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(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】P2024128920
(43)【公開日】2024-09-24
(54)【発明の名称】回路遮断器
(51)【国際特許分類】
H01H 73/18 20060101AFI20240913BHJP
【ＦＩ】
H01H73/18 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023164253
(22)【出願日】2023-09-27
(31)【優先権主張番号】202310231403.6
(32)【優先日】2023-03-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】523369422
【氏名又は名称】センサータ テクノロジーズ チャンチョウ カンパニー、リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ジガン シェイ
(72)【発明者】
【氏名】ウェイ スン
(72)【発明者】
【氏名】ジム チ
(72)【発明者】
【氏名】フェリックス チャン
【テーマコード（参考）】
5G030
【Ｆターム（参考）】
5G030DE02
5G030YY07
(57)【要約】
【課題】強力な消弧能力を備えた回路遮断器を提供すること。
【解決手段】本出願は、動作室及び消弧室を画定する筐体と、動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、動作室と消弧室との間で筐体を通じて延在する導体を、パンチを介して切断するように構成された、切断機構と、ワイヤ・メッシュの形態の、消弧室内に充填された消弧媒体と、消弧媒体の周りに配設され、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチからの気体を消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構とを備える回路遮断器を開示する。
【選択図】図３
【解決手段】本出願は、動作室及び消弧室を画定する筐体と、動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、動作室と消弧室との間で筐体を通じて延在する導体を、パンチを介して切断するように構成された、切断機構と、ワイヤ・メッシュの形態の、消弧室内に充填された消弧媒体と、消弧媒体の周りに配設され、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチからの気体を消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構とを備える回路遮断器を開示する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
動作室及び消弧室を画定する筐体と、
前記動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、前記動作室と前記消弧室との間で前記筐体を通じて延在する導体を、前記パンチを介して切断するように構成された、切断機構と
を備えることを特徴とする回路遮断器であって、
前記切断機構の前記パンチは、間に溝を画定するように互いに間隔を空けられた第１のパンチ及び第２のパンチを備え、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記導体は、単一の切断点において破断され、
邪魔板が、前記消弧室内に設けられており、前記邪魔板は、前記溝と位置合わせされており、前記邪魔板は、前記導体が前記切断点において破断された後に、前記溝に挿入されるように構成されており、
前記回路遮断器は、
ワイヤ・メッシュの形態の、前記消弧室内に充填された消弧媒体と、
前記消弧媒体の周りに配設され、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチからの気体を前記消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構と
をさらに備える、
回路遮断器。
前記動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、前記動作室と前記消弧室との間で前記筐体を通じて延在する導体を、前記パンチを介して切断するように構成された、切断機構と
を備えることを特徴とする回路遮断器であって、
前記切断機構の前記パンチは、間に溝を画定するように互いに間隔を空けられた第１のパンチ及び第２のパンチを備え、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記導体は、単一の切断点において破断され、
邪魔板が、前記消弧室内に設けられており、前記邪魔板は、前記溝と位置合わせされており、前記邪魔板は、前記導体が前記切断点において破断された後に、前記溝に挿入されるように構成されており、
前記回路遮断器は、
ワイヤ・メッシュの形態の、前記消弧室内に充填された消弧媒体と、
前記消弧媒体の周りに配設され、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチからの気体を前記消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構と
をさらに備える、
回路遮断器。
【請求項2】
気体流案内経路が、前記切断機構の前記パンチから前記気体流案内機構まで画定され、前記消弧媒体は、前記気体流案内経路の中に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項3】
前記気体流案内機構は、前記消弧媒体を取り囲む複数の空洞を備え、前記気体は、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチから前記消弧媒体を通って前記複数の空洞に流れ込むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の回路遮断器。
【請求項4】
前記空洞は、前記消弧媒体に面する入口を有し、前記気体は、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチから前記消弧媒体を通り、前記入口を介して前記空洞に流れ込むことを特徴とする、請求項３に記載の回路遮断器。
【請求項5】
前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記第１のパンチは、前記導体の第１の切断区域を下方に曲げるように前記第１の切断区域に対して作用し、前記第２のパンチは、前記導体の第２の切断区域を下方に曲げるように前記第２の切断区域に対して作用し、前記導体は、前記第１の切断区域と前記第２の切断区域との間の前記単一の切断点において破断されることを特徴とする、請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項6】
前記溝は、前記切断点と位置合わせされていることを特徴とする、請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項7】
前記導体が前記切断点において破断された後に、前記第１のパンチ及び前記第２のパンチは、前記消弧室内まで延在し、前記消弧室内の前記消弧媒体とそれぞれ接触することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の回路遮断器。
【請求項8】
前記邪魔板は、前記導体が前記切断点において破断されるのを促進するために、前記切断点から一定の距離だけ間隔を空けられることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の回路遮断器。
【請求項9】
沿面経路が、前記第１の切断区域の切断端部から、前記第１のパンチの端部を通り、前記溝の底部及び前記邪魔板の頂部を通り、前記第２のパンチの端部を通って、前記第２の切断区域の切断端部まで画定されることを特徴とする、請求項５に記載の回路遮断器。
【請求項10】
前記消弧室は、前記邪魔板によって、互いに隔てられた第１の消弧室と第２の消弧室とに分割され、前記第１の消弧室及び前記第２の消弧室は、前記消弧媒体が充填されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の回路遮断器。
【請求項11】
前記導体が前記切断点において破断された後に、前記第１のパンチは、前記第１の消弧室内まで延在し、前記第１の消弧室内の前記消弧媒体と接触し、前記第２のパンチは、前記第２の消弧室内まで延在し、前記第２の消弧室内の前記消弧媒体と接触することを特徴とする、請求項１０に記載の回路遮断器。
【請求項12】
前記消弧室は、前記導体を支持するための支持部品で覆われており、開口が、前記導体の第１の切断区域及び第２の切断区域に対応する前記支持部品の部分に形成され、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記第１の切断区域及び前記第２の切断区域は、前記開口を通じて下方に曲げられ、前記第１のパンチ及び前記第２のパンチは、前記開口を通じて前記消弧室内まで延在することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の回路遮断器。
【請求項13】
前記開口は、前記導体の前記第１の切断区域及び前記第２の切断区域が前記支持部品によって支持されないように構成されていることを特徴とする、請求項１２に記載の回路遮断器。
【請求項14】
第１の受け部及び第２の受け部が、前記支持部品の前記開口のところに形成され、前記第１の受け部及び前記第２の受け部は、前記導体が前記切断点において破断された後に、下方に曲げられた前記第１の切断区域及び下方に曲げられた前記第２の切断区域をそれぞれ受けるように構成されていることを特徴とする、請求項１２に記載の回路遮断器。
【請求項15】
動作室及び消弧室を画定する筐体と、
前記動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、前記動作室と前記消弧室との間で前記筐体を通じて延在する導体を、前記パンチを介して切断するように構成された、切断機構と
を備えることを特徴とする回路遮断器であって、
前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構の前記パンチによって切断されるときに、前記導体は、単一の切断点において破断され、
受け部材が、前記消弧室内に設けられ、前記受け部材は、前記パンチと位置合わせされており、前記導体が前記切断点において破断された後に、前記パンチは、前記受け部材によって受容され、
前記回路遮断器は、
ワイヤ・メッシュの形態の、前記消弧室内に充填された消弧媒体と、
前記消弧媒体の周りに配設され、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチからの気体を前記消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構と
をさらに備える、
回路遮断器。
前記動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、前記動作室と前記消弧室との間で前記筐体を通じて延在する導体を、前記パンチを介して切断するように構成された、切断機構と
を備えることを特徴とする回路遮断器であって、
前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構の前記パンチによって切断されるときに、前記導体は、単一の切断点において破断され、
受け部材が、前記消弧室内に設けられ、前記受け部材は、前記パンチと位置合わせされており、前記導体が前記切断点において破断された後に、前記パンチは、前記受け部材によって受容され、
前記回路遮断器は、
ワイヤ・メッシュの形態の、前記消弧室内に充填された消弧媒体と、
前記消弧媒体の周りに配設され、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチからの気体を前記消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構と
をさらに備える、
回路遮断器。
【請求項16】
気体流案内経路が、前記切断機構の前記パンチから前記気体流案内機構まで画定され、前記消弧媒体は、前記気体流案内経路の中に配置されることを特徴とする、請求項１５に記載の回路遮断器。
【請求項17】
前記気体流案内機構は、前記消弧媒体を取り囲む複数の空洞を備え、前記気体は、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチから前記消弧媒体を通って前記複数の空洞に流れ込むことを特徴とする、請求項１５に記載の回路遮断器。
【請求項18】
前記空洞は、前記消弧媒体に面する入口を有し、前記気体は、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチから前記消弧媒体を通り、前記入口を介して前記空洞に流れ込むことを特徴とする、請求項１７に記載の回路遮断器。
【請求項19】
前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記パンチは、前記導体の切断区域を下方に曲げるように前記切断区域に対して作用し、前記導体は、単一の切断点において破断されることを特徴とする、請求項１５に記載の回路遮断器。
【請求項20】
前記受け部材は、前記導体の前記切断点又は前記切断区域と位置合わせされていることを特徴とする、請求項１５に記載の回路遮断器。
【請求項21】
前記導体が前記切断点において破断された後に、前記パンチは、前記消弧室内まで延在し、前記消弧室内の前記消弧媒体と接触することを特徴とする、請求項１５から２０までのいずれか一項に記載の回路遮断器。
【請求項22】
前記受け部材は、前記導体が前記切断点において破断されるのを促進するために、前記導体の前記切断点又は前記切断区域から一定の距離だけ間隔を空けられることを特徴とする、請求項１５から２０までのいずれか一項に記載の回路遮断器。
【請求項23】
前記消弧室は、前記受け部材によって、第１の消弧室と第２の消弧室とに分割され、前記第１の消弧室及び前記第２の消弧室は、前記消弧媒体が充填されていることを特徴とする、請求項１５から２０までのいずれか一項に記載の回路遮断器。
【請求項24】
前記消弧室は、前記導体を支持するための支持部品で覆われており、開口が、前記導体の前記切断点及び前記切断区域に対応する前記支持部品の部分に形成され、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断区域は、前記開口を通じて下方に曲げられ、前記パンチは、前記開口を通じて前記消弧室内まで延在することを特徴とする、請求項１５から２０までのいずれか一項に記載の回路遮断器。
【請求項25】
前記開口は、前記導体の前記切断区域が前記支持部品によって支持されないように構成されていることを特徴とする、請求項２４に記載の回路遮断器。
【請求項26】
受け部が、前記支持部品の前記開口のところに形成され、前記受け部は、前記導体が前記切断点において破断された後に、下方に曲げられた前記切断区域を受けるように構成されていることを特徴とする、請求項２４に記載の回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は一般に、回路遮断器に関する。
【背景技術】
【0002】
回路過電流保護製品は、ヒューズを通って流れる電流によって生成される熱に基づいて溶断するヒューズであり、その主たる問題は、温度ヒューズと負荷整合との関係である。例えば、新エネルギー車両の主回路保護の場合、負荷が低倍率の過負荷又は短絡を有する場合、低電流仕様ヒューズの選択は、短時間の電流オーバーシュートに対応することができず、高電流仕様ヒューズの選択は、迅速な保護の要件を満たすことができない。現在の新エネルギー車両では、エネルギーを提供するのにリチウム電池パックが使用される。短絡が起こった場合、出力電流は、定格電流のおよそ数倍であり、よってヒューズ保護時間は、要件を満たすことができず、結果として、電池パックが過熱して発火を生じることになる。耐電流熱及び遮断電流熱溶解は共にヒューズを流れる電流から発生しているため、電流熱溶断を使用するそのような保護デバイスは、より高い定格電流を有する条件下で、特定の大きさの遮断速度に達することも、より強力な短時間の過負荷／突入電流（電気車両の始動又は登坂中の短時間の高電流など）に耐えることも、特定の大きさの障害電流の十分に速い保護速度の条件下で損傷せずに、より高い定格電流又はより高い過負荷／突入電流に耐えることもできない。
【0003】
目下のところ、高速切断構造が存在しており、これは、電子点火デバイス、導電板及び受け空洞を主に含む。電子点火デバイスは、導電板を破断するようにアクチュエータを駆動するために、高圧気体を生成するのに使用される。導電板の破損後、導電板は、回路の高速断路の目的を達成するために受け空洞に落下する。しかしながら、それでもなおいくつかの欠点及び短所が存在しており、消弧能力が制限され、そのため、大きな障害電流を阻止することは困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来技術における欠点の少なくとも１つを克服する回路遮断器を提供することが本出願の目的である。
【0005】
本出願の目的は、強力な消弧能力を備えた回路遮断器を提供することである。
【0006】
本出願の別の目的は、良好な遮断性能と、遮断後に優れた絶縁インピーダンスを獲得する能力とを備えた回路遮断器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本出願の第１の態様によると、
動作室及び消弧室を画定する筐体と、
動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、動作室と消弧室との間で筐体を通じて延在する導体を、パンチを介して切断するように構成された、切断機構と
を備える回路遮断器であって、
切断機構のパンチは、間に溝を画定するように互いに間隔を空けられた第１のパンチ及び第２のパンチを備え、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、導体は、単一の切断点において破断され、
邪魔板が、消弧室内に設けられており、邪魔板は、溝と位置合わせされており、邪魔板は、導体が切断点において破断された後に、溝に挿入されるように構成されており、
回路遮断器は、
ワイヤ・メッシュの形態の、消弧室内に充填された消弧媒体と、
消弧媒体の周りに配設され、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチからの気体（燃えているアークによって生成される高温気体）を消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構と
をさらに備える、
回路遮断器が提供される。
動作室及び消弧室を画定する筐体と、
動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、動作室と消弧室との間で筐体を通じて延在する導体を、パンチを介して切断するように構成された、切断機構と
を備える回路遮断器であって、
切断機構のパンチは、間に溝を画定するように互いに間隔を空けられた第１のパンチ及び第２のパンチを備え、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、導体は、単一の切断点において破断され、
邪魔板が、消弧室内に設けられており、邪魔板は、溝と位置合わせされており、邪魔板は、導体が切断点において破断された後に、溝に挿入されるように構成されており、
回路遮断器は、
ワイヤ・メッシュの形態の、消弧室内に充填された消弧媒体と、
消弧媒体の周りに配設され、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチからの気体（燃えているアークによって生成される高温気体）を消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構と
をさらに備える、
回路遮断器が提供される。
【0008】
ワイヤ・メッシュの形態の消弧媒体は、導体が切断されるときに生成されるアークを効果的に消散させることができ、気体流案内機構が、アークを含む気体が、より効果的に消弧媒体と十分に接触することを可能にし、回路遮断器の消弧作用を高めることを可能にする。
【0009】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、気体流案内経路が、切断機構のパンチから気体流案内機構まで画定され、消弧媒体は、気体流案内経路の中に配置される。
