JPS642363Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の技術分野〕 本考案は大電流が流れた時に過電流に応動する
引外し電磁石により可動接触子を直接的に開離
し、過電流引外し装置による可動接触子の開離動
作を待たずに限流しや断する回路しや断器に関す
る。

〔従来技術とその問題点〕

一般にこの種の回路しや断器は、短絡電流のよ
うな大電流のしや断には十分な性能を発揮する反
面、回路電流が漸増して過電流状態となつた比較
的小電流の領域におけるしや断に安定した性能が
得られず、その結果該電流のしや断時、接点が溶
着を起すことになり、それを除くことが要求され
ていた。また電磁反発力により接触圧力に打勝つ
て接点を開離するようにしたものでは、要求され
る接触圧力の大きさは通電容量、耐溶着性能の面
からある一定値以下にすることは困難であるため
必然的に限流開始電流を小さくすることも困難と
なり、限流性能に限界があつた。

従来の回路しや断器の一例を第１図および第２
図に示す断面図を基に説明する。第１図は閉路状
態であり、開閉操作用のハンドル１には可動接触
子２の開閉動作を行なうためにトグル機構３が連
結されている。接触子が閉路状態で回路に異常電
流が流れると、過電流引外し装置４の作用により
爪４１と引外しレバー３１との係合が外れ、自動
的にトグル機構３が反転し接点の自動開路が行な
われる。固定接触子５、電源側端子６、負荷側端
子７および消弧装置８などの構成部品は絶縁物製
のカバー９およびケース１０内に組立てられてい
る。ここにおいて、可動接触子２と固定接触子５
とは、両者間に電磁反発力を生じさせるべく、互
いに平行する部分を有している。第２図は、過電
流引外し装置４の爪外し作用にともなうトグル機
構３の反転による可動接触子２の開極動作の前
に、固定・可動両接触子間に生じた電磁反発力に
よつて固定接触子５が開離した状態を示す。配置
上平行部分のある可動接触子２および固定接触子
５をとおして流れる電流Ｉの大きさと、固定接触
子５が受ける電磁反発力Ｆとの間には Ｆ＝kI²……(1)（但しｋは定数）が成立つ。従
つてある大きさ以下の電流に対しては固定接触子
５の開離が行なわれないように、引張りスプリン
グ２２にて固定接触子５に時計方向への回転力を
与え、もつて電磁反発力により固定接触子５が軸
１１を中心として反時計方向に回転するのをさま
たげる。このスプリングの力をｆとすれば、電流
Ｉが、 ｆ＝kI²……(2) 即ちＩ＝ｆ／ｋ……(3) なる電流以上になると固定接触子５は開離し始め
るが、ちようど(3)式が成立する状態では接触圧力
は０となりしかも接点は開離しないままである。
以上のようにこの回路しや断器は必ずこの接触圧
力０の領域が存在し、この領域の電流の場合には
接点が溶着を起すという欠点があつた。

〔考案の目的〕

この考案は上記欠点に鑑み、限流開始電流値よ
りも小さな電流に対してはその増加にともなつて
電磁反発力による接触圧力が増大し、電流が前記
値以上になると開離するような接触子を備えた回
路しや断器を提供し、もつて、開離時に接点が溶
着することがないようにすることを第一の目的と
する。

また前記したような従来の回路しや断器の構成
においては、所定の接触圧力を得るために接触ス
プリングの力ｆは通電容量及び耐溶着性能の面か
らある一定値以下にすることは困難であり、従つ
て限流開始電流Ｉの値もｆによつて定まる一定値
以下にすることは困難である。一方、限流性能の
向上のためには限流開始電流はなるべく小さくす
ることが望ましい。更に小定格電流の場合には回
路しや断器の熱動引外し装置の過電流耐量が大き
な定格電流のものに比して小さいこと、また回路
しや断器に直列に接続される機器の過電流耐量も
小さいことから、これらを保護するためには小さ
い定格電流のものは大きい定格電流のものに比
し、開極開始電流を小さくすることにより、全し
や断電流時間積値（∫i²dt）を小さくし、保護協
調をとることが重要である。

