JPH04334840A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は回路遮断器に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来の回路遮断器の閉成状態を
示す側面図である。図において、１は可動接触子、２は
可動接触子１の一端に固着された可動接点、３は可動接
触子１の回動により可動接点２と接離する固定接点、４
は一端に固定接点３が固着されている固定接触子、５は
固定接触子４の他端に接続されている端子部、６は消弧
板、７は消弧板６を保持する消弧側板、８は可動接触子
１を回動させる機構部、９は機構部８を手動で操作する
ためのハンドル、１０はもう一つの端子部、１１は可動
接触子１と端子部１０を接続する導体、１２はこれらを
収納する容器、１３は排気孔である。

【０００３】次に動作について説明する。図１１に示す
状態で、端子部５を電源に、端子部１０を負荷に接続し
、ハンドル９を操作すると、機構部８が動作し可動接触
子１は一端に設けられた回動中心（図示せず）を中心と
して回動して、可動接点２が固定接点３と接触し、電力
が電源から負荷に供給される。この状態で、通電の信頼
性を確保するために可動接点２は固定接点３に規定の接
触圧力で押えられている。

【０００４】ここで回路遮断器より負荷側の回路で短絡
事故などが起り、回路に大きな短絡電流が流れると、機
構部８内に設けられている電流検出部（図示せず）が機
構部８を動作させ、可動接触子１を回動させることで可
動接点２と固定接点３とが開離し、両接点２，３間にア
ークが発生する。しかし、通常、短絡電流などの大電流
が流れると、両接点２，３の接触面における電磁反発力
が非常に強くなり、前記の可動接点２にかかっている接
触圧力に打ち勝つために、可動接触子１は機構部８の動
作を待たずに回動し、両接点２，３の開離が起る。発生
したアークは、消弧板６によって引き延ばされて冷却さ
れる。この結果、アーク抵抗が上昇し、短絡電流が小さ
く絞られて限流が起り、電流零点でアークは消弧されて
限流遮断が完了する。限流は、遮断器の保護機能を向上
させるために、非常に重要である。限流性能を高めるた
めには、先に述べたようにアーク抵抗を増大させる必要
がある。

【０００５】アーク抵抗を増大させるためにアークを引
き延ばす方法としてよく使われるのは、例えば特開昭６
０−４９５３３号公報あるいは特開平２−６８８３１号
公報に示されているような固定接触子形状を利用する方
法である。これらに示されている固定接触子形状は、図
１１に示す固定接触子４の形状と基本的に同じである。 固定接触子４による電流経路は、図１１において、端子
部５から４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅを経て固定接点
３に至る。固定接触子４の電流経路４ｅに流れる電流が
、アークに及ぼす電磁力となってアークを消弧板６の方
向へ引き延ばす力となる。この結果、アーク抵抗はより
高くなり、限流性能の優れた遮断器が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】通常の交流遮断におけ
る限流性能を高めるには先に述べたようにアーク抵抗を
高めることが必要であるが、それは両接点２，３が開離
した直後のまだ電流が最大値になる前にしなければなら
ないことはいうまでもない。電流が大きくなった後でア
ーク抵抗を高めても、電流の慣性効果のためになかなか
電流は限流されない。かえって、大電流でかつ抵抗が高
いために遮断器内で発生するアークエネルギーが大きく
なり、遮断器の損傷が激しくなるだけである。したがっ
て、両接点２，３が開離した直後のアークに対して強い
電磁力で大きく引き伸ばし、大電流時のアークに対して
は、アークを引き伸ばすような電磁力を働かせないよう
な固定接触子形状が理想的である。

