JPS62163218A - 回路しや断器 - 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】 Ｃ技術分野〕 この発明は、回路しゃ断器に関するものである。

〔背景技術〕

異常電流たとえば短絡時に可動接点と固定接点との間に
、消弧用の遮へい板を挿入することによりアークをしゃ
断して消弧する従来例（特開昭５７−１９６４４０号）
を第８図に示すが、つぎのような欠点があった。すなわ
ち、開閉・トリップ手段１０４のリンク機構部の動作に
よる可動接触子１００の開離動作に連動して、遮へい板
１０１が固定接点１０２と可動接点１０３との間に移動
するため、短絡発生から可動接点１０３が開離を始める
まで開閉・トリップ手段１０４のリンク機構部の動作に
よる遅れ時間が約２〜４ｍｓあり、しかも可動接点１０
３が開離を始めてから開離が完了するまで約３〜６間あ
るため、短絡発生から遮へい板１０１が動作を完了する
まで約５〜ｌＱｍｓ必要となる。

第７図は開極ばねのばね力を大きく設定して、遮へい板
１０１が約５　ｍｓで動作完了したときのアーク波形を
示している。Ｑｌは接点アーク電圧、Ｑ２はしゃ断電流
、Ｑ３は推定短絡電流である。

このように、開極ばねのばね力を大きく設定して遮へい
板１０１を動作するようにしても、約５ｍｓの遅れがあ
るため短絡電流のピーク値を迎えており、そのためアー
クによる接点損傷や接点周辺の成形品および遮へい仮１
０１の損傷が大きい。

また開極ばねのばね力を大きくすると、ハンドル操作の
荷重が大きくなるため操作負担になる。

その結果、遮へい仮１０１が動作完了するまでの時間を
短縮できず、大きなしゃ断容量を得ることができないと
いう欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、ハンドルの操作荷重を大きくするこ
となく、短絡発生から遮へい板の動作完了までの時間を
短縮することにより、しゃ断容量を増大することができ
る回路しゃ断器を提供することである。

〔発明の開示〕 この発明の回路しゃ断器は、固定接点を有する固定接触
子と、前記固定接点に対して開閉する可動接点を存し前
記固定接触子に対して電磁反発力が生じるように対向配
置された可動接触子と、負荷の異常電流を検出するＴｉ
磁石と、前記異常ＩｒＳ流による電磁反発力により前記
可動接触子が開離可能となるように前記可動接触子と前
記可動接触子を開閉操作するハンドルとを連係するとと
もに前記電磁石の可動部の動作に連動して前記可動接触
子をトリップ開極させる開閉・トリップ手段と、前記電
磁石の可動部に連結されて前記電磁反発力により開離し
た前記固定接点と可動接点との間に前記可動部の動作に
より挿入される消弧用の遮へい板とを備えたものである
。

この発明の構成によれば、異常電流たとえば短絡電流が
流れると、開閉・トリップ手段がトリップ動作する前に
可動接触子は電磁反発力により開離動作する。同時に電
磁石の可動部の動作に連動して開閉・トリップ手段の動
作によることな（、遮へい板を固定接点と可動接点との
間に挿入させる。この結果、開閉・トリップ手段の動作
による遅れ時間の影響がないため、異常電流が発生して
から遮へい板が動作完了するまでの時間を短縮でき、ア
ークしゃ断時間を短縮できるため大きなしゃ断容量を実
現することができる。しかも開閉・トリップ手段の開極
ばねを大きくする必要がないため、ハンドルの操作荷重
を増大することがない。

実施例 この発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づいて説
明する。すなわち、この回路しゃ断器は、固定接点１を
存する固定接触子２と、前記固定接点１に対して開閉す
る可動接点３を有し前記固定接触子２に対して電磁反発
力が生じるように対向配置された可動接触子４と、負荷
の異常電流を検出する電磁石５と、前記異常電流による
電磁反発力により前記可動接触子４が開離可能となるよ
うに前記可動接触子４と前記可動接触子４を開閉操作す
るハンドル６とを連係するとともに前記電磁石５の可動
部７の動作に連動して前記可動接触子４をトリップ開極
させる開閉・トリップ手段８と、前記電磁石５の可動部
７に連結されて前記電磁反発力により開離した前記固定
接点１と可動接点３との間に前記可動部７の動作により
挿入される消弧用の遮へい板９とを備えている。

