JP2003234056A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高遮断容量で耐クリープ性に優れた回路遮断
器を提供する。 【解決手段】 回路遮断器は、固定接点に対向して設け
られた可動接点２３Ａを有する可動接触子２３を収納す
るユニットケース２０、２２、２４と、開閉機構４２が
固定されたユニットケース２２の凸部２２ａ１、２２ａ
２、２２ｂ１、２２ｂ２にユニットケース２０、２４の
凹部２０ｂ１、２０ｂ２、２４ａ１、２４ａ２を嵌合さ
せ一体化し外部筐体１に収容したものであって、ユニッ
トケース２０、２２、２４を構成する第１、第２ケース
２０Ａ、２０Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ、２４Ａ、２４Ｂの主
面にガラスマット２５が介在して成形された。ガラスマ
ット２５は内面側に設けられ、かつ熱伝導率はユニット
ケースの熱伝導率よりも大きい。

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、過電流が発生し
たときに過電流を検出し可動接点を固定接点から開離さ
せ、両接点間に発生したアークを消弧することにより、
電路を遮断する回路遮断器に関するもので、特に、両接
点を収納する複数のユニットケースを外部筐体に収納し
同一サイズにおいてより高遮断を可能とした回路遮断器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開２０００−１１３７９８号
公報には、可動接点を有する可動接触子と固定接触子を
有する固定接触子を収容する複数のユニットケース、及
び可動接触子を駆動する一の開閉機構を筐体に収容する
回路遮断器が開示されている。この回路遮断器は、例え
ば特開平１−２８６２２４号公報に示されるような複数
極を一の筐体に収容する回路遮断器に比較し、一極のユ
ニットケース内でアークを消弧することにより、アーク
発生時の内圧を高くでき高遮断（大きな過電流の遮断）
が可能となるとともに、極間がユニットケースにより絶
縁されるので、アークの遮断時に発生した導電物（ス
ス、昇華金属等）が隣接極に侵入することがなく、極間
の絶縁性にも優れる。ユニットケースのセンター極には
開閉機構が取り付けられた機構プレートが固定され、ユ
ニットケース同士はユニットケース外部に設けられた凹
部と凸部の嵌め合わせにより取り付けられている。

【０００３】従来の回路遮断器は上述したように遮断性
能に優れるものであるが、アーク発生時におけるユニッ
トケース内の圧力が高くなるとともに、定格遮断容量を
大きくできるためアーク遮断時及び通常使用時における
発熱や開閉機構から作用する力が大きくなるので、ユニ
ットケースの割れやクリープ変形特に凹凸部の嵌め合わ
せ部にクリープ変形が発生しやすいと言う問題があっ
た。

【０００４】また、アークによって発生する熱を速やか
に放熱させる構成として、特開平５７−５７４３８号に
は、筐体の外側部の凹んだ箇所に熱良導部材を接着剤に
よって取り付けたものがあるが、凹んだ箇所に熱良導部
材を設けるため、機械的強度が低下する。さらに、遮断
容量が小さく、かつ単極の回路遮断器であり隣接極間に
開閉機構から力は作用せず、開閉機構から筐体に作用す
る力も相対的に弱く、クリープ変形の発生のレベルが低
いものである。

【０００５】また、筐体の強度を増すための構成として
特開平１−２８６２２４号公報には、複数の可動接触子
を筐体内に収容し、金属板やセラミック材料の成形品を
補強材として筐体の側壁に埋没した回路遮断器を開示す
るが、筐体の側壁強度が増しアーク遮断時に発生する急
激な圧力上昇に対しては有効であるが、隣接極間の密閉
性が低く、アークの遮断時に発生した導電物に対する絶
縁性が高いとは言えず、さらに相間壁には補強材が設け
られておらず、耐圧力性を更に向上させ更なる遮断容量
の向上が見込めず、かつ相間壁及びその近傍でクリープ
変形が発生しやすいものであった。

