JP2000260291A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路遮断器の開閉機構において、ばねの作用
力を効率的に発生させる機構により、小形で低コストの
回路遮断器を得る。 【解決手段】 第１の接触子３と第２の接触子４の開閉
を行うハンドルレバー１６、リンク１１の自由端とハン
ドルレバー間に張架され、ハンドルレバーの操作時にリ
ンク１１にスナップ動作を行わせて第２の接触子４に開
閉駆動力を与えるばね部材１５、および過電流に応動し
てクレドル１３のロックを解きトリップ動作を行わせる
引掛け部２１を備え、リンク１１の自由端とクロスバー
６との係合を、リンク１１に設けたピン１０１が、クロ
スバー６に設けた案内溝６ｂに沿って滑動するように
し、案内溝６ｂの形状を適当な形に設定することにより
開閉ばね１５の作用力を効率的に発生させるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は配線用遮断器や漏
電遮断器などの回路遮断器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、例えば特開平１０−１２５２
０５号公報に示された従来の回路遮断器の閉路状態を示
す側面図、図１３は、その開路状態を示す側面図、図１
４は、そのトリップ状態を示す側面図、図１５は、その
閉路状態を示す水平断面図である。

【０００３】図１２において、１はモールド製のカバ
ー、２はモールド製のベース、３は第１の接触子である
固定接触子であり、固定接点３ａが設けられている。４
は固定接触子３に対向して接離する第２の接触子である
可動接触子であり、可動接点４ａが設けられている。５
は消弧板、６は絶縁クロスバーであり、回転軸６ａが設
けられている。９は下リンク、８は絶縁クロスバー６と
下リンク９の下端部とを連結するピンである。１１は上
リンク、１０は下リンク９と上リンク１１を連結するピ
ンであり、連結ピン１０がひじ部となりトグルリンク機
構を構成する。１３はクレドル、１２は上リンク１１の
上端部とクレドル１３とを連結するピンである。１４は
クレドル１３の支点となる軸であり、クレドル１３はこ
の支点を中心に回転する。

【０００４】１６は開閉動作を行うハンドルレバー、１
５は開閉ばねであり、連結ピン１０とハンドルレバー１
６に設けられた引掛け部１６ａとの間に張架されてい
る。１６ｂは、リセット動作を行うとき、クレドル１３
に作用するハンドルレバー引掛け部である。２１は掛け
金であり、軸２１ａを支点にして、クレドル１３の一方
側であるクレドル係止部１３ａと係合している。２３は
端子と可動接触子４を接続する可撓性を備えた導体であ
る。２４はねじりばねであり、可動接触子４とクロスバ
ー６間に架装されている。５０はフレームであり、開閉
機構部を保持する。５１はフレーム５０をベース２に固
定するねじである。

【０００５】次に、動作を説明する。図１２における閉
路状態において、下リンク９および上リンク１１は、連
結ピン１０に作用する開閉ばね１５からの引張り力によ
り、上リンク１１のクレドル１３に対する連結ピン１２
と連結ピン１０の中心点とを結ぶ上リンク軸線１７と、
下リンク９のクロスバー６に対する連結ピン８と連結ピ
ン１０の中心点とを結ぶ下リンク軸線１８とがほぼ一直
線をなすように伸張され、クロスバー６は回転軸６ａを
中心に図１２の時計方向の回転力を受け、可動接触子４
を固定接触子３に押圧している。

【０００６】この状態から、ハンドルレバー１６を把持
して図１２の反時計方向Ａに回動操作すると、開閉ばね
１５のばね引掛け部１６ａと連結ピン１０の中心点とを
結ぶ軸線が、上リンク軸線１７を右から左に通過する死
点を境に、連結ピン１０に張架された開閉ばね１５の作
用力の方向が反転し、上リンク１１と下リンク９はハン
ドルレバー１６の下側でくの字状に屈曲し、それに伴っ
てクロスバー６が図１２の反時計方向に回動駆動され
て、可動接触子４は固定接触子３から開離し、図１３の
開路状態となる。

【０００７】この開路状態からハンドルレバー１６を把
持して図１３の時計方向Ｂに回動操作すると、開閉ばね
１５が上リンク軸線１７を左から右に通過する死点を境
に、連結ピン１０に張架された開閉ばね１５の作用力の
方向が再び反転し、クロスバー６が図１３の時計方向に
回動駆動されて、可動接触子４を固定接触子３に押圧
し、図１２の閉路状態となる。

