JP2965332B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本件の発明は、短絡時、開閉機構部の開極動作により
クロスバーを回動させて、接点を開極して電流を遮断す
るタイプの回路遮断器の、限流性能，絶縁性能の向上、
及び機構の損傷防止を目的としたクロスバーあるいは可
動導体に装着する絶縁体の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来の遮断器は、消弧装置・アークランナー・平行導
体等による磁界の効果により接点間に生じたアークを消
弧装置に導き消弧するものであったが、これらは短絡電
流が小さい場合はアークの駆動に大きな効果があるが、
短絡電流が大きくなるとアークガスが爆発的に大量に発
生し、ガスが消弧装置と反対側の機構部側に流れ、該ガ
ス流によりアークが機構部側に引き戻されて上述の磁界
の効果による駆動力を半減するという問題があった。

その対策として、アークガスの流れをせき止めて、ガ
スが消弧室から機構部側に拡散しないようにして、上述
のアーク駆動力を半減しないように制御したものも考案
された。

第10図はその一例で、第11図はその平面図、第12図は
同じく接点が開いた状態の図である。図において31,32
は接点で,36は消弧装置、33は可動導体、37は機構部に
連結されたクロスバー、38はクロスバーの回動軸、39は
可動導体の回動軸で、34は可動導体に取り付けられた絶
縁遮へい壁、35は器体に形成されたリブで、第12図の如
く接点が開離した状態において発生したアークガスが、
接点部から機構部（Ｂ方向）に流出することを遮へい壁
34とリブ35で防止し、アークが消弧装置36側に効率良く
駆動されるようにしたものである。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、上述の従来の技術には以下のような問
題があった。すなわち、第10図による方法では遮閉壁と
リブによる空間の遮へいは、接点が閉じている時も開い
ている時も同様に行われており、接点が閉じているとき
にはＡ方向からの空気の流れがなく、接点31,32の接触
による、発熱や導体の発熱が有効に冷却されず、温度上
昇が高くなりすぎ、遮断器内部の空気の対流も悪化して
遮断器全体の温度上昇も大きくなるのである。

更に、接点が開いた状態では遮へい壁34と基台のリブ
35のスキマは拡大し、遮へい効率が悪くなるといった問
題もあった。

〔発明の目的〕

そこで本件の発明は、接点が開極しアークが発生した
とき、不要なアークガス通路を有効に遮へいして、消弧
室からアークガスが遮断器内部へ拡散することを防ぎ、
アークガスが排気孔から遮断器外部へすみやかに排出さ
れるよう導き、遮断性能を高めると共に同じく回路遮断
器内部の絶縁劣化や機構部の機能の劣化も最低限に抑え
ることができ、常時通電状態では、前述の通路は遮へい
されず、前述の温度上昇の問題のない、回路遮断器を非
常に簡単にコストも安く提供しようとするものである。

〔手段及び作用〕

上記目的を達成するため本件発明においては、前面
部、底面部、器体底面近接部より成る絶縁体をクロスバ
ーまたは可動導体に取り付け、あるいは絶縁物より成る
クロスバーに一体的に形成し、短絡電流による機構の動
作でクロスバーを回動して接点が開極した時、前述の絶
縁体の前面部、底面部、器体底面近接部と、後述する仕
切板，器体底面，器体側壁面で囲われた小空間が消弧室
に連通して構成されるようにしてガス流を遮へいし、通
常の通電状態では、絶縁体の器体底面近接部と器体底面
の隙間が拡がっていて、空気の通路を十分に確保でき
て、導体，接点などの発熱を有効に冷却できるようにし
たものである。

〔実施例〕

第１図〜第５図に本件発明の絶縁体を用いた回路遮断
期器の第１の実施例を示す。

第１図は実施例回路遮断器の接点7,18が閉接状態の
図、第２図はその要部平面図、第３図は第１図の状態か
ら短絡電流による機構部の作用によるクロスバーの回動
で接点が開いた状態の図、第４図は第３図を異方向から
みた断面図、第５図は本件発明の絶縁体の斜視図であ
る。

第１図において1,2は内部に消弧室３及びその他の空
間４を含み、排気孔６を除いて概略空間を内部と外部に
区分する器体で、内部は更に第２図の如く器体側壁
２′,2′により各極毎に区切られている。

