JP2011258558A - 配線用遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】アークにより発生する飛散物が配線用遮断器の内部で広がることを抑制し、最大限グリッドに融着させる消弧装置部を備えた配線用遮断器を提供する。
【解決手段】配線用遮断器は、ケースと、ケースに備えられて電路を開閉する開閉機構部４００と、ケースに備えられる可動接触端子部５００及び固定接触端子部６００と、を有する配線用遮断器であって、離隔して対向する１対の側板７２０と、側板７２０間に所定の間隔で離隔して配列された少なくとも１つの第１グリッド７３０と、側板７２０の上端部に結合され、第１グリッド７３０から離隔し、可動接触端子部５００に向かって所定の角度で屈折している第２グリッド７１０と、を有する消弧装置部７００を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、事故電流により可動接触端子が固定接触端子から開離する際に発生するアークを分割、冷却してアーク圧力を外部に排出することにより迅速に消弧するための消弧装置を備えた配線用遮断器に関する。

一般に、配線用遮断器は、電気回路において事故電流（過負荷、短絡など）により負荷機器及び線路が損傷することを防止して回路を保護するために設置される電気保護機器である。

このような配線用遮断器は、可動接触子、固定接触子、消弧装置などを備えるのが一般的であり、事故電流発生時に可動接触子を固定接触子から分離して回路を遮断（トリップ）することにより回路を保護する。ここで、可動接触子が固定接触子から開離する際に、電流により空気中の絶縁が破壊されて高温のプラズマ状態のアークが発生する。また、ガスが発生してアーク圧力が発生する。そのアークを分割、冷却してアーク圧力を外部に排出する機能を有するのが、消弧装置（アークチャンバとも呼ばれる。）である。

一般に、消弧装置は、複数のグリッドを並列に配列した構造を有し、トリップ時に発生するアークをグリッドにより吸収してアークを消弧する。これに加えて、溶融して発生する各種飛散物をグリッドに融着させることにより、遮断器内の圧力を減少させ、遮断器の誤作動を低減し、遮断性能を向上させる。

図６は、従来の配線用遮断器の一例を示す図である。図６に示すように、従来の配線用遮断器は、外部と絶縁するための前面ベース１０、背面ベース２０及びカバー３０からなる遮断器本体、可動接触子５０、固定接触子６０、消弧装置部７０、回路を機構的にオン／オフする開閉機構部４０などからなる。

図７は、図６の消弧装置部７０をより詳細に示す図である。図７に示すように、消弧装置部７０は、１対の側板７１と、側板７１間の空間に所定の間隔で並列に配列されたグリッド７２とからなる。もちろん、消弧装置部７０が位置する空間は、前記遮断器本体の内部に形成されている。

図７は、可動接触子５０が固定接触子６０から開離した状態を示す。図７に示すように、前記遮断器本体の内部に形成された空間には消弧装置部７０が位置する。可動接触子５０は、開閉機構部４０により回動して固定接触子６０から分離され、消弧装置部７０に配列された複数のグリッド７２間を通過する。開離時に発生するアークは、消弧装置部７０のグリッド７２に吸収されて消弧する。また、開離時に発生する飛散物は、消弧装置部７０のグリッド７２に融着する。

しかし、開離時に発生する飛散物は、グリッドに融着せずに可動接触子又は固定接触子に融着することもあり、さらに遮断器本体の内部に広がり、開閉機構部をはじめとする遮断器の他の部分に影響を及ぼすこともある。このような飛散物の影響により、回路の開閉機構部が誤作動したり、回路に干渉して特性が低下したりするという問題が発生する。

