JP7140836B2 - 配線用遮断器のアークチャンバ - Google Patents

Description

本発明は、配線用遮断器のアークチャンバに関し、より詳細には、アークチャンバの組立を容易にして揺動を防止する配線用遮断器のアークチャンバに関する。

一般に、配線用遮断器（MCCB: Molded Case Circuit Breaker）は、電気的な過負荷状態や短絡事故時に自動で回路を遮断して回路及び負荷を保護する電気機器であり、電源側と負荷側とを接続するための端子部と、固定端子と可動端子とが機構的に接触できるように開閉を行う機構部と、電源側で過電流又は短絡電流を検知して機構部のトリップ動作を誘導するトリップ部と、異常電流遮断時に発生するアークを消弧するための消弧部とから主に構成される。

図１は従来技術による配線用遮断器の縦断面図である。従来技術による配線用遮断器は、絶縁物からなる筐体（ケース）１の内部に、電源側から負荷側への回路を接離するために設けられる接点部を構成する固定接触子２ａ及び可動接触子２ｂ、可動接触子２ｂを回動させる動力を供給する開閉機構部３、異常電流を検出する検出機構部４、事故電流遮断時に発生するアークを消弧するために設けられる消弧部（アークチャンバ）５などを含む。

図２及び図３はアークチャンバの詳細図である。図２は斜視図であり、図３は分解斜視図である。

配線用遮断器の消弧部に主に用いられるアークチャンバは、金属板を用いた冷陰極型消弧室であり、Ｖ字状の凹部を有する鉄板からなるグリッド６をアーク発生経路に垂直な方向に適当な間隔で配置した構造を有する。事故電流発生時に接触子２ａ、２ｂが開離してアークが発生すると、アークはアークチャンバ５内でグリッド６へ移動する。アークはグリッド６により冷却されて各グリッド６間で短いアークに分割され、アーク電圧が高くなり、電流が小さくなる。また、消弧部を構成する絶縁板（図示せず）から発生する消弧性ガスにより筐体の内圧が上昇し、アークを高圧に圧縮して自由電子の放出を抑制することにより、急速にアークを消滅させて極間電圧を回復させる。

このように、配線用遮断器において、異常電流発生時にトリップ動作を行い、それにより発生するアークを消弧して放出することは、事故電流を遮断して製品、負荷及び線路を保護する上で中核となり、遮断器の性能に直結するものである。このような性能の中核的な役割を果たす部品が消弧部のアークチャンバである。つまり、アークチャンバの組立状態、組立形状の維持や位置などが遮断器の性能に重大な影響を及ぼす。

従来技術において、アークチャンバ５は、その構成として、可動接触子２ｂの回動軌跡の外側に所定の間隔で複数配列されるグリッド６と、グリッド６の両側に結合される一対の固定側板７と、グリッド６の脚部に結合されるキャップ８とを含む。

従来技術においては、グリッド６に固定側板７を結合する方法として、グリッド６の側面に形成された突起６ａを固定側板７の孔７ａに嵌め、突起６ａにコーキング作業を行うことにより、グリッド６に固定側板７を結合する方式を主に用いている。

このとき、コーキング作業のために、グリッド６の両側面の突起６ａを強い力で押圧して変形させる作業を行う。この作業は、一貫した工程で行うことが困難であり、効率が劣り、同じ品質を保障することが困難である。また、グリッド６の変形、破損、歪みなどの現象が発生し得る。コーキング作業に不良や漏れがあると、運送時や完成品組立時にグリッド６が離脱する現象が発生し得る。また、複数のコーキング作業は加工時間の増加、生産性の低下、グリッド６の間隔維持不良などの問題を生じさせ、かつ生産コストの上昇を招く。一方、メンテナンスができないということも問題である。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、組立性を向上させて製品の一貫性を保障する配線用遮断器のアークチャンバを提供することを目的とする。

本発明の一実施形態による配線用遮断器のアークチャンバは、可動接触子の運動軌跡の外側に所定の間隔で複数配列され、胴部及び前記胴部の一側に延設される脚部を含むグリッドと、前記脚部が圧入方式で嵌められる収容部を有する固定キャップとを含み、前記固定キャップの一側には、前記胴部の側面まで延びる結合部が備えられることを特徴とする。

