JP2012199000A - 多極回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】消弧装置の消弧能力を低下させずに小型化及び高性能化を図ることができる多極回路遮断器を提供する。
【解決手段】消弧装置１９は、互いに平行に配置した一対の側板２６ａ，２６ｂと、これら一対の側板の間に層状に結合した複数のグリッド２５とを備えている。グリッド２５の両側に形成した結合突起２５ｃ及び２５ｄが一対の側板を通過して外側に突出している。相間隔壁２８に隔てられて隣接配置されている一対の消弧装置１９，１９のそれぞれの側板から突出している結合突起２５ｃ及び２５ｄは、グリッドが延在する方向にずれて設けられている。そして、相間隔壁２８の両側面に、結合突起２５ｃ及び２５ｄを収容する収容凹部２８ｂ，２８ｃが形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、各極の消弧装置を、前記本体ケースの内部に設けた相間隔壁に隔てられながら隣接配置した多極回路遮断器に関する。

負荷電路に流れる短絡電流、又は過負荷電流の過電流を遮断するために、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器が用いられている（例えば、特許文献１）。
回路遮断器は、固定接点に対して可動接点が接触動作、或いは離間動作を行なって主回路の開閉を行なう際に、固定接点及び可動接点の間で生じるアークが消弧装置で消弧される。

図７及び図８は、従来の消弧装置１を示すものであり、この消弧装置１は、磁性材料で形成した複数枚のグリッド２と、電気絶縁物で形成した一対の側板３，３とで構成されている。
グリッド２は、長手方向の一端に切欠き溝２ａを設けた部材であり、幅方向の両側面に、幅方向中心線Ｐに対して線対称となる位置に２対の突起２ｂ，２ｃが形成されている。一対の側板３，３には、グリッド２の２対の突起２ｂ，２ｃを差し込むことが可能な２対の穴３ａ，３ｂが形成されており、これらの穴３ａ，３ｂは、グリッド２の枚数分だけ長手方向に等間隔に形成されている。

そして、一対の側板３，３の間に配置した複数枚のグリッド２の各突起２ｂ，２ｃを、側板３，３の内側から穴３ａ，３ｂに差し込み、側板３，３の外側に突出した２対の突起２ｂ，２ｃを側板３，３の外側でかしめることにより、一対の側板３，３の間に複数枚のグリッド２が多段に保持された消弧装置１が形成される。
ここで、従来の消弧装置１を使用した多極回路遮断器は、図９及び図１０に示すように、ケース本体（不図示）内に各極室の複数の消弧装置１が相間隔壁４に隔てられて隣接配置されている。

図９に示すように、隣接配置されている一方の消弧装置１の側壁３と、他方の消弧装置１の側壁３から外側に突出している突起２ｂ，２ｂ（或いは突起２ｃ，２ｃ）は対向しており、側板３，３を隔てている相間隔壁４には、突起２ｂ，２ｂ（或いは突起２ｃ，２ｃ）を収容する収容凹部４ａ，４ｂが形成されている。これら収容凹部４ａ，４ｂの間に薄肉部４ｃが形成されている。

特開２００７−３０５４０９号公報

ところで、上記構成の多極回路遮断器は、小型化を図るために相間ピッチを狭めると、隣接配置された消弧装置１の絶縁距離を確保することができないので、消弧装置１の消弧能力を小さくしなければならないという問題がある。
すなわち、隣接配置の消弧装置１を隔てている相間隔壁４は、突起２ｂ，２ｂ（或いは突起２ｃ，２ｃ）が対向した薄肉部４ｃが存在しているので絶縁距離を稼ぐことができず、グリッド２の幅寸法を小さくし、消弧能力が小さい消弧装置１とすることで絶縁距離を確保している。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、消弧装置の消弧能力を低下させずに小型化及び高性能化を図ることができる多極回路遮断器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本願発明の請求項１記載の多極回路遮断器は、本体ケース内に、固定接点を設けた固定接触子と、前記固定接点に接触可能な可動接点を設けた可動接触子と、前記固定接点及び前記可動接点との間で生じたアークを消弧する消弧装置とを各極毎に収納し、各極の消弧装置を、前記本体ケースの内部に設けた相間隔壁に隔てられながら隣接配置した多極回路遮断器において、前記消弧装置は、互いに平行に配置した一対の側板と、これら一対の側板の間に層状に結合した複数のグリッドとを備え、前記グリッドの両側に形成した結合突起が前記一対の側板を通過して外側に突出している構造とし、前記相間隔壁に隔てられて隣接配置されている一対の消弧装置のそれぞれの側板から突出している前記結合突起は、前記グリッドが延在する方向にずれて設けられており、前記相間隔壁の両側面に、前記結合突起を収容する収容凹部が形成されている。

