(57)【要約】  遮断器は、固定接点を有する固定端子と、可動接点を有する可動端子と、可動側走行部と、固定側走行部と、固定側転流部と、グリッドと、二つの側板とを有する。可動接点は、固定接点に対して開閉動作により接離する。固定側転流部は、固定側走行部よりも可動側走行部から離れた位置に配置され、かつ、固定端子と電気的に接続されている。グリッドは、可動側走行部と固定側転流部との間に配置されている。二つの側板の各々には、固定接点からグリッドに向かって延びる複数のリブが形成されている。二つの側板は、複数のリブを対向させて、固定側走行部と可動側走行部との間の空間を挟んで配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点を有する固定端子と、
前記固定接点に対して開閉動作により接離するための可動接点を有する可動端子と、
前記可動端子と電気的に接続された可動側走行部と、
前記固定端子と電気的に接続された固定側走行部と、
前記固定側走行部よりも前記可動側走行部から離れた位置に配置され、かつ、前記固定端子と電気的に接続された固定側転流部と、
前記可動側走行部と前記固定側転流部との間に配置されるグリッドと、
各々に前記固定接点から前記グリッドに向かって延びる複数のリブが形成されており、前記複数のリブ同士を対向させて、前記固定側走行部と前記可動側走行部との間の空間を挟む二つの側板と、を備え、
前記複数のリブにおいて、前記固定走行部から最も近い前記リブは、前記固定転流部に向かって延びており、前記可動走行部から最も近い前記リブは、前記グリッドの中間部と前記可動側走行部の間に向かって延びている
遮断器。
【請求項２】
前記複数のリブにおいて隣り合うリブでは、前記固定接点に近い端部における間隔よりも前記グリッドに近い端部における間隔の方が広い
請求項１に記載の遮断器。
【請求項３】
前記複数のリブにおいて隣り合うリブの間隔は、全長に渡って一定である
請求項１に記載の遮断器。
【請求項４】
前記グリッドと前記固定側転流部との間隔は、前記グリッドと前記可動側走行部との間隔より大きい
請求項１から３のいずれか一項に記載の遮断器。
【請求項５】
前記固定側転流部は、前記固体側走行部から延伸されている
請求項１から４のいずれか一項に記載の遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に家庭の屋内配線には、過電流による屋内配線あるいは、屋内配線の先に接続される電気機器の損傷を防止するために、商用電源と屋内配線との間に、遮断器が配設されている。遮断器は、電路を開閉する接点を有しており、遮断器に過電流が流れると、接点が開き、電路を遮断する。遮断器において、手動操作あるいは過電流検出により接点が開かれるとき、その接点間にアークが発生する。遮断器は、アークを速やかに消滅させるための消アーク部を有している（例えば、特許文献１〜５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６２−５８０９４号公報
【特許文献２】特開２００２−３５２６９２号公報
【特許文献３】特開昭５６−６９７４４号公報
【特許文献４】特開２００１−９３３９６号公報
【特許文献５】特開昭６０−２３０３２１号公報
【発明の概要】
【０００４】
本発明における遮断器は、固定接点を有する固定端子と、固定接点に対して開閉動作により接離するための可動接点を有する可動端子と、可動側走行部と、固定側走行部と固定側転流部と、グリッドと、二つの側板と、を有する。可動側走行部は、可動端子と電気的に接続されている。固定側走行部は固定端子と電気的に接続されている。固定側転流部は、固定側走行部よりも可動側走行部から離れた位置に配置されている。グリッドは可動側走行部と固定側転流部との間に配置されている。二つの側板の各々には、固定接点からグリッドに向かって延びる複数のリブが形成されている。二つの側板は、複数のリブを対向させて、固定側走行部と可動側走行部との間の空間を挟んで配置されている。複数のリブにおいて、固定走行部から最も近いリブは、固定転流部に向かって延びており、可動走行部から最も近いリブは、グリッドの中間部と可動側走行部の間に向かって延びている。
【０００５】
以上の構成により、本発明にかかる遮断器において、アーク電圧の上昇を促進させて、アーク電流のアーク電流制限性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る遮断器の内部側面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１の遮断器におけるアークが固定側走行部と可動側走行部との間に移行した状態を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１の遮断器におけるアークが固定側転流部と可動側走行部との間に移行した状態を示す図である。
