(57)【要約】【課題】アークランナ上でのアークの移動を早めることで、遮断性能を向上させることができる、アークランナを備えた回路遮断器を提供する。【解決手段】固定接点１ａを有する固定接触子１と、該固定接点１ａと接離する可動接点２ａを有する可動接触子２と、固定接点１ａと可動接点２ａ間に発生したアーク５を消弧する消弧装置４と、固定接点１ａと可動接点２ａ間に発生したアーク５を消弧装置４側に導くアークランナ１６とを備えた回路遮断器において、アークランナ１６の消弧装置４と対向する位置に、該消弧装置４側に突出し、かつアークランナ１６の長手方向に伸びるアーク走行部１６ａを形成する。【選択図】図１
2013164920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点を有する固定接触子と、
該固定接点と接離する可動接点を有する可動接触子と、
固定接点と可動接点間に発生したアークを消弧する消弧装置と、
固定接点と可動接点間に発生したアークを消弧装置側に導くアークランナとを備えた回路遮断器において、
前記アークランナの消弧装置と対向する位置に、該消弧装置側に突出し、かつアークランナの長手方向に伸びるアーク走行部を形成したことを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
固定接点を有する固定接触子と、
該固定接点と接離する可動接点を有する可動接触子と、
固定接点と可動接点間に発生したアークを消弧する消弧装置と、
固定接点と可動接点間に発生したアークを消弧装置側に導くアークランナとを備えた回路遮断器において、
前記アークランナの消弧装置と対向する位置に、該アークランナの長手方向に伸びる溝部からなるアーク走行部を形成したことを特徴とする回路遮断器。
【請求項３】
アーク走行部は、アークランナ上に設けた三角形状の突起部であることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器
【請求項４】
固定接点と可動接点間に発生したアークを転流させるアーク転流板を備え、前記アークランナを前記アーク転流板の消弧装置と対向する位置に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の回路遮断器。
【請求項５】
前記アークランナを前記固定接触子の消弧装置と対向する位置に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器に関し、特に、接点間に発生したアークを消弧装置側に導くアークランナを備えた回路遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の回路遮断器として、特許文献１に開示された回路遮断器が知られている。
図８は、従来例を示す回路遮断器の電流遮断部の斜視図であり、図９は、図８から消弧装置４を取り除いてアーク５を示した図である。
【０００３】
図において、回路遮断器の電流遮断部は、固定接触子１、可動接触子２、消弧装置４から構成されており、図示しないケースとカバーからなる本体ケース内に収納されている。
固定接触子１は、一端をＵ字状に折り曲げて、その先端に固定接点１ａを有し、他端に電源側の端子１ｄが設けられている。
【０００４】
可動接触子２は、一端に前記固定接点１ａと接触する可動接点２ａを有し、他端の支軸２ｂを中心に回動自在に配置されており、図示しない開閉機構部により閉極位置と開極位置に開閉駆動される。また、可動接触子２の他端は、図示しないリード線を介して図示しない負荷側の端子に接続されている。
【０００５】
消弧装置４は、隙間を介して上下段に配列したＶ字形の切欠きを有する複数枚の磁性板３と、該磁性板３を両側から支持する図示しない支持部材とを備えており、可動接触子２の開極移動経路の前方に配置されている。
【０００６】
また、固定接触子１のＵ字状の先端には、固定接点１ａと可動接点２ａ間に発生したアーク５を消弧装置４側に移動させる平板状からなるアークランナ６が取り付けられている。
【０００７】
また、アークランナ６の近傍には、アーク駆動力を高める手段としてアーク駆動体７が配置されている。
アーク駆動体７は、左右一対の脚部７ａ、７ａとこれらの間を連結する連結部７ｂとを有するコ字状の磁性体からなり、脚部７ａ、７ａがアークランナ６の両側に位置するように、アークランナ６に裏側から隙間を介して組み合わされている。アーク駆動体７は、図示しない絶縁基台を介して固定接触子１の基部１ｅに固定支持される。なお、８はアーク駆動体７の内側に設けられた絶縁物である。
【０００８】
