JPH02223125A - 回路しゃ断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回路しゃ断器に関するものである。

〔従来の技術〕

遠隔制御される静止スイッチで負荷電流を開閉し、過電
流や短絡等の異常時に接点部をトリップ開極させるよう
にした回路しゃ断器は、負荷開閉が無接点方式であるの
で開閉寿命が長いという利点があるが、異常時の大電流
に対して静止スイッチを保護する必要がある。

また静止スイッチがリレー等の有接点スイッチである場
合にも、異常時の大電流で接点が電磁反発を起こし、し
かもその時のアーク熱でｆＰ着することがあるので同様
に保護する必要がある。

このような従来例（たとえば特開昭５９−６６０３０号
）を第１１図により説明する。すなわち、この回路しゃ
断器は、第１の端子１００および第２の端子２０１と、
゛前記第１の端子１００＃よび第２の端子１０１間に直
列に接続された負荷開閉用の静止スイッチ１０２．接離
可能なトリップ開極用の接点部１０３および異常電流検
出手段１０４と、前記異常電流検出手段１０４の動作に
応動してオン状態の前記接点部１０３をトリップ開極さ
せる引外し装置！１１１０５とを備え、トリンブ閲極時
に接点部１０３の接点間に発生したアークによる電流を
静止スイッチ１０２に対してバイパスする分岐路１０６
を設けている。

すなわち、異常時に接点部１０３のトリップ開極により
アークが現れたとき、アークは低インピーダンス側へ移
動する性質を有するため、アークによる電流は分岐！１
０６へ転流して分岐路１０６によるシャント回路を導通
状態にするので、静止スイッチ１０２に流れる電流を極
小に抑えることができ、したがって静止スイッチ１０２
を大電流から保護することができる。

また、静止スイッチ１０２が有接点スイッチである場合
も、前記と同様に転流によって有接点スイッチに流れる
１ｆ２ｉｔを極小に抑えることができ、有接点スイッチ
を大電流による電磁反発から保護することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、この回路しゃ断器は、電路に分岐路１０６を
設ける必要があるため、部品点数が多くなるとともに構
造が複雑になり、部品コストおよび組立コストが高くな
るという欠点があった。

したがって、この発明の目的は、部品点数を削減できか
つ簡単な構造により、異常時にスイッチ素子を係上する
ことができる回路しゃ断器を提供することである。

（ｉｉ題を解決するための手段〕 請求項＋１＋の回路しゃ断器は、たとえば第１図に示す
ように、第１の端子１および第２の端子２と、前記第１
の端子１および第２の端子２間に接続された負荷開閉用
のスイッチ素子３と、このスイッチ素子３と前記第１の
端子ｌおよび前記第２の端子２の間に挿入された接離可
能なトリップ開極用の接点部４と、異常電流検出手段５
と、この異常電流検出手段５の動作に応動してオン状態
の前記接点部４をトリップ開極させる引外し装置６とを
備えた回路しゃ断器において、前記スイッチ素子３と前
記スイッチ素子３に接続される前記第１の端子１または
第２の端子２の間の電路導体３５を前記接点部４に接近
させることにより、トリップ時に前記接点部４に発生し
たアークのアーク端のうち、前記スイッチ素子３に電気
的に近い方の接点側のアーク端を前記電路導体３５に飛
び移らせたことを特徴とするものである。

請求項（２）の回路しゃ断器は、たとえば第８図および
第９図に示すように、第１の端子１および第２の端子２
と、前記第１の端子１と電気的に接続された第３の端子
６０と、前記第２の端子２と電気的に接続された第４の
端子６１と、前記第１の端子１と前記第３の端子６０の
間に挿入された接離可能なトリップ開極用の接点部４と
、異常電流検出手段５と、前記異常を流検出手段５の動
作に応動してオン状態の前記接点部４をトリップ開極さ
せる引外し装置６と、前記第３の端子６０と前記第４の
端子６１の間に接続された負荷開閉用のスイッチ素子３
とを備え、前記第２の端子２と前記第４の端子６１の間
の電路導体３５を前記接点部４に接近させたものである
。

