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WO2003044818A1 - Disjoncteur - Google Patents

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Publication number
WO2003044818A1
WO2003044818A1 PCT/JP2001/010134 JP0110134W WO03044818A1 WO 2003044818 A1 WO2003044818 A1 WO 2003044818A1 JP 0110134 W JP0110134 W JP 0110134W WO 03044818 A1 WO03044818 A1 WO 03044818A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base
electron beam
circuit breaker
arc
contacts
Prior art date
Application number
PCT/JP2001/010134
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shunichi Katsube
Kazunori Fukuya
Michihiro Hayashi
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha filed Critical Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority to CNB018219608A priority Critical patent/CN1255839C/zh
Priority to JP2003533387A priority patent/JP4177255B2/ja
Priority to DE60139216T priority patent/DE60139216D1/de
Priority to KR10-2003-7009255A priority patent/KR100528152B1/ko
Priority to EP01982867A priority patent/EP1475817B1/en
Priority to PCT/JP2001/010134 priority patent/WO2003044818A1/ja
Priority to TW090129499A priority patent/TW526509B/zh
Publication of WO2003044818A1 publication Critical patent/WO2003044818A1/ja

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02Details
    • H01H73/06Housings; Casings; Bases; Mountings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/02Housings; Casings; Bases; Mountings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H2009/0077Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00 using recyclable materials, e.g. for easier recycling or minimising the packing material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H69/00Apparatus or processes for the manufacture of emergency protective devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/02Housings; Casings; Bases; Mountings
    • H01H71/025Constructional details of housings or casings not concerning the mounting or assembly of the different internal parts
    • H01H71/0257Strength considerations

Definitions

  • the present invention relates to a circuit breaker that rotates a movable contact when an overcurrent is detected, and extinguishes an arc generated between contacts by an arc extinguishing device.
  • thermosetting resins As the base of conventional circuit breakers, those having a thermosetting resin as a main component have been often used because requirements such as heat resistance, arc resistance, and mechanical strength can be relatively easily achieved.
  • thermosetting resins require incineration or landfilling of burrs generated during molding and sprues and runners generated during injection molding, making it difficult to recycle or reuse burrs, sprues and runners.
  • thermoplastic resin comprising nylon 6, nylon 66, and nylon MXD 6 disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-171 847, an inorganic compound that undergoes a dehydration reaction at 200 ° C. or more, and a reinforcing material
  • a molded article containing (1) and (2) is excellent in flame retardancy and insulation performance after electrode opening and closing, and is also suitable as a molded article for a circuit breaker.
  • the characteristics required for the base especially the heat resistance, are insufficient.
  • the base (the melting point of nylon 6 serving as the main resin of about 2 15 ° C.) described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-171 8 Applicable to circuit breaker with 5 amp frame, rated current 2 25 A, overload cutoff
  • the over-label value between the contacts decreased, and the contact pressure between the contacts sometimes decreased abnormally. At this time, it was found that the vicinity of the surface of the base fixing the contact fixed to the base was melted.
  • the decrease in the excess label value, the decrease in the contact pressure between the contacts, and the melting of the area near the base are considered to be caused mainly by the arc heat generated by the interruption.
  • the portion near the base to which the fixed contact is fixed melts, not only the contact pressure between the contacts becomes unstable, but also the contact portion of the base with the fixed contact is deformed by repeating opening and closing. Further, there is a concern that the overflow label value may be reduced.
  • the over-travel value is the amount by which the movable contact moves to the fixed contact when the fixed contact is removed while the contacts are in contact. It is set to several times the thickness of the contact with a margin to keep the thickness.
  • the structure that holds the contacts, such as the base, the movable contact, and the fixed contact receives the reaction force to maintain the contact pressure between the contacts, and the structure is deformed due to the reaction force.
  • the clip deforms and the annual label value decreases over time.
  • thermoplastic resin is polybutylene terephthalate (abbreviation: PBT, melting point: about 220 ° C) or polyethylene terephthalate (abbreviation: PET, melting point: about 255 ° C). Met.
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • the present invention has been made in order to solve such a problem. Excellent heat resistance and arc resistance. Especially, to obtain a circuit breaker with less melting and thermal deformation, even when subjected to a high temperature heat history, such as generated during overcurrent trip or repeated occurrence. With the goal.
  • the movable contact when the overcurrent is detected, the movable contact is rotated, and the arc generated between the other contacts provided at a position facing the contact of the movable contact is extinguished by the arc extinguishing device.
  • the main component is a crystalline thermoplastic resin, and an insulating molded product that has been subjected to electron beam irradiation after molding is used.
  • a circuit breaker having excellent arc resistance can be obtained.
  • the circuit breaker is provided with an opening / closing mechanism having a movable contact and a holding holder for rotatably holding the movable contact, another contact and an arc extinguishing device, and rotating the holding holder. It has a base that holds as much as possible and holds the other contacts, and a cover that covers the base to form a housing. Since the molded article is the base described above, heat resistance and over travel between contacts are provided. Excellent characteristics.
  • the base has a bottom on which the holding holder, another contact point and the arc extinguishing device are arranged, and a side wall provided orthogonal to the bottom and bounding the outside, and the base has a bottom. Since the electron beam irradiation is performed and the side wall of the base is not irradiated with the electron beam, the heat resistance due to the arc heat generated at the time of arc generation and the shock resistance against a rise in the internal pressure of the housing are excellent.
  • the base has a holding holder, another contact and an arc extinguishing device arranged on an arrangement portion provided along the rotating surface of the movable contact, and the arrangement portion is irradiated with an electron beam.
  • heat resistance and arc resistance are excellent, and fine processing becomes possible, contributing to miniaturization of the outer diameter and higher density of parts.
  • the molded product has a strength of 60 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin component. Since it contains chemical material, it hardly generates melting or thermal deformation, and has excellent arc resistance and strength.
  • FIG. 1 is a diagram showing an appearance of a circuit breaker according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a view in which a cover is removed from the external view of FIG.
  • FIG. 3 is a view showing the appearance of the holding holder of FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a contact portion of FIG.
  • FIG. 5 is a top view schematically showing the pace of FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of electron beam irradiation on the base shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing a positional relationship between the base and the electron beam shielding jig at the time of electron beam irradiation in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing another example of the electron beam irradiation jig of FIG.
  • FIG. 9 is a view showing another example of the electron beam irradiation jig of FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing a mold for molding a base for a 222 amp frame according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing the appearance of a circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing a part of the circuit breaker shown in FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a diagram showing the appearance of the circuit breaker according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing the appearance of FIG. 1 with a cover removed
  • FIG. 3 is a diagram of the holding holder of FIG. Fig. 4 is an external view
  • Fig. 4 is an enlarged cross-sectional view of the contact part
  • Fig. 5 The figure is a top view schematically showing the base of FIG.
  • 1 is a circuit breaker
  • 2 is a base formed of an insulating resin molded product
  • 3 is a formed of an insulating resin molded product, and is covered with the base 2 to form a housing with the base 2
  • Covers 4 are handles for opening and closing the movable contact 5 from the outside of the cover 3 via an opening / closing mechanism 7 and a holding holder 6, and 6 is a movable contact 5 which is turned to a movable element holding portion 6A (FIG. 3).
  • the holding holders 7 movably hold the metal frame 7 A supported by the base 2, and the opening and closing mechanism drives the holding holder 6 to open and close. 8 detects the overcurrent and trips the opening and closing mechanism.
  • the overcurrent detector 9 is an arc-extinguishing device that extinguishes the arc generated between the contacts 5A and 10A, and insulates multiple metal arc-extinguishing grid plates 9A (Fig. 4). It is supported by the grid side plate 9B.
  • 10 is a base contact (corresponding to a fixed contact) provided with a contact point 10 A facing the movable contact 5 A, and 11 is a base contact 10 around the support pin 12.
  • a support member that rotatably supports and forms an electric path, 13 is a flexible copper wire that electrically connects the support member 10 and the fixed conductor 14, and 15 is an insulating member that covers the fixed conductor 14. is there.
