JPH0664983B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は回路遮断器、さらに詳しくは、電源と負荷との
間に挿入される接点の開極時に発生するアークを消弧装
置に導入するための駆動コイルを備えた回路遮断器に関
するものである。

［背景技術］ 一般にこの種の回路遮断器は、第20図および第21図に示
すように、固定接触板11上面に設けられた固定接点12
と、可動接触子（図示せず）に設けられた可動接点（図
示せず）とにより接点10が構成されており、固定接触板
11上には接点10の開極時に発生するアークを分割して消
弧する消弧装置20が配設される。消弧装置20は接点10側
が開口する切欠部23を有する形状に形成された複数枚の
グリッド板21を上下方向において互いに離間して配列し
たものであって、グリッド板21の切欠部23内に固定接点
12が位置するように配設されている。固定接触板11で消
弧装置20とは反対側の端部には下方に開放された略Ｕ字
形の駆動コイル16′の一端が接続され、駆動コイル16′
の他端は一端部に端子片32を備えた固定端子板30に接続
される。駆動コイル16′は消弧装置20を両側から挟む形
に配設されており、駆動コイル16′に流れる電流で駆動
コイル16′の回りに発生する磁界と、接点10の開極時に
固定接点12と可動接点との間で発生するアークとの相互
作用であるローレンツ力によりアークを図中左側に向か
って付勢し、アークがグリッド板21間に導かれて分割さ
れ、消弧されるように構成されている。

しかるに、この構成では、駆動コイル16′と接点10との
間に消弧装置20が介装されており、したがって、接点10
と駆動コイル16′と間の距離が大きくなり接点10の周囲
の部材が全体として大型化するという問題がある。

［発明の目的］ 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであって、その
主な目的とするところは、接点と駆動コイルとの間の距
離を小さくして接点の周囲に配設される部材を小型化し
た回路遮断器を提供することにあり、他の目的とすると
ころは、接点と駆動コイルとの距離を小さくして駆動コ
イルからの磁力をアークに対して有効に作用させること
により、接点の開極から消弧までの時間を短縮した回路
遮断器を提供することにある。

［発明の開示］ （実施例１） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図ないし第４図に示すように、接点10は固定接触板11の
上面に固着された固定接点12と、可動接触子13の先端部
下面に固着された可動接点14とにより構成される。接点
10は電源と負荷との間の電路上に挿入されるのであっ
て、過電流検出装置（図示せず）により電路に過電流が
流れたことが検出されると、可動接触子13が駆動されて
接点10が開極する。

固定接触板11は、互いに平行で等しい長さを有した一対
の接続片11a,11bと、両接続片11a,11b間に位置し両接続
片11a,11bとは平行でかつ両接続片11a,11bよりも長い接
触子片11cとを備えたＥ字状の平板として形成される。
接触子片11cの先端部にはアーク走行板15が設けられ、
アーク走行板15は接触子片11cの基部側よりも幅広に形
成されてＴ字状となっている。固定接点12は接触子片11
cの長手方向の中央部上面でアーク走行板15とは異なる
位置に固着され、アーク走行板15に対応する位置には消
弧装置20が配設される。また、固定接触板11の両接続片
11a,11bの先端部には下方に開放されたＪ字状に形成さ
れた一対の駆動コイル16の短いほうの脚片の先端部がそ
れぞれ溶接され、駆動コイル16の他端部はそれぞれ固定
端子板30に溶接される。こうして、固定接触板11と固定
端子板30とが駆動コイル16を介して電気的に接続され
る。駆動コイル16は接触子片11cの幅方向の軸の回りに
湾曲した略半ターンのコイルであって、両駆動コイル16
間に固定接点12を挟むように設けられる。ここで、アー
ク走行板15を接触子片11cに対して幅広に形成している
が、これに限定されるものではなく、アーク走行板15を
接触子片11cと同幅に形成してもよい。

