JP4251092B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、アーク遮蔽部材を有する回路遮断器に関するものである。

アーク遮蔽部材は可動接点が固定接点に接触したときには可動接点および固定接点間に介在しないが、可動接点が固定接点から開離したときには可動接点および固定接点間に介在するものである。

アーク遮蔽部材を有する従来のこの種の回路遮断器として、特許文献1に示すものが存在する。このものは、接点開極時にアーク遮蔽部材がばねで駆動されて固定接点および可動接点間に介在する形に移動するだけのものであり、アークによる圧力上昇を防ぐ手段がない。

また、アーク遮蔽部材を用いない回路遮断器として特許文献2に示すものが存在する。このものは、接点開離時に発生するアークをアーク転流部に転流して接点の消耗を軽減するとともに、アークによる圧力上昇を防ぐためにアーク排気通路からアークガスを排出している。

そこで、アーク遮蔽部材を用いた回路遮断器において、アーク排気通路を設けアークによる圧力上昇を防ぐことが考えられる。

しかし、接点開離時に発生するアークをアーク遮蔽部材で強制的に分断するため、アーク遮蔽部材の進入端となる先端側にガス圧が集中的に加わる。従って、アーク遮蔽部材から離れた位置にアーク排気通路を形成したのではあまり意味がなく、圧力上昇を素早く軽減することができない。一方、アーク排気通路をアーク遮蔽部材の近くに配置すると圧力上昇を軽減しやすくなるが、アークが器体外に出るおそれがある。
特開2000−164108号 特開昭60−133623号

本発明は、かかる事由に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、アークガスによる圧力上昇を素早く軽減することができ、しかもアークが器体外に大きく出るのを抑制することができる回路遮断器を提供することにある。

この発明の回路遮断器は、固定接点を有する固定接触子と、前記固定接点に接離自在に対向する可動接点を有する可動接触子と、前記可動接点が前記固定接点に接離するように前記可動接触子を駆動する駆動部材を有する。またアーク遮蔽部材は前記可動接点を前記固定接点から開離させる前記可動接触子の動作に連動して前記可動接点と前記固定接点との間に先端が進入してアークを遮蔽する。開閉・トリップ機構はハンドルを有し前記ハンドルの操作により前記駆動部材を駆動して前記可動接点を前記固定接点に接離させるとともに異常電流が流れると前記可動接点を前記固定接点から強制開極する。器体は、前記固定接触子、前記可動接触子、前記駆動部材、前記アーク遮蔽部材および前記開閉・トリップ機構を配設している。そして、前記器体の内外を連通するアーク排気通路を前記器体に設け、前記可動接点が前記固定接点から開離したとき前記アーク遮蔽部材が前記アーク排気通路の方向に移動して前記アーク遮蔽部材の先端が前記アーク排気通路に部分的に嵌まる構成とする。前記固定接触子の一部が前記器体の外部に位置し、前記アーク排気通路の前記器体の外面側の前記固定接触子にアーク転流部を設けている。

上記構成において、前記アーク転流部は前記アーク排気通路に交差せず、前記アーク転流部の先端は前記アーク排気通路の内面に対して面一の高さである。

上記構成において、前記アーク転流部、前記アーク排気通路に交差しかつ前記アーク排気通路の幅寸法よりも狭幅としている。

この発明の回路遮断器によれば、アーク遮蔽部材の先端をアーク排気通路に嵌合させることにより、アークガスはアーク排気通路より効果的に排気することができ、アークガスによる圧力上昇を素早く軽減することができる。一方、このとき発生するアークまで外に出てしまう恐れがあるが、アークはアーク排気通路の器体外面に対応する位置に設けたアーク転流部に転流するので、アークが器体の外に大きく出るのを抑制することができる。

アーク転流部をアーク排気通路に交差せずに、アーク転流部の先端をアーク排気通路の内面に対して面一の高さとしたため、アーク転流部でアーク排気通路を全く塞ぐことなく、アークガスを素早く排気することができる。また、アーク自体はアーク排気通路の内面からアーク転流部の先端に転流して消弧し易くなる。

アーク転流部は、アーク排気通路に交差しかつアーク排気通路の幅寸法よりも狭幅としているため、アーク排気通路の一部をアーク転流部で塞ぐこととなり、ごみや埃の侵入を防ぐことができる。

この発明の第１の実施の形態を図１から図５により説明する。すなわち、この回路遮断器は、固定接触子１と、可動接触子２と、駆動部材３と、アーク遮蔽部材４と、開閉・トリップ機構５と、器体６とを有する。

