JP4175400B2 - 回路遮断器 - Google Patents

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Description

本発明は回路遮断器に関し、特に、回路遮断時に接点で発生するアークに曝される部材（細隙材）に適用して好適なものである。
大電力を扱う電機機器では、負荷に流れる短絡電流または負荷電流を遮断するために、回路遮断器が用いられている。この回路遮断器では、過電流引外し装置が、主回路に流れた過負荷電流や漏洩電流などの異常電流を検知し、その時の検知信号に基づいて本体機構部を引外すことにより主回路を開路させることができる。
また、例えば、特許文献１には、オン状態で電路に過電流が流れると、過電流引外し装置がホルダの鎖錠を外すことにより、トグルリンクを介してホルダに連結された可動接触子を固定接触子から開離させて電流遮断を行わせる方法が開示されている。また、前記固定接点と可動接点の近傍には、樹脂からなる細隙材が配置されている。
ここで、電流遮断時に可動接触子が固定接触子から開離すると、可動接点と固定接点との間にアークが発生し、熱エネルギーおよび光エネルギーが近傍の樹脂に照射される。そして、熱エネルギーが樹脂に照射されると、樹脂の表面からガスが発生し（溶発）、このガスによってアークの消弧が行われる。また、光エネルギーが樹脂に照射されると、光エネルギーは樹脂の内部にまで侵入し、樹脂の内部を溶解させてガスが発生する。この樹脂の内部での溶解およびガスの発生は樹脂部材の変形を引き起こし、接点復帰の障害要因となる。
このため、従来の回路遮断器では、細隙材にセラミックフィラーを混合し、細隙材の耐熱性を向上させることにより、細隙材の変形を防止することが行われている。
特開２００３−１６２９４９号公報
しかしながら、細隙材にセラミックフィラーを混合する方法では、消弧後にセラミックフィラーが樹脂の表面に露出し、その樹脂からのガスの発生量が低下することから、アーク消弧性が劣化するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、消弧後のアーク消弧性の劣化を抑制しつつ、アークによる部材の変形を低減することが可能な回路遮断器を提供することである。
上述した課題を解決するために、請求項１記載の回路遮断器によれば、固定接点が設けられた固定接触子と、前記固定接点と開閉可能な可動接点が設けられた可動接触子と、前記可動接触子を保持するホルダと、前記ホルダに連結された開閉軸と、前記固定接点と前記可動接点とを接離させる開閉機構とを備え、前記固定接点と前記可動接点との間で発生するアークに曝される樹脂部材の表層には、２種以上の樹脂を混合した相分離層が形成されていることを特徴とする。
また、請求項２記載の回路遮断器によれば、前記相分離層が形成された樹脂部材は、アーク光に対して散乱効果を有することを特徴とする。
また、請求項３記載の回路遮断器によれば、固定接点が設けられた固定接触子と、前記固定接点と開閉可能な可動接点が設けられた可動接触子と、前記可動接触子を保持するホルダと、前記ホルダに連結された開閉軸と、前記固定接点と前記可動接点とを接離させる開閉機構とを備え、前記固定接点と前記可動接点との間で発生するアークに曝される樹脂部材の表層には、気泡が形成されていることを特徴とする。
また、請求項４記載の回路遮断器によれば、前記気泡が形成された樹脂部材は、アーク光に対して散乱効果を有することを特徴とする。
以上説明したように、本発明によれば、樹脂部材の表層で光を散乱させることができ、樹脂部材の表層における樹脂の比率を低下させることなく、アーク光が樹脂内部に侵入する深さを減少させることが可能となるとともに、樹脂部材の表層で光を多重反射させることができる。このため、樹脂部材の表面からのガスの発生を促進させることができ、消弧後のアーク消弧性の劣化を抑制することが可能となるとともに、樹脂の内部での溶解およびガスの発生を抑制することができ、アークによる樹脂部材の変形を低減することが可能となる。
以下、本発明の実施形態に係る回路遮断器について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る回路遮断器の概略構成を示す断面図である。
図１において、回路遮断器には、固定接点６ａが設けられた固定接触子６、固定接点６ａと開閉可能な可動接点５ａが設けられた可動接触子５、可動接触子５を保持するホルダ３、ホルダ３に連結された開閉軸４、固定接点６ａと可動接点５ａとを接離させる開閉機構が設けられている。そして、これらの部品はケース１とカバー２とからなる箱形の絶縁容器に収納されている。なお、ケース１およびカバー２は合成樹脂で形成することができ、ホルダ３および開閉軸４は、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂で形成することができる。
そして、オン状態で電路に過電流が流れると、過電流引外し装置はホルダ３の鎖錠を外す。その結果、遮断スプリングの蓄勢力によりホルダ３が反時計方向に跳ね上げられ、トグルリンクを介してホルダ３に連結された可動接触子５が固定接触子６から開離して、電流遮断が行われる。そして、電流遮断時に可動接触子５が固定接触子６から開離すると、可動接点５ａと固定接点６ａとの間にアークが発生する。また、前記固定接点６ａと可動接点５ａの近傍には、樹脂からなる細隙材が配置されている。
ここで、可動接点５ａと固定接点６ａとの間で発生するアークに曝される樹脂部材の表層には、２種以上の樹脂を混合した相分離層を形成することができる。なお、相分離層は、ブロック共重合体や相溶性のない２種以上のポリマーを混合することで作製することができる。あるいは、可動接点５ａと固定接点６ａとの間で発生するアークに曝される樹脂部材の表層には、気泡を形成するようにしてもよい。また、相分離層が形成された樹脂部材あるいは気泡が形成された樹脂部材には、アーク光に対して散乱効果を持たせるようにしてもよい。
