JP2002110020A - 回路遮断器の消弧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小電流・高電圧領域でも安定した遮断性能が得
られるようにする。 【解決手段】左右一対の側板１ａとその間を結ぶ底板１
ｂとからなるＵ字状の磁性板により、電流遮断時にアー
クを吸引する磁性体１を形成し、その内面をアーク熱で
消弧性の熱分解ガスを生じる絶縁体２で被覆するととも
に、磁性体１の内側に底板１ｂから離して、側板１ａと
直交する向きの複数本の棒状磁性体３を互いに間隔を介
し、かつ磁性体１から絶縁して配列する。アークは磁性
体１に吸引されて伸張する過程で絶縁体２を加熱して熱
分解ガスを発生させ、それにより冷却されるとともに、
更に伸張すると棒状磁性体３で発弧して分割され、陰極
降下及び冷却によりアーク電圧が急速に高められて消弧
される。

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いて、電流遮断時に生
じるアークを引き伸ばして消弧する消弧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６〜図９は従来の消弧装置を示すもの
である。図６の消弧装置はアーク吸引方式のもので、磁
性板からＵ字状に折り曲げ形成された単一の磁性体１１
により構成されている。１２は固定接触子、１３は可動
接触子で、磁性体１１はその前後方向（図６の左右方
向）が矢印で示す可動接触子１３の開閉方向に略沿うよ
うに配置されている。電流遮断時に固定接点１２ａと可
動接点１３ａとの間に生じるアーク１４は、その磁束が
磁性体１１を通ることにより、図示のように消弧装置の
底部に吸引されて引き伸ばされ、アーク電圧が上昇して
消弧される。その際生じるアークガスは、消弧装置の右
端から回路遮断器のケース外に排出される。

【０００３】図７の消弧装置はアーク吸引・ガス冷却方
式のもので、図６における磁性体１１の内面を覆うよう
に、アーク熱により消弧性の熱分解ガスを生じる絶縁物
からなる絶縁体１５が設けられている。電流遮断時に生
じるアーク１４は、図６の場合と同様に吸引されるとと
もに絶縁体１５に押し付けられ、アーク熱を受ける絶縁
体１５が生じる消弧性ガスにより冷却されて消弧が促進
される。図８の消弧装置も図７のものと同じであるが、
磁性体１１の上下方向が可動接触子の開閉方向に略沿う
ように配置されている。

【０００４】図９の消弧装置はアーク分割方式のもの
で、図９（Ａ）は縦断面図、図９（Ｂ）はその横断面図
である。図９において、磁性体１１は磁性板からＵ字状
に打ち抜かれたグリッド１６が、隙間を置いて板厚方向
に多数積層されて構成され、それらは左右一対の側板か
らなる絶縁体１５に、左右両端でかしめ付けされて支持
されている。アーク１４は磁性体１１に吸引されるとと
もに、グリッド１６により分割され、アーク電圧が上昇
して消弧される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の消弧装
置には、それぞれ次のような問題点がある。すなわち、 （1）図６のものは、アーク１４の伸張が進むと磁性体
１１に点弧して短絡状態となるため、高いアーク電圧が
得られない。 （2）図７及び図８のものは、アークを絶縁体表面に押
し付けて積極的に熱分解ガスを発生させるため、短絡電
流などの大電流の遮断時に消弧装置の内圧が過大に上昇
してアークガスが噴出し、消弧装置周辺を損傷する危険
がある一方で、回路電圧が高く遮断電流が比較的小さい
領域では、熱分解ガスの発生量が少ないためアーク電圧
が十分に上がらない。すなわち、熱分解ガスの発生量に
より、遮断性能が左右される。また、その解決策として
電圧に応じた消弧装置を準備しようとすると、消弧装置
の種類が増え、コストアップの要因となる。 （3）図９のものは、図６〜図８のものに比べて磁気通
路の断面積が小さく、従ってアークの吸引力も小さい。
また、構造が複雑で、多数のグリッド１６を絶縁体１５
に固定する作業に多くの工数を必要とする。そこで、こ
の発明の課題は、これら従来の消弧装置の難点を解消し
ながら利点を生かし、高性能で製作の容易な消弧装置を
得ることにある。

