JPWO2015151394A1 - Breaker - Google Patents
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Abstract
遮断器は、固定接点を有する固定端子と、固定接点に対して開閉動作により接離するための可動接点を有する可動端子と、可動側走行部と、固定側転流部と、グリッドと、二つの側板と、二つのリブブロックとを有する。可動側走行部は、可動端子と電気的に接続されている。固定側転流部は、固定端子と電気的に接続されている。グリッドは可動側走行部と固定側転流部との間に配置されている。二つのリブブロックの各々には、固定接点からグリッドに向かって延びる複数のリブが形成されている。二つのリブブロックは、互いに複数のリブを対向させて配置されている。二つの側板は、二つのリブブロックを挟んでいる。二つの側板の各々に、二つのリブブロックの各ひとつが着脱するに適して取付けられている。The circuit breaker includes a fixed terminal having a fixed contact, a movable terminal having a movable contact for contact with and separating from the fixed contact by an opening / closing operation, a movable side traveling unit, a fixed side commutation unit, a grid, One side plate and two rib blocks. The movable side traveling unit is electrically connected to the movable terminal. The fixed side commutation part is electrically connected to the fixed terminal. The grid is disposed between the movable side traveling unit and the fixed side commutation unit. Each of the two rib blocks is formed with a plurality of ribs extending from the fixed contact toward the grid. The two rib blocks are arranged with a plurality of ribs facing each other. The two side plates sandwich the two rib blocks. Each one of the two rib blocks is attached to each of the two side plates so as to be detachable.
Description
本発明は、遮断器に関する。 The present invention relates to a circuit breaker.
一般に家庭の屋内配線には、過電流による屋内配線あるいは、屋内配線の先に接続される電気機器の損傷を防止するために、商用電源から屋内配線との間に、遮断器が配設されている。遮断器は、電路を開閉する接点を有しており、遮断器に過電流が流れると、接点が開き、電路を遮断する。遮断器において、手動操作あるいは過電流検出により接点が開かれるとき、その接点間にアークが発生する。遮断器は、アークを速やかに消滅する消アーク部を有している(例えば、特許文献1〜5)。
In general, in indoor wiring at home, a circuit breaker is installed between the commercial power supply and the indoor wiring to prevent damage to the indoor wiring due to overcurrent or electrical equipment connected to the tip of the indoor wiring. Yes. The circuit breaker has a contact for opening and closing the electric circuit, and when an overcurrent flows through the circuit breaker, the contact is opened to interrupt the electric circuit. In a circuit breaker, when a contact is opened by manual operation or overcurrent detection, an arc is generated between the contacts. The circuit breaker has a extinguishing arc portion that quickly extinguishes the arc (for example,
本発明による遮断器は、固定接点を有する固定端子と、固定接点に対して開閉動作により接離するための可動接点を有する可動端子と、可動側走行部と、固定側転流部と、グリッドと、二つの側板と、二つのリブブロックとを有する。可動側走行部は、可動端子と電気的に接続されている。固定側転流部は、固定端子と電気的に接続されている。グリッドは可動側走行部と固定側転流部との間に配置されている。二つのリブブロックの各々には、固定接点からグリッドに向かって延びる複数のリブが形成されている。二つのリブブロックは、互いに複数のリブを対向させて配置されている。二つの側板は、二つのリブブロックを挟んでいる。二つの側板の各々に、二つのリブブロックの各ひとつが着脱するに適して取付けられている。 A circuit breaker according to the present invention includes a fixed terminal having a fixed contact, a movable terminal having a movable contact for making contact with and separating from the fixed contact by an opening / closing operation, a movable side traveling unit, a fixed side commutation unit, and a grid And two side plates and two rib blocks. The movable side traveling unit is electrically connected to the movable terminal. The fixed side commutation part is electrically connected to the fixed terminal. The grid is disposed between the movable side traveling unit and the fixed side commutation unit. Each of the two rib blocks is formed with a plurality of ribs extending from the fixed contact toward the grid. The two rib blocks are arranged with a plurality of ribs facing each other. The two side plates sandwich the two rib blocks. Each one of the two rib blocks is attached to each of the two side plates so as to be detachable.
以上の構成により、本発明にかかる遮断器において、アーク電圧の上昇を促進させて、アーク電流のアーク電流制限性能を向上させることができる。 With the above configuration, in the circuit breaker according to the present invention, an increase in arc voltage can be promoted, and the arc current limiting performance of the arc current can be improved.
