JP2000113798A - 回路遮断器 - Google Patents
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Abstract
を生じない回路遮断器を得るとともに、アークガスの爆
風の流動による筐体内の絶縁劣化が少ない回路遮断器を
得る。 【解決手段】 接触子機構とクロスバー35及び消弧装
置を絶縁材料製のケースに収納してアークユニット23
を構成すると共に、接触子機構が電磁反発状態のときは
開口しており、接触子機構が開閉機構30を介して開離
状態になったときは閉塞されるアークガス放出孔を設
け、さらに、アークガス放出孔の開口部に近接して引外
し用アクチュエータ26を備え、接触子機構の電磁反発
時にアークガス放出孔から放出されるアークガスの圧力
により、引外し用アクチュエータ26を介してトリップ
バー22を作動させるようにした。
Description
流が流れたとき、引き外し装置により接触子機構を開離
させる回路遮断器、特に大電流遮断時における引き外し
用トリップバーに関するものである。
41327号公報に示された従来の回路遮断器を示す断
面図である。図において、1はベース1aとカバー1b
とからなる筐体であり、合成樹脂材料で形成されてい
る。2は操作ハンドル、3は開閉機構、4は可動接触子
であり可動接点4aを有している。5は固定接触子であ
り固定接点5aを有している。6は合成樹脂材料で形成
されたトリップバーであり、回動できるように、また、
開閉機構3と係合するように支承されている。7は電磁
引き外し装置の電磁石であり、そのプランジャー7aが
トリップバー6の溝付アーム6bに係合している。8は
熱動引き外し装置のバイメタルであり、その調整ねじ8
aがトリップバー6のアーム片6cに対向配置されてい
る。
は、操作ハンドル2の操作により開閉機構3に連結され
た可動接触子4が動作して両接点4a、5aが開閉す
る。次に、図10に示す閉路状態において過電流が流れ
ると、バイメタル8が加熱されて湾曲し、調整ねじ8a
でトリップバー6のアーム片6cが押圧される。この押
圧によりトリップバー6が時計方向に回動して開閉機構
3を作動させ、可動接触子4を開離させる。また、図1
0に示す閉路状態において短絡電流のような大電流が流
れると、電磁石7のプランジャー7aが吸引されて溝付
アーム6bを引くので、トリップバー6が時計方向に回
動し開閉機構3を作動させて可動接触子4を開離させ
る。
路遮断器では、短絡電流のような大電流が流れると、初
期状態においては、可動接触子4及び固定接触子5に流
れる互いに逆方向の平行電流の作用により両接触子4,
5は電磁反発する。この電磁反発により可動接触子4は
図11に示すように僅かに開離し、固定接点5aと可動
接点4aの間にアークAが発生する。続いて、プランジ
ャー7aの吸引により、開閉機構3が作動して可動接触
子4を完全に開離させる。ところが、アークAはアーク
ガスの爆風に変化して筐体1内の空間全域に流動する。
この流動の際、アークガスの爆風は例えば矢印B及び矢
印Cのように流れてトリップバー6の溝付アーム6b及
びアーム片6cを押圧し、この押圧力が溝付アーム6b
及びアーム片6cを反時計方向に回動させる力になるこ
とがある。
に、電磁石7のプランジャー7aあるいはバイメタル8
によるトリップバー6を時計方向に回動させる力に対し
て反対方向の力となり、短絡事故発生から開閉機構3を
作動させて可動接触子4を開離させる、いわゆる自動遮
断(トリップ)までの時間に遅れを生じるという問題点
があった。また、アークガスの爆風が筐体1の外部に放
出されて消滅するまで筐体1内にアークガスの爆風は吹
き乱れるため、爆風は合成樹脂から成る筐体1の表面を
炭化させ、電源と負荷間や相間の絶縁劣化を引き起こす
という問題点があった。
になされたものであり、短絡電流のような大電流が流れ
た場合に、接点間に発生するアークガスの爆風を利用し
てトリップバーを回動させることにより、短絡電流発生
からトリップまでの時間に遅れを生じない回路遮断器を
得るとともに、アークガスの爆風の流動による筐体内の
絶縁劣化が少ない回路遮断器を得ることを目的としてい
る。
器においては、短絡電流が流れたとき可動接触子と固定
