JP2009238541A - Contact arrangement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路遮断器又は開閉器等に使用される接点装置に関する。 The present invention relates to a contact device used for a circuit breaker or a switch.
従来から、短絡電流や過負荷電流等の過電流が流れて強制開極する際に生じるアークによって接点間で熱エネルギーが増大するのを防ぐ手段を備えた接点装置が知られており、例えば特許文献1に開示されているようなものがある。特許文献1に記載された接点装置は、器体の両側に各々配置された複数の電源側端子部及び負荷側端子部と、電源側端子部側に配置された接点部と、器体内部から外部に突設された操作ハンドルの操作に連動して接点装置を開閉駆動する開閉機構と、負荷側端子部側に配置されて短絡電流又は過負荷電流等の過電流が接点部に流れると開閉機構を釈放して接点部を強制開極する過電流遮断機構とを備える。また、この接点装置は、接点部と電源側端子部と負荷側端子部と過電流遮断機構とを各極に装備し、操作ハンドルを含む開閉機構を各極共通にして各々の過電流遮断機構及び接点部に連動させる構成となっている。
Conventionally, a contact device having means for preventing thermal energy from increasing between contacts due to an arc generated when an overcurrent such as a short-circuit current or an overload current flows and forcibly opens is known. Some are disclosed in
接点部は、電源側端子部から延設された端子板に固着された固定接点と、固定接点と接触する位置と離れる位置との間で回動自在な可動接触子に固着されて固定接点と対向配置される可動接点とから成る。各極の可動接触子は、各極に跨る形で器体内に収納されるとともに操作ハンドルの操作に応じて軸部を中心に回動する各極連動用のクロスバーに回動自在に保持されている。 The contact portion is fixed to a fixed contact fixed to a terminal plate extending from the power supply side terminal portion, and a movable contact that is rotatable between a position in contact with the fixed contact and a position away from the fixed contact. It consists of a movable contact that is placed opposite. The movable contact of each pole is housed in the body so as to straddle each pole, and is rotatably held by each pole-linked crossbar that rotates around the shaft portion according to the operation of the operation handle. ing.
可動接触子における可動接点の近傍には、可動接触子の開極動作に伴って固定接点と可動接点との開離距離よりも固定接点側との距離が逆転して小さくなるように固定接点と常に間隔をもって対向する導電性材料から成る電極片が設けられている。而して、強制開極時に発生するアーク電流が可動接点のみならず電極片にも広がることにより、アーク電圧の上昇を抑制することができ、熱エネルギーの上昇を抑制しつつ電流を略零点の位置で遮断することができるようになっている。
しかしながら、上記従来例では、強制開極時に接点間を流れる電流によってクロスバーの軸部側に向かう電磁気力が発生し、アークがクロスバーの軸部側に飛んで軸部を焼きつかせてしまい、クロスバーが回動できなくなるという問題があった。 However, in the above conventional example, an electromagnetic force directed to the shaft portion side of the crossbar is generated by the current flowing between the contacts during forced opening, and the arc jumps to the shaft portion side of the crossbar and burns the shaft portion. There was a problem that the crossbar could not be rotated.
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、強制開極時に発生するアークによってクロスバーの軸部が焼きつくのを防止することのできる接点装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a contact device capable of preventing the shaft portion of the crossbar from being burned by an arc generated during forced opening.
