JP2018092862A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】小電流の場合でも適切にアークを消弧し、電流を適切に遮断することができる回路遮断器を提供する。【解決手段】固定接点１１を有する固定接触子１０と、固定接点に接触する可動接点２１を有する可動接触子２０と、可動接触子が閉極位置から開極位置に動作する際に発生するアークＡを転流させる導体３１，３２と、導体によって移動されたアークを消弧する消弧装置４０と、圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置５０と、圧縮空気供給装置から供給された圧縮空気をアークに対して吹き付け、アークを消弧装置に向けて移動させる空気吹付機構６０と、を備えている。空気吹付機構は、可動接触子の動作方向に対して直行する方向に離間して配置され、圧縮空気供給装置から供給された圧縮空気をアークに対して吹き付ける一対のノズル６２Ａ，６２Ｂを備えている。【選択図】図５

Description

本発明は、固定接触子に対して可動接触子を開極させて電流を遮断する回路遮断器に関する。

一般に、回路遮断器においては、固定接触子に対して可動接触子を開極させて電流を遮断する際に、両接触子に設けられた接点対間でアークが発生する。このアークが発生したままでは、電流遮断を行えないため、接点対間で発生したアークを消弧することが行われている。
従来のこの種の回路遮断器として、例えば、特許文献１に示すものが知られている。
特許文献１に示す回路遮断器は、高融解点合金の可動接点及び低融解点合金の第１アークホーンを設けた可動接触子と、高融解点合金の固定接点を設けた固定接触子と、これら可動接触子と固定接触子とを収納し、可動接触子と固定接触子の離間時に発生するアークによって生成するガスを加圧保持する蓄圧空間及び生成するガスを放出する排出口を有する消弧室容器とを備え、蓄圧空間からのガスの流れにより可動接点上に発生するアークを第１アークホーン上に移動し、消弧するようにしている。

特開２００６−２８６５６９号公報

しかしながら、この従来の特許文献１に示す回路遮断器にあっては、以下の問題点があった。
即ち、特許文献１に示した回路遮断器の場合、可動接触子に設けられた可動接点と固定接触子に設けられた固定接点との間でアークが発生し、そのアークの熱によって周辺の空気を熱し加圧ガスを生成するようにしている。このため、アークの熱の発生が少ない小電流の場合には、加圧ガスが円滑に発生せず、蓄圧空間からのガスの流れにより可動接点上に発生するアークを適切に消弧することができない。

従って、本発明はこの従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、小電流の場合でも適切にアークを消弧し、電流を適切に遮断することができる回路遮断器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る回路遮断器は、固定接点を有する固定接触子と、固定接点に接触する可動接点を有し、可動接点が固定接点に接触する閉極位置と可動接点が固定接点から離間する開極位置との間を動作する可動接触子と、可動接触子が閉極位置から開極位置に動作する際に発生するアークを転流させる導体と、導体によって移動されたアークを消弧する消弧装置と、圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置と、圧縮空気供給装置から供給された圧縮空気を前記アークに対して吹き付け、アークを消弧装置に向けて移動させる空気吹付機構と、を備え、空気吹付機構は、可動接触子の動作方向に対して直行する方向に離間して配置され、圧縮空気供給装置から供給された圧縮空気をアークに対して吹き付ける一対のノズルを備えている。

本発明に係る回路遮断器によれば、小電流の場合でも適切にアークを消弧し、電流を適切に遮断することができる。

本発明の第１実施形態に係る回路遮断器の正面図である。 図１の符号IIの矢印で示す範囲内の消弧室、固定接触子及び可動接触子の構造を説明するための図である。 可動接触子が閉極位置にある状態を示す図である。 可動接触子が開極位置にある状態を示す図である。 図４のV-V矢視断面図である。 図５の要部を拡大して示した図である。

次に、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す本発明の第１実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る回路遮断器１は、消弧室２と、操作機構部３とを備えている。
消弧室２内には、図２に示すように、電源側端子（図示せず）に接続された固定接触子１０と、負荷側端子（図示せず）に接続された可動接触子２０と、電源側端子に接続された第１アークランナ（導体）３１と、負荷側端子に接続された第２アークランナ（導体）３２と、第１アークランナ３１と第２アークランナ３２との間に配置された複数の消弧板４１で構成される消弧装置４０とが設けられている。

