JP2000353464A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リレー装置を交換し複数の電流定格に対応す
る回路遮断器において、電流定格ごとに用意したリレー
装置を装着するだけで、アークによる爆風の力を利用し
た短時間のトリップ動作が確実に行われるようにする。 【解決手段】 アークによる爆風の力を受けて、トリッ
プバー７を作動させるアクチュエータ２４を付勢する付
勢部材２５ａの付勢力をリレー装置３０のケース３７に
配設した凸部３７ａの飛び出し寸法を変えることによ
り、所定値に設定できるようにした。

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、リレー装置を交
換することにより複数の電流定格に対応する回路遮断器
に関するもので、特に、短絡電流等の大電流が流れた場
合に、爆風の力を利用して短時間でトリップ動作を行わ
せる回路遮断器に関するものである。

【０００２】

【先行する技術】図５は例えば、先行する特願平１０−
２２９６０９号の明細書及び図面に示されたものと同様
の回路遮断器を示す断面図、図６はリレー装置を回路遮
断器に装着する前の状態を示す側面図である。図におい
て、１は合成樹脂材料により形成された筐体、２は操作
ハンドル、３はトグルリンク機構を用いた開閉機構、４
は接触子機構で、固定接点５ａが固着された固定接触子
５及び、可動接点６ａが固着された可動接触子６を有し
ている。

【０００３】７はトリップバーで解除手段であって、開
閉機構３に支承され、回動することにより開閉機構３を
解除（トリップ動作）させて、接触子機構４の可動接触
子６を固定接触子５から開離させる。１０はリレー装置
で、回路遮断器に流れる過電流を検出してトリップバー
７を作動させるもので、筐体１に着脱可能な構造になっ
ている。

【０００４】１１はリレー装置１０に収納されているリ
レーラッチで、回路遮断器に過電流が流れると、リレー
装置１０から突出してトリップバー７を動作させる。１
２はリレー掛金で、正常時にはリレーラッチ１１と係合
し、リレーラッチ１１を動作させないように保持してい
る。

【０００５】１３は負荷電流が流れる導体、１４はコ
ア、１５はアーマチュアで、コア１４及びアーマチュア
１５は、例えば鉄などの磁性体で形成され、導体１３に
通電された負荷電流により発生した磁束により、共働し
て磁気回路を形成しており、負荷電流の値が大きくなる
と、アーマチュア１５がコア１４に引き寄せられる（図
中、右方向）ことにより、リレー掛金１２を押して、リ
レーラッチ１１との係合を解除させる。

【０００６】１６はバイメタル部で、導体１３に通電さ
れた負荷電流により発熱し、図中、右方向に湾曲するこ
とによりリレーラッチ１１を動作させる。なお、バイメ
タル部１６は過電流領域内の低電流領域で動作するもの
で、アーマチュア１５は過電流領域内の高電流領域で動
作するものである。１７はリレー装置１０の筐体に当た
るケースで、リレーラッチ１１、リレー掛金１２、導体
１３、コア１４、アーマチュア１５及びバイメタル部１
６を収納するものである。

【０００７】２１は遮断空間部で、接触子機構４のトリ
ップ動作時、固定接点５ａと可動接点６ａ間に発生する
アークによる爆風の圧力を受ける半密閉構造の空間であ
り、２２はこの爆風が遮断空間部２１から遮断空間部２
１の外部へ抜ける排気孔である。２３は爆風孔で、排気
孔２２に連通しており、爆風を後述のアクチュエータに
導くためのものである。

【０００８】２４はアクチュエータで、爆風孔２３から
の爆風を受けてトリップバー７を動作させるもので、筐
体１に回動可能に軸支されている。２５はアクチュエー
タ２４を爆風孔２３に閉塞するように付勢する付勢部材
であるヒネリバネである。

【０００９】なお、ヒネリバネ２５によるアクチュエー
タ２４への付勢力は、アクチュエータ２４がむやみに回
動し、トリップバー７を作動させることによる誤動作を
防止するために、リレー装置１０の過電流動作領域以上
の電流により発生した爆風で作動するように設定されて
いる。

【００１０】次に、上記のように形成された従来の回路
遮断器の動作について説明する。過電流が流れると、バ
イメタル部１６又はアーマチュア１５の作用により、リ
レーラッチ１１がリレー装置１０から突出してトリップ
バー７を回動させ、開閉機構３がトリップ動作すること
により、接触子機構４が開離する。