【０００７】先に述べた従来の固定接触子形状を持つ遮
断器の消弧部の側面図を図１２、図１３に示す。図１２
は接点開離直後の状態を示し、図１３は可動接触子１が
最大に回動した状態を示す。これらの図において、１４
は可動接触子１に設けられた回動中心であり、また消弧
板６及び消弧側板７は省略した。図１２に示すように両
接点２，３の開離直後のアークを端子部５の方向に引き
伸ばす電磁力を発生する電流経路は、４ｅだけである。 他の電流経路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは全てアークを端
子部５と反対方向に引き伸ばす電磁力を発生している。 ４ａと４ｃの電流経路については、これはこれらの電流
経路が固定接点３に対して図面上で下に位置しているた
めである。また、４ｂの電流はアークの電流と逆方向の
ために反発し合い、４ｄの電流はアークの電流と同方向
のために引き合ってアークを端子部５の方向と逆方向に
引き延ばすことになる。したがって、電流経路４ｅが発
生するアークを端子部５の方向に引き延ばす電磁力は減
少してしまう。したがって、従来の固定接触子構造では
、固定接触子４に流れる電流の電磁力をアークを引き延
ばすために効果的に使っていない。

【０００８】また、大電流時に、アークを引き延ばす電
磁力を小さくするような作用もなく、遮断器内で発生す
るアークエネルギーを無意味に大きくしているため遮断
器の損傷も激しい。大電流時には、通常可動接触子１は
図１２に示すように最大に回動している。この状態で、
アークを端子部５の方向に引き延ばす電磁力を作用させ
ると、アークのホットガスが大量に排気孔１３から放出
されることになる。これは、遮断器外部における地絡や
火災を引き起しかねず、非常に危険である。もともと、
可動接触子１に流れる電流による電磁力は、アークを端
子部５側に引き延ばす力のため、そのうえ固定接触子４
による同方向の電磁力を付加することは更に危険性を高
めることになる。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、優れた限流性能を持ちかつアー
クエネルギーによる損傷及び外部へのホットガスの放出
が少ない回路遮断器を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る回路遮断
器は、可動接触子が閉成状態から開成状態へ回動する方
向を上方として、ブローアウトコイルの上部電流路が、
閉成時には固定接点面より上方にあると共に開成時には
可動接点面より下方になるようにしたものである。また
、この発明に係る回路遮断器は、可動接触子が閉成状態
から開成状態へ回動する方向を上方として、ブローアウ
トコイルの上部電流路が、閉成時には可動接触子より上
方にあると共に開成時には可動接触子より下方にあるよ
うにしたものである。

【００１１】

【作用】この発明においては、固定接触子を構成する導
体の全ての電流経路が接点開離直後のアークを端子部の
方向に引き延ばす電磁力を発生し、かつ可動接触子が最
大に回動した状態ではアークを端子部の方向に引き延ば
す電磁力が減少する。また、可動接触子の回動スピード
を高めるトルクも増大する。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１〜図３につ
いて説明する。図１は可動接触子の閉成状態を示す側面
図、図２は可動接触子の開成状態を示す側面図、図３は
端子部と接続した固定接触子を示す斜視図であり、前記
従来のものと同一または相当部分には同一符号を付して
説明を省略する。図において、４ａ，４ｄ，４ｅ，４ｆ
，４ｇ，４ｈおよび４ｊはそれぞれ固定接触子４Ａを構
成している導体で、接点間に発生するアークを端子部５
側に伸長駆動するような磁場を発生するブローアウトコ
イルを形成している。このブローアウトコイルの上部電
流路となる導体４ａ，４ｇは、可動接触子１の閉成時に
おいては固定接点３の接触面より上方に位置すると共に
開成時においては可動接点２の接触面より下方に位置す
るようになっている。

【００１３】次に動作について説明する。短絡電流など
の大電流が流れると、機構部の動作を待たずに可動接触
子１が回動し、両接点２，３が開離し、両接点２，３の
間にアークが発生することは、従来と同様である。図４
は両接点２，３が開離した直後で可動接点２の接触面が
まだブローアウトコイルの上部電流路４ａ，４ｇより下
方にある状態を示している。ここで消弧板６は簡略化す
るために省略した。この状態においては、ブローアウト
コイルを形成する導体４ａ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，
４ｈ，４ｊのそれぞれが発生する電磁力は、全てアーク
を端子部５側に引き延ばすように作用する。この結果、
接点開離直後のアークは強力に引き延ばされ、アーク抵
抗が高くなり、優れた限流性能が得られる。

