JP2886903B2 - 回路遮断器 - Google Patents

回路遮断器

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JP2886903B2 JP1235592A JP23559289A JP2886903B2 JP 2886903 B2 JP2886903 B2 JP 2886903B2 JP 1235592 A JP1235592 A JP 1235592A JP 23559289 A JP23559289 A JP 23559289A JP 2886903 B2 JP2886903 B2 JP 2886903B2
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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に係り、特に消弧部の構成部材、
絶縁、アーク駆動、及びアークエネルギーに応じて発生
する圧力上昇を防止するに好適な回路遮断器に関する。
〔従来の技術〕
従来の装置は、実開平1−6039号公報に開示されてい
る。例えば、従来の回路遮断器は第6図に示すように、
絶縁性のケーシング1の内部に消弧装置5を装着するも
のが多いが、消弧装置内の発生アークにより上昇した内
圧が絶縁ケーシングに直接作用し、第7図に示すように
矢印Pの内圧を受けてケーシング内壁の破壊事故が多く
発生している。従って、ケーシングは前記内圧に耐える
必要があり、遮断時の大電流に対応する遮断能力を大き
くするには、ケーシング材の強度を高めるか、内圧の上
昇を抑える等の対策が必要であった。この手段として、
例えばガラス強化プラスチックスの採用、または射出成
形品に比して高強度の圧縮成形品の採用があり、また内
圧低減策としては消弧室容積の拡大などが実施されてい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
第8図に示すように、回路遮断器のモールドケースは
製造コストに占めるケース部品費の比率が高く25〜35%
にも及んでいる。また、第9図に示すように、圧縮成形
品はは強度は大であるが、部品費a2と材料費a1との差が
大きく、ガラス繊維強化成形品は部品費c2とc1との関係
もほぼ同様で加工費が割高となることを示し、射出成形
品は強度が小さく部品費b2と材料費b1との差は小さい。
このように圧縮成形のケーシング製作は高強度であるが
大幅はコストアップ要因となり、容積の拡大は、回路遮
断器の小形化ひいては配線盤等の収納スペース減少に反
することとなり問題であった。また遮断時のアークを速
かに所定の方向に駆動、冷却し確実に消弧させるため、
および、遮断途中あるいは遮断後の電源と機構部との絶
縁を確実なものにするため、消弧板、駆動部材、絶縁板
等が消弧装置に配設されているが、部品点数の増加をも
たらし構造の複雑化による組立性低下の要因となる上、
個々の部材も大がかりなものとなりコストアップが避け
られず、遮断性能を確保し絶縁性の向上を図ることと原
価の低減とは二律背反的な関係にあった。
本発明は、大電流遮断性の容易さと高遮断性能を保持
し、さらに、電流遮断直後の絶縁性を確保し、コンパク
トでかつ原価低減に好適な回路遮断器を提供することを
目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記目的を達成するために、可動接点を有す
る可動接点台と、固定接点を有する固定接点台と、事故
電流発生に応動して可動接点台を固定接点台から開極動
作させる接点開閉機構と、開極動作時に可動接点と固定
接点との間に生じるアークを抑制する消弧装置と、可動
接点台と固定接点台と接点開閉機構と消弧装置を収納す
るケーシングとを有する回路遮断器において、ケーシン
グの内部を各極毎に仕切るケーシング内壁と、このケー
シング内壁間で各極毎に配設されて可動接点台と消弧装
置とをその内部に含むよう構成されるとともに耐圧性を
有する絶縁材により形成された消弧室と、この消弧室の
外側に装着されたU字状磁性体とを備え、固定接点台は
固定接点を有する端部が可動接点台と電流の向きが反対
方向になるよう配設されるとともに固定接点が消弧室内
に位置するよう配設され、U字状磁性体はU字の並行し
て延びる2辺が可動接点台の開離方向に沿って延びると
ともにU字の底辺が固定接点の近傍に配設されて、U字
の内側に固定接点台の固定接点を有する端部と可動接点
台とを含むように構成されたことを特徴とするものであ