従って、飛散物を消弧装置部内で効果的に融着させることが、配線用遮断器の性能向上の重要な要素となっている。

本発明は、アークにより発生する飛散物が配線用遮断器の内部で広がることを抑制し、最大限グリッドに融着させる消弧装置部を備えた配線用遮断器を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、グリッドと可動接触子間の間隔を、アークを誘導できる範囲で最大限確保して、消弧装置部の空間を広くすることにより、アークの排出を円滑に行うことができ、さらに、配線用遮断器の誤作動を低減し、遮断性能を向上させる配線用遮断器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、ケースと、前記ケースに備えられて電路を開閉する開閉機構部と、前記ケースに備えられる可動接触端子部及び固定接触端子部と、を有する配線用遮断器において、離隔して対向する１対の側板と、前記側板間に所定の間隔で離隔して配列された少なくとも１つの第１グリッドと、前記側板の上端部に結合され、前記第１グリッドから離隔し、前記可動接触端子部に向かって所定の角度で屈折している第２グリッドと、を有する消弧装置部を有する配線用遮断器を提供する。

前記ケースは、前記消弧装置部が収容される収容部と、前記収容部の外壁の一部を形成し、前記消弧装置部側に突設された隔壁と、を有し、前記隔壁と前記第２グリッドの一側面とが接触するように構成することが好ましい。

また、前記隔壁は、傾斜段差部を有するように突出した接触部を有し、前記接触部と前記第２グリッドとが接触するように構成することが好ましい。

また、前記第２グリッドは、水平部と、前記水平部から屈折して延びる遮断部と、を有し、前記水平部と前記接触部とが接触するように構成することが好ましい。さらに、前記水平部と前記遮断部とは、少なくとも鋭角を形成するように構成することがより好ましい。

また、前記第２グリッドは、前記可動接触端子部とは反対方向に少なくとも鋭角を形成するように屈折させて構成することがより好ましい。

本発明は、可動接触端子部に向かって所定の角度で屈折している第２グリッドを有し、第２グリッドの一側面が隔壁と接触するように構成することにより、アークにより発生する飛散物が配線用遮断器の内部で広がることを最大限抑制し、最大限グリッドに融着させることができるという効果を有する。

また、本発明は、可動接触端子部に向かって所定の角度で屈折している第２グリッドを有し、グリッドと可動接触子間の間隔を、アークを誘導できる範囲で最大限確保することにより、消弧装置部の空間を広くすることができるという効果を有する。

従って、本発明は、アークの排出を円滑に行うことができ、さらに、配線用遮断器の誤作動を低減し、遮断性能を向上させる。

本発明による配線用遮断器の側断面図である。 図１の消弧装置部（開離後）の部分拡大側断面図である。 図１の消弧装置部（開離前）の部分拡大側断面図である。 本発明による消弧装置部の底面図である。 図４の底面図である。 従来の配線用遮断器の側断面図である。 図６の消弧装置部の部分拡大側断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に基づいて本発明を実施するための具体的な内容を説明する。

図１は、本発明による配線用遮断器の側断面図であり、図２、は図１の消弧装置部（開離後）の部分拡大側断面図であり、図３は、図１の消弧装置部（開離前）の部分拡大側断面図であり、図４は、本発明による消弧装置部の底面図であり、図５は図４の底面図である。

図１に示すように、本発明による配線用遮断器は、部品を収納して外部と絶縁するケースと、前記ケースに備えられて電路を開閉する開閉機構部４００と、前記ケースに備えられる可動接触端子部５００及び固定接触端子部６００と、を有する。

前記ケースは、配線用遮断器の外箱であって、部品を収納する内部空間を形成し、図１に示すように、前面ベース１００、背面ベース２００及びカバー３００からなる。前面ベース１００、背面ベース２００及びカバー３００は、絶縁物でモールドされ、内部を外部と絶縁する。このような構造は一般的なものであり、より詳細な説明は省略する。

図２に示すように、前記ケースは、後述する消弧装置部７００が収容される収容部８００と、収容部８００の外壁の一部を形成し、消弧装置部７００側に突設された隔壁１１０と、を有する。

図２に示すように、隔壁１１０は、可動接触端子部５００の回動の限界を設定する限界部１１１と、傾斜段差部１１３を有するように突出した接触部１１２と、を有し、接触部１１２が後述する第２グリッド７１０と接触する。

限界部１１１は、前記ケースから内側に突出して延びた構成である。限界部１１１により、消弧装置部７００が収容された空間と開閉機構部４００が収容された空間の遮断がより確実となり、飛散物などの拡散を最終的に防止することができる。