まず器体６は、固定接触子１、可動接触子２、駆動部材３、アーク遮蔽部材４および開閉・トリップ機構５を内部に配設し、固定接触子１の一部を外部に位置している。実施の形態において、器体６は両端に端子７、８を有し、上面のハンドル穴３０よりハンドル９を突出し、内部に上記の各部品を納めている。ハンドル９は器体６に保持された軸２０に支持されている。

固定接触子１は固定接点１０を有する。実施の形態では、固定接触子１が器体６の外部に位置する部分が、端子８の端子板に一体に形成されることにより端子８に接続されている。

可動接触子２は固定接点１０に接離自在に対向する可動接点１１を有する。実施の形態では可動接触子２の中間部が駆動部材３に保持され、先端に可動接点１１を設け、後端に可撓リード線１２の一端を接続している。

駆動部材３は可動接点１１を固定接点１０に接離させる形で可動接触子２を駆動するものである。実施の形態では駆動部材３が軸１３を有し、軸１３が器体６に支持されている。駆動部材３が軸１３の回りを時計回りに回動することにより、可動接触子２がオフ動作し、反時計回りに回動することによりオン動作する。この場合、駆動部材３は開極ばね２３により開極方向に付勢されている。

アーク遮蔽部材４は可動接点１１が固定接点１０に接触したときには可動接点１１および固定接点１０間に介在しないが、可動接点１１を固定接点１０から開離させる可動接触子２の動作に連動して可動接点１１および固定接点１０間に介在するものである。この場合、アーク遮蔽部材４は、可動接点１１の開離時に可動接触子２の基端（後端側）から先端方向に向って移動し可動接点１１と固定接点１０間に介在するように配設するとともに、可動接点１１が固定接点１０から開離した状態で、アーク遮蔽部材４の先端に設けた突部４ａをアーク排気通路１４に嵌合させている。ここでアーク排気通路１４は固定接触子１と可動接触子２との間であって可動接触子２の先端側において器体６の隔壁１５を内外連通するように設けられている。また突部４ａはアーク排気通路１４の開口よりも小さく形成されており、突部４ａはアーク排気通路１４に部分的に嵌合して、アークガスがアーク排気通路１４を抜け出ることができるようにしている。

またアーク遮蔽部材４は、可動接点１１の開極時に回転して可動接点１１と固定接点１０との間に介在する回転体としている。実施の形態ではアーク遮蔽部材４を、軸１６を中心とする断面円弧状の板により形成され、両端に軸１６の軸受け部４ｂを設け、軸１６を固定接触子１の固定接点１０と反対側に配置し器体６に支持させている。したがって、可動接点１１が固定接点１０に接触しているときはアーク遮蔽部材４を図４（ｂ）のように固定接触子１の固定接点１０と反対側に回動し、可動接点１１が固定接点１０から開離しているときは図４（ａ）のように固定接触子１の先端側を回って可動接触子２の後端側から先端側へ回動し、固定接点１０と可動接点１１との間に位置し、さらに突部４ａがアーク排気通路１４に部分的に嵌合する。

アーク遮蔽部材４は、可動接点１１が固定接点１０に接触していない状態から可動接点１１を固定接点１０に接触させる時と、可動接点１１が固定接点１０に接触した状態から可動接点１１を固定接点１０から開離させる時とで共に駆動部材３に駆動される。実施の形態では、アーク遮蔽部材４に歯車１７を設け、駆動部材３に歯車１８を設け、これらの歯車１７、１８の噛み合わせによりアーク遮蔽部材４を駆動部材３に連動させている。歯車１７は小歯車に形成し、歯車１８は部分的な扇形歯車により形成している。

アーク転流部３２は、アーク排気通路１４の器体６の外面側の固定接触子１に設けている。実施の形態では図４（ａ）に示すように固定接触子１に切起こしにより板状に形成している。この場合、アーク転流部３２は隔壁１５の外面に隣接し、アーク排気通路１４に交差せず、アーク転流部３２の先端はアーク排気通路１４の開口縁の隣接する部分の内面に対して面一の高さとしている。したがって、アーク転流部３２はアークガスがアーク排気通路１４から抜け出る際の妨げにならず、しかもアークがアーク排気通路１４から外部に大きく出ることなくアーク転流部３２にスムースに転流することができる。