る。
〔作用〕
ケーシングはケーシング内壁で各極毎に仕切られ、消
弧室は耐圧性を有する絶縁材により各極毎にケーシング
内壁間に配設できる大きさに形成されるのでケーシング
の寸法を大型化することなく強度の向上が図れる。これ
により回路遮断器のコンパクト化を図ることができる。
また、消弧室は耐圧性を有する絶縁材によりコンパクト
に形成されるので強度が向上し、遮断時に発生するアー
クによる内圧の上昇に耐えるとともに、収納された消弧
装置によりアークを所定の方向に駆動・冷却する。
固定接点台は固定接点を有する端部が可動接点台と電
流の向きが反対方向になるように配設されて短絡電流の
ような大電流が流れたときに電磁反発力により可動接点
台を反発開離させる。U字状磁性体は消弧室の外側に装
着されてU字の内側に固定接点台の固定接点を有する端
部と可動接点台とを含むよう構成される。U字状磁性体
はU字の並行して延びる2辺が可動接点台の開離方向に
沿って延びるとともにU字の底辺が固定接点の近傍に配
設されるので、固定接点台の端部を流れる電流により発
生する磁束がU字状磁性体の内部を通過し、U字の底辺
を流れる磁束の向きと逆向きの磁束がU字の並行して延
びる2辺の一方の辺から他方の辺に向かって流れる。固
定接点台、可動接点台が第3図(a)のように配置さ
れ、第3図(a)中で固定接点台には右から左に、可動
接点台には左から右に電流が流れるものとして、この状
態で第4図のようにU字状磁性体が装着されると、アー
ク排出口側から見てU字磁性体状には反時計方向に磁束
が流れる。この磁束がU字の並行して延びる2辺の一方
の辺から他方の辺に向かって流れるときにはフレミング
の左手の法則により可動接点台に対して固定接点台から
離れる方向の力を及ぼし、この力が電磁反発力に加算さ
れることにより開極動作が高速化される。これにより大
電流に対する遮断性と絶縁性が向上する。
〔実施例〕
以下、本発明を図面によって説明する。第1図は本発
明に係る回路遮断器の一実施例の消弧室内部を示す斜視
図、第2図は第1図の分解斜視図であって、事故電流発
生に応動して開極動作する可動接点台7とこれに対応す
る固定接点台6との間に発生するアークは、そのエネル
ギーにより接点6a、7a、接点台6、7および近接する部
材を昇華しつつ高温のガスを発生させる。接点6a、7a間
に発生するアーク柱は可動接点台7の開離動作に伴って
伸延し、アーク柱を取り巻くように配設された複数の磁
性板からなるコ字状の消弧板3により電源側へ駆動され
つつ冷却され、電源側に設けたアークガス排出口4から
排出される。伸延されたアーク柱は消弧板3により冷却
され、より高いインピーダンスとなりアーク電流を抑制
し、ついには電流零点に達しいわゆる遮断に至る。第2
図に示されるように、絶縁ケーシング1はケーシング内
壁で各極毎に仕切られ、ケーシング内壁間には可動接点
台7と複数の消弧板3からなる消弧装置とをその内部に
収納する消弧室が各極毎に配設される。本実施例におけ
る消弧室は各極毎に高強度絶縁材からなる筐体2と内部
に収容された消弧板3により形成されており、筐体2に
は可動接点台7の回動軌跡に対応する開口部8が形成さ
れる。また、筐体2の底部に固定接点台6に取り付けら
れた固定接点6aおよびアークランナ9を筐体2内に露出
させる開口部が形成される。可動接点台7は可動接点7a
が固定接点6aと対向するように開口部8に挿通される。
筐体2の内部には消弧板3の支持溝2aが複数形成され、
複数の消弧板3がこの支持溝2aに挿入されて固定され
る。消弧室の開口部8と対向する面にはアーク排出口4
を有する仕切り板が消弧板3の挿入固定後に固着され
る。これにより、消弧室は可動接点台7の回動軌跡に対
応する開口部8と、アーク排出口4と、固定接点6aおよ
びアークランナ9が露出する部分とを除く周壁が閉鎖さ
れた構造に成る。そのため、消弧室はアーク発生時の内
部ガス圧を筐体2で受けとめるので、回路遮断器の外殻
である絶縁ケーシング1はその強度を比較的低減したも
ので構成することができる。
第3図に示すように筐体2は、開閉動作する可動絶縁
台7の軌跡に沿って設けた開口部8以外を閉鎖すること
により、接点間に生ずるアークが開閉機構部側や操作把
手側へ流出するのを抑制することができる。また、固定
接点台6の取付け部に、固定接点6aおよびそこに併設さ
れるアークランナ9のみを筐体2内に露出させ、その他
の部分は絶縁板で覆われている。固定接点6aに近い側の
アーク柱脚部は、発散することなく速やかにアークラン
