JP4007039B2

JP4007039B2 - 回路遮断器

Info

Publication number: JP4007039B2
Application number: JP2002102289A
Authority: JP
Inventors: 哲也濱田; 健一 ▲高▼橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2022-04-04
Also published as: JP2003297215A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電路の過電流等を検出したとき電路を遮断する回路遮断器に関するものである
【０００２】
【従来の技術】
従来例１
この種の回路遮断器は、例えば実開昭５６−１３４６６３号公報に示されている。図６は従来の回路遮断器の側断面図、図７は図６の回路遮断器のモールドベースを示す斜視図、図８は図６の回路遮断器のモールドカバーを示す斜視図であり、遮蔽板４１が取り付けられた状態のものを示している。
【０００３】
本体１は成形絶縁物からなるモールドベース２とモールドカバー３とにより絶縁箱として形成されており、端子部６Ａ、１８Ａを除く回路遮断器の充電部を覆い、且つモールドベース２とモールドカバー３に設けられた絶縁隔離壁２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ（図７、図８）にモールドベース２とモールドカバー３を組み合わせることによって仕切られた各極室が設けられ、中央極室には主要構成部品ならびに開閉操作機構が収納されている。
【０００４】
モールドベース２に設けられた電源側端子導体６はその端が極室内に延び固定接触子７が固着されている。なお、この回路遮断器は、図７、図８に示すように、中央極室の左右に極室が形成された３極のタイプである。可動コンタクト８の固定接触子７と対応する位置には可動接触子９が設けられており、クロスバー１１に支持され可動コンタクト装置を構成している。時限引外し用の過電流に応動する引外し要素であるバイメタル１５は下端が負荷側端子導体１８の一端に連結されている。電磁石の固定鉄心１９は電磁石支持板２０に支承され、電磁石の可動鉄片２１は軸２２により電磁石支持板２０に回動自在に支承されるよう構成されている。
【０００５】
各極共通の可動コンタクト装置の開閉操作機構ならびに引外し機構は中央極に設けられ、モールドカバー３に設けられた開口孔３ｃ（図８）より絶縁物からなる操作つまみ２３ａが突出し、操作位置に拘らず開口孔３ｃを覆うように極室内で移動する断面円弧状の開口部覆い部２３ｂをもつ操作ハンドル２３と、この操作ハンドル２３に固着されたコの字形の開閉レバー２４とを有し、この開閉レバー２４は回動自在に連結されている。一対のトグルリンク２６，２７は連結軸２８により各々の一端が回動自在に連結されており、トグルリンク２７の他端は各極連動のクロスバー１１ならびに可動コンタクト８と一体に可動コンタクト軸１０で連結されている。操作スプリング２９が一対のトグルリンク２６，２７の連結軸２８と開閉レバー２４の上端との間に架設されていてトグルリンク機構を形成している。
【０００６】
開閉操作機構と引外し機構を釈放自在に接続するトリップレバー３０はトリップレバー軸３１に回動自在に軸支され、引外し機構のトリップラッチ３４の一端フック部３４ａと係合し、トリップラッチ３４は軸３５により回動自在に支承されている。トリップバー３６はヒネリばね３７によってばね力を受け、過電流に応動する各極の引外し要素のバイメタル１５に設けられた調整ねじ１６と、過大電流に応動する瞬時引外し用電磁石の可動鉄片２１に応動するよう設けられている。可動コンタクト装置に対応して設けられる消弧装置３９は複数の消弧グリッド４０を有しており、更に可動コンタクト装置８の可動接触子９ならびに消弧装置３９の上部付近に設けられた金属或は絶縁物からなるアークガスの遮蔽板４１はモールドカバー３の内面壁に嵌合されている。
【０００７】
次に従来例１の回路遮断器の動作について説明する。
過負荷電流の比較的小さな過電流が流れた場合には、バイメタル１５が自己のジュール発熱によって湾曲し、その先端に設けられた調整ねじ１６がトリップバー３６を押圧することでトリップラッチ３４と共に軸３５を軸に回動し、トリップレバー３０よりトリップラッチ３４の一端フック部３４ａが外れ、トリップレバー３０はトリップレバー軸３１を軸に回動し、引外し機構のクロスバー１１に支持された可動コンタクト装置の可動コンタクト８の可動接触子７と電源側端子導体６の固定接触子７がトグルリンク機構により操作スプリング２９のばね力により開路状態と同様になる。
