WO2005043574A1

WO2005043574A1 - 回路遮断器

Info

Publication number: WO2005043574A1
Application number: PCT/JP2004/015940
Authority: WO
Inventors: Masahiro Fushimi; Susumu Takahashi; Kazumasa Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2003-11-04
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2005-05-12
Also published as: KR20060024366A; JP4395023B2; TWI244665B; EP1681700B1; US7420446B2; US20060267714A1; TW200520000A; EP1681700A1; JP2005158685A; KR100918987B1; EP1681700A4

Abstract

　この発明の回路遮断器は、固定接点２ａ、３ａが設けられた一対の固定接触子２、３、一対の可動接点４ａを有し、前記両固定接触子を橋絡し得るようにされた可動接触子４、固定接触子に過電流が流れたときに動作する開閉機構部１０、開閉機構部の動作時に可動接触子を固定接触子から開離させるクロスバー５、一端がクロスバーに係合され、他端が可動接触子のほぼ中央部に係合され、可動接触子を固定接触子方向に付勢する接圧ばね７、及び可動接触子の両端部近傍にそれぞれ設けられ、可動接触子の固定接触子からの開離時に生じるアークを消弧する消弧室８を備えている。

Description

明細書

回路遮断器

技術分野

[0001] この発明は、電路に過電流が流れたときに電流を遮断する回路遮断器、特に大電流遮断時における遮断性能を高めるようにした橋絡形の回路遮断器に関するものでめる。

背景技術

[0002] 従来の回路遮断器は、ほぼ U字状に湾曲された一対の金属板を横向きに配設し、それぞれの湾曲部が間隔を介して対向するように配置された固定接触子と、この固定接触子の下方に配設され、上記可動接触子を橋絡し得るようにされた可動接触子と、可動接触子の両側に配設された側壁により可動接触子を開閉方向である上下方向に移動可能に保持すると共に、可動接触子の開閉方向に移動可能とされた逆 u 字状の可動接触子ホルダと、この可動接触子ホルダの側壁の両外側に配設された案内部を有し、可動接触子ホルダを可動接触子の開閉方向に摺動可能に保持する u字状のホルダ支えと、可動接触子とホルダ支えとの間に介挿されて可動接触子を可動接触子ホルダ側に付勢する接圧ばねとをモールドケース内に収納させ、固定接触子に過電流が流れた時に開閉機構部が接圧ばねの付勢力に杭して可動接触子ホルダをホルダ支え側へ接圧ばねを圧縮しながら移動することにより、可動接触子を固定接触子力ゝら開離させるように構成されていた。（例えば、特許文献 1参照)。

[0003] 特許文献 1 :特開 2003— 16902号公報（段落 0004— 0007、図 3—図 5)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 従来の回路遮断器は、以上のように構成され、可動接触子と接圧ばねが逆 U字状の可動接触子ホルダと U字状のホルダ支えとの間に収納されており、この接圧ばねが圧縮時においても所定の寸法以下にならないため、可動接触子が固定接触子から開離するときの移動量を大きくすることができず、良好な遮断性能が得られなかつた。また、可動接触子が固定接触子力も開離した時のアーク接点間の絶縁抵抗が低い (接点間に遮蔽物がない)ため、アークが消弧室側に移動し難くなり、開路時の遮断性能が悪、と、う問題点もあった。

[0005] この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、可動接触子が固定接触子から開離する時の移動量を大きくすることができるようにすると共に、ァークを開閉する接点間の絶縁抵抗を大きくすることにより、開路時の遮断性能の良い回路遮断器を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] この発明に係る回路遮断器は、対向して配設され、それぞれに固定接点が設けられた一対の固定接触子、上記固定接点に対向して配設された一対の可動接点を有し、上記両固定接触子を橋絡し得るようにされた可動接触子、上記固定接触子に過電流が流れたときに動作する開閉機構部、上記固定接触子側から上記可動接触子のほぼ中央部に係合し、上記開閉機構部の動作時に上記可動接触子を上記固定接触子から開離させるクロスバー、一端が上記クロスバーに係合され、他端が上記可動接触子のほぼ中央部に係合され、上記可動接触子を上記固定接触子方向に付勢する接圧ばね、及び上記可動接触子の両端部近傍にそれぞれ設けられ、上記可動接触子の上記固定接触子力の開離時に生じるアークを消弧する消弧室を備えたものである。

