(57)【要約】【課題】開極状態の可動接点から見渡せる範囲の固定接触子が絶縁物体で覆われている回路遮断器においては、アーク進行方向の空間が閉塞されることで空間の圧力が高まり、アークの駆動性能が低下して限流性能の向上が見込めない。【解決手段】可動接点６が固定接点３から開極する方向を上方としたとき、消弧室を、固定接触子４側の第１の消弧室と可動接触子７側の第２の消弧室とに、上下方向に区切る絶縁部材８と、第２の消弧室を囲む筐体１、２の、開極状態の可動接触子７の一端部と対向する位置に設けられた排気口１０とを有した回路遮断器において、絶縁部材８の排気口寄りに第１の消弧室と第２の消弧室を連通するスリット８ｂからなる連通口を設け、開極時のアーク１２がスリット８ｂを通じて消弧板９の方に移動するようにして限流性能を高めた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部に可動接点を有する可動接触子と、前記可動接点と接離可能な固定接点を一端部に有する固定接触子と、前記可動接触子と前記固定接触子の間で発生するアークを処理する消弧室と、前記可動接触子と前記固定接触子および前記消弧室を収納する絶縁性の筐体と、前記可動接点が前記固定接点から開極する方向を上方としたとき、前記消弧室を、前記固定接触子側の第１の消弧室と前記可動接触子側の第２の消弧室とに、上下方向に区切る絶縁部材と、前記可動接触子の開閉極動作を妨げないように前記絶縁部材に設けられた切り欠き部と、前記第２の消弧室を囲む前記筐体の、開極状態の前記可動接触子の一端部と対向する位置に設けられた排気口と、前記絶縁部材の前記排気口寄りに設けられ、前記第１の消弧室と前記第２の消弧室を連通する連通口とを備えた回路遮断器。
【請求項２】
前記絶縁部材に設けられた連通口は、前記絶縁部材の外側側面にスリットを設けて構成され、前記スリットは前記固定接点と前記排気口との間に形成されてい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３】
前記固定接触子は前記絶縁部材と上下に重なる形状とし、前記固定接触子の外側側面に前記絶縁部材のスリットと連通するスリットを設け、前記絶縁部材のスリットと前記固定接触子のスリットとで、前記第１の消弧室と前記第２の消弧室を連通する連通口を構成した請求項２に記載の回路遮断器。
【請求項４】
一端部に可動接点を有する可動接触子と、前記可動接点と接離可能な固定接点を一端部に有する固定接触子と、前記可動接触子と前記固定接触子の間で発生するアークを処理する消弧室と、前記可動接触子と前記固定接触子および前記消弧室を収納する絶縁性の筐体と、前記可動接点が前記固定接点から開極する方向を上方としたとき、前記消弧室を、前記固定接触子側の第１の消弧室と前記可動接触子側の第２の消弧室とに、上下方向に区切る絶縁部材と、前記可動接触子の開閉極動作を妨げないように前記絶縁部材に設けられた切り欠き部と、前記第２の消弧室を囲む前記筐体の、開極状態の前記可動接触子の一端部と対向する位置に設けられた排気口と、前記絶縁部材と前記筐体との間に、前記排気口寄りに位置し、前記第１の消弧空間と前記第２の消弧空間を連通する連通口とを備えた回路遮断器。
【請求項５】
前記絶縁部材と前記筐体との間に設けられた連通口は、前記筐体の隔壁に上下方向に凹部を設けて構成され、前記凹部は前記固定接点と前記排気口との間に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の回路遮断器。
【請求項６】
前記固定接触子は、前記絶縁部材だけでなく固定接触子の導体によっても前記第1の消弧室と前記第2の消弧室を隔てるよう前記絶縁部材と上下に重なる形状とした請求項４または請求項５に記載の回路遮断器。
【請求項７】
前記固定接触子は、閉極時の可動接触子に対して、上方に配置され可動接触子と通電方向が同じになる二又に分かれた第１の導体部と、前記可動接触子の下方に配置され可動接触子と通電方向が逆になる第２の導体部と、前記第１と第２の導体部を前記可動接触子の接点が設けられていない方の端部側で接続する第３の導体部から構成され、前記固定接点は前記第２の導体部に固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器に関し、特に優れた限流性能を得ることが可能な回路遮断器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年における低圧配線用設備の大容量化、省スペース化により、配線用遮断器・漏電遮断器などは外形寸法の小形化が要求されている。小形化における課題の一つとしてあげられるのが過電流を低く抑制する限流性能の向上である。事故発生時など、過電流を遮断する際には通電状態の導体間に発生する電磁力を利用し、可動接点のある可動接触子を高速に開極させることでアーク長を引き延ばしてアーク抵抗を高めて限流する、あるいは、アークを消弧装置である消弧板に引き込んで分断し、電極降下電圧の発生及びアークの冷却などによりアーク電圧を高めて限流させることが重要である。
【０００３】
限流性能の向上により回路遮断器の消弧室で処理するアークエネルギーの低下が可能となり、回路遮断器を構成する部品への熱的、電磁力的な負担が軽減して小形化が可能となる。さらには、回路遮断器の保護対象機器への影響も小さくなるため、保護機能が強化される。
【０００４】
