JP2023077502A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】遮断性能を低下させることなく、可動接触子の先端側が変形しても脱落せず可動接触子の絶縁を確実に行うことができる保護カバーを備えた回路遮断器を提供する。【解決手段】可動接触子５の開極動作時に、可動接触子の先端側に設けた可動接点８で発生したアークが可動接触子の根元側に移動するのを防ぐように可動接触子の下面及び両側面を被覆する絶縁材料で形成した保護カバー１１を備えている。保護カバーは、可動接点近傍の可動接触子の先端部５ａに装着された先端カバー１２と、可動接触子の根元部５ｂに装着される根元カバー１３とからなる。そして、開極動作で可動接触子の先端部が変形するときに、先端カバーが先端部の変形に追従して移動するとともに、根元カバーが前記先端カバーの脱落を防止する。【選択図】図５

Description

本発明は、可動接触子の開極動作時に発生するアークが可動接触子の根元側に移動するのを防ぐように可動接触子を被覆する保護カバーを備えた回路遮断器に関する。

回路遮断器は、遮断時に可動接触子を開極することで、可動接点と固定接点間にアークを発生させ、アーク抵抗による限流効果と、アークが消弧室に入ってアークを分断することで、アークを急速に消滅させる。可動子の開極位置で固定接点及び可動接点の間の距離に対して可動子の根元側と固定接点との距離が近い場合、可動子の根元側と固定接点の間でアークが発生し、消弧室にアークが入らない、或いは消弧室にアークが遅れて入ることで、遮断不能を起こす場合がある。
そこで、特許文献１の回路遮断器は、絶縁物で形成した保護カバーを、可動接触子の先端側から根元側まで可動接触子の下面及び両側面を覆って装着しており、可動子の根元側と固定接点との間でアークが発生するのを回避している。

特許第４４６６２０９号公報

ところで、特許文献１の保護カバーは、可動接触子の先端側から根元側まで連続する一体構造の部品なので、遮断時の開極動作で可動接触子の先端側が変形すると保護カバーが破損し、破損した保護カバーの一部が固定接点上に脱落することで、回路遮断器の機能を阻害するおそれがある。可動接触子の変形を抑制する方法として、可動子の厚みや幅を増大させて剛性を高める方法があるが、可動接触子の慣性モーメントが増大して、開極速度の低下により遮断性能が低下するおそれがある。また、可動接触子に発生する開極方向の電磁力等を抑制する方法も考えられるが、同様に、開極速度の低下により遮断性能が低下するおそれがある。このように、可動接触子の剛性を高める方法は、遮断性能の面で問題がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、遮断性能を低下させることなく、可動接触子の先端部が変形しても脱落せず可動接触子の絶縁を確実に行うことができる保護カバーを備えた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、本発明の一態様に係る回路遮断器は、可動接触子の開極動作時に、可動接触子の先端側に設けた可動接点で発生したアークが可動接触子の根元側に移動するのを防ぐように可動接触子の下面及び両側面を被覆する絶縁材料で形成した保護カバーを備えた回路遮断器において、保護カバーは、可動接点近傍の前記可動接触子の先端部に装着される先端カバーと、可動接触子の根元部に装着される根元カバーとからなり、開極動作で可動接触子の先端部が変形したときに、先端カバーが先端部の変形に追従して移動するとともに、根元カバーが先端カバーの脱落を防止するようにした。

本発明に係る回路遮断器によると、保護カバーを、可動接触子の先端部を被覆する先端カバーと、可動接触子の根元部を被覆する根元カバーとで構成し、開極動作で可動接触子の先端部が変形するときに、先端カバーが先端部の変形に追従して移動するとともに、根元カバーが先端カバーの脱落を防止するようにしたので、遮断性能を低下させることなく、可動接触子の先端部が変形しても脱落せず可動接触子の絶縁を確実に行うことができる。

