JPH0824024B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回路遮断器に係り、良好な直流遮断性能を
得るのに好適な可動接触子を備えた回路遮断器に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の回路遮断器を第19,20,21図に示す。第19図は、
ON状態における側断面図である。１は第１の可動接触子
で支点７を中心にして、ばね２により反時計方向に付勢
されている。支点７は共通の連動軸３により各相共同一
位置となるよう軸支されている。４は第１の可動接触子
１に対向する第２の可動接触子で支点６を中心に回転し
付勢手段であるばね５により時計方向に付勢され所定の
接点圧を得るようになっている。８は開閉機構であるト
グルリンク機構で一端は支点７に係合し、第１の可動接
触子１の開閉動作を行っている。次にこの動作について
説明する。第20図は、OFF状態の側面図である。OFF状態
においては、トグルリンク機構８により、第１の可動接
触子１は、共通の連動軸３を中心にして時計方向に回転
する。これにより第２の可動接触子４はばね５により支
点６を中心にして、第１の可動接触子１に追従するよう
時計方向に回転し、所定位置で第１の可動接触子１とし
Ｌの距離をもって停止する。

第21図は、大電流が流れた場合の反発状態の側面図で
ある。大電流が流れた場合、第１および第２の可動接触
子、1,4間には電流反発力が働き、その力がばね2,5の付
勢力以上になると第１および第２の可動接触子1,4はそ
れぞれ回転を始め、第21図のような反発状態になり、第
１および第２の可動接触子間の距離はOFF時より大きい
Ｌとなる。この状態においてトグルリンク機構が働き引
外し動作が行われて、第25図の状態から第20図の遮断完
了状態になる。すなわち、従来の回路遮断器は、OFFと
反発時の開極距離はL₁＜L₂の状態になっていた。なお、
この種の回路遮断器として関連するものには特公昭46−
8357号及び特公昭51−13860号等が挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は直流における遮断性能を大きく左右す
る開閉時の開極距離が小さく、適用電圧が低くなり、遮
断性能が低下するという問題があった。

本発明の目的は開極初期においても第１の可動接触子
と第２の可動接触子の開極距離を大きくとるとともに開
極速度を速め、開極時のアーク電圧を高めるとともにア
ークの立上りを速めて、寸法を大形化することなく直流
遮断性能の向上を図れる回路遮断器を提供することにあ
る。

〔問題点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、回路遮断器を、
各相にわたって設けられてその軸を中心として回転自在
な連動軸と、この連動軸の径方向に延びる腕部に回動自
在に軸支されて開閉機構により開閉動作を行うよう構成
されて一端に第１の可動接点が設けられ多端が負荷側端
子に電気的に接続された第１の可動接触子と、第１の可
動接触子に対向して設けられ略中央部が回動自在に軸支
されるとともに第１の可動接点と対向する第２の可動接
点を有して略中央部付近が電源側端子に電気的に接続さ
れた第２の可動接触子と、第２の可動接触子の回転中心
に関して第２の可動接点と反対側の端部で第１の可動接
触子に面して設けられた係合手段と、第２の可動接触子
を開離方向に付勢する付勢手段とを備え、係合手段は電
気的絶縁物で形成され、ON時には第１の可動接点と第２
の可動接点が接触するとともに第２の可動接触子は係合
手段を介して第１可動接触子に当接し、OFF時には係合
手段の係合が解除されて第２の可動接触子が付勢手段に
より開離方向に付勢され、第１の可動接点と第２の可動
接点が開離するよう構成したことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

第１の可動接触子は一端に第１の可動接点が設けられ
多端が負荷側端子に電気的に接続されて、各相にわたっ
て設けられてその軸を中心として回転自在な連動軸の径
方向に延びる腕部に回動自在に軸支されて開閉機構によ
り開閉動作を行う。第２の可動接触子は第１の可動接触
子に対向して設けられ略中央部が回動自在に軸支される
とともに第１の可動接点と対向する第２の可動接点を有
して略中央部付近が電源側端子に電気的に接続される。
付勢手段は第２の可動接触子を開離方向に付勢して開離
時の回転力を第２の可動接触子に与える。係合手段は第
２の可動接触子の回転中心に関して第２の可動接点と反
対側の端部で第１の可動接触子に面して設けられる。係
合手段は電気的絶縁物で形成され、ON時には第２の可動
接触子は係合手段を介して第１可動接触子に当接するの
で、第２の可動接触子は付勢手段の回転力に抗して第１
の可動接点と第２の可動接点が接触する状態に保持され
る。OFF時には係合手段の係合が解除されて第２の可動
接触子が付勢手段により開離方向に付勢されて回転し、
第１の可動接点と第２の可動接点が開離するので、開極
初期においても第１の可動接触子と第２の可動接触子の
開極距離を大きくとれるとともに開極速度を速められ
る。付勢手段はOFF時にも動作するので通常の開閉時に
おいても開極距離を大きくとることができる。これによ
り開極時のアーク電圧を高めることができるとともにア
ークの立上りを速めることができる。また、係合手段は
第２の可動接触子側に設けられているので第１の可動接
触子を軽くすることができ、開閉機構による開離動作を
速めることができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を第１図〜第18図により説明す
る。