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、入出力に対応した一対の端子部と、固定接点を有し一方の端子部と接続される端子板と、固定接点と接離する可動接点を有し他方の端子部と接続される可動接触子とが一乃至複数の極毎に器体に収納され、各可動接点が各固定接点に接触した際の接圧を付与する接圧ばねを各可動接触子との間に保持した状態で各可動接触子を支持するとともに各可動接触子を連動して動作させるクロスバーと、オン位置とオフ位置との間で回動自在なハンドルを有するとともにハンドルの回動動作をクロスバーに伝達することにより各可動接点を各固定接点に接離させる複数のリンク部材から成る開閉機構と、開閉機構の均衡を崩す方向の勢力を蓄積した状態で開閉機構の均衡を保持するラッチ部材と、固定接点および可動接点間に過電流が流れるとラッチ部材を駆動して開閉機構の均衡を崩し、可動接点を固定接点から強制的に開極させる過電流遮断機構とを備えた接点装置であって、クロスバーは、自身に設けられた軸部を軸として可動接点が固定接点と接触する位置と離れる位置との間で回動自在であって、端子板は、接点の接離方向と略平行で且つ各接点と対向する延出片を有し、延出片には、可動接点の動作範囲と対向する位置に強制開極時に発生するアークガスを逃がすための逃がし孔が設けられたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
本発明によれば、アーク発生に伴って生じるアークガスを逃がすことでガス圧を低減するとともに、端子板に逃がし孔を設けない場合と比較して接点間におけるクロスバーの軸部に向かう方向の電磁気力を弱めることができるので、アークがクロスバーの軸部側に飛び難くなり、したがって強制開極時に発生するアークによってクロスバーの軸部が焼きつくのを防止することができる。 According to the present invention, the gas pressure is reduced by escaping the arc gas generated when the arc is generated, and the electromagnetic force in the direction toward the shaft portion of the crossbar between the contacts is compared with the case where no escape hole is provided in the terminal plate. Since the force can be weakened, it becomes difficult for the arc to fly to the crossbar shaft side, and therefore, the crossbar shaft portion can be prevented from being burned by the arc generated during forced opening.
以下、本発明に係る接点装置の実施形態について図面を用いて説明する。尚、以下の説明では、図3(a)における上下左右を上下左右方向と定めるものとする。本実施形態は3極を単一の開閉機構で開閉するものであって、図1(a)〜(c)に示すように、略直方体状の器体1の左右両端部それぞれに端子台13が形成され、左側の端子台13には電源側端子部Aが器体1の幅方向に沿って3つ(図示では1つ)並設され、右側の端子台13には負荷側端子部Bが器体1の幅方向に沿って3つ(図示では1つ)並設されている。各端子台13には、隣り合う電源側端子部A間、負荷側端子部B間を絶縁する絶縁壁13aが形成されている。各極において電源側端子部Aと負荷側端子部Bとの間には、固定接点2aを有し電源側端子部Aと接続される端子板2と、固定接点2aと接離する可動接点3aを有し負荷側端子部Bと接続される可動接触子3とが収納されている。また、器体1には、各極の接点を開閉させる開閉機構4と、接点の閉極時に接点間を流れる過電流を検出すると接点を強制的に開極する過電流遮断機構5とが収納されている。
Hereinafter, embodiments of a contact device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the top, bottom, left, and right in FIG. In this embodiment, the three poles are opened and closed by a single opening / closing mechanism. As shown in FIGS. 1A to 1C, the