本発明に係る回路遮断器の内部構造を示す断面図である。 回路遮断器の内部に配置されている可動接触子と、可動接触子に装着した第１実施形態の保護カバーを示す図である。 第１実施形態の保護カバーを構成する先端カバーと根元カバーの構成を示す斜視図である。 可動接触子の先端部及び根元部を示すとともに、先端部及び根元部に形成した保護カバーを装着するための貫通孔を示す図である。 可動接触子の先端部が大きく変形したときの第１実施形態の保護カバーの状態を示す図である。 可動接触子と、可動接触子に装着した第２実施形態の保護カバーを示す図である。 第２実施形態の保護カバーを示す図である。 可動接触子の先端部が大きく変形したときの第２実施形態の保護カバーの状態を示す図である。

次に、図面を参照して、本発明に係る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。
なお、以下の説明で記載されている「長尺方向」、「短尺方向」、「上下方向」等の方向を示す用語は、添付図面の方向を参照して用いられている。

［第１実施形態］
図１は、本発明に係る第１実施形態における３極の回路遮断器の要部断面図である。
図１に示す回路遮断器において、ケース１及びカバー２からなる絶縁容器内には、ケース１に固定された固定接触子３と、開閉機構４により開閉駆動される細長い板状の可動接触子５とから成る遮断部が構成され、この遮断部には消弧室６が設置されている。絶縁容器は相間隔壁により内部が３相空間に区画され、各空間にそれぞれ各相遮断部が収容されている。固定接触子３は、一端に電源側端子３ａが一体形成され、他端に固定接点３ｂが設けられている。固定接点３ｂと接離する可動接点８を有する可動接触子５は、ホルダ７と一体の開閉軸７ａを支点としてケース１に回動自在に支持されているとともに、開閉機構４により開閉駆動される。消弧室６は、絶縁物の支持体の左右一対の側壁９に磁性体からなる複数枚のグリッド１０が適宜の間隔で上下に積層支持された構成であり、グリッド１０は可動接触子５が駆動時に可動接触子５を通過させる切欠が設けられたＵ字状を呈している。

固定接触子３の固定接点３ｂ及び可動接触子５の可動接点８が閉極状態で、電源側端子３ａ、固定接触子３、可動接触子５、負荷側端子５ｃの電流径路で電流が流れるが、電流径路を流れる電流が過負荷状態になると、図示しない過電流引外し装置の指令により開閉機構４が開極駆動を行い、開閉軸７ａを支点として可動接触子５が回動して可動接点８が固定接触子３の固定接点３ｂから開離して開極状態となる。

可動接触子５には保護カバー１１が装着されている。保護カバー１１は、プラスチック等の熱可塑性の絶縁材料によって形成されており、図２に示すように、可動接触子５の長尺方向の一端側（可動接触子５の可動接点８に近い先端部５ａ）に装着される先端カバー１２と、先端カバー１２に係合して可動接触子５の長尺方向の他端側（可動接点８から遠い根元部５ｂ）に装着される根元カバー１３とで構成されている。

先端カバー１２は、図３に示すように、可動接触子５の先端部５ａの下面を覆う先端底板部１４と、先端底板部１４の短尺方向縁部から平行に立ち上がって可動接触子５の先端部５ａの両側面を覆う一対の先端側板部１５，１５と、一対の先端側板部１５，１５の可動接点８に近い側の内壁に形成されている先端係合凸部１６と、を備えている。また、一対の先端側板部１５，１５の可動接点８から遠い側の縁部には、根元カバー１３に係合する先端係合辺１７が形成されている。

根元カバー１３は、図３に示すように、可動接触子５の根元部５ｂの下面を覆う根元底板部１８と、根元底板部１８の短尺方向縁部から平行に立ち上がって可動接触子５の根元部５ｂの両側面を覆う一対の根元側板部１９，１９と、根元側板部１９の先端カバー１２に近い側の内壁に形成されている第１根元係合凸部２０と、根元側板部１９の先端カバー１２から遠い側の内壁に形成されている第２根元係合凸部２１と、を備えている。また、一対の根元側板部１９，１９の先端カバー１２に近い側の縁部には、先端カバー１２の先端係合辺１７に係合する根元係合辺２２が形成されている。