請求項（３）の回路しゃ断器は、たとえば第１Ｏ図に示
すように、第１の端子１および第２の端子２と、前記第
１の端子１と電気的に接続されて負荷開閉用のスイッチ
素子３の一端を接続する接続部となる第３の端子６０と
、前記第２の端子２と電気的に接続されて前記負荷開咀
用のスイッチ素子３５の他端を接続する接続部となる第
４の端子６１と、前記第１の端子１と前記第３の端子６
０の間に挿入された接離可能なトリップ開極用の接点９
部４と、異常Ｔｔ電流出手段５と、前記異常電流検出手
段５の動作に応動してオン状態の前記接点部４をトリッ
プ開極させる引外し装置６とを備え、前記第２の端子２
と前記第４の端子６１の間の電路導体３５を前記接点部
４に接近させたものである。

〔作用〕

請求項（１１の回路しゃ断器に礪れば、スイッチ素子に
制御信号を供給するとスイッチ素子が制御信号に応じて
オンまたはオフに動作し、これにより負荷が制御される
。また異常電流検出手段が動作することにより引外し装
置が動作し、接点部がトリップ開極する。このとき、接
点部の接点間にアークが発生すると、アークの一方のア
ーク端が電路導体の一部に飛び移り、アークによる電流
が電路導体に転流してスイッチ素子をバイパスする。

このためスイッチ素子にはアークによる大電流が流れず
、スイッチ素子は保護されることとなる。

この場合、電路導体を接点部に接近することによりアー
クによる電流をスイッチ素子に対してバイパスできるよ
うにして、過電流耐量の小さいスイッチ素子への過電流
の通過を極小に抑えて半導体スイッチ素子を熱ストレス
から保護できるとともに、リレーのような有接点素子を
スイッチ素子として使用する場合でも、リレーの接点を
過電流がｉｍ遇して接点の電磁反発が生じ、そのとき発
生するアークにより接点が溶着するという問題も解決で
き、いずれも従来例のように分岐路を設ける必要がなく
、したがって従来例と比較して部品点数を削減でき、か
つ構造が簡単になり、その結果組立容易になり、低コス
トになる。

請求項（２）の回路しゃ断器によれば、請求項（１１の
作用のほか、第３の端子および第４の端子間にスイッチ
素子を接続するため、スイッチ素子の着脱が容易になる
。

請求項（３）の回路しゃ断器によれば、第３の端子りよ
び第４の端子間にスイッチ素子を接続することにより、
請求項＋１１の作用が得られるほか、ユーザ等によるス
イッチ素子の外付は等の接続が可能となり、スイッチ素
子を保護しながら事故電流をしゃ断できる。

〔実施例〕

この発明の第１の、実施例を第１図ないし第３図に基づ
いて説明する。すなわち、この回路しゃ断器は、第１の
端子１．第２の端子２．スイッチ素子３．接点部４．異
常電流検出手段５．引外し装置６を有する。

第１の端子１は負荷側端子を実施例とし、第２の端子２
は電源側端子を実施例としている。

スイッチ素子３．接点部４および異常電流検出手段５は
第１の端子１および第２の端子２間に接続されている。

スイッチ素子３は負荷開閉用であり、静止スイッチであ
る半導体スイッチング素子である。

接点部４は第１の端子ｌおよび第２の端子２６間に挿入
された接離可能なトリップ開極用であり、可動接点７と
固定接点８からなり、可動接点７は開閉動作する可動接
触子９に設けられている。

可動接触子９は中間部が軸１０により支持され、先端部
に可動接点７が設けら札、後端部が異常電流検出手段５
の強制開極棒１１に対向するともに、開極ばね１２が異
常電流検出手段５に支持されて可動接触子９を開極付勢
している。

