JP2633959B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回路遮断器、特にその電磁反発限流機構に係
り、遮断時の接点台の開極スピードを高め、更に接点部
分の温度上昇を低く押さえることができ信頼性を向上す
るに好適な構造に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の装置は、例えば、実開昭52−45164号
に記載のように、接点接触部が２点あり、部品点数が２
倍となっている。また、性能面では、電磁反発力を生じ
させるための電流方向が逆向きの導体間寸法を接点があ
るために小さく取ることができない。又、２接点のため
温度上昇に対する配慮がなされていない。

また、他の従来の装置においては、可動接点台の後部
を遮断時に通過する電流によって生じた電磁力により、
別に設けたコアを動かし投撃する方式である。この種の
ものにおいては、遮断時にコア吸引による時間遅れが生
じる点については配慮がなされていない。すなわち、遮
断時の初期開極時間は0.1〜0.2msecの極端に短い時間で
性能が大きく左右される。したがって、コア吸引におけ
る時間遅れが重要なポイントとなりえる。

又、コアが別部品で構成されるため部品点数及び価格
上の面でも配慮がなされていない。

この種の技術の参考となるものには実開昭60−175445
号公報、実開昭60−178855号公報等を挙げることができ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、接点接触部の温度の問題、及び電磁
反発力の効果で面で配慮されていない。

本発明は、従来技術の上記問題点を解決し量産性があ
り、信頼性の高い電磁反発限流機構を備えた回路遮断器
を提供することを目的とする。

２接点接触方式においては、温度上昇の問題から両側
の接点部分にワイピング（接触時の接点間すべり）を設
ける必要から接点はもちろん、構成部品となる接点台が
２倍必要となる。又、このために設けた接点台のバネ等
が、消弧室内にあるため、遮断時のダメージを受け信頼
性の面で問題があった。又、他の従来技術では、遮断時
に通過する電流を使い他の部品で可動接点台を投撃する
方式では、遮断時のコア吸引までの時間遅れがあり、特
に限流ブレーカ等の初期駆動が重要なポイントとなる限
流遮断器では効果の面で問題となる。

上記のこれらの問題を解決するため、本発明では端子
台の一端を本体機構部分の下部まで延ばし、それに対向
する接点台を配置し、この間のすき間を極端に小さくす
ることで、電磁反発力を高められるようにした。又、温
度の対策としては、一端を可撓導線で継ぐことにより接
点のワイピングを必要とせず、部品点数及び温度に対す
る信頼性の面でも改善を図った。

遮断時の限流効果の面では、接点台の両端に、偶力と
して電磁反発力が生じるようにし、接点台を一体化した
こと、又、先の対策により電流の方向が異方向となる導
体間寸法を小さくするなどの配慮を行うことで、遮断時
に通過する電流に対して時間遅れがなく接点台を高速閉
極させ、アーク電圧を高めることができるようにした。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために接点台の配列を機構部分
の下部に位置させ、その一端を可撓導線で継いだもので
ある。継いだ接点台の一端は、開極接点部の接点台回転
中心に対して、その反対側にあり、回転中心に対して偶
力として電磁反発力が生じる構成とした。

さらに、接点台を保持する接圧バネ、及び端子台と接
点台との継いだ部分は、消弧室より分離された室内に装
備するように配置し、遮断時に生じるアーク熱等で損傷
を受けることがないようにしたものである。

〔作用〕

本体機構部分は操作ハンドルの“ON"−“OFF"開閉に
より可動接点台を動かして行う。この可動接点台の先端
に位置する可動接点を当接する限流接点を配置し、限流
接点台は可動接点台と通電々の電流方向が逆となるよう
設けらている。この接点台を回転保持するピンに、接点
台を時計方向に付勢する戻しバネを有し、限流接点台は
この回転中心の接点側と反対側に延びる。この一端は、
電源端子より延びた台金部分と可撓導線で継がれてい
る。この部分は互いに通電々流の電流方向に対して逆向
きとなるよう配置されてなる。

今、遮断時の短絡電流が流れた場合には、接点部分、
及び、接点台の回転支点の逆部分とが、それぞれ設けら
れた台金の位置により電磁反発力を生じそれが台金の回
転中心に対して偶力として働くように構成してある。こ
れにより接点台を開極するスピードは従来品に比べ約３
倍となりそれに伴なうアーク電圧上昇値も増し、限流効
果を高めることになる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明
する。