そこで本考案は引外し電磁石のアンペアターン
を増減することにより、接触圧力ｆとは無関係に
限流開始電流を選択できるようにすることを第二
の目的とする。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の実施例を図面を基に詳細に説明
する。

第３図は本考案による回路しや断器の定常通電
状態を示す。電流は電源側端子６からリード線１
２を通り、固定接触子５から可動接触子２を通り
リード線２３から引外し電磁石１３を貫通して熱
動引外し要素１４を通つて負荷側端子７に至る。
定常状態では電流の大きさは引外し電磁石１３の
固定鉄心１３５が可動鉄心１３１をバツクスプリ
ング１３２に抗して吸引するまでに至らず、従つ
て可動接触子の端部１５は、ホルダー１６に回動
自在に設けられ、時計方向に偏力の与えられた軸
１９の一部を切欠いて形成した半月形の爪１７に
係合したままとなる。この状態では、ハンドル１
の操作により公知のトグル機構（図示せず）を介
してホルダー１６が回動されて通常の開閉動作が
行なわれる。

第３図の状態において回路に異常電流が流れそ
の大きさが可動鉄心１３１を吸引開始する設定さ
れた電流以上になると可動鉄心１３１の先端の押
棒１３３が軸１９と１体になつている受部１８を
押し、この軸１９を時計方向に回転させるので、
可動接触子２の端部１５と爪１７との係合が外さ
れる。

第４図は過電流により可動鉄心１３１が吸収さ
れ、可動接触子２の端部１５と爪１７との係合が
外れて可動接触子２が過電流引外し装置４の動作
に基づくホルダー１６の動きを待たずに引張りス
プリング５０の力によりピン５１を中心として単
独に開極した状態を示す。

一方、可動鉄心１３１が吸引されると上記した
ように可動接触子２と爪１７との係合を外すと同
時に可動鉄心の押棒１３３とは反対側にある押金
１３４は連結金具２０を軸２１を支点として時計
方向に回転させ、引外しのための爪４１を外して
一般の回路しや断器におけると同様の動作により
トグルリンクによりホルダー１６を回動させて、
可動接触子を開極させる。この状態を第５図に示
す。ホルダー１６の開極が終了すると可動接触子
２はストツパー２２に衝突し、引外された可動接
触子２の端部１５と爪１７との係合は自動的に復
帰し、次の開閉動作に備える。

以上の構成において、いま固定接触子５のピン
１１の中心から接点５ａまでの距離をl₁、接点と
反対側の端までの距離をl₂とし、可動接触子２
と、固定接触子５との間に発生する電磁反発力の
うちl₁部分で受ける力をF₁，l₂部分で受ける力を
F₂とすれば、電流Ｉに対してF₁＝K₁I²、F₂＝
K₂I²（K₁，K₂は定数）であり、ピン１１を中心す
る固定接触子５の受けるモーメントがF₁l₁＜F₂l₂
となるようにl₁とl₂との寸法関係を決定しておけ
ば、前記した引外し電磁石１３による可動接触子
の開離が行われる以下の電流では「固定接触子５
に作用する電磁反発力は、固定接触子５のピン１
１より右側のl₂部分の方がピン１１より左側のl₁
部分より大きくなるため、この電磁反発力により
固定接触子５はピン１１を支点として時計方向の
回転力を受ける。この回転力により固定接触子５
の接点５のは可動接触子２の接点を押圧するよう
に作用し、両接点間の接触圧力が増大し、その大
きさは、電流の大きさの２乗に比例する。このよ
うな固定接触子５に生じる電磁反発力だけで、両
接触子間の接触圧力を得ようとすると、電流の小
さいところでは、この接触圧力が不足するように
なるので、これを補うため、固定接触子５の先端
側（接点５ａ側）に押上げ方向、すなわち可動接
触子の方向に作用する接触スプリング５ｂを設
け、この接触スプリング５ｂにより常に一定の接
触圧力が得られるようにする。

