。そして、図16に示すように、ロッド82Fが固定接点31Fと可動接点51Fとの間に挿入されることにより、固定接点31Fと可動接点51Fとの間の隙間の大きさは、ロッド82Fの厚さと同じ大きさ以上となる。
As the operating pin 8F moves, a gap is created between the fixed contact 31F and the movable contact 51F into which the rod 82F can be inserted (see FIG. 15). The rod 82F (operating pin 8F) is inserted between the fixed contact 31F and the movable contact 51F, and extends the arc generated between the fixed contact 31F and the movable contact 51F. Then, as shown in FIG. 16, by inserting the rod 82F between the fixed contact 31F and the movable contact 51F, the size of the gap between the fixed contact 31F and the movable contact 51F becomes equal to or larger than the thickness of the rod 82F.
要するに、本実施形態の遮断装置1Fは、第1状態と第2状態と第3状態を取り得る。
In short, the interrupter 1F of this embodiment can be in a first state, a second state, and a third state.
第1状態は、動作ピン8Fがガス発生器7により駆動される前であって、規制部20Fによって可動部材5Fの移動が規制されて、可動接点51Fと固定接点31Fとが接触している状態(図14参照)である。ここでは、規制部20Fは、保持力(接圧ばね21Fによる弾性力)によって、可動部材5Fの移動を規制している。
The first state is before the operating pin 8F is driven by the gas generator 7, and the movement of the movable member 5F is restricted by the restricting portion 20F, and the movable contact 51F and the fixed contact 31F are in contact (see FIG. 14). Here, the restricting portion 20F restricts the movement of the movable member 5F by a holding force (elastic force of the contact pressure spring 21F).
ここでの第2状態は、規制部20Fの保持力に抗して、可動部材5Fが固定部材3Fから離れる向きに移動した状態(以下、「第1中間状態」ともいう)である。特に、本実施形態における第2状態(第1中間状態)は、保持力に抗する向きの力(第2のマスク6Fが可動部材5Fを押す力)が可動部材5Fに作用して、可動接点51Fと固定接点31Fとの間に隙間が生じた状態である。なお、第2状態(第1中間状態)は、可動接点51Fと固定接点31Fとの間に隙間が生じた状態に限らず、保持力に抗する向きの力が可動部材5Fに作用して、可動接点51Fと固定接点31Fとの接触領域が第1状態よりも減少した状態であってもよい。
The second state here is a state in which the movable member 5F has moved away from the fixed member 3F against the holding force of the restricting portion 20F (hereinafter also referred to as the "first intermediate state"). In particular, the second state (first intermediate state) in this embodiment is a state in which a force in a direction against the holding force (the force of the second mask 6F pressing the movable member 5F) acts on the movable member 5F, and a gap is generated between the movable contact 51F and the fixed contact 31F. Note that the second state (first intermediate state) is not limited to a state in which a gap is generated between the movable contact 51F and the fixed contact 31F, but may also be a state in which a force in a direction against the holding force acts on the movable member 5F, and the contact area between the movable contact 51F and the fixed contact 31F is reduced compared to the first state.
第3状態は、動作ピン8Fが固定接点31Fと可動接点51Fとの間に挿入され、動作ピン8Fにより固定接点31Fと可動接点51F間を電気的に絶縁した状態である。遮断装置1Fは、第1状態、第2状態、第3状態の順に動作する。
The third state is a state in which the operating pin 8F is inserted between the fixed contact 31F and the movable contact 51F, and the fixed contact 31F and the movable contact 51F are electrically insulated by the operating pin 8F. The circuit breaker 1F operates in the order of the first state, the second state, and the third state.
このように、本実施形態の遮断装置1Fは、第1状態から第2状態に移行した後に、第3状態となる(動作ピン8Fが固定接点31Fと可動接点51Fとの間に挿入される)。そのため、動作ピン8F(ロッド82F)が固定接点31Fと可動接点51Fとの間に挿入される際に、第1状態において固定接点31Fと可動接点51Fとの間に動作ピン8Fが挿入される場合に比べて、動作ピン8Fの進行方向とは反対の向きに動作ピン8Fに作用する力を、減少させることができる。可動接点51Fと固定接点31Fとの間に隙間が生じている場合には、動作ピン8Fが受ける力がより小さくなる。これにより、動作ピン8Fの破損等の不具合が発生する可能性が低減し、遮断動作がより確実となり、電路の遮断性能に関する信頼性が向上する。
In this way, the circuit breaker 1F of this embodiment transitions from the first state to the second state and then to the third state (the operating pin 8F is inserted between the fixed contact 31F and the movable contact 51F). Therefore, when the operating pin 8F (rod 82F) is inserted between the fixed contact 31F and the movable contact 51F, the force acting on the operating pin 8F in the direction opposite to the moving direction of the operating pin 8F can be reduced compared to when the operating pin 8F is inserted between the fixed contact 31F and the movable contact 51F in the first state. When a gap is generated between the movable contact 51F and the fixed contact 31F, the force received by the operating pin 8F is smaller. This reduces the possibility of malfunctions such as damage to the operating pin 8F, makes the interruption operation more reliable, and improves the reliability of the interruption performance of the electric circuit.