この発明によると、相間隔壁に隔てられて隣接配置されている一対の消弧装置のそれぞれの側板から突出している結合突起が、グリッドが延在する方向にずれて設けられており、対向しない結合突起を収容する相間隔壁に形成した収容凹部が、相間隔壁の一方の側面の一部を切り欠いて形成されるので、この収容凹部から他方の側面までの壁厚さは、隣接する消弧装置との絶縁距離が十分に確保されるように大きな寸法に設定される。

ここで、小型化を図るために相間ピッチを狭める場合、本発明は、相間隔壁の収容凹部を形成した部位の壁厚さを、隣接配置された消弧装置との絶縁距離を確保できる程度の小さな値に設定する。この際、相間隔壁が絶縁距離を確保しているので、消弧装置のグリッドの幅寸法を縮小する必要がない。つまり、消弧装置の消弧能力は低下しない。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の多極回路遮断器において、前記消弧装置のグリッドは、少なくとも２個ずつの結合突起が両側に形成されており、これら両側の結合突起は、前記グリッドの平面方向中心位置に対して点対称の位置に配置されているとともに、前記一対の側板は、少なくとも２個の前記結合突起が通過する穴を有した同形状の部材であり、一方の側板に対して他方の側板を裏返した状態で平行に配置されている。
この発明によると、同一構造のグリッド及び側板を使用して容易に製作することができるので、製造コストの低減化を図ることができる。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の多極回路遮断器において、前記相間隔壁は、前記本体ケースを構成している下部側ケースから立ち上がる第１隔壁と、前記本体ケースを構成している上部側ケースから前記下部側ケースの上端に向けて延在する第２隔壁とで構成されているとともに、前記第１隔壁の上端部及び前記第２隔壁の下端部の一方に嵌合凹部を形成し、他方に前記嵌合凹部に嵌まり込む嵌合凸部を形成している。
この発明によると、相間隔壁を構成する第１隔壁及び第２隔壁は、嵌合凹部及び嵌合凸部が嵌まり込んでいるので、沿面絶縁距離を確保することができる。

本発明に係る多極回路遮断器によると、小型化を図るために相間ピッチを狭める場合には、相間隔壁の収容凹部を形成した部位の壁厚さを、隣接配置された消弧装置との絶縁距離を確保できる程度の小さな値に設定し、消弧装置のグリッドの幅寸法を縮小する必要がないので、消弧装置の消弧能力を低下させずに小型化及び高性能化を図った多極回路遮断器を提供することができる。

本発明に係る多極回路遮断器を示す断面図である。 本発明に係る多極回路遮断器のベースに収納されている各極の部品を示す図である。 本発明に係る消弧装置を示す平面図である。 本発明に係る消弧装置を示す側面図である。 図２のＢ−Ｂ線矢視図である。 相間隔壁に隔てられて隣接配置されている一対の消弧装置のそれぞれの側板から突出している結合突起及び結合突起を収容する収容凹部を示す図である。 従来の消弧装置を示す平面図である。 従来の消弧装置を示す正面図である。 従来の消弧装置が相間隔壁に隔てられて隣接配置した場合に側板から突出している結合突起及び結合突起を収容する収容凹部を示す図である。 図９のＡ−Ａ線矢視図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、三相回路に適用する３極形の多極回路遮断器１０を示している。
この多極回路遮断器１０は、箱形のベース１１ａ、カバー１１ｂ，これらベース１１ａ及びカバー１１ｂの間に配置した中間カバー１１ｃの３分割構造からなるモールド樹脂製の本体ケース１３と、電源側端子１４と、負荷側端子１５と、固定接触子１６と、可動接触子１７と、可動接触子１７を回転自在に支持する支軸１７ａと、各極の可動接触子１７を軸支保持している接触子ホルダ１８と、消弧装置１９と、接触子ホルダ１８に連繋したトグルリンク機構とラッチを備えた開閉機構２０と、開閉機構２０に連繋したロッカー式操作ハンドル２１と、バイメタルと電磁石を組合せた熱動−電磁形の過電流引外し装置２２と、過電流引外し装置２２の機械的な動作信号を受けて開閉機構２０をトリップ動作させるトリップクロスバー２３と備えている。

