JP2008041250A - 回路遮断器の可動接触装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シャントレス通電機構でありながら、通電能力が大きく、小形で、しかも接触抵抗が低い回路遮断器の可動接触装置を得る。
【解決手段】 開閉機構１０２により開閉できるようになされた可動接触装置において、可動接触子８の１極分の構成は、それぞれ一端に可動接点７を有する２枚の可動接触子体８１，８２を平行に配設して構成され、かつ、他端の軸支部分において２枚の可動接触子体８１，８２の間に弾性部材１６を挟装すると共に、可動接点７と軸支部分との中間部分に吸引抑止部材１７を挟装したものである。
【選択図】図２

Description

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の可動接触装置に関し、詳しくは摺動接触方式における装置の小型化と電気的接続状態の安定化に関するものである。

回路遮断器には、この回路遮断器に具備された操作ハンドルを操作することにより電路を開閉する機能、即ち、スイッチ機能だけではなく、過電流に起因する電線や負荷機器の焼損を未然に防止するために電路を遮断するという大きな役目を担っている。回路遮断器のこれらの機能を満足するための重要な部品の一つとして、閉状態では、固定接触子と接触し、開状態では、この固定接触子と開離する可動接触子が挙げられる。この文字通り「可動する」接触子と接続される通電部材には、銅の平編線や積層した薄板で可撓性を持たせたシャントが、特にスペースの制約を受ける小型回路遮断器、例えば、定格電流３０〜１００Ａ（アンペア）のものを中心に採用されている。

しかしながら、このシャントは、前述した開閉機能において疲労断線という問題に直面してしまうため、どうしても開閉寿命を制限せざるを得なかった。そこで、この開閉寿命を改善する手段の一つとして、可動接触子と接続導体を摺動接触させ、この接続導体の外部に配設した接触ばねによって、可動接触子と接続導体の接触圧力を高める通電機構が知られている。この可動接触子と接続導体の電気的接触は、シャントを用いないことから、一般には「シャントレス通電機構」と呼ばれている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−６６８１号公報（第３頁右欄第２３行〜第２８行、図１）

この特許文献１の図１によると、可動接触子を１極あたり２枚平行配置していることから、通電容量の大きい、例えば、定格電流４００Ａ程度の回路遮断器であることが推察される。また、大電流が流れた際に可動接触子間に働く電磁力により、可動接触子が互いに吸引しあって接触することを防ぐために、この可動接触子間に小形に形成された間隔こまを挟装させていることがわかる。

ところが、前述した可動接触子間に働く吸引力により間隔こまと可動接触子が点接触になって可動接触子が傾斜することがある。この傾斜により可動接触子と接続導体との接触が不安定になる恐れがあった。また、接触ばねを接続導体の外側面に配置して接続導体を可動接触子に押圧して電気的接続が得られるようになされている。従って、この押圧により可動接触子との電気的接続の安定を保とうとするため、可動接触子の厚さ、及び、接続導体の可動接触子を挟み込む内寸法を厳しく管理しなければならない。

さらに、接続導体を押圧する構成であることから、接続導体は撓み易いように板厚が薄い材料で形成することになる。板厚が薄い場合、前述した寸法管理に加え、変形など製造工程中の部品管理にも細心の注意を払う必要があった。また、板厚が薄いために通電能力を大きくすることに制約を受ける。さらに、前述した接触ばねを外部に配置することによるシャントレス通電機構そのものの外形寸法アップと相俟って、より大きな定格電流を持つ回路遮断器への適用が困難であった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、可動接触子と可動子受け（特許文献１の接続導体に相当）との接触が安定し、しかも小型化できる回路遮断器の可動接触装置を得ることを目的とするものである。

