JP2001093395A - 回路遮断器の接触子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】対向配置された一対の固定接触子間を橋絡する
可動接触子を有する接触子装置において、可動接触子開
離時におけるアークの伸長を良好にする。 【解決手段】可動接触子７の固定接触子２，３間に位置
する中央部分を固定接触子２，３側に門形に折り曲げ、
この門形部分７ｂの裏側の凹部とモールドケース１の底
部との間に接触スプリング９を挿入する。可動接触子７
の開離時に、その門形部分７ｂの脚部を流れる電流と可
動・固定接触子間のアークとの間に電磁反発力が作用
し、アークは消弧室１０側に伸長されて消弧が促進さ
れ、また接触スプリングの長さが大きくなってばね定数
が低下し、開離する可動接触子７に対するばね反力が低
下して開離速度が向上する。

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、配線用遮断器や
漏電遮断器などの回路遮断器における接触子装置に関
し、詳しくは橋絡形の可動接触子を有する接触子装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図５はこの種の接触子装置を備えた３極
回路遮断器のＯＮ状態の縦断面図である。図５におい
て、モールドケース１内に隔壁により区画された各極の
電路空間には、前後一対の固定接触子２及び３が対向し
て配置され、各々の対向端部の下面に固定接点２ａ及び
３ａがそれぞれ取り付けられるとともに、固定接触子２
には電源側端子４が一体形成されている。固定接触子３
の上方には、内部構成は省略するが熱動−電磁式の過電
流引外し装置５が配置され、固定接触子３は過電流引外
し装置５を介して負荷側端子６に接続されている。

【０００３】図５のＯＮ状態において、固定接触子２，
３間は可動接触子７により橋絡され、可動接触子７は両
端の可動接点７ａが固定接点２ａ及び３ａにそれぞれ接
触している。可動接触子７は絶縁物からなる３極一体の
可動接触子ホルダ８に図５の上下方向に摺動自在に保持
され、また可動接触子ホルダ８はモールドケース１に図
５の上下方向に摺動自在に案内されている。可動接触子
７は、モールドケース１の底部との間に挿入された圧縮
コイルばねからなる接触スプリング９により固定接触子
２，３に向かって付勢され、固定・可動接点間に所定の
接触圧力を生じさせている。可動接触子７の前後には、
隙間を介して積層された複数枚の消弧グリッドからなる
消弧室１０が配置されている。可動接触子７を保持した
可動接触子ホルダ８は、中央極部分に位置する開閉レバ
ー１１により開閉操作される。開閉レバー１１は開閉軸
１２を支点としてモールドケース１に回動自在に支持さ
れ、開閉機構１３により開閉駆動される。

【０００４】このような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４→固定接触子２→可動接
触子７→固定接触子３→過電流引外し装置５→負荷側端
子６の経路で流れる。この状態から開閉機構１３の操作
ハンドル１４をＯＦＦ操作すると、開閉レバー１１は図
５の時計方向に回転駆動され、可動接触子ホルダ８を接
触スプリング９に抗して押し下げる。これにより可動接
触子７が固定接触子２，３から開離して電路が開路す
る。

【０００５】また、回路遮断器を短絡電流のような大電
流が流れると、可動接触子７は、固定接点２ａ，３ａと
可動接点７ａとの突き合わせ接触による電磁反発力及び
平行に配置された固定接触子２，３と可動接触子７の導
体間の電磁反発力によって図５の下方向に駆動され、鎖
線で示すように固定接触子２，３から急速に開離する。
次いで、過電流引外し装置５の作動により開閉機構１３
の鎖錠が外され、開閉機構１３は図示しない開閉スプリ
ングに蓄勢されたエネルギにより開閉レバー１１を時計
方向に急速に回転駆動し、可動接触子ホルダ８を介して
可動接触子７を開離位置に保持する。その際、固定接点
２ａ，３ａと可動接点７ａとの間にはアーク１５が発生
するが、このアーク１５は可動接触子７の開離に伴って
伸長し、やがて消弧室１０に引き込まれて消弧される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図５に示した従来の回
路遮断器において、可動接触子７は固定接触子２，３間
を直線的に橋絡する短冊状に形成されているが、大電流
遮断時に電流間に生じる電磁反発力は可動接触子７を固
定接触子２，３から開離させるように働き、結果として
アーク１５を伸長させるが、アーク１５に直接作用して
これを伸長させる作用はない。

【０００７】一方、可動接触子７が開離するに連れて接
触スプリング９は圧縮され、その反力が増加して可動接
触子７の開離速度が次第に低下する。従って、接触スプ
リング９の全長をある程度長くしてばね定数を低くし、
可動接触子７の開離に伴う反力の増加を抑える必要があ
り、そのために従来は図５に示すように、モールドケー
ス１の底部に凹部１ａを設け、この凹部１ａに接触スプ
リング９の下端部を納めるようにしている。しかし、こ
のような構成はモールドケース１の高さ寸法を増大さ
せ、回路遮断器の小形化の妨げとなる。

