JP2009059596A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】回路遮断器が作動する短絡事故発生時には、固定接触子と可動接触子との間に流れる電流を低減させ、回路遮断器が作動しない通常通電時には、固定接点および可動接点の温度の上昇を低減させることができる回路遮断器を得る。
【解決手段】固定接点３を有する先端部が折り返され、基端部に接続端子１ａを有した固定接触子１と、固定接触子１に対向して設けられ、固定接点３と接触する可動接点４を有するとともに、回動部２ａを中心に回動可能な可動接触子２とを備え、可動接触子２と対向した先端部の領域は、固定接点３と可動接点４とが通電した際に、可動接触子２に流れる電流の方向と反対の方向に電流が流れて、可動接触子２を反発する反発領域１ｃである回路遮断器において、可動接点４の基端部側には、消弧グリッド７が設けられ、先端部と基端部との間には絶縁性熱伝導部材６が設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、固定接点を有する固定接触子と、固定接点と接触する可動接点を有する可動接触子とを備えた回路遮断器に関する。

従来、固定接点を有する先端部が折り返され、基端部に開閉可能な接点部を有した限流器の一端部が接続された固定接触子と、前記固定接触子に対向して設けられ、前記固定接点と接触する可動接点を有するとともに、回動部を中心に回動可能な可動接触子とを備えた回路遮断器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この回路遮断器には、前記限流器の一端部と他端部との間に、前記一端部と前記他端部とを熱的に接続した絶縁性熱伝導部材が設けられている。

特開平５−２８９０２号公報

しかしながら、このものの場合、回路遮断器が作動する短絡事故発生時には、固定接点と可動接点とが開くとともに、限流器の接点部も開くので、限流器の接点部にはアークが発生し、限流器の一端部と他端部との間には電圧差が生じる。
限流器の一端部と他端部との間の電圧差が生じると、その一端部と他端部との間に設けられた絶縁性熱伝導部材が短絡してしまい、限流器による電流の低減がされずに、固定接触子と可動接触子との間に大きな電流が流れてしまうという問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、回路遮断器が作動する短絡事故発生時には、固定接触子と可動接触子との間に流れる電流を低減させ、回路遮断器が作動しない通常通電時には、固定接点および可動接点の温度の上昇を低減させることができる回路遮断器を提供するものである。

この発明に係る回路遮断器は、固定接点を有する先端部が折り返され、基端部に外部電線と接続される接続端子を有した固定接触子と、前記固定接触子に対向して設けられ、前記固定接点と接触する可動接点を有するとともに、回動部を中心に回動可能な可動接触子とを備え、前記可動接触子と対向した前記先端部の領域は、前記固定接触子と前記可動接触子とが通電した際に、前記可動接触子に流れる電流の方向と反対の方向に電流が流れて、前記固定接点と前記可動接点とが離間する方向に前記可動接触子を反発する反発領域である回路遮断器において、前記可動接点の前記基端部側には、前記固定接点と前記可動接点との間に発生したアークを引寄せて取り込み、アークの伸長と分断によりアーク電圧を増大させる複数の磁性体を有した消弧グリッドが設けられ、前記先端部と前記基端部との間には、前記先端部と前記基端部とを熱的に接続した絶縁性熱伝導部材が設けられている。

この発明に係る回路遮断器によれば、回路遮断器が作動する短絡事故発生時には、固定接触子と可動接触子との間に流れる電流を低減させ、回路遮断器が作動しない通常通電時には、固定接点および可動接点の温度の上昇を低減させることができる。

以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る回路遮断器の要部側面図である。
実施の形態１に係る回路遮断器は、先端部が折り返され、基端部に電源側の外部電線と接続される接続端子１ａを有した固定接触子１と、固定接触子１と対向して設けられ、回動部２ａを中心に回動可能な可動接触子２とを備えている。
固定接触子１は先端部に固定接点３を有し、可動接触子２は、固定接点３と接触することで、固定接触子１と可動接触子２とが導通する可動接点４を有している。