【0010】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、気体流案内機構は、消弧媒体を取り囲む複数の空洞を備え、気体は、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチから消弧媒体を通って複数の空洞に流れ込む。
【0011】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、空洞は、消弧媒体に面する入口を有し、気体は、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチから消弧媒体を通り、入口を介して空洞に流れ込む。さらに、いくつかの実施例において、複数の空洞の各々が、消弧媒体に面する入口を有する。
【0012】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、入口は、細長い隙間の形態である。
【0013】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、複数の空洞は、消弧媒体の周りに均一に分散される。
【0014】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、第１のパンチは、導体の第１の切断区域を下方に曲げるように第１の切断区域に対して作用し、第２のパンチは、導体の第２の切断区域を下方に曲げるように第２の切断区域に対して作用し、導体は、第１の切断区域と第２の切断区域との間の単一の切断点において破断される。
【0015】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、溝は、切断点と位置合わせされている。
【0016】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、導体が切断点において破断された後に、第１のパンチ及び第２のパンチは、消弧室内まで延在し、消弧室内の消弧媒体とそれぞれ接触する。
【0017】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、邪魔板は、導体が切断点において切断されるのを促進するために、切断点から一定の距離だけ間隔を空けられる。
【0018】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、沿面経路が、第１の切断区域の切断端部から、第１のパンチの端部を通り、溝の底部及び邪魔板の頂部を通り、第２のパンチの端部を通って、第２の切断区域の切断端部まで画定される。
【0019】
溝は、邪魔板と合わせて曲がりくねった沿面経路を画定し、第１の切断区域と第２の切断区域との間の伝導の可能性をさらに低減する。溝と邪魔板との組み合わせは、第１の切断区域から第２の切断区域までの沿面距離を増大させ、絶縁抵抗を著しく高める。
【0020】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、消弧室は、邪魔板によって、互いに隔てられた第１の消弧室と第２の消弧室とに分割され、第１の消弧室及び第２の消弧室は、消弧媒体が充填されている。
【0021】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、導体が切断点において破断された後に、第１のパンチは、第１の消弧室内まで延在し、第１の消弧室内の消弧媒体と接触し、第２のパンチは、第２の消弧室内まで延在し、第２の消弧室内の消弧媒体と接触する。
【0022】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、消弧室は、導体を支持するための支持部品で覆われており、開口が、導体の第１の切断区域及び第２の切断区域に対応する支持部品の部分に形成され、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、第１の切断区域及び第２の切断区域は、開口を通じて下方に曲げられ、第１のパンチ及び第２のパンチは、開口を通じて消弧室内まで延在する。
【0023】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、開口は、導体の第１の切断区域及び第２の切断区域が支持部品によって支持されないように構成されている。
【0024】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、第１の受け部及び第２の受け部が、支持部品の開口のところに形成され、第１の受け部及び第２の受け部は、導体が切断点において破断された後に、下方に曲げられた第１の切断区域及び下方に曲げられた第２の切断区域をそれぞれ受けるように構成されている。
【0025】
本出願の別の態様によると、
動作室及び消弧室を画定する筐体と、
動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、動作室と消弧室との間で筐体を通じて延在する導体を、パンチを介して切断するように構成された、切断機構と
を備える回路遮断器であって、
筐体を通じて延在する導体が切断機構のパンチによって切断されるときに、導体は、単一の切断点において破断され、
受け部材が、消弧室内に設けられ、受け部材は、パンチと位置合わせされており、導体が切断点において破断された後に、パンチは、受け部材によって受容され、
回路遮断器は、
ワイヤ・メッシュの形態の、消弧室内に充填された消弧媒体と、
消弧媒体の周りに配設され、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチからの気体を消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構と
をさらに備える、
回路遮断器が提供される。
動作室及び消弧室を画定する筐体と、
動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、動作室と消弧室との間で筐体を通じて延在する導体を、パンチを介して切断するように構成された、切断機構と
を備える回路遮断器であって、
筐体を通じて延在する導体が切断機構のパンチによって切断されるときに、導体は、単一の切断点において破断され、
受け部材が、消弧室内に設けられ、受け部材は、パンチと位置合わせされており、導体が切断点において破断された後に、パンチは、受け部材によって受容され、
回路遮断器は、
ワイヤ・メッシュの形態の、消弧室内に充填された消弧媒体と、
消弧媒体の周りに配設され、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチからの気体を消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構と
をさらに備える、
回路遮断器が提供される。
【0026】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、気体流案内経路が、切断機構のパンチから気体流案内機構まで画定され、消弧媒体は、気体流案内経路の中に配置される。
【0027】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、気体流案内機構は、消弧媒体を取り囲む複数の空洞を備え、気体は、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチから消弧媒体を通って複数の空洞に流れ込む。
【0028】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、空洞は、消弧媒体に面する入口を有し、気体は、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチから消弧媒体を通り、入口を介して空洞に流れ込む。
【0029】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、パンチは、導体の切断区域を下方に曲げるように切断区域に対して作用し、導体は、単一の切断点において破断される。
【0030】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、受け部材は、導体の切断点又は切断区域と位置合わせされている。
【0031】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、導体が切断点において破断された後に、パンチは、消弧室内まで延在し、消弧室内の消弧媒体と接触する。
【0032】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、受け部材は、導体が切断点において破断されるのを促進するために、導体の切断点又は切断区域から一定の距離だけ間隔を空けられる。
【0033】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、消弧室は、受け部材によって、第１の消弧室と第２の消弧室とに分割され、第１の消弧室及び第２の消弧室は、消弧媒体が充填されている。
【0034】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、消弧室は、導体を支持するための支持部品で覆われており、開口が、導体の切断点及び切断区域に対応する支持部品の部分に形成され、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断区域は、開口を通じて下方に曲げられ、パンチは、開口を通じて消弧室内まで延在する。
【0035】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、開口は、導体の切断区域及び切断点が支持部品によって支持されないように構成されている。
【0036】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、受け部が、支持部品の開口のところに形成され、受け部は、導体が切断点において破断された後に、下方に曲げられた切断区域を受けるように構成されている。
【0037】
本発明のこれらの及び他の態様及び利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な記載を読んだ後によりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本出願のいくつかの実施例による回路遮断器の斜視図である。
【図2】本出願のいくつかの実施例による回路遮断器の分解組立図である。
【図3】通常動作状態における回路遮断器を示す、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器の断面図である。
【図5】切断動作状態における回路遮断器を示す、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器の断面図である。
【図7】切断完了状態における回路遮断器を示す、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器の断面図である。
【図9】消弧室、消弧媒体及び気体流案内機構を示す、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器の斜視図である。
【図10】消弧室、消弧媒体及び気体流案内機構を示す、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器の上部断面図である。
【図11】通常動作状態における回路遮断器を示す、本出願の別の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図13】切断動作状態における回路遮断器を示す、本出願の別の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図15】切断完了状態における回路遮断器を示す、本出願の別の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図17】消弧室、消弧媒体及び気体流案内機構を示す、本出願の別の実施例による回路遮断器の上部断面図である。
【図18】通常動作状態における回路遮断器を示す、本出願のさらに別の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図20】切断動作状態における回路遮断器を示す、本出願のさらに別の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図22】切断完了状態における回路遮断器を示す、本出願のさらに別の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図24】消弧室、消弧媒体及び気体流案内機構を示す、本出願のさらに別の実施例による回路遮断器の断面斜視図である。
【図25】本出願のいくつかの実施例による回路遮断器についてのテスト結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0039】
本開示は、添付の図面を参照して以下に記載され、その中で本開示の特定の実施例が示されている。しかしながら本開示は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に描かれ記載される実施例に限定されるように解釈されるべきではないことを理解されたい。むしろ、これらの実施例は、本開示が完璧で完全であり、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために提供されている。本明細書に開示される実施例は、何らかの方法で組み合わせることで、多くの追加の実施例を提供することができることも理解されたい。
【0040】
同様の参照番号は、全体を通じて同様の要素を指すことを理解されたい。図面では、特定の特徴のサイズは、明確にするために誇張される場合がある。
【0041】
本明細書で使用される専門用語は、単に特定の実施例を記載する目的であり、本発明を制限することは意図されていない。そうでないことが規定されなければ、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含め）は、本発明が属する当業者によって共通して理解されるものと同じ意味を有する。よく知られた機能又は構造は、簡潔さ、及び／又は明確さのために詳細には記載されない場合がある。
【0042】
本明細書で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈がそうでないことを明白に示していなければ複数形も同様に含むことが意図されている。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／又は「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、本明細書中で使用されるとき、記述される特徴の存在を指定するが、１つ又は複数の他の特徴の存在又は追加を除外するものではないことがさらに理解されるであろう。本明細書で使用される用語「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」は、関連付けられ列挙された項目のうちの１つ又は複数の任意の組み合わせ又は全ての組み合わせを含む。本明細書で使用される「ＸとＹとの間」及び「ほぼＸとＹとの間」などの語句は、Ｘ及びＹを含むように解釈されるべきである。本明細書で使用される「ほぼＸとＹとの間」などの語句は、「ほぼＸとほぼＹとの間」を意味する。本明細書で使用される「ほぼＸからＹまで」などの語句は、「ほぼＸからほぼＹまで」を意味する。
【0043】
１つの要素が別の要素「の上」にある、別の要素に「装着されている」、別の要素に「接続」されている、別の要素と「結合」されている、別の要素に「接触している」などとして言及されるとき、それは、別の要素の上に直接ある、別の要素に装着される、別の要素に接続される、別の要素と結合される、又は別の要素と接触している場合があり、或いは介在する要素が存在する場合もあることが理解されるであろう。対照的に、１つの要素が、例えば、別の要素の「上に直接ある」、別の要素に「直接装着されている」、別の要素に「直接接続」されている、別の要素と「直接結合」されている、又は別の要素と「直接接触している」などとして言及されるとき、介在する要素は存在しない。別の特徴に「隣接して」配設された構造又は特徴に対する言及は、隣接する特徴に重なる、又はその下にある部分を有する場合があることは、当業者によって同様に理解されるであろう。
【0044】
空間関連用語「下」、「～より下に」、「下方」、「上」、「上方」、「側方」、「左」、「右」などは、図中に例示されるような、１つの要素又は特徴の別の要素又は特徴に対する関係性を記載するための記述を容易にするために本明細書で使用されてよい。空間関連用語は、図中に描かれる配向に加えて、使用中又は動作中のデバイスの異なる配向を包含することが意図されていることが理解されるであろう。例えば、図中のデバイスが反転された場合、他の要素又は特徴の「下」又は「真下」として記載される要素はこのとき、他の要素又は特徴の「上」に配向されることになる。デバイスは、違った方法で配向されてもよく（９０度回転される、又は他の配向で）、本明細書で使用される相対的な空間関係の記述語はこれに従って解釈される。
【0045】
通常、回路遮断器の役割は、過負荷又は短絡などの異常な状態が起こった場合に、主回路を素早く断路することで、主回路の他の回路部品を保護することである。主回路上の導体が、回路遮断器を通じて延在しており、回路遮断器の切断機構は、導体を切断して、主回路を断路することが可能である。
【0046】
導体が回路遮断器の切断機構によって切断されたときに、導体の切断区域にアークが生成される場合がある。そのようなアークは、回路遮断器の動作にとって不利益であり、回路遮断器が主回路を上手く断路するのを失敗させる場合がある。したがって、導体が回路遮断器の切断機構によって切断されるときに、導体の切断区域に対して消弧動作を行うことによって回路遮断器の切断動作を保証するために、消弧機構が回路遮断器内に通常設けられる。回路遮断器の信頼性を向上させるために、回路遮断器の消弧作用をできるだけ高めることが、この分野において望まれる場合が多い。
【0047】
本出願による回路遮断器は、革新的な消弧構造を通じて、極めて著しい、驚異的ですらある消弧作用を提供する。
【0048】
本出願のいくつかの実施例による回路遮断器が添付の図面を参照して以下に詳細に記載される。
【0049】
図１は、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器１の斜視図であり、図２は、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器１の分解組立図である。図１～図２に示されるように、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器１は、導体１０と、筐体２０とを含む。導体１０は、保護されることになる主回路（図示せず）内に接続され、筐体２０を通じて延在する。回路遮断器１は、主回路において過負荷又は短絡などの異常な状態が起こったときに導体１０を切断して主回路を断路するように構成されている。
【0050】
記載を容易にし、明確にするために、互いに直交する、回路遮断器１の長手方向及び横方向が規定される。長手方向は、例えば、図２が配置されるページの上方向と下方向であり、横方向は、例えば、図２が配置されるページの左方向と右方向である。例えば、導体１０は、横方向に延在するように記載されてよい。
【0051】
筐体２０は、動作室及び消弧室を画定してよい。導体１０は、動作室と消弧室との間に横方向に延在してよい。いくつかの実施例において、示されるように、筐体２０は、第１の筐体２２０及び第２の筐体２４０を含んでよい。第１の筐体２２０は、動作室２２２を画定してよく、第２の筐体２４０は、消弧室２４２を画定してよい。第１の筐体２２０及び第２の筐体２４０は、例えば、ボルト２３０によって一緒に結合されてよく、導体１０は、横方向に筐体２０を通じて延在するように、第１の筐体２２０と第２の筐体２４０との間に設けられてよい。
【0052】
筐体２０の上記の実例は単なる例示であり限定ではなく、他の好適な筐体構成を容易に予想することができることを理解されたい。例えば、筐体２０は、導体１０が横方向に筐体２０を通じて延在することで、筐体２０の内部空間を動作室と消弧室とに分割する、単一の閉鎖筐体であってもよい。
【0053】
