JPWO2020121393A1 - 回路遮断器 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態である回路遮断器について説明する。図1は、ON状態の時の回路遮断器100の断面図を表している。図2は、クロスバー81の正面図を示しており、図3はクロスバー81の断面図を示している。図4は、OFF状態の時の回路遮断器100の断面図を表しており、図5は、トリップ状態の時の回路遮断器100の断面図を表している。
まず、図1から図3を用いて回路遮断器100の構造について述べる。併せて、図1、図4及び図5を用いて回路遮断器100の動作について述べる。
固定接触導体5は固着された固定接点4を備えている。また、可動接触導体7は固着された可動接点6を備えている。固定接点4と可動接点6とが消弧室17内に位置するように、固定接触導体5と可動接触導体7は設けられている。回路遮断器100がON状態の時は、消弧室17内で固定接点4と可動接点6とが接することで回路遮断器100が導通する。
消弧室17では、アークの消弧時に、消弧室17内にあるグリッド、可動接点6及び固定接点4が溶けて金属溶融物が発生して飛散する。アークの消弧時に発生する金属溶融物は、銀合金、銅、鉄といった金属が数十μ程度の大きさの粉状となったものである。
また、トリップバー9、リンクピン10、ハンドル11、フレーム12、ローラー13、レバー14及び圧縮ばねである開離ばね16で、クロスバー81を駆動する機構部が構成されている。また、クロスバー81は可動接触導体7と係合している。
過電流又は短絡電流が回路遮断器100を流れた場合、過電流又は短絡電流を遮断するために、機構部は、開離ばね16の付勢力によりクロスバー81を図1のMの矢印の向きに直線的に移動するように駆動する。クロスバー81が移動することにより、固定接点4から可動接点6が開離され、回路遮断器100は図4のOFF状態となる。
トリップバー9は、図1のKの矢印側から見てT字状となっており、トリップバー受圧部9a、トリップバー係合部9b及びトリップバー軸9cを備えている。
リンクピン10は、図1のKの矢印側から見てU字状となっており、リンクピン枢着部10a及びリンクピン結合部10bを備えている。
ハンドル11は、ハンドル軸11a、ハンドル孔11b及びレバー押圧部11cを備えている。
フレーム12は筐体3に固定されており、リンクピン10、ハンドル11及びレバー14を支えている。また、フレーム12は、ハンドルストッパー12aを備えている。
レバー14は、レバーガイド面14a、レバー係合部14b及びレバー軸14cを備えている。
レバー軸14cは、レバー14の板厚方向に孔が空けられ、図1のKの矢印側から見て角カッコ状になるように曲げて形成されている。フレーム12に設けられた孔とレバー軸14cとを枢着することで、レバー14はレバー軸14cを中心に回動可能となる。
レバー係合部14bは、図示しないひねりばねによって図1上で反時計周りに付勢され、トリップバー係合部9bと係合している。レバー14のレバー係合部14bに対する反対面は、ローラー13の動作時のガイドであるレバーガイド面14aとなっている。
また、ハンドル11は、フレーム12に設けられた孔とハンドル軸11aとを枢着することで、ハンドル軸11aを中心に回動可能となる。ハンドル11をLの矢印の向きに動作させた際に、ハンドルストッパー12aは、ハンドル11がLの矢印の向きに回り過ぎないように制している。
円筒状のローラー13は、リンクピン枢着部10aに回動自由に枢着されている。リンクピン結合部10bは、ハンドル孔11bに回動自由に結合されている。ローラー13は、ハンドル11の操作に連動して、リンクピン10を介してレバーガイド面14aに沿ってMの矢印の向き及びNの矢印の向きに移動する。
また、ローラー13はクロスバー81と当接している。クロスバー81は、ローラー13の移動に連動して、ローラー13がMの矢印の向きに移動するとクロスバー81もMの矢印の向きに移動する。同様に、ローラー13がNの矢印の向きに移動するとクロスバー81もNの矢印の向きに移動する。また、クロスバー81は、フレーム12によってMの矢印の向きに移動し過ぎないように制されている。
リレー部15は、コイル15a、鉄心15b及びアーマチュア15cを備えている。
コイル15aに、過電流又は短絡電流が流れた場合のリレー部15の動作を説明する。