固定接触子１０は、図３に示すように、後面（図３における右面）に固定接点１１を備えている。
可動接触子２０は、固定接点１１に接触する可動接点２１を有し、可動接点２１が固定接点１１に接触する閉極位置（図３参照）と、可動接点２１が固定接点１１から離間する開極位置（図４参照）との間を動作する。つまり、可動接触子２０は、固定接触子１０の後側に配置されて閉極位置と開極位置との間を動作するようになっている。
また、回路遮断器１には、図３から図５において示すように、圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置５０と、圧縮空気供給装置５０から供給された圧縮空気を可動接触子２０が閉極位置から開極途中位置を経て開極位置に動作する際に発生するアークＡに吹き付け、アークＡを消弧装置４０に向けて移動させる空気吹付機構６０を備えている。

圧縮空気供給装置５０は、可動接点２１が開極位置に向けて移動すると、空気吹付機構６０に圧縮空気を供給する動作を開始する。
空気吹付機構６０は、図５に示すように、圧縮空気供給装置５０にメインチューブ６１を介して基端が接続されている２本の分岐チューブ６１Ａ、６１Ｂと、これら分岐チューブ６１Ａ、６１Ｂの先端に接続されている１対のノズル６２Ａ、６２Ｂと、を備えている。
一対のノズル６２Ａ、６２Ｂは、図４及び図５に示すように、可動接触子２０の動作方向に対して直交する方向（図４の紙面の表裏方向）に離間して配置されている。また、一対のノズル６２Ａ、６２Ｂは、図３に示すように、開極した可動接触子２０の両側に配置されているとともに、図４に示すように、開極した可動接触子２０と固定接触子１０との間に配置されている。

図６に示すように、一対のノズル６２Ａ、６２Ｂが圧縮空気を噴射する噴射方向Ｊ１、Ｊ２は、可動接触子２０の動作方向に対して可動接触子２０の側面方向から直交し、一対のノズル６２Ａ、６２Ｂのノズル先端（不図示）に交わる線を仮想線Ｋ１とすると、この仮想線Ｋ１に対して消弧装置４０側に、９０°を下回る所定の角度θの傾斜を付けた方向に設定されている。
そして、一対のノズル６２Ａ、６２Ｂから噴射方向Ｊ１、Ｊ２で噴射された圧縮空気は、図４に示すように、開極位置の可動接点２１と固定接点１１との間の中間位置であり、図５に示すように、アークＡが発生する位置（固定接点１１）に対して消弧装置４０から離間している位置で衝突する（図５及び図６の符号Ｇが衝突位置）。

一方、第１アークランナ３１は、固定接触子１０及び消弧装置４０の間に配置され、可動接触子２０が閉極位置から開極途中位置を経て開極位置に動作する際に発生するアークＡを転流させて消弧装置４０の近傍までアークＡを移動させる。また、第２アークランナ３２は、可動接触子２０及び消弧装置４０の間に配置され、可動接触子２０が閉極位置から開極途中位置を経て開極位置に動作する際に発生するアークＡを転流させて消弧装置４０の近傍までアークＡを移動させる。
さらに、消弧装置４０は、導かれてきたアークＡを複数の消弧板４１によって分断し、消弧する。

操作機構部３は、異常電流を検出した際あるいは図示しない手動操作ハンドルによって遮断操作がなされたときに、可動接触子２０を閉極位置から開極位置に動作させるように構成されている。
このように構成された回路遮断器１におけるアークＡの消弧作用について、図３から図５を参照して説明する。
負荷電流通電時には、図３に示すように、可動接触子２０は閉極位置にあって可動接点２１が固定接点１１に接触している。

操作機構部３により可動接触子２０が開極位置に向けて移動すると、図４に示すように、固定接点１１と可動接点２１との間にアークＡが発生する。
このとき、圧縮空気供給装置５０が空気吹付機構６０に圧縮空気の供給を開始し、空気吹付機構６０の一対のノズル６２Ａ、６２Ｂから圧縮空気が噴射する。
一対のノズル６２Ａ、６２Ｂから噴射方向Ｊ１、Ｊ２に噴射した圧縮空気は、互いに衝突して合流した後、消弧装置４０に向かって流れていく。
一対のノズル６２Ａ、６２Ｂから噴射した圧縮空気が衝突して合流する位置は、アークＡが発生する位置（固定接点１１）に対して消弧装置４０から離間した位置であるとともに（図５参照）、開極位置の可動接点２１と固定接点１１との間の中間位置である（図４参照）。

