JP6336848B2

JP6336848B2 - 直流遮断器

Info

Publication number: JP6336848B2
Application number: JP2014156759A
Authority: JP
Inventors: 和記伊藤
Original assignee: 河村電器産業株式会社
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2034-07-31
Also published as: JP2016033891A

Description

本発明は、たとえば過電流等の電路異常が発生すると電路を遮断する直流遮断器に関し、特に遮断動作する接点部を配置した消弧室に消弧装置を設けた直流遮断器に関するものである。

従来より直流遮断器では、電路に過電流等の異常電流が流れると電路を遮断するようになっているが、この遮断時に接点間にアーク放電が発生する。このアーク放電は周囲に悪影響を及ぼすため、遮断動作する接点部を消弧室で囲むとともに消弧室内に消弧装置を設けることで、アーク放電を短時間で消弧するように構成している。

そして、上記消弧装置としては、消弧板に複数のグリッドを重ねて取り付けたものや、接点部の近傍に磁石を配置したものが広く採用されている。たとえば特許文献１に記載の発明では、その両方の構成を採用しており、接点部の前方において上下方向へ重なるように配設された複数のグリッドと、固定接点を左右両側から挟むようにＵ字状に折り曲げられた磁石とを備えた消弧装置を設置している。そして、発生するアークをグリッド側へ引っ張り、グリッドに接触させることにより、速やかな消弧を可能としている。

特開２００５−２１６８０７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の発明では、消弧板、固定接点を有する固定金具、及び磁石等を夫々別個に設置しなければならないため、消弧装置や接点部の設置作業が煩わしいという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、消弧装置や接点部を容易に設置することができる直流遮断器を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、遮断器ケースの前側に電源側端子が、後側に負荷側端子が夫々設けられているとともに、前記電源側端子と前記負荷側端子との間に配設された電路上に、固定接点及び可動接点からなる接点部が設けられ、さらに前記接点部が配置される消弧室に消弧装置が設置されており、前記電路に異常電流が流れると前記接点部を開操作して電路を遮断する直流遮断器であって、前記固定接点は金属板状の固定接点部の表面に設けられている一方、前記消弧装置は、前記接点部を左右から挟むように取り付けられる一対の消弧板と、前記消弧板間に積層される複数のグリッドと、前記固定接点の左右両側に取り付けられる一組の永久磁石とを有し、さらに、前記永久磁石を保持する磁石保持部と、前記固定接点部を差し込み可能な接点保持部とを一体的に備えた保持部材を設け、前記磁石保持部に前記永久磁石を、前記接点保持部に前記固定接点部を夫々保持させた前記保持部材を継鉄により覆うとともに、前記継鉄に位置決め係合部を、前記遮断器ケース側に前記位置決め係合部が係合可能な被位置決め係合部を夫々設けたことを特徴とする。

本発明によれば、永久磁石を保持する磁石保持部と、固定接点部を差し込み可能な接点保持部とを一体的に備えた保持部材を設け、磁石保持部に永久磁石を、接点保持部に固定接点部を夫々保持させた保持部材を継鉄により覆うとともに、継鉄に位置決め係合部を、遮断器ケース側に位置決め係合部が係合可能な被位置決め係合部を夫々設けている。したがって、位置決め係合部を被位置決め係合部に係合させるだけで、永久磁石、継鉄、及び固定接点を位置決めすることができるため、消弧装置及び接点部を従来よりも容易に設置することができる。

直流遮断器を上面側から示した説明図である。図１中のＡ−Ａ線断面を示した説明図である。分解状態にある消弧装置と第１固定金具とを後側から示した斜視説明図である。分解状態にある消弧装置と第１固定金具とを前側から示した斜視説明図である。組み付け状態にある消弧装置、第１固定接点、及び第１可動接点の位置関係を示した断面説明図である。組み付け状態にある消弧装置、第１固定接点、及び第１可動接点の位置関係を上方から示した説明図である。永久磁石によりアークが引っ張られる様子を示した説明図である。直流遮断器への消弧装置の設置構造を示した説明図である。保持部材の更なる変更例を示した説明図である。

以下、本発明に係る直流遮断器について、図面にもとづき詳細に説明する。

（第１実施例）
まず、第１実施例となる直流遮断器１について説明する。
図１は、直流遮断器１を上面側から示した説明図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面を示した説明図である。