従来の配線用遮断器では、固定接触子の導体配置に工夫を加え、グリッドへのアーク移動が容易になるようグリッド方向への磁気駆動力を発生させている。具体的にはアークに対する磁気駆動電路長さの延長やブローアウトコイル構造の適用であるが、これらはアークに対して固定接触子の導体を流れる電流が発生させる磁場を鎖交させて効率的に実施されている。この導体配置の方法は多種多様である。
【０００５】
特許文献1に開示された従来の発明では、固定接触子を、端子部が接続された第１導体部と、固定接点を有する第２導体部と、第１導体と第２導体を固定接点の位置より可動接触子の可動接点が設けられていない他端部側で接続する第３導体部で構成し、第１導体部を、接点閉成時の接点接触面より上方に配置すると共に、接点閉成時に可動接点の接触面より下方に配置するようにしている。
この構成により、固定接触子の全ての電流経路が、アークを消弧板が配置されている端子部側に引き延ばす電磁力を発生させるようにして、消弧板への取り込みを容易にし、優れた限流性能を得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１６２９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献1に開示された従来の回路遮断器にあっては、可動接触子、固定接触子、消弧装置を備えた消弧室から遮断時に筐体外部へ熱ガスを排出する排気口が、消弧室右方と下方の両方に備えられている。
上記のような構造をもつ回路遮断器が電流遮断動作を開始すると、可動接触子が開極動作を開始して固定接点と可動接点が開離し接点間にアークが発生する。
【０００８】
可動接触子の開離距離がひらきアークが伸張していくと共に、固定接触子からの磁場がアークに作用して磁気駆動力が発生し、消弧装置のある右方に移動していく。右方に移動し消弧装置の消弧板にアークが接触、分断されると電極降下電圧の発生、および冷却作用によりアーク電圧が向上する。さらに、アーク発生以降、固定接触子は絶縁物で被覆保護されているため、アーク周辺の絶縁物は高温のアークの影響で溶融、蒸発し、圧力が高まりアークが圧縮されてアーク電圧が向上する。これらアーク電圧向上効果により、回路遮断器は優れた限流性能を得ることになる。
【０００９】
これら一連の電流遮断動作における、アークの発生から遮断完了まで、絶縁物は終始アークに晒されているため、絶縁物の蒸気が消弧室内部に充満していく。消弧室内部の圧力は高まり続け、このため消弧室を内包する筐体には高強度材が用いられる。
これに対して、特許文献１に発明では消弧室の底部などに排気口を設けて消弧室内部の過剰な圧力上昇を抑制している。この構成によれば、熱ガスの排気が設置面である下方であるため、地絡の発生や、同様に排気口が存在する隣相との相間短絡などの発生が想定される。この対策のため、排気口に対しては排出方向を制御するカバー材などが新たに必要になってくる。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、固定接触子の導体部の下方空間に溜まる遮断時に発生する熱ガスを、導体部の上方空間に排出させてやることでアークのグリッド方向への駆動性能を高めてグリッド利用率を向上させ、優れた限流性能を有した回路遮断器を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係わる回路遮断器は、一端部に可動接点を有する可動接触子と、可動接点と接離可能な固定接点を一端部に有する固定接触子と、可動接触子と固定接触子の間で発生するアークを処理する消弧室と、可動接触子と固定接触子および消弧室を収納する絶縁性の筐体と、可動接点が固定接点から開極する方向を上方としたとき、消弧室を、固定接触子側の第１の消弧室と可動接触子側の第２の消弧室とに、上下方向に区切る絶縁部材と、可動接触子の開閉極動作を妨げないように絶縁部材に設けられた切り欠き部と、第２の消弧室を囲む筐体の、開極状態の可動接触子の一端部と対向する位置に設けられた排気口と、絶縁部材の排気口寄りに設けられ、第１の消弧室と第２の消弧室を連通する連通口とを備えたものである。
【００１２】
また、この発明に係わる回路遮断器は、一端部に可動接点を有する可動接触子と、可動接点と接離可能な固定接点を一端部に有する固定接触子と、可動接触子と固定接触子の間で発生するアークを処理する消弧室と、可動接触子と固定接触子および消弧室を収納する絶縁性の筐体と、可動接点が固定接点から開極する方向を上方としたとき、消弧室を、固定接触子側の第１の消弧室と可動接触子側の第２の消弧室とに、上下方向に区切る絶縁部材と、可動接触子の開閉極動作を妨げないように絶縁部材に設けられた切り欠き部と、第２の消弧室を囲む筐体の、開極状態の可動接触子の一端部と対向する位置に設けられた排気口と、絶縁部材と筐体との間に、排気口寄りに位置し、第１の消弧空間と第２の消弧空間を連通する連通口とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、可動接触子側の第１の消弧室と固定接触子側の第２の消弧室とに区切る絶縁部材、またはこの絶縁部材と筐体の間に、第１の消弧室と第２の消弧室とを連通する連通口を設けているため、接点開極時のアークにより消弧室内の圧力が高まったガスが、上記連通口を通じて絶縁部材の上方空間に排気されるため、アークが下面方向に移動することは無くなる。
この結果、消弧板の利用率が向上し、過電流を抑制する限流性能が向上し、回路遮断器自体に注入されるエネルギーの低下により回路遮断器の構造物への負担が軽減して回路遮断器の小形化が可能となる。さらには、回路遮断器が接続されたラインやこれに接続された他の回路遮断器及び負荷などへの負担が軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１における回路遮断器の閉極状態における消弧室を示す側面図である。
