JP2013012504A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】 固定接点がそれぞれ固着された２つの固定接触子と、これら固定接点と対応する可動接点が両端に固着された可動接触子を有する回動形の回路遮断器において、反発開放位置まではね返された可動接触子の閉極動作を遅らせることでアーク電圧の急速な低下を防止でき、遮断性能の優れた回路遮断器を得る。
【解決手段】 ２つの固定接触子１１、１５に、それぞれの固定接点１２、１６に発生するアークを可動接触子３の中心部と反対側に駆動する駆動コイル２０、２５を設け、これら駆動コイル２０、２５は、それぞれ可動接触子３の回動の軌跡を含む面のいずれか一方の側方のみに配置される第１および第２駆動コイル側部２２、２７とを有し、これら第１および第２コイル側部２２、２７は、上記回転の軌跡を含む面に対して異なる側に設けられているものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、接触子間に発生する電磁力を利用して開極する回路遮断器に関する。

従来の配線用遮断器においては、中心部にて回動自在に保持されて両端に可動接点が固着された可動接点ブリッジ（可動接触子）と、それぞれの可動接点と接点対を構成する固定接点が固着された２つの導電体（固定接触子）とを有している。それぞれの導電体は、一端部から上記接点ブリッジの回動中心側へと伸ばされるとともに、半ループ形の湾曲部により対応する可動接点の開極方向側へと折り返され、この折り返された側の他端部の外側面に上記固定接点が固着されている。

このように構成された配線用遮断器では、上記２つの導電体には閉成状態の上記可動接点ブリッジの電流と対向して逆方向の電流が流れ、短絡電流が流れたときに上記可動接点ブリッジを反発開放位置にはね返す電磁反発力が発生する。この電磁反発力を利用して、接圧ばねの閉極の力に反して上記２つの接点対を高速開極させている。（例えば、特許文献１参照）。

特開平６―５２７７７号公報(第３乃至４頁、第１乃至３図)

このような配線用遮断器では、可動接点ブリッジの開極とともに、可動接点ブリッジの両端部が、それぞれ可動接点ブリッジの当該端部に設けられた可動接点と接点対を構成しない方の固定接点を有する固定接触子（以下、反対側の固定接触子）に近づいていく構成となっている。特に、小形化のために短い可動接点ブリッジを用い、この短い可動接点ブリッジで必要な開極距離を確保するために可動接点ブリッジの回動可能角度を大きくした回路遮断器では、可動接点ブリッジが反発開放位置に近づいたときに、上記可動接点ブリッジの当該端部が反対側の固定接触子に近接することになる。このとき、上記反対側の固定接触子の半ループ形の湾曲部には、上記当該端部を流れる電流とは反対方向の電流成分が流れているので、反発開放位置に近づいた上記可動接点ブリッジを閉極方向へ押し戻す電磁反発力が発生する。この可動接点ブリッジを閉極方向へ押し戻す電磁反発力により、反発開放位置まで開極した可動接点ブリッジの閉極動作が早くなり、急速に接点間距離が減少する。この急速な接点間距離の減少にともないアーク電圧が急速に低下し、所望の遮断性能が得られないという問題があった。

この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、反発開放位置へはね返された可動接触子の閉極動作を遅らせることでアーク電圧の急速な低下を防止でき、遮断性能の優れた回路遮断器を得ることを目的とする。

この発明に係る回路遮断器においては、第１および第２固定接点がそれぞれ端部に固着された第１および第２固定接触子と、上記第１および第２固定接点とそれぞれ接点対を構成する第１および第２可動接点と、中心部で回動自在に保持され、両端部にそれぞれ上記第１および第２可動接点が固着され、閉成状態において上記第１および第２固定接点を電気的に接続し、且つ上記第１および第２固定接触子との間で働く電磁力を利用して開極する可動接触子とを備え、上記第１固定接触子は、上記中心部より上記第１固定接点側に配置され、且つ上記第１固定接点に発生するアークを上記中心部と反対側に駆動する磁場を発生する第１駆動コイルを有し、上記第１駆動コイルは、上記可動接触子の回動の軌跡を含む面の一側方に上記回動の軌跡を含む面に沿って配置される第１駆動コイル側部と、上記第１固定接点が内側面に固着されて上記第１駆動コイル側部の端部につながる第１固定接点板とを有し、且つ、上記第１駆動コイル側部の上記中心部側の少なくとも一部と上記第１固定接点板とで、上記中心部側に伸びるとともに上記第１可動接点の閉極方向側へと折り返される第１湾曲部を形成し、上記第２固定接触子は、上記中心部より上記第２固定接点側に配置され、且つ上記第２固定接点に発生するアークを上記中心部と反対側に駆動する磁場を発生する第２駆動コイルを有し、上記第２駆動コイルは、上記回動の軌跡を含む面の上記第１駆動コイル側部が設けられていない側の側方に、上記回動の軌跡を含む面に沿って配置される第２駆動コイル側部と、上記第２固定接点が内側面に固着されて上記第２駆動コイル側部の端部につながる第２固定接点板とを備え、且つ、上記第２駆動コイル側部の上記中心部側の少なくとも一部と上記第２固定接点板とで、上記中心部側に伸びるとともに上記第２可動接点の閉極方向側へと折り返される第２湾曲部を形成したものである。

この発明によれば、反発開放位置へはね返された可動接触子の閉極動作を遅らせることでアーク電圧の急速な低下を防止でき、遮断性能の優れた回路遮断器を得ることができる。

この発明の実施の形態１における閉成状態の回路遮断器の一部を部分断面とした正面図である。 この発明の実施の形態１における回路遮断器のカバーおよび操作機構などを取り除いたときの上面図である この発明の実施の形態１における回路遮断器の固定接触子などを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１における回路遮断器の開極動作にともないアークが発生した時の要部を示す正面図である。 図４の上面図である。 この発明の実施の形態１における短絡電流遮断時のアーク電圧波形と電流波形を示す図である。 この発明の実施の形態２における回路遮断器の消弧装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３における回路遮断器の開成状態の要部を示す正面図である。 この発明の実施の形態４における回路遮断器の開成状態の要部を示す正面図である。 図９の断面Ａ-Ａを示す断面図である。 この発明の実施の形態５における回路遮断器の開極動作にともないアークが発生した時の要部を示す正面図である。 図１１の上面図である。 この発明の実施の形態６における回路遮断器の開極状態における要部を示す上面図である。 この発明の実施の形態７における回路遮断器の消弧ユニットを示す斜視図である。 図１４における断面Ｓを示す断面図である。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１を、図１乃至６を参照して説明する。図１は、この実施の形態１の閉成状態の回路遮断器の一部を部分断面とした正面図であり、筐体を構成するベース１の一部と、接圧発生手段２を介して可動接触子３を回動自在に保持するローター４の一部を切り取っている。また、消弧板５の配置を示すため、手前側の消弧側板６を省略している。筐体は、ベース１とカバー７にて構成され、カバー７に設けられた開口部より操作ハンドル８が突出している。ベース１およびカバー７は絶縁性の材料、例えば樹脂などにより製作されている。図２は、図１の回路遮断器のカバー７および操作機構（図示せず）などを取り除いたときの上面図であり、３極回路遮断器となっている。筐体の両端には、電源側の外部電路を接続する電源側端子９、および負荷側の外部電路を接続する負荷側端子１０が、極毎に絶縁されて固定されている。電源側端子９は、第１固定接触子１１の一端部に接続され、第１固定接触子１１の他端部には第１固定接点１２が固着されている。第１固定接点１２は、中心部で回動自在に保持された可動接触子３の一端部に固着された第１可動接点１３と接離可能に設けられ、第１可動接点１３と第１固定接点１２とで第１接点対を構成している。また、可動接触子３の他端部には第２可動接点１４が固着されており、第２固定接触子１５の一端部に固着されている第２固定接点１６と接離可能に設けられ、第２可動接点１４と第２固定接点１６とで第２接点対を構成している。第２固定接触子１５の他端部は、中間端子１７を介して、異常電流を検出して上記操作機構をトリップ動作させる検出部１８に接続されている。検出部１８は、中間端子１７とは反対側で負荷側端子１０に接続されている。検出部１８の信号によりトリップ動作する上記操作機構は、操作ハンドル８を手動で操作することで開閉動作させることができる。また、各極はベース１とカバー７に設けられた隔壁などにて電気的に絶縁されている。