発明の効果

[0007] この発明に係る回路遮断器は以上のように構成されており、可動接触子が固定接触子から開離する時に接圧ばねが邪魔にならないため、可動接触子の移動量を大きくすることができ、開路時の遮断性能を向上させることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0008] 実施の形態 1.

以下、この発明の実施の形態 1を図にもとづいて説明する。

図 1は、この発明の実施の形態 1における回路遮断器の閉路状態を示す断面図、図 2は、同じく実施の形態 1における回路遮断器の開路状態を示す断面図、図 3は、実施の形態 1における回路遮断器の電磁反発による開路状態を示す断面図、図 4は、実施の形態 1における回路遮断器の要部斜視図、図 5は、図 4の A— Aに沿った断面図、図 6は、図 4の分解斜視図、図 7は、図 1における転流電極の斜視図である。

[0009] これらの図において、回路遮断器 100の筐体 1内には、ほぼ U字状に湾曲された金属板を筐体 1のほぼ中央部において間隔を介して横向きに対向配置し、それぞれの下方端に固定接点 2a、 3aが固着された一対の固定接触子 2、 3と、固定接点 2a、 3aに対向して配設される可動接点 4aが固着され、固定接触子の下方側において固定接触子 2、 3を橋絡する可動接触子 4と、固定接触子側から、それらの間を通って可動接触子側に延在する押圧部 6を有し、押圧部 6の下端が可動接触子 4のほぼ中央部に係合して可動接触子 4を固定接触子 2、 3から開離させるクロスバー 5と、固定接触子 2、 3に流れる電流を検出する過電流検出部 9と、過電流検出部 9の検出結果にもとづいて動作し、クロスバー 5を図において下方に押し下げる開閉機構部 10と、一端が上記クロスバー 5に係合され、他端が可動接触子 4のほぼ中央部に係合されて可動接触子 4を固定接触子 2、 3側に付勢する接圧ばね 7と、可動接触子 4の両端部近傍にそれぞれ配設され、可動接触子 4が固定接触子 2、 3から開離した時に生じるアークを消弧する複数の平板状のグリッド 8aで形成された消弧室 8とが収納されている。

[0010] 開閉機構部 10には可動接触子 4を固定接触子 2、 3から手動で開離させるためのハンドル 11、開閉機構部 10の動作をクロスバー 5に伝達するリンク 10aが取り付けられ

ており、リンク 10aとクロスバー 5とは、クロスバー 5に配設された長孔 5aに嵌挿されたピン 12によって係合されて、る。接圧ばね 7の一端（図にぉ、て上端）が係合するクロスバー 5の係合部にはピン 13が配設されており、このピン 13は図 5に示すように、クロスバー 5の側面力斜め下方に向けて形成された傾斜溝 5bに嵌挿されている。また、接圧ばね 7の他端は可動接触子 4に係止されたピン 14に係合されている。

[0011] クロスバー 5の下端には上述のように、可動接触子 4を押圧する押圧部 6が設けられており、この押圧部 6には接圧ばね 7を収納する収納部 6aが配設され、この収納部 6 a及び接圧ばね 7を覆うようにクロスバー 5の外周面を摺動可能に形成された筒状の被装部材 15が配設され、この被装部材 15の下端には可動接触子 4との固定部となる接触面を可動接点 4a近傍まで延設した延設部 15aと可動接触子 4の凸部 4cを保持する保持部 15bとが配設されている。