“ON"、“OFF"の操作はモールドカバー２より突出し
た操作ハンドル３により行う。ハンドル３を電源側に移
動することにより、トグルリンク機構を有する開閉機構
部４の２節リンクが働き、開閉機構部４の一端に位置
し、３極分の可動接点台９を回転する連動軸７が回転す
る。この連動７の反時計方向の回転により可動接点台９
はピン16を回転中心として全体が移動し、これにより可
動接点台の一端に位置する可動接点10が、これと当接す
る限流接点11位置まで移動する。限流接点11を一端に持
つ限流接点台９に対向する方向で開閉機構部の下部に配
置する。限流接点台12は回転中心をピン17によって保持
され、このピン17には限流接点台12を時計方向に付勢す
る戻しバネ13を備える。この戻しバネ13は、その一端を
モールドケース１に係合し、他端を先の限流接点台12の
限流接点11を配置した側の、回転中心となるピン17に対
し、その反対側に伸びた限流接点台12aに係合する。こ
の限流接点台12a部の一端には可撓銅撚線14が接続さ
れ、その他端は端子台15より伸びた端子台部分15aの一
端に接続されている。この端子台部分15aは限流接点台1
2と対向する位置関係で限流接点台11の回転中心である
ピン17の下部を経由して電源端子18に位置する。可動接
点10と限流接点11との接点圧力は、可動接点台９の回転
中心となるピン16を同軸とする接点バネ８によって給さ
れる。又、過電流の検出には、オイルダッシュポットリ
レー部５を有し、プランジャーの上昇により吸引された
可動鉄片19が機構部分をトリップ動作させるようにす
る。

今、短絡事故により大電流が遮断器内に流れた場合、
先の説明の通り対向して設けた電源端子台部分150と限
流接点台部分12aとの間と、限流接点台の回転中心とな
るピンの反対側に位置する接点部の限流接点台12b部と
可動接点第９との間との２箇所で、流れた短絡電流によ
る電磁反発力が生まれる。これにより、限流接点台12は
回転中心となるピン17に対して偶力として反時計方向に
高速開離される。この状態を第３図に示す。

遮断が完了すると、限流接点台12に設けた戻しバネ13
により元の位置に復帰する。

この実施例によると、可動接点台９の開極スピードを
従来の３倍以上とすることができ、更に時間遅れが生じ
ないことで限流効果の向上が図れる。又、部品点数を増
加することなく、量産性のある信頼性の高い限流機構を
提供することができる。

その他の実施例を第４図以降に説明する。第４図で
は、限流接点11の開極スピードを更に高めるため、電磁
反発動作を行うための電流方向が異なる平行導体間距離
を長くしたもので、追加分の導体19がそれである。但
し、単に長くするのでは接点の開極が取れないので、中
間部分で折れ曲がる構造としたものである。

第５図〜第７図に他の実施例を説明する。第６図では
限流接点台12の一端部分12a″が端子台15の対向部分穴
内20に一部分が入り組んだ構成としている。これは可動
接点10と限流接点11の接点圧力を入げることなく、中間
電流での接点ジャンプを低く押さえ、遮断等の大電流が
流れた場合についてのみ偶力が作用する電磁反発限流機
構を動作させるにある。この実施例では、短絡でも小電
流の短絡領域では、従来の可動接点10と限流接点11部分
の電流集中による反発レベルで充分遮断を行える。この
領域では電磁反発の偶力作用は少なく、大電流時に限流
接点台が少しの動作により端子台の穴部20より若干浮き
上がることにより、反発力が増大され、先の偶力反発が
生まれる構造としたものである。

第８図〜第10図に示したものは、端子台15′′′の一
部分は限流接点台12bの一部分と電流の流れる方向が異
方向となっているため、偶力の形態で生まれた電磁反発
力を防げる方向に働く力が生まれる。この力をなくすた
め、端子台15の上に磁気吸収板を配置することにより、
逆効果分の磁気力を吸収するようにしたものである。
又、端子台15の穴部分を限流接点台がもぐり込むことに
より磁気吸収板22の効果を反対に接点台が移動した反発
状態での磁気保持力として作用させることができる。第
10図に示す通り限流接点台の一端が端子台の穴部21、及
び、磁気吸収板の穴部22より下位に位置した場合、すで
に流れている短絡電流により限流接点台は端子台15に流
れる電流とで磁気反発力が生まれる。これにより限流接
点台は戻ろうとする力に対してその反発力が電磁気的保
持力として作用を及ぼし磁気ロック作用としての効果が
生まれる。