上記構成の回路遮断器において、回路遮断器のオン状態では、前記可動接触子２が閉極しており、可動接触子２の可動接点２ａと固定接触子１の固定接点１ａが接触している。また、電流は、電源側の端子１ｄから固定接触子１、固定接点１ａ、可動接点２ａ、可動接触子２を経由して、図示しない負荷側の端子まで流れる。
【０００９】
このような回路遮断器において、短絡電流などの大電流が流れると、電磁反発力により可動接触子２が固定接触子１から開極し、固定接点１ａと可動接点２ａとの間にアーク５が発生する。このアーク５は、固定接触子１を流れる電流に基づく電磁力により、アークランナ６側へ移動する。これにより、固定接点１ａ上の発弧はアークランナ６上に切り換わり、固定接点の消耗が緩和される。
【００１０】
ここで、アークランナ６の近傍にはアーク駆動体７が設けられており、固定接触子１を流れる電流の磁界を磁性体からなるアーク駆動体７に集中させ、この集中磁界によりアーク５の固定接点１ａ側の足をアークランナ６の先端側に向けて駆動することができる。
【００１１】
アークランナ６の先端側に移動したアーク５は、磁性板３の作用により、その内側に引き込まれて分断・冷却される。これにより、固定接点と可動接点間の電圧が一気に高まり、電流は急速に限流されて遮断に至る。
【００１２】
また、特許文献２には、一方の固定接触子と、他方の固定接触子と、一方および他方の固定接触子の先端に設けたアークランナと、一方及び他方の固定接触子を橋絡する可動接触子と、可動接触子の前後に配置された消弧装置と、各消弧装置に跨るように配置されたアーク転流板とを備えた２点切りの回路遮断器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−２１６８０７号公報
【特許文献２】特許第２９６５０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、従来の回路遮断器は、接点間に発生したアークを消弧装置側に導くために、固定接触子の先端にアークランナを設けている。しかしながら、通電電流が小さい領域（例えば、１００Ａ以下）では、アークに働く電磁力は電流の２乗に比例しているために小さくなり、アークランナ上でのアークの移動が遅くなり、遮断時間が長くなるとともに、特に小電流領域での遮断性能が低下してしまうという問題があった。
【００１５】
また、従来のアークランナを備えた回路遮断器を、直流電流を遮断する直流遮断器として適用しようとした場合、直流電流は、交流電流とは異なり、電流ゼロ点が存在しないために、直流電流を遮断することが困難であり、従来のアークランナを備えた回路遮断器をそのまま直流遮断器として適用することが難しいという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明の課題は、アークランナ上でのアークの移動を早めることで、遮断性能を向上させることができる、アークランナ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】
【００１７】
上記課題を達成するために、本発明によれば、固定接点を有する固定接触子と、該固定接点と接離する可動接点を有する可動接触子と、固定接点と可動接点間に発生したアークを消弧する消弧装置と、固定接点と可動接点間に発生したアークを消弧装置側に導くアークランナとを備えた回路遮断器において、前記アークランナの消弧装置と対向する位置に、該消弧装置側に突出し、かつアークランナの長手方向に伸びるアーク走行部を形成する、あるいは前記アークランナの消弧装置と対向する位置に、該アークランナの長手方向に伸びる溝部からなるアーク走行部を形成するようにする。
【００１８】
上記回路遮断器において、アーク走行部は、アークランナ上に設けた三角形状の突起部で形成することが好ましい。
また、前記アークランナは、固定接点と可動接点間に発生したアークを転流させるアーク転流板の消弧装置と対向する位置に形成してもよい。更に、前記アークランナを前記固定接触子の消弧装置と対向する位置に形成するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、アークランナ上でのアークの移動が早くなるので、遮断時間が短くなり、遮断性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す回路遮断器の電流遮断部の要部側面図
【図２】図１に示す電流遮断部の要部斜視図
【図３】（ａ）は図２のアークランナのＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）はアークランナ上を移動するアークの走行経路を表す図
【図４】（ａ）は従来のアークランナの断面図、（ｂ）はアークランナ上を移動するアークの走行経路を表す図
【図５】本発明と従来例のアークランナにおけるアーク走行時間を比較した図
【図６】アークランナの他の形状を示す断面図