いくつかの実施例において、図２に示されるように、筐体２０はまた、第２の筐体２４０が第１の筐体２２０と外側筐体２６０との間になるように、長手方向に第２の筐体２４０より下に配設される外側筐体２６０を含んでもよい。外側筐体２６０は、例えば、スナップ嵌合によって第２の筐体２４０に結合されることで、第２の筐体２４０の内部空間を閉鎖して消弧室２４２を形成するのを助けてもよい。
【0054】
いくつかの実施例において、図２に示されるように筐体２０はまた、第１の筐体２２０を覆うように構成され得るキャップ２８０を任意選択で含んでもよい。
【0055】
図３～図８に示されるように、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器１は、動作室２２２内に設けられ、導体１０に対して切断動作を行うように構成された切断機構３０を含む。切断機構３０は、導体１０に面するように設けられ、動作室２２２内で長手方向に摺動することが可能なパンチ３２０を含む。切断機構３０は、導体１０に対して作用するように長手方向にパンチ３２０を摺動させることによって、動作室２２２と消弧室２４２との間で筐体２０を通じて延在する導体１０を切断するように構成されている。
【0056】
いくつかの実施例において、図３、図５及び図７に示されるように、切断機構３０は、主回路において過負荷又は短絡などの異常な状態が起こったときに、作動信号を受信すると作動されて導体１０に向けてパンチ３２０を移動させる（例えば押す）ことで、パンチ３２０が導体１０に対して作用して導体１０を切断することが可能になるアクチュエータ３４０を含んでよい。アクチュエータ３４０は、雷管の形態であってよく、例えば、それは、作動信号の受信時に起爆される。爆発によって生成された気体がパンチ３２０を導体１０に向けて推し進める。アクチュエータ３４０はまた、当分野における任意の他の好適なアクチュエータを利用してもよく、雷管に限定されないことを理解されたい。
【0057】
本出願のいくつかの実施例によると、図２～図８に示されるように、切断機構３０のパンチ３２０は、第１のパンチ３２２と第２のパンチ３２４との間に溝３６０を画定するように互いに間隔を空けられた第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４を含んでよい。例示される実施例では、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４は共に、長手方向に延在する円柱又はロッドであり、それらの間に画定された溝３６０もまた、長手方向に延在しており、溝３６０の開放端部は導体１０に面している。
【0058】
第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０が、導体１０上に形成されてよい。切断点１３０が、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間に形成される、すなわち第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０は、切断点１３０によって互いに接続されている。第１の切断区域１２０は、長手方向に第１のパンチ３２２と位置合わせされており、第２の切断区域１４０は、長手方向に第２のパンチ３２４と位置合わせされており、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間の切断点１３０は、長手方向に第１のパンチ３２２と第２のパンチ３２４との間の溝３６０と位置合わせされている。
【0059】
切断点１３０の厚さは、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の厚さより小さくすることができ、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０が応力を受けたときに、導体１０が切断点１３０において破断されるのを可能にする。第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の厚さは、応力を受けたときの第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の変形を可能にするために、導体１０の残りの厚さより小さくてよい。
【0060】
よって、主回路において過負荷又は故障などの異常な状態が起こったときに、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４は、アクチュエータ３４０によって作動されて、長手方向に導体１０に向けて移動することで、第１のパンチ３２２が、第１の切断区域１２０に当接し、これに対して作用し、第２のパンチ３２４が、第２の切断区域１４０に当接し、これに対して作用することになる。第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４は、長手方向に移動し続けるため、導体１０は、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間の切断点１３０において破断され、図５～図８に示されるように、第１の切断区域１２０は、切断点１３０の反対側の第１の切断区域１２０の端部の周りで下方に曲がり、第２の切断区域１４０は、切断点１３０の反対側の第２の切断区域１４０の端部の周りで下方に曲がる。本出願による回路遮断器１は、単一点切断方式を採用し、この方式は、回路遮断器１のサイズを横方向に縮小することができ、コンパクトな構造であり、空間の無駄がない。
【0061】
横方向の第１のパンチ３２２の幅は、横方向の第１の切断区域１２０の長さと実質的に等しいか、それよりわずかに小さくてもよく、横方向の第２のパンチ３２４の幅は、横方向の第２の切断区域１４０の長さと実質的に等しいか、それよりわずかに小さくてもよく、そのため、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０は、横方向に延在する状態から、実質的に長手方向に延在し第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４の側部にそれぞれ隣接するまで下方に曲げることができる。このように第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０が完全に曲がるようにすることで、横方向の回路遮断器１のサイズの縮小を促進する。
【0062】
導体１０が切断されるとき、電気アークが、第１の切断区域１２０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）と第２の切断区域１４０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）との間に生成されてよい。上記に記載したように、このアークは、回路遮断器の動作にとって不利益であり、回路遮断器が主回路を上手く断路するのを失敗させる場合がある。
【0063】
本出願のいくつかの実施例によると、図２～図１０に示されるように、回路遮断器１の消弧室２４２は、消弧媒体４０が充填されていてよく、これは導体１０が切断されるときに生成されたアークを有利に消散させるためにワイヤ・メッシュの形態であってよい。導体１０が切断されるとき、第１の切断区域１２０の切断端部と第２の切断区域１４０の切断端部との間に生成された電気アークは、ワイヤ・メッシュによって少なくとも部分的に消散されてよい。消弧室２４２は、導体１０、第２の筐体２４０及び任意選択で外側筐体２６０などによって、実質的に囲まれた空間として形成されることで、消弧室２４２内の消弧媒体４０を通るアークの消散を促進する。いくつかの実施例において、導体１０が切断点１３０において破断された後に、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４は、図５及び図７に示されるように長手方向に移動を続けることによって消弧室２４２内まで延在してよい。任意選択で、消弧媒体４０は、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４が最終的に消弧媒体４０と接触することができるように、消弧室２４２内に充填されていてよい。
【0064】
本出願のいくつかの実施例によると、図３～図１０に示されるように、邪魔板４２０が、回路遮断器１の消弧室２４２内に設けられてよい。邪魔板４２０は、絶縁材料で作成されたシートの形態であってよい。邪魔板４２０は、長手方向に延在することで、消弧室２４２を第１の消弧室２４２ａと、第２の消弧室２４２ｂとに分割する。いくつかの実施例において、第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂは、邪魔板４２０によって互いに隔てられてよい。第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂは共に、図９～図１０に示されるようにワイヤ・メッシュの形態の消弧媒体４０が充填されている。いくつかの実施例において、導体１０が切断点１３０において破断された後に、図５～図８に示されるように、第１のパンチ３２２は、長手方向に移動し続けることによって第１の消弧室２４２ａ内まで延在してよく、第２のパンチ３２４は、長手方向に移動し続けることによって第２の消弧室２４２ｂ内まで延在してよい。任意選択で、消弧媒体４０は、第１のパンチ３２２が最終的に第１の消弧室２４２ａ内の消弧媒体４０と接触し、第２のパンチ３２４が最終的に第２の消弧室２４２ｂ内の消弧媒体４０と接触するように、第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂ内に充填されていてもよい。
【0065】
本出願のいくつかの実施例によると、図３～図８に示されるように、邪魔板４２０は、導体１０が切断点１３０において破断された後に、邪魔板４２０が溝３６０に挿入され得るように、長手方向に沿って切断点１３０及び溝３６０と位置合わせされているように構成されていてよい。横方向の邪魔板４２０の厚さは、邪魔板４２０が溝３６０へ挿入され溝３６０を実質的に埋めるのを促進するように、横方向の溝３６０の幅と実質的に等しいか、又はそれよりわずかに小さくてよい。いくつかの実施例において、邪魔板４２０は、導体１０の切断点１３０から長手方向に間隔を空けられる、すなわち、切断点１３０における導体１０の破断を促進するための距離だけ、すなわち、邪魔板４２０が切断点１３０における導体１０の破断と干渉しない、又は破断を阻止しないような距離だけ間隔を空けられる。
【0066】
長手方向の溝３６０の深さは、長手方向のパンチ３２０の下方移動が終了したときに、邪魔板４２０が溝３６０の中まで十分に延在する、又は十分に挿入されることができるように、長手方向の邪魔板４２０の寸法に関連して設計されてよい。例えば、邪魔板４２０の頂部は、溝３６０の底部に当接してよい、又はその付近であってもよい。邪魔板４２０の頂部が溝３６０の底部に当接する場合、邪魔板４２０はまた、長手方向のパンチ３２０のさらなる下方移動を止めるための止め具部材として作用してもよい。
【0067】
回路遮断器１の切断が完了すると、すなわち邪魔板４２０が溝３６０に十分に挿入されるまでパンチ３２０が長手方向に下方に移動すると、沿面経路が、導体１０の第１の切断区域１２０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）と、第２の切断区域１４０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）との間に画定され、この沿面経路は、第１の切断区域１２０の切断端部から、第１のパンチ３２２の端部を通り、溝３６０の底部及び邪魔板４２０の頂部を通り、そして第２のパンチ３２４の端部を通って第２の切断区域１４０の切断端部まで延在する。
【0068】
消弧室２４２が、邪魔板４２０によって、互いに隔てられた第１の消弧室２４２ａと第２の消弧室２４２ｂとに分割されることで、邪魔板４２０が溝３６０に挿入されるときに、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０は、互いに隔てられ、アーク長を延長し、アーク抵抗を増大する。溝３６０と邪魔板４２０の組み合わせによって形成された曲がりくねった沿面経路は、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間の伝導の可能性をさらに低減させる。溝３６０及び邪魔板４２０の協働が、第１の切断区域１２０から第２の切断区域１４０までの沿面距離を増大させ、絶縁抵抗を著しく向上させる。
【0069】
第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４が、導体１０を切断するように第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０に対して作用した後、図５～図６に示されるように邪魔板４２０は、溝３６０に挿入され始める。このとき、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４は、長手方向に移動し続けるため、第１のパンチ３２２の端部及び周辺部における空気圧並びに第２のパンチ３２４の端部及び周辺部における空気圧が増大し、これにより、付近の気体流を全方向に押し、流れる気体がアークを消弧媒体４０に向けて吹きつけ、アークを消弧媒体４０を介して消散させることができる。
【0070】
しかしながら数回のテスト及び研究から、本発明者等は、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４が長手方向に沿って移動するために、押された気体の大半が長手方向に沿って移動することになり、消弧室２４２内で乱流を形成し、消弧プロセス中に大きな逆方向の気体圧力を生成することを見出した。このような移動によって、気体は、短期間の中で効率的に消弧室２４２内の消弧媒体４０と十分に接触しない。
【0071】
これに基づいて、本発明者等は、気体が短期間で消弧室２４２内の消弧媒体４０と効率的且つ適切に接触することを可能にする手段を見出そうとした。回路遮断器１の消弧作用をさらに向上させるために、本出願のいくつかの実施例によると、回路遮断器１には、消弧室２４２内で気体の流れを案内するための気体流案内機構５０を備えてもよい。
【0072】
図９～図１０に示されるように、本出願のいくつかの実施例によると、気体流案内機構５０が、消弧室２４２内の消弧媒体４０の周りに設けられてよく、導体１０が切断機構３０によって切断されるときに、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４などのパンチ３２０からの気体を、消弧室２４２内の消弧媒体４０を通るように誘導するように構成されている。気体流案内機構５０は、消弧媒体４０の周りに設けられるため、気体（燃えているアークによって生成される高温気体）が第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４から気体流案内機構５０へと案内されるときに、気体が消弧室２４２内の消弧媒体４０と十分に接触することを可能にする。
【0073】
第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４などの切断機構３０のパンチ３２０から気体流案内機構５０までの気体流案内経路が画定され、第１のパンチ３２２の端部及び周辺部における増大した気体圧力並びに第２のパンチ３２４の端部及び周辺部における増大した気体圧力のために、気体は気体流案内経路に沿って気体流案内機構５０まで流れる。気体流案内機構５０が消弧媒体４０の周りに完全に配設される場合、消弧媒体４０は、気体流案内経路内にあり、よって気体が、短時間で、効率的なやり方で、消弧室２４２内の消弧媒体４０と十分に接触するのを促進する。
【0074】
本出願のいくつかの実施例によると、図９～図１０に示されるように、気体流案内機構５０は、消弧媒体４０の周りに設けられた複数の空洞５２０を含む。導体１０が切断機構３０によって切断されるとき、第１のパンチ３２２の周辺部及び端部並びに第２のパンチ３２４の周辺部及び端部における増大した空気圧によって、第１のパンチ３２２の周辺部及び端部と、第２のパンチ３２４の周辺部及び端部と空洞５２０との間の圧力差が形成され、その結果、気体を第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４から消弧媒体４０の周りに配設された複数の空洞４２０へと誘導することができ、このプロセスの中で、気体を消弧媒体４０と十分に接触させて気体中のアークを消散させることになる。
【0075】
例示の実施例では、１２個の空洞５２０が消弧媒体４０の周りに設けられる。これは単なる例示であり限定ではないこと、及び空洞５２０の数は具体的な用途に従って選択することができることを理解されたい。これらの空洞５２０は、消弧媒体４０の周りに均等に分散されることで、気体が消弧媒体４０を均一に通過することを促進してよい。これらの空洞５２０は、同じ形状及び同じ構成を採ることができる、又はそれらは、第２の筐体２４０の実際の構成に応じて、例えば、消弧媒体４０と第２の筐体２４０の内壁との間の空間及び構造に適合しフィットするように設計することもできる。
【0076】
本出願のいくつかの実施例によると、各空洞５２０は、気体が消弧媒体４０を通過した後、入口５４０を介して空洞５２０に進入するように、消弧媒体４０に面するように配置された入口５４０を備えてもよい。いくつかの実施例において、入口５４０は、長手方向に沿って延在する細長い隙間の形態であってよい。
【0077】
本出願のいくつかの実施例によると、図３～図８に示されるように、回路遮断器１はまた、支持部品６０を含んでもよく、支持部品６０は、導体１０と第２の筐体２４０との間に設けられ、とりわけ導体１０と消弧室２４２との間に設けられる。支持部品６０は、消弧室２４２を覆うことができ、導体１０が切断機構３０によって切断されるときに、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０以外の導体１０のいかなる部分の変形も阻止するために導体１０を支持するために使用される。
【0078】
切断機構３０のパンチ３２０の移動、並びに第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の下方の屈曲を促進するために、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０に対応する支持部品６０の部分に開口６２０が形成される場合がある。開口６２０は、導体１０の第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０が支持部品６０によって支持されないように構成されていてよい。例えば、開口６２０は、横方向の第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の長さの合計よりもわずかに大きくなるようにサイズを決めることができる。
【0079】
導体１０が切断機構３０のパンチ３２０によって切断されるとき、図５～図８に示されるように導体１０の第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０は、開口６２０を通じて下方に曲げられ、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４は、開口６２０を通じて、消弧室２４２内まで延在する。
【0080】
本出願のいくつかの実施例によると、支持部品６０は、図３～図８に示されるように、開口６２０のところに形成された第１の受け部６４０と第２の受け部６４２とを備えてよい。例えば、段差部分が、横方向に開口６２０の向かい合わせの側部に形成されて、第１の受け部６４０及び第２の受け部６４２を形成してもよい。導体１０が切断機構３０によって切断されるときに、導体１０は、切断点１３０において破断され、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０は下方に曲げられ、その結果、第１の切断区域１２０は第１の受け部６４０に受けられるように下方に曲げられ、第２の切断区域１４０は第２の受け部６４２に受けられるように下方に曲げられる。十分に曲げられた後、図５～図８に示されるように、第１の切断区域１２０は、第１の受け部６４０の側部に当接し、第１の受け部６４０の側部と第１のパンチ３２２の側部との間に挟まれ、第２の切断区域１４０は、第２の受け部６４２の側部に当接し、第２の受け部６４２の側部と第２のパンチ３２４の側部との間に挟まれる。第１の受け部６４０及び第２の受け部６４２は、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４と協働して導体１０の第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０を閉じ込めるのを助ける。
【0081】