上記の接触スプリング５ｂおよび電磁反発力に
よる固定接触子５に与えられる時計方向の回転力
は、可動接触子の開離方向と同一方向となるが固
定接触子５の回動範囲の所定位置に時計方向の回
転を規制するストツパを設けることによつて可動
接触子の開離運動が阻害されることを防止でき
る。

〔考案の効果〕

第６図に曲線Ａで示すように、短絡電流が流れ
た場合、一般の引外し動作では引外し装置４の爪
外れによるホルダーの動作により、可動接触子を
開極するためこの時の時間遅れt₁を待つて電流の
しや断を開始する。このため回路電流はそのピー
ク値まで達してしや断しなければならない。これ
に対し本考案によれば、固定接触子、該接触子に
接離する可動接触子および回路に過電流が流れた
際これを検知して可動接触子を固定接触子から開
離させる過電流引外し装置を備えてなる回路しや
断器において、可動接触子を回動可能に保持する
ホルダーに可動接触子の端部と係脱可能の爪を設
けかつ可動接触子に前記爪から離脱した際該可動
接触子に固定接触子から離れる方向に作用するス
プリングを取りつけるとともに、固定鉄心、可動
鉄心および可動鉄心に連動し可動鉄心が固定鉄心
に吸着された際前記爪に作用してこの爪と可動接
触子との係合を外す押棒からなる電磁石を備え、
他方、固定接触子を可動接触子に対向して回動し
うるようにピンを介して配設し、かつピンを、前
記固定接触子に作用する電磁反発力による前記ピ
ンから固定接点側の部分のモーメントよりも前記
ピンから反固定接点側の部分のモーメントが大き
くなるような固定接触子の位置に設けるとともに
固定接触子の固定接点側に可動接触子に向けて付
勢する接触スプリングを設けた構成としたので、
ホルダーによる開極を待たずに可動接触子を引外
し電磁石で直接開極するためその動作時間は極め
て速く、第６図のt₂で示す時間で開極を開始し、
アーク抵抗により回路電流を図中点線Ｂで示すご
とく限流しや断することができる。また開極開始
電流以下の電流に対しては電磁反発力により接触
圧力を増大させることができ、接点溶着の発生を
低減できる。限流開始電流の大きさは引外し電磁
石の励磁アンペアターン即ち巻線の巻回数を増減
することにより、自由に選択することができる。
従つて非常に安定した高性能の限流しや断器が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ異なる状態にお
ける従来の回路しや断器の縦断面図、第３図、第
４図および第５図は各々異なる状態における本考
案による回路しや断器の一部破断側面図、第６図
は従来のおよび本考案による回路しや断器の動作
時間を示すための線図である。 ２……可動接触子、４……過電流引外し装置、
５……固定接触子、１１……ピン、１３……電磁
石、１３１……可動鉄心、１３３……押棒、１３
５……固定鉄心、１６……ホルダー、１７……
爪、５０……スプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 固定接触子、該接触子に接離する可動接触子お
   よび回路に過電流が流れた際これを検知して可動
   接触子を固定接触子から開離させる過電流引外し
   装置を備えてなる回路しや断器において、可動接
   触子を回動可能に保持するホルダーに可動接触子
   の端部と係脱可能の爪を設けかつ可動接触子に前
   記爪から離脱した際該可動接触子に固定接触子か
   ら離れる方向に作用するスプリングを取りつける
   とともに、固定鉄心、可動鉄心および可動鉄心に
   連動し可動鉄心が固定鉄心に吸着された際前記爪
   に作用してこの爪と可動接触子との係合を外す押
   棒からなる電磁石を備え、他方、固定接触子を可
   動接触子に対向して回動しうるようにピンを介し
   て配設し、かつこのピンを、前記固定接触子に作
   用する電磁反発力による前記ピンより、固定接点
   側の部分のモーメントよりも前記ピンより反固定
   接点側の部分のモーメントが大きくなるような固
   定接触子の位置に設けるとともに固定接触子の固
   定接点側に可動接触子に向けて付勢する接触スプ
   リングを設けたことを特徴とする回路しや断器。