本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来技術の遮断器200における課題を説明する。
Prior to the description of the embodiment of the present invention, problems in the prior
図7は、遮断器200の内部側面図であり、図8Aは遮断器200におけるアークが固定側走行部116と可動側走行部118との間に移行した状態を示す図であり、図8Bは、遮断器200におけるアークが固定側転流部119と可動側走行部118との間に移行した状態を示す図である。なお、図7、図8A,図8Bはいずれも、固定接点113と可動接点115とが離れた状態である。
FIG. 7 is an internal side view of the
固定接点113から可動接点115が離れるとき、固定接点113と可動接点115との間にアークが発生する。アークの発生に起因して高温ガスが発生する。高温ガスは、高温ガス流Fとなって、側板122に設けられた複数のリブ123により、発生箇所からグリッド117に向かって案内される。グリッド117は、積層された複数の鉄板で構成されおり、アークを誘導する機能を有している。アークは、グリッド117に誘導されることにより、固定接点113と電気的に接続されている固定側走行部116の先端116aと可動側走行部118の間に移行し、アークA1となる。高温ガスがグリッド117に移動すると、アークA1は冷却され、アークA1の電路が高抵抗化される。そのため、アークA1は、可動側走行部117と、固定側走行部116と電気的に接続されている固定側転流部119との間に移行し、アークA2となる。その結果、アーク電圧の上昇によりアーク電流が制限されるため、アークA2は消滅する。
When the
遮断器200では、固定接点113からグリッド117に向かって延び、かつ、湾曲した複数のリブ123が、ほぼ等間隔で配置されている。リブ123のリブ先端部123bは、グリッド117に向かって延びている。ただし、固定側走行部116が配置されている箇所には、リブ123は配置されていない。すなわち、グリッド117の中間部17Mから固定側転流部119(グリッド117の上部)の範囲に延びるリブ123は、形成されていない。従って、図8Aに示すように、高温ガス流Fの多くは、リブ123によりグリッド117の中間部17Mから可動側走行部118(グリッド117の下部)の範囲に案内される。
In the
そのため、アークA1は、固定側走行部116から固定側転流部119に移行し難く、可動側走行部118と固定側走行部116との間に滞留しやすくなる。
For this reason, the arc A1 is less likely to move from the fixed-
図9は、遮断器200におけるアーク電圧及びアーク電流の時間推移を示す。アークA1の滞留により、アークの発生初期(3msec〜4msec)において、アーク電圧Va2の上昇が妨げられるため、アーク電流Ia2のアーク電流制限性能が低下する。すなわち、アーク電流Ia2においてピークに達してから減少する電流値ΔIa2が不足することがある。
FIG. 9 shows the time transition of the arc voltage and arc current in the
一方で、高いアーク電流制限性能を必要としない遮断器では、リブ123を必要としない場合もある。
On the other hand, in a circuit breaker that does not require high arc current limiting performance, the
以下、本発明の一態様にかかる遮断器を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも好ましい一具体例を示すものである。実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。したがって、以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順などは、一例であって本開示を限定するものではない。 Hereinafter, the circuit breaker concerning one mode of the present invention is explained, referring to drawings. Note that each of the embodiments described below shows a preferred specific example. Among the constituent elements in the embodiment, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements. Accordingly, numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and do not limit the present disclosure.