以下は、図３～図８を参照した本出願のいくつかの実施例による回路遮断器１の動作の簡単な説明である。図３～図４は、通常動作状態の回路遮断器１を例示し、図５～図６は、切断動作状態の回路遮断器１を例示し、図７～図８は、切断完了状態の回路遮断器１を例示する。
【0082】
図３～図４に示されるように、通常動作状況においては、主回路において過負荷、故障又は短絡などの異常な状態は生じておらず、回路遮断器１は、主回路において遮断動作を行わず、切断機構３０は、導体１０に対して作用することなく、導体１０より上にある。
【0083】
図５～図６に示されるように、主回路において過負荷又は短絡などの異常な状態が生じている場合、回路遮断器１は、通常動作状態から切断動作状態に切り替えられる。具体的には、作動信号が、アクチュエータ３４０によって受信され、その後、アクチュエータ３４０が、長手方向に導体１０に向かって第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４を移動させるように作動されることで、第１のパンチ３２２が第１の切断区域１２０に当接し、これに対して作用し、第２のパンチ３２４が第２の切断区域１４０に当接し、これに対して作用する。第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４が長手方向に移動し続けるため、導体１０は、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間の切断点１３０において破断され、第１の切断区域１２０は、切断点１３０の反対側の第１の切断区域１２０の端部の周りで下方に曲がり、第２の切断区域１４０は、切断点１３０の反対側の第２の切断区域１４０の端部の周りで下方に曲がる。任意選択で、第１の切断区域１２０は、第１の受け区域６４０に受けられるように下方に曲げられ、第２の切断区域１４０は、第２の受け区域６４２に受けられるように下方に曲げられる。十分に曲げられた後、第１の切断区域１２０は、第１の受け部６４０の側部に当接し、第１の受け部６４０の側部と第１のパンチ３２２の側部との間に挟まれ、第２の切断区域１４０は、第２の受け部６４２の側部に当接し、第２の受け部６４２の側部と第２のパンチ３２４の側部との間に挟まれる。この時点で、邪魔板４２０は、溝３６０に挿入され始める。第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４が長手方向に移動し続けるため、第１のパンチ３２２の周辺部及び端部における空気圧及び第２のパンチ３２４の周辺部及び端部における空気圧が増大し、これにより付近の気体が図５の矢印によって示されるように、気体流案内機構５０によって、気体流案内経路に沿って消弧媒体４０を通り、気体流案内機構５０の空洞５２０に入るように押される。
【0084】
図７～図８に示されるように、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４が長手方向に移動し続けるため、邪魔板４２０は、最終的に溝３６０に十分に挿入され、回路遮断器１は、切断動作状態から切断完了状態に切り替わる。この時点で、導体１０は、破断され、生成されたアークは消散され、これにより主回路は、完全に断路される。
【0085】
本出願による別の実施例が図１１～図１７を参照して以下に記載される。図１１～図１６は、それぞれ通常動作状態、切断動作状態及び切断完了状態における本出願による回路遮断器１の断面図及び拡大図を示す。図１１～図１６に示される回路遮断器の実施例は、図３～図８に示される回路遮断器の実施例と実質的に同じであり、図１１～図１６に示される回路遮断器と図３～図８に示される回路遮断器との違いのみを以下に記載する。明らかに矛盾していたり、対立したりしていなければ、図３～図８に示される回路遮断器の実施例の個々の特徴は、図１１～図１６に示される回路遮断器の実施例に適用されてよい。
【0086】
図１１～図１６に示されるように、回路遮断器１は、動作室２２２内に設けられ、導体１０に対して切断動作を行うように構成された切断機構３０を含む。切断機構３０は、導体１０に面するように設けられ、動作室２２２内で長手方向に摺動することが可能なパンチ３２０を含む。切断機構３０は、導体１０に対して作用するように長手方向にパンチ３２０を摺動させることによって、動作室２２２と消弧室２４２との間で筐体２０を通じて延在する導体１０を切断するように構成されている。
【0087】
第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０が、導体１０上に形成されてよい。切断点１３０が、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間に形成される、すなわち第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０は、切断点１３０によって互いに接続されている。切断点１３０の厚さは、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の厚さより小さくすることができ、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０が応力を受けたときに、導体１０が切断点１３０において破断されるのを可能にする。第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の厚さは、応力を受けたときの第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の変形を可能にするために、導体１０の残りの厚さより小さくてよい。
【0088】
パンチ３２０の端部は、長手方向に第１の切断区域１２０、第２の切断区域１４０及び切断点１３０と位置合わせされており、パンチ３２０の端部の中心は、切断点１３０と位置合わせされている。例示の実施例では、パンチ３２０の端部の中心部分は、パンチ３２０の端部のいずれかの側の縁部より長手方向に導体１０に近いため、パンチ３２０が長手方向に導体１０に対して切断動作を行うときに、パンチ３２０の端部の中心部分は、導体１０と最初に接触し、具体的には、導体１０の切断点１３０と接触して、切断点１３０における導体１０の破断を促進する。
【0089】
横方向のパンチ３２０の幅は、横方向の第１の切断区域及び第２の切断区域１４０の両方の長さと実質的に等しいか、それよりわずかに小さくてもよく、そのため、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０は、横方向に延在する状態から、実質的に長手方向に延在しパンチ３２０の向かい合う側部にそれぞれ隣接するまで下方に曲げることができ、同時に、支持部品６０の第１の受け部６４０及び第２の受け部６４２にそれぞれ受けられ得る。十分に曲げられた後、図１３～図１６に示されるように、第１の切断区域１２０は、第１の受け部６４０の側部に当接し、第１の受け部６４０の側部とパンチ３２０の一方の側部との間に挟まれ、第２の切断区域１４０は、第２の受け部６４２の側部に当接し、第２の受け部６４２の側部とパンチ３２０の他方の側部との間に挟まれる。
【0090】
受け部材４４０が、回路遮断器１の消弧室２４２内に設けられてもよい。受け部材４４０は、パンチ３２０及び切断点１３０と長手方向に位置合わせされており、導体１０がパンチ３２０によって切断された後に、パンチ３２０を受けるように構成されている。パンチ３２０が、受け部材４４０によって受けられた後、第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂは、受け部材４４０及びパンチ３２０によって互いに隔てられてよい。
【0091】
受け部材４４０は、導体１０の切断点１３０から長手方向に間隔を空けられてよい、すなわち切断点１３０における導体１０の破断を促進するための距離だけ、すなわち、受け部材４４０が切断点１３０において導体１０の破断と干渉しない、又は破断を阻止しないような距離だけ間隔を空けられてよい。
【0092】
受け部材４４０は、消弧室２４２内の中心に置かれてよく、導体１０がパンチ３２０によって切断された後にパンチ３２０が挿入され得る、パンチ３２０に面する溝を備えてよい。受け部材４４０は、アーク伝導を隔離する役割を果たすために、絶縁材料で作成することができる。
【0093】
長手方向の受け部材４４０の溝の深さは、長手方向のパンチ３２０の下方移動の終了時に、パンチ３２０が受け部材４４０の溝の中まで十分に、若しくは
部分的に延在する、又は挿入されることができるように、例えば、パンチ３２０の端部が受け部材４４０の溝の底部に当接する、又は溝の底部に近づくことができるように、長手方向のパンチ３２０のサイズに関連して設計されてよい。パンチ３２０の端部が受け部材４４０の溝の底部に当接する場合、受け部材４４０はまた、長手方向のパンチ３２０のさらなる下方移動を止めるための止め具として作用してもよい。
部分的に延在する、又は挿入されることができるように、例えば、パンチ３２０の端部が受け部材４４０の溝の底部に当接する、又は溝の底部に近づくことができるように、長手方向のパンチ３２０のサイズに関連して設計されてよい。パンチ３２０の端部が受け部材４４０の溝の底部に当接する場合、受け部材４４０はまた、長手方向のパンチ３２０のさらなる下方移動を止めるための止め具として作用してもよい。
【0094】
回路遮断器１の切断が完了すると、すなわちパンチ３２０が受け部材４４０の溝に挿入されるまでパンチ３２０が長手方向に下方に移動すると、導体１０の第１の切断区域１２０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）と第２の切断区域１４０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）との間に沿面経路が画定され、沿面経路は、第１の切断区域１２０の切断端部からパンチ３２０の端部を通って第２の切断区域１４０の切断端部まで延在する。
【0095】
この実施例では、図１７に示されるように、第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂの周りに均等に分散された８つの空洞５２０が存在する。８つの空洞５２０のうちの４つは、入口５４０を介して消弧室２４２に接続され、その空洞５２０のうちの２つは、入口５４０を介して第１の消弧室２４２ａと連通しており、他の２つの空洞５２０は、入口５４０を介して第２の消弧室２４２ｂと連通している。８つの空洞５２０全ては、入口５４０を介して消弧室２４２と連通していてもよく、例えば、４つの空洞５２０は、第１の消弧室２４２ａと連通し、他の４つの空洞５２０は、第２の消弧室２４２ｂと連通していることが当業者によって理解されるべきである。図１７に示される実施例での空洞５２０の配置は、図３～図８の実施例にも適用され得ることは当業者によって理解されるであろう。
【0096】
図１１～図１２に示されるように、通常動作状況においては、主回路において過負荷、故障又は短絡などの異常な状態が生じておらず、回路遮断器１は、主回路において遮断動作を行わず、切断機構３０は、導体１０に対して作用することなく、導体１０より上にある。
【0097】
図１３～図１４に示されるように、主回路において過負荷又は短絡などの異常な状態が生じている場合、回路遮断器１は、通常動作状態から切断動作状態に切り替えられる。具体的には、作動信号が、アクチュエータ３４０によって受信され、その後、アクチュエータ３４０が、長手方向に導体１０に向かってパンチ３２０を移動させるように作動されることで、パンチ３２０は最初に切断点１３０に当接し、これに対して作用し、その後、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０に当接し、これらに対して作用し、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間の切断点１３０において導体１０が破断されるようにする。第１の切断区域１２０は、切断点１３０の反対側の第１の切断区域１２０の端部の周りで下方に曲げられ、第２の切断区域１４０は、切断点１３０の反対側の第２の切断区域１４０の端部の周りで下方に曲げられる。この時点で、パンチ３２０は、受け部材４４０に向かって長手方向に移動し続け、消弧室２４２内の消弧媒体と接触させることができる。この間、パンチ３２０の周りの気体圧力が増大し、これにより、気体流案内機構５０により、付近の気体を気体流案内経路に沿って消弧媒体４０を通り気体流案内機構５０の空洞５２０に入るように押す。
【0098】
図１５～図１６に示されるように、パンチ３２０は長手方向に移動し続けるため、パンチ３２０は、最終的に受け部材４４０の溝に十分に挿入され、回路遮断器１は、切断動作状態から切断完了状態に切り替わる。この時点で、導体１０は破断され、生成されたアークは消散され、これにより主回路は完全に断路される。
【0099】
本出願によるさらに別の実施例が、図１８～図２４を参照して以下に記載される。図１８～図２４は、通常動作状態、切断動作状態及び切断完了状態それぞれにおける、本出願による回路遮断器１の断面図及び拡大図である。図１８～図２４に示される回路遮断器の実施例は、図３～図８及び図１１～図１７に示される回路遮断器の実施例と実質的に同じであり、図１８～図２４に示される回路遮断器と図３～図８及び図１１～図１７に示される回路遮断器との違いのみが以下に記載される。明らかに矛盾していたり、対立したりしていなければ、図３～図８及び図１１～図１７に示される回路遮断器の実施例の個々の特徴は、図１８～図２４に示される回路遮断器の実施例に適用されてよい。
【0100】
図１８～図２３に示されるように、回路遮断器１は、動作室２２２内に設けられ、導体１０に対して切断動作を行うように構成された切断機構３０を含む。切断機構３０は、導体１０に面するように設けられ、動作室２２２内で長手方向に摺動することが可能なパンチ３２０を含む。切断機構３０は、導体１０に対して作用するように長手方向にパンチ３２０を摺動させることによって、動作室２２２と消弧室２４２との間で筐体２０を通じて延在する導体１０を切断するように構成されている。
【0101】
導体１０は、切断区域１１０と切断点１３０が互いに接続された状態で形成される。切断点１３０の厚さは、切断区域１１０の厚さより小さくすることができ、切断区域１１０が応力を受けたときに、導体１０が切断点１３０において破断されるのを可能にする。パンチ３２０の端部は、長手方向に切断区域１１０と位置合わせされている。切断区域１１０の厚さは、応力を受けたときの切断区域１１０の変形を可能にするために、導体１０の残りの厚さより小さくてよい。
【0102】
横方向のパンチ３２０の幅は、横方向の切断区域１１０の長さと実質的に等しいか、それよりわずかに小さくてもよく、そのため、切断区域１１０は、横方向に延在する状態から、実質的に長手方向に延在し、パンチ３２０の側部に隣接するまで下方に曲げることができる。この実施例では、支持部品６０は、図１８～図２３に示されるように受け部６４４を含んでよく、曲げられた切断部分１１０は、支持部品６０の受け部６４４に受けられてよい。十分に曲げられた後、図２０～図２３に示されるように切断部分１１０は、受け部６４４の側部に当接し、受け部６４４の側部とパンチ３２０の側部との間に挟まれる。
【0103】
受け部材４４０が、回路遮断器１の消弧室２４２内に設けられてもよい。受け部材４４０は、パンチ３２０及び切断区域１１０と長手方向に位置合わせされており、導体１０がパンチ３２０によって切断された後に、パンチ３２０を受けるように構成されている。パンチ３２０が受け部材４４０によって受けられた後、第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂは、受け部材４４０及びパンチ３２０によって互いに隔てられてよい。
【0104】
受け部材４４０は、導体１０の切断区域１１０から長手方向に間隔を空けられてよい、すなわち切断点１３０における導体１０の破断を促進するための距離だけ、すなわち、受け部材４４０が切断点１３０において導体１０の破断と干渉しない、又は破断を阻止しないような距離だけ間隔を空けられてよい。
【0105】
受け部材４４０は、図１８～図２３に示されるように、消弧室２４２内に偏心して配設されてよい。したがってパンチ３２０は、動作室２２２内に偏心して配設されてよい。導体１０がパンチ３２０によって切断された後、図２２～図２３に示されるようにパンチ３２０は、受け部材４４０に当接してよい。受け部材４４０は、アーク伝導を隔離する役割を果たすために、絶縁材料で作成することができる。
【0106】
長手方向の受け部材４４０のサイズは、長手方向のパンチ３２０の下方移動が終了したときに、パンチ３２０が受け部材４４０に当接し得るように、長手方向のパンチ３２０のサイズに関連して設計されてよい。例えば、パンチ３２０の端部は、受け部材４４０の頂部に当接してよい、又は頂部に衝突してもよい。パンチ３２０の端部が受け部材４４０に当接する場合、受け部材４４０はまた、パンチ３２０の長手方向のさらなる下方移動を止めるための止め具として作用してもよい。
【0107】
回路遮断器１の切断が完了すると、すなわちパンチ３２０が受け部材４４０に完全に当接するまでパンチ３２０が長手方向に下方に移動すると、導体１０の切断区域１１０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）と切断点１３０との間に沿面経路が画定される。沿面経路は、断路区域１１０の切断端部から、パンチ３２０の端部を通り切断点１３０まで延在する。
【0108】
この実施例では、図２４に示されるように、第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂの周りに分散された９つの空洞５２０が存在する。９つの空洞５２０は、互いにサイズが均一ではなく、消弧室２４２の周りに均一にも、対称的にも配置されていない。
【0109】
空洞５２０及び消弧室２４２は、複数のやり方で互いに連通することができる。図２４に示される実施例では、空洞５２０のうちの２つは、入口５４０を通って第１の消弧室２４２ａと連通しており、連通ポート５６０を通ってその各側にある空洞５２０と連通しているため、各側の空洞５２０は、第１の消弧室２４２ａと間接的に連通している。空洞５２０のうちの３つは、第２の消弧室２４２ｂと直接連通していてもよく、３つの空洞５２０のいずれかの側の２つの空洞５２０は、入口５４０を介して第２の消弧室２４２ｂと連通している。図２４に示される実施例における空洞５２０の配置は、図３～図８並びに図１１～図１６の実施例にも適用することができることが当業者によって理解されるであろう。
【0110】
図１８～図１９に示されるように、通常動作状況においては、主回路において過負荷、故障又は短絡などの異常な状態が生じておらず、回路遮断器１は、主回路において遮断動作を行わず、切断機構３０は、導体１０に対して作用することなく、導体１０より上にある。
【0111】
図２０～図２１に示されるように、主回路において過負荷又は短絡などの異常な状態が生じている場合、回路遮断器１は、通常動作状態から切断動作状態に切り替えられる。具体的には、作動信号が、アクチュエータ３４０によって受信され、その後、アクチュエータ３４０が、長手方向に導体１０に向かってパンチ３２０を移動させるように作動されることで、パンチ３２０は切断区域１１０に当接し、これに対して作用し、導体１０が切断点１３０において破断され、切断区域１１０が、切断点１３０の反対側の切断区域１１０の端部の周りで下方に曲げられるようにする。この時点で、パンチ３２０は、受け部材４４０に向かって長手方向に移動し続け、消弧室２４２内の消弧媒体と接触させることができる。この間、パンチ３２０の周りの気体圧力が増大し、これにより、気体流案内機構５０により、付近の気体を気体流案内経路に沿って消弧媒体４０を通り気体流案内機構５０の空洞５２０に入るように押す。
【0112】
図２２～図２３に示されるように、パンチ３２０は長手方向に移動し続けるため、パンチ３２０は、最終的に受け部材４４０に十分に当接し、回路遮断器１は、切断動作状態から切断完了状態に切り替わる。この時点で、導体１０は破断され、生成されたアークは消散され、これにより主回路は、完全に断路される。
【0113】
「実施例１」
本発明者等は、電気車両バッテリ・モジュールが動作中に故障する状況をシミュレートし、本出願による回路遮断器１をテストし、テスト結果は、本出願による回路遮断器１が、主回路を素早く断路することができ、主回路を断路した後の絶縁抵抗性能が良好であることを示した。
本発明者等は、電気車両バッテリ・モジュールが動作中に故障する状況をシミュレートし、本出願による回路遮断器１をテストし、テスト結果は、本出願による回路遮断器１が、主回路を素早く断路することができ、主回路を断路した後の絶縁抵抗性能が良好であることを示した。
【0114】
