JPH0158609B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は遮断器に係り、特に短絡大電流時に瞬
時動作をするように構成した遮断器に関する。

〔従来の技術〕

一般に遮断器は、過電流を検出して可動接触子
を自動的に開離せしめる引外し機構を有してい
る。

従来この種の遮断器において、引外し素子に過
電流が流れて引外し機構が動作し始めてらか可動
接触子が開離するまでの所要時間が機構上の制限
を受けて比較的長く、このため瞬時に回路の遮断
が行なえず接点の溶着あるいは通電部の焼損等を
惹起して高い遮断容量を得ることが困難であつ
た。また、接触機構の一部を改良し、短絡大電流
時に固定および可動接触子間に電磁反発力を生ぜ
しめて可動接触子を離間させるもの、あるいは両
接触子間に死点バネを設けて過電流時に両接触子
間に作用する電磁反発力により前記バネを転位さ
せ、これにより可動接触子又は固定接触子を開離
させるものが存在する。しかし、このような電磁
反発力を利用した遮断器にあつては、電磁反発作
用を生ずる最低動作電流値が高く、その最低動作
値附近で両接触子間がごく僅か開離した状態に浮
き上り、大電流アークの発生により可動および固
定接点が溶融、損傷してしまう。また、発生した
抵抗分として作用して回路電流が減少し、その結
果両接点が接触するが、このとき溶融された接点
同志が溶着してしまう危険性が多分にある。ま
た、このような遮断器にあつては、前記最低動作
電流値が比較的高いので、中間的な過電流事故時
には過電流引外し機構の引外し特性との協調がと
れず、比較的大きな電流が流れたにも拘らず過電
流引外し機構のみ作動して、電磁反発作用による
瞬時遮断動作ができない場合が発生する。そのた
め、大きな電流を通常の遮断方式で遮断すること
になつて遮断不能となり、遮断器自体が大きな損
傷を受けることになるという欠点があつた。

また、上記の欠点を除去したものとして、特許
第696977号があり、可動接点側を自動引外し機構
によつて回動する可動接触子支持体とこの支持体
に回動自在に設けられた可動接触子とによつて構
成し、更に可動接触子とその支持体とに一組の磁
性片を設け、過電流時には通常の遮断動作を行な
わせ、短絡大電流時には両磁性片間に作用する電
磁吸引力により可動接触子のみを瞬時的に少し開
離させると同時に自動引外し機構により可動接触
子を完全に開離させるようにした遮断器を提供し
ている。

この場合には、短絡電流が極大値に達する前に
電磁力が作用して一次遮断が開始されるいわゆる
限流作用を有し、かつ、可動、固定両磁性片間に
作用する電磁力は、並行する導体間に作用する電
磁力に比し、同じ通電量のとき格段に大きくな
り、両磁性片による吸引動作は充分低い電流値で
敏感に行なわれるため、その最低動作電流値を接
点溶着を起こす電流値以下に抑えて接点の溶着を
完全に防止することができ、接点の消耗も抑える
ことができる等の利点を有するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この場合においては、可動接触
部が常時開閉する部分であるにも拘らず、複雑な
構造となり重量が増すため、常時開閉の際の慣性
が大きくなり開放速度、開閉性能に悪影響を与
え、また、開閉時の振動が常時加わるため、磁性
片の支持部等が摩耗や損傷を受ける等の欠点があ
つた。

本発明は上記のような欠点を除去したもので、
固定接触子を可動接触子より開離する方向に回動
可能にし、この固定接触子と基台との間に可動、
固定両磁性片を設け、過電流時には可動接触子に
よる通常の遮断動作を行なわせ、短絡大電流時に
は両磁性片間に作用する電磁吸引力により固定接
触子を瞬時に開離させると同時に過電流引外し機
構により可動接触子を開離させるようにし、可
動、固定両接触子が互に反対方向に開離するので
両者の遮断速度が相乗され、かつ、遮断距離も大
となるようにした遮断器を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、過電流引外し機構を有する遮断器に
おいて、基端を基台に回転可能に枢着された可動
接触子、前記可動接触子に対向し基端を基台に回
転可能に枢着された固定接触子、前記固定接触子
にそれをＵ字形に囲むように取付けられた可動磁
性片、前記可動磁性片に対向し基台に取付けられ
た固定磁性片、前記可動接触子を枢軸の周りに固
定接触子より解離する方向に付勢する復帰ばね、
前記固定接触子を枢軸の周りに可動接触子と接触
する方向に付勢する復帰ばね、接触解離時の前記
固定接触子の位置を規制するストツパー、前記可
動、固定両磁性片相互間に設けられ前記固定接触
子の解離時に作動する係合装置、前記係合装置の
解錠装置、可動接触子作動機構および引外し機構
と可動接触子とを連結する連結機構とより成るこ
とを特徴とする遮断器としたものである。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の一実施例を説明す
る。