[0012] また、可動接触子 4の開離側における筐体 1の底面 laには可動接触子 4が固定接触子 2、 3から開離した時に生じるアークを転流させる転流電極 16が固着されており、転流電極 16には図 7に示すように、可動接触子 4が開路時に接触する当接面 16a 、可動接触子 4の両端部に配設され、可動接触子 4が固定接触子 2、 3から開離する時に固定接点 2a、 3aと可動接点 4aとの間に発生したアークを消弧室 8に移動させるアークホーン 4bが揷通される揷通孔 16b及び両端にグリッド 8aの平面にほぼ平行に形成された平行面 16cが配設されている。

[0013] 次に、実施の形態 1における回路遮断器の動作について図 1及び図 2を用いて説明する。

(1)図 1に示すように、閉路状態においては、可動接触子 4の可動接点 4aが固定接触子 2、 3の固定接点 2a、 3aに当接すると共に、接圧ばね 7により可動接触子 4が固定接触子 2、 3に押圧されている。

(2)固定接触子 2、 3に過電流が流れると、この電流を過電流検出部 9が検出し、その検出結果にもとづいて開閉機構 10が動作し、リンク 10aが図 1の矢印 B方向に移動す

る。

[0014] (3)クロスバー 5の押圧部 6の下端が可動接触子 4を押圧し、可動接触子 4が図において下方に移動して図 2に示すように、固定接触子 2、 3から開離する。

(4)可動接触子 4は両端のアークホーン 4bが転流電極 16の揷通孔 16bに揷通した後、筐体 1の底面 laまで移動する。

(5)固定接点 2a、 3aと可動接点 4aとの間にアークが発生する力このアークはァークホーン 4bから消弧室 8に移動すると共に、転流電極 16に転流して限流され、固定接触子 2、 3に流れる過電流は遮断される。

[0015] この実施の形態における回路遮断器は以上のように構成されており、可動接触子 4 が固定接触子 2、 3から開離する時に接圧ばね 7が邪魔にならないので可動接触子 4 の移動量を大きくすることができる。また、アークが開閉される接点間に被装部材 15 が配置されているので絶縁抵抗が大きくなる結果、アークが消弧室 8側に移動し易くなり、開路時の遮断性能を向上させることができる。

さらに、接圧ばね 7がクロスバー 5の収納部 6aに収納されると共に、被装部材 15によって被装されているので、接圧ばね 7がアークに曝されることがなぐ焼損することがない。

[0016] さらにまた、リンク 10aとクロスバー 5とはクロスバー 5に形成された長孔 5aに嵌挿されたピン 12によって係合されており、開閉機構部 10とクロスバー 5とは自由度のある結合をして、るため開閉機構部 10の駆動力を効率的にクロスバー 5に伝えることができる。さらにまた、クロスバー 5に傾斜溝 5bを設けて接圧ばね 7の一端が係合するピン 13を嵌挿させるようにしたので、ピン 13のクロスバー 5への取付けが容易であると共に、ピン 13が確実に所定の位置に位置決め保持される。

[0017] さらにまた、可動接触子 4のアークホーン 4bが揷通する揷通孔 16bを転流電極 16 に形成したので、可動接触子 4の移動量を大きくすることができる。

さらにまた、グリッド 8aの平面にほぼ平行に形成された平行面 16cが転流電極 16に配設されているので、アークがアークホーン 4bから消弧室 8に移動するときに、転流電極 16への転流がスムーズに行なわれる。

[0018] 次に、固定接触子 2、 3に短絡電流のような大電流が流れた場合に固定接触子 2、 3と可動接触子 4との間に働く電磁反発力によって、可動接触子 4が過電流検出部 9 及び開閉機構部 10による動作を待たずに開離する動作について図 1及び図 3を用いて説明する。（1)固定接触子 2、 3に短絡電流のような大電流が流れると、固定接触子 2を流れる電流と可動接触子 4を流れる電流、及び固定接触子 3を流れる電流と可動接触子 4を流れる電流はそれぞれ逆方向であり、可動接触子 4に図 1の矢印 C 方向の反発力が発生する。

(2)上記の反発力によって、可動接触子 4は接圧ばね 7の付勢力に抗して被装部材 15の内周面がクロスバー 5の押圧部 6の外周面を摺動しながら図において下方に移動し、可動接触子 4が固定接触子 2、 3から開離する。