固定接点８は同定接触子４５に同着され、同定接触子４
５の端部にナンド３７によりスイッチ素子３の一端が接
続されている。

異常電流検出手段５は電磁石を実施例とし、コイル１３
と、ヨーク１４と、コイル筒１５と、復帰ばね１６と、
つば１７の付いたプランジャ３０とを有する。

引外し装２６は、異常電流検出手段５の動作に応動して
オン状態の接点部４をトリップ開極させる。実施例の引
外し装置６は、可動接触子９を開極付勢する開極ばね１
２と、第２図に示すように中間部が軸１９に支持され復
帰ばね２ｏにより復帰付勢されて異常電流検出手段５の
動作に応動する応動部１８ａ、１８ｃを有する引外しリ
ンク１日と、開極ばね１２の作用により可動体２２を介
して可動接触子９に中間部が押圧されて一端が前記引外
しリンク１８の係止受は部１８ｂに係止し他端がフレー
ム２３のスリット２４を移動可能な軸２５に連結された
ラッチリンク２６と、このラッチリンク２６の軸２５に
一端が連結されたリンク２７と、軸２８に軸支されてば
ね２９により一方向に付勢されるとともにリセット突起
３１を有しかつ前記リンク２７の他端に連結されて接点
部４のリセットおよび電路の手動開閉機能を有するハン
ドル３２からなる。またラッチリンク２６には板ばねを
実施例とする接点圧付与ばね３３が設けられている。

３４は異常電流検出手段５のうち過電流検出するバイメ
タルであり、引外しリンク１８の応動部１８ｃに対向し
ている。

そして、スイッチ素子３とスイッチ素子３に接続される
第２の端子２の一方との間に設けた電路導体３５を接点
部４に接近させることにより、トリップ開極時に接点部
４に発生したアークＡの固定接点８側のアーク端を電路
導体３５に飛び移らせている。すなわち、電路導体３５
は一端部が第２の端子２に接続され、中間部にＺ字形折
曲部３５ａとＬ字形折曲部３５ｂを形成し、他端部にス
イッチ、素子３が接続され、Ｌ字形折曲部３５ｂが接点
部４に接近している。３６はスイッチ素子３の取付用の
ねじ棒、３７はナツトである。

この回路しゃ断器の電路は、第２の端子２．電路導体３
５．スイッチ素子３．接点部４．可とぅ電線３日、異常
電流検出手段５のバイメタル３４゜可とう電線４６．異
常電流検出手段５のコイル１３゜第１の端子１となる。

なお、３９は消弧グリッドで電路導体３５上に設置され
ている。４０はバイメタル３４のギャップ調整ねじ、４
１はフレーム２３の取付ねじ、４２は外殻を構成するカ
バー４３とベース４４とを連結する連結ピン、４７は可
動体２２を摺動可能に支持するフレーム２３のスリット
である。

この回路しゃ断器は、ハンドル３２を第２図の想像線の
状態に倒すことによりオンとなる。すなわち、リンク２
７が下降し軸２５がスリット２４を下降しラッチリンク
２６が係止受は部１８ｂ側を支点に回動して可動体２２
を押し下げ、そのため可動接触子９が軸１０を中心に開
極ばね１２に抗して回動し、可動接点７が固定接点８に
接触し、スイッチ素子３に電力が供給される。定格電流
が流れている間は引外し装置６はトリップ動作せず、ま
たハンドル３２を第２図の実線の位置へ操作することに
より前記と反対の動作で可動接点７が固定接点８から開
離する。このようにこの実施例は、ハンドル３２の操作
によって電気回路を開閉できる他、ハンドル３２のオン
時に制御回路５０（第３図）からの制御信号によってス
イッチ素子３を制御することにより回路を開閉すること
ができる。

一方、小さい過電流による異常電流が流れると、バイメ
タル３４が動作して引外しリンク１８の応動部１８ｃを
押し、引外しリンク１８が軸１９のまわりを回動してラ
ンチリンク２６から係止受げ部１８ｂが離れ、ラッチリ
ンク２６は開極ばね１２により軸２６を中心に押し上げ
られて可動接触子９が開極し、引外し装置６はトリップ
状態となる。

また大きい異常電流が流れると異常電流検出手段５のプ
ランジャ３０がコイル１３の励磁吸引力に吸引されて、
可動接触子９の強制開極棒１１による開極動作、および
引外し装置６の動作による可動接触子９のトリップ開極
動作が順次行われる。

