JPH08185785A

JPH08185785A - 回路遮断器

Info

Publication number: JPH08185785A
Application number: JP32751694A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Fukutani; 和則福谷; Kenichi Nishina; 健一仁科; Nobuji Yamagata; 伸示山県; Shunichi Katsube; 俊一勝部; Hiroshi Adachi; 廣士足達; Kazuharu Kato; 和晴加藤; Mitsugi Takahashi; 貢高橋; Takao Mihashi; 孝夫三橋; Fumiaki Baba; 文明馬場; Itsuo Nishiyama; 逸雄西山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-16

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、回路遮断器における大電流遮断
後の、導電物質である金属粒や遊離炭素の付着による絶
縁性能の低下を抑制することを目的とする。【構成】この発明に係る回路遮断器は、可動接点と固
定接点間に発生するアークに曝される部分に金属水酸化
物を含有する樹脂成形物を配置したものである。【効果】大電流のアークに曝された樹脂成形物中の金
属水酸化物が熱分解されて水分子、Ｏ2、Ｏ（原子状酸
素）のガスを発生し、このガスと金属蒸気、遊離炭素を
反応させて不導電性の金属酸化物、一酸化炭素、二酸化
炭素に形成することで、金属粒、遊離炭素の付着量を減
少させ絶縁性能の低下を抑制する効果がある。

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、特に遮断後の絶縁性能の劣化を抑制できる回路
遮断器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２、図１３は、例えば実開昭６３−
４４３５４号公報に示された従来の回路遮断器の側断面
図である。図１３は回路遮断器のオン状態、図１２はオ
フ状態を示す。図において、１は一端に可動接点２が固
着された可動接触子、３は可動接点２と接離する固定接
点、４が固着された固定接触子、５は固定接触子４の他
端部に構成された電源側の端子部であり、外部から電線
（図示せず）が接続される。６は消弧装置であり、互い
に空隙を介して積層配列され、可動接点２と固定接点３
の間に発生したアークを冷却、消弧する磁性体の金属か
らなる複数の消弧板６ａと、この複数の消弧板６ａを両
側で保持する消弧側板６ｂとで構成されている。７は可
動接触子１を開閉駆動する開閉機構部、８はこの開閉機
構部７を手動で操作するためのハンドル、９は引外し装
置、１０は負荷側の端子部である。１１はカバー、１２
はベースで、上記の部品を収納する筐体を構成してい
る。１３は端子部５と筐体内を隔離するエンドプレート
であり、アークによるホットガスを排出する排気孔１３
ａを有し、ベース１２に設けられたガイド溝１２ａに挿
入装着されている。１４はアークを端子部５の方向へ走
行させるアークランナーである。

【０００３】次に動作について説明する。図１３におい
て、ハンドル８を操作すると、開閉機構部７が動作して
可動接触子１が回動し、可動接点２と固定接点３とが接
触、開離する。端子部５を電源に、端子部１０を負荷に
接続し、接点を接触させることにより電力が電源から負
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さ
えつけられている。ここで負荷側の過電流を引外し装置
９で検出し、開閉機構部７を動作させ、可動接触子１を
回動させることにより可動接点２と固定接点３が開離
し、図１２に示すように両接点２、３の間にアーク１５
が発生する。

【０００４】しかし、短絡事故などが起こり回路に大き
な短絡電流が流れると、両接点２、３間の接触面におけ
る電磁反発力が非常に強くなり、上記の可動接点２に加
わっている接触圧力に打ち勝つために、可動接触子１は
引外し装置９および機構部７の動作を待たずに回動し、
接点２,３の開離がおこる。アーク電圧は、固定接点３
からの可動接点２の開離距離が増大するに従って上昇
し、また、同時にアーク１５が消弧板６の方向へ磁気力
によって引き付けられ伸長するために、更に上昇する。
このようにして、アーク電流は電流零点を迎えてアーク
１５を消弧し、遮断が完了する。このような遮断動作中
において、可動接点２と固定接点３との間には、アーク
１５によって短時間すなわち数ミリ秒のうちに大量のエ
ネルギーが発生する。そのため、カバー１１、ベース１
２で構成される筐体内の気体の温度及び圧力は急激に上
昇する。この高温高圧の気体は排気孔１３ａから大気中
へ放出される。また、筐体内の圧力の低い開閉機構部７
等へも高温高圧の気体は吹き付けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】短絡電流などの大電流
を遮断する場合、上述したアーク１５による大量のエネ
ルギーが導電部材である可動接触子１、固定接触子４や
接点、構造部材である消弧板６ａなどの金属を溶融し、
かつカバー１１やベース１２、消弧側板６ｂなどの樹脂
を分解する。しかも、アーク１５の発生と同時に遮断器
内部の圧力は急激に上昇するため、これらの金属蒸気や
樹脂から発生する遊離炭素は容器内の各部、細部に至る
まで拡散し蒸着、付着、堆積されるので、遮断器内部の
絶縁抵抗値は大幅に低下する。この絶縁抵抗値の低下
は、遮断する電流値が増大するほど、また遮断回数が増
すほど顕著になるという問題点があった。