【図７】本発明の第２の実施形態を示す回路遮断器の電流遮断部の要部側面図
【図８】従来例を示す回路遮断器の電流遮断部の斜視図
【図９】図８から消弧装置を取り除いてアークを示した図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を示す２点切りの回路遮断器の電流遮断部の要部側面図、図２は、図１に示す電流遮断部の要部斜視図、図３（ａ）は、図２のアークランナのＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は図１に示すアークランナの上面図であり、アークランナ上を移動するアークの走行経路を表した図である。
【００２２】
図１において、回路遮断器の電流遮断部は、固定接点１ａを有する一方の固定接触子１と、一端に固定接点１ａと接触する可動接点２ａを有するとともに、他端に図示しない可動接点を有する可動接触子２と、隙間を介して上下段に配列したＶ字形の切欠きを有し、可動接点２ａの移動経路の前方に配置されている複数枚の磁性板３と該磁性板３を支持する図示しない支持部材とを備えた消弧装置４と、可動接触子２の反可動接点２ａ側に配置され、接点間に発生した可動接触子２側のアーク５を転流させるアーク転流板１０とから構成されている。
【００２３】
上記可動接触子２は、図示しない開閉機構部により、固定接触子１に対して上下方向に開閉駆動されるように構成されている。また、上記電流遮断部は、図示しないケースとカバーからなる本体ケース内に収納されている。
【００２４】
なお、図１において、他方の固定接触子、他方の消弧装置は、一方の固定接触子１、一方の消弧装置４と構成が同じであるため、省略してある。また、一方の固定接触子１は、電源側の端子に接続されており、図示しない他方の固定接触子は、負荷側の端子に接続されている。
【００２５】
ここで、本実施形態では、上記アーク転流板１０の一端に、接点間に発生したアーク５を消弧装置４側に導くアークランナ１６が設けられている。このアークランナ１６は、銅あるいは鉄から形成することができる。なお、アークランナ１６とアーク転流板１０は、別々に形成してもよいが、アークランナ１６をアーク転流板１０に一体形成するようにしてもよい。
【００２６】
また、アークランナ１６には、図２に示すように、アークランナ１６の消弧装置４と対向する位置に、該消弧装置４側に突出するアーク走行部１６ａが形成されている。
このアーク走行部１６ａは、アークランナ１６の幅方向の中央部にアークランナ１６の長手方向に沿って伸びるように形成されており、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、断面が三角形状からなる突起部として形成されている。また、突起部の両側のアークランナ１６の上面は傾斜面となっている。
【００２７】
なお、アーク走行部１６ａを有するアークランナ１６は、図示しないアーク転流板１０の他端にも設けられている。
また、上記固定接触子１の固定接点１ａよりも消弧装置４側にアークランナ１ｂが形成されており、このアークランナ１ｂの消弧装置４と対向する位置に、該消弧装置４側に突出するアーク走行部１ｃが形成されている。このアーク走行部１ｃは、アークランナ１６に形成したアーク走行部１６ａと同様に、アークランナ１ｂの幅方向の中央部にアークランナ１ｂの長手方向に沿って伸びるように形成されており、本実施形態では、断面が三角形状からなる突起部として形成されている。上記アークランナ１ｂは、銅あるいは鉄から形成することができる。また、アークランナ１ｂと固定接触子１は、別々に形成してもよいが、アークランナ１ｂを固定接触子１に一体形成するようにしてもよい。
【００２８】
なお、アーク走行部１ｃを有するアークランナ１ｂは、図示しない他方の固定接触子にも設けられている。
更に、アークに作用する電磁力を向上させるために、コ字状の磁性体からなるアーク駆動体７を、アークランナ１６を下側から囲むように配置するようにしてもよい。
【００２９】
次に本発明の作用について説明する。
回路遮断器のオン状態では、可動接触子２が閉極しており、可動接触子２の可動接点２ａと固定接触子１の固定接点１ａが接触している。また、電流は、電源側の端子から一方の固定接触子１、可動接触子２、図示しない他方の固定接触子を経由して、図示しない負荷側の端子まで流れる。
【００３０】
このような回路遮断器において、短絡電流などの大電流が流れると、電磁反発力により可動接触子２が図１の矢印に示すように固定接触子１から開離し、固定接点１ａと可動接点２ａとの間にアーク５が発生する。このアーク５は、固定接触子１やアーク自身を流れる電流による電磁力により消弧装置４側に駆動される。
【００３１】