テスト原則：回路は、バッテリ、抵抗器、スイッチ及び回路遮断器１からなる。スイッチが閉じられたとき、回路は瞬間的に高電流を生成し、回路遮断器１は、回路を断路するためにトリガされて保護効果を達成する。
【0115】
テスト条件：テスト電圧は１０００Ｖ、テスト電流は１３ＫＡ、テスト・ループ・インダクタンスは１５．４ｕＨである。
【0116】
テスト結果：テスト後の絶縁インピーダンス＞１０ＧΩ。
【0117】
図２５は、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器についてのテスト結果のグラフを例示する。図面から見ることができるように、（１０００Ｖシステム）回路において短絡が起こったとき、電流は瞬時に１３ＫＡまで増大する。トリガ信号が受信されたとき、回路遮断器１は、回路を断路し始める。回路遮断器１の優れた消弧作用により、回路の過電圧は瞬時に２０００Ｖまで上がり、電流は急速に０Ａまで減衰し、最終的にアークが消滅され、回路電圧は、システム電圧で安定する。
【0118】
市販の回路遮断器で同じテストを行うと、テスト結果は基本的に、絶縁インピーダンスは１０ＭΩを超えることができるが、本出願による回路遮断器１の１０ＧΩを超える絶縁インピーダンスに達するにはほど遠い。理解することができるように、本出願による回路遮断器１で獲得された遮断効果は、一部の既存の回路遮断器と比較して注目すべきものであり、驚くべき技術的効果と言うことができ、既存の製品を数桁も上回っている。
【0119】
本出願の例示の実施例が記載されてきたが、当業者は、本出願の新規の教示及び利点から著しく逸脱することなく、例示の実施例において多くの変形形態及び修正形態が可能であることを容易に理解するべきである。したがって、全てのそのような変形形態及び修正形態は、特許請求の範囲において定義されるような本出願の範囲内に含まれることが意図されている。本出願は、以下の特許請求の範囲によって定義され、特許請求の範囲の均等物が含まれる。
【符号の説明】
【0120】
１ 回路遮断器
１０ 導体
１２０ 第１の切断区域
１３０ 切断点
１４０ 第２の切断区域
１１０ 切断区域
２０ 筐体
２２０ 第１の筐体
２４０ 第２の筐体
２２２ 動作室
２４２ 消弧室
２６０ 外側筐体
２８０ キャップ
２４２ａ 第１の消弧室
２４２ｂ 第２の消弧室
２３０ ボルト
３０ 切断機構
３２０ パンチ
３４０ アクチュエータ
３２２ 第１のパンチ
３２４ 第２のパンチ
３６０ 溝
４０ 消弧媒体
４２０ 邪魔板
４４０ 受け部材
５０ 気体流案内機構
５２０ 空洞
５４０ 入口
５６０ 連通ポート
６０ 支持部品
６２０ 開口
６４０ 第１の受け部
６４２ 第２の受け部
６４４ 受け部
１０ 導体
１２０ 第１の切断区域
１３０ 切断点
１４０ 第２の切断区域
１１０ 切断区域
２０ 筐体
２２０ 第１の筐体
２４０ 第２の筐体
２２２ 動作室
２４２ 消弧室
２６０ 外側筐体
２８０ キャップ
２４２ａ 第１の消弧室
２４２ｂ 第２の消弧室
２３０ ボルト
３０ 切断機構
３２０ パンチ
３４０ アクチュエータ
３２２ 第１のパンチ
３２４ 第２のパンチ
３６０ 溝
４０ 消弧媒体
４２０ 邪魔板
４４０ 受け部材
５０ 気体流案内機構
５２０ 空洞
５４０ 入口
５６０ 連通ポート
６０ 支持部品
６２０ 開口
６４０ 第１の受け部
６４２ 第２の受け部
６４４ 受け部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【手続補正書】
【提出日】2023-12-08
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は一般に、回路遮断器に関する。
【背景技術】
【0002】
回路過電流保護製品は、ヒューズを通って流れる電流によって生成される熱に基づいて溶断するヒューズであり、その主たる問題は、温度ヒューズと負荷整合との関係である。例えば、電気車両の主回路保護の場合、負荷が低倍率の過負荷又は短絡を有する場合、低電流仕様ヒューズの選択は、短時間の電流オーバーシュートに対応することができず、高電流仕様ヒューズの選択は、迅速な保護の要件を満たすことができない。現在の電気車両では、エネルギーを提供するのにリチウム電池パックが使用される。短絡が起こった場合、出力電流は、定格電流のおよそ数倍であり、よってヒューズ保護時間は、要件を満たすことができず、結果として、電池パックが過熱して発火を生じる可能性がある。耐電流熱及び遮断電流熱溶解はヒューズを流れる電流から発生している。電流熱溶断を使用するそのような保護デバイスは、より高い定格電流を有する条件下で、特定の大きさの遮断速度に達することも、より強力な短時間の過負荷／突入電流（電気車両の始動又は登坂中の短時間の高電流など）に耐えることもできない。また、保護デバイスは、特定の大きさの障害電流の十分に速い保護速度の条件下で損傷せずに、より高い定格電流又はより高い過負荷／突入電流に耐えることもできない。
【0003】
目下のところ、高速切断構造が存在しており、これは、電子点火デバイス、導電板及び受け空洞を主に含む。電子点火デバイスは、導電板を破断するようにアクチュエータを駆動するために、高圧気体を生成するのに使用される。導電板の破損後、導電板は、回路の高速断路の目的を達成するために受け空洞に落下する。しかしながら、それでもなおいくつかの欠点及び短所が存在しており、消弧能力が制限され、そのため、大きな障害電流を阻止することは困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
少なくとも１つのある実施例において、回路遮断器は、強力な消弧能力を備えるものとして記載される。少なくとも１つの他の実施例において、回路遮断器は、良好な遮断性能と、遮断後に優れた絶縁インピーダンスを獲得する能力とを備えるものとして記載される。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本出願のある実施例において、
回路遮断器は、動作室及び消弧室を画定する筐体を備えるものとして記載される。
回路遮断器はまた、動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構を備える。この実施例において、切断機構は、動作室と消弧室との間で筐体を通じて延在する導体を、パンチを介して切断するように構成されている。切断機構のパンチは、間に溝を画定するように互いに間隔を空けられた第１のパンチ及び第２のパンチを備える。筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、導体は、単一の切断点において破断される。邪魔板が、消弧室内に設けられており、溝と位置合わせされている。邪魔板は、導体が切断点において破断された後に、溝に挿入されるように構成されている。回路遮断器は、ワイヤ・メッシュの形態の、消弧室内に充填された消弧媒体を備える。この実施例において、切断機構はまた、消弧媒体の周りに配設され、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチからの気体（燃えているアークによって生成される高温気体）を消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構とを備える。
回路遮断器は、動作室及び消弧室を画定する筐体を備えるものとして記載される。
回路遮断器はまた、動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構を備える。この実施例において、切断機構は、動作室と消弧室との間で筐体を通じて延在する導体を、パンチを介して切断するように構成されている。切断機構のパンチは、間に溝を画定するように互いに間隔を空けられた第１のパンチ及び第２のパンチを備える。筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、導体は、単一の切断点において破断される。邪魔板が、消弧室内に設けられており、溝と位置合わせされている。邪魔板は、導体が切断点において破断された後に、溝に挿入されるように構成されている。回路遮断器は、ワイヤ・メッシュの形態の、消弧室内に充填された消弧媒体を備える。この実施例において、切断機構はまた、消弧媒体の周りに配設され、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチからの気体（燃えているアークによって生成される高温気体）を消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構とを備える。
【0006】
ワイヤ・メッシュの形態の消弧媒体は、導体が切断されるときに生成されるアークを効果的に消散させることができ、気体流案内機構が、アークを含む気体が、より効果的に消弧媒体と十分に接触することを可能にし、回路遮断器の消弧作用を高めることを可能にする。
【0007】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、気体流案内経路が、切断機構のパンチから気体流案内機構まで画定され、消弧媒体は、気体流案内経路の中に配置される。
【0008】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、気体流案内機構は、消弧媒体を取り囲む複数の空洞を備え、気体は、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチから消弧媒体を通って複数の空洞に流れ込む。
【0009】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、空洞は、消弧媒体に面する入口を有し、気体は、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチから消弧媒体を通り、入口を介して空洞に流れ込む。さらに、いくつかの実施例において、複数の空洞の各々が、消弧媒体に面する入口を有する。
【0010】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、入口は、細長い隙間の形態である。
【0011】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、複数の空洞は、消弧媒体の周りに均一に分散される。
【0012】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、第１のパンチは、導体の第１の切断区域を下方に曲げるように第１の切断区域に対して作用し、第２のパンチは、導体の第２の切断区域を下方に曲げるように第２の切断区域に対して作用し、導体は、第１の切断区域と第２の切断区域との間の単一の切断点において破断される。
【0013】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、溝は、切断点と位置合わせされている。
【0014】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、導体が切断点において破断された後に、第１のパンチ及び第２のパンチは、消弧室内まで延在し、消弧室内の消弧媒体とそれぞれ接触する。
【0015】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、邪魔板は、導体が切断点において切断されるのを促進するために、切断点から一定の距離だけ間隔を空けられる。
【0016】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、沿面経路が、第１の切断区域の切断端部から、第１のパンチの端部を通り、溝の底部及び邪魔板の頂部を通り、第２のパンチの端部を通って、第２の切断区域の切断端部まで画定される。
【0017】
溝は、邪魔板と合わせて曲がりくねった沿面経路を画定し、第１の切断区域と第２の切断区域との間の伝導の可能性をさらに低減する。溝と邪魔板との組み合わせは、第１の切断区域から第２の切断区域までの沿面距離を増大させ、絶縁抵抗を著しく高める。
【0018】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、消弧室は、邪魔板によって、互いに隔てられた第１の消弧室と第２の消弧室とに分割され、第１の消弧室及び第２の消弧室は、消弧媒体が充填されている。
【0019】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、導体が切断点において破断された後に、第１のパンチは、第１の消弧室内まで延在し、第１の消弧室内の消弧媒体と接触し、第２のパンチは、第２の消弧室内まで延在し、第２の消弧室内の消弧媒体と接触する。
【0020】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、消弧室は、導体を支持するための支持部品で覆われており、開口が、導体の第１の切断区域及び第２の切断区域に対応する支持部品の部分に形成され、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、第１の切断区域及び第２の切断区域は、開口を通じて下方に曲げられ、第１のパンチ及び第２のパンチは、開口を通じて消弧室内まで延在する。
【0021】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、開口は、導体の第１の切断区域及び第２の切断区域が支持部品によって支持されないように構成されている。
【0022】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、第１の受け部及び第２の受け部が、支持部品の開口のところに形成され、第１の受け部及び第２の受け部は、導体が切断点において破断された後に、下方に曲げられた第１の切断区域及び下方に曲げられた第２の切断区域をそれぞれ受けるように構成されている。
【0023】
本開示のある実施例において、回路遮断器は、動作室及び消弧室を画定する筐体を備える。回路遮断器はまた、動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構を備える。切断機構は、動作室と消弧室との間で筐体を通じて延在する導体を、パンチを介して切断するように構成されている。この実施例において、筐体を通じて延在する導体が切断機構のパンチによって切断されるときに、導体は、単一の切断点において破断される。受け部材が、消弧室内に設けられ、パンチと位置合わせされている。導体が切断点において破断された後に、パンチは、受け部材によって受容される。この実施例において、回路遮断器は、ワイヤ・メッシュの形態の、消弧室内に充填された消弧媒体を備える。回路遮断器はまた、消弧媒体の周りに配設され、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチからの気体を消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構を備える。
【0024】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、気体流案内経路が、切断機構のパンチから気体流案内機構まで画定され、消弧媒体は、気体流案内経路の中に配置される。
【0025】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、気体流案内機構は、消弧媒体を取り囲む複数の空洞を備え、気体は、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチから消弧媒体を通って複数の空洞に流れ込む。
【0026】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、空洞は、消弧媒体に面する入口を有し、気体は、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断機構のパンチから消弧媒体を通り、入口を介して空洞に流れ込む。
【0027】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、パンチは、導体の切断区域を下方に曲げるように切断区域に対して作用し、導体は、単一の切断点において破断される。
【0028】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、受け部材は、導体の切断点又は切断区域と位置合わせされている。
【0029】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、導体が切断点において破断された後に、パンチは、消弧室内まで延在し、消弧室内の消弧媒体と接触する。
【0030】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、受け部材は、導体が切断点において破断されるのを促進するために、導体の切断点又は切断区域から一定の距離だけ間隔を空けられる。
【0031】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、消弧室は、受け部材によって、第１の消弧室と第２の消弧室とに分割され、第１の消弧室及び第２の消弧室は、消弧媒体が充填されている。
【0032】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、消弧室は、導体を支持するための支持部品で覆われており、開口が、導体の切断点及び切断区域に対応する支持部品の部分に形成され、筐体を通じて延在する導体が切断機構によって切断されるときに、切断区域は、開口を通じて下方に曲げられ、パンチは、開口を通じて消弧室内まで延在する。
【0033】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、開口は、導体の切断区域及び切断点が支持部品によって支持されないように構成されている。
【0034】
本出願の回路遮断器のいくつかの実施例によると、受け部が、支持部品の開口のところに形成され、受け部は、導体が切断点において破断された後に、下方に曲げられた切断区域を受けるように構成されている。
【0035】
本発明のこれらの及び他の態様及び利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な記載を読んだ後によりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本出願の１つ又は複数の実施例による回路遮断器の斜視図である。
【図2】本出願の１つ又は複数の実施例による回路遮断器の分解組立図である。
【図3】通常動作状態における回路遮断器を示す、本出願の１つ又は複数の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図5】切断動作状態における回路遮断器を示す、本出願の１つ又は複数の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図7】切断完了状態における回路遮断器を示す、本出願の１つ又は複数の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図9】消弧室、消弧媒体及び気体流案内機構を示す、本出願の１つ又は複数の実施例による回路遮断器の斜視図である。
【図10】消弧室、消弧媒体及び気体流案内機構を示す、本出願の１つ又は複数の実施例による回路遮断器の上部断面図である。
【図11】通常動作状態における回路遮断器を示す、本出願の別の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図13】切断動作状態における回路遮断器を示す、本出願の別の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図15】切断完了状態における回路遮断器を示す、本出願の別の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図17】消弧室、消弧媒体及び気体流案内機構を示す、本出願の別の実施例による回路遮断器の上部断面図である。
【図18】通常動作状態における回路遮断器を示す、本出願のさらに別の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図20】切断動作状態における回路遮断器を示す、本出願のさらに別の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図22】切断完了状態における回路遮断器を示す、本出願のさらに別の実施例による回路遮断器の断面図である。
【図24】消弧室、消弧媒体及び気体流案内機構を示す、本出願のさらに別の実施例による回路遮断器の断面斜視図である。
【図25】本出願のいくつかの実施例による回路遮断器についてのテスト結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0037】
