(57)【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、上記可動接点と接点対を成す固定接点を一端部に有して閉成状態の上記可動接触子と略平行且つ逆方向電流が流れる平行導体部と、一端部にて上記平行導体と接続され且つ上記平行導体部の左右両側に配置され閉成状態の上記可動接触子と略平行且つ同方向電流が流れる逆平行導体部とを有する固定接触子、上記逆平行導体部の上記可動接触子側に上記可動接触子の一端部を左右より挟み込むように配置される一対の磁性体板、この磁性体板の可動接触子側の面を覆う絶縁カバー、上記可動接触子の一端部に対向して設けられる磁性体の消弧板、上記可動接触子を上記固定接触子から閉成あるいは開離させる機構部を備え、上記一対の磁性体板を構成する各磁性体板間の間隔より、上記消弧板と上記各磁性体板との夫々の間隔が小さいことを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、可動接点が固定接点から開離する方向を上方としたとき、固定接触子は、逆平行導体部の他端部から上方向に延びて端子部と接続される接続導体垂直部を有し、この接続導体垂直部には、可動接触子の開閉動作時の軌跡を含む面と交わる部位にスリットが設けられており、このスリットの左右の接続導体垂直部を構成する一対の導体部に一対の磁性体板が各々対向す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】
平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、可動接点が固定接点から開離する方向を上方としたとき、固定接触子は、逆平行導体部の他端部から上方向に延びて端子部と接続される接続導体垂直部を有し、この接続導体部の固定接点側の前面に磁性体の遮蔽板を配置したことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
【請求項４】
接続導体垂直部には、可動接触子の開閉動作時の軌跡を含む面と交わる部位にスリットが設けられており、このスリットの左右の接続導体垂直部を構成する一対の導体部の固定接点側の前面に磁性体の一対の遮蔽板を各々配置したとを特徴とする請求項３記載の回路遮断器。
【請求項５】
平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、このアークランナの先端部は、一対の磁性体板に囲まれる空間外にあり、可動接点が固定接点から開離する方向を上方としたとき、上記アークランナの先端部の上部空間には磁性体の消弧板が配置されることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
【請求項６】
固定接触子は、逆平行導体部の他端部から上方向に延びて端子部と接続される接続導体垂直部を有し、複数の磁性体の消弧板の内の一部の消弧板が上記接続導体垂直部と一対の磁性体板の間に配置されることを特徴とする請求項５記載の回路遮断器。
【請求項７】
平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、且つ、絶縁カバーの固定接点の直ぐ横より平行導体部の他端部側にかけての部位に突起部を設け、上記突起部に囲まれる空間が、上記アークランナ側に広がるラッパ状となるようにしたことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
【請求項８】
平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、且つ、絶縁カバーの固定接点の直ぐ横から平行導体部の他端部側にかけての部位を、その他の部位よりアークの熱により多量の蒸気を発生する物質にて形成したことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
【請求項９】
平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、このアークランナ、可動接触子、固定接触子、一対の磁性体板および磁性体の消弧板は筐体にて収納され、この筐体内面と上記一対の磁性体板の反可動接触子側の面との間に、上記アークランナの先端部近傍の空間より連通する流路が形成され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１０】
複数の極を有し、各極ごとに一対の磁性体板を形成する磁性体片の内、極間側の磁性体片を隣り合う他極の磁性体片と一体にしたことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、短絡電流により平行導体間に発生する電磁力を利用して接触子を開離させる回路遮断器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は例えば特公昭６２−２４２３号公報に示された従来の回路遮断器を示す部分断面図であり、図において、１は可動接点２が一端に固着された可動接触子、５は可動接点２と接点対をなす固定接点６を有する固定接触子であり、端子部１５ａにて電源回路と接続される。閉路状態では、上記可動接触子１と固定接触子５は、上下にわずかな間隔で重合し互いに平行に保持されている。１３は消弧側板１４にて保持された複数の消弧板、２５は可動接触子１を開閉動作させる機構部、２９は機構部２５を手動にて操作するためのハンドルである。これらの構成部品は、カバー２８とベース２７からなる筐体にて収納される。
【０００３】