  • the base 2 has a base-side contact 1 OA via a switching mechanism 7, an overcurrent detector 8, an arc extinguishing device 9, and a support member 11 on its bottom 2C (FIGS. 5 and 7).
  • the terminal plates 14A and 16 (Figs. 4 and 2) are placed on the terminal plate holders 2D and 2E, and the holder holder 1F is used to hold the holders. 6 supports the rotating shaft 6B (Fig. 3).
  • the arc extinguishing device 9 and the base contact 1OA are close to the arc generated between the contacts 5A and 1OA, and the area where the influence of heat generated by the arc is large is 2 G (Fig. 5).
  • a side wall 2A forming a boundary with the outside and an inter-phase wall 2B for insulating between phases are provided by integral molding.
  • a contact portion of the base-side contact 10 provided with the contact 10 A with the support portion 11 and a support of the opening / closing mechanism are provided. A large force acts on the supporting portion of the rotating shaft 6B of the holding member 6.
  • the base 2 is a molded article mainly composed of a crystalline thermoplastic resin, and is irradiated with an electron beam.
  • the electron beam is a narrow and narrow flow of electrons that is almost straight, and is widely used in the field of medical supplies for the purpose of sterilization.
  • the heat-resistant continuous use temperature will be 120 Polyesters and polyamides having a temperature of at least C are preferred. Polyester is preferred because of its minimal effect of moisture absorption, and polyethylene terephthalate (PET) Tpolybutylene terephthalate (PBT) is suitable. Also, these alloys may be used. A resin having no benzene ring, for example, a polyamide is preferable in terms of good traffic performance and insulation performance after interruption, and nylon 12, nylon 6, and nylon 66 are suitable.
  • the crosslinking accelerator is added in an amount of 0.5 to 2 parts for the purpose of mainly promoting the crosslinking of the amorphous portion in the crystalline thermoplastic resin by electron beam irradiation.
  • the cross-linking accelerator include polyfunctional monomers such as triallyl isocyanate (abbreviated as TAIC), trishydride and succinyl isocyanate (abbreviated as THEICA), and trisully and isocyanate.
  • TAIC triallyl isocyanate
  • THEICA succinyl isocyanate
  • TMPTA trimethicone-luppan pantria acrylate
  • the antioxidant is added in an amount of 0.2 to 0.9 parts for the purpose of preventing self-crosslinking of the crosslinking accelerator during kneading of the materials. 0.4-0.6 parts preferable.
  • a hindered phenol-based antioxidant is preferable, and 2,6-di-t-butyl-P-cresol (abbreviated as BH), triethylene glycol-bis [3- (3- t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) probionet], 1,6-hexanedibis-bis [3- (3,5-di-t-butyl-14-hydroxyphenyl) pro Bionet], pentaerythrityltetraxtrakis [3- (3,5-di-t-butyl-1-4-hydroxyphenyl) propionate], N, N'-hexamethylenebis (3,5-g-t- Butyl-1-hydroxy-hydrocinnamide), 3,5-di-t-butyl-14-hydroxybenz
  • the reinforcing material is represented by glass fiber.
  • the glass fiber refers to a fiber-like fiber made of glass, and examples of the glass material include E glass, S glass, D glass, T glass, and silica glass.
  • the diameter of the glass fiber is 6 to 13 mm and the aspect ratio is 10 or more from the viewpoint of improving the impact strength.
  • inorganic filler examples include alumina, calcium carbonate, myriki, clay, talc, kaolin, and wall aluminite.
  • Flame retardant materials include red phosphorus, phosphate ester, and halogen-based materials.
  • Phosphoric acid ester-based and halogen-based materials are extremely low in metal corrosion, including contact points 5 A and 10 A. Is preferred.
  • a halogen-based compound is preferable because it exhibits flame retardancy with a smaller amount of addition than a phosphate-based compound.
  • dibromopolystyrene is preferred because it is difficult to decompose even if it stays in the cylinder during molding.
  • antimony trioxide is preferred because it enhances the synergistic effect with the halogen type.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of electron beam irradiation on the base shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a diagram showing a positional relationship between the base and the electron beam shielding jig at the time of electron beam irradiation of FIG. Are indicated by broken lines. 8 and 9 are diagrams showing another example of the electron beam irradiation jig of FIG.
  • reference numeral 40 denotes an electron beam irradiation device
  • 41 denotes an electron beam
  • 50 denotes an electron beam shielding jig.
  • a 4 mm thick iron plate is provided with a passage hole 51 through which the electron beam 41 passes. ing.
  • the passage hole 51 opens to the bottom 2C of the base 2, while the side wall 2A of the base 2 and the terminal plate holding portions 2D and 2E are shielded from the electron beam. It is shielded by the jig 50.
  • FIG. 6 shows an example in which the electron beam shielding jig 50 is separated from the base 2, but the electron beam shielding jig 50 may be directly placed on the base 2.
  • the electron beam 41 radiated in parallel from the electron beam irradiator 40 is radiated to the base 2 which is a straight object to be irradiated, and passes through the bottom 2C.
  • the electron beam shielding jig 50 bridges the bottom surface 2 C of the base 2, while the side wall 2 A and the terminal plate holding portions 2 D and 2 E are not crosslinked because the electron beam 41 is shielded.
  • a crystalline thermoplastic resin contains an amorphous portion in accordance with the degree of crystallinity, and when the molded product (base 2) ′ is irradiated with an electron beam 41, the crystalline thermoplastic resin contains a non-crystalline portion. The amorphous part is crosslinked to form a three-dimensional network structure.
  • the resin material of the molded article contains a cross-linking accelerator and an antioxidant in addition to the materials constituting the ordinary resin, such as a base resin, a reinforcing material, an inorganic filler, a flame retardant, and a flame retardant auxiliary. ing.
  • Irradiation with the electron beam 41 crosslinks the amorphous portion, but if the electron beam 41 is weak and does not penetrate the molded product, there is a problem that electrons will remain inside the molded product.
  • 1 is desirably a strength that penetrates the molded article.
  • the accelerating voltage of electron beam irradiation only penetrates through the bottom 2 C of base 2 with a thickness of 2 mm.
  • 2 MV or more is preferable from the condition of cross-linking, 3 to 5 MV is optimal to prevent the irradiated electron beam from remaining as space charge in the material. From the viewpoint of preventing electrons from remaining, it is preferable not to irradiate the electron beam to the interphase wall 2B other than the thin holder holder 2F.
  • the entire interphase wall 2B or the interphase wall 2B except for the holding holder receiving 2F portion is shielded. It is preferable to use a jig having a shape.
  • the overcurrent detector 8 detects the overcurrent and gives a trip command to the switching mechanism 7.
  • the opening / closing mechanism 7 rotates the holding holder 16 counterclockwise in FIGS. 2 and 4 by the accumulating force of the toggle link mechanism, and the movable contact 5 also moves with the holding holder.
  • the contacts 5A and 10A are opened and an arc is generated between the contacts 5A and 10A. This arc is electromagnetically attracted to the arc extinguishing device 9 and extinguished.
  • the contacts 5A and 1OA are separated by the electromagnetic repulsive force before the opening / closing mechanism 7 is opened.
  • the area that is greatly affected by the arc when the arc is generated is the area 2G (FIG. 5) where the arc extinguishing device 9 and the contact 5A s 1OA are provided. Also, a contact portion 2 G of the base contact 10 with the contact 1 OA provided with the support portion 11, a support portion of the frame 7 A of the opening / closing mechanism 7, and a support portion of the rotating shaft 6 B of the holding holder 16. A large force acts on. '
  • the crystalline thermoplastic resin is used as the main resin, and the insulating base 2 that has been subjected to electron beam irradiation after molding is used, so that the fine workability of the thermoplastic resin, sprue and runner A base 2 having excellent heat resistance and arc resistance was obtained while enjoying the advantages of recyclability and the like. Furthermore, even when subjected to a high-temperature thermal history, the base 2 has less occurrence of melting and thermal deformation and has excellent creep resistance, and therefore has little effect on the contact pressure between the contacts 5A and 10A. could be obtained. In addition, since the holding holder receiver 2F of the interphase wall 2B is also irradiated with the electron beam, the heat resistance and the over-label property between contacts are excellent.