【０００６】この発明に係る回路遮断器は、上述のよう
な問題を解決するためになされたもので、高遮断容量で
耐クリープ性に優れた回路遮断器を提供することを目的
とする。

【０００７】

【発明を解決するための手段】この発明に係る回路遮断
器は、固定接点を有する固定接触子、上記固定接点に対
向して設けられた可動接点を有する可動接触子、上記可
動接触子を回動可能に保持する回動ホルダ、上記接点間
に発生したアークを消弧する消弧装置、及び絶縁性樹脂
材料により成形され上記可動接触子の回動方向に沿う面
壁が平行に形成された扁平な平行多面体であり、かつ上
記固定接触子と上記可動接触子と上記回動ホルダと上記
消弧装置を収納するユニットケースと、一のユニットケ
ースに機構プレートにより固定され、過電流が発生した
とき、上記可動接点が上記固定接点から離れるように上
記可動接触子を回動させる一の開閉機構と、上記開閉機
構を収納する外部筐体とを備え上記開閉機構が固定され
たユニットケースを介し上記開閉機構から作用する力を
他のユニットケースが受けるように互い係合させた多極
の回路遮断器であって、上記ユニットケース主面にガラ
スマットが介在して成形されたものである。

【０００８】また、ガラスマットはユニットケース主面
のうち可動接触子を収納する内面側に設けられたもので
ある。また、ガラスマットの熱伝導率はユニットケース
の熱伝導率よりも大きいものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下この発明の実
施の形態１について説明する。図１はこの発明の実施の
形態１に係る回路遮断器の外観を示す斜視図、図２は図
１の回路遮断器の側断面図、図３は図１の回路遮断器の
可動接触子を収納するユニットケース及び開閉機構を説
明する図、図４は図３の中央極のユニットケース及び開
閉機構を拡大して示す図であり、ユニットケースを構成
する第１ケースを取り去ってある。図５は図３のユニッ
トケースに収納される可動接触子を示す図であり、図５
（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）から可動ホル
ダを取り去った上面図である。図６は図３のユニットケ
ースを構成する第１ケースの斜視図である。図７は図６
のＶＩＩ−ＶＩＩ面断面図、図８は図６のＶＩＩＩ−Ｖ
ＩＩＩ面断面図である。

【００１０】図において、１０はベース１２及びカバー
１４により構成される筐体、１６は外部から操作できる
ハンドル、２０、２２、２４（図３参照）は可動接触子
３２等を収納する左極、中央極、右極のユニットケース
であり、絶縁性の樹脂材料成形品である第１ケース２０
Ａ、２２Ａ、２４Ａ（図３参照）と第２ケース２０Ｂ、
２２Ｂ、２４Ｂを突き合わせて図示しないリベットによ
り締結固定している。図３を参照し、第２ケース２０Ｂ
の凹部２０ｂ１、２０ｂ２に第１ケース２２Ａの凸部２
２ａ１、２２ａ２（付番、図示なし）が嵌合し、第２ケ
ース２２Ｂの凸部２２ｂ１、２２ｂ２に第１ケース２４
Ａの凹部２４ａ１、２４ａ２（付番、図示なし）が嵌合
し、ユニットケース間の主面（機構プレート４２の面）
方向の位置決めをする。図３に示す状態から、ユニット
ケース２０、２２、２４の凹部２０ｂ１、２０ｂ２、２
４ａ１、２４ａ２、凸部２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ
１、２２ｂ２を相互に嵌合して一体化させ、ベース１２
に挿入し、後述する引き外し機構５０をベース１２に挿
入し、その後カバー１４を取り付けることにより図１に
示す回路遮断器が組み立てられる。