次に動作について説明する。通常通電時の開閉では、ハンドル２９の操作にて機構部２５が動作し、可動接触子１が回動して開閉される。一方、閉路状態で短絡電流等の大電流が流れた場合、可動接触子と固定接触子に流れる逆方向電流による電磁反発力によって上記機構部に無関係に接触子が開離し、続いて過電流に応答して引外し機構（図示せず）の作動により、機構部２５を遮断状態に駆動する。従って、事故発生直後の早い時期に、接点２、６間にアークを発生させ、このアークを急速に引き延ばすことができ、接点間のアーク電圧は素早く立ち上がる。このアーク電圧により事故電流が限流される。続いて、電流瞬時値が低下すると、アークは鉄製の消弧板１３に引き込まれて分断、冷却され、消弧されるので、電流が遮断される。
【０００４】
このような図１４に示す回路遮断器においては、固定接触子５は、閉路状態において可動接触子１と対向し平行且つ逆方向電流が流れる平行導体部７ａを確保するために略Ｕ状に折り曲げられ、可動接触子と対向する先端部に固定接点６が固着されている。このような固定接触子においては、可動接触子１に電磁吸引力を発生させる逆平行導体部７ｂを流れる電流の影響を小さくするため、また折曲げ加工時の金型の制約から垂直導体部７ｅの高さを小さくできず回路遮断器の高さ方向の小形化が難しく、さらには固定接触子の導体が長くなり部品コスト高になるという欠点もあった。
【０００５】
そこで、上記公報に開示された別の従来の回路遮断器では、図１５に示す固定接触子構造にて回路遮断器の高さ方向の小形化を図っている。図１５において、固定接触子５は可動接触子１（図示しない）と対向する部分に、その先端側５ｂから基端側５ａに向かって延びる舌片を形成するようにコ字形の抜穴３６が設けられている。上記舌片は、閉路状態の可動接触子と平行且つ逆方向電流が流れる平行導体部７ａとその一端部に固着された固定接点６にて形成されており、閉路状態の可動接触子と平行且つ同方向電流が流れる逆平行導体部７ｂが上記平行導体部７ａと同一高さに配置され、図１４の垂直導体部７ｅのように、上下方向に延びる導体は存在しない。従って、回路遮断器の高さ方向の寸法を小さくでき、ユーザの使い勝手が良くなる。また、固定接触子の製造に曲げ加工を用いる必要が無くなり、加工性が向上する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回路遮断器では、閉路状態の可動接触子と平行且つ逆方向電流が流れて電磁反発力を発生させる平行導体部とそれ以外の固定接触子を形成する電路とが同一高さに配置されることにより、高さ寸法を小さくすることができたが、閉路状態の可動接触子と平行且つ同方向電流が流れて可動接触子に対して電磁吸引力を発生させる逆平行導体部が存在するので、短絡事故時の可動接触子の開極速度を十分に上げることができない。特に、回路遮断器の幅方向（可動接触子が延びる方向に垂直な方向）の寸法に制限がある場合、逆平行導体部を平行導体部と同一高さに配置することにより、逆平行導体部を流れる電流により発生する可動接触子を電磁吸引する力が、図１４に示した略Ｕ字状の固定接触子を用いた場合より大きくなることがあり、可動接触子の開極速度が低下して十分な限流性能が得られないと言う問題点があった。
【０００７】
また、逆平行導体部を流れる電流が発生する磁界成分は、平行導体部を流れる電流が発生するアークを消弧板へと引き延ばす磁界成分を打ち消し、接点間に発生したアークが消弧板にて分断、冷却され難くなる。これにより、遮断時間が長くなって消弧室構成部品の損耗が増大したり、最悪の場合は、遮断不能となると言う問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、回路遮断器の高さ方向の寸法を小さくした遮断器においても、限流性能に優れた回路遮断器を得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回路遮断器においては、固定接触子が、固定接点を一端部に有して閉成状態の可動接触子と略平行且つ逆方向電流が流れる平行導体部と、一端部にて上記平行導体と接続され且つ上記平行導体部の左右両側に配置されて閉成状態の上記可動接触子と略平行且つ同方向電流が流れる逆平行導体部とを有するようにし、上記逆平行導体部の上記可動接触子側に上記可動接触子の可動接点側の一端部を左右より挟み込むように一対の磁性体板を配置し、上記一対の磁性体板を構成する各磁性体板間の間隔より、上記各磁性体板と上記可動接触子の一端部に対向して設けられた磁性体の消弧板との夫々の間隔が小さくなるようにしたものである。
【００１０】
また、平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、可動接点が固定接点から開離する方向を上方としたとき、固定接触子は、逆平行導体部の他端部から上方向に延びて端子部と接続される接続導体垂直部を有し、この接続導体垂直部には、可動接触子の開閉動作時の軌跡を含む面と交わる部位にスリットが設けられており、このスリットの左右の接続導体垂直部を構成する一対の導体部に一対の磁性体板が各々対向するようにしたものである。
【００１１】
また、平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、可動接点が固定接点から開離する方向を上方としたとき、固定接触子は、逆平行導体部の他端部から上方向に延びて端子部と接続される接続導体垂直部を有し、この接続導体部の固定接点側の前面に磁性体の遮蔽板を配置したものである。
【００１２】
また、接続導体垂直部には、可動接触子の開閉動作時の軌跡を含む面と交わる部位にスリットが設けられており、このスリットの左右の接続導体垂直部を構成する一対の導体部の固定接点側の前面に磁性体の一対の遮蔽板を各々配置したものである。
【００１３】
また、平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、このアークランナの先端部は、一対の磁性体板に囲まれる空間外にあり、可動接点が固定接点から開離する方向を上方としたとき、上記アークランナの先端部の上部空間に磁性体の消弧板が配置されたものである。