  • the base 2 when the molded article contains 60 to 200 parts by weight of the reinforcing material with respect to 100 parts by weight of the resin component, the base 2 is less likely to melt and thermally deform, and has excellent creep resistance and strength. Therefore, the decrease in the contact pressure was particularly small.
  • a structural material containing a large amount of reinforcing material was very useful when applied to the base 2 where local heat is applied and a high temperature such as arc heat acts on the portion. .
  • the bottom 2C of the base 2 is bridged, and the side walls 2A are shielded from the electron beam and are not bridged. Less deformation and excellent creep resistance. Conversely, if the impact performance decreases due to bridging, the side wall may be damaged due to the internal pressure generated at the time of short circuit interruption, but the base side wall 2A is not bridged and has excellent impact resistance Therefore, a base 2 having both heat resistance and impact resistance can be obtained.
  • FIG. 10 is a diagram showing a mold for forming a base for a 225 amp frame according to the first embodiment of the present invention.
  • reference numeral 90 denotes a fixed mold 90 A and a movable mold 90 B, and the inside thereof is a mold formed along the base 2.
  • Reference numeral 91 denotes an inlet for the mixed material formed in the fixed mold 90A. From the injection port 91 located at the center of the fixed mold 90 A, the mixed material is moved by a 250-ton injection molding machine using a movable mold temperature of 85 to 95 ° C and a fixed mold temperature of 85 to 9. 5 ° C, Cylinder temperature 230 to 280 ° C, Holding time and injection time The base 2 was molded under the condition that the total of the values was 10 seconds.
  • the molded product is covered with the 4 mm® iron electron beam shielding jig 50 on the four side walls 2 A, 2 D, and 2 E (FIG. 5) by the method shown in FIG. Then, electron beam irradiation was performed at an acceleration voltage of 2 MV using a Nisshin High Voltage electron beam irradiation apparatus.
  • the surface of the contact part of the fixed contact and its vicinity (the support part 11 of the base contact 10 and the bottom 2C of the base 2C and a part of the area 2G in Fig. 5) If not melted, it was accepted, and if it was melted, it was rejected.
  • Tables 1 and 2 show the test results.
  • the resin (resin) in the table includes the number of parts including the flame retardant material and the flame retardant auxiliary material.
  • Samples (11) to (15) and Comparative Examples (21) to (24) were added with 15 parts of dibromopolystyrene as a flame retardant and 5 parts of antimony trioxide as a flame retardant aid.
  • Samples (11) to (15) and Comparative Examples (22) and (24) also include triaryl isocyanate (abbreviated TAIC) as a crosslinking accelerator, and 2,6-diamine as an antioxidant.
  • TAIC triaryl isocyanate
  • BHT t-butyl-P-cresol
  • Samples (14) to (15) and Comparative Examples (23) and (24) each contain 8 parts of an ethylene / propylene copolymer as a shock absorbing material.
  • a nylon 6 composite material containing a crosslinking accelerator and an antioxidant is added.
  • the circuit breaker using the samples (11) to (15) composed of the base 2 consisting of the base material shall be such that the stator contact area of the base 2 and its vicinity melt even after the overload cutoff test. It was superior in heat resistance and arc resistance compared to a circuit breaker using a base without electron beam irradiation. Therefore, it is easily expected that the bar travel characteristics between the contacts during use over time will be excellent.
  • the circuit breakers using the samples (14) to (15) have excellent impact resistance; and, especially when the base 2 is molded with the mold shown in FIG.
  • the bottom 2C of 2 has increased mechanical strength due to cross-linking by electron beam irradiation (however, the impact resistance has been reduced), and the side wall 2A is not irradiated with the electron beam and has excellent impact resistance Therefore, it was preferable because it could sufficiently withstand the internal pressure rise caused by the arc generation.
  • FIG. 11 is a diagram showing the appearance of a circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing a part of the circuit breaker shown in FIG.
  • reference numeral 20 denotes an insulating casing, which is composed of a base 21 and a cover 22 formed of the same material as the base 2 described in the first embodiment and the first embodiment.
  • the base 21 includes a side portion (arrangement portion) 21 A that constitutes one side surface of the circuit breaker, and a wall portion 2 orthogonal to the side surface portion 21 A from an outer peripheral edge of the side surface portion 21 A. 1 B is formed by body molding.
  • An arc extinguishing device 38 and a fixed contact 23 are arranged inside the side surface 21 along the rotating surface of the movable contact 25.
  • the cover 22 is formed in a flat plate shape, is provided to face the side surface 21 A of the base 21, and constitutes the other side surface of the circuit breaker.
  • the shroud is fixed by rivets.
  • the side surface 21 A and the cover 22 of the base 21 are irradiated with an electron beam in the same manner as in the first embodiment and the first embodiment.
  • an electron beam shielding jig 50 is used as shown in FIG. 6 so that the cylindrical wall 21 B is not irradiated with the electron beam at all. It is preferable that the portion in contact with the cover 22 is not too hard and is not easily cracked or chipped. On the other hand, it is preferable not to use the electron beam shielding jig 50 from the working efficiency of electron beam irradiation. ,
  • a movable circuit having a fixed contact 23, a fixed contact 24 fixed to the fixed contact 23, and a movable contact 25 a facing and separating from the fixed contact 24 is provided in the breaking circuit.
  • a contact 25 is provided.
  • Reference numeral 26 denotes an arm (a holding member for rotatably holding the movable contact 25) integrally supporting the movable contact 25.
  • the arm 26 has a U-shaped groove 26a and a stopper portion 26 for stopping the stopper. b and an elongated hole 26 c with which the shaft 27 is engaged are formed.
  • Reference numeral 27 denotes a shaft serving as a rotation center of the arm 26 (holding member) and the movable contact 25, and is supported by the insulating casing 20.
  • Reference numeral 28 denotes a main panel that is stretched so as to constantly bias the movable contact 25 from the fixed contact 24, 29 denotes a handle made of synthetic resin, which is opened and closed from the outside, and 30 denotes a handle.
  • a reset panel that urges the handle 29 counterclockwise, 31 is an operation link formed by bending a round bar into a U shape, one end of which engages the handle 29, and the other end of which is a latch 3 2 engages with the link engagement groove 32a.
  • the handle 29 includes a handle 29 b protruding out of the insulating housing 20 and a protrusion 29 c connecting the operation link 31.
  • Reference numeral 3 2 denotes a latch pivotally supported by the shaft 27, and a link engaging groove 3 2 a engaging with the other end of the operation link 31, and a pressing force of the rod 37 of the electromagnetic trip portion 34.
  • a trigger piece 32c is formed which receives a force in a direction in which the link 31 and the link engagement groove 32a are disengaged.
  • a return panel 32 d is contracted between the arm 26 and the latch 32, and constantly biases the latch 32 counterclockwise with respect to the arm 26.
  • the other end of the operation link 31 fitted into the U-shaped groove 26a is held in the link engagement groove 32a of the latch 32 by the panel force of the panel 32d, and is locked. ing.
  • the movable contact 25a resiliently contacts the fixed contact 24, and a breaking circuit is formed (the state shown in FIG. 12).
  • the arm 26, the main panel 28, the handle 29, the reset panel 30, the operation link 31, and the latch 32 constitute an opening / closing mechanism.
  • An overcurrent tripping device is formed by the pi metal 33 and the electromagnetic tripping device 34.
  • Reference numeral 38 denotes an arc extinguishing device
  • 39 denotes an arc extinguishing plate of the arc extinguishing device 38.
  • An arc generating chamber 40 includes the fixed contact 24 and the movable contact 25, and is filled with an arc generated when the movable contact 25 is opened.
  • Reference numeral 41 denotes an arc runner for guiding an arc toward the arc extinguishing device 38.
