JP4321296B2 - 反発形回路遮断器の接触子装置 - Google Patents

Description

この発明は、電磁反発力により可動接触子が回動して接点間が開離する反発形回路遮断器の接触子装置に関する。

上記した反発形回路遮断器には、２つの可動接点が同時に開離する２点切り回路遮断器と、１つの接点が開離する１点切り回路遮断器とがあり、２点切り回路遮断器については、例えば引用文献１、引用文献２、引用文献３等に記載され、１点切り回路遮断器については、例えば引用文献４や引用文献５に記載されている。

特開平 ６− ５２７７７号公報 特開平 ３−１８２０２８号公報 実開昭５２− ４５１６４号のマイクロフィルム 特開平 ４−１９０５３５号公報 特開平 ３− ３４２３４号公報

上記各引用文献の回路遮断器において、引用文献１の回路遮断器は、両端に可動接点を有する可動接触子を開閉機構で開閉駆動しているが、そのために大きい出力の開閉機構が必要である。また、引用文献２の回路遮断器は、一端に可動接点を有する可動接触子を３つ用いて２点切りを実現しているが、構造が複雑でありかつ接触子装置の高さ方向の占有スペースが大きい。更に、引用文献３の回路遮断器は、両端に可動接点を有する可動接触子と一端に可動接点を有する２つの可動接触子を用いて２点切りを実現しているが、一端に可動接点を有する２つの可動接触子が両端に可動接点を有する可動接触子を挟んで上下に開閉するため、やはり高さ方向の占有スペースが大きく、回路遮断器の外形が大型化する。一方、引用文献４及び引用文献５の回路遮断器は１点切りであり、２点切りの回路遮断器に比べて遮断性能が劣る。

この発明の課題は、開閉機構への負担が小さく、かつ構造が簡単で小型の２点切り接触子装置を得ることにある。

上記課題を解決するために、この発明の反発形回路遮断器の接触子装置は、一端に可動接点を備え他端が支点に回動可能に支持されるとともに、開閉機構により開閉駆動される第１の可動接触子と、一端に固定接点を備え他端に端子が形成された固定接触子と、一端に前記第１の可動接触子の可動接点と接触する第１の可動接点を備え、他端に前記固定接触子の固定接点と接触する第２の可動接点を備えるとともに、前記第１及び第２の可動接点の間で回動可能に支持された第２の可動接触子とを有し、前記第１の可動接触子は接触ばねにより前記第２の可動接触子に対して付勢され、前記第２の可動接触子は接触ばねにより前記第１の可動接触子及び固定接触子に対して付勢され、閉極状態において過電流が流れると、前記第１及び第２の可動接触子と前記固定接触子とを流れる電流相互間の電磁反発力により、前記第１及び第２の可動接触子が前記接触ばねに抗して回動し、前記開閉機構の開極動作を待たずに前記可動接点と第１の可動接点との間及び前記固定接点と第２の可動接点との間が開離するものにおいて、前記第２の可動接触子の回動支点を前記第１及び第２の可動接点間の第２可動接点寄りに設ける構成とする（請求項１）。

請求項１の発明においては、開閉機構により開閉駆動される可動接触子は、一端に可動接点を備え他端で回動可能に支持されたものであるため、開閉機構の負担は１点切りと同等に小さい。また、可動接触子は一端に可動接点を備えた１つの可動接触子と、両端に可動接点を備えた１つの可動接触子の２つであるため、構造が簡単であり、かつ高さ方向の占有スペースもそれほど大きくならない。また、第２の可動接触子の回動支点を前記第１及び第２の可動接点間の第２可動接点寄りに設ける構成とすることにより第２の可動接点側の接触圧力を第１の可動接点側より大きくすることができるので、回路遮断器の通常の投入操作時に、第１の可動接触子から第２の可動接触子に作用する衝撃により第２の可動接点が固定接点から浮き上がることを防止する上で有利である。

請求項１の発明において、前記第２の可動接触子を支持する支点軸を保持する保持部材に、前記第２の可動接点を中心として前記支点軸を通る円弧に沿う長穴を設け、この長穴に前記支点軸を緩く保持させるようにするとよい（請求項２）。これによっても、回路遮断器の通常の投入操作時に第２の可動接触子に作用する衝撃を長穴内での支点軸の移動で吸収し、第２の可動接点の固定接点からの浮き上がりを防止することができる。