本発明の第１実施例について第１図〜第４図および第
18図により説明する。

第１図は本発明の第１実施例における回路しゃ断器の
全体構成を示す側断面図である。ケース内には第１の可
動接触子（以下第１可動接触子）９と、第１可動接触子
９を開閉操作する開閉機構であるトグルリンク17と、第
１可動接触子９に対向して設けられた第２の可動接触子
（以下第２可動接触子）13と、過電流時にトグルリンク
17の引外しを行う過電流引外し装置18と、第１可動接触
子９と第２可動接触子13の周辺に設けられた消弧装置と
が格納される。

第１可動接触子９は支点12に回動自在に軸支されると
ともに支点12を介してトグルリンク17に連結されてお
り、ばね11により一端に設けられた接点が第２可動接触
子13に設けられた接点を押圧する方向（反時計方向）に
常に付勢されている。

第１可動接触子９は接点を有する側と反対側の端部が
腕部10bを介して連動軸10に軸支され各相共同時に回動
するよう構成されている。腕部10bの第２可動接触子13
と対向する側には係合手段である突起10aが形成されて
いる。13は第１可動接触子９に対向する第２可動接触子
で、ケース底面に固定された支持枠14に軸支された支点
16に回動自在に軸支されている。付勢手段であるばね15
は一端が第２可動接触子13,他端が支持枠14に係合し
て、第２可動接触子を常にその接点を第１可動接触子９
の接点から開離させる方向（反時計方向）に付勢してい
る。

第１図に示すON状態においては、第２可動接触子13の
接点と反対側の一端は腕部10bの突起10aに係合して第２
可動接触子13および第１可動接触子９のそれぞれの接点
が所定接点圧で当接するよう突起10aにより押圧され
る。

次に本実施例の動作を第２図〜第４図により説明す
る。なお、第２図〜第４図は本実施例の主要部を示し、
他の部分は図示を省略してある。

第２図はOFF又はTRIP状態を示す側面図である。

第１図のON状態より、操作ハンドルを動かしてOFF動
作を行う場合、トグルリンク17の動作に伴い連動軸10及
び第１可動接触子９が時計方向に回転を始める。この連
動軸10の動作に対応して、腕部10bも時計方向に回転し
て、突起10aが上昇し、第２可動接触子13の突起10との
係合部分の押圧が解除される。これにより第２可動接触
子13はばね15の力により反時計方向に回転し、第２図の
一点鎖線のの位置から実線の位置まで移動し、OFF又はT
RIP状態となる。本実施例における開極距離L₁₂は、OFF
時に第２可動接触子13が回転しない場合の開極距離L₁₁
に、第２可動接触子13の回転による開極距離の増加分L
₁₀を加えたものとなり、OFF時における開極距離を増加
させることができる。次にON状態で大電流が流れた場合
について説明する。大電流が流れた場合、第１および第
２可動接触子9,13の電流の向きは互いに逆方向となるた
め、第１可動接触子９、第２可動接触子13間には電磁反
発力が働く。この反発力がばね11の回転力以上になると
第１可動接触子９は支点12を中心に時計方向に回転し、
第３図の反発状態となる。この状態では腕部10bは回転
しないので、第２可動接触子13は回転しない。さらに大
電流が流れた場合、引外し装置18によりトグルリンク17
がくずされ、連動軸10が時計方向に回転し、最終的に第
２図の状態となる。次にOFF状態よりON状態に至る過程
のON瞬時の状態を第４図に示す。操作ハンドルをOFFよ
りON方向に動かしトグルリンク17を動作させると連動軸
10及び第１可動接触子９がそれぞれ反時計方向に回転す
る。この回転過程において腕部10bの突起10aと第２可動
接触子13の端部が係合し第２可動接触子13の端部が突起
10aに押圧されて13は時計方向に回転し第４図のON瞬時
の状態となる。この状態を経て腕部10bはさらに回転
し、第１図に示すON状態となる。本実施例における開極
時間と開極距離の関係を従来のものと比較して第18図に
示す。第18図において太線は本実施例における開極時間
と開極距離の関係とを示し、細線は従来例における開極
時間と開極距離の関係を示す。

