JP2011526059A - 消弧ケージ - Google Patents

Abstract

回路遮断器タイプの、少なくとも一本の電線の遮断用電気器具の可動接触子（１５）と固定接触子（６）との間の開放で作り出されるアークについての、アーク消弧用のケージであって、絶縁材料製の絶縁被覆体（１）の中に扇状に挿入される複数のアーク分割板（２）の積重ねを有するものであり、Ｕ字形を呈する各アーク分割板（２）は、その形状によって、Ｕ字形の分枝（１０、１０’）の間を旋回する可動接触子（１５）の行程にほぼ垂直に向けられる。絶縁被覆体の奥に位置する収納部と、絶縁被覆体の側面に位置づけられる台形の溝／開口部は、アーク分割板を側面からはみ出す突起部であるクリック突起（１２）と協働して、アーク分割板の、絶縁被覆体の中への留めのクリックストップを可能にする。
【選択図】図６

Description

本発明は、遮断用電気装置、例えば回路遮断器タイプに搭載されることができる、電気アークの消弧システムに関するものである。

これらの装置において、電気アーク（以下アークと称する）は、可動接触子と固定接触子の分離の際に発生するが、これらの接触子は、互いに接触して閉じた位置にあるとき電線において電気的接続を確立するものであり、また接触子が開いた位置すなわち分離されているとき、その電気的接続を遮断するものである。

この分離は、操作レバーを使って自発的に行うこともできるし、電線上で突然の過電流や過負荷が生じたとき機械式の錠の上下シーソー運動によって自動的になされることもできる。

アークの現象は、いずれにせよ、固定接触子と可動接触子が互いに離れた瞬間から生じる。アークが消えない限り、電線は遮断されたとはみなされない。

既存の装置において、アークは、とりわけ磁気吹消しと、装置に搭載された少なくとも一つの消弧ケージの方へのアークの移動とを組み合わせた手段によって消されるが、その消弧ケージの排除的な機能は、アークの消滅を実行するというものである。この消弧ケージは、実際は、消イオン用の金属板である複数のアーク分割板の積重ねを含み、このアーク分割板の積重ねが、アーク維持に必要な電圧について、装置が利用されている回路の電圧を超えるまであらかじめ伸長させてアーク分割するものであり、このようにして、アークの最終的な消弧をもたらすものである。

本発明の推測仮説において、各消弧ケージは、それぞれ、遮断用電気器具の収納箱であるケースの中で、組み立て可能な個別化された構成部品としてとらえられるものである。この場合、各構成部品は、絶縁材料製の絶縁被覆体の中に挿入される複数のアーク分割板の積重ねから成る。本発明の特徴的構成において、これらのアーク分割板は、可動接触子がＵ字の分枝の間で旋回することができるように、Ｕ字形を呈する。

別の面では、同様に本発明の推測仮説において、これら複数のアーク分割板は、旋回する可動接触子がこれらアーク分割板の部位に達するとき、これらのアーク分割板が旋回する可動接触子の行程にほぼ垂直に向けられるように、それらの絶縁被覆体の中に扇状に挿入される。

消弧ケージを構成する構成部品の製造作業、とりわけ絶縁被覆体内への複数のアーク分割板の差込み作業は、複雑であること、また工業化の従来の要求（その第一たるものが自動化である）と相容し難いことが明らかになっている。本発明に係る消弧ケージは、従来の工業の要求をかんがみて、良好な条件においてその製造作業を自動化することを可能にするように、最適化された。

このために、複数のアーク分割板が中に積重ねられる絶縁被覆体に従来どおり基づいた、本発明に係るアーク消弧ケージは、主に、以下のように特徴付けられる：
‐複数のアーク分割板の、両側方には、それぞれガイド用の側方の城壁銃眼状のガイド凸部があり、一方の側方には、留め用の突起物のクリック突起が備えられていること、
‐前記複数のアーク分割板の自由端のための収納部が、絶縁被覆体の中の、前記可動接触子が中で移動するフリースペースの両側に備えられ、前記収納部は、前記接触子の行程に平行な進展方向の切断面で、台形の形状を呈しており、該台形形状の小さい底部は、アーク分割板の挿入に対して軸に沿った止めを形成する収納部の底となること、
‐台形溝部が、前記絶縁被覆体の側方の内壁の二つの面において同じ高さにつけられ、該台形溝部が、アーク分割板が挿入される絶縁被覆体の開口部に出ており、ガイド凸部と台形溝部の収束壁との協働によって、アーク分割板を止めの状態に位置決めすること、
‐前記絶縁被覆体の両側方の内壁を突き抜ける台形の開口部が、該絶縁被覆体の一方の内壁の他方の内壁に対するずれをともなって、一つおきの台形溝部に対してつけられ、前記開口部は、台形溝部によって三つの側面が画定され、絶縁被覆体の開口部の近位の四つ目の側面は、台形溝部に対応する収納部の底に平行な方向であり、各アーク分割板を動けなくするために、前記クリック突起と協働することを目的としていること。