【００１４】次に、可動接触子１が最大に回動した状態
を図５に示す。このときは、電流も接点開離直後に比べ
て増大している。この状態では、ブローアウトコイルの
上部電流路４ａ，４ｇより上方に位置するアークに作用
する電磁力のうち、アークを端子部５側に引き延ばす力
は、固定接触子４Ａで構成される電流経路中４ｄ，４ｅ
，４ｆ，４ｈ，４ｊによる電磁力になる。一方、上部電
流路４ａ，４ｇによるアークに作用する電磁力は、アー
クを端子部５側と逆方向に引き延ばす力である。電流路
４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｈと４ａ，４ｇとの位置及び長さ
を考慮すると、電流路４ａ，４ｇより上方のアークを端
子部５側に引き延ばす電磁力は、ほとんど作用しないこ
とは明らかである。この結果、排気孔１３からのホット
ガスの放出量は少なくなる。またこの部分のアークの引
き延ばされ方は少なく発生するアークエネルギーも少な
いため、遮断器内の損傷も低減できる。

【００１５】なお、上記実施例に示す固定接触子４Ａを
、その部分４ｊのかわりに図６に示すように回動中心１
４の方向に延ばした４Ｊの部分を有する固定接触子４Ｂ
としてもよい。このようにすると、４Ｊの部分に流れる
電流が閉成時の可動接触子１に流れる電流とほぼ平行で
逆方向になるので、４Ｊの電流経路による電磁力もアー
クを端子部５側に引き延ばす力となり、また閉成時の可
動接触子１と固定接触子４Ｂの一部４Ｊとの間に電磁反
発力が働くため、可動接触子１の回動スピードが増大し
、接点開離直後のアーク長が早く大きくなるためアーク
抵抗の立ち上がりが速く、より限流性能が向上する。

【００１６】次に、この発明の他の実施例を図７〜図９
について説明する。図７は可動接触子の閉成状態を示す
側面図、図８は可動接触子の開成状態を示す側面図、図
９は端子部と接続した固定接触子を示す斜視図であり、
前記実施例と同一または相当部分には同一符号を付して
説明を省略する。図において、４ａ，４Ｄ，４ｅ，４Ｆ
，４ｇ，４Ｈおよび４ｊはそれぞれ固定接触子４Ｃを構
成している導体で、接点間に発生するアークを端子部５
側に伸長駆動するような磁場を発生するブローアウトコ
イルを形成している。このブローアウトコイルの上部電
流路となる導体４ａ，４ｇは、可動接触子１の閉成時に
おいては可動接触子１より上方に位置すると共に、開成
時には可動接触子１より下方に位置するようになってい
る。

【００１７】図１０は両接点２，３が開離した直後で可
動接触子１がまだブローアウトコイルの上部電流路４ａ
，４ｇより下方にある状態を示している。この状態にお
いては、両接点２，３間に発生したアークは全てブロー
アウトコイルの内部に位置しているため、電流路４ａ，
４Ｄ，４Ｆ，４ｇ，４Ｈ，４ｊの各々が発生する電磁力
は、全てアークを端子部５側へ引き延ばすように作用す
る。

【００１８】また、固定接触子４Ｃに流れる電流が可動
接触子１に及ぼす電磁力のうち、可動接触子１の回動ス
ピードを低める方向の電磁力は固定接触子４Ｃの４Ｄお
よび４Ｈの電流経路が可動接触子１のうち固定接触子４
Ｃの４Ｄ，４Ｈより回動中心１４側の部分に及ぼす力だ
けで、そのほかの固定接触子４Ｃに流れる電流は全て可
動接触子１の回動スピードを高める方向の電磁力を発生
する。しかも、固定接触子４Ｃの４Ｄおよび４Ｈの電流
経路も、可動接触子１のうち固定接触子４Ｃの４Ｄ，４
Ｈより可動接点２側の部分には、回動スピードを高める
電磁力を及ぼす。可動接触子１の回動スピードを決める
のは、可動接触子１に働く力ではなく、回動中心１４に
関するトルクである。トルクは、力と力の作用する点か
ら回動中心１４までの距離の積である。したがって、上
記の可動接触子１の各部分に作用する固定接触子４Ｃの
各電流の電磁力による合成トルクは、可動接触子１の回
動スピードを高める成分が圧倒的に大きいことは明らか
である。これらの結果、接点開離直後の可動接触子１の
回動スピードは大きくなり、またアークは強力に引き延
ばされ、アーク抵抗が高くなり優れた限流性能が得られ
る。