消弧装置20は、平行かつ互いに離間して上下方向の一直
線上に配列された複数枚のグリッド板21と、固定接触板
11の幅方向の両側に配設されグリッド板21の両端部を保
持する一対の支持板22とにより構成されている。各グリ
ッド板21は接点10側の端縁の中央部に切欠部23が形成さ
れた形状に導電材料で形成されており、最下端に位置す
るグリッド板21の下面はアーク走行板15の上面に対して
略平行かつ離間して対面している。グリッド板21の切欠
部23は可動接触子13の先端部に対応しており、接点10が
閉極した状態で可動接触子13の先端部がグリッド板21と
は接触しない状態で切欠部23内に位置するようになって
いる。支持板22はグラスファイバ等の絶縁材料により形
成された薄板材であって、ケーシング１を構成する基台
２の定位置に固定される。ここで、グリッド板21は固定
接触板11の接触子片11cの長手方向において固定接点12
に対して上下に重複しないように配設されており、ま
た、駆動コイル16はグリッド板21の接点10側の端縁より
も接点10の近くに設けられる。すなわち、固定接点12と
駆動コイル16とは消弧装置20に対して上下左右に重複し
ない位置に設けられるのである。

固定端子板30は、駆動コイル16側の一端部に連結片31を
有し、連結片31は上記アーク走行板15の下方に離間して
配設される。すなわち、固定接触板11と固定端子板30の
連結片31とは段違いに配設されるのである。固定端子板
30において駆動コイル16と反対の端部には連結片31に対
して上方に段違いとなった端子片32が形成され、連結片
31から立ち上がる起立片38を介して連結片31と端子片32
とが階段状に連結される。連結片31には内周面にねじ溝
を切った固定片33（第14図参照）が穿設されており、絶
縁材料により形成された基台２の下面より挿入される固
定ねじ34の先端部がこの固定孔33に螺合して固定端子板
30が基台２の定位置に固定されるようになっている。基
台２にはカバー３が被嵌されて回路遮断器のケーシング
１が構成される。ケーシング１において端子片32が引き
出される部分の周壁には多数の排気孔が穿設された排気
板17が設けられ、アーク発生に伴なう高圧ガスをケーシ
ング１外に排気できるようになっている。固定端子板30
の端子片32に穿設されたねじ孔35には端子ねじ36がスプ
リングワッシャ37を介して上方より螺入され、端子片32
と端子ねじ36の頭部との間で電線が挟持されて電線が接
続される。

固定接触板11と駆動コイル16と固定端子板30とを一体に
結合して構成された上記部材の表面は、少なくとも固定
接点12からアーク走行板15に跨がる部分と端子片32の上
面とを除き必要に応じて絶縁塗料の焼き付けないし絶縁
テープの貼着等により絶縁が施される。これにより、不
要な部分へのアークの移行が防止される。

（動作） 以下、第５図ないし第７図に基づいて動作を説明する。
接点10が閉極状態であるときには、駆動コイル16に流れ
る電流により駆動コイル16の回りには磁界が生じてい
る。ここで、接点10が開極すると、第５図に示すよう
に、固定接点12と可動接点14との間にアーク４が発生
し、このアーク４と上記磁界との相互作用であるローレ
ンツ力によりアーク４は消弧装置20に向かって付勢され
る。つまり接点10の開極と同時にアーク４はグリッド板
21間に導入されてアーク長が引き延ばされるのである。
このようにして、アーク４が消弧装置20内に送り込まれ
てから、固定接点12と可動接点14とがさらに離れると、
第６図に示すように、アーク４が各グリッド板21間で分
割されるのであり、急速に消弧させることができるので
ある。ここで、固定接点12および駆動コイル16が接触子
片11cの長手方向において消弧装置20に重複しない位置
に配置されているから、第４図に示すように、両駆動コ
イル16間の距離l₁を消弧装置20の幅l₂よりも小さく設定
することができるのであり、固定接触板11と駆動コイル
16と固定端子板30とを結合して形成された部材を全体と
して小型化することができるのである。また、固定接点
12と駆動コイル16とが近接して配設されているから、駆
動コイル16より発生する磁界がアーク４に対して効率よ
く作用し、アーク４に作用する力が大きくなる。したが
って、接点10が開極したときに直ちにアーク４が消弧装
置20内に導入されるのであり、立ち上がりがよく消弧が
行なえるのである。この様子を第７図に示す。第７図に
おいてイ，イ′はそれぞれ第20図および第21図で示した
従来の回路遮断器のアーク電圧と回路電流を示し、ロ，
ロ′はそれぞれ本発明のアーク電圧と回路電流を示す。
また破線は駆動コイル16が存在しない場合の短絡電流の
推定値を示す。この図に示すように、アーク電圧の立ち
上がり勾配が大きくなるのであり、また回路電流のピー
ク値が従来に比較して押さえられるのであり、回路遮断
器として優れた性能となるものである。さらに、一対の
駆動コイル16間に接点10を介在させているから、アーク
４に作用する磁界が均一なものとなり、アーク４を横に
そらすことなく消弧装置20内に確実に送り込むことがで
きるのである。

