JP2017068987A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】 投入時に突入電流が流れても、接点の劣化を安価な構成で防止できる回路遮断器を提供する。
【解決手段】 ２極から成る電路を接続／遮断する接点部は、一方の極に設けられた第１主接点部Ｃ１、及び他方の極に設けられた第２主接点部Ｃ２から成る一対の主接点部Ｃと、第２主接点部Ｃ２に並列に配置された補助接点部Ｄとを有し、補助接点部Ｄに使用されている接点８は、主接点部Ｃに使用されている接点７より高硬度の材料で形成され、３つの接点部Ｃ１，Ｃ２，Ｄは投入機構により投入順序が規定され、回路遮断器１０が投入操作を受けたら、第１主接点部Ｃ１、補助接点部Ｄ、第２主接点部Ｃ２の順に投入される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、投入操作時に突入電流が流れることで、接点間に火花放電が発生して劣化する接点を保護する機構を備えた回路遮断器に関する。

回路遮断器は、接続された負荷の特性により投入操作時に突入電流が流れ、この過大な電流により接点間に火花放電が発生した。この放電現象は接点を劣化させ、繰り返し投入操作を実施するとやがて溶損し、異常な温度上昇や接点不導通、或いは溶着が発生した。
従来のこのような接点劣化を招く突入電流を抑制するための技術として、例えば特許文献１の技術があった。これは電源投入操作の際、電源電圧の位相を検出して零点近傍で各相を個別に投入するもので、電源投入時の過渡的な電流を抑制した。
また、突入電流を緩和する他の技術として、電源投入する際に回路遮断器に並列に限流回路を接続したものがあった（例えば、特許文献２参照）。

特許第４７１７１５８号公報 特開２００６−１２９５６０号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術は過渡的な電流の発生を抑制することできたが、複雑な回路を必要とするためコスト高な技術であった。
また、限流回路を接続する特許文献２の技術は、限流回路の接続作業が面倒であるし、その設置スペースも大きくなりコスト高なものとなっていた。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、投入時に突入電流が流れても、接点の劣化を安価な構成で防止できる回路遮断器を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、２極から成る電路に設置され、過電流が流れたら電路を遮断する回路遮断器であって、電路を接続／遮断する接点部は、一方の極に設けられた第１主接点部、及び他方の極に設けられた第２主接点部から成る一対の主接点部と、第２主接点部に並列に配置された補助接点部とを有し、補助接点部に使用されている接点は、主接点部に使用されている接点より高硬度の材料で形成され、３つの接点部は投入機構により投入順序が決められ、回路遮断器が投入操作を受けたら、第１主接点部、補助接点部、第２主接点部の順に投入されることを特徴とする。
この構成によれば、最初に第１主接点部が投入された後、第２主接点部が投入される前に補助接点部が投入されるため、補助接点部投入の瞬間に突入電流が流れて補助接点部の接点間に放電を発生させるが、この放電現象を受け持つ補助接点部は主接点部より高硬度であるため放電による溶融や溶損に強く、接点が劣化し難い性質を有している。そして、その後投入される第２主接点部には殆ど放電が発生することが無くなり、劣化なく接点部の長寿命化を図ることができる。しかも、電圧零点を検出する等の複雑な回路が必要なく低コストで実施できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、一対の主接点部の接点硬度に対して補助接点部の接点硬度は、ビッカース硬度で比較して２０％以上硬いことを特徴とする。
この構成によれば、補助接点部の硬度は主接点部に比べて十分高いため、放電による溶融や溶損に強く、劣化し難い。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、投入機構は、主接点部及び補助接点部のそれぞれの可動接点と固定接点との接点間距離を、投入順に合わせて互いに異なる距離で配置すると共に、全ての可動接点を全ての固定接点へ接触させる共通の操作部材を有して構成され、接点間距離が短い順に順次投入されることを特徴とする。
この構成によれば、投入機構は、接点間距離を変えるだけであり、従来の操作部材を使用でき安価に実施できる。

本発明によれば、最初に第１主接点部が投入された後、第２主接点部が投入される前に補助接点部が投入されるため、補助接点部投入の瞬間に突入電流が流れて補助接点部の接点間に放電が発生するが、この放電現象を受け持つ補助接点部は主接点部より高硬度であるため放電による溶融や溶損に強く、接点が劣化し難い。そして、その後投入される第２主接点部には殆ど放電が発生することが無くなり、劣化無く接点部の長寿命化を図ることができる。しかも、電圧零点を検出する等の複雑な回路が必要なく低コストで実施できる。

本発明に係る回路遮断器の一例を示す概念図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る回路遮断器１０の一例を示す概念図であり、一対の一次側端子１と一対の二次側端子２の間に開閉動作する接点部３、過電流を検知する引き外し素子４が設けられ、２極から成る電路に対応するよう構成されている。
一次側端子１には電源５が接続され、二次側端子２には負荷６が接続される。そして、過電流或いは短絡電流が流れたら、引き外し素子４がそれを検知して図示しない遮断機構部が動作して接点部３が開動作（遮断動作）する。

