JP2965025B1 - 回路遮断器 - Google Patents

回路遮断器

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Abstract

【要約】 【課題】通電電流の磁束を利用して大電流通流時の可動
接触子の開極速度を高める。 【解決手段】可動接触子４の反固定接触子側にコ字状の
磁性体１２を配置し、その両脚部先端を閉極状態の可動
接触子４に隙間を介して対向させるとともに、可動接触
子４の固定接触子側の面に平板な磁性体１３を固着し、
磁性体１２及び１３により可動接触子４を囲む閉磁路を
形成させる。矢印で示すように短絡電流などの大電流が
流れると、この閉磁路を通る磁束により、磁性体１２の
上端面と磁性体１３の左右両端面との間には吸引力が働
き、過電流引外し装置からの信号で図示しない開閉機構
が作動する前に可動接触子４はこの吸引力で急速に開極
駆動されて電流が速やかに遮断される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、配線保護などに
用いられる回路遮断器に関し、特に大電流遮断時の可動
接触子の開極速度を高めるようにした回路遮断器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図８はこの種の回路遮断器の従来例を示
す電流遮断部の側面図である。図８において、各相通電
路には平角導体からなるＵ字状の固定接触子１とＬ字状
の固定接触子２とが前後に対向して配置され、各々には
固定接点３が取り付けられている。両端がへ字状に屈曲
された短冊形の可動接触子４は各固定接点３と接触する
一対の可動接点５を有し、図示閉極状態で接触スプリン
グ６により固定接触子１，２に押圧され、それらの間を
橋絡している。開極時には可動接触子４は図示しない開
閉機構により接触スプリング６に抗して押し下げられ
る。
【０００３】固定接触子１は図示しない電源側端子に接
続され、固定接触子２は図示しない過電流引外し装置を
経て負荷側端子に通じている。可動接触子５の前後には
一対の消弧室７が配置され、その複数枚のグリッド８は
可動接触子５の両端を囲んでいる。グリッド８はＵ字状
の磁性板からなり、左右一対の絶縁物の側壁９に支持さ
れている。また、前後の消弧室７に跨がるように、鋼板
などの高抵抗材からなるアーク転流板１０が設けられ、
このアーク転流板１０は接触スプリング６の受板ともな
っている。
【０００４】図８の通電路に矢印で示すように大電流が
流れると、固定接触子１，２と可動接触子４の平行導体
間に働く電磁反発力により、可動接触子４は接触スプリ
ング６に抗して２点鎖線で示すような位置に開離し、こ
のとき接点３，５間にアーク１１が発生する。このアー
ク１１はグリッド８の働きにより固定接触子１，２及び
可動接触子４の先端まで駆動され、消弧室７内で速やか
に消弧される。その際、図示のようにアーク転流板１０
が設けられている場合は、アーク１１の可動接触子４側
の足はアーク転流板１０に移り、アーク１１は電流が可
動接触子４を流れない状態で消弧されて、大電流による
可動接触子４の損傷が抑えられる。
【０００５】図９は大電流通流時に可動接触子５に作用
する電磁力を図８のものよりも更に強めるようにした従
来例を示す同様の側面図である。すなわち、図９におい
て、可動接触子４の反固定接触子側に前後一対のコ字状
の磁性体１２が配置され、その両脚部先端は閉極状態の
可動接触子４を両側から隙間を介して挟んでいる。この
原理を図１０に基づいて説明すると以下の通りである。
なお、図１０は図９におけるＸ−Ｘ断面を示している。
図１０において、電流Ｉが可動接触子４を図１０の紙面
を上から下に向かうように流れるとすると、この電流Ｉ
に基づく磁束Φは磁性体１２で集束され、図１０に鎖線
矢印で示すように時計回りに可動接触子４及び磁性体１
２を通る。その際、可動接触子４を図１０の左から右に
通る磁束Φは電流Ｉと直交し、フレミングの左手則によ
り、可動接触子４には実線矢印で示す方向に力が働く。
そのため、可動接触子４は図８の電磁反発力単独のもの
より大きい速度で開極駆動され、それだけ遮断性能が向
上する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来か
ら電磁力により可動接触子を駆動し、開極速度を高める
ことによる回路遮断器の高性能化が行われているが、こ
の発明は、新しい原理により可動接触子に対する駆動力
を更に高め、遮断性能の一層の向上を図ることを課題と
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、接触スプリングにより可動接触子が固
定接触子に押圧されて閉極状態に保持される回路遮断器
において、前記可動接触子の固定接触子側の面に平板な
磁性体を固定する一方、前記可動接触子の反固定接触子
側にコ字状の磁性体を配置するとともに、このコ字状の
磁性体の両脚部先端を閉極状態の前記可動接触子に隙間
を介して対向させ、前記可動接触子に短絡電流などの大
電流が流れた際に、この電流の磁束に基づいて前記磁性
体の間に生じる吸引力により前記可動接触子を前記接触
スプリングに抗して開極駆動するようにするものであ
る。
【０００８】図６により、この発明の原理を説明する。
なお、従来例と対応する部分には同一の符号を用いるも
のとする。図６は従来例の原理を説明する図１０に相当
するもので、図１のVI−VI線に沿う断面図である。図６
において、可動接触子４の反固定接触子側にコ字状の磁
性体１２を配置し、その両脚部先端を閉極状態の可動接