器体1は、合成樹脂成形品から成る平板状のベース10と、ベース10の上方に配設される合成樹脂成形品から成る略直方体状のボディ11と、ボディ11の上面に覆設される下面を開口した合成樹脂成形品から成る箱形のカバー12とを互いに結合して形成されている。ボディ12の内部には、その内部空間を各極毎に区分けする絶縁壁11a(図1(c)参照)が形成されており、隣り合う極間の絶縁を図っている。また、カバー12上面には、後述するハンドル40の操作部を露出させる略矩形状の窓孔12aが貫設されている。尚、図2(a),(b)に示すように、ボディ12の後述するクロスバー30の上方には2つの略矩形状の通気孔11bが貫設され、後述するアーマチュア53の上方には導入孔11cが貫設されている。これら通気孔11b及び導入孔11cによって、アーク発生に伴って生じるアークガスをアーマチュア53に導くための通気路が形成されている。
The
端子板2は、図1(a),(b)に示すように、例えば銅等の導電性材料から構成され、電源側端子部Aの端子ねじ14が螺合されるねじ孔20aが形成された端子片20と、例えば銀等の銅よりも耐アーク性の高い導電性材料から成る固定接点2aが固着された接点片21と、端子片20と接点片21とを結合する延出片22とで略Z字状に構成されている。延出片22には、絶縁性材料から成る弾性を有した弁板23と、上部に弁板23で閉塞される複数(図示では4つ)の略矩形状の排気孔24aが形成された絶縁性材料から成る排気板24とが取り付けられている。また、延出片22には、可動接点3aの動作範囲と対向する位置にアーク発生に伴って生じるアークガスを逃がすための略矩形状の逃がし孔22aが貫設されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
弁板23は、アーク発生に伴って生じるアークガスのガス圧によって外部に向かって撓むようになっており、排気板24の排気孔24aを介してアークガスを外部に排出するようになっている。尚、弁板23は、アーク発生時以外では排気孔24aを塞いでいるため、器体1内部に塵埃等の異物が侵入するのを防ぐ機能を果たしている。
The
排気板24には、その厚み方向に重ねて配置されて接点の開極時に発生するアークの熱により消弧性ガスを発生する消弧性ガス発生板24bと、消弧性ガス発生板24bを通して排気板24に保持される複数(図示では3つ)のグリッド24cとが設けられている。このため、アーク発生に伴って生じるアークガスは排気板24の排気孔24aを通して器体外に排出され、アークはグリッド24cにより分割され且つ冷却されるとともに、消弧性ガス発生板24bから発生する消弧性ガスにより消弧されるようになっている。また、接点片21には、固定接点2aの周囲を囲むように配設されて固定接点2aを保護するとともにアークが再点弧するのを防止する接点保護板25が設けられている。
The
可動接触子3は、図3(a)に示すように、例えば銅等の導電性材料から長尺平板状に形成され、その長手方向の一端部には例えば銀等の銅よりも耐アーク性の高い導電性材料から成る可動接点3aが固定接点2aと対向する形で固着されている。また、可動接点3aの近傍には、例えば鉄等の可動接触子3よりも高溶融温度の導電材料から成る電極片3bが設けられている。この電極片3bは、接点の開極動作時に接点間の距離よりも固定接点2aと電極片3bとの間の距離の方が小さくなるように配設されており、開極時に発生するアークが電極片3bの方まで広がるようにしてアーク電圧の上昇を抑制し、熱エネルギーの上昇を抑制するようになっている。可動接触子3の長手方向の他端部には、負荷側端子部B及び後述するコイル51と電気的に接続される編組線から成る接続線31が接続されている。而して、閉極時には端子板2及び可動接触子3及び接続線31を介して電源側端子部Aと負荷側端子部Bとが電気的に接続される。
As shown in FIG. 3A, the
可動接触子3の略中央には回転軸33が設けられ、この回転軸33が各極に跨って連設されたクロスバー30の内部に保持されることで回動自在となっている。クロスバー30は、図1(b)に示すように、各極の可動接触子3を所定の間隔を空けて保持する複数(図示では3つ)の保持部30bを軸部30aで互いに連結して成り、各保持部30bの内部では、その内面と可動接触子3の前記他端部との間にコイルばねから成る接圧ばね32(図3(a)参照)が圧縮状態で保持されている。
A
この接圧ばね32の付勢方向は、図3(a)に示すように、保持部30bと接圧ばね32とが接する点aと、可動接触子3と接圧ばね32とが接する点bと、回転軸33の点cとの3点の位置により決定される。即ち、通常の接点の開閉時には、点bが点aと点cとを結ぶ直線よりも上方に位置するために可動接触子3は反時計回りに付勢され、過電流の発生時には、過電流に伴う接点間の電磁反発力によって可動接触子3が接圧ばね32の付勢力に抗って時計回りに回動し、点bが点aと点cとを結ぶ直線よりも下方に位置するために可動接触子3が時計回りに付勢される。