直流遮断器１は、合成樹脂製の遮断器ケース２の前部に電源側端子３を、後部に負荷側端子４を夫々備えてなるものであって、遮断器ケース２内には電源側端子３と負荷側端子４とを電気的に接続すべく、前後方向へ延びる２つの電路が左右に並べて配設されている。そして、各電路は、後端に第１固定接点５を有し、電源側端子３側へと延びて前側電路を構成する第１固定金具６と、前端に第２固定接点７を有し、負荷側端子４側へと延びて後側電路を構成する第２固定金具８と、前端に第１可動接点９を、後端に第２可動接点１０を夫々有し、左右方向を軸とした回転動作によって両可動接点９、１０を両固定接点５、７に対して接触／離隔させることにより、前側電路と後側電路とを電気的に接続／遮断させる可動接点部材１１とを備えている。また、各電路毎に、可動接点部材１１を両可動接点９、１０が両固定接点５、７に対して離隔する方向へ回転動作させるための従来周知の遮断機構部（図示せず）、電路に短絡電流等の過電流が流れると遮断機構部を動作させるべく作動する電磁引き外し装置１２、及び電磁引き外し装置１２の作動をうけて遮断機構部を直接動作させる操作部材（図示せず）等も設けられている。さらに、各電路には、固定接点５、７と可動接点９、１０とからなる接点部を囲むように消弧室２２、２２が形成されているとともに、各消弧室２２内には、遮断動作をうけて両可動接点９、１０が両固定接点５、７から離隔した際に生じるアークを速やかに消弧するための消弧装置２１が設置されている。なお、１３は、電路をオン／オフ操作するための操作レバーである。

ここで、本発明の要部となる消弧装置２１について、図３〜図７にもとづき詳細に説明する。
図３は、分解状態にある消弧装置２１と第１固定金具６とを後側から示した斜視説明図である。図４は、分解状態にある消弧装置２１と第１固定金具６とを前側から示した斜視説明図である。図５は、組み付け状態にある消弧装置２１、第１固定接点５、及び第１可動接点９の位置関係を示した断面説明図である。図６は、組み付け状態にある消弧装置２１、第１固定接点５、及び第１可動接点９の位置関係を上方から示した説明図である。図７は、永久磁石２５によりアークが引っ張られる様子を示した説明図である。なお、図５及び図６では、保持部材２６を省略している。

消弧装置２１は、接点部を左右から挟むように取り付けられる一対の消弧板２３、２３と、消弧板２３、２３間に上下方向へ重なるように架設される複数のグリッド２４、２４・・と、第１固定接点５の左右両側に所定の向きで取り付けられる一組の永久磁石２５、２５と、永久磁石２５、２５を保持する保持部材２６とを備えてなる。消弧板２３は、絶縁性及び耐アーク性に優れた合成樹脂（たとえば充填剤としてガラス繊維が約３０％添加された６ナイロン等）により成形された板状体であって、消弧室２２の左壁面若しくは右壁面を覆うように配置される。また、消弧板２３の下辺には、保持部材２６の磁石保持部２９を嵌入可能な前後方向へ所定の幅を有する切り欠き２７が設けられている。

各グリッド２４は、平行に延びる一対の脚部と、脚部の一端同士を繋ぐ連結部とを有する上面視略Ｕ字状に成形された金属板である。そして、グリッド２４、２４・・は、連結部が前方を向くような姿勢で消弧板２３、２３間を上下方向へ所定の間隔毎に複数枚積層された状態となっている。なお、各グリッド２４は、グリッド２４の左右両側部に夫々外方へ突設された係合片２４ａ、２４ａを、各消弧板２３に開設された係合孔へ差し込むことによってグリッド２３、２３間に架設される。