  • the electromagnet 35 of the electromagnetic trip device 34 senses the short-circuit current, and the plunger 36 is attracted, and the rod 3 interlocked therewith is actuated. 7 moves to the left. Then, the trigger piece 32b is pressed by the rod 37, and the latch 32 rotates clockwise against the panel force of the return panel 32d. In the U-shaped groove 26a, the operation link 31 that was locked and fitted by the link engagement groove 32a was inserted. The other end is free from the arm 26 by the clockwise rotation of the latch 32.
  • the arm 26 is forcibly rotated clockwise about the shaft 27 by the panel force of the main panel 28 as an opening mechanism to perform a tripping operation.
  • the movable contact 25 is opened at a high speed and performs a breaking operation.
  • the 2 1 c and the electromagnetic trip fixing section 2 1 d will be described.
  • the protrusion 21 a is provided so as to protrude so as to support one end of the main spring 28, and a force acts on the main spring 28.
  • the handle bearing portion 21b is provided so as to support the rotating shaft of the handle 29, and a force acts from the shaft.
  • the arm bearing portion 21 c is provided so as to support the rotating shaft 27 of the arm 26 and the movable contact 25, and a force acts on the rotating shaft 27.
  • the electromagnetic trip fixing portion 21 d is a rib provided to position the electromagnetic trip device 34 on the base 21, and is provided via the fixed contact 23 and the electromagnetic trip device 34. A force is acting from the movable contact 25.
  • the electron beam was applied to the side surface (arranged portion) 21 A of the base 21, it was possible to enjoy the advantages of the fine workability of the thermoplastic resin and the recyclability of sprues and runners.
  • the heat resistance is improved and the arc resistance is improved.
  • the cover 22 is also irradiated with an electron beam, the heat resistance is improved and the arc resistance is improved.
  • the circuit breaker in which the arm 26, the fixed contact 23, and the arc extinguishing device 38 are arranged along the rotating surface of the movable contact 25 The breaking capacity is smaller than that of the circuit breaker in which the holding holder, other contacts and the arc extinguishing device are arranged at the bottom of the base as in the first embodiment. Because the energy of the arc is small, there is a tendency that insulating molded articles such as the base 21 and the cover 22 are arranged closer to the arc.
  • the arc extinguishing side wall for fixing the arc extinguishing plate 39 is not required, and the arc extinguishing is performed by directly fitting into the grooves of the base 21 and the cover 22.
  • the device 38 can be constructed, the number of parts can be reduced, and the width of the circuit breaker of the arc extinguishing plate 39 in the width direction (the direction penetrating through the paper of Fig. 12) can be extended to extinguish the arc. The performance can be improved.
  • the projections 21a, the handle bearings 21b, the arm bearings 21c and the electromagnetic tripping fixing parts 21d also increase their mechanical strength by electron beam irradiation, so they are thermoset. It can compensate for the shortcomings of thermoplastic resins, especially nylon, which are softer and less precise in positioning accuracy than non-conductive resins.
  • the base 21 has a box shape and the cover 22 has a flat plate shape.
  • the present invention is not limited to this shape, and the base 21 and the cover 22 are not limited to this shape. Both may be box-shaped.
  • a single-pole circuit breaker has been described.
  • two poles are provided between base 21 and cover 22 in parallel in the thickness direction of the circuit breaker.
  • It may be a two-pole circuit breaker.