固定接触子１は絶縁性のベース５に固定され、可動接触子２の回動部２ａはベース５に設けられた図示しない可動接触子ホルダに回動可能に保持されている。

固定接触子１の先端部は、折曲部１ｂを介して、可動接触子２側に折り返されており、この先端部は、固定接触子１の接続端子１ａ側に向かって延びている。
折曲部１ｂから固定接点３までの領域は、固定接触子１と可動接触子２とが通電した際に、可動接触子２に流れる電流の方向と反対の方向に電流が流れて、固定接点３と可動接点４とが離間する方向に可動接触子２を反発する反発領域１ｃである。
固定接点３から接続端子１ａに向かった領域は、固定接点３から伝達された熱を後述する絶縁性熱伝導部材６に伝達する熱伝導領域１ｄである。
熱伝導領域１ｄと接続端子１ａとの間には、樹脂である絶縁性熱伝導部材６が設けられている。
なお、絶縁性熱伝導部材６は、樹脂に限らず、例えば、熱伝導性のシリコーンゲルやシリカ含有樹脂などの絶縁性の樹脂混合物、または抵抗率異方性のあるグラファイトシートや高抵抗部材であってもよい。

可動接点４の基端部側には、固定接点３と可動接点４との間に発生したアークを引寄せて取り込み、アークの伸長と分断によりアーク電圧を増大させる複数の磁性体を有した消弧グリッド７が設けられている。
熱伝導領域１ｄは、消弧グリッド７へアークを取り込むために、消弧グリッド７の近傍まで延びている。
これにより、固定接点３と可動接点４とが開いた場合に、固定接触子１と可動接触子２との間に流れる電流を低減させることができる。

次に、通常通電時における実施の形態１に係る回路遮断器における固定接点３および可動接点４の放熱について説明する。
通常通電時では、固定接点３と可動接点４とが接触しており、固定接触子１および可動接触子２には電流が流れ、その電流によりジュール熱が発生する。
また、固定接点３と可動接点４との間には、電流が流れることで接触抵抗による熱が発生するので、固定接点３および可動接点４は高温になる。
固定接点３および可動接点４の熱は、固定接触子１の熱伝導領域１ｄに伝達され、さらに、絶縁性熱伝導部材６を介して、接続端子１ａに伝達される。
接続端子１ａは、外部電線に接続され、また、外気にさらされているので冷却される。
以上により、固定接点３および可動接点４の温度の上昇を低減させることができる。

次に、短絡事故発生時における実施の形態１に係る回路遮断器の動作について説明する。
短絡事故発生時には、可動接触子２に大きな電流が流れるとともに、反発領域１ｃにも大きな電流が流れる。
可動接触子２に流れる電流の方向と、反発領域１ｃに流れる電流の方向が互いに反対の方向であるので、可動接触子２は反発領域１ｃから反発力を受け、可動接点４が固定接点３から離間する。
固定接点３と可動接点４とが離間すると、その間にアークが発生し、このアークの周囲に磁場が発生する。
発生したアークの近傍に磁性体からなる消弧グリッド７が設けられているので、アークにより発生した磁束は、アークを中心に消弧グリッド７と反対側が密となり消弧グリッド７側が粗となり、アークは消弧グリッド７側に引寄せられる。これにより、アーク長が伸長し、さらに、消弧グリッド７でのアークの分断により電極降下電圧が発生して、アーク電圧が増大する。
アーク電圧が増大することにより、固定接触子１と可動接触子２との間に流れる電流を低減させることができる。

以上説明したように、実施の形態１に係る回路遮断器によると、回路遮断器が作動する短絡事故発生時には、固定接触子１と可動接触子２との間のアークにより流れる電流を低減させ、回路遮断器が作動しない通常通電時には、固定接点３および可動接点４の熱を放熱して、温度の上昇を低減させることができる。