この発明に係る回路遮断器の可動接触装置においては、一端に可動接点を有し他端が平板状に形成された可動接触子の上記他端が、一対の接続導体部を有する通電用可動子受けの上記接続導体部により電気的接続状態に挟持されると共に回動自在に軸支され、かつ、開閉機構により固定接触子に対して開閉できるようになされた回路遮断器の可動接触装置において、上記可動接触子の１極分の構成は、それぞれ一端に可動接点を有する２枚の可動接触子体を平行に配設して構成され、かつ、他端の軸支部分において上記２枚の可動接触子体の間に弾性部材を挟装すると共に、上記可動接点と軸支部分との中間部分に吸引抑止部材を挟装したものである。

この発明は以上説明したように、小型で通電能力が大きいシャントレス通電機構が得られるので、中型ないし大型回路遮断器の開閉寿命が改善されるとともに、可動接触子と可動子受けの電気的接続状態が安定する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における回路遮断器の閉状態を示す側断面図、図２は図１における線Ａ−Ａに沿う部分断面図である。

図１において、カバー１、及びベース２は回路遮断器１０１の筐体を構成するものであり、それぞれ合成樹脂材で形成されている。ベース２には開閉機構部１０２が収納されており、この開閉機構部１０２に連動するハンドル３がカバー１のハンドル用窓孔１ａからカバー１の表面に突出している。このハンドル３は外部から手動操作できるようになされていることは周知の通りである。なお、閉状態にある回路遮断器１０１のハンドル３の位置により、紙面上、右側が例えば電源側電線を接続する接続端子部（付番せず）、左側が例えば負荷側電線を接続する接続端子部（付番せず）であることも周知の通りである。

上記回路遮断器において、電源側電線との接続端子部を構成する固定接触子４が取付ねじ５によりベース２に固定され、この固定接触子４の一端に固着された固定接点６が、可動接触子８の一端に固着された可動接点７と接離することにより、回路遮断器１０１の開閉、即ち電路の入り切りが行われる。
この開閉は、可動接触子８が軸９（図２参照）により可動子受け１１を介して支承されると共に、可動接触子８を抱持するクロスバー１０が、開閉機構部１０２と連結されているので、開閉はこの開閉機構部１０２の作動に応じて行われる。この開閉作動は本発明の要部をなすものではないためその詳しい説明は省略する。

上記の説明において、可動接触子８は可動子受け１１に挟持され、この可動子受け１１は、取付ねじ１２によってベース２に固定されるとともに、取付ねじ１３によって中継導体１４に接続されている。この中継導体１４は図示しない過電流引き外し装置を構成するヒーターを介して、負荷側電線との接続端子部を構成する負荷導体１５に接続されている。従って、この閉状態における電流経路は、固定接触子４→固定接点６→可動接点７→可動接触子８→可動子受け１１→中継導体１４→ヒーター→負荷導体１５となり、シャントを用いないシャントレス通電機構を構成していることがわかる。以下、可動接触子８及び可動子受け１１を中心に説明する。

図２において、可動子受け１１は、前述した取付ねじ１２を螺着するねじ孔（図示せず）、及び取付ねじ１３が貫通する第一の貫通孔１１ｃを備える基部１１ａと、この基部１１ａから直角に立ち上げられ、先端が相対向し、軸９が貫通するための第二の貫通孔１１ｄを備える一対の接続導体部１１ｂとにより一体に形成されている。なお、この可動子受け１１を形成する材料としては導電性が良い銅板を用いると共に、容易に変形しない板厚及び形状について考慮されたものである。
一方、可動接触子８は、前述したように一端に可動接点７が固着されるとともに、他端に貫通孔８ａを備えており、この貫通孔８ａに軸９を貫通させて、可動子受け１１の第二の貫通孔１１ｄにより回動自在に支承されている。なお、クロスバー１０は軸１０の両端を保持し、かつ、可動接触子８を抱持して可動接触子８が開閉機構部１０２の作動に応じるようになされている。

