JP2000243169A - 多極回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巾の広い多極回路遮断器を安いコストで実現
する。 【解決手段】 開閉操作機構部とクロスバー４５の連結
部分から十分離れたクロスバー上に係合ローラ４４を設
け、補助フレーム３７上に補助カム３６を設け、電磁反
発力によってクロスバー４５が回転付勢されたとき係合
ローラ４４の変位方向と略直交するようなカム面を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、比較的巾の広い
多極回路遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電路には負荷の大きさに応じて
種々の電流が流れる。この電流の大きさに対応できるよ
うに、例えば１６００アンペア程度の小容量のものから
６３００アンペア程度の大容量のものまでの多様な定格
電流を有する回路遮断器を用意しておく必要がある。以
前の回路遮断器は定格電流の大きさに応じて外形寸法や
内部構造がまったく異なっていたが、最近は効率的な配
電盤の構成が求められると共に、定格電流が異なっても
できるだけ構成部品を共通化することによって回路遮断
器の製造コストを削減する傾向になってきた。このた
め、最近の回路遮断器は、定格電流が異なっても、外形
寸法上、巾だけ異なるものとし高さと奥行きを一定と
し、開閉操作機構などはほとんどの部品を共通化する構
成となってきた。

【０００３】しかし、部品の共通化には限度があり、例
えば定格電流によってサイズの異なる主回路導電部やこ
の主回路導電部を保持する成型絶縁ベースなどを共通化
するのは困難であった。一般的には、需要の多い比較的
小容量の回路遮断器については高価な専用金型を利用し
て部品を制作しても採算が成り立ったが、より大容量の
回路遮断器は需要が少ないため、専用金型などの制作を
できるだけ避ける必要があった。そこで、２台の小容量
回路遮断器を結合して１台の大容量回路遮断器を構成す
るという技術が従来からあった。

【０００４】このような従来の大容量回路遮断器を構成
するための小容量回路遮断器の構造と動作を図５及び図
６によって説明する。この回路遮断器は３極型であるが
図５はその中央極を示す側面図であって、開閉接触子部
分１はベース２とカバー３とからなる絶縁ケース内に構
成されており、電源側と負荷側とに対応してそれぞれ上
下に設けられる中継接触子４を介して端子５に接続され
ている一対の固定接触子６と、これら電源側及び負荷側
の双方の固定接触子６と接触及び開離する可動接触子７
と、可動接触子７を保持し且つ図示されないガイドによ
って左右方向に移動可能な接触子ホルダー８と、各固定
接触子６と可動接触子７との間に接触圧力を付与する接
圧ばね９とを有している。このように構成される開閉接
触子部分は両端極にも備えられ、後述するクロスバー２
４によって同時に操作される。

【０００５】開閉操作機構部１０は中央極部分に備えら
れており、軸１１によって回転自在に保持されるトグル
レバー１２と、軸１３によって回転自在に保持されるト
リップレバー１４と、トグルレバー１２とトリップレバ
ー１４との間にトグル連結軸１５によって互いに回転自
在に連結される上側トグルリンク１６及び下側トグルリ
ンク１７と、軸１８によって回転自在に保持される投入
カム１９と、軸２０によって回転自在に保持されると共
に操作レバーローラ２１を備えた操作レバー２２と、投
入ばね２３と、クロスバー２４によって回転自在に保持
されるとともにトグルローラ２５を備えたコンタクトレ
バー２６とを有している。コンタクトレバー２６は中央
極だけでなく両端極にも備えられており、それぞれの極
の接触子ホルダー８と軸２７によって連結され、クロス
バー２４が回転したとき３極の接触子ホルダー８が同時
に移動できるようになっている。なお、中央極の軸２７
と固定部材との間には遮断ばね２８が設けられている。