保持部材２６は、消弧板２３同様、絶縁性及び耐アーク性に優れた合成樹脂により成形されたものであって、第１固定金具６の固定接点部１７を保持する接点保持部２８と、接点保持部２８から上方へ立設される一対の磁石保持部２９、２９とを備えてなる。接点保持部２８は、方形状のブロック体の上面に上方と前方とに開口する凹部２８ａを設けてなるもので、該凹部２８ａは第１固定金具６の固定接点部１７の上下方向での厚みと略同じ上下方向深さを有しており、凹部２８ａ内へ固定接点部１７を差し込み可能となっている。また、凹部２８ａよりも後側における接点保持部２８の上面部２８ｂは、固定接点部１７を差し込んだ際に固定接点部１７の後端面が当接するストッパとして機能するとともに、保持部材２６と消弧板２３とを組み付けた際に消弧板２３の下辺部が当接するストッパとしても機能する。一方、各磁石保持部２９は、夫々左右外側に開口する箱状に形成され、その開口から内部へ収納される永久磁石２５を保持可能となっている。また、磁石保持部２９の前後方向での長さは、消弧板２３の下辺部に設けられた切り欠き２７の前後方向長さと同じになっている。さらに、磁石保持部２９の左右方向での内側部は、凹部２８ａ上へ突出しており、その下面が凹部２８ａへ差し込まれた固定接点部１７の上面に当接しするようになっており、固定接点部１７を保持する機構としても作用するようになっている。

なお、第１固定金具６についても説明すると、第１固定金具６は、後方へ略水平に延びる板状の固定接点部１７を有しており、該固定接点部１７の先端（後端）上面に第１固定接点５が設けられている。また、固定接点部１７における第１固定接点５の前側には、発生したアークの伸張を助長するためのアーク走行部１８が切り起こし状に設けられている。

上記構成要素からなる消弧装置２１と第１固定金具６とは、以下のようにして組み立てられる。
まず、グリッド２４、２４・・を消弧板２３、２３間に架設し、グリッド２４、２４・・と消弧板２３、２３とを一体化する。一方、第１固定接点５を上方へ向けた姿勢で第１固定金具６の固定接点部１７を接点保持部２８の凹部２８ａ内へ差し込み、第１固定金具６と保持部材２６とを一体化する。また、各磁石保持部２９に永久磁石２５を保持させ、永久磁石２５、２５と保持部材２６とを一体化する。このとき、電流の流れる方向を参酌し、一方の永久磁石２５はＮ極が、他方の永久磁石２５はＳ極が夫々左右方向で内側を向くような姿勢で磁石保持部２９、２９に保持させる。たとえば図７（ａ）に示すように、紙面の裏から表へ向かって（第１固定接点５から第１可動接点９へ向かって）電流が流れるのであれば、磁界の向きが左から右となるように永久磁石２５、２５を配置する。すると、両接点間に発生したアークに対し前側へ力がかかることになり、図７（ｂ）に示すように、アークは前側、すなわちアーク走行部１８及びグリッド２４、２４・・側へ伸張することになる。最後に、グリッド２４、２４・・と一体化された消弧板２３、２３の切り欠き２７、２７内に、第１固定金具６及び永久磁石２５、２５と一体化された保持部材２６の磁石保持部２９、２９を嵌め込み、両者を一体化することにより、消弧板２３、２３、グリッド２４、２４・・、永久磁石２５、２５、及び固定接点部１７が後述の如き位置に位置決めされた状態で、消弧装置２１及び第１固定金具６が組み立てられる。

そして、組み立てられた消弧装置２１及び第１固定金具６では、永久磁石２５、２５が、第１固定接点５の後端からアーク走行部１８の中程（すなわち、アーク走行部１８の前端を越えない位置）にわたって側面視で重なるように位置している。また、図５に示すように、全てのグリッド２４、２４・・の脚部が永久磁石２５、２５の前端よりも後側まで突出するとともに、全てのグリッド２４、２４・・の連結部の前端が永久磁石２５、２５の前端よりも前側に位置した状態となっている。つまり、第１固定接点５と、永久磁石２５、２５と、グリッド２４、２４・・とが好適な位置に位置決めされた状態となる。したがって、後は消弧装置２１及び第１固定金具６を、消弧装置２１が消弧室２２内に位置するように設置するとともに、第１可動接点９がグリッド２４、２４・・の脚部間を移動しながら第１固定接点５に接触／離隔するように可動接点部材１１を設置すれば、直流遮断器１における接点部及び消弧装置２１の設置は完了となる。なお、第２固定接点７及び第２可動接点１０側の消弧装置としては、上記消弧装置２１を上下及び前後逆さにしたものを使用すればよい。