本発明に係るケージの、その先行技術に対する主な利点のうちの一つは、アーク分割板が絶縁被覆体の内側で留めてクリックストップされることができることにあり、これらのアーク分割板のガイドは、別の面では、台形の溝および収納部によって最適化される。絶縁被覆体の内側での各異なるアーク分割板のクリックストップは、それゆえ、速くかつ容易に行われ、挿入の方向は、ほぼ一定であり、位置決めは、収納部、溝、および開口部からなる特徴的構成によって絶縁被覆体の内側にほぼ自動的に実行される。

言葉を換えれば、二つの台形形状、すなわち、アーク分割板のとりわけ長手方向の寸法に組み合わされる、一方では内側の収納部の台形形状、他方では側面の溝／開口部の台形形状の相対的な位置決めは、前記アーク分割板の絶縁被覆体への挿入のときに、正確なガイドを可能にするが、この正確なガイドとは、たとえ挿入方向が決定的な位置決めの延長線上に正確にはなくても、互いにクリックストップすることで完了するものであり、以上のことから自動化が可能となる。

一つの可能性によると、収納部の一つの壁と溝の一つの壁は同じ平面上にあり、このことにより、絶縁被覆体へのアーク分割板の挿入のときのガイドがさらに改善される。

本発明に係る消弧ケージの第一の変形例によると、全てのアーク分割板は同一である。台形の開口部が、絶縁被覆体の一方の内壁の他方の内壁に対するずれをともなって、一つおきの溝に対してつけられる以上、このことは、側方のガイド凸部のうちの一つが備えるクリック突起が一方の側か他方の側に交互に見つかるように、アーク分割板をその挿入前に一枚おきに裏返すことが必要であることを、単純に意味する。

少し違った特徴的構成によると、これらのアーク分割板は、固定接触子から遠位のアーク分割板を除いて全て同一であり、その遠位のアーク分割板は、Ｕ字形の両分枝の間に配置されるアークの引寄せ用突出部である係留ノーズを備えている。

この特徴は、可動接触子の端部の損耗を最小限に維持することを目的としている。以下の記載においてより詳細に示されることとなるように、固定接触子が、実際は、消弧ケージの下方に直接に配置されることに、注目すべきである。

端子を形成する一体化部品は、固定接触子を含む、絶縁被覆体の端部のうちの一つに置かれる部分に延長されるが、この延長部分は、固定接触子に隣接した足部の形状のアークの足もとの金属板を有し、このアークの足もとの金属板は、内側に切り起こされて前記延長部分から突き出ている。

言葉を換えれば、固定接触子は、アーク金属板に隣接してその他のものと一緒に配置されるが、アークの金属板は、特にこの場合一体化部品であるアークの足もとの金属板であるアーク導通板であって、またその特徴的構成から、アークに印加されるループ効果を改善するものである。

本発明によると、絶縁被覆体は、そのときさらに、Ｕ字形の囲いであるＵ形小壁体を有することができ、このＵ形小壁体が、アークから遮断分離するように、前記切り起こされた足形のアーク導通板を包囲するものである。

最後に、本発明に係る消弧ケージは、その絶縁被覆体が、取り外しのできる閉じ蓋であるキャップカバーを有するというものであり、このキャップカバーは接続用端子の方向に置かれる。このキャップカバーは、言ってみれば、各アーク分割板の挿入の後、絶縁被覆体から成るケースを閉じるものである。