開閉・トリップ機構５はハンドル９の操作により駆動部材３を駆動して可動接点１１を固定接点１０に接離させるとともに異常電流が流れると可動接点１１を固定接点１０から強制開極する。実施の形態では、軸２０により器体６に軸支されたハンドル９と、ハンドル９に一端が連接されたリンク２１と、リンク２１の他端に中間部が軸支されて一端２２ａで駆動部材３の押圧部３ａに係合し、他端を係止部２２ｂとしたラッチ部材２２と、軸２５により器体６に軸支されラッチ部材２２の係止部２２ｂに係止するトリップ部材２４とを有する。トリップ部材２４はばね２８により係止部２２ｂに係止する方向に付勢されている。異常電流検出手段は基端が器体６に保持されたバイメタル２６を用い、バイメタル２６の先端がトリップ部材２４に接近対向し、バイメタル２６の先端が可撓リード線１２の他端に接続されている。バイメタル２６の基端部と端子７とはリード線２７により接続されている。

図１および図４（ｂ）はオン状態である。ハンドル９は器体６の上面に倒れ、リンク２１は下降し、ラッチ部材２２の係止部２２ｂがトリップ部材２４に係止した状態で駆動部材３の押圧部３ａを開極ばね２３に抗して押圧し、これにより駆動部材３を反時計方向に回動し、可動接触子２をオン動作させて可動接点１１を固定接点１０に接触している。このときリンク２１は反転しているためハンドル９は倒れた方向に開極ばね２３により付勢されハンドル穴３０の縁部に係止する。またアーク遮蔽部材４は固定接触子１の裏面側に位置する。これにより、端子７、８間がリード線２７、バイメタル２６、可撓リード線１２、可動接触子２、固定接触子１を通してつながり、この内部電路を電流が流れる。

図２および図４（ａ）はオフ状態である。ハンドル９を倒れたオン状態からオフ状態に起立すると、ハンドル９がある回動位置を越えたときリンク２１が反転し、開極ばね２３のばね力によりハンドル９が起立する方向に付勢されハンドル穴３０の縁部に係止するとともに、ラッチ部材２２が引き上げられ、駆動部材３が時計回りに回動し、このため可動接触子２が開極動作し、可動接点１１が固定接点１０から離れる。同時に図４（ａ）に示すように駆動部材３の回動により歯車１７、１８を介してアーク遮蔽部材４が回動し、固定接点１０と可動接点１１との間に介入し、さらにアーク排気通路１４に突部４ａが嵌合する。これにより内部電路が開く。ハンドル９を再度倒すと、図１に示す状態に駆動部材３が反時計回りに回動して可動接触子２が閉極動作し、このとき可動接点１が固定接点１０に閉じる前にアーク遮蔽部材４が歯車１７、１８を介して固定接触子１の下側に回動する。

図５はトリップ状態である。電路に異常電流例えば過電流が流れるとバイメタル２６がわん曲して先端でトリップ部材２４を押し、トリップ部材２４は軸２５を中心に時計方向に回動してラッチ部材２２の係止部２２ａから離れ、このためラッチ部材２２が開極ばね２３のばね力を受けている駆動部材３によりリンク２１を支点に回動し、駆動部材３は時計方向に回動するので可動接触子２が開極動作する。さらに上記のオフ動作の場合と同様に歯車１７、１８を介してアーク遮蔽部材４が回動して可動接点１１と固定接点１０との間に位置しかつ突部４ａがアーク排気通路１４に嵌合する。これにより可動接点１１と固定接点１０間のアークを完全に遮断することができる。

トリップ後のリセットは、バイメタル２６が電流の停止により冷却されて復帰し、かつトリップ部材２４がばね２８により復帰した状態でハンドル９をオフ側に起立することにより行われる。ハンドル９を起立するとリンク２１が引き上げられ、ラッチ部材２２の先端２２ａが押圧部３ａを支点に回動して係止部２２ａが引き上げられ、トリップ部材２４に係止する。その結果、図２に示すオフ状態となる。

この実施の形態によれば、オフからオン時とオンからオフ時とで共に駆動部材３でアーク遮蔽部材４を駆動させるので、その動作のばらつきを無くすことができ、確実な遮蔽と開放が可能となる。

また、アーク遮蔽部材４を、可動接点１１の開離時に可動接触子２の基端から先端方向に向って移動するように配設すると、可動接触子２の可動接点固着位置よりも、基端側がアークに晒され難くなり、可動接触子２の可動接点固着面より基端側が折損し難くなる。もともと可動接触子２は接点開閉時に移動するものであり、固定接触子１よりも折れ易くなっているが、その可動接点固着面よりも基端側がアークに晒されると弱くなってしまって折れ易くなってしまう。さらにアーク遮蔽部材４の先端をアーク排気通路１４に嵌合させると、高速遮断が可能となる。