その際に、固定接点１ａ側のアーク５の足は固定接点１ａからアークランナ１ｂに移動し、可動接点２ａ側のアークの足は可動接点２ａから可動接触子２の先端、アーク転流板１０を経由してアークランナ１６に移動する。これにより、固定接点１ａ及び可動接点２ａ上の発弧はアークランナ１ｂ、１６上に切り換わり、接点の消耗が緩和される。
【００３２】
上記アークランナ１ｂに移動した固定接点１ａ側のアーク５の足は、アークランナ１ｂ上を消弧装置４側に向かって走行し、アークランナ１６に移動した可動接点２ａ側のアーク５の足は、アークランナ１６上を消弧装置４側に向かって走行する。
【００３３】
ここで、アークランナ１６を囲むようにアーク駆動体７が配置されており、このアーク駆動体７にアークランナ１６を流れる電流の磁束を集めることで、アーク５の駆動力を高めることができる。
【００３４】
そして、消弧装置４側に駆動されたアーク５は、磁性板３の作用により、その内側に引き込まれて分断・冷却されて消滅し、電流が限流遮断される。
ここで、本発明と従来例のアークランナ上のアークの走行経路について、図３、図４を用いて説明する。
【００３５】
図３（a）は、本発明の三角形状からなるアークランナの断面図、（ｂ）はアークランナ上のアークの走行経路を示した図である。また、図４（a）は、従来の平板状からなるアークランナの断面図、（ｂ）はアークランナ上のアークの走行経路を示した図である。
【００３６】
図において、５はアークであり、５ａ、５ｂはアーク５の走行経路を示している。
図４に示す従来のアークランナ６は、平板状に形成されているために、アークランナ６上のアーク５は、アークランナを流れる電流やアーク自身の電流、アークガスの乱れ（流れ）、アーク近傍のアークランナの温度などの影響により、図４（ｂ）に示すように、蛇行しながら消弧装置方向（図４（ｂ）の左側）に向かって複雑な走行経路５ｂをとる。
【００３７】
そのため、従来の平板状からなるアークランナ６では、アーク５が消弧装置方向に対して垂直方向にも移動することになり、アークの移動経路が長くなっていた。
特に、遮断電流が小さい小電流（例えば１００Ａ以下）では、アークガスの発生も少なく、アークランナを流れる電流による消弧装置方向への電磁力も弱いため、アークの移動が遅くなる要因となっていた。
【００３８】
これに対して、図３に示す本発明のアークランナ１６は、アークランナの上面に傾斜面を有する突起部からなるアーク走行部１６ａを形成している。このため、アークランナ１６上に転流したアーク５は、最短経路で発弧しようとする性質により、固定接触子１との距離が最も小さくなるアークランナ１６上のアーク走行部１６ａで主に発弧することになる。
【００３９】
それにより、本発明のアークランナ１６では、アークランナ上のアーク５は、消弧装置方向（図３（ｂ）の左側）に対して垂直方向へ移動することなく、図３（ｂ）に示すように、アーク走行部１６ａ上を真直ぐに消弧装置４側に向かう走行経路５ａをとって走行するため、アーク５の消弧装置方向への移動が早くなる。
【００４０】
また、アークランナ１ｂに設けたアーク走行部１ｃについても、アークランナ１６に設けたアーク走行部１６ａと同様に、アークがアーク走行部１ｃ上を真直ぐに消弧装置４側に向かって走行するため、アーク５の消弧装置方向への移動が早くなる。
【００４１】
ここで、アークランナの断面形状がアークの走行に与える影響を実験的に求めた結果を図５に示す。
図５は、本発明と従来例のアークランナにおけるアーク走行時間を比較した図である。
【００４２】
実験は、電流１２．５Ａを遮断した際に、平行に配置したアークランナ上をアークが一定の距離（約５ｃｍ）を移動するまでに要する走行時間を、アークランナの断面形状が平板状（従来例の形状）の場合と三角形状（本発明の形状）の場合とで複数回、測定したものである。なお、図では、従来例（平板状）のアークランナにおけるアークの走行時間（平均値）を１として、比率により示している。
【００４３】
その結果、図５に示すように、本発明（三角形状）のアークの走行時間は、従来例（平板状）のアークの走行時間に対して、約１／２程度早くなっていることがわかる。
このように、本実施形態のアークランナを備えた回路遮断器では、アークランナ上のアークの消弧装置側への移動が早くなるので、遮断時間を短くすることができ、遮断性能が向上する。また、アークランナ上でのアークの発弧時間が短くなるので、アークランナ自体の消耗を抑えることもでき、高耐久化を図ることができる。
【００４４】
なお、本実施形態のアーク走行部を有するアークランナは、アーク転流板１０あるいは固定接触子１の一方だけに設けるようにしてもよいが、アーク転流板１０と固定接触子１の両方にアークランナを設けるようにすれば、アークの消弧装置方向への移動をよりスムーズに行うことができる。
【００４５】