また、動作ピン8F(ロッド82F)が隙間に挿入されるときには、可動接点51Fが固定接点31Fから離れて隙間が生じており、可動接点51Fと固定接点31Fとの間にアークが発生している可能性がある。アークが発生している場合には、動作ピン8Fがアークに直接挿入されることになるので、動作ピン8Fによってアークを遮断しやすくなり、遮断装置1Fの消弧性能が向上する。しかも、動作ピン8Fは、消弧作用を有する消弧部材820Fを含んでいるので、遮断装置1Fの消弧性能が更に向上する。
In addition, when the operating pin 8F (rod 82F) is inserted into the gap, the movable contact 51F separates from the fixed contact 31F, creating a gap, and there is a possibility that an arc is occurring between the movable contact 51F and the fixed contact 31F. When an arc is occurring, the operating pin 8F is inserted directly into the arc, making it easier for the operating pin 8F to interrupt the arc, improving the arc-extinguishing performance of the circuit breaker 1F. Furthermore, since the operating pin 8F includes an arc-extinguishing member 820F that has an arc-extinguishing effect, the arc-extinguishing performance of the circuit breaker 1F is further improved.
なお、本実施形態の遮断装置1Fでは、動作ピン8Fは、可動部材5Fに直接接触して可動部材5Fを移動させるのではなく、第2のマスク6Fを押すことで、間接的に可動部材5Fを移動させている。言い換えれば、遮断装置1Fは、可動部材5F及び固定部材3Fとは別体の中間部材(第2のマスク6F)を備えている。中間部材は、ガス発生器7に駆動された動作ピン8Fに押されて、固定部材3Fから離れる向きに可動部材5Fを移動させる。そのため、第1状態において動作ピン8Fが可動部材5Fと固定部材3Fとの接触部分に接触して可動接点51Fと固定接点31Fとの間に隙間を空けさせる場合に比べて、第2状態では動作ピン8Fが受ける力が小さくなる。第2状態において可動接点51Fと固定接点31Fとの間に隙間が生じている場合には、動作ピン8Fが受ける力がより小さくなる。これにより、動作ピン8Fの破損等の不具合が発生する可能性が低減し、遮断動作がより確実となり、電路の遮断性能に関する信頼性が向上する。
In the cutoff device 1F of this embodiment, the operating pin 8F does not directly contact the movable member 5F to move the movable member 5F, but indirectly moves the movable member 5F by pushing the second mask 6F. In other words, the cutoff device 1F is provided with an intermediate member (second mask 6F) separate from the movable member 5F and the fixed member 3F. The intermediate member is pushed by the operating pin 8F driven by the gas generator 7 to move the movable member 5F in a direction away from the fixed member 3F. Therefore, the force received by the operating pin 8F is smaller in the second state than when the operating pin 8F contacts the contact portion between the movable member 5F and the fixed member 3F in the first state to leave a gap between the movable contact 51F and the fixed contact 31F. When a gap is generated between the movable contact 51F and the fixed contact 31F in the second state, the force received by the operating pin 8F is smaller. This reduces the possibility of malfunctions such as damage to the operating pin 8F, makes the interruption operation more reliable, and improves the reliability of the circuit interruption performance.
また、ガス発生器7により動作ピン8Fが駆動されていないとき、動作ピン8Fのロッド82Fは、第2のマスク6Fに接していなくてもよく、第2のマスク6Fから離れていてもよい。
In addition, when the operating pin 8F is not driven by the gas generator 7, the rod 82F of the operating pin 8F does not have to be in contact with the second mask 6F and may be separated from the second mask 6F.
図14に示すように、動作ピン8Fがガス発生器7により駆動される前は、固定接点31Fは、第1の開口部410Fにおいて第1のマスク4Fの外へ露出している。動作ピン8Fがガス発生器7により駆動され、固定接点31Fと可動接点51Fとの間に挿入されると、図16に示すように、動作ピン8Fのロッド82Fの外周面822Fは、固定接点31Fと可動接点51Fとのうち少なくとも一方に接する。本実施形態では、外周面822Fのうち、第1の面823Fが固定接点31Fに接する。また、ロッド82Fの外周面822Fのうち第1の面823Fは、第1のマスク4Fの第1の開口部410Fを覆う。つまり、固定接点31Fは、動作ピン8Fがガス発生器7により駆動された後に、ロッド82Fにより覆われる。
As shown in FIG. 14, before the operating pin 8F is driven by the gas generator 7, the fixed contact 31F is exposed outside the first mask 4F at the first opening 410F. When the operating pin 8F is driven by the gas generator 7 and inserted between the fixed contact 31F and the movable contact 51F, as shown in FIG. 16, the outer peripheral surface 822F of the rod 82F of the operating pin 8F contacts at least one of the fixed contact 31F and the movable contact 51F. In this embodiment, the first surface 823F of the outer peripheral surface 822F contacts the fixed contact 31F. In addition, the first surface 823F of the outer peripheral surface 822F of the rod 82F covers the first opening 410F of the first mask 4F. In other words, the fixed contact 31F is covered by the rod 82F after the operating pin 8F is driven by the gas generator 7.
なお、遮断装置1Fが第1のマスク4F及び第2のマスク6Fを備えていることは必須ではない。動作ピン8Fは、可動部材5Fに直接接して可動部材5Fを固定部材3Fから離れるように移動させてもよい。
It is not essential that the blocking device 1F includes the first mask 4F and the second mask 6F. The operating pin 8F may be in direct contact with the movable member 5F to move the movable member 5F away from the fixed member 3F.
上述した各実施形態は、変形例も含めて、適宜組み合わせて実現されてもよい。
The above-described embodiments, including their variations, may be combined as appropriate.