接触部１１２が第２グリッド７１０と接触することにより、収容部８００の上部から可動接触端子部５００及び開閉機構部４００が収納された空間が遮断される。これにより、アーク消弧時に発生する飛散物を収容部８００の内部で最大限融着させることができる。また、接触部１１２と第２グリッド７１０が最大限隔壁１１０に接近して接触するので、収容部８００の内部空間が広くなり、第１及び第２グリッド７３０、７１０と可動接触端子部５００の可動接触子間の間隔を、アークを誘導できる範囲で最大限確保して、消弧装置部７００の空間を広くすることができるという効果を有する。従って、アークの排出が円滑に行われ、さらに、配線用遮断器の誤作動が低減し、遮断性能が向上する。

開閉機構部４００は、ハンドル、スプリング、ラッチなどを有し、可動接触端子部５００を機構的に動作させる機能を有する。このような構造は、一般的な配線用遮断器で多く使用されるものであり、より詳細な説明は省略する。

可動接触端子部５００は、開閉機構部４００により動作し、端部に可動接触端子を有する。前記可動接触端子は、可動接触端子部５００に接着剤又は一般的な締結手段により結合されて一体に動く。一般に、前記可動接触端子は、一端部が回路の出力端子側に電気的に接続され、他端部が入力端子側に電気的に接続された固定接触端子に接離して回路を開閉する機能を有する。

固定接触端子部６００は、入力端子側に電気的に接続された固定接触端子を有し、図１〜図３に示すように前記ケースに固定結合されている。

図１及び図２に示すように、本発明による配線用遮断器は、消弧装置部７００をさらに有する。消弧装置部７００は、離隔して対向する１対の側板７２０と、側板７２０間に所定の間隔で離隔して配列された少なくとも１つの第１グリッド７３０と、側板７２０の上端部に結合され、第１グリッド７３０から離隔し、可動接触端子部５００に向かって所定の角度θで屈折している第２グリッド７１０と、を有する。

１対の側板７２０は、消弧装置部７００の支持構造であって、前記ケースの収容空間に消弧装置部７００を安定して収納するための構成である。本発明の一態様によれば、１対の側板７２０は、図４に示すように、四角形の板状であり、離隔して対向している。ここで、１対の側板７２０の端部は、その離隔を保持する構造物（符号なし）により支持されている。

図４及び図５に示すように、第１グリッド７３０は、複数のグリッドが並列に配列された構造を有し、前記グリッドは絶縁板からなる。一般に、前記グリッドを構成する絶縁板は、四角形の板状であって可動接触端子部５００側の一端部が陥没した形状を有する。これは、トリップ時に可動接触端子部５００が回動するための空間を形成する。しかし、前記空間が広すぎる場合は、前記絶縁板にアークが安定して誘導されないことがある。よって、本発明の第２グリッド７１０が必要である。

図２〜図５に示すように、第２グリッド７１０は、水平部７１１と、水平部７１１から屈折して延びる遮断部７１２と、を有する。また、第２グリッド７１０は、一側面が隔壁１１０と接触するように構成されている。より詳細には、第２グリッド７１０の水平部７１１が隔壁１１０の接触部１１２と接触している。前記接触については前述したので、より詳細な説明は省略する。

一方、図２に示すように、水平部７１１と遮断部７１２とは、可動接触端子部５００とは反対方向に少なくとも鋭角θを形成するように屈折して延びている。すなわち、遮断部７１２が消弧装置部７００の内側に向かうようになっている。これは、アーク消弧時に発生する飛散物を収容部８００の内部で最大限融着させるためである。また、収容部８００の内部空間を最大限広くして、第１及び第２グリッド７３０、７１０と前記可動接触子間の間隔を、アークを誘導できる範囲で最大限確保することができ、消弧装置部７００の空間を広くすることができるという効果を有する。従って、アークの排出が円滑に行われ、さらに、配線用遮断器の誤作動が低減し、遮断性能が向上する。また、トリップ時に可動接触端子部５００が回動するのに十分な空間を形成しつつ、絶縁板にアークが安定して誘導されるようにする。

