JP2012003963A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】アーク転流板に転流したアークの駆動力を高めることができる回路遮断器を提供する。
【解決手段】第１の固定接触子１及び第２の固定接触子２と、これらを橋絡する可動接触子３と、前記可動接触子３の反固定接触子１、２側に配置されたコ字状の磁性体８と、接点間に発生したアークを消弧する消弧室５と、前記接点間に発生したアークを転流させるアーク転流板７とを備えた回路遮断器において、前記アーク転流板７の前記消弧室５と対応する位置に、前記アーク転流板７に転流したアークを前記消弧室５側へ駆動する第１の磁気ヨーク９を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに対向する一対の固定接触子とこれらの間を橋絡する可動接触子とからなる電流遮断部を各相ごとに備える回路遮断器に関する。

この種の回路遮断器として、特許文献１に開示された構成が知られている。図５は、従来例を示す回路遮断器の電流遮断部の側面図である。
図において、回路遮断器の電流遮断部は、第1の固定接点１ａを有するＵ字状からなる第１の固定接触子１と、第２の固定接点２ａを有するＬ字状からなる第２の固定接触子２と、前記固定接点１ａ、２ａと接触する可動接点３ａ、３aを両端に有する可動接触子３と、Ｕ字状の磁性体からなる複数枚のグリッド４を有する消弧室５からなり、前記可動接触子３は接触スプリング６により前記第１及び第２の固定接触子１、２に押圧されている。

また、前後の消弧室５、５の間にはアーク転流板７が両消弧室５、５間に跨がるように配置されており、このアーク転流板７は接触スプリング６の受板にもなっている。さらに、前記可動接触子３の反固定接触子１，２側には前後一対のコ字状の磁性体８が配置され、その両脚部の先端は閉極状態の可動接触子３を両側から隙間を介して挟んでいる。

上述した構成において、電流は、図示しない電源側端子から第一の固定接触子１、可動接触子３、第二の固定接触子２、図示しない過電流引外し装置を経て図示しない負荷側端子に流れる。

このような回路遮断器において、通電経路に短絡電流などの大電流が流れると、固定接触子１、２と可動接触子３の平行導体間に働く電磁反発力により、可動接触子３は接触スプリング６に抗して開離し、このとき接点１ａ、３ａ間と２ａ、３ａ間にアークが発生する。このアークは、アーク自身を流れる電流による電磁力や、グリッド４の働きにより消弧室５側に引き伸ばされる。その際、アークの可動接触子３側の足はアーク転流板７に転流した後、消弧室５の方向へ駆動される。そして、アークはグリッド４により分断され、陰極・陽極降下および冷却効果により消滅する。

また、前記可動接点３ａの近傍にはコ字状の磁性体８が設けられており、大電流が流れた際に、可動接触子３を流れる電流の磁束をコ字状の磁性体８に集束させることにより、可動接触子３の開極速度を高めて遮断性能を向上させることができる。

特許第２９６５０２５号公報

ところで、従来の回路遮断器において、遮断性能を向上させるには、接点間に発生したアークをより速く消弧室側へ駆動することが必要である。このためには、アーク自身による電磁力を利用して消弧室側へのアークの駆動力を増加させることが有効である。従来の回路遮断器では、可動接点の近傍にコ字状の磁性体を配置し、該コ字状の磁性体により可動接触子の開極速度を高めることにより遮断性能を向上させている。

しかしながら、アークがアーク転流板に転流した後では、上記コ字状の磁性体だけではアークの駆動力を高めることができず、これによって遮断性能が低下してしまうという欠点があった。

そこで、本発明の課題は、アークがアーク転流板に転流した後も消弧室側へのアークの駆動力を高めることができる回路遮断器を提供することにある。

上記課題を達成するために、本発明によれば、第１の固定接点を有する第1の固定接触子と、第２の固定接点を有する第２の固定接触子と、前記第１および第２の固定接点と接触する可動接点を両端に有する可動接触子と、前記可動接触子の反固定接触子側に配置されたコ字状の磁性体と、前記可動接触子の両端に配置され、前記第１および第２の固定接点と可動接点との間に発生したアークを消弧する消弧室と、前記消弧室間に跨るように配設され、前記接点間に発生したアークを転流させるアーク転流板とを備えた回路遮断器において、前記アーク転流板の前記消弧室と対応する位置に、前記アーク転流板に転流したアークを前記消弧室側へ駆動する第１の磁気ヨークを設けるようにする。