さらに、各部の構成を詳細に説明する。閉成状態では、可動接触子３は、接圧発生手段２、例えば、接圧ばねを介して閉極方向に付勢された状態で絶縁性のローター４に保持されている。ローター４は、極毎に独立して設けられているが、各ローター４に設けられた孔を、極をまたがって貫通する２本の連結棒１９にて連結されており、この連結棒１９を上記操作機構にて動作させることで、ローター４が回動する。また、閉成状態では、上記第１および第２接点対がそれぞれ共に接触することで、第１固定接触子１１と第２固定接触子１５とが電気的に接続され、電路が閉路となる。

第１固定接触子１１は、可動接触子３の回動の軌跡を含む面（以下、回動面）と垂直な方向、つまり図１において紙面と垂直な方向（以下、回動軸方向）から見て、閉成状態における可動接触子３の中心部より第１固定接点１２側に配置され、第１固定接点１２および第１可動接点１３の間で発生したアークを上記中心部と反対側へと駆動する磁場を発生する第１駆動コイル２０を有している。

第２固定接触子１５は、第１固定接触子と同様な構成であり、回動軸方向から見て、閉成状態における可動接触子３の中心部より第２固定接点１６側に配置され、第２固定接点１６および第２可動接点１４の間で発生したアークを上記中心部と反対側へと駆動する磁場を発生する第２駆動コイル２５を有している。

図３は、この実施の形態における回路遮断器の第１駆動コイル２０を有する第１固定接触子１１と、電源側端子９および第１アークランナ２４とが一体に構成された部品を示す斜視図である。第１駆動コイル２０は、回動面の一側方に上記回動面に沿って配置される第１駆動コイル側部２２と、第１固定接点１２が固着されて第１駆動コイル側部２２の端部につながる第１固定接点板２３とを有している。

この第１駆動コイル２０を回転軸方向から見たときの形状は、図１に示すように、回動軸方向から見て、第１可動接点１３が閉極する方向に開口部を有する１ターン未満のコイルとなっている。さらに詳細に説明すると、第１駆動コイル２０は、一方の端部が電源側端子９に接続され、この接続部から一旦、第１可動接点１３の開極方向、つまり上方へと伸びて可動接触子３の中心部側へと湾曲し、上記中心部側へ向かって水平に伸びるとともに、第１駆動コイル側部２２の上記水平に伸びる部分の終端から第１固定接点板２３までの連続した導体にて構成される第１湾曲部２１にて、第１可動接点１３の閉極方向へと略Ｕ字状に折り返された形状となっている。この略Ｕ字状に折り返された側の他方の端部の内側面に、第１固定接点１２が固着されている。また、上記他方の端部を構成する第１固定接点板２３の上記中心部と反対側には、第１アークランナ２４が連続して設けられている。

なお、第１駆動コイル２０は、第１固定接点板２３を除いて所定の絶縁手段、例えば樹脂性の絶縁壁（図示せず）にてアークに直接触れないように絶縁、保護されている。

第２駆動コイル２５は、第１駆動コイル２０と同様な構成であり、回動面の第１駆動コイル側部２２が設けられていない側の側方に、上記回動面に沿って配置される第２駆動コイル側部２７と、第２固定接点１６が固着されて第２駆動コイル側部２７の端部につながる第２固定接点板２８とを有している。

この第２駆動コイル２５を回転軸方向から見たときの形状は、図１に示すように、第２可動接点１４が閉極する方向に開口部を有する１ターン未満のコイルとなっている。さらに詳細に説明すると、第２駆動コイル２５は、一方の端部が中間端子１７に接続され、この接続部から一旦、第２可動接点１４の開極方向、つまり下方へと伸びて可動接触子３の中心部側へと湾曲し、上記中心部側へ向かって水平に伸びるとともに、第２駆動コイル側部２７の上記水平に伸びる部分の終端から第２固定接点板２８までの連続した導体にて構成される第２湾曲部２６にて、第２可動接点１４の閉極方向へと略Ｕ字状に折り返された形状となっている。この略Ｕ字状に折り返された側の他方の端部の内側面に、第２固定接点１６が固着されている。また、上記他方の端部を構成する第２固定接点板２８の上記中心部と反対側には、第２アークランナ２９が連続して設けられている。

なお、第２駆動コイル２５は、第２固定接点板２８を除いて所定の絶縁手段、例えば樹脂性の絶縁壁（図示せず）にてアークに直接触れないように絶縁、保護されている。

第１消弧装置３０は、複数の軟磁性材料、例えば鉄にて製作された消弧板５が適切な間隙を持って一対の絶縁性の消弧側板６にて回動軸方向から保持されたものであり、第１接点対に対向するように配置されている。第１消弧装置３０の消弧板５には、第１接点対と対向する部分にアークを引き込むための略Ｖ字状の回動面に沿った切り欠き部３４を有している。また、第１消弧装置３０は、一方の消弧側板６側で第１駆動コイル側部２２と対向するように配置されている。

第２消弧装置３１は、第１消弧装置３０と同様な構成であり、複数の軟磁性材料、例えば鉄にて製作された消弧板５が適切な間隙を持って一対の絶縁性の消弧側板６にて回動軸方向から保持されたものであり、第２接点対に対向するように配置されている。また、第２消弧装置３１の消弧板５には、第２接点対と対向する部分にアークを引き込むための略Ｖ字状の回動面に沿った切り欠き部３４を有している。また、第２消弧装置３１は、一方の消弧側板６側で第２駆動コイル側部２７と対向するように配置されている。

ベース１とカバー７で構成される筐体には、主に第１接点対で発生したアークの熱ガスを外部へ排出する第１排気路３２と、主に第２接点対で発生したアークの熱ガスを筐体外部へ排出する第２排気路３３とが設けられている。この第１排気路３２および第２排気路３３は、それぞれ反発開放位置の可動接触子３の端部と第１消弧装置３０または第２消弧装置３１を挟んで対向する筐体内の開口部から、筐体外部へと連通するように設けられている。

