JP2000243208A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮断性能に優れた回路遮断器の提供。 【解決手段】 可動接点を有する可動接触子と固定接点
を有する固定接触子とを備えた回路遮断器において、可
動接点と固定接点との間に発生するアーク及びアークガ
スの圧力を受けて当該可動接触子の固定接触子からの開
離動作を助長させる圧力受け部としてのアーク反射部材
を可動接触子に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回路遮断器、特に小
形遮断器の遮断性能の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０及び図１１は、例えば特開平１０
−１７２４０９号公報に示された従来の回路遮断器の一
部を切り欠いて内部を示した図で、図１０はそのオン状
態を示す正面図、図１１はトリップ動作した状態を示す
正面図である。図において、２１はベース、２２はカバ
ーで、何れも合成樹脂材料で形成された絶縁筺体であ
る。２３は固定接触子、２４はこの固定接触子２３に固
着された固定接点、２５はこの固定接点２４に対向して
接離自在に配置された可動接触子２５ａは可動接触子２
５に固着された可動接点、２６はこの可動接触子２５を
一体に支持するアームであり、Ｕ字状溝２６ａや、スト
ッパ係止部２６ｂや、後述の軸２７が係合する長孔２６
ｃなどが形成されている。

【０００３】２７はアーム２６及び可動接触子２５の回
動中心となる軸である。２８は可動接触子２５を固定接
点２４から常に開離させる方向へと付勢するメインバ
ネ、２９はハンドル、３０はハンドル２９を反時計回り
方向へ付勢するリセットバネ、３１は丸棒材がＵ字形に
形成された操作リンクであり、当該操作リンク３１の一
端はハンドル２９と係合し、他端は後述するラッチ３２
のリンク係合溝３２ａに係合する。

【０００４】３２は軸２７に軸支されたラッチであり、
当該ラッチ３２には、操作リンク３１の他端に係合する
リンク係合溝３２ａや、後述する電磁引き外し部３４の
ロッド３７の押圧力を受けるトリガー片３２ｂや、後述
するバイメタル３３の湾曲による押圧力で操作リンク３
１とリンク係合溝３２ａとの係合を開放する方向の力を
受けるトリガー片３２ｃなどが形成されている。上記ア
ーム２６と、メインバネ２８と、ハンドル２９と、リセ
ットバネ３０と、操作リンク３１と、ラッチ３２などに
より開閉機構が構成されている。

【０００５】３３は通電電流に対応して、図上右方向へ
と加熱湾曲されるバイメタル、３４は電磁引き外し部で
あり、電磁石３５への通電電磁力により駆動されるプラ
ンジャ３６と、このプランジャ３６の吸引動作により矢
印方向（左方向）へ突出するロッド３７を有している。
上記のバイメタル３３や電磁引き外し部３４により過電
流引き外し装置が形成されている。３８は消弧装置、３
９はこの消弧装置３８の消弧板である。又、４０は上記
固定接点２４や可動接触子２５を含むアーク発生室であ
り、可動接触子２５が開離時に発生するアークＡが充満
する。

【０００６】２１ａはベース２１に内部の方向へ突出し
て形成された上記可動接点２５ａの開路位置の位置決め
となるストッパ壁であり、アーク発生室４０から離れた
位置である上記可動接点２５ａとアーム２６の回動中心
となる軸２７の近くに形成されている。４１はアークを
消弧装置３８の方向へ誘導するアークランナーである。

【０００７】上記のように構成された従来の回路遮断器
においては、電路に短絡電流が流れると、電磁引き外し
部３４の電磁石３５がこれを感知し、プランジャ３６が
吸引され、これに連動するロッド３７が矢印方向（図１
１において左方向）へと移動し、ラッチ３２のトリガー
片３２ｂを押圧して、操作リンク３１の他端をリンク係
合溝３２ａから引き外してトリップ動作させ、可動接触
子２５を高速開離し、遮断動作を行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成の従
来の回路遮断器では、電路に短絡電流等の大電流が流れ
ると、操作機構部が作動して可動接点２５ａを固定接点
２４から開離させるが、この時、固定接点２４と可動接
点２５ａとの間にはアークＡが発生し（図１１）、固定
接点２４と可動接点２５ａとの間にはアーク電圧が発生
する。このアーク電圧は、固定接点２４から可動接点２
５ａの間の開離距離が増大するに従って上昇する。又、
同時にアークＡは消弧板３９の方向へ走行するように駆
動され、更に消弧板３９の磁気力によって引き付けられ
て伸長するために、アーク電圧は更に上昇する。こうし
て上昇したアーク電圧によって電流は抑制され減少す
る。このようにして、アーク電流は電流零点を迎えてア
ークＡが消弧し、遮断を完結する。

