JP2022174433A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性ガスがクロスバーの上方からクロスバーの反接点部側へ移動することに起因する不具合の発生を抑制すること。【解決手段】可動接触子１３に設けられた可動接点１４と、固定接触子１５に設けられた固定接点１６からなる接点部と、ハンドル１７に連動して可動接触子を昇降させるクロスバー１８と、を備える回路遮断器であって、接点部の上方及びクロスバーの少なくとも前面の上方を覆い、導電性ガスがクロスバーの上方からクロスバーの反接点部側へ移動することを抑制可能な遮蔽部Ｓｈを備えた構成とする。【選択図】図５

Description

本発明は、回路遮断器に関するものである。

回路遮断器に過電流や短絡電流が流れ、回路遮断器の開閉機構が作動し、固定接点から可動接点が引き離されるとき、高温のアーク（放電）が発生するは知られている。特許文献１に開示の技術では、そのアークを消弧するために、固定接点の付近に消弧装置が設けられている。また、アーク発生時に、導電性のガスが生じるが、その導電性ガスは、ガス排気口を介して回路遮断器の外部に排出されるようになっている。一方、導電性ガスがガス排気口から、排出されず、回路遮断器の内部機構に影響を与えることが問題となっている。これに対して特許文献２に開示の技術では、導電性ガスによる可動接触子を付勢するバネの溶融を抑制する対策が施されている。

特開２０１２－１２３９３７号公報 特開２０１８－００６１７８号公報

ところで、特許文献２に開示の技術では、可動接点と同じ極内に存在する可動接触子のバネの保護を行うことは可能であるが、可動接点や可動接触子を上下移動するクロスバーの上方から回路遮断器の中心側に流入する導電性ガスを防ぐことができず、異なる極に配置される金属製部材の間で発生する短絡事故を抑制することができていない。

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明が解決しようとする課題は、導電性ガスがクロスバーの上方からクロスバーの反接点部側へ移動することに起因する不具合の発生を抑制することである。

上記課題を解決するため、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からなる接点部と、ハンドルに連動して可動接触子を昇降させるクロスバーと、を備える回路遮断器であって、接点部の上方及びクロスバーの少なくとも前面の上方を覆い、導電性ガスがクロスバーの上方からクロスバーの反接点部側へ移動することを抑制可能な遮蔽部を備えたことを特徴とする回路遮断器とする。

また、遮蔽部とクロスバーは、クロスバーが上昇することにより、クロスバーの上端と遮蔽部が近接し、導電性ガスがクロスバーの上方からクロスバーの反接点部側へ移動することを抑制可能な構成とすることが好ましい。

また、プランジャが組み込まれた引き外しコイルを取り付け可能なケースを備え、前記ケースの一部を遮蔽部とすることが好ましい。

また、複数の極を有し、一部の極に設けられる遮蔽部は、ベースやカバーとは別の部材をベースに組み付けることで形成されるものであり、他の一部の極に設けられる遮蔽部は、ベース若しくはカバーと一体で形成されるものである構成とすることが好ましい。

本発明では、導電性ガスがクロスバーの上方からクロスバーの反接点部側へ移動することに起因する不具合の発生を抑制することが可能となる。

実施形態における回路遮断器の斜視図である。 図１に示す回路遮断器の分解斜視図である。 遮蔽部を構成するケースをベース側に取り付ける前の状態を示す図である。 オンの状態の回路遮断器の断面図である。ただし、カバーは省略している。 オフの状態の回路遮断器の断面図である。ただし、カバーは省略している。 遮蔽部を構成するケースとクロスバーと可動接触子の図である。ただし、回路遮断器がオンの状態である。 遮蔽部を構成するケースとクロスバーと可動接触子の図である。ただし、回路遮断器がオフの状態である。 実施形態におけるカバーを裏側から見た斜視図である。 実施形態における引き外し装置の斜視図である。 図９に示す引き外し装置の分解斜視図である。

以下に発明を実施するための形態を示す。図１乃至図５に示されていることから理解されるように、本実施形態の回路遮断器１は、可動接触子１３に設けられた可動接点１４と、固定接触子１５に設けられた固定接点１６からなる接点部と、ハンドル１７に連動して可動接触子１３を昇降させるクロスバー１８と、を備えている。この回路遮断器１は、接点部の上方及びクロスバー１８の少なくとも前面の上方を覆い、導電性ガスがクロスバー１８の上方からクロスバー１８の反接点部側へ移動することを抑制可能な遮蔽部Ｓｈを備えている。このため、導電性ガスがクロスバー１８の上方からクロスバー１８の反接点部側へ移動することに起因する不具合の発生を抑制することが可能となる。

ここで、実施形態の回路遮断器１の外形から説明する。実施形態の回路遮断器１は、ベース１１とカバー１２を備えている。これらは組み合わされることで外形を形成するものであり、上下方向に分離することができる。また、実施形態のベース１１には、さまざまな部材が収納されている。