【０００８】また、図１２に示す閉路状態において、所
定の過電流が流れると、過電流検出装置の作動により、
掛け金２１が軸２１ａを中心に反時計方向に回転し、ク
レドル係止部１３ａとの係合がはずれる。このため、ク
レドル１３はロックが解かれ、開閉ばね１５の引張り力
が上リンク１１を介して作用することにより連結ピン１
４を中心に時計方向に回転する。それに伴って、上リン
ク１１と下リンク９はハンドルレバー１６の下側でくの
字状に屈曲し、クロスバー６が図１２の反時計方向に回
動駆動されて可動接触子４は固定接触子３から開離し、
図１４のトリップ状態となる。

【０００９】図１４に示すトリップ状態からハンドルレ
バー１６を把持して図１４の反時計方向Ａに回動操作す
ると、ハンドルレバー引掛け部１６ｂがクレドル１３に
作用することにより、クレドル１３は軸１４を中心に反
時計方向に回動し、クレドル係止部１３ａが掛け金２１
に係止され再び図１３の開路状態となり、リセットされ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た従来の回路遮断器は、トグルリンク機構を使用してい
る。図１６は、図１２の状態のクロスバー６の角度対ト
ルク曲線である。このように、上リンク１１と下リンク
９の幾何学的な関係、すなわちクロスバーの角度によ
り、トルク曲線は決まる。閉路位置では、トルクは十分
あるが、可動接触子４が固定接触子３に接触する位置で
は、トルクは閉路位置よりかなり小さくなる。また、ト
グルリンク機構は、このように、上リンクと下リンクの
長さや比率などを変えても、その機構の特性により、接
点接触位置と閉路位置で大きくトルクの差が生ずる。こ
のため、接点接触位置でのトルクを大きくしようとする
と、結局、開閉ばね１５のばね力を大きくして強度の高
い部品を使用しなければならないため、小形化や低コス
ト化の妨げとなっていた。

【００１１】この発明は、上述のような問題を解決する
ためになされたもので、ばねの作用力を効率的に発生さ
せる機構により、小形で低コストの回路遮断器を得よう
とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る回路遮断
器は、第１の接触子、上記第１の接触子に接離する第２
の接触子、上記第２の接触子に開閉駆動力を伝達するク
ロスバー、上記第２の接触子が上記第１の接触子に押圧
力を与えるように上記第２の接触子と上記クロスバーと
の間に架装されたばね部材、固定軸の周りを揺動するク
レドル、一端が上記クレドルに回動自在に軸支され、他
端の自由端が上記クロスバーと係合するリンク、上記第
１の接触子と上記第２の接触子の開閉を行うハンドルレ
バー、上記リンクの自由端と上記ハンドルレバー間に張
架され、上記ハンドルレバーの操作時に上記リンクにス
ナップ動作を行わせて上記第２の接触子に開閉駆動力を
与える開閉ばね、および過電流に応動して上記クレドル
のロックを解きトリップ動作を行わせる掛け金を備え、
上記リンクの自由端とクロスバーとは、上記リンクに設
けられたピンが、上記クロスバーに設けられた案内溝に
沿って滑動することによって係合するものである。

【００１３】また、第１の接触子、上記第１の接触子に
接離する第２の接触子、上記第２の接触子に開閉駆動力
を伝達するクロスバー、上記第２の接触子が上記第１の
接触子に押圧力を与えるように上記第２の接触子と上記
クロスバーとの間に架装されたばね部材、固定軸の周り
を揺動するクレドル、一端が上記クレドルに回動自在に
軸支され、他端の自由端が上記クロスバーと係合するリ
ンク、上記第１の接触子と上記第２の接触子の開閉を行
うハンドルレバー、上記リンクの自由端と上記ハンドル
レバー間に張架され、上記ハンドルレバーの操作時に上
記リンクにスナップ動作を行わせて上記第２の接触子に
開閉駆動力を与える開閉ばね、および過電流に応動して
上記クレドルのロックを解きトリップ動作を行わせる掛
け金を備え、上記リンクの自由端とクロスバーとは、上
記クロスバーに設けられたピンが、上記リンクに設けら
れた案内溝に沿って滑動することによって係合するもの
である。

【００１４】また、案内溝を屈曲した形状に形成したも
のである。

【００１５】また、ピンが案内溝に沿って滑動する接触
面は、第１の接触子と第２の接触子の開動作時と閉動作
時とで異なるようにしたものである。

【００１６】また、ピンが案内溝に沿って滑動する接触
面は、第１の接触子と第２の接触子の開動作時と閉動作
時とで異なるように、また、トリッブ動作時は一部開動
作時と同じとなるようにしたものである。