次に、動作について説明する。閉成状態の回路遮断器に短絡電流が流れると、第１可動接点１３と第１固定接点１２との間、および第２可動接点１４と第２固定接点１６との間で、接触点への電流集中に起因する開極方向の電磁力が発生する。これと共に、可動接触子３の第１可動接点１３側の電路と第１固定接触子１１の電路との間、および可動接触子３の第２可動接点１４側の電路と第２固定接触子１５の電路との間で、それぞれ可動接触子３を開極方向へと駆動する電磁力が発生する。図１に示すように、閉成状態の可動接触子３の両端部は、それぞれ第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５のループ内にあるので、第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５にて、上記電路の間の開極方向の電磁力が強化される。これらの開極方向の電磁力が、接圧発生手段２の閉極方向の力を打ち消すことで接点が開極する。

開極と共に、第１および第２接点対にアークが発生して接触点への電流集中がなくなり、接触点での電流集中に起因する開極方向の電磁力は消失する。一方、アークの発生とともにアークスポットから高温のジェットが噴出するので、開極方向の力としてアーク力が新たに加わる。このアーク力と上記電路の間の開極方向の電磁力とにより、接圧発生手段２の力に反して可動接触子３が反発開放位置まで高速開極する。

図４および５に、反発開放位置まで可動接触子３が回動したときの状態を示している。図中、破線にてアークの形態を模式的に表している。なお、図４では、消弧板５の配置を示すため、手前側の消弧側板６を省略している。

開極と共に第１および第２接点対で発生した電気的に直列の２つのアークは、それぞれ第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５により、可動接触子３の中心部と反対側に駆動され、引き伸ばされる。この引き伸ばされたアークは、それぞれ第１消弧装置３０および第２消弧装置３１の消弧板５にて分断、冷却されるので、アーク長が長くなることに加えてアーク柱自体の抵抗が大きくなり、アーク電圧が急速に立ち上る。このアーク電圧の急速な立ち上りにより、短絡電流が急速に限流され、短い時間で事故電流を遮断することができる。つまり、電流ピークおよび通過エネルギーを低く制限でき、回路保護能力が高く、遮断時の自己損耗が少ない回路遮断器を得ることができる。

短絡電流の発生は、発生直後に検出部１８において検出され、検出部１８の指令により操作機構、例えばトグルリンク機構がトリップ動作を開始する。この操作機構のトリップ動作により連結棒１９を介してローター４が回動することで、可動接触子３を開成状態で保持することができる。ローター４の回動の開始は、上記電路の間の開極方向の電磁力などによる高速開極動作より大幅に遅れ、ローター４の回動の完了は、短絡電流を限流して遮断が完了する直前もしくは直後となる。従って、上記電路の間の開極方向の電磁力およびアーク力などの開極力が電流瞬時時の低下にともない急速に低下する電流ピーク以降において、反発開放位置まで高速開極した可動接触子３は、開極力が接圧発生手段２などの閉極力より小さくなった時点で閉極方向に回動する閉極動作を開始する。この閉極方向の回動にともない接点間距離が短くなるので、アーク長が短くなりアーク電圧が低下する。

従来の回路遮断器のように、反対側の固定接触子に、反発開放位置に近接した可動接触子を閉極方向へ押し戻す電磁反発力を発生させる電路がある構成では、上述の可動接触子３の閉極動作を開始する時刻および閉極の速度がはやくなり、急速に接点間距離が減少する。このような急速な接点間距離の減少は、単にアーク長が短くなることによるアーク電圧の低下のみならず、消弧装置でのアークの分断、冷却を維持するのに必要なアーク長よりアークが短くなることによって一層のアーク電圧の低下をもたらす。このアーク電圧の急激な低下は、電流の減衰を遅らせるのみならず、最悪の場合は再点弧をおこして回路遮断器の損耗を増大させる。

これに対し、この発明の回路遮断器では、第１固定接触子１１および第２固定接触子１５に、それぞれ上述のような構成の第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５を設けることで、反対側の固定接触子による可動接触子を閉極方向へ押し戻す電磁反発力が発生しないようにして、開極反発位置へはね返された可動接触子３が閉極動作を開始する時刻およびこの閉極動作の速度を従来に比べて遅くしている。これにより、アーク長の短縮が遅くなり、消弧装置３０、３１でのアークの分断、冷却を維持するのに必要なアーク長を遮断完了まで確保することで、アーク電圧の急激な低下を防止できる。

また、図４に示すように、反発開放位置の可動接触子３の両端部が、それぞれ第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５のループ内に位置するように構成しているので、開極初期において主たる開極方向の電磁力を発生する第１固定接点板２３および第２固定接点板２８の電路が、それぞれ可動接触子３の端部から遠くなる反発開放位置においても、第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５が発生する磁場成分により可動接触子３に開極方向の電磁力を与えることができる。従って、可動接触子３の反発開放位置からの閉極動作の開始時間およびその速度を緩やかにできるので、高いアーク電圧を維持して急速に事故電流を絞り込み、短い時間で電流零点を向かえて遮断することができる。

図６は、この実施の形態の短絡電流遮断動作時のアーク電圧波形と時間の関係、および電流波形と時間の関係を、上述の従来の配線用遮断器を比較例として対比して示している。時刻ｔ０で短絡事故が発生し、時刻ｔ１で第１および第２接点対が開極する。続いて、この実施の形態では、比較例の時刻ｔ４より早い時刻ｔ３にて最大アーク電圧に至る（このとき可動接触子３は反発開放位置にある）。このように比較例の最大アーク電圧発生時刻ｔ３がこの実施の形態より遅れるのは、従来の回路遮断器では反発開放位置に近付くほど反対側の固定接触子が発生する閉極方向の電磁反発力により開極力が打ち消され、開極速度が減速されるためである。

また、２つのアークを電気的に直列な状態で発生させて高いアーク電圧を得る回路遮断器においては、電流ピークは、アーク電圧が最大アーク電圧に至る前の電源圧を越えた時刻に発生する。従って、従来の回路遮断器において、可動接触子の端部が反対側の固定接触子に近接して閉極方向の電磁反発力の影響が顕著になる前に、電流ピークをむかえる。そのため、この実施の形態と比較例との電流ピーク値の差は、電流ピーク以降の電流波形ほど顕著に見られず、この実施の形態の電流ピーク値が比較例に比べて若干低減する程度である。

最大アーク電圧の維持時間は、可動接触子３の反発開放位置の維持時間とほぼ対応し、比較例のアーク電圧が低下を開始する時刻ｔ５は、この実施の形態の時刻ｔ６より早くなる。また、接点間距離の減少速度はこの実施の形態の方が比較例に比べ小さくなるので、アーク電圧の低下速度も小さくなる。このように、より高いアーク電圧を維持することで電流の減衰が早くなるので、それぞれアーク電圧が低下を開始した時刻ｔ５およびｔ６から、電流零点の時刻ｔ８およびｔ７までの時間は、この実施の形態の方が比較例に比べ大幅に短くなる。ここで、電流零点でのアーク電圧を比較すると、この実施の形態のアーク電圧Ｖ７の方が、比較例のアーク電圧Ｖ８より大幅に大きいことが分かる。このアーク電圧の差は、電流零点での接点間距離の差にほぼ等しくなるので、この実施の形態の方が、比較例に比べ圧倒的に高い絶縁回復力を得ることができ、遮断性能に優れた回路遮断器を実現できる。

