(57)【要約】【課題】開閉機構の仕事量を１点切り回路遮断器と同等に保ち、かつ構造が簡単で小型の２点切り回路遮断器を提供する。【解決手段】この回路遮断器は、一端側に可動接点２ａを含み、他端側に設けられた軸３を支点に回動可能に支持されるとともに、開閉機構により開閉駆動される可動接触子２を備える。また、固定接点５ａを含む固定接触子５を備える。また、一端側に可動接点２ａと接触する第１の中間接点７ａを含み、他端側に固定接点５ａと接触する第２の中間接点７ｂを含む、中間接触子７を備える。また、中間接触子７を固定接触子２側に付勢する復帰ばね１２を備える。また、第１の中間接点７ａを介して中間接触子７を固定接触子５側に付勢するように、可動接触子２を付勢する接触ばね１１を備える。そして、中間接触子７は、第２の中間接点７ｂから第１の中間接点７ａに向かう方向に沿って移動可能に支持されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に可動接点を含み、他端側に設けられた軸を支点に回動可能に支持されるとともに、開閉機構により開閉駆動される可動接触子と、
固定接点を含む固定接触子とを備える、回路遮断器において、
一端側に前記可動接点と接触する第１の中間接点を含み、他端側に前記固定接点と接触する第２の中間接点を含む、中間接触子と、
前記中間接触子を前記固定接触子側に付勢する第１部材と、
前記第１の中間接点を介して前記中間接触子を前記固定接触子側に付勢するように、前記可動接触子を付勢する第２部材とを備え、
前記中間接触子は、前記第２の中間接点から前記第１の中間接点に向かう方向に沿って移動可能に支持されていることを特徴とする、回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁反発力により可動接触子が駆動して接点間が開離する回路遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路遮断器には、１つの接点が開離する１点切り回路遮断器と、２つの接点が開離する２点切り回路遮断器とがある。
【０００３】
従来の１点切り回路遮断器は、接触・開離可能な一対の開閉接触子片を備えている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
図４は、従来の１点切り回路遮断器の一例を示す側面断面図である。図４に示すように、この回路遮断器は、固定接触子１０３に固着した固定接点１０４と、可動接触子１０６に固着され固定接点１０４と接触・開離可能な可動接点１０５とを備えている。
【０００５】
回路遮断器に大きな短絡電流が流れたとき、可動接点１０５が固定接点１０４から開離してアークが発生する。消弧装置１０２において効率的にアークを拡散・冷却できることによって、アークを早期に消滅させ、短絡電流を遮断することができる。
【０００６】
２点切り回路遮断器については、限流接点台の回動中心の両側に生ずる電磁反発力を偶力として、限流接点台を回動する電磁反発機構を少なくとも２組備えた回路遮断器が提案されている（たとえば特許文献２参照）。
【０００７】
図５は、従来の２点切り回路遮断器の一例を示す側面断面図である。図５に示すように、この回路遮断器は、回動中心をピン２１７によって支持された第１限流接点台２１２と、ピン２２１に支持された第２限流接点台２２２とを備える。短絡事故により大電流が遮断器内に流れた場合、第１接点台２１５と第１限流接点台の端部２１２ａとの間と、第１限流接点台２１２の回動中心となるピン２１７の反対側に位置する接点部の第１限流接点台の端部２１２ｂと可動接点台２０９との間の２箇所で、短絡電流による電磁反発力が生まれ、これにより、第１限流接点台２１２はピン２１７を回動中心として反時計方向に回動し高速開離される。また、第１接点台２１５と第２限流接点台２２２の対向する端部２２２ｂとの間、および、第２限流接点台２２２の回動中心に関し、端部２２２ｂと反対側の端部２２２ａと第２接点台２２３の固定接点側との間の２箇所で、電磁反発力が生まれ、第２限流接点台２２２はピン２２１を回動中心とし時計方向に高速開離される。
【０００８】
また、回動型の接点ブリッジと、接点ブリッジと対応する一対の固定接点と、短絡電流が流れた時、接点ブリッジを反発開放位置にはね返す電磁力を起こすように配置された固定接点へ電流を入力する導電体と、接点ブリッジを隙間をもって収容する横軸方向の穴を有し、両側から接点ブリッジをはみ出させている回動駆動棒と、遮断器の投入位置における固定接点上での接点ブリッジの接点圧力を提供するために、回動駆動棒と接点ブリッジとの間に固定され、反発開放位置へはね返す電磁力の作用による接点ブリッジの回動を起こす少なくとも一対の引っ張りばねとを備えた、回路遮断器が提案されている（たとえば特許文献３参照）。