【０００６】このように構成された回路遮断器の動作に
ついて説明する。図５には、投入ばね２３が放勢し、操
作レバー２２が反時計方向に回転し、操作レバーローラ
２１を介して投入カム１９が時計方向に回転し、投入カ
ム１９のカム面によってトグル連結軸１５が左方向に移
動し上側トグルリンク１６と下側トグルリンク１７が伸
直した状態が示されている。この状態ではトグルレバー
１２が反時計方向に回転しておりトグルレバー１２のカ
ム面及びトグルローラ２５を介してコンタクトレバー２
６と共にクロスバー２４が時計方向に回転し、３極すべ
ての可動接触子７が接触子ホルダー８を介して右方向に
移動し固定接触子６と接触した状態、すなわちこの回路
遮断器の閉路状態となっている。この閉路状態において
は、遮断ばね２８や接圧ばね９の作用力は、コンタクト
レバー２６を反時計方向に回転させ、トグルレバー１２
を時計方向に回転させ、上側トグルリンク１６及び下側
トグルリンク１７を介してトリップレバー１４を反時計
方向に回転させ、一端においてトリップレバー１４と係
合しているトリップローラ２９を備え且つ軸３０によっ
て回転自在に保持されるラッチ手段３１を反時計方向に
回転させるように付勢しており、ラッチ手段３１は、ト
リップアクチュエータ３２を備えた回転自在のラッチ受
け３３の断面が半円形の部分と係合してその回転が阻止
されている。

【０００７】この回路遮断器の開路動作は、図５におい
て、過電流引き外し装置３４が動作したとき又はトリッ
プボタン３５を押したとき、ラッチ受け３３が反時計方
向に回転し、ラッチ手段３１がラッチ受け３３との係合
が解除されて反時計方向に回転し、トリップローラ２９
との係合が解除されてトリップレバー１４が反時計方向
に回転し、上側トグルリンク１６及び下側トグルリンク
１７が左下方に変位し、トグルレバー１２が時計方向に
回転し、コンタクトレバー２６が反時計方向に回転し、
接触子ホルダー８と共に可動接触子７が左方向に移動し
固定接触子６から開離する。このときの開閉操作機構部
１０の主要部が図6に示されている。この回路遮断器の
閉路動作は、詳細は説明しないが、上記の開路状態から
投入ばね２３を蓄勢してトリップレバー１４とトリップ
ローラ２９とを再係合させるリセット操作を行い、投入
ばね２３を放勢すると前述のような図５に示される閉路
状態となる。

【０００８】図７及び図８は、それぞれＡ極、Ｂ極及び
Ｃ極並びにＤ極、Ｅ極及びＦ極を有する上述のような３
極型の小容量回路遮断器２台を結合して１台の大容量の
回路遮断器を構成したときの模式図であって、図７は正
面図、図８は側面図である。図７に示されるようにこの
回路遮断器は、Ｄ極、Ｅ極及びＦ極を備える右半分の回
路遮断器からは開閉操作機構が削除され、クロスバー２
４の代わりにＡ極からＦ極までのすべてのコンタクトレ
バー２６が取り付けられるクロスバー５０が設けられ、
左半分の中央極であるＢ極に備えられた開閉操作機構部
１０を操作することによりＡ極からＦ極までのすべての
極が操作されるようになっている。そして、左端側の２
極（Ａ極とＢ極）を並列に接続して新しい左極、中央の
２極（Ｃ極とＤ極）を並列に接続して新しい中央極、右
端側の２極（Ｅ極とＦ極）を並列に接続して新しい右極
を構成させているため、元の小容量回路遮断器の２倍の
定格電流を有する回路遮断器としての通電能力を備える
ことができる。例えば、２０００アンペアの回路遮断器
２台を結合して４０００アンペアの回路遮断器１台を構
成できる。

【０００９】このような構成によれば、２台の小容量の
回路遮断器と、これら２台の回路遮断器を互いに結合す
る部材と、新しいクロスバー５０と、開閉接触子数が増
えることによる開閉操作機構のわずかな部材の取換え
と、それぞれ隣接する２極を並列に接続して新しい１極
を構成するための端子部材を用意するだけで大容量回路
遮断器を構成でき、高価な金型などの制作を必要としな
い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】回路遮断器の電路にお
いて短絡事故が発生すると、このとき流れる短絡電流に
よって大きな電磁反発力が生じるために、図５及び図８
において、可動接触子７が左方向に付勢され、コンタク
トレバー２６と共にクロスバー２４、５０が反時計方向
に回転付勢される。この付勢によるクロスバーの回転は
中央極に備えられる開閉操作機構部１０によって阻止さ
れるため、端極で生じた電磁反発力はクロスバーにねじ
り力として作用し、過電流引き外し装置３４などが動作
して開閉操作機構部１０が動作しない限りクロスバーに
は機械的ストレスが発生する。特に、短絡電流が流れた
瞬間においてはクロスバーに回転付勢力が衝撃的に加わ
り、クロスバーにとって機械的ストレスが非常に大きい
ものとなる。

