(57)【要約】【課題】消弧装置のアーク入口から引き込んだアークのグリッド上での停滞を防止し、短時間でアークを消弧装置のガス出口側に移動させてグリッドによるアーク分断、アーク冷却を確実に行う。【解決手段】固定接点及び可動接点の間で発生したアークを消弧する消弧装置１１は、一端がアーク入口１５側に位置し、他端がガス出口１６側に位置する複数のグリッド１３を、互いの間に隙間を設けて層状に配置している。グリッドは、磁性材料からなる一対のアーク駆動板１７，１８と、これら一対のアーク駆動板の間に重ね合わせた樹脂板１９と、を備え、アーク入口側の端部に、アーク切欠き溝２０が形成されている。そして、一対のアーク駆動板に、樹脂板の溶融により発生した蒸発ガスをアーク入口側からガス出口側に向うアブレーションガスとして吹き出させるガス吹き出し部２１が形成されているて吹き出させるガス吹き出し部２１が形成されている。【選択図】図２
2016076293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケース内に、
固定接点を有する固定接触子と、
前記固定接点に接離する可動接点を有する可動接触子と、
前記固定接点及び前記可動接点の間で発生したアークを消弧する消弧装置と、が収納されており、
前記消弧装置は、一端が前記固定接点及び前記可動接点の近くのアーク入口側に位置し、他端がガス出口側に位置する複数のグリッドを、互いの間に隙間を設けて層状に配置しており、
前記複数のグリッドは、磁性材料からなる一対のアーク駆動板と、これら一対のアーク駆動板の間に重ね合わせた樹脂板と、を備え、
これら一対のアーク駆動板及び樹脂板のアーク入口側の端部に、アーク切欠き溝が形成され、
前記一対のアーク駆動板に、前記樹脂板の溶融により発生した蒸発ガスを前記アーク入口側から前記ガス出口側に向うアブレーションガスとして吹き出させるガス吹き出し部が形成されていることを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
前記ガス吹き出し部は、外気に向けて開口している外側開口部が、前記樹脂板に向けて開口している内側開口部に対して前記ガス出口側に位置するように、前記一対のアーク駆動板の表裏に傾斜して連通していることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
【請求項３】
前記ガス吹き出し部は、前記一対のアーク駆動板の前記アーク入口側から前記ガス出口までの両側部に複数形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の回路遮断器。
【請求項４】
前記ガス吹き出し部は、前記一対のアーク駆動板の両側部から内側に向けて切欠きにより形成され、外気に向けて開口している外側開口部が、前記樹脂板に向けて開口している内側開口部に対して前記ガス出口側に位置するガス吹き出し溝であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の回路遮断器。
【請求項５】
前記一対のアーク駆動板は同一形状の２つの部品であり、一方の部品を前記樹脂板の一方の面に重ね合わせるとともに、他方の部品を反転して前記樹脂板の他方の面に重ね合わせることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線用遮断器、漏電遮断器などを対象とした回路遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
負荷電流に流れる短絡電流、又は過負荷電流の過電流を遮断するために、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器が用いられている（例えば特許文献１）。
特許文献１の回路遮断器は、本体ケース内に、固定接点を設けた固定接触子と、固定接点に接触可能な可動接点を設けた可動接触子と、開極動作時に固定接点及び可動接点との間に生じるアークを引き込んで消弧する消弧装置とが収納されている。消弧装置は、互いに平行に配置した電気絶縁物からなる一対の側板と、これら一対の側板の間に層状に固定した磁性材料からなる複数枚の板状のグリッドとを備え、各グリットのアークが引き込まれる側（入口側）の端部にアーク切欠き溝（特許文献１では切欠き溝と称している）が形成されている。
【０００３】