(3)固定接点 2a、 3aと可動接点 4aとの間にアークが発生する力このアークはァークホーン 4bから消弧室 8に移動すると共に、転流電極 16に転流して限流され、固定接触子 2、 3に流れる大電流は遮断される。

[0019] 以上の動作において、被装部材 15の内周面がクロスバー 5の押圧部 6の外周面を摺動しながら移動するので、可動接触子 4は固定接触子 2、 3から滑らかに開離するまた、被装部材 15は可動接触子 4との固定部となる接触面を可動接点 4a近傍まで延設した延設部 15aを有しているので、アークが消弧室 8側に移動し易くなり、開路時の遮断性能を向上させることができる。

[0020] なお、上記の実施の形態 1では、被装部材 15が可動接触子 4に直接接触して保持する構成について説明したが、図 8に示すような、例えば黄銅板で形成された中間部材 17をその折曲部 17aが図 9に示すように、可動接触子 4の両側に垂れ下がるような形で被装部材 15の延設部 15aと可動接触子 4との間に間挿させるようにすれば、可動接触子 4と固定接触子 2、 3の接離時に発生した熱が、例えば熱可塑性榭脂で形成された被装部材 15に伝導するのを防止することができる。

[0021] 実施の形態 2.

次に、この発明の実施の形態 2を図にもとづいて説明する。

図 10は、この発明の実施の形態 2における回路遮断器の閉路状態を示す断面図、図 11は、実施の形態 2の主要部を構成する U字状部材力なる開離保持部材の拡大斜視図、図 12は、図 10のクロスバーの要部拡大斜視図、図 13は、この発明の実施の形態 2における回路遮断器の開路状態を示す断面図、図 14は、同じく実施の形態 2における回路遮断器の電磁反発による開路状態を示す断面図である。

[0022] これらの図において、図 1一図 7と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図 1一図 7と異なる点は、詳細後述するように、被装部材 15の内面に凸部を形成すると共に、 U字状部材力なる開離保持部材をクロスバー 5の押圧部 6の接圧ばね 7の収納部に接圧ばね 7と並設する形で収納し、 U字状部材に形成した凸部と被装部材 15内の凸部とが電磁反発力による可動接触子 4の開離時に互いに乗り越えて移動し、可動接触子の開離状態を保持し得るようにした点である。

[0023] 図 11は、図 10におけるクロスバー 5の押圧部 6の接圧ばね 7の収納部に収納された U字状部材 18の斜視図を示す。この図に示すように、 U字状部材 18は弾力性のある部材で形成された本体 18aを U字状に湾曲させると共に、両腕 18b、 18cの外面に第 1の凸部 18dが形成されている。

[0024] また、被装部材 15の内面には、図 12に示すように、内方に突出する第 2の凸部 15 cが上記 U字状部材 18の両腕 18b、 18cの外面と対向するように形成されている。この第 2の凸部 15cは図 10に示すように、被装部材 15の上端部近傍に設けられ、固定接点 2a、 3aと可動接点 4aとが閉路している状態では U字状部材の第 1の凸部 1 8dよりも上方に位置し、かつクロスバー 5の押圧部 6の上端部近傍に位置するようにされている。

[0025] このような構成において、回路に大電流が流れ、過電流検出部 9がこれを検出して開閉機構 10を動作させ、可動接触子 4を固定接触子 2、 3から開離する場合には、図 2で説明したのと同様に、クロスバー 5及び押圧部 6が下方に移動し、押圧部 6の下端が可動接触子 4を押し下げる結果、被装部材 15も押し下げられて図 13に示す状態となるため、 U字状部材 18と被装部材 15との相対関係は図 10に示す状態とほとんど変わらず、可動接触子 4の開離に至る。