【０００９】
図６は、従来の２点切り回路遮断器の他の例を示す側面断面図である。図６に示すように、この回路遮断器は、回動型の接点ブリッジ３１３を備える。また、接点ブリッジ３１３と対応する一対の固定接点３１１、３１２を備える。また、短絡電流が流れた時、接点ブリッジ３１３を反発開放位置にはね返す電磁力を起こすように配置された、固定接点３１１、３１２へ電流を入力する導電体３２５、３２４を備える。また、接点ブリッジ３１３を隙間をもって収容する横軸方向の穴を有する回動駆動棒３２０を備える。回動駆動棒３２０は、両側から接点ブリッジ３１３をはみ出させている。また、回路遮断器の投入位置における固定接点３１１、３１２上での接点ブリッジ３１３の接点圧力を提供するために、回動駆動棒３２０と接点ブリッジ３１３との間に固定され、反発開放位置へはね返す電磁力の作用による接点ブリッジ３１３の回動を起こす一対の引っ張りばね３２２、３２３を備える。
【００１０】
導電体３２４を経てある瞬間に流れる電流は、閉成された固定接点部分３２８、可動接点部分３３１と、接点ブリッジ３１３と、閉成された可動接点部分３３２、固定接点部分３２９とを流れ、導電体３２５を経て反対側に出力される。終端３２６、３２７の中では、接点ブリッジ３１３を流れる電流とは反対の極性の電流が流れ、接点ブリッジ３１３を開放位置の方へ動かそうとする反発力が生成される。固定接点部分３２８、可動接点部分３３１および可動接点部分３３２、固定接点部分３２９の範囲にあるこのループ状の接線が、消弧室の方向に向く磁気的なアーク放電磁場を生成する。図示しない操作機構は、その回動を制御する回動駆動棒３２０と接続されており、その結果、固定接点部分３２８、可動接点部分３３１および可動接点部分３３２、固定接点部分３２９の開放、閉成がなされる。
【特許文献１】特開平８−２７３５１３号公報
【特許文献２】特開平３−１８２０２８号公報
【特許文献３】特開平６−５２７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図４に示す回路遮断器は、上述のように１点切り回路遮断器であり、２点切り回路遮断器に比べて遮断性能が劣る。一方、図５に示す回路遮断器は、一対の接点台と大電流で反発開離する一対の限流接点台とを組み合わせたもので、構造が複雑でありかつ接点台の高さ方向の占有スペースが大きく、回路遮断器の外形が大型化する。また、図６に示す回路遮断器は、両端に可動接点部分を有する接点ブリッジを収容する回動駆動棒を開閉機構で開閉駆動しているが、可動接点部分の接触力が２倍となるため、開閉するために２倍の開閉力が必要であり、１点切り回路遮断器の２倍の仕事をする開閉機構が必要である。
【００１２】
それゆえに、この発明の主たる目的は、開閉機構の仕事量を１点切り回路遮断器と同等に保ち、かつ構造が簡単で小型の２点切り回路遮断器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係る回路遮断器は、一端側に可動接点を含み、他端側に設けられた軸を支点に回動可能に支持されるとともに、開閉機構により開閉駆動される可動接触子を備える。また、固定接点を含む固定接触子を備える。また、一端側に可動接点と接触する第１の中間接点を含み、他端側に固定接点と接触する第２の中間接点を含む、中間接触子を備える。また、中間接触子を固定接触子側に付勢する第１部材を備える。また、第１の中間接点を介して中間接触子を固定接触子側に付勢するように、可動接触子を付勢する第２部材を備える。そして、中間接触子は、第２の中間接点から第１の中間接点に向かう方向に沿って移動可能に支持されている。
【００１４】
この場合は、可動接触子および固定接触子を従来の１点切り回路遮断器と同様の構成とし、中間接触子を追加することによって、２点切り回路遮断器を構成できる。すなわち、簡単な構造によって、遮断性能の高い２点切り回路遮断器を提供できる。
【００１５】
また、この発明の回路遮断器は、１点切り回路遮断器と横方向の寸法は同等とし、高さ方向を中間接触子の寸法の分増加させた寸法としており、従来の２点切り回路遮断器と比較して小型化が達成でき、省スペース化が図れる。加えて、従来の２点切り回路遮断器と比較して電流の経路が短いため、必要な材料を低減することができ、製造コストの低減を可能としている。
【００１６】