接触子の間で電磁反発が生じるように形成された接触子
機構と、接触子機構の可動接触子にクロスバーを介して
連結することにより可動接触子を開閉動作させる開閉機
構と、通電電流が所定値を超過したとき、トリップバー
を作動させて開閉機構を介して接触子機構を開離させる
引外し機構と、発生するアークを所定方向に誘引する消
弧装置と、各機構及び装置を収納する筐体を有する回路
遮断器において、接触子機構とクロスバー及び消弧装置
を絶縁材料製のケースに収納すると共に、接触子機構が
電磁反発状態のときは開口しており、接触子機構が開閉
機構を介して開離状態になったときは閉塞されるアーク
ガス放出孔を有するアークユニットと、アークガス放出
孔の開口部に近接して配置された引外し用アクチュエー
タを備え、接触子機構の電磁反発時にアークガス放出孔
から放出されるアークガスの圧力により、引外し用アク
チュエータを介してトリップバーを作動させるようにし
たものである。
トのケースの側面に穿設されたケース貫通孔と、クロス
バーのロータ部に穿設されたロータ貫通孔とを有し、開
閉機構がクロスバーを介して可動接触子を閉路状態にし
ているときは、ケース貫通孔とロータ貫通孔が連通し、
開閉機構がクロスバーを介して可動接触子を開路状態に
したときは、ケース貫通孔がクロスバーのロータ部によ
り閉塞されるように構成したものである。
アークガス放出孔を閉塞する弁部を、他端に引外し機構
に係合する係合部を備え、弁部は、アークガス放出孔か
ら放出されるアークガスの圧力により作動し、この作動
に応動して引外し用アクチュエータの他端の係合部がト
リップバーを作動させるようにしたものである。
アークガスがアークガス放出孔に向かって流れるアーク
ガス通路の一つを、上記接触子機構の接点の近傍におけ
る、クロスバーのロータ部外側円周面とアークユニット
のケースの内壁面との対向面に設けたものである。
とアークユニットのケースの内壁面との対向面に設けた
アークガス通路の間隙は、ロータ隔壁と可動接触子との
間隙よりも広く形成されたものである。
実施の形態1を示す回路遮断器の断面図である。図にお
いて、10は筐体であり、ベース11とカバー12と補
助カバー13とからなっており、いずれも合成樹脂材料
で形成されている。14は同様の材料で形成されたハン
ドルである。35はクロスバーであり、合成樹脂材料か
らなるロータ部15と連結ピン16を介して、各極のク
ロスバー35が一体的に連結されている。この連結ピン
16は、中央極において後述の開閉機構30に連結され
ている。17は固定接触子であり、固定接点17aを有
している。18は可動接触子であり、可動接点18aを
有し、軸19によりロータ部15に対し回動可能に保持
されている。
り矢印C方向に付勢されている。即ち、可動子ばね21
はひねりばねであり、一端がロータ部15の外周部に係
合され、他端を可動接触子18に係合することにより可
動接触子18が矢印C方向に付勢されている。従って、
可動接触子18はロータ部15に関係なく可動子ばね2
1に抗して矢印D方向に回動できるようになされてい
る。また、この可動接触子18はクロスバー35の回動
動作に連動するものである。即ち、後述の開閉機構30
の動作によりクロスバー35のロータ部15が回動すれ
ば、その回動に可動接触子18が従動するようになされ
ている。上記の構成において、固定接触子17、可動接
触子18及びクロスバー35などにより接触子機構が構
成されている。
体20aが可動接触子18の両側面を両側から挟み、可
動子ばね21に押圧されて電気的接触を保持するように
形成されている。また、可動子ホルダ20は、図5に示
すように、過電流引き外し装置(図示せず)を接続する
ための接続面20bを有している。22はトリップバー
であり、過電流引き外し装置の動作に連動して回動され
る。トリップバー22が軸28を支点として反時計方向
に回動したとき、開閉機構30が作動する。この作動に
よりクロスバー35を回動させて可動接触子18を固定
接触子17から開離させ自動遮断(トリップ)するよう
に構成されている。なお、ハンドル14により開閉機構
30を作動できることは周知の通りである。
構成されたアークユニットである。即ち、23aは第一