[0026] しかし、固定接触子 2、 3に短絡電流のような大電流が流れた場合には、図 3でも説明

したように、固定接触子 2、 3と可動接触子 4との間に働く電磁反発力によって、可動接触子 4が過電流検出部 9及び開閉機構部 10の動作を待たずに開離し、図 14に示す状態となる。以下、この場合の動作について説明する。

[0027] (1)固定接触子 2、 3に短絡電流のような大電流が流れると、固定接触子 2を流れる電流と可動接触子 4を流れる電流、及び固定接触子 3を流れる電流と可動接触子 4 を流れる電流はそれぞれ逆方向であるため、可動接触子 4に図 14において矢印 Eで示す方向の電磁反発力が発生する。

[0028] (2)上記の電磁反発力によって、可動接触子 4は接圧ばね 7の付勢力に抗して被装部材 15の内周面がクロスバー 5の押圧部 6の外周面を摺動しながら矢印 E方向に移動し、可動接触子 4が固定接触子 2、 3から開離する。被装部材 15の移動により、その内面に形成されている第 2の凸部 15cも矢印 E方向に移動する力クロスバー 5が動作して!/ヽな、こと力 U字状部材 18は図 10の位置に固定されたままであるため、被装部材 15の第 2の凸部 15cが U字状部材 18の第 1の凸部 18dの上面に衝突する形で係合する。

[0029] 可動接触子 4が図 14の矢印 E方向に更に移動すると、第 2の凸部 15cが U字状部材 18の第 1の凸部 18dに乗り上げて U字状部材 18の両腕 18b及び 18cを内方に撓ませることにより、第 2の凸部 15cが第 1の凸部 18dを乗り越えて図 14に示すように、その下方に位置するようになる。

[0030] (3)その後、過電流を過電流検出部 9が検出し、その検出結果にもとづいて開閉機構 10が動作し、リンク 10aが図 14の矢印 G方向に移動して可動接触子 4を筐体 1の内部底面 laに接触押圧するため、被装部材 15の第 2の凸部 15cと U字状部材 18の第 1の凸部 18dには上述とは逆の力が加わり、 U字状部材 18の両腕 18b及び 18cを内方に橈ませながら、図 14の状態から第 1の凸部 18dが被装部材 15の第 2の凸部 1 5cを乗り越えて U字状部材 18の第 1の凸部 18dが第 2の凸部 15cより下方に移動し、元の状態に戻る。この動作過程では開閉機構 10が動作しているため、可動接触子 4は固定接触子 2、 3側に戻されることはない。

[0031] 以上の動作において、電磁反発力により可動接触子 4が固定接触子 2、 3から開離した後、遮断完了直前の電流が小さい領域で、可動接触子 4が固定接触子 2、 3側に戻されようとするが、被装部材 15の第 2の凸部 15cが U字状部材 18の第 1の凸部 1 8dに係合して戻されるのを防止するため、可動接触子 4が固定接触子 2、 3に再接触することなく確実に遮断できる。

[0032] なお、上記の動作において、 U字状部材 18は被装部材 15内において接圧ばね 7 の両側に位置するように対称に併設しても良ぐまた、 U字状部材 18の第 1の凸部 1 8dは各腕 18b、 18cに左右対称にそれぞれ複数設けても良い。この場合には、上記の遮断性能を更に向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0033] [図 1]この発明の実施の形態 1における回路遮断器の閉路状態を示す断面図である [図 2]この発明の実施の形態 1における回路遮断器の開路状態を示す断面図である [図 3]この発明の実施の形態 1における回路遮断器の電磁反発による開路状態を示す断面図である。