可動接触子５は、厚みや幅を増大させずに剛性が低い部材であり、遮断時の開極動作で絶縁容器内の内壁２ａに衝突することで変形するおそれがある。この可動接触子５には、図４に示すように、先端部５ａに第１貫通孔２３が形成されており、根元部５ｂに、第２貫通孔２４及び第３貫通孔２５が形成されている。
そして、図２に示すように、根元カバー１３の第１根元係合凸部２０を可動接触子５の第２貫通孔２４に嵌め込み、第２根元係合凸部２１を第３貫通孔２５に嵌め込むことで、可動接触子５の根元部５ｂの下面及び両側面を覆った状態で根元カバー１３を装着する。

また、先端カバー１２の先端係合凸部１６を可動接触子５の第１貫通孔２３に嵌め込み、先端カバー１２の先端係合辺１７を根元カバー１３の根元係合辺２２の上部に載せた状態で、可動接触子５の先端部５ａの下面及び両側面を覆った状態で先端カバー１２を装着する。ここで、図２に示すように、先端カバー１２の先端係合辺１７及び根元カバー１３の根元係合辺２２は、可動接触子５の長尺方向において可動接点８から離間するに従い上り傾斜を付けた状態で当接している。

次に、本実施形態の回路遮断器の動作及び作用について説明する。
本実施形態の回路遮断器の電流径路に短絡電流などの大電流が流れると、過電流引外し装置の指令により開閉機構４が開極駆動を行うことで、可動接触子５が開閉軸７ａを支点として回動し、可動接点８が固定接触子３の固定接点３ｂから開離して開極動作を行う。

開極動作を行う可動接触子５は絶縁容器内の内壁２ａに衝突した際に変形するおそれがある。この内壁２ａに衝突した可動接触子５は、図５に示すように、先端部５ａが下側に大きく変形し、根元部５ｂも僅かに下側に変形する。図５において二点鎖線が可動接触子５の変形前の状態を示し、実線が可動接触子５の変形後の状態を示している。
可動接触子５の根元部５ｂが僅かに下側に変形すると、根元カバー１３の第１及び第２根元係合凸部２０，２１が第２及び第３貫通孔２４，２５内で僅かに回動するが、根元カバー１３は根元部５ｂに装着されている状態を維持する。

一方、可動接触子５の先端部５ａが大きく変形すると、先端カバー１２の先端係合凸部１６が第１貫通孔２３内で回動しながら、先端カバー１２も先端部５ａに追従して下側に移動していく。先端カバー１２が下側に移動すると、先端カバー１２の先端係合辺１７が、根元カバー１３の根元係合辺２２上を摺動して可動接点８側に僅かに移動するが、根元係合辺２２の上部に載った状態を維持する。すなわち、可動接触子５の先端側が変形した際に、先端係合辺１７は根元係合辺２２に係止される。

次に、本実施形態の回路遮断器の効果について説明する。
本実施形態の回路遮断器は、電流径路に短絡電流などの大電流が流れ、可動接触子５の開極動作により可動接点８及び固定接点３ｂの間にアークが発生したときに、可動接触子５の可動接点８に近い位置から根元部５ｂに連続して可動接触子５の下面及び両側面を覆う保護カバー１１が装着されているので、固定接点３ｂと可動接触子５の根元部５ｂとの間でアークが発生する箇所が存在しない。このため、可動接点８及び固定接点３ｂの間で発生したアークは、瞬時に消弧室６側に移動して分断されていくので、遮断性能を向上させることができる。