さらに、第２部材によって可動接触子を固定接触子側に付勢しつつ、中間接触子をも固定接触子側へ付勢しているため、可動接触子の可動接点と中間接触子の第１の中間接点との接触力は、従来の１点切り回路遮断器と同等である。すなわち、開閉機構によって可動接触子を開閉駆動するときに必要とする仕事量は、従来の１点切り回路遮断器と同等である。したがって、開閉機構の負担を１点切り回路遮断器と同等に抑えた、２点切り回路遮断器を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、この発明の回路遮断器によれば、遮断性能の高い２点切り回路遮断器を小型かつ簡単な構造にできるとともに、開閉機構の負担を１点切り回路遮断器と同等に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明の一実施の形態による回路遮断器の構成を示す模式図である。図２は、図１に示す回路遮断器を構成する、接触子装置の構成を示す斜視図である。図３は、接触子装置の遮断動作を示す模式図である。図３において、（ａ）は接触子装置の閉極状態の側面図、（ｂ）は接触子装置の遮断動作過程を示す側面図、（ｃ）は接触子装置の遮断完了後を示す側面図を、それぞれ示す。図１中に矢印で示すように、回路遮断器が閉極状態のとき、電流は、電源側端子６から、固定接触子５、中間接触子７、可動接触子２、可撓導体１０、中継導体１５を経て、負荷側の端子１６に流れる。
【００１９】
開閉機構４は、ホルダ９とトリップレバー１７との間に設けられたトグルリンク１８ａ、１８ｂを介してホルダ９が開閉駆動される、周知の構成のものである。また開閉機構４は、ハンドル１９により開閉操作される。短絡電流などの大電流が流れて過電流引外し装置２０が動作すると、過電流引外し装置２０とトリップレバー１７との係合が外れ、開閉操作スプリング２１に蓄勢されたエネルギーにより、可動接触子２がホルダ９を介して時計方向に回転し、開極駆動される。その際、後述するように可動接触子２および中間接触子７が、開閉機構４の動作に先立って、接点電磁反発力により開離動作をする。
【００２０】
図２および図３に示すように、回路遮断器に設けられた接触子装置１は、一端側（図３の左側）に可動接点２ａを含み、他端側（図３の右側）に設けられた支点軸３を支点に回動可能に支持されるとともに、開閉機構４（図１参照）により開閉駆動される可動接触子２を備える。つまり、可動接触子２は、他端側を支点として、一端側が円弧を描くように、回動運動を行なう。また、接触子装置１は、一端側（図３の右側）に固定接点５ａを含み、他端側（図３の左側）に電源側端子６が一体形成された固定接触子５を備える。固定接点５ａと可動接点２ａとは、対向するように配置されている。電源側端子６は、固定接触子５に一体形成された構造に限られず、固定接触子５と電気的に接続された部材に電源側端子６が形成されてもよい。固定接点５ａが、固定接触子５の一端側ではない別の部位に設けられていても構わない。また、一端側（図３の上側、すなわち可動接触子２側）に可動接触子２の可動接点２ａと接触する第１の中間接点７ａを含み、他端側（図３の下側、すなわち固定接触子５側）に固定接触子５の固定接点５ａと接触する第２の中間接点７ｂを含む、中間接触子７を備える。図３に示すように、中間接触子７は、可動接触子２の可動接点２ａおよび固定接触子５の固定接点５ａの間に配置され、側面形状がＩ字状の形状に形成されている。また、図２に示すように、中間接触子７は、１つの第１の中間接点７ａにおいて可動接触子２と接触しており、一方、２つの第２の中間接点７ｂにおいて固定接触子５と接触している。図２に示すように、固定接触子５は２つの固定接点５ａを含んでおり、当該２つの固定接点５ａにおいて、固定接触子５は中間接触子７と接触している。中間接触子７と固定接触子５との接点を２箇所とすることにより、接触の安定および、電流が流れるときの温度上昇防止を図っている。
【００２１】
可動接触子２は開閉機構４の一部を構成するホルダ９に保持され、ホルダ９を介して開閉機構４により、開閉駆動される。可動接触子２を貫通する支点軸３は、ホルダ９に支承されている。第２部材としての、引張コイルばねからなる接触ばね１１は、可動接触子２とホルダ９との間に掛け渡されている。可動接触子２は、接触ばね１１が縮もうとする力により、図３（ａ）の反時計方向、つまり可動接点２ａが第１の中間接点７ａと接触する方向に付勢されている。すなわち、接触ばね１１は、第１の中間接点７ａを介して中間接触子７を固定接触子５側に付勢するように、可動接触子２を付勢する。なお、可動接点２ａにおける可動接触子２の中間接触子７への接触圧につき、より大きな接触圧が必要な場合には、接触ばねによって可動接触子２の可動接点２ａを直接中間接触子７の第１の中間接点７ａに押圧するように、接触ばねを配置することができる。たとえば図３（ａ）における可動接触子２の可動接点２ａの上方に、中間接触子７の第１の中間接点７ａから第２の中間接点７ｂに向かう方向に沿って、接触ばねを配置することができる。