【０００８】
一方、過大電流等の大きな過電流が流れた場合には、可動鉄片２１が励磁され、軸２２を軸支し固定鉄心１９に吸引され、先端の可動アーム２１ａがトリップバー３６を押圧する。その後は過負荷電流による動作と同様である。
【０００９】
従来例２．
この種の回路遮断器は、例えば実開平６−４１０４３号公報に示されている。図９は従来の回路遮断器の要部を示す側断面図、図１０は図９の回路遮断器の消弧装置、遮蔽板及び冷却体を説明する図である。
図において、３８は消弧側板であり、消弧グリッド４０の端部が嵌挿され消弧装置３９を構成する。４４は遮蔽板であり、４４ａはつば４４ｅが消弧側板３８の溝３８ａに嵌り込み位置決め固定される折り曲げ蓋、４４ｂはコンタクト８が挿通される挿通溝を形成する一対の脚、４４ｃは折り曲げ蓋４４ａと脚４４ｂの折り曲げ部、４４ｄは消弧側板３８の押さえ段部３８ｂに押し付けられる肩部である。４５は冷却装置である。その他の構成は従来例１と同様である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１の回路遮断器は、操作ハンドル２３の絶縁成形物の開口部覆い部２３ｂに近接して遮蔽板４１を固着してアークガスによる絶縁劣化を防止していたが、遮蔽板４１が消弧装置３９から離れていることでアークガスによる煤ならびに金属粒が拡散するという問題点があった。
【００１１】
従来例２の回路遮断器は、折り曲げ蓋４４ａと、一対の脚４４ｂによりアークを操作ハンドル２３の絶縁物の開口部覆い部２３ｂに対して区画して、アークガスによる絶縁劣化を防止していたが、アーク遮断時においてコンタクト８と一対の脚４４ｂが形成する溝部のうち図１０における上方に隙間ができ、この隙間からアークガスがアークガスによる煤ならびに金属粒が拡散するという問題点があった。ここで、回路遮断器は遮断電流が大きいとき、開閉機構からの引き外しの他に、接触子７、９間に作用する電磁反発力により、コンタクト８がＯＦＦ位置を越えて上方に跳ね上がった後、最終的にコンタクト８はＯＦＦ位置に停止する。このＯＦＦ位置からの跳ね上がり分が隙間として必要となる。
【００１２】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、アークガスによる煤ならびに金属粒の拡散を抑え、操作ハンドル部に炭化物を付着させないことを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回路遮断器は、モールドカバーと、前記モールドカバーが被せられこのモールドカバーとにより充電部を収納するモールドベースと、前記モールドカバー及びモールドベースの内部に設けられた絶縁隔壁によって仕切られた極室と、前記極室内に収納された可動コンタクトと、前記極室内に収納され複数の消弧グリッドを消弧側板により固定し、前記可動接触子と固定接触子の間に発生したアークを消弧する消弧装置と、アーク遮断時に前記可動コンタクトの必要以上の回動を停止させるストッパと、前記可動コンタクトを開閉する開閉機構と、絶縁成形物により形成され、前記モールドカバーの開口孔に操作つまみが突出して設けられ前記開閉機構を開閉操作するとともに、操作位置に拘らず前記開口孔を覆うように極室内で移動する開口部覆い部を有する操作ハンドルとを備えた回路遮断器において、前記最上段の消弧グリッドを上方から覆う蓋部、前記可動コンタクトが回動可能に挿通された脚部、及び前記蓋部と反対側に折り曲げられた突出部を有する折り曲げファイバーと、前記折り曲げファイバーの突出部を位置決めするピンと、前記モールドカバーから突出して設けられ前記折り曲げファイバーの蓋部に当接するリブとを備え、前記モールドカバー及びモールドケースの絶縁隔壁と、前記折り曲げファイバーと、前記ピンと、前記リブにより消弧室を形成するものである。