【００１１】短絡電流のような大電流が流れた場合にお
いても、上述した手順によりリレー装置１０の作用でト
リップバー７を回動させ、開閉機構３がトリップ動作を
行うが、短絡電流のような大電流を遮断すると、固定接
点５ａ及び可動接点６ａが異常摩耗を生じ易いため、次
の様な手段により、開閉機構３のトリップ動作を早めて
これに対応している。

【００１２】短絡電流通電の初期において、固定接触子
５及び可動接触子６に流れる電流は互いに逆方向に流れ
る平行電流であるため、固定接触子５及び可動接触子６
には電磁反発力が働き、可動接触子６が図中の上方向に
移動を開始する。可動接触子６の移動に伴い、固定接点
５ａと可動接点６ａ間にアークが発生し、このアークは
ガス状の爆風を生成させ、この爆風の一部は半密閉構造
の遮断空間部２１から排気孔２２を介して、爆風孔２３
に達し、アクチュエータ２４に作用する。

【００１３】アクチュエータ２４は付勢部材であるヒネ
リバネ２５により、爆風孔２３を閉塞するように所定値
で付勢されているが、爆風による圧力がこの付勢力を上
回ると、アクチュエータ２４が回動（破線で示す）し、
トリップバー７も回動（破線で示す）し、開閉機構３を
トリップ動作させ、接触子機構４を開離させる。

【００１４】この様にして、短絡電流のような大電流が
流れた場合には、固定接点５ａと可動接点６ａ間に発生
するアークによる爆風の圧力を利用し、開閉機構３を短
時間にトリップ動作を行わせ、接触子機構４を開離させ
ることにより、固定接点５ａ及び可動接点６ａの異常摩
耗が防止される。

【００１５】なお、リレー装置１０は通電電流の大きさ
（電流定格）ごとに異なる、複数の仕様のものが用意さ
れ、リレー装置１０を取り替えることにより、同一の筐
体１を用いて、複数の電流定格の回路遮断器を提供する
ことを可能にしている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来の回路遮断器は以
上のように構成されているので、過電流動作領域内のト
リップ動作については、電流定格に対応したリレー装置
１０が装着されているので、正常に動作するが、短絡電
流通電時においては各電流定格ごとに短絡電流の大きさ
が異なり、固定接点５ａと可動接点６ａ間に発生するア
ークよる爆風の圧力が異なる。

【００１７】この結果、遮断空間部２１から排気孔２
２、爆風孔２３を介して、アクチュエータ２４に作用す
るアークよる爆風の圧力は電流定格により異なり、電流
定格の小さいものにおいてはアークによる爆風の圧力が
小さく、アクチュエータ２４が回動しないため、接触子
機構４を短時間で開離できず、固定接点５ａ及び可動接
点６ａの異常摩耗を防止できない。又、電流定格の大き
いものにおいては、アークよる爆風の圧力が大き過ぎ
て、リレー装置１０の過電流動作領域内でアクチュエー
タ２４が作動（誤動作）してしまうという問題があっ
た。

【００１８】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたものであり、電流定格ごとに用意したリレー装
置を装着するだけで、誤動作することなく、爆風の力を
利用して接触子機構を短時間で開離させることにより、
大電流遮断時に発生する固定接点及び可動接点の異常摩
耗を防止することができる回路遮断器を得ることを目的
とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】（１）この発明に係る回
路遮断器は、筐体と、この筐体に収納され負荷電流が流
れる回路を開閉機構の作動に連動して開閉する接触子機
構と、上記回路に過電流が流れた時、解除手段を介して
上記開閉機構を作動させることにより上記接触子機構を
開離させるリレー装置と、上記接触子機構が開離する時
に発生するアークによる爆風の圧力を受け、この圧力が
所定値以上の時に上記解除手段を作動させるアクチュエ
ータと、このアクチュエータを付勢する付勢部材とを備
え、上記リレー装置の装着により上記付勢部材の付勢力
が所定値に設定されるものである。

