(57)【要約】  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、固定側転流部と、グリッドと、二つの側板と、二つのリブブロックとを有する。可動側走行部は、可動端子と電気的に接続されている。固定側転流部は、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。二つのリブブロックの各々には、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。二つのリブブロックは、互いに複数のリブを対向させて配置されている。二つの側板は、二つのリブブロックを挟んでいる。二つの側板の各々に、二つのリブブロックの各ひとつが着脱するに適して取付けられている。
2015151394.tif 000002
【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、
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各々に形成され、互いに前記複数のリブを対向させて配置された二つのリブブロックと、
前記二つのリブブロックを挟む二つの側板と、を備え、
前記二つの側板の各々に、前記二つのリブブロックの各ひとつが、着脱可能に取付けられている、
遮断器。
【請求項２】
前記二つのリブブロックの各々は、前記複数のリブの前記固定接点に近い端部にリブ連結部を有する
請求項１に記載の遮断器。
【請求項３】
前記二つのリブブロックの各々は、前記複数のリブを形成された第一面と前記第一面と背向する第二面とを有し、前記第二面の周縁部に鍔部を有する
請求項１または２に記載の遮断器。
【請求項４】
前記二つのリブブロックの各々は、前記鍔部の内側に着脱可能な磁性板を有する
請求項３に記載の遮断器。
【請求項５】
前記二つのリブブロック各々の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、前記固定側転流部に向かって延びており、前記可動側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
請求項１から４のいずれか一項に記載の遮断器。
【請求項６】
前記二つのリブブロックの各々の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から５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、商用電源から屋内配線との間に、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する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】特開昭６０−２３０３２１号公報
【特許文献５】特開平０３−２６６３２８号公報
【発明の概要】
【０００４】
本発明による遮断器は、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、固定側転流部と、グリッドと、二つの側板と、二つのリブブロックとを有する。可動側走行部は、可動端子と電気的に接続されている。固定側転流部は、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。二つのリブブロックの各々には、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。二つのリブブロックは、互いに複数のリブを対向させて配置されている。二つの側板は、二つのリブブロックを挟んでいる。二つの側板の各々に、二つのリブブロックの各ひとつが着脱するに適して取付けられている。
【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にかかる遮断器の内部側面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１の遮断器におけるリブブロックの斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１の遮断器において、リブブロックを取り外した状態を示す内部側面図である。
【図３Ａ】図３Ａ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３Ｂ】図３Ｂ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４】図４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説明図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２の遮断器におけるリブブロックの斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態３の遮断器におけるリブブロックの斜視図である。
【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。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１１７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、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１７Ｍ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１７Ｍ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】
一方で、高いアーク電流制限性能を必要としない遮断器では、リブ１２３を必要としない場合もある。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
（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４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。
【００１７】
図２Ａは、遮断器１００におけるリブブロック２３の斜視図である。図２Ｂは、遮断器１００において、リブブロック２３を取り外した状態を示す内部側面図である。図３Ａ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る。図３Ｂ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４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説明図である。なお、図１、図２Ｂ，図３Ａ、図３Ｂ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。
【００１８】