鉄心15bは、コイル15aに過電流又は短絡電流が流れることで、コイル15aの内側に吸引される。鉄心15bがコイル15aの内側に吸引されることで、コイル15aに発生する磁力が増加する。
アーマチュア15cは、コイル15aに過電流又は短絡電流が流れた場合に、鉄心15bに増加したコイル15aの磁力によってNの矢印の向きに引き寄せられる。
図2は、クロスバー81の正面図である。また、図3は、図2のAの矢印の向きから見たA−A断面図である。
クロスバー81はプラスチック等の絶縁物で形成され、消弧室17と対面する面にクロスバー溝8aが設けられている。
消弧時に発生して飛散した金属溶融物は、消弧室17と対面しているクロスバー81の面に付着する。なお、消弧室17と対面するクロスバー81の面はクロスバー溝8aを有しているので、クロスバー溝8aの内面にも金属溶融物は付着する。
まず、回路遮断器100の図4のOFF状態から図1のON状態への動作について、図1及び図4を用いて説明する。
ハンドル11は、リンクピン10を介して、クロスバー81のMの矢印の向きの力により反時計回りの付勢力を受けるため、ON状態の位置を保持することができる。
リンクピン結合部10bが一直線上に並んだ状態からLの矢印の向きに移動すると、開離ばね16の付勢力を受けているクロスバー81が、リンクピン10を介し、ハンドル11をKの矢印の向きに移動させる。
ローラー13は、クロスバー81と接する面をKの矢印の向きに転がり、クロスバー81との係合が外れる。
クロスバー81とローラー13との係合が外れると、開離ばね16によるMの矢印の向きの付勢力によって、クロスバー81及び可動接触導体7はMの矢印の向きに移動する。その結果、可動接点6が固定接点4から開離する。
可動接点6及び固定接点4が開離する時、ハンドル11はリンクピン10からの力は受けていない状態となる。したがって、ハンドル11は、ハンドル11に装着された図示しない引っ張りばねにより、ON状態とOFF状態との間の位置、すなわち図5のトリップ状態となる。
図5のトリップ状態時に、ハンドル11をKの矢印の向きへ操作すると、レバー押圧部11cが、レバー14をトリップバー係合部9bまで紙面上反時計回りに回動させる。
トリップバー9は図示しないひねりばねにより反時計回りに付勢されている。レバー14がトリップバー係合部9bを過ぎると、トリップバー9は自動的に係合位置まで回動する。回動することで、トリップバー係合部9bとレバー係合部14bとが係合する。
ここで、動作責務とは、定格遮断容量に等しい短絡電流を遮断器に通電して遮断する動作のこと、又は、通電と遮断とを一定の時間間隔で行う一連の動作のことである。遮断器の遮断試験における動作責務は、日本工業規格及び国際規格などにより定められている。
動作責務のO責務とは、遮断器がON状態時に短絡電流を通電し、遮断器を遮断する動作のことである。動作責務のCO責務とは、遮断器をOFF状態からON状態へ操作し、遮断器に短絡電流を通電し遮断する動作のことである。
本実施の形態では例として、まずO責務、次にCO責務、最後にCO責務とする動作責務を挙げたが、さらにOFF状態としてその後再びON状態にする、といった動作の場合もある。
まず、O責務の際には、回路遮断器100を図1のON状態から図5のトリップ状態にさせる。したがって、クロスバー81は図1のMの矢印の向きに1回移動する。
次に、CO責務の際には、回路遮断器100を図4のOFF状態から図1のON状態へ動作させる。そして図1のON状態時に短絡電流を通電して遮断し、図5のトリップ状態にさせる。したがって、クロスバー81は、図4から図1への動作時に、図1のNの矢印の向きに1回移動する。また、図1から図5への動作時にMの矢印の向きへ1回移動する。
再度CO責務の際には、上記と同様に、回路遮断器100を図4のOFF状態から図1のON状態へ動作させる。そして図1のON状態時に短絡電流を通電して遮断し、図5のトリップ状態にさせる。したがって、クロスバー81は、図4から図1への動作時に、図1のNの矢印の向きに1回移動する。そして図1から図5への動作時にMの矢印の向きへ1回移動する。
したがって、遮断時の動作責務中に機構部の安定した動作が可能となる。
