JP5313933B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、回路遮断器、特に遮断性能を改善した回路遮断器の構造に関するものである。

従来の回路遮断器においては、遮断時におけるアークを安定して消弧するために、アークをアーク走行方向へ反射させるためのアーク反射部材を、アームに可動子と共に設けるともに、アークが発生する接点周辺部から消弧装置へと至るアーク走行路を、アーク走行方向に向かって当該アーク走行路の断面積が拡大するよう形成して圧力勾配を設けることが例えば、特許文献１に開示されている。

特開２０００−２４３２０８号公報

しかしながら、前記のような回路遮断器では、可動子を含む開閉機構部の反対側に固定接点を含む電磁石部が配置されている構成となっているため、アーク反射部材の第一の反射部を固定接点側に向けて延ばす長さには限界があり、開閉機構部が開離したときに可動接点と固定接点間の距離を大きくとることができないことになる。そのため、小電流の開閉時に可動、固定接点間に発生するアークが切れにくくなることがある。その結果、開閉時のアークによる接点消耗が大きくなるため、開閉耐久時に通電性能を維持することができないという問題点があった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、小電流の開閉時におけるアークを切れやすくするとともに、短絡遮断時に高限流遮断が可能な回路遮断器を得ることを目的とするものである。

この発明に係る回路遮断器は、絶縁筺体の内部に装着された固定接触子と、この固定接触子に対向して接離する可動接触子と、該可動接触子を駆動する開閉機構と、過電流に応動して開閉機構を作動させ、可動接触子を固定接触子から開離させる電磁引き外し装置と、前記可動接触子の開離時に発生するアークが充満するアーク発生室と、このアーク発生室内のアークを消弧する消弧装置を備えた回路遮断器において、固定接触子及び可動接触子を挟んで絶縁板と、該絶縁板の外側に所定の間隙をおいてアーク駆動板とを設け、前記絶縁板の内幅は、可動接触子の可動範囲部分では狭く、アーク走行部分では広くなされると共に、絶縁板のアーク走行部分に前記間隙に通じる孔が設けられている。

この発明によれば、絶縁板は、可動接触子の開閉する可動範囲部分では可動接触子に近接して配置されているため、開極時のアークの断面積がその方向に大きく拡大できず、さらに絶縁板に接してアークを冷却させることによりアーク抵抗を増大させることができるため、小電流での開閉性能を向上させることができることはもちろんであるが、絶縁板の外周に間隙を置いて配置されたアーク駆動板により、接点間のアークをアークランナーの方向へ伸長することができるので、さらに開閉性能を向上させることができる。

また、アーク走行部分では、絶縁板は、可動接触子の可動範囲部分よりも可動接触子から離れるように段差部が設けられ、かつ、アーク走行部分に孔が設けられているため、短絡遮断時に発生するガスを絶縁板の孔より絶縁板とアーク駆動板の隙間を通して接点付近に流入させて、消弧室付近のガス圧力をさらに低下させると共に接点付近のガス圧力を上昇させて、アークが消弧室の方向へ移動しやすくできる。このため、消弧時間が短くなり遮断性能が向上し、高限流遮断が可能となる。

この発明の実施の形態１に係る回路遮断器のオフ状態またはトリップ動作状態を一部破断して示す側面図である。 この発明の実施の形態１に係る回路遮断器のオン状態を一部破断して示す側面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面を矢印方向に見た図である。 実施の形態１における絶縁板を示す、上面図（ａ）、側面図（ｂ）、及び正面図（ｃ）である。 実施の形態１におけるアーク駆動板を示す、上面図（ａ）、側面図（ｂ）、及び正面図（ｃ）である。 実施の形態１における絶縁板とアーク駆動板とアークランナーとの組み合わせた状態を示す斜視図である。 図６の分解斜視図である。

実施の形態１．
図１〜図３に示すように、本発明の回路遮断器は、いずれも合成樹脂材料でできたベース２１とカバー２２からなる絶縁筺体を備えている。この絶縁筺体内には、固定接点２４を有する固定接触子２３と、可動接点２５ａを有する可動接触子２５が対向して設けられている。可動接触子２５は、アーム２６により回動自在に支持されていて、可動接触子２５の回動により、固定接点２４と可動接点２５ａが接離自在になされている。