以上のような構成を有する直流遮断器１によれば、永久磁石２５、２５を保持する保持部材２６に、第１固定金具６の固定接点部１７を差し込んで一体化可能とした接点保持部２８を設けるとともに、消弧板２３、２３に保持部材２６の磁石保持部２９、２９を嵌め込んで一体化可能とした切り欠き２７、２７を設けている。そして、磁石保持部２９、２９に永久磁石２５、２５を、接点保持部２８に固定接点部１７を夫々保持させるとともに、グリッド２４、２４・・が取り付けられた消弧板２３と保持部材２６とを係合させて一体化させることにより、消弧板２３、２３、グリッド２４、２４・・、永久磁石２５、２５、アーク走行部１８、及び第１固定接点５（ひいては接点部）が位置決めされるようになっている。したがって、速やかな消弧に必要な構成要素を容易且つ確実に好適な位置関係で配置させることができ、消弧作用の向上を図ることができる上、消弧装置２１が１つのユニットとして組み立てられることになり、消弧装置２１の設置作業が容易となる。

また、磁石保持部２９、２９を消弧板２３との係合に利用しているため、保持部材２６の構成の合理化を図ることができ、保持部材２６の構造を簡素化することができる等の効果がある。
さらに、永久磁石２５、２５が、第１固定接点５の後端からアーク走行部１８の中程にわたって側面視で重なるように位置している一方、全てのグリッド２４、２４・・の脚部が永久磁石２５、２５の前端よりも後側まで突出するとともに、全てのグリッド２４、２４・・の連結部の前端が永久磁石２５、２５の前端よりも前側に位置した状態となっている。したがって、消弧作用に極めて優れた直流遮断器１とすることができる。

（第２実施例）
次に、第２実施例となる直流遮断器について説明する。
図８は、直流遮断器への消弧装置（保持部材３６及び継鉄３８）の設置構造を示した説明図である。なお、図８において、上記第１実施例の構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付している。

第２実施例の直流遮断器は、上記第１実施例の直流遮断器１と比べると、消弧装置及び消弧装置の設置に係る構成が異なっている。直流遮断器に設置される消弧装置を構成する保持部材３６は、上記保持部材２６同様、固定接点部１７を保持する接点保持部２８、及び永久磁石２５を保持する一対の磁石保持部２９、２９を備えている。一方、保持部材３６の接点保持部２８の底面には、保持部材３６（ひいては消弧装置）の設置位置を位置決めするための位置決め突起３７が下方へ突設されている。加えて、保持部材３６には、永久磁石２５、２５の集磁作用を向上させるための継鉄３８が取り付けられている。該継鉄３８は、磁石保持部２９、２９に永久磁石２５、２５を保持させた状態にある保持部材３６の左右両側面及び底面に沿うような形状に折り曲げ形成されている。したがって、継鉄３８を取り付けることにより、磁石保持部２９の開口が覆われるとともに、位置決め突起３７の表面が継鉄３８により覆われてなる位置決め凸部が形成されることになる。

そして、上記保持部材３６を有する消弧装置は、第１実施例の消弧装置２１同様に、消弧板、グリッド、第１固定金具６、永久磁石２５、２５、及び継鉄３８を取り付けた状態にある保持部材３６を一体化した後、遮断器ケース２側に形成された位置決め凹部３９に位置決め凸部を嵌入させて、消弧装置の設置位置を位置決めする。それから、位置決め凹部３９内に穿設されているネジ孔４０を介して、固定ネジ４１を継鉄３８へねじ込み、消弧装置をネジ止めすれば、直流遮断器１における接点部及び消弧装置の設置は完了となる。なお、図８において、継鉄３８側のネジ孔は省略している。

以上のような消弧装置を有する直流遮断器によれば、消弧装置をユニット化することによる第１実施例の効果に加え、保持部材３６に位置決め凸部を設けており、遮断器ケース２側に形成された位置決め凹部３９内へ位置決め凸部を嵌入させることによって消弧装置を位置決め可能としている。したがって、消弧装置の設置作業が非常に容易となる。
また、継鉄３８により磁石保持部２９、２９の開口を覆っているため、磁石保持部２９からの永久磁石２５の脱落を防止することができる。

