JP2007305409A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】回路遮断器の内部圧力の上昇による隔壁の破壊を防止しつつ、固定接触子および可動接触子と消弧室を含む遮断部側と、開閉機構および過電流引き外し装置を含む負荷側とを隔壁にて隔離する。
【解決手段】固定接触子３、可動接触子５およびホルダ９を含む遮断部ならびに消弧室６をケース１に収容し、トリップバー１７を含む引き外し機構および開閉機構４をミドルカバー２に収容し、固定接触子３および可動接触子５と消弧室６を含む遮断部側と、開閉機構４および過電流引き外し装置１５を含む負荷側とを金属製の接続板１４にて隔離する。
【選択図】 図１

Description

本発明は回路遮断器に関し、特に、アーク発生部から吹き付ける高温ガスから負荷側の開閉機構および過電流引き外し装置を保護する方法に適用して好適なものである。

低圧電路においては、負荷に流れる短絡電流または負荷電流を遮断するために、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器が用いられている。
この回路遮断器には、固定接触子と可動接触子とが設けられた接触子部と、可動接触子を回動可能に支持するホルダと、接触子部で生じたアークを消弧する消弧装置と、可動接触子を開閉駆動する開閉機構と、開閉機構の鎖錠を引き外す引き外し機構と、過電流を検出して引き外し機構を作動させる過電流引き外し装置が設けられ、これらの構成部品は、ケース本体とその上面に装着されるカバーからなるモールドケース内に収納されている。

そして、このような回路遮断器では、短絡電流などの大電流を遮断すると、固定接触子と可動接触子との間にアークが発生し、アーク熱によって蒸発した金属粒子や樹脂を含む高温高圧のアークガスが回路遮断器内部に充満する。このため、開閉機構や過電流引き外し装置が損傷し、投入不良や引き外し不良を引き起こしたり、絶縁容器や内部モールド部品が炭化したり、煤が付着したりして電気抵抗を低下させ、耐電圧不良を引き起こしたりすることがあった。

このため、例えば、特許文献１には、回路遮断器のモールドケースをケース本体と、ケース本体の上面に装着するミドルカバーと、ミドルカバーの上面を覆うトップカバーに分割し、固定接触子と可動接触子とからなる接触子部および消弧装置をケース本体に収納するとともに、開閉機構および引き外し機構をミドルカバーに収納することにより、アーク熱による金属材や絶縁材の溶融物から開閉機構などの可動部を遮蔽する方法が開示されている。

さらに、先願の特願２００５−５０２６８号の明細書および図面には、特許文献１に開示された構成において、アークガスの回り込みに起因する相間の絶縁性の低下を抑制するために、接触子部および消弧装置を各極ごとに取り囲んでその相互間を隔離する極間隔壁、および各極の接触子部とその背後に並ぶ過電流引き外し装置との間を隔離する中仕切隔壁を設ける方法が開示されている。
特開２００５−２２８８６９号公報

しかしながら、特願２００５−５０２６８号の明細書および図面に開示された方法では、極間隔壁および中仕切隔壁がモールド成型にてケース本体またはミドルカバーに一体的に形成されている。このため、大電流の遮断時に高温高圧のアークガスが発生すると、内部圧力が上昇し、隔壁が破壊されるという問題があった。また、内部構造上、隔壁を配置するスペースが十分に取れない場合、隔壁の厚さが薄くなり、隔壁の強度を確保することが難しいという問題があった。
そこで、本発明の目的は、内部圧力の上昇による隔壁の破壊を防止しつつ、固定接触子および可動接触子と消弧室を含む遮断部側と、開閉機構および過電流引き外し装置を含む負荷側とを隔壁にて隔離することが可能な回路遮断器を提供することである。