また、可動接触子５は、厚みや幅が増大していない剛性の低い形状であり、開極方向の電磁力等も抑制していないので、回路遮断器の遮断性能を低下させることがない。
また、可動接触子５の開極動作で先端部５ａが大きく変形すると、先端カバー１２の先端係合凸部１６が、可動接触子５の第１貫通孔３３内で回動しながら、先端カバー１２も先端部５ａに追従して下側に移動していくが、可動接触子５の根元部５ｂに装着されている根元カバー１３の根元係合辺２２が、先端カバー１２の先端係合辺１７を載せて支持する。このように、可動接触子５の先端部５ａが大きく変形すると、先端カバー１２が追従して変形するとともに、根元カバー１３は、先端カバー１２が下方（固定接点３ｂ側）へ脱落するのを確実に防止するので、可動接触子５の絶縁を確実に行う保護カバー１１を装着することができる。

また、先端カバー１２及び根元カバー１３は、先端係合辺１７及び根元係合辺２２が可動接触子５の長尺方向において可動接点８から離間するに従い上り傾斜を付けた状態で当接していることから、例えば先端係合辺１７及び根元係合辺２２が長尺方向に沿って当接している場合よりも接触面積を増大させることができ、可動接触子５の先端部５ａの変形量が増大しても、根元カバー１３が先端カバー１２の脱落を確実に防止することができる。

［第２実施形態］
次に、図６から図８は、本発明に係る第２実施形態の保護カバー３０を可動接触子５に装着した構造を示すものである。なお、図１から図５で示した第１実施形態の回路遮断器と同一構成部分には、同一符号を付して説明は省略する。
第２実施形態の保護カバー３０は、図６に示すように、可動接触子５の先端部５ａに装着される先端カバー１２と、可動接点８の根元部５ｂに装着される根元カバー１３とで構成されている。先端カバー１２は、図７に示すように、先端底板部１４と、一対の先端側板部１５，１５と、先端係合凸部１６と、先端係合辺１７とを備えている。また、根元カバー１３も、根元底板部１８と、一対の根元側板部１９，１９と、第１根元係合凸部２０と、第２根元係合凸部２１と、根元係合辺２２とを備えている。

本実施形態の保護カバー３０は、図６及び図７に示すように、可動接触子５に装着する前、或いは、図６に示すように、可動接触子５に装着済みで先端部５ａが変形しない状態では、先端カバー１２及び根元カバー１３が一部品で構成されている。すなわち、先端カバー１２の一対の先端側板部１５，１５と、根元カバー１３の根元側板部１９，１９の対向する部分が連結部３１を介して連結されている。ここで、連結部３１の剛性は、可動接触子５の先端部５ａが変形するときに加わる外力で破壊されて先端カバー１２及び根元カバー１３を分離するような低い剛性に設定されている。

上記構成の保護カバー３０は、根元カバー１３の第１根元係合凸部２０を可動接触子５の第２貫通孔２４に嵌め込み、第２根元係合凸部２１を第３貫通孔２５に嵌め込み、先端カバー１２の先端係合凸部１６を可動接触子５の第１貫通孔２３に嵌め込んで、可動接触子５の下面及び両側面を覆った状態で可動接触子５に装着する。このとき、先端カバー１２の先端係合辺１７及び根元カバー１３の根元係合辺２２は対向した状態で配置されている。

次に、図８は、本実施形態の保護カバー３０を装着した可動接触子５が開極動作を行い、絶縁容器内の内壁２ａに衝突し、先端部５ａが下側に大きく変形し、根元部５ｂも僅かに下側に変形した状態を示している。可動接触子５の先端部５ａが下側に大きく変形すると、先端カバー１２も追従して下側に移動することで、保護カバー３０の連結部３１が破壊されて先端カバー１２及び根元カバー１３が分離する。そして、先端カバー１２が先端部５ａに追従して下側に移動していくことで、先端カバー１２の先端係合辺１７が、根元カバー１３の根元係合辺２２上に載って可動接点８側に僅かに移動するが、根元係合辺２２の上部に載った状態を維持する。