これにより、樹脂部材の表層で光を散乱させることができ、樹脂部材の表層における樹脂の比率を低下させることなく、アーク光が樹脂内部に侵入する深さを減少させることが可能となるとともに、樹脂部材の表層で光を多重反射させることができる。このため、樹脂部材の表面からのガスの発生を促進させることができ、消弧後のアーク消弧性の劣化を抑制することが可能となるとともに、樹脂の内部での溶解およびガスの発生を抑制することができ、アークによる樹脂部材の変形を低減することが可能となる。
図２は、本発明の第１実施形態に係る細隙材の遮断前後の状態を従来例と比較して示す断面図、図３は、本発明の第２実施形態に係る細隙材の遮断前後の状態を従来例と比較して示す断面図である。
図２（ａ）、（ｂ）（図３（ａ）、（ｂ））は、セラミックフィラーを混合した従来例の細隙材の遮断前後の状態を表す断面図である。
図２（ａ）（または図３（ａ））において、可動接点５ａと固定接点６ａとの間で発生するアークに曝される細隙材１１は、セラミックフィラー１２が混入された樹脂にて構成されている。そして、細隙材１１がアーク光ＡＬに曝されると、細隙材１１の樹脂がガス化する。この結果、図２（ｂ）（または図３（ｂ））に示すように、セラミックフィラー１２が樹脂の表面に露出し、その樹脂からのガスの発生量が低下することから、アーク消弧性を劣化させる。
また、図２（ｃ）、（ｄ）（図３（ｃ）、（ｄ））は、セラミックフィラーなしの従来例の細隙材の遮断前後の状態を表す断面図である。
図２（ｃ）（または図３（ｃ））において、細隙材１３は、セラミックフィラーが混入されていない樹脂にて構成されている。そして、細隙材１３がアーク光ＡＬに曝されると、アーク光ＡＬは樹脂の内部にまで深く侵入し、図２（ｄ）（または図３（ｄ））に示すように、樹脂の内部を溶解させて気泡１４が生成される。この樹脂の内部での溶解および気泡１４の生成は樹脂部材の変形を引き起こし、接点復帰の障害要因となる。
一方、図２（ｅ）、（ｆ）は、本発明の第１実施形態の細隙材の遮断前後の状態を表す断面図である。
図２（ｅ）において、細隙材１５は、２種以上の樹脂を混合した相分離層１６が表層に形成された樹脂にて構成されている。そして、細隙材１５がアーク光ＡＬに曝されると、相分離層１６にてアーク光ＡＬが散乱され、アーク光ＡＬが多重反射される。このため、細隙材１５の表層における樹脂の比率を低下させることなく、アーク光ＡＬが樹脂内部に侵入する深さを減少させることが可能となるとともに、樹脂部材の表面からのガスの発生を促進させることができ、図２（ｆ）に示すように、樹脂の内部での溶解およびガスの発生を抑制して、アーク光ＡＬによる樹脂部材の変形を低減することが可能となるとともに、消弧後のアーク消弧性の劣化を抑制することができる。
また、図３（ｅ）、（ｆ）は、本発明の第２実施形態の細隙材の遮断前後の状態を表す断面図である。
図３（ｅ）において、細隙材１７は、気泡１８が表層に形成された樹脂にて構成されている。そして、細隙材１７がアーク光ＡＬに曝されると、気泡１８にてアーク光ＡＬが散乱され、アーク光ＡＬが多重反射される。このため、細隙材１７の表層における樹脂の比率を低下させることなく、アーク光ＡＬが樹脂内部に侵入する深さを減少させることが可能となるとともに、樹脂部材の表面からのガスの発生を促進させることができ、図３（ｆ）に示すように、樹脂の内部での溶解およびガスの発生を抑制して、アーク光ＡＬによる樹脂部材の変形を低減することが可能となるとともに、消弧後のアーク消弧性の劣化を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係る回路遮断器の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る細隙材の遮断前後の状態を従来例と比較して示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る細隙材の遮断前後の状態を従来例と比較して示す断面図である。
符号の説明
１ ケース
２ カバー
３ ホルダ
４ 開閉軸
５ 固定接触子
５ａ 固定接点
６ 可動接触子
６ａ 可動接点
１１、１３、１５、１７ 細隙材
１２ セラミックフィラー
１４、１８ 気泡
１６ 相分離層
ＡＬ アーク光

Claims (4)

  1. 固定接点が設けられた固定接触子と、
    前記固定接点と開閉可能な可動接点が設けられた可動接触子と、
    前記可動接触子を保持するホルダと、
    前記ホルダに連結された開閉軸と、
    前記固定接点と前記可動接点とを接離させる開閉機構とを備え、
    前記固定接点と前記可動接点との間で発生するアークに曝される樹脂部材の表層には、２種以上の樹脂を混合した相分離層が形成されていることを特徴とする回路遮断器。
  2. 前記相分離層が形成された樹脂部材は、アーク光に対して散乱効果を有することを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
  3. 固定接点が設けられた固定接触子と、
    前記固定接点と開閉可能な可動接点が設けられた可動接触子と、
    前記可動接触子を保持するホルダと、
    前記ホルダに連結された開閉軸と、
    前記固定接点と前記可動接点とを接離させる開閉機構とを備え、
    前記固定接点と前記可動接点との間で発生するアークに曝される樹脂部材の表層には、気泡が形成されていることを特徴とする回路遮断器。
  4. 前記気泡が形成された樹脂部材は、アーク光に対して散乱効果を有することを特徴とする請求項３記載の回路遮断器。
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