図２に示すように、本体ケース１３のベース１１ａ内には、三相主回路のＲ，Ｓ，Ｔ各相に対応する三つの極室が後述する相間隔壁２７（ベース隔壁２８）を隔てて隣接配置されており、各極室ごとに、電源側端子１４、負荷側端子１５及び可動接触子１７が配置され、可動接触子１７の開極移動経路に沿って負荷側端子１５側に消弧装置１９が配置されている。

本実施形態の消弧装置１９は、図３に示すように、一対の側板２６ａ，２６ｂと、これら一対の側板２６ａ，２６ｂの間に多段に配置された複数枚のグリッド２５とで構成されている。
各グリッド２５は、長手方向の一端に切欠き溝２５ａを設けた磁性材料で形成された長方形状の部材である。各グリッド２５の長手方向に延在する両側面には、それぞれ２個の突起２５ｂ，２５ｃ及び突起２５ｄ，２５ｅが形成されている。

グリッド２５の一方の側面には、切欠き溝２５ａから離間している長手方向の他端から第１距離Ｌ１の位置に突起２５ｂが形成され、この突起２５ｂから長手方向の一端に向けて第２距離Ｌ２の位置に突起２５ｃが形成されているとともに、この突起２５ｃから長手方向の一端までの距離が第３距離Ｌ３に設定されている。ここで、第３距離Ｌ３は、第１距離Ｌ１と異なる寸法に設定されている。

また、グリッド２５の他方の側面には、切欠き溝２５ａに近接する長手方向の他端から第１距離Ｌ１の位置に突起２５ｄが形成され、この突起２５ｄから長手方向の他端に向けて第２距離Ｌ２の位置に突起２５ｅが形成されているとともに、この突起２５ｅから長手方向の他端までの距離が第３距離Ｌ３に設定されている。
一対の側板２６ａ，２６ｂは、電気絶縁物で形成された長方形板状の部材であり、一方の側板２６ａは、短尺方向に離間して形成された第１穴２６ｃ及び第２穴２６ｄが、長尺方向に所定間隔をあけて複数組形成されている（図４参照）。第１穴２６ｃは、一方の端面から第３距離Ｌ３の位置に形成されており、この第１穴２６ｃと第２距離Ｌ２の位置をあけて第２穴２６ｄが形成され、この第２穴２６ｄから第１距離Ｌ１の位置が他方の端面である。

また、他方の側板２６ｂも、一方の側板２６ａと同一形状であるが、一方の側板２６ａに対して裏返した状態で対向させている。
そして、一対の側板２６ａ，２６ｂの間に各グリッド２５を配置し、突起２５ｂ〜２５ｅを側板２６ａ，２６ｂの第１及び第２穴２６ｃ，２６ｄに内側から差し込み、側板２６ａ，２６ｂの外側でかしめる。

これにより、本実施形態の消弧装置１９は、一方の側板２６ａから外側に突出するグリッド２５の突起２５ｂ，２５ｃと、他方の側板２６ｂから外側に突出するグリッド２５の突起２５ｄ，２５ｅとが、幅方向中心線Ｐに対して線対称とならない位置に設けられている。つまり、本実施形態は、グリッド２５の一方の側面に形成した突起２５ｃ及び他方の側面に形成した突起２５ｅが、グリッド２５の平面方向中心位置Ｑに対して点対称の位置に配置され、グリッド２５の一方の側面に形成した突起２５ｂ及び他方の側面に形成した突起２５ｄが、グリッド２５の平面方向中心位置Ｑに対して点対称の位置に配置されている。

そして、本体ケース１３内部の三つの極室に配置した上記構成の消弧装置１９は、図５に示すように、ベース１１ａ及び中間カバー１１ｃの内壁で形成した相間隔壁２７により互いに隔てられて隣接配置されている。
相間隔壁２７は、ベース１１ａ内部から立ち上がるベース隔壁２８と、中間カバー１１ｃ内部からベース隔壁２８の上部に向けて延在する中間カバー隔壁２９とで構成されている。

図６は、相間隔壁２７を構成しているベース隔壁２８の要部を示すものである。
ベース隔壁２８の頂部には、中間カバー隔壁２９が嵌まり込む嵌合凹部２８ａが形成されている（図５も参照）。
前述したように、本実施形態の消弧装置１９は、一方の側板２６ａから外側に突出するグリッド２５の突起２５ｂ，２５ｃと、他方の側板２６ｂから外側に突出するグリッド２５の突起２５ｄ，２５ｅとが幅方向中心線Ｐに対して線対称とならない位置に設けられているので、隣接配置した一方の消弧装置１９の側板２６ａ及び他方の消弧装置１９の側板２６ｂから外側に突出している突起２５ｃ，２５ｄ（或いは突起２５ｂ，２５ｅ）は対向しない。