第１図において、１０は側面（第１図の紙面に直角な方
向）に部品組み込み用の開口（図示せず）を有しかつ１
極分の構成を有するケースであり、複数極の回路しゃ断
器を構成する場合は、ケース１０が並列に並べられて連
結孔１３にかしめビン（図示せず）を通すことにより連
結される。１１はケース１０の一端部に設けられた負荷
側端子、１２はケース１０の他端部に設けられた電源側
端子、１４はケース取付用溝である。

前記開閉・トリップ手段８は、ハンドル６と、フレーム
１５と、操作リンク１９と、作動軸２０と、可動枠３０
と、ラッチリンク２３と、トリノプリンタ２４と、開極
ばね４２とで構成されている。前記フレーム１５はケー
ス１０内に保持される。前記ハンドル６はフレーム１５
の第１図の上端部に固定軸１６により回動自在に設けら
れ、ケース１０の上面のハンドル穴１７より一部が露出
し、ケース１０の内側にリセット突起６８を形成してい
る。このハンドル６の内端部に可動軸１８を設け、可動
軸１８に操作リンク１９の一端が連結され、他端に作動
軸２０が連結されている。また可動軸１８とフレーム１
５のハンドル６の下方の位置に設けられたばね受け２１
との間に引張り作用を有するハンドル復帰ばね２２が懸
架され、ハンドル６を第５図の中立姿勢となるように付
勢している。前記固定軸１６にラッチリンク２３の上端
部が回動自在に連結され、ラッチリンク２３の下端部の
一側面に前記作動軸２０が摺動できるように当接する。

前記ラッチリンク２３の前記作動軸２０と反対側の位置
のフレーム１５にトリップリンク２４が固定軸２５によ
り回動自在に設けられる。

このトリップリンク２４は、先端のラッチ部２４ａと、
中間部の短絡応答部２７と、固定軸２５より上方に延出
する過電流応答部２６と、復帰ばね２８とを有する。復
帰ばね２８は固定軸２５に巻部が支持され一端部が過電
流応答部２６に係合し他端部がフレーム１５に係合して
、トリップリンク２４を第１図で時計方向に回動付勢し
ており、かつ第１図の位置でフレーム１５に設けられた
図示しないストッパにより位置決めされている。またこ
の状態はラッチ部２４ａがラッチリンク２３の下端部に
当接係止するラッチ状態であり、ラッチリンク２３が固
定軸１６を中心に反時計方向に回動しないように規制す
る。

前記操作リンク１９の下方でケース１０の側壁に一対の
ガイド２９が設けられ、ガイド２９間に可動枠３０が第
１図で上下方向に摺動自在に案内されている。可動枠３
０は上端部に軸受は四部３１（第５図参照）を形成して
おり、この軸受は凹部３１に作動軸２０が下方に移動す
るのを阻止する状態に保合できるようにしている。前記
開極ばね４２は可動接触子４とともに後述する。

前記電磁石５はプランジャ型を実施例とし、そのプラン
ジャである可動部７と、可動部７を内部に有するコイル
筒３３と、コイル筒３３の両端にまたがるヨーク４０と
、ヨーク４０の内側でコイル筒３３に巻装されたコイル
３２と、コイル筒３３内で可動部７に対向する固定鉄心
４１と、可動部７と固定鉄心４１との間に介在される図
示しない復帰ばねと、作動リンク３５とで構成されてい
る。