以上より、この実施の形態では、それぞれ第１および第２接点対で発生したアークを可動接触子３の中心部と反対側に駆動する磁場を発生する第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５を設け、これら駆動コイルに、それぞれ上記中心部側に伸びるとともに第１可動接点１３および第２可動接点１４の閉極方向側へと折り返される第１湾曲部２１および第２湾曲部２６を設け、それぞれの上記折り返された側の端部の内側面に第１固定接点１２および第２固定接点１６を固着させたので、反対側の固定接触子を流れる電流による可動接触子３を閉極方向へ押し戻す電磁反発力が生じない。これにより、反発開放位置まではね返された可動接触子３の閉極動作を従来に比べて遅らせることができるので、アーク電圧の急速な低下を防止でき、遮断性能に優れた回路遮断器を実現できる。

また、第１固定接点１２および第２固定接点１６の位置を、それぞれ第１可動接点１３および第２可動接点１４の閉極方向に折り返した第１駆動コイル２０および第２駆動コイル１３の内側面としたので、回路遮断器の開閉極方向の寸法の小形化が実現できる。

この回路遮断器の開閉極方向の寸法の小形化についてさらに詳細に説明する。従来の固定接触子、具体的には、可動接触子の中心部側で半ループ形の湾曲部により対応する可動接点の開極方向側へと折り返され、この折り返された側の他端部の外側面に固定接点が固着されている固定接触子を用いる場合、少なくとも、固定接点が固着された他端部の固定接点と反対側に、可動接点の開極方向側へと折り返される湾曲部を収納するための空間が必要となる。従って、遮断に必要な最大開極距離が同じとすると、筐体の開閉極方向の寸法は、少なくとも２つの固定接触子の湾曲部を収納するための空間分だけ余分に必要となる。

これに対して、この発明では、第１固定接触子１１および第２固定接触子１５を、それぞれ第１湾曲部２１および第２湾曲部２６にて、第１可動接点１３および第２可動接点１４の閉極方向に折り返すように構成し、この折り返した側の内側面にそれぞれ第１固定接点１２および第２固定接点１６を固着させたので、第１固定接点１２および第２固定接点１６がそれぞれ固着された第１固定接点板２３および第２固定接点板２８を、それぞれ筐体内の第１可動接点１３および第２可動接点１４が閉極する側の内面に近接して配置することができる。従って、従来必要であった、２つの固定接触子の湾曲部を収納するために余分に設けた空間は不要となり、その分、回路遮断器の開閉極方向の寸法を小形化することができる。

また、第１駆動コイル側部２２を、回動面の一方の側方に配置し、第２駆動コイル側部２７を、上記一方の側方と反対の側方に配置したので、これらを同じ側方に配置した場合に比べて第１駆動コイル側部２２と第２駆動コイル側部２７との間の絶縁距離を大きくでき、遮断時に発生する煤の付着などによる第１固定接触子１１と第２固定接触子１５との間の絶縁低下を低減できる。これにより、遮断動作後の電源側端子９と負荷側端子１０の間の抵抗値が、規格で定められた所定の値以下となることを防止でき、遮断後の耐電圧性能に優れた回路遮断器を得ることができる。

また、第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７を、回動面を挟んで異なる側方に配置することで、第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７を回動面に対して同じ側方に設ける場合に比べ、安定的な開閉動作の実現が可能となる。

この安定的な開閉動作の実現についてさらに詳細に説明する。仮に、第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７を回動面に対して同じ側方に配置した場合、可動接触子３の第１可動接点１３が固着された一端と第１駆動コイル側部２２との間で発生する回動軸方向の電磁吸引力と、可動接触子３の第２可動接点１４が固着された他端と第２駆動コイル側部２７との間で発生する回動軸方向の電磁吸引力は、同一方向となる。このため、可動接触子３は、ローター４の回動面と並行な一方の内面に上記電磁吸引力により押しつけられる。

この電磁吸引力は、短絡電流遮断などの大電流が流れる時には非常に大きな力となるので、可動接触子３が反発開放位置へと高速開極する時の摩擦力が増大するとともに、可動接触子３およびローター４が回転軸方向にずれて他部品と干渉するなどの問題が発生することがある。これらは可動接触子３の高速開極動作を遅らせる要因となるとともに、上記の他部品との干渉が生じると、遮断後に正常な再閉極ができなくなることがある。

これに対して、第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７を、回動面を挟んで異なる側方に配置した場合、上述の可動接触子３の両端に作用する回転軸方向の電磁吸引力が、可動接触子３の中心部を境にして第１駆動コイル側部２２側と第２駆動コイル側部２７とで反対方向となる。従って、可動接触子３を回転軸方向に並進移動させる力は相殺され、可動接触子３の反発開放位置へと高速開極する時の摩擦力増大を低減できるとともに、可動接触子３およびローター４が回転軸方向にずれることによる他部品との干渉などの問題を防止でき、安定的な開閉動作の実現が可能となる。

また、第１駆動コイル側部２２を、回動面のいずれか一方の側方のみに配置したので、第１駆動コイル側部２２が配置されていない側の空間を利用して消弧板５の面積を拡張して第１消弧装置３０の容積を大きくできる。同様に、第２駆動コイル側部２７を、回動面のいずれか一方の側方のみに配置したので、第２駆動コイル側部２７が配置されていない側の空間を利用して第２消弧装置３１の消弧板５の面積を拡張して第２消弧装置３１の容積を大きくできる。

このように消弧板５の面積を拡張することで、軟磁性材料にて製作された消弧板５の体積を増大させることができ、アークを消弧板５側に引き付ける作用を大きくできる。これにより、特に、過負荷電流以下での遮断性能が向上する。また、消弧装置３０、３１の容積の増加にともない熱容量が増加するので、消弧装置の損耗が低減され、短絡電流を繰返し遮断できる回路遮断器を実現できる。

また、第１駆動コイル２０を、第１可動接点１３が閉極する方向に開口を有する１ターン未満の短いコイルとし、第２駆動コイル２５を、第２可動接点１４が閉極する方向に開口を有する１ターン未満の短いコイルとしたので、通常通電時に第１および第２接点対で発生する熱を効果的に外部電線へと逃すことができ、通電の信頼性の高い回路遮断器を実現できる。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２における回路遮断器の消弧装置３０、３１を示しており、その他の構成は実施の形態１と同様であるので、以下においては実施の形態１と異なる点について説明をおこなう。なお、図７では、複数の消弧板５に設けた切り欠き部３４の位置が分かるように、手前側の消弧側板６の一部を切り欠いている。

実施の形態１では、図１に示すように、適切な間隙をもって積層される複数の消弧板５は、回動面に平行な一対の消弧側板６に、消弧側板６の底辺に対して傾斜を持って保持されており、消弧側板６に垂直且つ開閉極方向に対して垂直の面（図１において水平方向の面）に対して非対称の形状となっている。また、消弧板５は、それぞれ回動面に対して第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７が設けられていない側方に拡張され、この拡張により第１消弧装置３０と第および消弧装置３１の容積をそれぞれ大きくしている。また、図５に示すように、消弧板５は、それぞれ第１接点対および第２接点対と対向する部分に、アークを引き込むための略Ｖ字状の回動面に沿った切り欠き部３４を有しているので、第１消弧装置３０および第２消弧装置３１は回動面に対しても非対称の形状となっている。