また、先端部が可動接触子２側に折り返されているので、簡単に、反発領域１ｃおよび熱伝導領域１ｄを設けることができる。

なお、上記実施の形態１では、熱伝導領域１ｄと接続端子１ａとの間に絶縁性熱伝導部材６が設けられた回路遮断器について説明したが、勿論このものに限らず、図２に示すように、絶縁性熱伝導部材６と接続端子１ａとの間に熱伝導部材８が設けられた回路遮断器であってもよい。
この場合、絶縁性熱伝導部材６の形状を自由に設定することができる。なお、熱伝導部材８は、絶縁性でなくてもよく、例えば、金属板のように熱伝導性の部材であればよい。
また、熱伝導領域１ｄと絶縁性熱伝導部材６との間に熱伝導部材８が設けられた回路遮断器であってもよい。

実施の形態２．
図３は実施の形態２に係る回路遮断器の要部側面図、図４は図３の固定接触子１と可動接触子２の平面図である。
実施の形態２に係る回路遮断器は、固定接触子１の先端部が、折曲部１ｂを介して、可動接触子２と反対側に折り返されており、この先端部は、固定接触子１の接続端子１ａ側に向かって延びている。
固定接触子１の基端部と折曲部１ｂとの間の領域には、可動接触子２が出入り可能な空間が形成されている。
折曲部１ｂから固定接点３までの領域は、固定接触子１と可動接触子２とが通電した際に、可動接触子２に流れる電流の方向と反対の方向に電流が流れて、固定接点３と可動接点４とが離間する方向に可動接触子２を反発する反発領域１ｃである。
固定接触子１の基端部から折曲部１ｂまでの領域は、固定接触子１と可動接触子２とが通電した際に、可動接触子２に流れる電流の方向と同一の方向に電流が流れて、可動接触子２が基端部から折曲部１ｂまでの領域と反発領域１ｃとの間にある状態では、固定接点３と可動接点４とが離間する方向に可動接触子２を吸引する吸引領域１ｅである。
可動接触子２と吸引領域１ｅとの間には、図示しない絶縁部材が設けられており、可動接触子２と吸引領域１ｅとの間にアークが発生して、電流が流れることを防いでいる。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

次に、短絡事故発生時における実施の形態２に係る回路遮断器の動作について説明する。
短絡事故発生時には、可動接触子２に大きな電流が流れるとともに、反発領域１ｃにも大きな電流が流れる。
可動接触子２に流れる電流の方向と、反発領域１ｃに流れる電流の方向が互いに反対の方向であるので、可動接触子２は反発領域１ｃから反発力を受ける。
また同時に、可動接触子２に流れる電流の方向と、吸引領域１ｅに流れる電流の方向が互いに同一の方向であるので、可動接触子２は吸引領域１ｅから吸引力を受ける。
可動接触子２は、反発領域１ｃからの反発力に加え、吸引領域１ｅからの吸引力も受けて回動し、可動接点４と固定接点３とが離間する。

以上説明したように、実施の形態２に係る回路遮断器によると、折曲部１ｂから固定接点３までの領域には固定接点３と可動接点４とが離間する方向に可動接触子２を反発する反発領域１ｃが設けられ、基端部から折曲部１ｂまでの領域には固定接点３と可動接点４とが離間する方向に可動接触子２を吸引する吸引領域１ｅが設けられているので、短絡事故発生時には、可動接触子２は、反発領域１ｃからの反発力に加え、吸引領域１ｅからの吸引力を受けて回動し、固定接点３と可動接点４とを離間させることができる。