また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。各図において、実質的に同じの構造については同じの符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。 Each figure is a mimetic diagram and is not necessarily illustrated strictly. In each figure, substantially the same structure is denoted by the same reference numeral, and redundant description is omitted or simplified.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1に係る遮断器100を図1から図4を参照して説明する。図1は、遮断器100の内部側面図である。(Embodiment 1)
Hereinafter, the
図2Aは、遮断器100におけるリブブロック23の斜視図である。図2Bは、遮断器100において、リブブロック23を取り外した状態を示す内部側面図である。図3Aは、遮断器100におけるアークが固定側走行部16と可動側走行部18との間に移行した状態を示す図である。図3Bは、遮断器100におけるアークが固定側転流部19と可動側走行部18との間に移行した状態を示す図である。図4は、遮断器100におけるアーク電流及びアーク電圧の時間推移を示す説明図である。なお、図1、図2B,図3A、図3Bはいずれも、固定接点13と可動接点15とが離れた状態である。
FIG. 2A is a perspective view of the
遮断器100は、固定接点13を有する固定端子12と、固定接点13に対して開閉動作により接離するための可動接点15を有する可動端子14とを有している。固定接点13と可動接点15とは対向して配置されている。固定端子12はケース11に固定され、可動端子14は、ケース11に対して回動するに適して、ケース11に支持されている。固定端子12及び可動端子14はともに板状に加工した金属で構成されている。
The
固定端子12及び可動端子14は商用電源からの配線に介在される。可動端子14が回動することによって、固定接点13と可動接点15とが離されると、商用電源からの電路が遮断される。
The fixed
遮断器100において、固定側走行部16が、可動端子14から遠ざかる方向に湾曲して、固定端子12から延び出ている。固定接点13を有する固定端子12及び固定側走行部16は、金属板材であって、一体形成されており、電気的に接続されている。
In the
遮断器100は、さらに消アーク部を有している。消アーク部は、グリッド17と、可動側走行部18と、固定側転流部19と、二つの側板22とを含む。グリッド17は、隙間17bを介して複数の鉄板17aを積層することにより形成されている。可動側走行部18は、グリッド17の積層方向の一端側に配置されている。固定側走行部16は、グリッド17の積層方向の他端側に配置されている。二つの側板22は、固定側走行部16と可動側走行部18との空間を挟んで配置されている。グリッド17と、可動側走行部18及び固定側転流部19との間にそれぞれ隙間がある。
The
可動側走行部18は可動端子14と電気的に接続されている。固定側転流部19は、固定端子12と電気的に接続されている。グリッド17は、可動側走行部18と固定側転流部19との間に配置されている。固定側走行部16の先端部16aは、グリッド17と対向する位置に配置されている。固定側転流部19は、固定側走行部16よりも可動側走行部18から離れた位置に配置されている。可動側走行部18及び固定側転流部19はともに板状に加工した金属で構成されている。
The movable
遮断器100は、固定側走行部16と可動側走行部18との間にできる空間30を挟む二つの側板22を有している。空間30に、二つのリブブロック23が配置されている。また、固定側走行部16と一体形成される固定端子12も二つの側板22の間に挟まれている。図1には、一方の側板22とリブブロック23が描かれており、他方の側板(図示せず)とリブブロック(図示せず)は、紙面の手前に配置されている。二つのリブブロック23の各々は、紙面に対して面対称の形状を有している。側板22は合成樹脂で形成されており、同じ合成樹脂で形成されるケース11と一体形成されている。側板22にはリブブロック23が着脱するに適して取付けられている。本実施の形態においては、側板22に、リブブロック23を着脱するための凹部31が形成されている。凹部31にリブブロック23が嵌合されている。リブブロック23を側板22に取付ける構成は、これ以外であってもよい。例えば、リブブロック23と側板22とを、ねじ止めしてもよい。
The
リブブロック23には、固定接点13からグリッド17に向かって延びる複数のリブ23a〜23dが形成されている。複数のリブ23a〜23dにおいて、固定走行部16から最も近いリブ23aは、固定側転流部19に向かって延びており、可動側走行部18から最も近いリブ23dは、グリッド17の中間部17Mと可動側走行部18の間に向かって延びている。二つのリブブロック23の各々は、複数のリブ23a〜23d同士を対向させて空間30に配置されている。二つのリブブロック23において、互いに対向して配置されるリブ23a〜23dは接していない。すなわち、対向するリブ23a〜23dの各々の間には隙間がある。リブブロック23は、合成樹脂で形成されている。リブブロック23に用いる合成樹脂は、側板22に用いる合成樹脂であっても良い。
