JPH06283080A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造によって全体の小形化及び遮断性
能の向上を実現すること。 【構成】 モールドケース１１内には、平板状の固定接
点板１２、可動アーム１４、開閉機構部１９、消弧装置
２１などが設けられる。モールドケース１１内における
固定接点板１２の先端部と隣接した位置には、コ字状磁
性部材２２が配置される。磁性部材２２は、コ字状磁性
板を複数枚積層することにより、基台部２２ａの両側か
ら立ち上がる一対の腕部２２ｂを一体的に有した形状に
形成されており、その配置状態で、各腕部２２ｂが可動
アーム１４を両側から挟むように位置される。この場
合、磁性部材２２にあっては、その基台部２２ａの断面
積が、腕部２２ｂの断面積より小さくなるように構成さ
れていると共に、図示しない絶縁物により被覆されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路遮断時に発生する
アークを消弧装置により消弧するようにしたモールド形
の回路遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】回路遮断器において、全体の小形化及び
遮断性能の向上を実現するためには、回路遮断時に発生
するアークを如何に早く消弧するかが重要なポイントと
なる。消弧時間を早めるためには、アーク電圧を短時間
で高めることが肝要であり、従来では、アーク電圧の上
昇速度を高めるために、デアイオングリッドなどの消弧
装置を設けることは勿論のこと、可動アームの開極速度
を高速化するための種々の手段が考えられている。即
ち、一般的なモールド形の回路遮断器においては、固定
接点板の形状に工夫を加えることによって、当該固定接
点板と可動アームとの間に遮断電流に応じた電磁反発力
が作用するように構成し、以て可動アームの開極速度を
高めることが行われている。

【０００３】具体的には、例えば図４に示すように、モ
ールドケース１内には、固定接点板２、ピン３を支点に
回動可能な可動アーム４、この可動アーム４をハンドル
５の操作に応じて回動させるための開閉機構部６、デア
イオン方式の消弧装置７などが設けられている。上記固
定接点板２は、導電板片から成るもので、その先端側
（図の右側）部分をＵ字状に折り返し屈曲させると共
に、この折り返し部分２ａの上面に、可動アーム４側の
可動接点８が接離される固定接点９を設けた構成となっ
ている。

【０００４】このような構成の回路遮断器にあっては、
短絡電流のような過大な事故電流が流れたときには、対
向状態にある固定接点板２の折り返し部分２ａ及び可動
アーム４に、図４中に矢印で示すような夫々逆方向の電
流が流れて両者間に極めて大きな電磁反発力を生ずる。
このため、図示を省略した過電流引き外し装置の作動開
始を待たずに上記のような電磁反発力に基づいて可動ア
ーム４を回路遮断方向（上方向）へ迅速に回動させるこ
とができる。これにより、可動接点８及び固定接点９間
に発生したアークは、そのアーク電圧が短時間で上昇す
るようになり、また、このときには、消弧装置７の磁性
グリッドに起因する磁束の偏りがアークに作用して当該
アークが消弧装置７側へ移動するため、上記アークは、
消弧装置７で冷却されると共に短いアークに分割されて
アーク電圧がさらに高められるようになり、結果的にア
ークが急速に消弧するようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにＵ字状に折り返し屈曲させた固定接点板２を用い
る場合、折り返し部分２ａの基部２ｂには、可動アーム
４に流れる電流と同じ方向の電流が流れるため（図４中
の矢印参照）、その基部２ｂと可動アーム４との間には
電磁吸引力が作用することになり、このような現象が可
動アーム４の開極速度を高める上での大きな障害となっ
ていた。

【０００６】ところで、平行導体間に電流が流れた場合
の電磁力Ｆの大きさは、一般的には次式で表される。

【０００７】

【数１】 但し、Ｋは定数、ｓは平行導体の長さ、ｄは平行導体間
の間隔、Ｉは電流である。

【０００８】上式から明らかなように、固定接点板２の
基部２ｂと可動アーム４との間に作用する電磁吸引力を
小さくするためには、基部２ｂと可動アーム４との間の
寸法、ひいては基部２ｂからＵ字状に折り返し屈曲され
た折り返し部分２ａの高さ寸法を大きくすれば良いが、
これではモールドケース１に必要な高さ寸法が大きくな
って、全体を小形化するという本来の目的に反してしま
う。