前記ヨーク４０がフレーム１５のトリップリンク２４の
下方に固定されている。前記可動部７は固定鉄心４１を
貫通する可動棒７ａを一体または別体に設け、また可動
部７の上端部につば状の保合部３４を有し、保合部３４
が電磁石５の動作により前記トリップリンク２４の短絡
応答部２７に係合するように対向している。作動リンク
３５は可動棒７ａの下方に固定軸３６によりケース１０
に回動自在に保持されている。この作動リンク３５はＬ
字形をなしその屈曲部に固定軸３６を有し、固定軸３６
に復帰ばね３７の巻部を掛け、復帰ばね３７の一端をケ
ース１０の底面に係止し、他端を作動リンク３５に係止
して、作動リンク３５を時計方向に付勢し、そのばね作
用により作動リンク３５の一端３５ａで可動棒７ａの下
端を上方に押圧し、可動部７の段部がコイル筒３３の上
端の内側段部に係止することにより位置決めされている
。なお、電磁石５の前記図示しない復帰ばねは復帰ばね
２８．３７に兼用させることができる。

電磁石５は図示しない復帰ばねのばね力の設定により短
絡電流を検出するものであるが、過電流を検出するため
バイメタル３８がケース１０内に設けられる。バイメタ
ル３８の基端部は負荷側端子１１に固着され、先端部に
ギャップ調整ねじ３９を設け、ギャップ調整ねじ３９の
先端を前記過電流応答部２６に対向している。

前記可動接触子４は中間部が開極ばね４２により上方に
付勢された状態に支持され、先端部に前記可動接点３が
固着され、後端部の湾曲部４３は前記電磁石５の下端で
あるヨーク４０の下面に対向し、さらに開極ばね４２と
可動接点３との間に前記可動枠３０の下端部を当接させ
、可動枠３０により可動接点３が固定接点１に接触する
方向に可動接触子４を押圧している。可動接触子４はこ
の構成により可動接点３に電磁反発力が加わると可動枠
３０を支点にして開極ばね４２が圧縮されて反時計方向
に回動し、これにより開離動作することができる。なお
、開極ばね４２はハンドル復帰ばね２２よりもばね力を
大きく設定している。

前記遮へい仮９は絶縁部材で形成され、第２図にも示す
ようにケース１０に形成したガイド／ｎ　４６に摺動自
在に支持され、先端部が前記固定接点１と可動接点３と
の間の側方に位置し、後端部に係合孔４７を存して係合
孔４７に前記作動リンク３５の他端部３５ｂが係合して
いる。また遮へい仮９の後端部に切欠６５を形成して前
記可動棒７ａを通している。前記遮へい仮９は復帰ばね
３７により作動リンク３５に引っ張られて第１図に示す
後退位置に位置している。電磁石５の動作により可動棒
７ａが下方に移動して作動リンク３５を復帰ばね３７に
抗して押圧すると、作動リンク３５が反時計方向に回動
して他端部３５ｂにより遮へい板９を前進動作させ、遮
へい仮９の先端部が前記可動接点３と固定接点１との間
に位置して両者を遮へいする。

前記固定接触子２は、ケース１ｏの開閉・トリップ手段
８の下位側を仕切る仕切り板６６の下位側に配置され、
前記固定接点１が仕切り板６６に形成された切欠６７に
通されて開閉・トリップ手段８側に臨んでいる。前記固
定接点１を先端部に有する固定接触子２の基端部は途中
まで可動接触子４の後端部の方向に延出する延出部４９
を有する。これにより可動接点３と固定接点１とが接触
した状態で可動接触子４と固定接触子２との間に電流が
流れると電磁反発力が生じ、異常７Ｍ、流の場合にはそ
の電磁反発力が大きくなって可動接点３を押上げるため
、前記開極ばね４２を圧縮して可動接点３が開極動作す
る。固定接触子２の基端部はその延出部４９から横Ｕ字
折曲部５０を介して反対側に延出し、この反対側延出部
４４は中間部にわん曲部４５を有し、ケース１０に設け
た固定軸４８に係合して回動自在に支持され、また固定
軸４８よりも基端４９′側にばね５６を設けて固定接点
１を可動接点３から離間する方向に付勢するとともに、
基端部４９′は有極電磁石５０のプランジャ５１により
固定状態に保持されている。