【００１１】図４を参照し、３０は固定接点が設けられ
た固定接触子、３２は固定接点に対向する位置に可動接
点３２Ａ（図５参照）が設けられた可動接触子、３４は
可動接点３２Ａと固定接点との間に発生したアークを消
弧する消弧装置、３６は可動接触子３２を回動可能に保
持する回動ホルダ、３８は接続導体である。図５を参照
し、回動ピン３６ａは、回動ホルダ３６及び可動接触子
３２に圧入して固定されると共に、その両端は第１、第
２ケース２４Ａ、２４Ｂの軸受け部２４ａ３（図６参
照）、２４ｂ３（付番、図示なし）で保持され、可動接
触子３２及び回動ホルダ３６は回動ピン３６ａを中心に
回動できる。なお、ユニットケース２２の例を図４を用
いて説明したがユニットケース２０、２４の場合も同様
である。図５を参照し、３６ｂは可動接点３２Ａを固定
接点に押圧させるトーションバネ、３６ｃは連通ピン４
４（図４参照）の挿通孔、３８ａは平行導体部３８ｂを
押圧する圧縮バネである。固定接触子３０の一部、可動
接触子３２、消弧装置３４、回動ホルダ３６、接続導体
３８の一部はユニットケース２０、２２、２４に収納さ
れる。

【００１２】図４に戻って、４０は中央極のユニットケ
ース２２に取り付けられた開閉機構である。４２は開閉
機構４０を中央極のユニットケース２２に取り付ける金
属製の機構プレート（図３参照）、４４は各相の回動ホ
ルダ３６の相通孔３６ｃ及び第１、第２ケース２０Ｂ、
２２Ａ、２２Ｂ、２４Ａの貫通孔２４ｄ（図６参照）を
挿通する金属製の連通棒、４６は連通棒４４を介して各
相を同時に開閉させるトグルリンク機構、４８はトグル
リンク機構４６のバネの蓄勢力を保持するラッチ機構で
あり、引き外し機構５０からその係合外されると、トグ
ルリンク機構４６のバネの蓄勢力は釈放され、可動接触
子３２がＯＮ状態にあったときは可動接触子３２を開方
向に移動させる（開トリップ動作させる）。トグルリン
ク機構４６は、連通棒４４に係合する下リンク４６ａ、
下リンク４６ａと一端が回動可能に固定される上リンク
４６ｂ（図２参照）、下リンク４６ａ及び上リンク４６
ｂの回動軸とハンドルアーム４６ｄ間に張架されるメイ
ンバネ４６ｃ（図２参照）により構成されている。

【００１３】図２を参照し、５０は接続導体５２、過電
流検出機構５４及びトリガ機構５６を有する引き外し機
構、５２は接続導体３８と一端が接続され他端が筐体１
０外部の端子となる接続導体、５４は接続導体５０に流
れる過電流を電磁気的或いはバイメタルにより検出し、
過電流を検出したとき、トリガ機構５６を動作させ、開
閉機構４０のラッチ機構４８の係合を外す過電流検出機
構である。トリガ機構５６の動作により、トグルリンク
機構４６が動作し、可動接触子３２を固定接触子３０か
ら離れる方向に回動させ、接点間に発生したアークを消
弧装置３４により消弧させ過電流を遮断する。なお、通
電時の電路は、固定接触子３０、可動接触子３２、接続
導体３８、接続導体５２により構成される。

【００１４】図６、７、８を参照し、ユニットケース２
４の第１ケース２４Ａについて説明する。第１ケース２
４Ａの主面の内面側（可動接触子３２を収納する側）
で、かつほぼその全面にガラスマット２５が設けられて
いる。ガラスマット２５は厚さ数十〜数百μｍと薄いも
のを用いる。このような構成は、成形型内にシート状の
樹脂組成物を置き、その上にガラスマット２５置き、さ
らに所定枚数のシート状の樹脂組成物を置いた後、所定
のプレス条件（金型温度摂氏１４０〜１５０度、プレス
圧力１４０００〜１５０００Ｐａ、硬化時間２５０秒）
で成形することにより得ることができる。また、図示し
ないが第２ケース２０Ｂ、第１ケース２２Ａ、第２ケー
ス２２Ｂも第１ケース２４Ａと同様にその主面の内面側
にガラスマット２５が設けられている。さらに、機械的
強度向上のため、第１ケース２０Ａ、第２ケース２４Ｂ
にも同様にガラスマット２５Ａを設けることが好まし
い。