【図２】この発明の実施の形態１における回路遮断器の開極状態における消弧室を示す側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における固定接触子の斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１において、側面にスリットを設けた絶縁部材の斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態1において、図３に示した固定接触子に図４の絶縁部材を装着した場合の斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１、２を用いない場合の開極時におけるアークの状態を示した消弧室の側面図である。
【図７】この発明の実施の形態２における回路遮断器の閉極状態における消弧室を示す側面図である。
【図８】この発明の実施の形態２における回路遮断器の開極状態における消弧室を示す側面図である。
【図９】この発明の実施の形態２における絶縁部材の斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態２において、図3に示した固定接触子に図9の絶縁部材を装着した場合の斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態２における、図７、８に示した一点鎖線Ａ−Ａ’における断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態３における回路遮断器の閉極状態における消弧室を示す側面図である。
【図１３】この発明の実施の形態３における回路遮断器の開極状態における消弧室を示す側面図である。
【図１４】この発明の実施の形態３において、側面にスリットを設けた固定接触子の斜視図である。
【図１５】この発明の実施の形態３において、側面にスリットを設けた絶縁部材の斜視図である。
【図１６】この発明の実施の形態３において、図１４に示した固定接触子に図１５の絶縁部材を装着した場合の斜視図である。
【図１７】この発明の実施の形態３、４を用いない場合の開極時におけるアークの状態を示した消弧室の側面図である。
【図１８】この発明の実施の形態４における回路遮断器の閉極状態における消弧室を示す側面図である。
【図１９】この発明の実施の形態４における回路遮断器の開極状態における消弧室を示す側面図である。
【図２０】この発明の実施の形態４における固定接触子の斜視図である。
【図２１】この発明の実施の形態４における絶縁部材の斜視図である。
【図２２】この発明の実施の形態４において、図２０に示した固定接触子に図２１の絶縁部材を装着した場合の斜視図である。
【図２３】この発明の実施の形態４における、図１８、１９に示した一点鎖線Ａ−Ａ’における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の各実施の形態における回路遮断器を図面に基づいて説明する。なお、各図間において、同一符号は同一、あるいは相当部分を示す。
【００１６】
実施の形態１．
図１〜図６は実施の形態１による回路遮断器の消弧室を説明するための図であり、より具体的には、図１は可動接触子が閉極状態の消弧室の側面図、図２は可動接触子が開極状態の消弧室の側面図、図３は固定接触子の斜視図、図４は固定接触子を絶縁保護する絶縁部材の斜視図、図５は絶縁部材を取り付けた固定接触子の斜視図である。図６はこの発明の実施形態を用いていない場合の開極時におけるアークの状態を示した消弧室の側面図である。
なお、図１、図２、図６には図示していないが、同消弧室は絶縁物からなる筐体の中に、過電流を検出して開極指令を出すリレー部、同指令の伝達先である駆動機構部などと一体収納されている。
【００１７】
図１、図２に示すように、回路遮断器は、絶縁物からなるベース１とカバー２で構成された筐体によって三相平行に区分されている。各相の消弧室において、固定接点３が設けられた固定接触子４は、後述するように第１導体部４ａと第２導体部４ｂと第３導体部４ｃ及び端子部５から構成されている。
図１の閉極状態において、可動接点６が設けられた可動接触子７が固定接点３から開離する方向を上方とした時、固定接触子４は、図３に示すように、電源側の端子部５が接続されて２つに分岐して下方に下りた後、略水平に延びる第１導体部４ａと、この第１導体部４ａに挟まれ離間位置した第２導体部４ｂと、この第２導体部４ｂと第１導体部４ａを接続している第３導体部４ｃとから成る形状に一体形成され、第２導体部４ｂ上に固定接点３を固着させた構成となっている。第１導体部４ａは可動接触子７と通電方向が同じとなり、第２導体部４ｂは可動接触子７と通電方向が逆になるようになっている。
【００１８】
そして、固定接触子４の第３導体部４ｃは、固定接点３の位置より可動接触子７の可動接点６が固着されていない他端側（可動接触子７の回転中心７ａ側）で、且つ、端子部５の反対側に位置する向きとして配置されている。
また、可動接触子７が開極状態に有るとき、可動接点６から見渡せる第１導体部４ａ、第３導体部４ｃを被覆絶縁する絶縁物材８を固定接触子４に装着している。絶縁物材８は図４に示すように、可動接触子7の回動を妨げないようにするための切り欠き部８ｄを中央に有している。