【００１１】上記のように大容量回路遮断器を形成する
前の例えば３極型の小容量回路遮断器においてこのよう
な短絡電流が流れても、端極（Ａ極又はＣ極）において
クロスバーに加わるねじれ量は開閉操作機構部１０が設
けられたＢ極との間隔が小さいため問題とならなかっ
た。しかし、図７のように２台の小容量回路遮断器を結
合して構成された大容量の回路遮断器の場合は、右半分
のＤ極、Ｅ極及びＦ極において発生する回転付勢力がさ
らに加わる上、開閉操作機構部１０が設けられたＢ極と
の間隔が大きいためクロスバーに加わるねじれ量が大き
くなる。このため、クロスバーの直径を相当大きくした
り強靭な材料のものを採用する必要があり、コストが高
くなったり大型になるという問題があった。したがっ
て、この発明の目的は、巾の広い多極回路遮断器を安い
コストで提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、請求項１の発明は、細長いクロスバーに点在する
ごとく取り付けられると共にクロスバーの回転によって
固定接触子と接触及び開離する複数の可動接触子とクロ
スバーの一部において連結されクロスバーを回転操作す
る開閉操作機構部とを有する多極回路遮断器において、
開閉操作機構部との連結部分から十分離れたクロスバー
上に設けられ且つクロスバーと共に回転する係合部材
と、固定部材上に設けられると共に可動接触子が固定接
触子から開離するとき係合部材の変位によって押圧され
て回転するカムとを備え、カムのカム面は、押圧される
初期においてカムが受ける押圧方向がカムの回転中心方
向からわずかにずれた逃げ角をもって形成されることと
している。

【００１３】そして、短絡電流が流れた初期に開閉操作
機構部は瞬時に開路動作をすることはないため、クロス
バーはその開閉操作機構部との連結部において回転しな
いが、開閉操作機構部から十分離れた極において発生す
る電磁反発力に起因したクロスバーを回転させる付勢力
は、係合部材を介して衝撃的にカムを押圧し、カムを回
転させてクロスバーを回転させる。しかし、上記のよう
な構成をしているため、カムを押圧する押圧力の大部分
がカムの回転中心に向かう分力であり、カムを回転させ
る分力は非常に小さいため、カムが有する慣性力によっ
てカムの回転が緩慢となる。このため、この部分におい
てクロスバーの回転も緩慢となり、開閉操作機構部との
連結部との間で発生するねじれ量はわずかとなり、クロ
スバーが受ける機械的ストレスは小さく、短絡初期の衝
撃的なねじれ作用を阻止できるため、より強度の小さい
クロスバーで電磁反発力に耐えることができる。

【００１４】請求項２の発明は、複数の小容量多極回路
遮断器を並列に結合し、その複数極を並列接続して１極
とする定格電流の大きい大容量多極回路遮断器であっ
て、開閉操作機構部は、複数の小容量多極回路遮断器の
うちの一つにのみ備えられると共に複数の小容量多極回
路遮断器のすべての可動接触子が取り付けられた単一の
クロスバーを操作し、係合部材は開閉操作機構部を有し
ない他の小容量多極回路遮断器部分のクロスバー上に設
けることとしている。そして、このような構成により、
小容量多極回路遮断器の部材をほとんど共用して大容量
多極回路遮断器を構成することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。この発明の実施の形態を、
図１ないし図４に示される実施例において説明する。図
１及び図２はこの実施例の模式図であって、前述した従
来の大容量回路遮断器と同様に２台の小容量回路遮断器
を結合して構成されたものであるため、以下の説明にお
いて従来技術と実質的に同一である構成部材については
同一の符号を用い、その詳細説明を省略する。