有極電磁石５０は、リモートコントロール制御やタイマ
回路を接続してタイマ機能をもたせるために設けたもの
で、プランジャ５１．コイル５２を巻装したコイル枠５
５．ヨーク５３．５４．およびヨーク５３．５４間に介
在された永久磁石６９（磁極をＮ、Ｓで表示）とで構成
され、プランジャ５１の第１の接極子５１ａがヨーク５
３に接触しかつ第２の接°極子５１ｂがヨーク５４に接
触する第１図の状態を安定状態としている。前記プラン
ジャ５１の突出部の溝５７に固定接触子２の基端部４９
′が係合し、固定接点１はプランジャ５１を介して永久
磁石６９の保持力により固定接点１としての固定状態が
保持される。有極電磁石５０のコイル５２が通電される
と励磁によりプランジャ５１が反対側へ移動し、固定接
触子２が固定軸４８を中心に時計方向に回動するため、
固定接点１が可動接点２から開離する。

この回路しゃ断器の内部電路を形成するため、バイメタ
ル３８と電磁石５のコイル３２との間、コイル３２と可
動接触子４との間および固定接触子２と電源側端子１２
との間にそれぞれ可とう電線５７〜５９が接続されてい
る。したがって内部電路は、負荷側端子１１側からみる
と負荷側端子１１→バイメタル３８−可とう電線５７−
コイル３２−可とう電線５８−可動接触子４−可動接点
３−固定接点１−固定接触子２−可とう電線５９−電源
側端子１２となる。

なお、６０は有極電磁石５０のコイル５２に接続されて
通電状態を表示する発光ダイオードを実施例とする通電
表示ランプ、６１は通電表示ランプ６０に対応してケー
ス１０の窓６２に設けられた透光性の表示板、６３はギ
ャップ調整ねじ３９に対応してケース１０の窓６４に設
けられた覆い仮である。

この回路しゃ断器の動作について、説明する。

すなわち、第１図は回路しゃ断器のオン状態、第３図は
オフ状態である。オフ状態からハンドル６を第１図の状
態に反時計方向に倒すと、ハンドル６が固定軸１６を中
心に回動し、可動軸１８が反時計方向へ回動する。操作
リンク１９は作動軸２゜がラッチリンク２３を摺動しな
がら下方へ移動するため操作リンク１９は垂直姿勢とな
る方向に回動する。このときハンドル復帰ばね２２が引
張される。作動軸２０の移動により、作動軸２０に係合
する軸受は凹部３１を有する可動枠３０がガイド２９に
ガイドされて下方へ移動する。可動接触子４は可動枠３
０の下端部に押圧されて第３図の状態から反時計方向へ
回動し、まず可動接点３が固定接点１に接触し、ついで
可動接点３が固定接点１に接触した状態で可動接触子拳
が固定接点１を支点に時計方向に回動し、開極ばね４２
を圧縮することにより接点圧が与えられ、同時に可動接
点２が固定接点１の表面を転勤（ローリング）すること
により投入時のアークにより接点溶着が起きたときの溶
着ブリフジを破壊する。また開極ばね４２が圧縮される
ため、その反力が可動枠３１を介して操作リンク１９に
加わり、可動軸１８が固定軸１６と作動軸２０とを結ぶ
線と交差する反転死点を越えると、開極ばね４２により
可動軸１８を押上げてハンドル６を倒れた方向へ付勢す
る。

可動軸１８は図示しないストッパに係止し、ハンドル６
は第１図の状態を維持する。したがって、電源側端子１
２および負荷側端子７を線路の負荷に接続す−ると、内
部電路を電流が流れることとなる。

第１図のオン状態から、ハンドル６を第３図の状態へ倒
すと、前記動作と反対に可動軸１８が時計方向へ回動し
、開極ばね４２の付勢力により作動軸２０がラッチリン
ク２３に摺動して上方に移動し、可動枠３０が上方に移
動して、可動接触子４が開離動作する。可動接触子４の
基端部のわん曲部４３が電磁石５の下端に当接するとそ
の当接点を支点に可動接触子４が回動し、可動接点３が
固定接点１から大きく開離する。