すなわち、プランジャ３０が動作すると引外しリンク１
８の応動部１８ａを押すと同時に、プランジャ３０の他
端部の強制開極捧１１で可動接触子９の後端部を接点圧
付与ばね３３に抗して押すため、可動接点７が固定接点
８から離れる。そして引外しリンク１８の引外しにより
ランチリンク２６が前記と同じように動作して可動接点
９が機械的に遅れてトリップ開極する。

また、引外し装置６が動作して可動接点７と固定接点８
が開離したとき、過電流の大きさにしたがって、可動接
点７と固定接点８間にアークＡが発生するが、このアー
クＡの固定接点８側のアーク端は第３図の（ａ）〜（ｃ
ｌのように固定接点８の近傍を通っている電路導体３５
の一部へただちに飛び移りアークＡにより電流が転流す
る。このように転流するのは、アークＡがインピーダン
スの低い回路の方へ転流しやすい性質にしたがって、第
２の端子２−電路導体３５→スイッチ素子３→固定接点
８−アークＡ−可動接点７−可動接触子９の経路よりも
、第２の端子２−電路導体３５→ア一クＡ→可動接点８
の経路の方が回路のインピーダンスが低いためである。

このようにして電路導体３５へ飛び移ったアークＡは消
弧グリッド３９によって消弧され、過電流はしゃ断され
る。

トリップ開極した接点部４の、リセットは））ンドル３
２を第２図の実線の状態にオフ側に倒すことにより達成
される。すなわち、ハンドル３２を通すとリセット突起
−３１でラッチリンク２６を押し下げ、すでに復帰ばね
２０により復帰している引外しリンク１８の係止受は部
１８ｂにランチリンク２６の端部を係止し、これにより
第２図のリセット状態となる。

第４図はこの回路しゃ断器の電流・電圧の特性図である
０図で、Ｑ、は回路の異常電流、Ｑ２は回路しゃ断器の
動作時の回路電流、Ｑ３はろイツチ素子３に流れる電流
、Ｑ４はアーク電圧であり、点Ｘでアークの転流が完了
することを示している。

この図から、この回路しゃ断器はスイッチ素子３に流れ
る過電流を極小に抑えられることが可能であり、従って
スイッチ素子３を確実に保護できることがわかる。

このように、この実施例によれば、スイッチ素子３に制
御信号を供給するとスイッチ素子３が制御信号に応じて
オンまたはオフに動作し、これにより負荷が制ｍされる
。また異常電流検出手段５が動作することにより引外し
装置６が動作し、接点部４がトリシブ開極するこのとき
、接点部４の接点間にアークＡが発生すると、アークＡ
の一方のアーク端が電路導体３５の一部に飛び移り、ア
ークＡによる電流が電路導体３５に転流してスイッチ素
子３をバイパスする。このためスイッチ素子３にはアー
クＡによる大電流が流れず、スイッチ素子３は保護され
ることとなる。

この場合、電路導体３５を接点部４に接近することによ
りアークによる電流を４イツチ素子３に対してバイパス
できるので、従来例のように分岐路を設ける必要がなく
、したがって従来例と比較して部品点数を削減でき、か
つ構造が簡単になり、その結果組立容易なり、低コスト
になる。

なお、前記実施例は第１の端子１とスイッチ素子３との
間に接点部４を設けたが、第２の端子２とスイッチ素子
３との間に接点部４を設け、第１の端子ｌとスイッチ素
子３との間の電路導体を接点部４に接近する構成にして
もよい。

この発明の第２の実施例を第５図に示す、すなわち、こ
の回路しゃ断器は、前記実施例がアークによる電流を固
定接点８側に接続されたスイッチ素子３のみ転流させる
方式であったのに対して、可動接点７側に接続された異
常電流検出手段５も転流させる方式であり、第１の端子
１と消弧グリッド３９との間でしかも一部が接点部４の
近傍に接近するようにアークランナ５１を設けたもので
ある。