上記アーク走行部１６ａ、１cの形状は、アークランナ上のアークがアークランナの幅方向に移動せずに、アークランナの長手方向に沿って走行できる形状であればよく、例えば、図６に示す形状のものでもよい。
【００４６】
図６は、アークランナの他の形状を示す断面図である。図６（ａ)に示すアーク走行部は、円弧状の突起部１６ｂをアークランナ１６上に形成したものであり、アークが円弧状の突起部１６ｂ上をアークランナ１６の長手方向に沿って移動するものである。上記円弧状の突起部１６ｂの形状は、矩形状、三角状でもよい。
【００４７】
また、図６（ｂ）に示すアーク走行部は、アークランナ１６上に矩形状の溝部１６ｃを設けたものであり、アークが溝部１６ｃの角部１６ｄ上をアークランナ１６の長手方向に沿って移動するものである。上記溝部１６ｃの形状は、円弧状、三角状でもよい。
【００４８】
更に、図６（ｃ）に示すアーク走行部は、複数の三角状からなる突起部１６ｅをアークランナ１６上に設けたものであり、アークが複数の突起部１６ｅのうちのいずれか一つの突起部１６e上をアークランナ１６の長手方向に沿って移動するものである。上記三角状の突起部１６ｅの形状は、円弧状、矩形状でもよい。
【００４９】
このように、図６（ａ）〜（ｃ）に示すアーク走行部を備えたアークランナによれば、図３に示す三角形状からなるアーク走行部１６ａを備えたアークランナと同様に、アークランナ上のアークが消弧装置側に向かって真直ぐに移動するため、従来の平板状からなるアークランナよりも走行時間が早くなり、遮断時間を短くすることができる。
【００５０】
なお、図６（ａ）〜（ｃ）に示すアーク走行部の両側のアークランナ１６の上面を、図３（ａ）に示すアークランナ１６のように傾斜させて、アーク走行部以外のアークランナの上面にアークが移動しないようにしてもよい。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施形態について図７を用いて説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態を示す１点切りの回路遮断器の電流遮断部の要部側面図である。
【００５２】
本実施形態は、一端に可動接点１２ａを有する可動接触子１２の他端を図示しない回転軸に軸支し、可動接触子を回転させて開極するようにしたものである。
図において、回路遮断器の電流遮断部は、固定接点１ａを有する固定接触子１と、一端に可動接点１２ａを有する可動接触子１２と、隙間を介して上下段に配列したＶ字形の切欠きを有する複数枚の磁性板３及び該磁性板３を支持する図示しない支持部材を備え、可動接点１２ａの移動経路の前方に配置されている消弧装置４と、アーク転流板１０とから構成されている。
【００５３】
また、第１の実施形態と同様に、アーク転流板１０の一端に形成したアークランナ１６にアーク走行部１６ａを設けるとともに、固定接触子１の先端に形成したアークランナ１ｂにアーク走行部１ｃを設けている。
【００５４】
上記固定接触子１は、図示しない電源側の端子に接続され、可動接触子の他端は、図示しないリード線を介してアーク転流板の他端に接続されるとともに、負荷側の端子に接続されている。
【００５５】
上記回路遮断器において、短絡電流などの大電流が流れると、可動接触子１２が図７の矢印に示すように固定接触子１から開離し、固定接点１と可動接点１２ａとの間にアーク５が発生するが、第１の実施形態と同様に、アーク５はアークランナ１ｂ、１６に設けたアーク走行部１ｃ、１６ａ上を走行し、消弧装置４により消弧される。
【００５６】
本実施形態によれば、可動接触子を回動させて開極するようにした１点切りの回路遮断器においても、第１の実施形態と同様に、電流遮断時に、アークランナ上のアークの走行時間を早くすることができ、遮断時間を短くすることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１      固定接触子
１ａ    固定接点
１ｂ    アークランナ
１ｃ    アーク走行部
２      可動接触子
２ａ    可動接点
３      磁性板
４      消弧装置
５      アーク
１０    アーク転流板
１６    アークランナ
１６ａ  アーク走行部
１６ｃ  溝部
【図１】
2013164920.tif 000003
【図２】
2013164920.tif 000004
【図３】
2013164920.tif 000005
【図４】
2013164920.tif 000006
【図５】
2013164920.tif 000007
【図６】
2013164920.tif 000008
【図７】
2013164920.tif 000009
【図８】
2013164920.tif 000010
【図９】
2013164920.tif 000011