【０００８】そこで、この発明の課題は、アークを電磁
反発力で積極的に伸長させて消弧を促進し、また回路遮
断器の小形化を妨げることなく接触スプリングのばね定
数を小さくして可動接触子の開離に伴う反力の増加を抑
え、これにより遮断性能の向上を図ることにある。

【０００９】

【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、前後一対の固定接触子を橋絡する可動
接触子の前記固定接触子間に位置する中央部分を前記固
定接触子側に門形に折り曲げるとともに、この門形部分
の裏側の凹部に前記接触スプリングの可動接触子側の端
部を納めるものとする（請求項１）。このような手段に
よれば、可動接触子の門形部分の脚部を流れる電流とア
ークとの間の電磁反発力により、アークを消弧室側に伸
長させることができ、また可動接触子の門形部分の凹部
により、モールドケースの高さ寸法を増大させることな
く接触スプリングの全長を増やすことができる。

【００１０】上記可動接触子は、門形部分の両脚部に幅
の狭いくびれ部を設けることにより、この部分の電流密
度を増し、アークを伸長させるための電磁反発力を高め
ることができる（請求項２）。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４に基づいて、こ
の発明の実施の形態を説明する。なお、従来例と対応す
る部分には同一の符号を用いるものとする。まず、図１
は、３極回路遮断器のＯＮ状態の縦断面図、図２は図１
における可動接触子の斜視図である。図１において、モ
ールドケース１の前後（図１の左右）端に、各極の電源
側端子４及び負荷側端子６がそれぞれ配置され、それら
の間の電路は、電源側端子４と一体の一方の固定接触子
２、一端が固定接触子２と接触する橋絡形の可動接触子
７、可動接触子７の他端と接触するもう一方の固定接触
子３及び固定接触子３と負荷側端子６との間に配置され
た過電流引外し装置５により形成されている。固定接触
子２及び３の対向端部の下面に固定接点２ａ及び３ａが
それぞれ取り付けられ、可動接触子７の両端の上面に固
定接点２ａ，３ａと相対して可動接点７ａがそれぞれ取
り付けられている。

【００１２】ここで、可動接触子７は図１及び図２に示
すように、固定接触子２，３間に位置する中央部分が固
定接触子２，３側に門形に折り曲げられ、この門形部分
７ｂの裏側の凹部に、モールドケース１の底部との間に
挿入された圧縮コイルばねからなる接触スプリング９の
上端部が納められている。可動接触子７は接触スプリン
グ９により固定接触子２，３に向かって押圧され、門形
部分７ｂに絶縁物からなる３極一体の可動接触子ホルダ
８がその下端部の凹部を介して摺動自在に被嵌されてい
る。また、可動接触子ホルダ８は、モールドケース１に
形成された図示しない案内溝により、図１の上下方向に
摺動自在に案内されている。

【００１３】開閉機構１３は、内部機構は省略するが、
操作ハンドル１４の図１の左右方向の開閉操作に応じ
て、軸１６を支点にして図示矢印方向に回転動作をする
開閉レバー１１を有している。開閉レバー１１は３本の
腕１１ａからなる三叉状に形成されており、各腕１１ａ
の先端は図１に示すように、ＯＮ状態において各極の可
動接触子ホルダ８の上端面に近接している。操作ハンド
ル１４を右方向にＯＦＦ操作すると、開閉レバー１１が
時計方向に回動し、可動接触子ホルダ８を接触スプリン
グ９に抗して押し下げる。これにより、可動接触子７は
固定接触子２，３から開離し、回路遮断器はＯＦＦす
る。

【００１４】そのＯＦＦ状態から操作ハンドル１４を図
１の左方向にＯＮ操作すると、開閉レバー１１が図示位
置に戻り、可動接触子７は接触スプリング９に押し上げ
られて閉成する。また、過電流発生時に過電流引外し装
置５が作動し、トリップクロスバー１７を介して開閉機
構１３の鎖錠が解かれると、開閉レバー１１は時計方向
に回転駆動され、可動接触子７が開離する。

【００１５】いま、図１及び図４（Ａ）に矢印で示すよ
うに、短絡電流のような大電流が流れると、可動接触子
７は固定接点２ａ，３ａと可動接点７ａとの突き合わせ
接触による電磁反発力及び平行に配置された固定接触子
２，３と可動接触子７の導体間の電磁反発力によって図
１の下方向に駆動され、図４（Ｂ）に示すように、固定
接触子２，３から急速に開離し、同時に固定接点２ａ，
３ａと可動接点８ａとの間には図示の通りアーク１５が
発生する。

