JPH0471134A - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本件の発明は、短絡時、開閉機構部の開極動作によりク
ロスバ−を回動させて、接点を開極して電流を遮断する
タイプの回路遮断器の、限流性能。

絶縁性能の向上、及び機構の損傷防止を目的としたクロ
スバ−あるいは可動導体に装着する絶縁体の改良に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の遮断器は、消弧装置・アークランナー・平行導体
等による磁界の効果により接点間に生じたアークを消弧
装置に導き消弧するものであったが、これらは短絡電流
が小さい場合はアークの駆動に大きな効果があるが、短
絡電流が大きくなるとアークガスが爆発的に大量に発生
し、ガスが消弧装置と反対側の機構部側に流れ、該ガス
流によりアークが機構部側に引き戻されて上述の磁界の
効果による駆動力を半減するという問題があった。

その対策として、アークガスの流れをせき止めて、ガス
が消弧室から機構部側に拡散しないようにして、上述の
アーク駆動力を半減しないように制御したものも考案さ
れた。

第１０図はその一例で、第１１図はその平面図、第１２
図は同じく接点が開いた状態の図である。

図において３１．３２は接点で．３６は消弧装置、３３
は可動導体、３７は機構部に連結されたクロスバー　３
８はクロスバ−の回動軸、３９は可動導体の回動軸で、
３４は可動導体に取り付けられた絶縁連へい壁、３５は
器体に形成されたリブで、第１２図の如く接点がｒｔａ
ｍしｐ状態において発生したアークガスが、接点部から
機構部（Ｂ方向）に流出することを遮へい壁３４とリフ
３５で防止し、アークが消弧装ｆｌ３６＠に効半良く駆
動されるようにしたものである。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、上述の従来の技術には以下のような問題
があった。すなわち、第１０図による方法では遮閉壁と
リブによる空間の遮へいは、接点が閉じている時も開い
ている時も同様に行われており、接点が閉じているとき
には入方向からの空気の流れがなく、接点３１．３２の
接触による、発熱や導体の発熱が有効に冷却されず、温
度上昇が高くなりすぎ、遮断器内部の空気の対流も悪化
して遮断器全体の温度上昇も大きくなるのである。

更に、接点が開いた状態では遮へい壁３４と基台のリブ
３５のスキマは拡大し、遮へい効率が悪くなるといった
問題もあった。

〔発明の目的〕

そこで本件の発明は、接点が開極しアークが発生したと
き、不要なアークガス通路を有効に遮へいして、消弧室
からアークガスが遮断器内部へ拡散することを防ぎ、ア
ークガスが排気孔から遮断器外部へすみやかに排出され
るよう導き、遮断性能を高めると共に同じく回路遮断器
内部の絶縁劣化や機構部の機能の劣化も最低限に抑える
ことができ、常時通電状態では、前述の通路は遮へいさ
れず、前述の温度上昇の問題のない、回路遮断器を非常
に簡単にコストも安く提供しようとするものである。

〔手段及び作用〕

上記目的を達成するため本件発明においては、前面部　
底面ｆ！Ｌ！ｌＩ体底面近接部より成る絶縁体をクロス
バーまたは可動導体に取り付け、あるいは絶縁物より成
るクロスバ−に一体的に形成し、短絡電流による機構の
動作でクロスバ−を回動して接点が開極した詩、前述の
絶縁体の前面部　底面部　器体底面近接部と、後述する
仕切板，器体底面，器体側壁面で囲われた小空間が消弧
室に連通して構成されるようにしてガス流を遮へいし、
通常の通電状態では、絶縁体の器体底面近接部と器体底
面の隙間が拡がっていて、空気の通路を十分に確保でき
て、導体、接点などの発熱を有効に冷却できるようにし
たものである。

〔実施例〕

第１図〜第５図に本件発明の絶縁体を用いた回路遮断部
器の第１の実施例を示す。

第１図は実施例回路遮断器の接点７．１８が閉接状態の
図、第２図はその要部平面図、第３図は第１図の状態か
ら短絡電流による機構部の作用によるクロスバ−の回動
で接点が開いた状態の図、第４図は第３図を異方向から
みた断面図、第５図は本件発明の絶縁体の斜視図である
。

第１図において１，２は内部に消弧室３及びその他の空
間４を含入　排気孔６を除いて概略空間を内部と外部に
区分する器体で、内部は更に第２図の如く器体側壁２°
、２”により各極毎に区切られている。