そして、開極動作時に固定接点及び可動接点との間に生じたアークは、電磁力の作用で消弧装置の入口に向けて駆動され、アーク電流の磁界によってグリッドを通る磁束分布の偏りにより、グリッドの端部に形成したアーク切欠き溝に引き込まれる。グリッドのアーク切欠き溝の底まで引き込まれたアークは、グリッドの板面に転位してアーク入口側に対して逆側の消弧装置の出口に向けて駆動することで、複数枚のグリッドに分断され、電圧降下が増加するとともに、グリッドの溶融による冷却作用が加わる。これにより、アーク電圧が高まり、固定接点及び可動接点との間のアークが消滅し、短絡電流（或いは過電流）が限流遮断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９９０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の回路遮断器は、グリッドのアーク切欠き溝の底部まで引き込まれたアークにはグリッドを通る磁束分布の偏りによる消弧装置の出口に向う駆動が作用せず、消弧装置の入口側から出口に向けて流れるアークガスで、アーク溝の底部に位置するアークを消弧装置の出口側へ駆動するようにしている。
しかし、アークを消弧装置の出口側に移動する力としてアークガスの流れは弱いので、グリッドのアーク切欠き溝の底部にアークが集中してしまい、アーク切欠き溝の底部が溶融することで１本のアークに戻ってしまうおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、消弧装置のアーク入口から引き込んだアークのグリッド上での停滞を防止し、短時間でアークを消弧装置のガス出口側に移動させてグリッドによるアーク分断、アーク冷却を確実に行う回路遮断器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る回路遮断器は、本体ケース内に、固定接点を有する固定接触子と、前記固定接点に接離する可動接点を有する可動接触子と、前記固定接点及び前記可動接点の間で発生したアークを消弧する消弧装置と、が収納されており、前記消弧装置は、一端が前記固定接点及び前記可動接点の近くのアーク入口側に位置し、他端がガス出口側に位置する複数のグリッドを、互いの間に隙間を設けて層状に配置しており、前記複数のグリッドは、磁性材料からなる一対のアーク駆動板と、これら一対のアーク駆動板の間に重ね合わせた樹脂板と、を備え、これら一対のアーク駆動板及び樹脂板のアーク入口側の端部に、アーク切欠き溝が形成され、前記一対のアーク駆動板に、前記樹脂板の溶融により発生した蒸発ガスを前記アーク入口側から前記ガス出口側に向うアブレーションガスとして吹き出させるガス吹き出し部が形成されているようにした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る回路遮断器によれば、固定接点及び可動接点の間で発生してグリッドのアーク切欠き溝に引きこまれたア―クは、グリッドを構成する樹脂板を溶融して蒸発ガスを発生する。この蒸発ガスが、一対のアーク駆動板に形成したガス吹き出し部からアーク入口側からガス出口側に向うアブレーションガスとして吹き出し、このアブレーションガスの吹き出し作用でアークがガス出口に向けて移動する。これにより、固定接点及び可動接点の間で発生したアークは、グリッド上で停滞せず、複数のグリッドに短時間で分断されて冷却作用が行われるので、アークの消弧を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る第１実施形態の回路遮断器の要部を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の回路遮断器の内部に配置された消弧装置を示す斜視図である。
【図３】消弧装置を構成するグリッドの構造を示す斜視図である。
【図４】グリッドの構造を示す側面図である。
【図５】グリッドにアークが接触することでアブレーションガスは発生する状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、第１実施形態の回路遮断器１の要部縦断面図であり、ケース２及びカバー３からなる絶縁容器内に、ケース２に固定された固定接触子４と、ハンドル５により図示しない開閉機構を介して開閉駆動される可動接触子６とからなる遮断部が設けられている。
【００１１】
固定接触子４は、一端に固定接点７を有し、他端に電源側端子９が一体形成されている。
可動接触子６は、一端に固定接点７と接触する可動接点８を有し、他端がケース２に回動可能に支持された絶縁物の可動接触子ホルダ１０に回動自在に連結されており、接触スプリング（不図示）により固定接触子４に向かって付勢されている。
【００１２】
ケース２内には消弧装置１１が配置されている。