また、折り曲げファイバーの蓋部は、ストッパによりモールドベース側から支持されるとともに、前記ストッパより折り曲げファイバーの突出部から離れた位置でモールドカバー側からリブにより押圧して支持されたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の一実施の形態を示す開路状態を示す断面図、図２は図１の折り曲げファイバーを示す斜視図、図３は図１の消弧装置及び折り曲げファイバー部分を上面図である。図において、１〜４０は従来例１、２で説明したものと同様であるのでその説明を省略する。なお、ベース２は図７と同様、カバー３は図８から遮蔽板４１を取り去り、リブ３ｆを設けたものとほぼ同様の構成である。
【００１５】
４３は可動コンタクト８に並設されるファイバー片４３ａ（リブ）、可動コンタクト８が回動可能に挿通されるファイバー片４３ｂ（脚部）、最上段の消弧グリッド４０を上方（図１における上方）から覆うファイバー片４３ｃ（蓋部）と、開閉機構（開閉レバー２４、トグルリンク２６、２７、操作スプリング２９等から成り可動コンタクト８を開閉させる機構）側に突出して形成されたファイバー片４３ｄ（突出部）からなり、消弧装置３９と開閉機構との間に装着される折り曲げファイバーであり、絶縁性を有する紙を主成分とする材料により形成されている。この折り曲げファイバー４３は、所定の形状に切断加工されたシート状のファイバー板を折り曲げ部４３ｅ（４３ｅ１、４３ｅ２、４３ｅ３、４３ｅ４）で折り曲げ、特に折り曲げ部４３ｃ（蓋部）と４３ｄ（突出部）を互い違いの方向に折り曲げて形成する。
【００１６】
４３ａ１は折り曲げ部４３ｅ２による曲げの逃がし代となる溝、４３ｂ１は電源側端子導体６の一端部６ａとベース２のリブ２ｆとの間に遊嵌される脚部４３の挿入端である。５０は可動コンタクト８を停止させるためのストッパであり、鉄により形成されカバー３により位置決め固定される棒状体であり、ファイバー片４３ｃ（蓋部）も支持する。なお、ファイバー片４３ｃ（蓋部）は、ストッパ５０の反対側からカバー３のリブ３ｆにより押圧され、位置決めされている。即ち、リブ３ｆはモールドカバー３から突出して設けられ折り曲げファイバー４３のファイバー片４３ｃ（蓋部）に当接する。なお、リブ３ｆはモールドカバー３と一体に成形されているので部品点数が少なく好ましいが、モールドカバー３と別体であってもよい。５１は、トグルリンク機構や開閉レバー２４等を支持固定する図示しない２枚の機構プレート（鉄製）間に設けられ、これら機構プレート間の位置決め及び固定をするためのピンであり、鉄製の金属棒５１Ａの周囲に絶縁性皮膜５１Ｂが施されている。
【００１７】
折り曲げファイバー４３の組み込みについて説明する。ベース２に電源側端子導体６、負荷側端子導体１８、開閉機構、消弧装置３９等を組み込む。その後、予め上述したようにして折り曲げ形成したファイバー４３を、そのファイバー片４３ｂ（脚部）の挿入端４３ｂ１が一端部６ａとリブ２ｆの間に入るように消弧装置３９の上方（図１における上方）から挿入する。次いで、カバー３を上方（図１における）からベース２に被せることにより、カバー３のリブ３ｆがファイバー片４３ｃ（蓋部）を下方に押し込んだ後、カバー３をベースに固定する。この状態では、ファイバー片４３ｃ（蓋部）のリブ３ｆが当接する面とは反対側の面がストッパ５０に当接し、ファイバー片４３ｄはピン５１に当接する。
【００１８】
短絡電流のような大きな過電流が流れると、従来例１と同様の動作により、可動コンタクト８を開閉機構によりＯＦＦ位置（図１の状態）に移動させる。なお、過電流の大きさが非常に大きい場合、接触子７、９間に作用する電磁反発力により、可動コンタクト８はストッパ５０に一端当接し、その運動エネルギが吸収された後、ＯＦＦ位置に移動し停止する。接触子７、９間に発生したアークは消弧装置３９や接触子７、９の離間により消弧される。
【００１９】
このとき、アークの発生に伴って、アークガスによる煤（主にベース２やカバー３から発生）ならびに金属粒（主に消弧グリッド４０、接触子７、９から発生）が発生する。また、アークは一種の爆発現象とも言え、アーク近傍に曝圧が生じ、煤や金属粒は急速に、排気孔４６から排気される。図１の場合には、消弧装置３９の上面のほぼ全面をファイバー片４３ｃ（蓋部）で覆い、かつ、可動コンタクト８の上方（図１における上方）は、ファイバー片４３ａ（リブ）の一部、４３ｂ（脚部）の一部、４３ｃと反対側に突設したファイバー片４３ｄ（突設部）で覆っており、ハンドル２３の開口部覆い部２３ｂへの煤や金属粒を抑制できる。また、ピン５１がファイバー片４３ｄ（突出部）の図１における下方で接して、可動コンタクト８の上方（図１における）で若干の隙間を持って配置されているので、さらに、ハンドル２３の開口部覆い部２３ｂへの煤や金属粒を抑制できる。