【００１７】また、案内溝を金属で形成したものであ
る。

【００１８】また、ピンに回転ローラを取り付け、上記
回転ローラが案内溝内を滑動するようにしたものであ
る。

【００１９】また、クロスバーの２箇所に案内溝を設
け、リンクに設けたピンが上記２箇所の案内溝に沿って
滑動するようにしたものである。

【００２０】また、リンクの自由端とハンドルレバー間
には、クロスバーに設けた案内溝の両側において開閉ば
ねを張架したものである。

【００２１】

【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に係る回路遮断器の閉路状態を示す側面
図、図２は、その開路状態を示す側面図、図３は、その
トリップ状態を示す側面図、図４は、その閉路状態を示
す上面図である。なお、図１２乃至図１５に示す従来の
回路遮断器と同一または相当部分には、それぞれ同一符
号を付して説明を省略する。

【００２２】図１において、１０１はリンク１１に嵌合
されたピンである。６ｂはピン１０１が滑動するよう
に、クロスバー６に形成された案内溝であり、ほぼＳ字
状に屈曲している。図１における閉路状態において、リ
ンク１１は、ピン１０１に作用する開閉ばね１５からの
引張り力により、リンク１１のクレドル１３に対する連
結ピン１２とピン１０１の中心点とを結ぶリンク軸線１
７と、ピン１０１のクロスバー案内溝６ｂに対する接触
面の法線方向１９とがほぼ一直線をなすように伸張さ
れ、クロスバー６は回転軸６ａを中心に図１の時計方向
の回転力を受け、可動接触子４を固定接触子３に押圧し
ている。

【００２３】図１において、ハンドルレバー１６を把持
して図１の反時計方向Ａに回動操作すると、開閉ばね１
５のばね引掛け部１６ａとピン１０１の中心点とを結ぶ
軸線が、リンク軸線１７を右から左に通過する死点を境
に、ピン１０１に張架された開閉ばね１５の作用力の方
向が反転し、リンク１１は時計方向の回転力を受けてス
ナップ動作をする。それに伴って、ピン１０１は、案内
溝６ｂの上面を滑動しながら、クロスバー６を図１の反
時計方向に回動駆動し、そのため可動接触子４は固定接
触子３から開離し、図２の開路状態となる。

【００２４】この開路状態からハンドルレバー１６を時
計方向Ｂに回動操作すると、開閉ばね１５がリンク軸線
１７を左から右に越えた時点で、開閉ばね１５の作用力
の方向が再び反転し、リンク１１は反時計方向の回転力
を受けてスナップ動作をする。それに伴って、ピン１０
１は、案内溝６ｂの下面を滑動しながら、クロスバー６
を図２の時計方向に回動駆動し、可動接触子４を固定接
触子３に押圧し、図１の閉路状態をもたらす。

【００２５】また、図１に示す閉路状態において、所定
の過電流が流れると、過電流検出装置の作動により、掛
け金２１が軸２１ａを中心に反時計方向に回転し、クレ
ドル係止部１３ａとの係合がはずれる。このため、クレ
ドル１３はロックが解かれ、開閉ばね１５の引張り力が
リンク１１を介して作用することにより連結ピン１４を
中心に時計方向に回転する。それに伴って、ピン１０１
は案内溝６ｂの上面を滑動しながら、リンク１１とクロ
スバー６はハンドルレバー１６の下側でくの字状に屈曲
し、クロスバー６が図１の反時計方向に回動駆動されて
可動接触子４は固定接触子３から開離し、図３のトリッ
プ状態となる。

【００２６】図３に示すトリップ状態からハンドルレバ
ー１６を把持して図３の反時計方向Ａに回動操作する
と、ハンドルレバー引掛け部１６ｂがクレドル１３に作
用することにより、ピン１０１は案内溝６ｂの上面を滑
動し、クレドル係止部１３ａが掛け金２１に係止され再
び図２の開路状態となり、リセットされる。

【００２７】図５は、案内溝６ｂが図１の形状の場合の
クロスバー角度対トルク曲線である。可動接触子４が、
固定接触子３に接触する位置の少し手前で、法線方向１
９の向きを変えるように案内溝６ｂの形状を設定するこ
とにより、クロスバー６のトルクを大きくすることがで
きる。従って、案内溝６ｂの形状の最適化を行えば、開
閉ばねを小形化することが可能となり、小形で低コスト
の回路遮断器が得られる。