消弧装置１１は、図２に示すように、互いに平行に配置された一対の側壁支持板１２，１２と、一対の側壁支持板１２，１２の間に上下方向に互いに隙間をあけて層状に固定された複数のグリッド１３と、一対の側壁支持板１２，１２の左側の側部に連結された連結板１４とで構成されている。この消弧装置１１は、一対の側壁支持板１２，１２の間の右側で開口している位置をアーク入口１５と称し、一対の側壁支持板１２，１２の間の左側の連結板１４に対向している位置をガス出口１６と称する。
【００１３】
一対の側壁支持板１２，１２及び連結板１４は電気絶縁材料で形成されている。一対の側壁支持板１２，１２には、グリッド１３の後述する係合突起部１７ｂ，１８ｂが嵌まり込む係合穴１２ａが複数形成されており、連結板１４には、複数のガス排気口１４ａが板厚方向に貫通して形成されている。
グリッド１３は、図３に示すように、磁性材料からなる２枚の第１及び第２アーク駆動板１７，１８と、これら第１及び第２アーク駆動板１７，１８の間に重ね合わせた樹脂板１９とで構成されている。
【００１４】
樹脂板１９は長方形状の部材である。また、第１及び第２アーク駆動板１７，１８は、樹脂板１９と同一長方形状の板本体１７ａ，１８ａと、板本体１７ａ，１８ａの幅方向の両端面から突出して一対の側壁支持板１２，１２の係合穴１２ａに嵌まり込む前述した係合突起部１７ｂ，１８ｂとを備えている。
同一形状で重合している板本体１７ａ，１８ａ及び樹脂板１９の長手方向の一端（アーク入口１５側の端部）に、幅方向中央部から長手方向の他端に向けて切欠いたアーク切欠き溝２０が形成されている。
【００１５】
図３に示すように、第１アーク駆動板１７の幅方向の両側には、幅方向の中央部に向けて切欠いた第１ガス吹き出し溝２１が、長手方向に複数個形成されている。これら第１ガス吹き出し溝２１は、図４に示すように、外気に向けて開口している外側開口部２１ａが、樹脂板１９に向けて開口している内側開口部２１ｂに対してガス出口１６側に位置するように、ガス出口１６側に傾斜して形成されている。
【００１６】
図３に示すように、第２アーク駆動板１８の幅方向の両側にも、幅方向の中央部に向けて切欠いた第２ガス吹き出し溝２２が、長手方向に複数個形成されている。これら第２ガス吹き出し溝２２は、図４に示すように、外気に向けて開口している外側開口部２２ａが、樹脂板１９に向けて開口している内側開口部２２ｂに対してガス出口１６側に位置するように、ガス出口１６側に傾斜して形成されている。
【００１７】
ここで、第２アーク駆動板１８は、第１アーク駆動板１７に対して異なる符号を付けて説明したが、第１アーク駆動板１７の表面及び裏面を逆にして樹脂板１９の下面に配置することで第２アーク駆動板１８が構成される。すなわち、第１アーク駆動板１７及び第２アーク駆動板１８は同一形状の部材である。
なお、本発明に係る本体ケースがケース２及びカバー３に対応し、本発明に係るガス吹き出し部が、第１ガス吹き出し溝２１及び第２ガス吹き出し溝２２に対応し、本発明に係る一対のアーク駆動板が、第１アーク駆動板１７及び第２アーク駆動板１８に対応している。
【００１８】
次に第１実施形態の作用効果について、図１から図５を参照して説明する。
上記構成の回路遮断器１に短絡電流、又は過負荷電流の過電流が流れると、図１に示すように、固定接点７と可動接点８との間に集中電流による電磁反発力が働き、可動接触子６は接触スプリング（不図示）の付勢力に逆らって開極する。そして、可動接触子６が開極すると同時に、固定接点７及び可動接点８の間にアーク２５ａが発生する。
【００１９】
この固定接点７及び可動接点８の間のアーク２５ａによりアークガス２６が発生し、消弧装置１１のアーク入口１５側からガス出口１６に向けて流れ、連結板１４に形成したガス排気口１４ａから消弧装置１１の外部に流れる。
固定接点７及び可動接点８の間に発生したアーク２５ａは、電磁力の作用で消弧装置１１のアーク入口１５に向けて移動し、アーク電流の磁界によってグリッド１３の第１及び第２アーク駆動板１７，１８を通る磁束分布の偏りにより、グリッド１３に形成したアーク切欠き溝２０に引き込まれる（アーク切欠き溝２０に引き込まれたアークを図１のアーク２５ｂと称する）。
【００２０】
ここで、アーク切欠き溝２０の底部まで引き込まれたア―ク２５ｂがグリッド１３を構成している樹脂板１９のアーク切欠き溝２０の周囲を溶融し、樹脂板１９から蒸発ガスが発生する。
樹脂板１９の溶融により発生した蒸発ガスは、グリッド１３を構成している第１アーク駆動板１７の複数の第１ガス吹き出し溝２１及び第２アーク駆動板１８の複数の第２ガス吹き出し溝２２を通過して外部に放出されるので、図５に示すように、アーク入口１５側からガス出口１６側に向かうアブレーションガス２７として吹き出る。
【００２１】