  • a center base is provided to insulate the two poles side by side, and this center base has a movable contact 25, a handle 29, and an electromagnetic trip device. 34 or the like may be provided.
  • the center-base may be a molded product formed with the same composition as the base of the second embodiment and irradiated with an electron beam.
  • the present invention is required to have heat resistance, anti-arc property, and excellent label characteristics between contacts, and to form a circuit breaker which is mainly composed of a thermoplastic resin and which can be recycled or reused such as burrs, sprues, and runners. It can be used as a product.

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Description

明 細 書 回路遮断器 技術分野
この発明は、 過電流を検出したとき可動接触子を回動させ、 接点間に発 生したアークを消弧装置により消弧する回路遮断器に関する。 背景技術
従来の回路遮断器のベースは、 耐熱性、 耐アーク性、 機械的強度等の要 求を比較的容易に達成できることから、 熱硬化性樹脂を主成分とするもの が多く用いられてきた。 ところが、 熱硬化性樹脂は、 成形時に発生するバ リ、 射出成形時に発生するスプル一ゃランナ一等の焼却または埋め立てが 必要であり、 バリ、 スプル一、 ランナー等のリサイクル或いはリユースが 困難であった。
他方、 熱可塑性樹脂を主成分とする成形品を採用することも検討されて いる。 例えば、 特開平 0 8— 1 7 1 8 4 7号公報に示されたナイロン 6、 ナイロン 6 6、 ナイロン M X D 6からなる熱可塑性樹脂と 2 0 0 ° C以上 で脱水反応する無機化合物と強化材とを含有する成形品は、 難燃性及び電 極開閉後の絶縁性能に優れ、 回路遮断器用の成形品としても好適である。 しかしながら、定格電流の大きな回路遮断器のベースに適用するときには、 ベースとして要求される特性、 特に耐熱性が不充分であることが判ってき た。
発明者らの実験によれば、 上述の特開平 0 8— 1 7 1 8 4 7号公報に記 載されたべ一ス (主樹脂となるナイロン 6の融点約 2 1 5 ° C ) を 2 2 5 アンペアフレーム、 定格電流 2 2 5 Aの回路遮断器に適用し、 過負荷遮断 試験 (定格電流の 6倍を通電し遮断する試験 ( J I S C 8 3 7 0及び C 8 3 7 1 )。 この場合、 2 2 5 A x 6 = 1 3 5 0 Aを通電) を行ったところ、 接点間のオーバー卜ラベル値が減少し、 接点間の接圧が異常に減少するこ とがあった。 このとき、 ベース側に固定される接触子を固定しているべ一 スの表面近傍が溶融していたことが判った。 これらオーバ一卜ラベル値の 減少、 接点間の接圧の減少、 ベースの近傍部位の溶融は、 遮断に伴って発 生するアーク発熱が主要因と考えられる。 そして、 固定接触子を固定して いるベースの近傍部位が溶融すると、 接点間の接圧が不安定になるばかり か、開閉を繰り返すことにより、ベースの固定接触子との接触部が変形し、 さらにオーバ一卜ラベル値の減少を誘引することが懸念される。
ここで、 オーバ一トラベル値とは、 接点が接触した状態で、 固定側の接 点を取り去ったときに、 可動側の接点が固定側の接点側に移動する量であ り、接圧を一定に保っために裕度をもって接点厚さの数倍に設定している。 そして、 接点を保持する構造物例えばベース、 可動接触子、 固定接触子等 は接点間の接圧を維持するため、 その反力を受けており、 この反力に起因 して構造物が変形例えばクリ一プ変形し、 経年的に才一バー卜ラベル値は 減少する。
また、熱可塑性樹脂として、 ポリブチレンテレフタレ一ト (略称 P B T、 融点 約 2 2 0 ° C )やポリエチレンテレフタレー卜(略称 P E T、融点 約 2 5 5 ° C ) を主成分としたときも同様であった。
そこで、 樹脂材料を更に高融点であるポリフエ二レンサルフアイ ド (略 称 P P S、融点 約 2 9 0。 C ) に変更して、同様の過電流引き外し試験を 実施しても、 同様の問題を発生した。 発明の開示
この発明は、 かかる問題を解決するためになされたものであり、 耐熱性 および耐アーク性に優れ、 特に過電流引き外しの際に発生、 またはこれを 繰り返しにより発生するような、 高温の熱履歴を受けても、 溶融や熱変形 の発生が少なく回路遮断器を得ることを目的とする。
また、 過電流を検出したとき可動接触子を回動させ、 この可動接触子の 接点と対向する位置に設けられた他の接点間に発生したアークを消弧装置 により消弧する回路遮断器において、 結晶性熱可塑性樹脂を主樹脂とする とともに、 成形後に電子線照射が施された絶縁性の成形品を用いたので、 高温の熱履歴を受けても、 溶融や熱変形の発生が少なく、 かつ耐アークに 優れる回路遮断器を得ることができる。
また、 回路遮断器は、 可動接触子とこの可動接触子を回動可能に保持す る保持ホルダ一とを有する開閉機構、他の接点および消弧装置が設けられ、 上記保持ホルダ一を回動可能に保持するとともに上記他の接点を保持する ベースと、 このベースに被せられ筐体を成すカバーとを備え、 成形品は上 記べ一スであるので、 耐熱性および接点間のオーバ一 トラベル特性に優れ る。
また、 ベースは、 保持ホルダ一、 他の接点および消弧装置が配置される 底部と、 この底部に直交して設けられ外部と境界を成す側面壁を有するも のであって、 上記ベースの底部に電子線照射が施され、 かつ上記ベースの 上記側面壁には電子線照射が施されないので、 アーク発生時のアーク発熱 による耐熱性および筐体内圧の上昇に対する耐衝撃性に優れる。
また、 ベースは、 可動接触子の回動面に沿って設けられた配置部に保持 ホルダ一、 他の接点および消弧装置が配置されたものであって、 この配置 部に電子線照射が施されたので、 耐熱性および耐アーク性に優れるととも に微細な加工が可能となり、 外径の小型化および部品の高密度化に寄与で きる。
また、 成形品は樹脂成分 1 0 0重量部に対し、 6 0〜2 0 0重量部の強 化材を含むので、 溶融や熱変形の発生が少なく、 かつ耐アーク性、 さらに 強度に優れる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 この発明の実施の形態 1に係る回路遮断器の外観を示す図で ある。
第 2図は、 第 1図の外観図からカバ一を取り去った図である。
第 3図は、 第 2図の保持ホルダーの外観を示す図である。
第 4図は、 第 1図の接点部分を拡大して示す断面図である。
第 5図は、 第 1図のペースを模式的に示す上面図である。
第 6図は、 第 5図に示すベースへの電子線照射の説明図である。
第 7図は、 第 6図の電子線照射時のベースと電子線遮蔽治具との位置関 係を示す図である。
第 8図は、 第 6図の電子線照射治具の他の例を示す図である。
第 9図は、 第 6図の電子線照射治具の他の例を示す図である。
第 1 0図は、 この発明の実施例 1 に係る 2 2 5ァンペアフレー厶用べ一 ス成形用の金型を示す図である。
第 1 1 図は、 この発明の実施の形態 2に係る回路遮断器の外観を示す図 ¾ o
第 1 2図は、第 1 1図回路遮断器の一部を切り欠いて示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態
実施の'形態 1 .
第 1図はこの発明の実施の形態 1に係る回路遮断器の外観を示す図、 第 2図は第 1 図の外観図からカバーを取り去った図、 第 3図は第 2図の保持 ホルダーの外観を示す図、 第 4図は接点部分を拡大して示す断面図、 第 5 図は第 1図のベースを模式的に示す上面図である。