本発明はまた、電線の遮断器具にも関しており、この遮断器具は、例えば回路遮断器タイプで、また上に記載されたような消弧ケージを有するものである。

本発明は、以下の付属の図面を参照して、ここからより詳細に記述されることになる。
本発明に係る消弧ケージの斜視図である。 同じケージの別の斜視図を示しており、絶縁被覆体への挿入位置の、下方の三枚のアーク分割板を伴っている。 端子を形成し、また固定接触子を組み込んでいる一体化部品を斜視図で示している。 前記端子の側面図であり、この端子は、本発明に係る消弧ケージの底部に設置されている。 絶縁被覆体の正面図である。 前記絶縁被覆体の斜視図である。 本発明に係るアーク分割板を斜視図で示している。 アーク係留ノーズを備えた、アーク分割板の斜視図である。 本発明に係る消弧ケージの側面図を示している。 本発明に係る消弧ケージの側面図を示している。 消弧ケージの中央縦断面図を示しており、この消弧ケージは、一方の面でそのキャップカバーを備えており、また固定接触子を組み込んでいる端子が固定されており、係留ノーズの付いた上方のアーク分割板を利用したと仮定した場合におけるものである。 図１１ａにおいて、係留ノーズがないと仮定した場合における図である。 絶縁被覆体、そのキャップカバー、そして固定接触子を組み込んでいる端子を、分解斜視図で示している。 図５で示されるようなＡＡ切断の断面図である。 アーク分割板を伴う、断面図の一方を示している。 アーク分割板を伴う、ＡＡ切断線の断面図を示している。

図１を参照すると、絶縁被覆体（１）は、複数のアーク分割板（２）の積重ねを有し、この場合９枚である。これらのアーク分割板（２）は、このアーク分割板が、絶縁被覆体（１）の両側方の内壁（３、３’）に設けられる開口部の中で、とりわけガイド用の側方の城壁銃眼状のガイド凸部（図７、図８参照）との協働によって、矢印Ｆ（図２）の方向への挿入によって留まることができるように、形成される。

図３は、一体化部品（４）を示しており、この一体化部品は、接続端子および固定接触子（６）と、固定接触子（６）を含む部分の内側に切り起こされるアーク導通金属板であるアーク導通板（５）を介して絶縁被覆体（１）の下方端部に嵌め込むための手段とを、同時に形成するものである。この端子の一体化部品（４）についての絶縁被覆体（１）への組み立ては、図４で明らかになる。図５は、フリースペース（Ｅ）の両側に位置する、アーク分割板（２）の収納部（７、７’）を示しており、このフリースペースの中で、可動接触子（図示せず）は固定接触子（６）から離れているとき移動する。前記可動接触子は、実際は、各アーク分割板（２）に対してほぼ平行を保ちつつ、フリースペース（Ｅ）の内側で旋回する。これら複数のアーク分割板は、絶縁被覆体の中で扇状に積重ねられるが、そのことはとりわけ図１、２において明らかなとおりである。

収納部（７）は、各アーク分割板（２）の軸に沿った止めとして役立つものであるが、より正確には図６で明らかになる。前記アーク分割板（２）の位置決めはまた、側面の台形溝部（８）によっても実現されるが、その台形溝部は一つおきに開口部（９）を有し、この開口部は側面の内壁（３）の外側に出て開口するものである。内壁（３’）は、同じように台形溝部（８’）を有し、この台形溝部は一つおきに開口部（９’）を備える。言葉を換えれば、それぞれの収納部（７’）について一つの台形溝部（８、８’）が存在するが、一方、突き抜ける開口部（９、９’）は、一つおきの台形溝部（８、８’）にしか存在しない。これらの開口部が、一方の内壁（３）ともう一方の内壁（３’）でずれていて、その結果、二つの開口部（９、９’）が決して向かい合わないことに注目すべきである。

図７に示されるようなアーク分割板（２）は、収納部（７、７’）の底で止まるまで挿入され、これらのアーク分割板（２）のＵ字形構造の二つの分枝（１０、１０’）は、それら両分枝の間に可動接触子用のフリースペース（Ｅ）を設け、このフリースペースは、接触子が開くときに可動接触子の旋回を可能にするものである。アーク分割板（２）には、各側方に、ガイド用の側方のガイド凸部（１１、１１’）があり、その一方は、留め用の突起部であるクリック突起（１２）を備えている。このクリック突起（１２）は、開口部（９、９’）に入り込むことによって、絶縁被覆体（１）における各アーク分割板のクリックストップを可能にする。開口部（９、９’）間のずれを考慮して、クリック突起（１２）が側方の内壁（３）と内壁（３’）の方向に交互に見つかるように、アーク分割板を一枚おきに裏返す必要がある。本発明に係る消弧ケージの一つの特徴的構成によると、積重ねられる全てのアーク分割板は、同一である。