上述した課題を解決するために、請求項１記載の回路遮断器によれば、固定接点が設けられた固定接触子と、前記固定接点と開閉可能な可動接点が設けられた可動接触子と、前記可動接触子を回動可能に支持するホルダと、前記固定接点と前可動接点との間で生じたアークを消弧する消弧室と、前記可動接触子を開閉駆動する開閉機構と、前記開閉機構の鎖錠を引き外す引き外し機構と、過電流を検出して引き外し機構を作動させる過電流引き外し装置と、前記可動接触子に接続されたリード線と、前記固定接触子、前記可動接触子、前記ホルダおよび前記消弧室を収容するケースと、前記開閉機構および前記引き外し機構を収容し、前記ケース上に装着されるカバーと、前記固定接触子および可動接触子と消弧室を含む遮断部側と、前記開閉機構および過電流引き外し装置を含む負荷側とを隔離し、前記リード線と前記過電流引き外し装置とを接続する金属性の接続板とを備えることを特徴とする。

これにより、固定接触子および可動接触子と消弧室を含む遮断部側と、開閉機構および過電流引き外し装置を含む負荷側とを隔離するために、金属性の接続板を隔壁として用いることが可能となる。このため、隔壁を配置するスペースが十分に取れない場合においても、隔壁の強度を確保することが可能となり、内部圧力の上昇による隔壁の破壊を防止することができる。この結果、高温高圧のアークガスが遮断部側に充満した場合においても、高温高圧のアークガスが負荷側に侵入することを防止することができ、負荷側の開閉機構や過電流引き外し装置が損傷し、投入不良や引き外し不良を引き起こしたり、負荷側の絶縁容器や内部モールド部品が炭化したり、煤が付着したりして耐電圧不良を引き起こしたりすることを防止することができる。

また、請求項２記載の回路遮断器によれば、前記接続板は、前記ケースおよび前記カバーの端部に内側から重なるように配置されていることを特徴とする。
これにより、遮断部側の圧力が上昇した場合においても、接続板がケースおよびカバーに押し付けられるようにすることができ、接続板が外れたり、接続板の位置がずれたりすることを防止することが可能となる。このため、遮断部側でアークが発生した場合においても、アークガスが負荷側に侵入することを防止することができ、開閉機構や過電流引き外し装置の損傷を抑制して、投入不良や引き外し不良を低減することができる。

以上説明したように、本発明によれば、固定接触子および可動接触子と消弧室を含む遮断部側と、開閉機構および過電流引き外し装置を含む負荷側とを隔離する隔壁として、金属性の接続板を用いることにより、高温高圧のアークガスが遮断部側に充満した場合においても、内部圧力の上昇による隔壁の破壊を防止することができ、高温高圧のアークガスが負荷側に侵入することを防止することができる。

以下、本発明の実施形態に係る回路遮断器について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る回路遮断器の概略構成を示す縦断面図である。
図１において、回路遮断器には、ケース１に固定された固定接触子３および固定接触子３との間で開閉可能な略直線状の可動接触子５、可動接触子５を保持し開閉軸を介して回動可能に支持された絶縁体のホルダ９が設けられている。そして、可動接触子５の先端には可動接点８が設けられるとともに、固定接触子３の一端には固定接点７が設けられ、固定接触子３の他端には電源側端子が一体的に形成されている。そして、これらの固定接触子３、可動接触子５およびホルダ９にて回路遮断器の遮断部が構成されている。また、この遮断部には、固定接触子３と可動接触子５との間の開閉動作に起因して発生したアークを消弧する消弧室６が設置されている。

ここで、消弧室６には、絶縁物の支持体である側壁１０が設けられ、側壁１０には、磁性体からなる複数枚のグリッド１１が所定の間隔で積層支持されている。そして、グリッド１１は、可動接触子５を通過させる切り欠きが形成されたＵ字状に構成されている。また、遮断部の前方にはアークガス排出口が設けられ、このアークガス排出口は、異物の侵入を防止する絶縁体の防護板１２にて閉塞され、防護板１２は支持体の形状によって固定されている。

