JP4496698B2 - 回路遮断器 - Google Patents

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Description

この発明は、配線電路の保護に用いられるモールドケースを構成するベースとこのベースに支承され可動接触子を保持するクロスバーを有する回路遮断器、特に、ハンドルのオンオフ操作の速度に関係なくトグルリンク機構の蓄勢力によりクロスバーを回動させ可動接触子を速入り（ｑｕｉｃｋ−ｍａｋｅ）及び速切り（ｑｕｉｃｋ−ｂｒｅａｋ）する機能を有し開閉時の接点溶着防止や各極の同時投入に優れる回路遮断器、例えばＩＥＣ６０９４７−２に規定する回路遮断器（Ｍｏｌｄｅｄ Ｃａｓｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ）に関する。
従来の回路遮断器は、例えば特開平０９−１６１６４１号公報に示されるように、ベースとカバーにより構成されるモールドケースと、このモールドケース内に設けられた可動接点を有する可動接触子、この可動接点と接離する固定接点を有する固定接触子、回路遮断器の閉路状態においてベースに支承され可動接触子を回動可能に保持する絶縁性の材料により成形されたクロスバー、このクロスバーを介して可動接触子を開閉させる開閉機構部と、回路遮断器の閉路状態において可動接点を固定接点に押圧する接圧バネ等により構成されている。
実使用中における開閉操作の繰り返しや通電時の開閉に伴うアークによって、電気的及び機械的またはその両方の要因により接点が摩耗、消耗する。このように接点が摩耗、消耗した場合でも接点間の接触の安定性を保つように、所定のオーバートラベルが設けられている。ここで、オーバートラベルとは、回路遮断器の閉路状態において、固定接触子及び固定接点を取り去ったとき、その前後における可動接点の移動量、すなわち接点の接触余裕を示す量であり、通常接点の厚さの１〜２倍程度である。
回路遮断器の構成部品であるクロスバー及びベースは、機械的強度、耐熱性、絶縁性等が要求されることから熱硬化性樹脂を主成分とするものが用いられてきた。例えば、３０アンペアフレーム用の回路遮断器として、クロスバーがフェノール５２重量％、ガラス繊維１５重量％、無機充填材１０重量％、木粉１５重量％、顔料その他８重量％からなる材料で成形され、ベースがフェノール５０重量％、木粉３０重量％、無機充填材１５重量％、顔料その他５重量％からなる材料で成形されるものがあった。
従来の回路遮断器は、プラスチック部品体積の多くを占めるベースが、フェノール樹脂や不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分として構成されているため、部品の薄肉化が困難であり小形化や軽量化の妨げとなっていた。特に、熱硬化性樹脂を主成分とするものは成形上の制約から、ベース内部を構成する箇所はベースの大きさに拘らず所定の肉厚以上必要とされ、必要以上にベース内部を構成する箇所が厚肉となっておりベースの小形化が困難となっていた。
例えば、２２５アンペアフレーム以下の小形の回路遮断器で、極間ピッチが３５ｍｍ以下、接圧バネによる接点間の接圧が２０Ｎ以下等のものにおいては、高さ２ｍｍ以上のリブの肉厚は成形上の制約から２ｍｍ程度以上必要とされ、必要以上にベース内部を構成する箇所が厚肉となっていた。ここで、リブの肉厚２ｍｍは、一般的に知られる熱硬化性樹脂の最小肉厚基準１ｍｍ〜３ｍｍ以上を満たすように若干余裕をもって決められた値である。
また、従来の回路遮断器のベースは、熱硬化性樹脂を主成分としているので、成形時に発生するバリ、射出成形時に発生するスプルーやランナー等の焼却または埋め立てが必要となっていた。
そして、細部の成形精度が高い等の理由から熱可塑性樹脂を主成分とする成形品を採用することも検討されているが、特にベースに適用するときには、ベースとして要求される特性を充分に満足しているものではなかった。例えば、特開平０８−１７１８４７号に示された熱可塑性樹脂と２００℃以上で脱水反応する無機化合物と強化材とを含有する成形品は、難燃性及び電極開閉後の絶縁性能に優れ、回路遮断器用の成形品としても好適であった。
しかしながら、カバー、ハンドル等に比較し高温かつ高応力下で使用されるベース、特に通電時に１００℃以上となりクロスバーを介して強い応力を受けるベースに適用する際には、ベースとクロスバーとの種々の条件により発生するクリープ変形が相互に関与するオーバートラベルの減少が大きく充分でなかった。
そこで、発明者らは、試行錯誤の末、種々の条件により発生するクリープ変形が相互に関与するオーバートラベルの減少が少なく、熱可塑性樹脂が主成分のベースを使用できることを見出したのでここに報告する。
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、オーバートラベルの減少が少なく、ベースを薄肉化できかつ環境に優しい回路遮断器を提供することを目的としている。
この発明に係る回路遮断器は、固定接点を有する固定接触子と、上記固定接点と接離する可動接点を有する可動接触子と、上記両接点の接触時にこの両接点間に接圧力を付与する接圧バネと、絶縁性の樹脂を主成分として一体成形され、上記可動接触子を回動可能に保持するとともに、トグルリンク機構の下リンクに連結されこのトグルリンク機構の動作に伴ってその回動軸回りに回動するクロスバーと、ハンドルの操作により上記トグルリンク機構の蓄勢バネの蓄勢を開放させ上記可動接触子を速入り及び速切りさせる開閉機構部と、この開閉機構部を固定支持するベース及び上記ハンドル側からこのベースに被せたカバーにより形成されたモールドケースとを備えた回路遮断器において、上記ベースは熱可塑性樹脂を主成分とし常温常湿における曲げ弾性率Ｅｂの成形品であり、上記クロスバーは常温常湿における曲げ弾性率Ｅｃの成形品であり、次式の関係を満たすので、オーバートラベルの減少が少なく、ベースを薄肉化・軽量化できかつ環境に優しい。更に、ベースの薄肉化が可能になるので、表面絶縁距離の拡大が可能になる。
Ｅｂ＋Ｅｃ≧１７０００ＭＰａ ・・（１）
８０００ＭＰａ≦Ｅｂ ・・（２）
９０００ＭＰａ≦Ｅｃ ・・（３）
また、曲げ弾性率Ｅｂ、Ｅｃは次式の関係を満たすので、オーバートラベルの減少が更に少ない。
Ｅｂ＋Ｅｃ≧２０５００ＭＰａ ・・（４）
９０００ＭＰａ≦Ｅｂ ・・（５）
９０００ＭＰａ≦Ｅｃ ・・（６）
また、曲げ弾性率Ｅｂ、Ｅｃは次式の関係を満たすので、オーバートラベルの減少が更に少なく、成形の生産性が良くかつ外観が優れる。
Ｅｂ＋Ｅｃ≧２５０００ＭＰａ ・・（７）
９０００ＭＰａ≦Ｅｂ≦２２０００ＭＰａ・・（８）
９０００ＭＰａ≦Ｅｃ≦１７０００ＭＰａ・・（９）
また、熱可塑性樹脂は、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、脂肪族ポリケトン、ポリフェニレンサルファイド、及びこれらのアロイ材料の少なくともいずれか１つであるので、耐薬品性及び耐環境性に優れるとともにリサイクルが容易に実現できる。
また、ポリアミドは、ナイロン６６、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン４６、及びナイロン６Ｔの少なくともいずれか１つであるので、耐衝撃性かつ開閉耐久時の発生熱に対する保持性に優れる。
また、熱可塑性樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、及びこれらのアロイ材料の少なくともいずれか１つであるので、吸湿時の寸法変化が少なくかつ開閉耐久時の発生熱に対する保持性が高い。
また、ベースは難燃剤が添加されたポリブチレンテレフタレートが５５〜７０重量％と強化材が３０〜４５重量％を含有するので、端子締め付け時に割れが発生しにくい。
また、ベースは難燃剤が添加されたポリエチレンテレフタレートが４０〜７０重量％と強化材が３０〜６０重量％を含有するので、耐熱性、耐クリープ性に優れる。
また、ベースは難燃剤及びエラストマーが添加されたポリアミドが５６〜６０重量％と強化材が４０〜４４重量％を含有するので、耐衝撃性及び遮断後の絶縁性能に優れる。
