JPH04334841A - 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９は例えば特開昭６１−２８５６２７
号公報に示された従来の回路遮断器を示す断面図であり
、図において１は回動中心１ａを持ちかつ可動接点２が
固着される可動接触子、３は可動接点２と対をなす固定
接点、４ａは固定接点３とともに反発子５を形成する反
発導体、４ｂは反発導体４ａと電気的に接続されており
かつ反発導体４ａとともにブローアウトコイルを形成す
るＵ字導体、４は反発導体４ａとＵ字導体４ｂとからな
る接続導体、６ａは接続導体４と電気的につながる端子
部、６ｂは端子部６ａと対をなす端子部、７は固定接点
３と接続導体４と端子部６ａとからなる固定接触子、８
は消弧グリッド、９は可動接触子１を開閉動作させる機
構部、１０は端子部６ｂに接続される導体、１１は導体
１０と可動接触子１とを接続するシャント、１２は筐体
がある。尚、図９において可動接触子１は開成状態の位
置にあり、また図１０にＵ字導体４ｂと端子部６ａとを
示す斜視図であり、ブローアウトコイルの一部分を形成
しているＵ字導体４ｂは可動接触子１を両側から挟む二
つのＵ字状の導体からなっている。

【０００３】次に動作について説明する。通電時には、
端子部６ａ，接続導体４，固体接点３，可動接点２，可
動接触子１，シャント１１，導体１０，端子部６ｂの経
路を通って電流が流れる。次いで、機構部９を手動で操
作するかまたは異常電流を検出部１３が検知して機構部
９に動作信号を送ると、機構部９が動作して両接点２，
３を開離させる。但し、異常電流が短絡電流のような場
合は機構部９の動作に先立って電磁反発力により可動接
触子１と反発子５とが反発し両接点２，３が開離する。 両接点２，３の開離とともに接点間にアークが発生し、
接点間距離がある値以上になるとブローアウトコイルの
磁場の影響でアークがグリッド８の方向へ引き伸ばされ
る。さらに接点間距離が増大するとアーク電圧が電流電
圧を上回り電流の遮断にいたる。この一連の電流遮断動
作においてブローアウトコイルがつくる磁場は前述のア
ークを引き伸ばす作用および可動接触子１の開極スピー
ドを速める作用をおよぼす。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の回路遮断器では
、ブローアウトコイルが可動接触子１を両側から挟む二
つのＵ字状の導体４ｂによって形成されているので、機
械的強度を得難く短絡電流のような大電流が流れた場合
の電磁力等によりブローアウトコイルが損傷することが
あった。また、開極動作により可動接触子１がブローア
ウトコイルの上部電流路近傍に近付くと可動接触子１か
ら見てブローアウトコイルの上部電流路が左右斜め上方
に位置するので、ブローアウトコイルの上部電流路を流
れる電流によって可動接触子１を開極方向に駆動する磁
場成分が効果的に得られないため、遮断直前の可動接触
子１の開極スピードが十分に上がらず、電流遮断性能が
十分引き出されていないという問題点があった。さらに
、アークを十分引き伸ばす為にはアークの足を可動接触
子１の先端部に移動させなければならないが、開成位置
においては可動接触子１とブローアウトコイルの上部電
流路が略同一高さに位置しているので、ブローアウトコ
イルによるアークの足を可動接触子１の先端部に移動さ
せる作用が十分得られず、アークが十分引き伸ばされな
いので、遮断直前のアーク電圧の上昇スピードが十分に
上がらず、電流遮断性能が十分に引き出されていないと
いう問題点があった。

【０００５】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、機械的強度の大きいブローアウ
トコイルを形成できるとともに電流遮断性能の優れた回
路遮断器を得ることを目的とする。また、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
回路遮断個を得ることを目的とする。