【０００９】従来の回路遮断器の遮断動作は上述のとお
りであるが、以下のような問題点を有していた。短絡電
流等の大電流遮断時に発生するアークＡは、可動接触子
２５と固定接触子２３に流れる電流により発生する磁界
によって、主として図８に示す矢印Ｓ１方向へ走行する
ように駆動されるが、特に、接点に金属蒸気圧の高い材
料を使用した場合には、接点から発生する蒸気圧が、前
述の磁界による駆動力を上回るため、アークＡが接点間
に膠着して著しく遮断性能を低下させるという問題点が
あった。

【００１０】又、矢印Ｓ１方向へと駆動されて、消弧装
置３８の下流側の壁（図示せず）に衝突した金属蒸気等
のホットガスの一部は、逆流して、接点近傍に滞留して
接点間で再発弧する原因となり、遮断性能が低下すると
いう問題点もあった。

【００１１】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、接点近傍にアークが膠着し難くして速
やかにアークを消弧板３９へ誘引して消弧し、遮断性能
を向上させた回路遮断器を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、可動接点を有
する可動接触子と固定接点を有する固定接触子とを備え
た回路遮断器において、可動接点と固定接点との間に発
生するアーク及びアークガスの圧力を受けて当該可動接
触子の固定接触子からの開離動作を助長させる圧力受け
部としての反射部を有するアーク反射部材を可動接触子
に設けたことを特徴とする

【００１３】又、本発明は、アーク反射部材がアークを
反射させる反射部とアークガスの圧力を受ける反射部と
を有することを特徴とする。

【００１４】又、本発明は、ベースとカバーよりなる絶
縁筺体や、この絶縁筺体の内部に装着された固定接触子
や、この固定接触子に対向して接離する可動接触子や、
この可動接触子を支持するアームや、可動接触子を駆動
する開閉機構や、過電流に応動して開閉機構を作動させ
て可動接触子を開離させる過電流引き外し装置や、上記
可動接触子が開離時に発生するアークが充満するアーク
発生室や、このアーク発生室内のアークを消弧する消弧
装置を備えた回路遮断器において、アーク反射部材を上
記アームに可動接触子と共に設け、当該アーク反射部材
は、アークやアークガスが開閉機構部側へと流動するの
を阻止してアーク走行方向へ反射させる第一の反射部
と、この第一の反射部の両端側からアーク走行方向の両
側面側に延びる第二の反射部とで上記可動接触子の可動
接点を三方から囲む構成としたことを特徴とする。

【００１５】又、本発明は、アークが発生する接点周辺
部から消弧装置へと至るアーク走行路を、アークの走行
方向に向かって当該アーク走行路の断面積が拡大するよ
う形成して圧力勾配を設けたことを特徴とする。

【００１６】又、本発明は、圧力勾配はアーク走行路の
両側壁側に当該両側壁間の間隔を拡大させる段差部を設
けて形成したことを特徴とする。

【００１７】又、本発明は、アーク反射部材の反射部
は、発生したアークの熱を受けてガスを発生させる合成
樹脂で形成したことを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１及び図２は、
本発明の一実施の形態である回路遮断器をその一部を切
り欠いて内部を示した図で、図１はオン状態を示す正面
図であり、図２はトリップ動作状態を示す正面図であ
る。図３はアーク反射部材が装置された可動接触子の正
面図、図４は図３の側面図、図５はアーク反射部材の正
面図、図６はその側面図、図７はその底面図である。図
１乃至図７において示す符号２１〜２４、２６〜４１は
図１０及び図１１で説明した従来装置と同様な部材を示
すものであり、その説明の詳細を省略する。