【０００９】また、従来構成では、固定接点９は、固定
接点板２に対してロー付けにより接合されるのが普通で
あるが、固定接点板２がＵ字状に屈曲されている関係
上、上記のようなロー付け作業が、平板状の固定接点板
に対して固定接点をロー付けする場合に比べて面倒にな
ることが避けられず、これが製造コストを押し上げる原
因の一つとなっていた。

【００１０】さらに、従来構成では、大電流の遮断動作
時において、アークの足が可動接点８及び固定接点９間
からはみ出して周囲に広がるような状況となった場合に
は次に述べるような遮断不能状態に陥る虞がある。つま
り、上記のような状況において、アークの熱によって上
記各接点８、９及び固定接点板２、可動アーム４が部分
的に溶融してイオン性ガスが充満した状態になると、電
流の最短通路となる部位間、例えば、固定接点板２にお
ける折り返し部分２ａの立ち上がり部２ｃと可動アーム
４の腹部分との間にアークの足が転移することがあり、
このような状態となったときには、アークが消弧装置７
側へ移動されなくなってその消弧が不可能になり、遮断
不能状態に陥る場合がある。この対策として、従来で
は、固定接点板２の立ち上がり部２ｃと可動アーム４の
腹部分との間に種々の絶縁手段を施すようにしているた
め、部品点数及び組み立て工数の大幅な増加が避けられ
ず、これも製造コストを押し上げる大きな原因となって
いた。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、全体の小形化及び遮断性能の向上を簡
単な構造にて達成することができる回路遮断器を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、先端側に固定接点を有する共に基端側に電
源側端子を有する平板状の固定接点板と、先端側に前記
固定接点と接離される可動接点を有すると共に基端側が
負荷側端子に接続される可動アームと、前記可動アーム
の移動軌跡と対応するように配置された消弧装置と、こ
れら固定接点板、可動アーム及び消弧装置を収納するた
めのモールドケースとを設けた上で、前記モールドケー
ス内における前記固定接点板の先端部と隣接した位置
に、基台部とこの基台部から前記可動アームを両側から
挟むように立ち上がり形成された一対の腕部とを一体的
に有するコ字状磁性部材を設ける構成としたものであ
る。

【００１３】この場合、磁性部材における基台部の断面
積を腕部の断面積より小さくなるように構成することが
望ましい。

【００１４】さらに、前記磁性部材は、複数枚のコ字状
磁性板を積層して構成することができ、また、絶縁物に
より被覆する構成としても良い。

【００１５】

【作用】コ字状の磁性部材は、基台部と、可動アームを
両側から挟むように立ち上がり形成された一対の腕部と
を一体的に有した状態となっているから、短絡電流のよ
うな大電流が流れた場合、可動アームを流れる電流によ
り生ずる磁束は、主に上記磁性部材及びその一対の腕部
の上端間を通るループ状の磁気通路を流れるようにな
る。従って、その磁気通路を流れる磁束によって、可動
アームに上方向つまり開極方向への電磁力が作用するよ
うになり、その可動アームの開離速度が早くなる。よっ
て、回路遮断時に生ずるアーク柱の電圧降下が短時間で
増大するようになり、遮断性能が向上するようになる。

【００１６】この場合、固定接点板は平板状に形成され
ているから、固定接点の接合作業が従来構成のように面
倒になる虞がなくなって製造コストの低減を図り得るよ
うになると共に、その固定接点板を収納したモールドケ
ースの高さ寸法を大きくする必要がなくなって全体の小
形化を図り得るようになる。また、このように固定接点
板が平板状に形成されていた場合には、回路遮断時に発
生するアークの足が従来構成のように消弧装置と反対側
方向へ転移してしまう可能性が小さくなるから、余分な
絶縁手段が不要となって、部品点数及び組み立て工数の
大幅な増加を招くことがなくなり、この面からも製造コ
ストの低減を図り得るようになる。

【００１７】磁性部材における基台部の断面積が腕部の
断面積より小さい構成となっていた場合には、その基台
部での磁束密度が密になると共に、一対の腕部の上端間
を通る磁気通路では磁束密度が疎となるため、前記磁気
通路を流れる磁束によって可動アームに作用する電磁力
が大ききなり、可動アームの開離速度が一層早められる
ようになる。

