JP2000276993A - 回路遮断器の可動接触子装置 - Google Patents

回路遮断器の可動接触子装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】短絡電流の通流時に突き合わせ接点間の電磁反
発力で開極駆動された可動接触子が、開閉機構の動作に
よる開極駆動の前に接触スプリングのばね力により固定
接触子に再接触することを防止する。 【解決手段】可動接触子1を回動可能に保持する可動接
触子ホルダ3の左右の側壁に互いに対向する弾性変形可
能な一対の突起23を設け、可動接触子1が電磁反発力
で鎖線位置まで開極する際にこの突起23を弾性変形さ
せながら乗り越えさせ、その後、電磁反発力が減少した
後は可動接触子1を突起23で係止して開極位置に保持
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、短絡電流などの
大電流が流れたときに、接点の突き合わせによる電磁反
発力を利用して可動接触子を駆動し、開閉機構が動作す
るより早く開極させる回路遮断器に関する。
【0002】
【従来の技術】上記した電磁反発式の回路遮断器におい
て、電磁反発力により開極した接点間にはアークが発生
する。アークの温度は一般に5000〜6000℃といわれ、接
点は高温に曝されるため融点に達する。一方、近時、通
電容量の増大による接点の温度上昇を抑制するために接
点に接触圧力を与える接触スプリングを強力にし、また
高遮断容量を持たせるために消弧性能を高める傾向にあ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】その結果として、電磁
反発力により可動接触子が開極した後、消弧によって電
流が抑制されて電磁反発力が減少するタイミングが早ま
る一方、この電磁反発力に対抗する接触スプリングの復
帰力が大きいため、引き続いて開閉機構がトリップ動作
を開始する前に電磁反発力が減少した可動接触子が接触
スプリングに押されて可動接点が固定接点に再接触し、
高温の接点同士が互いに溶着することがあった。この溶
着の改善策として、接点の材質を変更する方法や少ない
通電電流でも可動接触子を開極状態に維持する電磁機構
を設ける方法などがあるが、いずれもコストが高いとい
う問題がある。そこで、この発明の課題は、簡単な構成
で接点の再接触による溶着を防止することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、電磁反発力で開極駆動される可動接触
子の開極経路を挟んで弾性変形可能な一対の突起を互い
に対向させて設け、前記可動接触子が電磁反発力で開極
駆動されたときに、前記可動接触子は前記突起を弾性変
形させながら乗り越え、次いで前記突起で前記接触スプ
リングのばね力に抗して係止されるようにするものであ
る(請求項1及び請求項2)。これにより、可動接触子
は電磁反発力を失っても前記突起に係止されて開極位置
に留まり、接点同士が再接触することがない。電磁反発
力により前記突起を乗り越えた可動接触子は開閉機構の
トリップ動作により再び前記突起を逆方向に乗り越えて
原位置に復帰するようにするのがよい(請求項3)。
【0005】
【発明の実施の形態】図1及び図2は請求項1に係るこ
の発明の実施の形態を示すもので、図1は回路遮断器の
閉極状態の縦断面図、図2は図1のII−II線に沿う要部
断面図である。図1において、一端に可動接点1aを有
する可動接触子1は、両側に側壁を有する絶縁物の可動
接触子ホルダ2にピン3を介して回動可能に支持されて
いる。一方、固定接触子4はケース5に固定され、一端
に可動接点1aと対応して固定接点4aを有し、他端に
は電源側端子6が一体形成されている。可動接触子1と
可動接触子ホルダ2との間には捩じりばねからなる接触
スプリング7が挿入され、可動接触子1は接触スプリン
グ7により固定接触子4に対してばね力を受けて、可動
接点1aが固定接点4aに押圧されている。
【0006】可動接触子ホルダ2は一体形成された図示
しない開閉軸を介してケース5に回動自在に支持され、
ピン10を介して連結された開閉機構8における操作ハ
ンドル9の開閉操作により開閉駆動され、また後述する
トリップ動作により開極駆動される。可動接触子1はリ
ード線11を介して、ケース5に固定された接続導体1
2の一端に接続され、接続導体12の他端は過電流引外
し装置13のヒータ導体14の一端に接続され、ヒータ
導体14の他端は負荷側端子15に接続されている。過
電流引外し装置13はヒータ導体14に固定されたバイ