図において、 1は回路遮断器、 2は絶縁性の樹脂成形品により形成され たベース、 3は絶縁性の樹脂成形品により形成されベース 2に被せられべ —ス 2とにより筐体を形成するカバ一、 4はカバ一 3の外部より開閉機構 7および保持ホルダー 6を介して可動接触子 5を開閉するハンドル、 6は 可動子保持部 6 A (第 3図) に可動接触子 5を回動可能に保持する保持ホ ルダ一、 7は金属製のフレーム 7 Aがべ一ス 2に支持され、 保持ホルダー 6を開閉駆動する開閉機構、 8は過電流を検出し開閉機構を卜リップさせ る過電流検出器、 9は接点 5 A、 1 0 A間に発生したアークを消弧する消 弧装置であり、 複数の金属製の消弧グリツ ド板 9 A (第 4図) を絶縁性の グリッ ド側板 9 Bにより支持している。 1 0は可動接点 5 Aに対向する接 点 1 0 Aが設けられたベース側接触子(固定接触子に相当する)、 1 1 はべ —ス側接触子 1 0を支持ピン 1 2周りに回動可能に支持するとともに電路 を形成する支持部材、 1 3は支持部材 1 0と固定導体 1 4を電気的に接続 する可とう性銅線、 1 5は固定導体 1 4を覆う絶縁部材である。
次いで、 ベ一ス 2について詳説する。
ベース 2には、 その底部 2 C (第 5図、 第 7図) に、 開閉機構 7、 過電 流検出器 8、 消弧装置 9、 支持部材 1 1 を介してベース側接点 1 O Aが配 置されており、 端子板保持部 2 D、 2 Eには端子板 1 4 A、 1 6 (第 4図、 第 2図) が配置され、 さらに、 保持ホルダ一受け部 2 Fで保持ホルダ一 6 の回転軸 6 B (第 3図) を支持する。 これらの中で消弧装置 9とベース側 接点 1 O Aは接点 5 Aおよび 1 O A間に発生したアークに近〈ァ一クによ る発熱の影響が大きい領域であり 2 G (第 5図) と付番した、 また、 ベ一 ス 2の底部 2 Cに直交して、 外部との境界を成す側面壁 2 Aおよび相間を 絶縁する相間壁 2 Bが一体成形により設けられている。 また、 接点 1 0 A が設けられたベース側接触子 1 0の支持部 1 1 との接触部、 開閉機構の支 持部.、 保持ホルダ一 6の回転軸 6 Bの支持部に大きな力が作用する。
ベース 2は結晶性の熱可塑性樹脂を主樹脂とした成形品であり、 電子線 が照射されている。 ここで、 電子線とは、 電子の流れを細く しぼり、 ほぼ 直線状としたものであって、 殺菌を目的として医療用品の分野で広く使用 されている。
結晶性熱可塑性樹脂は、 結晶性であれば、 特に制約を設けないが、 回路 遮断器が市場において 1 0〜 1 5年にわたり連続使用されることから考え て、 耐熱連続使用温度が 1 2 0 ° C以上であるポリエステル、 ポリアミ ド が好ましい。 吸湿の影響が極めて少ない点で、 ポリエステルが好ましく、 ポリエチレンテレフタレ一卜 ( P E T )ゃポリブチレンテレフタレート ( P B T ) が適している。 また、 これらのァロイでも良い。 卜ラヅキング性能 や遮断後の絶縁性能が良好な点で、 ベンゼン環を有さない樹脂、 例えばポ リアミ ドが好ましく、 ナイロン 1 2やナイ ロン 6やナイロン 6 6などが適 している。
架橋促進剤は、 電子線照射により結晶性熱可塑性樹脂中の非結晶部位が, 主として架橋されることを促進する目的で、 0 . 5〜2部添加されている。 架橋促進剤として、 例えば、 多官能性モノマ一である、 卜リアリルイソシ ァネレ一 卜 (略称 T A I C )、 卜リスハイ ド口才キシェチルイソシァヌ リ ヅクァクリ レー 卜 (略称 T H E I C A )、 卜リスハイ ド口才キシェチルイ ソシァヌ リックメタクリ レ一 卜 (略称 T H E I C M )、 卜リメチ口一ルプ 口パントリアクリ レー ト (略称 T M P T A ) が好ましい。 また、 これらを 組み合せて添加しても良い。
同一電子線照射量でのゲル分率が高い点で、 T A I Cまたは T H E I C Aの添加が好ましい。
酸化防止剤は、 材料混練時に、 架橋促進剤の自己架橋を防止することを 目的として、 0 . 2〜0 . 9部添加されている。 更に 0 . 4〜0 . 6部が 好ましい。 酸化防止剤としては、 例えば、 ヒンダ一ドフエノール系酸化防 止剤が好ましく、 2 , 6 —ジ一 t—プチルー P—クレゾ一ル (略称 B H 丁)、 トリェチレングリコール一ビス [ 3— ( 3— t—プチル一 5—メチル — 4—ヒ ドロキシフエニル) プロビオネ一 卜]、 1, 6—へキサンジ才一ル 一ビス [ 3— ( 3 , 5—ジ一 t —ブチル一 4—ヒドロキシフエニル) プロ ビオネ一 卜]、 ペンタエリスリチル■テ卜ラキス [ 3— ( 3 , 5—ジ一 t一 プチルー 4—ヒ ドロキシフエニル) プロピオネー卜]、 N , N '—へキサメ チレンビス ( 3, 5—ジー t—ブチル一 4ーヒ ドロキシ一ヒドロシンナマ ミ ド)、 3 , 5—ジ— t—プチル一 4—ヒ ドロキシベンジルフ才スフ才ネ一 トージェチルエステルなどが挙げられる。
これらは、 単体で添加しても、 組み合せて添加しても良い。
強化材は、 ガラス繊維に代表される。 ガラス繊維は、 ガラスからなる繊 維状のものをいい、 ガラス素材としては、 Eガラス、 Sガラス、 Dガラス、 Tガラスまたはシリカガラスなどが挙げられる。一般的に知られるように、 ガラス繊維の直径が 6〜1 3 y m、 アスペク ト比が 1 0以上であることが 耐衝撃強度向上の点から好ましい。
無機質の充填材は、 アルミナ、 炭酸カルシウム、 マイ力、 クレー、 タル ク、 カオリン、 ワラス 卜ナイ 卜などが挙げられる。
難燃材としては、 赤燐系、 リン酸エステル系、 ハロゲン系などが挙げら れるが、 接点 5 A、 1 0 Aをはじめとする金属腐食が極めて少ない点で、 リン酸エステル系、 ハロゲン系が好ましい。 また、 リン酸エステル系と比 較して少ない添加量で難燃性を発揮する点でハロゲン系が好ましい。更に、 成形時にシリンダー滞留した場合でも、 分解し難いという点で、 ジブロモ ポリスチレンが好ましい。
難燃助材としては、 ハロゲン系との相乗効果が増す点で、 三酸化アンチ モンが好ましい。 次いで、 ベースへの電子線照射について説明する。
第 6図は第 5図に示すベースへの電子線照射の模式図、 第 7図は第 6図 の電子線照射時のベースと電子線遮蔽治具との位置関係を示す図であり、 ースを破線で示している。 第 8図、 9は、 第 6図の電子線照射治具の他 の例を示す図である。
図において、 4 0は電子線照射装置、 4 1 は電子線、 5 0は電子線遮蔽 治具であり、 例えば板厚 4 m mの鉄板に電子線 4 1 を通過させる通過孔 5 1 が設けられている。 通過孔 5 1ば、 第 7図に示すように、 ベース 2の底 部 2 Cに対し開口し、 他方、 ベース 2の側面壁 2 Aおよび端子板保持部 2 D、 2 Eは、 電子線遮蔽治具 5 0により遮蔽されている。 また、 第 6図で は、 電子線遮蔽治具 5 0がベース 2から離間した例を示しているが、 電子 線遮蔽治具 5 0はベース 2に直置きしてもよい。
電子線照射装置 4 0から互いに平行に照射された電子線 4 1 は、 真つ直 ぐ被照射体であるベース 2に照射され、 底部 2 Cを透過する。 電子線遮蔽 治具 5 0により、 ベース 2の底面 2 Cは架穑し、 一方、 側面壁 2 Aおよび 端子板保持部 2 D、 2 Eは電子線 4 1 が遮蔽されるため架橋しない。 一般 的に、 結晶性熱可塑樹脂は結晶化度の割合に応じて非晶性部分が含まれて おり、 成形品 (ベース 2 ) 'に電子線 4 1 が照射されると、 成形品中の非晶 性部分を架橋し三次元網目構造が形成される。
当該成形品樹脂材料には、 ベースレジン、強化材、 無機充填材、 難燃材、 難燃助材など、 通常の樹脂を構成する材料に加えて、 架橋促進剤、 酸化防 止剤が添加されている。
電子線 4 1 の照射により非晶性部分が架橋されるが、 電子線 4 1 の強度 が弱く成形品を貫通しないと成形品内部に電子が残留することとなる問題 があるので、 電子線 4 1は成形品を貫通する強度であることが望ましい。 電子線照射の加速電圧は、 ベース 2の底部 2 Cの板厚 2 m mを貫通しか つ架橋がなされる条件から、 2 M V以上が好ましいが、 照射電子線を材料 内に空間電荷として残存させないためには、 3〜5 M Vが最適である。 なお、 電子の残留を防ぐ観点からは、 厚さの薄い保持ホルダ一受け 2 F 部分以外の相間壁 2 Bには電子線を照射しないことが好ましい。 即ち、 電 子線遮蔽治具 5 5、 5 6 (第 8図、 第 9図) のように、相間壁 2 Bの全て、 或いは保持ホルダ一受け 2 F部分を除く相間壁 2 Bを遮蔽する形状の治具 を用いることが好ましい。
