特開 2022-167207 電路遮断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022167207

(43)【公開日】2022-11-04

(54)【発明の名称】電路遮断装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 35/18 20060101AFI20221027BHJP

   H01H 33/28 20060101ALI20221027BHJP

   H01H 33/42 20060101ALI20221027BHJP

【ＦＩ】

H01H35/18 A

H01H33/28 Z

H01H33/42 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021072855

(22)【出願日】2021-04-22

(71)【出願人】

【識別番号】000124591

【氏名又は名称】河村電器産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078721

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 喜樹

(72)【発明者】

【氏名】馬渡 弘友希

(72)【発明者】

【氏名】河合 智成

(72)【発明者】

【氏名】浅井 成実

(72)【発明者】

【氏名】平井 孝資

【テーマコード（参考）】

5G056

【Ｆターム（参考）】

5G056CA10

5G056CD12

5G056CE01

5G056CE07

(57)【要約】

【課題】 蓄電池、電路が浸水したら、確実に電路を遮断する電路遮断装置を提供する。
【解決手段】 電路を接続／遮断するための接点部６が、分断した電路の双方の端部に設けられた一対の固定端子２と、固定端子２間に掛け渡されて固定端子２間を電気的に導通させる可動導体３とを有し、水に浮くフロート５が直接或いは連結部材を介して可動導体３に連結されて成り、フロート５の上昇を受けて可動導体３が固定端子２から離れて、電路が遮断される。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電路を接続／遮断するための接点部が、分断した前記電路の端部に設けられた一対の固定端子と、前記固定端子間に掛け渡されて前記固定端子同士を電気的に導通させる可動導体とを有し、
水に浮くフロートが直接或いは連結部材を介して前記可動導体に連結されて成り、
前記フロートの上昇を受けて前記可動導体が前記固定端子から離れて、前記電路が遮断されることを特徴とする電路遮断装置。

【請求項2】

前記固定端子が横方向に配設される一方、前記可動導体が前記固定端子の上部に掛け渡して配置され、
更に、前記可動導体の上下動を案内するガイド部材を有し、
前記フロートが可動導体の下部に連結されて一体に形成され、前記フロートが上昇すると前記可動導体も上昇して、前記固定端子から解離することを特徴とする請求項１記載の電路遮断装置。

【請求項3】

前記ガイド部材は、解離動作した前記可動導体を、解離した位置で保持する保持手段を有し、保持された前記可動導体は、前記フロートが下降しても或いは下降可能な状態であっても、下降しないことを特徴とする請求項２記載の電路遮断装置。

【請求項4】

前記接点部は、下方のみ開放された箱体に収容され、
前記フロートの一部のみが前記箱体から下方に露出するように配置されて成ることを特徴とする請求項２又は３記載の電路遮断装置。

【請求項5】

前記固定端子が横方向に配設される一方、前記可動導体が固定端子の上部に掛け渡して配置され、
更に、前記可動導体の上下動を案内するガイド部材を有し、
前記フロートと前記可動導体とは、前記フロートが連結された第１の棒体と、前記可動導体が連結された第２の棒体との２つの棒体が折り曲げ可能に連結され、更に個々の前記棒体は回動支点を有して揺動可能に配置され、
前記フロートが上昇すると、前記可動導体が連結された前記第２の棒体の先端が上昇し、前記可動導体が前記固定端子から解離することを特徴とする請求項１記載の電路遮断装置。

【請求項6】

前記固定端子が縦方向に配設される一方、前記可動導体が双方の前記固定端子に掛け渡すように縦に配置され、
更に、前記固定端子に沿った前記可動導体の上下スライド移動を案内するガイド部材を有し、
前記フロートが可動導体に連結されて一体に形成され、前記フロートが上昇すると前記可動導体も上方へスライドして、前記固定端子との電気的接続を解消することを特徴とする請求項１記載の電路遮断装置。