ここで、ベース隔壁２８には、隣接配置した一方の消弧装置１９の突起２５ｃ及び他方の消弧装置１９の突起２５ｄ（或いは一方の消弧装置１９の突起２５ｂ及び他方の消弧装置１９の突起２５ｅ）が入り込む収容凹部２８ｂ，２８ｃが形成されている。
一方の収容凹部２８ｂはベース隔壁２８の一方の側面の一部を切り欠くことで形成されており、この収容凹部２８ｂから他方の側面までのベース隔壁２８の厚さＨ１は、絶縁距離が十分に確保できる寸法に設定されている。

また、他方の収容凹部２８ｃもベース隔壁２８の他方の側面の一部を切り欠くことで形成されており、この収容凹部２８ｃから一方の側面までのベース隔壁２８の厚さＨ１も、絶縁距離が十分に確保できる寸法に設定されている。
また、図５に示すように、中間カバー隔壁２９の下端には、前述したベース隔壁２８の嵌合凹部２８ａに嵌合する嵌合凸部２９ａが形成されている。

そして、中間カバー隔壁２９の一方の側面にも、ベース隔壁２８の収容凹部２８ｃと連続して突起２５ｂ〜２５ｅの何れかが入り込む収容凹部２９ｂが形成されているとともに、中間カバー隔壁２９の他方の側面にも、ベース隔壁２８の収容凹部２８ｂと連続して突起２５ｂ〜２５ｅの何れかが入り込む収容凹部（不図示）が形成されている。
ここで、本発明に係る下部側ケースがベース１１ａに対応し、本発明に係る上部側ケースが中間カバー１１ｃに対応し、本発明に係る第１隔壁がベース隔壁に対応し、本発明に係る第２隔壁が中間カバー隔壁に対応している。

上記構成の多極回路遮断器１０の電流遮断動作は、過負荷電流のように比較的小さな過電流が継続して流れると、過電流引外し装置２２のバイメタルが湾曲してその操作端がトリップクロスバー２３のレバーを押圧し、これに従動して開閉機構２０のラッチを釈放する。これにより、開閉機構２０がトリップ動作して開閉スプリングが接触子ホルダ１８を時計方向に回動し、接触子ホルダ１８に保持した可動接触子１７を開極位置に移動して電流を遮断する。

また、短絡電流のような過大電流が流れた場合には、過電流引外し装置２２の電磁石による開閉機構２０のトリップ動作を待たずに、固定接触子１６と可動接触子１７との間に働く電磁反発力により可動接触子１７が先に開極動作を開始し、これに僅か遅れて開閉機構２０がトリップ動作して接触子ホルダ１８を時計方向に駆動し、接触子ホルダ１８に保持した可動接触子１７を開極位置に移動して電流を遮断する。
ここで、電流遮断時に固定接触子１６と可動接触子１７の接点間に発生したアークは、電磁駆動力及びアークの周域に発生するアークガスの圧力を受けて消弧装置１９に駆動され、消弧装置１９の複数のグリッド２５の間に押し込まれて消滅する。

次に、本実施形態の多極回路遮断器１０の作用効果について説明する。
本実施形態の多極回路遮断器１０は、本体ケース１３内の三つの極室に、三台の消弧装置１９が相間隔壁２７に隔てられて配置されている。
図６に示すように、隣接配置した一方の消弧装置１９の側板２６ａから外側に突出している突起２５ｃと、他方の消弧装置１９の側板２６ｂから外側に突出している突起２５ｄは、互いに対向する位置に突出しておらず、長手方向（図６の上下方向）にずれて形成されている。

また、突起２５ｃ，２５ｄを収容するために相間隔壁２７（ベース隔壁２８）に設けた収納凹部２８ｂ，２８ｃも、互いに対向する位置に設けられておらず、長手方向（図６の上下方向）にずれて形成されている。
このように、収納凹部２８ｂ，２８ｃは、相間隔壁２７の側面の一部を切り欠いて形成され、他方の側面までの壁厚さＨ１が、隣接する消弧装置１９との絶縁距離が十分に確保されるような大きな寸法に設定されている。