絶縁材から成るケース本体の基台１に支持され
た軸２に固定接触子３が回動自在に枢着されてお
り、この固定接触子３に対してこれと共働する可
動接触子４が基台１に支持された取付軸５に回動
自在に枢着されている。固定接触子３にはこれに
設けられた取付軸６に回動自在に枢着された可動
磁性片７（第６図参照）が、その折曲部７ａ内に
固定接触子３が位置するようそれを囲むように取
付けられている。この可動磁性片７に対向し共働
する固定磁性片８が基台１に取付けられ、可動接
触子４と外部操作ハンドル（図示せず）による作
動機構（図示せず）および引外し機構（図示せ
ず）とは駆動軸９によつて連結され、この駆動軸
９により連結機構を介して接触子の投入引外し動
作が行なわれるように構成されている。

前記取付軸５には可動接触子４を取付軸５のま
わりに固定接触子３より開離する方向へ付勢する
反発ばね１０が装架されている。また、基台１に
は過電流、短絡電流等の異常電流を検出して引外
し機構（図示せず）を動作させる引外し素子１１
（例えば限時要素をもつた電磁式引外しコイルか
ら成る）が設置されている。１２はその可動鉄片
で異常電流発生時に適当な時限をもつて引外し素
子１１に吸引されて引外し機構の駆動軸１３を駆
動して、その掛留機構を引き外すように構成され
ている。

１４は負荷側の端子で基台１に形成された端子
座１５に固定され、引外し素子１１の励磁巻線の
一端１６が接続されている。１７は可動接触子４
と引外し素子１１の励磁巻線の他端とを結ぶ導線
で、可動接触子４の動きを妨げないように可撓銅
撚線等が用いられる。１８はリセツトレバーで、
取付軸５に回動自在に枢着され、可動接触子４に
設けられた係合突起４ａにより可動接触子４の開
放時に駆動される第１のアーム１８ａと駆動回転
によつてリセツト作用をする第２のアーム１８ｂ
とを有する。リセツトレバー１８は、充電部であ
る可動接触子４と固定接触子３間を、可動磁性片
７、固定磁性片８を介してまたがつているので、
その一部、例えば第２のアーム１８ｂの先端を絶
縁材で構成している。前記可動磁性片７と前記固
定磁性片８相互間には係合装置が設けられてい
る。即ち、前記固定磁性片８には第７図に示すよ
うに係合歯８ａが形成されており、可動磁性片７
が吸引されたときこれに形成された係合溝７ｂに
係合してロツクされるように構成されている。可
動磁性片７にはさらに突起部７ｃを設け、また、
固定接触子３を取付軸２のまわりに回動せしめ接
触位置へ復帰せしめる方向に付勢する接触ばね１
９を取付軸２に装架し、この接触ばね１９の一端
を前記突起部７ｃの係合孔７ｄに係合せしめる。
接触ばね１９の付勢力は可動磁性片７を固定磁性
片８に係合する方向に回動するよう押圧すると共
に、取付軸６を介して固定接触子３を付勢する。
なお、前記接触ばね１９は単一のばね材で形成さ
れているが、単一のバネ材に限定するものではな
く、固定接触子３を可動接触子４側へ付勢する接
触バネ１９と、可動磁性片７を固定磁性片８との
係合方向へ押圧する係合バネを別体とし、複数個
のバネを共働させるように構成することもでき
る。固定磁性体の基端を延長しコ字状部８ｂを形
成し、コ字状部８ｂの両側端に貫通孔８ｃ，８ｄ
を設けリセツト棒２０を貫通せしめる。リセツト
棒２０には鍔２０ａを設け、この鍔２０ａとコ字
状部側端との間に復帰スプリング２１を嵌挿す
る。

リセツト棒２０は常時は復帰スプリング２１の
付勢力により第１図ないし第５図における図示左
方端２０ｂが突出しリセツトレバー１８の先端部
１８ｂと対峙し、右方は可動磁性片７が固定磁性
片８に吸引され係合した状態のとき（第４図参
照）リセツト棒右端２０ｃが可動磁性片先端部と
対峙するようにしている。