【００２８】また、閉路状態から開路状態への動作や、
閉路状態からトリップ状態への動作についても、案内溝
６ｂの形状を適当に設定することにより、クロスバー角
度対トルク曲線を変更できるため、力の必要な位置で効
率的に力を発生させることができる。案内溝６ｂの形状
の最適化を行えば、回路遮断器の小形化が可能となり、
小形で低コストの回路遮断器が得られる。なお、図１に
示す案内溝の形状は、開閉動作およびトリップ動作で効
率的な力を発生できる形状の一例である。また、案内溝
部分は、遮断器のサイズや種類により、クロスバーと同
じ材質や金属で形成する。

【００２９】実施の形態２．図６は、この発明の実施の
形態２に係る回路遮断器の閉路状態を示す上面図であ
る。これはクロスバーの案内溝６ｂを中央に配置して、
開閉ばね１５をその両側に張架したものであり、その他
の構成は図４と同様である。

【００３０】この構成の場合も、実施の形態１と同様な
作用により、ピン１０１が案内溝６ｂに沿って滑動する
ことにより、開閉およびトリップ動作が行われる。

【００３１】また、このように構成することにより、案
内溝６ｂの断面部にピンによる押し付け力を均等に与え
ることができるため、力の発生を理想的にでき、信頼性
の高い開閉機構が得られる。

【００３２】実施の形態３．図７は、この発明の実施の
形態３に係る回路遮断器の平面図である。図において、
１０１ａはリンク１１に設けられたピン、１０１ｂはピ
ン１０１ａに嵌合され、案内溝６ｂに沿って滑動する回
転ローラである。

【００３３】この構成の場合も、実施の形態１と同様な
作用により、回転ローラ１０１ｂが案内溝６ｂに沿って
滑動することにより、開閉およびトリップ動作が行われ
る。

【００３４】また、このように構成することにより、回
転ローラ１０１ｂが、案内溝６ｂを回転しながら滑動す
るため、摩擦が小さく、摩耗の発生の少ない理想的で信
頼性の高い開閉機構が得られる。

【００３５】実施の形態４．図８は、この発明の実施の
形態４に係る回路遮断器を示す側面図、図９は、その開
路状態を示す側面図、図１０は、そのトリップ状態を示
す側面図、図１１は、その閉路状態を示す上面図であ
る。なお、上記実施の形態１と同一または相当部分に
は、それぞれ同一符号を付して説明を省略する。

【００３６】図８において、６１はクロスバー６に取り
付けられたピンである。１１ｂはピン６１が滑動するよ
うに、リンク１１に形成された案内溝である。図８にお
ける閉路状態において、リンク１１は、ピン６１に作用
する開閉ばね１５からの引張り力により、リンク１１の
クレドル１３に対する連結ピン１２とピン６１の中心点
とを結ぶリンク軸線１７と、ピン６１のリンク案内溝１
１ｂに対する接触面の法線方向１９とがほぼ一直線をな
すように伸張され、クロスバー６は回転軸６ａを中心に
図８の時計方向の回転力を受け、可動接触子４を固定接
触子３に押圧している。

【００３７】この場合も、実施の形態１と同様な作用に
より、ピン６１が、案内溝１１ｂに沿って滑動すること
により、図９の開路状態や、図１０のトリップ状態とな
る。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、クロ
スバーまたはリンクに設けた案内溝の形状を適当に設定
することにより、開閉動作およびトリップ動作におい
て、必要なポイント（接点接触位置など）でクロスバー
トルクを大きくし、必要でないポイントでクロスバート
ルクを下げ、ばねエネルギーを有効に利用できる。この
ため、従来のものに比べて、小さなばね部品を使用する
ことができるので、小形で信頼性の高い遮断器を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る回路遮断器の
閉路状態を示す側面図である。

【図２】 実施の形態１の回路遮断器の開路状態を示す
側面図である。

【図３】 実施の形態１の回路遮断器のトリップ状態を
示す側面図である。

【図４】 実施の形態１の回路遮断器の閉路状態を示す
上面図である。

【図５】 実施の形態１の回路遮断器のクロスバー角度
対クロスバートルク曲線である。

【図６】 この発明の実施の形態２に係る回路遮断器の
閉路状態を示す上面図である。

【図７】 この発明の実施の形態３に係る回路遮断器の
要部を示す水平断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態４に係る回路遮断器の
閉路状態を示す側面図である。