【００１９】
図１、図２中に示した消弧板９は、可動接触子７の回動を妨げないようにするための切り欠き部（図示せず）を設けた馬蹄形をしており、複数枚積層されて配置される。また、遮断時に発生する熱ガスを消弧室内部から外部に排気する排気口１０が端子部５の上方に構成されており、排気口１０には絶縁物からなるバリア１１が配置され、遮断時以外は排気口１０を閉塞し、遮断時には消弧室内部の圧力上昇により変形して排気口１０を開放する。
【００２０】
図３は固定接触子４の斜視図、図４は絶縁部材８の斜視図、図５は固定接触子4を絶縁部材８で被覆し一体化した状態を示している。
図３において、固定接触子４は、上方に配置された可動接触子７と通電方向が同じになる二又に分かれた導体部４ａと、可動接触子７の下方に配置され可動接触子７と通電方向が逆になる導体部４ｂと、これら２つの導体部４ａ、４ｂを可動接触子７の可動接点６が設けられていない方の端部側で接続する導体部４ｃから構成されている。
【００２１】
図４において、絶縁部材８は、ほぼＬ字状に構成され、その中央の切り欠き部８ｄには内壁８ａと内壁側壁８ｃが形成されている。また絶縁部材８の排気口１０寄り、すなわちＬ字状の長辺端部の外側側面には絶縁部材８の厚みを貫通するスリット８ｂが設けられている。
図５において、絶縁部材８のスリット８ｂは、図１、図２に示す固定接点３と排気口１０との間、かつ絶縁部材８の内壁８ａより電源（端子部５）側に配置されている。このスリット８ｂにより、絶縁部材８の下方（固定接触子４がある側）の第１の消弧室（消弧空間）と、上方の消弧板９が配置された（開極時の可動接触子７がある側）第２の消弧室（消弧空間）が連通する連通口を構成するようになっている。また、絶縁部材８の内壁側壁８ｃは固定接点３の近傍側面を覆うように配置されている。
【００２２】
次に、上記構成の回路遮断器の動作について説明する。
図１に示すように固定接点３と可動接点６がＯＮ状態にある可動接触子７が閉極状態の回路遮断器に、事故電流などの過電流が流れると、可動接触子７には固定接触子４を構成する導体からの磁束が鎖交して、固定接触子４と可動接触子７の間に電磁力が発生し、機構部の動作を待たずに可動接触子７は開極方向に開極動作を開始する。
詳細に説明すると、固定接触子４の第２導体部４ｂと可動接触子７には逆方向の電流が流れるため互いに反発力が発生し、この反発力は可動接触子７を開極（ＯＦＦ状態）させる上方向に電磁駆動力を発生させる。この電磁駆動力が可動接触子７を閉極（ＯＮ状態）方向に押している接圧バネ（図示せず）の荷重（付勢力）を上回ると開極動作を開始する。
【００２３】
可動接触子７が開極すると、固定接点３と可動接点６の間に図２に示すようにアーク１２が発生する。アーク１２は可動接触子７の開極動作が進むにつれて開極距離が長くなるとアーク１２の長さは伸張していく。さらにアーク１２は絶縁部材８の内壁側壁８ｃによって圧縮され、アーク抵抗が高くなって限流性能が向上する。さらに、第２導体部４ｂは発生したアーク１２に対して消弧板９方向（右方向）に磁気駆動力を付与する。
また、アーク１２の発生により生じた高温の熱ガスの排気口１０方向への熱ガスの流れと、さらに、可動接触子７の回転軌道の前面（電源側端子方向）に配置された複数枚の強磁性体である消弧板９からなる消弧装置の磁気吸引力が作用する。これらの作用があってアーク１２は右方向に進むことで消弧板９へのアーク１２の取り込みが容易になり、アーク分断によるアーク電圧向上と溶融潜熱によるアーク冷却により限流性能が高められる。
【００２４】
ここで、この発明の実施形態の構造を適用しない場合のアーク１２の発生状況を示したのが図６である。
図６において、固定接点３と可動接点６の間に発生したアーク１２は、磁気駆動力および熱ガスの流れなどが作用し、消弧板９のある右方に進行していく。進行方向である第１の消弧室（消弧空間）には絶縁物からなるベース１が有り、さらには、上方に絶縁部材８があるため、アーク１２自体の移動によりベース１、絶縁部材８で囲まれたアーク右方の第１の消弧室（消弧空間）が閉塞状態となる。そして、アーク１２自体が高温状態であるため、周囲の温度が上昇し、上記した閉塞された第１の消弧空間の圧力が上昇する。この結果、アーク１２はグリッド利用するため右方に移動する必要があるが、進行先の第１の消弧空間の右方の圧力が上昇してしまい、図６に示すようにアーク１２は跳ね返されて消弧板９との距離が拡大することとなる。
【００２５】
これに対して、この発明の実施形態の構造では、上記閉塞された第1の消弧室（消弧空間）と絶縁部材８の上方にある第２の消弧室（消弧空間）が、絶縁物体８にスリット８ｂが設けられていることで両消弧室が連通され、第１の消弧室で圧力が高まった熱ガスが第２の消弧室に排気されることとなる。この結果、アーク１２の右方進行を妨げる要因はなくなり、効率的なグリッドの利用により、限流性能が向上することとなる。これにより、優れた限流性能の回路遮断器を得ることが可能になる。
【００２６】
以上のように実施の形態１の発明は、固定接点３を有する固定接触子４と、固定接点３と接離する可動接点６を有する可動接触子７と、可動接点６の開離時に固定接点３と固定接触子４の上方に接点間に発生するアークを分断消弧する複数枚の消弧板９が配置されており、さらに、固定接触子７は絶縁物体８で被覆保護されており、この絶縁物体８によって消弧空間は下方の第１の消弧室と上方の第２の消弧室に隔てられており、絶縁物体８の固定接点３より端子部５側にスリット８ｂを設けることで、絶縁物体８の上下消弧室の連通を可能にしている。