ナ9に沿って移動し、アークの集中が強化されるため、
アークインピーダンスは一層高まり通過電流の抑制がさ
らに強化される。
第4図に示す他の実施例によれば、筐体2の内部に複
数の消弧板支持溝2aを併設し、支持溝2aを介して消弧板
3を装着することにより消弧室の一体化が図られる。ま
たU字状磁性体10を筐体2の外側に装着し、可動接点台
7の開極動作は、U字状磁性体10に沿った磁束により高
速化されるように構成するが、このU字状磁性体10を極
力可動接点台7の回動軌道に沿って近づければ、より高
速な開極動作が得られる。筐体2の一部にU字体ガイド
2bを併設し筐体2の側壁を隔ててU字状磁性体10を装着
することが好ましく、これにより、アーク接触によるイ
ンピーダンス低下を防止して確実な絶縁効果を得ること
ができる。さらに、第3図に示されるように、筐体2の
開閉機構部側、すなわち開口部8の下部外側には凸堤部
11が形成され、遮断時および遮断後の固定接点台7と開
閉機構部との絶縁が強化される。また、別の実施例とし
て第5図に示すように、筐体2の側壁と一体的に可動接
点台の軌跡に沿って対向する1対の防止壁12を設けるこ
とにより、コ字状の消弧板3の先端側へのアーク転移を
防止することができ、アークの集中化と速やかな移動を
助成するのに有効である。
本発明の筐体2は、少なくとも2つの成型品の組立あ
るいは板状品の組立により構成してもよく、例えばセラ
ミック鋳型による成型品、若しくは外殻を金属製とし内
壁に絶縁性と耐アーク性の優れた材料をコーティングし
たものであってもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、大電流遮断性の容易さと高遮断性能
を保持し、さらに、電流遮断直後の絶縁性を確保し、コ
ンパクトでかつ原価低減に好適な回路遮断器を得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る回路遮断器の一実施例内部を示す
斜視図、第2図は第1図の分解斜視図、第3図は本発明
の筐体実施例を示す図、第4図本発明の筐体の他の実施
例の斜視図、第5図は本発明の筐体のさらに他の実施例
の平断面図、第6図は従来の消弧装置とケーシングの斜
視図、第7図は従来のケーシングの内圧発生状態を示す
図、第8図は消弧装置とケーシングの材料とコスト比を
示す図表、第9図は同じく材料の強度と費用の関係図表
である。 1……絶縁ケーシング、2……筐体 3……消弧板、4……アーク排出口 6……固定接点台、6a……固定接点 7……可動接点台、7a……可動接点 8……開口部、9……アークランナ 10……U字状磁性体、11……凸堤部 12……防止壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−251523(JP,A) 実開 平1−60439(JP,U) 実公 昭31−16460(JP,Y1)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可動接点を有する可動接点台と、固定接点
    を有する固定接点台と、事故電流発生に応動して前記可
    動接点台を固定接点台から開極動作させる接点開閉機構
    と、前記開極動作時に前記可動接点と前記固定接点との
    間に生じるアークを抑制する消弧装置と、前記可動接点
    台と前記固定接点台と前記接点開閉機構と前記消弧装置
    を収納するケーシングとを有する回路遮断器において、
    上記ケーシングの内部を各極毎に仕切るケーシング内壁
    と、このケーシング内壁間で各極毎に配設されて可動接
    点台と消弧装置とをその内部に含むよう構成されるとと
    もに耐圧性を有する絶縁材により形成された消弧室と、
    この消弧室の外側に装着されたU字状磁性体とを備え、
    上記固定接点台は固定接点を有する端部が上記可動接点
    台と電流の向きが反対方向になるよう配設されるととも
    に上記固定接点が上記消弧室内に位置するよう配設さ
    れ、上記U字状磁性体は上記U字の並行して延びる2辺
    が上記可動接点台の開離方向に沿って延びるとともに上
    記U字の底辺が上記固定接点の近傍に配設されて、U字
    の内側に上記固定接点台の固定接点を有する端部と上記
    可動接点台とを含むように構成されたことを特徴とする
    回路遮断器。
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