【０００６】

【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、左右一対の側板とその間を結ぶ底板と
からなるＵ字状の磁性板により、電流遮断時に固定接点
と可動接点との間に発生したアークを吸引する磁性体を
形成し、その内面を前記アークの熱で消弧性の熱分解ガ
スを生じる絶縁体で被覆するとともに、前記磁性体の内
側に前記底板から離して、前記側板と直交する向きの複
数本の棒状磁性体を互いに間隔を介し、かつ前記磁性体
から絶縁して配列するものとする（請求項１）。

【０００７】この請求項1の消弧装置は、図７の従来装
置にアーク分割機能を付与したものに相当し、強力なア
ーク伸張機能に加えて、優れたアーク電圧上昇機能及び
アーク冷却機能を有する。すなわち、接点間にアークが
発生すると、このアークにより発生した磁束は、Ｕ字状
の磁性体により強力に吸引されて伸張する。アークは伸
張する過程で、磁性体の内面を被覆する絶縁体を加熱し
て熱分解ガスを発生させ、それにより冷却される。更に
伸張すると、磁性体の内側に配置された棒状磁性体で発
弧して分割され、陰極降下及び冷却によりアーク電圧が
急速に高められて消弧される。従って、高電圧・小電流
領域でも安定した消弧性能が得られる。

【０００８】請求項１の消弧装置において、前記棒状磁
性体は左右一対の側板を有する絶縁物の支持体に支持さ
せてユニットを構成し、このユニットを前記磁性体の内
側に着脱可能に装着するようにするのがよい（請求項
２）。これにより、ユニットを交換し、あるいはユニッ
トの装着を省略することで、消弧装置全体を変更するこ
となく、適用電圧及び遮断容量を変更することができ
る。その別手段として、前記絶縁体の側壁に前記棒状磁
性体の支持穴を設けるとともに、この支持穴と同心で、
かつこの支持穴よりも大径の挿通穴を前記磁性体の側板
に設け、前記棒状磁性体を前記磁性体の側方から前記支
持穴に着脱可能に装着するようにしてもよい（請求項
３）。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜図３は、この発明の実施の
形態を示すもので、図１は消弧装置の斜視図、図２は図
１のII−II線に沿う断面図、図３は同じくIII−III線に
沿う断面図である。図１〜図３において、左右一対の側
板１ａとその間を結ぶ底板１ｂとからなるＵ字状の磁性
板（例えば鋼板）により磁性体１が形成され、その内面
はアーク熱で消弧性の熱分解ガスを生じる絶縁体２で被
覆されている。一方、３は例えば棒鋼からなる断面四角
の棒状磁性体で、磁性体１の内側に前記底板１ｂから離
されて、複数本（図示は３本）が側板１ａと直交する向
きに、互いに間隔を介して、かつ磁性体２から絶縁され
て配置されている。

【００１０】ここで、図３に示すように、絶縁体２の左
右内壁面には段差が設けられ、棒状磁性体３は、この段
差部分に嵌合するように設定された左右一対の側板４か
らなる絶縁物の支持体に、その両端が支持されてユニッ
ト５として構成されている。側板４は絶縁体２と同一の
熱分解性の絶縁材が用いるのがよいが、他の材質の絶縁
材でもよい。また、図示の場合、棒状磁性体３は側板４
の成形時に両端が埋め込まれて固着されているが、かし
め付けやねじ締めにより固着してもよい。しかして、ユ
ニット５は絶縁体１の上記段差部分に、図１の矢印方向
に沿って着脱自在に装着される。