触子４に隙間を介して対向させる一方、可動接触子の固
定接触子側の面に平板な磁性体１３を固着している。い
ま、可動接触子４に図６の紙面を上から下に向かうよう
に電流Ｉが流れたとすると、この電流Ｉの時計回りの磁
束Φは、鎖線矢印で示すように磁性体１２及び磁性体１
３により図示の通り集束され、磁性体１２の上端面と磁
性体１３の左右両端面との間には磁束Φの２乗に比例す
る吸引力が生じ、可動接触子４は実線矢印で示す方向に
力を受けて開極駆動される。
【０００９】この吸引力は図１０において磁束Φにより
電流Ｉが受ける力に比べて大きく、図６において、ギャ
ップｘ＝1.5mm,ｙ＝1mm としたときの可動接触子４に対
する駆動力は図１０の原理によるものの２倍以上となる
ことが実験的に確認されている。この発明は、可動接触
子４の反固定接触子側にコ字状の磁性体１２を配置する
点で図９の従来構成と類似しているが、可動接触子４に
固着した磁性体１３との間に作用する吸引力により可動
接触子４を開極駆動するものであり、原理的には図９の
ものと全く相違している。
【００１０】上記回路遮断器において、磁性材と低電気
抵抗材とを接合して帯状のクラッド材を形成し、このク
ラッド材を用いて可動接触子を構成すれば、可動接触子
ごとに磁性体を固着するよりも製作が簡単となる。
【００１１】一方、この発明において、可動接触子に磁
性体を固着する代わりに、可動接触子を磁性材で構成す
ることも可能である。鋼板などの磁性材は通常の可動接
触子に用いられる銅材に比べて電気抵抗が大きいが、比
較的小さな定格電流のものであれば使用可能であり、そ
れにより材料費が安価になる。
【００１２】更に、可動接触子を対向する一対の固定接
触子に跨がる橋絡可動接触子として構成して、その両端
に消弧室を配置し、これらの消弧室間に跨がるようにア
ーク転流板を設置する場合には、アーク転流板を磁性材
で構成するとともに、このアーク転流板に一対のコ字状
の磁性体を可動接触子の両端にそれぞれ対向するように
一体に折り曲げ形成すれば、部品点数が削減される。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施の形態を示
すもので、（Ａ）は電流遮断部の平面図、（Ｂ）はその
側面図である。この電流遮断部の構成は、この発明に係
る部分以外は図８あるいは図９の従来例と実質的に同じ
であり、対応する部分には同一の符号を付け、同一構成
部分についての説明は省略する。さて、図１において、
可動接触子４の反固定接触子側には前後一対のコ字状の
磁性体１２が配置され、その両脚部先端は図示閉極状態
の可動接触子４に隙間を介して対向するとともに、可動
接触子４の固定接触子側の面には平板な磁性体１３が固
着されている。
【００１４】図３は図１における可動接触子４を示した
もので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。銅板
から打ち抜き形成された可動接触子４はアークランナと
なる両端４ａがへ字状に屈曲され、その内側に前後一対
の可動接点５がろう付けなどの方法により接合されてい
る。そして、鋼板からなる長方形の磁性体１３が可動接
点５間に位置するように、可動接触子４の固定接触子側
の面にろう付けあるいはかしめ付けなどの方法により固
着されている。
【００１５】図３の可動接触子４を有する図１の電流遮
断部において、磁性体１２及び１３は可動接触子４を囲
む閉磁路を形成し、図１（Ｂ）に矢印で示すように短絡
電流などの大電流が流れると、この閉磁路を通る磁束に
より、図６の原理図で説明したように磁性体１２の上端
面と磁性体１３の左右両端面との間には吸引力が図１
（Ｂ）の下向きに働き、過電流引外し装置からの信号で
図示しない開閉機構が作動する前に、可動接触子４はこ
の吸引力で急速に開極駆動されて速やかに電流遮断す
る。
【００１６】図２は消弧室７に跨がるように鋼板などの
磁性材からなる転流板１０を設けた場合において、転流
板１０に磁性１２を一体形成した実施の形態を示すもの
で、このような構成によれば、部品点数を増やすことな
く遮断性能を高めることが可能となる。
【００１７】図４は可動接触子４に磁性体を固着する代
わりに、可動接触子４を磁性材で構成した実施の形態を
示すもので、可動接触子４は全体が鋼板などの磁性材か
ら打ち抜き形成されている。この実施の形態は定格電流
が比較的小さい回路遮断器に適しており、材料費が安価
になる。
【００１８】図５は可動接触子４を鋼板などの磁性材１
４と銅板などの低電気抵抗材１５とを接合した帯状のク
ラッド材から構成した実施の形態を示すもので、磁性材
１４と低電気抵抗材１５とは圧着やろう付けなどの方法
で互いに接合されている。このような構成によれば、部
品点数を減らしながら可動接触子４の通電容量を大きく
することが可能となる。
【００１９】図７は回動式の可動接触子４を有する回路
遮断器における実施の形態を示すものである。可動接触
子４は絶縁物のホルダ１６にピン１７を介して回動可能
に保持されるとともに、捩じりばねからなる接触スプリ
ング６により図７の反時計回りに付勢されている。ホル
ダ１６は一体形成された図示しない開閉軸を介して回路
遮断器の本体ケースに回動可能に支持され、開閉機構１
８により開閉駆動される。可動接触子４はリード線１９
を介して接続された図示しない過電流引外し装置を経て
図示しない負荷側端子に通じている。
【００２０】一方、図示しない電源側端子と一体の固定
接触子１はＵ字状に折り返された端部に固定接点３が取
り付けられ、この固定接点３は可動接触子４の先端の可
動接点５と接触している。ここで、可動接触子４の反固