メタル16とケース5に回動自在に支持された可動鉄片
17とを有し、バイメタル16及び可動鉄片17の上端
部は開閉機構8のトリップクロスバー18に対面してい
る。
【0007】図1の回路遮断器において、電流は矢印で
示すように、電源側端子6→固定接触子4→固定接点4
a→可動接点1a→可動接触子1→リード線11→接続
導体12→ヒータ導体14→負荷側端子15の経路で流
れる。その場合、突き合わせ接触する可動接点1aと固
定接点4aとの間には、電磁反発力Fが発生する。通電
電流I[kA]とすると、電磁反発力F[kg]は一般に、F=
4〜5I2 ×10-2で表される。そのため、短絡電流のよ
うな大電流(例えば50kA) が流れると、可動接触子1に
は大きな電磁反発力Fが作用し、接触スプリング7に抗
して二点鎖線で示す位置まで開極方向に駆動される。そ
の際、すでに述べたように接点1a,4a間にアーク1
9が発生するが、このアーク19は速やかに消弧室20
に引き込まれて消弧が図られる。
【0008】一方、短絡電流が過電流引外し装置13を
通過すると、可動鉄片17が吸引され、その上端部が図
1の左方向に移動してトリップクロスバー18を押す。
これにより、詳細な説明は省略するが、開閉機構8はラ
ッチ21の鎖錠が外され、開閉スプリング22に蓄積さ
れたエネルギを放出して可動接触子ホルダ2を開極方向
に駆動する(トリップ動作)。この開閉機構8による開
極動作は機械的な動作伝達の所要時間の関係から、電磁
反発力による開極動作よりも遅れる。すなわち、大電流
通流時には、まず電磁反発力により可動接触子ホルダ2
が停止した状態で可動接触子1のみが開極方向に駆動さ
れ、次いで開閉機構8の動作により可動接触子ホルダ2
が開極方向に駆動される。
【0009】その場合、電磁反発力で可動接触子1が駆
動された段階でアーク19の消滅が速やかに行われて電
流が急速に減少し、それに伴って電磁反発力も急減する
一方、可動接点1aでの接触圧力を高めて通電容量を増
やすために接触スプリング7のばね力の増大が行われて
いると、早い時期に接触スプリング7のばね力と電磁反
発力との力関係が逆転し、すでに述べたように可動接触
子ホルダ2の開極駆動の前に可動接触子1が閉極方向に
押し戻されて可動接点1aが固定接点4aに再接触し、
アーク熱により融点にまで加熱されていた接点1a,4
a同士の融着が起こることになる。
【0010】そこで、図1の可動接触子においては、電
磁反発力で開極した可動接触子1を開極位置に保持する
手段が設けられている。すなわち、図1及び図2におい
て、可動接触子ホルダ2の側壁内側に、弾性変形可能な
一対の突起23が互いに対向するように、例えば一体成
形により設けられている。図2(A)に示すように、可
動接触子1は閉極状態で突起23の下方に位置している
が、電磁反発力で開極駆動されると突起23及び可動接
触子ホルダ2の側壁を弾性変形させながら乗り越え、図
2(B)に示すように突起23の上方に位置するように
なる。次いで、電磁反発力が減少し、可動接触子1が接
触スプリング7で戻されようとすると、この可動接触子
1は突起23で接触スプリング7のばね力に抗して係止
され開極位置に保持される。その後、そのままの状態で
可動接触子ホルダ2の開極駆動が行われる。
【0011】突起23に係止されたまま可動接触子ホル
ダ2と一体に開極した可動接触子1は、可動接触子ホル
ダ2の開極ストロークの最終位置で、図示の場合はラッ
チ21を支持する軸24に衝突し、突起23を再び逆方
向に乗り越えて、図2(A)に示す状態に復帰する。可
動接触子1は可動接触子ホルダ2の開極ストロークの最
終位置で、カバー25の一部に衝突させるようにしても
よい。
【0012】次に、図3及び図4は請求項2に係るこの
発明の実施の形態を示すもので、図3は回路遮断器の閉
極状態の縦断面図、図4(A)は図3の要部の拡大図、
図4(B)はそのB−B線に沿う断面図である。図3に
おいて、ケース31内には前後一対の固定接触子32及
び33が対向して配置され、それぞれの対向端部に固定
接点32a及び33aがそれぞれ取り付けられるととも
に、固定接触子32には電源側端子34が一体形成され
ている。固定接触子33の上方にはバイメタルからなる
サーマルリレー35及び電磁式の引外し装置36が配置
され、固定接触子33はサーマルリレー35の一端に接
続されている。また、サーマルリレー35の他端は引外
し装置36の一端に接続され、引外し装置36の他端は
負荷側端子37に接続されている。
【0013】固定接触子32,33の下方には可動接触