第４図は異常電流のうち短絡電流が流れた直後の状態、
第５図は開閉・トリップ手段８が動作完了した状態であ
る。内部電路に短絡電流が流れると、まず３つの動作が
同時に起こる。第１は可動接触子４が固定接触子２との
電磁反発力により開極ばね４２のばね力に抗して可動枠
３０の下端部を支点に回動し、可動接点３が固定接点１
から開離することである。第２は電磁石５の可動部７が
復帰ばね３７のばね力に抗して動作し、可動枠７ａで作
動リンク３５を回動させ、遮へい板９を進出動作させる
ことである。第３はトリップリンク２４を固定軸２５を
中心に回動させ、ランチリンク２３を釈放する。この３
つのうち、前記第３により開閉・トリップ手段８がトリ
ップ動作を開始し、可動接触子４をトリップ開極させる
が、リンク動作のため前記第１および第２よりも遅れ、
第４図のように第１および第２の動作が先に行われる。

すなわち、ｔｍ反発力により可動接点３が開離すると同
時に遮へい仮９が可動接点３と固定接点１との間に挿入
され、開極時に発生するアークをしゃ断する。

この動作に続いて第５図の状態に至る前記第３の開閉・
トリップ手段８によるトリップ動作は、トリップリンク
２４が反時計方向に回動してそのラッチ部２４ａがラッ
チリンク２３の下端部の側面から離れる釈放動作をする
と、開極ばね４２に基づいて作動軸２０がランチリンク
２３を押圧する力によりラッチリンク２３が固定軸１６
を中心に反時計方向へ回動し、作動軸２０が可動枠３０
の軸受は凹部３１から離れる。同時に開極ばね４２の付
勢力により可動枠３０が上方に移動し、それにつれて可
動接触子４が開離動作し可動接触子４の湾曲部４３が電
磁石５の下端に接触し、湾曲部４３を中心に可動接触子
４が回動し可動接点３が前記電磁反発力による開離位置
からさらに開離動作する。この可動接触子４の開離位置
は図示しないストッパにより規制される。また前記作動
軸２０が軸受は凹部３１から離れると開極ばね４２の影
響を受けないため、ハンドル復帰ばね２２の作用により
可動軸１８が時計方向に回動し、ハンドル６は中立姿勢
となる。このハンドル６の中立姿勢によりトリップ表示
が行われる。

トリップ開極により内部電路の電流がしゃ断されると、
電磁反発力がなくなるが開閉・トリップ手段８の動作に
より開極状態が維持される。また電磁石５の吸引力がな
くなるため可動部７が図示しない復帰ばねにより復帰し
、同時に遮へい板９が復帰する。

短絡事故の修復後のリセ７）は、第５図の状態から中立
姿勢のハンドル６を第３図のオフ状態へ倒す。ハンドル
６の回動により可動軸１８が時計方向へ回動するため操
作リンク１９が引き上げられ、作動軸２０が可動枠３０
の軸受は凹部３１に係合する。またハンドル６のリセッ
ト突起６８によりラッチリンク２３が固定軸１８を中心
に時計方向に回動させ、復帰ばね２８によりトリップリ
ンク２４が復帰してラッチ部２４ａがランチリンク２３
の下端部の側面に係止し、第１図および第３図のように
ランチリンク２３をランチ状態とする。これによりオフ
状態となる。

つぎにオン状態において内部電路に過電流が流れると、
電磁石５は復帰ばね３７が吸引力よりも大きいばね力を
有するため可動部７が動作しないが、バイメタル３８が
自己加熱されてわん曲し、ギャップ調整ねじ３９の先端
でトリップリンク２４の過電流応答部２６を押し、これ
によりトリップリンク２４が回動してラッチリンク２３
を釈放する。その後の開閉・トリップ手段８のトリップ
動作は前記と同様である。

また第１図のオン状態で、を極電磁石５０のコイル５２
に電流を通電すると、プランジャ５１が第１図で上方に
移動し、固定接触子２の後端部４９が時計方向に回動し
、固定接点１が可動接点３から開離する。したがって、
ハンドル６がオンの位置にあっても内部電路はしゃ断さ
れる。反対に固定接点１が第１図の状態にあってもハン
ドル６をオフ位置へ倒すことによりオフとなるため、い
ずれの場合もオフ優先となる。