本実施例によれば、同図からも明らかなように、開極
距離が大きくなるとともに開極速度が速くなる。

次に本発明の第２実施例を第５図〜第８図により説明
する。

第５図はON時における主要部の側面図である。

本実施例は第１可動接触子19の動きを係合手段である
突起21aおよび係合板28とを介して第２可動接触子22に
伝達するようにしたものである。第１可動接触子19は支
点で軸支され、一端に接点が固着されて他端は連動軸21
に係合し連動軸21とともに回転自在に設けられている。
支点20はトグルリンク17に回転自在に連結されている。
第１可動接触子19に対向する位置には第２可動接触子22
が設けられ、第２可動接触子22は支持枠26に回転自在に
軸支された係合板28上の支点23に回転自在に軸支されば
ね24により時計方向に付勢されている。ばね24は一端が
第２可動接触子22に、他端が係合板28にそれぞれ係合し
ている。

係合板28は支持枠26の支点25に回転自在に軸支され、
付勢手段であるばね27により反時計方向に付勢される。
ばね27は一端が係合板28に、他端が支持枠26にそれぞれ
係合している。ON状態においては連動軸21に軸支された
腕部21bに形成された突起21aにて係合板28の端部28bと
係合し、係合板28の回転を阻止している。次にこの動作
について説明する。第６図はOFF又はTRIP状態を示す側
面図である。第５図のON状態よりトグルリンク17が動作
すると、連動軸21および第１可動接触子19は時計方向に
回転する。

可動接触子19の時計方向の回転に伴い、突起21aが上
昇して係合板の端部28bとの係合が解除され、これによ
り係合板28はばね27の力により付勢されて反時計方向に
回転し、このとき、係合板28の他方の端部28aが可動接
触子22の軸支された左側の端部22aに当接して可動接触
子22も同時に反時計方向に回転させる。

これにより、OFF動作終了時には第６図に示す状態と
なり、第１および第２可動接触子19,22間の開極距離L₁₂
は、第１実施例同様、第１可動接触子19の開極距離L₁₁
と第２可動接触子22の開極距離L₁₀との和になり、従来
より大きい開極距離が得られる。次に、ON状態にて大電
流の流れた場合について説明する。大電流が流れた場
合、第１および第２可動接触子19,22は電流方向が互い
に逆のため、電磁反発力が働き、その力がばね24の付勢
力以上になると第２可動接触子22は支点23を中心に反時
計方向に回転する。

なお、この反発状態にては、連動軸21が動作しないた
め、係合板28の端部28bと突起21aとが係合状態にあり、
第７図に示す状態となる。この状態でさらに大電流が流
れると引外し装置18がトグルリンク17の係合をはずして
動作するため、最終的に第６図の状態でTRIP終了とな
る。次にOFF状態よりON状態に至る過程のON瞬時につい
て第８図により説明する。

操作ハンドルOFFからONに戻すとトグルリンク17の動
作により運転軸21及び第１可動接触子19は反時計方向に
回転する。この回転過程において腕部21bの突起21aと係
合板28の端部28bが係合し、第２可動接触子22及び係合
板28は一体となって時計方向に回転し、第８図の状態と
なる。

この状態より第２可動接触子22はさらに反時計方向に
回転して、第５のON状態となる。

本発明の第３実施例を第９図、第10図により説明す
る。

本実施例は、第２可動接触子を付勢するばね力が、ON
時、OFF時のいずれにおいてもトグルリンクの負荷とな
らないよう改善したものである。

第９図はON状態の側面図で、第１可動接触子29は連動
軸32の腕部32cに突設された支点31に回転自在に軸支さ
れ、ばね30により接点の開離方向（反時計方向）に付勢
されている。第１可動接触子29に対向する位置には支持
枠35の支点34に回動自在に軸支された第２可動接触子33
が配置され、連動軸32の腕部32cの第２可動接触子33と
対向する側には係合手段として第１の突起32aと第２の
突起32bとがそれぞれ第２可動接触子33の端部33aの上面
および下面に係合するよう設けられる。

第２可動接触子33に形成された係止部38と支持枠35に
形成された係止部36との間には付勢手段としてばね37が
張設される。ON状態においては第９図に示すように第２
可動接触子33の端部33aの上面に第１の突起32aが係合し
て押圧し、これによりばね37の作用線は支点34に関し連
動軸側（支点34の右側）となり、第２可動接触子33を接
点の接触圧を与える方向（時計方向）に付勢する。ON状
態よりOFF状態に移る過程においては、連動軸32が時計
方向に回転して第２の突起32bが第２可動接触子33の端
部33aの下面に当接し、第２可動接触子33を接点の開離
方向（反時計方向）に回転させる。