２２は電源側の端子で基台１に形成された端子
座２３に固定され、端子２２と固定接触子３との
間を固定接触子３や可動磁性片７の動きを妨げな
いように可撓導線２４で結線している。

２５は基台１に固定され、可動接触子４の解離
時の基準位置を規制するストツパー、２６は基台
１に固定され接触解離時の固定接触子３の位置を
規制するストツパーである。ストツパー２６の位
置は、固定接触子３をその接触基準位置Ａより可
動接触子４側に若干突出させており、これにより
接触子投入時のワイプを与える。

上記のような構成とした本発明による遮断器の
動作について、以下説明する。

まず手動操作による引外し遮断動作について第
１図、第２図と共に説明する。外部操作ハンドル
の投入操作により駆動軸９が駆動され、可動接触
子４は固定接触子３と接触し、さらにワイプ量
G′1の分進んで基準接触位置Ａに至り、第１図の
状態となる。外部の操作ハンドルを遮断方向に操
作すると、駆動軸９によつて可動接触子４が開放
方向に所定位置まで回動し、固定接触子３から開
離して電路を遮断し第２図の状態となる。このと
きの固定および可動接点間の開離距離G1は一般
の遮断器として要求される適当な値に設定され
る。また、このとき反発ばね１０は可動接触子４
を開放方向に付勢し急速に遮断させる作用をす
る。投入状態即ち第１図の状態に於いて過電流が
発生すると、引外し素子１１の作動により可動鉄
片１２が吸引され、引外し機構軸１３が駆動され
て操作ハンドル機構のキヤツチ機構が引外され
て、可動接触子４が開放され、操作ハンドル操作
の場合と同様に第３図の状態となる。次に、短絡
電流等の大電流が流れた場合の遮断動作につい
て、第４図、第５図と共に説明する。

この場合、固定接触子３に装着されている可動
磁性片７と基台１に固着されている固定磁性片８
との間に、大電流が流れることによつて電磁吸引
力が生じ、これにより可動磁性片７は固定磁性片
８の方向に瞬時に回動する。この場合接触ばね１
９は可動接触子の回動に対する反発ばねとして作
用する。したがつて第４図に示すように、固定接
触子３が可動接触子４から急速に開離して一次遮
断が行なわれる。このとき、可動磁性片７の係合
溝７ｂが、復帰スプリング２１の作用により固定
磁性片８の係合歯８ａに係合してロツクされ、こ
れにより固定接触子３の復帰が阻止されて、可動
接触子４との開離距離G2を保持した状態となる。

可動接触子は、固定接触子に設けられた可動、
固定両磁性片間の係合装置に対する解錠装置や、
可動接触子ハンドル作動機構および引外し機構と
可動接触子とを連結する連結機構が連結されて身
重になつており、一方固定接触子は可動磁性片を
取付けただけで身軽に構成されている。一次遮断
時には、この軽量な固定接触子が開離動作するた
め遮断動作を瞬時的に確実に行なうことができ、
固定及び可動両磁性片による吸引動作は充分低い
電流値で敏感に行なわれるので、短絡電流が低い
時点で遮断開始される。そのためその最低動作電
流値を接点溶着を起こす電流値以下に抑えて接点
の溶着を防止することができる。

一方、短絡大電流が引外し素子１１に流れ、こ
れにより機構上から決まる若干の動作遅れをもつ
て引外し機構が作動して可動接触子４が開放方向
に駆動される。このとき、前記一次遮断時に固定
接触子３が可動磁性片７を介してその固定磁性片
８にロツクされているため、第４図に示すように
可動接触子４は固定接触子３より大きく開離して
二次遮断が行なわれ、第５図のように固定および
可動両接点間の最大距離G3はG3＝G1＋G2とな
る。この二次遮断時に、可動接触子４の係合突起
４ａがリセツトレバー１８に当接して図示反時計
方向に回動させ、リセツトレバー１８の第２のア
ーム１８ｂ先端がリセツト棒２０を押し、リセツ
ト棒の先端２０ｃが可動磁性片７の先端部を押
し、可動磁性片７と固定磁性片８の係合を解き、
接触スプリング１９の反発力により固定接触子３
を接触基準位置Ａへ復帰させ、開離距離G1を保
持する。この固定接触子３が復帰する時点では消
弧は既に完了しており、この復帰によつて再投入
の準備が完了する。一般に接点が溶着しやすい電
流値は、例えば50アンペアフレームの回路遮断器
において、銀酸化カドミ系接点で1500A〜
2500A、銀タングステン系接点で2500A〜5000A
程度であるため前記可動および固定両磁性片７，
８による吸引動作の最低動作電流値を前記溶着が
生じやすい電流値以下、例えば1500A程度に抑制
すればいかなる条件下においても接点の溶着を生
ずることがない。