【００１８】磁性部材が複数枚のコ字状磁性板を積層し
て構成されていた場合には、当該磁性部材に前述のよう
な磁束が流れたときにおいて渦電流の発生量が少なくな
るから、その磁束が可動アームの開離速度向上のために
有効利用されることになる。また、磁性部材が絶縁物に
より被覆されていた場合には、アークの足が当該磁性部
材へ転移する事態が未然に防止されるようになる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３を参照
しながら説明する。図１において、モールドケース１１
内に設けられた平板状の固定接点板１２は、その基端側
（図示左端側）がモールドケース１１外に突出されてお
り、その突出部分は、図示しない端子ねじが設けられて
電源側端子１２ａとして機能するように構成されてい
る。また、固定接点板１２の先端側の上面には固定接点
１３が例えばロー付けにより取り付けられている。

【００２０】モールドケース１１内に固定接点板１２と
対応するように設けられた可動アーム１４は、その基端
側（図中右端側）に設けられたサポート１５を介して支
軸１６に回動可能に支持されていると共に、その先端側
の下面には前記固定接点１３と対向する可動接点１７が
取り付けられており、その回動に応じて固定接点板１２
と接離するように構成されている。この場合、可動アー
ム１４は、ハンドル１８の操作に応じて開閉機構部１９
を通じて回動されるようになっており、ハンドル１８が
オン位置へ操作された状態では下方へ回動されて固定接
点１３及び固定接点可動接点１７間を接触させた閉路状
態を保持すると共に、ハンドル１８がオフ位置へ操作さ
れたとき、並びに周知構成の引き外し装置が動作された
ときに上方へ回動されて開路状態に切換わる構成となっ
ている。また、可動アーム１４の基端側は、図示しない
が可撓導体を介して負荷側端子に接続されている。

【００２１】モールドケース１１内には、固定接点板１
２の上方に位置するようにして消弧室２０が形成されて
おり、この消弧室２０内には、Ｖ字型の切欠を持つ複数
枚の磁性グリッド板２１ａを絶縁側板２１ｂにより適宜
の間隔で支持した周知のデアイオングリッド方式の消弧
装置２１が、可動アーム１４の移動軌跡と対応するよう
に設けられている。

【００２２】さて、モールドケース１１内における固定
接点板１２の先端部と隣接した位置には、コ字状磁性部
材２２が配置されるものであり、以下においては、この
磁性部材２２について図２も参照しながら説明する。

【００２３】即ち、磁性部材２２は、図２に示すよう
に、コ字状磁性板Ａを複数枚積層することにより、基台
部２２ａの両側から立ち上がる一対の腕部２２ｂ、２２
ｂを一体的に有した形状に形成されたものであり、その
配置状態で、上記各腕部２２ｂが前記可動アーム１４を
両側から挟むように位置される構成となっている。この
場合、磁性部材２２にあっては、その基台部２２ａの断
面積が、腕部２２ｂの断面積より小さくなるように構成
されていると共に、図示しない絶縁物により被覆されて
いる。

【００２４】上記した本実施例の構成によれば、短絡電
流のような大電流が流れた場合、図３に示すように、可
動アーム１４に流れる電流によってその周囲に磁束φが
発生するようになり、その磁束φは、主に磁性部材２２
及びその一対の腕部２２ｂの上端間を通るループ状の磁
気通路を流れるようになる。このとき、磁性部材２２に
おける基台部２２ａの断面積が腕部２２ｂの断面積より
小さい構成となっているから、その基台部２２ａでの磁
束φ密度が密になると共に、一対の腕部２２ｂの上端間
を通る磁気通路では磁束φの密度が疎となる。このた
め、可動アーム１４の上下で磁束φの密度分布が異なる
ようになって、可動アーム１４に上方向つまり開極方向
への大きな電磁力Ｆが作用するようになり、その可動ア
ーム１４の開離速度が早くなる。この結果、回路遮断時
に生ずるアーク柱の電圧降下が短時間で増大するように
なり、また、このときには、消弧装置２１の磁性グリッ
ド板２１ａに起因する磁束の偏りがアークに作用して当
該アークが消弧装置２１側へ移動するため、上記アーク
は、各グリッド板２１ａで冷却されると共に短いアーク
に分割されてアーク電圧がさらに高められる。この結
果、アークが急速に消弧するようになって、消弧性能が
向上するようになる。

