(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に可動接点を有する可動接触子が両側に側壁を有する絶縁物の可動接触子ホルダに回動可能に支持され、前記可動接触子は前記可動接触子ホルダとの間に挿入された接触スプリングにより、ケースに固定された固定接触子に対して付勢される一方、前記可動接触子ホルダは前記ケースに回動自在に支持されるとともに開閉機構に連結され、閉極状態において電路に短絡電流が流れると、前記固定接触子に設けられた固定接点と、この固定接点に前記接触スプリングのばね力で押圧される前記可動接点との間に働く電磁反発力により、前記可動接触子が前記接触スプリングに抗して開極方向に駆動され、次いで前記開閉機構がトリップ動作して前記可動接触子ホルダが開極方向に駆動される回路遮断器において、
前記可動接触子ホルダの側壁内側に、弾性変形可能な一対の突起を互いに対向させて設け、前記可動接触子が電磁反発力で開極駆動されたときに、前記可動接触子は前記突起を弾性変形させながら乗り越え、次いで前記突起で前記接触スプリングのばね力に抗して係止されることを特徴とする回路遮断器の可動接触子装置。
【請求項２】
両端に可動接点を有する可動接触子が絶縁物の可動接触子ホルダに保持され、前記可動接点に対応する固定接点を有する前後一対の固定接触子に跨がるように配置されるとともに、ケースとの間に挿入された接触スプリングにより前記固定接触子に対して付勢される一方、前記可動接触子ホルダは前記可動接触子の両側に側壁を有する絶縁物の固定ケージ内で直線運動可能に案内されるととともに頭部が開閉機構の操作レバーと相対し、閉極状態において電路に短絡電流が流れると、前記固定接点と可動接点との間に働く電磁反発力により、前記可動接触子が前記接触スプリングに抗して開極方向に駆動され、次いで前記開閉機構がトリップ動作して前記可動接触子ホルダが開極方向に駆動される回路遮断器において、
前記固定ケージの側壁の両端内側に、弾性変形可能な各一対の突起を互いに対向させて設け、前記可動接触子が電磁反発力で開極駆動されたときに、前記可動接触子は前記突起を弾性変形させながら乗り越え、次いで前記突起で前記接触スプリングのばね力に抗して係止されることを特徴とする回路遮断器の可動接触子装置。
【請求項３】
電磁反発力により前記突起を乗り越えた可動接触子は前記開閉機構のトリップ動作により再び前記突起を逆方向に乗り越えて原位置に復帰するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回路遮断器の可動接触子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、短絡電流などの大電流が流れたときに、接点の突き合わせによる電磁反発力を利用して可動接触子を駆動し、開閉機構が動作するより早く開極させる回路遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記した電磁反発式の回路遮断器において、電磁反発力により開極した接点間にはアークが発生する。アークの温度は一般に5000〜6000℃といわれ、接点は高温に曝されるため融点に達する。一方、近時、通電容量の増大による接点の温度上昇を抑制するために接点に接触圧力を与える接触スプリングを強力にし、また高遮断容量を持たせるために消弧性能を高める傾向にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
その結果として、電磁反発力により可動接触子が開極した後、消弧によって電流が抑制されて電磁反発力が減少するタイミングが早まる一方、この電磁反発力に対抗する接触スプリングの復帰力が大きいため、引き続いて開閉機構がトリップ動作を開始する前に電磁反発力が減少した可動接触子が接触スプリングに押されて可動接点が固定接点に再接触し、高温の接点同士が互いに溶着することがあった。この溶着の改善策として、接点の材質を変更する方法や少ない通電電流でも可動接触子を開極状態に維持する電磁機構を設ける方法などがあるが、いずれもコストが高いという問題がある。
