(57)【要約】【課題】    消弧板を絶縁物で被覆することなくアーク電圧を高めることのできる消弧装置を備えた回路遮断器を提供する。【解決手段】  固定接点２を備えた固定接点台１２、可動接点１を備えた可動接点台１１、および前記可動接点を固定接点から離間する方向に駆動したとき前記接点間に発生するアークＡを消弧する消弧装置１００を本体ケース４内に格納した回路遮断器において、前記消弧装置１００は、アークの入口側に切り込み部を備えた複数の磁性体製の消弧板６、板状の絶縁性部材２００、並びに前記複数の磁性体製の消弧板および前記板状の絶縁性部材を所定間隔で保持する側板１３を備え、前記板状の絶縁性部材２００は、前記磁性体製の消弧板６よりも固定接点側に配置した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点を備えた固定接点台、可動接点を備えた可動接点台、および前記可動接点を固定接点から離間する方向に駆動したとき前記接点間に発生するアークを消弧する消弧装置を本体ケース内に格納した回路遮断器において、
前記消弧装置は、アークの入口側に切り込み部を備えた複数の磁性体製の消弧板、板状の絶縁性部材、並びに前記複数の磁性体製の消弧板および前記板状の絶縁性部材を所定間隔で保持する側板を備え、
前記板状の絶縁性部材は、前記磁性体製の消弧板よりも固定接点側に配置したことを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
請求項１記載の回路遮断器において、
前記板状の絶縁性部材は、アークの入口側に切り込み部を備えた板状の絶縁性部材であることを特徴とする回路遮断器。
【請求項３】
請求項１記載の回路遮断器において、
前記板状の絶縁性部材は、前記側板間にアーク通路を形成するように両側板にそれぞれ取り付けた２枚の絶縁性部材であることを特徴とする回路遮断器。
【請求項４】
請求項１記載の回路遮断器において、
前記板状の絶縁性部材は有機材であることを特徴とする回路遮断器。
【請求項５】
請求項１記載の回路遮断器において、
前記板状の絶縁性部材はセルロース系の絶縁紙であ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】
本発明は、回路遮断器に係り、特に消弧装置を備えた回路遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
事故などに伴って発生する過電流を遮断する回路遮断器は、配電系の受電端あるいは各電気機器に分岐する回路に挿入して用いられる(例えば、特許文献１参照)。また、これら回路遮断器には、遮断性能を向上させるための消弧装置が設けられる(例えば、特許文献２参照)。
【０００３】
図５は、このような従来の回路遮断器を説明する図である。なお、図５は開路状態にある回路遮断器をその側面から見た部分断面図で示している。図５において、１は可動接点、２は固定接点、３は本体カバー、４は本体ケースである。可動接点１は可動接点台１１に取付けられ、固定接点２は固定接点台１２に取付けられる。また、固定接点２の他端にはアークランナ１６が配置されている。
【０００４】
５は排気口蓋、１５は排気口、６は消弧板、７は仕切り、８は遮断部である。消弧板６は消弧板側板１３によって支持され、消弧装置１００を構成する。なお、仕切り７は、アークＡが発生する空間を回動駆動力伝達軸１４が収められている空間から区切るために設けられている。
【０００５】
従って、本体カバー３、本体ケース４、排気口蓋５、および仕切り７により囲まれている部分が遮断部８となり、この中がアークＡの発生する空間となる。
【０００６】
次に、この回路遮断器の動作について説明する。遮断器が閉路状態では、図示していない開閉機構部の働きにより、可動接点１に所定の力が加わった状態で、可動接点１が固定接点２に接触した状態にある。このため、通常状態では、固定接点台１２、固定接点２、可動接点１、および可動接点台１１を経路として電流が流れる。
【０００７】
遮断を必要とする過大な電流が流れた場合には、固定接点台１２と可動接点台１１に流れる電流による電磁反発力により可動接点台１１が回転運動し、可動接点１が開極し、固定接点２との間にアークＡが発生する。また、可動接点台１１の開路動作によりアークＡが引き伸ばされ、アーク長が長くなる。
【０００８】
このとき、消弧板６は、磁気駆動力によりアークＡを消弧板６のアーク入り口側から各消弧板６の間に引き込み、アークＡを冷却する。これにより、アーク電圧が高められ消弧が行われる。なお、アークＡに作用する磁気駆動力を高めるため、消弧板６は一般的に鉄などの磁性体の板を加工して作られている。また、消弧板６のアーク入り口側には図５，６に示すように切り込み部６Ａを設けておく。さらに、このような消弧板６を複数枚、間隔を空けて配置することによりアークを長さ方向に分断することができる。これにより、アークに対する電圧降下の増加および冷却作用の増加をもたらしアーク電圧を高めることができる。
【０００９】