また、クロスバーは、フェノール樹脂を主成分とするので、難燃性に優れかつオーバートラベル特性がより一層向上する。
また、回路遮断器は多極であって、ベースの底壁に直交する壁にその壁方向に延在するスリットを有するので、成形後の寸法変形が少なくオーバートラベルの減少に寄与できる。
また、スリットは、直交する壁を均等な厚さに分割するので、成形後の寸法変化を予測しやすく、オーバートラベルの減少に寄与できる。
また、スリットは、ベースの表裏側から交互に設けられたので、成形後の寸法変形がさらに少なくオーバートラベルの減少に寄与できる。
また、直交する壁は相間壁であるので、オーバートラベルの減少により寄与できる。
また、スリット間のベース肉厚と、ベース底壁の肉厚が等しいので、成形後の寸法変化を予測しやすく、オーバートラベルの減少に寄与できる。
また、直交する壁は、可動接点及び固定接点を収納する接点収納部と、開閉機構部を収納する開閉機構収納部の間の壁であるので、接点側から開閉機構部側への熱伝導率を低下させることができ、開閉機構部等に用いる潤滑剤の劣化を遅延させることができる。
また、スリットはベースの裏面側に開口するように形成されたので、効率的に放熱することができる。
また、ベース底壁の厚さよりも、スリットとベース内側との間の壁の厚さを薄くしたので、ベース内側からスリットへ熱が伝達されやすい。
また、ベースは難燃剤及びエラストマーが添加されたポリアミドが５６〜６０重量％と強化材が４０〜４４重量％を含有するので、オーバートラベルの減少が少なく、ベースを薄肉化・軽量化できかつ環境に優しい。更に、ベースの薄肉化が可能になるので、表面絶縁距離の拡大が可能になる。また、耐衝撃性及び遮断後の絶縁性能に優れ、クロスバーはフェノール樹脂が２８〜３２重量％と強化材が４３〜４７重量％と無機質の充填材が２３〜２７重量％を含有するので、オーバートラベルの減少がより少ない。
また、難燃剤及びエラストマーは、ポリアミド１００に対し、ハロゲン系化合物が５０〜７０、エラストマーが２０〜３０の重量割合であるので、オーバートラベルの減少が少なく、かつ難燃性が高く耐衝撃性に優れる。
また、ベースは難燃剤が添加されたポリエチレンテレフタレートが４５〜６０重量％と強化材が４０〜５５重量％を含有するので、オーバートラベルの減少が少なく、ベースを薄肉化・軽量化できかつ環境に優しい。更に、ベースの薄肉化が可能になるので、表面絶縁距離の拡大が可能になる。
また、クロスバーはフェノール樹脂が５５〜６５重量％と強化材が１０〜２５重量％と無機質の充填材が１０〜２５重量％を含有するので、成形が容易、かつ連続成形時のホッパー落下性が優れる。
また、クロスバーはフェノール樹脂が２５〜３５重量％と強化材が４０〜５０重量％と無機質の充填材が２０〜３０重量％を含有するので、オーバートラベルの減少がより少ない。
また、難燃剤は、ポリエチレンテレフタレート１００に対して、ハロゲン系化合物が２５〜４０の重量割合であるので、オーバートラベルの減少が少なく、かつ難燃性が高く耐衝撃性に優れる。
また、ベースは難燃剤が添加されたポリエチレンテレフタレートが４０〜７０重量％と強化材が３０〜６０重量％を含有し、クロスバーはフェノール樹脂が２５〜３５重量％と強化材が４０〜５０重量％と無機質の充填材が２０〜３０重量％を含有するので、オーバートラベルの減少が少なく、ベースを薄肉化・軽量化できかつ環境に優しい。更に、ベースの薄肉化が可能になるので、表面絶縁距離の拡大が可能になる。また、耐熱性に優れる。
また、ベースは難燃剤が添加されたポリエチレンテレフタレートが４０〜７０重量％と強化材が３０〜６０重量％を含有し、クロスバーはフェノール樹脂が５５〜６５重量％と強化材が１０〜２５重量％と無機質の充填材が１０〜２５重量％を含有するので、オーバートラベルの減少が少なく、かつ成形性に優れる。
また、ベースは難燃剤が添加されたポリブチレンテレフタレートが５５〜７０重量％と強化材が３０〜４５重量％を含有するので、オーバートラベルの減少が少なく、ベースを薄肉化・軽量化できかつ環境に優しい。更に、ベースの薄肉化が可能になるので、表面絶縁距離の拡大が可能になる。また、微細部分の成形が可能となる。また、端子締め付け時の割れが発生しにくい。
また、クロスバーはフェノール樹脂が２５〜３５重量％と強化材が４０〜５０重量％と無機質の充填材が２０〜３０重量％を含有するので、オーバートラベルの減少がより少ない。
また、クロスバーはフェノール樹脂が５５〜６５重量％と強化材が１０〜２５重量％と無機質の充填材が１０〜２５重量％を含有するので、成形が容易、かつ連続成形時のホッパー落下性に優れる。
また、難燃剤は、ポリブチレンテレフタレート１００に対して、ハロゲン系化合物が２５〜４０の重量割合であるので、オーバートラベルの減少が少なく、かつ難燃性が高く耐衝撃性に優れる。
また、ベースの主樹脂が熱可塑性樹脂からなり、このベースの底壁に直交する壁にその壁方向に延在するスリットを有するので、成形後の寸法変形が少なくオーバートラベルの減少に寄与できる。
また、スリットは、直交する壁を均等な厚さに分割するので、成形後の寸法変化を予測しやすく、オーバートラベルの減少に寄与できる。
また、スリットは、ベースの表裏側から交互に設けられたので、成形後の寸法変形がさらに少なくオーバートラベルの減少に寄与できる。
また、直交する壁は相間壁であるので、オーバートラベルの減少により寄与できる。
また、スリット間のベース肉厚と、ベース底壁の肉厚が等しいので、成形後の寸法変化を予測しやすく、オーバートラベルの減少に寄与できる。
また、直交する壁は、可動接点及び固定接点を収納する接点収納部と、開閉機構部を収納する開閉機構収納部の間の壁であるので、接点側から開閉機構部側への熱伝導率を低下させることができ、開閉機構部等に用いる潤滑剤の劣化を遅延させることができる。
また、スリットはベースの裏面側に開口するように形成されたので、効率的に放熱することができる。
また、ベース底壁の厚さよりも、スリットとベース内側との間の壁の厚さを薄くしたので、ベース内側からスリットへ熱が伝達されやすい。
以下、この発明の一実施の形態について説明する。
第１図はこの発明の一実施の形態に係る回路遮断器を示す斜視図である。第２図はこの発明の一実施の形態に係る回路遮断器の閉路状態を示す図であり、ベース及びクロスバーを第１図のＩＩ−ＩＩ線で切った断面、その他の箇所例えば開閉機構部等はその構成が分かりやすいように示している。第３図はこの発明の一実施の形態に係る回路遮断器のクロスバーを示す斜視図であり、１極のみ可動接触子を図示している。
第１図を参照し、１はカバー１Ａとベース１Ｂからなるモールドケースであり、ベース１Ｂは主成分が熱可塑性樹脂の成形品である。第２図を参照し、２はベース１Ｂに装着され固定接点３を有する固定接触子、４は固定接点３に対向する可動接点５を有する可動接触子であり、枢支ピン６によって回動自在に支承されている。７は絶縁物により形成され各極の枢支ピン６が固定され各極の可動接触子４を保持部７ｂ（第３図）で回動自在に保持するクロスバーであり、ピン孔７ｃ（第３図）に挿通された後述する開閉機構部９のピン１０を介して駆動され各極の可動接触子４を回動させ、可動接点５を固定接点３に接離させる。回路遮断器の閉路状態では、第３図及び第６図を参照し、クロスバー７の回転軸７ａ１、７ａ２がベース１Ｂの支承部１ａ１、１ａ２に支承される。
第２図に戻って、８は可動接触子４とクロスバー７の間に介装されて回路遮断器の閉路状態において可動接触子４を閉路する方向（第２図において時計回り方向）に常時付勢し、両接点３、５間に所定の接触圧力を与える接圧バネである。１０は、開閉機構部９の下リンク１１とクロスバー７を連結する連結ピンであり、下リンク１１の駆動力をクロスバー７に伝達する。１８はフレーム１７をベース１Ｂに固定するネジである。
２０は可動接触子４と過電流検出部２１を電気的に接続する可とう性導体であり、過電流検出部２１は通電電流に応じて変形するバイメタルと通電電流に応じてアーマチャがヨークに吸引される電磁装置により構成されている。２２は過電流検出部２１と端子板２３を電気的に接続する導体であり、端子板２３はベース１Ｂに締め付けネジ２３ａで固定され、外部の電線ケーブル２５を締め付けネジ２６により固定する。