第 4図に示す閉路状態で、 過電流が発生すると、 過電流検出器 8が過電 流を検出し、 開閉機構 7にトリップ指令を与える。 これにより、 開閉機構 7は卜グルリンク機構の蓄勢力により、 保持ホルダ一 6を第 2図、 第 4図 において反時計方向に回動させ、 可動接触子 5もそれに伴って保持ホルダ — 6と同方向に回動し、 接点 5 A、 1 0 Aが開離し接点 5 A、 1 0 A間に アークが発生する。 このアークは消弧装置 9に電磁気的に吸引され消弧さ れる。 なお、 過電流の大きさが非常に大きいときには、 開閉機構 7の開離 動作前に、 電磁反発力によって接点 5 A、 1 O Aは開離する。 このアーク 発生時にアークにより多大な熱的な影響を受ける領域が消弧装置 9や接点 5 A s 1 O Aが設けられた領域 2 G (第 5図) である。 また、 接点 1 O A が設けられたベース側接触子 1 0の支持部 1 1 との接触部 2 G、 開閉機構 7のフレーム 7 Aの支持部、 保持ホルダ一 6の回転軸 6 Bの支持部に大き な力が作用する。 '
以上のように、 結晶性熱可塑性樹脂を主樹脂とするとともに、 成形後に 電子線照射が施された絶縁性のベース 2を用いたので、 熱可塑性樹脂の微 細加工性、スプル一、ランナ一等のリサイクル性のメリッ 卜を享有しつつ、 耐熱性および耐アーク性に優れるベース 2を得ることができた。 さらに、 高温の熱履歴を受けても、 溶融や熱変形の発生が少なく、 かつ耐クリープ 性に優れ、 したがって接点 5 A、 1 0 A間の接圧に影響が少ないベース 2 を得ることができた。 また、 相間壁 2 Bの保持ホルダー受け 2 Fにも電子 線照射が施されており、耐熱性、接点間のオーバー卜ラベル特性に優れる。
また、 成形品は樹脂成分 1 0 0重量部に対し 6 0〜2 0 0重量部の強化 材を含むとき、 ベース 2の溶融や熱変形の発生が少なく、 かつ耐クリープ 性に優れ、 強度にも優れることから接圧の減少が特に少なかった。 このよ うに、 強化材が多量に含まれた構造材で、 局所的な力を受けその箇所にァ ーク熱のような'高温が作用するベース 2に適用するときに非常に有用であ つた。
また、 ベース 2の底部 2 Cは架橋し、 側面壁 2 Aは電子線が遮蔽され架 橋されないので、 回路遮断器の過負荷遮断時に、 高熱になりやすいベース 2の底部 2 Cは溶融や熱変形することが少なく、 耐クリ一プ性に優れる。 側面壁は、 逆に、 架橋により衝撃性能が低下すると、 短絡遮断時に発生す る内圧を受け、 破損する場合があるが、 ベース側面壁 2 Aは架橋されてお らず耐衝撃性にも優れるので、 耐熱性と耐衝撃性を兼ね備えたベース 2を 得ることができる。
実施例 1
以下、 本 明の実施例を具体的に説明するが、 本発明は、 この実施例に 限定されるものではない。 実施例 1では、 2 2 5アンペアフレーム用の回 路遮断器について説明する。
第 1 0図は、 この発明の実施例 1に係る 2 2 5アンペアフレーム用べ一 ス成形用の金型を示す図である。 第 1 0図において、 9 0は固定金型 9 0 A及び可動金型 9 0 Bからなり、 その内部が、 ベース 2に沿った形に形成 された金型である。 9 1 は、 固定金型 9 0 Aに形成された混合材料の注入 口である。 混合材料を固定金型 9 0 Aの中心に位置する注入口 9 1 から、 2 5 0 卜ン射出成形機で、 可動金型温度 8 5〜9 5 ° C、 固定金型温度 8 5〜9 5 ° C、 シリンダ一温度 2 3 0〜2 8 0 ° C、 保圧時間と射出時間 との合計が、 1 0秒の条件で、 ベース 2を成形した。
続いて、 当該成形品を第 6図に示す方法で、 四方の側面壁 2 A、 2 D、 2 E (第 5図) を厚さ 4 mm®鉄製の電子線遮蔽治具 50で覆った状態で、 日新ハイボルテ一ジ電子線照射装置を用いて、 加速電圧 2 M Vで電子線照 射を行った。
次に、 試験方法、 判定方法およびその結果について説明する。
上述の方法で成形、 電子線照射したベース ( 1 1 ) 〜 ( 1 5 ) を用いて, 回路遮断器 ( 2.25アンペアフレーム) を組立て、 過負荷遮断試験 (定格 電流の 6倍 ( 2 25 A X 6= 1 3 50 A) を通電) を行った。
試験後、 固定接触子の接触部およびその近傍 (第 5図におけるべ一ス側 接触子 1 0の支持部 1 1 とベース 2 Cの底部 2 Cであり領域 2 Gの一部) の表層が溶融していない場合を合格とし、 溶融した場合を不合格とした。
表 1〜表 2に試験結果を示す。 表中のレジン (樹脂) には、 難燃材と難 燃助材 含めた部数となっている。サンプル( 1 1 )〜( 1 5 )、比較例( 2 1 ) 〜 ( 24 ) には、 難燃材として、 ジブロモポリスチレンを 1 5部、 難 燃助材として、 三酸化アンチモンを 5部添加した。 また、 サンプル ( 1 1 ) 〜 ( 1 5 )、 比較例 ( 2 2 )、 ( 24 ) には、 架橋促進剤として、 卜リアリル イソシァネレー卜 (略称 T A I C)、 酸化防止剤として、 2 , 6—ジ一 t —プチルー P—クレゾ一ル (略称 B H T ) を添加した。 また、 サンプル ( 1 4 ) 〜 ( 1 5 )、 比較例 ( 23 )、 ( 24 ) には衝撃吸収材として、 ェチ レン /プロピレン共重合体 8部を含む。
また、 サンプル ( 1 1 ) 〜 ( 1 5 )、 比較例 ( 2 1 )、 ( 23 ) には電子線 を照射し、 比較例 ( 22 )、 ( 24) には電子線を照射しなかった。 (表 1 )
Figure imgf000014_0001
以上のように、 架橋促進剤と酸化防止剤とを添加したナイロン 6複合材 料からなるベース 2で構成されたサンプル ( 1 1 ) 〜 ( 1 5 ) を用いた回 路遮断器は、 過負荷遮断試験後も、 ベース 2の固定子接触部およびその近 傍が溶融することなく、 電子線照射を施さないベースを用いた回路遮断器 に比較し、 耐熱性および耐アーク性に優れていた。 したがって、 経年使用 時における接点間の才一バートラベル特性にも優れることが容易に予測さ れ 。
また、 サンプル ( 1 4 ) 〜 ( 1 5 ) を用いた回路遮断器は、 耐衝撃性に も優れ; rおり、 特に第 1 0図の金型で成形したベース 2の場合には、 ベー ス 2の底部 2 Cは電子線の照射による架橋により機械的強度が増しており (但し、耐衝撃性は低下している)、側壁部 2 Aは電子線が照射されず耐衝 撃性に優れるので、 アーク発生に伴って生じる内圧上昇にも充分に耐えう ることができ好ましいものであった。
また、 電子線を照射しなかった、 比較例 ( 2 2 )、 ( 2 4 ) は耐熱特性に 劣るものであった。 - 実施の形態 2 .
以下この発明の実施の形態 2について説明する。 第 1 1 図はこの発明の 実施の形態 2に係る回路遮断器の外観を示す図、 第 1 2図は第 1 1 図回路 遮断器の一部を切り欠いて示す説明図である。
図において、 2 0は絶縁筐体であり、 実施の形態 1 および実施例 1で説 明したベース 2と同様の材料で形成されたべ一ス 2 1 およびカバー 2 2か らなっている。 ベース 2 1 は、 回路遮断器の一側面を構成する側面部 (配 置部) 2 1 Aと、 この側面部 2 1 Aの外周縁から当該側面部 2 1 Aに直交 しての壁部 2 1 Bがー体成形により形成されている。 側面部 2 1の内側に は可動接触子 2 5の回動面に沿って消弧装置 3 8や固定接触子 2 3が配置 される。 カバ一 2 2は平板状に形成され、 ベース 2 1 の側面部 2 1 Aに対 向して設けられ回路遮断器の他側面を構成しており、 ベース 2 1 にネジ或 しゝはリベットにより固定されている。
また、 ベース 2 1の側面部 2 1 Aおよびカバ一 2 2は実施の形態 1 およ 'び実施例 1 と同様にして電子線が照射されている。 なお、 ベース 2 1への 電子線の照射時には、第 6図に示したように電子線遮蔽治具 5 0を使用し、 筒状の壁部 2 1 Bに電子線が全く照射されないようにすると、 カバー 2 2 との当接する部分が硬〈なりすぎず割れや欠けが発生しにく く好ましい。 一方、 電子線照射の作業効率からは電子線遮蔽治具 5 0を使用しないこと が好ましい。 ,
遮断回路には、 固定接触子 2 3と、 この固定接触子 2 3に固着された固 定接点 2 4と、 この固定接点 2 4に対向して接離する可動接点 2 5 aを有 する可動接触子 2 5とが設けられている。 2 6はこの可動接触子 2 5を一 体に支持するアーム (可動接触子 2 5を回動可能に保持する保持部材) で あり、 U字状溝 2 6 aと、 ストヅパ係止部 2 6 bと、 軸 2 7が係合する長 孔 2 6 cとが形成されている。