この発明によれば、遮断性能の高い２点切り遮断器をコンパクトに構成できるとともに、開閉機構の負担を１点切り遮断器と同等に抑えることができる。

以下、図１〜図５に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。

図１〜図３は実施例１を示すもので、図１の（Ａ）は接触子装置の閉極状態の側面図、（Ｂ）は同じく開極状態の側面図、図２は図１の接触子装置の斜視図、図３は図１の接触子装置を有する回路遮断器（配線用遮断器）の縦断面図である。まず、図１及び図２において接触子装置１は、一端（図１の左端）に可動接点２ａを備え、他端（同右端）が支点軸３を支点に回動可能に支持されるとともに、開閉機構４（図３）により開閉駆動される第１の可動接触子２と、一端（図１の右端）に固定接点５ａを備え、他端（同左端）に端子６が一体形成された固定接触子５と、一端（図１の左端）に第１の可動接触子２の可動接点２ａと接触する第１の可動接点７ａを備え、他端（同右端）に固定接触子５の固定接点５ａと接触する第２の可動接点７ｂを備えるとともに、前記第１及び第２の可動接点７ａ，７ｂの間で支点軸８により回動可能に支持された第２の可動接触子７とを有している。図示の通り、第１の可動接触子２、固定接触子５及び第２の可動接触子７はＳ字状に配置されている。

第１の可動接触子２は開閉機構４の一部を構成する各極一体の絶縁物のホルダ９に保持され、第１の可動接触子２とホルダ９とを共通に貫通する支点軸３は、第１の可動接触子２を挟んでその両側面に摺動接触する二股状の支持導体１０に支承されている。第１の可動接触子２はホルダ９との間に掛け渡された引張コイルばねからなる接触ばね１１により、図１の左回り、すなわち第２の可動接触子７に対して付勢されている。第１の可動接触子２はホルダ９を介して開閉機構４により、支点軸３の回りに開閉駆動される。

一方、第２の可動接触子７は、支点軸８に装着された捩りばねからなる接触ばね１２により、図１の右回り、すなわち第１の可動接触子２及び固定接触子５に対して付勢されている。接触ばね１２は一端が第２の可動接触子７の可動接点７ｂ側に掛けられ、他端が回路遮断器のケース１３（図３）に掛けられている。第２の可動接触子７の支点軸８は、図２に示すようにケース１３と一体の保持部材１４に保持されている。

図３の閉極状態において、電流は矢印で示すように電源側端子６から、固定接触子５、第２の可動接触子７、第１の可動接触子２、支持導体１０、中継導体１５を経て、負荷側の端子１６に流れる。開閉機構４は、ホルダ９とラッチ１７との間に設けられた図示しないトグルリンクを介してホルダ９が開閉駆動される周知の構成のもので（例えば特開平４−１９９３８号公報参照）、詳細な説明は省略するがハンドル１８により開閉操作され、短絡電流などの大電流が流れて過電流引外し装置１９が動作すると、ラッチ１７の鎖錠が外れ、図示しない主スプリングに蓄勢されたエネルギにより、第１の可動接触子２がホルダ９を介して開極駆動される。その際、図示反発形回路遮断器においては、次に述べるように第１及び第２の可動接触子２，７が開閉機構４の動作に先立って、電磁反発力により開極動作をする。

すなわち、図１（Ａ）において電流は矢印で示すように流れるが、この電流は第１の可動接触子２と第２の可動接触子７との間及び固定接触子５と第２の可動接触子７との間でそれぞれ向きが互いに反対であり、それらの電流間には電磁反発力が働いている。そのため、短絡電流などの大きな過電流が流れ、電磁反発力が接触ばね１１，１２による接触圧力を上回ると、第１及び第２の可動接触子２，７は接触ばね１１，１２に抗して、開閉機構４の動作開始前に瞬時に駆動され、図１（Ｂ）に示すように開極する。その結果、接点２ａ，７ａ間及び接点５ａ，７ｂ間にそれぞれ発生するアーク２０及び２１がそれぞれ引き伸ばされ、アーク電圧の上昇により限流が行われる。続いて開閉機構４によりホルダ９が駆動され、電磁反発力の消滅後も第１の可動接触子２は開極位置に保持される。

上記した電磁反発力は接点２ａ，７ａ間及び接点５ａ，７ｂ間に加え、実施例１では第１の可動接触子２、固定接触子５及び第２の可動接触子７がＳ字状に配置されていることから、接点２ａ，７ａの近傍及び接点５ａ，７ｂの近傍において、互いに近接した平行導体間で強く働き、全体として大きな開極駆動力が得られる。