【００２２】
一方、中間接触子７は、保持レバー１４によって保持されている。また、第１部材としての捩りばねからなる復帰ばね１２は、支点軸８に装着されている。中間接触子７は、復帰ばね１２により、図３（ａ）の時計方向、つまり第２の中間接点７ｂが固定接点５ａと接触する方向に付勢されている。すなわち、復帰ばね１２は、中間接触子７を固定接触子５側に付勢する。復帰ばね１２は一端が保持レバー１４に掛けられ、他端が回路遮断器のケース１３（図１参照）に掛けられている。中間接触子７を保持する保持レバー１４の支点軸８は、図１に示すようにケース１３に保持されている。また、中間接触子７を貫通するようにガイドピン７ｃが設けられている。案内部材としてのガイドピン７ｃは、その両端がケース１３に設けられた上下方向のガイド溝に挿入されている。ガイドピン７ｃは、第２の中間接点７ｂから第１の中間接点７ａに向かう方向と交差する方向（たとえば直交する方向）に延びるように形成されている。中間接触子７は、ガイドピン７ｃによって上記ガイド溝に案内されることにより、第２の中間接点７ｂから第１の中間接点７ａに向かう方向に沿って移動可能に支持されている。なお、この実施の形態の中間接触子７は、支点軸８を有する保持レバー１４によって保持されているため、支点軸８を回動軸とした円弧軌道上を移動可能とされている。つまり、第２の中間接点７ｂから第１の中間接点７ａに向かう方向とは、第２の中間接点７ｂと第１の中間接点７ａとを通る直線方向に限られるものではなく、第２の中間接点７ｂから第１の中間接点７ａに向かう途中の軌跡が曲線状であってもよく、直線状であってもよい。
【００２３】
通常の開閉動作は、中間接触子７の第２の中間接点７ｂが復帰ばね１２の作用により固定接触子５の固定接点５ａに接触した状態で、可動接触子２の可動接点２ａと中間接触子７の第１の中間接点７ａとの間の開閉によって行なわれる。すなわち、図３（ａ）に示す閉極状態から、ハンドル１９の操作によって開閉機構４を開操作すると、可動接触子２とホルダ９が図３の時計回り方向へ移動するが、中間接触子７は移動しない。そして、図３（ｃ）に示すように、第２の中間接点７ｂは固定接点５ａに接触した状態で、可動接点２ａと第１の中間接点７ａとが開離し、開極状態となる。
【００２４】
以下、この回路遮断器に過電流が流れたときの遮断動作について説明する。図３（ａ）において電流は矢印で示すように流れるが、固定接点５ａと第２の中間接点７ｂとの間および可動接点２ａと第１の中間接点７ａとの間には接点電磁反発力が働いている。そのため、短絡電流などの大きな過電流が流れ、接点電磁反発力が接触ばね１１および復帰ばね１２による接触力を上回ると、可動接触子２および中間接触子７は接触ばね１１および復帰ばね１２に抗して、開閉機構４の動作開始前に瞬時に駆動され、図３（ｂ）に示すように開離する。
【００２５】
その結果、固定接点５ａと第２の中間接点７ｂとの間に発生するアーク２２、および、可動接点２ａと第１の中間接点７ａとの間に発生するアーク２３が、それぞれ消弧装置方向に引き伸ばされ、アーク電圧の上昇により限流が行なわれ、電流が遮断される。このとき、接触ばね１１が可動接触子２とホルダ９との間に掛け渡されており、図３（ｂ）に示す接触ばね１１が支点軸３の延長上にある位置において、接触ばね１１は最も伸張される。すなわち、可動接触子２が接点電磁反発力によって図３（ｂ）に示す位置よりもさらに時計方向に駆動されると、接触ばね１１が縮もうとする力の作用によって、可動接触子２は時計方向に駆動され、反転状態になる。したがって、可動接触子２が図３（ａ）に示す閉極状態の位置へ復元することがない。続いて、開閉機構４によりホルダ９が駆動されると、反転状態になった可動接触子２は、その先端がケース１３の天井に設けられたストッパ部に当たり、反時計方向に押し戻されて、図３（ｃ）に示すように復帰する。図３（ｃ）に示すように接点電磁反発力の消滅後も可動接触子２は開極位置に保持されるので、確実に電流を遮断することができる。なお、中間接触子７は、復帰ばね１２により固定接触子５の固定接点５ａに接触した状態に復帰する。
【００２６】
