JP2011014246A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成によって筐体の強度を確保した回路遮断器を提供する。
【解決手段】固定接点６０が設けられた固定接触子５０と、可動接点４０が設けられるとともに可動接点が固定接点に対し接触又は離間するように変位可能な可動接触子３０と、可動接触子の移動方向に沿いかつ可動接触子の少なくとも一部を挟んで配置された一対の側辺部８１及びその端部間を連結する連結部８２を有する磁性体８０と、これらを収容する筐体２０とを備える回路遮断器１を、筐体は、磁性体の側辺部が挿入される開口を有し側辺部を被覆するとともに、絶縁性を有する材料によって筐体と一体に形成された磁性体カバー部２３を備える構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気回路の保護用に用いられる回路遮断器に関し、特に遮断時に発生するガスの圧力に対するケースの強度を向上したものに関する。

回路遮断器は、固定接点を有する固定接触子、可動接点を有する可動接触子、可動接点を駆動する磁気ヨーク等を、絶縁性を有する樹脂製の筐体内に収容して構成されている。
このような回路遮断器は、過電流が生じて回路を遮断する時に、ガスが発生して筐体内部の圧力が高まるため、筐体の強度が十分でない場合、筐体の変形から回路遮断器の破損に至る懸念がある。
このような回路遮断器の筐体強度向上に関する従来技術として、例えば特許文献１には、補助カバーをカバーに係合させる固定部品をカバーよりも強度の高い材質によって形成することが記載されている。
また、特許文献２には、ケースの側面部にケースを形成する材料よりも強度の高い補強材を埋設することが記載されている。

特開平１１−９６８８３号公報 特開平１−２８６２２４号公報

しかし、上述した補強材等を用いる従来技術の場合、既存の回路遮断器に対して新たな部材の追加が必要となって部品点数が増加し、製造工程が煩雑となり、コストアップにもつながる。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、簡素な構成によって筐体の強度を確保した回路遮断器を提供することである。

本発明は、固定接点が設けられた固定接触子と、可動接点が設けられるとともに前記可動接点が前記固定接点に対し接触又は離間するように変位可能な可動接触子と、前記可動接触子の移動方向に沿いかつ前記可動接触子の少なくとも一部を挟んで配置された一対の側辺部及び前記一対の側辺部の端部間を連結する連結部を有する磁性体と、前記固定接触子、前記可動接触子、及び、前記磁性体を収容する筐体とを備える回路遮断器であって、前記筐体は、前記磁性体の側辺部が挿入される開口を有し前記側辺部を被覆するとともに、絶縁性を有する材料によって前記筐体と一体に形成された磁性体カバー部を備えることを特徴とする。
これによれば、筐体と一体に形成された磁性体カバー部は、筐体の壁面厚さを増加させることと同様の効果を発揮する。また、磁性体カバー部に側辺部が挿入された磁性体は筐体の側面部の開きを防止する芯材として機能する。このため、ガスの圧力に対する筐体の剛性を大きく向上することができ、ガス圧力による筐体の変形やこれに伴う回路遮断器の破壊を防止することができる。
また、補強専用の他部品を用いる従来技術のように回路遮断器の部品点数が増加することがなく、構造及び組立工程を簡素化することができる。

本発明において、前記筐体の前記磁性体カバー部は、前記筐体の他部を構成する材料に対して電気絶縁性の良好な材料によって構成されている構成とすることができる。
これによれば、筐体の他部には機械的強度を重視した材料を選択して剛性を確保しつつ磁性体と可動接点等との短絡をより確実に防止することができる。

本発明によれば、簡素な構成によって筐体の強度を確保した回路遮断器を提供することができる。

本発明を適用した回路遮断器の実施形態における断面図である。 図１のII−II部矢視断面図である。 図２のIII−III部矢視断面図である。 図１の回路遮断器の要部斜視図である。 図１の回路遮断器における磁気ヨークカバー部の側面視形状を示す拡大図である。 本発明の比較例である回路遮断器の断面図である。 図６のVII−VII部矢視断面図である。 図７のVIII−VIII部矢視断面図である。 本発明を適用した回路遮断器の変形例における断面図であって、実施形態における図３に相当する断面を示すものである。

以下、本発明を適用した回路遮断器の実施形態について、上述した図１乃至図５を参照して説明する。
回路遮断器１は、カバー１０、ケース２０、可動接触子３０、可動接点４０、固定接触子５０、固定接点６０、グリッド７０、磁気ヨーク８０等を備えて構成されている。