【図３】図３は、図１の遮断器におけるアーク電流及びアーク電圧の時間推移を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２に係る遮断器におけるアークが固定側走行部と可動側走行部との間に移行した状態を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態３に係る遮断器におけるアークが固定側走行部と可動側走行部との間に移行した状態を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態４に係る遮断器の内部側面図である。
【図７】図７は、従来の遮断器の内部側面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、図７の遮断器におけるアークが固定側走行部と可動側走行部との間に移行した状態を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図７の遮断器におけるアークが固定側転流部と可動側走行部との間に移行した状態を示す図である。
【図９】図９は、図７の遮断器におけるアーク電流及びアーク電圧の時間推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来技術の遮断器２００における課題を説明する。
【０００８】
図７は、遮断器２００の内部側面図であり、図８Ａは遮断器２００におけるアークが固定側走行部１１６と可動側走行部１１８との間に移行した状態を示す図であり、図８Ｂは、遮断器２００におけるアークが固定側転流部１１９と可動側走行部１１８との間に移行した状態を示す図である。なお、図７、図８Ａ，図８Ｂはいずれも、固定接点１１３と可動接点１１５とが離れた状態である。
【０００９】
固定接点１１３から可動接点１１５が離れるとき、固定接点１１３と可動接点１１５との間にアークが発生する。アークの発生に起因して高温ガスが発生する。図８Ａに示すように、高温ガスは、高温ガス流Ｆとなって、側板１２２に設けられた複数のリブ１２３により、発生箇所からグリッド１１７に向かって案内される。グリッド１１７は、積層された複数の鉄板で構成されおり、アークを誘導する機能を有している。アークは、グリッド１１７に誘導されることにより、固定接点１１３と電気的に接続されている固定側走行部１１６の先端１１６ａと可動側走行部１１８との間に移行し、アークＡ１となる。高温ガスがグリッド１１７に移動すると、アークＡ１は冷却され、アークＡ１の電路が高抵抗化される。そのため、アークＡ１は、可動側走行部１１８と、固定側走行部１１６と電気的に接続されている固定側転流部１１９との間に移行し、図８Ｂに示すようにアークＡ２となる。その結果、アーク電圧の上昇によりアーク電流が制限されるため、アークＡ２は消滅する。
【００１０】
遮断器２００では、固定接点１１３からグリッド１１７に向かって延び、かつ、湾曲した複数のリブ１２３が、ほぼ等間隔で配置されている。リブ１２３のリブ先端部１２３ｂは、グリッド１１７に向かって延びている。ただし、固定側走行部１１６が配置されている箇所には、リブ１２３は配置されていない。すなわち、グリッド１１７の中間部１１７Ｍから固定側転流部１１９（グリッド１１７の上部）の範囲に延びるリブ１２３は、形成されていない。従って、図８Ａに示すように、高温ガス流Ｆの多くは、リブ１２３によりグリッド１１７の中間部１１７Ｍから可動側走行部１１８（グリッド１１７の下部）の範囲に案内される。
【００１１】
そのため、アークＡ１は、固定側走行部１１６から固定側転流部１１９に移行し難く、可動側走行部１１８と固定側走行部１１６との間に滞留しやすくなる。
【００１２】
図９は、遮断器２００におけるアーク電圧及びアーク電流の時間推移を示す。アークＡ１の滞留により、アークの発生初期（３ｍｓｅｃ〜４ｍｓｅｃ）において、アーク電圧Ｖａ２の上昇が妨げられるため、アーク電流Ｉａ２のアーク電流制限性能が低下する。すなわち、アーク電流Ｉａ２においてピークに達してから減少する電流値ΔＩａ２が不足することがある。
【００１３】
以下、本発明の一態様にかかる遮断器を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも好ましい一具体例を示すものである。実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。したがって、以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順などは、一例であって本開示を限定するものではない。
【００１４】