のケース、23bは第二のケースであり、いずれも合成
樹脂で形成され、固定接触子17と、可動接触子18
と、可動子ホルダ20と、可動子ばね21と、軸19
と、クロスバー35とで構成される接触子機構と、消弧
装置(図示せず)が収納されている。上記の第一のケー
ス23aと第二のケース23bは各極毎に複数のリベッ
ト24で結合してユニット化されている。なお、第一の
ケース23aの側壁には第一のケース貫通孔23cが、
第二のケース23bの側壁には第二のケース貫通孔23
dが穿設されている。クロスバー35のロータ部15の
一対の側壁にはロータ貫通孔15aが穿設されている。
3c、23dの関係は、開閉機構30がクロスバー35
を介して可動接触子18を閉路状態にしているときは、
上記ケース貫通孔23c、23dとロータ貫通孔15a
が連通してアークガス放出孔の主要部が形成される。こ
のアークガス放出孔は、開閉機構30がクロスバー35
を介して可動接触子18を開路状態にしたときは、ロー
タ部15が回動するので、ケース貫通孔23c、23d
がロータ部15により閉塞される。即ち、開口していた
アークガス放出孔が閉じられるように構成されている。
形成された相間ブロックであり、図2に示すように、基
板部25aと、この基板部25aから両側に突出した隔
壁25bが形成されている。そして、この隔壁25bと
アークユニット23の第一のケース23aの外壁面23
eとの間で第一のケース貫通孔23cと連通する第一の
通気溝25cが形成されている。また、隔壁25bとア
ークユニット23の第二のケース23bの外壁面23f
との間で第二のケース貫通孔23dと連通する第二の通
気溝25dが形成されている。なお、ロータ貫通孔15
aと、第一のケース貫通孔23c及び第二のケース貫通
孔23dと、第一の通気溝25c及び第二の通気溝25
dとでアークガス放出孔の全体が形成されている。
1に示すように、一端にトリップバー22と係合する係
合部26aと、他端に弁部26bが形成され、軸31に
より回動自在に軸支されている。27は引外し用アクチ
ュエータ26を反時計方向に付勢するひねりばねであ
り、常時は弁部26bが第一の通気溝25c及び第二の
通気溝25dを塞ぐ方向に付勢している。
は、短絡電流のような大電流が流れると、初期状態にお
いては、固定接触子17及び可動接触子18に流れる互
いに逆方向の平行電流のため、固定接触子17及び可動
接触子18が電磁反発する。この電磁反発により可動接
触子18が固定接触子17から開離し、固定接点17a
と可動接点18aの間にアークAが発生する。続いて、
このアークAはガス状となり周囲の気体を急激に膨張さ
せ、爆風となってアークユニット23内の空間全域に流
動する。
装置により誘導され外部へ排出されるとともに、例えば
図2に矢印Bに示す方向にも流動し、ロータ貫通孔15
aからケース貫通孔23c,23dを通って相間ブロッ
ク25の通気溝25c,25dに向かって放出される。
この通気溝25c,25dに向かって放出されるアーク
ガスの爆風により、引外し用アクチュエータ26の弁部
26bが押圧されて左方向へ駆動する。これにより、図
3に示すように、引外し用アクチュエータ26は軸31
を支点として時計方向に回動される。この引外し用アク
チュエータ26の回動により、係合部26aがトリップ
バー22と係合し、トリップバー22を反時計方向に回
動する。この回動により周知のトグルリンク機構による
開閉機構30との係合が解除されて、アークA発生後の
より速い時間に自動遮断(トリップ)が行われ、図4に
示す状態となる。
示すように、開閉機構30がトリップすると、ロータ部
15は軸19を支点として反時計方向に回動する。この
回動により、両接点17a、18aが閉路状態であった
時に貫通していたロータ貫通孔15aと貫通孔23c、
23d及び通気溝25c,25dは、ロータ部15の回
動によって連通しなくなり、アークガスの爆風が通気溝
25c,25dに流入しなくなる。従って、引外し用ア
クチュエータ26の弁部26bを押圧する圧力が低下
し、弁部26bが通気溝25c,25dを閉塞する。こ
れにより、トリップ動作後は、アークガスによって溶融
された金属粒や高温ガスがアークユニット23外の負荷