例えば、電源側端子部４１に接続される固定接触子１５と、負荷側端子部４２に接続される可動接触子１３がベース１１に収納されている。固定接触子１５と可動接触子１３は回路の開閉に使用されるものであり、固定接触子１５に設けられた固定接点１６と、可動接触子１３に設けられた可動接点１４とが接触することにより、電源側端子部４１と負荷側端子部４２が電気的に接続され、固定接点１６と可動接点１４が離れることによって、電源側端子部４１と負荷側端子部４２との電気的な接続が遮断される。なお、可動接点１４と固定接点１６を合わせて接点部という。

回路遮断器１には可動接触子１３を可動させるハンドル１７と、ハンドル１７の動きに連動して可動接触子１３を昇降させるクロスバー１８と、を備えている。ハンドル１７がオンの方向に倒された場合には、クロスバー１８が下方に移動し、可動接触子１３に下方への荷重を加え、可動接点１４を固定接点１６に接触させる。また、ハンドル１７がオフの方向に倒された場合には、クロスバー１８が上方に移動するとともに可動接触子１３への荷重が無くなり、可動接点１４が固定接点１６から離れる。なお、可動接触子１３の下方にはバネ１９が備えられている。このバネ１９は、可動接点１４が固定接点１６から離れる方向に力を加えることができる。

実施形態の回路遮断器１には、回路遮断器１に過電流が生じた際に、回路遮断器１にトリップ（強制的に可動接点１４を固定接点１６から引き離す）を発生させる過電流引き外し装置を備えている。実施形態の回路遮断器１は極を複数備えているが、過電流引き外し装置は回路遮断器１の各極に備えられている。

ところで、実施形態の過電流引き外し装置の一部の金属製部材２１は、部分的にベース１１から突出して収納されている。この金属製部材２１は、カバー１２により覆われるため、回路遮断器１からの露出はないし、カバー１２に各極を隔てるリブ２２が形成されているため、通常使用状態での絶縁距離は問題なく確保されている。ちなみに図４や図５などにおいては、過電流引き外し装置の引き外しコイルを支持可能な略Ｌ字形状の金属製部材２１のみを示している。

ところで、過電流等の異常な電流が回路遮断器１に生じた場合、回路遮断器１がトリップし、可動接点１４が固定接点１６から離れる方向に駆動するが、その際、接点部からアークと導電性ガスが発生する。アークに対しては、電源側端子部４１周辺に消弧装置（図示せず）を設けることで、アークの消弧を行っているのに対し、導電性ガスについては、電源側端子部４１周辺に排気口（図示せず）を設け、回路遮断器１の外部への排出できるようにしている。

しかし、導電性ガスは、排気口から排出されず、負荷側方向へ流入することがあり、導電性ガスが、過電流引き外し装置の金属製部材２１付近に流入することで、通常使用状態において、絶縁距離が確保されていた場所において、短絡事故が発生するおそれがある。

そこで、導電性ガスが負荷側方向へ流入することを防ぐために、実施形態の回路遮断器１は、接点部の上方及びクロスバー１８の前面の上方を覆うことができる遮蔽部Ｓｈを備えている。より具体的には、遮蔽部Ｓｈとクロスバー１８は、クロスバー１８が上昇することにより、クロスバー１８の上端と遮蔽部Ｓｈが近接し、導電性ガスがクロスバー１８の上方からクロスバー１８の反接点部側へ移動することを抑制可能な構成としている。

図６及び図７に示す例では、クロスバー１８が上昇する前と後を表している。クロスバー１８の上端と遮蔽部Ｓｈが近接する前は、図６に示すことから理解されるように、クロスバー１８と遮蔽部Ｓｈの間にはガスが十分に通過できるほどの間隔がある。一方、クロスバー１８の上端と遮蔽部Ｓｈが近接した後は、図７に示すことから理解されるように、クロスバー１８と遮蔽部Ｓｈの間隔が狭くなり、ガスが通過しにくい状態となるようにしている。実施形態では、クロスバー１８が上昇した場合に、遮蔽部Ｓｈとクロスバー１８の前面により、ガスの上方及び後方への移動を遮り、導電性ガスがクロスバー１８の上方からクロスバー１８の反接点部側へ移動することを抑制可能な構成としている。

遮蔽部Ｓｈは、カバー１２やベース１１と別部材であって接点部が組み込まれた後にベース１１に組み付けるものであってもよい。また、図８に示すことから理解されるように、遮蔽部Ｓｈをカバー１２と一体のものとし、ベース１１にカバー１２を取付けることで遮蔽部Ｓｈが接点部の上方及びクロスバー１８前面の上方に位置するものであってもよい。

なお、遮蔽部Ｓｈは、接点部の上方及びクロスバー１８前面の上方を覆うことを目的として新たに設計、開発されるものであってもよいが、回路遮断器１に組み込まれる部材を利用してもよい。

