JP2008270136A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】ベースとクロスバー間のスペースを拡大することなく、金属溶融物が可動接触子の回動を阻害することを防止できる回路遮断器を得る。
【解決手段】可動接点６を固定接触子７から開離したとき上記両接点の間に発生するアークを消弧する消弧装置１０とを備えた回路遮断器において、可動接触子機構５を、筺体を構成するベース１の底面１ａに近接して配置すると共に、可動接触子導体５ａと主回路導体１４の接続部の近傍において、可動接触子機構５が近接配置されたベース１の底面１ａに対面するように金属溶融物吸着用の磁性部材１６を配置したものである。
【選択図】図１

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に関し、詳しくは、接点開離時に発生する金属溶融物の処理の改善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、過電流が流れることによ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ことは周知の通りである。このとき過電流が、例えば、短絡電流のような大電流では、一対の接触子上に設けられた接点対の開極時にアークが発生する。この発生したアークは消弧装置のグリッドの磁気作用によりアークランナを走行し、消弧装置の方向へ引き伸ばされてアーク電圧が高まり、グリッドにより冷却されて消弧されるのが一般的である。

ところで、アークが発生することで、その高熱によって、グリッドやアークランナ、固定接触子、可動接触子、及びそれらの接点などが溶融し金属粒子となって拡散する。この金属粒子もアークと同様に冷却されるが、それが固まったものがいわゆる「金属溶融物」であり、これが回路遮断器内部に残留してしまう。この残留の過程で周囲に飛散して開閉機構部の摺動部に付着し、その摺動を阻害することがある。これを防ぐために、例えば、開閉機構部を構成するラッチとトリップクロスバーの係合部を、鉄板で形成された保護カバーで覆い、この保護カバーに金属溶融物を付着させるような手段が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。また、開極スピードを高めるために追加した磁気駆動装置を開閉機構部の直下に配設することで、この磁気駆動装置が遮蔽手段となり、開閉機構部への金属溶融物の飛散が軽減されることが知られている。（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００６−２２８４９２号公報（段落０００９、図１〜２） 特開平３−２６９９２９号公報（ｐ４、第８行〜第１１行、図１）

このように、開閉機構部への金属溶融物飛散の問題については、種々対策が講じられているが、可動接触子機構の周辺、特にクロスバー部近傍とこの回路遮断器の絶縁筐体を成すベースの底面との間に飛散する金属溶融物に対しては抜本的な対策が成されていないのが実状であった。一般に回路遮断器は、少なくとも２〜３回程度の定格遮断電流を遮断する能力があるため、例えば、この定格遮断電流を遮断したのち、その遮断に至った原因などを取り除いたあと、負荷への給電を再開するために、再度、その回路遮断器を閉路操作する。その閉路操作をした際に、前述した金属溶融物がベースの底面とクロスバー部の隙間に残留していたり、閉路操作時の衝撃でその隙間に入り込んだりすると、可動接触子の回動量が減少し、接点の接触圧力が減少したり、接点が接触できずに接触不良が発生することが予想される。従って、金属溶融物が多量に介在しても前述した問題が起こらないだけの隙間をベースとクロスバー部の間にもたせることが考えられるが、言うまでもなく、回路遮断器は一層の小形化が進んでおり、この金属溶融物の介在のためだけにスペースを確保することは現実的な対応とは言い難い。

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、ベースとクロスバー間のスペースを拡大することなく、金属溶融物が可動接触子の回動を阻害するような状態の発生を防止できる回路遮断器を得ることを目的とするものである。

本発明は上記目的を達成するために、 固定接触子導体の一端に固定接点が固着された固定接触子と、可動接触子導体の一端に可動接点を有し固定接点と可動接点が開閉できるように可動接触子導体の他端が回動自在に軸支された可動接触子機構と、可動接触子導体の他端と電気的に接続された主回路導体と、磁性材料を用いて形成され、可動接触子機構を固定接触子から開離したとき上記両接点の間に発生するアークを消弧する消弧装置とを備えた回路遮断器において、上記可動接触子機構を、筺体を構成するベースの底面に近接して配置すると共に、可動接触子導体と主回路導体の接続部の近傍に、可動接触子機構が近接配置されたベースの底面に対面するように金属溶融物吸着用磁性部材を配置したものである。