【００１４】
また、固定接触子は、逆平行導体部の他端部から上方向に延びて端子部と接続される接続導体垂直部を有し、複数の磁性体の消弧板の内の一部の消弧板が上記接続導体垂直部と一対の磁性体板の間に配置されたものである。
【００１５】
また、平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、且つ、絶縁カバーの固定接点の直ぐ横より平行導体部の他端部側にかけての部位に突起部を設け、上記突起部に囲まれる空間が、上記アークランナ側に広がるラッパ状となるようにしたものである。
【００１６】
また、平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、且つ、絶縁カバーの固定接点の直ぐ横から平行導体部の他端部側にかけての部位を、その他の部位よりアークの熱により多量の蒸気を発生する物質にて形成したものである。
【００１７】
また、平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、このアークランナ、可動接触子、固定接触子、一対の磁性体板および磁性体の消弧板は筐体にて収納され、この筐体内面と上記一対の磁性体板の反可動接触子側の面との間に、上記アークランナの先端部近傍の空間より連通する流路が形成されるようにしたものである。
【００１８】
また、複数の極を有し、各極ごとに一対の磁性体板を形成する磁性体片の内、極間側の磁性体片を隣り合う他極の磁性体片と一体にしたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による回路遮断器を説明するための図であり、より具体的には開成状態の消弧ユニット部分の部分断面斜視図である。また、図２は、この消弧ユニット内に配置される主要部の部品展開図である。図３は、図１に示した消弧ユニットを用いて構成される回路遮断器の構成を示す展開図である。
【００２０】
図１において、１は一端部に可動接点２（図示せず）が固着された可動接触子、５は上記可動接触子１と接触子対を形成する固定接触子である。１０は略Ｌ字状の一対の磁性体板であり、上記可動接触子１を左右から挟み込むように配置されており、可動接触子１側の面を絶縁カバー１２により覆われている。１３は消弧側板１４に保持された磁性体からなる複数の馬蹄形の消弧板である。１７は可動接触子１に接触圧を発生させるバネであり、一端部をバネ掛け１８にて保持されている。１６は端子部１５ｃと可動接触子１とを電気的に接続する摺動接触子、１９は機構部２５（図示せず）の動きをクロスバ２４（図示せず）を介して可動接触子１へ伝えるロータであり、このロータの内部構造が分かるように断面をとっている。これらの消弧ユニットを形成する部品は、消弧ユニット筐体本体２１と消弧ユニット筐体蓋２２にて収納される。
【００２１】
図２において、上記消弧ユニット内部の主要部品構成をさらに詳細に説明すると、固定接触子５は、固定接点６が固着された舌片を有しており、この舌片は閉路状態の可動接触子１と略平行且つ逆方向の電流が流れる平行導体部７ａと固定接点６から反ロータ１９側へと延びるアークランナ９を有している。平行導体部７ａはロータ１９側で逆平行導体部７ｂの一端部と接続され、逆平行導体部７ｂは平行導体部７ａの左右に略同一高さで配置されており、逆平行導体部７ｂの他端部は、上下方向に延びる接続導体垂直部７ｃと前後方向に延びる接続導体平行部７ｄを介して端子部１５ａに接続される。接続導体垂直部７ｃと接続導体平行部７ｄには、可動接触子１の回動の軌跡を含む面に沿ったスリット８が設けられている。固定接触子５の逆平行導体部７ｂの上部には絶縁シート１１にて固定接触子と電気的に絶縁された状態の一対の磁性体板１０が可動接触子１の可動接点２側端部を挟み込むように配置され、接点間に発生するアークに暴露される上記一対の磁性体板１０の内面とロータ側端面と消弧板１３側端面とが絶縁カバー１２にて覆われている。
【００２２】
上記一対の磁性体板は可動接触子１の左右にて上下方向に延びる第１の磁性体板の部位１０ａと逆平行導体部７ｂに沿って延び、一端面が接続導体垂直部７ｃと対向している第２の磁性体板の部位１０ｂにて、各々略Ｌ字状となっている。上記絶縁カバー１２は、上記一対の磁性体板を覆う第１の絶縁カバーの部位１２ａと、平行導体部７ａの上面を覆う第２の絶縁カバーの部位１２ｂと、接続導体７ｃ、７ｄを覆う第３の絶縁カバーの部位１２ｃにて一体に形成されている。この絶縁カバーの上に、消弧側板１４にて保持された複数の磁性体消弧板１３が配置される。上記消弧板の形状は可動接触子１側に切欠き部を有する馬蹄形である。また、可動接触子１は、可動子回転軸４にて回動自在に保持されており、機構部２５（図示せず）の動きをロータ１９を介して伝えられる構成となっている。このロータ１９には、クロスバー２４（図示せず）連通用の貫通穴が設けられている。このような消弧室ユニット２３を、図３に示すように、複数個クロスバー２４にてロータ連通し、このクロスバーと機構部２５を係合させ、これらと回路の異常を検知して上記機構部を駆動するリレー部２６とハンドル２９とを、カバー２８とベース２７とからなる筐体にて収納すれば、回路遮断器が構成される。
【００２３】