そこで、この発明の課題は、簡単な構成で接点の再接触による溶着を防止することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、電磁反発力で開極駆動される可動接触子の開極経路を挟んで弾性変形可能な一対の突起を互いに対向させて設け、前記可動接触子が電磁反発力で開極駆動されたときに、前記可動接触子は前記突起を弾性変形させながら乗り越え、次いで前記突起で前記接触スプリングのばね力に抗して係止されるようにするものである（請求項１及び請求項２）。これにより、可動接触子は電磁反発力を失っても前記突起に係止されて開極位置に留まり、接点同士が再接触することがない。電磁反発力により前記突起を乗り越えた可動接触子は開閉機構のトリップ動作により再び前記突起を逆方向に乗り越えて原位置に復帰するようにするのがよい（請求項３）。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は請求項１に係るこの発明の実施の形態を示すもので、図１は回路遮断器の閉極状態の縦断面図、図２は図１のII−II線に沿う要部断面図である。図１において、一端に可動接点１ａを有する可動接触子１は、両側に側壁を有する絶縁物の可動接触子ホルダ２にピン３を介して回動可能に支持されている。一方、固定接触子４はケース５に固定され、一端に可動接点１ａと対応して固定接点４ａを有し、他端には電源側端子６が一体形成されている。可動接触子１と可動接触子ホルダ２との間には捩じりばねからなる接触スプリング７が挿入され、可動接触子１は接触スプリング７により固定接触子４に対してばね力を受けて、可動接点１ａが固定接点４ａに押圧されている。
【０００６】
可動接触子ホルダ２は一体形成された図示しない開閉軸を介してケース５に回動自在に支持され、ピン１０を介して連結された開閉機構８における操作ハンドル９の開閉操作により開閉駆動され、また後述するトリップ動作により開極駆動される。可動接触子１はリード線１１を介して、ケース５に固定された接続導体１２の一端に接続され、接続導体１２の他端は過電流引外し装置１３のヒータ導体１４の一端に接続され、ヒータ導体１４の他端は負荷側端子１５に接続されている。過電流引外し装置１３はヒータ導体１４に固定されたバイメタル１６とケース５に回動自在に支持された可動鉄片１７とを有し、バイメタル１６及び可動鉄片１７の上端部は開閉機構８のトリップクロスバー１８に対面している。
【０００７】
図１の回路遮断器において、電流は矢印で示すように、電源側端子６→固定接触子４→固定接点４ａ→可動接点１ａ→可動接触子１→リード線１１→接続導体１２→ヒータ導体１４→負荷側端子１５の経路で流れる。その場合、突き合わせ接触する可動接点１ａと固定接点４ａとの間には、電磁反発力Ｆが発生する。通電電流Ｉ[kA]とすると、電磁反発力Ｆ[kg]は一般に、Ｆ＝４〜５Ｉ2 ×10-2で表される。そのため、短絡電流のような大電流（例えば50kA) が流れると、可動接触子１には大きな電磁反発力Ｆが作用し、接触スプリング７に抗して二点鎖線で示す位置まで開極方向に駆動される。その際、すでに述べたように接点１ａ，４ａ間にアーク１９が発生するが、このアーク１９は速やかに消弧室２０に引き込まれて消弧が図られる。
【０００８】
一方、短絡電流が過電流引外し装置１３を通過すると、可動鉄片１７が吸引され、その上端部が図１の左方向に移動してトリップクロスバー１８を押す。これにより、詳細な説明は省略するが、開閉機構８はラッチ２１の鎖錠が外され、開閉スプリング２２に蓄積されたエネルギを放出して可動接触子ホルダ２を開極方向に駆動する（トリップ動作）。この開閉機構８による開極動作は機械的な動作伝達の所要時間の関係から、電磁反発力による開極動作よりも遅れる。すなわち、大電流通流時には、まず電磁反発力により可動接触子ホルダ２が停止した状態で可動接触子１のみが開極方向に駆動され、次いで開閉機構８の動作により可動接触子ホルダ２が開極方向に駆動される。
【０００９】