本開示は、添付の図面を参照して以下に記載され、その中で本開示の特定の実施例が示されている。しかしながら本開示は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に描かれ記載される実施例に限定されるように解釈されるべきではないことを理解されたい。むしろ、これらの実施例は、本開示が完璧で完全であり、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために提供されている。本明細書に開示される実施例は、何らかの方法で組み合わせることで、多くの追加の実施例を提供することができることも理解されたい。
【0038】
同様の参照番号は、全体を通じて同様の要素を指すことを理解されたい。図面では、特定の特徴のサイズは、明確にするために誇張される場合がある。
【0039】
本明細書で使用される専門用語は、単に特定の実施例を記載する目的であり、本発明を制限することは意図されていない。そうでないことが規定されなければ、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含め）は、本発明が属する当業者によって共通して理解されるものと同じ意味を有する。よく知られた機能又は構造は、簡潔さ、及び／又は明確さのために詳細には記載されない場合がある。
【0040】
本明細書で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈がそうでないことを明白に示していなければ複数形も同様に含むことが意図されている。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／又は「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、本明細書中で使用されるとき、記述される特徴の存在を指定するが、１つ又は複数の他の特徴の存在又は追加を除外するものではないことがさらに理解されるであろう。本明細書で使用される用語「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」は、関連付けられ列挙された項目のうちの１つ又は複数の任意の組み合わせ又は全ての組み合わせを含む。本明細書で使用される「ＸとＹとの間」及び「ほぼＸとＹとの間」などの語句は、Ｘ及びＹを含むように解釈されるべきである。本明細書で使用される「ほぼＸとＹとの間」などの語句は、「ほぼＸとほぼＹとの間」を意味する。本明細書で使用される「ほぼＸからＹまで」などの語句は、「ほぼＸからほぼＹまで」を意味する。
【0041】
１つの要素が別の要素「の上」にある、別の要素に「装着されている」、別の要素に「接続」されている、別の要素と「結合」されている、別の要素に「接触している」などとして言及されるとき、それは、別の要素の上に直接ある、別の要素に装着される、別の要素に接続される、別の要素と結合される、又は別の要素と接触している場合があり、或いは介在する要素が存在する場合もあることが理解されるであろう。対照的に、１つの要素が、例えば、別の要素の「上に直接ある」、別の要素に「直接装着されている」、別の要素に「直接接続」されている、別の要素と「直接結合」されている、又は別の要素と「直接接触している」などとして言及されるとき、介在する要素は存在しない。別の特徴に「隣接して」配設された構造又は特徴に対する言及は、隣接する特徴に重なる、又はその下にある部分を有する場合があることは、当業者によって同様に理解されるであろう。
【0042】
空間関連用語「下」、「～より下に」、「下方」、「上」、「上方」、「側方」、「左」、「右」などは、図中に例示されるような、１つの要素又は特徴の別の要素又は特徴に対する関係性を記載するための記述を容易にするために本明細書で使用されてよい。空間関連用語は、図中に描かれる配向に加えて、使用中又は動作中のデバイスの異なる配向を包含することが意図されていることが理解されるであろう。例えば、図中のデバイスが反転された場合、他の要素又は特徴の「下」又は「真下」として記載される要素はこのとき、他の要素又は特徴の「上」に配向されることになる。デバイスは、違った方法で配向されてもよく（９０度回転される、又は他の配向で）、本明細書で使用される相対的な空間関係の記述語はこれに従って解釈される。
【0043】
通常、回路遮断器の役割は、過負荷又は短絡などの異常な状態が起こった場合に、主回路を素早く断路することで、主回路の他の回路部品を保護することである。主回路上の導体が、回路遮断器を通じて延在しており、回路遮断器の切断機構は、導体を切断して、主回路を断路することが可能である。
【0044】
導体が回路遮断器の切断機構によって切断されたときに、導体の切断区域にアークが生成される場合がある。そのようなアークは、回路遮断器の動作にとって不利益であり、回路遮断器が主回路を上手く断路するのを失敗させる場合がある。したがって、導体が回路遮断器の切断機構によって切断されるときに、導体の切断区域に対して消弧動作を行うことによって回路遮断器の切断動作を保証するために、消弧機構が回路遮断器内に通常設けられる。回路遮断器の信頼性を向上させるために、回路遮断器の消弧作用をできるだけ高めることが、この分野において望まれる場合が多い。
【0045】
本出願による回路遮断器は、革新的な消弧構造を通じて、極めて著しい、驚異的ですらある消弧作用を提供する。
【0046】
本出願のいくつかの実施例による回路遮断器が添付の図面を参照して以下に詳細に記載される。
【0047】
図１は、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器１の斜視図であり、図２は、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器１の分解組立図である。図１～図２に示されるように、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器１は、導体１０と、筐体２０とを含む。導体１０は、保護されることになる主回路（図示せず）内に接続され、筐体２０を通じて延在する。回路遮断器１は、主回路において過負荷又は短絡などの異常な状態が起こったときに導体１０を切断して主回路を断路するように構成されている。
【0048】
記載を容易にし、明確にするために、互いに直交する、回路遮断器１の長手方向及び横方向が規定される。長手方向は、例えば、図２が配置されるページの上方向と下方向であり、横方向は、例えば、図２が配置されるページの左方向と右方向である。例えば、導体１０は、横方向に延在するように記載されてよい。
【0049】
筐体２０は、動作室及び消弧室を画定してよい。導体１０は、動作室と消弧室との間に横方向に延在してよい。いくつかの実施例において、示されるように、筐体２０は、第１の筐体２２０及び第２の筐体２４０を含んでよい。第１の筐体２２０は、動作室２２２を画定してよく、第２の筐体２４０は、消弧室２４２を画定してよい。第１の筐体２２０及び第２の筐体２４０は、例えば、ボルト２３０によって一緒に結合されてよく、導体１０は、横方向に筐体２０を通じて延在するように、第１の筐体２２０と第２の筐体２４０との間に設けられてよい。
【0050】
筐体２０の上記の実例は単なる例示であり限定ではなく、他の好適な筐体構成を容易に予想することができることを理解されたい。例えば、筐体２０は、導体１０が横方向に筐体２０を通じて延在することで、筐体２０の内部空間を動作室と消弧室とに分割する、単一の閉鎖筐体であってもよい。
【0051】
いくつかの実施例において、図２に示されるように、筐体２０はまた、第２の筐体２４０が第１の筐体２２０と外側筐体２６０との間になるように、長手方向に第２の筐体２４０より下に配設される外側筐体２６０を含んでもよい。外側筐体２６０は、例えば、スナップ嵌合によって第２の筐体２４０に結合されることで、第２の筐体２４０の内部空間を閉鎖して消弧室２４２を形成するのを助けてもよい。
【0052】
いくつかの実施例において、図２に示されるように筐体２０はまた、第１の筐体２２０を覆うように構成され得るキャップ２８０を任意選択で含んでもよい。
【0053】
図３～図８に示されるように、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器１は、動作室２２２内に設けられ、導体１０に対して切断動作を行うように構成された切断機構３０を含む。切断機構３０は、導体１０に面するように設けられ、動作室２２２内で長手方向に摺動することが可能なパンチ３２０を含む。切断機構３０は、導体１０に対して作用するように長手方向にパンチ３２０を摺動させることによって、動作室２２２と消弧室２４２との間で筐体２０を通じて延在する導体１０を切断するように構成されている。
【0054】
いくつかの実施例において、図３、図５及び図７に示されるように、切断機構３０は、主回路において過負荷又は短絡などの異常な状態が起こったときに、作動信号を受信すると作動されて導体１０に向けてパンチ３２０を移動させる（例えば押す）ことで、パンチ３２０が導体１０に対して作用して導体１０を切断することが可能になるアクチュエータ３４０を含んでよい。アクチュエータ３４０は、雷管の形態であってよく、例えば、それは、作動信号の受信時に起爆される。爆発によって生成された気体がパンチ３２０を導体１０に向けて推し進める。アクチュエータ３４０はまた、当分野における任意の他の好適なアクチュエータを利用してもよく、雷管に限定されないことを理解されたい。
【0055】
本出願のいくつかの実施例によると、図２～図８に示されるように、切断機構３０のパンチ３２０は、第１のパンチ３２２と第２のパンチ３２４との間に溝３６０を画定するように互いに間隔を空けられた第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４を含んでよい。例示される実施例では、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４は共に、長手方向に延在する円柱又はロッドであり、それらの間に画定された溝３６０もまた、長手方向に延在しており、溝３６０の開放端部は導体１０に面している。
【0056】
第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０が、導体１０上に形成されてよい。切断点１３０が、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間に形成される、すなわち第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０は、切断点１３０によって互いに接続されている。第１の切断区域１２０は、長手方向に第１のパンチ３２２と位置合わせされており、第２の切断区域１４０は、長手方向に第２のパンチ３２４と位置合わせされており、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間の切断点１３０は、長手方向に第１のパンチ３２２と第２のパンチ３２４との間の溝３６０と位置合わせされている。
【0057】
切断点１３０の厚さは、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の厚さより小さくすることができ、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０が応力を受けたときに、導体１０が切断点１３０において破断されるのを可能にする。第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の厚さは、応力を受けたときの第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の変形を可能にするために、導体１０の残りの厚さより小さくてよい。
【0058】
よって、主回路において過負荷又は故障などの異常な状態が起こったときに、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４は、アクチュエータ３４０によって作動されて、長手方向に導体１０に向けて移動することで、第１のパンチ３２２が、第１の切断区域１２０に当接し、これに対して作用し、第２のパンチ３２４が、第２の切断区域１４０に当接し、これに対して作用することになる。第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４は、長手方向に移動し続けるため、導体１０は、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間の切断点１３０において破断され、図５～図８に示されるように、第１の切断区域１２０は、切断点１３０の反対側の第１の切断区域１２０の端部の周りで下方に曲がり、第２の切断区域１４０は、切断点１３０の反対側の第２の切断区域１４０の端部の周りで下方に曲がる。本出願による回路遮断器１は、単一点切断方式を採用し、この方式は、回路遮断器１のサイズを横方向に縮小することができ、コンパクトな構造であり、空間の無駄がない。
【0059】
横方向の第１のパンチ３２２の幅は、横方向の第１の切断区域１２０の長さと実質的に等しいか、それよりわずかに小さくてもよく、横方向の第２のパンチ３２４の幅は、横方向の第２の切断区域１４０の長さと実質的に等しいか、それよりわずかに小さくてもよく、そのため、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０は、横方向に延在する状態から、実質的に長手方向に延在し第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４の側部にそれぞれ隣接するまで下方に曲げることができる。このように第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０が完全に曲がるようにすることで、横方向の回路遮断器１のサイズの縮小を促進する。
【0060】
導体１０が切断されるとき、電気アークが、第１の切断区域１２０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）と第２の切断区域１４０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）との間に生成されてよい。上記に記載したように、このアークは、回路遮断器の動作にとって不利益であり、回路遮断器が主回路を上手く断路するのを失敗させる場合がある。
【0061】
本出願のいくつかの実施例によると、図２～図１０に示されるように、回路遮断器１の消弧室２４２は、消弧媒体４０が充填されていてよく、これは導体１０が切断されるときに生成されたアークを有利に消散させるためにワイヤ・メッシュの形態であってよい。導体１０が切断されるとき、第１の切断区域１２０の切断端部と第２の切断区域１４０の切断端部との間に生成された電気アークは、ワイヤ・メッシュによって少なくとも部分的に消散されてよい。消弧室２４２は、導体１０、第２の筐体２４０及び任意選択で外側筐体２６０などによって、実質的に囲まれた空間として形成されることで、消弧室２４２内の消弧媒体４０を通るアークの消散を促進する。いくつかの実施例において、導体１０が切断点１３０において破断された後に、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４は、図５及び図７に示されるように長手方向に移動を続けることによって消弧室２４２内まで延在してよい。任意選択で、消弧媒体４０は、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４が最終的に消弧媒体４０と接触することができるように、消弧室２４２内に充填されていてよい。
【0062】
本出願のいくつかの実施例によると、図３～図１０に示されるように、邪魔板４２０が、回路遮断器１の消弧室２４２内に設けられてよい。邪魔板４２０は、絶縁材料で作成されたシートの形態であってよい。邪魔板４２０は、長手方向に延在することで、消弧室２４２を第１の消弧室２４２ａと、第２の消弧室２４２ｂとに分割する。いくつかの実施例において、第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂは、邪魔板４２０によって互いに隔てられてよい。第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂは共に、図９～図１０に示されるようにワイヤ・メッシュの形態の消弧媒体４０が充填されている。いくつかの実施例において、導体１０が切断点１３０において破断された後に、図５～図８に示されるように、第１のパンチ３２２は、長手方向に移動し続けることによって第１の消弧室２４２ａ内まで延在してよく、第２のパンチ３２４は、長手方向に移動し続けることによって第２の消弧室２４２ｂ内まで延在してよい。任意選択で、消弧媒体４０は、第１のパンチ３２２が最終的に第１の消弧室２４２ａ内の消弧媒体４０と接触し、第２のパンチ３２４が最終的に第２の消弧室２４２ｂ内の消弧媒体４０と接触するように、第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂ内に充填されていてもよい。
【0063】
本出願のいくつかの実施例によると、図３～図８に示されるように、邪魔板４２０は、導体１０が切断点１３０において破断された後に、邪魔板４２０が溝３６０に挿入され得るように、長手方向に沿って切断点１３０及び溝３６０と位置合わせされているように構成されていてよい。横方向の邪魔板４２０の厚さは、邪魔板４２０が溝３６０へ挿入され溝３６０を実質的に埋めるのを促進するように、横方向の溝３６０の幅と実質的に等しいか、又はそれよりわずかに小さくてよい。いくつかの実施例において、邪魔板４２０は、導体１０の切断点１３０から長手方向に間隔を空けられる、すなわち、切断点１３０における導体１０の破断を促進するための距離だけ、すなわち、邪魔板４２０が切断点１３０における導体１０の破断と干渉しない、又は破断を阻止しないような距離だけ間隔を空けられる。
【0064】
長手方向の溝３６０の深さは、長手方向のパンチ３２０の下方移動が終了したときに、邪魔板４２０が溝３６０の中まで十分に延在する、又は十分に挿入されることができるように、長手方向の邪魔板４２０の寸法に関連して設計されてよい。例えば、邪魔板４２０の頂部は、溝３６０の底部に当接してよい、又はその付近であってもよい。邪魔板４２０の頂部が溝３６０の底部に当接する場合、邪魔板４２０はまた、長手方向のパンチ３２０のさらなる下方移動を止めるための止め具部材として作用してもよい。
【0065】
回路遮断器１の切断が完了すると、すなわち邪魔板４２０が溝３６０に十分に挿入されるまでパンチ３２０が長手方向に下方に移動すると、沿面経路が、導体１０の第１の切断区域１２０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）と、第２の切断区域１４０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）との間に画定され、この沿面経路は、第１の切断区域１２０の切断端部から、第１のパンチ３２２の端部を通り、溝３６０の底部及び邪魔板４２０の頂部を通り、そして第２のパンチ３２４の端部を通って第２の切断区域１４０の切断端部まで延在する。
【0066】
消弧室２４２が、邪魔板４２０によって、互いに隔てられた第１の消弧室２４２ａと第２の消弧室２４２ｂとに分割されることで、邪魔板４２０が溝３６０に挿入されるときに、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０は、互いに隔てられ、アーク長を延長し、アーク抵抗を増大する。溝３６０と邪魔板４２０の組み合わせによって形成された曲がりくねった沿面経路は、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間の伝導の可能性をさらに低減させる。溝３６０及び邪魔板４２０の協働が、第１の切断区域１２０から第２の切断区域１４０までの沿面距離を増大させ、絶縁抵抗を著しく向上させる。
【0067】
第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４が、導体１０を切断するように第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０に対して作用した後、図５～図６に示されるように邪魔板４２０は、溝３６０に挿入され始める。このとき、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４は、長手方向に移動し続けるため、第１のパンチ３２２の端部及び周辺部における空気圧並びに第２のパンチ３２４の端部及び周辺部における空気圧が増大し、これにより、付近の気体流を全方向に押し、流れる気体がアークを消弧媒体４０に向けて吹きつけ、アークを消弧媒体４０を介して消散させることができる。