この構成により、固定接触子４の導体部の下方空間に溜まる遮断時に発生する熱ガスを、導体部の上方空間に排出させてやることで、接点間に発生したアーク１２のグリッド方向への駆動性能を高めてグリッド利用率が向上する。
【００２７】
また、固定接点３上に発生したアーク１２は磁気駆動力などの駆動力が作用して右方に進み、絶縁物体８にスリット８ｂを設けることで絶縁物体８の上下消弧空間が連通され、アーク１２が右方に移動してきた時に発生する熱ガスは絶縁物体８の上方の第２の消弧室に排出される。これにより下方の第１の消弧室の圧力上昇が緩和し、アーク１２が左方に押し返されることなくグリッド利用率が高まるため、遮断性能が向上する。
【００２８】
実施の形態２．
図７〜図１１は実施の形態２による回路遮断器の消弧室を説明するための図であり、より具体的には、図７は可動接触子が閉極状態の消弧室の側面図、図８は可動接触子が開極状態の消弧室の側面図、図９は固定接触子を絶縁保護する絶縁部材の斜視図、図１０は絶縁物体を取り付けた固定接触子の斜視図である。図１１は図７、図８における一点鎖線Ａ−Ａ’における断面図を示したものである。なお、図７、図８には図示していないが、同消弧室は絶縁物からなる筐体の中に、過電流を検出して開極指令を出すリレー部、同指令の伝達先である駆動機構部などと一体収納されている。
【００２９】
図７、図８に示すように、実施の形態１と同様に、回路遮断器は絶縁物からなるベース１とカバー２で構成された筐体によって三相平行に区分されている。各相の消弧室において、固定接点３が設けられた固定接触子４は、第１導体部４ａと第２導体部４ｂと第３導体部４ｃ及び端子部５から構成されている。
図７の閉極状態において、可動接点６が設けられた可動接触子７が固定接点３から開離する方向を上方とした時、固定接触子4は、電源側の端子部５が接続されて分岐して下方に下りた後、略水平に延びる２つの第１導体部４ａと、この第１導体部４ａに挟まれ離間位置した第２導体部４ｂと、この第２導体部４ｂと第１導体部４ａを接続している第３導体部４ｃとから成る形状に一体形成され、第２導体部４ｂ上に固定接点3を固着させた構成となっている。
【００３０】
そして、固定接触子４の第３導体部４ｃは、固定接点３の位置より可動接触子７の可動接点６が固着されていない他端側（可動接触子７の回転中心７ａ側）で、且つ、端子部５の反対側に位置する向きとして配置されている。また、可動接触子７が開極状態に有るとき、可動接点６から見渡せる第１導体部４ａ、第３導体部４ｃを被覆絶縁する絶縁部材８を固定接触子４に装着している。絶縁部材８は可動接触子７の回動を妨げないようにするための切り欠き部８ｄ（図９参照）を中央に有している。
【００３１】
図７、図８中に示した消弧板９は、可動接触子７の回動を妨げないようにするための切り欠き部（図示せず）を設けた馬蹄形をしており、複数枚積層されて配置される。また、遮断時に発生する熱ガスを消弧室内部から外部に排気する排気口１０が端子部５の上方に構成されており、排気口１０には絶縁物からなるバリア１１が配置され、遮断時以外は排気口１０を閉塞し、遮断時には消弧室内部の圧力上昇により変形して排気口１０を開放する。
【００３２】
図９は絶縁部材８の斜視図、図１０は固定接触子４を絶縁部材８で被覆し一体化した状態を示している。図１１はこの実施形態２における構造を示した、図７、図８の一点鎖線Ａ−Ａ’における断面図を示したものである。図９、図１０において、絶縁部材８は実施の形態１におけるスリット８ｂがない構造で、その他は実施の形態１と同じである。
図１１において、絶縁部材８と筐体のベース１との間、詳しくは絶縁部材８に対向するベース１の排気口１０寄りの内隔壁には上下方向の凹部１３が設けられ、この凹部１３により、固定接触子４及び絶縁部材８に追加加工することなく、絶縁部材８の下方の第１の消弧室（消弧空間）と上方の消弧板９が配置された第２の消弧室（消弧空間）が連通される連通口を構成している。凹部１３は、図７、図８において固定接点３、および絶縁部材８の内壁８ａの右方に位置する。
【００３３】
次に、上記構成の回路遮断器の動作について説明する。
図７に示すように固定接点３と可動接点６がＯＮ状態にある可動接触子７が閉極状態の回路遮断器に、事故電流などの過電流が流れると、可動接触子７には固定接触子４を構成する導体からの磁束が鎖交して、固定接触子４と可動接触子７の間に電磁力が発生し、機構部の動作を待たずに可動接触子７は開極方向に開極動作を開始する。
詳細に説明すると、第２導体部４ｂと可動接触子７には逆方向の電流が流れるため互いに反発力が発生し、この反発力は可動接触子７を開極させる上方向に電磁駆動力を発生させ、この電磁駆動力が可動接触子７を閉極方向に押している接圧バネ（図示せず）の荷重を上回ると開極動作を開始する。
【００３４】
可動接触子７が開極すると、固定接点３と可動接点５の間にアーク１２が発生する。可動接触子７の開極距離が長くなると共にアーク１２は伸張し、さらに絶縁部材８の内壁側壁８ｃによって圧縮され、アーク抵抗が高くなって限流性能が向上する。さらに、第２導体部４ｂは発生したアーク１２に対して消弧板９方向（右方向）に磁気駆動力を付与する。
また、アーク発生により生じた高温の熱ガスの排気口１０方向への熱ガスの流れと、さらに、強磁性体である消弧板９からなる消弧装置の磁気吸引力が作用する。これらの作用があってアーク１２は右方向に進むことで消弧板９へのアークの取り込みが容易になりアーク分断によるアーク電圧向上と溶融潜熱によるアーク冷却により限流性能が高められる。
【００３５】