カバー１０及びケース２０は、協働してその内部に回路遮断器１の各構成部品を収容する略直方体状の筐体を構成するものである。
カバー１０は、例えば熱可塑性の絶縁樹脂材料を用いたインジェクション成型によって形成されている。
ケース２０は、例えば熱硬化性の絶縁樹脂材料を用いたインジェクション成型によって形成されている。

ケース２０は、一方（図１における上方）が開いたボックス状に形成され、可動接触子３０、可動接点４０、固定接触子５０、固定接点６０、グリッド７０、磁気ヨーク８０等を収容するものである。カバー１０はケース２０の開口部に蓋をするものである。
ケース２０は、底面部２１、側面部２２、磁気ヨークカバー部２３等を一体に形成したものである。
底面部２１は、固定接触子５０と略沿って配置された平板状の部分である。
側面部２２は、底面部２１の側端部から略垂直に立ち上げられた平板状の部分である。側面部２２には、図２等に示すように、カバー１０との締結に用いられる図示しないネジが挿入されるネジ穴２２ａが形成されている。
磁気ヨークカバー部２３は、磁気ヨーク８０をカバーして遮断時等における可動接点４０等との短絡を防止する部分である。この磁気ヨークカバー２３については、後に詳しく説明する。

可動接触子３０（図３では図示しない）は、ケース２０の長手方向（図１、図２における左右方向）に沿った長手方向を有する部材であって、一方の端部には可動接点４０が設けられている。
固定接触子５０は、ケース２０の底面部に設けられた部材であって、その可動接触子３０と対向する面部には固定接点６０が設けられている。
可動接触子３０は、可動接点４０と固定接点６０とが接触又は離間するよう、ケース２０に対して相対変位可能となっている。
可動接点４０及び固定接点６０は、通電時には相互に接触して電源側と負荷側との通電経路を形成する。一方、過電流が流れた際には、可動接点４０は可動接触子３０の移動に随伴して固定接点６０から離間し、回路を遮断する。

グリッド７０は、切欠部を有する複数のグリッド板を厚み方向に配列して構成されている。グリッド７０は、ケース２０内部の空間部に配置され、遮断時に生ずるアークを冷却する消弧装置である。

磁気ヨーク８０は、例えば鉄系金属等の磁性体によって形成され、一対の側辺部８１及び連結部８２を一体に形成することによって、略Ｕ字状に形成されている。
側辺部８１は、可動接点４０及び固定接点６０を挟んで配置され、可動接点４０の動作方向に略沿って伸びて形成されている。
連結部８２は、側辺部８１の固定接点６０側の端部を連結しており、固定接触子５０とケース２０の底面部２１との間に通されている。
磁気ヨーク８０は、底面部２１に形成された図示しない着脱式の蓋部からケース２０内に挿入される。

上述したケース２０の磁気ヨークカバー部２３は、磁気ヨーク８０の側辺部８１が挿入される穴部を有し、この側辺部８１をカバーして可動接点４０等との短絡を防止するものである。
また、図２及び図３に示すように、磁気ヨークカバー部２３は、ケース２０の他の部分とは異なった材料によって形成されている。すなわち、ケース２０は、熱硬化性の絶縁樹脂材料によって形成されるが、基材中に配合されるフィラーの種類を異ならせることによって、磁気ヨークカバー部２３は電気絶縁性を重視した特性とし、他の部分は機械的強度を重視した特性として公知の二色成型技術によって一体に形成している。
また、磁気ヨークカバー部２３を熱硬化性材料で形成した後、これを型内に配置して行うインサート成型によってケース２０の他の部分を熱可塑性材料で形成してもよい。なお、磁気ヨークカバー部２３をケース２０と同じ材料で形成するようにしてもよい。

そして、図２に示すように、磁気ヨークカバー部２３は、グリッド７０の配置のために不可避的に設けられるスリット部Ｓを除いて、側面部２２に一体的に接合されている。このスリット部Ｓは、磁気ヨーク８０の側辺部８１の幅方向（図２における左右方向）中間部まで形成されている。
また、磁気ヨークカバー部２３のグリッド７０側と反対側の端部（図２における右端部）は、全面にわたってケース２０の側面部２２等と接合されている。
ここで、磁気ヨークカバー部２３は、磁気ヨーク８０の側辺部８１と隣接する領域が側面部２２に接合されていることから、遮断時にガス圧力によって側面部２２に作用する力が効率よく磁気ヨーク８０に伝達される。

また、図５に示すように、磁気ヨークカバー部２３と底面部２１との接合部は、回路遮断器１の組立時に固定接触子５０を斜めにして挿入しやすくするため、固定接触子５０の入り側が開いた略Ｖ字状にカットされている。図５において、固定接触子５０の挿入方向を矢印により示す。