この図２からも明らかなように、可動接触子８は、２枚の可動接触子体８１，８２を並設することにより、中型ないし大型回路遮断器への適用を意図している。
この並設された可動接触子体８１，８２の相対向する面、即ち可動子受け１１と接触する面とは反対の両内側面において、貫通孔８ａの部分に座ぐり８ｂが設けられている。この座ぐり８ｂに軸９に遊嵌された弾性部材１６の両端が嵌装されている。なお、弾性部材１６としては各種のばね材が考えられるが、図示の弾性部材１６はつる巻きばねを用いた実施例を示している。この並設された可動接触子体８１，８２の間に挟装された弾性部材１６によって、可動接触子８の接触部８ｃが接続導体部１１ｂに対して押圧され、面接触を保つことができる。この面接触により可動接触子８と可動子受け１１の間の電気的接触状態が安定する。また、接続導体部１１ｂを撓ませる必要がないので、この接続導体部１１ｂの厚肉化が可能となり、中・大型回路遮断器に応じた通電容量に対応することができる。
なお、弾性部材１６はつる巻きばねの実施例を示したが、一対の可動接触子８の並設間隔を狭く構成する場合には、板ばね、あるいは、細く巻いたつる巻きばねの両端を接続してリング状に形成したばねが適当である。

前述した通り、可動接触子８は２枚の可動接触子体８１，８２を並設して構成されているので、特許文献１にも示されているように、大電流が流れた際に可動接触子体８１，８２の間に電磁力による吸引力が生じる。可動接触子８としてはこの吸引力による可動接触子体８１，８２の接触を抑止する必要がある。そこで、本発明においては、図２に示すように、可動接触子体８１，８２の間のいずれか一方にリベットあるいは接着などの手段で吸引抑止部材１７を固着させた。この吸引抑止部材１７は、ナイロンのような合成樹脂材が適当であるが、金属材での形成も可能である。このように吸引抑止部材１７は、可動接触子８と面接触させていることと相俟って、大電流通過時の可動接触子８と可動子受け１１間の接触状態を安定に保つことができ、両部品間の発弧による溶着を未然に防ぐことができる。

以上要するに、本発明の可動接触装置においては、並設する可動接触子体８１，８２の間において、軸支部分に弾性部材１６を挟装すると共に、可動接点と軸支部分との中間部分に吸引抑止部材を挟装させたので、発弧による溶着のない、しかも小形のシャントレス通電機構が提供できる。また、この構成によれば、中型ないし大型回路遮断器の開閉寿命を改善することができる。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２における図２相当図である。この図３においては、可動接点７と軸９間の中間位置に対し、軸９の側に吸引抑止部材１７を挟装・固着させた。即ち、接点７から吸引抑止部材１７の位置までの寸法ａを、吸引抑止部材１７の位置から軸９までの寸法ｂよりも大きくした。このように構成した場合、大電流通過時の吸引力は軸９の側よりも接点側において強く働く。従って、その吸引力は、吸引抑止部材１７を支点にして軸９側の可動接触子体８１，８２の間隔を開くように作用する。この作用は、可動接触子８を可動子受け１１に圧接するように働くので、可動接触子８と可動子受け１１間の接触状態がさらに安定する。

実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３における図２相当図、図５は図４における線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
図において、可動接触子８の両外側面、即ち、接続導体部１１ｂと接触する面のうち、吸引抑止部材１７が挟装されている両外側面に、振動抑止部１８ａを当接させると共に、図５に示すように、可動接点７側において両外側面の振動抑止部１８ａを接続部１８ｂにより接続して振動抑止部材１８が形成されている。さらに、この振動抑止部材１８と吸引抑止部材１７は図示のように一体的に結合されている。この場合、振動抑止部材１８と吸引抑止部材１７は別個の部品としてもよいが、合成樹脂材で形成するならば、振動抑止部材１８と吸引抑止部材１７は一体的に成型加工することも可能である。
回路遮断器が振動・衝撃を受けた場合、可動接触子８が外側に開くような動きを生じることがあるが、上記のように吸引抑止部材１７と共に振動抑止部材１８を設けることで、振動・衝撃による動きを抑止できる。従って、可動接触子８と可動子受け１１の間の接触状態がさらに安定する。