図６は、図５に示す消弧装置１００の消弧板６の詳細を説明する図である。図６に示すように、消弧板６は絶縁物２０で被覆されている。
【００１０】
前述のように、消弧板６によりアークＡを引き込むと、引き込んだアークＡの熱により絶縁物２０が溶発し、熱分解ガスが発生する。このガスによりアークＡを冷却するとともに、遮断部８内の圧力を上昇してアーク電圧を高めることができる。
【００１１】
このように、従来技術の回路遮断器によれば、開路動作によるアーク長の増加と、消弧板６によるアークの分断及び冷却作用、さらには消弧板６を構成する絶縁物２０からの熱分解ガスによる冷却作用と遮断部８内の圧力上昇によるアーク電圧の上昇により、電流が限流され、最終的に回路を遮断に至らしめることができる。
【特許文献１】特開２００１−１７６３７２号公報
【特許文献２】特開昭６３−１２６１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記従来技術においては、消弧板を被覆する絶縁物から発生する熱分解ガスによる限流への効果は、可動接点台が消弧板のある位置に到達した時点からとなる。このため、限流を必要とする事故電流の流れ始め直後、すなわち可動接点台の開路距離が短い時点に限流効果を集中させることは困難である。
【００１３】
さらに、近年では、回路遮断器の遮断容量や電流遮断可能回数増加の要求が増大している。また、遮断器の小型化に伴って遮断部内の圧力が上昇してきた。この圧力上昇はアーク電圧の増大をもたらすため消弧の面からは有利ではあるが、反面、筐体の破損防止のために高強度の材料を使用しなければならず、コストが増加する。
【００１４】
例えば、圧力上昇を抑制するには、絶縁物からの熱分解ガスの量を調整する必要があるが、従来技術では消弧板と絶縁物が一体となっているため、絶縁物の量を調整することは難しい。圧力上昇を抑制するため絶縁物の被覆を薄くした場合には、電流遮断の一回当たりの絶縁物の損傷が大きくなり、遮断容量や電流遮断回数増加の要求を満足することができない。
【００１５】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、消弧板を絶縁物で被覆することなくアーク電圧を高めることのできる消弧装置を備えた回路遮断器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。
【００１７】
固定接点を備えた固定接点台、可動接点を備えた可動接点台、および前記可動接点を固定接点から離間する方向に駆動したとき前記接点間に発生するアークを消弧する消弧装置を本体ケース内に格納した回路遮断器において、前記消弧装置は、アークの入口側に切り込み部を備えた複数の磁性体製の消弧板、板状の絶縁性部材、並びに前記複数の磁性体製の消弧板および前記板状の絶縁性部材を所定間隔で保持する側板を備え、前記板状の絶縁性部材は、前記磁性体製の消弧板よりも固定接点側に配置した。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以上の構成を備えるため、消弧板を絶縁物で被覆することなくアーク電圧を高めることのできる消弧装置を備えた回路遮断器を提供することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る回路遮断器を説明する図である。なお、図において図５に示される部分と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２０】
前述したように、遮断を必要とするような過大な電流が遮断器に流れた場合、固定接点台１２と可動接点台１１に流れる電流による電磁反発力により、可動接点台１１が回転運動し、可動接点１が固定接点２から引き離される。このため、固定接点２と可動接点の間にアークＡが発生する。アークＡは可動接点台１１の開路動作により引き伸ばされ、アーク長は徐々に長くなる。
【００２１】
前述のように、消弧板６は磁性体で作成し、また、アークＡに作用する磁気駆動力を高めるため、消弧板６には切り込み部６Ａを設ける。このように形成された消弧板６を複数枚、間隔を空けて配置することによりアークを長さ方向に分断することができる。これにより、アークに対する電圧降下の増加および冷却作用の増加をもたらしアーク電圧を高めることができる。
【００２２】
ところで、本実施形態では、消弧装置１００の消弧板側板１３に、前記消弧板６とは別体に板状の絶縁性部材２００を設ける。この点で本実施形態の回路遮断器は前記従来の回路遮断器と大きく異なる。なお、前記板状の絶縁性部材２００は、前記磁性体製の消弧板６よりも固定接点２側に配置するとよい。このように配置すると、固定接点２と可動接点の間に発生したアークＡの熱により絶縁性部材２００が溶発し、熱分解ガスが発生する。このガスによりアークＡを冷却するとともに、遮断部８内の圧力を上昇してアーク電圧を高めることができる。
【００２３】
