JP6447002B2 - 回路遮断器 - Google Patents
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Description
図11乃至図13は、開極動作時に固定接触子の固定接点と可動接触子の可動接点との間に生じたアークを消弧装置で消弧する従来の回路遮断器の電流遮断部の一例を示す図であり、図11は要部断面図、図12は電流遮断部を抽出して示す斜視図、図13は電流遮断部を抽出して示す側面図である。
電流遮断部50は、図11乃至図13に示すように、固定接点51が設けられた固定接触子52と、固定接点51に接触可能な可動接点53が設けられた可動接触子54と、開極動作時に固定接触子52の固定接点51と可動接触子54の可動接点53との間に生じたアーク55(図12及び図13参照)を一方向に所定の間隔をおいて層状に配列された複数の磁性グリッド56で消弧する消弧装置57とを有している。
固定接点51と可動接点53との間に発生したアーク55は、やがて固定接触子52及び可動接触子54に流れる電流、アーク55、及び磁性グリッド56により作用する電磁力を受け、図12及び図13に示すように、磁性グリッド56の方向へ移動及び湾曲を始める。
ここで、固定接触子52及び可動接触子54間に発生する電圧は、電流値、アーク55の径及び磁性グリッド56の枚数などから影響を受ける。磁性グリッド56の1区間当たりの電圧はおおよそ25V程度であり、例えば図13で示すように8枚の磁性グリッド56を一方向に配列した場合、固定接触子52及び可動接触子54間に発生する電圧はおおよそ225V程度となる。固定接触子52及び可動接触子54間に発生する電圧は電源電圧に対して逆起電力である。
また、従来の回路遮断器60は、磁性グリッド56の枚数を増やすことにより、固定接触子52及び可動接触子54間に発生する電圧を高めることができる。
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、小型で高遮断性能の回路遮断器を提供することを目的とする。
まず、回路遮断器の構成について説明する。
本発明の一実施形態に係る回路遮断器は、図11に示す従来の回路遮断器60と同様に、ケース及びカバーからなる一つの絶縁容器に、過電流を検知する過電流検知機構、それにより可動接触子を開極させる可動接触子開極機構、及び、短絡回路に流れる電流を急速に限流させて電流を遮断する電流遮断部1(図1及び図2参照)などを収めた構成になっている。
また、電流遮断部1は、開極動作時に固定接触子12の固定接点11と可動接触子14の可動接点13との間に生じたアーク20をその長手方向の中央部分において2つのアーク21,22に分割するアーク分割手段15と、このアーク分割手段15により分割された後の2つのアーク21,22を個々に消弧する第1の消弧装置16A及び第2の消弧装置16Bとを備えている。
本発明の一実施形態に係る回路遮断器は、開極動作時に固定接触子12の固定接点11と可動接触子14の可動接点13との間に生じたアーク20をアーク分割手段15で一旦2つのアーク21,22に分割し、アーク分割手段15で分割された2つのアーク21,22を2つの消弧装置16A,16Bで個々に消弧するように構成されている。
第1及び第2の消弧装置16A,16Bの各々は、磁性グリッド配列方向GLに沿う方向から平面視したとき、互いに隣接して並列に配置されている。
図1乃至図6に示すように、アーク分割手段15は、中間電極18と、アークランナー19(第1のアークランナー)と、固定接触子12の第2の部分12b(第2のアークランナー)とを含む構成になっている。
次に、回路遮断器の動作について説明する。
中間電極18のアーク分割部分18aで分割された2つのアーク21,22のうち、可動接点13側のアーク21の上端(可動接点13側の端)21aは、アーク21に作用する電磁力により可動接触子14からアークランナー19に移動し、その後、図4に示すように、アークランナー19の表面を第1の消弧装置16Aに向かって走行する。また、アーク21の下端(中間電極18側の端)21bは、同様にアーク21に作用する電磁力により中間電極18のアーク分割部分18aから第1の分岐部分18bに移動し、その後、図4及び図7に示すように、第1の分岐部分18bの表面を第1の消弧装置16Aに向かって走行する。
一方、中間電極18のアーク分割部分18aで分割された後の2つのアーク21,22のうち、固定接点11側のアーク22の上端(中間電極18側の端)22aは、アーク22に作用する電磁力により中間電極18のアーク分割部分18aから第2の分岐部分18cに移動し、その後、図5に示すように、第2の分岐部分18cの表面を第2の消弧装置16Bに向かって走行する。また、アーク22の下端(固定接点11側)22bは、同様にアーク22に作用する電磁力により固定接触子12の固定接点11から固定接触子12の第2の部分12b(第2のアークランナー)に移動し、その後、図5及び図8に示すように、この第2の部分12bの表面を第2の消弧装置16Bに向かって走行する。