そして、回路遮断器内の通電電路は、固定接触子２、固定接点３、可動接点５、可動接触子４、可とう性導体２０、過電流検出装置２１、導体２２、端子板２３の経路により構成される。
開閉機構部９は、下リンク１１、リンクピン１２、上リンク１３、レバーピン１４、レバー１５、メインバネ１６等からなるトグルリンク機構、フレーム１７、ハンドル１９等により構成される。そして、ハンドル１９を操作することにより、メインバネ１６の作用線がトグルリンク機構のデッドポイントを超え、ＯＮ操作においてトグルリンク機構は急速に伸長し、一方ＯＦＦ操作においてトグルリンク機構は急速に屈曲し、ハンドル１９の操作速度に関係なく、可動接触子４は開閉される。また、過電流引き外し時には、過電流検出部２１からの引き外し動作によりラッチ（付番していない）が外され、このラッチにより拘束されていたレバー１５がその拘束から釈放され、リンクピン１５ａがメインバネ１６の作用線を越えてトグルリンク機構は急速に屈曲し可動接点５を開離する。
このように、本発明の回路遮断器は、速入り（ｑｕｉｃｋ−ｍａｋｅ）及び速切り（ｑｕｉｃｋ−ｂｒｅａｋ）する機能を有し開閉時の接点溶着防止や各極の同時投入に優れるものであり、例えばＩＥＣ６０９４７−２に規定する回路遮断器（Ｍｏｌｄｅｄ Ｃａｓｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ）である。
第４図は、この発明の一実施の形態に係る回路遮断器の接点部分を拡大して示す説明図であり、破線は閉路状態、実線は閉路状態から固定接触子及び固定接触子を取除いた状態を示す。図において、破線で示す閉路状態から、固定接触子２及び固定接点３を取り去ると、可動接触子４は、接圧バネ８の押圧力により、枢支ピン６を回動中心としてクロスバー７の係止部７ａに当るまで回動する。
この時の可動接点５の移動量はオーバートラベルと呼ばれ、このオーバートラベルは通常固定接点３の厚さの１〜２倍程度であり、第４図にＯＴとして示している。このオーバートラベルは、開閉操作の繰り返しや通電時の開閉に伴うアークによって、接点３、５が電気的及び機械的またはその両方の要因により摩耗、消耗した場合、並びに接点３、５の接触を緩和するようにベース１Ｂとクロスバー７が変形（特にクリープ変形）した場合でも接触の安定性を得るために設けられている。なお、熱硬化性樹脂を主成分とする従来のベースを用いた回路遮断器では、オーバートラベルに及ぼす影響の点で、後者の変形による影響は前者の接点の磨耗、消耗に比較し充分小さく、後者の変形はあまり考慮されていなかった。
第５図は、この発明の一実施の形態に係る回路遮断器のベースと開閉機構部との締結状態を示す説明図である。開閉機構部９は、そのフレーム１７でネジ１８によってベース１Ｂに固定されている。また、開閉機構部９のフレーム１７に一体に形成されたレバーピン１４を回転中心とするレバー１５に一体に形成されたバーリング軸１５ａに上リンク１３が係止されている。上リンク１３と下リンク１１は、リンクピン１２で連結されており、リンクピン１２には、メインバネ１６の荷重がかかっている。
閉路状態において、固定接点３と可動接点５との間には接圧バネ８により接触圧力が働いており、固定接点３が固着されている固定接触子２はベース１Ｂに固定されているため、その反力として、可動接触子４と接圧バネ８とを介して、クロスバー７には、矢印Ａの方向に常時荷重が働いている。
また、荷重Ａの分力が連結ピン１０を介して、上リンク１３と下リンク１１等とからなるトグルリンク機構を上方向に押し上げ、その結果、レバー１５、更にはフレーム１７を上方向に押し上げる。従って、閉路状態では、ベース１Ｂにネジ１８が挿入された部位を中心として、常時、上方向の荷重Ｅが働いている。
第６図は、この発明の一実施の形態に係るクロスバーと接点接触部とを接点側から見た説明図である。閉路状態において、接圧バネ８の荷重により、クロスバー７の中央極には、上方向の荷重Ｂ１が常時働いている。クロスバー７の左右極には、各々上方向の荷重Ｂ２が常時働いている。また、ベース１Ｂの支承部１ａ１、１ａ２には、クロスバー７の回転軸７ａ１、７ａ２から各々下方Ｃ（第５図にも示す）の荷重が常時働いている。また、ベース１Ｂには、固定接触子２を介して下方向の荷重Ｄ（第５図にも示す）、フレーム１７及びネジ１８を介して上方向の荷重Ｅが働いている。
なお、回路遮断器のアンペアフレームが大きいほど、メインバネ１６の荷重、クロスバー７のＡ方向にかかる常時接圧バネ８の荷重、ベース１Ｂにネジ１８が挿入された部位を中心とする上方向の荷重Ｅ、クロスバー７に対する荷重Ｂ１、Ｂ２、クロスバー７の回転軸７ａ１、７ａ２から受ける下方向Ｃの荷重も大きくなる。
上述したように、ベース１Ｂ及びクロスバー７には、閉路時及び開閉動作時に、作用する荷重及びそれに基づくモーメント、さらにベース１Ｂやクロスバー７の使用温度に依存した残留応力緩和に起因する寸法変化、吸湿による寸法変化、その温度、湿度、時間、その組成等の条件に応じてクリープ変形が進行することとなるが、種々の条件があるのでクリープ変形量を推測することは非常に難しい。このクリープ変形はいずれも応力を緩和する方向、すなわちオーバートラベルを減少させる方向に働く。
ベース１Ｂの主成分を熱可塑性樹脂としたことにより、主成分を熱硬化性樹脂とする場合に比較し、同じアンペアフレームのベース１Ｂとクロスバー７を有する回路遮断器における経年時のオーバートラベルの減少が無視できない程顕著になる傾向が見られた。例えば、主成分を熱可塑性樹脂とする上述した特開平０８−１７１８４７号公報に記載の組成のベースを用いた回路遮断器のオーバートラベルの減少は大きなものであった。
発明者らは、回路遮断器のベース１Ｂとして主成分が熱可塑性樹脂の成形品を使用する際に、オーバートラベルの特性に優れるベース１Ｂ及びクロスバー７の好適な組成を見出した。また、その際に、ベース１Ｂとクロスバー７との常温常湿における曲げ弾性率の関係、及びベース１Ｂの形状を考慮すればよいことを見出した。
ここで、常温とは、摂氏２１度〜摂氏２５度、常湿とは湿度６０％〜７０％である。常温常湿における曲げ弾性率とは、摂氏２１度〜摂氏２５度、常湿とは湿度６０％〜７０％の雰囲気における測定値（の平均値）である。
［ベースとクロスバーの曲げ弾性率］
・ベース
ベース１Ｂは、熱可塑性樹脂を主成分とし常温常湿における曲げ弾性率Ｅｂの成形品である。この熱可塑性樹脂としては、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、脂肪族ポリケトン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）及びこれらのアロイ材料が挙げられる。ポリアミドとは、化学構造の中に、アミド基（−ＣＯ−ＮＨ−）を有するものであり、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン４６、ナイロン６Ｔ、またはこれらのアロイ材料である。
また、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、脂肪族ポリケトン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、またはこれらのアロイ材料は、結晶性樹脂であり、ポリカーボネート（ＰＣ）等の非晶性樹脂と比較して、耐薬品性及び耐環境性に優れる利点を有する。したがって、回路遮断器を、オイルミスト（油煙）雰囲気やアンモニアガス雰囲気や硫黄系ガス雰囲気等、様々な環境で長期間使用できる。
また、熱可塑性樹脂の中でポリアミドは、耐衝撃性や、遮断時のアーク曝露による材料表面の絶縁性能が低下しにくい等の利点を有する。さらに、定格電流の通電−遮断を繰り返す開閉耐久試験における形状保持性（耐熱性）の点からナイロン６６、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン４６、またはナイロン６Ｔが望ましい。
また、吸湿時に曲げ弾性率が低下しにくくかつ吸湿による寸法変化が小さい点から、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、脂肪族ポリケトン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）及び、これらのアロイ材料が望ましい。さらに、上記開閉耐久試験における形状保持性（耐熱性）の点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、またはこれらのアロイ材料が望ましい。