この時、ばね34の作用線は支点34に関して接点側（支
点34の左側）に移動し、死点を越えるため、第２可動接
触子33を接点の開離方向（反時計方向）に付勢する。

この過程を経て最終的に第10図のOFF又はTRIP状態と
なる。本実施例では第２可動接触子側にスナップアクシ
ョンによる反転機構を設けたことにより、ON、OFF動作
時のトグルリンクへの負荷をほぼ半分ずつ負担に低減す
ることができる。

本発明の第４実施例を第11図〜第13図により説明す
る。本実施例は第１可動接触子、第２可動接触子の両方
が反発するよう構成したものである。

第１可動接触子40は連動軸43の腕部43bに突設された
支点42に回動自在に軸支されるとともに、ばね41により
接点に接触圧を与える方向（反時計方向）に付勢され
る。第２可動接触子44は支持枠48の支点46を中心に回動
自在に軸支される。係合板51は支持枠48の支点50に回動
自在に軸支される。

第２可動接触子44に形成された係止部45と係合板51に
形成された係止部49との間には付勢手段としてばね47が
張設されている。連動軸43の腕部43bの第３可動接触子4
4に対向する側には係合手段である突部43aが形成されて
いる。ON状態では係合板51の係合面51aが突部43aに係合
し、この状態ではばね47の作用線が支点46に関し第１可
動接触子側（支点46の上側）となり第２可動接触子44を
接点に接触圧を与える方向（時計方向）に付勢する。

この状態で操作ハンドル（図示せず）をOFF方向に操
作すると、連動軸43が回転して突部43aが上昇すること
により、係合板51はばね47に引張られて支点50を中心に
して反時計方向に回転し、回転の途中で係合板51の端部
51bが突部43aに形成されたストッパ部43cに係止されて
回転が停止する。この係合板51の回転により係止部49が
ON時の位置より下方に移動するためばね47はその張力に
より第２可動接触子44の係止部45を下方に付勢する。こ
れにより、ばね47の作用線は支点46に関して第１可動接
触子40と反対側（支点46の下側）となり、第２可動接触
子44は支点46を中心に接点の開離方向（反時計方向）に
回転し、最終的に第12図の様にOFF又はTRIP状態とな
る。

第11図のON状態で大電流が流れた場合、第１および第
２可動接触子40,44には互いに電磁反発力が働き第１可
動接触子40は支点42を中心に時計方向に、第２可動接触
子44は、支点46を中心に反時計方向にそれぞれ回転し、
第13図の状態となる。ばね47の作用線は初期は支点46の
上側にあり第２可動接触子44を接点に接触圧を与える方
向（時計方向）に付勢しているが、第２可動接触子44が
支点46を中心に反時計方向に回転することにより、ばね
47の作用線はスナップアクションにより死点を越えて支
点46の下側に移動し、第２可動接触子44を接点の開離方
向（反時計方向）に付勢する。この状態でさらに大電流
が流れ続けると引外し装置18（図示せず）がトグルリン
ク17の係合を外し、第12図に示すTRIP状態に至る。

本発明の第５実施例を第14図、第15図により説明す
る。

本実施例は係合手段を２可動接触子側に設けたもので
ある。

第14図はON状態の側面図で、第１可動接触子52は連動
軸55の腕部55bにけられた支点54に回動自在に軸支され
るとともに、ばね53にて、反時計方向に付勢されてい
る。第１可動接触子52に対向する位置に配設された第２
可動接触子57は支持枠60に設けられた支点59に回動自在
に軸支され、付勢手段であるばね58により反時計方向に
付勢されている。第２可動接触子57の接点と反対側の端
部には絶縁物により形成された突起56が係合手段として
係止されており、第１可動接触子52の第２可動接触子に
対向する面52aに係合している。この状態で操作ハンド
ル（図示せず）をOFF方向に操作すると、トグルリンク1
7により連動軸55及第１可動接触子52が時計方向に回転
する。

これにより、突起56は第１可動接触子52の第２可動接
触子に対向する面52aとの係合が解除され、第２可動接
触子57は、ばね58の付勢力で反時計方向に回転し、第15
図のOFF又はTRIP状態となる。

本発明の第６実施例を第16図、第17図により説明す
る。

いままでの実施例はいずれも係合手段が連動軸に対し
て接点と同じ側に設けられたものであったが、本実施例
は、係合手段を連動軸に対して接点と反時計側に設けた
ものである。