第１可動接点１３および第２可動接点１４の開極方向をそれぞれ上方として、第１消弧装置３０側および第２消弧装置３１側から第１および第２接点対側を見た場合、第１駆動コイル側部２２は第１消弧装置３０右側に位置し、第２駆動コイル側部２７は第２消弧装置３１の左側に位置する。つまり、第１消弧装置３０と第２消弧装置３１とは、左右異なる方向に拡張された消弧板５を有しており、回動面に対して左右が逆の構造となっている。従って、２つの接点対を有する回路遮断器を構成するには、２種類の消弧装置を用意する必要がある。

そこで、この実施の形態では、図７に示すように、第１消弧装置３０および第２消弧装置３１を、それぞれ回動面に平行に配置された消弧側板６にて消弧板５を水平に保持する構成とし、さらに、第１消弧装置３０および第２消弧装置３１を、それぞれ開閉極方向の寸法の中心を通る水平な面（図中一点鎖線で示す）に対して面対称の構造としている。

このような消弧装置３０、３１を用いた回路遮断器においても、実施の形態１と同様の作用効果が得られる。

これに加え、上記構造の第１消弧装置３０および第２消弧装置３１を同一形状としても、第１消弧装置３０を、消弧板５ｂが第１アークランナ２４と対向するように配置し、第２消弧装置３１を、消弧板５ａが第２アークランナ２９と対向するように配置することで、図１に示した回路遮断器に組み込むことができるので、第１消弧装置３０と第２消弧装置３１を共用化できる。

なお、図７では複数の消弧板５を全て水平に設けたが、消弧板５を、消弧側板６に垂直且つ消弧板５の積層方向の板面と交わらない面に対して面対称に配置しても、例えば回動軸方向から見て対称面が中心線となるラッパ状に配置しても、第１消弧装置３０と第２消弧装置３１を共用可能な構成とすることできる。仮に、消弧板５の積層方向の板面に上記対称面が交わる場合を想定すると、複数の消弧板５は、それぞれ大きさが異なり、両方に切り欠き部を有する屈曲した形状となるので、適切な消弧装置を構成することができない。

以上より、それぞれ回動面を挟んでこれと平行な一対の消弧側板６にて複数の消弧板５を適切な間隙をもって保持した第１消弧装置３０および第２消弧装置３１において、消弧板５が可動接触子３の端部と対向する位置に回動面に沿った切り欠き部を有し、且つ上記回転面に対して非対称な形状の場合でも、消弧側板６に垂直且つ消弧板５の積層方向の板面と交わらない面に対して面対称となるように消弧装置を構成することで、第１消弧装置３０および第２消弧装置３１を共用でき、安価な回路遮断器を実現できる。

実施の形態３.
図８は、この発明の実施の形態３における回路遮断器の開成状態における要部を示しており、その他の構成は実施の形態１と同様であるので、以下においては実施の形態１と異なることに限って説明をおこなう。

実施の形態１では、第１駆動コイル２０と第２駆動コイル２５を、同じ導体長さで構成したが、この実施の形態では、図８に示すように、中間端子１７を介して検出部１８に接続される第２駆動コイル２５を、電源側端子９を介して外部電線に接続される第１駆動コイル２０より導体長が短いコイルとしている。

このように構成された回路遮断器においても、反発開放位置の可動接触子３の第２可動接点１４側の端部の一部が回動軸方向から見て第２駆動コイル２５のループ外となることより、反発開放位置の可動接触子３を開極方向へ駆動する電磁力が低下することに関することを除いて、実施の形態１と同様の作用効果が得られる。

これに加えて、回路遮断器内で発生する熱の主たる放出先である外部電線までの熱抵抗が第１接点対に比べて大きい第２接点対での発熱を、第２駆動コイル２５の導体長を短くすることで、より効率的に負荷側の外部電線に逃せるようになり、通電による回路遮断器の異常温度上昇を低減できる。

また、この発明の回路遮断器のように、一つの可動接触子３が主たる発熱源である２つの接触面にて挟まれる構成では、可動接触子３の局所的な異常温度上昇が発生しやすい。そこで、図８に示したように、第２駆動コイル２５の導体長を短くすることで、可動接触子３から第２固定接触子１５への伝熱効率が高まり、可動接触子３の局所的な異常温度上昇を防止できる。

なお、図８では、第２駆動コイル２５の導体長を短くしたが、第１駆動コイル２０の導体長を第２駆動コイル２５より短くしても、上記の可動接触子３の局所的な異常温度上昇を防止できる。

以上より、第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５のいずれか一方の導体長を、他方より短くすることで、通電による異常温度上昇を防ぎ、通電の信頼性の高い回路遮断器を実現できる。

実施の形態４.
図９は、この発明の実施の形態４における回路遮断器の開成状態における要部を示しており、その他の構成は実施の形態１と同様であるので、以下においては実施の形態１と異なることに限って説明をおこなう。なお、図９において、消弧板５の配置が分かるように、消弧板５を紙面前後方向から挟み込むように保持する消弧側板６の紙面手前側の部位を省略している。

実施の形態１では、第１駆動コイル２０およびと第２駆動コイル２５の形状を、それぞれ電源端子部７および中間端子１７から、一旦、対応する可動接点の開極方向（上下方向）に立ち上り、続いて可動接触子３の中心部側へと水平方向に伸びて、対応する可動接点の閉極方向に折り返すように構成したが、図９に示すように、第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５の形状を、それぞれ電源端子部７および中間端子１７から、真直ぐに上記中心部側へと水平方向に伸ばして、対応する可動接点の閉極方向に折り返すように構成してもよい。

このように構成された回路遮断器においても、反発開放位置の可動接触子３の両端部が、それぞれ回動軸方向から見て第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５のループ外になることにより、電流ピーク以降の遮断動作後半において、第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５による可動接触子３に作用する開極方向へ電磁力が無くなることに関することを除いて、実施の形態１と同様の作用効果が得られる。これに加えて得られる作用効果を以下において説明する。

第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５の形状を、それぞれ電源端子部９および中間端子１７から、真直ぐに上記中心部側へと水平方向に伸ばして、対応する可動接点の閉極方向に折り返す形状とすることで、実施の形態１より駆動コイル２０、２５の導体長さを短く出来る。これにより、第１および第２接点対で発生する熱を、より効率的に外部電線へと逃がすことができるとともに、第１駆動コイル２０およびと第２駆動コイル２５自体の発熱量を低減でき、回路遮断器の異常温度上昇が発生し難くなる。特に、局所的に温度上昇が発生しやすい可動接触子３の異常温度上昇を防止できる。

図１０は、図９の断面Ａ−Ａを示しており、図中、第２固定接触子１５側の部品は簡略化のため省略している。複数の消弧板５は、同図で示すように、第１駆動コイル側部２２の側方に配置された消弧板５ｃと、第１駆動コイル側部２２より上方に配置された消弧板５ｄとの２種類の消弧板にて構成されている。消弧板５ｃは、消弧側板６ａと消弧側板６ｃにて保持され、消弧板５ｄは、消弧側板６ｂと消弧側板６ｃにて保持される。消弧板５ｄは、第１駆動コイル側部２２のループを小さくすることで得られた第１駆動コイル側部２２の上方の空間を利用して面積が拡張されており、体積が大きくなっている。

このように消弧板５ｄの体積を増大させることで、軟磁性材料にて製作された消弧板５ｄによるアークを消弧板５側に引き付ける作用が大きくなるので、特に、過負荷電流以下での遮断性能が向上する。また、消弧板５ｄの体積の増大ともなう熱容量の増加により、アークによる消弧板５ｄの損耗を低減できるので、たとえ熱容量が相対的に小さな消弧板５ｃがアークにより溶断しても消弧装置３０、３１が分解せず、繰返し遮断可能な回路遮断器が実現できる。