2 7はアーム 2 6 (保持部材) および可動接触子 2 5の回動中心となる 軸であり、 絶縁筐体 2 0に支持されている。 2 8は可動接触子 2 5を固定 接点 2 4から常に開離させる方向へ付勢するように張設したメイ ンパネ、 2 9は合成樹脂で形成され外部から開閉操作を行うハンドル、 3 0はハン ドル 2 9を反時計方向へ付勢するリセッ 卜パネ、 3 1は丸棒材を U字形に 曲げて形成した操作リンクであり、 一端はハンドル 2 9と係合し、 他端は ラッチ 3 2のリンク係合溝 3 2 aに係合する。 また、 ハンドル 2 9は、 絶 縁筐体 2 0の外に突出した取手部 2 9 bと、 操作リンク 3 1 を連結する突 出部 2 9 cとで構成されている。
3 2は軸 2 7に軸支されたラッチであり、 操作リンク 3 1の他端に係合 するリンク係合溝 3 2 aと、 電磁引き外し部 3 4のロッ ド 3 7の押圧力を 受ける 卜リガ一片 3 2 bと、 ノ ィメタル 3 3の湾曲による押圧力で操作リ ンク 3 1 とリンク係合溝 3 2 aとの係合を解脱せしめる方向への力を受け る 卜リガ一片 3 2 cが形成されている。 また、 アーム 2 6とラッチ 3 2と の間には、 復帰パネ 3 2 dが縮設されていて、 常時ラッチ 3 2をアーム 2 6に対して半時計方向に付勢する。 U字状溝 2 6 aに嵌まり込んだ操作リ ンク 3 1 の他端は、 パネ 3 2 dのパネ力によってラツチ 3 2のリンク係合 溝 3 2 aで挟持されて、 ロック状態になっている。 そして、 固定接点 2 4 に対して可動接点 2 5 aが弾接し、 遮断回路が形成される (第 1 2図の状 態)。
こう して、 上記アーム 2 6と、 メインパネ, 2 8と、 ハンドル 2 9と、 リ セッ トパネ 3 0と、 操作リンク 3 1 と、 ラッチ 3 2とにより開閉機構が構 成 れる。
3 3は通電電流に対応して第 1 2図において右方向へ加熱湾曲されるバ ィメタル、 3 4は電磁引き外し装置であり、 電磁石 3 5への通電による電 磁力により駆動されるプランジャ 3 6と、 このブランジャ 3 6の吸引動作 により第 1 2図において左方向へ突出するロッ ド 3 7を有している。 パイ メタル 3 3と、 電磁引き外し装置 3 4とにより過電流引き外し装置が形成 されている。 3 8は消弧装置、 3 9はこの消弧装置 3 8の消弧板である。 4 0は上記固定接点 2 4と可動接触子 2 5を含むアーク発生室であり、 可 動接触子 2 5が開離時に発生するアークが充満する。 4 1 はアークを消弧 装置 3 8の方向へ誘導するアークランナーである。
このように構成された回路遮断器において電路に短絡電流が流れると、 電磁引き外し装置 3 4の電磁石 3 5がこれを感知して働き、 プランジャ 3 6が吸引され、 これに連動するロッ ド 3 7が左方向へ移動する。 すると、 その卜リガ一片 3 2 bがロッ ド 3 7で押圧され、 ラッチ 3 2は復帰パネ 3 2 dのパネ力に抗して時計方向に回動する。 U字状溝 2 6 a内でリンク係 合溝 3 2 aによって施錠状態になって嵌まり込んでいた操作リ ンク 3 1 の 他端は、 ラッチ 3 2が時計方向へ回動することにより、 アーム 2 6に対し てフリ一な状態になる。 このため、 アーム 2 6は開放機構としてのメイン パネ 2 8のパネ力により軸 2 7を中心にして時計方向に強制的に回動して 引き外し ( 卜リップ) 動作をする。 こうして、 可動接触子 2 5は、 高速開 離し、 遮断動作を行う。
ここで、 ベース 2 1 に配設された部品からベース 2 1 に応力が作用する 部分、 例えばベース 2 1 に一体成形により設けられた突起 2 1 a、 ハンド ル軸受け部 2 1 b、 アーム軸受け部 2 1 cおよび電磁引き外し固定部 2 1 dについて説明する。
突起 2 1 aは、メインバネ 2 8の一端を支持するよう突設して設けられ、 メィンバネ 2 8より力が作用している。 ハンドル軸受け部 2 1 bは、 ノ、ン ドル 2 9の回動軸を軸支するように設けられ、 その軸より力が作用してい る。 アーム軸受け部 2 1 cは、 アーム 2 6および可動接触子 2 5の回動軸 2 7を軸支するように設けられ、 回動軸 2 7より力が作用している。 電磁 引き外し固定部 2 1 dは、 電磁引き外し装置 3 4をべ一ス 2 1 に位置決め するように設けられたリブであり、 固定接触子 2 3および電磁引き外し装 置 3 4を介して可動接触子 2 5より力が作用している。
以上のように、 ベース 2 1 の側面部 (配置部) 2 1 Aに電子線を照射し たので、 熱可塑性樹脂の微細加工性、 スプル一、 ランナー等のリサイクル 性のメリッ 卜を享有しつつ、 耐熱性が向上し耐アーク性が向上する。 さら に、 カバ一 2 2にも電子線を照射したので耐熱性が向上し耐ァ一ク性が向 上する。
また、 実施の形態 2のように、 可動接触子 2 5の回動面に沿って、 ァー 厶 2 6や固定接触子 2 3や消弧装置 3 8が配置される回路遮断器は、 実施 の形態 1のようなベースの底部に保持ホルダー、 他の接点および消弧装置 が配置される回路遮断器に比較し、 遮断容量が小さく、 遮断時に発生する アークのエネルギーが小さいこともあり、 ベース 2 1やカバー 2 2等の絶 縁成形品がアークにより近接する位置に配置される傾向にある。
そして、ベース 2 1の側面部 2 1 Aおよびカバ一 2 2に電子線を照射し、 これらの部分の機械的強度、 耐熱性および耐アーク性が向上するので、 ァ —クのエネルギーが小さく、 アークの発生に伴う曝圧による内部の圧力上 昇よりも、 アークによる発熱に対する耐性を満足するものを得ることがで きる。
また、 耐熱性および耐アーク性が向上するので、 消弧板 3 9を固定する ための消弧側壁を必要とせず、 直接ベース 2 1 およびカバ一 2 2の溝に嵌 めこむことによって消弧装置 3 8を構成でき、 部品点数を削減でき、 かつ 消弧板 3 9の回路遮断器の幅方向寸法 (第 1 2図の紙面を貫通する方向) を長くすることができ、 アークの消弧性能を向上に寄与できる。 ' また、 突起 2 1 a、 ハンドル軸受け部 2 1 b、 ァ―厶軸受け部 2 1 cお よび電磁引き外し固定部 2 1 dも電子線照射により、 機械的強度が向上す るので、熱硬化性樹脂に比較し軟らかく位置決め精度に劣る熱可塑性樹脂、 特にナイロンの欠点を補うことができる。
なお、 実施の形態 2では、 ベース 2 1 が箱状、 カバ— 2 2が平板状のも のについて説明したが、 この形状に限定されるものでなく、 ベース 2 1 お よびカバ一 2 2の両方が箱状の形状であってもよい。
また、 実施の形態 2では、 単極の回路遮断器について説明したが、 ベ— ス 2 1 とカバ一 2 2との間に回路遮断器の厚さ方向に並設して二極が設け られる二極の回路遮断器であってもよく、 この場合には並設する二極間を 絶縁するセンターべ一スを設け、 このセンターベースに可動接触子 2 5、 ハンドル 2 9、 電磁引き外し装置 3 4等を設けてもよい。 その際、 センタ —ベースは、 実施の形態 2のベースと同一の組成で形成された成形品に電 子線が照射されたものを用いるとよい。 産業上の利用可能性
この発明は、 耐熱性、 対アーク性及び接点間の才一バー 卜ラベル特性が 要求され、 かつ熱可塑性樹脂を主成分としバリ、 スプル一、 ランナー等の リサイクル或いはリユース可能な回路遮断器の成形品として使用すること ができる。

Claims

請求の範囲
1 . 過電流を検出したとき可動接触子を回動させ、 この可動接触子の接点 と対向する位置に設けられた他の接点間に発生したアークを消弧装置によ り消弧する回路遮断器において、
結晶性熱可塑性樹脂を主樹脂とするとともに、 成形後に電子線照射が施 された絶縁性の成形品を用いたことを特徴とする回路遮断器。
2 . 回路遮断器は、 可動接触子を回動可能に保持する保持ホルダーを開閉 する開閉機構と、 他の接点および消弧装置が設けられ、 上記保持ホルダー を回動可能に保持するとともに上記他の接点を保持するベースと、 このべ
—スに被せられ筐体を成すカバ一とを備え、 成形品は上記べ—スであるこ とを特徴とする請求の範囲第 1項記載の回路遮断器。
3 . ベースは、 保持ホルダ一、 他の接点および消弧装置が配置される底部 と、 この底部に直交して設けられ外部と境界を成す側面壁を有するもので あって、 上記ベースの底部に電子線照射が施され、 かつ上記ベースの上記 側面壁には電子線照射が施されないことを特徴とする請求の範囲第 2項記 載の回路遮断器。
4 . ベースは、 可動接触子の回動面に沿って設けられた配置部に保持ホル ダ一、 他の接点および消弧装置が配置されたものであって、 この配置部に 電子線照射が施されたものであることを特徴とする請求項 2記載の回路遮 断器。
5 . 成形品は樹脂成分 1 0 0重量部に対し、 6 0〜2 0 0重量部の強化材 を含むことを特徴とする請求項 1記載の回路遮断器。
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