【００１５】第１ケース２４Ａ成形用の樹脂組成物は、
不飽和ポリエステル２８ｗｔ％、ガラス繊維（１インチ
長さ、１３μｍφ径）３０ｗｔ％、水酸化アルミニウム
３３ｗｔ％、その他表面改質剤、離型剤、着色剤９ｗｔ
％から成るもので、成形後の熱伝導率を測定したところ
０．５９Ｗ／ｍ・Ｋであった。なお、不飽和ポリエステ
ル単体の熱伝導率は０．２０Ｗ／ｍ・Ｋであった。他
方、ガラスマット２５の熱伝導率は１．０４Ｗ／ｍ・Ｋ
であった。

【００１６】以上のように、第１ケース２４Ａの内部に
ガラスマット２５を設けたので、ユニットケース２４の
機械的強度が向上し、遮断容量を向上させることができ
る。また、ガラスマット２５を第１ケース２４Ａの内面
側に配置したので、主面部の肉厚の中央（板厚方向の中
央）に配置する場合に比較し、アーク遮断時にアークの
曝圧によって変形する主面部の変形を効果的に防ぐこと
ができる。第１ケース２４Ａの外面側にもガラスマット
２５を配置すれば、この変形をより効果的に防ぐことが
可能となる。ただし、実施の形態１のように、ガラスマ
ット２５を第１ケース２４Ａの内面側のみに配置する
と、内面側及び外側面の両側に配置する場合に比較し、
成形品にスが発生しにくくかつ成形時の作業効率がよく
好ましい。

【００１７】また、第１ケース２４Ａにおいて通電時の
発熱が大きい可動接点３２Ａ及び固定接点の近傍に、成
形品より熱伝導率の高いガラスマット２５が配置されて
いるので、ガラスマット２５がヒートパイプの機能を果
たし、局所的な高温部をなくすことができ、即ち第１ケ
ース２４Ａの温度勾配が小さくなり、ユニットケース２
０、２２、２４を相互に保持する嵌合部（凹部２０ｂ
１、２０ｂ２、２４ａ１、２４ａ２、凸部２２ａ１、２
２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２）の耐クリープ性が良好と
なる。特に、ガラスマット２５を第１ケース２４Ａ内側
に設けたので、ガラスマット２５より外側の樹脂成形部
が高温となりにくく効果的である。

【００１８】実施の形態２．以下この発明の実施の形態
２について説明する。実施の形態１では１極当たり一対
の接点（可動接点３２Ａ、固定接点）を有するタイプの
ユニットケースを備えた回路遮断器について説明した
が、実施の形態２では１極当たり二対の接点（可動接点
１３２Ａ、固定接点、可動接点１３２Ａ、固定接点）を
有するタイプのユニットケースを備えた回路遮断器の例
を説明する。

【００１９】図９はこの発明の実施の形態２に係る回路
遮断器の中央極のユニットケースを示す図であり、第２
ケースを取り去ってある。即ち、図９は図４に示すユニ
ットケースを二対の接点のタイプに変更し、開閉機構４
０を図示しないものとなっている。図１０は図９ユニッ
トケースの第１、第２ケースのみを分解して示す斜視図
である。