次に動作について説明する。通常通電時の開閉では、ハンドル２９の操作にて機構部２５が動作し、可動接触子１が回動して開閉される。一方、閉路状態で短絡電流等の大電流が流れた場合、可動接触子と固定接触子に流れる逆方向電流による電磁反発力によって上記機構部に無関係に接触子が開離し、続いて過電流に応答してリレー部２６の作動により、機構部２５を遮断状態に駆動する。従って、事故発生直後の早い時期に、接点２、６間にアークを発生させ、このアークを急速に引き延ばすことができ、接点間のアーク電圧は素早く立ち上がる。このアーク電圧により事故電流が限流される。続いて、電流瞬時値が低下すると、アークは鉄製の消弧板１３に引き込まれて分断、冷却され、消弧されるので、電流が遮断される。これらの遮断動作は基本的に上記従来の回路遮断器と同様である。また、閉路状態の可動接触子と平行且つ逆方向電流が流れる平行導体部７ａと、閉路状態の可動接触子と平行且つ同方向電流が流れる逆平行導体部７ｂが上記電路７ａと同一高さに配置されることにより、回路遮断器の高さ方向の寸法を小さくでき、ユーザの使い勝手が良くなること、および、固定接触子の製造に曲げ加工を用いる必要が無くなり加工性が向上することも上記別の従来の回路遮断器と同様である。
【００２４】
しかしながら本実施の形態では、上記別の従来の回路遮断器と異なり、逆平行導体部７ｂ上部に略Ｌ字状の一対の磁性体板１０を配置しており、この一対の磁性体板と磁性体消弧板１３にて磁気回路を形成し、逆平行導体部７ｂの電流が発生する磁界成分が可動接触子１および接点間に発生したアークに作用するのを防止するとともに、上記可動接触子およびアークの駆動を促進している。
【００２５】
図４および図５は、本実施の形態での可動接触子１、固定接触子５、一対の磁性体板１０および消弧板１３の位置関係を模式的に示す説明図である。図４は閉路状態を、図５は遮断動作途中の可動接触子が最大開極した状態を夫々示している。図５（ａ）は、図５（ｂ）を上方より見た図である。また、図４および図５（ｂ）中には、白抜き矢印にて電流の流れを夫々示している。図５（ａ）に示す様に、逆平行導体部７ｂの上部に設けられた一対の磁性体板１０の間隔Ｗは、一対の磁性体板１０と消弧板１３との間隙ｄ１より大きく配置されている。
【００２６】
このような構成とすると、図４に示した閉路状態において、逆平行導体部７ｂを流れる電流が発生する磁束（可動接触子１の開極を妨げる磁界成分）は、一対の磁性体板１０および消弧板１３がつくる磁気回路を通るため、可動接触子１には作用しなくなる（可動接触子１は逆平行導体部７ｂを流れる電流がつくる磁界成分から遮蔽される）。さらに、閉路状態の可動接触子１は、一対の磁性体板１０と消弧板１３にて形成される略Ｕ字状の磁性体に囲まれる空間内に位置しているので、上記磁性体による吸引力が働き、開極速度が向上する（言い換えれば、限流性能が向上する）。
【００２７】
同様に、図５（ｂ）に示すように、接点間に発生したアークにも上記逆平行導体部７ｂを流れる電流が発生する磁界は作用しなくなり、アークは平行導体部７ａの電流がつくる磁界によりアークランナ９へと押しだされる。さらに、アークは、一対の磁性体板１０と消弧板１３にて形成される略Ｕ字状の磁性体に囲まれる空間内に位置しており、疑似的に馬蹄形消弧板の足の部分（消弧板の切欠き部左右の部分）が可動接触子１側へと延びた構成と等価となるので、アークに働く消弧板１３への吸引力が向上する。この吸引力の向上により、アークが消弧板にて分断、冷却される時点が早くなるので、遮断時間の短縮が図れ、消弧室の損耗低減につながる。また、アーク時間が長くなることによりホットガスが充満して遮断不能となることを防げる。
【００２８】
ところで、回路遮断器の端子部は電線との接続ネジ等の関係から取付面より高い位置に設けられるのが一般的である。一方、固定接点６は、筐体内部空間を最大限利用して回路遮断器の高さ方向を小さくするため、できるだけ底面側（上記取付面側）に設けられる。そのため、図５（ｂ）に示すように、端子部１５ａと固定接点６を結ぶ導体には、上下方向に延びる接続導体垂直部位７ｃが必須となる。この接続導体垂直部７ｃを流れる電流は、アークを流れる電流と略平行且つ逆方向となるので、アークランナ９に押しだされて消弧板１３側へと駆動してきたアークを固定接点６側へと押し戻す電磁力を発生する。このアークを押し戻す電磁力を低減するために、接続導体垂直部位７ｃにはスリット８を設け、アークの走行方向から左右にずれた位置に接続導体垂直部位７ｃを配置している。さらに、略Ｌ字状の一対の磁性体板１０の第２の磁性体板の部位１０ｂの端子部１５ａ側端面が、上記左右にずれた位置に配置された接続導体垂直部位７ｃと対向するように配置されており、接続導体垂直部７ｃの電流がつくる磁界は、逆平行導体部７ｂの場合と同様に、一対の磁性体板１０と消弧板１３とで構成される磁気回路にて遮蔽されてアークには作用し難くなっているので、消弧板側へと駆動されたアークが、逆駆動方向の電磁力にて再び接点側へと押し戻されることがなく、再点弧による遮断失敗が起こり難い回路遮断器が得られる。
【００２９】
また、本実施の形態では、コアを一対の略Ｌ字状の磁性体板１０にて構成しているので、一般的な、左右の磁性体板を上部でつないだコ字状のコアに比べて、加工性、組立性に優れている。
【００３０】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２による回路遮断器の主要部を説明するための図である。図６において、図１、及び図２と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
【００３１】
図６において、１は可動接点２を有する可動接触子、５は固定接点６を有する固定接触子、１５ａは端子部、１０は前後方向に長い長方形の一対の磁性体板、１３は上記１０一対の磁性体板の上部に設けられた複数の磁性体消弧板である。同図（ａ）は、同図（ｂ）の左側面図であり、複数の消弧板の内、最下部の消弧板１３ａ以外の消弧板は省略している。上記最下部の消弧板１３ａと一対の磁性体板１０との距離ｄ２は、一対の磁性体板１０の各磁性体板間隔Ｗより小さくなるように配置されている。また、同図には本実施の形態の主要部のみ示したが、それ以外の回路遮断器を構成する部品は、基本的に実施の形態１と同様である。
【００３２】