また、ベースの底面に対面するように配置された磁性部材は、略コの字状に形成されたヨークであって、主回路導体を流れる電流により磁化されるように構成したものである。

さらに、ベースの底面に対面するように配置された磁性部材の部分に高粘度の金属溶融物吸着用油脂を塗布したものである。

上述したように本発明によれば、小形化されたものでありながら、金属溶融物が可動接触子機構の回動を阻害するような状態の発生が防止され、信頼性が高い回路遮断器を提供できる。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態１の回路遮断器を示す断面図である。図２は図１における可動接触子とその周囲を構成する主要部品を抜き出したものである。図３は図２におけるＡ−Ａ線における断面図である。なお、各図において同一部品には同一符号を付与している。

図１において、ベース１、およびカバー２は回路遮断器１０１の筐体を構成するものであり、それぞれ合成樹脂で形成されている。カバー２の窓孔からハンドル３が突出しており、外部からハンドル３を手動操作することで内部の開閉機構部４が操作可能であることは周知の通りである。

開閉機構部４の動作に連動して開閉駆動される可動接触子機構５は、可動子受け１３に軸支されて回動できるように構成されている。この可動接触子機構５の主要部を構成する可動接触子導体５aは高導電性の銅材で形成されており、軸支部分とは反対側の一端には可動接点６が固着されている。この可動接触子導体５aはU字状の支持部１３aを有する
可動子受け１３により回動自在に支持され、同時に可動接触子導体５aと支持部１３aとは電気的に接続されるように圧縮ばね（図示せず）で圧接されている。なお、この可動子受け１３は主回路導体となる負荷側導体１４に固定されている。可動接触子機構５の一部分を構成するクロスバー部１５は、開閉機構部４の動きを可動接触子導体５aに伝達し、また、内包するばね（図示せず）により可動接触子５の接触圧力を発生させている。

ベース１には固定接触子７が装着されており、これに固定接点８およびアークランナ９が固着されている。消弧装置１０は、磁性体の金属板で形成された複数枚のグリッド１１を、絶縁材料により形成された消弧側板１２により所定の間隔で保持したものである。なお、アークランナ９も一般に磁性体の金属板で形成したものが固着されている。

上記のような構成において、可動接触子機構５と固定接触子７とを閉合した状態においては、図４に示すように可動接触子機構５がベース１の底面１aに近接した状態に配置されている。

ヨーク１６は本発明の主要部を構成するもので、可動子受け１３に固定されている。このヨーク１６は、コの字状の形状で開放端は上記可動接触子機構５が近接配置されたベース１の底面１aに対面するように配置されている。この構成において、コの字の内側には可動子受け１３の一部や負荷側導体１４の一部などの主回路導体が介在している。即ち、
ヨーク１６は可動接触子導体５aと負荷側導体１４の接続部分の近傍に配置されている。
なお、ヨーク１６は、負荷側導体１４に固定されていてもよいし、ベース１などの筐体で支持されていてもよい。

この回路遮断器１０１の閉路状態における電流経路は、固定接触子７→固定接点８→可動接点６→可動接触子導体５a→可動子受け１３→負荷側導体１４となる。回路遮断器が異常電流を検出し、これを受けて開閉機構部４が遮断動作するとき、可動接触子機構５が開路方向に回動する。これに伴い接触していた可動接点６が固定接点８から機械的に開離される。開離されることによりこの接点間から発生したアークは、グリッド１１の磁気作用により駆動されてアークランナ９を走行し、消弧装置１０の方向に引き伸ばされグリッド１１で冷却され消弧される。