【０００６】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、電流遮断後の絶縁性能の劣化
を抑制する安全性の高い回路遮断器を得ることを目的と
する。

【０００７】

【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、接点間に発生するアークに曝される部分に金属水
酸化物を含有する樹脂成形物を設けたものである。

【０００８】また、樹脂成形物は両接点の接離位置と開
閉機構部との間に設けられたバリヤである。

【０００９】また、樹脂成形物は固定接触子の固定接点
を露出しつつ導体表面を覆うように設けられたプレート
である。

【００１０】また、樹脂成形物は消弧板の後方に設けら
れたエンドプレートである。

【００１１】また、樹脂成形物は互いに空隙を介して積
層配列された複数の消弧板を両側で保持する消弧側板の
内面に設けられた樹脂板である。

【００１２】また、樹脂成形物は互いに空隙を介して積
層配列された複数の消弧板に略Ｕ字形の溝を形成し、そ
の溝に可動接触子の移動方向に沿って略平行に設けられ
た一対の樹脂板である。

【００１３】また、樹脂成形物は互いに空隙を介して積
層配列された複数の消弧板の相互間に空隙を介して積層
された樹脂板である。

【００１４】また、樹脂成形物は互いに空隙を介して積
層配列された複数の消弧板の下方に空隙を介して積層さ
れた樹脂板である。

【００１５】また、樹脂成形物は互いに空隙を介して積
層配列された複数の消弧板の上方に空隙を介して積層さ
れた樹脂板である。

【００１６】また、樹脂成形物は可動接触子の最大開離
時に可動接点との近接して対向する位置に設けられた樹
脂片である。

【００１７】

【作用】上記のように構成された回路遮断器において
は、アークに曝される部分に配設された樹脂成形物内に
含有された金属水酸化物がアーク熱により分解されて発
生するＨ2Ｏ、Ｏ2、Ｏ（原子状酸素）が、、アークガス
中の金属蒸気および遊離炭素を酸化して不導電性の金属
酸化物、一酸化炭素および二酸化炭素にする。

【００１８】また、両接点の接離位置と開閉機構部との
間に設けられた金属水酸化物を含有するバリヤは、バリ
ヤ内に含有された金属水酸化物が熱分解されて放出する
Ｏ2、Ｏ（原子状酸素）が、バリヤ周辺を通って機構部
側へと向かう高温高圧ガス中の金属蒸気、遊離炭素を酸
化させて導電性の金属蒸気、遊離炭素の流入を少なくす
る。

【００１９】また、固定接触子の固定接点を露出しつつ
導体表面を覆うように設けられた金属水酸化物を含有す
るプレートは、プレート内に含有された金属水酸化物が
熱分解されて放出するＯ2、Ｏ（原子状酸素）が金属蒸
気、遊離炭素を酸化させて導電性の金属蒸気、遊離炭素
を少なくする。また、熱分解されて発生するガスが接点
の開極初期の可動接触子を押し上げる方向に発出するの
で、可動接触子の開極速度が増し、アーク長がすばやく
伸長し、アーク抵抗を急激に高くして短絡電流などの大
電流を絞り、限流性能を向上する。

【００２０】また、消弧板の後方に設けられたエンドプ
レートは、アークの伸長によりエンドプレート内に含有
された金属水酸化物が熱分解されて放出するＯ2、Ｏ
（原子状酸素）が金属蒸気、遊離炭素を酸化させて導電
性の金属蒸気、遊離炭素を少なくする。また、ホットガ
スの金属蒸気、遊離炭素を減少させるので外部電線が接
続された端子部の絶縁低下を抑制する。

【００２１】また、互いに空隙を介して積層配列された
複数の消弧板を両側で保持する消弧側板の内面に設けら
れた金属水酸化物を含有する樹脂板は、アークによる消
弧側板からの遊離炭素の発生量を減少させ、樹脂板内の
金属水酸化物の含有量を増やすことができ、遮断回数の
増加による金属水酸化物の減耗に対して反応できる量を
増加できる。

【００２２】また、互いに空隙を介して積層配列された
複数の消弧板に略Ｕ字形の溝を形成し、その溝に可動接
触子の移動方向に沿って略平行に設けられた金属水酸化
物を含有する一対の樹脂板は、短絡電流を小さく絞りこ
む限流が起こる細隙作用を奏する。また、樹脂板内の金
属水酸化物の熱分解による水分子は上記細隙作用の冷却
効果を高める。

【００２３】また、互いに空隙を介して積層配列された
複数の消弧板の相互間に空隙を介して積層された金属水
酸化物を含有する樹脂板は、アークによる消弧板の分解
ガスの水分子はアークの冷却効果を高め、Ｏ2、Ｏ（原
子状酸素）は金属蒸気、遊離炭素を酸化させて導電性の
金属蒸気、遊離炭素を少なくする