（実施例２） 本実施例では、第８図および第９図のように、固定接触
板11の一端部と固定端子板30とが同一平面上に配設され
る。ここでは、固定接触板11は接触子片11cの先端部が
階段状に屈曲されており、アーク走行板15は実施例１と
同様に固定端子板30の連結片31の上方に位置している。
しかるに、駆動コイル16は下方に開口する開放されたＵ
字状に形成されるのである。他の構成は実施例１と同様
であるので省略する。

（実施例３） 本実施例では、第10図および第11図のように、端子板32
が連結片31に対してやや傾斜するように屈曲される。他
の構成は実施例１と同様である。

（実施例４） 本実施例では、第12図および第13図のように、固定接触
板11の一端部がＵ字状に折り返された形状に形成され
る。すなわち、固定接触板11は固定接点12が固着された
接触子片11cのアーク走行板15とは反対側の端部が下方
に折曲され、その下端で接触子片11cよりも広幅な接続
片11dに一体に連続する形状に形成されている。固定端
子板30は連結片31と端子片32とが面一となった平板状で
あって、固定接触板11の接続片11dと同一平面上に配設
される。したがって、駆動コイル16はＵ字状に形成され
る。他は実施例１と同様である。

ところで、この構成においては、固定接触板11と駆動コ
イル16と固定端子板30とを互いに独立した部材で形成
し、それらの部材を溶接してもよいが、各部材を板金に
より一体に形成してもよい。すなわち、接触子片11cを
接続片11dと同一平面で形成し、また駆動コイル16を固
定端子板30の幅方向に開いた形で板金を所定の形状に打
ち抜いた後、接触子片11cを接続片11dの上方に折り返す
とともに、駆動コイル16を立てるように折曲すれば、第
12図に示す形状となるものである。このようにすれば、
溶接の手間が省けるとともに、部品点数が削減できる。

（実施例５） 本実施例では、第14図に示すように、接触子片11cとア
ーク走行板15とが別体に構成されており、接触子片11c
は略矩形状に形成され、その先端部上面にアーク走行板
15がかしめ固定される。このような構成であるから、ア
ーク走行板15を除く部分は一体に形成することが可能で
ある。すなわち、板金を所定形状に打ち抜くとともに、
固定接触板11に相当する部分と固定端子板30に相当する
部分とを接触子片11cの長手方向において近付けるとと
もに、駆動コイル16に相当する部分を湾曲させれば、固
定接触板11と固定端子板30とを駆動コイル16を介して一
体に連結した形状に形成することができるのである。こ
の場合に板金は略矩形状に面取りされるから、面取りの
効率がよいものである。他の構成については実施例１と
同様であるから省略する。

（実施例６） 本実施例においては第15図および第16図に示すように、
グリッド板21の固定接点12側の端縁が上下方向に対して
傾斜した例を示す。すなわち、消弧装置20の各グリッド
板21はそれぞれ略同形状に形成されており、それらは互
いに略平行に配設されるが、固定接点12側の端縁は可動
接触子13の先端の軌跡に沿う形で傾斜するように配置さ
れる。他の構成は実施例１と同様であるから省略する。

（動作） 以上の構成により、第17図および第18図に示すように、
可動接触子13が上方に移動したときに可動接触子13の先
端部が各グリッド板21の切欠部23内を通過するのであ
り、アーク４がグリッド板21間に引き込まれやすくな
る。その結果、駆動コイル16によるアーク４の引き延ば
しからアーク４をグリッド板21間で分割して冷却する段
階に滑らかに移行させることができ、アーク４を素早く
消弧できるのである。

