JP2002260514A

JP2002260514A - 回路遮断器

Info

Publication number: JP2002260514A
Application number: JP2001061484A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Kato; 和彦加藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2002-09-13

Abstract

(57)【要約】【課題】回路遮断器の大型化を防ぎつつ、限流性能を
高める。【解決手段】固定接触子３０は、端子部３５から二股
に分かれた二つの分流部３４，３４と、各分流部の端部
で他方の端部側に向かって伸びて互いに結合する結合部
３３と、二つの分流部の間に形成され、結合部３３から
端子部３５の方向に伸びている合流部３２と、合流部３
２の端子部３５側の端部に形成されている固定接触子３
１とを有している。また、可動接触子４０は、端部に可
動接点４１が形成され且つ閉極時に固定接触子３０の合
流部３２と対向している対向部４２を有している。可動
接触子４０の対向部４２は、可動接点部４１から固定接
触子３０に近づく向きに伸びており、ここがアーク駆動
部を形成し、ここに流れる電流Ｉｓにより、アークＡを
消弧室側へ誘導する電磁力Ｆが発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定接触子と可動
接触子とを備えた回路遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回路遮断器としては、例えば、特
許第２９９６８０７号公報に記載されたものや、特開平
９−５０７５２号公報に記載されたものがある。

【０００３】特許第２９９６８０７号公報に記載されて
いる回路遮断器の固定接触子４は、図６に示すように、
板状の導体の中央部分が矩形状に切欠れ、これがＪ型に
折り曲げられ、Ｊの長い腕の端部に端子部５が形成さ
れ、Ｊの短い腕の端部に固定接点３が設けられたもので
ある。この回路遮断器の可動接触子１は、固定接触子４
の二つの分流部４ａ，４ａの間に入り込んで、固定接点
３と接触できるようになっている。

【０００４】また、特開平９−５０７５２号公報に記載
されている回路遮断器の固定接触子１４は、図７に示す
ように、板状の導体の一方の端部側をコ型に切欠れ、他
方の端部に端子部１５が形成され、コの内側に残った部
分に固定接点１６が設けられたものである。この固定接
触子１４には、固定接点１６と可動接点１２との間に形
成されるアークを消弧室側へ導くためのアークホーン１
７が取り付けられている。このアークホーン１７は、Ｕ
型の導体の両腕１８，１８の部分をＵ型に折り曲げて、
ここを電流迂回路１８ａ，１８ａにしたものである。可
動接触子１１は、このアークホーン１７の両腕１８，１
８の間に入り込んで固定接点１６と接触できるようにな
っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許第
２９９６８０７号公報に記載の技術では、固定接触子４
の端子部５の固定接点３側に、比較的大きな空間Ｓが必
要になり、回路遮断器の大型化を招いてしまうという問
題点がある。また、固定接触子４の二つの分流部４ａ，
４ａは、それぞれ、同じ向きに電流Ｉ，Ｉが流れるた
め、各分流部４ａ，４ａの回りに形成される磁束Ｂ，Ｂ
の向きが、二つの分流部４ａ，４ａの間では逆向きにな
ってしまう。このため、各分流部４ａ，４ａの回りに形
成される磁束Ｂ，Ｂ相互が打ち消し合うように作用し、
上方の消弧室へアークを導く電磁力Ｆが弱くなってしま
う上に、二つの分流部４ａ，４ａが邪魔になって、固定
接点３と可動接点２の両側方の近傍まで、消弧グリッド
を伸ばすことができないことから、限流性能を高くする
ことできないという問題点もある。

【０００６】また、特開平９−５０７５２号公報に記載
の技術でも、固定接触子１４にアークホーン１７を取り
付けているために、回路遮断器の大型化を招いてしまう
という問題点がある。さらに、この従来技術では、固定
接点１６を基点として端子部１５側に配置されている消
弧室へアークを導くために、アークホーン１７を設けて
いるものの、アークホーン１７の二つの電流迂回路１８
ａ，１８ａには、それぞれ、同じ向きに電流Ｉ，Ｉが流
れるため、前者の従来技術と同様に、各電流迂回路１８
ａ，１８ａの回りに形成される磁束Ｂ，Ｂ相互が打ち消
し合うように作用し、消弧室へアークを導く電磁力Ｆが
弱くなってしまう上に、二つの電流迂回路１８ａ，１８
ａが邪魔になって、固定接点１６と可動接点１２の両側
方の近傍まで、消弧グリッドを伸ばすことができないこ
とから、限流性能を高くすることができないという問題
点もある。