【００１１】このような消弧装置は、固定接触子１２及
び可動接触子１３に対して、例えば図２に示す位置関係
で配置され、固定・可動接点１２ａ，１３ａ間に発生す
るアークを消弧する。その際、図７の従来構成と同等の
磁気通路断面積及び熱分解ガス量により、アークを伸長
させかつ冷却するるとともに、伸長させたアークを棒状
磁性体３で分割・冷却して高い陰極降下によりアーク電
圧を上昇させる。その結果、小電流でアーク駆動力及び
熱分解ガスが発生しにくく、かつ高電圧（例えば600
Ｖ）の遮断領域においても優れた消弧性能を発揮する。
また、棒状磁性体３はユニット５として着脱自在である
ため、ユニット５の交換のみで種々の適用電圧及び遮断
電流に対応することができ、あるいは適用電圧によって
は棒状磁性体３を省略することができる。

【００１２】図４は、異なる実施の形態を示す消弧装置
の斜視図、図５はそのＶ−Ｖ線に沿う断面図である。こ
の実施の形態においては、棒状磁性体３は断面円形のも
のが用いられ、絶縁体２の側壁２ａには棒状磁性体３と
同径の支持穴６（図５）が設けられている。また、磁性
体１の側板１ａには、支持穴６と同心に、それよりも大
径の挿通穴７が設けられている。そこで、棒状磁性体３
は図示の通り、磁性体１の側方から挿通穴７を介して支
持穴６に着脱可能に装着される。この消弧装置の機能・
作用は図１のものと実質的に同じなので、その説明は省
略する。

【００１３】

【発明の効果】以上の通り、この発明によれば、従来の
アーク吸引・ガス冷却方式と遜色のないアーク吸引力及
び熱分解ガス量が得られるとともに、伸長したアークを
棒状磁性体間で分割して陰極降下により高いアーク電圧
を発生させることができる。その結果、小電流・高電圧
領域においても安定した遮断性能を得ることができ、ま
た棒状磁性体を着脱可能とすることにより、消弧装置全
体を大幅に変更することなく異なる適用電圧及び遮断容
量に容易に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す消弧装置の斜視図
である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】図１のIII−III線に沿う断面図である。

【図４】この発明の異なる実施の形態を示す消弧装置の
斜視図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図６】従来例を示す消弧装置の縦断面図である。

【図７】異なる従来例を示す消弧装置の縦断面図であ
る。

【図８】更に異なる従来例を示す消弧装置の縦断面図で
ある。

【図９】更に異なる従来例を示し、（Ａ）は消弧装置の
縦断面図、（Ｂ）はその横断面図である。

【符号の説明】

１ 磁性体 １ａ 側板 １ｂ 底板 ２ 絶縁体 ３ 棒状磁性体 ４ 側板 ５ ユニット ６ 支持穴 ７ 挿通穴

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】左右一対の側板とその間を結ぶ底板とから
   なるＵ字状の磁性板により、電流遮断時に固定接点と可
   動接点との間に発生したアークを吸引する磁性体を形成
   し、その内面を前記アークの熱で消弧性の熱分解ガスを
   生じる絶縁体で被覆するとともに、前記磁性体の内側に
   前記底板から離して、前記側板と直交する向きの複数本
   の棒状磁性体を互いに間隔を介し、かつ前記磁性体から
   絶縁して配列したことを特徴とする回路遮断器の消弧装
   置。
2. 【請求項２】前記棒状磁性体を左右一対の側板を有する
   絶縁物の支持体に支持させてユニットを構成し、このユ
   ニットを前記磁性体の内側に着脱可能に装着するように
   したことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器の消弧
   装置。
3. 【請求項３】前記絶縁体の側壁に前記棒状磁性体の支持
   穴を設けるとともに、この支持穴と同心で、かつこの支
   持穴よりも大径の挿通穴を前記磁性体の側板に設け、前
   記棒状磁性体を前記磁性体の側方から前記支持穴に着脱
   可能に装着するようにしたことを特徴とする請求項１記
   載の回路遮断器の消弧装置。