本実施の形態では、逆平行導体部７ｂに沿って一対の磁性体板１０を設け、この一対の磁性体板と消弧板とにて磁気回路を形成して、可動接触子１を逆平行導体部７ｂを流れる電流がつくる磁界成分から遮蔽すること、閉路状態の可動接触子１に磁性体による吸引力が働き開極速度が向上すること、接続導体垂直部７ｃを流れる電流がつくるアークを接点間に押し戻す磁界成分を上記磁気回路にて遮蔽することは実施の形態１と同様である。しかし、本実施の形態では、上記磁気回路は、主に、一対の磁性体板１０と最下部消弧板１３ａにて形成されるので、最下部消弧板１３ａが磁気飽和しないように板厚を厚くする必要がある。
【００３３】
また、本実施の形態では、一対の磁性体板１０に囲まれる空間を固定接触子側に限定しているので、一対の磁性体板上部空間に容積の大きな消弧板を配置することができ、消弧板の熱容量が増加して、短絡遮断時のアークの熱による消弧板の損耗を低減できる。
【００３４】
さらに、実施の形態１で示した略Ｌ字状の一対の磁性体板に比べて、一対の磁性体板１０と開成状態の可動接触子先端部の距離を大きくできるので、磁性体板１０の絶縁が不十分で、可動接触子１、磁性体板１０、固定接触子５の経路で電流が流れて遮断不能となることを防げる。また、磁性体板形状が単純化されるので、一対の磁性体板を切り出す板材の利用率が向上する。
【００３５】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３による回路遮断器の主要部を説明するための図である。図７において、図１、及び図２と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
【００３６】
図７において、１は可動接点２を有する可動接触子、５は固定接点６を有する固定接触子、１５ａは端子部、１０は上下方向に長い長方形の一対の磁性体板、１３は上記一対の磁性体板の上部に設けられた複数の磁性体の消弧板である。同図（ａ）は、同図（ｂ）の上面図であり、消弧板１３と一対の磁性体板１０との距離ｄ３より、一対の磁性体板１０の間隔Ｗの方が大きくなるように配置されている。また、同図には本実施の形態の主要部のみ示したが、それ以外の回路遮断器を構成する部品は、基本的に実施の形態１と同様である。
【００３７】
本実施の形態では、逆平行導体部７ｂ上部に一対の磁性体板１０を設け、この一対の磁性体板と消弧板とにて磁気回路を形成して、可動接触子１を逆平行導体部７ｂを流れる電流がつくる磁界成分から遮蔽すること、閉路状態の可動接触子１に磁性体による吸引力が働き開極速度が向上すること、一対の磁性体板１０により、疑似的に馬蹄形消弧板の足の部分（消弧板切欠き部左右の部分）が可動接触子１側へと延びた構成と等価となり、アークに働く消弧板１３への吸引力が向上することは実施の形態１と同様である。しかし、本実施の形態では、接続導体垂直部７ｃと対向する位置に一対の磁性体板１０が配置されないので、接続導体垂直部７ｃを流れる電流がつくるアークを接点間に押し戻す磁界成分を一対の磁性体板１０にて遮蔽することない。代りに、この磁界成分は、一対の磁性体板１０と接続導体垂直部７ｃの間に配置される複数の磁性体消弧板１３の一部１３ｂにて、アークに対して遮蔽される。
【００３８】
また、本実施の形態では、一対の磁性体板１０に囲まれる空間を接点対側に限定しているので、アークランナ９上部に設けられる消弧板の枚数を多くすることができ、消弧板によるアーク分断、冷却作用が向上する。これにより、同作用が遮断性能に大きな影響を及ぼす過負荷以下の電流領域での遮断性能や直流遮断性能が向上するとともに、上記アーク冷却作用の向上により短絡遮断時の筐体内圧の上昇が押えられる。また、磁性体板形状が単純化されるので、一対の磁性体板を切り出す板材の利用率が向上する。
【００３９】
実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４による回路遮断器の主要部を説明するための図である。図８において、図１、及び図２と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
【００４０】
図８において、５は固定接点６を有する固定接触子、１５ａは端子部、１０は略Ｌ字状の一対の磁性体板（図では、手前側磁性体板を省略している）、３０は接続導体７ｃのアークランナ９側に設けられた磁性体の遮蔽板である。また、同図には本実施の形態の主要部のみ示したが、それ以外の回路遮断器を構成する部品は、基本的に実施の形態１と同様である。
【００４１】
本実施の形態では、実施の形態１とは異なり、接続導体垂直部７ｃの電流がつくるアークを接点対側へと押し戻す磁場成分を遮蔽するため、一対の磁性体板１０とは別に遮蔽板３０を設けており、これにより上記遮蔽効果をより向上させている。
【００４２】
しかし、このように遮蔽板３０をアークランナ９先端と接続導体垂直部７ｃとの間に設けると、アーク柱が伸張する空間が小さくなり、アークの伸張に起因した遮断直前の急激なアーク電圧の上昇が生じなくなる。筐体寸法等の制限から、消弧板枚数を十分設けることができない場合、このアーク伸張にともなうアーク電圧の上昇が生じないと遮断性能が著しく低下する。特に、自然に電流零点が生じない直流遮断で、その傾向が大きい。
【００４３】
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５による回路遮断器の主要部を説明するための図である。図９において、図１、及び図２と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
【００４４】
図９において、５は固定接点６を有する固定接触子、１５ａは端子部、１０は略Ｌ字状の一対の磁性体板（図では、手前側磁性体板を省略している）、３１は接続導体７ｃのアークランナ９側に設けられた磁性体の一対の遮蔽板である。また、同図には本実施の形態の主要部のみ示したが、それ以外の回路遮断器を構成する部品は、基本的に実施の形態１と同様である。