【００１６】この実施例の回路遮断器は、従来の大容量
回路遮断器と異なり、右半分の小容量回路遮断器の中央
極に当たるＥ極に後述するように補助カム３６が設けら
れている。すなわち、図３及び図４において、Ｅ極には
補助フレーム３７が取り付けられており、補助フレーム
３７には、軸３８によって回転自在に保持される補助カ
ム３６と、補助カム３６を反時計方向に付勢する復帰ば
ね３９と、復帰ばね３９を保持するばねホルダー４０
と、ばねホルダー４０を変位自在に保持する補助フレー
ム３７側のピン４１及び補助カム３６側のピン４２と、
補助カム３６の反時計方向の回転を制限するストッパピ
ン４３とが設けられている。また、Ｅ極のコンタクトレ
バー２６にはＢ極のトグルローラ２５と同様の係合ロー
ラ４４が取り付けられている。

【００１７】このように構成された実施例の回路遮断器
に短絡電流が流れた場合の動作について説明する。短絡
電流が発生すると、Ａ極ないしＦ極のすべての極の可動
接触子７が電磁反発力によって左方向に付勢され、それ
ぞれの極のコンタクトレバー２６はクロスバー４５と共
に反時計方向に回転付勢される。この回転付勢によって
開閉操作機構部１０が設けられたＢ極のコンタクトレバ
ー２６のトグルローラ２５がトグルレバー１２のカム面
を押圧するとともに、Ｅ極の係合ローラ４４が補助カム
３６のカム面を押圧する。Ｂ極においては前述のごとく
トリップレバー１４が反時計方向に回転して上側トグル
リンク１６及び下側トグルリンク１７が左下方に変位し
ない限り、トグルレバー１２は時計方向に回転しせず、
したがって、この部分ではクロスバー４５は回転しな
い。

【００１８】一方、図３に示されるように、Ｅ極の補助
カム３６のカム面は、押圧瞬時において補助カム３６に
対する押圧付勢力Ｆの作用方向が補助カム３６の回転中
心方向からわずかにずれたいわゆるわずかな逃げ角にな
るように、また、押圧されて補助カム３６が回転したと
きさらに回転中心方向からずれて逃げ角がだんだん大き
くなるように形成されている。このため、電磁反発力が
発生した瞬間に係合ローラ４４が補助カム３６を押圧す
る押圧付勢力Ｆの大きな分力Ｆ１が補助カム３６の回転
中心方向に作用し、補助カム３６を回転させる分力Ｆ２
はごくわずかである。さらに補助カム３６の慣性力が働
くために、押圧された瞬間は、補助カム３６の回転が非
常に緩慢となり、その結果この部分におけるクロスバー
４５の回転は非常に緩慢となるため、ねじれによる機械
的ストレスは非常に小さい。なお、短絡電流が流れ続け
た場合は、慣性作用が消滅すると共に逃げ角も大きくな
り、補助カム３６の回転と共にクロスバー４５も回転し
易くなってそのねじれ量も増加するが、この発明による
構成を採用しないときの短絡発生初期の衝撃的なねじれ
量よりも小さいため、全体としてクロスバー４５の機械
的強度は従来より小さいもので済む。

【００１９】なお、このような構成にした場合であって
も、トリップボタン３５を押したり過電流引き外し装置
３４が動作したときの通常の開路動作は支障なく行われ
る。すなわち、開閉操作機構部は従来の技術において説
明した動作と同様に動作し、クロスバー４５は反時計方
向に回転付勢される。そして、Ｅ極においてはクロスバ
ー４５の反時計方向への回転によって係合ローラ４４が
補助カム３６のカム面と接触し押圧する。そして双方が
逃げ角でもって係合しているため補助カム３６が回転
し、クロスバー４５も回転して可動接触子７が固定接触
子６から開離する。

【００２０】この発明の実施の形態について説明を行っ
たが、上述した実施の形態は、あくまでも一例を示すも
のであって、この発明の範囲は上記の実施の形態に限定
されるものではない。この発明の範囲は、特許請求の範
囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載
と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むこと
が意図される。