【請求項7】

前記固定端子が縦方向に配設される一方、前記可動導体が双方の前記固定端子に掛け渡すように縦に配置され、
更に、前記固定端子に沿った前記可動導体の上下スライド移動を案内するガイド部材を有し、
前記可動導体は、前記フロートと相対位置が変わらないように連結部材を介して前記フロートに連結され、
前記フロートが上昇すると前記可動導体も上方にスライドして、前記固定端子との電気的接続を解消することを特徴とする請求項１記載の電路遮断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電路遮断装置に関し、特に電路が浸水するような危険な状態が発生した場合に、確実に電路を遮断して危険な状態を回避できる電路遮断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

太陽光発電装置の発電電力を蓄えたり、深夜電力を蓄えたり、非常時の電源として使用するための蓄電池が普及している。
このような蓄電池は、重量があるため低い位置に設置される場合が多い。そのため、豪雨等で浸水する場合があり、そうなると蓄電池が劣化するのは勿論、浸水する過程で電路が短絡して火災等の原因となるため、その対策が提案されている。
例えば特許文献１では、蓄電池を収容する箱体の排気口等の開口部に水膨潤性部材を配置して、浸水時には開口部を塞ぐよう作用させることで、蓄電池の浸水を防止して蓄電池自体が浸水するのを防いだ。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－１３１４１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記特許文献１の技術は、水害の発生等で水没するような状況が発生すると、長時間に亘り浸水が継続するため、良好な防水状態を維持するのが難しかった。また、水没時は停電状態にもなるため火災の心配は無いが、水が退いて復電すると漏電等による火災も発生し易いため、水没時には電路を確実に遮断させる構造が必要であった。

【0005】

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、蓄電池やその電路が浸水したら、確実に電路を遮断する電路遮断装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、電路を接続／遮断するための接点部が、分断した電路の端部に設けられた一対の固定端子と、固定端子間に掛け渡されて固定端子同士を電気的に導通させる可動導体とを有し、水に浮くフロートが直接或いは連結部材を介して可動導体に連結されて成り、フロートの上昇を受けて可動導体が固定端子から離れて、電路が遮断されることを特徴とする。
この構成によれば、侵入した水によりフロートが上昇して接点部が開動作するため、水の侵入を受けた際に確実に電路を遮断でき、漏電や短絡による事故の発生を防止できる。加えて、制御回路や制御電源を必要としないため、確実に動作する構成を低コストで実現できる。

【0007】

請求項２は請求項１に記載の構成において、固定端子が横方向に配設される一方、可動導体が固定端子の上部に掛け渡して配置され、更に可動導体の上下動を案内するガイド部材を有し、フロートが可動導体の下部に連結されて一体に形成され、フロートが上昇すると可動導体も上昇して、固定端子から解離することを特徴とする。
この構成によれば、フロートは直接可動導体に連結されるため、簡易な構造で済み、安価に構成できる。

【0008】

請求項３の発明は、請求項２に記載の構成において、ガイド部材は、解離動作した可動導体を、解離した位置で保持する保持手段を有し、保持された可動導体は、フロートが下降しても或いは下降可能な状態であっても、下降しないことを特徴とする。
この構成によれば、水没等で開動作した接点部は、可動導体が保持手段に保持されるため、水没状態が解消しても復帰しない。よって、水没が終息して回路が再接続されることが無く、漏電や誤動作により発火するリスクを回避できる。

【0009】

請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の構成において、接点部は、下方のみ開放された箱体に収容され、フロートの一部のみが箱体から下方に露出するように配置されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、箱体が水没しても箱体の内部は空気圧で接点部まで水が達しないよう構成でき、接点部を保護できる。