【００１６】ここで、図４において、アーク１５を介し
て流れる電流Ｉ₁ と可動接触子７における門形部分７ｂ
の両脚部を流れる電流Ｉ₂ の向きは逆になっている。そ
のあめ、電流Ｉ₁ と電流Ｉ₂ との間には電磁反発力が働
き、アーク１５は図４の白抜き矢印方向に駆動される。
その結果、アーク１５は消弧室１０（図１）に向かって
伸長され、急速に消弧室１０に引き込まれて消弧され
る。なお、アーク１５の消弧により固定接触子２，３と
可動接触子７との間の電磁反発力も消滅し、可動接触子
７は接触スプリング９のばね力により固定接触子２，３
側に戻ろうとするが、すでに過電流引外し装置５の作動
により開閉機構１３の鎖錠が外され、開閉機構１３の図
示しない開閉スプリングに蓄勢されたエネルギにより時
計方向に急速に回転駆動された開閉レバー１１により、
可動接触子７は可動接触子ホルダ８を介して開離位置に
保持される。

【００１７】一方、図１において、固定接触子２，３側
に中央部が門形に屈曲された可動接触子７は、門形部分
７ｂの裏側の凹部とモールドケース１との間が拡がって
いる。従って、門形部分７ｂの裏側の凹部に接触スプリ
ング９の上端部を納めることにより、モールドケース１
の底部に図５におけるような凹部１ａを設けることなく
接触スプリング９の全長を伸ばし、そのばね定数を小さ
くして可動接触子７が開離した際の接触スプリング９の
反力の増加を抑えることができる。

【００１８】図３はこの発明の異なる実施の形態を示す
可動接触子の斜視図である。図３においては、可動接触
子７は、門形部分７ｂの両脚部の両側が切り欠かれ、幅
の狭いくびれ部７ｃが設けられている。回路遮断器は同
一フレームでも定格電流によって過電流引外し装置のヒ
ータの材質や電路構造、接触子の接触圧力などを変更す
ることがあり、定格電流が低い場合、可動接触子の通電
断面積を小さくすることが可能である。そのような場
合、図３に示すように、可動接触子７にくびれ部７ｃを
設けることにより、可動接触子７の軽量化が図れて開離
スピードの向上が期待できるとともに、くびれ部７ｃで
は矢印で示す電流Ｉの密度が増えるのでアーク１５との
間の電磁反発力も増え、アーク１５の伸長がより良好に
なる。

【００１９】

【発明の効果】以上の通り、この発明によれば、可動接
触子の中央部分を固定接触子側に門形に折り曲げるとと
もに、この門形部分の裏側の凹部に接触スプリングの可
動接触子側の端部を納めることにより、可動接触子の開
離時にアークに電磁反発力を直接作用させ、その伸長を
促進して消弧時間の短縮を図れる一方、モールドケース
の高さ寸法を拡大することなく接触スプリングの長さを
増やして可動接触子開離時の反力を抑え、結果として小
形で高遮断容量の回路遮断器を製作を容易にすることが
できる。

【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における可動接触子の斜視図である。

【図３】この発明の異なる実施の形態を示す可動接触子
の斜視図である。

【図４】この発明における電磁反発力の作用原理を説明
する可動接触子部分の側面図である。

【図５】従来例を示す回路遮断器の縦断面図である。

【符号の説明】

２ 固定接触子 ３ 固定接触子 ５ 過電流引外し装置 ７ 可動接触子 ７ｂ 門形部分 ７ｃ くびれ部 ８ 可動接触子ホルダ ９ 接触スプリング １０ 消弧室 １１ 開閉レバー １２ 開閉軸 １３ 開閉機構 １４ 操作ハンドル １５ アーク １７ トリップクロスバー

───────────────────────────────────────────────────── 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 AA04 DA02 FB03 XX08 YY05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各極ごとに対向して配置された前後一対の
   固定接触子と、これらの固定接触子を橋絡する可動接触
   子とを有し、この可動接触子は圧縮コイルばねからなる
   接触スプリングにより前記固定接触子に押圧されて各極
   電路を閉路し、また前記電路の開路時には前記接触スプ
   リングに抗して前記固定接触子から開離し、その際に生
   じたアークは前記可動接触子の前後に配置された消弧室
   に引き込まれて消弧される回路遮断器の接触子装置にお
   いて、 前記可動接触子の前記固定接触子間に位置する中央部分
   を前記固定接触子側に門形に折り曲げるとともに、この
   門形部分の裏側の凹部に前記接触スプリングの可動接触
   子側の端部を納めたことを特徴とする回路遮断器の接触
   子装置。
2. 【請求項２】前記可動接触子の門形部分の両脚部に幅の
   狭いくびれ部を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   回路遮断器の接触子装置。