【０００７】すなわち、いずれの従来技術も、回路遮断
器の大型化を招くと共に、限流性能があまり高くないと
いう問題点がある。

【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
着目してなされたもので、大型化させることなく、高い
限流性能を確保することができる回路遮断器を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の回路遮断器は、固定接触子は、端子部から二股に分か
れた二つの分流部と、各分流部の端部で他方の端部側に
向かって伸びて互いに結合する結合部と、二つの該分流
部の間に形成され、該結合部から該端子部の方向に伸び
て該端子部側の端部に前記固定接点部が形成されている
合流部と、を有し、可動接触子は、端部に可動接点が形
成され且つ閉極時に前記固定接触子の前記合流部と対向
している対向部を有し、前記固定接触子の前記合流部と
前記可動接触子の前記対向部とのうち、いずれか一方に
は、前記固定接点部と前記可動接点部とが互いに離間し
両者間にアークが形成されている際、該アークの経路と
向かい合い、且つ該固定接点部から該可動接点部へ向き
と逆向き成分を有する向きに電流が流れるアーク駆動部
が形成されていることを特徴とするものである。

【００１０】ここで、前記回路遮断器において、前記可
動接触子の前記対向部を、前記可動接点部から前記固定
接触子に近づく向きに伸ばすことで、該対向部を前記ア
ーク駆動部とすることができる。

【００１１】また、前記回路遮断器において、前記固定
接触子の前記分流部の前記結合部側を、前記可動接触子
に近づく向きに伸ばし、前記合流部を、前記結合部を基
点として、前記可動接触子から遠ざかる向きに伸ばすこ
とで、該合流部を前記アーク駆動部とすることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る回路遮断器の
各種実施形態について、図面を用いて説明する。

【００１３】まず、図１〜図４を用いて、回路遮断器の
第一の実施形態について説明する。

【００１４】本実施形態の回路遮断器は、図１に示すよ
うに、カバー２０から突出したハンドル２１を操作する
ことで、回路のオン・オフがなされる。例えば、図１の
オン状態から、ハンドル２１を時計回り方向に移動させ
ると、トグル機構を有する開閉機構２３が揺動軸２４を
中心として可動接触子４０を揺動させ、可動接触子４０
が固定接触子３０から離反して、オフ状態になる。ま
た、このオフ状態から、ハンドル２１を反時計回り方向
に移動させると、可動接触子４０が固定接触子３０に接
触し、オン状態に戻る。

【００１５】固定接触子３０のほぼ上部には、消弧室２
８が形成されており、そこに複数の消弧グリッド２９，
２９，…が設けられている。これらの消弧グリッド２
９，２９，…のうち、一部は、固定接触子３０の固定接
点３１の側部近傍まで伸びている。

【００１６】回路遮断器がオン状態の際に、過電流が流
れると、過負荷領域ではバイメタル２５により過電流が
検出される。また、短絡電流領域では、電磁石２６ａ，
２６ａの動作により、その過電流の大きさに応じた引き
外し時間で、開閉機構２３のラッチ２７が引き外され、
可動接触子４０が開極して、過電流が遮断される。

【００１７】固定接触子３０と可動接触子４０とが接触
している際に、過電流が流れて、両者３０，４０が離反
すると、図２に示すように、固定接触子３０の固定接点
部３１と可動接触子４０の可動接点部４１との間に、ア
ークＡが発生する。このアークＡの発生量は、開極する
瞬間の電圧及び電流によって定まる。固定接点部３１と
可動接点部４１との間に発生したアークＡは、前述した
消弧室２８の複数の消弧グリッド２９，２９，…によ
り、冷却され消弧される。

【００１８】ここで、図３を用いて、本実施形態の固定
接触子３０及び可動接触子４０について、詳細に説明す
る。なお、同図では、各接触子３０，４０の形状を見や
すくするために、実際よりも両者を離した状態で描いて
いる。