また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。各図において、実質的に同じの構造については同じの符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
【００１５】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１に係る遮断器１００を図１から図３を参照して説明する。図１は、遮断器１００の内部側面図である。図２Ａは、遮断器１００におけるアークが固定側走行部１６と可動側走行部１８との間に移行した状態を示す図であり、図２Ｂは、遮断器１００におけるアークが固定側転流部１９と可動側走行部１８との間に移行した状態を示す図である。図３は、遮断器１００におけるアーク電流及びアーク電圧の時間推移を示す図である。なお、図１、図２Ａ、図２Ｂはいずれも、固定接点１３と可動接点１５とが離れた状態である。
【００１６】
遮断器１００は、固定接点１３を有する固定端子１２と、固定接点１３に対して開閉動作により接離するための可動接点１５を有する可動端子１４とを有している。固定接点１３と可動接点１５とは対向して配置されている。固定端子１２はケース１１に固定され、可動端子１４は、ケース１１に対して回動するために、ケース１１に支持されている。固定端子１２及び可動端子１４はともに板状に加工した金属で構成されている。
【００１７】
固定端子１２及び可動端子１４は商用電源からの配線に介在される。可動端子１４が回動することによって、固定接点１３と可動接点１５とが離されると、商用電源からの電路が遮断される。
【００１８】
遮断器１００において、固定側走行部１６が、可動端子１４から遠ざかる方向に湾曲して、固定端子１２から延び出ている。固定接点１３を有する固定端子１２及び固定側走行部１６は、金属板材であって、一体形成されており、電気的に接続されている。
【００１９】
遮断器１００は、さらに消アーク部を有している。消アーク部は、グリッド１７と、可動側走行部１８と、固定側転流部１９と、二つの側板２２とを含む。グリッド１７は、隙間１７ｂを介して複数の鉄板１７ａを積層することにより形成されている。可動側走行部１８は、グリッド１７の積層方向の一端側に配置されている。固定側走行部１６は、グリッド１７の積層方向の他端側に配置されている。二つの側板２２は、固定側走行部１６と可動側走行部１８との空間を挟んで配置されている。グリッド１７と、可動側走行部１８及び固定側転流部１９との間にそれぞれ隙間がある。
【００２０】
可動側走行部１８は可動端子１４と電気的に接続されている。固定側転流部１９は、固定端子１２と電気的に接続されている。グリッド１７は、可動側走行部１８と固定側転流部１９との間に配置されている。固定側走行部１６の先端部１６ａは、グリッド１７と対向する位置に配置されている。固定側転流部１９は、固定側走行部１６よりも可動側走行部１８から離れた位置に配置されている。可動側走行部１８及び固定側転流部１９はともに板状に加工した金属で構成されている。
【００２１】
遮断器１００は、固定側走行部１６と可動側走行部１８との間にできる空間を挟む二つの側板２２を有している。また、固定側走行部１６と一体形成される固定端子１２も二つの側板２２の間に挟まれている。図１には、一方の側板２２が描かれており、他方の側板（図示せず）は、紙面の手前に配置されている。側板２２は合成樹脂で形成されており、同じく合成樹脂で形成されるケース１１と一体形成されてもよい。
【００２２】
側板２２の各々には、４条のリブ２３ａ〜２３ｄが形成されており、二つの側板２２は、リブ２３ａ〜２３ｄを互いに対向させて配置されている。リブ２３ａ〜２３ｄは、それぞれ湾曲した線状構造を有する。固定側走行部１６から最も近いリブ２３ａは、固定側転流部１９に向かって延びており、可動側走行部１８から最も近いリブ２３ｄは、グリッド１７の中間部１７Ｍと可動側走行部１８との間に向かって延びている。二つの側板２２において、互いに対向して配置されるリブ２３ａ〜２３ｄは、接していない。すなわち、対向するリブ２３ａ〜２３ｄの各間には隙間がある。
【００２３】
遮断器１００において、固定接点１３と可動接点１５とが離された時にアークが発生する。アークに起因して発生する高温ガスは、高温ガス流Ｆ１〜Ｆ３となって、リブ２３ａ〜２３ｄによって、固定接点１３及び可動接点１５からグリッド１７に向けて導かれる。グリッド１７に到達した高温ガスは、グリッド１７を構成する鉄板１７ａの隙間１７ｂに流れ込み、鉄板１７ａに沿って流れ、排気口２９から外部に放出される。
【００２４】