以下、上述した実施形態の効果を、以下説明する本発明の比較例と対比して説明する。比較例の説明において、上述した実施形態と実質的に同様の箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図６乃至図８に示す比較例の回路遮断器２は、実施形態におけるケース２０と一体成型された磁気ヨークカバー部２３に代えて、別部品として形成された磁気ヨークカバー９０を設けたものである。磁気ヨークカバー９０は、ケース２０の材料に対して電気絶縁性の高い材料を用いて、例えばインジェクション成型により形成されている。磁気ヨークカバー９０は、磁気ヨーク８０の側辺部８１が挿入される穴部を有し、側辺部８１がこの穴部に挿入されるように磁気ヨーク８０に被せられているが、ケース２０の側面部には固定されていない。

比較例の場合、磁気ヨークカバー９０はケース２０の剛性向上に寄与しないことから、遮断時に発生するガスの圧力が側面部２２に負荷されたときに側面部２２の変形が生じやすく、回路遮断器２が破損することが懸念される。
具体的には、側面部２２が図７における上下方向に開き、また、カバー１０が持ち上がることによって、ネジ穴２２ａに挿入されたネジに引き抜き力が作用する。
これに対し、本発明の実施形態によれば、磁気ヨークカバー部２３をケース２０と一体に形成することによって、側面部２２の壁面厚さを増加させることと同様の効果を発揮するため、側面部２２の剛性を比較例に対して向上させることができる。

また、磁気ヨークカバー部２３に側辺部８１が挿入された磁気ヨーク８０が、ケース２０を補強して側面部２２の開きを防止する芯材として機能することから、遮断時のガス圧力によるケース２０の変形やこれに起因する回路遮断器１の破損を防止することができる。
これによって、回路遮断器１が既存のものに対してより大きい圧力に耐えられるようになることから、従来の回路遮断器よりも目的に応じて最適化された高容量の回路遮断器を提供することができる。
さらに、既存の回路遮断器に対して新たな部品を追加することがないので、部品点数の増加、コストアップ、製造工程の煩雑化を防止することができる。特に、比較例のように別体の磁気ヨークカバー９０を有するものに対しては、部品点数の低減を図ることができる。

また、磁気ヨークカバー部２３を二色成型等によってケース２０の他部と別の材料で形成することによって、目的に応じた材料の最適化を行い、ケース２０の強度と磁気ヨークカバー部２３の電気絶縁性とを高いレベルで両立させることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）回路遮断器の各部材の構造、形状、材質、製法等は実施形態のものに限定されず、適宜変更することができる。
（２）実施形態では、磁気ヨークカバー部全体をケース本体に対して電気絶縁性の高い材料で形成しているが、このような構成に代えて、例えば図９に示すように、磁気ヨークカバー部が可動接触子と対向する面部の表面部近傍のみを電気絶縁性の高い材料で形成してもよい。この場合、電気絶縁性の高い材料からなる絶縁層２４は、実施形態のような一体成型品に限らず、別部材を添付する構成としてもよい。

１ 回路遮断器（実施形態） ２ 回路遮断器（比較例）
１０ カバー ２０ ケース
２１ 底面部 ２２ 側面部
２２ａ ネジ穴 ２３ 磁気ヨークカバー部
２４ 絶縁層
３０ 可動接触子 ４０ 可動接点
５０ 固定接触子 ６０ 固定接点
７０ グリッド ８０ 磁気ヨーク
８１ 側辺部 ８２ 連結部
９０ 磁気ヨークカバー Ｓ スリット部

Claims (2)

1. 固定接点が設けられた固定接触子と、
   可動接点が設けられるとともに前記可動接点が前記固定接点に対し接触又は離間するように変位可能な可動接触子と、
   前記可動接触子の移動方向に沿いかつ前記可動接触子の少なくとも一部を挟んで配置された一対の側辺部及び前記一対の側辺部の端部間を連結する連結部を有する磁性体と、
   前記固定接触子、前記可動接触子、及び、前記磁性体を収容する筐体と
   を備える回路遮断器であって、
   前記筐体は、前記磁性体の側辺部が挿入される開口を有し前記側辺部を被覆するとともに、絶縁性を有する材料によって前記筐体と一体に形成された磁性体カバー部を備えることを特徴とする回路遮断器。
2. 前記筐体の前記磁性体カバー部は、前記筐体の他部を構成する材料に対して電気絶縁性の良好な材料によって構成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。

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