[図 4]この発明の実施の形態 1における回路遮断器の要部斜視図である。

[図 5]図 4の A— A線に沿った断面図である。

[図 6]図 4の分解斜視図である。

[図 7]図 1における転流電極の斜視図である。

[図 8]図 9における中間部材の拡大斜視図である。

[図 9]この発明の実施の形態 1における回路遮断器の他の実施例の構成を示す断面図である。

[図 10]この発明の実施の形態 2における回路遮断器の閉路状態を示す断面図である

[図 11]図 10の U字状部材の構成を示す拡大斜視図である。

[図 12]図 10のクロスバーの要部拡大斜視図である。

[図 13]この発明の実施の形態 2における回路遮断器の開路状態を示す断面図である

[図 14]この発明の実施の形態 2における回路遮断器の電磁反発による開路状態を示す断面図である。

符号の説明

1 筐体、 2、 3 固定接触子、 4 可動接触子、 5 クロスバー、

7 接圧ばね、 8 消弧室、 9 過電流検出部、 10 開閉機構部、

10a リンク、 12、 13、 14 ピン、 15 被装部材、

15c 第 2の凸部、 16 転流電極、 17 中間部材、 17a 折曲部、

18 U字状部材、 18a 本体、 18b、 18c 腕、 18d 第 1の凸部。

Claims

請求の範囲

[1] 対向して配設され、それぞれに固定接点が設けられた一対の固定接触子、上記固定接点に対向して配設された一対の可動接点を有し、上記両固定接触子を橋絡し得るようにされた可動接触子、上記固定接触子に過電流が流れたときに動作する開閉機構部、上記固定接触子側から上記可動接触子のほぼ中央部に係合し、上記開閉機構部の動作時に上記可動接触子を上記固定接触子力開離させるクロスバー、一端が上記クロスバーに係合され、他端が上記可動接触子のほぼ中央部に係合され、上記可動接触子を上記固定接触子方向に付勢する接圧ばね、及び上記可動接触子の両端部近傍にそれぞれ設けられ、上記可動接触子の上記固定接触子からの開離時に生じるアークを消弧する消弧室を備えたことを特徴とする回路遮断器。

[2] 上記クロスバーに、側面から斜め下方に向かう傾斜溝を形成すると共に、上記傾斜溝にピンを嵌挿し上記接圧ばねの一端の係合部としたことを特徴とする請求項 1記載の回路遮断器。

[3] 上記クロスバーは、上記可動接触子側に延在し上記可動接触子のほぼ中央部に係合して押圧する押圧部を有し、この押圧部に上記接圧ばねを収納する収納部を設けたことを特徴とする請求項 1に記載の回路遮断器。

[4] 上記押圧部の外周面を摺動可能に覆うと共に上記可動接触子に固定された筒状の被装部材を有することを特徴とする請求項 3に記載の回路遮断器。

[5] 上記被装部材は、上記可動接触子との固定部が上記可動接点の近傍まで延設されていることを特徴とする請求項 4に記載の回路遮断器。

[6] 上記被装部材と可動接触子との固定部に中間部材を介装したことを特徴とする請求項 4に記載の回路遮断器。

[7] 上記可動接触子が電磁反発力によって開離動作した時に上記可動接触子を開離状態に保持する開離保持部材を設けたことを特徴とする請求項 4に記載の回路遮断

[8] 上記開離保持部材は、 U字状に形成され両腕の外面に第 1の凸部を有する U字状部材として構成され、上記押圧部内に上記接圧ばねと並設されると共に、上記第 1の凸部は上記被装部材の内面に形成された第 2の凸部と係合可能に形成されていることを特徴とする請求項 7に記載の回路遮断器。

[9] 上記開閉機構部に連動するリンクと、上記クロスバーに設けられた長孔とを有し、上記長孔に嵌挿されたピンを介して上記リンクとクロスバーとを係合することを特徴とする請求項 1に記載の回路遮断器。

[10] 上記可動接触子の反固定接触子側に、上記可動接触子が上記固定接触子力開離した時に生じるアークを転流させる転流電極を設けたことを特徴とする請求項 1〖こ記載の回路遮断器。

[11] 上記転流電極は、上記可動接触子の両端部に形成されたアークホーンが、上記可動接触子の上記固定接触子力ゝらの開離時に挿通し得るようにされた揷通孔を有することを特徴とする請求項 10に記載の回路遮断器。

[12] 上記転流電極の両端部に、上記消弧室のグリッドの平面とほぼ平行に形成された平行面

を設けたことを特徴とする請求項 10に記載の回路遮断器。