【００１９】固定接触子３０は、負荷側と接続するため
の端子部３５と、この端子部３５から二股に分かれた二
つの分流部３４，３４と、各分流部３４，３４の端部で
他方の端部側に向かって伸びて互いに結合する結合部３
３と、二つの分流部３４，３４の間に形成され、結合部
３３から端子部３５の方向に伸びている合流部３２と、
この合流部３２の端子部側の端部に形成されている固定
接点部３１と、を有している。

【００２０】この固定接触子３０は、板状の導体の中央
部をコ型に切欠き、部分的に折り曲げて形成したもので
ある。コ型に切欠いた結果、コの内側に残った部分は、
合流部３２を形成し、コの両腕の外側に残った部分は分
流部３４，３４を形成する。合流部３２は、結合部３３
との境目で可動端子側に折り曲げられ、傾斜部を形成
し、さらに、その先で分流部３４，３４と平行になるよ
うに折り曲げられ、そこに固定接点部３１が形成されて
いる。

【００２１】可動接触子４０は、棒状を成し、一方の端
部に可動接点部４１が形成され、他方の端部に揺動軸部
４３が形成されている。可動接触子４０の部分であっ
て、閉極時に固定接触子３０の合流部３２と対向する部
分は、対向部４２を成している。この対向部４２は、可
動接点４１から固定接触子３０の結合部３３に近づく方
向に伸びている。

【００２２】固定接触子３０の固定接点３１と可動接触
子４０の可動接点４１とが互いに接触している際には、
固定接触子３０の合流部３２と可動接触子４０との対向
部４２とは、互いに対向し、且つ逆向きに電流Ｉｓ，Ｉ
ｍが流れているため、過電流が流れて、開極する際に
は、両者３０，４０を引き離そうとする電磁力が働き、
可動接触子４０の開極動作を速めることができる。

【００２３】固定接点３１と可動接点４１とが離れて、
両者間にアークＡ₀が形成されると、このアークＡ₀の経
路と可動接触子４０の対向部４２とは対向するようにな
る。このため、この対向部（アーク駆動部）４２に流れ
る電流Ｉｍで発生する磁束Ｂｍにより、アークＡ₀は、
対向部４２から遠ざかる方向、言い換えると、消弧室に
近づく方向に電磁力Ｆを受ける。この結果、アークＡ
は、消弧室２８（図１及び図２）の方向に引き伸ばさ
れ、アーク抵抗が上昇すると共に、消弧室２８に設けら
れている消弧グリッド２９により冷却される結果、素早
く消弧される。

【００２４】以上のように、本実施形態では、可動接触
子４０の対向部４２を固定接触子３０の結合部３３に近
づく向きに折り曲げて、ここをアーク駆動部としている
ので、従来技術のように、不必要な空間が生まれること
がなく、しかも、固定接触子３０とは別個にアークホー
ンを設ける必要がないので、回路遮断器の小型化を図る
ことができる。

【００２５】また、本実施形態では、アークＡを消弧室
側へ誘導する磁束Ｂｍを発生させる電流経路として、可
動接触子４０の対向部（アーク駆動部）４２のみしか存
在せず、従来技術のように、同じ向きに電流が流れる二
つの経路を設けていないので、各経路の回りに形成され
る磁束が打ち消し合うことがなく、結果として、アーク
駆動に有効な強い磁束Ｂｍを形成することができる。さ
らに、本実施形態では、固定接点３１と可動接点４１と
の両側方には、従来技術のように、固定接触子の一部や
アークホーンが存在しないので、ここまで消弧グリッド
２９（図１及び図２）を伸ばすことができ、アークＡの
冷却効果を高めることができる。

【００２６】従って、本実施形態では、アーク駆動に有
効な強い磁束Ｂｍを形成することができると共に、アー
ク冷却効果を高めることができるので、限流性能を向上
させることができる。なお、本実施形態において、アー
ク駆動に有効な磁束密度と短絡電流尖頭値との関係につ
いて、本実施形態のもと特開平９−５０７５２号公報に
記載の技術ものとを比較解析した結果、図４に示すよう
に、アーク駆動に有効な磁束密度は、特開平９−５０７
５２号公報に記載の技術よりも、本実施形態の方が約２
倍程度大きくなることが判明した。すなわち、本実施形
態の方が従来技術よりも約２倍の電磁力Ｆでアークを駆
動することができる。