特に、クロスバー81がMの矢印の向きへ移動する場合、Nの矢印の向きへの移動する場合よりも素早く移動するため、Mの矢印の向きへ移動する場合の方が飛散する金属溶融物の量は多くなる。したがって、クロスバー81がMの矢印の向きへ移動する場合、クロスバー溝8aを設けることはより効果的であるといえる。
しかし、例えば、クロスバー81が消弧室17の右側あるいは左側になるように回路遮断器100が取り付けられる場合であっても、クロスバー溝8aを設けることで金属溶融物の付着位置から機構部までの距離が長くなるため、機構部へ飛散する金属溶融物の量が少なくなり、機構部の動作不良を防ぎ安定した動作につながる。
実施の形態1では、クロスバー溝8aの溝の内部は空間であるものとして設けていた。
図6及び図7で示すように、本実施の形態のクロスバー溝8bは格子状に設けている。図6及び図7のように、クロスバー溝8bを格子状に設けることで、金属溶融物の付着位置から機構部までの距離がさらに遠くなる。また、飛び出た金属溶融物は格子にぶつかって再度クロスバー溝8bに入るようになる。したがって、クロスバー溝8bは、さらに金属溶融物の飛散を防ぐことができる。
しかし、例えば、クロスバー82が消弧室17の右側あるいは左側になるように回路遮断器が取り付けられる場合であっても、格子状のクロスバー溝8bを設けることで、金属溶融物の付着位置から機構部までの距離がさらに長くなるため、飛散する金属溶融物の量が少なくなり、機構部の動作不良を防ぎ安定した動作につながる。
実施の形態3において実施の形態1及び2との相違は、クロスバー溝の内面に、例えばグリスといった潤滑物質を塗布して覆う点である。塗布するグリスは、油分の移動の防止のためにバインダー材を添加することで粘性を高めたグリスを用いる。
2 ベース
3 筐体
4 固定接点
5 固定接触導体
6 可動接点
7 可動接触導体
81、82 クロスバー
8a2、8a3 面部分
8a、8b クロスバー溝
9 トリップバー
9a トリップバー受圧部
9b トリップバー係合部
9c トリップバー軸
10 リンクピン
10a リンクピン枢着部
10b リンクピン結合部
11 ハンドル
11a ハンドル軸
11b ハンドル孔
11c レバー押圧部
12 フレーム
12a ハンドルストッパー
13 ローラー
14 レバー
14a レバーガイド面
14b レバー係合部
14c レバー軸
15 リレー部
15a コイル
15b 鉄心
15c アーマチュア
16 開離ばね
17 消弧室
18 負荷側端子
100 回路遮断器
Claims (9)
- 固定接点が固着されている固定接触導体と、
前記固定接点と離接可能な可動接点が固着されている可動接触導体と、
前記固定接点と前記可動接点とが離接する際に生じるアークを消弧する消弧室と、
前記消弧室と対面する面に溝を有するクロスバーと、
前記固定接点と前記可動接点とが離接するように前記クロスバーを駆動する機構部と、
を備えた回路遮断器。 - 前記クロスバーが前記消弧室よりも下になるように取り付けられること
を特徴とする請求項1に記載の回路遮断器。 - 前記機構部は、前記対面する面が延長された面内を直線的に移動するように駆動すること
を特徴とする請求項1又は2に記載の回路遮断器。 - 前記クロスバーの前記溝は、格子状であること
を特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の回路遮断器。 - 前記クロスバーの前記溝は、テーパー状であること
を特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の回路遮断器。 - 前記クロスバーの前記溝は、奥が細い形状であること
を特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の回路遮断器。 - 前記クロスバーの前記溝は、奥が丸い形状であること
を特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の回路遮断器。 - 前記クロスバーの前記溝の内面は、粘着材で覆われていること
を特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の回路遮断器。 - 前記粘着材の材料は、グリスにバインダー材を添加したものであること
を特徴とする請求項8に記載の回路遮断器。
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