図２Ａに示すように、リブ２３ａ〜２３ｄは、固定端子１２及び固定側走行部１６を取り囲むように湾曲して形成されている。リブ２３ａ〜２３ｄの一方の端部をリブ基端部２３ａ１〜２３ｄ１とし、同じく他方の端部をリブ先端部２３ａ２〜２３ｄ２とする。リブ基端部２３ａ１〜２３ｄ１は互いに等間隔で配置されている。リブ２３ａ〜２３ｄは、リブ基端部２３ａ１〜２３ｄ１からリブ先端部２３ａ２〜２３ｄ２に向かって、隣り合うリブ２３ａ〜２３ｄの間隔が徐々に広がるように形成されている。すなわち、固定接点１３に近いリブ端部であるリブ基端部２３ａ１〜２３ｄ１における間隔よりもグリッド１７に近いリブ端部であるリブ先端部２３ａ２〜２３ｄ２における間隔の方が広い。
【００２５】
固定側走行部１６から最も近いリブ２３ａは、固定側転流部１９に向かって延びている。すなわち、リブ２３ａは、グリッド１７において固定側転流部１９から最も近い鉄板１７ａに向かって延びている。
【００２６】
リブ２３ａの隣りにあるリブ２３ｂは、グリッド１７の中間部１７Ｍより固定側転流部１９に近い鉄板１７ａに向かって延びている。また、リブ２３ｂの隣りにあるリブ２３ｃは、グリッド１７の中間部１７Ｍにある鉄板１７ａに向かって延びている。リブ２３ｃの隣りにあるリブ２３ｄはグリッド１７の中間部１７Ｍより可動側走行部１８に近い鉄板１７ａに向かって延びている。従って、リブ先端部２３ａ２〜２３ｄ２は、固定側転流部１９から可動側走行部１８に向かって、順次向きを変えて形成されている。
【００２７】
この構成により、リブ２３ａ〜２３ｄのうち隣り合う２つのリブの各間からグリッド１７に向かって流れる高温ガス流Ｆ１〜Ｆ３は、グリッド１７全体に渡り偏りなく流れ込む。
【００２８】
次に、遮断器１００の作用を説明する。
【００２９】
可動端子１４が回動されることにより、可動接点１５が固定接点１３から引き離されると、遮断器１００に介在される電路が遮断される。
【００３０】
すると、固定接点１３と可動接点１５との間にアークが発生する。固定接点１３及び可動接点１５から脱着したアークは、図２Ａに示すように、グリッド１７に誘導されて、固定側走行部１６と可動側走行部１８との間に移行して、アークＡ１となる。
【００３１】
このとき、リブ２３ａ〜２３ｄで案内される高温ガス流Ｆ１〜Ｆ３により、アークＡ１の固定側走行部１６に近い端部Ａ１ａは固定側転流部１９に移行し、アークＡ１の可動側走行部１８に近い端部Ａ１ｂはグリッド１７の下方に移行することにより、図２Ｂに示すようにアークＡ２になる。
【００３２】
図３に示すように、グリッド１７と高温ガスの冷却作用によりアーク電圧Ｖａ１の上昇が促進されて、アーク電流Ｉａ１が抑制される。この結果、アーク電流Ｉａ１においてピーク値に達してから所定の時間後に減少する電流値ΔＩａ１は、図９に示す電流値ΔＩａ２より大きくなる。その結果、遮断器１００のアーク電流制限性能が向上する。すなわち、遮断器１００において、アークを確実に消滅させることができる。
【００３３】
遮断器１００では、次に示す効果を得ることができる。
【００３４】
（１）遮断器１００は、固定接点１３と可動接点１５とが離されたとき、リブ２３ａ〜２３ｄの作用により、アークを固定側転流部１９と可動側走行部１８との間に移行させることができる。その結果、グリッド１７の作用により、アーク電圧Ｖａの上昇を促進し、遮断器１００のアーク電流制限性能を向上させることができる。
【００３５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る遮断器１０１を図４を参照して説明する。図４は、遮断器１０１におけるアークが固定側走行部１６と可動側走行部１８との間に移行した状態を示す図である。遮断器１０１では、側板２２に形成された複数のリブ２４ａ〜２４ｆにおける隣り合うリブとの間隔が、各リブ２４ａ〜２４ｆの全長に亘ってほぼ同じである。それ以外の構成は、遮断器１００と同じである。
【００３６】
側板２２には６条のリブ２４ａ〜２４ｆが形成されている。固定側走行部１６から最も近いリブ２４ａは、固定側走行部１６に沿って湾曲して、固定側転流部１９に向かって延びている。リブ２４ａの全長に亘って、リブ２４ａと固定側走行部１６との間隔がほぼ一定である。
【００３７】
リブ２４ａの隣りにあるリブ２４ｂは、リブ２４ａに沿って湾曲して、グリッド１７の中間部１７Ｍと固定側転流部１９との間にある鉄板１７ａに向かって延びている。リブ２４ｂの全長に亘って、リブ２４ｂとリブ２４ａとの間隔がほぼ一定である。
【００３８】
リブ２４ｂの隣りにあるリブ２４ｃは、リブ２４ｂに沿って湾曲して、グリッド１７の中間部１７Ｍの鉄板１７ａに向かって延びている。リブ２４ｃの全長に亘って、リブ２４ｃとリブ２４ｂとの間隔がほぼ一定である。
【００３９】
リブ２２ｃの隣りには、リブ２４ｃよりも短い２条のリブ２４ｄ，２４ｅが形成され、さらにリブ２４ｅの隣りにリブ２４ｆが形成されている。リブ２４ｄ、２４ｅ、２４ｆは、グリッド１７の中間部１７Ｍよりも可動側走行部１８に近い鉄板１７ａに向かって延びている。リブ２４ｃとリブ２４ｄの間隔、リブ２４ｄとリブ２４ｅの間隔、リブ２４ｅとリブ２４ｆの間隔はそれぞれのリブの全長に渡って一定である。
【００４０】