上記回路遮断器において、前記第１の磁気ヨークと前記コ字状の磁性体との間に第２の磁気ヨークを設けることが好ましい。また、前記アーク転流板に傾斜部を設け、この傾斜部に前記第２の磁気ヨークを設けるようにしてもよい。更に、前記第１の磁気ヨークと前記第２の磁気ヨークと前記コ字状の磁性体を一体に形成してもよい。

また、上記回路遮断器において、前記第１及び第２の磁気ヨークはコ字状からなり、前記アーク転流板に一体形成することが好ましい。更に、前記第１及び第２の磁気ヨークに絶縁カバーを設けるようにしてもよい。

本発明によれば、アーク転流板の消弧室と対応する位置に、前記アーク転流板に転流したアークを前記消弧室側へ駆動する第１の磁気ヨークを設けたので、アークがアーク転流板に転流した後もアークの駆動力を高めることができ、遮断性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態を示す回路遮断器のオフ状態を示す要部断面図 図１に示す回路遮断器の要部斜視図 図１に示す電流遮断部の斜視図 図３に示す接点部周辺の斜視図 従来例を示す回路遮断器の電流遮断部の側面図

以下、本発明の実施の形態を図１乃至図４に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す回路遮断器のオフ状態を示す要部断面図、図２は、図１に示す回路遮断器の要部斜視図、図３は、図１に示す電流遮断部の斜視図、図４は、図３に示す接点部周辺の斜視図である。なお、実施例の図中で図５に対応する部材には同じ符号を付して説明する。

図において、本実施形態の回路遮断器の電流遮断部は、第1の固定接点１ａを有するＵ字状からなる第１の固定接触子１と、第２の固定接点２ａを有するＵ字状からなる第２の固定接触子２と、前記固定接点１ａ、２ａと接触する可動接点３ａ、３ａを両端に有する可動接触子３と、接点間に発生したアークを消弧する消弧室５等から構成されている。
前記電流遮断部は、ケース１２ａとカバー１２ｂからなる本体ケース内に、図２に示すように、各相ごとに収納されている。

前記第１の固定接触子１と前記第２の固定接触子２は前後に対向して配置されており、前記可動接触子３は、両端がへ字状に屈曲された短冊状からなり、閉極状態で図示しない接触スプリングにより第1および第２の固定接触子１、２に押圧され、それらの間を橋絡している。開極時には可動接触子３は図示しないホルダ等を介して開閉機構により接触スプリングに抗して押し下げられる。

また、前記第１の固定接触子１の第１の固定接点１ａの先端にはアークランナ１ｂが形成されており、前記第２の固定接触子２の第２の固定接点２ａの先端にはアークランナ２ｂが形成されている。そして、前記第1の固定接触子１は図示しない電源側端子に接続され、第２の固定接触子２は図示しない過電流引外し装置を経て図示しない負荷側端子に接続されている。

前記消弧室５は、図３に示すように、可動接触子３の両端にそれぞれ配置されており、Ｕ字状の磁性体からなる複数枚のグリッド４と、該グリッド４を支持するコ字状の絶縁物からなる支持体５ａとから構成されている。

また、前記消弧室５，５の間には、両消弧室５，５間に跨がるように鉄あるいは鋼板などの高抵抗材からなるアーク転流板７が設けられており、接点間に発生した可動接点３ａ側のアークの足を前記アーク転流板７に転流させることにより、大電流による可動接触子３や可動接点３ａの損傷を防止する。なお、防錆のために、前記アーク転流板７の表面をメッキ等により表面処理するようにしてもよい。