【図９】 実施の形態４の回路遮断器の開路状態を示す
側面図である。

【図１０】 実施の形態４の回路遮断器のトリッブ状態
を示す側面図である。

【図１１】 実施の形態４の回路遮断器の閉路状態を示
す上面図である。

【図１２】 従来の回路遮断器の閉路状態を示す側面図
である。

【図１３】 従来の回路遮断器の開路状態を示す側面図
である。

【図１４】 従来の回路遮断器のトリップ状態を示す側
面図である。

【図１５】 従来の回路遮断器の閉路状態を示す水平断
面図である。

【図１６】 従来の回路遮断器のクロスバー角度対クロ
スバートルク曲線である。

【符号の説明】

２ ベース、 ３ 固定接触子、３
ａ 固定接点、 ４ 可動接触子、４ａ
可動接点、 ６ 絶縁クロスバー、６
ａ 回転軸、 ６ｂ 案内溝、１１
リンク、 １１ｂ 案内溝 １２ 連結ピン、 １３ クレドル、１
３ａ クレドル係止部、 １４ 軸、１５ 開閉
ばね、 １６ ハンドルレバー、１６ａ
引掛け部、 ２１ 掛け金、２１ａ
軸、 ２４ ねじりばね、５０ フ
レーム、 ６１ ピン、１０１ ピン、
１０１ａ ピン、１０１ｂ 回転ロー
ラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇治川 康司 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 藤井 博 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 村田 士郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5G030 AA01 AA09 BA02 BA05 FE12 FE24 XX08 YY02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の接触子、上記第１の接触子に接離
   する第２の接触子、上記第２の接触子に開閉駆動力を伝
   達するクロスバー、上記第２の接触子が上記第１の接触
   子に押圧力を与えるように上記第２の接触子と上記クロ
   スバーとの間に装架されたばね部材、固定軸の周りを揺
   動するクレドル、一端が上記クレドルに回動自在に軸支
   され、他端の自由端が上記クロスバーと係合するリン
   ク、上記第１の接触子と上記第２の接触子の開閉を行う
   ハンドルレバー、上記リンクの自由端と上記ハンドルレ
   バー間に張架され、上記ハンドルレバーの操作時に上記
   リンクにスナップ動作を行わせて上記第２の接触子に開
   閉駆動力を与える開閉ばね、および過電流に応動して上
   記クレドルのロックを解きトリップ動作を行わせる掛け
   金を備え、上記リンクの自由端とクロスバーとは、上記
   リンクに設けられたピンが、上記クロスバーに設けられ
   た案内溝に沿って滑動することによって係合することを
   特徴とする回路遮断器。
2. 【請求項２】 第１の接触子、上記第１の接触子に接離
   する第２の接触子、上記第２の接触子に開閉駆動力を伝
   達するクロスバー、上記第２の接触子が上記第１の接触
   子に押圧力を与えるように上記第２の接触子と上記クロ
   スバーとの間に架装されたばね部材、固定軸の周りを揺
   動するクレドル、一端が上記クレドルに回動自在に軸支
   され、他端の自由端が上記クロスバーと係合するリン
   ク、上記第１の接触子と上記第２の接触子の開閉を行う
   ハンドルレバー、上記リンクの自由端と上記ハンドルレ
   バー間に張架され、上記ハンドルレバーの操作時に上記
   リンクにスナップ動作を行わせて上記第２の接触子に開
   閉駆動力を与える開閉ばね、および過電流に応動して上
   記クレドルのロックを解きトリップ動作を行わせる掛け
   金を備え、上記リンクの自由端とクロスバーとは、上記
   クロスバーに設けられたピンが、上記リンクに設けられ
   た案内溝に沿って滑動することによって係合することを
   特徴とする回路遮断器。
3. 【請求項３】 案内溝は屈曲した形状であることを特徴
   とする請求項１または請求項２記載の回路遮断器。
4. 【請求項４】 ピンが案内溝に沿って滑動する接触面
   は、第１の接触子と第２の接触子の開動作時と閉動作時
   とで異なるようにしたことを特徴とする請求項１または
   請求項２記載の回路遮断器。
5. 【請求項５】 ピンが案内溝に沿って滑動する接触面
   は、第１の接触子と第２の接触子の開動作時と閉動作時
   とで異なるように、また、トリップ動作時は一部開動作
   時と同じとなるようにしたことを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２記載の回路遮断器。
6. 【請求項６】 案内溝を金属で形成したことを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載の回路遮断器。
7. 【請求項７】 ピンに回転ローラを取り付け、上記回転
   ローラが案内溝内を滑動するようにしたことを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載の回路遮断器。
8. 【請求項８】 クロスバーの２箇所に案内溝を設け、リ
   ンクに設けたピンが上記２箇所の案内溝に沿って滑動す
   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。
9. 【請求項９】 リンクの自由端とハンドルレバー間に
   は、クロスバーに設けた案内溝の両側において開閉ばね
   を張架したこと特徴とする請求項１記載の回路遮断器。