また、回路遮断器には、可動接触子５と固定接触子３との間で開閉動作を行わせる開閉機構４が設けられ、開閉機構４は、ホルダ９と一体の開閉軸を支点として、可動接触子５を開閉駆動することができる。
さらに、回路遮断器には、開閉機構４の鎖錠を引き外す引き外し機構および過電流を検出して引き外し機構を作動させる過電流引き外し装置１５が設けられている。ここで、過電流引き外し装置１５には、バイメタル、ヒータ導体、アーマチュアおよび電磁石が組み込まれ、負荷側端子１６を介して流れる過電流の検出結果に基づいて、熱動式または電磁式による機械的な撓みを発生させることができる。そして、引き外し機構は、トリップバー１７を介し、過電流引き外し装置１５にて発生された機械的な撓みを開閉機構４に伝達することにより、開閉機構４の鎖錠を引き外すことができる。

また、可動接触子５の後端には、可とう性のリード線１３が接続され、リード線１３は、金属製のL字形状からなる接続板１４を介して過電流引き外し装置１５に接続されている。なお、接続板１４を構成する金属材料としては、例えば、銅、ステンレスまたはアルミ合金などを用いることができる。
ここで、モールド樹脂製のケース１、ミドルカバー２およびトップカバー１８にて、回路遮断器の絶縁容器を構成することができる。そして、固定接触子３、可動接触子５およびホルダ９を含む遮断部ならびに消弧室６はケース１に収容され、トリップバー１７を含む引き外し機構および開閉機構４はミドルカバー２に収容されている。そして、ミドルカバー２はケース１上に装着し、トップカバー１８はミドルカバー２上に装着することができる。なお、開閉機構４のトグルリンクをホルダ９に連結するために、ミドルカバー２の底部の隔壁にスリットを設けるようにしてもよい。

そして、固定接触子３および可動接触子５と消弧室６を含む遮断部側と、開閉機構４および過電流引き外し装置１５を含む負荷側とが金属製の接続板１４にて隔離されている。ここで、遮断部側と負荷側とを接続板１４にて隔離する場合、ケース１およびミドルカバー２の端部に内側から重なるように接続板１４を配置することが好ましい。
なお、図１の構成では、中央極部分の遮断部を示すが、絶縁容器は相間隔壁にて内部が区画され、区画された各空間に各相の遮断部を収容することができる。

そして、固定接触子３と可動接触子５とが閉じた状態では、電源側端子→固定接触子３→可動接触子５→リード線１３→接続板１４→過電流引き外し装置１５→負荷側端子１６という経路で電流が流れることができる。
そして、短絡電流などの大電流が負荷側端子１６に流れると、過電流引き外し装置１５が動作し、トリップバー１７を介して開閉機構４の開極動作が行われ、開閉軸を支点としてホルダ９が回動することにより、可動接触子５が固定接触子３から開離される。
そして、可動接点２と固定接点４とが開かれると、負荷に流れる電流が遮断され、固定接触子３と可動接触子５との間にはアークが発生する。そして、アークが発生すると、アーク熱によって蒸発した金属粒子や樹脂を含む高温高圧のアークガスが遮断部の内部に充満する。

ここで、固定接触子３および可動接触子５と消弧室６を含む遮断部側と、開閉機構４および過電流引き外し装置１５を含む負荷側とは接続板１４にて隔離されているため、高温高圧のアークガスが遮断部側に充満した場合においても、高温高圧のアークガスが負荷側に侵入することを防止することができる。このため、負荷側の開閉機構４や過電流引き外し装置１５が損傷し、投入不良や引き外し不良を引き起こしたり、負荷側の絶縁容器や内部モールド部品が炭化したり、煤が付着したりして耐電圧不良を引き起こしたりすることを防止することができる。
また、金属性の接続板１４を隔壁として用いることにより、隔壁を配置するスペースが十分に取れない場合においても、隔壁の強度を確保することが可能となり、遮断部側の内部圧力の上昇による隔壁の破壊を防止することができる。