As shown in FIG. 3A, the urging direction of the contact pressure spring 32 includes a point a where the holding
開閉機構4は、ボディ12に回動自在に保持されるとともに操作部をカバー12の窓孔12aを介して外部に突出させたハンドル40と、ハンドル40とクロスバー30とを連結するとともにハンドル40の回動動作に伴ってクロスバー30を連動させる複数のリンク部材41とから成る。ハンドル40は、接点を閉極するオン位置(図3(a),(b)参照)と接点を開極するオフ位置(図3(c),(d)参照)との間で回動自在となっており、ハンドル40をオン位置に回動するとクロスバー30が反時計回りに回動し、ハンドル40をオフ位置に回動するとクロスバー30が時計回りに回動するようになっている。而して、ハンドル40の閉極操作に連動して開閉機構4がクロスバー30を軸部30aを中心に反時計回りに回動させることで可動接点3aが固定接点2aと当接し、接圧ばね32の付勢力によって接点間に接圧が付与される。また、ハンドル40の開極操作に連動して開閉機構4がクロスバー30を軸部30aを中心に時計回りに回動させることで、可動接点3aが固定接点2aから開離する。尚、このような開閉機構4の構成は周知であるので、ここでは詳細な説明を省略するものとする。
The opening /
過電流遮断機構5は、図3(a)に示すように、負荷側端子部Bの端子板6に長尺方向が上下方向に沿うように配設された固定鉄心50と、固定鉄心50に巻回されたコイル51と、固定鉄心50に取り付けられるとともに固定鉄心50の側方に配設されたヨーク52と、固定鉄心50の上端部と対向するようにヨーク52の上端部に一端部が支持されるとともにコイルばねから成る復帰ばね54によって時計回りに付勢されたアーマチュア53と、アーマチュア53の回動の軌跡上に位置するとともに開閉機構4のリンク部材41と連動するラッチ部材55とから構成される。
As shown in FIG. 3A, the
アーマチュア53は、過電流の発生時以外では復帰ばね54の付勢力によって固定鉄心50の上端部から離れた位置にあるが、過電流の発生時には、コイル51に過電流が流れることで固定鉄心50が励磁してアーマチュア53を引きつけるため、アーマチュア53が復帰ばね54の付勢力に抗って反時計回りに回動して固定鉄心50の上端部と接触するようになっている。この時、アーマチュア53が固定鉄心50の上端部と接触する過程において、アーマチュア53の前記他端部がラッチ部材55と当接してラッチ部材55を時計回りに回動させる。ラッチ部材55は、開閉機構4の均衡を崩す方向の勢力を蓄積した状態で開閉機構4の均衡を保持するものであって、上記のようにラッチ部材55が駆動されると、開閉機構4の均衡を崩す方向の勢力が開放され、開閉機構4がクロスバー30を時計回りに回動させて接点を強制開極するようになっている。
The
強制開極時では接点間にアークが発生し、このアークが延出片22を流れる電流によって発生する電磁気力によってクロスバー30の軸部30aに向かって引きつけられる。ここで、接点間の任意の1点に作用する電磁気力について考察すると、本実施形態のように延出片22に逃がし孔22aを設けた場合、延出片22に逃がし孔22aを設けない場合と比較して、前記1点と端子板2における電流が流れる部位との間の距離が長くなるため、接点間の任意の1点におけるクロスバー30の軸部30aに向かう方向の電磁気力が弱まる。
At the time of forced opening, an arc is generated between the contacts, and this arc is attracted toward the
上述のように、本実施形態は接点の接離方向と略平行で且つ各接点と対向する延出片22を端子板2に設け、延出片22に、可動接点3aの動作範囲と対向する位置に強制開極時に発生するアークガスを逃がすための逃がし孔22aを設けたので、ガス圧を低減するとともに、端子板2に逃がし孔22aを設けない場合と比較して接点間におけるクロスバー30の軸部30aに向かう方向の電磁気力が弱まるので、アークがクロスバーの軸部30aに飛び難くなり、したがって強制開極時に発生するアークによってクロスバー30の軸部30aが焼きつくのを防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the
1 器体
2 端子板
22 延出片
22a 逃がし孔
2a 固定接点
3 可動接触子
3a 可動接点
30 クロスバー
30a 軸部
4 開閉機構
40 ハンドル
41 リンク部材
5 過電流遮断機構
55 ラッチ部材
A 電源側端子部
B 負荷側端子部
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