【００１９】次に、図示省略するが可動接触子１が最大
に回動した状態では、電流も接点開離直後に比べて増大
している。この状態では、ブローアウトコイルの上部電
流路４ａ，４ｇより上方に位置するアークに作用する電
磁力のうち、アークを端子部５側に引き延ばす力は、固
定接触子４Ｃで構成される電流経路中４Ｄ，４ｅ，４Ｆ
，４Ｈ，４ｊによる電磁力になる。可動接触子１に流れ
る電流による電磁力もアークを端子部５側に引き延ばす
力であるが、上部電流路４ａ及び４ｇによるこの部分の
アークに作用する電磁力がアークを端子部５側と逆方向
に引き延ばす力であり、両者はほぼ相殺される。固定接
触子４Ｃの４Ｄ，４ｅ，４Ｆ，４Ｈおよび４ｊの部分の
位置と長さを考えれば、これらの部分による電磁力が加
わっても、可動接触子１による電磁力と上部電流路４ａ
および４ｇによる電磁力が相殺された方が、電流路４ａ
より上方のアークを端子部５側に引き延ばす電磁力が少
ないことは明らかである。この結果、排気孔１３からの
ホットガスの放出量は少なくなる。またこの部分のアー
クの引き延ばされ方は少なく発生するアークエネルギー
も少ないため、遮断器内の損傷も低減できる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば固定接
触子によって構成される電流経路が全て接点開離直後の
アークを端子部側に引き延ばす電磁力を発生し、さらに
可動接触子が最大に回動した位置においてはアークを端
子部側に引き延ばす電磁力を減少させるように構成した
ので、優れた限流性能を持ち、かつアークエネルギーに
よる損傷やホットガスの放出の少ないものが得られると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す閉成状態の側面図で
ある。

【図２】図１の開成状態の側面図である。

【図３】図１の固定接触子を示す斜視図である。

【図４】図１の接点開離直後の状態を示す側面図である
。

【図５】図１の最大開離状態を示す側面図である。

【図６】この発明の他の実施例を示す閉成状態の側面図
である。

【図７】この発明のさらに異なる実施例を示す閉成状態
の側面図である。

【図８】図７の開成状態を示す側面図である。

【図９】図７の固定接触子を示す斜視図である。

【図１０】図７の接点開離直後の状態を示す側面図であ
る。

【図１１】従来の回路遮断器を示す開成状態の側面図で
ある。

【図１２】図１１の接点開離直後の状態を示す側面図で
ある。

【図１３】図１１の最大開離状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１　　可動接触子 ２　　可動接点 ３　　固定接点 ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ　　固定接触子 ４ａ，４ｄ〜４ｈ，４ｊ，４Ｄ，４Ｆ，４Ｈ，４Ｊ　　
導体 ５　　端子部 ６　　消弧板 １４　　回動中心

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回動中心を持ち一端に可動接点が固着
   されている可動接触子と、この可動接触子の回動により
   前記可動接点と接離可能な固定接点と、この固定接点と
   端子部とを接続しかつ両接点間に発生するアークを前記
   端子部側に伸長駆動するような磁場を発生するブローア
   ウトコイルを形成する接続導体とからなる固定接触子と
   を具備し、前記可動接点が固定接点から開離する方向を
   上方としたとき、前記ブローアウトコイルの上部電流路
   が閉成時には前記両接点の接触面の位置よりも上方に位
   置すると共に開成時には前記可動接点面の位置よりも下
   方に位置することを特徴とする回路遮断器。
2. 【請求項２】　　ブローアウトコイルの上部電流路が、
   閉成時においては可動接触子よりも上方に位置すると共
   に開成時には可動接触子よりも下方に位置することを特
   徴とする請求項１の回路遮断器。