【００２４】また、互いに空隙を介して積層配列された
複数の消弧板の下方に空隙を介して積層された金属水酸
化物を含有する樹脂板は、固定接点に近い位置に存在す
るので、接点の開離時のアークを最もよく受ける場所に
あり、小電流の遮断時にも水酸化マグネシウムの分解ガ
スで金属蒸気、遊離炭素を酸化させて導電性の金属蒸
気、遊離炭素を少なくして、小電流遮断の累積による金
属蒸気、遊離炭素の回路遮断器内部への付着を少なくす
る。

【００２５】また、互いに空隙を介して積層配列された
複数の消弧板の上方に空隙を介して積層された金属水酸
化物を含有する樹脂板は、大電流遮断時に可動接触子の
開離終端部で金属酸化物の分解ガスを発生するので。小
電流遮断時には金属水酸化物の減耗を少なくして、金属
蒸気、遊離炭素の放出の多い大電流遮断時に金属水酸化
物の分解ガスを多く発生し、金属蒸気、遊離炭素をより
多く酸化させて導電性の金属蒸気、遊離炭素を少なくす
る。

【００２６】また、可動接触子の最大開離時に可動接点
との近接して対向する位置に設けられた樹脂片は、金属
水酸化物の含有量を多くした樹脂とすることができ、そ
の体積も許容する範囲で大きくすることができるので、
大電流遮断時の金属水酸化物の分解ガスの発生を永続さ
せることができる。

【００２７】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の実施例１を示す回路遮断器
の側断面図で、可動接触子の開成状態を示している。図
において１〜６、１１、１２、１４は上記従来例で説明
のものと同様である。１６はバリヤ、１７はプレート、
１８は一部に排気孔１８ａが設けられ、かつベース１２
に設けられたガイド溝１２ａに挿入装着されたエンドプ
レートであり、それぞれ接点２,３間に発生するアーク
１５に曝される位置に配置された樹脂成形物の一例で、
内部に金属水酸化物として水酸化マグネシウムを含有し
ている。これらの樹脂成形物の母材樹脂は例えばポリプ
ロピレン、ポリアセタール樹脂であって、水酸化マグネ
シウムの含有量は重量比、３Ｏ〜７０％である。水酸化
マグネシウムは一度分解されるとガスの発生はなくなる
が、樹脂の肉厚を増せば繰り返しの遮断に対しさらに効
果を持続させることができる。水酸化マグネシウムの含
有量を変化させているのは配置される場所による樹脂成
形物の強度、分解ガス発生の永続性からその場所に適し
た含有量の樹脂成形物としている。

【００２８】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、接点２と３が開離し、接点２と３の間に
アーク１５が発生することは、従来と同様である。図１
において接点２、３間に発生したアーク１５はそのエネ
ルギーにより周囲の金属や樹脂を溶融、分解する。ま
た、アーク１５周囲の圧力は急激に上昇し、溶融した金
属の蒸気や、樹脂中の分解された炭素などの高温高圧ガ
スを図中の矢印のように各部へ吹き付ける。このとき、
アーク空間近傍に配置されたバリヤ１６、プレート１
７、エンドプレート１８等の樹脂成形物中の水酸化マグ
ネシウムは、上記の高温高圧ガスの熱により分解されて
Ｈ2Ｏ、Ｏ2、Ｏ（原子状酸素）を発生し、この酸素分子
と金属蒸気および遊離炭素とが反応して金属酸化物、一
酸化炭素および二酸化炭素を形成する。そのため従来、
遮断後の絶縁抵抗値を大幅に低下させていた金属粒や遊
離炭素の容器内への付着量が減少する。また水分子は高
温ガスを冷却する効果がある。

【００２９】実施例２．図２ないし図４はいずれもこの
発明の実施例２の消弧装置部分を示すもので、図２はそ
の斜視図、図３はその分解斜視図、図４はバリヤの斜視
図である。図において、１は一端に可動接点２が固着さ
れた可動接触子、４は可動接触子１側から略Ｕ字状に折
り曲げられ、その先端部の内表面に固定接点３が固着さ
れた固定接触子で、その折曲部には可動接触子１が移動
可能な切欠き部４ａが形成されている。そして、固定接
触子４の他端部には電源側の端子部５を構成しており、
外部から電線（図示せず）が接続される。１７は金属酸
化物として水酸化マグネシウムを含有する樹脂成形物か
らなるプレートで、固定接触子４の固定接点３を露出し
つつ導体表面を覆うように設けられている。６は消弧装
置であり、互いに空隙を介して積層配列され、可動接点
２と固定接点３の間に発生したアークを冷却、消弧する
磁性体の金属からなる略Ｕ字状の切欠きを有する複数の
消弧板６ａと、この複数の消弧板６ａを両側で保持する
消弧側板６ｂとで構成されている。１６は金属水酸化物
として水酸化マグネシウムを含有する樹脂成形物からな
るバリヤで、接点２,３の消弧空間と開閉機構部の間に
配置され、プレート１７の接点側に保持されている。