【０００６】

【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、回動中心を持ちかつ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
している接続導体とからなる固定接触子と、前記両接点
の近傍から前記端子部方向に位置する消弧空間とを具備
し、前記可動接触子が回動することによって前記可動接
点が前記固定接点から開離する方向を上方とし、少なく
とも前記固定接点を含んでその位置より前記端子部側で
は前記ブローアウトコイルの上部電流路が前記可動接触
子の開成時の位置よりも上方に位置し、かつ前記上部電
流路を形成する導体が、上方から見て前記消弧空間をほ
ぼ覆っているとともに開成時の前記回動接触子とほぼ平
行な部分を持つように構成したものである。また、可動
接点の位置から延びるアーク走行路を有する可動接触子
を備え、かつ少なくとも開成時においては前記アーク走
行路の先端がブローアウトコイルのループよりも外側に
位置する用に構成したものである。

【０００７】

【作用】この発明においては、ブローアウトコイルの上
部電流路を形成する導体が上方からみて消弧空間を覆う
ように一体化するとともにその一部を開成時の可動接触
子とほぼ平行になるようにしたので、短絡電流のような
大電流が流れた場合の電磁力等により損傷することがな
い機械的強度を持ったブローアウトコイルが得られると
ともに、ブローアウトコイルの上部電流路を分離させる
ことにより生じる遮断直前での可動接触子を開極方向に
駆動する磁場成分の減少がおさえられるので、可動接触
子の遮断直前の開極スピードが上昇して電流遮断性能が
向上する。また少なくとも固定接点を含んでその位置よ
り接続導体と接続される端子部側ではブローアウトコイ
ルの上部電流路が前記可動接触子の開成時の位置より上
方にあるように配置したこととブローアウトコイルの上
部電流を形成する導体を一体化したことにより、可動接
触子が開成位置の近傍に位置する時でもアークが十分に
引き伸ばされるので、電流遮断性能がさらに向上する。 また、この発明においては、ブローアウトコイルが接点
開離直後のアークを端子部の方向に引き伸ばす電磁力を
発生し、かつ接点開離直後から回動接触子が最大に回動
した状態まで、可動子を回動させる電磁力を発生し続け
、しかも可動接触子が最大に回動した状態ではアーク走
行路によってアークを端子部の方向に引き伸ばす電磁力
が減少する。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１、図２につ
いて説明する。図１は部分断面の平面図、図２は図１の
線ＩＩ−ＩＩの断面図であり、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、１４はブローアウトコイルを形成している接
続導体、１５は接続導体１４と電気的につながる端子部
、１６は固定接点３と接続導体１４と端子部１５とから
なる固定接触子である。尚、図２において可動接触子１
は開成状態の位置にある。また、以下において、可動接
触子１が回動することによって固定接点３から開離する
方向を上方とする。

【０００９】通電時には、端子部１５，接続導体１４，
固体接点３，可動接点２，可動接触子１，シャント１１
，導体１０，端子部６ｂの経路を通って電流が流れる。 通電状態から電磁反発力もしくは機構部の作用で可動接
触子１の開極動作が開始されると、両接点２，３が開離
し、アークが発生する。次いで可動接触子１がさらに回
動し接点間距離がある値以上になると、ブローアウトコ
イルの磁場の影響でアークがグリッド８の方向へ引き伸
ばされる。開極動作により接点間距離がさらにいっそう
増大するとアーク電圧が電源電圧を上回り電流の遮断に
いたる。電流を遮断するには遮断直前にアーク電圧を増
大させることが重要である。アーク電圧を増大させるに
はアーク長を増加させる必要があるが、アーク長は接点
間距離と磁場によるアーク引き伸ばし作用によって決ま
る。接点間距離を増大させるには可動接触子１の開極ス
ピードを上昇させればよい。開極スピードはブローアウ
トコイルが発生させる磁場のうち可動接触子１の描く軌
跡に対して垂直方向の磁場成分に依存するので、ブロー
アウトコイルの電流路は前記軌跡を含む面上にあること
が望ましい。さらに、ブローアウトコイルの電流路と可
動接触子１とが平行であるほど、また相互の距離が近い
ほど前記磁場成分が大きくなるので望ましい。