ここで、本実施形態の多極回路遮断器１０において小型化を図るために相間ピッチを狭める場合には、相間隔壁２７（ベース隔壁２８）の壁厚さＨ１を、隣接配置された消弧装置１９との絶縁距離を確保できる程度の小さな値に設定する。この際、相間隔壁２７が絶縁距離を確保しているので、消弧装置１９のグリッド２６の幅寸法は縮小しない（消弧装置１９の消弧能力を低下させない）。

したがって、本実施形態は、消弧装置１９の消弧能力を低下させずに、小型化及び高性能化を図った多極回路遮断器１０を提供することができる。
また、ベース隔壁２８及び中間カバー隔壁２９は、互いの端部に形成した嵌合凹部２８ａ及び嵌合凸部２９ａが嵌合することで相間隔壁２７を設けているので、隣接する消弧装置１９間の沿面絶縁距離も確保することができる。

また、消弧装置１９を構成するグリッド２５は、長手方向に延在する両側面にそれぞれ２個の突起２５ｂ，２５ｃ及び突起２５ｄ，２５ｅが形成され、これら突起２５ｂ，２５ｃ及び突起２５ｄ，２５ｅは、グリッド２５の平面方向中心位置Ｑに対して点対称の位置に配置されている。また、消弧装置１９を構成する一対の側板２６ａ，２６ｂは同一形状の部材であり、一方の側板２６ａは突起２５ｂ，２５ｃが通過する穴２６ｃ，２６ｄが形成されており、他方の側板２６ｂは、一方の側板２６ａに対して裏返した状態で対向させると、突起２５ｄ，２５ｅが通過する穴２６ｃ，２６ｄが形成される。
このように、本実施形態の消弧装置１９は、同一構造のグリッド２５及び側板２６ａ，２６ｂを使用して容易に製作することができるので、製造コストの低減化を図ることができる。

１０…多極回路遮断器、１１ａ…ベース、１１ｂ…カバー、１１ｃ…中間カバー、１３…本体ケース、１４…電源側端子、１５…負荷側端子、１６…固定接触子、１７…可動接触子、１７ａ…支軸、１８…接触子ホルダ、１９…消弧装置、２０…開閉機構、２１…ロッカー式操作ハンドル、２２…過電流引外し装置、２３…トリップクロスバー、２５…グリッド、２５ａ…切欠き溝、２５ｂ〜２５ｅ…突起、２６ａ，２６ｂ…側板、２６ｃ，２６ｄ…穴、２７…相間隔壁、２８…ベース隔壁、２８ａ…嵌合凹部、２８ｂ，２８ｃ…収容凹部、２９…中間カバー隔壁、２９ａ…嵌合凸部、２９ｂ…収容凹部

Claims (3)

1. 本体ケース内に、固定接点を設けた固定接触子と、前記固定接点に接触可能な可動接点を設けた可動接触子と、前記固定接点及び前記可動接点との間で生じたアークを消弧する消弧装置とを各極毎に収納し、各極の消弧装置を、前記本体ケースの内部に設けた相間隔壁に隔てられながら隣接配置した多極回路遮断器において、
   前記消弧装置は、互いに平行に配置した一対の側板と、これら一対の側板の間に層状に結合した複数のグリッドとを備え、前記グリッドの両側に形成した結合突起が前記一対の側板を通過して外側に突出している構造とし、
   前記相間隔壁に隔てられて隣接配置されている一対の消弧装置のそれぞれの側板から突出している前記結合突起は、前記グリッドが延在する方向にずれて設けられており、
   前記相間隔壁の両側面に、前記結合突起を収容する収容凹部が形成されていることを特徴とする多極回路遮断器。
2. 前記消弧装置のグリッドは、少なくとも２個ずつの結合突起が両側に形成されており、これら両側の結合突起は、前記グリッドの平面方向中心位置に対して点対称の位置に配置されているとともに、
   前記一対の側板は、少なくとも２個の前記結合突起が通過する穴を有した同形状の部材であり、一方の側板に対して他方の側板を裏返した状態で平行に配置されていることを特徴とする請求項１記載の多極回路遮断器。
3. 前記相間隔壁は、前記本体ケースを構成している下部側ケースから立ち上がる第１隔壁と、前記本体ケースを構成している上部側ケースから前記下部側ケースの上端に向けて延在する第２隔壁とで構成されているとともに、
   前記第１隔壁の上端部及び前記第２隔壁の下端部の一方に嵌合凹部を形成し、他方に前記嵌合凹部に嵌まり込む嵌合凸部を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の多極回路遮断器。

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