側へ噴出するのを防ぐことができる。
形態2を示す回路遮断器のアークユニットを示す断面図
であり、回路遮断器が閉路状態を示す。図7は、図6の
線イーイに沿う断面図である。図8は、回路遮断器が電
磁反発した状態のアークユニットを示す。図9は、回路
遮断器がトリップした状態のアークユニットを示す。な
お、図6〜図9は、後述のような問題点の解決を説明す
るために、いずれも回路遮断器を縦取付、つまり、ロー
タ部に対して接点側を上側とした取付状態を示す。
円周面に形成されたアークガス通路である。このアーク
ガス通路15bは、接触子機構が開離したとき発生する
アークガスがアークガス放出孔(ケース貫通孔23c、
23dとロータ貫通孔15a)に向かって流れるアーク
ガス通路の一つであり、図7に示すように、接触子機構
の接点17a,18aの近傍であり、かつ、ロータ部1
5の外側円周面がケース23a,23bの側面23m,
23nと対向する部分に設けられている。なお、アーク
ガス通路15bは、図ではロータ部15の外側円周面に
設けたものを示しているが、ケース23a,23bの側
面23m,23nに設けてもよい。図7に示す15dも
アークガス通路の一つであり、このアークガス通路15
dは、ロータ隔壁15cと可動接触子18の側面との間
隙Gの部分に形成されたものである。上記アークガス通
路15bは、このアークガス通路15dの間隙Gよりも
広く形成されている。
ば、短絡電流のような大電流が流れると、実施の形態1
における説明の動作と同様な動作が行われる。即ち、初
期状態においては、図8に示すように、固定接触子17
と可動接触子18が電磁反発し、可動接触子18が固定
接触子17から開離すると、固定接点17aと可動接点
18aの間にアークAが発生する。続いて、このアーク
Aはガス状となり周囲の気体を急激に膨張させ、爆風と
なってアークユニット23内の空間全域に流動する。
置50により誘導され外部へ排出されるが、例えば図8
に示す矢印B及び矢印E方向にも流動し、アークガス通
路15b、あるいは、アークガス通路15dを通り、ロ
ータ貫通孔15aからケース貫通孔23c,23dを通
って相間ブロック25の通気溝25c,25d(図2に
示す)に向かって放出される。
のと同様であり省略するが、トリップバー22(図4に
示す)が回動し、周知のトグルリンク機構による開閉機
構30(図4に示す)との係合が解除されて、アークA
発生後のより速い時間に自動遮断(トリップ)が行わ
れ、アークユニットは図9に示す状態となる。
部15の外側円周面にアークガス通路15bを設けるこ
とにより、アークガスがアークガス通路15bを通って
矢印E方向からもロータ貫通孔15aに流入するので、
ロータ貫通孔15aから放出されるアークガスの放出速
度が増し、引外し用アクチュエータ26を介してより速
くトリップバー22を回動させて開閉機構30を動作さ
せ、アーク発生後のより速い時間に回路遮断器をトリッ
プ動作させることができる。
も広く形成することにより、アークガスが矢印B方向よ
りも矢印E方向に多く流れるようになるので、可動接触
子18に回転モーメントを与える可動子ばね21の腕部
21aが、矢印B方向を流れる高温のアークガスに曝さ
れて劣化するのを少なくすることができる。
ユニットのケース23a,23bの側面23m,23n
の内壁面との対向面にアークガス通路15bを設けるこ
とにより、ロータ部15とケース23a,23bの側面
23m,23n間のアークガスの流れが良くなる。従っ
て、可動接触子18が固定接触子17から開離したとき
に、アークによって溶融された金属粒等が発生しても、
この金属粒等がロータ部15外側円周面とケース23
a,23bの側面23m,23nとの間に堆積すること
がないので、溶融された金属粒等によりロータ部15の
回動が悪くなり、可動接触子18が閉路しなくなるなど
の問題を防止することができる。
ース23a,23bの側面23m,23nとの間に堆積
してロータ部15の回動が悪くなることは上述の通りで
あるが、この問題は回路遮断器を縦取付とした場合に大
きい。つまり、接点17a,18aがロータ部15の外
側円周の近傍にあるので、接点17a,18aの間に、
アークによって溶融された金属粒等が発生したとき、ロ