【００１０】そこで、ブローアウトコイルの上部電流路
を一体化して、前記上部電流路を流れる電流が前記軌道
を含む面からなるべくずれないように配置するとともに
、上部電流路の一部が開成時の可動接触子１とほぼ平行
になるようにしたので、遮断直前の可動接触子１の位置
においてもブローアウトコイルの発生する磁場を開極ス
ピードの増大に有効的に利用することが可能となった。 一方、アークを効果的に引き伸ばすためにはアークの足
を可動接触子１の先端部に移動させる必要があるが、図
２では可動接点２および可動接触子１の先端部とが常に
ブローアウトコイルの上部電流路より下方に位置すると
ともに、常にブローアウトコイルのループ内にあるので
、遮断直前においてもブローアウトコイルの磁場により
アークの足が可動接触子１の先端部に移動するように力
を受けており、効果的にアークを引き伸ばすことが可能
となった。また、短絡電流のような大電流がブローアウ
トコイルに流れた場合、強大な電磁力がブローアウトコ
イルに作用するので、ブローアウトコイルは前記電磁力
に耐えうる機械的強度を有している必要がある。 そこで、前述のようにブローアウトコイルの上部電流路
を形成する導体部を一体化することにより簡単に機械的
強度の大きいブローアウトコイルを得ることが可能とな
った。

【００１１】上記実施例では１ターン以上のブローアウ
トコイルを設けたものを示したが、図３に示すように１
ターンのブローアウトコイルを用いてもよい。但し、図
３に示す他の実施例の場合、可動接触子１の開閉動作を
妨げないように可動接触子１の軌跡にそってスリット１
７を設ける必要がある。また固定接点３と接続導体１４
と端子部１５とからなる固定接触子１６を一枚の導電材
料から曲げ加工等によって比較的容易に作成することが
可能なので、安価なブローアウトコイルを得ることがで
きる。尚、図３の実施例では可動接触子１の軌跡にそっ
てスリット１７を設けたが、図４に示すように端子部１
５側の接続導体１４の一部にアークにより発生するガス
を排気する排気スリット１８を設けてもよい。

【００１２】さらに、図２に示す実施例では接続導体１
４を固定された導体にて形成したが、図５、図６に示す
ように接続導体１４に一部を反発導体１４ａとしてもよ
い。図５においては、ブローアウトコイルを形成する接
続導体１４が閉成時の可動接触子１と平行かつ下方に配
置された反発導体１４ａを有している。この反発導体１
４ａは一端に固定接点３を固着し、他端に回動中心１９
を持ちかつ上下方向に回動可能にバネ２０により弾性支
持されている。前記反発導体１４ａの固定接点３が固着
されている部分を含む一部がブローアウトコイル内に位
置しているが、この部分を反発子２１という。この反発
子２１は前記固定接点３と前記反発導体１４ａにより形
成される。短絡電流等の大電流が流れた場合、前述のよ
うに反発子２１がブローアウトコイル内にあるのでブロ
ーアウトコイルが発生する磁場の作用と可動接触子１と
の反発作用により反発子２１がバネ２０に抗して下方に
急速に反発し、通過電流が急速に限流される。そのため
流れる電流が減少し電流の遮断が容易になるという利点
がある。尚、図５中２２は反発子２１と接続導体１４と
を接続するシャントである。また、図６においては、反
発子２１がブローアウトコイルの下部電流路を形成して
いる。図６では図示しないが反発子２１とブローアウト
コイルを形成している他の導体部とはシャント等のしか
るべき方法で電気的に接続されている。このように構成
された固定接触子１６における反発子２１は、図５に示
す場合ほどは急速な反発をしないが、構造が図５に示す
ものより簡単になり安価にできるという利点がある。

【００１３】次に、この発明の他の実施例を図７につい
て説明する。この実施例では、可動接触子１が可動接点
２の位置よりも先端側にアーク走行路１Ａを有している
ことと、ブローアウトコイルを形成している接続導体１
４の上部電流路に開口部２３を有している点において前
記実施例と異なる。