【００３０】図において、プレート１７は消弧装置６お
よび固定接触子４を絶縁しており、また接点近傍に位置
する事からアーク１５による損傷を受け易く、強度が要
求されるので充填材としてガラス繊維を使用している。
一方、バリヤ１６はプレート１７に保持されているので
強度も余り必要とせず、水酸化マグネシウムを高い割合
で含有させることができる。バリヤ１６のプレート１７
への保持方法は、フック１６ａをプレート１７に設けら
れた凸部（図示なし）に挿入して、この凸部係止孔１６
ｂを係合することで簡単に組立することができる。

【００３１】上記実施例によれば、バリヤ１６は接点
２,３の消弧空間と機構部の間に配置することで、機構
部側へと向かう高温高圧ガスの大部分がバリヤ１６に触
れるため、バリヤ１６から放出されるＯ2、Ｏ（原子状
酸素）が金属蒸気、遊離炭素を酸化させて導電性の金属
蒸気、遊離炭素の流入を少なくする。また、上記高温高
圧ガスや形成された金属水酸化物、一酸化炭素および二
酸化炭素はバリヤ１６の圧力反射でそのほとんどが上記
実施例１におけるエンドプレート１８の排気孔１８ａよ
り容器外へ排出される。

【００３２】また、プレート１７は固定接触子４の固定
接点３から端子部５側に固定接触子４の上面を覆うよう
に配設されているので、接点開離時に発生したアーク１
５は、消弧板６ａの磁気作用により端子部５方向へ引き
伸ばされる。これにより、アーク１５は固定接点３より
端子部５側に配置されたプレート１７に触れ、水酸化マ
グネシウムが熱分解される。プレート１７が熱分解され
て発生するガスは、接点２、３の開極初期の可動接触子
１を押し上げる方向に発生するため、可動接触子１の開
極速度が増し、アーク長がすばやく伸長し、アーク抵抗
が急激に高くなるので、短絡電流などの大電流が小さく
絞られる限流性能が向上する。また、プレート１７に含
有される水酸化マグネシウムが熱分解され放出されるＯ
2、Ｏ（原子状酸素）が金属蒸気、遊離炭素を酸化させ
て導電性の金属蒸気、遊離炭素を少なくすることは上記
と同様である。

【００３３】また、エンドプレート１８は実施例１と同
様に水酸化マグネシウムを含有する樹脂板からなり、排
気孔１８ａが設けられ、ベース１２に設けられたガイド
溝１２ａに挿入装着される。そして消弧装置６や接点
２,３などで構成される消弧空間と端子部５とを隔離し
ている。また、アークによるホットガスは排気孔１８ａ
より容器外へ排出される。接点間に発生したアーク１５
は、消弧板６ａによる磁気力で端子部５方向へ引き伸ば
される。可動接触子１の開離とともにアークはさらに端
子部５側へ移動し、ついにはエンドプレート１８に接触
する。この時エンドプレート１８内に含有された水酸化
マグネシウムの熱分解が起こり、放出されるＯ2、Ｏ
（原子状酸素）が金属蒸気、遊離炭素を酸化させて導電
性の金属蒸気、遊離炭素を少なくすることは上記と同様
である。

【００３４】また、排気孔１８ａから筐体外へ放出され
るホットガスの金属蒸気、遊離炭素を減少させるので、
外部電線が接続された端子部５の絶縁低下を抑制する。
特に外部電線が接続された端子部５は電源側であり、常
に電圧印加されているので、絶縁低下は電源側短絡の危
険がある。そして、エンドプレート１８は充分に引き伸
ばされた終期のアークを押し戻す方向へ圧力を発生し、
アークが消弧板６ａとエンドプレート１８の間で橋絡し
遮断不能となったり、排気孔１８ａから筐体外へ地絡し
たりするのを防止する。

【００３５】実施例３．図５はこの発明の実施例３を示
す消弧装置の斜視図である。図において、６ａは互いに
空隙を介して積層配列された複数の消弧板、６ｂは消弧
板６ａを両側で保持する消弧側板、１９は消弧側板６ｂ
の内側すなわち接点と対向する側の面に配置され、且つ
消弧板６ａと消弧側板６ｂとで挟持された水酸化マグネ
シウムを含有する樹脂板であって、上記消弧板６ａと消
弧側板６ｂとで消弧装置６を構成している。

【００３６】上記実施例によれば、消弧側板６ｂの内側
に水酸化マグネシウムを含有する樹脂板１９を設けたこ
とにより、接点２、３の開離により発生するアーク１５
は消弧側板６ｂに直接触れないので消弧側板６ｂからの
遊離炭素の発生量を減少できるとともに、アークは消弧
側板６ｂの内側面に配置された樹脂板１９に触れて上記
実施例同様の作用により遮断後の絶縁劣化を抑制するこ
とができる。ここで、樹脂内の水酸化マグネシウムの含
有量を増やせば、遮断回数の増加による水酸化マグネシ
ウムの減耗に対して反応できる量も増加する。しかし、
樹脂板１９自体の機械的強度が低下する。そこで、この
実施例の構造によれば、消弧板６ａの保持には従来の機
械的強度の強い材料を使い、水酸化マグネシウム含有量
が多く比較的強度の弱い樹脂板１９を簡単に使用でき
る。