グリッド１３のアーク切欠き溝２０の底部まで引き込まれたアーク２５ｂには、グリッド１３を通る磁束分布の偏りによるアーク駆動が作用しない。
ところが、アーク切欠き溝２０の底部まで引き込まれたア―ク２５ｂがグリッド１３の樹脂板１９を溶融することで、グリッド１３の第１アーク駆動板１７の第１ガス吹き出し溝２１及び第２アーク駆動板１８の第２ガス吹き出し溝２２から、アーク入口１５側からガス出口１６側に向うアブレーションガス２７が吹き出る。
【００２２】
このアブレーションガス２７の吹き出しと、前述したアークガス２６のアーク入口１５側からガス出口１６に向うガス流により、アーク切欠き溝２０に位置しているアーク２５ｂはガス出口１６側に向けて移動する。これにより、ガス出口１６に向うアーク２５ｂを、互いに隙間をあけて層状に固定された複数のグリッド１３の第１アーク駆動板１７及び第２アーク駆動板１８で分断し、第１アーク駆動板１７の上面及び第２アーク駆動板１８の下面に転位させることで冷却していくので、アーク２５ｂを確実に消弧することができる。
【００２３】
また、アーク切欠き溝２０に引きこまれたア―ク２５ｂは、アブレーションガス２７及びアークガス２６が吹き付けられてガス出口１６に向う速度が大きくなるので、グリッド１３上で停滞せず、短時間で分断及び冷却を行い、アーク２５ｂの消弧を効率良く行うことができる。
また、第１アーク駆動板１７の第１ガス吹き出し溝２１を、外気に向けて開口している外側開口部２１ａが樹脂板１９に向けて開口している内側開口部２１ｂに対してガス出口１６側に位置するように、ガス出口１６側に傾斜して形成し、第２アーク駆動板１８の第２ガス吹き出し溝２２を、外気に向けて開口している外側開口部２２ａが樹脂板１９に向けて開口している内側開口部２２ｂに対してガス出口１６側に位置するように、ガス出口１６側に傾斜して形成するだけで、グリッド１３の樹脂板１９が溶融した際にアーク入口１５側からガス出口１６側に向かうアブレーションガス２７の吹き出しを容易に形成することができるので、消弧装置１１の製造コストの低減化を図ることができる。
【００２４】
また、第１アーク駆動板１７の幅方向の両側に延在する第１ガス吹き出し溝２１が長手方向に亙って複数個形成され、第２アーク駆動板１８の幅方向の両側に延在する第２ガス吹き出し溝２２が長手方向に複数個形成されたグリッド１３が、一対の側壁支持板１２，１２の間に上下方向に互いに隙間をあけて層状に固定されているので、一対の側壁支持板１２，１２の間の各グリッド１３の間の隙間に、アーク入口１５側からガス出口１６側に向かうアブレーションガス２７の流れが増大し、アーク２５ｂの消弧をさらに効率良く行うことができる。
【００２５】
さらに、第１及び第２アーク駆動板１７，１８は同一形状の部品であり、樹脂板１９の上面に当接する部品に対して、樹脂板１９の下面に当接する部品を反転させてグリッド１３を構成しているので、グリッド１３を構成する部品の共通化を図ることで、組み立て容易性と製造コストの低減化を図ることができる。
なお、第１実施形態では、第１アーク駆動板１７に形成した第１ガス吹き出し溝２１と、第２アーク駆動板１８に形成した第２ガス吹き出し溝２２とを、アブレーションガス２７がアーク入口１５側からガス出口１６側に向かうガス吹き出し部として説明したが、本発明のガス吹き出し部がこの構造に限定されるものではなく、例えば第１アーク駆動板１７及び第２アーク駆動板１８に、ガス出口１６側に傾斜する、丸形状、半円形状、多角形状などの穴を樹脂板１９から外気に連通するように形成しても同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  回路遮断器
２  ケース
３  カバー
４  固定接触子
５  ハンドル
６  可動接触子
７  固定接点
８  可動接点
９  電源側端子
１０  可動接触子ホルダ
１１  消弧装置
１２  側壁支持板
１２ａ  係合穴
１３  グリッド
１４  連結板
１４ａ  ガス排気口
１５  アーク入口
１６  ガス出口
１７  第１アーク駆動板
１８  第２アーク駆動板
１９  樹脂板
１７ａ，１８ａ  板本体
１７ｂ，１８ｂ  係合突起部
２０  アーク切欠き溝
２１  第１ガス吹き出し溝
２１ａ  外側開口部
２１ｂ  内側開口部
２２  第２ガス吹き出し溝
２２ａ  外側開口部
２２ｂ  内側開口部
２５ａ，２５ｂ  アーク
２６  アークガス
２７  アブレーションガス
【図１】
2016076293.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2016076293.tif 000007