過電流によって引外し装置６が動作して接点部４がトリ
シブ開極し、可動接点７および固定接点８間にアークが
発生すると、先の第１の実施例の場合と同様の理由によ
り、固定接点８上のアークのアーク端は電路導体３５の
一部へ飛び移り、また可動接点７上のアークＡのアーク
端はアークランナ５１へ転流した後消弧グリッド３９に
よって消弧されて過電流は遮断される。この場合も、第
１の実施例と同様にスイッチ素子３に流れるアークＡに
よる過１を流を極小に抑えることができ、しかもスイッ
チ素子３をバイパスする構成は第１の実施例と同様であ
るので、第１の実施例と同様の効果がある。なお、可動
接点７からアークランナ５１へのアークの飛び移りは遅
くてもスイッチ素子３の保護に影響されない。

この発明の第３の実施例を第６図に示す、すなわち、こ
の回路しゃ断器は、可動接点７と第１の端子１間にスイ
ッチ素子３を挿入し、異常時に可動接点７側のアークへ
のアーク端がスイッチ素子３の接点部４側と反対側の電
路導体３５の一部へ転流してスイッチ素子３をバイパス
し、過電流から保護する構成としたものであや、５２は
固定接点８のアーク走行板である。

この発明の第４の実施例を第７図に示す、すなわち、こ
の回路しゃ断器は、第３の実施例において消弧グリッド
３９を第２の端子２と同定接点８の間の電路導体５３に
設けて前記アーク走行板５２を省略したものである。

なお、前記異常電流検出手段５は異常電流を検出して検
出信号を出力し、また引外し装置６をその検出信号に応
じて駆動電力を受ける引外しコイルとし、引外しコイル
により直接接点部４をトリップ開極するものでもよい。

この発明の第５の実施例を第８図に示す、すなわち、こ
の回路しゃ断器は、スイッチ素子３として有接点のリレ
ーを実施例とするものであって、リレーの負荷開閉用の
一対の接点６７．６８と電気的に接続された第３の端子
６０および第４の端子６１がそれぞれ第１の端子ｌ側と
なる固定接触子４５の端部および第２の端子２側となる
電路導体３５の接点部４に接近しているＬ字形折曲部３
５ｂよりも第２の端子２から遠い側に編み線６４゜６５
によって電気的に接続されている。

６２はリレー３の接点６７．６８をオンオフにする電磁
石装置であり、その巻線の両端６３は回路しゃ断器の底
面に設けられた貫通孔６６から外部へ引き出されており
、外部よりこのＳ線の両端・６３に信号を与えることに
より負荷を開閉できるようになっている。異常時の大電
流発生に際しては第１の実施例と同様、可動接点７と固
定接点８との間に発生したアークの固定接点８側のアー
ク端が電路導体３５の一部に飛び移りアークによる電流
が電路導体３５に転流してリレーの接点６７゜６８をバ
イパスする。このためリレーの接点６７゜６８には大電
流が流れず、リレー３は保護されることになる。

この実施例によれば、第３の端子６０および第４の端子
６１間にスイッチ素子３を接続するため、スイッチ素子
３の着脱が容易になる。

なお、この実施例では接点部４が第１の端子１と第３の
端子６０との間に設けられているが、第１の端子１と第
２の端子２とが入れ換わった場合、たとえば図で接点部
４を第２の端子２と第４の端子６１との間に設けて、第
１の端子ｌと第３の端子６０との間の電路導体を接点部
４に接近するようにしてもよい。

この発明の第６の実施例を第９図に示す、すなわち、こ
の回路しゃ断器は、リレーを実施例とするスイッチ素子
３がカバー４３とベース４４からなる外殻の外部に配置
された場合である。この場合、第３の端子６０および第
４の端子６１は外殻内の同定接触子４５および電路導体
３５に一体形成されている。

この発明の第７の実施例を第Ｉ０図に示す。すなわち、
この回路しゃ断器は、固定接触子４５の端部および電路
導体３５の接点部４に接近しているＬ字形折曲部３５ｂ
よりも第２の端子から遠い側よりそれぞれ貫通孔６６を
通してリード＆１１７０゜７１で外殻の外部へ引き出し
、そのリードｖＡ７０゜７１に第３の端子６０および第
４の端子６１を接続し、第３の端子６０および第４の端
子６Ｉをスイッチ素子（図示せず）を接続部としたもの
である。