【００２０】図において、１２２は可動接触子１３２、
消弧装置１３４等を収納する中央極のユニットケースで
あり、絶縁性の樹脂材料成形品である第１ケース１２２
Ａと第２ケース１２２Ｂを突き合わせて図示しない締結
ネジにより締結固定している。実施の形態１の説明と同
様に、第１ケース１２２に隣接する図示しない第２ケー
スの凹部に第１ケース１２２Ａの凸部（図示なし）が嵌
合し、第２ケース１２２Ｂに隣接する図示しない第１ケ
ースの凹部（図示なし）に第２ケース１２２Ｂの凸部１
２２ｂ１、１２２ｂ２が嵌合し、ユニットケース間の主
面（機構プレートの面）方向の位置決めをする。二対の
接点を有するユニットケース１２２の場合には、ユニッ
トケース１２２がほぼ対称形となることから、第１、第
２ケースの嵌合部（凹部、凸部１２２ｂ１、１２２ｂ
２）を大きなものとできる。１２２ａ３は回動ホルダ１
３６の外周が嵌り込み回動ホルダ１３６の軸受けとなる
凹部、１２２ｄは連通棒４４（図４）が相通する孔であ
る。

【００２１】１２５は第２ケース１２２Ｂの主面に埋設
されたガラスマットであり、図示していないが実施の形
態１と同様に、第１ケース１２２Ａ、第１ケースに隣接
するユニットケースの第２ケース、及び第２ケース１２
２Ｂに隣接するユニットケースの第１ケースにもガラス
マット１２５が設けられている。ガラスマット１２５の
主面を貫通する方向の埋設位置は実施の形態１と同様
に、ユニットケース１２２の内面側に変位している。ま
た、ガラスマット１２５は、二対の接点を有するユニッ
トケース１２２の場合には、ユニットケース１２２がほ
ぼ対称形となることからほぼ矩形のものを主面全体に渡
って設けている。

【００２２】１３０は固定接点が設けられた２個の固定
接触子、１３２は固定接点に対向する位置に可動接点１
３２Ａが夫々設けられた可動接触子であり、可動接点１
３２Ａ間は電気的に接続されている。１３４は可動接点
１３２Ａと固定接点との間に発生したアークを消弧する
消弧装置、１３６は可動接触子１３２を回動可能に保持
する回動ホルダである。通電時には、図示しないトーシ
ョンバネにより、可動接点１３２Ａは固定接点に押圧さ
れている。１３６ｃは連通棒４４が相通し、開閉機構４
０からの駆動力を伝達する。その他の構成は実施の形態
１と同様であるのでその説明を省略する。

【００２３】以上のように構成したので、実施の形態１
の作用効果に加え、第１、第２ケースの嵌合部を大きく
でき、ユニットケース相互の機械的保持力が強く、耐ク
リープ性にも優れる。また、ガラスマット１２５として
ほぼ矩形のものを使用できるので、成形時の作業性がよ
く、かつ、成形後の機械的強度のバランスに優れ、さら
に、対称形状であるので熱を効率的に伝達することがで
きる。

【００２４】

【発明の効果】この発明に係る回路遮断器は、固定接点
を有する固定接触子、上記固定接点に対向して設けられ
た可動接点を有する可動接触子、上記可動接触子を回動
可能に保持する回動ホルダ、上記接点間に発生したアー
クを消弧する消弧装置、及び絶縁性樹脂材料により成形
され上記可動接触子の回動方向に沿う面壁が平行に形成
された扁平な平行多面体であり、かつ上記固定接触子と
上記可動接触子と上記回動ホルダと上記消弧装置を収納
するユニットケースと、一のユニットケースに機構プレ
ートにより固定され、過電流が発生したとき、上記可動
接点が上記固定接点から離れるように上記可動接触子を
回動させる一の開閉機構と、上記開閉機構を収納する外
部筐体とを備え上記開閉機構が固定されたユニットケー
スを介して上記開閉機構から作用する力を他のユニット
ケースが受けるように互い係合させた多極の回路遮断器
であって、上記ユニットケース主面にガラスマットが介
在して成形されたので、高遮断容量で耐クリープ性に優
れる。