例えば、回路遮断器１には、漏電電流が発生したときにトリップする機能を有する漏電遮断器と、漏電電流に対するトリップ機能を有さない遮断器がある。これらの回路遮断器１の違いは、引き外し装置５０の有無にある。

図９及び図１０に示すことから理解されるように、引き外し装置５０は、例えば、引き外しコイル５１、プランジャ５２、表示装置５３、テスト手段５４、ケース５５などを備えているため、これらについて、説明する。

引き外しコイル５１は、その一部を引き外しコイル５１から突出させたプランジャ５２を備えている。また、漏電電流が発生すると引き外しコイル５１が励磁され、プランジャ５２が引き外しコイル５１側に引き寄せられるように構成されている。プランジャ５２の突出側の端部は、駆動することで回路をトリップするトリップレバー（図示せず）に係合しており、引き外しコイル５１によりプランジャ５２が引き外しコイル５１側に引き寄せられることで、トリップレバーが駆動し、回路をトリップさせることができる。

ところで、実施形態では、プランジャ５２が引き外しコイル５１側に引き寄せられる動きに連動して上方向に移動する表示装置５３を備えている。上方向に移動して表示装置５３の上側端部がカバー１２の表面から突出すれば、漏電電流が発生したことを外部に知らせることができる。

また、実施形態の引き外し装置５０は、引き外し装置５０が正常な動作を行うか否かを確認するために用いられるテスト手段５４を備えている。実施形態ではカバー１２の表面に設けられたテストボタンを押圧すれば、テスト手段５４の回路が閉じるため、引き外しコイル５１に擬似的な漏電電流を発生させることができ、引き外し装置５０の正常な動作を確認することができる。

ところで、実施形態の引き外し装置５０は、少なくともプランジャ５２を備えた引き外しコイル５１、表示装置５３、テスト装置を所定の範囲に拘束することができるケース５５を備えている。このケース５５を組み付けることで、接点部の上方及びクロスバー１８の前面の上方を覆うことができる。このように、プランジャ５２が組み込まれた引き外しコイル５１を取り付け可能なケース５５を備え、前記ケース５５の一部を遮蔽部Ｓｈとするのが好ましい。

なお、漏電遮断器の場合には引き外し装置５０が組み付けられるが、この状態で引き外し装置５０のケース５５を遮蔽部Ｓｈとして機能させることができる。一方、漏電電流に対するトリップ機能を有さない遮断器の場合にも、ケース５５を取り付ければ、遮蔽部Ｓｈとして機能させることができる。なお、この場合は、引き外しコイル５１などは組み付けられていない。このような態様で用いることで、部材を共通化することができ、製造コストの低減を図ることができる。

ところで、回路遮断器１が複数の極を有する場合、一部の極に設けられる遮蔽部Ｓｈは、ベース１１やカバー１２とは別の部材をベース１１に組み付けることで形成されるものであり、他の一部の極に設けられる遮蔽部Ｓｈは、ベース１１若しくはカバー１２と一体で形成されるようにするのも好ましい。

例えば、図１、２、８に示す例の回路遮断器１は、３つの極を有する。そのうち、図１に示す右側の極に対しては、引き外し装置５０のケース５５を遮蔽部Ｓｈとして形成している。一方、左側の極に対しては、ケース５５の裏面に遮蔽部Ｓｈを形成している。なお、中央の極に対しては、ハンドル１７を含む機構部を遮蔽部Ｓｈとして形成するものであってもよい。

以上、実施形態を例に挙げて本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。

１ 回路遮断器
１１ ベース
１２ カバー
１３ 可動接触子
１４ 可動接点
１５ 固定接触子
１６ 固定接点
１７ ハンドル
１８ クロスバー
５１ 引き外しコイル
５２ プランジャ
５５ ケース
Ｓｈ 遮蔽部

Claims (4)

1. 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からなる接点部と、ハンドルに連動して可動接触子を昇降させるクロスバーと、を備える回路遮断器であって、
   接点部の上方及びクロスバーの少なくとも前面の上方を覆い、導電性ガスがクロスバーの上方からクロスバーの反接点部側へ移動することを抑制可能な遮蔽部を備えたことを特徴とする回路遮断器。
2. 遮蔽部とクロスバーは、クロスバーが上昇することにより、クロスバーの上端と遮蔽部が近接し、
   導電性ガスがクロスバーの上方からクロスバーの反接点部側へ移動することを抑制可能なことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. プランジャが組み込まれた引き外しコイルを取り付け可能なケースを備え、
   前記ケースの一部を遮蔽部とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の回路遮断器。
4. 複数の極を有し、
   一部の極に設けられる遮蔽部は、ベースやカバーとは別の部材をベースに組み付けることで形成されるものであり、
   他の一部の極に設けられる遮蔽部は、ベース若しくはカバーと一体で形成されるものであることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の回路遮断器。

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