実施の形態５．
図１１は、この発明の実施の形態５における回路遮断器の開成状態における要部を示しており、第１ヨーク３５、第２ヨーク３６、第１補助ヨーク３７および第２補助ヨーク３８を設けたことに関する以外の構成は、実施の形態１と同様であるので、以下においては実施の形態１と異なることに限って説明をおこなう。なお、図１１において、消弧板５の配置が分かるように、消弧板５を紙面前後方向から挟み込むように保持する消弧側板６の紙面手前側の部位を省略している。また、図１２は、図１１の上面図であり、両図には、破線にてアークの形態を模式的に示している。

この実施の形態では、図１１および１２に示すように、それぞれ第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５の内側に板状の第１ヨーク３５および第２ヨーク３６を配置し、それぞれ第１接点対および第２接点対を挟んで、第１ヨーク３５および第２ヨーク３６に対向する第１補助ヨーク３７および第２補助ヨーク３８を設けている。この第１補助ヨーク３７および第２補助ヨーク３８は、第１ヨーク３５および第２ヨーク３６より左右方向の寸法が小さく、第１消弧装置３０および第２消弧装置３１のそれぞれ第１接点対および第２接点対と対向する面に、それぞれ対向している。なお、第１ヨーク３５、第２ヨーク３６、第１補助ヨーク３７および第２補助ヨーク３８は、所定の方法、例えば樹脂材料などにより、アークに直接触れないように、少なくともアークに面する側が絶縁、保護されている。

このように構成された回路遮断器においても、実施の形態１と同様の作用効果が得られる。これに加えて得られる作用効果を以下において説明する。

この実施の形態では、それぞれ第１ヨーク３５および第２ヨーク３６を回動面に対向するように第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５の内側に配置することにより、可動接触子３を開極方向に駆動し、且つそれぞれアークを第１消弧装置３０および第２消弧装置３１へと駆動する磁場成分が強化されるので、アークが伸長する速度が速くなるとともに、第１消弧装置３０および第２消弧装置３１でアークを分断、冷却する時期が早まる。これにより、短絡電流発生時のアーク電圧の立ち上り速度が早まり、限流性能を向上させることができる。なお、この作用効果は、第１補助ヨーク３７および第２補助ヨーク３８により一層向上させることができる。

また、多極回路遮断器では各極の駆動コイル２０、２５が平行に配置されるが、隣り合う極で逆位相の電流を遮断する場合、当該極の可動接触子３の開極動作およびアークの駆動に対して、当該極の隣の極の駆動コイル２０、２５が発生する磁場が悪影響をおよぼし、遮断性能を低下させることがある。第１ヨーク３５および第２ヨーク３６を設けることで、この悪影響をおよぼす磁場の成分を遮蔽できるので、上記の遮断性能の低下を防止することができる。なお、この作用効果は、第１補助ヨーク３７および第２補助ヨーク３８により一層向上させることができる。

また、図１２に示すように、それぞれ第１補助ヨーク３７および第２補助ヨーク３８を、第１ヨーク３５および第２ヨーク３６より小さくし、それぞれ第１消弧装置３０の第１接点対の側の面、および第２消弧装置３１の第２接点対の側の面に対向するようにしたので、第１補助ヨーク３７および第２補助ヨーク３８を小さくしたことにより得られた空間を利用して、消弧板５の面積を拡張して体積を大きくできる。

このように消弧板５の体積を増大させることで、軟磁性材料にて製作された消弧板５によるアークを消弧板５側に引き付ける作用が大きくなるので、特に、過負荷電流以下での遮断性能が向上する。また、消弧板５の体積の増大により熱容量が増えるので、アークによる消弧板５の損耗を低減でき、短絡電流を繰返し遮断可能な回路遮断器が実現できる。

さらに、軟磁性材料で製作されるヨーク３５、３６、消弧板５および補助ヨーク３７、３８にて、それぞれ第１消弧装置３０および第２消弧装置３１において、擬似的に消弧板５の面積が拡張された場合と同質の磁気回路が構成されるので、上記のアークを消弧板５側に引き付ける作用がさらに大きくなる。

例えば、図１２において、第２消弧装置３１、第２ヨーク３６および第２補助ヨーク３８に注目すると、第２ヨーク３６の中間端子１７側の部位により消弧板５の上下方向の寸法が擬似的に拡大し、第２ヨーク３６の可動接触子３の中心部側の部位と第２補助ヨーク３８とにより、消弧板５の略Ｖ溝を有する部分が擬似的に右方向に拡大していること分かる。これは、第１消弧装置３０側においても同様であり、第１ヨーク３５により、消弧板５の上下方向の寸法が擬似的に拡大し、第１ヨーク３５と第１補助ヨーク３７とにより、消弧板５のＶ溝を有する部分が擬似的に左方向に拡大している。この消弧板５の磁気的な擬似的拡大により、アークを消弧板５側に引き付ける作用がさらに大きくなり、遮断性能を一層向上させることができる。

なお、この実施例では、それぞれ第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５の内側に、当該駆動コイルの内側のループ形状に沿うような板状の第１ヨーク３５および第２ヨーク３６を設けたが、回路遮断器の幅寸法（各極が隣り合う方向の寸法）による制限を満たせる場合、隣極との隔壁と第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５との間に、それぞれ第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５の外側のループ形状に沿うように面積を拡大した第１ヨーク３５および第２ヨーク３６を設けてもよい。このような構成においても、第１駆動コイル３０および第２駆動コイル３１の可動接触子３を開極方向に駆動し、アークを対応する消弧装置３０、３１へと駆動する磁場が強化されるとともに、特に、隣極の磁場の悪影響を遮蔽する効果がより強化される。

実施の形態６．
実施の形態５では、第１ヨーク３５および第２ヨーク３６を、それぞれ第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７のループ内のほぼ全面にわたって配置し、第１消弧装置３０および第２消弧装置３１の一方の消弧側板６と対向するように設けたが、図１３に示すように、第１ヨーク３５および第２ヨーク３６をそれぞれ第１補助ヨーク３７および第２補助ヨーク３８とほぼ同一寸法に縮小し、この寸法の縮小にともない得られる空間を利用して、第１消弧装置３０および第２消弧装置３１の消弧板５の面積を拡張してもよい。

このように消弧板５の面積を拡張させることで、消弧板５の体積を一層増大させることができるので、軟磁性材料にて製作された消弧板５によるアークを消弧板５側に引き付ける作用をより大きくでき、過負荷電流以下での遮断性能がより向上する。また、消弧板５の熱容量がより増加するので、アークによる消弧板５の損耗をより低減でき、短絡電流を繰返し遮断可能な回路遮断器が実現できる。

なお、実施の形態５および６では、第１ヨーク３５および第１補助ヨーク３７の第１接点対が開閉する方向の寸法、並びに第２ヨーク３６および第２補助ヨーク３８の第２接点対が開閉する方向の寸法を、それぞれ閉成状態のみならず開成状態の第１可動接点１３および第２可動接点１４を挟み込む高さとしたが、この高さを閉成状態の可動接触子３の第１可動接点１３および第２可動接点１４がそれぞれ固着された端部を側方から挟み込む程度の高さとしてもよい。このような高さのヨーク３５、３６および補助ヨーク３７、３８を設けることで、開極初期の可動接触子およびアークに、これらを駆動させる磁場を集中させることができ、第１および第２接点対の開極初期の開極速度を高めて、電流ピークを低減することができる。