以上説明したように、この発明の回路遮断器においては、可動接触子２および固定接触子５を従来の１点切り回路遮断器と同様の構成とし、中間接触子７を追加することによって、２点切り回路遮断器を構成できる。すなわち、従来の１点切り回路遮断器を一部改造したのみの簡単な構造によって、アークの発生箇所を２箇所にし消弧を容易とした、１点切り回路遮断器と比較して遮断性能の高い２点切り回路遮断器を提供できる。また、この発明の回路遮断器は、１点切り回路遮断器と横方向の寸法は同等とし、高さ方向を中間接触子７の寸法の分増加させた寸法としており、従来の２点切り回路遮断器と比較して小型化が達成でき、省スペース化が図れる。加えて、電流の経路としては一点切り回路遮断器から中間接触子７を追加したのみであって、従来の２点切り回路遮断器と比較して電流の経路が短いため、２点切り回路遮断器の製造のために必要な材料を低減することができ、製造コストの低減を可能としている。
【００２７】
さらに、第２部材としての接触ばね１１によって、可動接触子２を固定接触子５側に付勢しつつ、中間接触子７をも固定接触子５側へ付勢しているため、可動接触子２の可動接点２ａと中間接触子７の第１の中間接点７ａとの接触力は、従来の１点切り回路遮断器と同等である。すなわち、開閉機構４によって可動接触子２を開閉駆動するときに必要とする仕事量は、従来の１点切り回路遮断器と同等である。したがって、開閉機構４の負担を１点切り回路遮断器と同等に抑えながら、１点切り回路遮断器よりも遮断性能を高めた２点切り回路遮断器を提供することができる。
【００２８】
なお、これまでの説明においては、中間接触子７は、ガイドピン７ｃによってガイド溝に案内されながら支点軸８を回動軸とした弧を描くようにして、可動接点２ａおよび固定接点５ａの間を移動可能に支持されているが、中間接触子７を案内支持する構造は上記に限られない。中間接触子７は、可動接点２ａおよび固定接点５ａの間を直線移動可能に支持されてもよい。たとえば、ガイドピン７ｃおよび保持レバー１４に替えて、中間接触子７が可動接点２ａおよび固定接点５ａを結ぶ直線上を移動可能とするために、ケース１３に固定された筒部材を設け、中間接触子７は当該筒部材の形成する直線経路内を移動可能とする構成としてもよい。当該筒部材に復帰ばね１２またはその他の弾性体を装着すれば、第２の中間接点７ｂが固定接点５ａと接触する方向に中間接触子７を付勢することが可能である。また、ケース１３にレールを固定し、中間接触子７にスライダーを設置して、リニアガイドを構成してもよい。
【００２９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施の形態による回路遮断器の構成を示す模式図である。
【図２】接触子装置の構成を示す斜視図である。
【図３】接触子装置の遮断動作を示す模式図である。
【図４】従来の１点切り回路遮断器の一例を示す側面断面図である。
【図５】従来の２点切り回路遮断器の一例を示す側面断面図である。
【図６】従来の２点切り回路遮断器の他の例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  接触子装置、２  可動接触子、２ａ  可動接点、３  支点軸、４  開閉機構、５  固定接触子、５ａ  固定接点、６  電源側端子、７  中間接触子、７ａ  第１の中間接点、７ｂ  第２の中間接点、７ｃ  ガイドピン、８  支点軸、９  ホルダ、１０  可撓導体、１１  接触ばね、１２  復帰ばね、１３  ケース、１４  保持レバー、１５  中継導体、１６  負荷側の端子、１７  トリップレバー、１８ａ，１８ｂ  トグルリンク、１９  ハンドル、２０  過電流引外し装置、２１  開閉操作スプリング、２２，２３  アーク、１０２  消弧装置、１０３  固定接触子、１０４  固定接点、１０５  可動接点、１０６  可動接触子、２０９  可動接点台、２１２  第１限流接点台、２１２ａ，２１２ｂ  端部、２１５  第１接点台、２１７，２２１  ピン、２２２  第２限流接点台、２２２ａ，２２２ｂ  端部、２２３  第２接点台、３１１，３１２  固定接点、３１３  接点ブリッジ、３２０  回動駆動棒、３２２，３２３  引っ張りばね、３２４，３２５  導電体、３２６，３２７  終端、３２８，３２９  固定接点部分、３３１，３３２  可動接点部分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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