定接触子側にはコ字状の磁性体１２が配置され、その両
脚部先端は図示閉極状態の可動接触子４に隙間を介して
対向するとともに、可動接触子４の固定接触子側の面に
は平板な磁性体１３が固着されている。
【００２１】図７において、矢印で示すように短絡電流
などの大電流が流れると、磁性体１２と１３とからなる
閉磁路を通る磁束により、磁性体１２の上端面と磁性体
１３の左右両端面との間には吸引力が働き、可動接触子
４は開閉機構１８が作動する前に、この吸引力でピン１
７を支点に時計回りに回転駆動され、速やかに電流遮断
される。
【００２２】
【発明の効果】この発明によれば、可動接触子の反固定
接触子側に配置したコ字状の磁性体と可動接触子の固定
接触子側の面に固着した平板な磁性体とで可動接触子を
囲む閉磁路を形成させ、可動接触子に短絡電流などの大
電流が流れた際に、この電流の磁束に基づいて磁性体間
に生じる吸引力で可動接触子を開極駆動する構成とする
ことにより、可動接触子の開極速度を従来よりも高めて
優れた遮断性能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すもので、（Ａ）は
回路遮断器の電流遮断部の平面図、（Ｂ）は側面図であ
る。
【図２】この発明の異なる実施の形態を示すもので、
（Ａ）は回路遮断器の電流遮断部の平面図、（Ｂ）は側
面図である。
【図３】図１における可動接触子を示し、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】可動接触子の異なる実施の形態を示し、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図５】可動接触子の更に異なる実施の形態を示し、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図６】図１（Ｂ）のVI−VI線に沿う断面図である。
【図７】この発明の更に異なる実施の形態を示す回路遮
断器の電流遮断部の側面図である。
【図８】従来例を示す回路遮断器の電流遮断部の側面図
である。
【図９】異なる従来例を示す回路遮断器の電流遮断部の
側面図である。
【図10】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ 固定接触子 ２ 固定接触子 ４ 可動接触子 ６ 接触スプリング ７ 消弧室 １０ 転流板 １２ 磁性体 １３ 磁性体 １４ 磁性材 １５ 低抵抗材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保山 勝典 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 高橋 龍典 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 外山 健太郎 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−71856（ＪＰ，Ａ) 特許2507382（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01H 71/00 - 83/22

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】接触スプリングにより可動接触子が固定接
    触子に押圧されて閉極状態に保持される回路遮断器にお
    いて、 前記可動接触子の固定接触子側の面に平板な磁性体を固
    定する一方、前記可動接触子の反固定接触子側にコ字状
    の磁性体を配置するとともに、このコ字状の磁性体の両
    脚部先端を閉極状態の前記可動接触子に隙間を介して対
    向させ、前記可動接触子に短絡電流などの大電流が流れ
    た際に、この電流の磁束に基づいて前記磁性体の間に生
    じる吸引力により前記可動接触子を前記接触スプリング
    に抗して開極駆動するようにしたことを特徴とする回路
    遮断器。
  2. 【請求項２】前記可動接触子を磁性材と低電気抵抗材と
    を接合したクラッド材で構成したことを特徴とする請求
    項１記載の回路遮断器。
  3. 【請求項３】接触スプリングにより可動接触子が固定接
    触子の押圧されて閉極状態に保持される回路遮断器にお
    いて、 前記可動接触子を磁性材で構成する一方、この可動接触
    子の反固定接触子側にコ字状の磁性体を配置するととも
    に、この磁性体の両脚部先端を閉極状態の前記可動接触
    子に隙間を介して対向させ、前記可動接触子に短絡電流
    などの大電流が流れた際に、この電流の磁束に基づいて
    前記可動接触子と前記磁性体との間に生じる吸引力によ
    り前記可動接触子を前記接触スプリングに抗して開極駆
    動するようにしたことを特徴とする回路遮断器。
  4. 【請求項４】前記可動接触子を対向する一対の前記固定
    接触子に跨がる橋絡可動接触子として構成して、その両
    端に消弧室を配置し、これらの消弧室間に跨がるように
    磁性材からなるアーク転流板を設置するとともに、この
    アーク転流板に一対のコ字状の前記磁性体を前記可動接
    触子の両端にそれぞれ対向するように一体に折り曲げ形
    成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか
    に記載の回路遮断器。
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