したがって、本実施形態の保護カバー３０も、可動接触子５の先端部５ａが大きく変形すると、先端カバー１２が追従して変形するとともに、根元カバー１３は、先端カバー１２が下方（固定接点３ｂ側）へ脱落するのを確実に防止するので、可動接触子５の絶縁を確実に行うことができる。
また、本実施形態の保護カバー３０は、可動接触子５に装着する前は、連結部３１を介して先端カバー１２及び根元カバー１３が連結している一部品で構成されているので、部品管理を容易に行うことができる。また、一部品の保護カバー３０を可動接触子５に装着すればよいので、組立て作業も容易に行うことができる。

なお、上述した第１及び第２実施形態において、先端カバー１２の先端係合辺１７及び根元カバー１３の根元係合辺２２が可動接触子５の長尺方向において可動接点８から離間するに従い上り傾斜を付けた状態で当接しているが、可動接点８から離間するに従い下り傾斜を付けて当接するように先端係合辺１７及び根元係合辺２２を形成しても、同様の効果を奏することができる。
また、第２実施形態において、先端カバー１２及び根元カバー１３を連結する連結部３１が、先端カバー１２の一対の先端側板部１５，１５と、根元カバー１３の根元側板部１９，１９の対向する部分に形成されているものとして説明したが、他の箇所の先端カバー１２及び根元カバー１３を連結する部分に形成していてもよい。

１ ケース
２ カバー
２ａ 内壁
３ 固定接触子
３ａ 電源側端子
３ｂ 固定接点
４ 開閉機構
５ 可動接触子
５ａ 可動接触子の先端部
５ｂ 可動接触子の根元部
６ 消弧室
７ ホルダ
７ａ 開閉軸
８ 可動接点
９ 側壁
１０ グリッド
１１，３０ 保護カバー
１２ 先端カバー
１３ 根元カバー
１４ 先端底板部
１５ 先端側板部
１６ 先端係合凸部
１７ 先端係合辺（先端カバー係合部）
１８ 根元底板部
１９ 一対の根元側板部
２０ 第１根元係合凸部
２１ 第２根元係合凸部
２２ 根元係合辺（根元カバー係合部）
２３ 第１貫通孔
２４ 第２貫通孔
２５ 第３貫通孔
３１ 連結部

Claims (3)

1. 可動接触子の開極動作時に、前記可動接触子の先端側に設けた可動接点で発生したアークが前記可動接触子の根元側に移動するのを防ぐように前記可動接触子の下面及び両側面を被覆する絶縁材料で形成した保護カバーを備えた回路遮断器において、
   前記保護カバーは、前記可動接点近傍の前記可動接触子の先端部に装着される先端カバーと、前記可動接触子の根元部に装着される根元カバーとからなり、
   前記開極動作で前記可動接触子の前記先端部が変形したときに、前記先端カバーが前記先端部の変形に追従して移動するとともに、前記根元カバーが前記先端カバーの脱落を防止することを特徴とする回路遮断器。
2. 前記根元カバーの内壁に、前記先端カバーに対して近い側及び遠い側に根元係合凸部が形成され、前記可動接触子の前記根元部に、前記根元係合凸部が嵌まり込む複数の根元側貫通孔が形成されており、
   前記先端カバーの内壁の前記可動接点に近い位置に先端係合凸部が形成され、前記可動接触子の前記先端部に、前記先端係合凸部が嵌まり込む先端側貫通孔が形成され、
   前記先端カバーの前記根元カバーに近接する位置に先端カバー係合部が形成され、前記根元カバーの前記先端カバーに近接する位置に根元カバー係合部が形成されており、前記開極動作で前記可動接触子の先端側が変形した際に、前記先端カバー係合部が前記根元カバー係合部に係止することを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
3. 前記保護カバーを構成する前記先端カバー及び前記根元カバーは、連結部を介して一体化された状態で前記可動接触子の前記先端部及び前記根元部を被覆するとともに、前記開極動作で前記可動接触子の先端側が変形するときに、前記連結部が破壊して前記先端カバー及び前記根元カバーが分離するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回路遮断器。

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