また、実施の形態５および６では、第１固定接触子１１および第２固定接触子１５に対応して、それぞれヨーク３５、３６および補助ヨーク３７、３８の両方を設けたが、例えば、必要な通電性能を確保するために第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７の導体断面を大きくとる必要がある場合、第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５のループ内の空間が小さくなりヨークを設置することが困難となることがある。このような場合は、回動面の駆動コイル側部２２、２７が設置されていない側の補助ヨーク３７、３８のみを設置して、可動接触子３を開極方向に駆動し、且つそれぞれアークを第１消弧装置３０および第２消弧装置３１へと駆動する磁場成分を強化してもよい。

また、実施の形態５および６では、ヨーク３５、３６および補助ヨーク３７、３８を、第１固定接触子１１および第２固定接触子１５の両方に対応して設けたが、どちらか一方の固定接触子のみに対応して設けてもよい。

以上より、回動面の少なくとも一方の側方に配置され、且つ回動面と垂直な方向で閉成状態の可動接触子３の端部と対向するヨーク３５、３６または補助ヨーク３７、３８を設けることで、当該駆動コイルの可動接触子３およびアークを駆動する磁場を強化でき、遮断性能を向上させることができる。

実施の形態７．
図１４は、この発明の実施の形態７における回路遮断器の３極分の消弧ユニット３９を示す斜視図であり、極毎に可動接触子３および固定接触子１１、１５などをユニットケース４０にて収納し、この３極分の消弧ユニット３９を並置して連結棒１９にて貫通させ、ベース１とカバー７にて収納して３極回路遮断器を構成すること、および各極に第１ヨーク３５と第２ヨーク３６とを設けることに関すること以外は、実施の形態１と同様であるので、以下においては実施の形態１と異なることに限って説明をおこなう。図１５は、図１４における切断面Ｓを図中の矢印の方向から見た断面図である。

実施の形態１では、可動接触子３、ローター４、接圧発生手段２、第１固定接触子１１、第２固定接触子１５、第１消弧装置３０および第２消弧装置３１などを、外部筐体を構成するベース１およびカバー７にて直接収納したが、この実施の形態では、これらを極毎にユニットケース４０にて収納して極毎の消弧ユニット３９を構成し、この消弧ユニット３９を３極分並置して連結棒１９にて貫通させ、これをベース１およびカバー７にて収納して３極回路遮断器を構成している。ユニットケース４０は、極毎に回動面を両側から挟み込むように組み合わされるユニットケース４０ａ、４０ｂにて構成されており、極間の絶縁の確保は極間に位置するユニットケースの部位にておこなうので、実施の形態１で示したような、極間を絶縁するためにベース１とカバー７とに設けられた隔壁は必要ない。

また、ユニットケース４０ａ、４０ｂの外側の壁面に設けた窪み部に、それぞれ第１ヨーク３５および第２ヨーク３６を収納することで必要な絶縁を確保している。さらに、第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７も、それぞれユニットケース４０ａ、４０ｂの外側の壁面に上記コイル側部形状に沿った形の窪みを設けて収納され、第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７の必要な絶縁を確保するとともに、アークが第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７に転流しないようにユニットケース４０にて保護、隔離している。

さらに、複数の消弧ユニット３９を開閉極方向から見たときに、当該極の第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７が、隣極の第１駆動コイル側部２２または第２駆動コイル側部２７と対向しないように、各極の第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７は、回動面に対して異なる側方に配置されている。

第１駆動コイル側部２２から第１固定接点板２３につながる部位、および第２駆動コイル側部２７から第２固定接点板２８につながる部位は、それぞれユニットケース４０に設けられた貫通穴によりケース内部へと導入される。ユニットケース４０ａ、４０ｂには、連結棒１９を貫通させるための長孔４１が設けられており、この長孔４１は、操作機構の開閉動作をローター４に伝達する連結棒１９の動きを阻害しないように円弧状としている。また、ユニットケース４０ａ、４０ｂの内側の面には、ローター４の回動を案内する円周状のリブ４２が設けられている。

また、短絡遮断時には、アークの発生にともない筐体内の圧力が上昇して筐体に非常に大きな力が作用するが、この実施の形態では、主にユニットケース４０により上記力を受けている。そのため、ユニットケース４０は、機械的強度の大きい絶縁部材、例えば、ガラス繊維にて強化された高強度樹脂などにて製作されている。

このように構成された回路遮断器においても、実施の形態１と同様の作用効果が得られる。これに加えて得られる作用効果を以下において説明する。

この実施の形態では、ユニットケース４０の外壁面の窪みに配置された第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７に、開極した可動接触子３およびアークを流れる電流の影響により、それぞれユニットケース４０を内側に押す電磁力が発生する。一方、短絡遮断時には、内圧の上昇にともなうユニットケース４０を外側へと押す力が発生するので、第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７をユニットケース４０の外壁面に設けることで、上記内側に押す電磁力で上記外側に押す力を相殺でき、短絡遮断時の筐体割れを防止できるとともに、ユニットケース４０の製作に使用する高強度材料をより安価なものへと変更することができる。

また、各極の第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７が、回動面に対して異なる側方に配置されるので、特に、３極回路遮断器をハンドル８が設けられる操作面側から見て、左右の極の中央の極に面していない左右の外壁面が、内圧上昇により割れることを防止する効果が得られる。

この左右の外壁面の割れ防止について、さらに詳細に説明する。アークによる内圧上昇が発生した場合、左右の極の中央の極側の壁面は、隣極のユニットケース４０と接しているので、この隣極のユニットケース４０で支えられる。さらに、上記中央の極側の壁面は、隣極内部で発生した圧力により隣極のユニットケース４０を介して当該極の内側へと押されるので、内圧上昇にともなう力の一部が相殺される。このような理由で、上記中央の極側の壁面での筐体割れは発生し難い。一方、上記左右の外壁面では、このような、隣極のユニットケース４０での支え、および隣極の内圧上昇にともなう力の相殺は起こらないので、上記中央の極側の壁面より筐体割れが発生しやすい。

ここで、仮に、各極の第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７が回動面に対して同じ側方に配置され、同一構成の消弧ユニットを３極並置して回路遮断器を構成した場合を想定する。この場合、上記左右の外壁面のどちらか一方には、第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７の両方が配置されるが、他方には、いずれの駆動コイル側部も配置されない。この他方では、上述の駆動コイル側部２２、２７がユニットケース４０を内側に押す電磁力は得られず、回路遮断器で最も筐体割れが発生しやすい壁面となる。そのため、このような弱点部分の筐体割れを防止するため、高価な高強度材料を使用する、筐体壁厚を厚くする、および遮断容量を制限するなどの対策が必要である。