【００２０】
また、従来に比較し、排気孔４６以外において、消弧装置３９をベース２、隔壁２ａ、２ｂ、カバー３、隔壁３ａ、３ｂ、リブ３ｆ、折り曲げファイバー４３、ピン５１で区画する消弧室がより密になっており、消弧室内の圧力を上昇させることができ、アークを効率的に消弧することができる。
また、消弧装置３９の上面のほぼ全面をファイバー片４３ｃ（蓋部）で覆うので、アークガス流を上方（図１における上方）に回り込むことを抑制でき、リブ３ｆの側方（図１における紙面前方及び後方）を通るアークガス流をより少なくできる。
【００２１】
また、折り曲げファイバー４３は、１枚の板状のファイバーから折り曲げることにより得られるので、製造が容易である。
また、ストッパ５０よりもリブ３ｆを電源側（図１の左側）に設けたので、ファイバー片４３ｃ（蓋部）の先端部（図１の左側部分）が最上段の消弧グリッド４０の方向に撓み、この先端部と最上段のグリッド４０間の隙間が小さくなり、消弧グリッド４０間から電源側に放出されるアークガス流がモールドカバー３及びモールドベース２から反射しこの隙間に流入する量を減少でき、ハンドル２３の開口部覆い部２３ｂへの煤や金属粒を抑制することができる。
【００２２】
実施の形態２．
以下この発明の実施の形態２について説明する。
図４はこの発明の実施の形態２に係る他の実施の形態を示す開路状態を示す断面図である。ファイバー片４３ｄ（突出部）がピン５１の下方に設けられ、ファイバー片４３ｄ（突出部）が図１の場合にはベース２の底面に対しほぼ平行であるのに対し、図４の場合にはベース２の底面からこのファイバー片４３ｄ（突出部）を時計方向に見て鋭角に傾いている点が相違している。ファイバー片４３ｄ（突出部）は、折り曲げ部４３ｅ３を中心に時計方向に回転しないよう、図示しないピン５１に平行して設けたピン等により固定しておくことが好ましい。その他の構成は実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００２３】
以上のように構成したので、接触子７、９間にアークが発生したとき、アークガス流は操作ハンドル２３よりもベース２の底面方向に向かう成分が多くなるので、ハンドル２３の開口部覆い部２３ｂへの煤や金属粒を抑制することができる。
【００２４】
実施の形態３．
以下この発明の実施の形態３について説明する。
図５はこの発明の実施の形態３に係る他の実施の形態を示す開路状態を示す断面図である。図５において、５１Ｃは金属棒５１Ａを内部に挿通して設けられた肉厚の絶縁性ゴム（弾性体）である。このゴム５１Ｃは、可動コンタクト８がアーク遮断時に電磁反発力により、そのＯＦＦ位置（図５に示す可動コンタクト８の位置）よりも上方（図５における上方）に移動するとき、可動コンタクト８は先ずゴム５１Ｃに当接しゴム５１Ｃが弾性変形した後、ストッパ５０に当接しその移動を抑制され、最終的に図５に示すＯＦＦ位置に停止する。なお、電磁反発力の大きさによっては、ゴム５１Ｃのみに当接し、ストッパ５０に当接しないこともある。その他の構成は実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００２５】
以上のように、可動コンタクト８がストッパ５０に当接する前に弾性体であるゴム５１に当接するので、そのＯＦＦ位置において、可動コンタクト８とゴム５１との間の距離が小さくなり、ハンドル２３の開口部覆い部２３ｂへの煤や金属粒を抑制することができる。
【００２６】
【発明の効果】
この発明に係る回路遮断器は、モールドカバーと、前記モールドカバーが被せられこのモールドカバーとにより充電部を収納するモールドベースと、前記モールドカバー及びモールドベースの内部に設けられた絶縁隔壁によって仕切られた極室と、前記極室内に収納された可動コンタクトと、前記極室内に収納され複数の消弧グリッドを消弧側板により固定し、前記可動接触子と固定接触子の間に発生したアークを消弧する消弧装置と、アーク遮断時に前記可動コンタクトの必要以上の回動を停止させるストッパと、前記可動コンタクトを開閉する開閉機構と、絶縁成形物により形成され、前記モールドカバーの開口孔に操作つまみが突出して設けられ前記開閉機構を開閉操作するとともに、操作位置に拘らず前記開口孔を覆うように極室内で移動する開口部覆い部を有する操作ハンドルとを備えた回路遮断器において、前記最上段の消弧グリッドを上方から覆う蓋部、前記可動コンタクトが回動可能に挿通された脚部、及び前記蓋部と反対側に折り曲げられた突出部を有する折り曲げファイバーと、前記折り曲げファイバーの突出部を位置決めするピンと、前記モールドカバーから突出して設けられ前記折り曲げファイバーの蓋部に当接するリブとを備え、前記モールドカバー及びモールドケースの絶縁隔壁と、前記折り曲げファイバーと、前記ピンと、前記リブにより消弧室を形成するので、短絡遮断時のアーク及びアークガスによる煤や金属粒による操作ハンドルの絶縁劣化を防止できる。