図１（Ａ）において、第２の可動接触子７の回動支点となる支点軸８は、第１及び第２の可動接点７ａ，７ｂ間において第２の可動接点７ｂ寄りに設けられている。これにより、接触ばね１２により生じる接触圧力Ｆａ及びＦｂは、第２の可動接点７ｂ側の接触圧力Ｆｂが第１の可動接点７ａ側の接触圧力Ｆａより大きくなる（Ｆａ＜Ｆｂ）。これにより、ハンドル１８（図３）による第１の可動接触子２の閉極操作により、可動接点２ａが第１の可動接点７ａに接触する際の衝撃で第２の可動接触子７が左回りに回動し、第２の可動接点７ｂが固定接点５ａから浮き上がることが防止される。ちなみに、第２の可動接点７ｂが固定接点５ａから浮き上がると、アークの発生により接点消耗が大きくなる。

この第２の可動接点７ｂの浮き上がり防止策として、図１（Ａ）に簡略に示すように、第２の可動接触子７に第２の可動接点７ｂ側を固定接点５ａに対して押圧する補助接触ばね２２を設けることも有効である。このように第２の可動接点７ｂの浮き上がり防止策を別途設ける一方、第２の可動接触子７の回動支点を第１及び第２の可動接点７ａ，７ｂ間の中央に設け、支点軸８を第２の可動接触子７のほぼ重心に位置させることも可能である。これにより、第２の可動接触子７の慣性モーメントが小さくなり、電磁反発力による開極速度が大きくなって遮断性能が向上する。

実施例１の接触子装置１によれば、一端に可動接点２ａを備え他端で回動可能に支持された第１の可動接触子２が開閉機構４により開閉駆動されるため、開閉機構４の負担は小さくて済む。また、第２の可動接触子７の第２の可動接点７ｂ側と相対する固定接触子５は回動しないため構造が簡単であり、かつ高さ方向の占有スペースもそれほど大きくならない。

図４及び図５は実施例２を示すもので、図４は接触子装置の斜視図、図５はその動作を説明する側面図である。実施例２は、第２の可動接触子を支持する支点軸を長穴で保持するようにしたものである。すなわち、図４において、保持部材１４に長穴２３が設けられ、この長穴２３は図５に示すように、第２の可動接点７ｂを中心として支点軸８を通る円弧に沿うように設けられている。支点軸８は長穴２３に、動き得るように緩く保持されている。図５において、回路遮断器の通常の投入操作時に、第１の可動接触子２から第２の可動接触子７に衝撃が作用すると、支点軸８は上記円弧に沿って長穴２３内で移動し、第２の可動接触子７は第２の可動接点７ｂを支点に破線で示すように回動する。これにより、上記衝撃は吸収され、第２の可動接点７ｂの固定接点５ａからの浮き上がりが防止される。

この発明の実施例１を示し、（Ａ）は接触子装置の閉極状態の側面図、（Ｂ）は同じく開極状態の側面図である。 図１の接触子装置の斜視図である。 図１の接触子装置を備えた回路遮断器の縦断面図である。 この発明の実施例２を示す接触子装置の斜視図である。 図４の接触子装置の動作を説明する側面図である。

符号の説明

１ 接触子装置
２ 第１の可動接触子
２ａ 可動接点
４ 開閉機構
５ 固定接触子
５ａ 固定接点
７ 第２の可動接触子
７ａ 第１の可動接点
７ｂ 第２の可動接点
８ 支点軸
１１ 接触ばね
１２ 接触ばね
１４ 保持部材
２２ 補助接触ばね
２３ 長穴

Claims (2)

1. 一端に可動接点を備え他端が支点に回動可能に支持されるとともに、開閉機構により開閉駆動される第１の可動接触子と、一端に固定接点を備え他端に端子が形成された固定接触子と、一端に前記第１の可動接触子の可動接点と接触する第１の可動接点を備え、他端に前記固定接触子の固定接点と接触する第２の可動接点を備えるとともに、前記第１及び第２の可動接点の間で回動可能に支持された第２の可動接触子とを有し、
   前記第１の可動接触子は接触ばねにより前記第２の可動接触子に対して付勢され、前記第２の可動接触子は接触ばねにより前記第１の可動接触子及び固定接触子に対して付勢され、閉極状態において過電流が流れると、前記第１及び第２の可動接触子と前記固定接触子とを流れる電流相互間の電磁反発力により、前記第１及び第２の可動接触子が前記接触ばねに抗して回動し、前記開閉機構の開極動作を待たずに前記可動接点と第１の可動接点との間及び前記固定接点と第２の可動接点との間が開離するものにおいて、
   前記第２の可動接触子の回動支点を前記第１及び第２の可動接点間の第２可動接点寄りに設けたことを特徴とする反発形回路遮断器の接触子装置。
2. 前記第２の可動接触子を支持する支点軸を保持する保持部材に、前記第２の可動接点を中心として前記支点軸を通る円弧に沿う長穴を設け、この長穴に前記支点軸を緩く保持さ
   せるようにしたことを特徴とする請求項１記載の反発形回路遮断器の接触子装置。

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