【００４５】
本実施の形態では、実施の形態４で示した遮蔽板３０に相当する部品が、一対の略Ｌ字状の遮蔽板３１であり、同遮蔽板３１にて接続導体垂直部７ｃの固定接点６側の面とスリット８側の面とを覆うようにして、接続導体垂直部７ｃの電流が発生するアークを接点間に押し戻す磁界成分をアークに対して遮蔽している。さらに、遮蔽板３１は、接続導体垂直部７ｃに設けられたスリット８を塞がないので、アークが伸張する空間を確保することができ、前述の遮断性能の低下が生じることがない。
【００４６】
実施の形態６．
図１０は、この発明の実施の形態６による回路遮断器の主要部を説明するための上面図である。図１０において、図１、及び図２と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
【００４７】
図１０において、５は固定接点６を有する固定接触子、９は上記固定接点から端子部１５ａ側へと延びるアークランナ、１０は絶縁カバー１２により接点対側の面を覆われた略Ｌ字状の一対の磁性体板、１３は消弧板である。また、同図には本実施の形態の主要部のみ示したが、それ以外の回路遮断器を構成する部品は、基本的に実施の形態１と同様である。
【００４８】
本実施の形態では、絶縁カバー１２の固定接点６の左右直ぐ横から可動接触子回転中心４（図示せず）側の部位に突起部１２ｄを設けて、上記突起に囲まれる空間をアークランナ９側にひらいたラッパ状となるようにしている。これにより、接点間に発生したアークは、前述の平行導体部７ａを流れる電流の磁気駆動力や磁性体の吸引力以外に、同図中に白抜き矢印で示すように、上記ラッパ状の壁面でのアークの圧力反射による力やアーク熱によるラッパ状の壁面からの蒸気流の力が、アークをアークランナ９側へと押しだすように働くので、より早い時間でアークが固定接点６を離れ、アークランナ９先端部へと移動する。これにより、固定接点６の消耗が低減するとともに、アークが消弧板１３に触れる時刻が早くなり、遮断時間が低減するので、消弧ユニットの損耗が減り、繰り返し遮断動作が行える遮断の信頼性が高い回路遮断器が得られる。
【００４９】
ところで、上記突起部１２ｄを設けると、固定接点６より可動接触子回転中心４（図示せず）側の絶縁カバー１２の内幅Ｗ'（可動接触子が移動する空間の幅）が狭くなり、可動接触子１（図示せず）の左右のブレにより、可動接触子と絶縁カバー内壁が接触して、開極速度低下による限流性能が悪化や、遮断動作時の絶縁カバー１２の沿面を介した絶縁破壊による遮断失敗の原因となることがある。そのため、可動接触子の左右のブレが大きい場合、上記ラッパ状の部位１２ｄを設けることはできない。
【００５０】
実施の形態７．
前述の実施の形態６のように絶縁カバーに突起部を設け難い場合においても、アーク熱による壁面からの蒸気によりアークを押しだす力が発生できるようにしたのが、本実施の形態である。
【００５１】
図１１は、この発明の実施の形態７による回路遮断器の主要部を説明するための上面図である。  図１１において、図１０と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。また、同図には本実施の形態の主要部のみ示したが、それ以外の回路遮断器を構成する部品は、基本的に実施の形態１と同様である。
【００５２】
本実施の形態では、図１０の突起部１２ｄの代りに、絶縁カバーの一部１２ｅを、それ以外の絶縁カバーの部位よりアークの熱により大量の蒸気を発生する材料にて構成しており、この絶縁カバーの一部１２ｅから発生する大量の蒸気により接点間に発生したアークの前後に圧力差が生じるので、アークがアークランナ９側へと駆動される。従って、前述の電磁力によるアークを駆動する力とともに、アークの熱による絶縁カバー蒸気を利用したアークを駆動する力が得られ、且つ、前述の可動接触子１（図示せず）が絶縁カバー壁に触れることによる限流性能悪化および遮断失敗を防止できる。
【００５３】
一般に、絶縁カバー１２は成形性の良い樹脂材にてつくられる場合が多いが、この絶縁カバーには、電流遮断時にアークの圧力や高熱を受けるので、機械強度や耐熱性を上げるため、ガラス繊維やセラミック粒子などを強化材を充填する。このような強化樹脂材を絶縁カバーの主な構成材として用いた場合、絶縁カバーの一部１２ｅに非強化樹脂もしくは強化材を減らした樹脂を用いることにより、相対的に絶縁カバーの一部１２ｅの蒸気発生量をその他の部位より多くすることができる。
【００５４】
実施の形態８．
図１２は、この発明の実施の形態８による回路遮断器の主要部を説明するための部分断面図である。  図１２において、図１、及び図２と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
【００５５】
図１２において、３２は接続導体垂直部７ｃ（図示せず）を覆うセラミック、３３は略Ｌ字状の一対の磁性体板１０の外側の面を覆う絶縁物、３４はアークランナ９先端部より一対の磁性体板１０と消弧ユニット筐体本体２１もしくは消弧ユニット筐体蓋２２との間隙にて形成される流路である。上記絶縁物３３と絶縁カバー１２は一体に成形されており、これら絶縁物により上記一対の磁性体板１０は、固定接触子５と対向する端面を除き、全周面覆われている。同図（ａ）は、同図（ｂ）のＣ１-Ｃ１断面であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＣ２-Ｃ２断面であり、同図（ａ）では、可動接触子１とロータ１９を省略している。また、同図には本実施の形態の主要部のみ示したが、それ以外の回路遮断器を構成する部品は、基本的に実施の形態１と同様である。
【００５６】