５は各極毎に区切られた内部を更に消弧室３、その他
の空間４に区切る仕切板で、場合によっては器体1,2に
一体的に成形される仕切壁であっても良い。

7,18は消弧室３内に配置される接点で、７は可動導体
８に固着された可動接点、18は固定導体９に固着された
固定接点である。19は消弧室３内に配置された消弧装置
で、本例では磁性消弧板を例示したが特にこれにこだわ
るものではない。

前期可動導体８は、クロスバー13に軸14により回動自
在に軸支され、クロスバー13は手動開閉あるいは過負荷
等で自動トリップするリンク，ばね等より成る機構部17
に機械的に連結されて、機構部17クロスバー13は器体1,
2の内部のその他の空間４内に配置される。

なお、可動導体８は軸14を中心としてわずかに回動し
クロスバー13に対し図示しないバネで接点7,18が閉接方
向に付勢されている。可動導体８は仕切板５の溝51内を
挿通して、その他の空間４から消弧室３内に伸びてい
る。

10,11は端子、12は可動導体８と端子11間を電気的に
接続する接続導体で、電路は端子10を電源側として固定
導体９、固定接点18、可動接点７、可動導体８、接続導
体12、負荷側端子11の順で接続されている。

20は本件発明による絶縁体で、第５図の如く前面部20
2、底面部203、器体底面近接部204、スペーサー部205を
一体的に形成したもので電気絶縁材料により成る。なお
207は、202、203、204、を補強するためのリブ、206は
スペーサー部205に設けられた穴である。この絶縁体20
は、第２図，第３図の如くクロスバー側壁13′,13′と
可動導体８間にスペーサー部205、205が狭装され、スペ
ーサー部205に設けられた穴206に軸14を挿通して可動導
体８と共にクロスバー13に軸装される。

前面部202は、仕切板５に対して近接して略平行状
に、器体底面近接部204はクロスバー13の回動軸15より
負荷側で可動導体８と器体底面21の間に配置され、前面
部202と器体底面部近接部204は底面部203により連続的
に肉付け一体化されている。

また前面部202、底面部203、器体底面近接部204は、
第２図の如く仕切板５の溝部51より幅広に、且つ器体側
壁２′,2′間の幅に対してはわずかに隙間を残してほぼ
いっぱいに張り出している。

クロスバー13と絶縁体20の底面部203の内面はほぼ密
接しており、軸14により可動導体８と絶縁体20はクロス
バー13に軸支されているので、クロスバー13に対し絶縁
体20は略一体的に装着されて、クロスバー13の回動に合
わせて第１図，第３図の如く回動する。

この時、第１図，第３図のいずれの状態においても前
面部202と仕切板５は近接して略平行状に配されている
から、その間の隙間は小さく、また底面部203及び器体
底面近接部204と器体側壁２′,2′の間も前述の如く隙
間は小さい構成となっているが、器体底面近接部204と
器体底面21のリブ22（リブ22はなくても良い）の間だけ
は器体底面近接部204が回動軸15を中心とした回転軌跡
に応じて移動し、第１図では広く、第３図ではわずかの
隙間を残して狭くなっている。

更に可動導体８は、第２図の如くクロスバー13の側壁
13′,13′にスペーサー部205を介して軸14により軸装さ
れており、クロスバー13の側壁13′,13′に対してほぼ
中心に保持される。

以上のように構成された回路遮断機において、まず、
第１図の接点閉接状態では、絶縁体20の器体底面近接部
204と器体底面のリブ22の間は広く隙間があいており、
遮へいされていないので、導体8,9接点7,18の部分が発
熱しても空気はその隙間を通って流入し効果的に冷却さ
れるから従来のような問題は発生しない。

一方、第１図の状態において、遮断器の負荷側電路で
短絡が発生し、非常に強大な短絡電流が遮断器を通過し
たとすると、その短絡電流により機構部17内に含まれる
図示しない短絡センサーが働いて機構部17に連結される
クロスバー13は回動軸15を中心として接点開離方向に回
動し、第３図の状態となる。