この遮断時には、多量の金属溶融物が発生するが、この実施の形態によれば、図３で示すように、ヨーク１６の内側に大電流が流れることで、ヨーク１６の開口部側には磁界により磁性体に対して矢印Ｂのように吸引力が発生し、金属溶融物は磁性体である鉄を多く含むためヨーク１６の方向へ吸着される。これにより、図４に示すクロスバー部１５とベース１の底面1aの空間Ｃに金属溶融物が残留することを防止して、遮断後に回路遮断器を閉路操作したときの接点接触の信頼性を向上させる。

実施の形態２．
図５は実施の形態２の構成を示しており、可動接触子５とその周辺を構成している主要部品の拡大図である。実施の形態１で組み込んでいるヨーク１６を使用する代わりに、プレート１８を追加している。プレート１８は、鉄材で形成されており、負荷側導体１４とベース１で挟持されている。なお、プレート１８は、負荷側導体１４に固定されていてもよいし、ベース１で支持されていてもよい。この実施の形態によれば、遮断時に発生する高温の金属粒子や金属溶融物がガス圧力によりプレート１８に吹き付けられ、ここで急速に冷却されてプレート１８に固着する。これにより、金属溶融物がクロスバー部１５とベース１の底面1aの間Ｃに残留することを防止し、大電流遮断の信頼性を向上させる。なお、本効果は、実施の形態１でのヨーク１６の開口部端においても同様に得られることが期待できる。
つまり、ヨーク１６あるいはプレート１８のような磁性部材の配置により金属溶融物を吸着させることができる。

実施の形態３．
さらに、図６に示すように、グリス１７のような粘着性のある高粘度の油脂をヨーク１６のベース側である開口部付近に塗布することにより、吸引力で引き寄せた金属溶融物が移動しないように吸着させることができ、前記と同様に大電流遮断の信頼性をさらに向上させることができる。

本発明の実施の形態１における回路遮断器を示す断面図である。 図１における可動接触子周辺を構成している主要部品の部分拡大図である。 図２におけるＡ−Ａ線に沿うヨークと可動子受けの断面図である。 回路遮断器の閉路状態を示す部分拡大図である。 実施の形態２における回路遮断器を示す部分拡大図である。 実施の形態３における回路遮断器を示す部分拡大図である。

符号の説明

１ ベース（筺体）
１ａ ベースの底面
２ カバー
４ 開閉機構部
５ 可動接触子機構
５ａ 可動接触子導体
６ 可動接点
７ 固定接触子
８ 固定接点
１０ 消弧装置
１３ 可動子受け
１４ 負荷側導体（主回路導体）
１５ クロスバー部
１６ ヨーク（磁性部材）
１７ グリス（高粘度の油脂）
１８ プレート（磁性部材）
１０１ 回路遮断器

Claims (3)

1. 固定接触子導体の一端に固定接点が固着された固定接触子と、可動接触子導体の一端に可動接点を有し上記固定接点と可動接点が開閉できるように上記可動接触子導体の他端が回動自在に軸支された可動接触子機構と、上記可動接触子導体の他端と電気的に接続された主回路導体と、磁性材料を用いて形成され、上記可動接触子機構を上記固定接触子から開離したとき上記可動接点と上記固定接点の間に発生するアークを消弧する消弧装置とを備えた回路遮断器において、上記可動接触子機構を、筺体を構成するベースの底面に近接して配置すると共に、上記可動接触子導体と主回路導体の接続部の近傍に、上記可動接触子機構が近接配置されたベースの底面に対面するように磁性部材を配置したことを特徴とする回路遮断器。
2. 磁性部材は、略コの字状に形成されたヨークであって、主回路導体を流れる電流により磁化されるように構成したものであることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. 可動接触子機構が近接配置されたベースの底面に対面するように配置された磁性部材のベース側に高粘度の油脂を塗布したことを特徴とする請求項１または２に記載の回路遮断器。

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