更に、前記アーク転流板７の可動接点３a、３aと対応する位置には、前後一対のコ字状の磁性体８が配置されており、その両脚部の先端は閉極状態の可動接触子３を両側から隙間を介して挟んでいる。前記磁性体８はアーク転流板７と一体形成されている。なお、前記コの字状の磁性体８をアーク転流板７とは別部材で形成するようにしてもよい。

ここで、本実施形態では、前記アーク転流板７の前記消弧室５、５と対応する位置に、前記アーク転流板７に転流したアークを前記消弧室５、５側へ駆動するコ字状からなる第１の磁気ヨーク９が前記アーク転流板７と一体に形成されている。

また、前記第１の磁気ヨーク９と前記コ字状の磁性体８との間には、コ字状からなる第２の磁気ヨーク１０が前記アーク転流板７と一体に形成されている。
前記第１の磁気ヨーク９は、アーク転流板７に転流したアークを前記消弧室５、５側へ駆動できるように、アーク転流板７の全域に渡って設けられている。また、前記第２の磁気ヨーク１０は、アーク転流板７に転流したアークを第１の磁気ヨーク９側に駆動できるように、アーク転流板７のアークが転流する部分の近傍、すなわち、アーク転流板７の可動接触子３の先端と対応する位置に設けられている。このように、第２の磁気ヨーク１０をアーク転流板７のアークが転流する部分の近傍に設けることにより、アークがアーク転流板７に転流した後のアークの移動をスムーズに行うことができる。

また、前記第１の磁気ヨーク９は、図４に示すように、アーク転流板７の両端から固定接触子１、２側に突出する一対の平板部９a、９ａを有しており、該平板部９aはアーク転流板７と一体に形成されている。

更に、前記第２の磁気ヨーク１０も、アーク転流板７の両端から突出する一対の平板部１０a、１０ａを有しており、該平板部１０aは、前記第１の磁気ヨーク９と前記磁性板８との間に設けられており、アーク転流板７と一体に形成されている。

前記第１の磁気ヨーク９と前記第２の磁気ヨーク１０と前記コ字状の磁性体８は、図４に示すように前記アーク転流板７に連続して形成することが好ましい。
また、前記アーク転流板７の第２の磁気ヨーク１０が設けられている部分には、可動接触子３の先端側に突出するように傾斜させた傾斜部７ａが設けられている。これにより、アークがアーク転流板７に転流した際に、傾斜部７ａでの磁束が密になるので、通電経路を流れる電流による電磁力がより強力となり、アークがアーク転流板７に転流した後のアークの移動がよりスムーズとなり、アークの駆動力を高めることができる。

なお、前記第１の磁気ヨーク９と前記第２の磁気ヨーク１０を別々に形成するようにしたが、前記第１の磁気ヨーク９と前記第２の磁気ヨーク１０を一体に形成するようにしてもよい。

また、本実施形態では、前記第１および第２の磁気ヨーク９、１０を前記アーク転流板７と一体に形成するようにしたが、前記第１および第２の磁気ヨーク９、１０を前記アーク転流板７とは別部材で形成し、コの字状からなる第１および第２の磁気ヨーク９、１０を前記アーク転流板７に配置するようにしてもよい。
更に、本実施形態では、第1および第２の磁気ヨーク９、１０と、前記磁性体８とを別々に形成するようにしたが、前記第1および第２の磁気ヨーク９、１０と前記磁性体８とを一体に形成してもよい。

次に本発明の作用について説明する。
上述した構成において、通電経路に短絡電流などの大電流が流れると、第１および第２の固定接触子１、２と可動接触子３との間に電磁反発力が発生し、図１に示すように、可動接触子３が第１および第２の固定接触子１、２から開極し、第１の固定接点１ａと可動接点３ａの間と、第２の固定接点２ａと可動接点３ａの間にアーク１１が発生する。

ここで、前記アーク転流板７にはコ字状の磁性体８が設けられており、可動接触子３を流れる電流の磁束がコ字状の磁性体８に集束されるので、可動接触子の開極速度が速くなる。