【００２０】（２）また、（１）において、付勢部材に
当接し、付勢力を所定値に設定する凸部をリレー装置の
ケースに配設したものである。

【００２１】（３）また、（１）において、付勢力を所
定値に調整する可変調整手段を備えたものである。

【００２２】（４）また、（３）において、可変調整手
段をリレー装置のケースに配設したものである。

【００２３】（５）また、（１）において、付勢部材に
当接し、付勢力を所定値に設定する段差部をリレー装置
のバイメタル部に配設したものである。

【００２４】（６）また、（１）から（５）において、
リレー装置は電流定格ごとに複数用意され、付勢力は上
記電流定格の大きさに比例して大きくなるように設定し
たものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１．における低電流定格対応回路遮断器の断
面図である。図において、３０はリレー装置、３１はリ
レーラッチ、３２はリレー掛金、３３は導体、３４はコ
ア、３５はアーマチュア、３６はバイメタル部であり、
先行する技術に示す部品と同一、又は同様の機能を有す
るものである。３７は凸部３７ａを有するケース、２５
ａは圧縮バネで、アクチュエータ２４を付勢する付勢部
材である。２６はスプリングホルダで、凸部３７ａに当
接すると共に圧縮バネ２５ａを保持している。

【００２６】図２はこの発明の実施の形態１．における
高電流定格対応回路遮断器の断面図である。図におい
て、４０はリレー装置、４１はリレーラッチ、４２はリ
レー掛金、４３は導体、４４はコア、４５はアーマチュ
ア、４６はバイメタル部であり、先行する技術に示す部
品と同一、又は同様の機能を有するものである。４７は
凸部４７ａを有するケース、２５ａ、２６は図１で示す
ものと同じもので、スプリングホルダ２６は凸部４７ａ
に当接すると共に圧縮バネ２５ａを保持している。な
お、図１及び図２において、先行する技術に示す部品と
同一又は同様の機能の部品については、同一の番号を付
し、説明を省略する。

【００２７】次に、上記のように形成されたこの発明の
回路遮断器の動作について説明する。図１及び図２にお
いて、過電流が流れると、バイメタル部３６、４６又は
アーマチュア３５、４５の作用により、リレーラッチ３
１、４１はリレー装置１０から突出してトリップバー７
を回動させ、開閉機構３がトリップ動作することによ
り、接触子機構４が開離する。

【００２８】短絡電流のような大電流が流れた場合、短
絡電流通電の初期においては、固定接触子５及び可動接
触子６に流れる電流は互いに逆方向に流れる平行電流で
あるため、固定接触子５及び可動接触子６には電磁反発
力が働き、可動接触子６が図中の上方向に移動を開始す
る。可動接触子６の移動に伴い、固定接点５ａと可動接
点６ａ間にアークが発生し、このアークはガス状の爆風
を生成させ、この爆風の一部は半密閉構造の遮断空間部
２１から排気孔２２を介して、爆風孔２３に達し、アク
チュエータ２４に作用する。

【００２９】アクチュエータ２４は付勢部材である圧縮
バネ２５ａにより、爆風孔２３を閉塞するように所定値
で付勢されているが、爆風による圧力が所定値を上回る
と、アクチュエータ２４が回動（破線で示す）し、トリ
ップバー７も回動（破線で示す）し、開閉機構３をトリ
ップ動作させ、接触子機構４を開離する。即ち、圧縮バ
ネ２５ａがアクチュエータ２４を所定値に付勢すること
により、アクチュエータ２４が回動を始める圧力の所定
値が設定される。

【００３０】低電流定格対応回路遮断器の場合（図１に
示す）、リレー装置３０はケース３７に凸部３７ａの高
さ寸法を低く設定したものが使用され、この凸部３７ａ
に当接したスプリングホルダ２６は図中、左方向に移動
し、圧縮バネ２５ａは低荷重状態で配設されるため、ア
クチュエータ２４は爆風孔２３を小さい付勢力で閉塞し
ており、小さい爆風の圧力でも回動する。

【００３１】これに対して、高電流定格対応回路遮断器
の場合（図２に示す）、リレー装置４０はケース４７に
凸部４７ａの高さ寸法を高くしたものが使用され、この
凸部４７ａに当接したスプリングホルダ２６は図中、右
方向に移動し、圧縮バネ２５ａは高荷重状態で配設され
るため、アクチュエータ２４は爆風孔２３を大きな付勢
力で閉塞しており、大きい爆風の圧力が発生した時に回
動する。