The
遮断器100において、固定接点13と可動接点15とが離された時にアークが発生する。アークに起因して発生する高温ガスは、図3Aに示すように高温ガス流F1〜F3となって、リブ23a〜23dによって、固定接点13及び可動接点15からグリッド17に向けて導かれる。グリッド17に到達した高温ガスは、グリッド17を構成する鉄板17aの隙間17bに流れ込み、鉄板17aに沿って流れ、排気口29から外部に放出される。
In the
図2Aに示すように、リブ23a〜23dは、固定端子12及び固定側走行部16を取り囲むように湾曲して形成されている。リブ23a〜23dの一方の端部をリブ基端部23a1〜23d1とし、同じく他方の端部をリブ先端部23a2〜23d2とする。リブ基端部23a1〜23d1は互いに等間隔で配置されている。リブ23a〜23dは、リブ基端部23a1〜23d1からリブ先端部23a2〜23d2に向かって、隣り合うリブ23a〜23dの間隔が徐々に広がるように形成されている。すなわち、固定接点13に近いリブ端部であるリブ基端部23a1〜23d1における間隔よりもグリッド17に近いリブ端部であるリブ先端部23a2〜23d2における間隔の方が広い。
As shown in FIG. 2A, the
固定側走行部16から最も近いリブ23aは、固定側転流部19に向かって延びている。すなわち、リブ23aは、グリッド17において固定側転流部19から最も近い鉄板17aに向かって延びている。
The
リブ23aの隣りにあるリブ23bは、グリッド17の中間部17Mより固定側転流部19に近い鉄板17aに向かって延びている。また、リブ23bの隣りにあるリブ23cは、グリッド17の中間部17Mにある鉄板17aに向かって延びている。リブ23cの隣りにあるリブ23dはグリッド17の中間部17Mより可動側走行部18に近い鉄板17aに向かって延びている。従って、リブ先端部23a2〜23d2は、固定側転流部19から可動側走行部18に向かって、順次向きを変えて形成されている。
The
この構成により、リブ23a〜23dのうち隣り合う2つのリブの各々の間からグリッド17に向かって流れる高温ガス流F1〜F3は、グリッド17全体に渡り偏りなく流れ込む。
With this configuration, the high-temperature gas flows F <b> 1 to F <b> 3 that flow toward the
次に、遮断器100の作用を説明する。
Next, the operation of the
遮断器100では、可動端子14が回動されることにより、可動接点15が固定接点13から引き離されると、遮断器100に介在される電路が遮断される。
In the
すると、固定接点13と可動接点15との間にアークが発生する。固定接点13及び可動接点15から着脱したアークは、図3Aに示すように、グリッド17に誘導されて、固定側走行部16と可動側走行部18との間に移行して、アークA1となる。
Then, an arc is generated between the fixed
このとき、リブ23a〜23dで案内される高温ガス流F1〜F3により、アークA1の固定側走行部16に近い端部A1aは固定側転流部19に移行し、アークA1の可動側走行部18に近い端部A1bはグリッド17の下方に移行することにより、図3Bに示すようにアークA2になる。
At this time, due to the high-temperature gas flows F1 to F3 guided by the
図4に示すように、グリッド17と高温ガスの冷却作用によりアーク電圧Va1の上昇が促進されて、アーク電流Ia1が抑制される。この結果、アーク電流Ia1においてピーク値に達してから所定の時間後に減少する電流値ΔIa1は、図9に示す電流値ΔIa2より大きくなる。その結果、遮断器100のアーク電流制限性能が向上する。すなわち、遮断器100において、アークを確実に消滅させることができる。
As shown in FIG. 4, the rise of the arc voltage Va1 is promoted by the cooling action of the
遮断器100では、次に示す効果を得ることができる。
With the
(1)遮断器100は、リブブロック23を凹部31に嵌合した状態で、固定接点13と可動接点15とが離されたとき、リブ23a〜23dの作用により、アークを固定側転流部19と可動側走行部18との間に移行させることができる。その結果、グリッド17の作用により、アーク電圧の上昇を促進し、遮断器100のアーク電流制限性能を向上させることができる。
(1) When the fixed
(2)アーク電流制限性能を確保する必要がない場合には、リブブロック23を組み付けない状態で使用することができる。従って、リブブロック23を組み付けるか否かを選択することにより、アーク電流制限性能の異なる2種類の遮断器を構成することができる。
(2) When it is not necessary to ensure the arc current limiting performance, the
(3)そのため、部品を共用化し、コストを低減することができる。 (3) Therefore, parts can be shared and cost can be reduced.