以上の実施例によれば、以下の効果がある。

1.短絡時に時間遅れのない電磁反発限流を行え、接点台
の開極スピードを従来の３倍以上とすることができる。

2.接点台の開極スピードを増すために、偶力反発構造を
有した端子台の一部の接点台の間隔を極めて小さくする
ことができる。

3.2項のため一端を可撓銅撚線で継いだことにより反発
時の働きを妨げることなく、更に温度上昇を低くするこ
とができる。

4.部品点数は従来品と比較して増さずに実現でき量産性
の面（特に価格の面）で効果がある。

5.部品点数が少なく、更にい消弧室部分に接点バネ及び
可撓銅撚線等を配置しないことで、遮断時のアークによ
る溶融物の付着等がなく信頼性の高い限流機構を提供す
ることができる。

次に、上記した実施例の更に改良案を第11図〜第20図
について説明する。この実施例は、上記と同様、電磁反
発限流機構を採用したものであり、特に直流電源に対す
る通電開閉及び遮断性能に対する遮断距離確保の面を考
慮したものである。

また、限流反発構造を有する接点部分において、特に
通電開閉時、及び遮断時に小形化と合わせて遮断距離を
確保させることを考慮しており、さらに、交流性能面で
も効果のある開閉機構部分を提供するものである。

また、更に、限流遮断性能の向上を考慮したものであ
り、電磁反発した接点台を反発位置で全遮断完了まで位
置を保持するものである。

また、限流開閉機構部分を他の絶縁モールドケースに
包み、２重の絶縁構造とすることで、遮断時に発生する
アークによる損傷及び溶融物付着をなくし、信頼性の高
い開閉機構部を提供するものである。

すなわち、この実施例は、ハンドル操作による開閉動
作に伴い、電磁反発により動作する接点台を遮断距離確
保のために動かし、短絡電流等の大電流の流れた場合の
反発動作と合わせて開閉動作においても反発接点台の動
きを行うようにしたものである。

さらに、各相に設けた電磁反発用の接点台を各極同時
に連動させて、直流電源での遮断距離確保と合わせて交
流電源での３相同時反発機構を持たせ限流性能の向上を
図ったものである。

これによれば、各極に設けた可動接点台は軸17、18に
より３相分を一体構造とされ、電磁反発時には各極に流
れた電流によって生じた電磁力の総合和により接点台を
動作させる。又、直流電源の開極に対しては可動接点と
限流接点間の遮断距離を大きく取るため、機構部分４の
可動フレーム22と３相連動する軸との係合を行い、機構
部分の開極動作により反発用接点も３相同時にピン17を
回転中心として反時計方向に回転する。これにより遮断
距離は電磁反発を行った時と同様の寸法を開極状態OFF
で確保することができる。

以下、この改良案を、まず第11図〜第15図によって説
明する。

“ON"、“OFF"の操作はモールドカバー２により突出
した操作ハンドル３により行う。ハンドル３を電源側に
移動することにより、トグルリンク機構を有する開閉機
構部４の２節リンクが働き、開閉機構部４一端に位置
し、３極分の可動接点台９を回動する連動軸７が回転す
る。この回転により連動軸７にカシメられた可動フレー
ム22が連動軸７を中心に反時計方向に回転する。これに
より、可動フレーム22の一端に可動接点台９の回転中心
となるピン16を有し、このピン16には接点圧力をつかさ
どる接点バネ８を共有する。可動接点台９の一端にある
可動接点10は連動軸７の動きにより当接する限流接点11
位置まで動く。この限流接点11は、限流接点台12に一端
を有し、可動接点台９と通電々流の流れる方向が逆向き
で対向するような位置で機構部４の下部に位置する。限
流接点台12は回転中心を機構部分４の下部に位置し接点
11の回転中心の反対側にも延びている。その一端には可
撓銅撚線14によりスポットされる。可撓銅撚線14は他の
一端を端子台15より延び、先の限流接点台12と電流方向
が逆向きとなるよう対向されている一端にスポットされ
接続される。可動接点台12は各極を貫通する２本の絶縁
軸17、18により２箇所が継がれ、３相一体でピン17を中
心に回動される。

又、“ON"、“OFF"開閉を行う開閉機構部４で連動軸
７にカシメされた可動フレーム22部分に可動接点台の回
転中心となるピン16を共有する金具25を有し、可動フレ
ーム22の回動により連動軸７の回転と同様で動く。金具
25は他の一端を、反発連動する接点台12を３相結合する
絶縁軸18と係合している。よって、可動フレーム22の時
計方向の回転により絶縁軸18が持ち上げられ３相分の限
流接点台12は回転中心の絶縁軸17を中心に反時計方向へ
回転する。これにより開極動作時における限流接点台を
ほぼ反発時と同様の位置まで動かし遮断距離を確保す
る。戻り力は中央極に設けた戻しバネ13により３相同時
に戻される。“ON"操作は“OFF"（開極）動作と反対に
可動フレーム22が反時計方向に回転することにより限流
接点は上部へ移動し可動接点９と接触される。