５は各極毎に区切られた内部を更に消弧室３、その他の
空間４に区切る仕切板で、場合によっては器体１，２に
一体的に成形される仕切壁であっても良い。

７、１８は消弧室３内に配置される接点で、７は可動導
体８に固着された可動接点、１８は固定導体９に固着さ
れた固定接点である。１９は消弧室３内に配置された消
弧装置で、本例では磁性消弧板を例示したが特にこれに
こだわるものではない。

前期可動導体８は、クロスバー１３に軸１４により回動
自在に軸支され、クロスバー１３は手動開閉あるいは過
負荷等で自動トリップするリンク。

ばね等より成る機構部１７に機械的に連結されて、機構
部１７クロスパー１３は器体１，２の内部のその他の空
間４内に配置される。

なお、可動導体８は軸１４を中心としてわずかに回動し
クロスバー１３に対し図示しないバネで接点７．１８が
閉接方向に付勢されている。可動導体８は仕切板５の溝
５１内を挿通して、その他の空間４から消弧室３内に伸
びている。

１０．１１は端子、１２は可動導体８と端子１１間を電
気的に接続する接続導体で、電路は端子１０を電源側と
して固定導体９、固定接点１８、可動接点７、可動導体
８、接続導体１２、負荷側端子１１の順で接続されてい
る。

２０は本件発明による絶縁体で、第５図の如く前面部２
０２、底面部２０３、器体底面近接部２０４、スペーサ
ー部２０５を一体的に形成したもので電気絶縁材料より
成る。なお２０７は、２０２．２０３．２０４、を補強
するためのリプ、２０６はスペーサー部２０５に設けら
れた穴である。

この絶縁体２０は、第２図、第３図の如くクロスバ−側
壁１３°、１３′と可動導体８間にスペーサー部２０５
．２０５が狭装され、スペーサー部２０５に設けられた
穴２０６に軸１４を挿通して可動導体８と共にクロスバ
ー１３に軸装される。

前面部２０２は、仕切板５に対して近接して略平行状に
、器体底面近接部２０４はクロスバー１３の回動軸１５
より負荷側で可動導体８と器体底面２１の間に配置され
、前面部２０２と器体底面近接部２０４は底面部２０３
により連続的に肉付は一体化されている。

また前面部２０２、底面部２０３、器体底面近接部２０
４は、第２図の如く仕切板５の溝部５１より幅広に、且
つ器体側壁２′、２°間の幅：こ対してはわずかにゝ隙
間を残してほぼいっばいに張り出している。

クロスバー１３と絶縁体２０の底面部２０３の内面はほ
ぼ密接しており、軸１４により可動導体８と絶縁体２０
はクロスバー１３に軸支されているので、クロスバー１
３に対し絶縁体２０は略−体向に装着されて、クロスバ
ー１３の回動に合わせて第１図、第３図の如く回動する
。

この時、第１図、第３０のいずれの状態においても前面
部２０２と仕切板５は近接して略平行状に配されている
から、その間の隙間は小さく、また底面部２０３及び器
体底面近接部２０４と器体側壁２’、２’の間も前述の
如く隙間は小さい構成となっているが、器体底面近接部
２０４と器体底面２１のリプ２２（リプ２２はなくても
良い）の間だけは器体底面近接部２０４が回動軸１５を
中心とした回転軌跡に応じて移動し、第１図では広く、
第３図ではわずかの隙間を残して狭くなっている。

更に可動導体８は、第２１２１の如くクロスバー１３の
側壁１３°、　１３゛にスペーサー部２０５を介して軸
１４により軸装されており、クロスバー１３の側壁１３
’、１３’に対してほぼ中心に保持される。

以上のように構成された回路遮断機において、まず第１
図の接点閉接状態では、絶縁体２０の器体底面近接部２
０４と器体底面のリブ２２の間は広く隙間がおいており
、遮へいされていないので、導体８，９接点７．１８の
部分が発熱しても空気はその隙間を通って流入し効果的
に冷却されるから従来のような問題は発生しない。

一方、第１図の状態において、遮断器の負荷側電路で短
絡が発生し、非常に強大な短絡電流が遮断器を通過した
とすると、その短絡電流により機構部１７内（こ含まれ
る図示しない短絡センサーが働いて機構部１７に連結さ
れるクロスバー１３は回動軸１５を中心として接点開離
方向に回動し、第３図の状態となる。