その場合、電磁反発力で可動接触子１が駆動された段階でアーク１９の消滅が速やかに行われて電流が急速に減少し、それに伴って電磁反発力も急減する一方、可動接点１ａでの接触圧力を高めて通電容量を増やすために接触スプリング７のばね力の増大が行われていると、早い時期に接触スプリング７のばね力と電磁反発力との力関係が逆転し、すでに述べたように可動接触子ホルダ２の開極駆動の前に可動接触子１が閉極方向に押し戻されて可動接点１ａが固定接点４ａに再接触し、アーク熱により融点にまで加熱されていた接点１ａ，４ａ同士の融着が起こることになる。
【００１０】
そこで、図１の可動接触子においては、電磁反発力で開極した可動接触子１を開極位置に保持する手段が設けられている。すなわち、図１及び図２において、可動接触子ホルダ２の側壁内側に、弾性変形可能な一対の突起２３が互いに対向するように、例えば一体成形により設けられている。図２（Ａ）に示すように、可動接触子１は閉極状態で突起２３の下方に位置しているが、電磁反発力で開極駆動されると突起２３及び可動接触子ホルダ２の側壁を弾性変形させながら乗り越え、図２（Ｂ）に示すように突起２３の上方に位置するようになる。次いで、電磁反発力が減少し、可動接触子１が接触スプリング７で戻されようとすると、この可動接触子１は突起２３で接触スプリング７のばね力に抗して係止され開極位置に保持される。その後、そのままの状態で可動接触子ホルダ２の開極駆動が行われる。
【００１１】
突起２３に係止されたまま可動接触子ホルダ２と一体に開極した可動接触子１は、可動接触子ホルダ２の開極ストロークの最終位置で、図示の場合はラッチ２１を支持する軸２４に衝突し、突起２３を再び逆方向に乗り越えて、図２（Ａ）に示す状態に復帰する。可動接触子１は可動接触子ホルダ２の開極ストロークの最終位置で、カバー２５の一部に衝突させるようにしてもよい。
【００１２】
次に、図３及び図４は請求項２に係るこの発明の実施の形態を示すもので、図３は回路遮断器の閉極状態の縦断面図、図４（Ａ）は図３の要部の拡大図、図４（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図３において、ケース３１内には前後一対の固定接触子３２及び３３が対向して配置され、それぞれの対向端部に固定接点３２ａ及び３３ａがそれぞれ取り付けられるとともに、固定接触子３２には電源側端子３４が一体形成されている。固定接触子３３の上方にはバイメタルからなるサーマルリレー３５及び電磁式の引外し装置３６が配置され、固定接触子３３はサーマルリレー３５の一端に接続されている。また、サーマルリレー３５の他端は引外し装置３６の一端に接続され、引外し装置３６の他端は負荷側端子３７に接続されている。
【００１３】
固定接触子３２，３３の下方には可動接触子３８が配置され、図３の閉路状態において、固定接触子３２，３３間は両端の可動接点３８ａ，３８ａが固定接点３２ａ，３３ａに接触する可動接触子３８により橋絡されている。可動接触子３８は中空角柱状の可動接触子ホルダ３９の前後側壁間に渡る開口内に挿入保持され、可動接触子ホルダ３９は各極別の固定ケージ４０内で可動接触子３８の開閉方向（図３の上下方向）に移動自在に案内されている。図４に示すように、固定ケージ４０は左右一対の側壁４０ａとこれらを一体的に結合する底付き中空角柱状のばね受部４０ｂ及びリブ４０ｃを備え、側壁４０ａの内壁面の溝で可動接触子ホルダ３９を案内するとともに、ばね受部４０ｂと可動接触子３８との間に挿入された接触スプリング４１により可動接触子３８を閉極方向に付勢している。
【００１４】
可動接触子ホルダ３９は、開閉レバー４２により開閉操作される。開閉レバー４２は開閉軸４３を支点としてケース３１に回動自在に支持され、開閉軸４３は開閉機構４４により開閉駆動される。４５及び４６はそれぞれ電源側及び負荷側の消弧室、４７は消弧室４５，４６間に渡る転流板である。
【００１５】
図３において、電流は電源側端子３４→固定接触子３２→固定接点３２ａ→可動接点３８ａ→可動接触子３８→可動接点３８ａ→固定接点３３ａ→固定接触子３３→サーマルリレー３５→引外し装置３６→負荷側端子３７の経路で流れる。ここで、短絡電流のような大電流が流れると、図１の場合と同様に突き合わせ接触する固定・可動接点３２ａ，３３ａ・３８ａ間に大きな電磁反発力が発生し、可動接触子３８は接触スプリング４１に抗して鎖線で示すように開極方向に駆動される。その際、アーク４８が発生し、このアーク４８は速やかに消弧室４６，４７に引き込まれて消弧される。