【００２５】また、ガラスマットはユニットケース主面
のうち可動接触子を収納する内面側に設けられたので、
機械的強度に優れる。

【００２６】また、ガラスマットの熱伝導率はユニット
ケースの熱伝導率よりも大きいので、耐クリープ性に優
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る回路遮断器の
外観を示す斜視図である。

【図２】 図１の回路遮断器の側断面図である。

【図３】 図３は図1の回路遮断器の可動接触子を収納
するユニットケース及び開閉機構を説明する図である。

【図４】 図３の中央極のユニットケース及び開閉機構
を拡大して示す図である。

【図５】 図３のユニットケースに収納される可動接触
子を示す図である。

【図６】 図３のユニットケースを構成する第１ケース
の斜視図である。

【図７】 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ面断面図である。

【図８】 図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ面断面図である。

【図９】 この発明の実施の形態２に係る回路遮断器の
中央極のユニットケースを示す図である。

【図１０】 図９ユニットケースの第１、第２ケースの
みを分解して示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 筐体、 １２ ベース、 １４ カバー、
１６ ハンドル、２０、２２、２４ 左極、中央極、
右極のユニットケース、２０Ａ、２２Ａ、２４Ａ 第１
ケース、２０Ｂ、２２Ｂ、２４Ｂ 第２ケース、 ２
０Ｂ１、２０Ｂ２ 凹部、 ２２Ａ１、２２Ａ２ 凸
部、 ２４ｄ 貫通孔、 ３０ 固定接触子、
３２ 可動接触子、 ３２Ａ 可動接点、 ３４
消弧装置、 ３６ 回動ホルダ、 ３６Ａ 回動ピ
ン、 ３６Ｂ トーションバネ、 ３６ｃ 連通ピ
ン、 ３８ 接続導体、 ３８Ａ 圧縮バネ、３８
Ｂ 平行導体部、 ４０ 開閉機構、 ４２ 機構
プレート、４４ 連通棒、 ４６ トグルリンク機
構、 ４６Ａ 下リンク４６Ａ、４６Ｂ 上リンク、
４６ｃ メインバネ、 ４６ｄ ハンドルアー
ム、４８ ラッチ機構、 ５０ 引き外し機構、
５２ 接続導体、 ５４ 過電流検出機構、 ５６
トリガ機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼橋 進 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 伏見 征浩 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5G027 AA03 AA14 BC01 BC16 5G030 FA02 FC11 XX00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定接点を有する固定接触子、上記固定
   接点に対向して設けられた可動接点を有する可動接触
   子、上記可動接触子を回動可能に保持する回動ホルダ、
   上記接点間に発生したアークを消弧する消弧装置、及び
   絶縁性樹脂材料により成形され上記可動接触子の回動方
   向に沿う面壁が平行に形成された扁平な平行多面体であ
   り、かつ上記固定接触子と上記可動接触子と上記回動ホ
   ルダと上記消弧装置を収納するユニットケースと、一の
   ユニットケースに機構プレートにより固定され、過電流
   が発生したとき、上記可動接点が上記固定接点から離れ
   るように上記可動接触子を回動させる一の開閉機構と、
   上記開閉機構と上記ユニットケースを収納する外部筐体
   とを備え上記開閉機構が固定されたユニットケース介し
   上記開閉機構から作用する力を他のユニットケースが受
   けるように互い係合させた多極の回路遮断器であって、
   上記ユニットケース主面にガラスマットが介在して成形
   されたものであることを特徴とする回路遮断器。
2. 【請求項２】 ガラスマットはユニットケース主面のう
   ち可動接触子を収納する内面側に設けられたことを特徴
   とする請求項１記載の回路遮断器。
3. 【請求項３】 ガラスマットの熱伝導率はユニットケー
   スの熱伝導率よりも大きいことを特徴とする請求項１又
   は請求項２記載の回路遮断器。