前述のように、接点間に発生したアークはアークランナ９先端へと駆動され消弧板１３にて分断、冷却される。アークランナ先端部に達したアークには、接続導体垂直部７ｃを流れる電流に起因する逆駆動力（アークランナ９先端部から固定接点６側へアークを押し戻す駆動力）の他に、アークランナ先端部へアークが駆動された結果、上記接続導体垂直部７ｃを覆う絶縁物とアークが近接し、アークの熱により前記絶縁物から発生する蒸気圧によるもう一つの逆駆動力が生じる。このもう一つの逆駆動力を低減する為、本実施の形態では、接続導体垂直部７ｃを覆う絶縁物として、比較的アークの熱により蒸気を発生し難いセラミック３２を用いている。
【００５７】
また、アークの固定接点６からアークランナ９先端への走行にともない、アーク前面の気体が押されてアーク前面の圧力が高まってアーク走行速度が低下したり、アークランナ９先端に達したアークから発生する金属蒸気が接点間にもどり、接点間にて再点弧することがある。これらは、遮断時間を長くして消弧ユニットの損耗を増やすのみならず、遮断失敗の原因となることもある。そこで、本実施の形態では、走行アーク前面の圧力上昇や金属蒸気の接点間への逆流を防止するため、アークランナ先端部から一対の磁性体板１０の背面側へとつながる流路３４を設けて、図１２中の白抜き矢印で示す気流を発生させている。
【００５８】
実施の形態９．
図１３は、この発明の実施の形態９による回路遮断器の主要部を説明するための多極回路遮断器の部分断面図である。  図１３において、図１、及び図２と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
【００５９】
図１３において、１２ｆは回路遮断器の左右端部に配置される磁性体片１０ａもしくは１０ｆを絶縁する端極絶縁カバー、１２ｇは各極間に配置される磁性体片１０ｂ、１０ｃもしくは１０ｄ、１０ｅの対を絶縁する極間絶縁カバー、３５は各極間の可動接触子１の動きを連動させ、且つ、可動接触子回転軸４（図示せず）を介して可動接触子１の保持を行うクロスバーである。また、消弧装置を収納する消弧ユニット筐体は有しておらず、ベース２７（図示せず）とカバー２８とにて消弧装置等を直接収納している。また、磁性体の消弧板１３は省略されているが、各極において、逆平行導体部７ｂ（図示せず）に沿って一対の磁性体板を設け、この一対の磁性体板と消弧板とにて磁気回路を形成して、可動接触子１を逆平行導体部７ｂを流れる電流がつくる磁界成分から遮蔽すること、閉路状態の可動接触子１に磁性体による吸引力が働き開極速度が向上すること、接続導体垂直部７ｃ（図示せず）を流れる電流がつくるアークを接点間に押し戻す磁界成分を一対の磁性体板にて遮蔽すること等は実施の形態１と同様である。
【００６０】
本実施の形態では、各極の極間で隣り合う磁性体片１０ｂと１０ｃおよび１０ｄと１０ｅを一括して極間絶カバー１２ｇにて絶縁し、且つ、同極間絶縁カバーにて各極間の絶縁も兼ねている。また、図１３では、隣り合う磁性体片１０ｂと１０ｃおよび磁性体片１０ｄと１０ｅを各々設けたが、磁性体片１０ｂと１０ｃおよび磁性体片１０ｄと１０ｅを各々一体化してもよい。このように、各極の極間側に位置する部品を隣合う極で一体化することにより部品点数が減り、回路遮断器がより安価となる。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、固定接点を一端部に有して閉成状態の可動接触子と略平行且つ逆方向電流が流れる平行導体部と、一端部にて上記平行導体と接続され且つ上記平行導体部の左右両側に配置されて閉成状態の上記可動接触子と略平行且つ同方向電流が流れる逆平行導体部とを有する固定接触子を用い、上記逆平行導体部の上記可動接触子側に上記可動接触子の可動接点側の一端部を左右より挟み込むように一対の磁性体板を配置し、上記一対の磁性体板を構成する各磁性体板間の間隔より、上記各磁性体板と上記可動接触子の一端部に対向して設けられた磁性体の消弧板との夫々の間隔が小さくなるようにしたしたので、上記のような回路遮断器の高さ方向の寸法を小さくできる固定接触子構成を用いた場合においても、逆平行導体部の電流がつくる磁界の影響を遮蔽することができ、短絡電流遮断時の開極速度が向上して優れた限流性能が得られ、また、アークを消弧板へと駆動する電磁力が強化されて遮断時間が短縮するので、遮断時の消弧室の損耗が低減されるものが得られる効果がある。
【００６２】
また、平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、可動接点が固定接点から開離する方向を上方としたとき、固定接触子は、逆平行導体部の他端部から上方向に延びて端子部と接続される接続導体垂直部を有し、この接続導体垂直部には、可動接触子の開閉動作時の軌跡を含む面と交わる部位にスリットが設けられており、このスリットの左右の接続導体垂直部を構成する一対の導体部に一対の磁性体板が各々対向するようにしたので、接続導体垂直部を流れる電流によるアークを接点間に押し戻す磁界成分をアークに対して遮蔽することができ、再点弧による遮断失敗が起こり難いものが得られる効果がある。
【００６３】
さらに、平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、可動接点が固定接点から開離する方向を上方としたとき、固定接触子は、逆平行導体部の他端部から上方向に延びて端子部と接続される接続導体垂直部を有し、この接続導体部の固定接点側の前面に磁性体の遮蔽板を配置したので、接続導体垂直部を流れる電流によるアークを接点間に押し戻す磁界成分をアークに対してより確実に遮蔽することができ、再点弧による遮断失敗が起こり難いものが得られる効果がある。
【００６４】