第16図はON状態を示す側面図で、第１可動接触子61は
連動軸63の腕部63に設けられた支点62に軸支され、支点
62に関して接点と反対側の端部は連動軸63に係止されて
連動軸63とともに回動自在に設けられている。腕部63b
は連動軸63に関して支点62と反対側に係合手段である係
合部63aが形成されている。第１可動接触子61と対向す
る位置に配設された第２可動接触子64は、支持枠67の支
点65に回動自在に軸支され、ばね66により時計方向に付
勢されている。

69は係合板で、支持枠67の支点68に回動自在に軸支さ
れ、一端69aが第２可動接触子64の係合部64aに係合し、
他端69bが連動軸63の係合部63aに係合する。

操作ハンドル（図示せず）をOFF方向に操作すると、
トグルリンク17により、連動軸63は時計方向に回転し、
係合部63aが係合板69の他端69bに係合して押圧し、係合
板69を時計方向に回転させる。

これにより、係合板69の一端69aは付勢手段として働
き、第２可動接触子64の係合部64aを押圧して第２可動
接触子64を反時計方向に付勢して回転させ、第17図のOF
F又はTRIP状態に至る。なお、本実施例において係合部6
3aと係合板69とはON状態において必ずしも当接していな
くてもよい。

以上の実施例において、トグルリンク17の負荷軽減す
るためには、第１可動接触子と第２可動接触子との間に
介在する係合手段の係合部分に働く力の方向を各連動軸
の中心方向に向ければよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、開極初期においても第１の可動接触
子と第２の可動接触子間の開極距離を大きくとることが
できるとともに開極速度を速めることができるので、開
極時のアーク電圧を高めることができるとともにアーク
の立上りを速めることができ、寸法を大形化することな
く直流遮断性能の向上を図ることができる回路遮断器を
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例における回路遮断器のON状
態における全体構成を示す側断面図、第２図〜第４図は
それぞれ本発明の第１実施例における回路遮断器の要部
のOFFまたはTRIP（以下OFF/TRIP）状態、反発状態、ON
瞬時状態を示す側面図、第５図〜第８図はそれぞれ本発
明の第２実施例における回路遮断器の要部のON状態、OF
F/TRIP状態、反発状態、ON瞬時状態を示す側面図、第９
図、第10図はそれぞれ本発明の第３実施例における回路
遮断器の要部のON状態、OFF/TRIP状態を示す側面図、第
11図〜第13図はそれぞれ本発明の第４実施例における回
路遮断器の要部のON状態、OFF/TRIP状態、反発状態を示
す側面図、第14図、第15図はそれぞれ本発明の第５実施
例における回路遮断器の要部のON状態、OFF/TRIP状態を
示す側面図、第16図、第17図はそれぞれ本発明の第６実
施例における回路遮断器の要部のON状態、OFF/TRIP状態
を示す側面図、第18図は本発明第１実施例の回路遮断器
の開極時間に対する開極距離の関係を従来例と比較して
示す特性図、第19図は従来の回路遮断器のON状態におけ
る全体構成を示す側断面図、第20図、第21図はそれぞれ
従来の回路遮断器の要部のOFF状態、反発状態を示す側
面図である。 9,19,29,40,52,61:第１の可動接触子、10a,21a,32a,43
a,56,63a:係合手段、13,22,33,44,57,64:第２の可動接
触子、15,27,37,47,58,69a:付勢手段、17:開閉機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各相にわたって設けられてその軸を中心と
   して回転自在な連動軸と、この連動軸の径方向に延びる
   腕部に回動自在に軸支されて開閉機構により開閉動作を
   行うよう構成されて一端に第１の可動接点が設けられ多
   端が負荷側端子に電気的に接続された第１の可動接触子
   と、該第１の可動接触子に対向して設けられ略中央部が
   回動自在に軸支されるとともに前記第１の可動接点と対
   向する第２の可動接点を有して略中央部付近が電源側端
   子に電気的に接続された第２の可動接触子と、前記第２
   の可動接触子の回転中心に関して前記第２の可動接点と
   反対側の端部で前記第１の可動接触子に面して設けられ
   た係合手段と、前記第２の可動接触子を開離方向に付勢
   する付勢手段とを備え、前記係合手段は電気的絶縁物で
   形成され、ON時には前記第１の可動接点と前記第２の可
   動接点が接触するとともに前記第２の可動接触子は前記
   係合手段を介して前記第１可動接触子に当接し、OFF時
   には前記係合手段の係合が解除されて前記第２の可動接
   触子が前記付勢手段により開離方向に付勢され、前記第
   １の可動接点と前記第２の可動接点が開離することを特
   徴とする回路遮断器。