選択的に、一番上に置かれるアーク分割板は、係留ノーズ（１３）を有することができ、その係留ノーズは、可動接触子の端部の損耗を減らすことを可能にする。そのようなアーク分割板は、図８に示されている。

図９、１０は、内壁（３’）と内壁（３）の図を続いて示しており、これらの図は、開口部（９、９’）に対する各アーク分割板（２）の相対的な位置決めによる扇状の積重ねが分かることを可能にするものである。この相対的な位置決めは、図１３〜１５を参照してより詳細に説明されることとなる。

図９では、ガイド凸部（１１）とそれらの留め用のクリック突起（１２）が、開口部（９’）の中に姿を現している。同様に、図１０では、同じ側方のガイド凸部（１１）とそれらの留め用のクリック突起（１２）が、開口部（９）の中に姿を現している。

複数のアーク分割板（２）の扇状の積重ねは、図１１ａおよび図１１ｂにおいて、さらにより明確に分かるが、最初の図１１ａは、図８で示されるような、係留ノーズ（１３）を伴った特徴的構成を備えた、最上部のアーク分割板を有している。絶縁被覆体（１）がキャップカバー（１４）を有することは既に記載したが、このキャップカバーはまたこれらの図でも見えるようになっている。これらの図は、ついに、端子と固定接触子（６）とその足部の付いた一体化部品（４）の正確な相対的位置決めを示すが、この足部は、アーク導通板（５）を形成するもので、このアーク導通板のすぐ上に位置するアーク分割板（２）にほぼ平行に配置される。図１１ａおよび図１１ｂの対象になっている断面図は中央断面図であって、これらの断面図はまた、フリースペース（Ｅ）もよく示しており、このフリースペースにおいて可動接触子（１５）は移動するが、この可動接触子は図１１ａでしか示されていない。

図（１２）の分解図で、絶縁被覆体（１）、キャップカバー（１４）、ならびに、端子と固定接触子（６）とアーク導通板（５）とを形成する一体化部品（４）から成る全体が示されている。この図は、絶縁被覆体（１）の下方部分に、囲いとなるＵ形小壁体（１６）の存在を示しているが、これは、アークの足もとの金属板を形成するアーク導通板（５）を包囲するものである。このＵ形小壁体（１６）は、前記のアーク導通板（５）を保護することを可能にする。

図１３は、図５の矢印ＡＡのところでの切断面であるが、収納部（７）と台形溝部（８）の相対的な位置決めをよく示しており、この台形溝部は、必要があれば突き抜ける開口部（９）を有している。

各台形溝部（８）のそれぞれにつき、内部方向に向かった延長線上に、収納部（７）が一つある。この収納部の壁もまた台形の形態であり、対応する台形溝部（８）の形状に相応している。

各アーク分割板（２）が収納部（７）に挿入されると、各アーク分割板はこれらの収納部（７）の底で止まるようになる。それらの正確な位置決めは、両側方のガイド凸部（１１）の間での協働によって与えられ、図１４しかも台形溝部（８）の形状の断面図でもまた明らかになっているものである。各台形溝部（８）の台形の二つの大きな側面は、実際には作用として、各ガイド凸部（１１）の内側方向の前面の各稜部の方に収束し、アーク分割板（２）の位置決めを可能にする。留め用のクリック突起（１２）の存在は、挿入時の留めに加えて、アーク分割板が再び出るのを防ぐことを可能にする。

図１５を参照して、各収納部（７）のそれぞれの壁のうちの一つが、各台形溝部（８）の壁のうちの一つの延長線上にある、すなわち同じ平面上にあることも注目される。

要するに、溝（８）を構成する台形と収納部（７）を構成する台形である二つの台形のうちのそれぞれの、大きな側面のうちの一方は、他方の台形の大きな側面のうちの一方と同一線上に置かれる。アーク分割板（２）の位置決めは、このようにしっかりと確保されるのである。