なお、前記スイッチ素子はコンタクタでもよい。

〔発明の効果〕

請求項（１１の回路しゃ断器は、電路導体を接点部に接
近することによりアークによる電流をスイッチ素子に対
してバイパスできるようにして、過電流耐量の小さいス
イッチ素子への過電流の通過を極小に抑えて半導体スイ
ッチ素子を熱ストレスから保護できるとともに、リレー
のような有接点素子をスイッチ素子として使用する場合
でも、リレーの接点を過電流が通過して接点の電磁反発
が生じ、そのとき発生するアークにより接点が溶着する
という問題も解決でき、いずれも従来例のように分岐路
を設ける必要がなく、したがって従来例と比較して部品
点数を削減でき、かつ構造が簡単になり、その結果組立
容易になり低コストになるという効果がある。

請求項（２）の回路しゃ断器は、請求項＋１１の効果の
ほか、第３の端子および第４の端子間にスイッチ素子を
接続するため、スイッチ素子の着脱が容易になる。

請求項（３）の回路しゃ断器は、第３の端子および第４
の端子間にスイッチ素子を接続することにより、８育成
項（１）の効果が得られるほか、ユーザ等によるスイッ
チ素子の外付は等の接続が可能となり、スイッチ素子を
保護しながら事故電流をしゃ断できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の断面図、第２図は第
１図と断面位置が異なるもので引外し装置を示す断面図
、第３図は動作状態を説明する説明図、第４図は回路し
ゃ断器の時間−電流・電圧特性図、第５図は第２の実施
例の説明図、第６図は第３の実施例の説明図、第７図は
第４の実施例の説明図、第８図は第５の実施例の断面図
、第９図は第６の実施例の断面図、第１０図は第７の実
施例の断面図、第１１図は従来例の説明図である。 １・・・第１の端子、２・・・第２の端子、３・・・ス
イッチ素子、４・・・接点部、５・・・異常電流検出手
段、６・・・引外し装置、７・・・接点部の可動接点、
８・：・接点部の固定接点、３５・・・電路導体 第１図 第４図 第 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の端子および第２の端子と、前記第１の端子
   および第２の端子間に接続された負荷開閉用のスイッチ
   素子と、このスイッチ素子と前記第１の端子および前記
   第２の端子の間に挿入された接離可能なトリップ開極用
   の接点部と、異常電流検出手段と、この異常電流検出手
   段の動作に応動してオン状態の前記接点部をトリップ開
   極させる引外し装置とを備えた回路しゃ段器において、
   前記スイッチ素子と前記スイッチ素子に接続される前記
   第１の端子または第２の端子の間の電路導体を前記接点
   部に接近させることにより、トリップ時に前記接点部に
   発生したアークのアーク端のうち、前記スイッチ素子に
   電気的に近い方の接点側のアーク端を前記電路導体に飛
   び移らせたことを特徴とする回路しゃ断器。
2. （２）第１の端子および第２の端子と、前記第１の端子
   と電気的に接続された第３の端子と、前記第２の端子と
   電気的に接続された第４の端子と、前記第１の端子と前
   記第３の端子の間に挿入された接離可能なトリップ開極
   用の接点部と、異常電流検出手段と、前記異常電流検出
   手段の動作に応動してオン状態の前記接点部をトリップ
   開極させる引外し装置と、前記第３の端子と前記第４の
   端子の間に接続された負荷開閉用のスイッチ素子とを備
   え、前記第２の端子と前記第４の端子の間の電路導体を
   前記接点部に接近させに回路しゃ断器。
3. （３）第１の端子および第２の端子と、前記第１の端子
   と電気的に接続されて負荷開閉用のスイッチ素子の一端
   を接続する接続部となる第３の端子と、前記第２の端子
   と電気的に接続されて前記負荷開閉用のスイッチ素子の
   他端を接続する接続部となる第４の端子と、前記第１の
   端子と前記第３の端子の間に挿入された接離可能なトリ
   ップ開極用の接点部と、異常電流検出手段と、前記異常
   電流検出手段の動作に応動してオン状態の前記接点部を
   トリップ開極させる引外し装置とを備え、前記第２の端
   子と前記第４の端子の間の電路導体を前記接点部に接近
   させた回路しゃ断器。