【００１９】この回路遮断器は、ベース２１とカバー２
２よりなる絶縁筺体や、この絶縁筺体の内部に装着され
た固定接触子２３や、この固定接触子２３に対向して接
離自在に回動する可動接触子２５や、この可動接触子２
５を回動自在に支持するアーム２６や、上記の可動接触
子２５を回動駆動する開閉機構や、過電流に応動して上
記開閉機構を作動させ上記可動接触子２５を開離させる
過電流引き外し装置や、上記可動接触子２５が開離時に
発生するアークＡが充満するアーク発生室４０や、この
アーク発生室４０内のアークＡを消弧する消弧装置３８
などを備えている。

【００２０】本発明は、上記のような回路遮断器におい
て、その可動接触子２５にアーク反射部材を当該可動接
触子２５と一体的に動作するように装着させたものであ
る。アーク反射部材は、可動接触子２５の可動接点２５
ａと固定接点２３ａとの間に発生するアークＡや当該ア
ークＡの発生と共に生ずるアークガス（ホットガス）の
膨張圧力を受けることで、当該可動接触子２５の固定接
点２３ａからの開離動作を助長させる圧力受け部として
の反射部が、効果的にその圧力を受けるよう当該可動接
点２５の近傍に位置するよう形成されるものである。

【００２１】この実施の形態１に示すアーク反射部材５
０は、図３及び図４に示すように、アーム２６の一端に
可動接触子２５と共に固着されている。このアーク反射
部材５０は、図５乃至図７に示すような形態に合成樹脂
材料で形成されており、可動接触子２５に装置するため
の固定部５０ａ及びこの固定部５０ａから図上左方向へ
平行に突出された複数のピン５０ｂ、５０ｂや、固定部
５０ａから図上右方向へと延設されアークＡやアークガ
スが開閉機構部側へと流動するのを阻止して反対方向へ
反射させる、即ち上記の圧力を受ける反射部としての第
一の反射部５０ｃや、この第一の反射部５０ｃの両端部
から図上下方へ平行に延びる反射部としての一対の第二
の反射部５０ｄ、５０ｄや、固定部５０ａから図上下方
へ延設された反射部としての一対の第三の反射部５０
ｅ、５０ｅ等の反射部が、三方から可動接点２５ａを囲
む（図４参照）形態となるように構成されている。

【００２２】このように構成された回路遮断器において
は、電路に短絡電流等の大電流が流れると、電磁引き外
し部３４の電磁石３５がこれを感知し、プランジャ３６
が吸引され、これに連動するロッド３７が矢印方向へ移
動してラッチ３２のトリガー片３２ｂを押圧して、操作
リンク３１の他端をリンク係合溝３２ａから引き外して
トリップ動作させ、可動接触子２５を高速開離して、遮
断動作が行なわれる。この場合、アーク反射部材５０は
可動接触子２５と一体で動作する。

【００２３】図２に示す回路遮断器のトリップ動作状態
において、固定接点２４と可動接点２５ａ間に発生した
アークＡは、可動接触子２５と固定接触子２３に流れる
電流により発生する磁界と、アーク反射部材５０の第一
の反射部５０ｃ及び第二の反射部５０ｄで反射されたホ
ットガス等による反射圧力によって、矢印Ｓ１方向へ走
行するように駆動され、更に、消弧板３９の磁気力によ
って消弧装置３８内に誘引され、消弧板３９によって分
断及び冷却されて消弧される。

【００２４】又、接点間に発生したアークガスの一部
は、可動接点２５ａの両側面側に設けられた第三の反射
部５０ｅと衝突して、可動接触子２５の開極方向の力と
して作用するので、可動接触子２５の開極動作を助長す
ることとなり、この助長によって可動接触子２５は、更
により高速で固定接触子２３から開離できるようにな
る。従って、アークＡが接点間へ膠着する時間が短縮さ
れ、アークＡはより速く矢印Ｓ１方向へと駆動され、速
やかに消弧装置３８内に誘引される。