さらに、接続導体垂直部には、可動接触子の開閉動作時の軌跡を含む面と交わる部位にスリットが設けられており、このスリットの左右の接続導体垂直部を構成する一対の導体部の固定接点側の前面に磁性体の一対の遮蔽板を各々配置したので、接続導体垂直部を流れる電流によるアークを接点間に押し戻す磁界成分をアークに対して遮蔽し、且つ、アークランナ先端部のアークが伸張する空間を確保することができ、アーク伸張不足による遮断性能の低下が生じ難いものが得られる効果がある。
【００６５】
さらに、平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、このアークランナの先端部は、一対の磁性体板に囲まれる空間外にあり、可動接点が固定接点から開離する方向を上方としたとき、上記アークランナの先端部の上部空間に磁性体の消弧板を配置したので、設置できる消弧板枚数を多くすることができ、消弧板によるアーク分断、冷却作用が向上し、過負荷電流遮断性能や直流遮断性能を向上させることができ、また、短絡遮断時の筐体内圧の上昇を低減できるものが得られる効果がある。
【００６６】
さらに、固定接触子は、逆平行導体部の他端部から上方向に延びて端子部と接続される接続導体垂直部を有し、複数の磁性体の消弧板の内の一部の消弧板を上記接続導体垂直部と一対の磁性体板の間に配置したので、上記接続導体垂直部を流れる電流が発生するアークを接点間に押し戻す磁界成分を上記一部の消弧板にてアークに対して遮蔽することができ、再点弧による遮断失敗の生じ難いものが得られる効果がある。
【００６７】
さらに、平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、且つ、絶縁カバーの固定接点の直ぐ横より平行導体部の他端部側にかけての部位に突起部を設け、上記突起部に囲まれる空間が、上記アークランナ側に広がるラッパ状となるようにしたので、上記ラッパ状の絶縁物壁によるアーク圧力反射および上記絶縁壁の蒸気圧にてより早い時間でアークを固定接点からアークランナへと押しだすことができ、固定接点の消耗が低減するとともに遮断時間が短縮され、繰り返し遮断動作ができる信頼性の高いものが得られる効果がある。
【００６８】
さらに、平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、且つ、絶縁カバーの固定接点の直ぐ横から平行導体部の他端部側にかけての部位を、その他の部位よりアークの熱により多量の蒸気を発生する物質にて形成したので、接点間に発生したアークを絶縁物蒸気に起因する圧力差による駆動力にて固定接点からアークランナに押しだすことができ、また、絶縁カバーに可動接触子が触れ難くなり、絶縁カバーの沿面を介した絶縁破壊に起因する遮断失敗が生じ難いものが得られる効果がある。
【００６９】
さらに、平行導体部の一端部にはアークランナが延設され、このアークランナ、可動接触子、固定接触子、一対の磁性体板および磁性体の消弧板が筐体にて収納され、この筐体内面と上記一対の磁性体板の反可動接触子側の面との間に、上記アークランナの先端部近傍の空間より連通する流路が形成されるようにしたので、アークランナを走行するアーク前面の圧力上昇が押えられ、アーク走行速度を向上させることができ、また、アークから発生する金属蒸気が接点間にもどることに起因する遮断失敗が生じ難いものが得られる効果がある。
【００７０】
さらに、複数の極を有し、各極ごとに一対の磁性体板を形成する磁性体片の内、極間側の磁性体片を隣り合う他極の磁性体片と一体にしたので、部品点数を減らすことができ、安価なものが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の回路遮断器の消弧ユニットを説明するための図である。
【図２】  この発明の実施の形態１の消弧ユニット内の主要構成部品を説明するための図である。
【図３】  この発明の実施の形態１の回路遮断器を説明するための図である。
【図４】  この発明の実施の形態１の主要部品の位置関係と作用を説明するための図である。
【図５】  この発明の実施の形態１の主要部品の位置関係と作用を説明するための図である。
【図６】  この発明の実施の形態２の主要部品の位置関係と作用を説明するための図である。
【図７】  この発明の実施の形態３の主要部品の位置関係と作用を説明するための図である。
【図８】  この発明の実施の形態４の遮蔽板を説明するための図である。
【図９】  この発明の実施の形態５の一対の遮蔽板を説明するための図である。
【図１０】  この発明の実施の形態６の絶縁カバーを説明するための図である。
【図１１】  この発明の実施の形態７の絶縁カバーを説明するための図である。
【図１２】  この発明の実施の形態８の消弧ユニット内部構成を説明するための図である。
【図１３】  この発明の実施の形態９の多極回路遮断器を説明するための図である。
【図１４】  従来の回路遮断器を説明するための図である。
【図１５】  従来の別の回路遮断器の固定接触子構造を説明するための図である。
【符号の説明】
１  可動接触子、  ２  可動接点、  ５  固定接触子、  ６  固定接点、  ７ａ  平行導体部、  ７ｂ  逆平行導体部、  ７ｃ  接続導体垂直部、  ８  スリット、  ９  アークランナ、  １０  一対の磁性体板、  １０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ  磁性体片、  １２  絶縁カバー、  １２ｄ  突起部、  １２ｅ  絶縁カバーの一部、  １３  消弧板、  １３ｂ  一部の消弧板、１５ａ  端子部、  ２１、２２  筐体、  ２５  機構部、  ３０  遮蔽板、  ３１  一対の遮蔽板、  ３４  流路
【図１】
0004360013.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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