実施の形態４．
図６および図７は、この発明の実施の形態４における図１および図５相当図である。図６において、可動接触子８の両側面のうち可動接点７近傍に、過電流遮断時における、クロスバー１０側へのアーク飛び防止や、アークを電源側へ誘導するガスを放出する、アーク絶縁部材（後述の振動抑止部材１８）が固着されている以外は、図１と同様である。

図７に示すように、上記のアーク絶縁部材は、可動接触子８の両側面を抱え込むように可動接触子８に固着されている。即ち、実施の形態３（図５）で説明した、振動抑止部材１８にアーク絶縁機能を持たせたことが、この実施の形態４の特徴である。このアーク絶縁機能をもたせるために、振動抑止部材１８の材料は、例えば、特許第３３５９４２２号において消弧用絶縁材料組成物・消弧用絶縁材料成形体の材料として示されたように、ポリエチレンテレフタレート，ナイロン６６，ナイロン４６などが適当である。なお、振動抑止部材１８と吸引抑止部材１７を一体化する場合、抑止部材１８と吸引抑止部材１７をこれらの材料を用いて一体成形してもよい。
この実施の形態によれば、可動接触子８と可動子受け１１間の接触状態が安定することに加え、アークがアーク絶縁部材１８に触れることで発生する消弧性のガスにより遮断性能が向上する。

この発明の実施の形態１における回路遮断器の側断面図である。 図１における線Ａ−Ａに沿う部分断面図である。 この発明の実施の形態２における図２相当の部分断面図である。 この発明の実施の形態３における図２相当の部分断面図である。 図４における線Ｂ−Ｂに沿う部分断面図である。 この発明の実施の形態４における図１相当の側断面図である。 この発明の実施の形態４における図５相当の部分図である。

符号の説明

１ カバー、１ａ ハンドル用窓孔、２ ベース、３ ハンドル、４ 固定接触子、 ６ 固定接点、７ 可動接点、８ 可動接触子、８ａ 貫通孔、８ｂ 座ぐり、８ｃ 接触部、９ 軸、１０ クロスバー、１１ 可動子受け、１１ａ 基部、１１ｂ 接続導体部、１４ 中継導体、１５ 負荷導体、１６ 弾性部材、１７ 吸引抑止部材、１８ 振動抑止部材、８１ 可動接触子体、８２ 可動接触子体、１０１ 回路遮断器、１０２ 開閉機構。

Claims (4)

1. 一端に可動接点を有し他端が平板状に形成された可動接触子の上記他端が、一対の接続導体部を有する通電用可動子受けの上記接続導体部により電気的接続状態に挟持されると共に回動自在に軸支され、かつ、開閉機構により固定接触子に対して開閉できるようになされた回路遮断器の可動接触装置において、上記可動接触子の１極分の構成は、それぞれ一端に可動接点を有する２枚の可動接触子体を平行に配設して構成され、かつ、他端の軸支部分において上記２枚の可動接触子体の間に弾性部材を挟装すると共に、上記可動接点と軸支部分との中間部分に吸引抑止部材を挟装したことを特徴とする回路遮断器の可動接触装置。
2. 吸引抑止部材は、可動接点と軸支部分との中間よりも軸支部分側に寄った位置で挟装したことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器の可動接触装置。
3. 吸引抑止部材は、可動接触子の両外側面にそれぞれ当接する振動抑止部と上記両振動抑止部を可動接点側で接続する接続部とにより形成された振動抑止部材を一体的に備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路遮断器の可動接触装置。
4. 振動抑止部材は、回路遮断器の遮断時に発生するアークに触れると消弧性のガスを発生する材料で形成したことを特徴とする請求項３に記載の回路遮断器の可動接触装置。

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