ここで、隔壁24は、前述したように、第2の消弧装置16Bの磁性グリッド配列方向GLにおいて中間電極18のアーク分割部分18aよりもアークランナー19側に位置し、第1の隔壁部分24aから中間電極18の第2の分岐部分18c及び第2の消弧装置16Bを囲むようにして設けられた第2の隔壁部分24bを有している(図5及び図7参照)。これにより、開極動作時に中間電極18のアーク分割部分18aよりもアークランナー19側(中間電極18の上方)で発生した導電性ガスは第1の消弧装置16A側に移動する。したがって、中間電極18のアーク分割部分18aで分割された後の可動接点13側(上側)のアーク21は、アークランナー19及び中間電極18の第1の分岐部分18bを含む電極形状と、第2の隔壁部分24bとの作用により、より効果的に第1の消弧装置16Aに導かれることとなる。
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る回路遮断器は、開極動作時に固定接触子12の固定接点11と可動接触子14の可動接点13との間に生じたアーク20を中間電極18のアーク分割部分18aで一旦2つのアーク21,22に分割し、アーク分割部分18aで分割された2つのアーク21,22を、並列に配置された2つの消弧装置16A,16Bで個々に消弧するように構成されている。したがって、本発明の一実施形態に係る回路遮断器は、電流遮断部1の限られた高さ寸法内でより高い遮断性能を得ることができるので、小型で高遮断性能(高限流性能)を得ることができる。
また、本発明の一実施形態に係る回路遮断器は、中間電極18のアーク分割部分18aが磁性材料で形成されている。したがって、本発明の一実施形態に係る回路遮断器は、開極動作時に固定接触子12の固定接点11と可動接触子14の可動接点13との間で生じた、分割前のアーク20をアーク分割部分18aに引き込み易くすることができ、また、分割前のアーク20とアーク分割部分18aとが接触する箇所を中央付近とすることができるので、分割後の2つのアーク21,22を2つの消弧装置16A,16Bに更に引き込み易くすることができる。
以上説明したように、本発明に係る回路遮断器は、小型で高遮断性を得ることができると共に、より高い信頼性を得ることができるという効果を有し、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器に有用である。
Claims (4)
- 固定接点が設けられた固定接触子と、
前記固定接点に接触可能な可動接点が設けられた可動接触子と、
開極動作時に前記固定接点と前記可動接点との間で生じたアークが移動することにより複数のアークに分割するアーク分割部分を有する中間電極と、
各々が一方向に所定の間隔を置いて配列された複数の磁性グリッドを有し、前記アーク分割部分により分割された後のアークを個々に消弧する複数の消弧装置と、
開極動作後の前記可動接触子の先端側から前記複数の消弧装置のうちの第1の消弧装置に向かって延在し、かつ前記可動接触子と同電位に接続された第1のアークランナーと、
前記固定接触子の固定接点が設けられた部分から前記複数の消弧装置のうちの前記第1の消弧装置と隣り合う第2の消弧装置に向かって延在する第2のアークランナーと、
を備え、
前記中間電極は、
前記アーク分割部分から前記第1の消弧装置に向かって延在する第1の分岐部分と、
前記アーク分割部分から前記第2の消弧装置に向かって延在する第2の分岐部分と、
を更に備え、
前記アーク分割部分は、開極動作時に前記固定接点と前記可動接点との間で生じた前記アークの長手方向において互いに離間して重畳するように前記消弧装置側とは反対側で一体に形成された第1の重畳部及び第2の重畳部を有し、
前記第1及び第2の重畳部の各々は、基部と、互いに離間して前記基部から前記基部の前記消弧装置側とは反対側に向かって延在する一対の第1及び第2脚部とを有し、
開極動作時に前記可動接触子の先端側が前記一対の第1及び第2脚部の間を通過し、
前記第1の分岐部は、前記第1の重畳部の基部に前記第1脚部側で連結され、
前記第2の分岐部は、前記第2の重畳部の基部に前記第2脚部側で連結されていることを特徴とする回路遮断器。 - 前記第1重畳部と前記第2重畳部との間には、絶縁性材質が介在されていることを特徴とする請求項1に記載の回路遮断器。
- 前記アーク分割部分は、磁性材料で形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回路遮断器。
- 前記第1のアークランナーの前記第1の消弧装置側の先端と、前記第1の分岐部分の前記第1の消弧装置側の先端とは、前記第1の消弧装置の前記複数の磁性グリッドの配列方向において互いに離間し、
前記第2の分岐部分の前記第2の消弧装置側の先端と、前記第2のアークランナーの前記第2の消弧装置側の先端とは、前記第2の消弧装置の前記複数の磁性グリッドの配列方向において互いに離間していることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の回路遮断器。
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