子38が配置され、図3の閉路状態において、固定接触
子32,33間は両端の可動接点38a,38aが固定
接点32a,33aに接触する可動接触子38により橋
絡されている。可動接触子38は中空角柱状の可動接触
子ホルダ39の前後側壁間に渡る開口内に挿入保持さ
れ、可動接触子ホルダ39は各極別の固定ケージ40内
で可動接触子38の開閉方向(図3の上下方向)に移動
自在に案内されている。図4に示すように、固定ケージ
40は左右一対の側壁40aとこれらを一体的に結合す
る底付き中空角柱状のばね受部40b及びリブ40cを
備え、側壁40aの内壁面の溝で可動接触子ホルダ39
を案内するとともに、ばね受部40bと可動接触子38
との間に挿入された接触スプリング41により可動接触
子38を閉極方向に付勢している。
【0014】可動接触子ホルダ39は、開閉レバー42
により開閉操作される。開閉レバー42は開閉軸43を
支点としてケース31に回動自在に支持され、開閉軸4
3は開閉機構44により開閉駆動される。45及び46
はそれぞれ電源側及び負荷側の消弧室、47は消弧室4
5,46間に渡る転流板である。
【0015】図3において、電流は電源側端子34→固
定接触子32→固定接点32a→可動接点38a→可動
接触子38→可動接点38a→固定接点33a→固定接
触子33→サーマルリレー35→引外し装置36→負荷
側端子37の経路で流れる。ここで、短絡電流のような
大電流が流れると、図1の場合と同様に突き合わせ接触
する固定・可動接点32a,33a・38a間に大きな
電磁反発力が発生し、可動接触子38は接触スプリング
41に抗して鎖線で示すように開極方向に駆動される。
その際、アーク48が発生し、このアーク48は速やか
に消弧室46,47に引き込まれて消弧される。
【0016】一方、短絡電流が電磁引外し装置36を通
過すると、図示しない可動鉄片が吸引され、図示しない
伝動機構を介して開閉機構44の鎖錠が外されて開閉レ
バー42は図3の時計方向に回転駆動される。その結
果、可動接触子ホルダ39が接触スプリング41に抗し
て押し下げられる(トリップ動作)。この開閉機構44
による開極動作は、図1の場合と同様に電磁反発力によ
る開極動作よりも遅れる。そのため、電磁反発力で可動
接触子1が駆動された段階でアーク48の消滅が速やか
に行われ電磁反発力が急減する一方、接触スプリング4
1の大きなばね力により、早い時期に接触スプリング4
1のばね力と電磁反発力との力関係が逆転すると、図1
の場合と同様に開閉機構44による可動接触子ホルダ3
9の開極駆動の前に可動接点38aが固定接点32a,
33aに再接触する。
【0017】そこで、図3の回路遮断器においては、電
磁反発力で開極した可動接触子38を開極位置に保持す
る手段が設けられている。すなわち、図3及び図4にお
いて、固定ケージ40の側壁40aの両端内側に、弾性
変形可能な各一対の突起49及び50が互いに対向する
ように、例えば一体成形により設けられている。図3に
示すように、可動接触子38は閉極状態で突起49,5
0の上方に位置しているが、電磁反発力で下向きに開極
駆動されると、突起49,50及び固定ケージ40の側
壁40aを弾性変形させながら乗り越え、図4に示すよ
うに突起49,50の下方に位置するようになる。次い
で、電磁反発力が減少し、可動接触子38が接触スプリ
ング41のばね力で戻されようとすると、この可動接触
子38は突起49,50で係止され開極位置に保持され
る。その後、そのままの状態で可動接触子ホルダ39の
開極駆動が行われる。
【0018】突起49,50に係止されたまま可動接触
子ホルダ39と一体に開極した可動接触子38は、可動
接触子ホルダ39の開極ストロークの最終位置でばね受
部40bの上方に延びる前後壁の上端部に当接し、図4
(A)に鎖線で示すようにV字状に変形させられて突起
49,50を再び逆方向に乗り越え、その後、開閉機構
44のリセットに伴って図3の状態に復帰する。
【0019】
【発明の効果】以上の通り、この発明によれば、電磁反
発力で開極した可動接触子を突起で係止して開極位置に
保持するようにしたことにより、消弧性能や接点接触圧
力を高めて高性能化を図った回路遮断器においても、開
閉機構の動作前に可動接触子が復帰して接点が溶着する
危険がなく、また可動接触子ホルダや固定ケージに突起
を設けるだけの簡単な構成なのでコスト負担もほとんど
生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す回路遮断器の縦断
面図である。
【図2】図1のII−IIに沿う要部断面図で、(A)は可