このように構成したため、この実施例によれば、異常電
流たとえば短絡電流が流れると、開閉・トリップ手段８
がトリップ動作する前に可動接触子４は電磁反発力によ
り開離動作する。同時に電磁石５の可動部７の動作に連
動して開閉・トリップ手段８の動作によることなく、遮
へい板９を固定接点１と可動接点３との間に挿入させる
。この結果、開閉・トリップ手段８の動作による遅れ時
間の影響がないため、異常電流が発生してから遮へい板
９が動作完了するまでの時間を短縮でき、アークしゃ断
時間を短縮できるため大きなしゃ断容量を実現すること
ができる。

実験によれば、遮へい板９が動作完了するまでの時間が
２ｍｓであった。第６図はその時のアーク電圧波形図を
示す。Ｑ５は推定短絡電流、Ｑ６はしゃ断電流、Ｑ７は
接点アーク電圧であるが、第７図と比較してしゃ断電流
が小さくなるため、固定接点１．可動接点３、ケース１
０．遮へい板９等のアークによる損傷が小さいことがわ
かる。

また従来のように、開極ばね４２のばね力を強くするこ
とによって遮へい板９の動作速度を高くする必要がない
ため、ハンドル６の操作荷重を増大することがない。

なお、前記実施例において可動枠３ｏと可動接触子４と
は軸で連結されてもよい。この発明において、開閉・ト
リップ手段は前記実施例に限定されるものでない。たと
えば実施例と同型のリンク機構で構成された退入速断型
および反転ばね式の速断速入型などにも適用できるもの
である。また異常電流について、前記実施例は短絡電流
を対象としたが、アークが発生する過負荷電流に対して
適用できるものである。

〔発明の効果〕

この発明の回路しゃ断器によれば、異常電流たとえば短
絡電流が流れると、開閉・トリップ手段がトリップ動作
する前に可動接触子は電磁反発力により開離動作する。

同時に電磁石の可動部の動作に連動して開閉・トリップ
手段の動作によることなく、遮へい板を固定接点と可動
接点との間に挿入させる。この結果、開閉・トリップ手
段の動作による遅れ時間の影響がないため、異常電流が
発生してから遮へい板が動作完了するまでの時間を短縮
でき、アークしゃ断時間を短縮できるため大きなしゃ断
容量を実現することができる。しかも開閉・トリップ手
段の開極ばねを大きくする必要がないため、ハンドルの
操作荷重を増大することがないという効果があず。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のオン状態の断面図、第２
図は遮へい板部分を示す部分斜視図、第３図はオフ状態
の断面図、第４図はトリップ直後の遮へい板の動作状態
を示す断面図、第５図はトリップ動作が完了した状態を
示す断面図、第６図はこの実施例のアーク電圧波形図、
第７図は従来例のアーク電圧波形図、第８図は従来例の
部分断面図である。 １・・・固定接点、２・・・固定接触子、３・・・可動
接点、４・・・可動接触子、５・・・電磁石、６・・・
ハンドル、７・・・可動部、８・・・開閉・トリップ手
段、９・・・遮へい板 第２図 −ＦＦ　　　藺　　（ｍｓｅｃ） 第７図 Ｆｔ　Ｉ８Ｉ（ｍｓｅｃ） 第６図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定接点を有する固定接触子と、前記固定接点に対して
   開閉する可動接点を有し前記固定接触子に対して電磁反
   発力が生じるように対向配置された可動接触子と、負荷
   の異常電流を検出する電磁石と、前記異常電流による電
   磁反発力により前記可動接触子が開離可能となるように
   前記可動接触子と前記可動接触子を開閉操作するハンド
   ルとを連係するとともに前記電磁石の可動部の動作に連
   動して前記可動接触子をトリップ開極させる開閉・トリ
   ップ手段と、前記電磁石の可動部に連結されて前記電磁
   反発力により開離した前記固定接点と可動接点との間に
   前記可動部の動作により挿入される消弧用の遮へい板と
   を備えた回路しゃ断器。