【００３７】実施例４．図６はこの発明の実施例４を示
す消弧装置の斜視図である。図において、６は消弧装
置、６ａは互いに空隙を介して積層配列された複数の消
弧板で、可動接触子１の回動を妨げないようＵ字状の切
欠き溝を有する消弧板、６ｂはこの消弧板６ａを両側で
保持する消弧側板である。２０は水酸化マグネシウムを
含有する樹脂板からなる一対の樹脂板で、消弧板６ａに
設けられた切欠き溝の内側縁に沿って可動接触子１の回
動を妨げないで挟むように対向して配置されている。

【００３８】上記実施例によれば、消弧板６ａに設けら
れた切欠き溝内に可動接触子１の移動方向に沿って略平
行な一対の樹脂板２０を設けたことにより、可動接触子
１が樹脂板２０に挟まれた空間を開離する際、接点２、
３間に発生したアークは樹脂板２０によって断面積の拡
大を抑えられ冷却されるので、短絡電流を小さく絞りこ
む限流が起こる細隙効果を奏する。また、可動接触子１
の開離中、アークは常に樹脂板２０に触れる位置にある
ので樹脂板２０を広範囲にわたって熱分解させることが
できる。そして、水酸化マグネシウムが熱分解されて生
ずる水分子は上記細隙作用の冷却効果を高める。

【００３９】実施例５．図７はこの発明の実施例５を示
す回路遮断器の側断面図である。図において、１〜６、
６ａ、６ｂ、１１〜１４は上記実施例１での説明と同様
のものである。６ｃは互いに空隙を介して積層配列され
た複数の消弧板６ａの相互間に空隙を介して積層され、
且つ水酸化マグネシウムを含有する樹脂板で、消弧板６
ａと同様に可動接触子１の移動を妨げないような切欠き
溝を有している。

【００４０】上記実施例によれば、水酸化マグネシウム
を含有する樹脂板からなる樹脂板６ｃを複数の消弧板６
ａの相互間に空隙を介して積層したことにより、アーク
による樹脂板６ｃの分解ガスの水分子はアークの冷却効
果を高め、Ｏ2、Ｏ（原子状酸素）は金属蒸気、遊離炭
素を酸化させて導電性の金属蒸気、遊離炭素を少なくす
ることは上記と同様である。

【００４１】実施例６．図８はこの発明の実施例６を示
す回路遮断器の側断面図である。図において、１〜６、
６ａ、６ｂ、１１〜１４は上記実施例１での説明と同様
のものである。この実施例６は固定接点３に近接する最
下部の消弧板を水酸化マグネシウムを含有する樹脂板６
ｃで構成したものである。

【００４２】上記実施例によれば、樹脂板６ｃは接点
２、３の開離時のアークを最もよく受ける場所にあるこ
とから、小電流の遮断時にも水酸化マグネシウムの分解
ガスで金属蒸気、遊離炭素を酸化させて導電性の金属蒸
気、遊離炭素を少なくするので、小電流遮断の累積によ
る金属蒸気、遊離炭素の回路遮断器内部への付着を少な
くする。

【００４３】実施例７．図９はこの発明の実施例７を示
す回路遮断器の側断面図である。図において、１〜６、
６ａ、６ｂ、１１〜１４は上記実施例１での説明と同様
のものである。この実施例９は最上部の消弧板を水酸化
マグネシウムを含有する樹脂板６ｃで構成したものであ
る。

【００４４】上記構成によれば、大電流遮断時はアーク
のエネルギーが大きく、可動接触子１が素早く大きく開
離される。最上部に位置する樹脂板６ｃは大電流遮断時
に開離終端部で水酸化マグネシウムの分解ガスを発生す
る。従って、小電流遮断時には水酸化マグネシウムの減
耗は少なく金属蒸気、遊離炭素の放出の多い大電流遮断
時に水酸化マグネシウムの分解ガスで金属蒸気、遊離炭
素を酸化させて導電性の金属蒸気、遊離炭素を少なくす
る。

【００４５】実施例８．図１０はこの発明の実施例８を
示す回路遮断器の側断面図、図１１は最上部の消弧板を
示す斜視図である。図において、１〜６、６ａ、６ｂ、
１１〜１４は上記実施例１での説明と同様のものであ
る。６ｆは水酸化マグネシウムを含有する樹脂片であ
り、最上部の消弧板６ａの可動接触子１の開離終端部で
可動接点２に対向する位置に設けられている。

【００４６】上記構成によれば、樹脂片６ｆは強度的な
制約がなく水酸化マグネシウムの含有量を多くした樹脂
とすることができ、また、その体積も許容する範囲で大
きくすることができるので、水酸化マグネシウムの分解
ガスの発生を永続することができる。