【００２５】この実施の形態１によれば、可動接触子２
５にアークガスを反射する第一の反射部５０ｃ及び第二
の反射部５０ｄと、アークガスの圧力を受ける第三の反
射部５０ｅとを有するアーク反射部材５０を設けること
によって、回路遮断器がトリップ動作時に、固定接点２
４と可動接点２５ａとの間に発生したアークＡを、その
反射部材の一部である第三の反射部５０ｅで受止めるこ
とにより、アークガスの圧力を可動接触子２５の開極力
に荷担させて開極速度を速めると共に、第一の反射部５
０ｃ及び第二の反射部５０ｄによりアークガスをアーク
反射部材５０とは反対方向の矢印Ｓ１方向へと駆動さ
せ、速やかに消弧装置３８の方向へ誘導するので、消弧
時間が短くなり、遮断性能を向上させることができる。

【００２６】上記のアーク反射部材のうち少なくとも反
射部は、発生したアークＡの熱を受けることでガスを発
生させる合成樹脂であると、更に効果的である。アーク
反射部材５０の材料を、熱を受けるとガスを多量に発生
させる合成樹脂材料、例えばポリアミド樹脂等で形成す
ると、アークＡの高熱を受けてアーク反射部材５０から
発生するガスにより、アークＡやアークガスを矢印Ｓ１
方向へ、即ちアークＡの走行方向へと、より速く誘導す
ることができ、遮断性能をより向上させることができ
る。

【００２７】実施の形態２．実施の形態２は、アークが
発生する接点周辺部から消弧装置へと至るアーク走行路
を、アークの走行方向に向かって当該アーク走行路の断
面積が拡大するよう形成して圧力勾配を設けた例を示
す。図８は回路遮断器の一部を切り欠いて内部を示す正
面図、図９は図８のＡ−Ａ部分断面図である。図８乃至
図９において、図１乃至図７と同一符号は同一部分を示
すので、その説明を省略する。図８及び図９に示す圧力
勾配は、アーク走行路の両側壁側に両側壁間の間隔を拡
大させる段差部を設けることで形成されている。図中の
符号６０は合成樹脂で形成された絶縁板で、アーク走行
路の両側壁側に装置されて、当該アーク走行路に圧力勾
配を形成するものである。この絶縁版６０は、その横断
面において、第一のベース部６０ａと、この第一のベー
ス部６０ａから段差部６０ｂを持った第二のベース部６
０ｃと、この第二のベース部６０ｃの一端から立ち上っ
た突出部６０ｄとで構成されており、アーク走行路の側
壁であるベース２１の壁面から走行路側へと突出させた
複数のピン２１ｂにより当該走行路の壁面に固着されて
いる。

【００２８】上記のように構成された図８に示す回路遮
断器のトリップ動作状態において、固定接点２４と可動
接点２５ａ間に発生したアークＡは、アーク反射部材５
０と衝突して可動接触子２５の開極動作を速めるように
作用すると共に、反射圧力により矢印Ｓ１方向へと駆動
され、更に消弧板３９の磁気力によって引き付けられて
消弧装置３８内へと誘引され、消弧板３９によって分断
及び冷却されて消弧される。他方、図上矢印Ｓ１方向へ
と駆動されて消弧装置３８の下流側の壁（図示せず）に
衝突したアークガスの一部は接点方向へと逆流し、再び
接点近傍に移動しようとするが、その一部は絶縁板６０
の段差部６０ｂに衝突して逆流し、アークガスの接点近
傍への進入を、この圧力勾配によって阻止される。

【００２９】この実施の形態２によれば、アークＡを発
生する接点周辺部から消弧装置３８に至るアーク走行路
に、アーク走行方向に沿った圧力勾配を形成するための
段差部６０ｂを設けた絶縁板６０を配設したので、アー
クＡが速やかに消弧装置３８の方向へと誘導されると共
に、当該段差部６０ｂによりアークガスの消弧装置３８
方向からの逆流を防止できるので、安定した消弧が可能
となり、遮断時間の短い安定した遮断ができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３１】本発明の回路遮断器においては、接点に金
属蒸気圧の高い材料を使用した場合においても、アーク
反射部材の作用によりアークを接点間に膠着させること
なく速やかに消弧板の方向へと駆動できるので、消弧時
間が短くなり遮断性能が向上し、高限流遮断が可能とな
る。