その他の実施例について説明する。

第16図、第17図は３相連動する軸を絶縁モールド一体
成形品によって構成され、連動軸７の突出した凸部７′
部分の回転力により一体構造の接点台を回転させる。本
構造では短絡時の電磁反発構成は各極それぞれ単独で動
作し、“ON"、“OFF"の開閉時のみ３相連動する構造で
ある。

第18図、第19図、第20図について説明する。この実施
例は、電磁反発回動する限流接点台12及び端子台15の対
向する部分、更にそれを継ぐ可撓銅撚線14、限流接点台
12の戻し力を付勢する戻しバネ27を別の絶縁モールド品
内に挿入したものを示す。これは組立品としてモールド
ケース１の下部より挿入され固定される。この際、限流
接点台12に係合される戻しバネ27を絶縁カバー23に単独
で保持できるよう絶縁カバーの一端に戻しバネ27の端部
を止める凸部23aを設けたものである。

以上の実施例によれば、以下の効果がある。

1.短絡時に大電流が流れた場合、３相同時に反発する構
造のため、その電磁反発力は３相総合和で動作し、通過
電流の少ない最小通過電流相より遮断を完了し、他の２
相を単独遮断とすることが可能で大きな限流遮断効果を
生める。

2.“ON"、“OFF"開閉により限流接点台を動く構造とし
たことで、限流遮断器でも大きな遮断距離を確保するこ
とが出来る。特に、直流遮断での性能の向上が図れる。

3.2項により遮断時の機構部動作後の可動及び限流接点
台の首下がり現象がなく再点弧の面で性能の改良が行え
る。

4.電磁反発限流機構部（特に戻しバネ、可撓銅撚線）等
を他の絶縁物で覆う構造とし、本体消弧室より分離した
ことで、遮断時のアークによる損傷及び溶融物の付着等
がなく信頼性の高い限流遮断器を提供することができ
る。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば遮断
時の接点台の開極速度を向上でき、接点部分の温度上昇
を低く押さえることが可能で、信頼性を向上できる回路
遮断器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すON状態における切断正
面図、第２図はOFF状態における要部正面図、第３図は
短絡時の電磁反発状態を示す要部正面図、第４図（Ａ）
は他の実施例を示す概略正面図、第４図（Ｂ）は同作動
状態を示す概略正面図、第５図、第６図、第７図は本発
明の他の実施例を示す図であり、第５図は端子台の正面
図、第６図は要部正面図、第７図は動作状態を示す要部
正面図、第８図、第９図、第10図は本発明の更に他の実
施例を示す図であり、第８図は端子台の平面図、第９図
は要部正面図、第10図は動作状態を示す要部正面図、第
11図は本発明の更に他の実施例を示すON状態における切
断正面図、第12図は要部正面図、第13図は限流接点台の
斜視図、第14図は動作状態を示す要部正面図、第15図は
限流接点台と可動接点台との関係を示す斜視図、第16
図、第17図は更に他の実施例を示す図であり、第16図は
要部正面図、第17図は同斜視図、第18図、第19図、第20
図は本発明の更に他の実施例を示した図であり、第18図
は要部正面図、第19図はその一部を拡大して示す正面
図、第20図は要部を拡大して示す斜視図である。 9:可動接点台、12:限流接点台、14:可撓導線、15:端子
台

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可動接点台と限流接点台とが互いに流れる
   電流方向が反対方向となる電磁反発限流機構を有するも
   のにおいて、限流接点台の前記可動接点台との対向部
   と、前記限流接点台の回転中心に対して当該対向部の反
   対部分に端子台との他の対向部分を有し、前記限流接点
   台が回転中心の両側に生じる電磁反発力を偶力として回
   動し、前記限流接点台の前記他の対向部分の端部と前記
   端子台の端部とを可撓導線で継いだことを特徴とする回
   路遮断器。
2. 【請求項２】前記限流接点台は複数相設けられるととも
   に複数相の前記限流接点台を連動させる連動手段を備
   え、複数相の少なくとも１相が前記電磁反発力により作
   動したときに前記連動手段が実質的に複数相同時に前記
   限流接点台を作動させるとともに開閉機構部分の開極動
   作により実質的に複数相同時に前記限流接点台を作動さ
   せるよう構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の回路遮断器。