ここで、前記胴部の両角部には、第１突起部が複数形成され、前記結合部の端部には、前記第１突起部が結合される固定凹部が複数形成されることを特徴とする。

また、前記胴部の両側面には、前記脚部に隣接する部分に第２突起部が複数形成され、前記結合部には、前記第２突起部が嵌合される固定孔が複数形成されることを特徴とする。

さらに、前記第２突起部には、前記脚部に向かって低くなる傾斜部が形成されることを特徴とする。

さらに、前記第２突起部には、前記胴部に接する両端部に干渉防止凹部が形成されることを特徴とする。

さらに、前記結合部の内側面において複数の前記第１突起部間に対応する位置には、前記グリッドが嵌められるように、隔壁がそれぞれ形成されることを特徴とする。

さらに、前記固定キャップの内壁には、前記隔壁から延びる延長壁が形成されることを特徴とする。

さらに、前記延長壁の厚さは、前記隔壁の厚さより薄いことを特徴とする。

さらに、前記隔壁間には、前記脚部を加圧するリブが形成されることを特徴とする。

さらに、前記脚部の上面には、前記延長壁に接する半球状の突起が形成されることを特徴とする。

本発明の一実施形態による配線用遮断器のアークチャンバにおいては、固定キャップを圧入（嵌合）方式でグリッドに結合するので、組立が簡単かつ容易である。よって、複数のコーキング作業にかかっていた時間が短縮される。

また、グリッドの脚部が固定キャップの収容部に嵌められ、固定キャップの結合部がグリッドの胴部の側面に嵌められるので、結合力が十分に維持される。さらに、固定キャップの隔壁により、摩擦による結合力が各グリッドに与えられる。よって、グリッドの変形や離脱が発生しない。

さらに、グリッドの間隔配置が一定に保持される。

さらに、固定キャップからグリッドを取り外すことができるので、メンテナンスが可能である。

従来技術による配線用遮断器の縦断面図である。 従来技術による配線用遮断器に適用されるアークチャンバの詳細を示す斜視図である。 従来技術による配線用遮断器に適用されるアークチャンバの詳細を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態による配線用遮断器のアークチャンバの斜視図である。 本発明の一実施形態による配線用遮断器のアークチャンバの分解斜視図である。 本発明の一実施形態による配線用遮断器のアークチャンバの上面図である。 本発明の一実施形態による配線用遮断器のアークチャンバに適用される固定キャップの斜視図である。 本発明の他の実施形態による配線用遮断器のアークチャンバに適用されるグリッドの平面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明するが、これは本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するためのものであり、これにより本発明の技術的思想及び範囲が限定されるものではない。

図４～図６に本発明の一実施形態による配線用遮断器のアークチャンバを示す。図４～図６はそれぞれアークチャンバの斜視図、分解斜視図、上面図である。図７は固定キャップの斜視図である。以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による配線用遮断器のアークチャンバについて詳細に説明する。

本発明の一実施形態による配線用遮断器のアークチャンバは、固定接触子の上方に設けられ、前記固定接触子に接離する可動接触子を囲むように配置される配線用遮断器のアークチャンバにおいて、前記可動接触子の運動軌跡の外側に所定の間隔で複数配列され、胴部１１及び脚部１５を含むグリッド１０と、脚部１５に圧入方式で嵌められる固定キャップ２０とを含み、固定キャップ２０の一側には、胴部１１の側面まで延びる結合部２１が備えられることを特徴とする。

本発明の実施形態が適用される配線用遮断器のアークチャンバにおいて、筐体、負荷又は電源に接続される固定接触子、前記固定接触子に接離するように前記筐体の内部に回動可能に設けられる可動接触子などの技術事項は、従来技術がそのまま適用される部分であるので、さらなる説明や図示を省略する。（背景技術の説明及び図１を参照。）

前記固定接触子と前記可動接触子とが分離されると、主回路の電流が遮断され、前記固定接触子と前記可動接触子とが接触すると、前記主回路に電流が流れる。遮断時には、前記固定接触子の固定接点から前記可動接触子の可動接点が分離され、電流の慣性（電流の流れが維持される性質）によりアークが発生する。すなわち、接触子間でアークが発生し、そのアークは、絶縁体である大気が電圧により絶縁破壊を起こしてプラズマ状態の導電体になる現象であり、電流の大きさに比例して大きくなる。このとき、アークは、中心温度が８，０００～１２，０００℃に達して爆発的な膨張圧力を有するので、接触子を溶融、消耗させて絶縁物を劣化、破壊させる特徴を有する。