この時、接点７．１８間には強大なアークとアークの発
生に伴うアークガスが発生している。

アークの発生に伴い発生したアークガスは、後述する本
件発明の実施によって生じる空間がない場合、消弧室３
内で瞬間的に！！張し、消弧室３内の圧力は急激に高く
なるから、一部は排気孔６から器体外部に排出されるが
、残りは器体内部のその他の空間４いっばいに拡散して
、消弧室３とその池の空間４の圧力差がなくなった後に
排気孔６から器体外部に排出されることになる。消弧室
３の空間体積とその他の空間４の体積は、その他の空間
の体積が非常に大きいのが通例であり、前述の消弧室３
とその他の空間４の圧力差がなくなるまでの時間は相当
長く、また一定となった圧力ももとの消弧室３内の圧力
に比べ相当低くなるから、排出孔６から器体内部のガス
が全て器体外部に排出されるまでに時間がかかることに
なり、勢いも弱く、例えばアークをアークガスによって
消弧装置１９に押し付け、更に排気孔側に導くことによ
るｔｌＩＩｔ性能の向上は期侍しにくい。その上、器体
内部にいっばいに広がったアークガスは、内部の隅々を
炭化させたり、金属性のアーク溶接物を付着させたりす
るので、絶縁抵抗の性能劣化や機構の劣化を引き起こし
易い。

消弧室３からその他の空間４へのアークガスの拡散は、
仕切板５と器体１，２間の隙間や仕切板５の溝部５１を
通じて行われるが、その主な通路は第３図、第４図に示
す仕切板５の溝部５１内の可動導体８と固定導体９の間
であると推定される。

本件の発明では、接点７．１８が第３図の如く開離した
際、器体底面近接部２０４がクロスバ−回動軸１５を中
心とする回転軌跡上を器体底面側に移動しているので、
前面部２０２と仕切板５、底面部２０３と器体側壁２°
、２°、器体底面近接部２０４と器体底面２１に形成し
たリブ２２、にそれぞれわずかの隙間を残して仕切板５
．前面部２０２、底面部２０３．器体底面近接部２０４
゜器体底面２１及び、側面２゛、２°により囲われた小
空間が、消弧室３に溝部５１により連通して構成される
ことになる。

上述の本件発明では、第３図の状態で接点７゜１８間に
発生したアークガスは、まず消弧室３内にいっばいに膨
張した徨、一部は排気孔６１１！１より器体外に排出さ
れるが、残りのほとんどは溝５１から前述の小空間に流
出する。しかし小空間の空間体積は前述のその他の空間
４の空間体積よりずっと小さく、消弧室３に比べてもほ
ぼ同じか、より小さいので、小空間内にもすぐにアーク
ガスはいっばいになって、消弧室３と小空間の圧力差が
なくなるまでの時間は非常に短く、またその時の消弧室
３と小空間内の圧力は小空間がない場合に比べて高いか
ら、アークガス発生後非常に短い時間で勢い良く高速で
排気孔６から器体外部に排出しようとする。

小空間及び消弧室３から排気孔６９ｍに向けて高速で移
動するアークガスは、アークそのものを消弧装置１９に
強力に吹き付けるから、アークと消弧装置１９間の電磁
力のみによりアークを消弧装置側に移動させるより速く
なって、急速に冷却、分割されるから限流効果も著しく
改善される。

以上の過程において、アークガスは、隙間を通ってその
他の空間４にも拡散するが、その量は本件発明の絶縁体
２０がない場合に比べて非常に少なく、従ってその他の
空間４内の器体の炭化による絶縁抵抗の低下や、機構部
へのアーク溶融物の付着等による機能劣化の問題をも大
幅に改善できる。その上、絶縁体２０は、軸１４を使用
してクロスバー１３に固定されるので、従来の回路遮断
器に比べ絶縁体２０のみを付加するだけで涜み、部品組
立工程のコスト増を最小限に押さえられる。

また、可動導体８とクロスバー１３の側板１３゜１３′
との間には絶縁体２０に一体化に成形したスペーサー部
２０５が狭装されるので、クロスバー１３の側壁１３’
、１３°に対して可動導体８はほぼ中心に正しく位置決
めされる。

第６図、第７図及び第８図は他の実施例で器体底面近接
部２０４は、図の如くほぼ回動軸１５の直下にあっても
第１の実施例と同様の効果を実現でき、またクロスバー
１３への絶縁体２０の取付けは、凹部２０９と爪部２１
０等によっても穴２０６の場合と同様可能である。