なお、本発明に係る直流遮断器は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、直流遮断器の全体的な構成は勿論、消弧装置等の構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施形態では、１つの電路に固定接点と可動接点とを夫々２つずつ設けているが、本発明に係る消弧装置は、１つの電路に固定接点と可動接点とが夫々１つずつしか設けられていないタイプの直流遮断器に対しても好適に採用することができる。
また、上記実施形態では、磁石保持部を被係合部としているが、消弧板に係合部としての係合突起を、保持部材に被係合部としての係合孔を設ける等してもよく、消弧板と保持部材とをどのように係合させるかについては適宜設計変更可能である。
さらに、消弧板、グリッド、永久磁石、アーク走行部、及び接点部の位置決めについて、上記実施形態の位置は好適な位置の一例にすぎず、各要素をどのような位置に配置させるかについても設計変更可能である。

さらにまた、保持部材に位置決め凸部を設けるにあたり、第２実施例に記載したような構成以外に、図９に示すような構成により位置決め凸部を設けることも可能である。たとえば、図９（ａ）では、保持部材としては第１実施例の保持部材２６と同様のものを用い、継鉄３８の底面部に、下方へ突出する位置決め凸部５１を折り曲げ形成している。すなわち、保持部材に位置決め突起を設けていない。このような構成を採用しても、消弧装置の設置作業が簡易となるという第２実施例に記載の直流遮断器と同様の効果を奏することができる。また、図９（ｂ）に示すように、位置決め凸部５１をどこに設けるかについては適宜設計変更可能である。さらに、図９（ｃ）に示すように、２枚の継鉄３８Ａ、３８Ｂにより保持部材２６を覆っても何ら問題はない。加えて、図９（ｄ）に示すように、遮断器ケース２側に凸部４８を、保持部材４６側に凸部４８が嵌まり込む凹部４７を夫々設け、消弧装置の位置決めを行っても何ら問題はない。

またさらに、第２実施例では、位置決め凹部内にネジ孔を設けて消弧装置をネジ止めするように構成しているが、消弧装置をどのように固定するかについても適宜変更可能である。
加えて、上記第２実施例では、第１実施例同様、消弧板と保持部材とを係合させるとしているが、消弧板と保持部材とを一体化せずともよい。すなわち、接点保持部及び磁石保持部を備えた保持部材を容易に固定可能とすることで、少なくとも永久磁石、継鉄、及び第１固定金具の設置が容易となるため、消弧装置の設置作業の容易化を図るといった上記課題を達成することができる。

１・・直流遮断器、２・・遮断器ケース、３・・電源側端子、４・・負荷側端子、５・・第１固定接点（固定接点、接点部）、６・・第１固定金具、９・・第１可動接点（可動接点、接点部）、１１・・可動接点部材、１７・・固定接点部、１８・・アーク走行部、２１・・消弧装置、２２・・消弧室、２３・・消弧板、２４・・グリッド、２５・・永久磁石、２６、３６、４６・・保持部材、２８・・接点保持部、２９・・磁石保持部、３８・・継鉄、３９・・位置決め凹部（被位置決め係合部）、４７・・凹部（位置決め係合部）、４８・・凸部（被位置決め係合部）、５１・・位置決め凸部（位置決め係合部）。

Claims

遮断器ケースの前側に電源側端子が、後側に負荷側端子が夫々設けられているとともに、前記電源側端子と前記負荷側端子との間に配設された電路上に、固定接点及び可動接点からなる接点部が設けられ、さらに前記接点部が配置される消弧室に消弧装置が設置されており、前記電路に異常電流が流れると前記接点部を開操作して電路を遮断する直流遮断器であって、
前記固定接点は金属板状の固定接点部の表面に設けられている一方、
前記消弧装置は、前記接点部を左右から挟むように取り付けられる一対の消弧板と、前記消弧板間に積層される複数のグリッドと、前記固定接点の左右両側に取り付けられる一組の永久磁石とを有し、
さらに、前記永久磁石を保持する磁石保持部と、前記固定接点部を差し込み可能な接点保持部とを一体的に備えた保持部材を設け、前記磁石保持部に前記永久磁石を、前記接点保持部に前記固定接点部を夫々保持させた前記保持部材を継鉄により覆うとともに、前記継鉄に位置決め係合部を、前記遮断器ケース側に前記位置決め係合部が係合可能な被位置決め係合部を夫々設けたことを特徴とする直流遮断器。