【００３２】又、本発明によれば、接点周辺部から消弧
装置に至るアーク走行路に、アーク走行方向に沿った圧
力勾配として、例えば段差部を設けたので、消弧装置の
下流側の壁に衝突したホットガスの一部が接点間方向へ
と逆流するのを阻止でき、接点間等の空間絶縁距離の短
い部分での再点弧を防止でき、安定した高限流遮断が可
能となる。

【００３３】又、本発明によれば、アーク反射部材の反
射部を、アークの高熱を受けるとガスを多量に発生させ
る合成樹脂で形成することにより、高熱を受けてアーク
反射部材から発生するガスにより、アークＡやアークガ
スを矢印Ｓ１方向へ、即ちアークＡの走行方向へと、よ
り速く誘導することができ、遮断性能をより向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１である回路遮断器の一部を切り
欠いてオン状態の内部を示した正面図である。

【図２】 実施の形態１である回路遮断器の一部を切り
欠いてトリップ動作した状態の内部を示した正面図であ
る。

【図３】 アーク反射部材が装置された可動接触子の正
面図である。

【図４】 図３の側面図である。

【図５】 アーク反射部材の正面図である。

【図６】 図５の側面図である。

【図７】 図６の底面図である。

【図８】 実施の形態２である回路遮断器の一部を切り
欠いてトリップ動作した状態の内部を示した正面図であ
る。

【図９】 図８のＡ−Ａ部分断面図である。

【図１０】 従来の回路遮断器の一部を切り欠いてオン
状態の内部を示した正面図である。

【図１１】 従来の回路遮断器の一部を切り欠いてトリ
ップ動作した状態の内部を示した正面図である。

【符号の説明】

２１ ベース、２２ カバー、２３ 固定接触子、２４
固定接点、２５ 可動接触子、２６ アーム、３３
バイメタル、３４ 電磁引き外し部、３８ 消弧装置、
４０ アーク発生室、５０ アーク反射部材、５０ｃ
第一の反射部、５０ｄ 第二の反射部、５０ｅ 第三の
反射部、６０ 絶縁板、６０ｂ 段差部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動接点を有する可動接触子と固定接点
   を有する固定接触子とを備えた回路遮断器において、 可動接点と固定接点との間に発生するアーク及びアーク
   ガスの圧力を受けて当該可動接触子の固定接触子からの
   開離動作を助長させる圧力受け部としての反射部を有す
   るアーク反射部材を可動接触子に設けたことを特徴とす
   る回路遮断器。
2. 【請求項２】 アーク反射部材は、アークを反射させる
   反射部とアークガスの圧力を受ける反射部とを有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. 【請求項３】 ベースとカバーよりなる絶縁筺体や、こ
   の絶縁筺体の内部に装着された固定接触子や、この固定
   接触子に対向して接離する可動接触子や、この可動接触
   子を支持するアームや、可動接触子を駆動する開閉機構
   や、過電流に応動して開閉機構を作動させて上記可動接
   触子を開離させる過電流引き外し装置や、上記可動接触
   子が開離時に発生するアークが充満するアーク発生室
   や、このアーク発生室内のアークを消弧する消弧装置を
   備えた回路遮断器において、 アーク反射部材を上記アームに可動接触子と共に設け、
   当該アーク反射部材は、アークやアークガスが開閉機構
   部側へと流動するのを阻止してアーク走行方向へ反射さ
   せる第一の反射部と、この第一の反射部の両端側からア
   ーク走行方向の両側面側に延びる第二の反射部とで上記
   可動接触子の可動接点を三方から囲む構成としたことを
   特徴とする回路遮断器。
4. 【請求項４】 アークが発生する接点周辺部から消弧装
   置へと至るアーク走行路を、アークの走行方向に向かっ
   て当該アーク走行路の断面積が拡大するよう形成して圧
   力勾配を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３
   の何れかに記載の回路遮断器。
5. 【請求項５】 圧力勾配は、アーク走行路の両側壁側
   に、当該両側壁間の間隔を拡大させる段差部を設けて形
   成したことを特徴とする請求項４に記載の回路遮断器。
6. 【請求項６】 アーク反射部材の反射部は、発生したア
   ークの熱を受けてガスを発生させる合成樹脂で形成した
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載
   の回路遮断器。