【００２１】

【発明の効果】この発明は、以上説明した形態で実施さ
れ、請求項１の発明は、クロスバーの回転を阻止する係
合手段とカムを開閉操作機構とクロスバーの連結部から
十分離れた位置に設けることによって、短絡電流が発生
した瞬間において衝撃的に発生する大きな電磁反発力に
よってクロスバーに生じるねじれ量を低減させることが
でき、機械的強度の小さいクロスバーを採用することが
できるため、巾の広い多極回路遮断器を安いコストでし
かも小型に構成できるという効果を奏する。請求項２の
発明は、複数の小容量多極回路遮断器を利用して大容量
多極回路遮断器を構成できるため、大容量多極回路遮断
器として特別の部材を制作する必要性は小さくなり安い
コストで大容量多極回路遮断器を制作できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例に係る多極回路遮断器の構
成を模式的に示す正面図である。

【図２】 図１のＥ極を示す側面断面図である。

【図３】 図１及び図２に示される実施例の閉路状態に
おけるＥ極の詳細側面断面図である。

【図４】 図３の開路状態を示す図である。

【図５】 閉路状態における小容量の回路遮断器の側面
断面図である。

【図６】 図５の回路遮断器の開路状態における開閉操
作機構部の主要部を示す図である。

【図７】 従来の大容量回路遮断器の構成を模式的に示
す正面図である。

【図８】 図７のＥ極を示す側面断面図である。

【符号の説明】

１ 開閉接触子部分、２ ベース、３ カバー、４ 中
継接触子、５ 端子、６ 固定接触子、７ 可動接触
子、８ 接触子ホルダー、９ 接圧ばね、１０開閉操作
機構部、１１ 軸、１２ トグルレバー、１３ 軸、１
４ トリップレバー、１５ トグル連結軸、１６ 上側
トグルリンク、１７ 下側トグルリンク、１８ 軸、１
９ 投入カム、２０ 軸、２１ 操作レバーローラ、２
２ 操作レバー、２３ 投入ばね、２４ クロスバー、
２５ トグルローラ、２６ コンタクトレバー、２７
軸、２８ 遮断ばね、２９ トリップローラ、３１ ラ
ッチ手段、３２ トリップアクチュエータ、３３ ラッ
チ受け、３５ トリップボタン、３６ 補助カム、３７
補助フレーム、３８ 軸、３９ 復帰ばね、４０ばね
ホルダー、４１ ピン、４２ ピン、４３ ストッパピ
ン、４４ 係合ローラ、４５ クロスバー。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長いクロスバー上に点在するごとく取
   り付けられると共に前記クロスバーの回転によって固定
   接触子と接触及び開離する複数の可動接触子と前記クロ
   スバーの一部において連結され前記クロスバーを回転操
   作する開閉操作機構部とを有する多極回路遮断器におい
   て、 前記開閉操作機構部との連結部分から十分離れた前記ク
   ロスバー上に設けられ且つ前記クロスバーと共に回転す
   る係合部材と、 固定部材上に設けられると共に前記可動接触子が前記固
   定接触子から開離するとき前記係合部材の変位によって
   押圧されて回転するカムとを備え、前記カムのカム面
   は、押圧される初期において前記カムが受ける押圧方向
   が前記カムの回転中心方向からわずかにずれた逃げ角を
   もって形成されることを特徴とする多極回路遮断器。
2. 【請求項２】 複数の小容量多極回路遮断器を並列に結
   合し、その複数極を並列接続して１極とする定格電流の
   大きい大容量多極回路遮断器であって、 前記開閉操作機構部は、前記複数の小容量多極回路遮断
   器のうちの一つにのみ備えられると共に前記複数の小容
   量多極回路遮断器のすべての前記可動接触子が取り付け
   られた単一の前記クロスバーを操作し、 前記係合部材は、開閉操作機構部を有しない他の前記小
   容量多極回路遮断器部分の前記クロスバー上に設けられ
   ることを特徴とする請求項１の多極回路遮断器。