動接触子が開極する前の状態を示し、(B)は可動接触
子が電磁反発力で開極した状態を示す。
【図3】この発明の異なる実施の形態を示す回路遮断器
の縦断面図である。
【図4】(A)は図3の要部を示す側面図、(B)は
(A)のB−B線に沿う断面図である。
【符号の説明】
1 可動接触子 1a 可動接点 2 可動接触子ホルダ 4 固定接触子 4a 固定接点 5 ケース 7 接触スプリング 8 開閉機構 17 アーク 23 突起 32 固定接触子 32a 固定接点 33 固定接触子 33a 固定接点 38 可動接触子 38a 可動接点 39 可動接触子ホルダ 40 ケース 41 接触スプリング 44 開閉機構 48 アーク 49 突起 50 突起
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 直司 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 5G030 AA01 FA13 FB03 FB13 FC11 XX00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一端に可動接点を有する可動接触子が両側
    に側壁を有する絶縁物の可動接触子ホルダに回動可能に
    支持され、前記可動接触子は前記可動接触子ホルダとの
    間に挿入された接触スプリングにより、ケースに固定さ
    れた固定接触子に対して付勢される一方、前記可動接触
    子ホルダは前記ケースに回動自在に支持されるとともに
    開閉機構に連結され、閉極状態において電路に短絡電流
    が流れると、前記固定接触子に設けられた固定接点と、
    この固定接点に前記接触スプリングのばね力で押圧され
    る前記可動接点との間に働く電磁反発力により、前記可
    動接触子が前記接触スプリングに抗して開極方向に駆動
    され、次いで前記開閉機構がトリップ動作して前記可動
    接触子ホルダが開極方向に駆動される回路遮断器におい
    て、 前記可動接触子ホルダの側壁内側に、弾性変形可能な一
    対の突起を互いに対向させて設け、前記可動接触子が電
    磁反発力で開極駆動されたときに、前記可動接触子は前
    記突起を弾性変形させながら乗り越え、次いで前記突起
    で前記接触スプリングのばね力に抗して係止されること
    を特徴とする回路遮断器の可動接触子装置。
  2. 【請求項2】両端に可動接点を有する可動接触子が絶縁
    物の可動接触子ホルダに保持され、前記可動接点に対応
    する固定接点を有する前後一対の固定接触子に跨がるよ
    うに配置されるとともに、ケースとの間に挿入された接
    触スプリングにより前記固定接触子に対して付勢される
    一方、前記可動接触子ホルダは前記可動接触子の両側に
    側壁を有する絶縁物の固定ケージ内で直線運動可能に案
    内されるととともに頭部が開閉機構の操作レバーと相対
    し、閉極状態において電路に短絡電流が流れると、前記
    固定接点と可動接点との間に働く電磁反発力により、前
    記可動接触子が前記接触スプリングに抗して開極方向に
    駆動され、次いで前記開閉機構がトリップ動作して前記
    可動接触子ホルダが開極方向に駆動される回路遮断器に
    おいて、 前記固定ケージの側壁の両端内側に、弾性変形可能な各
    一対の突起を互いに対向させて設け、前記可動接触子が
    電磁反発力で開極駆動されたときに、前記可動接触子は
    前記突起を弾性変形させながら乗り越え、次いで前記突
    起で前記接触スプリングのばね力に抗して係止されるこ
    とを特徴とする回路遮断器の可動接触子装置。
  3. 【請求項3】電磁反発力により前記突起を乗り越えた可
    動接触子は前記開閉機構のトリップ動作により再び前記
    突起を逆方向に乗り越えて原位置に復帰するようにした
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回路遮
    断器の可動接触子装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008153072A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd 回路遮断器の過電流引外し装置

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