【0010】

請求項５の発明は、請求項１に記載の構成において、固定端子が横方向に配設される一方、可動導体が固定端子の上部に掛け渡して配置され、更に可動導体の上下動を案内するガイド部材を有し、フロートと可動導体とは、フロートが連結された第１の棒体と、可動導体が連結された第２の棒体との２つの棒体が折り曲げ可能に連結され、更に個々の棒体は回動支点を有して揺動可能に配置され、フロートが上昇すると、可動導体が連結された第２の棒体の先端が上昇し、可動導体が固定端子から解離することを特徴とする。
この構成によれば、フロートと可動導体とが分離されているため、接点部を水没しないよう配置し易い。

【0011】

請求項６の発明は、請求項１に記載の構成において、固定端子が縦方向に配設される一方、可動導体が双方の固定端子に掛け渡すように縦に配置され、更に固定端子に沿った可動導体の上下スライド移動を案内するガイド部材を有し、フロートが可動導体に連結されて一体に形成され、フロートが上昇すると可動導体も上方へスライドして、固定端子との電気的接続を解消することを特徴とする。
この構成によれば、縦に配置された接点部に対して、フロートが上昇すると、可動導体が上方にスライドして電気的接続が解消される。よって、簡易な構造で電路を遮断できる。

【0012】

請求項７の発明は、請求項１に記載の構成において、固定端子が縦方向に配設される一方、可動導体が双方の固定端子に掛け渡すように縦に配置され、更に固定端子に沿った可動導体の上下スライド移動を案内するガイド部材を有し、可動導体は、フロートと相対位置が変わらないように連結部材を介してフロートに連結され、フロートが上昇すると可動導体も上方にスライドして、固定端子との電気的接続を解消することを特徴とする。
この構成によれば、縦に配置された接点部に対して、フロートが上昇すると、可動導体が上方にスライドして電気的接続が解消され、簡易な構造で電路を遮断できる。そして、フロートと可動導体とが分離されているため、接点部を水没しないよう配置し易い。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、侵入した水でフロートが上昇することで接点部が開動作するため、水が浸入したら確実に電路を遮断でき、漏電や短絡による事故や火災の発生を防止できる。加えて、フロートの浮力で動作するため、制御回路や制御電源を必要とせず、確実に動作する構成を低コストで実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る電路遮断装置の一例を示す説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。

【図2】図１の可動導体が上昇した状態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。

【図3】図１の電路遮断装置を箱体に収容した説明図である。

【図4】電路遮断装置の他の形態を示す正面説明図で、（ａ）は通電状態、（ｂ）は遮断状態を示している。

【図5】電路遮断装置の他の形態を示す説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部の正面図である。

【図6】図５の可動導体が上昇した状態を示す説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部の正面図である。

【図7】電路遮断装置の他の形態を示す説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部の正面図である。

【図8】図７の可動導体が上昇した状態の説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部の正面図である。

【図9】蓄電池モジュールを備えた電路に対して本発明の電路遮断装置を取り付けた説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る電路遮断装置の一例を示す説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。電路遮断装置１は、固定端子２、可動導体３、ガイド部材４と、フロート５とにより構成されている。固定端子２、可動導体３、ガイド部材４とで接点部６を構成している。
固定端子２は横方向に配設された電路を分断して、分断した双方の端部に所定の距離を設けて配置されている。可動導体３は、一対の固定端子２の上部に配置され、掛け渡すように設置されている。

【0016】

可動導体３は、両端に設けられて固定端子２に電気的に接続される接点である可動端子３１と、可動端子３１同士を連結する連結導体３２とで構成されている。この２つの可動端子３１がそれぞれの固定端子２に接続されて接点部６は閉状態となる。
連結導体３２は、下部に配置されたフロート５と連結され一体化されている。フロート５は、例えば発泡樹脂で形成されて立方体形状を成している。水に対して充分な浮力を有するよう形成されている。