この時、接点7,18間には強大なアークとアークの発生
に伴うアークガスが発生している。

アークの発生に伴い発生したアークガスは、後述する
本件発明の実施によって生じる空間がない場合、消弧室
３内で瞬間的に膨張し、消弧室３内の圧力は急激に高く
なるから、一部は排気孔６から器体外部に排出される
が、残りは器体内部のその他の空間４いっぱいに拡散し
て、消弧室３とその他の空間４の圧力差がなくなった後
に排気孔６から器体外部に排出されることになる。消弧
室３の空間体積とその他の空間４の体積は、その他の空
間の体積が非常に大きいのが通例であり、前述の消弧室
３とその他の空間４の圧力差がなくなるまでの時間は相
当長く、また一定となった圧力ももとの消弧室３内の圧
力に比べ相当低くなるから、排出孔６からの器体内部の
ガスが全て器体外部に排出されるまでに時間がかかるこ
とになり、勢いも弱く、例えばアークをアークガスによ
って消弧装置19に押し付け、更に排気孔側に導くことに
よる限流性能の向上は期待しにくい。その上、器体内部
にいっぱいに広がったアークガスは、内部の隅々を炭化
させたり、金属性のアーク溶接物を付着させたりするの
で、絶縁抵抗の性能劣化や機構の劣化を引き起こし易
い。

消弧室３からその他の空間４へのアークガスの拡散
は、仕切板５と器体1,2間の隙間や仕切板５の溝部51を
通じて行われるが、その主な通路は第３図，第４図に示
す仕切板５の溝部51内の可動導体８と固定導体９の間で
あると推定される。

本件の発明では、接点7,18が第３図の如く開離した
際、器体底面近接部204がクロスバー回動軸15を中心と
する回転軌跡上を器体底面側に移動しているので、前面
部202と仕切板５、底面部203と器体側壁２′,2′、器体
底面近接部204と器体底面21に形成したリブ22、にそれ
ぞれわずかの隙間を残して仕切板5,前面部202,底面部20
3,器体底面近接部204,器体底面21及び、側面２′,2′に
より囲われた小空間が、消弧室３に溝部51により連通し
て構成されることになる。

上述の本件発明では、第３図の状態で接点7,18間に発
生したアークガスは、まず消弧室３内にいっぱいに膨張
した後、一部は排気孔６側より器体外に排出されるが、
残りのほとんどは溝51から前述の小空間に流出する。し
かし小空間の空間体積は前述のその他の空間４の空間体
積よりずっと小さく、消弧室３に比べてもほぼ同じか、
より小さいので、小空間内にもすぐにアークガスはいっ
ぱいになって、消弧室３と小空間の圧力差がなくなるま
での時間は非常に短く、またその時の消弧室３と小空間
内の圧力は小空間がない場合に比べて高いから、アーク
ガス発生後非常に短い時間で勢い良く高速で排気孔６か
ら器体外部に排出しようとする。

小空間及び消弧室３から排気孔６側に向けて高速で移動
するアークガスは、アークそのものを消弧装置19に強力
に吹き付けるから、アークと消弧装置19間の電磁力のみ
によりアークを消弧装置側に移動させるより速くなっ
て、急速に冷却、分割されるから限流効果も著しく改善
される。

以上の過程において、アークガスは、隙間を通ってそ
の他の空間４にも拡散するが、その量は本件発明の絶縁
体20がない場合に比べて非常に少なく、従ってその他の
空間４内の器体の炭化による絶縁抵抗の低下や、機構部
へのアーク溶融物の付着等による機能劣化の問題をも大
幅に改善できる。その上、絶縁体20は、軸14を使用して
クロスバー13に固定されるので、従来の回路遮断器に比
べ絶縁体20のみを付加するだけで済み、部品組立工程の
コスト増を最小限に押さえられる。また、可動導体８と
クロスバー13の側板13′,13′との間には絶縁体20に一
体化に成形したスペーサー部205が狭装されるので、ク
ロスバー13の側壁13′,13′に対して可動導体８はほぼ
中心に正しく位置決めされる。

第６図、第７図及び第８図は他の実施例で器体底面近
接部204は、図の如くほぼ回動軸15の直下にあっても第
１の実施例と同様の効果を実現でき、またクロスバー13
への絶縁体20の取付けは、凹部209と爪部210等によって
も穴206の場合と同様可能である。