熱可塑性樹脂以外の成分としては、ガラス繊維等の強化材や無機質の充填材、その他添加剤が挙げられる。
・クロスバー
クロスバー７は常温常湿における曲げ弾性率Ｅｃの成形品である。この成形品の主成分となる絶縁性樹脂としては、ベース１Ｂと同様のものに加え、好ましくは不飽和ポリエステル、フェノール樹脂等が挙げられる。
フェノール樹脂は、熱可塑性樹脂や不飽和ポリエステルと比較して、高温クリープ特性に優れ、さらに射出成形、圧縮成形いずれにも対応可能であり、容易に成形できることから好ましい。そして、ノボラック系、レゾール系いずれでも良いが、成形品の寸法安定性の点からノボラック系フェノール樹脂が望ましい。また、クロスバー７の主成分の樹脂には、有機質の充填材である木粉、粉砕布、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリル等も含まれる。
即ち、本明細書において、クロスバー７の充填材は無機質の充填材を意味し、有機質の充填材は絶縁性樹脂に含むことを意味する。これは、無機質の充填材は主として成形品の強度及び曲げ弾性率の向上に寄与するが、一方、有機質の充填材は無機質の充填材に比較し曲げ弾性率の向上にはあまり寄与せず主として成形品の成形性及び耐衝撃性の向上に寄与するという特性によるからである。
絶縁性樹脂以外の成分は、ガラス繊維等の強化剤や無機質の充填材、その他添加剤が挙げられる。
上述したベース１Ｂ、クロスバー７のガラス繊維、無機質の充填材、その他の添加剤は次のようなものである。
ガラス繊維は、ガラスからなる繊維状物のことをいい、周期律表１Ａ族の金属の化合物の合計含有量を満足していれば、特に限定されない。ガラス素材としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｔガラスまたはシリカガラス等が挙げられる。一般的に知られるように、ガラス繊維の直径が６〜１３μｍ、アスペクト比が１０以上であることが耐衝撃強度向上の点から好ましい。
無機質の充填材は、アルミナ、炭酸カルシウム、マイカ、クレー、タルク、カオリン、ワラストナイト等が挙げられる。
その他添加剤は、ステアリンカルシウム等の内部剥離剤等、顔料等例えばベース１Ｂ用としてブラックカーボンである。
・曲げ弾性率
上述したベース１Ｂの常温常湿における曲げ弾性率Ｅｂ及びクロスバー７の常温常湿における曲げ弾性率Ｅｃは次の関係を満たすものである。なお、曲げ弾性率は、一般的に温度、湿度の増加とともに低下する傾向にある。
Ｅｂ＋Ｅｃ≧１７０００ＭＰａ ・・（１）
８０００ＭＰａ≦Ｅｂ ・・（２）
９０００ＭＰａ≦Ｅｃ ・・（３）
このような組み合せにより、ベース１Ｂとクロスバー７の耐クリープ性が主要因と考えられるオーバートラベルの特性が優れることを実験により見出した。このとき、Ｅｂ＜８０００ＭＰａ、及びＥｃ＜９０００ＭＰａの少なくともいずれか１つを満足する場合、オーバートラベルの特性が低下した。
また、オーバートラベルの特性が更に優れることから、ベース１Ｂの常温常湿における曲げ弾性率Ｅｂ及びクロスバー７の常温常湿における曲げ弾性率Ｅｃは次の関係を満たすことが好ましい。
Ｅｂ＋Ｅｃ≧２０５００ＭＰａ ・・（４）
９０００ＭＰａ≦Ｅｂ ・・（５）
９０００ＭＰａ≦Ｅｃ ・・（６）
このとき、Ｅｂ＋Ｅｃ＜２０５００ＭＰａ、Ｅｂ＜９０００ＭＰａ、及びＥｃ＜９０００ＭＰａの少なくともいずれか１つを満足する場合、オーバートラベルの特性が低下した。
また、経年時のオーバートラベルの減少が低減し、信頼性が更に向上することから、ベース１Ｂの常温常湿における曲げ弾性率Ｅｂ及びクロスバー７の常温常湿における曲げ弾性率Ｅｃは次の関係を満たすことが好ましい。
Ｅｂ＋Ｅｃ≧２５０００ＭＰａ ・・（７）
９０００ＭＰａ≦Ｅｂ≦２２０００ＭＰａ ・・（８）
９０００ＭＰａ≦Ｅｃ≦１７０００ＭＰａ ・・（９）
このとき、Ｅｂが２２０００ＭＰａを超えるとガラス繊維や無機質の充填材の割合が多くなり、ベース１Ｂを成形する場合、成形時の材料流動性が劣ることや、充填材が成形品の表面に浮き出て成形品外観が悪くなる傾向があり、Ｅｂ≦２２０００ＭＰａであることが好ましい。
また、クロスバー７は、射出成形及び圧縮成形のいずれの成形方法でも供給できるが、生産性が高い点で、射出成形が望ましい。クロスバー７を射出成形する場合、曲げ弾性率Ｅｃが１７０００ＭＰａを超えると、材料混練工程でのガラス繊維の折損が少なく材料ペレットの長さが長くなりすぎ、この材料ペレットがホッパーからシリンダーに落下しにくくなり、シリンダーによる材料計量性が劣る傾向があり、Ｅｃ≦１７０００ＭＰａであることが好ましい。
以上のように、ベース１Ｂは熱可塑性樹脂を主成分としたので、熱硬化性樹脂を主成分とする場合に比較し、成形時に発生するバリ、射出成形時に発生するスプルーやランナー等の焼却または埋め立てといった産業廃棄物処理の問題がなく環境に優しい。さらに、ベース１Ｂは熱可塑性樹脂を主成分としたのでリサイクルも可能となる。
また、ベース１Ｂは熱可塑性樹脂を主成分としたので、ベース１Ｂの主成分がフェノール樹脂の場合に比較し、耐トラッキング性が良好であり絶縁距離を短くでき、さらにフェノール製造過程の副生成物であるアンモニアが発生しない。また、ベース１Ｂの主成分が不飽和ポリエステル樹脂で構成されるときに比較し、使用時に未反応のスチレンが発生する問題がない。
また、ベース１Ｂは熱可塑性樹脂を主成分としたので、例えば高さ２ｍｍ以上のリブについても２ｍｍ以下の肉厚も成形可能であり薄肉設計ができる。そして、薄肉化が可能になると、同一空間内でのリブや溝の本数を増加でき、成形品表面上を経路とする絶縁距離を大きくとれる、または、同じ絶縁距離がより小さい空間で確保でき、製品の小形化が可能となる。
また、熱硬化性樹脂を主成分とするベース１Ｂでは、その成形条件や材料物性により、薄肉のリブ先端における材料充填不足やガラス繊維等の強化剤の充填不足による強度不足が顕著であり、薄肉化が困難であったという問題を、ベース１Ｂが熱可塑性樹脂を主成分の成形品とし薄肉の先端まで材料が充填されるので解消できる。
また、ベース１Ｂは熱可塑性樹脂を主成分としたので、回路遮断器を軽量化することができる。
［ベースの形状］
第７図はこの発明の一実施の形態に係る回路遮断器のベースを一部断面により示す正面図、第８図は裏面図、第９図〜第１１図は第７図をＩＸ−ＩＸ線、Ｘ−Ｘ線、ＸＩ−ＸＩ線で切った断面図である。
図において、ベース１Ｂはベース底面に直交して延在し互いに平行に設けられた外側壁３０、３０と相間壁４１、４１により３相分に隔離されている。各相は、両接点３、５が配置される接点部２４と、クロスバー７や開閉機構部９が配置されるクロスバー部２６（開閉機構収納部）と、閉路状態において電路の過電流を検出し接点を開路させるように開閉機構部９にトリガーを与える過電流検出装置２１が配置される引外し部２８とにより形成される。
３２は回路遮断器を取り付ける固定ネジの挿通孔、３２Ａ（第１図〜第６図では付番していない）は相通孔３２の周りでベース１Ｂ裏面の主面から略Ｃ字形状に突出して設けられた支持突部であり、回路遮断器を配電盤等に取り付けた際に、この支持突部３２Ａがスペーサとなってベース１Ｂ裏面の主面が配電盤等から離間する。なお、支持突部３２Ａはベース１Ｂ裏面の主面が配電盤等から離間するスペーサ機能を果たすものであれば、その形状、配置位置は問わない。３３は相間壁４１の引き外し側の端部であり、カバー１Ａのリブが挿入されるスリット３３ａが設けられている。３６は端子取付け部３４と引外し部２８の間に設けられた引外し部側壁であり、端子取付け部３４に設けられた壁部３６Ａ、引外し部２８に設けられた壁部３６Ｂにより構成されている。
特に第９図を参照し、壁部３６Ｂに、各相に直交する方向にスリット３６ａとスリット３６ｄがベース１Ｂの内面側（表面側）と裏面側に交互に設けられている。したがって、ベース１Ｂの成型後の寸法が安定しオーバートラベルの減少に貢献できる。また、スリット３６ａ、３６ｄ間の壁３６ｇの厚さｔ０１と、スリット３６ｄの表面側壁３６ｈの厚さｔ０２、スリット３６ａの裏面側壁３６ｉの厚さｔ０３、スリット３６ａと引外し部２８間の壁３６ｊ（第７図参照）の厚さｔ０４は、ほぼ均等の厚さであるので、さらにオーバートラベルの減少に貢献できる。