【００２７】次に、図５を用いて、本発明に係る第二の
実施形態としての回路遮断器について説明する。

【００２８】本実施形態の回路遮断器は、固定接触子３
０ａと可動接触子４０ａの形状以外、第一の実施形態と
同じなので、ここでは、固定接触子３０ａ及び可動接触
子４０ａのみについて説明する。

【００２９】本実施形態の固定接触子３０ａも、第一の
実施形態と同様に、負荷側と接続するための端子部３５
と、この端子部３５から二股に分かれた二つの分流部３
４ａ，３４ａと、各分流部３４ａ，３４ａの端部で他方
の端部側に向かって伸びて互いに結合する結合部３３ａ
と、二つの分流部３４ａ，３４ａの間に形成され、結合
部３３ａから端子部３５の方向に伸びている合流部３２
ａと、この合流部３２ａの端子部側の端部に形成されて
いる固定接点部３１と、を有しており、板状の導体の中
央部をコ型に切欠き、部分的に折り曲げて形成したもの
である。この実施形態では、分流部３４ａ，３４ａの結
合部側が可動接触子４０ａに近づく向きに折り曲げら
れ、合流部３２ａが結合部３３ａを基点として可動接触
子４０ａから遠ざかる方向に伸びて傾斜部を形成し、さ
らに、その先で分流部３４ａとほぼ平行になるように折
り曲げられ、そこに固定接点部３１が形成されている。

【００３０】また、本実施形態の可動接触子４０ａは、
Ｌ型を成し、Ｌの短い腕の部分が閉極時の固定接触子３
０ａの合流部３２ａと対向する対向部４２ａを形成して
おり、その端部には可動接点部４１が形成され、Ｌの長
い腕の端部には揺動軸部４３が形成されている。このよ
うに、可動接触子４０ａをＬ型に折り曲げているのは、
固定接触子３０ａの結合部３３ａとの接触を回避するた
めである。

【００３１】本実施形態においても、固定接触子３０ａ
の固定接点３１と可動接触子４０ａの可動接点３１とが
互いに接触している際には、固定接触子３０ａの合流部
３２ａと可動接触子４０ａの対向部４２ａとは、互いに
対向し、且つ逆向きに電流Ｉｓ，Ｉｍが流れているた
め、過電流が流れて、開極する際には、両者を引き離そ
うとする電磁力が働き、可動接触子３０ａの開極動作を
速めることができる。

【００３２】固定接点３１と可動接点４１とが離れて、
両者間にアークＡ₀が形成されると、このアークＡ₀の経
路と固定接触子３０ａの合流部３２ａとは対向するよう
になる。このため、この合流部（アーク駆動部）３２ａ
に流れる電流Ｉｓで発生する磁束Ｂｓにより、アークＡ
₀は、合流部３２ａから遠ざかる方向、言い換えると、
消弧室に近づく方向に電磁力Ｆを受ける。この結果、ア
ークＡは、消弧室の方向に引き伸ばされ、アーク抵抗が
上昇すると共に、消弧室に設けられている消弧グリッド
により冷却される結果、素早く消弧される。

【００３３】以上のように、本実施形態でも、固定接触
子３０ａの合流部３２ａを、その結合部側が可動接触子
４０ａに近づく向きに伸ばして、ここをアーク駆動部と
しているので、従来技術のように、不必要な空間が生ま
れることがなく、しかも、固定接触子３０ａには別個に
アークホーンを設ける必要がないので、回路遮断器の小
型化を図ることができる。