これにより、アークＡは、合流した圧縮空気の吹付け力によって消弧装置４０に向けて移動させられる。この際、第１アークランナ３１及び第２アークランナ３２にアークＡが転流し、第１アークランナ３１及び第２アークランナ３２によって消弧装置４０の近傍にまでアークＡが移動する。その後、圧縮空気の吹付け力でアークＡが更に消弧装置４０に向けて駆動されることにより、アークＡが消弧装置４０に導かれて分断し、消弧される。そして、電源端子側と負荷端子側とが遮断される。
したがって、第１実施形態に係る回路遮断器１によれば、固定接触子１０及び可動接触子２０間に通電する電流が小電流の場合でローレンツ力が小さい場合であっても、一対のノズル６２Ａ，６２Ｂから噴射した圧縮空気の吹付け力によって可動接点２１及び固定接点１１から消弧装置４０に向けてアークＡを伸長させることを容易に行うことができ、適切にアークＡを消弧することができる。そして、小電流の場合には、アーク熱の発生は少ないが、その場合でも、適切にアークを消弧し、電流を適切に遮断することができる。

また、一対のノズル６２Ａ，６２Ｂから噴射した圧縮空気は、アークＡに対して消弧装置４０から離間した位置で衝突した後に合流し、強い吹付け力で消弧装置４０側に流れていくので、消弧装置４０に向けてアークＡを十分に伸長させることができる。
また、一対のノズル６２Ａ，６２Ｂから噴射して合流した圧縮空気は、開極位置の可動接点２１と固定接点１１との間で延在しているアークＡの延在方向の中心位置で作用するので、アークＡをさらに効果的に伸長させることができる。
さらに、一対のノズル６２Ａ、６２Ｂは、可動接触子２０の動作方向に対して直交する方向に離間して配置され、固定接触子１０及び可動接触子２０から十分に離れた位置に配置されているので、固定接点１１及び可動接点２１の間に必要なギャップ寸法を確保することができる。これにより、必要なギャップ寸法が確保されるので、十分な長さのアークが発生してアーク電流を高めることがで、限流性能を向上させることができる。

１ 回路遮断器
２ 消弧室
３ 操作機構部
１０ 固定接触子
２０ 可動接触子
３１ 第１アークランナ（導体）
３２ 第２アークランナ（導体）
４１ 消弧板
４０ 消弧装置
１１ 固定接点
２１ 可動接点
５０ 圧縮空気供給装置
６０ 空気吹付機構
６１ メインチューブ
６１Ａ、６１Ｂ 分岐チューブ
６２Ａ、６２Ｂ ノズル
Ａ アーク
Ｋ１ 仮想線
Ｊ１、Ｊ２ 噴射方向
θ 傾斜角度

Claims (3)

1. 固定接点を有する固定接触子と、前記固定接点に接触する可動接点を有し、該可動接点が前記固定接点に接触する閉極位置と前記可動接点が前記固定接点から離間する開極位置との間を動作する可動接触子と、前記可動接触子が前記閉極位置から前記開極位置に動作する際に発生するアークを転流させる導体と、該導体によって移動されたアークを消弧する消弧装置と、圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置と、前記圧縮空気供給装置から供給された圧縮空気を前記アークに対して吹き付け、前記アークを前記消弧装置に向けて移動させる空気吹付機構と、を備え、
   前記空気吹付機構は、前記可動接触子の動作方向に対して直行する方向に離間して配置され、前記圧縮空気供給装置から供給された圧縮空気を前記アークに対して吹き付ける一対のノズルを備えていることを特徴とする回路遮断器。
2. 前記一対のノズルが圧縮空気を噴射する噴射方向は、前記可動接触子の動作方向に直交して前記一対のノズルのノズル先端に交わる線を仮想線とすると、前記仮想線に対して前記消弧装置側に、９０°を下回る所定の角度θで傾斜した方向に設定されているとともに、
   前記一対のノズルから前記噴射方向で噴射された圧縮空気は、前記アークが発生する位置に対して前記消弧装置から離間した位置で衝突して合流し、前記消弧装置側に流れていくことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
3. 前記一対のノズルから前記噴射方向で噴射された圧縮空気は、開極位置の前記可動接点と固定接点との間の中間位置で衝突して合流することを特徴とする請求項２記載の回路遮断器。

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