実施の形態３．
図５は実施の形態３に係る回路遮断器の要部側面図、図６は図５の固定接触子１と可動接触子２の平面図である。
実施の形態３に係る回路遮断器は、固定接触子１の先端部が、折曲部１ｂを介して、可動接触子２と反対側に折り返されており、この先端部は、固定接触子１の接続端子１ａ側に向かって延びている。
折曲部１ｂから固定接点３までの領域は、固定接触子１と可動接触子２とが通電した際に、可動接触子２に流れる電流の方向と反対の方向に電流が流れて、固定接点３と可動接点４とが離間する方向に可動接触子２を反発する反発領域１ｃである。
固定接触子１の基端部と折曲部１ｂとの間には、固定接点３および可動接点４を囲むように可動接触子２側に湾曲状に突出したブローアウトコイル９が設けられている。
ブローアウトコイル９には可動接触子２が出入り可能な空間が形成されており、このブローアウトコイル９は、固定接触子１と可動接触子２とが通電した際に、ブローアウトコイル９に電流が流れることで、ブローアウトコイル９は可動接触子２に鎖交する磁束を発生させて、固定接点３と可動接点４とが離間する方向に可動接触子２に駆動力を発生させる。
可動接触子２とブローアウトコイル９との間には、図示しない絶縁部材が設けられており、可動接触子２とブローアウトコイル９との間にアークが発生して、電流が流れることを防いでいる。
その他の構成は実施の形態２と同様である。

次に、短絡事故発生時における実施の形態３に係る回路遮断器の動作について説明する。
短絡事故発生時には、可動接触子２に大きな電流が流れるとともに、反発領域１ｃにも大きな電流が流れる。
可動接触子２に流れる電流の方向と、反発領域１ｃに流れる電流の方向が互いに反対の方向であるので、可動接触子２は反発領域１ｃから反発力を受ける。
また同時に、ブローアウトコイル９にも大きな電流が流れており、大きな電流が流れるブローアウトコイル９から、可動接触子２に鎖交する磁束が発生する。
この磁束は、可動接触子２に固定接点３と可動接点４とが離間する方向に駆動力を発生させる。
可動接触子２は、反発領域１ｃからの反発力に加え、ブローアウトコイル９からの駆動力も受けて回動し、可動接点４と固定接点３とが離間する。
固定接点３と可動接点４とが離間すると、その間にアークが発生する。ブローアウトコイル９により形成された磁束により、このアークは消弧グリッド７に向かった力を受ける。このことにより、固定接触子１と可動接触子２との間に流れる電流を低減させることができる。

実施の形態３に係る回路遮断器によると、折曲部１ｂから固定接点３までの領域には固定接点３と可動接点４とが離間する方向に可動接触子２を反発する反発領域１ｃが設けられ、固定接触子１の基端部と折曲部１ｂとの間には、固定接点３と可動接点４とが離間する方向に可動接触子２に駆動力を発生させるブローアウトコイル９が設けられているので、短絡事故発生時には、可動接触子２は、反発領域１ｃからの反発力に加え、ブローアウトコイル９からの駆動力を受けて回動し、可動接点４と固定接点３とを離間させることができる。

実施の形態４．
図７は実施の形態４に係る回路遮断器の要部側面図である。
実施の形態４に係る回路遮断器は、回動部２ａが可動接触子２の中心に設けられており、可動接触子２の一端部の一方の面および他端部の他方の面には、それぞれ可動接点４が設けられている。
ベース５に対向したカバー１０には、固定接点１２を有する先端部が可動接触子２側に折り返され、基端部に負荷側の外部電線と接続される接続端子１１ａを有した固定接触子１１が設けられている。
固定接点１２と接続可能な可動接点４の基端部側には、固定接点１２と可動接点４との間に発生したアークを引寄せて取り込み、アークの伸長と分断によりアーク電圧を増大させる複数の磁性体を有した消弧グリッド１３が設けられている。
固定接触子１および固定接触子１１のそれぞれは、先端部と基端部との間に絶縁性熱伝導部材６が設けられている。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

実施の形態４に係る回路遮断器によると、可動接触子２の両端部にそれぞれ可動接点４が設けられており、可動接触子２の両端部側にそれぞれ設けられた固定接触子１および固定接触子１１が可動接触子２に対して、可動接触子２を一方向に回動させる反発力を与えるので、短絡事故発生時には、実施の形態１に係る回路遮断器よりも強い力で、可動接触子２を回動させて、固定接点３および固定接点１２と可動接点４とを離間させることができる。