ここで、この実施形態２の構造を適用しない場合のアーク１２の発生状況を示したのが図６であり、実施形態１で述べたのと同様に、進行先である第１の消弧空間の右方の圧力が上昇してしまい、図６に示すようにアーク１２は跳ね返されて消弧板９との距離が拡大することとなる。
これに対して、この発明の実施形態２の構造では閉塞された第１の消弧空間と絶縁部材８の上方である第２の消弧空間が、ベース１に凹部１３が設けられていることで両消弧空間が連通され、圧力が高まった熱ガスが第２の消弧空間に排気されることとなる。この結果、アーク１２の右方進行を妨げる要因はなくなり、効率的なグリッドの利用により、限流性能が向上することとなる。これにより、優れた限流性能の回路遮断器を得ることが可能になる。
【００３６】
実施の形態３．
図１２〜図１７は実施の形態３による回路遮断器の消弧室を説明するための図であり、より具体的には、図１２は可動接触子が閉極状態の消弧室の側面図、図１３は可動接触子が開極状態の消弧室の側面図、図１４は固定接触子の斜視図、図１５は固定接触子を絶縁保護する絶縁部材の斜視図、図１６は絶縁部材を取り付けた固定接触子の斜視図、図１７はこの実施の形態を用いていない場合の開極時におけるアークの状態を示した消弧室の側面図である。なお、図１２、図１３、図１７には図示していないが、消弧室は絶縁物からなる筐体の中に、過電流を検出して開極指令を出すリレー部、同指令の伝達先である駆動機構部などと一体収納されている。
【００３７】
図１２、図１３に示すように、回路遮断器は絶縁物からなるベース１とカバー２によって構成された筐体により三相平行に区分されている。各相の消弧室において、固定接点３が設けられた固定接触子４は、後述するように第１導体部４ｄと第２導体部４ｅと第３導体部４ｆおよび端子部５から構成されている。
図１２の閉極状態において、可動接点６が設けられた可動接触子７が固定接点３から開離する方向を上方とした時、固定接触子４は、図１４に示すように、電源側の端子部５が接続されて斜め下方向に延びる第１導体部４ｄと、この第１導体部４ｄの下方に離間位置した第２導体部４ｅと、この第２導体部４ｅと第１導体部４ｄを端子部５の反対側で上下方向に接続している第３導体部４ｆとから成る形状に一体形成され、第２導体部４ｅ上に固定接点３を固着して、その固定接点３を第１導体部４ｄの下方に位置させた構成となっている。さらに、固定接触子４の第１導体部４ｄの端部には、すなわち排気口１０寄りの電源側の端子部５に近接してスリット４ｇが設けられている。また、固定接触子４は、可動接触子７の回動を妨げないようにするための切り欠き部４ｈを中央に有している。
【００３８】
そして、固定接触子４は固定接点３の位置より可動接触子７の可動接点６が固着されていない他端側（可動接触子７の回転中心７ａ側）で、且つ、端子部５の反対側に第３導体部４ｆが位置する向きとして配置されている。この場合、第１導体部４ｄは、固定接点３に可動接点６が接触する閉極時に、固定接点３と第２導体部４ｅのロウ付け面より上方に全て配置し、且つ、開極時には可動接点６より下方に配置される。また、可動接触子７が開極状態に有るとき、可動接点６から見渡せる第１導体部４ｄ、第３導体部４ｆを被覆絶縁する絶縁部材８を固定接触子４に装着している。絶縁部材８は可動接触子７の回動を妨げないようにするための切り欠き部４ｈを中央に有している。
【００３９】
図１２、１３中に示した消弧板９は、可動接触子７の回動を妨げないようにするための切り欠き部（図示せず）を設けた馬蹄形をしており、複数枚積層されて配置される。また、遮断時に発生する熱ガスを消弧室内部から外部に排気する排気口１０が端子部５の上方に構成されており、排気口１０には絶縁物からなるバリア１１が配置され、遮断時以外は排気口１０を閉塞し、遮断時には消弧室内部の圧力上昇により変形して排気口１０を開放する。
【００４０】
図１４は固定接触子４の斜視図、図１５は絶縁部材８の斜視図、図１６は固定接触子４を絶縁部材８で被覆し一体化した状態を示している。
図１４において、固定接触子４の第１導体部４ｄの端部両外側にはスリット４ｇが設けられており、図１２、１３においてスリット４ｇは固定接点３より電源側、かつ絶縁部材８の内壁８ａより電源側に配置されている。図１５において、絶縁部材８にも実施の形態１の図４と同様のスリット８ｂが設けられている。図１６において、固定接触子４と絶縁部材８を上下に重ねて一体化した場合には、固定接触子４のスリット４ｇと絶縁部材８のスリット８ｂが重なり、固定接触子４の第１導体部４ｄの下方に位置する第１の消弧室（消弧空間）と上方に位置する第２の消弧室（消弧空間）が連通する連通口を構成するようになる。
【００４１】
次に、上記構成の回路遮断器の動作について説明する。
図１２に示すように固定接点３と可動接点６がＯＮ状態にある可動接触子７が閉極状態の回路遮断器に、事故電流などの過電流が流れると、可動接触子７には固定接触子４を構成する導体からの磁束が鎖交して、固定接触子４と可動接触子７の間に電磁力が発生し、機構部の動作を待たずに可動接触子７は開極方向に開極動作を開始する。
詳細に説明すると、第１導体部４ｄと可動接触子７には同方向の電流が流れるため互いに吸引力が発生し、第２導体部４ｅと可動接触子７には逆方向の電流が流れるため互いに反発力が発生する。この吸引力と反発力は可動接触子７を開極させる上方向に電磁駆動力を発生させ、この電磁駆動力が可動接触子７を閉極方向に押している接圧バネ（図示せず）の荷重を上回ると開極動作を開始する。
【００４２】