【００３４】また、本実施形態でも、アークＡを消弧室
側へ誘導する磁束Ｂｓを発生させる電流経路として、固
定接触子３０ａの合流部３２ａのみしか存在せず、従来
技術のように、同じ向きに電流が流れる二つの経路を設
けていないので、アーク駆動に有効な強い磁束Ｂｓを形
成することができる。さらに、本実施形態では、固定接
点３１と可動接点４１との両側方には、従来技術のよう
に、可動接触子の一部やアークホーンが存在しないの
で、ここまで消弧グリッドを伸ばすことができ、アーク
の冷却効果を高めることができる。従って、本実施形態
でも、第一の実施形態と同様に、アーク駆動に有効な強
い磁束を形成することができると共に、アーク冷却効果
を高めることができるので、限流性能を向上させること
ができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、固定接触子の合流部又
はこの合流部に対向する可動接触子の対向部をアーク駆
動部としたので、従来技術のように、不必要な空間が生
まれることがなく、しかも、固定接触子とは別個にアー
クホーンを設ける必要がないので、回路遮断器の小型化
を図ることができる。

【００３６】また、本発明では、アークを消弧室側へ誘
導する磁束を発生させる電流経路として、固定接触子の
合流部又は可動接触子の対向部のみしか存在せず、従来
技術のように、同じ向きに電流が流れる二つの経路を設
けていないので、アーク駆動に有効な強い磁場を形成す
ることができる。さらに、固定接点と可動接点との両側
方には、従来技術のように、可動接触子の一部やアーク
ホーンが存在しないので、ここまで消弧グリッドを伸ば
すことができ、アークの冷却効果を高めることができ
る。このように、本発明では、アーク駆動に有効な強い
磁場を形成することができると共に、アーク冷却効果を
高めることができるので、限流性能を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第一の実施形態における回路遮断
器の断面図（閉極時）である。

【図２】本発明に係る第一の実施形態における回路遮断
器の断面図（開極時）である。

【図３】本発明に係る第一の実施形態における固定接触
子及び可動接触子の斜視図である。

【図４】本発明に係る第一の実施形態と従来技術とにお
ける、電流尖頭電流値とアーク駆動に有効な磁束密度と
の関係を示すグラフである。

【図５】本発明に係る第二の実施形態における固定接触
子及び可動接触子の斜視図である。

【図６】従来の固定接触子及び可動接触子の斜視図であ
る。

【図７】従来の他の固定接触子及び可動接触子の斜視図
である。

【符号の説明】

３０，３０ａ…固定接触子、３１…固定接点、３２，３
２ａ…合流部、３３，３３ａ…結合部、３４,３４ａ…
分流部、３５…端子部、４０，４０ａ…可動接触子、４
１…可動接点、４２，４２ａ…対向部、４３…揺動軸
部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】端子部及び固定接点部を有する固定接触子
と、可動接点部及び揺動軸部を有し、該可動接点部が固
定接点部と接触している状態と離間している状態とに該
揺動軸部を中心として揺動可能に配置されている可動接
触子と、を備えている回路遮断器において、前記固定接触子は、前記端子部から二股に分かれた二つ
の分流部と、各分流部の端部で他方の端部側に向かって
伸びて互いに結合する結合部と、二つの該分流部の間に
形成され、該結合部から該端子部の方向に伸びて該端子
部側の端部に前記固定接点部が形成されている合流部
と、を有し、前記可動接触子は、端部に前記可動接点が形成され且つ
閉極時に前記固定接触子の前記合流部と対向している対
向部を有し、前記固定接触子の前記合流部と前記可動接触子の前記対
向部とのうち、いずれか一方には、前記固定接点部と前
記可動接点部とが互いに離間し両者間にアークが形成さ
れている際、該アークの経路と向かい合い、且つ該固定
接点部から該可動接点部へ向きと逆向き成分を有する向
きに電流が流れるアーク駆動部が形成されている、ことを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】請求項１に記載の回路遮断器において、前記可動接触子の前記対向部は、前記可動接点部から前
記固定接触子に近づく向きに伸びており、前記アーク駆動部は、前記可動接触子の前記対向部であ
る、ことを特徴とする回路遮断器。
【請求項３】請求項１に記載の回路遮断器において、前記固定接触子の前記分流部の前記結合部側は、前記可
動接触子に近づく向きに伸び、前記合流部は、前記結合
部を基点として、前記可動接触子から遠ざかる向きに伸
びており、前記アーク駆動部は、前記固定接触子の前記合流部であ
る、ことを特徴とする回路遮断器。