【0068】
しかしながら数回のテスト及び研究から、本発明者等は、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４が長手方向に沿って移動するために、押された気体の大半が長手方向に沿って移動することになり、消弧室２４２内で乱流を形成し、消弧プロセス中に大きな逆方向の気体圧力を生成することを見出した。このような移動は、気体は、短期間の中で効率的に消弧室２４２内の消弧媒体４０と十分に接触しないことを意味する。
【0069】
これに基づいて、本発明者等は、気体が短期間で消弧室２４２内の消弧媒体４０と効率的且つ適切に接触することを可能にする手段を見出そうとした。回路遮断器１の消弧作用をさらに向上させるために、本出願のいくつかの実施例によると、回路遮断器１には、消弧室２４２内で気体の流れを案内するための気体流案内機構５０を備えてもよい。
【0070】
図９～図１０に示されるように、本出願のいくつかの実施例によると、気体流案内機構５０が、消弧室２４２内の消弧媒体４０の周りに設けられてよく、導体１０が切断機構３０によって切断されるときに、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４などのパンチ３２０からの気体を、消弧室２４２内の消弧媒体４０を通るように誘導するように構成されている。気体流案内機構５０は、消弧媒体４０の周りに設けられるため、気体（燃えているアークによって生成される高温気体）が第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４から気体流案内機構５０へと案内されるときに、気体が消弧室２４２内の消弧媒体４０と十分に接触することを可能にする。
【0071】
第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４などの切断機構３０のパンチ３２０から気体流案内機構５０までの気体流案内経路が画定され、第１のパンチ３２２の端部及び周辺部における増大した気体圧力並びに第２のパンチ３２４の端部及び周辺部における増大した気体圧力のために、気体は気体流案内経路に沿って気体流案内機構５０まで流れる。気体流案内機構５０が消弧媒体４０の周りに完全に配設される場合、消弧媒体４０は、気体流案内経路内にあり、よって気体が、短時間で、効率的なやり方で、消弧室２４２内の消弧媒体４０と十分に接触するのを促進する。
【0072】
本出願のいくつかの実施例によると、図９～図１０に示されるように、気体流案内機構５０は、消弧媒体４０の周りに設けられた複数の空洞５２０を含む。導体１０が切断機構３０によって切断されるとき、第１のパンチ３２２の周辺部及び端部並びに第２のパンチ３２４の周辺部及び端部における増大した空気圧によって、第１のパンチ３２２の周辺部及び端部と、第２のパンチ３２４の周辺部及び端部と空洞５２０との間の圧力差が形成され、その結果、気体を第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４から消弧媒体４０の周りに配設された複数の空洞４２０へと誘導することができ、このプロセスの中で、気体を消弧媒体４０と十分に接触させて気体中のアークを消散させることになる。
【0073】
例示の実施例では、１２個の空洞５２０が消弧媒体４０の周りに設けられる。これは単なる例示であり限定ではないこと、及び空洞５２０の数は具体的な用途に従って選択することができることを理解されたい。これらの空洞５２０は、消弧媒体４０の周りに均等に分散されることで、気体が消弧媒体４０を均一に通過することを促進してよい。これらの空洞５２０は、同じ形状及び同じ構成を採ることができる、又はそれらは、第２の筐体２４０の実際の構成に応じて、例えば、消弧媒体４０と第２の筐体２４０の内壁との間の空間及び構造に適合しフィットするように設計することもできる。
【0074】
本出願のいくつかの実施例によると、各空洞５２０は、気体が消弧媒体４０を通過した後、入口５４０を介して空洞５２０に進入するように、消弧媒体４０に面するように配置された入口５４０を備えてもよい。いくつかの実施例において、入口５４０は、長手方向に沿って延在する細長い隙間の形態であってよい。
【0075】
本出願のいくつかの実施例によると、図３～図８に示されるように、回路遮断器１はまた、支持部品６０を含んでもよく、支持部品６０は、導体１０と第２の筐体２４０との間に設けられ、とりわけ導体１０と消弧室２４２との間に設けられる。支持部品６０は、消弧室２４２を覆うことができ、導体１０が切断機構３０によって切断されるときに、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０以外の導体１０のいかなる部分の変形も阻止するために導体１０を支持するために使用される。
【0076】
切断機構３０のパンチ３２０の移動、並びに第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の下方の屈曲を促進するために、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０に対応する支持部品６０の部分に開口６２０が形成される場合がある。開口６２０は、導体１０の第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０が支持部品６０によって支持されないように構成されていてよい。例えば、開口６２０は、横方向の第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の長さの合計よりもわずかに大きくなるようにサイズを決めることができる。
【0077】
導体１０が切断機構３０のパンチ３２０によって切断されるとき、図５～図８に示されるように導体１０の第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０は、開口６２０を通じて下方に曲げられ、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４は、開口６２０を通じて、消弧室２４２内まで延在する。
【0078】
本出願のいくつかの実施例によると、支持部品６０は、図３～図８に示されるように、開口６２０のところに形成された第１の受け部６４０と第２の受け部６４２とを備えてよい。例えば、段差部分が、横方向に開口６２０の向かい合わせの側部に形成されて、第１の受け部６４０及び第２の受け部６４２を形成してもよい。導体１０が切断機構３０によって切断されるときに、導体１０は、切断点１３０において破断され、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０は下方に曲げられ、その結果、第１の切断区域１２０は第１の受け部６４０に受けられるように下方に曲げられ、第２の切断区域１４０は第２の受け部６４２に受けられるように下方に曲げられる。十分に曲げられた後、図５～図８に示されるように、第１の切断区域１２０は、第１の受け部６４０の側部に当接し、第１の受け部６４０の側部と第１のパンチ３２２の側部との間に挟まれ、第２の切断区域１４０は、第２の受け部６４２の側部に当接し、第２の受け部６４２の側部と第２のパンチ３２４の側部との間に挟まれる。第１の受け部６４０及び第２の受け部６４２は、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４と協働して導体１０の第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０を閉じ込めるのを助ける。
【0079】
以下は、図３～図８を参照した本出願のいくつかの実施例による回路遮断器１の動作の簡単な説明である。図３～図４は、通常動作状態の回路遮断器１を例示し、図５～図６は、切断動作状態の回路遮断器１を例示し、図７～図８は、切断完了状態の回路遮断器１を例示する。
【0080】
図３～図４に示されるように、通常動作状況においては、主回路において過負荷、故障又は短絡などの異常な状態は生じておらず、回路遮断器１は、主回路において遮断動作を行わず、切断機構３０は、導体１０に対して作用することなく、導体１０より上にある。
【0081】
図５～図６に示されるように、主回路において過負荷又は短絡などの異常な状態が生じている場合、回路遮断器１は、通常動作状態から切断動作状態に切り替えられる。具体的には、作動信号が、アクチュエータ３４０によって受信され、その後、アクチュエータ３４０が、長手方向に導体１０に向かって第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４を移動させるように作動されることで、第１のパンチ３２２が第１の切断区域１２０に当接し、これに対して作用し、第２のパンチ３２４が第２の切断区域１４０に当接し、これに対して作用する。第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４が長手方向に移動し続けるため、導体１０は、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間の切断点１３０において破断され、第１の切断区域１２０は、切断点１３０の反対側の第１の切断区域１２０の端部の周りで下方に曲がり、第２の切断区域１４０は、切断点１３０の反対側の第２の切断区域１４０の端部の周りで下方に曲がる。任意選択で、第１の切断区域１２０は、第１の受け区域６４０に受けられるように下方に曲げられ、第２の切断区域１４０は、第２の受け区域６４２に受けられるように下方に曲げられる。十分に曲げられた後、第１の切断区域１２０は、第１の受け部６４０の側部に当接し、第１の受け部６４０の側部と第１のパンチ３２２の側部との間に挟まれ、第２の切断区域１４０は、第２の受け部６４２の側部に当接し、第２の受け部６４２の側部と第２のパンチ３２４の側部との間に挟まれる。この時点で、邪魔板４２０は、溝３６０に挿入され始める。第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４が長手方向に移動し続けるため、第１のパンチ３２２の周辺部及び端部における空気圧及び第２のパンチ３２４の周辺部及び端部における空気圧が増大し、これにより付近の気体が図５の矢印によって示されるように、気体流案内機構５０によって、気体流案内経路に沿って消弧媒体４０を通り、気体流案内機構５０の空洞５２０に入るように押される。
【0082】
図７～図８に示されるように、第１のパンチ３２２及び第２のパンチ３２４が長手方向に移動し続けるため、邪魔板４２０は、最終的に溝３６０に十分に挿入され、回路遮断器１は、切断動作状態から切断完了状態に切り替わる。この時点で、導体１０は、破断され、生成されたアークは消散され、これにより主回路は、完全に断路される。
【0083】
本出願による別の実施例が図１１～図１７を参照して以下に記載される。図１１～図１６は、それぞれ通常動作状態、切断動作状態及び切断完了状態における本出願による回路遮断器１の断面図及び拡大図を示す。図１１～図１６に示される回路遮断器の実施例は、図３～図８に示される回路遮断器の実施例と実質的に同じであり、図１１～図１６に示される回路遮断器と図３～図８に示される回路遮断器との違いのみを以下に記載する。明らかに矛盾していたり、対立したりしていなければ、図３～図８に示される回路遮断器の実施例の個々の特徴は、図１１～図１６に示される回路遮断器の実施例に適用されてよい。
【0084】
図１１～図１６に示されるように、回路遮断器１は、動作室２２２内に設けられ、導体１０に対して切断動作を行うように構成された切断機構３０を含む。切断機構３０は、導体１０に面するように設けられ、動作室２２２内で長手方向に摺動することが可能なパンチ３２０を含む。切断機構３０は、導体１０に対して作用するように長手方向にパンチ３２０を摺動させることによって、動作室２２２と消弧室２４２との間で筐体２０を通じて延在する導体１０を切断するように構成されている。
【0085】
第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０が、導体１０上に形成されてよい。切断点１３０が、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間に形成される、すなわち第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０は、切断点１３０によって互いに接続されている。切断点１３０の厚さは、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の厚さより小さくすることができ、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０が応力を受けたときに、導体１０が切断点１３０において破断されるのを可能にする。第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の厚さは、応力を受けたときの第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０の変形を可能にするために、導体１０の残りの厚さより小さくてよい。
【0086】
パンチ３２０の端部は、長手方向に第１の切断区域１２０、第２の切断区域１４０及び切断点１３０と位置合わせされており、パンチ３２０の端部の中心は、切断点１３０と位置合わせされている。例示の実施例では、パンチ３２０の端部の中心部分は、パンチ３２０の端部のいずれかの側の縁部より長手方向に導体１０に近いため、パンチ３２０が長手方向に導体１０に対して切断動作を行うときに、パンチ３２０の端部の中心部分は、導体１０と最初に接触し、具体的には、導体１０の切断点１３０と接触して、切断点１３０における導体１０の破断を促進する。
【0087】
横方向のパンチ３２０の幅は、横方向の第１の切断区域及び第２の切断区域１４０の両方の長さと実質的に等しいか、それよりわずかに小さくてもよく、そのため、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０は、横方向に延在する状態から、実質的に長手方向に延在しパンチ３２０の向かい合う側部にそれぞれ隣接するまで下方に曲げることができ、同時に、支持部品６０の第１の受け部６４０及び第２の受け部６４２にそれぞれ受けられ得る。十分に曲げられた後、図１３～図１６に示されるように、第１の切断区域１２０は、第１の受け部６４０の側部に当接し、第１の受け部６４０の側部とパンチ３２０の一方の側部との間に挟まれ、第２の切断区域１４０は、第２の受け部６４２の側部に当接し、第２の受け部６４２の側部とパンチ３２０の他方の側部との間に挟まれる。
【0088】
受け部材４４０が、回路遮断器１の消弧室２４２内に設けられてもよい。受け部材４４０は、パンチ３２０及び切断点１３０と長手方向に位置合わせされており、導体１０がパンチ３２０によって切断された後に、パンチ３２０を受けるように構成されている。パンチ３２０が、受け部材４４０によって受けられた後、第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂは、受け部材４４０及びパンチ３２０によって互いに隔てられてよい。
【0089】
受け部材４４０は、導体１０の切断点１３０から長手方向に間隔を空けられてよい、すなわち切断点１３０における導体１０の破断を促進するための距離だけ、すなわち、受け部材４４０が切断点１３０において導体１０の破断と干渉しない、又は破断を阻止しないような距離だけ間隔を空けられてよい。
【0090】
受け部材４４０は、消弧室２４２内の中心に置かれてよく、導体１０がパンチ３２０によって切断された後にパンチ３２０が挿入され得る、パンチ３２０に面する溝を備えてよい。受け部材４４０は、アーク伝導を隔離する役割を果たすために、絶縁材料で作成することができる。
【0091】
長手方向の受け部材４４０の溝の深さは、長手方向のパンチ３２０の下方移動の終了時に、パンチ３２０が受け部材４４０の溝の中まで十分に、若しくは
部分的に延在する、又は挿入されることができるように、例えば、パンチ３２０の端部が受け部材４４０の溝の底部に当接する、又は溝の底部に近づくことができるように、長手方向のパンチ３２０のサイズに関連して設計されてよい。パンチ３２０の端部が受け部材４４０の溝の底部に当接する場合、受け部材４４０はまた、長手方向のパンチ３２０のさらなる下方移動を止めるための止め具として作用してもよい。
部分的に延在する、又は挿入されることができるように、例えば、パンチ３２０の端部が受け部材４４０の溝の底部に当接する、又は溝の底部に近づくことができるように、長手方向のパンチ３２０のサイズに関連して設計されてよい。パンチ３２０の端部が受け部材４４０の溝の底部に当接する場合、受け部材４４０はまた、長手方向のパンチ３２０のさらなる下方移動を止めるための止め具として作用してもよい。
【0092】
回路遮断器１の切断が完了すると、すなわちパンチ３２０が受け部材４４０の溝に挿入されるまでパンチ３２０が長手方向に下方に移動すると、導体１０の第１の切断区域１２０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）と第２の切断区域１４０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）との間に沿面経路が画定され、沿面経路は、第１の切断区域１２０の切断端部からパンチ３２０の端部を通って第２の切断区域１４０の切断端部まで延在する。
【0093】
この実施例では、図１７に示されるように、第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂの周りに均等に分散された８つの空洞５２０が存在する。８つの空洞５２０のうちの４つは、入口５４０を介して消弧室２４２に接続され、その空洞５２０のうちの２つは、入口５４０を介して第１の消弧室２４２ａと連通しており、他の２つの空洞５２０は、入口５４０を介して第２の消弧室２４２ｂと連通している。８つの空洞５２０全ては、入口５４０を介して消弧室２４２と連通していてもよく、例えば、４つの空洞５２０は、第１の消弧室２４２ａと連通し、他の４つの空洞５２０は、第２の消弧室２４２ｂと連通していることが当業者によって理解されるべきである。図１７に示される実施例での空洞５２０の配置は、図３～図８の実施例にも適用され得ることは当業者によって理解されるであろう。
【0094】
図１１～図１２に示されるように、通常動作状況においては、主回路において過負荷、故障又は短絡などの異常な状態が生じておらず、回路遮断器１は、主回路において遮断動作を行わず、切断機構３０は、導体１０に対して作用することなく、導体１０より上にある。
【0095】
図１３～図１４に示されるように、主回路において過負荷又は短絡などの異常な状態が生じている場合、回路遮断器１は、通常動作状態から切断動作状態に切り替えられる。具体的には、作動信号が、アクチュエータ３４０によって受信され、その後、アクチュエータ３４０が、長手方向に導体１０に向かってパンチ３２０を移動させるように作動されることで、パンチ３２０は最初に切断点１３０に当接し、これに対して作用し、その後、第１の切断区域１２０及び第２の切断区域１４０に当接し、これらに対して作用し、第１の切断区域１２０と第２の切断区域１４０との間の切断点１３０において導体１０が破断されるようにする。第１の切断区域１２０は、切断点１３０の反対側の第１の切断区域１２０の端部の周りで下方に曲げられ、第２の切断区域１４０は、切断点１３０の反対側の第２の切断区域１４０の端部の周りで下方に曲げられる。この時点で、パンチ３２０は、受け部材４４０に向かって長手方向に移動し続け、消弧室２４２内の消弧媒体と接触させることができる。この間、パンチ３２０の周りの気体圧力が増大し、これにより、気体流案内機構５０により、付近の気体を気体流案内経路に沿って消弧媒体４０を通り気体流案内機構５０の空洞５２０に入るように押す。
【0096】
図１５～図１６に示されるように、パンチ３２０は長手方向に移動し続けるため、パンチ３２０は、最終的に受け部材４４０の溝に十分に挿入され、回路遮断器１は、切断動作状態から切断完了状態に切り替わる。この時点で、導体１０は破断され、生成されたアークは消散され、これにより主回路は完全に断路される。
【0097】
本出願による別の実施例が、図１８～図２４を参照して以下に記載される。図１８～図２４は、通常動作状態、切断動作状態及び切断完了状態それぞれにおける、本出願による回路遮断器１の断面図及び拡大図である。図１８～図２４に示される回路遮断器の実施例は、図３～図８及び図１１～図１７に示される回路遮断器の実施例と実質的に同じであり、図１８～図２４に示される回路遮断器と図３～図８及び図１１～図１７に示される回路遮断器との違いのみが以下に記載される。明らかに矛盾していたり、対立したりしていなければ、図３～図８及び図１１～図１７に示される回路遮断器の実施例の個々の特徴は、図１８～図２４に示される回路遮断器の実施例に適用されてよい。