【００４７】上記各実施例においては、樹脂成形物、樹
脂成形物からなるバリヤ、樹脂成形物からなるプレー
ト、樹脂板、樹脂片に含有する金属水酸化物の一例とし
て水酸化マグネシウムついて述べたが、その他のとして
は、ホウ酸亜鉛（２ＺｎＯ，３Ｂ2Ｏ3，３．５Ｈ2
Ｏ）、ドーソナイト（ＮａＡｌ（ＯＨ）2ＣＯ3）、水酸
化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）、水酸化カルシウム
（Ｃａ（ＯＨ）2）、カルシウムアルミネート（Ｃａ３
Ａｌ（ＯＨ）12ＣＯ3・３Ｈ2Ｏ）、塩基性炭酸マグネシ
ウム（Ｍｇ４（ＣＯ3）3（ＯＨ）2・４Ｈ2Ｏ）、ポリリ
ン酸アンモニウム（（ＮＨ4ＰＯ3）ｎ）などが挙げられ
る。これらは、粒子状、繊維状、リン片状などの形状を
有する。

【００４８】これらのうち、ドーソナイト、水酸化アル
ミニウム、水酸化カルシウム、カルシウムアルミネー
ト、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト類、塩基
性炭酸マグネシウムが無毒という点から好ましい。

【００４９】また、水酸化アルミニウム（４７０ｃａｌ
／ｇ）、カルシウムアルミネート（３４０ｃａｌ／
ｇ）、水酸化マグネシウム（３２０ｃａｌ／ｇ）、塩基
性炭酸マグネシウム（２９５ｃａｌ／ｇ）が脱水反応時
の吸熱量が比較的大きいという点から好ましい。

【００５０】また、この発明における樹脂成形物、樹脂
成形物からなるバリヤ、樹脂成形物からなるプレート、
エンドプレート、樹脂板、樹脂片に含有する樹脂は、熱
硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでも良い。

【００５１】前記熱硬化性樹脂の具体例としては、エポ
キシ樹脂、ポリエステル、フェノール樹脂、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、メラミンフェノール樹脂、ジアリル
フタレート樹脂からなる群から選択された１種である。

【００５２】前記熱硬化性樹脂は、耐圧強度、耐熱形状
保持性、消弧性の向上を図るために用いられる。

【００５３】ユリア樹脂、メラミン樹脂は構造内に芳香
環を有さないため、消弧性の向上が図れ、耐熱形状保持
性を満足するために用いられる。

【００５４】メラミンフェノール樹脂は、メラミンを構
造内に有するため、消弧性の向上が図れると同時に耐圧
強度、耐熱形状保持性の向上を図るために用いられる。

【００５５】ジアリルフタレート樹脂は、耐圧強度、耐
熱形状保持性の向上を図るために用いられる。ガラス繊
維を併用すると一層の耐圧強度、耐熱形状保持性の向上
が得られる。

【００５６】フェノール樹脂は、耐圧強度、耐熱形状保
持性の向上を図るために用いられる。フェノール樹脂内
に木粉や布などを添加する事により、材料単価が安価に
なるという利点も有する。

【００５７】ポリエステル樹脂は、耐圧強度、耐熱形状
保持性の向上を図るために用いられる。特にシート状の
原材料とした場合は、長繊維のガラス繊維の含有も可能
で耐圧強度、耐熱形状保持性の一層の向上が可能であ
る。

【００５８】前記熱硬化性樹脂は、前記の樹脂を主成分
とするものであるが、エラストマーあるいはゴムをブレ
ンドまたは共重合する場合がある。

【００５９】当該ブレンドまたは共重合に用いられるエ
ラストマーあるいはゴムは、耐衝撃性の向上を図るため
に用いられる。

【００６０】当該ブレンドまたは共重合に用いられるエ
ラストマーとしては、ポリオレフィン系エラストマー、
ポリエステル系エラストマーなどがあるが、なかでもポ
リオレフィン系エラストマーが耐圧強度の点から好まし
い。

【００６１】当該ブレンドまたは共重合に用いられるゴ
ムとしては、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴ
ム、アクリル酸ゴム、ニトリルブタジエンゴムなどがあ
るが、なかでもニトリルブタジエンゴムが耐圧強度の点
から好ましい。

【００６２】前記熱可塑性樹脂は、特に限定はしない
が、開閉器の使用環境や使用条件を考慮すると耐薬品
性、耐油性のある材料が好ましい。具体的には、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ
アミド、ポリフェニレンサルファイドおよび、これらの
ポリマーアロイ材料が耐熱性、耐圧強度の点から好まし
い。

【００６３】前記熱可塑性樹脂は、耐圧強度、消弧性能
の向上を図ると同時に、部品の薄肉化、複雑形状に対応
が可能であり、成形時間の短縮を図るために用いられ
る。

【００６４】前記熱可塑性樹脂のなかでも、特に構造内
に芳香環を有さない材料が消弧性の点で好ましい。具体
的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセター
ル、ナイロン６、ナイロン６６などが好ましい。