また器体底面近接部204は、第１図から第８図にて説
明したリブ状としなくても、第９図の如く底面部203の
延長端203′を利用しても可能である。

第13図〜第16図は、更に他の実施例でクロスバー13を
絶縁物で形成し、回動軸15,前面部202,器体底面近接部2
04をクロスバー13に一体的に形成した場合の例で、第１
図〜第３図の第１の実施例のクロスバー13と絶縁体20を
別個に成形し組合わせた場合と効果は同じである 〔効果〕 以上のように本件発明による絶縁体を取り付けた、あ
るいはクロスバーに一体成形した回路遮断機では、通常
の通電状態では導体や接点の温度上昇を低く抑えること
が出来、その上短絡により機構部が接点を開離して、非
常に強大なアークとアークガスが発生した際には消弧室
からその他の空間へ通ずるガス通路が遮へいされて、ア
ークガスの遮断器内部への拡散が防止され、遮断性能の
向上や絶縁抵抗の低下防止、機構機能の劣化の防止が図
られ、且つそのための部品増加や組立作業の煩雑化も最
低限に抑えられた、コストの安い回路遮断器を提供でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図…本件発明の第一の実施例の図 第２図…同上 要部平面図 第３図…第１図において短絡電流による機構部の働きで
クロスバーが回動し接点が開極した時の図 第４図…第３図を端子10方向からみた断面図 第５図…第１の実施例に用いた絶縁体の斜視図 第6,7図…本件発明の他の実施例の図 第８図…本件発明の他の実施例の図 第９図… 〃 第10,11,12図…従来例の図 第13,14,15,16図…本件発明の他の実施例の図 1,2……器体、３……消弧室 ４……その他の空間、５……仕切板（仕切壁） ６……排気孔、7,18……接点 ８……可動導体、９……固定導体 10,11……端子、12……接続導体 13……クロスバー、14……軸 15……回動軸、17……機構部 19……消弧装置、20……絶縁体 202……前面部、203……底面部 204……器体底面近接部 205……スペーサー部 206……穴、207……リブ 209……凹部、210……爪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日岡 正純 広島県広島市南区大州３丁目１番42号 テンパール工業株式会社内 (72)発明者 古本 哲男 広島県広島市南区大州３丁目１番42号 テンパール工業株式会社内 審査官 中川 真一 (56)参考文献 特開 昭61−85741（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01H 73/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に消弧室を含み、消弧室に設けられた
   排気孔部を除いて概略空間を内部と外部に区切る器体を
   有し、器体内部は各極毎に側壁によって区切られ、更
   に、各極毎の内部空間は仕切板あるいは仕切壁により消
   弧室とその他の空間に区切られており、消弧室内には固
   定接点とこれと接離する可動接点、前記両接点が開離す
   ることにより発生するアークを消弧する消弧装置を含
   み、前記固定接点は固定導体に固着されて固定導体は電
   源側外部端子に、前記可動接点は可動導体に固着されて
   可動導体は負荷側外部端子に接続導体を経て接続され、
   仕切板または仕切壁には可動導体をその他の空間から消
   弧室内に導入する溝を有し、前記その他の空間には、可
   動導体を回転自在に軸支し可動導体を接点が閉接する方
   向に付勢する接点ばねを装着したクロスバー、該クロス
   バーを可動導体ごと手動開閉または過負荷短絡等を検出
   して自動トリップするリンク，ばね等より成る開閉機構
   を配置した、回路遮断器において、電気絶縁物より成
   り、仕切板あるいは仕切壁と略平行状に近接した前面
   部、前記クロスバーの回動軸位置もしくは回動軸より負
   荷端子側に位置し、且つ器体内部底面側に形成された器
   体底面近接部、前記前面部と底面近接部間を連続的に肉
   付した底面部を有し、前面部と底面部と器体底面近接部
   は前記器体側壁間にわずかのスキマを残すような幅まで
   形成して、前記前面部と底面部と器体底面近接部より成
   る絶縁体をクロスバーあるいは可動導体に一体的に取り
   付け、前記絶縁体の器体底面近接部と、器体底面の隙間
   は前記可動接点が固定接点に閉接している状態では大き
   く、短絡電流による機構部の働きでクロスバーと可動導
   体が接点を開離する方向に回動した状態では小さくなる
   ことを特徴とする回路遮断器。
2. 【請求項２】前記絶縁体はクロスバーとは別個に形成さ
   れ、絶縁体の可動導体回動軸近傍には、可動導体と前記
   クロスバーの側壁部に狭装されるスペーサー部を一体的
   に成形し、該スペーサー部に穴または凹部を設けて可動
   導体回動軸に絶縁体を可動導体と共に軸支して、クロス
   バーあるいは可動導体に絶縁体を一体的に取り付けたも
   のであることを特徴とする前記特許請求の範囲第（１）
   項に記載した回路遮断器。
3. 【請求項３】前記前面部と底面部と器体近接部は、絶縁
   物より成るクロスバーに一体形成されたことを特徴とす
   る、特許登録請求の範囲第（１）項記載の回路遮断器。