可動接触子７が開極すると、図１３に示すように固定接点３と可動接点６の間にアーク１２が発生する。可動接触子７の開極距離が長くなると共にアーク１２は伸張し、アーク抵抗が高くなって限流性能が向上する。さらに、第１、２、３導体部４ｄ、４ｅ、４ｆは発生したアーク１２に対して消弧板９方向（右方向）に磁気駆動力を付与する。また、アーク発生により生じた高温の熱ガスの排気口１０方向への熱ガスの流れと、さらに、強磁性体である消弧板９からなる消弧装置の磁気吸引力が作用する。これらの作用があってアーク１２は右方向に進むことで消弧板９へのアークの取り込みが容易になりアーク分断によるアーク電圧向上と溶融潜熱によるアーク冷却により限流性能が高められる。
【００４３】
ここで、この発明の実施形態の構造を適用しない場合のアーク１２の発生状況を示したのが図１７である。図１７において、接点間に発生したアーク１２に磁気駆動力、および熱ガスの流れなどが作用し、消弧板９のある右方に進行していく。進行方向である第１の消弧空間にはベース１が有り、さらには、上方に第１導体部４ｄがあるため、アーク１２自体の移動によりベース１、第１導体部４ｄで囲まれたアーク右方の第１の消弧空間が閉塞状態となる。そして、アーク１２自体が高温状態であるため、周囲の温度が上昇し、上記した閉塞された第１の消弧空間の圧力が上昇する。この結果、アーク１２はグリッド利用するため右方に移動する必要があるが、進行先の第１の消弧空間の右方空間の圧力が上昇してしまい、アーク１２は跳ね返されて消弧板９との距離が拡大することとなる。
【００４４】
これに対して、この実施形態３の構造では、第１導体部４ｄで囲まれた閉塞された第１の消弧空間と、第１導体部４ｄの上方にある第２の消弧空間が、固定接触子４のスリット４ｇ、絶縁部材８のスリット８ｂが設けられていることで、両消弧空間が連通され、圧力が高まった熱ガスが上方の第２の消弧空間に排気されることとなる。この結果、アーク１２の右方進行を妨げる要因はなくなり、効率的なグリッドの利用により、限流性能が向上することとなる。これにより、優れた限流性能の回路遮断器を得ることが可能になる。
【００４５】
以上のように、消弧空間が絶縁物体８だけでなく固定接触子４の導体によっても第１の消弧空間と第２の消弧空間に隔てられた回路遮断器においても、固定接点３より右方の絶縁部材８の外側側面にスリット８ｂを設け、さらに、スリット８ｂと上下に重なる固定接触子４の導体部分にも同様のスリット４ｇを設け、絶縁部材８および固定接触子４の上下消弧空間を連通させることで、優れた限流性能を得ることができる。
【００４６】
実施の形態４．
図１８〜図２３は実施の形態４による回路遮断器の消弧室を説明するための図であり、より具体的には、図１８は可動接触子が閉極状態の消弧室の側面図、図１９は可動接触子が開極状態の消弧室の側面図、図２０は固定接触子の斜視図、図２１は固定接触子を絶縁保護する絶縁部材の斜視図、図２２は絶縁部材を取り付けた固定接触子の斜視図、図２３は図１８、図１９における一点鎖線Ａ−Ａ’における断面図を示したものである。なお、図１８、図１９には図示していないが、消弧室は絶縁物からなる筐体の中に、過電流を検出して開極指令を出すリレー部、同指令の伝達先である駆動機構部などと一体収納されている。
【００４７】
図１８、図１９に示すように、回路遮断器は絶縁物からなるベース１とカバー２で構成された筐体によって三相平行に区分されている。各相の消弧室において、固定接点３が設けられた固定接触子４は、後述するように第１導体部４ｄと第２導体部４ｅと第３導体部４ｆ及び端子部5から構成されている。
図１８の閉極状態において、可動接点６が設けられた可動接触子７が固定接点３から開離する方向を上方とした時、固定接触子４は、図２０に示すように、電源側の端子部５が接続されて斜め下方向に延びる第１導体部４ｄと、この第１導体部４ｄの下方に離間位置した第２導体部４ｅと、この第２導体部４ｅと第１導体部４ｄを端子部５の反対側で上下方向に接続している第３導体部４ｆとから成る形状に一体形成され、第２導体部４ｅ上に固定接点３を固着してその固定接点３を第１導体部４ｄの下方に位置させた構成となっている。この実施形態４では実施の形態３で述べたスリット４ｇは設けられていない。
【００４８】
そして、固定接触子４の第３導体部４ｆは、固定接点３の位置より可動接触子７の可動接点６が固着されていない他端側（可動接触子７の回転中心７ａ側）で、且つ、端子部５の反対側に位置する向きとして配置されている。この場合、第１導体部４ｄは、固定接点３に可動接点６が接触する閉極時に、固定接点３と第２導体部４ｅのロウ付け面より上方に全て配置し、且つ、開極時には可動接点６より下方に配置される。また、可動接触子７が開極状態に有るとき、可動接点６から見渡せる第１導体部４ｄ、第３導体部４ｆを被覆絶縁する絶縁部材８を固定接触子４に重ねて装着している。
【００４９】
図１８、図１９中に示した消弧板９は、可動接触子７の回動を妨げないようにするための切り欠き部（図示せず）を設けられた馬蹄形をしており、複数枚積層されて配置される。また、遮断時に発生する熱ガスを消弧室内部から外部に排気する排気口１０が端子部５の上方に構成されており、排気口１０には絶縁物からなるバリア１１が配置され、遮断時以外は排気口１０を閉塞し、遮断時には消弧室内部の圧力上昇により変形して排気口１０を開放する。
【００５０】
図２０は固定接触子４の斜視図、図２１は絶縁部材８の斜視図、図２２は固定接触子４を絶縁部材８で被覆し一体化した状態を示している。図２３はこの実施形態における構造を示した、図１８、図１９における一点鎖線Ａ−Ａ’における断面図を示したものである。図２１において、絶縁部材８は可動接触子７の回動を妨げないようにするための切り欠き部８ｄを中央に有しているが、この実施形態４では実施の形態３で述べたスリット８ｂは設けられていない。