グリッド１０は、強磁性を有する金属製の平板からなる。グリッド１０は、複数設けられて所定の間隔で離隔設置される。すなわち、複数のグリッド１０は、複数の空間を形成するように層を形成し、アーク発生時にアークがグリッド１０間で分割されるようにする。グリッド１０は、胴部１１と、胴部１１から延びる脚部１５とを含む。

胴部１１は、長方形に形成されてもよい。胴部１１の一側中央部には、「Ｖ」字状の凹部からなるアーク誘導部１２が設けられる。アーク誘導部１２の両側には、脚部１５が設けられる。

胴部１１の両側には、第１突起部１３及び第２突起部１４が設けられる。第１突起部１３及び第２突起部１４は、固定キャップ２０を結合するために設けられる。第１突起部１３及び第２突起部１４は、互いに離隔して設けられる。第１突起部１３は、角部に設けられる。第２突起部１４は、脚部１５に隣接して設けられる。第１突起部１３の方が第２突起部１４より脚部１５から遠い位置に設けられる。

第１突起部１３は、四角形の突起からなるようにしてもよい。

第２突起部１４は、三角形の突起からなるようにしてもよい。すなわち、第２突起部１４には、傾斜部１４ａが形成される。傾斜部１４ａは、脚部１５に向かって低くなるように形成される。第２突起部１４に傾斜部１４ａが形成されるので、固定キャップ２０をグリッド１０に嵌める際に進入が容易になり、組立が容易になる。また、第２突起部１４には、胴部１１又は脚部１５の側面に垂直な背後部１４ｃが形成されるので、結合された固定キャップ２０が離脱しなくなる。

第２突起部１４には、胴部１１に接する両端部にそれぞれ干渉防止凹部１４ｂが形成される。干渉防止凹部１４ｂは、胴部１１と第２突起部１４の接面間で発生し得る干渉面（打抜作業後に発生し得る連結面）を除去し、グリッド１０に固定キャップ２０を結合する上で間隔が生じないように密着させる。

脚部１５は、胴部１１の一側（アーク誘導部が形成される側）に形成される。脚部１５は、アーク誘導部１２の両側に延設される。脚部１５は、対称となる一対で設けられる。脚部１５の一部には結合凹部１６が設けられる。

固定キャップ２０は、一側面が開放された箱状に形成される。すなわち、固定キャップ２０は、収容空間を形成する収容部２９を有する。固定キャップ２０の開放された部分からグリッド１０の脚部１５が挿入されて収容部２９に挿入結合される。固定キャップ２０は、両側の脚部１５をそれぞれ挿入できるように、対称となる一対で設けられる。

固定キャップ２０の一側から結合部２１が延設される。結合部２１は、胴部１１の外側に配置されるように設けられる。結合部２１には、第１突起部１３が嵌められる固定凹部２２と、第２突起部１４が嵌められる固定孔２３とが形成される。固定凹部２２は、結合部２１の端部に設けられ、第１突起部１３の一部が嵌合される。固定孔２３は、固定キャップ２０がグリッド１０に嵌められることにより嵌合固定されるようにする。

固定凹部２２及び固定孔２３は、それぞれ複数形成される。固定凹部２２及び固定孔２３は、グリッド１０の数と同じ数にしてもよい。それぞれの固定凹部２２及び固定孔２３の間隔に応じてグリッド１０の配置間隔が設定される。それぞれの固定凹部２２と固定孔２３とは、同じ高さに形成されてもよい。

脚部１５が固定キャップ２０の収容部２９に嵌められ、結合部２１が胴部１１の側面に接して第１突起部１３及び第２突起部１４に結合されることにより、安定した結合が行われる。収容部２９が脚部１５を囲むと共に胴部１１の側面の突起部１３、１４が結合部２１に嵌められることにより、強固な結合が行われ、グリッド１０が固定キャップ２０から離脱しなくなる。