第７図を参照し、４０は端子取付け部３８と接点部２４の間に設けられた接点側壁である。端子取付け部３８及び接点側壁４０近傍の外側壁３０の表面、裏面には、各々スリット３０ａ、３０ｄが相間方向に交互に設けられている。スリット３０ａ、３０ｄは外側壁３０をその厚さ方向に均等に分割している。
相間壁４１は、接点側の相間壁部４２、支承部１ａ１、１ａ２、引外し装置側の相間壁部４４により形成されている。
相間壁部４２はスリット４２ｂにより第１相側壁４２ａと第２相側壁４２ｃに均等に分割されている。また、ベース１Ｂの裏面側は、スリット４２ｄにより、第１相側壁４２ａと第２相側壁４２ｃは均等に分割されている。スリット４２ｂとスリット４２ｄは厚さｔ０５の壁４２ｇ（第１１図）により仕切られている。４２ｅはベース１Ｂにカバー１Ａを固定する固定ネジの挿通孔である。
相間壁部４２の支承部１ａ１、１ａ２側には、可動接触子４よりもやや幅広の絞り部４２ｉ、４２ｊ、４２ｉが設けられている。４２ｘはフレーム１８の一端が挿入されるスリットである。
絞り部４２ｉは、側壁３０から相間壁４１側に延在するリブ４２ｉ１（第１０図）と、ベース底壁４２ｐからカバー１Ａ側に延在するリブ４２ｉ２、相間壁４１から側壁３０側に延在するリブ４２ｉ３により形成され、かつリブ４２ｉ１、４２ｉ２、４２ｉ３にはその延在方向にスリット４２ｌ（第７図）が設けられており、沿面距離が長くなっている。リブ４２ｉ３と相間壁４１の間の基部４２ｈには、スリット４２ｆ（第８図、第１０図）が設けられている。
絞り部４２ｊは、互いの相間壁４１側に延在するリブ４２ｊ１と、ベース底壁４２ｐからカバー１Ａ側に延在するリブ４２ｊ２により形成され、かつリブ４２ｊ１、４２ｊ２、４２ｊ１にはその延在方向にスリット４２ｍが設けられており、沿面距離が長くなる。
絞り部４２ｉ、４２ｊ、４２ｉ、及び基部４２ｈは、接点３、５と開閉機構部９とを区画する壁となり、接点３、５が開離しアークを遮断する際の圧力上昇に伴って発生するガスの開閉機構部９側への流入を抑制する。
また、接点３、５と開閉機構部９とを区画する壁となる基部４２ｈにスリット４２ｆを設け、このスリット４２ｆの空間（即ち空気層）の熱伝導率は、基部４２が樹脂により充填されている場合に比較して低いので、ベース１Ｂにおける接点３、５側から開閉機構部９への熱伝導率が低くなる。したがって、通電時の接点３、５の発熱が開閉機構部９側に伝達しにくくなり、開閉機構部９に使用されるオイルやグリース等の潤滑材の劣化進行を遅延できる。
また、ベース１Ｂ裏面の主面は支持突部３２Ａにより配電盤等の設置面から離間しており、スリット４２ｆをベース１Ｂ裏面側から設けているので、樹脂により充填されている場合に比較して放熱面積が大きくなりベース１Ｂ外へ熱が放出されやすく、潤滑材の劣化進行をより遅延できる。また、ベース底壁４２ｐの厚さｔ０６（ｔ０１〜ｔ０５とほぼ同じ）よりも、スリット４２ｆとベース１Ｂ内側との間の壁例えばスリット壁４２ｑの厚さｔ０７は薄く、スリット４２ｆを介して効率的に熱を放出することができる。
相間壁部４４は相間壁４１の延在方向にベース１Ｂの表面、裏面交互に設けられたスリット４４ａ、４４ｄ（特に４４ｄ２）、４４ｂにより第１相側（第７図の中央相）と第２相側（第７図の右相）を均等に分割している。スリット４４ｄは空間４４ｄ１、４４ｄ２、４４ｄ３により構成されている。スリット４４ｄと引き外し側端部３３側の空間と間の壁４４ｇの厚さｔ１０、及びスリット４４ｄとスリット４４ａ、４４ｂとの間の壁４４ｈ、４４ｉ、４４ｊ、４４ｋの厚さｔ１１、ｔ１２、ｔ１３、ｔ１４は夫々厚さｔ０１とほぼ均等な厚さである。４４ｘ、４４ｙは位置決め用の凸部、４４ｚはカバー１Ａと勘合する凸部である。
スリット４４ａ、４４ｄ（特に４４ｄ２）、４４ｂは、ベース１Ｂの表面、裏面交互に設けられているので、ベース１Ｂの成型後の寸法が安定しオーバートラベルの減少に貢献できる。また、壁４４ｇ、４４ｈ、４４ｉ、４４ｊ、４４ｋの厚さｔ１０、ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３、ｔ１４はほぼ均等であるのでより寸法が安定しオーバートラベルの減少に貢献できる。
４９Ａはベース１Ｂの表面側から側壁３０に設けられたスリット、４９Ｂ、４９Ｃはベース１Ｂの表面側から側壁３０に設けられたスリットである。
以上のように、スリット３０ａ、３０ｄ、３６ａ、３６ｄ、４２ｂ、４２ｄ、４４ａ、４４ｂ、４４ｄ、４９Ａ、４９Ｂ、４９Ｃにより、肉厚が所定値以上の壁を所定の厚さとなるように均等に分割することにより、熱可塑性樹脂を主成分とするベース１Ｂの成形後の反りやヒケの緩和による寸法精度を高め、ベース１Ｂとクロスバー７とのクリープ変形に基づくオーバートラベル減少量の低減に寄与することが判明した。
特に、相間壁４１にスリットを設けたときオーバートラベル減少が顕著であった。また、スリットをベース１Ｂの表面、裏面に交互に設けたときもオーバートラベル減少が顕著であった。
また、スリットを形成する壁３６ｇ、３６ｈ、３６ｉ、３６ｊ、４２ｐ、４２ｑ、４４ｇ、４４ｈ、４４ｉ、４４ｊ、４４ｋをほぼ均等な厚さとしたので、成形後の反りやヒケの緩和による寸法変化の予測が容易となった。
実施例１
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。実施例１では１００アンペアフレーム用の回路遮断器について説明する。この回路遮断器の具体的構成は、上記実施の形態中で説明したとおりであり、極間ピッチが３０ｍｍ、三極の製品の場合ベース１Ｂ幅方向寸法が９０ｍｍ、接圧バネによる接点間の接圧が２０Ｎ以下である。
（サンプル例（１１）〜（４１）クロスバーの成形）
第１２図は、この発明の実施例１に係る１００アンペアフレームのクロスバー成形用の金型を示す図である。図において、８０は、上金型８０Ａ及び下金型８０Ｂからなり、その内部がクロスバー７に沿った形に形成された金型である。８１は、上金型８０Ａ及び下金型８０Ｂにより形成される混合材料の注入口である。混合材料を、金型８０の長手方向端部に位置する注入口８１から、７５０００ｋｇ（７５トン）射出成形機で、金型温度１７４〜１７６度、シリンダー前部温度を８０〜８５度、シリンダー後部温度を６０〜７０度、射出時間９〜１１秒の条件で成形する。成形したクロスバー７を、表１〜表４に示す条件で熱処理した。このようにして、表１〜表４に示すサンプル例（１１）〜（４１）のクロスバーを得た。サンプル例（１１）〜（４１）は、クロスバーがフェノール樹脂とガラス繊維（ＧＦ）と充填材とからなるもので、各々配合割合や熱処理条件を変えたものである。
ガラス繊維は、ガラスからなる繊維状物のことをいい、周期律表１Ａ族の金属の化合物の合計含有量を満足していれば、特に限定されない。ガラス素材としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｔガラスまたはシリカガラス等が挙げられる。一般的に知られるように、ガラス繊維の直径が６〜１３μｍ、アスペクト比が１０以上であることが耐衝撃強度向上の点から好ましい。
充填材は、無機質の充填材として、アルミナ、炭酸カルシウム、マイカ、クレー、タルク、カオリン等、有機質の充填材として、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリル等が挙げられる。上述したように、その特性から有機質の充填材はフェノール樹脂に含めた配合割合としている。
（サンプル例（１１）〜（４１）ベースの成形）
第１３図は、この発明の実施例１に係る１００アンペアフレーム用ベース成形用の金型を示す図である。図において、９０は、固定金型９０Ａ及び可動金型９０Ｂからなり、その内部がベース１Ｂに沿った形に形成された金型である。９１は、固定金型９０Ａに形成された混合材料の注入口である。混合材料を、固定金型９０Ａの中心に位置する注入口９１から、１６００００ｋｇ（１６０トン）射出成形機で、可動金型温度８０〜１００度、固定金型温度１２０〜１４０度、シリンダー温度を２５０度〜３２０度、保圧時間と射出時間との合計が４〜６秒の条件で、第１図、第２図、第４図〜第１１図に示すベース１Ｂを成形した。