【００２５】この場合、固定接点板１２は平板状に形成
されているから、固定接点１３の接合作業が従来構成の
ように面倒になる虞がなくなって製造コストの低減を図
り得るようになると共に、その固定接点板１２を収納し
たモールドケース１１の高さ寸法を大きくする必要がな
くなって全体の小形化を図り得るようになる。また、こ
のように固定接点板１２が平板状に形成されていた場合
には、回路遮断時に発生するアークの足が従来構成のよ
うに消弧装置２１と反対側方向へ転移してしまう可能性
が小さくなるから、余分な絶縁手段が不要となって、部
品点数及び組み立て工数の大幅な増加を招くことがなく
なり、この面からも製造コストの低減を図り得るように
なる。

【００２６】さらに、磁性部材２２は複数枚のコ字状磁
性体Ａを積層して構成されているから、当該磁性部材２
２に前述のような磁束φが流れた場合における渦電流の
発生量が少なくなって、その磁束φが可動アーム１４の
開離速度向上のために有効利用される利点がある。ま
た、磁性部材２２は絶縁物により被覆されているから、
アークの足が当該磁性部材２２へ転移して消弧が不能に
なる事態が未然に防止されるようになる。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、請
求項１に記載の回路遮断器によれば、固定接点板を平板
状に形成すると共に、モールドケース内における前記固
定接点板の先端部と隣接した位置に、基台部とこの基台
部から可動アームを両側から挟むように立ち上がり形成
された一対の腕部とを一体的に有するコ字状磁性部材を
設けるという簡単な構造を採用することによって、全体
の小形化及び遮断性能の向上を実現できるという優れた
効果を奏するものである。

【００２８】請求項２に記載の回路遮断器によれば、前
記磁性部材における基台部の断面積が腕部の断面積より
小さくなるように構成したから、回路遮断時に可動アー
ムを開極方向へ回動させようとする電磁力を大きくでき
て遮断性能の一層の向上を期待できるようになる。

【００２９】請求項３に記載の回路遮断器によれば、磁
性部材を複数枚のコ字状磁性板を積層して構成したか
ら、当該磁性部材での渦電流の発生を抑制できて、可動
アームの開離速度向上に寄与できるようになり、また、
請求項４に記載の回路遮断器によれば、磁性部材を絶縁
物により被覆する構成としたから、アークの足が当該磁
性部材へ転移することにより消弧が不能になる事態を未
然に防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を一部断面にして示す側面図

【図２】磁性部材の斜視図

【図３】作用説明用の要部の摸式図

【図４】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

図面中、１１はモールドケース、１２は固定接点板、１
２ａは電源側端子、１３は固定接点、１４は可動アー
ム、１７は可動接点、２１は消弧装置、２２は磁性部
材、２２ａは基台部、２２ｂは腕部、Ａはコ字状磁性板
を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端側に固定接点を有する共に基端側に
   電源側端子を有する平板状の固定接点板と、 先端側に前記固定接点と接離される可動接点を有すると
   共に基端側が負荷側端子に接続される可動アームと、 前記可動アームの移動軌跡と対応するように配置された
   消弧装置と、 これら固定接点板、可動アーム及び消弧装置を収納する
   ためのモールドケースと、 このモールドケース内における前記固定接点板の先端部
   と隣接した位置に設けられ、基台部とこの基台部から前
   記可動アームを両側から挟むように立ち上がり形成され
   た一対の腕部とを一体的に有するコ字状磁性部材とを備
   えたことを特徴とする回路遮断器。
2. 【請求項２】 磁性部材は、基台部の断面積が腕部の断
   面積より小さくなるように構成されていることを特徴と
   する請求項１記載の回路遮断器。
3. 【請求項３】 磁性部材は、複数枚のコ字状磁性板を積
   層して構成されていることを特徴とする請求項１記載の
   回路遮断器。
4. 【請求項４】 磁性部材は、絶縁物により被覆されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。