結合部２１の内側面には隔壁２４が複数設けられ、隔壁２４間にグリッド１０が嵌められる。グリッド１０が隣接する隔壁２４間に結合されることにより、摩擦による結合力が増大する。隔壁２４は、結合部２１の端部から収容部２９の内側壁まで形成される。

固定キャップ２０の内壁には、隔壁２４から延びる延長壁２５が形成される。延長壁２５は、隔壁２４より厚さが薄く形成されてもよい。こうすることにより、脚部１５を収容部２９の最も奥まで挿入することが容易になり、過度な摩擦力が加わっても挿入結合が妨げられなくなる。

隔壁２４と隔壁２４間にはリブ２６が設けられる。リブ２６は、脚部１５を加圧して摩擦による結合力を増大させる。

固定キャップ２０の上部には開放孔２７が形成され、最も上段に配置されたグリッド１０が露出する。

固定キャップ２０の上部には、グリッド１０の結合凹部１６に嵌められる結合突起２８が突設される。

図８に本発明の他の実施形態によるグリッドを示す。

本実施形態のグリッドには、脚部１５の上面に半球状の突起１７が形成される。こうすることにより、固定キャップ２０をグリッド１０に嵌める際に、延長壁２５が脚部１５の半球状の突起１７に接し、摩擦による結合力が増大する。

本発明の一実施形態による配線用遮断器のアークチャンバにおいては、固定キャップを圧入（嵌合）方式でグリッドに結合するので、組立が簡単かつ容易である。よって、複数のコーキング作業にかかっていた時間が短縮される。

また、グリッドの脚部が固定キャップの収容部に嵌められ、固定キャップの結合部がグリッドの胴部の側面に嵌められるので、結合力が十分に維持される。さらに、固定キャップの隔壁により、摩擦による結合力が各グリッドに与えられる。よって、グリッドの変形や離脱が発生しない。

さらに、グリッドの間隔配置が一定に保持される。

さらに、固定キャップからグリッドを取り外すことができるので、メンテナンスが可能である。

前述した実施形態は本発明を実現する実施形態である。よって、本発明に開示されている実施形態は、本発明の技術思想を限定するものではなく、説明するためのものであり、それらの実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。すなわち、本発明の保護範囲は請求の範囲により解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にあるあらゆる技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (8)

1. 可動接触子の運動軌跡の外側に所定の間隔で複数配列され、胴部及び前記胴部の一側に延設される脚部を含むグリッドと、
   前記脚部が圧入方式で嵌められる収容部を有する固定キャップとを含み、
   前記固定キャップの一側には、前記胴部の側面まで延びる結合部が備えられ、前記固定キャップは、両側の脚部をそれぞれ挿入できるように、対称となる一対で設けられ、前記収容部は、前記脚部を囲むように結合され、
   前記胴部は、前記固定キャップの前方に露出し、
   前記結合部の内側面には、前記グリッドがそれぞれ嵌められるように、隔壁が複数形成され、
   前記固定キャップの内壁には、前記隔壁から延びる延長壁が形成されることを特徴とする配線用遮断器のアークチャンバ。
2. 前記胴部の両角部には、第１突起部が複数形成され、前記結合部の端部には、前記第１突起部が結合される固定凹部が複数形成されることを特徴とする請求項１に記載の配線用遮断器のアークチャンバ。
3. 前記胴部の両側面には、前記脚部に隣接する部分に第２突起部が複数形成され、前記結合部には、前記第２突起部が嵌合される固定孔が複数形成されることを特徴とする請求項１に記載の配線用遮断器のアークチャンバ。
4. 前記第２突起部には、前記脚部に向かって低くなる傾斜部が形成されることを特徴とする請求項３に記載の配線用遮断器のアークチャンバ。
5. 前記第２突起部には、前記胴部に接する両端部に干渉防止凹部が形成されることを特徴とする請求項３に記載の配線用遮断器のアークチャンバ。
6. 前記延長壁の厚さは、前記隔壁の厚さより薄いことを特徴とする請求項１に記載の配線用遮断器のアークチャンバ。
7. 前記隔壁間には、前記脚部を加圧するリブが形成されることを特徴とする請求項１に記載の配線用遮断器のアークチャンバ。
8. 前記脚部の上面には、前記延長壁に接する半球状の突起が形成されることを特徴とする請求項１に記載の配線用遮断器のアークチャンバ。

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