【００３２】以上のように、この発明の実施の形態１．
による回路遮断器は、アクチュエータ２４が爆風孔２３
を電流定格に応じた圧力で閉塞しているので、誤動作を
生じることなく、短絡電流のような大電流が流れた場
合、爆風による圧力を利用して、開閉機構３を短時間に
トリップ動作させることができる。

【００３３】なお、上記では２つの電流定格に対応する
場合について述べたが、２つ以上の電流定格に対応して
も良く、この場合は、ケースの凸部の高さ寸法を電流定
格ごとに変更すれば良い。

【００３４】また、上記ではケース３７、４７の一部
に、それぞれ凸部３７ａ、４７ａを一体的に形成させた
が、別部品、例えば鉄板で形成された挿入部材をケース
３７、４７に固着させて、スプリングホルダ２６に当接
させても良い。

【００３５】さらに、圧縮バネ２５ａはヒネリバネ（図
５の２５に示す）でも良く、この場合、圧縮バネ２５ａ
とケース３７、４７の凸部３７ａ、４７ａとの間に挿入
してあるスプリングホルダ２６を不要にすることができ
る。

【００３６】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２．における回路遮断器の断面図である。図におい
て、５０はリレー装置、５１はリレーラッチ、５２はリ
レー掛金、５３は導体、５４はコア、５５はアーマチュ
ア、５６はバイメタル部であり、これらは実施の形態
１．に示す部品と同一、又は同様の機能を有するもので
ある。

【００３７】５７は後述の調整ネジを取り付けるための
調整ネジ保持部５７ａを有するケース、２５はヒネリバ
ネで、アクチュエータ２４を付勢する付勢部材である。
５８は調整ネジで、先端がヒネリバネ２５の一方端に当
接している。なお、実施の形態１に示す部品と同一、又
は同様の機能の部品については、同一の番号を付し、説
明を省略する。

【００３８】このように構成された、回路遮断器は調整
ネジ５８の先端の飛び出し寸法を電流定格ごとに調整す
ることにより、複数の電流定格品に対応できる。なお、
調整ネジ５８の調整については、リレー装置５０を装着
する前に実施しておいても良いが、リレー装置５０を装
着後、回路遮断器の特性試験を実施する際に、筐体１に
配設した孔を通して、ドライバー等により外部から調整
を行うことも可能である。動作については実施の形態１
と同様であり、説明を省略する。

【００３９】以上のように、この発明の実施の形態２．
による回路遮断器は、実施の形態１と同様、誤動作を生
じることなく、短絡電流のような大電流が流れた場合、
爆風による圧力を利用して、開閉機構３を短時間にトリ
ップ動作させることができると共に、筐体１の外部から
アクチュエータ２４を付勢する付勢力を調整できるの
で、回路遮断器の性能バラツキを吸収させた特性が良い
回路遮断器を製作することができる。

【００４０】なお、付勢部材であるヒネリバネ２５は図
１に示した圧縮バネ２５ａとスプリングホルダ２６の組
合せでも良く、この場合は、調整ネジ５８の先端をスプ
リングホルダ２６と当接させ、図中、左右方向に移動す
るようにすれば良い。

【００４１】また、上記の実施例では調整ネジ５８及び
調整ネジ保持部５７ａをケース５７に配設したが、筐体
１内のヒネリバネ２５の近傍に配設し、調整するように
しても良い。

【００４２】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３．における回路遮断器の断面図である。図におい
て、６０はリレー装置、６１はリレーラッチ、６２はリ
レー掛金、６３は導体、６４はコア、６５はアーマチュ
ア、６７はケースであり、これらは、実施の形態１に示
す部品と同一、又は同様の機能を有するものである。６
６はバイメタル部で一方端に段差部６６ａが配設され、
この段差部６６ａはケース６７から突出し、アクチュエ
ータ２４を付勢する圧縮バネ２５ａを保持するスプリン
グホルダ２６に当接している。なお、実施の形態１に示
す部品と同一、又は同様の機能の部品については、同一
の番号を付し、説明を省略する。