次に、試験方法、判定方法及びその結果について説明する。
（曲げ弾性率測定）
表１〜表４のサンプル例（１１）〜（４１）に示すベース１Ｂ、クロスバー７を、摂氏２１度〜摂氏２５度、湿度６０％〜７０％の雰囲気において測定しその平均値を、常温常湿における曲げ弾性率Ｅｂ、Ｅｃとし、その値を表１〜表４に示す。
但し、ポリアミド（ＰＡ）は湿度による曲げ弾性率の変化が他の樹脂に比較して大きく比較検討のため、絶乾（摂氏２１度〜摂氏２５度、湿度相対０％）の条件でも測定した。絶乾における曲げ弾性率は、サンプル例（３１）が７５００Ｍｐａ、サンプル例（３２）、（３３）が１０５００Ｍｐａであった。
（高温高湿オーバートラベル試験）
第２図に示す回路遮断器の構造では、閉路状態にした時、クロスバー７に加わる応力は、オーバートラベルを減少させる方向に働いている。回路遮断器が使用される期間は通常１０〜１５年である。この間、東南アジア地域やトンネル内等の高温高湿状態で、閉路状態が維持され続けると、オーバートラベル性能の劣るクロスバー７やベース１Ｂを使用した場合、両接点間の接触圧力がほとんどなくなり、通電の信頼性を損なうこととなる。つまり、オーバートラベルの主要因と考えられるクリープ変形量は応力が加わっている限り飽和することなく、最終的には成形品がクリープ破壊に至ることがあるからである。そこで次のような条件でベース１Ｂとクロスバー７との間のオーバートラベル減少量の判定を行った。
上述の方法で成形したベース１Ｂ及びクロスバー７であるサンプル例（１１）〜（４１）を用いて、回路遮断器（１００アンペアフレーム）を組み立て、高温高湿オーバートラベル試験を実施した。試験は、組み立てた回路遮断器を開路状態で摂氏８５度かつ相対湿度８５％の恒温恒湿槽で一週間保持し、その後、回路遮断器を閉路しその状態で摂氏４０度かつ相対湿度８５％の恒温恒湿槽に３０００時間放置した後、取り出し、各極の可動接点５のオーバートラベル減少量を測定した。この測定結果、即ちオーバートラベル特性の測定結果から、１５年後のオーバートラベル減少量を推定し、接点の厚さに基づいて、減少量が基準値（実施例１の場合には１．２ｍｍ）以下の場合を良好と判定した。
（試験結果）
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の高温高湿オーバートラベル試験の結果を各々表１〜表４に示す。
なお、上述した理由により、表１〜表４中のクロスバー７の充填材は無機質の充填材を示し、有機質の充填材は樹脂に含めて示している。
・ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）
サンプル例（１１）〜（１５）は、ベース１Ｂが難燃剤の添加されたポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）とガラス繊維（ＧＦ）からなるものであり、曲げ弾性率の和（Ｅｂ＋Ｅｃ）が小さいサンプル例（１３）及び曲げ弾性率Ｅｂが小さいサンプル例（１３）、（１４）は高温高湿オーバートラベル試験が不合格となった。
難燃剤とは例えばハロゲン系化合物（ジブロムポリエチレン及び臭素化エポキシ等）であり、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）１００に対し２５〜４０の重量割合である。
また、サンプル例（１１）、（１２）、（１５）は、耐衝撃強度に優れるとともに、後述する表２〜表４のものに比較し端子板２３（第２図）に電線ケーブル２５をネジで締め付けるときに割れが発生しにくいものであった。
ベース１Ｂとして、難燃剤を含むポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が５５〜７０重量％、強化材が３０〜４５重量％のとき、オーバートラベルの特性に優れるものであった。このとき、クロスバー７として、オーバートラベルの特性から、樹脂が２５〜３５重量％、強化材が４０〜５０重量％、充填材が２０〜３０重量％のもの、また、成形性が良好な点から樹脂が５５〜６５重量％、強化材が１０〜２５重量％、充填材が１０〜２５重量％のものが特に好ましいものであった。
Figure 0004496698
・ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
サンプル例（２１）〜（２９）は、ベース１Ｂが難燃剤の添加されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とガラス繊維（ＧＦ）からなるものであり、曲げ弾性率Ｅｂが小さいサンプル例（２３）、（２４）及び曲げ弾性率Ｅｃが小さいサンプル例（２７）は高温高湿オーバートラベル試験が不合格となった。
難燃剤とは例えばハロゲン系化合物（ジブロムポリエチレン（ジブロムポリエチレン及び臭素化エポキシ等）であり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）１００に対し２５〜４０の重量割合である。
サンプル例（２１）、（２５）、（２６）、（２８）、（２９）は、サンプル例（２２）よりも、更に、（２１）、（２５）、（２８）、（２９）は、サンプル例（２６）よりも、オーバートラベルの減少が少なく良好であった。一方、サンプル例（２２）、（２６）は、サンプル例（２１）、（２５）、（２８）、（２９）よりもガラス繊維の配向の影響が少なく成形品の歪み、反りを抑えられる点で優れていた。
また、サンプル例（２１）、（２５）、（２６）、（２８）、（２９）は、表１のサンプルに比較し成形品の融点が高く、ベース１Ｂが過負荷耐久性試験で溶融しにくいものであった。
ベース１Ｂとして、難燃剤を含むポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が４５〜６０重量％、強化材が４０〜５５重量％のとき、オーバートラベルの特性に優れるものであった。このとき、クロスバー７として、オーバートラベルの特性から樹脂が２５〜３５重量％、強化材が４０〜５０重量％、充填材が２０〜３０重量％のもの、また、成形性良好な点から樹脂が５５〜６５重量％、強化材が１０〜２５重量％、充填材が１０〜２５重量％のものが特に好ましいものであった。
Figure 0004496698
・ポリアミド（ＰＡ）
サンプル例（３１）はベース１Ｂがポリアミド（ＰＡ）とガラス繊維（ＧＦ）と水酸化マグネシウムからなるものであり、特開平８−１７１８４７号に開示されたものに相当する。このサンプル例（３１）はオーバートラベル試験が不合格となった。また、サンプル例（３２）は、オーバートラベル試験が不合格となり、サンプル例（３３）はオーバートラベル試験が合格となった。
難燃剤とは例えばハロゲン系化合物（ジブロムポリエチレン及び臭素化エポキシ等）、エラストマーとはポリオレフィンコポリマーのアイオノマー又はエチレン／プロピレン共重合体である。ポリアミド（ＰＡ）１００に対し、難燃剤が５０〜７０、エラストマーが２０〜３０の重量割合である。
また、サンプル例（３３）は、オーバートラベルの特性に加え、耐衝撃性及び接点間のアーク遮断後の絶縁特性にも優れ回路遮断器のベース１Ｂとして好ましいものであった。なお、サンプル例（３３）のベース１Ｂのポリアミドにエラストマーを添加していないものは、耐衝撃性においてサンプル例（３３）に劣るもののオーバートラベルの特性が良いものであった。
また、ポリアミド（ＰＡ）は湿度による曲げ弾性率の変化が比較的大きく、常温常湿の曲げ弾性率Ｅｂが同じ他の熱可塑性樹脂の場合に比較し、オーバートラベル量がやや大きくなる傾向があった。
Figure 0004496698
・ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）
サンプル例（４１）は、ベース１Ｂが充填材の添加されたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）とガラス繊維（ＧＦ）からなるものであり、高温高湿オーバートラベル試験は合格となった。