図２３において、絶縁部材８と筐体のベース１との間、詳しくは第１導体部４ｄおよび絶縁部材８に対向するベース１の排気口１０寄りの内隔壁には、実施の形態２と同様の上下方向の凹部１３が設けられ、この凹部１３により、固定接触子４及び絶縁部材８に追加加工することなく、第１導体部４ｄの下方に位置する第１の消弧室（消弧空間）と上方に位置する第２の消弧室（消弧空間）が連通される連通口を構成している。凹部１３は、図１８、図１９において固定接点３および絶縁部材８の内壁８ａの右方に位置する。
【００５１】
次に、上記構成の回路遮断器の動作について説明する。
図１８に示すように固定接点３と可動接点６がＯＮ状態にある可動接触子７が閉極状態の回路遮断器に、事故電流などの過電流が流れると、可動接触子７には固定接触子４を構成する導体からの磁束が鎖交して、固定接触子４と可動接触子７の間に電磁力が発生し、機構部の動作を待たずに可動接触子７は開極方向に開極動作を開始する。
詳細に説明すると、第１導体部４ｄと可動接触子７には同方向の電流が流れるため互いに吸引力が発生し、第２導体部４ｅと可動接触子７には逆方向の電流が流れるため互いに反発力が発生する。この吸引力と反発力は可動接触子７を開極させる上方向に電磁駆動力を発生させ、この電磁駆動力が可動接触子７を閉極方向に押している接圧バネ（図示せず）の荷重を上回ると開極動作を開始する。
【００５２】
可動接触子７が開極すると、図１９に示すように、固定接点３と可動接点５の間にアーク１２が発生する。可動接触子７の開極距離が長くなるとアーク１２は伸張し、アーク抵抗が高くなって限流性能が向上する。さらに、第１、２、３導体部４ｄ、４ｅ、４ｆは発生したアーク１２に対して消弧板９方向（右方向）に磁気駆動力を付与する。また、アーク発生により生じた高温の熱ガスの排気口１０方向への熱ガスの流れと、さらに、強磁性体である消弧板９からなる消弧装置の磁気吸引力が作用する。これらの作用があってアーク１２は右方向に進むことで消弧板９へのアークの取り込みが容易になりアーク分断によるアーク電圧向上（電極降下電圧の発生）と溶融潜熱によるアーク冷却により限流性能が高められる。
【００５３】
ここで、この発明の実施形態の構造を適用しない場合のアーク１２の発生状況を示したのが図１７であり、実施の形態３で述べたのと同様に進行先の第１の消弧空間の右方の圧力が上昇してしまい、図１７に示すようにアーク１２は跳ね返されて消弧板９との距離が拡大することとなる。
これに対して、この実施形態４の構造では、第１導体部４ｄで囲まれた閉塞された第１の消弧空間と絶縁部材８の上方にある第２の消弧空間が、ベース１に凹部１３が設けられていることで両消弧空間が連通され、圧力が高まった熱ガスが上方の第２の消弧空間に排気されることとなる。この結果、アーク１２の右方進行を妨げる要因はなくなり、効率的なグリッドの利用により、限流性能が向上することとなる。これにより、優れた限流性能の回路遮断器を得ることが可能になる。
【符号の説明】
【００５４】
１：ベース                            ２：カバー
３：固定接点                          ４：固定接触子
４ａ、４ｄ：第１導体部                ４ｂ、４ｅ：第２導体部
４ｃ、４ｆ：第３導体部                ４ｇ：スリット（連通口）
４ｈ：切り欠き部
５：端子部                            ６：可動接点
７：可動接触子
８：絶縁物                            ８ａ：内壁
８ｂ：スリット（連通口）              ８ｃ：内壁側壁
８ｄ：切り欠き部
９：消弧板                            １０：排気口
１１：バリア                          １２：アーク
１３：凹部（連通口）
【図１】
2013065432.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2013065432.tif 000007
【図６】
2013065432.tif 000008
【図７】
2013065432.tif 000009
【図８】
2013065432.tif 000010
【図９】
2013065432.tif 000011
【図１０】
2013065432.tif 000012
【図１１】
2013065432.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2013065432.tif 000015
【図１４】
2013065432.tif 000016
【図１５】
2013065432.tif 000017
【図１６】
2013065432.tif 000018
【図１７】
2013065432.tif 000019
【図１８】
2013065432.tif 000020
【図１９】
2013065432.tif 000021
【図２０】
2013065432.tif 000022
【図２１】
2013065432.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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