本発明による遮断器は短絡電流が流れ始める初
期において急速に遮断し所謂限流遮断をするた
め、溶着しやすい大電流値に比して充分低い電流
値で一次遮断が可能であり、前記条件を充分満足
できる。すなわち50アンペアフレームの回路遮断
器において、500〜800ｇ程度以上の電磁吸引力で
一次遮断が可能で、この最低動作値付近の電磁吸
引力を発生する程度の電流では前記何れの接点材
料の場合であつても溶着は発生せず、また、溶着
を生じ易い限界電流値の1500Aでは1.5〜２Kg程
度の電磁吸引力が得られ、引外し遮断動作が支障
なく行なわれることが確認されている。

なお、本発明による遮断器は前述した実施例に
何ら限定されるものではなく、例えば一次遮断時
にロツクされた可動接触子を解錠させるには前述
した二次遮断時における可動接触子によるリセツ
トレバーの駆動によつて自動的に行なわせるので
なく、復帰装置を別途設けて遮断完了後に手動で
解錠させてもよく、また、その鎖錠装置を諸種の
手段により固定接触子と基台との間に別途設ける
等の種々の任意変更が可能である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明による遮断器は、短絡電流
発生時に固定接触子に設けられた磁性片に生ずる
電磁力によつて固定接触子が瞬時に一次遮断し、
引続き可動接触子が引外し機構によつて二次遮断
を行なうもので、短絡電流が極大値に達する前に
電磁力が作用して一次遮断が開始されるというい
わゆる限流作用を有するものとなり、短絡電流が
抑制され、かつ、その通過時間が非常に短いため
通電部の損傷がない。また、可動接触子による二
次遮断によつて充分な引外し距離が得られるため
前述の効果とあいまつて遮断容量が著しく増大さ
れる。さらに、常時開閉の際、可動接触子には磁
性片が付属せずこの分身軽になつており、急速開
閉に支障を生ずることなく、また、固定接触子に
付属した磁性片に大きな衝撃、振動が加わらない
ため磁性片の支持部の摩耗や損傷を防止すること
ができる等種々の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面破断面
図、第２図は同実施例の操作ハンドルでの開放状
態を示す要部正面図、第３図は同実施例の引外し
状態を示す要部正面図、第４図は同じく同実施例
の一次遮断状態を示す要部正面図、第５図は二次
遮断状態を示す要部正面図、第６図は可動磁性片
の正面および側面図、第７図は固定磁性片の平面
図および正面図である。 ３：固定接触子、４：可動接触子、７：可動磁
性片、８：固定磁性片、１０：反発ばね、１１：
引外し素子、１８：リセツトレバー、１９：接触
ばね、２１：復帰スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 過電流引外し機構を有する遮断器において、
   基端を基台に回転可能に枢着された可動接触子、
   前記可動接触子に対向し基端を基台に回転可能に
   枢着された固定接触子、前記固定接触子にそれを
   Ｕ字形に囲むように取付けられた可動磁性片、前
   記可動磁性片に対向し基台に取付けられた固定磁
   性片、前記可動接触子を枢軸の周りに固定接触子
   より解離する方向に付勢する復帰ばね、前記固定
   接触子を枢軸の周りに可動接触子と接触する方向
   に付勢する復帰ばね、接触解離時の前記固定接触
   子の位置を規制するストツパー、前記可動、固定
   両磁性片相互間に設けられ前記固定接触子の解離
   時に作動する係合装置、前記係合装置の解錠装
   置、可動接触子作動機構および引外し機構と可動
   接触子とを連結する連結機構とより成ることを特
   徴とする遮断器。 ２ 可動、固定両磁性片相互間の係合装置の解錠
   装置が、可動接触子の最大解離位置またはその直
   前において、自動的に作動することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の遮断器。 ３ 可動、固定両磁性片相互間の係合装置の解錠
   装置は、遮断器の遮断動作完了後手動操作により
   作動させることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の遮断器。 ４ 前記可動、固定両磁性片相互間の係合装置は
   両磁性片を係合方向に付勢する係合ばねを有し、
   この係合ばねと前記固定接触子復帰ばねとを共用
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第３項記載のいずれかの遮断器。