【0017】

ガイド部材４は、可動導体３の上下動を案内する部材であり、双方の固定端子２の左右に起立配置され、可動端子３１を挟むように設置されている。このガイド部材４には、上昇した可動導体３に係止して、上昇した位置で保持する爪片４１が設けられている。爪片４１は、水平な上面と傾斜面から成る下面とを有し、ガイド部材４の内部に没入可能に構成され、突出方向に付勢されて配置されている。
この爪片４１により、可動導体３の上昇時は爪片４１が没入してスムーズに上昇動作する。一方、上昇した可動導体３は、突出した爪片４１が下面に係止して、可動導体３の下降が阻止される。

【0018】

図２は可動導体３が上昇した状態を示し、（ａ）は側面説明図、（ｂ）は正面説明図である。図２において、Ｗは侵入した水を示している。図２に示すように、水Ｗの侵入を受けて、フロート５が浮力で上昇すると可動導体３も上昇する。上昇した可動導体３は、爪片４１の作用で降下が阻止される。

【0019】

図３は、図１の接点部６を箱体８に収容した構成を示し、可動導体３が上昇した状態を示している。箱体８は下方全体が開放されており、開放された下面からフロート５の下部を露出させて接点部６を収容している。
箱体８は、各面が水密性を有すると共に防水構造を備えており、水Ｗは下方から侵入しても、箱体８内部の空気圧により、箱体８の内部上方まで水Ｗが侵入しないよう構成されている。そのため、水Ｗの侵入量を僅かにでき、内部領域の殆どを防水領域としている。

【0020】

このように、侵入した水Ｗでフロート５が上昇し、接点部６が開動作して電路が遮断されるため、水Ｗの浸入を受けて確実に電路を遮断でき、漏電や短絡による事故や火災の発生を防止できる。加えて、フロート５の浮力で動作するため、制御回路や制御電源を必要とせず、確実に動作する構成を低コストで実現できる。
また、フロート５は直接可動導体３に連結されるため、簡易な構造で済み、安価に構成できる。
更に、開動作した接点部６は、ガイド部材４に設けた爪片４１により可動導体３が保持されるため、水没状態が解消しても復帰しない。よって、水没が終息しても回路が再接続されることが無く、漏電や誤動作により発火するリスクを回避できる。
加えて、箱体８を備えたものは、電路遮断装置１が水没しても、箱体８の内部は空気圧で接点部６まで水Ｗが達しないよう構成でき、接点部６を保護できる。

【0021】

図４は、電路遮断装置１の他の形態を示す正面説明図であり、（ａ）は通電状態、（ｂ）は遮断状態を示している。図４では、フロート５を可動導体から分離した構成を示している。接点部６の構成は上記図１の形態と同様であるため説明を省略し、フロート５と接点部６との連結構造を中心に説明する。
接点部６の可動導体３とフロート５とは、絶縁部材から成る棒体（連結部材）１１を介して連結されている。棒体１１は、フロート５に接続された第１の棒体１１ａと、可動導体３に接続された第２の棒体１１ｂとが揺動可能に連結されて構成され、この２本１組の棒体１１が可動導体３の前後端部にそれぞれ取り付けられている。尚、ここではフロート５を円筒形状としている。

【0022】

更に、第１の棒体１１ａ及び第２の棒体１１ｂは、それぞれ回動支点Ｐ１，Ｐ２を有している。第１の棒体１１ａの回動支点Ｐ１は、図示しない固定部材に設けられ固定されている。第２の棒体１１ｂの回動支点Ｐ２は、ガイド部材４に設けられている。
このように配置された棒体１１でフロート５と可動導体３とを連結することで、侵入した水でフロート５が上昇すると、可動導体３が上昇し、図４（ｂ）に示すように、固定端子２から解離し、接点部６は遮断動作する。そして、フロート５と可動導体３とが分離されているため、接点部６を水没しないよう配置し易い。

【0023】

図５，６は、電路遮断装置１の他の形態を示す説明図であり、接点部６を縦に配置した構成を示している。図５は通電状態、図６は遮断状態を示し、双方とも（ａ）は側面図、（ｂ）は上部に配置した一方のガイド部材４周囲の正面図である。
図示するように、縦に配置された固定端子２に対して、可動導体３も固定端子２に密着するように縦に配置され、両固定端子２の間に掛け渡されている。そして、固定端子２の左右に設けられたガイド部材４により、可動導体３の上下のスライド移動が案内され、フロート５の作用で可動導体３が上方にスライドするよう構成されている。