ータ部15の、円周面の上に落下し易い。落下した金属
粒等は堆積して、上記のように、ロータ部15の回動を
阻害する原因になる。アークガス通路15bはこの問題
点の解決にも寄与している。
流等の大電流を高速度で自動遮断させることができると
ともに、アークによって溶融された金属粒や高温ガスが
アークユニット外の負荷側へ噴出しなくなるので、繰返
し遮断動作後の筐体内の絶縁劣化を少なくすることがで
きる。
閉路状態を示す断面図である。
電磁反発状態を示す断面図である。
トリップ状態を示す断面図である。
斜視図である。
アークユニットの閉路状態を示す断面図である。
アークユニットの電磁反発状態を示す断面図である。
アークユニットのトリップ状態を示す断面図である。
た初期の状態を示す断面図である。
カバー、14 ハンドル、15 ロータ部、15a ロ
ータ貫通孔、15b アークガス通路、15c ロータ
隔壁、17 固定接触子、18 可動接触子、22 ト
リップバー、23 アークユニット、23a 第一のケ
ース、23b 第二のケース、23c 第一のケース貫
通孔、23d 第二のケース貫通孔、25 相間ブロッ
ク、25a 第一の通気溝、25b 第二の通気溝、2
6 引外し用アクチュエータ、26a 係合部、26b
弁部、30 開閉機構、35 クロスバー。
Claims (5)
- 【請求項1】 通電回路に短絡電流が流れたとき可動接
触子と固定接触子の間で電磁反発が生じるように形成さ
れた接触子機構と、上記接触子機構の可動接触子にクロ
スバーを介して連結することにより上記可動接触子を開
閉動作させる開閉機構と、上記通電回路の電流が所定値
を超過したとき、トリップバーを作動させて上記開閉機
構を介して上記接触子機構を開離させる引外し機構と、
上記接触子機構が開離したとき発生するアークを所定方
向に誘引する消弧装置と、上記各機構及び装置を収納す
るように形成された筐体とを有する回路遮断器におい
て、上記接触子機構と上記クロスバー及び消弧装置を絶
縁材料製のケースに収納すると共に、上記接触子機構が
電磁反発状態のときは開口しており、上記接触子機構が
開閉機構を介して開離状態になったときは閉塞されるア
ークガス放出孔を有するアークユニット、上記アークガ
ス放出孔の開口部に近接して配置された引外し用アクチ
ュエータを備え、上記接触子機構の電磁反発時に上記ア
ークガス放出孔から放出されるアークガスの圧力によ
り、上記引外し用アクチュエータを介して上記トリップ
バーを作動させるようにしたことを特徴とする回路遮断
器。 - 【請求項2】 アークガス放出孔は、アークユニットの
ケースの側面に穿設されたケース貫通孔と、クロスバー
のロータ部に穿設されたロータ貫通孔とを有し、開閉機
構がクロスバーを介して可動接触子を閉路状態にしてい
るときは、上記ケース貫通孔とロータ貫通孔が連通し、
上記開閉機構が上記クロスバーを介して上記可動接触子
を開路状態にしたときは、上記ケース貫通孔が上記クロ
スバーのロータ部により閉塞されるように構成したもの
であることを特徴とする請求項1記載の回路遮断器。 - 【請求項3】 引外し用アクチュエータは、一端にアー
クガス放出孔を閉塞する弁部を、他端に引外し機構に係
合する係合部を備え、上記弁部は、上記アークガス放出
孔から放出されるアークガスの圧力により作動し、この
作動に応動して上記引外し用アクチュエータの他端の係
合部がトリップバーを作動させるようにしたことを特徴
とする請求項1または2記載の回路遮断器。 - 【請求項4】 接触子機構が開離したとき発生するアー
クガスがアークガス放出孔に向かって流れるアークガス
通路の一つを、上記接触子機構の接点の近傍における、
クロスバーのロータ部外側円周面とアークユニットのケ
ースの内壁面との対向面に設けたことを特徴とする請求
項1〜3のいずれか一項に記載の回路遮断器。 - 【請求項5】 クロスバーのロータ部外側円周面とアー
クユニットのケースの内壁面との対向面に設けたアーク
ガス通路の間隙は、ロータ隔壁と可動接触子との間隙よ
りも、広く形成されたものであることを特徴とする請求
項4記載の回路遮断器。
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