図２は、図１の回路遮断器の接続板１４の部分を拡大して示す縦断面図、図３は、図１の回路遮断器の接続板１４の部分を拡大して示す視点方向Ｄ２から見た上面図、図４は、図１の回路遮断器の接続板１４の部分を拡大して示す視点方向Ｄ１から見た縦断面図である。
図２から図４において、接続板１４は、ケース１およびミドルカバー２の端部に内側から重なるように配置されている（図２のＡおよびＢの部分、図３のＣの部分）。これにより、遮断部側の圧力が上昇した場合においても、接続板１４がケース１およびミドルカバー２に押し付けられるようにすることができ、接続板１４が外れたり、接続１４の位置がずれたりすることを防止することが可能となる。このため、遮断部側でアークが発生した場合においても、アークガスが負荷側に侵入することを防止することができ、開閉機構４や過電流引き外し装置１５の損傷を抑制して、投入不良や引き外し不良を低減することができる。

図５は、図１の回路遮断器の遮断部の部分を拡大して示す縦断面図である。
図５において、可動接点２と固定接点４とが開かれると、固定接触子３と可動接触子５との間にはアーク１９が発生する。そして、アーク１９が発生すると、アーク１９はグリッド１１にて分断され、消弧が行なわれる。
また、アーク１９が発生すると、アーク熱によって蒸発した金属粒子や樹脂を含む高温高圧のアークガスが遮断部の内部に充満し、負荷側へ流れる。そして、アークガスが負荷側へ流れると、接続板１４にてせき止められ、消弧室６の方向へ向きを変える。
このため、消弧室６側に浸入するアークガスの流量を増大させることができ、固定接触子３と可動接触子５との間に発生したアーク１９を速やかに消弧室６に移動させ、アーク１９の消弧を促進することができる。

本発明の一実施形態に係る回路遮断器の概略構成を示す縦断面図である。 図１の回路遮断器の接続板１４の部分を拡大して示す縦断面図である。 図１の回路遮断器の接続板１４の部分を拡大して示す視点方向Ｄ２から見た上面図である。 図１の回路遮断器の接続板１４の部分を拡大して示す視点方向Ｄ１から見た縦断面図である。 図１の回路遮断器の遮断部の部分を拡大して示す縦断面図である。

符号の説明

１ ケース
２ ミドルカバー
３ 固定接触子
４ 開閉機構
５ 可動接触子
６ 消弧室
７ 固定接点
８ 可動接点
９ ホルダ
１０ 側壁
１１ グリッド
１２ 防護板
１３ リード線
１４ 接続板
１５ 過電流引き出し装置
１６ 負荷側端子
１７ トリップバー
１８ トップカバー
１９ アーク

Claims (2)

1. 固定接点が設けられた固定接触子と、
   前記固定接点と開閉可能な可動接点が設けられた可動接触子と、
   前記可動接触子を回動可能に支持するホルダと、
   前記固定接点と前可動接点との間で生じたアークを消弧する消弧室と、
   前記可動接触子を開閉駆動する開閉機構と、
   前記開閉機構の鎖錠を引き外す引き外し機構と、
   過電流を検出して引き外し機構を作動させる過電流引き外し装置と、
   前記可動接触子に接続されたリード線と、
   前記固定接触子、前記可動接触子、前記ホルダおよび前記消弧室を収容するケースと、
   前記開閉機構および前記引き外し機構を収容し、前記ケース上に装着されるカバーと、
   前記固定接触子および可動接触子と消弧室を含む遮断部側と、前記開閉機構および過電流引き外し装置を含む負荷側とを隔離し、前記リード線と前記過電流引き外し装置とを接続する金属性の接続板とを備えることを特徴とする回路遮断器。
2. 前記接続板は、前記ケースおよび前記カバーの端部に内側から重なるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。

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