軸２７はアーム２６と可動接触子２５の回動中心となる軸である。可動接触子２５は、メインばね２８により可動接点２５ａが固定接点２４から常に開離される方向へと付勢されている。ベース２１の上部から操作部が突出するハンドル２９により開閉機構が操作される。ハンドル２９は、リセットばね３０により反時計方向に付勢されている。丸棒材をＵ字型に形成した操作リンク３１は、一端がハンドル２９に連接し、他端は後述するラッチ３２のリンク係合溝３２ａに係合している。

軸２７に軸支されたラッチ３２には、操作リンク３１の他端に係合するリンク係合溝３２ａと、後述する電磁引き外し部３４のロッド３７の押圧力を受けるトリガー片３２ｂと、後述するバイメタル３３の湾曲による押圧力で操作リンク３１とリンク係合溝３２ａとの係合を解放する方向の力を受けるトリガー片３２ｃが形成されている。前記アーム２６と、メインばね２８と、ハンドル２９と、リセットばね３０と、操作リンク３１と、ラッチ３２等により開閉機構が構成されている。

絶縁筺体内にはバイメタル３３が設けられている。バイメタル３３は、通過電流に対応して図で右方向に加熱湾曲する。絶縁筺体内には、さらに、電磁引き外し部３４が設置されていて、これは電磁石３５への通電電磁力により駆動されるプランジャ３６と、このプランジャ３６の吸引動作により図で左方向へ突出するロッド３７を有している。バイメタル３３と電磁引き外し部３４により過電流引き外し装置が形成される。固定及び可動両接触子を含むアーク発生室４０に消弧板３９を有する消弧装置３８が設けられており、固定接点２４と可動接点２５ａ間で発生したアーク発生室４０内のアークは、アークランナー
４１に導かれて、消弧装置３８で消弧される。

ベース２１には、アーク発生室４０から離れた位置である可動接点２５ａとアーム２６の回動中心となる軸２７の近くにおいて、内側に突出するストッパ壁２１ａが設けられており、可動接触子２５が固定接触子２３から開離したときの開路位置を規正する。

図３は図１のＡ−Ａ線に沿う断面を拡大して矢印方向に見た図である。アーク発生室４０には固定接触子２３及び可動接触子２５が位置しているが、これら両接触子を挟むようにほぼＵ字形の合成樹脂からなる絶縁板１がベース２１に固定して設けられている。前記両接触子の両側に位置する絶縁板１は、図４に示すように、可動接触子２５の可動範囲部分では両側間の間隔が狭く、一方、アーク走行部分では、可動接触子２５の可動範囲部分の間隔よりも広くなるように、内側に段差部３が設けられ、かつ、アーク走行部分には孔４が設けられている。絶縁板１には、ベース２１への取り付け時の位置合せ用の孔６が設けられている。

絶縁板１の外側には、ほぼＵ字形をした磁性材料からなるアーク駆動板２が、ベース２１に密着して取り付けられている。図５に示すように、アーク駆動板２の両側内側には、絶縁板１との間に隙間５（図３参照）を持たせるための凸部７が複数個形成されている。前記間隙５は、前記孔４を通してアーク走行部分に連通し、さらに、固定接点２４と可動接点２５ａ近傍において開放されている。アーク駆動板２には、ベース２１への取り付け時の位置合せ用の孔８が設けられている。

図６及び図７により、絶縁板１とアーク駆動板２とアークランナー４１との関係をさらに詳細に説明する。Ｕ字形に連結している絶縁板１を両側から挟むようにアーク駆動板２が配置されている。絶縁板１はアーク駆動板２の内面に突出する凸部７に当接しているため、両者間に間隙５が形成されている。アークランナー４１がベース２１に取り付けられており、このアークランナー４１を囲むように絶縁板１が配置され、絶縁板１とアークランナー４１で囲まれた空間に固定接触子２３と可動接触子２５が位置している。前記間隙５は絶縁板１の孔４に連通しており、間隙５の後方はアークランナー４１側、すなわち固定接点２４と可動接点２５ａの近傍に開放している。

上述の構造を有する回路遮断器において、回路遮断器の定格電流以下の小電流を開閉する場合、ハンドル２９により開閉機構が操作されて可動接触子２５が固定接触子２３から開離する。このとき、固定接点２４と可動接点２５ａの間にアークが発生する。この開極時のアークは、絶縁板１が可動接触子２５の開極時の可動範囲では可動接触子２５に近接して配置されているため、アーク断面積は絶縁板１の側には大きく拡大できない。しかも、アークは絶縁板１に接して冷却されることにより、アーク抵抗を増大させアークを消して電流を切るため、小電流での開閉性能が向上する。