【0024】

フロート５は可動導体３の周囲を覆うように配置され、可動導体３に連結され一体化されている。また可動導体３が上方にスライドできるよう取り付けられている。
この場合、図示するように双方の固定端子２に合わせて配置した２つのガイド部材４のうち、上方に配置された一方に爪片４１を配置して、上方にスライドして下方の固定端子２から可動導体３が解離した状態を保持して下降しないよう構成されている。

【0025】

このように、縦に配置された接点部６に対して、フロート５が上昇すると、可動導体３が上方にスライドして少なくとも一方の固定端子２と解離して電気的な接続が解消する。よって、簡易な構造で電路を遮断できる。
尚、この形態の場合、電気的な接続が解消する前に接点部６の一部が水没するが、水没するような大規模災害では、商用電源等の停電が発生するため、水没による漏電の問題より復電時の通電火災の防止が重要となる。そのため、このような構成として十分有効である。

【0026】

図７，８は、電路遮断装置１の他の形態を示す説明図で、接点部６を縦に配置した構成を示している。図７は通電状態、図８は遮断状態を示し、双方とも（ａ）は側面図、（ｂ）は上部に配置した一方のガイド部材４周囲の正面図である。図示するように、固定端子２及び可動導体３は、上記図５の形態と同様に縦に配置され、フロート５の作用で可動導体３は上方にスライド移動するよう構成されている。
フロート５と可動導体３とは、連結棒（連結部材）１３を介して連結されている。連結棒１３は両者に堅牢に連結され、両者の相対位置が変化しないよう構成されている。
尚、連結棒１３は、合成樹脂等の絶縁部材で作製しても良いし、金属製であっても良い。

【0027】

このように、縦に配置された接点部６に対して、フロート５が上昇すると、可動導体３が上昇して少なくとも一方の接点が解離する。よって、簡易な構造で電路を遮断できる。
そして、フロート５と可動導体３とが分離されるため、接点部６を水没しないよう配置し易い。

【0028】

図９は、蓄電池モジュール１５を備えた電路Ｌ１に対して本発明の電路遮断装置１を取り付けた説明図である。図９では、商用電源１６から負荷１７に至る電路Ｌ１に、直列接続された複数の蓄電池モジュール１５が接続された構成を示している。尚、１８は商用電源１６を直流に変換する入力変換器、１９は蓄電池モジュール１５の電圧を昇圧する出力変換器である。そして、個々の蓄電池モジュール１５に電路遮断装置１が取り付けられ、商用電源１６にも電路Ｌ１から遮断されるよう電路遮断装置１が配置されている。
電路遮断装置１の場合、制御電源が必要ないため、このように、個々の蓄電池モジュール１５に電路遮断装置１を取り付けることで、停電状態にあっても直列接続されている蓄電池モジュール１５を個々に分離することができ、非常時に高電圧の発生を防止できる。よって、水没しても高圧電圧の発生を防止でき、水没による被害を最小限に留めることができる。

【0029】

尚、上記形態では、可動導体３を可動端子３１と連結導体３２とで構成しているが、全体を導電体として１つの棒体で形成しても良い。
また、フロート５の形状は、立方体形状、或いは円筒形状としているが、球体等他の形状であっても良い。

【符号の説明】

【0030】

１・・電路遮断装置、２・・固定端子、３・・可動導体、４・・ガイド部材、５・・フロート、６・・接点部、８・・箱体（ケース）、１１・・棒体、１１ａ・・第１の棒体、１１ｂ・・第２の棒体、１３・・連結棒、４１・・爪片、Ｐ１，Ｐ２・・回動支点、Ｗ・・水。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】