【0098】
図１８～図２３に示されるように、回路遮断器１は、動作室２２２内に設けられ、導体１０に対して切断動作を行うように構成された切断機構３０を含む。切断機構３０は、導体１０に面するように設けられ、動作室２２２内で長手方向に摺動することが可能なパンチ３２０を含む。切断機構３０は、導体１０に対して作用するように長手方向にパンチ３２０を摺動させることによって、動作室２２２と消弧室２４２との間で筐体２０を通じて延在する導体１０を切断するように構成されている。
【0099】
導体１０は、切断区域１１０と切断点１３０が互いに接続された状態で形成される。切断点１３０の厚さは、切断区域１１０の厚さより小さくすることができ、切断区域１１０が応力を受けたときに、導体１０が切断点１３０において破断されるのを可能にする。パンチ３２０の端部は、長手方向に切断区域１１０と位置合わせされている。切断区域１１０の厚さは、応力を受けたときの切断区域１１０の変形を可能にするために、導体１０の残りの厚さより小さくてよい。
【0100】
横方向のパンチ３２０の幅は、横方向の切断区域１１０の長さと実質的に等しいか、それよりわずかに小さくてもよく、そのため、切断区域１１０は、横方向に延在する状態から、実質的に長手方向に延在し、パンチ３２０の側部に隣接するまで下方に曲げることができる。この実施例では、支持部品６０は、図１８～図２３に示されるように受け部６４４を含んでよく、曲げられた切断部分１１０は、支持部品６０の受け部６４４に受けられてよい。十分に曲げられた後、図２０～図２３に示されるように切断部分１１０は、受け部６４４の側部に当接し、受け部６４４の側部とパンチ３２０の側部との間に挟まれる。
【0101】
受け部材４４０が、回路遮断器１の消弧室２４２内に設けられてもよい。受け部材４４０は、パンチ３２０及び切断区域１１０と長手方向に位置合わせされており、導体１０がパンチ３２０によって切断された後に、パンチ３２０を受けるように構成されている。パンチ３２０が受け部材４４０によって受けられた後、第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂは、受け部材４４０及びパンチ３２０によって互いに隔てられてよい。
【0102】
受け部材４４０は、導体１０の切断区域１１０から長手方向に間隔を空けられてよい、すなわち切断点１３０における導体１０の破断を促進するための距離だけ、すなわち、受け部材４４０が切断点１３０において導体１０の破断と干渉しない、又は破断を阻止しないような距離だけ間隔を空けられてよい。
【0103】
受け部材４４０は、図１８～図２３に示されるように、消弧室２４２内に偏心して配設されてよい。したがってパンチ３２０は、動作室２２２内に偏心して配設されてよい。導体１０がパンチ３２０によって切断された後、図２２～図２３に示されるようにパンチ３２０は、受け部材４４０に当接してよい。受け部材４４０は、アーク伝導を隔離する役割を果たすために、絶縁材料で作成することができる。
【0104】
長手方向の受け部材４４０のサイズは、長手方向のパンチ３２０の下方移動が終了したときに、パンチ３２０が受け部材４４０に当接し得るように、長手方向のパンチ３２０のサイズに関連して設計されてよい。例えば、パンチ３２０の端部は、受け部材４４０の頂部に当接してよい、又は頂部に衝突してもよい。パンチ３２０の端部が受け部材４４０に当接する場合、受け部材４４０はまた、パンチ３２０の長手方向のさらなる下方移動を止めるための止め具として作用してもよい。
【0105】
回路遮断器１の切断が完了すると、すなわちパンチ３２０が受け部材４４０に完全に当接するまでパンチ３２０が長手方向に下方に移動すると、導体１０の切断区域１１０の切断端部（切断前の切断点１３０における端部）と切断点１３０との間に沿面経路が画定される。沿面経路は、断路区域１１０の切断端部から、パンチ３２０の端部を通り切断点１３０まで延在する。
【0106】
この実施例では、図２４に示されるように、第１の消弧室２４２ａ及び第２の消弧室２４２ｂの周りに分散された９つの空洞５２０が存在する。９つの空洞５２０は、互いにサイズが均一ではなく、消弧室２４２の周りに均一にも、対称的にも配置されていない。
【0107】
空洞５２０及び消弧室２４２は、複数のやり方で互いに連通することができる。図２４に示される実施例では、空洞５２０のうちの２つは、入口５４０を通って第１の消弧室２４２ａと連通しており、連通ポート５６０を通ってその各側にある空洞５２０と連通しているため、各側の空洞５２０は、第１の消弧室２４２ａと間接的に連通している。空洞５２０のうちの３つは、第２の消弧室２４２ｂと直接連通していてもよく、３つの空洞５２０のいずれかの側の２つの空洞５２０は、入口５４０を介して第２の消弧室２４２ｂと連通している。図２４に示される実施例における空洞５２０の配置は、図３～図８並びに図１１～図１６の実施例にも適用することができることが当業者によって理解されるであろう。
【0108】
図１８～図１９に示されるように、通常動作状況においては、主回路において過負荷、故障又は短絡などの異常な状態が生じておらず、回路遮断器１は、主回路において遮断動作を行わず、切断機構３０は、導体１０に対して作用することなく、導体１０より上にある。
【0109】
図２０～図２１に示されるように、主回路において過負荷又は短絡などの異常な状態が生じている場合、回路遮断器１は、通常動作状態から切断動作状態に切り替えられる。具体的には、作動信号が、アクチュエータ３４０によって受信され、その後、アクチュエータ３４０が、長手方向に導体１０に向かってパンチ３２０を移動させるように作動されることで、パンチ３２０は切断区域１１０に当接し、これに対して作用し、導体１０が切断点１３０において破断され、切断区域１１０が、切断点１３０の反対側の切断区域１１０の端部の周りで下方に曲げられるようにする。この時点で、パンチ３２０は、受け部材４４０に向かって長手方向に移動し続け、消弧室２４２内の消弧媒体と接触させることができる。この間、パンチ３２０の周りの気体圧力が増大し、これにより、気体流案内機構５０により、付近の気体を気体流案内経路に沿って消弧媒体４０を通り気体流案内機構５０の空洞５２０に入るように押す。
【0110】
図２２～図２３に示されるように、パンチ３２０は長手方向に移動し続けるため、パンチ３２０は、最終的に受け部材４４０に十分に当接し、回路遮断器１は、切断動作状態から切断完了状態に切り替わる。この時点で、導体１０は破断され、生成されたアークは消散され、これにより主回路は、完全に断路される。
【0111】
「実施例１」
本発明者等は、電気車両バッテリ・モジュールが動作中に故障する状況をシミュレートし、本出願による回路遮断器１をテストし、テスト結果は、本出願による回路遮断器１が、主回路を素早く断路することができ、主回路を断路した後の絶縁抵抗性能が良好であることを示した。
本発明者等は、電気車両バッテリ・モジュールが動作中に故障する状況をシミュレートし、本出願による回路遮断器１をテストし、テスト結果は、本出願による回路遮断器１が、主回路を素早く断路することができ、主回路を断路した後の絶縁抵抗性能が良好であることを示した。
【0112】
テスト原則：回路は、バッテリ、抵抗器、スイッチ及び回路遮断器１からなる。スイッチが閉じられたとき、回路は瞬間的に高電流を生成し、回路遮断器１は、回路を断路するためにトリガされて保護効果を達成する。
【0113】
テスト条件：テスト電圧は１０００Ｖ、テスト電流は１３ＫＡ、テスト・ループ・インダクタンスは１５．４ｕＨである。
【0114】
テスト結果：テスト後の絶縁インピーダンス＞１０ＧΩ。
【0115】
図２５は、本出願のいくつかの実施例による回路遮断器についてのテスト結果のグラフを例示する。図面から見ることができるように、（１０００Ｖシステム）回路において短絡が起こったとき、電流は瞬時に１３ＫＡまで増大する。トリガ信号が受信されたとき、回路遮断器１は、回路を断路し始める。回路遮断器１の優れた消弧作用により、回路の過電圧は瞬時に２０００Ｖまで上がり、電流は急速に０Ａまで減衰し、最終的にアークが消滅され、回路電圧は、システム電圧で安定する。
【0116】
市販の回路遮断器で同じテストを行うと、テスト結果は基本的に、絶縁インピーダンスは１０ＭΩを超えることができるが、本出願による回路遮断器１の１０ＧΩを超える絶縁インピーダンスに達するにはほど遠い。理解することができるように、本出願による回路遮断器１で獲得された遮断効果は、一部の既存の回路遮断器と比較して注目すべきものであり、驚くべき技術的効果と言うことができ、既存の製品を数桁も上回っている。
【0117】
本出願の例示の実施例が記載されてきたが、当業者は、本出願の新規の教示及び利点から著しく逸脱することなく、例示の実施例において多くの変形形態及び修正形態が可能であることを容易に理解するべきである。したがって、全てのそのような変形形態及び修正形態は、特許請求の範囲において定義されるような本出願の範囲内に含まれることが意図されている。本出願は、以下の特許請求の範囲によって定義され、特許請求の範囲の均等物が含まれる。
【符号の説明】
【0118】
１ 回路遮断器
１０ 導体
１２０ 第１の切断区域
１３０ 切断点
１４０ 第２の切断区域
１１０ 切断区域
２０ 筐体
２２０ 第１の筐体
２４０ 第２の筐体
２２２ 動作室
２４２ 消弧室
２６０ 外側筐体
２８０ キャップ
２４２ａ 第１の消弧室
２４２ｂ 第２の消弧室
２３０ ボルト
３０ 切断機構
３２０ パンチ
３４０ アクチュエータ
３２２ 第１のパンチ
３２４ 第２のパンチ
３６０ 溝
４０ 消弧媒体
４２０ 邪魔板
４４０ 受け部材
５０ 気体流案内機構
５２０ 空洞
５４０ 入口
５６０ 連通ポート
６０ 支持部品
６２０ 開口
６４０ 第１の受け部
６４２ 第２の受け部
６４４ 受け部
１０ 導体
１２０ 第１の切断区域
１３０ 切断点
１４０ 第２の切断区域
１１０ 切断区域
２０ 筐体
２２０ 第１の筐体
２４０ 第２の筐体
２２２ 動作室
２４２ 消弧室
２６０ 外側筐体
２８０ キャップ
２４２ａ 第１の消弧室
２４２ｂ 第２の消弧室
２３０ ボルト
３０ 切断機構
３２０ パンチ
３４０ アクチュエータ
３２２ 第１のパンチ
３２４ 第２のパンチ
３６０ 溝
４０ 消弧媒体
４２０ 邪魔板
４４０ 受け部材
５０ 気体流案内機構
５２０ 空洞
５４０ 入口
５６０ 連通ポート
６０ 支持部品
６２０ 開口
６４０ 第１の受け部
６４２ 第２の受け部
６４４ 受け部
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
動作室及び消弧室を画定する筐体と、
前記動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、前記動作室と前記消弧室との間で前記筐体を通じて延在する導体を、前記パンチを介して切断するように構成された、切断機構と
を備えることを特徴とする回路遮断器であって、
前記切断機構の前記パンチは、間に溝を画定するように互いに間隔を空けられた第１のパンチ及び第２のパンチを備え、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記導体は、単一の切断点において破断され、
邪魔板が、前記消弧室内に設けられており、前記邪魔板は、前記溝と位置合わせされており、前記邪魔板は、前記導体が前記切断点において破断された後に、前記溝に挿入されるように構成されており、
前記回路遮断器は、
前記消弧室内に充填された消弧媒体と、
前記消弧媒体の周りに配設され、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチからの気体を前記消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構と
をさらに備える、
回路遮断器。
前記動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、前記動作室と前記消弧室との間で前記筐体を通じて延在する導体を、前記パンチを介して切断するように構成された、切断機構と
を備えることを特徴とする回路遮断器であって、
前記切断機構の前記パンチは、間に溝を画定するように互いに間隔を空けられた第１のパンチ及び第２のパンチを備え、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記導体は、単一の切断点において破断され、
邪魔板が、前記消弧室内に設けられており、前記邪魔板は、前記溝と位置合わせされており、前記邪魔板は、前記導体が前記切断点において破断された後に、前記溝に挿入されるように構成されており、
前記回路遮断器は、
前記消弧室内に充填された消弧媒体と、
前記消弧媒体の周りに配設され、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチからの気体を前記消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構と
をさらに備える、
回路遮断器。
【請求項2】
気体流案内経路が、前記切断機構の前記パンチから前記気体流案内機構まで画定され、前記消弧媒体は、前記気体流案内経路の中に配置される、請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項3】
前記気体流案内機構は、前記消弧媒体を取り囲む複数の空洞を備え、前記気体は、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチから前記消弧媒体を通って前記複数の空洞に流れ込む、請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項4】
前記複数の空洞のうちの１つの空洞は、前記消弧媒体に面する入口を有し、前記気体は、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチから前記消弧媒体を通り、前記入口を介して前記空洞に流れ込む、請求項３に記載の回路遮断器。
【請求項5】
前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記第１のパンチは、前記導体の第１の切断区域を下方に曲げるように前記第１の切断区域に対して作用し、前記第２のパンチは、前記導体の第２の切断区域を下方に曲げるように前記第２の切断区域に対して作用し、前記導体は、前記第１の切断区域と前記第２の切断区域との間の前記単一の切断点において破断される、請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項6】
前記溝は、前記切断点と位置合わせされている、請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項7】
前記導体が前記切断点において破断された後に、前記第１のパンチ及び前記第２のパンチは、前記消弧室内まで延在し、前記消弧室内の前記消弧媒体とそれぞれ接触する、請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項8】
前記邪魔板は、前記導体が前記切断点において破断されるのを促進するために、前記切断点から一定の距離だけ間隔を空けられる、請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項9】
沿面経路が、前記第１の切断区域の切断端部から、前記第１のパンチの端部を通り、前記溝の底部及び前記邪魔板の頂部を通り、前記第２のパンチの端部を通って、前記第２の切断区域の切断端部まで画定される、請求項５に記載の回路遮断器。
【請求項10】
前記消弧室は、前記邪魔板によって、互いに隔てられた第１の消弧室と第２の消弧室とに分割され、前記第１の消弧室及び前記第２の消弧室は、前記消弧媒体が充填されている、請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項11】
前記導体が前記切断点において破断された後に、前記第１のパンチは、前記第１の消弧室内まで延在し、前記第１の消弧室内の前記消弧媒体と接触し、前記第２のパンチは、前記第２の消弧室内まで延在し、前記第２の消弧室内の前記消弧媒体と接触する、請求項１０に記載の回路遮断器。
【請求項12】
前記消弧室は、前記導体を支持するための支持部品で覆われており、開口が、前記導体の第１の切断区域及び第２の切断区域に対応する前記支持部品の部分に形成され、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記第１の切断区域及び前記第２の切断区域は、前記開口を通じて下方に曲げられ、前記第１のパンチ及び前記第２のパンチは、前記開口を通じて前記消弧室内まで延在する、請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項13】
前記開口は、前記導体の前記第１の切断区域及び前記第２の切断区域が前記支持部品によって支持されないように構成されている、請求項１２に記載の回路遮断器。
【請求項14】
第１の受け部及び第２の受け部が、前記支持部品の前記開口のところに形成され、前記第１の受け部及び前記第２の受け部は、前記導体が前記切断点において破断された後に、下方に曲げられた前記第１の切断区域及び下方に曲げられた前記第２の切断区域をそれぞれ受けるように構成されている、請求項１２に記載の回路遮断器。
【請求項15】
動作室及び消弧室を画定する筐体と、
前記動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、前記動作室と前記消弧室との間で前記筐体を通じて延在する導体を、前記パンチを介して切断するように構成された、切断機構と
を備えることを特徴とする回路遮断器であって、
前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構の前記パンチによって切断されるときに、前記導体は、単一の切断点において破断され、
受け部材が、前記消弧室内に設けられ、前記受け部材は、前記パンチと位置合わせされており、前記導体が前記切断点において破断された後に、前記パンチは、前記受け部材によって受容され、
前記回路遮断器は、
前記消弧室内に充填された消弧媒体と、
前記消弧媒体の周りに配設され、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチからの気体を前記消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構と
をさらに備える、
回路遮断器。
前記動作室内に設けられ、パンチを備える切断機構であり、前記動作室と前記消弧室との間で前記筐体を通じて延在する導体を、前記パンチを介して切断するように構成された、切断機構と
を備えることを特徴とする回路遮断器であって、
前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構の前記パンチによって切断されるときに、前記導体は、単一の切断点において破断され、
受け部材が、前記消弧室内に設けられ、前記受け部材は、前記パンチと位置合わせされており、前記導体が前記切断点において破断された後に、前記パンチは、前記受け部材によって受容され、
前記回路遮断器は、
前記消弧室内に充填された消弧媒体と、
前記消弧媒体の周りに配設され、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチからの気体を前記消弧媒体を通るように案内するように構成された気体流案内機構と
をさらに備える、
回路遮断器。
【請求項16】
気体流案内経路が、前記切断機構の前記パンチから前記気体流案内機構まで画定され、前記消弧媒体は、前記気体流案内経路の中に配置される、請求項１５に記載の回路遮断器。
【請求項17】
前記気体流案内機構は、前記消弧媒体を取り囲む複数の空洞を備え、前記気体は、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチから前記消弧媒体を通って前記複数の空洞に流れ込む、請求項１５に記載の回路遮断器。
【請求項18】
前記複数の空洞のうちの１つの空洞は、前記消弧媒体に面する入口を有し、前記気体は、前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記切断機構の前記パンチから前記消弧媒体を通り、前記入口を介して前記空洞に流れ込む、請求項１７に記載の回路遮断器。
【請求項19】
前記筐体を通じて延在する前記導体が前記切断機構によって切断されるときに、前記パンチは、前記導体の切断区域を下方に曲げるように前記切断区域に対して作用し、前記導体は、単一の切断点において破断される、請求項１５に記載の回路遮断器。
【請求項20】
前記受け部材は、前記導体の前記切断点又は前記切断区域と位置合わせされている、請求項１５に記載の回路遮断器。
【外国語明細書】