このような第１グリッド７３０及び第２グリッド７１０を有する構造により、複数のグリッドがトリップ時に発生するアークを吸収してアークを消弧するとともに、溶融して発生する各種飛散物を最大限グリッドに融着させることにより、遮断器内の圧力を減少させ、遮断器の誤作動を低減し、遮断性能を向上させる。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態の動作に基づいて本発明の構成をより詳細に説明する。

配線用遮断器が正常状態のときの消弧装置部７００を図３に示す。このとき、可動接触端子部５００の可動接触端子と固定接触端子部６００の固定接触端子とは接触している状態であり、回路は電気的に接続された状態である。

回路に事故電流（過負荷、短絡など）が流れると、開閉機構部４００の動作により、可動接触端子部５００は図３の状態から反時計方向に回動して図２の状態となる。このとき、空気中の絶縁が破壊されて、前記可動接触端子と前記固定接触端子との間に高温のプラズマ状態のアークが発生する。

そのアークは、可動接触端子部５００の回動により継続して発生し、第１グリッド７３０と第２グリッド７１０により次第に消弧される。また、このときに発生する飛散物は、第１グリッド７３０と第２グリッド７１０に融着する。特に、第２グリッド７１０が第１グリッド７３０より可動接触端子部５００に近く突出して位置するため、より効果的にアークを誘導して容易に消弧するとともに、第１グリッド７３０と可動接触端子部５００の距離に余裕が生じ、消弧装置部７００の余裕空間が以前より広くなる。

さらに、第２グリッド７１０が第１グリッド７３０より可動接触端子部５００に近く突出して位置し、鋭角で屈折しているため、消弧装置部７００内で発生する飛散物が第２グリッド７１０により最終的に遮断されるので、遮断器内部への拡散をより効率的に防止することができる。これは図２を参照することによりさらに明確に理解できるであろう。

以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の権利範囲は前述した実施形態及び／又は図面により限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に記載されている事項により決定される。なお、特許請求の範囲に記載されている発明の当業者にとって自明な改良、変更、修正なども本発明の権利範囲に含まれることは明らかである。

１１０ 隔壁
１１１ 限界部
１１２ 接触部
１１３ 傾斜段差部
４００ 開閉機構部
５００ 可動接触端子部
６００ 固定接触端子部
７００ 消弧装置部
７１０ 第２グリッド
７１１ 水平部
７１２ 遮断部
７２０ 側板
７３０ 第１グリッド
８００ 収容部

Claims (6)

1. ケースと、前記ケースに備えられて電路を開閉する開閉機構部と、前記ケースに備えられる可動接触端子部及び固定接触端子部と、を有する配線用遮断器において、
   離隔して対向する１対の側板と、
   前記側板間に所定の間隔で離隔して配列された少なくとも１つの第１グリッドと、
   前記側板の上端部に結合され、前記第１グリッドから離隔し、前記可動接触端子部に向かって所定の角度で屈折している第２グリッドと、を有する消弧装置部を有する、ことを特徴とする配線用遮断器。
2. 前記ケースは、前記消弧装置部が収容される収容部と、前記収容部の外壁の一部を形成し、前記消弧装置部側に突設された隔壁と、を有し、
   前記隔壁と前記第２グリッドの一側面とが接触する、ことを特徴とする請求項１に記載の配線用遮断器。
3. 前記隔壁は、傾斜段差部を有するように突出した接触部を有し、
   前記接触部と前記第２グリッドとが接触する、ことを特徴とする請求項２に記載の配線用遮断器。
4. 前記第２グリッドは、水平部と、前記水平部から屈折して延びる遮断部と、を有し、
   前記水平部と前記接触部とが接触する、ことを特徴とする請求項３に記載の配線用遮断器。
5. 前記水平部と前記遮断部とは、少なくとも鋭角を形成する、ことを特徴とする請求項４に記載の配線用遮断器。
6. 前記第２グリッドは、前記可動接触端子部とは反対方向に少なくとも鋭角を形成するように屈折している、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線用遮断器。

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