【００１４】このようにアーク走行路１Ａと開口部２３
とを設けておくと、図７に示すように可動接触子１が最
大に回動した状態ではアーク走行路１Ａの先端がブロー
アウトコイルのループの外側に位置するので、引き伸ば
されたアークの足がここに位置する。このブローアウト
コイルのループより外側に位置するアークに作用するブ
ローアウトコイルの電磁力は、アークを端子部１５側と
逆方向に引き伸ばす力である。これによって、可動接触
子１に流れる電流によるアークを端子部１５側に引き伸
ばそうとする電磁力を弱めることができる。この結果、
筐体１２に設けられる排気孔（図示しないが、図２にお
いて筐体１２の右側壁に設けられる）からのホットガス
の放出量は少なくなる。また電流が増大してきても、こ
の部分のアークの引き伸ばされ方は少なくないので発生
するアークエネルギーは少ないため、遮断器内の損傷も
低減できる。

【００１５】尚、開口部２３は、固定接触子１６に形成
したスリット１７（図７参照）を、図８に示すようにブ
ローアウトコイルの上部電流路まで延長して細長いスリ
ット１７Ａとすることにより省略できる。

【００１６】図７に示す可動接触子１のアーク走行路１
Ａおよび固定接触子１６の開口部２３を有する構成は、
ブローアウトコイルのターン数に関する点、固定接触子
１６Ａのスリット１７および排気スリット１８に関する
点、図５および図６に示す反発子２１に関する点につい
て、前記実施例と同様に対応でき、前記実施例と同様の
効果を奏するものである。尚、図７の実施例ではブロー
アウトコイルの上部電流路を形成する導体１４を平板状
にしたが、図８に示すように前記上部電流路を形成する
導体１４を任意の曲面を持つ板状にしてもよい。このこ
とは、図１〜図６に示す実施例においても同様に対応で
き、同様の効果を奏する。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば機械的
強度の大きいブローアウトコイルを形成できるとともに
電流遮断性能の優れた回路遮断器が得られるという効果
がある。また、アークエネルギーによる損傷やホットガ
スの外部への放出の少ない回路遮断器が得られるという
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部分断面平面図であ
る。

【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩの断面図である。

【図３】この発明の他の実施例を示す固定接触子と可動
接触子の斜視図である。

【図４】この発明の他の実施例を示す固定接触子と可動
接触子の斜視図である。

【図５】この発明の他の実施例を示す要部断面図である
。

【図６】図５における反発子の他の例を示す図である。

【図７】この発明の他の実施例を示す固定接触子と可動
接触子の斜視図である。

【図８】この発明の他の実施例を示す固定接触子と可動
接触子の斜視図である。

【図９】従来の回路遮断器を示す断面図である。

【図１０】図９のＵ字導体と端子部を示す斜視図である
。

【符号の説明】

１　　可動接触子 １ａ　　回動中心 １Ａ　　アーク走行路 ２　　可動接点 ３　　固定接点 ８　　消弧グリッド １２　　筐体 １４　　接続導体 １５　　端子部 １６　　固定接触子 １７，１７Ａ　　スリット １８　　排気スリット ２１　　反発子 ２３　　開口部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回動中心を持ちかつ可動接点が固着さ
   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
   コイルを形成している接続導体とからなる固定接触子と
   、前記両接点の近傍から前記端子部方向に位置する消弧
   空間とを具備し、前記可動接触子が回動することによっ
   て前記可動接点が前記固定接点から開離する方向を上方
   とし、少なくとも前記固定接点を含んでその位置より前
   記端子部側では前記ブローアウトコイルの上部電流路が
   前記可動接触子の開成時の位置よりも上方に位置し、か
   つ前記上部電流路を形成する導体が、上方から見て前記
   消弧空間をほぼ覆っているとともに開成時の前記回動接
   触子とほぼ平行な部分をもつことを特徴とする回路遮断
   器。
2. 【請求項２】　　可動接点の位置から延びるアーク走行
   路を有する可動接触子を備え、かつ少なくとも開成時に
   おいては前記アーク走行路の先端がブローアウトコイル
   のループよりも外側に位置することを特徴とする請求項
   １の回路遮断器。