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係る遮断器に含まれるリブブロック24を図5を参照して説明する。リブブロック24は、複数のリブ24a〜24dの固定接点に近い端部(基端部)にリブ連結部241を有する。その他の構成は、リブブロック23と同様である。それゆえ、実施の形態1に係る遮断器100において、リブブロック23の代わりにリブブロック24を取り付けることができる。(Embodiment 2)
The
リブ連結部241は、隣り合うリブ24a〜24dの基端部24a1〜24d1において、それぞれを連結している。この構成により、図5に示すように、X方向の反りはリブ24a〜24dで防止されるとともに,Y方向の反りはリブ連結部241で防止される。
The
従って、実施の形態2では、実施の形態1で得られる効果に加えて、アークの発熱によりリブブロック24が反るのを防止することができる。
Therefore, in the second embodiment, in addition to the effects obtained in the first embodiment, the
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係る遮断器に含まれるリブブロック25を図6を参照して説明する。リブブロック25は、リブ25aを含む複数のリブが形成された第一面251と第一面251と背向する第二面252とを有し、第二面252の周囲に鍔部253を有する。すなわち、第二面252は鍔部253により囲まれている。その他の構成は、リブブロック23あるいはリブブロック24と同様である。それゆえ、実施の形態1に係る遮断器100において、リブブロック23の代わりにリブブロック25を取り付けることができる。(Embodiment 3)
A
鍔部253の高さは、第二面252に対し一定である。すなわち、鍔部253の内側にリブ凹部254が形成されている。
The height of the
この構成により、実施の形態2と同様に、リブブロック25の反りを防止することができる。
With this configuration, warping of the
また、リブブロック25において、リブ凹部254に鉄板等の磁性板27が収容されいてもよい。すなわち、磁性板27をリブ凹部254に収容したリブブロック25が凹部30に嵌合されていてもよい。この構成により、アークをリブブロック25の表面を介して固定側走行部16の先端部16aと可動側走行部18との間に確実に移動させることができる。
In the
また、本実施の形態の遮断器では、リブブロック25に磁性板27を取着けた仕様と取外した仕様を選択することが可能である。すなわち異なる仕様の遮断器において部品を共用化することが可能となる。
In the circuit breaker according to the present embodiment, it is possible to select a specification in which the
以上、実施の形態1から3は、以下のように変形してもよい。 As described above, the first to third embodiments may be modified as follows.
実施の形態2のリブブロック24に実施の形態3のリブブロック25に設けた鍔部253を設けてもよい。
You may provide the
12 固定端子
13 固定接点
14 可動端子
15 可動接点
16 固定側走行部
17 グリッド
17M 中間部
18 可動側走行部
19 固定側転流部
22 側板
23,24,25 リブブロック
23a〜23d,24a〜24d,25a〜253d リブ
241 リブ連結部
253 鍔部
254 リブ凹部
27 磁性板12 fixed
Claims (6)
前記固定接点に対して開閉動作により接離するための可動接点を有する可動端子と、
前記可動端子と電気的に接続された可動側走行部と、
前記固定端子と電気的に接続された固定側転流部と、
前記可動側走行部と前記固定側転流部との間に配置されるグリッドと、
前記固定接点から前記グリッドに向かって延びる複数のリブが各々に形成され、互いに前記複数のリブを対向させて配置された二つのリブブロックと、
前記二つのリブブロックを挟む二つの側板と、を備え、
前記二つの側板の各々に、前記二つのリブブロックの各ひとつが、着脱可能に取付けられている、
遮断器。A fixed terminal having a fixed contact;
A movable terminal having a movable contact for making contact with and separating from the fixed contact by an opening and closing operation;
A movable side traveling unit electrically connected to the movable terminal;
A fixed-side commutation portion electrically connected to the fixed terminal;
A grid disposed between the movable side traveling part and the fixed side commutation part;
A plurality of ribs extending from the fixed contact toward the grid, and two rib blocks arranged with the plurality of ribs facing each other;
Two side plates sandwiching the two rib blocks, and
Each one of the two rib blocks is detachably attached to each of the two side plates.
Circuit breaker.
請求項1に記載の遮断器。The circuit breaker according to claim 1, wherein each of the two rib blocks has a rib connecting portion at an end portion of the plurality of ribs close to the fixed contact.
請求項1または2に記載の遮断器。Each of the two rib blocks has a first surface on which the plurality of ribs are formed and a second surface facing away from the first surface, and has a flange on a peripheral portion of the second surface. Item 3. The circuit breaker according to item 1 or 2.
請求項3に記載の遮断器。The circuit breaker according to claim 3, wherein each of the two rib blocks has a magnetic plate that can be attached to and detached from the inside of the flange.
請求項1から4のいずれか一項に記載の遮断器。In the plurality of ribs of each of the two rib blocks, the rib closest to the fixed traveling portion extends toward the fixed-side commutation portion, and the rib closest to the movable-side traveling portion is The circuit breaker as described in any one of Claim 1 to 4 extended toward between the intermediate part of a grid, and the said movable side traveling part.
請求項1から5のいずれか一項に記載の遮断器。The rib adjacent to each other in the plurality of ribs of each of the two rib blocks has a wider interval at the end near the grid than at the end near the fixed contact. Breaker according to item.
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