接点部３は、一対の主接点部Ｃ（第１主接点部Ｃ１，第２主接点部Ｃ２）と補助接点部Ｄを有し、３接点で構成され、補助接点部Ｄは第２主接点部Ｃ２に並列に配置され、共通する一次側端子１及び２次側端子２に接続されている。
また、主接点部Ｃに設けられた接点７（可動接点７ａ、固定接点７ｂ）に対して、補助接点部Ｄに設けられた接点８（可動接点８ａ、固定接点８ｂ）は高い硬度の接点が使用されている。例えば、主接点部Ｃの接点７のビッカース硬度が１００、補助接点部Ｄの接点８のビッカース硬度が１３０であり、３０％高い硬度の接点が使用されている。

そして、この３接点は図示しない１つの操作ハンドルのオン操作で、各接点部Ｃ，Ｄに共通する操作部材９が操作されて、各接点部Ｃ，Ｄの可動接点７ａ，８ａが一斉に順序良く固定接点７ｂ，８ｂに対して接触動作する。

但し、１つの操作ハンドルの操作により操作部材９が各接点部Ｃ，Ｄを投入動作させるが、個々の接点間距離に差を設けることで、可動接点７ａ，８ａが固定接点７ｂ，８ｂに接触するタイミング、即ちオンするタイミングに僅かなズレが発生し、特定の順に接点が投入される。
詳しくは、図１においてＢ１〜Ｂ３が接点間距離（可動接点７ａ，８ａと固定接点７ｂ，８ｂとの間の距離）を示し、例えば、Ｂ１＝３．０ｍｍ、Ｂ２＝３．５ｍｍ、Ｂ３＝４．０ｍｍとして、Ｂ１＜Ｂ２＜Ｂ３の関係が成立するよう各接点が配置されている。この結果、操作ハンドルの投入操作により最初に第１本接点Ｃ１が投入され、次に補助接点Ｄが投入され、最後に第２主接点Ｃ２が投入される。

このように、最初に第１主接点部Ｃ１が投入された後、第２主接点部Ｃ２が投入される前に補助接点部Ｄが投入されるため、補助接点部Ｄ投入の瞬間に突入電流が流れて補助接点部Ｄの接点間に放電を発生させるが、この放電を受け持つ補助接点部Ｄは主接点部Ｃより高硬度であるため放電による溶融や溶損に強く、接点が劣化し難い。そして、その後投入される第２主接点部Ｃ２には殆ど放電が発生することが無くなり、劣化無く主接点部Ｃの長寿命化を図ることができる。しかも、電圧零点を検出する等の複雑な回路が必要なく低コストで実施できる。
また、補助接点部Ｄの硬度は主接点部Ｃの硬度に比べて３０％高く十分高いため、放電による溶融や溶損に強く、接点の劣化・消耗度合いを小さくできる。
更に、投入機構はそれぞれの接点間距離を変えるだけであり、専用の投入操作部材を設けることなく、従来の投入操作部材を使用でき安価に実施できる。

尚、上記実施形態では補助接点部Ｄの接点硬度を主接点部Ｃの硬度に対して３０％高い硬度としたが、２０％程度高い硬度でも良く、放電による溶融や溶損に対して十分強くすることができる。また、主接点部Ｃの接点硬度を１００としたが、それより低硬度（例えば、ビッカース硬度８０）としても良いし逆に更に高硬度としても良い。低硬度の接点を採用すれば、劣化や消耗が早まるため、そこは、接点の消耗量等とのバランスで決定される。
また、各接点部の接点間距離に違いを設けることで、従来と同一の投入操作部材による簡易な機構により投入順序を決めているが、個々の接点部の投入順序を機械機構により決定する専用の投入操作部材を設けても良い。

１・・一次側端子、２・・二次側端子、３・・接点部、４・・引き外し素子、５・・電源、６・・負荷、７，８・・接点、９・・操作部材、Ｃ・・主接点部、Ｃ１・・第１主接点部、Ｃ２・・第２主接点部、Ｄ・・補助接点部、１０・・回路遮断器。

Claims (3)

1. ２極から成る電路に設置され、過電流が流れたら前記電路を遮断する回路遮断器であって、
   前記電路を接続／遮断する接点部は、一方の極に設けられた第１主接点部、及び他方の極に設けられた第２主接点部から成る一対の主接点部と、前記第２主接点部に並列に配置された補助接点部とを有し、前記補助接点部に使用されている接点は、前記主接点部に使用されている接点より高硬度の材料で形成され、
   前記３つの接点部は投入機構により投入順序が決められ、回路遮断器が投入操作を受けたら、前記第１主接点部、前記補助接点部、前記第２主接点部の順に投入されることを特徴とする回路遮断器。
2. 前記一対の主接点部の接点硬度に対して前記補助接点部の接点硬度は、ビッカース硬度で比較して２０％以上硬いことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
3. 前記投入機構は、前記主接点部及び補助接点部のそれぞれの可動接点と固定接点との接点間距離を、投入順に合わせて互いに異なる距離で配置すると共に、全ての前記可動接点を全ての前記固定接点へ接触させる共通の操作部材を有して構成され、前記接点間距離が短い順に順次投入されることを特徴とする請求項１又は２記載の回路遮断器。

Images