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）に添加される充填材は、無機質の充填材である炭酸カルシウムであり、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）１００に対し、７０〜８０の重量割合である。
サンプル例（４１）は、成形歪が少なく、また、表１、表２のサンプルよりも成形品の融点が高いものであった。
Figure 0004496698
以上のように、サンプル例（１１）、（１２）、（１５）、（２１）、（２２）、（２５）、（２６）、（２８）、（２９）、（３３）、（４１）のとき、即ち、Ｅｂ＋Ｅｃ≧１７０００ＭＰａ、かつ８０００ＭＰａ≦Ｅｂかつ９０００ＭＰａ≦Ｅｃのとき高温高湿オーバートラベル試験が合格となった。
また、サンプル例（１５）、（２１）、（２５）、（２８）、（２９）、（４１）のとき、即ち、Ｅｂ＋Ｅｃ≧２０５００ＭＰａ、かつ９０００ＭＰａ≦Ｅｂ、かつ９０００ＭＰａ≦Ｅｃのとき高温高湿オーバートラベルの特性が更に良好であった。
さらに、サンプル例（２１）、（２９）、（４１）のとき、即ち、Ｅｂ＋Ｅｃ≧２５０００ＭＰａ、かつ９０００ＭＰａ≦Ｅｂ≦２２０００ＭＰａ、かつ９０００ＭＰａ≦Ｅｃ≦１７０００ＭＰａのとき、高温高湿オーバートラベルの特性が非常に良好であった。
また、表３に示す成形品の主成分がポリアミド（ＰＡ）の場合、成形品の反り、ヒケや、吸湿による寸法変化が、クリープ変形によるオーバートラベルの減少を助長させる方向に働く場合もあることが判明した。したがって、成形品の主成分として、オーバートラベルの特性からは表１、２、４に示すポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）がより好ましい。
また、回路遮断器のベース１Ｂとして要求される小形化、軽量化、成形時に廃棄物が発生しないこと、耐熱性、機械的強度、衝撃強度、外観、難燃性、アーク遮断後の絶縁抵抗、トラッキング、コスト等の要求をバランス良く満たす観点からは、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましい。
この発明に係る回路遮断器は、配電盤用或いは分電盤や制御盤の主幹用の回路遮断器として使用することができる。
第１図はこの発明の一実施の形態に係る回路遮断器を示す斜視図である。
第２図はこの発明の一実施の形態に係る回路遮断器の閉路状態を説明する図である。
第３図はこの発明の一実施の形態に係る回路遮断器のクロスバーを示す斜視図である。
第４図はこの発明の一実施の形態に係る回路遮断器の接点部分を拡大して示す説明図である。
第５図はこの発明の一実施の形態に係る回路遮断器のベースと開閉機構部との締結状態を示す説明図である。
第６図はこの発明の一実施の形態に係るクロスバーと接点接触部とを接点側から見た断面図である。
第７図はこの発明の一実施の形態に係る回路遮断器のベースを一部切り欠いて示す正面図である。
第８図はこの発明の一実施の形態に係る回路遮断器のベースの裏面図である。
第９図は第７図のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
第１０図は第７図のＸ−Ｘ線断面図である。
第１１図は第７図のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
第１２図は、この発明の実施例１に係る１００アンペアフレームのクロスバー成形用の金型を示す図である。
第１３図は、この発明の実施例１に係る１００アンペアフレームのベース成形用の金型を示す図である。

Claims (38)

  1. 固定接点を有する固定接触子と、上記固定接点と接離する可動接点を有する可動接触子と、上記両接点の接触時にこの両接点間に接圧力を付与する接圧バネと、絶縁性の樹脂を主成分として一体成形され、上記可動接触子を回動可能に保持するとともに、トグルリンク機構の下リンクに連結されこのトグルリンク機構の動作に伴ってその回動軸回りに回動するクロスバーと、ハンドルの操作により上記トグルリンク機構の蓄勢バネの蓄勢を開放させ上記可動接触子を速入り及び速切りさせる開閉機構部と、この開閉機構部を固定支持するベース及び上記ハンドル側からこのベースに被せたカバーにより形成されたモールドケースとを備えた回路遮断器において、
    上記ベースは熱可塑性樹脂を主成分とし常温常湿における曲げ弾性率Ｅｂの成形品であり、上記クロスバーは常温常湿における曲げ弾性率Ｅｃの成形品であり、次式の関係を満たすことを特徴とする回路遮断器。
    Ｅｂ＋Ｅｃ≧１７０００ＭＰａ ・・（１）
    ８０００ＭＰａ≦Ｅｂ ・・（２）
    ９０００ＭＰａ≦Ｅｃ ・・（３）
  2. 曲げ弾性率、Ｅｂ、Ｅｃは次式の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
    Ｅｂ＋Ｅｃ≧２０５００ＭＰａ ・・（４）
    ９０００ＭＰａ≦Ｅｂ ・・（５）
    ９０００ＭＰａ≦Ｅｃ ・・（６）
  3. 曲げ弾性率Ｅｂ、Ｅｃは次式の関係を満たすことを特徴とする請求項２記載の回路遮断器。
    Ｅｂ＋Ｅｃ≧２５０００ＭＰａ ・・（７）
    ９０００ＭＰａ≦Ｅｂ≦２２０００ＭＰａ ・・（８）
    ９０００ＭＰａ≦Ｅｃ≦１７０００ＭＰａ ・・（９）
  4. 熱可塑性樹脂は、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、脂肪族ポリケトン、ポリフェニレンサルファイド、及びこれらのアロイ材料の少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
  5. ポリアミドは、ナイロン６６、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン４６、及びナイロン６Ｔの少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項４記載の回路遮断器。
  6. 熱可塑性樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、及びこれらのアロイ材料の少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項４記載の回路遮断器。
  7. ベースは難燃剤が添加されたポリブチレンテレフタレートが５５〜７０重量％と強化材が３０〜４５重量％を含有することを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
  8. ベースは難燃剤が添加されたポリエチレンテレフタレートが４０〜７０重量％と強化材が３０〜６０重量％を含有することを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
  9. ベースは難燃剤及びエラストマーが添加されたポリアミドが５６〜６０重量％と強化材が４０〜４４重量％を含有することを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
  10. クロスバーは、フェノール樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
  11. 回路遮断器は多極であって、ベースの底壁に直交する壁にその壁方向に延在するスリットを有することを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
  12. スリットは、直交する壁を均等な厚さに分割することを特徴とする請求項１１記載の回路遮断器。
  13. スリットは、ベースの表裏側から交互に設けられたことを特徴とする請求項１１記載の回路遮断器。
  14. 直交する壁は相間壁であることを特徴とする請求項１１記載の回路遮断器。
  15. スリット間のベース肉厚と、ベース底壁の肉厚が等しいことを特徴とする請求項１１記載の回路遮断器。
  16. 直交する壁は、可動接点及び固定接点を収納する接点収納部と、開閉機構部を収納する開閉機構収納部の間の壁であることを特徴とする請求項１１記載の回路遮断器。