これに対して、この実施の形態の構成では、各極の第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７が回動面に対して異なる側方に配置されるので、上記左右の外壁面には、必ず１つの駆動コイル側部が配置され、上述のような弱点部分は生じない。上記左右の外壁面では、必ず第１駆動コイル側部２２もしくは第２駆動コイル側部２７に発生するユニットケース４０を内側に押す電磁力を用いて、内圧によるユニットケース４０を外側に押す力の一部を相殺できる。これにより、より安価な材料を筐体に使用することができる、筐体壁厚を薄くでき使用する筐体材料を減らせる、および筐体割れで制限されていた遮断容量を格上げできるなどの効果が得られる。つまり、より安価で高い遮断容量の回路遮断器を提供することができる。

また、第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７を回動面の異なる側方に設けて、第１駆動コイル側部２２と第２駆動コイル側部２７との間の絶縁距離を同じ側方に配置した場合より大きくしていることは実施の形態１と同様であるが、第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７をユニットケース４０に設けた窪み部に収納することにより、第１駆動コイル側部２２と第２駆動コイル側部２７との間の絶縁をさらに強化できる。これにより、遮断動作時に発生する導電性の煤による電源側端子９と負荷側端子１０の間の抵抗値が、規格で定められた所定の値以下となることを防止でき、遮断後の耐電圧性能に優れた回路遮断器を得ることができる。

また、第１ヨーク３５および第２ヨーク３６をそれぞれ第１駆動コイル２０および第２駆動コイル２５の内側に設けることで、可動接触子３を開極方向に駆動し、且つアークをそれぞれ第１消弧装置３０および第２消弧装置３１へと駆動する磁場成分が強化できる。これにより、アークが伸長する速度が速くなるとともに、第１消弧装置３０および第２消弧装置３１でアークを分断、冷却する時期が早まるので、短絡電流発生時のアーク電圧の立ち上り速度が早まり、限流性能を向上させることができる。

また、隣り合う極で逆位相の電流を遮断する場合、当該極の可動接触子３の開極動作およびアークの駆動に対して、当該極の隣の極の駆動コイル２０、２５が発生する磁場が悪影響をおよぼし、遮断性能を低下させることがある。この悪影響をおよぼす磁場の成分は、第１ヨーク３５および第２ヨーク３６を設けることで遮蔽できるので、上記の遮断性能の低下を防止することができる。

なお、この実施の形態では、磁場を強化する手段として第１ヨーク３５および第２ヨーク３６を設けたが、これらに加え、図１１および図１２で示したように、第１補助ヨーク３７および第２補助ヨーク３８を設けてもよく、このような構成を用いることで実施の形態５と同様の作用効果が得られる。

また、第１補助ヨーク３７および第２補助ヨーク３８を設ける場合、第１ヨーク３５および第２ヨーク３６と同様に、第１補助ヨーク３７および第２補助ヨーク３８をユニットケース２９の外側の面に窪みを設けて収納してもよい。

なお、実施の形態１乃至７では、第１駆動コイル側部２２および第２駆動コイル側部２７を、回動面を挟んで異なる側方に配置したが、第１駆動コイル側部２２と第２駆動コイル側部２７を、それぞれ回動面を挟んで同じ側方に配置しても、上述の反対側の固定接触子による可動接触子を閉極方向へ押し戻す電磁反発力に起因したアーク電圧の急速な低下を防止できる。

１ ベース、２ 接圧発生手段、３ 可動接触子、４ ローター、５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 消弧板、６、６ａ、６ｂ、６ｃ 消弧側板、７ カバー、８ 操作ハンドル、９ 電源側端子、１０ 負荷側端子、１１ 第１固定接触子、１２ 第１固定接点、１３ 第１可動接点、１４ 第２可動接点、１５ 第２固定接触子、１６ 第２固定接点、１７ 中間端子、１８ 検出部、１９ 連結棒、２０ 第１駆動コイル、２１ 第１湾曲部、２２ 第１駆動コイル側部、２３ 第１固定接点板、２４ 第１アークランナ、２５ 第２駆動コイル、２６ 第２湾曲部、２７ 第２駆動コイル側部、２８ 第２固定接点板、２９ 第２アークランナ、３０ 第１消弧装置、３１ 第２消弧装置、３２ 第１排気路、３３ 第２排気路、３４ 切り欠き部、３５ 第１ヨーク、３６ 第２ヨーク、３７ 第１補助ヨーク、３８ 第２補助ヨーク、３９ 消弧ユニット、４０、４０ａ、４０ｂ ユニットケース、４１ 長孔、４２ リブ。

Claims (5)

1. 第１および第２固定接点がそれぞれ端部に固着された第１および第２固定接触子と、
   上記第１および第２固定接点とそれぞれ接点対を構成する第１および第２可動接点と、
   中心部で回動自在に保持され、両端部にそれぞれ上記第１および第２可動接点が固着され、閉成状態において上記第１および第２固定接点を電気的に接続し、且つ上記第１および第２固定接触子との間で働く電磁力を利用して開極する可動接触子とを備え、
   上記第１固定接触子は、上記中心部より上記第１固定接点側に配置され、且つ上記第１固定接点に発生するアークを上記中心部と反対側に駆動する磁場を発生する第１駆動コイルを有し、
   上記第１駆動コイルは、上記可動接触子の回動の軌跡を含む面の一側方に上記回動の軌跡を含む面に沿って配置される第１駆動コイル側部と、上記第１固定接点が内側面に固着されて上記第１駆動コイル側部の端部につながる第１固定接点板とを有し、且つ、上記第１駆動コイル側部の上記中心部側の少なくとも一部と上記第１固定接点板とで、上記中心部側に伸びるとともに上記第１可動接点の閉極方向側へと折り返される第１湾曲部を形成し、
   上記第２固定接触子は、上記中心部より上記第２固定接点側に配置され、且つ上記第２固定接点に発生するアークを上記中心部と反対側に駆動する磁場を発生する第２駆動コイルを有し、
   上記第２駆動コイルは、上記回動の軌跡を含む面の上記第１駆動コイル側部が設けられていない側の側方に、上記回動の軌跡を含む面に沿って配置される第２駆動コイル側部と、上記第２固定接点が内側面に固着されて上記第２駆動コイル側部の端部につながる第２固定接点板とを備え、且つ、上記第２駆動コイル側部の上記中心部側の少なくとも一部と上記第２固定接点板とで、上記中心部側に伸びるとともに上記第２可動接点の閉極方向側へと折り返される第２湾曲部を形成していることを特徴とする回路遮断器。
2. 可動接触子の端部と対向する位置に可動接触子の回動の軌跡を含む面に沿った切り欠き部を有し、且つ上記軌跡を含む面に対して非対称な形状の複数の消弧板を、それぞれ間隙をもって積層された状態で、上記軌跡を含む面に平行に配置される一対の消弧側板にて保持した第１および第２消弧装置を有し、この第１および第２消弧装置は、上記消弧側板に垂直且つ上記消弧板の積層方向の板面と交わらない面に対して、それぞれ面対称であることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
3. 第１および第２駆動コイルは、いずれか一方が他方より短い導体長を有することを特徴とした請求項１または２に記載の回路遮断器。
4. 可動接触子の回動の軌跡を含む面の少なくとも一方の側方に配置され、且つ上記軌跡を含む面と垂直な方向で閉成状態の可動接触子の端部と対向するヨークまたは補助ヨークを備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回路遮断器。
5. 第１および第２駆動コイルは、それぞれ第１および第２可動接点が閉極する方向に開口を有する１ターン未満のコイルであることを特徴とした請求項１乃至４のいずれかに記載の回路遮断器。

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