また、リブ２４ｄ，２４ｅが存在しない位置では、リブ２４ｃとリブ２４ｆの間隔が、隣り合うリブ２４ａ〜２４ｃの隣り合う間隔とほぼ一定である。
【００４１】
このようなリブ２４ａ〜２４ｆを有する遮断器１０１では、リブ２４ａ〜２４ｆにより、固定接点１３と可動接点１５との間からグリッド１７に案内される高温ガス流が、固定側転流部１９から可動側走行部１８にかけてほぼ均等にかつ安定して流れる。
【００４２】
従って、固定側走行部１６と可動側走行部１８との間で発生しているアークＡ１を、固定側転流部１９と可動側走行部１８との間に移行することができる。そのため、グリッド１７の作用によりアーク電圧の上昇が促進されて、アーク電流が抑制されるとともに確実にアークを消滅させることができる。
【００４３】
遮断器１０１では、次に示す効果を得ることができる。
【００４４】
（１）固定接点１３と可動接点１５とが離されたとき、アークを固定側転流部１９と可動側走行部１８との間に移行させることができる。このとき、リブ２４ａ〜２４ｆにより高温ガス流が固定側転流部１９と可動側走行部１８との間のグリッド１７に均等に流れる。そのため、アークＡ１を固定側転流部１９と可動側走行部１８との間に確実に移行させることができる。
【００４５】
（２）高温ガス流の流れを均一にすることができるので、高温ガス流の不均一な流れによる循環流の発生を抑制することができる。従って、固定側転流部１９と可動側走行部１８との間へアークＡ１を安定して移行させることができる。
【００４６】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る遮断器１０２について、図５を参照して説明する。図５は、遮断器１０２におけるアークが固定側走行部１６と可動側走行部１８との間に移行した状態を示す図である。遮断器１０２において、グリッド１７と固定側転流部１９との間隙ｔ１はグリッド１７と可動側走行部１８との間隙ｔ２より大きい。その他の構成は、遮断器１００と同様である。
【００４７】
このような構成により、リブ２３ａ〜２３ｄによりグリッド１７に向かって流れる高温ガス流は、グリッド１７と固定側転流部１９との間に流れ易くなる。
【００４８】
すると、固定側走行部１６と可動側走行部１８との間で発生しているアークＡ１は、固定側走行部１６から固定側転流部１９へさらに移行し易くなる。この結果、グリッド１７の作用によりアーク電圧の上昇を促進して、アーク電流制限性能を向上させることができる。
【００４９】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る遮断器１０３について図６を参照して説明する。図６は、遮断器１０３の内部側面図である。
【００５０】
遮断器１０３では、固定側走行部１６をグリッド１７に向かって延伸させることにより、固定側転流部２０が形成されている。すなわち、固定側転流部２０が、固定側走行部１６と一体形成されている。その他の構成は他の遮断器１０２と同様である。
【００５１】
この構成では、固定側走行部１６と固定側転流部２０とが連続しているので、遮断器１０２に比して、固定側走行部１６と可動側走行部１８との間で発生しているアークを、固定側転流部２０と可動側走行部１８との間にさらに移行させ易くなる。
【００５２】
以上、実施の形態１から４は、以下のように変形してもよい。
【００５３】
実施の形態２と実施の形態３とを組み合わせた構成としてもよい。
【００５４】
実施の形態２と実施の形態４とを組み合わせた構成としてもよい。
【００５５】
実施の形態１から４において、リブの条数は固定側走行部１６と可動側走行部１８との距離に応じて最適な数に設定することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１２  固定端子
１３  固定接点
１４  可動端子
１５  可動接点
１６  固定側走行部
１７  グリッド
１７Ｍ  中間部
１８  可動側走行部
１９，２０  固定側転流部
２２  側板
２３ａ〜２３ｄ，２４ａ〜２４ｆ  リブ
【図１】
2015151393.tif 000003
【図２Ａ】
2015151393.tif 000004
【図２Ｂ】
2015151393.tif 000005
【図３】
2015151393.tif 000006
【図４】
2015151393.tif 000007
【図５】
2015151393.tif 000008
【図６】
2015151393.tif 000009
【図７】
2015151393.tif 000010
【図８Ａ】
2015151393.tif 000011
【図８Ｂ】
2015151393.tif 000012
【図９】
2015151393.tif 000013
【国際調査報告】
2015151393.tif 000014
2015151393.tif 000015