この絶縁性部材２００は消弧板６とは別体に形成することにより、消弧板６の枚数や配置に係わらず絶縁性部材２００を配置する位置を設定することができる。このため、前記磁性体製の消弧板６よりも固定接点２側に配置することにより、事故電流の流れ始め直後の可動接点台の開路距離が短いときに発生したアークＡにより絶縁性部材２００を加熱することができる。また、この加熱により生じた熱分解ガスにより、接点間の開路距離が短い場合においても高い限流効果を得ることができる。
【００２４】
なお、絶縁性部材２００は、アークＡにより熱分解ガスを発生させ、かつ複数回の事故電流に対してその形状を維持できるだけの耐熱性が必要となる。絶縁性部材２００としては、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂やある種の絶縁紙が使用可能である。ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂を使用する場合、絶縁紙よりも溶発しやすく、比較的少ない遮断電流で熱分解ガスを発生させることができる。絶縁紙を使用する場合には、熱可塑性樹脂よりも耐熱性が高く、特に電流を複数回遮断する場合には形状の変形がより少ないという利点がある。絶縁紙の例としてはセルロース系の絶縁紙、いわゆるバルカナイズドファイバーがある。バルカナイズドファイバーは、天然繊維素を素材としており、絶縁性、耐熱性、加工性が良く一部の回路遮断器では消弧板側板１３にも使用されている材料である。
【００２５】
次に、絶縁性部材２００の形状について、図２と図３を用いて、更に詳しく説明する。ここで、図２は本発明の消弧装置１００の一例を示す正面図、図３は絶縁性部材２００の一例を示す平面図であり、図３（ａ）は絶縁性部材に切り込み部２００Ａを設けた例、図３（ｂ）は絶縁性部材を２つの絶縁性部材で構成した例を示す。
【００２６】
図３（ａ）に示す例の場合には、絶縁性部材２００は、消弧板６の切り込み部６Ａと同様な切込み部２００Ａを備える。このように、絶縁性部材２００に切り込み部２００Ａを設けることで、消弧板６によるアークＡの引き込みが妨げられることがなくなる。また、アーク電圧を高めるためには、消弧板６にアークＡを直接触れさせて冷却すると同時に、金属蒸気のアークＡへの混入を減らす必要がある。
【００２７】
例えば、絶縁性部材２００の切り込み部２００Ａの大きさを変えることにより、アークＡと消弧板６の切込み部６Ａが直接触れる面積を変えることができる。この場合、消弧板６の冷却効果を生かしながら、消弧板６から発生する金属蒸気のアークＡへの混入を抑えることができる。また、図３（ｂ）に示すように、絶縁性部材２００は、消弧板６の冷却効果を生かすために、絶縁性部材２００を２つの絶縁性部材２００ａ、２００ｂに分けて構成しても良い。
【００２８】
なお、図２に示すように、絶縁性部材２００を複数枚の絶縁紙で構成した場合、シート状の絶縁紙を使用することができる。このため１枚の絶縁紙の厚みを薄くすることができるため加工性が向上する。また、絶縁紙１枚の厚みや枚数を変えることにより熱分解ガスの発生量の調整が可能なので、回路遮断器の遮断容量に合わせた消弧装置の作製が容易となる。
【００２９】
図４は、本発明による効果を説明する図である。図は、消弧装置の絶縁性部材２００として絶縁紙であるファイバー材を用いた場合と、絶縁性部材２００を用いていない場合における短絡遮断時のアーク電圧の大きさを、横軸を時間として示したものである。図に示すように、絶縁性部材を用いた構造におけるアーク電圧が、絶縁性部材２００を用いない構造でのアーク電圧よりも高くなっており、本実施形態によれば遮断性能が向上することが分かる。
【００３０】
以上、説明したように、本実施形態によれば  絶縁物を被覆した消弧板からなる従来の消弧装置に対し、消弧板と絶縁性部材を別々に設けた消弧装置構造とする。これにより、可動接点台の開路距離が短いタイミングにおいて熱分解ガスを集中して発生させることができる。このため圧力上昇の大きさに対する限流性能が向上するので、低コストで高遮断容量の回路遮断器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る回路遮断器を説明する図である。
【図２】消弧装置１００の一例を示す正面図である。
【図３】絶縁性部材２００の一例を示す平面図である。
【図４】本発明による効果を説明する図である。
【図５】従来の回路遮断器を説明する図である。
【図６】図５に示す消弧装置１００の消弧板６の詳細を説明する図である
【符号の説明】
【００３２】
１  可動接点
２  固定接点
３  本体カバー
４  本体ケース
５  排気口蓋
６  消弧板
６Ａ  切り込み部
７  仕切り
８  遮断部
１１  可動接点台
１２  固定接点台
１３  消弧板側板
１４  回転駆動連動軸
１５  排気口
１６  アークランナ
２０  絶縁体
１００  消弧装置
２００，２００ａ，２００ｂ  絶縁性部材
２００Ａ  絶縁性部材の切込み部  
Ａ  アーク
【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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