【００６５】前記熱可塑性樹脂は、前記の樹脂を主成分
とするものであるが、エラストマーあるいはゴムをブレ
ンドまたは共重合する場合がある。

【００６６】当該ブレンドまたは共重合に用いられるエ
ラストマーあるいはゴムは、耐衝撃性の向上を図るため
に用いられる。

【００６７】当該ブレンドまたは共重合に用いられるエ
ラストマーとしては、ポリオレフィン系エラストマー、
ポリエステル系エラストマーなどがあるが、なかでもポ
リオレフィン系エラストマーが耐圧強度の点から好まし
い。

【００６８】当該ブレンドまたは共重合に用いられるゴ
ムとしては、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴ
ム、アクリル酸ゴム、ニトリルブタジエンゴムなどがあ
るが、なかでもニトリルブタジエンゴムが耐圧強度の点
から好ましい。

【００６９】つぎに、樹脂と金属水酸化物との組合せに
ついて説明する。

【００７０】前記金属水酸化物は、脱水反応する温度が
いずれも１５０゜Ｃ以上あるため、金型温度が約１４０
゜Ｃ付近で成形される熱硬化性樹脂に含有されても成形
時に分解水反応することはない。したがって、前記金属
水酸化物は、前記熱硬化性樹脂のいずれとも組み合せる
ことが可能であり、前記機能を十分発揮できる。

【００７１】前記金属水酸化物と熱可塑性樹脂との組合
せは、これらをお互いに混練する時に、前記金属水酸化
物が分解するのを避けるため、前記金属水酸化物の脱水
温度が、混練する熱可塑性樹脂の溶融温度より、高いも
のを選択する必要がある。

【００７２】具体的には、ナイロン６（融点約２２０゜
Ｃ）と水酸化マグネシウム（脱水反応温度約３４０゜
Ｃ）との組合せや、ポリアセタール（融点約１６５゜
Ｃ）と水酸化アルミニウム（脱水反応温度約２００゜
Ｃ）などがあげられる。

【００７３】前記金属水酸化物の選択は１種類または複
数の金属水酸化物を組み合せても、前記機能を十分発揮
可能である。

【００７４】なお、各実施例の構成に限定されることな
く、各実施例を組み合わせて実施しても何らさしつかえ
ないものである。

【００７５】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００７６】請求項１によれば、接点間に発生するアー
クに曝される部分に、金属水酸化物を含有する樹脂成形
物を設けたので、アークにより樹脂成形物内の金属水酸
化物を分解し、これをアークによって溶融、発生した金
属蒸気や遊離炭素と反応させて、不導電性の金属酸化
物、一酸化炭素及び二酸化炭素に形成することで、複数
回の遮断後あるいは大電流の遮断後においても絶縁性能
の低下を抑制し得るものである。

【００７７】また、請求項２によればバリヤ内の金属水
酸化物を熱分解されてＯ2、Ｏ（原子状酸素）を放出し
て、バリヤ周辺を通って機構部側へと向かう高温高圧ガ
ス中の金属蒸気、遊離炭素を酸化させて導電性の金属蒸
気、遊離炭素の流入を少なくして複数回の遮断後あるい
は大電流の遮断後においても絶縁性能の低下を抑制しう
る回路遮断器を得られる。

【００７８】また、請求項３によればプレート内に含有
された金属水酸化物が熱分解されて発生するガスが接点
の開極初期の可動接触子を押し上げ、可動接触子の開極
速度を増し、アーク長がすばやく伸長し、アーク抵抗が
急激に高くして短絡電流などの大電流を絞り、限流性能
を向上する。そして熱分解されて放出されるＯ2、Ｏ
（原子状酸素）が金属蒸気、遊離炭素を酸化させて導電
性の金属蒸気、遊離炭素を少なくする。

【００７９】また、請求項４によればエンドプレート内
に含有された金属水酸化物が熱分解され、放出されるＯ
2、Ｏ（原子状酸素）が金属蒸気、遊離炭素を酸化させ
て導電性の金属蒸気、遊離炭素を少なくする。また、ホ
ットガスの金属蒸気、遊離炭素を減少させるので外部電
線が接続された端子部の絶縁低下を抑制し得る。

【００８０】また、請求項５によればアークによる消弧
側板からの遊離炭素の発生量を減少させ、樹脂板内の金
属水酸化物の含有量を増やすことができ、遮断回数の増
加による金属水酸化物の減耗に対して金属水酸化物の量
を増加できる。

【００８１】また、請求項６によれば金属水酸化物が含
有された一対の樹脂板が短絡電流を小さく絞りこむ限流
が起こる細隙作用を奏する。また、樹脂板内の金属水酸
化物の熱分解による水分子は上記細隙作用の冷却効果を
高める。

【００８２】また、請求項７によればアークによる樹脂
板の分解ガスの水分子はアークの冷却効果を高め、放出
されるＯ2、Ｏ（原子状酸素）は金属蒸気、遊離炭素を
酸化させて導電性の金属蒸気、遊離炭素を少なくする。