また器体底面近接部２０４は、第１図から第８図にて説
明したリプ状としなくても、第９図の如く底面部２０３
の延長端２０３′を利用しても可能である。

第１３図〜第１６図は、更に池の実１例でクロスバー１
３を絶縁物で形成し、回動軸１５．前面部２０２．器体
底面近接部２０４をクロスバー１３に一体的に形成した
場合の例で、第１図〜第３図の第１の実施例のクロスバ
ー１３と絶縁体２０を別個に成形し組合わせた場合と効
果は同じである 〔効果〕 以上のように本件発明による絶縁体を取り付けた、ある
いはクロスバ−に一体成形した回路遮断機では、通常の
通電状態では導体や接点の温度上昇を低く抑えることが
出来、その上短絡により機構部が接点を開離して、非常
に強大なアークとアークガスが発生した際には消弧室か
らその他の空間へ通ずるガス通路が遮へいされて、アー
クガスの遮断器内部への拡散が防止され、遮断性能の向
上や絶縁抵抗の低下防止、機構機能の劣化の防止が図ら
れ、且つそのための部品増加や組立作業の煩雑化も最低
限に抑えられた、コストの安い回路遮断器を提供できる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本件発明の第一の実施例の両筒２図・・・
同上　要部平面図 第３図・・・第１図において短絡電流による機構部の働
きでクロスバ−が回動し接点が開 極した時の図 第４図・・・第３図を端子１０方向からみた断面図第５
図・・・第１の実施例に用いた絶縁体の斜視図 第６，７図・・・本件発明の他の実施例の同第８図・・
・本件発明の他の実施例の同第９図・・・　　　　〃 第１０．１１．１２図・・・従来例の図第１３．　１４
．　１５゜ １、　２・・・器体 ４・・・その他の空間 ６・・・排気孔 ８・・・可動導体 １０．１１・・・端子 １３・・・クロスバー １５・・・回動軸 １９・・・消弧装置 ２０２・・・前面部 ２０４・・・器体底面近接部 ２０５・・・スペーサー部 ２０６・・・穴 ２０９・・・凹部 １６図・・・本件発明の他の 実施例の図 ３・・・消弧室 ５・・・仕切板（仕切壁） ７．１８・・・接点 ９・・・固定導体 １２・・・接続導体 １４・・・軸 １７・・・機構部 ２０・・・絶縁体 ２０３・・・底面部 ２０７・・・リブ ２１０・・・爪

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に消弧室を含み、消弧室に設けられた排気孔
   部を除いて概略空間を内部と外部に区切る器体を有し、
   器体内部は各極毎に側壁によって区切られ、更に、各極
   毎の内部空間は仕切板あるいは仕切壁により消弧室とそ
   の他の空間に区切られており、消弧室内には固定接点と
   これと接離する可動接点、前記両接点が開離することに
   より発生するアークを消弧する消弧装置を含み、前記固
   定接点は固定導体に固着されて固定導体は電源側外部端
   子に、前記可動接点は可動導体に固着されて可動導体は
   負荷側外部端子に接続導体を経て接続され、仕切板また
   は仕切壁には可動導体をその他の空間から消弧室内に導
   入する溝を有し、前記その他の空間には、可動導体を回
   動自在に軸支し可動導体を接点が閉接する方向に付勢す
   る接点ばねを装着したクロスバー、該クロスバーを可動
   導体ごと手動開閉または過負荷短絡等を検出して自動ト
   リップするリンク、ばね等より成る開閉機構を配置した
   、回路遮断器において、電気絶縁物より成り、仕切板あ
   るいは仕切壁と略平行状に近接した前面部、前記クロス
   バーの回動軸位置もしくは回動軸より負荷端子側に位置
   し、且つ器体内部底面側に形成された器体底面近接部、
   前記前面部と底面近接部間を連続的に肉付した底面部を
   有し、前面部と底面部と器体底面近接部は前記器体側壁
   間にわずかのスキマを残すような幅まで形成して、前記
   前面部と底面部と器体底面近接部より成る絶縁体をクロ
   スバーあるいは可動導体に一体的に取り付け、前記絶縁
   体の器体底面近接部と、器体底面の隙間は前記可動接点
   が固定接点に閉接している状態では大きく、短絡電流に
   よる機構部の働きでクロスバーと可動導体が接点を開離
   する方向に回動した状態では小さくなることを特徴とす
   る回路遮断器。
2. （２）前記絶縁体はクロスバーとは別個に形成され、絶
   縁体の可動導体回動軸近傍には、可動導体と前記クロス
   バーの側壁部に狭装されるスペーサー部を一体的に成形
   し、該スペーサー部に穴または凹部を設けて可動導体回
   動軸に絶縁体を可動導体と共に軸支して、クロスバーあ
   るいは可動導体に絶縁体を一体的に取り付けたものであ
   ることを特徴とする前記特許請求の範囲第（１）項に記
   載した回路遮断器。
3. （３）前記前面部と底面部と器体近接部は、絶縁物より
   成るクロスバーに一体形成されたことを特徴とする、特
   許登録請求の範囲第（１）項記載の回路遮断器。