さらに、アーク遮蔽部材４を可動接点１１の開極時に回転して可動接点１１と固定接点１０との間に介在する回転体とすると、直線的移動と比べてアーク遮蔽部材４の両側にガイドを必要としないので、ガイドとアーク遮蔽部材４の両側との間に侵入してアーク遮蔽部材４の移動の邪魔をするごみや遮断時の飛来物の影響を受けず、しかもガイドがないことにより小型化が図れる。

また、アーク遮蔽部材４と駆動部材３とに歯車１７、１８を設け、これらの歯車１７、１８の噛み合わせによりアーク遮蔽部材４を駆動部材３に連動させると、アーク遮蔽部材４と駆動部材３とを連結する部材を介在する必要がないので、駆動部材３でアーク遮蔽部材４を確実に駆動することができる。

この発明の第２の実施の形態を図６から図８により説明する。すなわち、第１の実施の形態において、アーク転流部３２は、アーク排気通路１４に交差しかつアーク排気通路１４の幅寸法よりも狭幅としている。アーク転流部３２の先端はアーク排気通路１４の開口縁の隣接側と反対側まで延出している。このようにすると、アーク排気通路１４の一部をアーク転流部３２で塞ぐこととなり、ごみや埃の侵入を防ぐことができる。

この発明の第３の実施の形態を図９により説明する。すなわち、第１または第２の実施の形態において、突部４ａの中央部に切欠部４ｃを形成している。このようにすると、アークをアーク遮蔽部材４で切断する際、アークが切欠部４ｃに集められてアーク遮蔽部材４が器体６のアーク排気通路１４に嵌合するので、アークがアーク遮蔽部材４の周りからこぼれて切れ難くなるのを防止でき、しかも切れずにアーク排気通路１４に入り込んだアークはアーク転流部３２に確実に転流させることができる。

この発明の第１の実施の形態のオン状態の器体を開いた状態の正面図である。 オフ状態の器体を開いた状態の正面図である。 その端子の端子ねじを外した状態の側面図である。 （ａ）はオン状態の接点部を示す部分斜視図、（ｂ）はオフまたはトリップ状態を示す部分斜視図である。 トリップ状態の器体を開いた状態の正面図である。 第２の実施の形態のオフ状態の器体を開いた状態の正面図である。 その端子の端子ねじを外した状態の側面図である。 第２の実施の形態のオフまたはトリップ状態の接点部を示す部分斜視図である。 第３の実施の形態のオフまたはトリップ状態の接点部を示す部分斜視図である。

符号の説明

１ 固定接触子
２ 可動接触子
３ 駆動部材
４ アーク遮蔽部材
５ 開閉・トリップ機構
６ 器体
９ ハンドル
１０ 固定接点
１１ 可動接点
１４ アーク排気通路
３２ アーク転流部

Claims (3)

1. 固定接点を有する固定接触子と、前記固定接点に接離自在に対向する可動接点を有する可動接触子と、前記可動接点が前記固定接点に接離するように前記可動接触子を駆動する駆動部材と、前記可動接点を前記固定接点から開離させる前記可動接触子の動作に連動して前記可動接点と前記固定接点との間に先端が進入してアークを遮蔽するアーク遮蔽部材と、ハンドルを有し前記ハンドルの操作により前記駆動部材を駆動して前記可動接点を前記固定接点に接離させるとともに異常電流が流れると前記可動接点を前記固定接点から強制開極する開閉・トリップ機構と、前記固定接触子、前記可動接触子、前記駆動部材、前記アーク遮蔽部材および前記開閉・トリップ機構を配設した器体とを備え、
   前記器体の内外を連通するアーク排気通路を前記器体に設け、前記可動接点が前記固定接点から開離したとき前記アーク遮蔽部材が前記アーク排気通路の方向に移動して前記アーク遮蔽部材の先端が前記アーク排気通路に部分的に嵌まる構成とし、前記固定接触子の一部が前記器体の外部に位置し、前記アーク排気通路の前記器体の外面側の前記固定接触子にアーク転流部を設けたことを特徴とする回路遮断器。
2. 前記アーク転流部は前記アーク排気通路に交差せず、前記アーク転流部の先端は前記アーク排気通路の内面に対して面一の高さである請求項１記載の回路遮断器。
3. 前記アーク転流部は、前記アーク排気通路に交差しかつ前記アーク排気通路の幅寸法よりも狭幅とした請求項１記載の回路遮断器。

Images