【００８３】また、請求項８によれば接点の開離時のア
ークを最もよく受ける場所の固定接点に近い位置に金属
水酸化物を存在させ、小電流の遮断時にも金属水酸化物
の分解ガスで金属蒸気、遊離炭素を酸化させて導電性の
金属蒸気、遊離炭素を少なくして、小電流遮断の累積に
よる金属蒸気、遊離炭素の回路遮断器内部への付着を少
なくする。

【００８４】また、請求項９によれば大電流遮断時に可
動接触子の開離終端部で金属水酸化物の分解ガスを発生
させ、小電流遮断時には金属水酸化物の減耗を少なくし
て、金属蒸気、遊離炭素の放出の多い大電流遮断時に金
属水酸化物の分解ガスを多く発生し、金属蒸気、遊離炭
素をより多く酸化させて導電性の金属蒸気、遊離炭素を
少なくする。

【００８５】また、請求項１０によれば金属水酸化物の
含有量を多くした樹脂とすることができ、その体積も許
容する範囲で大きくすることができ、大電流遮断時の金
属水酸化物の分解ガスの発生を永続させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す回路遮断器の側断面
図である。

【図２】この発明の実施例２を示す消弧装置の斜視図で
ある。

【図３】この発明の実施例２を示す消弧装置の分解斜視
図である。

【図４】この発明の実施例２を示すバリアの斜視図であ
る。

【図５】この発明の実施例３を示す消弧装置の斜視図で
ある。

【図６】この発明の実施例４を示す消弧装置の斜視図で
ある。

【図７】この発明の実施例５を示す回路遮断器の要部側
断面図である。

【図８】この発明の実施例６を示す回路遮断器の要部側
断面図である。

【図９】この発明の実施例７を示す回路遮断器の要部側
断面図である。

【図１０】この発明の実施例８を示す回路遮断器の要部
側断面図である。

【図１１】この発明の実施例８を示す消弧板の斜視図で
ある。

【図１２】従来の回路遮断器の開成状態を示す側断面図
である。

【図１３】従来の回路遮断器のオン状態を示す側断面図
である。

【符号の説明】

１可動接触子、２可動接点、３固定
接点４固定接触子、５端子部、６消弧
装置６ａ消弧板、６ｂ消弧側板、６ｃ樹
脂板６ｆ樹脂片、１６バリヤ、１７プ
レート１８エンドプレート、１９樹脂板、２０樹
脂板

フロントページの続き (72)発明者勝部俊一福山市緑町１番８号三菱電機株式会社福山製作所内 (72)発明者足達廣士尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者加藤和晴尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者高橋貢尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者三橋孝夫尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者馬場文明尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者西山逸雄尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者山口昌二尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社材料デバイス研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定接点が固着された導体を有する固定
接触子と、開閉機構部の開閉動作により上記固定接点と
接離する可動接点が固着された可動接触子と、両接点間
に生じるアークを消弧する消弧板とを備えた回路遮断器
において、上記両接点間に発生するアークに曝される部
分に金属水酸化物を含有する樹脂成形物を設けたことを
特徴とする回路遮断器。
【請求項２】樹脂成形物は、両接点の接離位置と開閉
機構部との間に設けられたバリヤであることを特徴とす
る請求項１記載の回路遮断器。
【請求項３】樹脂成形物は、固定接触子の固定接点を
露出しつつ導体表面を覆うように設けられたプレートで
あることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
【請求項４】樹脂成形物は、消弧板の後方に設けられ
たエンドプレートであることを特徴とする請求項１記載
の回路遮断器。
【請求項５】樹脂成形物は、互いに空隙を介して積層
配列された複数の消弧板を両側で保持する消弧側板の内
面に設けられた樹脂板であることを特徴とする請求項１
記載の回路遮断器。
【請求項６】樹脂成形物は、互いに空隙を介して積層
配列された複数の消弧板に略Ｕ字形の溝を形成し、その
溝に可動接触子の移動方向に沿って略平行に設けられた
一対の樹脂板であることを特徴とする請求項１記載の回
路遮断器。
【請求項７】樹脂成形物は、互いに空隙を介して積層
配列された複数の消弧板の相互間に空隙を介して積層さ
れた樹脂板であることを特徴とする請求項１記載の回路
遮断器。
【請求項８】樹脂成形物は、互いに空隙を介して積層
配列された複数の消弧板の下方に空隙を介して積層され
た樹脂板であることを特徴とする請求項１記載の回路遮
断器。
【請求項９】樹脂成形物は、互いに空隙を介して積層
配列された複数の消弧板の上方に空隙を介して積層され
た樹脂板であることを特徴とする請求項１記載の回路遮
断器。
【請求項１０】樹脂成形物は、可動接触子の最大開離
時に可動接点との近接して対向する位置に設けられた樹
脂片であることを特徴とする請求項１記載の回路遮断
器。