【００４３】このように構成された、回路遮断器はリレ
ー装置６０を装着することにより、バイメタル部６６の
段差部６６ａがスプリングホルダ２６に当接し、圧縮バ
ネ２５ａはアクチュエータ２４を電流定格に応じた圧力
で、爆風孔２３を閉塞する。なお、２つの電流定格に対
応する場合はバイメタル部６６の段差部６６ａの飛び出
し寸法を変更して対応する。動作については実施の形態
１と同様であり、説明を省略する。

【００４４】以上のように、この発明の実施の形態３．
による回路遮断器は、実施の形態１と同様、誤動作を生
じることなく、短絡電流のような大電流が流れた場合、
爆風による圧力を利用して、開閉機構３を短時間にトリ
ップ動作させることができると共に、電流定格によって
異なるバイメタル部６６の段差部６６ａの飛び出し寸法
を変えることにより、アクチュエータ２４を付勢する付
勢力を調整する様にしたので、リレー装置６０のケース
６７を電流定格ごとに用意する必要がなく、構成部品の
標準化が図ることができる。

【００４５】

【発明の効果】（１）以上のように請求項１及び請求項
２の発明によれば、電流定格ごとに用意したリレー装置
を装着するだけで、誤動作することなく、爆風の力を利
用して開閉機構を短時間でトリップ動作させ、接触子機
構を開離するので、大電流遮断時に発生する固定接点及
び可動接点の異常摩耗を防止することができる。

【００４６】（２）請求項３及び請求項４の発明によれ
ば、回路遮断器の性能バラツキを吸収させた特性が良い
回路遮断器を製作することができる。

【００４７】（３）請求項５の発明によれば、リレー装
置のケースを電流定格ごとに用意する必要がないので、
構成部品の標準化が図ることができる。

【００４８】（４）請求項６の発明によれば、数多くの
電流定格に分類した回路遮断器が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１．における低電流定
格対応回路遮断器の断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１．における高電流定
格対応回路遮断器の断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態２．における回路遮断
器の断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態３．における回路遮断
器の断面図である。

【図５】 回路遮断器の断面図である。

【図６】 リレー装置を回路遮断器に装着する前の状態
を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 筐体、 ２ 操作ハンドル、 ３ 開閉機
構、 ４ 接触子機構、５ 固定接触子、 ５ａ 固定
接点、 ６ 可動接触子、６ａ 可動接点、７ ト
リップバー（解除手段）、 ２１ 遮断空間部、
２２ 排気孔、２３ 爆風孔、 ２４ アクチュエ
ータ、 ２５ ヒネリバネ（付勢部材）、２５ａ 圧縮
バネ（付勢部材）、 ２６ スプリングホル
ダ、３０、４０、５０、６０ リレー装置、３６、４
６、５６、６６ バイメタル部、３７、４７、５７、６
７ ケース、 ３７ａ、４７ａ 凸部、５７ａ
調整ネジ保持部、 ５８ 調整ネジ（可変調整手
段）、６６ａ 段差部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体と、この筐体に収納され負荷電流が
   流れる回路を開閉機構の作動に連動して開閉する接触子
   機構と、上記回路に過電流が流れた時、解除手段を介し
   て上記開閉機構を作動させることにより上記接触子機構
   を開離させるリレー装置と、上記接触子機構が開離する
   時に発生するアークによる爆風の圧力を受け、この圧力
   が所定値以上の時に上記解除手段を作動させるアクチュ
   エータと、このアクチュエータを付勢する付勢部材とを
   備え、上記リレー装置の装着により上記付勢部材の付勢
   力が所定値に設定されることを特徴とする回路遮断器。
2. 【請求項２】 付勢部材に当接し、付勢力を所定値に設
   定する凸部をリレー装置のケースに配設したことを特徴
   とする請求項１記載の回路遮断器。
3. 【請求項３】 付勢力を所定値に調整する可変調整手段
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
4. 【請求項４】 可変調整手段をリレー装置のケースに配
   設したことを特徴とする請求項３記載の回路遮断器。
5. 【請求項５】 付勢部材に当接し、付勢力を所定値に設
   定する段差部をリレー装置のバイメタル部に配設したこ
   とを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
6. 【請求項６】 リレー装置は電流定格ごとに複数用意さ
   れ、付勢力は上記電流定格の大きさに比例して大きくな
   るように設定されることを特徴とする請求項１から請求
   項５のいずれか１項に記載の回路遮断器。