【００２７】
また、折り曲げファイバーの蓋部は、ストッパによりモールドベース側から支持されるとともに、前記ストッパより折り曲げファイバーの突出部から離れた位置でモールドカバー側からリブにより押圧して支持されたので、折り曲げファイバーの蓋部と最上段の消弧グリッドの隙間が小さくなり、アーク消弧時にこの隙間を通るアーク及びアークガスによる煤や金属粒が少なくなり、操作ハンドルの絶縁劣化をより防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る他の実施の形態を示す開路状態を示す断面図である。
【図２】図１の折り曲げファイバーを示す斜視図である。
【図３】図１の消弧装置及び折り曲げファイバー部分を上面図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る他の実施の形態を示す開路状態を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る他の実施の形態を示す開路状態を示す断面図である。
【図６】従来の回路遮断器の側断面図である。
【図７】図６の回路遮断器のモールドベースを示す斜視図である。
【図８】図６の回路遮断器のモールドカバーを示す斜視図である。
【図９】従来の回路遮断器の要部を示す側断面図である。
【図１０】図９の回路遮断器の消弧装置、遮蔽板及び冷却体を説明する図である。
【符号の説明】
２モールドベース、２ａ、２ｂ隔壁、２ｆリブ、３モールドカバー、３ａ、３ｂリブ、３ｃ開口孔、３ｆリブ、６電源側端子導体、６Ａ端子部、６ａ一端部、７固定接触子、８可動コンタクト、９可動接触子、１１クロスバー、１８負荷側端子導体、１８Ａ端子部、２３操作ハンドル、２３ａ操作つまみ、２３ｂ開口部覆い部、２４開閉レバー、２６、２７トグルリンク、３０トリップレバー、３８消弧側板、３９消弧装置、４０消弧グリッド、４３折曲げファイバー、４３ａファイバー片（リブ）、４３ｂファイバー片（脚部）、４３ｃファイバー片（蓋部）、４３ｄファイバー片（突出部）、４３ｅ折り曲げ部、５０ストッパ、５１ピン

Claims

モールドカバーと、前記モールドカバーが被せられこのモールドカバーとにより充電部を収納するモールドベースと、前記モールドカバー及びモールドベースの内部に設けられた絶縁隔壁によって仕切られた極室と、前記極室内に収納された可動コンタクトと、前記極室内に収納され複数の消弧グリッドを消弧側板により固定し、前記可動接触子と固定接触子の間に発生したアークを消弧する消弧装置と、アーク遮断時に前記可動コンタクトの必要以上の回動を停止させるストッパと、前記可動コンタクトを開閉する開閉機構と、絶縁成形物により形成され、前記モールドカバーの開口孔に操作つまみが突出して設けられ前記開閉機構を開閉操作するとともに、操作位置に拘らず前記開口孔を覆うように極室内で移動する開口部覆い部を有する操作ハンドルとを備えた回路遮断器において、
前記最上段の消弧グリッドを上方から覆う蓋部、前記可動コンタクトが回動可能に挿通された脚部、及び前記蓋部と反対側に折り曲げられた突出部を有する折り曲げファイバーと、
前記折り曲げファイバーの突出部を位置決めするピンと、
前記モールドカバーから突出して設けられ前記折り曲げファイバーの蓋部に当接するリブとを備え、
前記モールドカバー及びモールドケースの絶縁隔壁と、前記折り曲げファイバーと、前記ピンと、前記リブにより消弧室を形成する
ことを特徴とする回路遮断器。
折り曲げファイバーの蓋部は、ストッパによりモールドベース側から支持されるとともに、前記ストッパより折り曲げファイバーの突出部から離れた位置でモールドカバー側からリブにより押圧して支持されたことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。