同時に、開極時のアークは、Ｕ字形のアーク駆動板２に誘磁された磁束により、アークランナー４１の方向、すなわち図１では下方へ伸長させるため、さらにアーク抵抗が増大し、開閉性能を向上させることができる。また、大きな短絡電流を遮断する場合、電磁引外し部３４が短絡電流に応動して開閉機構をトリップ動作させ、可動接触子２５が固定接触子２３から高速開離する。このとき、上述した開閉時と同様に、開極時に発生したアークは、絶縁板１が可動接触子２５の開極時の可動範囲では可動接触子２５に近接して配置されているため、アーク断面積は絶縁板の１の側には大きく拡大できない。しかも、アークは絶縁板１に接して冷却されることにより、アーク抵抗を増大させる。さらに、Ｕ字形のアーク駆動板２に誘磁された磁束により、アークランナー４１の方向、すなわち図１では下方へ伸長させるため、アーク発生室４０内のアークは、アークランナー４１に導かれて速やかに消弧装置３８に達し、消弧板３９により分断されて消弧することになる。この
ため、消弧時間が短くなり遮断性能が向上する。

また、アーク走行部分の絶縁板１の間隔は、段差３により可動接触子２５の可動範囲部分よりも広く、かつ、絶縁板１のアーク走行部分に孔４が開けてあり、さらに、絶縁板１との間に隙間５を持たせてアーク駆動板２が設けられている。段差３による絶縁板１の間隔の広がりは、アーク走行部分のガス圧力を低下させる。また、孔４は、短絡遮断時に発生するガスを隙間５を通して固定接点２４及び可動接点２５ａ近傍に流入させて、消弧室３８付近のガス圧力をさらに低下させると共に、前記接点付近のガス圧力を上昇させてアークが消弧室３８の方向へ移動しやすくするため、消弧時間が短くなり遮断性能が向上し、高限流遮断が可能となる。

１ 絶縁板、 ２ アーク駆動板、
３ 段差、 ４ 孔、
５ 隙間、 ６ 位置合せ用孔、
７ 凸部、 ８ 位置合せ用孔、
２１ ベース、 ２２ カバー、
２３ 固定接触子、 ２４ 固定接点、
２５ 可動接触子、 ２５ａ 可動接点、
２６ アーム、 ２７ 軸、
２８ メインばね、 ２９ ハンドル、
３０ リセットばね、 ３１ 操作リンク、
３２ ラッチ、 ３２ａ 係合溝、
３２ｂ トリガー片、 ３２ｃ トリガー片、
３３ バイメタル、 ３４ 電磁引き外し部、
３５ 電磁石、 ３６ プランジャ、
３７ ロッド、 ３８ 消弧装置、
３９ 消弧板、 ４０ アーク発生室、
４１ アークランナー。

Claims (5)

1. 絶縁筺体の内部に装着された固定接触子と、この固定接触子に対向して接離する可動接触子と、該可動接触子を駆動する開閉機構と、過電流に応動して前記開閉機構を作動させ、前記可動接触子を固定接触子から開離させる電磁引き外し装置と、前記可動接触子の開離時に発生するアークが充満するアーク発生室と、このアーク発生室内のアークを消弧する消弧装置を備えた回路遮断器において、前記固定接触子及び可動接触子を挟んで絶縁板と、該絶縁板の外側に所定の間隙をおいてアーク駆動板とを設け、前記絶縁板の内幅は、前記可動接触子の可動範囲部分では狭く、アーク走行部分では広くなされると共に、前記絶縁板のアーク走行部分に前記間隙に通じる孔が設けられていることを特徴とする回路遮断器。
2. 前記絶縁板は、内側に形成された段差により、内幅が前記可動接触子の可動範囲部分では狭く、アーク走行部分では広くなされていることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. 前記アーク駆動板には凸部が設けられ、該凸部を前記絶縁板に当接することにより、前記間隙を形成したことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
4. 前記間隙は、前記固定接点と可動接点の近傍において開放されていることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
5. 前記絶縁板及びアーク駆動板は、共にほぼＵ字形になされていることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。

Images