【００１６】
一方、短絡電流が電磁引外し装置３６を通過すると、図示しない可動鉄片が吸引され、図示しない伝動機構を介して開閉機構４４の鎖錠が外されて開閉レバー４２は図３の時計方向に回転駆動される。その結果、可動接触子ホルダ３９が接触スプリング４１に抗して押し下げられる（トリップ動作）。この開閉機構４４による開極動作は、図１の場合と同様に電磁反発力による開極動作よりも遅れる。そのため、電磁反発力で可動接触子１が駆動された段階でアーク４８の消滅が速やかに行われ電磁反発力が急減する一方、接触スプリング４１の大きなばね力により、早い時期に接触スプリング４１のばね力と電磁反発力との力関係が逆転すると、図１の場合と同様に開閉機構４４による可動接触子ホルダ３９の開極駆動の前に可動接点３８ａが固定接点３２ａ，３３ａに再接触する。
【００１７】
そこで、図３の回路遮断器においては、電磁反発力で開極した可動接触子３８を開極位置に保持する手段が設けられている。すなわち、図３及び図４において、固定ケージ４０の側壁４０ａの両端内側に、弾性変形可能な各一対の突起４９及び５０が互いに対向するように、例えば一体成形により設けられている。図３に示すように、可動接触子３８は閉極状態で突起４９，５０の上方に位置しているが、電磁反発力で下向きに開極駆動されると、突起４９，５０及び固定ケージ４０の側壁４０ａを弾性変形させながら乗り越え、図４に示すように突起４９，５０の下方に位置するようになる。次いで、電磁反発力が減少し、可動接触子３８が接触スプリング４１のばね力で戻されようとすると、この可動接触子３８は突起４９，５０で係止され開極位置に保持される。その後、そのままの状態で可動接触子ホルダ３９の開極駆動が行われる。
【００１８】
突起４９，５０に係止されたまま可動接触子ホルダ３９と一体に開極した可動接触子３８は、可動接触子ホルダ３９の開極ストロークの最終位置でばね受部４０ｂの上方に延びる前後壁の上端部に当接し、図４（Ａ）に鎖線で示すようにＶ字状に変形させられて突起４９，５０を再び逆方向に乗り越え、その後、開閉機構４４のリセットに伴って図３の状態に復帰する。
【００１９】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、電磁反発力で開極した可動接触子を突起で係止して開極位置に保持するようにしたことにより、消弧性能や接点接触圧力を高めて高性能化を図った回路遮断器においても、開閉機構の動作前に可動接触子が復帰して接点が溶着する危険がなく、また可動接触子ホルダや固定ケージに突起を設けるだけの簡単な構成なのでコスト負担もほとんど生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す回路遮断器の縦断面図である。
【図２】図１のII−IIに沿う要部断面図で、（Ａ）は可動接触子が開極する前の状態を示し、（Ｂ）は可動接触子が電磁反発力で開極した状態を示す。
【図３】この発明の異なる実施の形態を示す回路遮断器の縦断面図である。
【図４】（Ａ）は図３の要部を示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１    可動接触子
１ａ  可動接点
２    可動接触子ホルダ
４    固定接触子
４ａ  固定接点
５    ケース
７    接触スプリング
８    開閉機構
１７    アーク
２３    突起
３２    固定接触子
３２ａ  固定接点
３３    固定接触子
３３ａ  固定接点
３８    可動接触子
３８ａ  可動接点
３９    可動接触子ホルダ
４０    ケース
４１    接触スプリング
４４    開閉機構
４８    アーク
４９    突起
５０    突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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