また、第1の固定接点１ａと可動接点３ａとの間に発生したアーク１１は、固定接点側のアークの足が固定接点１ａからアークランナ１ｂに転流し、可動接点３ａ側のアークの足が可動接点３ａから可動接触子３の先端を経由してアーク転流板７に転流する。同様に、第２の固定接点２ａと可動接点３ａとの間に発生したアーク１１も、固定接点側のアークの足は固定接点２ａからアークランナ２ｂに転流し、可動接点３ａ側のアークの足は可動接点３ａから可動接触子３の先端を経由してアーク転流板７に転流する。このようにして、アークが継続している間は、転流した電流がアーク転流板７に流れる。

ここで、アーク転流板７に転流したアークは、前記コ字状の磁性体８の作用により、第２の磁気ヨーク１０側に駆動される。
また、アーク転流板７には、第２の磁気ヨーク１０が設けられており、アーク転流板７を流れる電流による磁束が第２の磁気ヨーク１０に集束されるので、アーク転流板７に転流したアーク１１は、前記第２の磁気ヨーク１０により第１の磁気ヨーク９側に駆動される。

更に、アーク転流板７には、第１の磁気ヨーク９が設けられており、アーク転流板７を流れる電流による磁束が第１の磁気ヨーク９に集束されるので、前記第２の磁気ヨーク１０から第１の磁気ヨーク９側に駆動された前記アーク１１は、前記第２の磁気ヨーク９により、消弧室５側に駆動される。

そして、前記消弧室側に駆動されたアーク１１は、グリッド４により分断され、陰極・陽極降下および冷却効果により消滅する。
このように本実施形態によれば、前記アーク転流板７に第１および第２の磁気ヨーク９、１０を設けたので、前記アーク転流板７に転流したアークに作用する電磁力を高めることができる。これにより、アークを消弧室側へ高速に駆動することができ、遮断性能が向上する。

なお、前記磁性体８と前記第１及び第２の磁気ヨーク９、１０において、前記磁性体８の両側面、前記第１の磁気ヨーク９の両平板部９ａ、前記第２の磁気ヨーク１０の両平板部１０ａを絶縁カバーで覆うようにすれば、前記接点間に発生した可動接点側のアークが前記磁性体８の両側面や第１および第２の磁気ヨーク９、１０の両平板部９ａ、１０ａに点弧することを防止でき、可動接点側のアークをより確実にアーク転流板７に転流させることができる。

１ 第１の固定接触子
１ａ 第1の固定接点
２ 第２の固定接触子
２ａ 第２の固定接点
３ 可動接触子
３ａ 可動接点
５ 消弧室
７ アーク転流板
８ 磁性体
９ 第１の磁気ヨーク
１０ 第２の磁気ヨーク
１１ アーク

Claims (6)

1. 第１の固定接点を有する第１の固定接触子と、第２の固定接点を有する第２の固定接触子と、前記第１および第２の固定接点と接触する可動接点を両端に有する可動接触子と、前記可動接触子の反固定接触子側に配置されたコ字状の磁性体と、前記可動接触子の両端に配置され、前記第１および第２の固定接点と可動接点との間に発生したアークを消弧する消弧室と、前記消弧室間に跨るように配設され、前記接点間に発生したアークを転流させるアーク転流板とを備えた回路遮断器において、
   前記アーク転流板の前記消弧室と対応する位置に、前記アーク転流板に転流したアークを前記消弧室側へ駆動する第１の磁気ヨークを設けたことを特徴とする回路遮断器。
2. 前記第１の磁気ヨークと前記コ字状の磁性体との間に第２の磁気ヨークを設けたことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. 前記アーク転流板に傾斜部を設け、この傾斜部に前記第２の磁気ヨークを設けたことを特徴とする請求項２に記載の回路遮断器。
4. 前記第１の磁気ヨークと前記第２の磁気ヨークと前記コ字状の磁性体を一体に形成したことを特徴とする請求項２に記載の回路遮断器。
5. 前記第１及び第２の磁気ヨークはコ字状からなり、前記アーク転流板に一体形成されていることを特徴とする請求項２に記載の回路遮断器。
6. 前記第１及び第２の磁気ヨークに絶縁カバーを設けたことを特徴とする請求項５に記載の回路遮断器。

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