なお、上記実施の形態４では、可動接触子２の両端に、実施の形態１に係る回路遮断器の固定接触子１が配置された回路遮断器について説明したが、勿論このものに限らず、可動接触子２の両端に、例えば、実施の形態２に係る回路遮断器の固定接触子１または実施の形態３に係る回路遮断器の固定接触子１が配置された回路遮断器であってもよい。これにより、同様の効果を得ることができる。

実施の形態１に係る回路遮断器の要部側面図である。 実施の形態１に係る回路遮断器の他の例を示す図である。 実施の形態２に係る回路遮断器の要部側面図である。 図３の固定接触子および可動接触子の平面図である。 実施の形態３に係る回路遮断器の要部側面図である。 図５の固定接触子および可動接触子の平面図である。 実施の形態４に係る回路遮断器の要部側面図である。

符号の説明

１ 固定接触子、１ａ 接続端子、１ｂ 折曲部、１ｃ 反発領域、１ｄ 熱伝導領域、１ｅ 吸引領域、２ 可動接触子、２ａ 回動部、３ 固定接点、４ 可動接点、５ ベース、６ 絶縁性熱伝導部材、７ 消弧グリッド、８ 熱伝導部材、９ ブローアウトコイル、１０ カバー、１１ 固定接触子、１１ａ 接続端子、１２ 固定接点、１３ 消弧グリッド。

Claims (6)

1. 固定接点を有する先端部が折り返され、基端部に外部電線と接続される接続端子を有した固定接触子と、
   前記固定接触子に対向して設けられ、前記固定接点と接触する可動接点を有するとともに、回動部を中心に回動可能な可動接触子とを備え、
   前記可動接触子と対向した前記先端部の領域は、前記固定接触子と前記可動接触子とが通電した際に、前記可動接触子に流れる電流の方向と反対の方向に電流が流れて、前記固定接点と前記可動接点とが離間する方向に前記可動接触子を反発する反発領域である回路遮断器において、
   前記可動接点の前記基端部側には、前記固定接点と前記可動接点との間に発生したアークを引寄せて取り込み、アークの伸長と分断によりアーク電圧を増大させる複数の磁性体を有した消弧グリッドが設けられ、
   前記先端部と前記基端部との間には、前記先端部と前記基端部とを熱的に接続した絶縁性熱伝導部材が設けられていることを特徴とする回路遮断器。
2. 前記先端部と前記基端部との間には、前記絶縁性熱伝導部材とともに、熱伝導部材も設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. 前記先端部は、前記可動接触子側に折り返されている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。
4. 前記先端部は、折曲部を介して、前記可動接触子と反対側に折り返され、
   前記基端部と前記折曲部との間の領域には、前記可動接触子が出入り可能な空間が形成され、
   前記固定接触子の前記基端部から前記折曲部までの領域は、前記固定接触子と前記可動接触子とが通電した際に、前記可動接触子に流れる電流の方向と同一の方向に電流が流れ、前記可動接触子が前記基端部から前記折曲部までの領域と前記反発領域との間にある状態では、前記固定接点と前記可動接点とが離間する方向に前記可動接触子を吸引する吸引領域である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。
5. 前記基端部と前記先端部との間には、前記固定接点および前記可動接点を囲むように前記可動接触子側に湾曲状に突出するとともに、前記可動接触子が出入り可能な空間が形成されたブローアウトコイルが設けられ、
   前記ブローアウトコイルは、前記固定接触子と前記可動接触子とが通電した際に、電流が流れることで前記可動接触子に鎖交する磁束を発生させて、前記固定接点と前記可動接点とが離間する方向に前記可動接触子を吸引する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。
6. 前記可動接触子の中心に前記回動部が設けられ、
   前記可動接触子の一端部の一方の面および他端部の他方の面には、それぞれ前記可動接点が設けられ、
   前記可動接触子の両端部側には、前記可動接点と接触する前記固定接点を有した前記固定接触子がそれぞれ設けられ、
   それぞれの前記可動接点の前記基端部側には、前記消弧グリッドが設けられ、
   それぞれの前記固定接触子は、前記先端部と前記基端部との間に、前記絶縁性熱伝導部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の回路遮断器。

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