  17. スリットはベースの裏面側に開口するように形成されたことを特徴とする請求項１６記載の回路遮断器。
  18. ベース底壁の厚さよりも、スリットとベース内側との間の壁の厚さを薄くしたことを特徴とする請求項１７記載の回路遮断器。
  19. 固定接点を有する固定接触子と、上記固定接点と接離する可動接点を有する可動接触子と、上記両接点の接触時にこの両接点間に接圧力を付与する接圧バネと、絶縁性の樹脂を主成分として一体成形され、上記可動接触子を回動可能に保持するとともに、トグルリンク機構の下リンクに連結されこのトグルリンク機構の動作に伴ってその回動軸回りに回動するクロスバーと、ハンドルの操作により上記トグルリンク機構の蓄勢バネの蓄勢を開放させ上記可動接触子を速入り及び速切りさせる開閉機構部と、この開閉機構部を固定支持するベース及び上記ハンドル側からこのベースに被せたカバーにより形成されたモールドケースとを備えた回路遮断器において、
    上記ベースは難燃剤及びエラストマーが添加されたポリアミドが５６〜６０重量％と強化材が４０〜４４重量％を含有し、クロスバーはフェノール樹脂が２８〜３２重量％と強化材が４３〜４７重量％と無機質の充填材が２３〜２７重量％を含有することを特徴とする回路遮断器。
  20. 難燃剤及びエラストマーは、ポリアミド１００に対し、ハロゲン系化合物が５０〜７０、エラストマーが２０〜３０の重量割合であることを特徴とする請求項１９記載の回路遮断器。
  21. 固定接点を有する固定接触子と、上記固定接点と接離する可動接点を有する可動接触子と、上記両接点の接触時にこの両接点間に接圧力を付与する接圧バネと、絶縁性の樹脂を主成分として一体成形され、上記可動接触子を回動可能に保持するとともに、トグルリンク機構の下リンクに連結されこのトグルリンク機構の動作に伴ってその回動軸回りに回動するクロスバーと、ハンドルの操作により上記トグルリンク機構の蓄勢バネの蓄勢を開放させ上記可動接触子を速入り及び速切りさせる開閉機構部と、この開閉機構部を固定支持するベース及び上記ハンドル側からこのベースに被せたカバーにより形成されたモールドケースとを備えた回路遮断器において、
    上記ベースは難燃剤が添加されたポリエチレンテレフタレートが４５〜６０重量％と強化材が４０〜５５重量％を含有することを特徴とする回路遮断器。
  22. クロスバーはフェノール樹脂が５５〜６５重量％と強化材が１０〜２５重量％と無機質の充填材が１０〜２５重量％を含有することを特徴とする請求項２１記載の回路遮断器。
  23. クロスバーはフェノール樹脂が２５〜３５重量％と強化材が４０〜５０重量％と無機質の充填材が２０〜３０重量％を含有することを特徴とする請求項２１記載の回路遮断器。
  24. 難燃剤は、ポリエチレンテレフタレート１００に対して、ハロゲン系化合物が２５〜４０の重量割合であることを特徴とする請求項２１記載の回路遮断器。
  25. 固定接点を有する固定接触子と、上記固定接点と接離する可動接点を有する可動接触子と、上記両接点の接触時にこの両接点間に接圧力を付与する接圧バネと、絶縁性の樹脂を主成分として一体成形され、上記可動接触子を回動可能に保持するとともに、トグルリンク機構の下リンクに連結されこのトグルリンク機構の動作に伴ってその回動軸回りに回動するクロスバーと、ハンドルの操作により上記トグルリンク機構の蓄勢バネの蓄勢を開放させ上記可動接触子を速入り及び速切りさせる開閉機構部と、この開閉機構部を固定支持するベース及び上記ハンドル側からこのベースに被せたカバーにより形成されたモールドケースとを備えた回路遮断器において、
    ベースは難燃剤が添加されたポリエチレンテレフタレートが４０〜７０重量％と強化材が３０〜６０重量％を含有し、
    クロスバーはフェノール樹脂が２５〜３５重量％と強化材が４０〜５０重量％と無機質の充填材が２０〜３０重量％を含有することを特徴とする回路遮断器。
  26. 固定接点を有する固定接触子と、上記固定接点と接離する可動接点を有する可動接触子と、上記両接点の接触時にこの両接点間に接圧力を付与する接圧バネと、絶縁性の樹脂を主成分として一体成形され、上記可動接触子を回動可能に保持するとともに、トグルリンク機構の下リンクに連結されこのトグルリンク機構の動作に伴ってその回動軸回りに回動するクロスバーと、ハンドルの操作により上記トグルリンク機構の蓄勢バネの蓄勢を開放させ上記可動接触子を速入り及び速切りさせる開閉機構部と、この開閉機構部を固定支持するベース及び下記ハンドル側からこのベースに被せたカバーにより形成されたモールドケースとを備えた回路遮断器において、
    上記ベースは難燃剤が添加されたポリエチレンテレフタレートが４０〜７０重量％と強化材が３０〜６０重量％を含有し、
    クロスバーはフェノール樹脂が５５〜６５重量％と強化材が１０〜２５重量％と無機質の充填材が１０〜２５重量％を含有することを特徴とする回路遮断器。
  27. 固定接点を有する固定接触子と、上記固定接点と接離する可動接点を有する可動接触子と、上記両接点の接触時にこの両接点間に接圧力を付与する接圧バネと、絶縁性の樹脂を主成分として一体成形され、上記可動接触子を回動可能に保持するとともに、トグルリンク機構の下リンクに連結されこのトグルリンク機構の動作に伴ってその回動軸回りに回動するクロスバーと、ハンドルの操作により上記トグルリンク機構の蓄勢バネの蓄勢を開放させ上記可動接触子を速入り及び速切りさせる開閉機構部と、この開閉機構部を固定支持するベース及び上記ハンドル側からこのベースに被せたカバーにより形成されたモールドケースとを備えた回路遮断器において、
    上記ベースは難燃剤が添加されたポリブチレンテレフタレートが５５〜７０重量％と強化材が３０〜４５重量％を含有することを特徴とする回路遮断器。
  28. クロスバーはフェノール樹脂が２５〜３５重量％と強化材が４０〜５０重量％と無機質の充填材が２０〜３０重量％を含有することを特徴とする請求項２７記載の回路遮断器。
  29. クロスバーはフェノール樹脂が５５〜６５重量％と強化材が１０〜２５重量％と無機質の充填材が１０〜２５重量％を含有することを特徴とする請求項２７記載の回路遮断器。
  30. 難燃剤は、ポリブチレンテレフタレート１００に対して、ハロゲン系化合物が２５〜４０の重量割合であることを特徴とする請求項２７記載の回路遮断器。
  31. 固定接点を有する固定接触子と、上記固定接点と接離する可動接点を有する可動接触子と、上記両接点の接触時にこの両接点間に接圧力を付与する接圧バネと、絶縁性の樹脂を主成分として一体成形され、上記可動接触子を回動可能に保持するとともに、トグルリンク機構の下リンクに連結されこのトグルリンク機構の動作に伴ってその回動軸回りに回動するクロスバーと、ハンドルの操作により上記トグルリンク機構の蓄勢バネの蓄勢を開放させ上記可動接触子を速入り及び速切りさせる開閉機構部と、この開閉機構部を固定支持するベース及び上記ハンドル側からこのベースに被せたカバーにより形成されたモールドケースとを備え上記可動接触子を複数有する多極の回路遮断器において、 上記ベースの主樹脂が熱可塑性樹脂からなり、このベースの底壁に直交する壁にその壁方向に延在するスリットを有することを特徴とする回路遮断器。
  32. スリットは、直交する壁を均等な厚さに分割することを特徴とする請求項３１記載の回路遮断器。
  33. スリットは、ベースの表裏側から交互に設けられたことを特徴とする請求項３１記載の回路遮断器。
  34. 直交する壁は相間壁であることを特徴とする請求項３１記載の回路遮断器。
  35. スリット間のベース肉厚と、ベース底壁の肉厚が等しいことを特徴とする請求項３１記載の回路遮断器。
  36. 直交する壁は、可動接点及び固定接点を収納する接点収納部と、開閉機構部を収納する開閉機構収納部の間の壁であることを特徴とする請求項３１記載の回路遮断器。
  37. スリットはベースの裏面側に開口するように形成されたことを特徴とする請求項３６記載の回路遮断器。
  38. ベース底壁の厚さよりも、スリットとベース内側との間の壁の厚さを薄くしたことを特徴とする請求項３６記載の回路遮断器。
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