１ 絶縁被覆体
２ アーク分割板
３、３’ 内壁
４ 一体化部品
５ アーク導通板
６ 固定接触子
７、７’ 収納部
８、８’ 台形溝部
９、９’ 開口部
１０、１０’Ｕ形分枝
１１、１１’ガイド凸部
１２ クリック突起
１３ 係留ノーズ
１４ キャップカバー
１５ 可動接触子
１６ Ｕ形小壁体
Ｅ フリースペース

Claims (8)

1. 回路遮断器タイプの、少なくとも一本の電線の遮断用電気器具の可動接触子（１５）と固定接触子（６）との間の開放の際に作り出されるアークの消弧用のケージであって、絶縁材料製の絶縁被覆体（１）の中に扇状に挿入される複数のアーク分割板（２）の積重ねを有するものであり、該複数のアーク分割板（２）がそれぞれＵ字形の形状を有し、該Ｕ字形の形状のＵ形分枝（１０、１０’）の間を旋回する可動接触子（１５）の行程にほぼ垂直に向けられ、以下を特徴とする、アークの消弧用のケージ：
   ‐前記複数のアーク分割板（２）の、両側方には、それぞれガイド用の側方の城壁銃眼状のガイド凸部（１１、１１’）があり、一方の側方には、留め用の突起物のクリック突起（１２）が備えられていること、
   ‐前記複数のアーク分割板（２）の自由端のための収納部（７、７’）が、絶縁被覆体（１）の中の、前記可動接触子（１５）が中で移動するフリースペース（Ｅ）の両側に備えられ、前記収納部（７、７’）は、前記接触子（１５）の行程に平行な進展方向の切断面で、台形の形状を呈しており、該台形形状の小さい底部は、アーク分割板（２）の挿入に対して軸に沿った止めを形成する収納部（７、７’）の底となること、
   ‐台形溝部（８、８’）が、前記絶縁被覆体（１）の側方の内壁（３、３’）の二つの面において同じ高さにつけられ、該台形溝部（８、８’）が、アーク分割板（２）が挿入される絶縁被覆体（１）の開口部に出ており、ガイド凸部（１１、１１’）と台形溝部（８、８’）の収束壁との協働によって、アーク分割板（２）を止めの状態に位置決めすること、
   ‐前記絶縁被覆体（１）の両側方の内壁（３、３’）を突き抜ける台形の開口部（９、９’）が、該絶縁被覆体（１）の一方の内壁（３）の他方の内壁（３’）に対するずれをともなって、一つおきの台形溝部（８、８’）に対してつけられ、前記開口部（９、９’）は、台形溝部（８、８’）によって三つの側面が画定され、絶縁被覆体（１）の開口部の近位の四つ目の側面は、台形溝部（８、８’）に対応する収納部（７、７’）の底に平行な方向であり、アーク分割板（２）を動けなくするために、前記クリック突起（１２）と協働することを目的としていること。
2. 前記収納部（７、７’）の一つの壁と前記台形溝部（８、８’）の一つの壁が、同じ平面上にあることを特徴とする、請求項１に記載の消弧ケージ。
3. 前記複数のアーク分割板（２）が、同一であることを特徴とする、請求項１または２に記載の消弧ケージ。
4. 前記複数のアーク分割板（２）が、前記固定接触子（６）から遠位のアーク分割板を除いて同一であり、該遠位のアーク分割板は、Ｕ形分枝（１０、１０’）の間に配置されるアークの係留ノーズ（１３）を一つ備えていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の消弧ケージ。
5. 消弧ケージであって、端子を形成する一体化部品（４）を有し、該一体化部品が、前記絶縁被覆体（１）の端部の一つに位置する延長部分まで延長されるものである固定接触子（６）を含み、前記延長部分が、該固定接触子（６）に隣接した足部の形状のアークの足もとの金属板であるアーク導通板（５）を有し、該アーク導通板が、内側に切り起こされて前記延長部分から突き出ていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の消弧ケージ。
6. 前記絶縁被覆体（１）が、Ｕ形小壁体（１６）を有し、該Ｕ形小壁体が、前記アーク導通板（５）を包囲してアークから遮断分離するものであることを特徴とする、請求項５に記載の消弧ケージ。
7. 前記絶縁被覆体（１）が、キャップカバー（１４）を有し、該キャップカバーが、接続端子の方向に置かれることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の消弧ケージ。
8. 請求項１〜７に記載の消弧ケージを有することを特徴とする、回路遮断器タイプの電線の遮断用電気装置。

Images