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に対して回動するに適して、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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３０を挟む二つの側板２２を有している。空間３０に、二つのリブブロック２３が配置されている。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とリブブロック２３が描かれており、他方の側板（図示せず）とリブブロック（図示せず）は、紙面の手前に配置されている。二つのリブブロック２３の各々は、紙面に対して面対称の形状を有している。側板２２は合成樹脂で形成されており、同じ合成樹脂で形成されるケース１１と一体形成されている。側板２２にはリブブロック２３が着脱するに適して取付けられている。本実施の形態においては、側板２２に、リブブロック２３を着脱するための凹部３１が形成されている。凹部３１にリブブロック２３が嵌合されている。リブブロック２３を側板２２に取付ける構成は、これ以外であってもよい。例えば、リブブロック２３と側板２２とを、ねじ止めしてもよい。
【００２４】
リブブロック２３には、固定接点１３からグリッド１７に向かって延びる複数のリブ２３ａ〜２３ｄが形成されている。複数のリブ２３ａ〜２３ｄにおいて、固定走行部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の間に向かって延びている。二つのリブブロック２３の各々は、複数のリブ２３ａ〜２３ｄ同士を対向させて空間３０に配置されている。二つのリブブロック２３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の各々の間には隙間がある。リブブロック２３は、合成樹脂で形成されている。リブブロック２３に用いる合成樹脂は、側板２２に用いる合成樹脂であっても良い。
【００２５】
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、図３Ａに示すように高温ガス流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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
この構成により、リブ２３ａ〜２３ｄのうち隣り合う２つのリブの各々の間からグリッド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。
【００３０】
次に、遮断器１００の作用を説明する。
【００３１】
遮断器１００では、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。
【００３２】
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から着脱したアークは、図３Ａ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。
【００３３】
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３Ｂに示すようにアークＡ２になる。
【００３４】
図４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。
【００３５】
遮断器１００では、次に示す効果を得ることができる。
【００３６】
（１）遮断器１００は、リブブロック２３を凹部３１に嵌合した状態で、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。
【００３７】
（２）アーク電流制限性能を確保する必要がない場合には、リブブロック２３を組み付けない状態で使用することができる。従って、リブブロック２３を組み付けるか否かを選択することにより、アーク電流制限性能の異なる２種類の遮断器を構成することができる。
【００３８】
（３）そのため、部品を共用化し、コストを低減することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る遮断器に含まれるリブブロック２４を図５を参照して説明する。リブブロック２４は、複数のリブ２４ａ〜２４ｄの固定接点に近い端部（基端部）にリブ連結部２４１を有する。その他の構成は、リブブロック２３と同様である。それゆえ、実施の形態１に係る遮断器１００において、リブブロック２３の代わりにリブブロック２４を取り付けることができる。
【００４０】
リブ連結部２４１は、隣り合うリブ２４ａ〜２４ｄの基端部２４ａ１〜２４ｄ１において、それぞれを連結している。この構成により、図５に示すように、Ｘ方向の反りはリブ２４ａ〜２４ｄで防止されるとともに，Ｙ方向の反りはリブ連結部２４１で防止される。
【００４１】
従って、実施の形態２では、実施の形態１で得られる効果に加えて、アークの発熱によりリブブロック２４が反るのを防止することができる。
【００４２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る遮断器に含まれるリブブロック２５を図６を参照して説明する。リブブロック２５は、リブ２５ａを含む複数のリブが形成された第一面２５１と第一面２５１と背向する第二面２５２とを有し、第二面２５２の周囲に鍔部２５３を有する。すなわち、第二面２５２は鍔部２５３により囲まれている。その他の構成は、リブブロック２３あるいはリブブロック２４と同様である。それゆえ、実施の形態１に係る遮断器１００において、リブブロック２３の代わりにリブブロック２５を取り付けることができる。
【００４３】
鍔部２５３の高さは、第二面２５２に対し一定である。すなわち、鍔部２５３の内側にリブ凹部２５４が形成されている。
【００４４】
この構成により、実施の形態２と同様に、リブブロック２５の反りを防止することができる。
【００４５】
また、リブブロック２５において、リブ凹部２５４に鉄板等の磁性板２７が収容されいてもよい。すなわち、磁性板２７をリブ凹部２５４に収容したリブブロック２５が凹部３０に嵌合されていてもよい。この構成により、アークをリブブロック２５の表面を介して固定側走行部１６の先端部１６ａと可動側走行部１８との間に確実に移動させることができる。
【００４６】
また、本実施の形態の遮断器では、リブブロック２５に磁性板２７を取着けた仕様と取外した仕様を選択することが可能である。すなわち異なる仕様の遮断器において部品を共用化することが可能となる。
【００４７】
以上、実施の形態１から３は、以下のように変形してもよい。
【００４８】
実施の形態２のリブブロック２４に実施の形態３のリブブロック２５に設けた鍔部２５３を設けてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
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  固定側転流部
２２  側板
２３，２４，２５  リブブロック
２３ａ〜２３ｄ，２４ａ〜２４ｄ，２５ａ〜２５３ｄ  リブ
２４１  リブ連結部
２５３  鍔部
２５４  リブ凹部
２７  磁性板
【図１】
2015151394.tif 000003
【図２Ａ】
2015151394.tif 000004
【図２Ｂ】
2015151394.tif 000005
【図３Ａ】
2015151394.tif 000006
【図３Ｂ】
2015151394.tif 000007
【図４】
2015151394.tif 000008
【図５】
2015151394.tif 000009
【図６】
2015151394.tif 000010
【図７】
2015151394.tif 000011
【図８Ａ】
2015151394.tif 000012
【図８Ｂ】
2015151394.tif 000013
【図９】
2015151394.tif 000014
【国際調査報告】
2015151394.tif 000015
2015151394.tif 000016