（実施例７） 本実施例では第19図に示すように、上部のグリッド板21
を下部のグリッド板21よりも面積が大きくなるように形
成し、上部のグリッド板21の切欠部23を下部のグリッド
板21の切欠部23よりも深く形成している。すなわち、各
グリッド板21同士は互いに略平行に配置されているが、
各グリッド板21の固定接点12とは反対側の端縁は上下方
向の一直線上に並ぶように配設され、上部のグリッド板
21については固定接点12の端縁を下部のグリッド板21よ
りも固定接点12側に突出させた形状に形成されている。
消弧装置20がこのような形状であるから、実施例６と同
様にアーク４の引き延ばしから冷却への移行が滑らかに
行なわれるのに加えて、上部のグリッド板21の面積が下
部のグリッド板21の面積よりも大きいから、上部のグリ
ッド板21におけるアーク４の放熱作用が大きく、アーク
を一層素早く消弧できる効果がある。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、表面に固定接点が設けられた固
定接触板と、固定接触板の一端部であって固定接点とは
異なる位置で固定接点を設けた表面側に配設され導入さ
れたアークを消弧する消弧装置と、固定接触板の他端部
に一端部が接続され固定接点側に突出する形で湾曲し中
心軸が固定接点と消弧装置とを結ぶ方向と直交する駆動
コイルと、駆動コイルの他端部に接続された固定端子板
とを具備し、固定接点と消弧装置とを結ぶ方向におい
て、駆動コイルの両端間に固定接点が配置されるととも
に、消弧装置の固定接点側の端面と固定接点との距離が
駆動コイルの固定端子板側の端面と固定接点との距離よ
りも大きく設定されているので、接点と駆動コイルとの
間に従来ように消弧装置が介在せず、接点と駆動コイル
との間の距離を小さくすることができ、その結果、接点
の周囲に配設される部材を小型化でき、全体として回路
遮断器の小型化につながるという利点を有するものであ
る。また、駆動コイルと接点との距離が小さいから、駆
動コイルにより生じる磁界を接点に生じるアークに対し
て有効に作用させることができ、特に接点が開極した直
後にアークを消弧装置に向かって大きな力で付勢するこ
とができ、接点開極後からの立ち上がりが速く回路電流
のピークを押さえる限流効果が大きいという利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す一部切欠側面図、第２
図は同上の要部を示す一部切欠斜視図、第３図は同上の
一部切欠側面図、第４図は同上の平面図、第５図および
第６図は同上の動作説明図、第７図は同上の遮断特性を
示す動作説明図、第８図は本発明の実施例２の要部を示
す一部切欠斜視図、第９図は同上の一部切欠側面図、第
10図は本発明の実施例３の要部を示す一部切欠斜視図、
第11図は同上の一部切欠側面図、第12図は本発明の実施
例４の要部を示す一部切欠斜視図、第13図は同上の一部
切欠側面図、第14図は本発明の実施例５の要部を示す分
解斜視図、第15図は本発明の実施例６を示す一部切欠側
面図、第16図は同上の要部を示す一部切欠側面図、第17
図および第18図は同上の動作説明図、第19図は本発明の
実施例７を示す一部切欠側面図、第20図は従来例を示す
平面図、第21図は従来例を示す一部切欠側面図である。 10は接点、11は固定接触板、12は固定接点、13は可動接
点、14は可動接触子、16は駆動コイル、20は消弧装置、
21はグリッド板である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 純一 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (56)参考文献 実開 昭55−132846（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源と負荷との間の電路上に可動接点と固
   定接点とからなる接点が挿入され電路を過電流が通過す
   ると接点が開極される回路遮断器であって、表面に固定
   接点が設けられた固定接触板と、固定接触板の一端部で
   あって固定接点とは異なる位置で固定接点を設けた表面
   側に配設され導入されたアークを消弧する消弧装置と、
   固定接触板の他端部に一端部が接続され固定接点側に突
   出する形で湾曲し中心軸が固定接点と消弧装置とを結ぶ
   方向と直交する駆動コイルと、駆動コイルの他端部に接
   続された固定端子板とを具備し、固定接点と消弧装置と
   を結ぶ方向において、駆動コイルの両端間に固定接点が
   配置されるとともに、消弧装置の固定接点側の端面と固
   定接点との距離が駆動コイルの固定端子板側の端面と固
   定接点との距離よりも大きく設定されて成ることを特徴
   とする回路遮断器。
2. 【請求項２】固定接触板における固定接点の裏面側に固
   定接触板の厚み方向に離間して固定端子板が略平行に配
   設され、固定接触板における駆動コイル側の端部が固定
   端子板側に屈曲されたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の回路遮断器。
3. 【請求項３】上記消弧装置は、導電性を有する複数枚の
   グリッド板を互いに離間して固定接触板の厚み方向に配
   列した形状に形成され、各グリッド板は接点側に開放さ
   れた切欠部を有し、可動接点と固定接点との距離が離れ
   るにしたがって可動接点を設けた可動接触子の先端部の
   切欠部内への挿入量が大きくなるようにグリッド板の接
   点側の端縁が可動接触子の先端部の軌跡に沿う形で配設
   されて成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の回路遮断器。