JP2000294113A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トリップ動作時に接点間に発生するアーク
を、速やかに消弧室の方向へ駆動して消弧し、遮断性能
を向上させた回路遮断器を得る。 【解決手段】 ベース１に設けられた固定子５５ｂと、
この固定子に対向して接離する可動子５と、ヨーク５５
ａとコイル５８を有し、固定子５５ｂに電気的に接続さ
れたコイルを介して端子１９へ通電し、所定値以上の過
電流が流れたとき可動子５を固定子５５ｂから開離させ
る電磁引き外し装置とを備えた回路遮断器において、固
定子５５ｂを、銅と鉄のクラッド材料で形成する。

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、回路遮断器に係
り、特にその電磁引き外し装置と固定子の改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図６〜図８は、例えば特公平１ー５６４
９３号公報に示された従来の回路遮断器を示す側断面図
であり、図６は回路遮断器がＯＦＦ状態、図７は回路遮
断器がＯＮ状態、図８は回路遮断器がトリップ動作した
瞬間の状態を示す。図９は、図６の回路遮断器に組込ま
れた電磁石部を示す断面図である。

【０００３】図６において、１は絶縁材からなるベー
ス、２はこのベース１の一部で構成された軸１０１を中
心に回動可能に支承されたハンドル、３は軸１０１に装
着されたひねりばねで、その一端をベース１にその他端
をハンドル２に掛け、ハンドル２を反時計方向に付勢す
るものである。４はＵ字状に形成され、一方の脚はハン
ドル２の内部端２０１に設けられた孔（図示せず）内に
回動可能に挿入されたＵピン、５はベース１に支承され
た軸６により回動可能に枢支された可動子で、一方の回
動端部に対をなす第１と第２のラッチ面５ａ、５ｂを有
している。

【０００４】７は軸６により可動子５に回動可能に枢支
され係止部７ａを有した係止レバーで、軸６上に巻装さ
れたひねりばね８によって、可動子５の付勢方向と反対
方向に常時付勢されている。９はＵピン４の他方の脚に
回動可能に遊嵌されたローラで、常時は両ラッチ面５
ａ、５ｂ、と係止部７ａ、にて挟持されている。１１は
可動子５に取り付けられた軸、１２は可動子の一端部に
固着された可動接点、１３は、ベース１に取付けられた
軸、１４はこの軸１３と軸１１に張架された引張ばね、
１５はベース１に固定された固定子、１６は可動接点１
２に対向するように固定子１５に固着された固定接点で
ある。

【０００５】１７はその一端が固定子１５に電気的に接
続され、その他端が端子１９に電気的に接続されたコイ
ル、１９はこのコイル１７に電気的に接続された端子
で、線押え２０とねじ２１により外部導体（図示せず）
を接続するものである。２２はベース１に取付けられ、
磁路を形成するヨーク、２３はコイル１７の励磁時に押
しばね２４のばね力に抗して図中で左方向に吸引される
プランジャ、２５はコイル１７が巻回されたボビンで、
その中空部にプランジャ２３が遊嵌されている。２６は
プランジャ２３が吸引されたときに左方向に駆動される
ロッド、２７はヨーク２２にカシメにより固着されたプ
ランジャ受けである。なお、電磁石部２８は、図９に示
すように、ヨーク２２と、プランジャ受け２７と、ヨー
ク２２にプランジャ受け２７と共に固着された固定子１
５と、固定接点１６と、コイル１７が巻回されたボビン
２５と、側板２２ａとで構成されている。

【０００６】２９はその一端が可動子５に電気的に接続
された可撓銅より線、３０はこの可撓銅より線２９の他
端が電気的に接続されたバイメタル、３１はこのバイメ
タル３０と電気的に接続された端子で線押え３２とねじ
３３により外部導体（図示せず）を接続するものであ
る。３４は端子３１に螺着された調整ねじ、３５はバイ
メタル３１に装着された絶縁チューブ、３６はその一端
が端子３１に固着され、その他端はベース１の溝部に嵌
合されたアークランナ、３８はアークランナ３６の両側
面にアークの走行方向に平行して配置された無機質材製
の側板、４２は可動接点１２と固定接点１６間に生じる
アークを消弧する消弧室で、複数板のグリッド４３が所
定間隔になるよう一対の側板４４に支持されている。

【０００７】次に、従来の回路遮断器の動作について説
明する。即ち、図６に示す回路遮断器のＯＦＦ状態と、
図７に示す回路遮断器のＯＮ状態の何れの場合も、ロー
ラ９は可動子５の両ラッチ面５ａ、５ｂと係止レバー７
の係止部７ａにて挟持されてＵピン４が係止されてい
る。図６に示す回路遮断器のＯＦＦ状態から、ハンドル
２を右回転（ＯＮ操作）すると、ハンドル２の内部端２
０１とＵピン４とで形成するトグルリンク機構がデッド
ポイントをこえて伸長し、可動子５は軸６を中心に反時
計方向に回動し、可動接点１２が固定接点１６に接触
し、図２に示すＯＮ状態となる。次にハンドル２を左回
転（ＯＦＦ操作）すると、ハンドル２の内部端２０１と
Ｕピン４とで形成するトグルリンク機構がデッドポイン
トをこえて屈曲し可動子５は軸６を中心に時計方向に回
動し、可動接点１２が固定接点１６から開離され、図６
に示すＯＦＦ状態となる。

【０００８】次に、過負荷電流等の比較的小さな過電流
が流れた場合には、バイメタル３０が自己のジュール発
熱によって湾曲し、バイメタル３０の先端が係止レバー
７を押圧し、係止レバー７が軸６を中心に時計方向に回
動し、ローラ９の挟持を解く。従って、Ｕピン４の係止
が解かれ引きばね１４の付勢力により可動子５が軸６を
中心に時計方向に回動し、可動接点１２が固定接点１６
から開離され、図８に示すようなトリップ瞬間状態とな
る。その後、ひねりばね３の付勢力によりハンドル２が
反時計方向に回動し、ローラ９が両ラッチ面５ａ、５ｂ
と係止部７ａとの間に位置してローラ９が両ラッチ面５
ａ，５ｂと係止部７ａにて挟持されてＵピン４が係止さ
れ図６に示すＯＦＦ状態と同様になる。つまり、自動的
にリセットされるものである。なお、上述のトリップ動
作は時延特性をもって行われる。

【０００９】次に、短絡電流等の大きな過電流が流れた
場合には、コイル１７が励磁され、プランジャ２３が押
しばね２４の付勢力に抗して吸引されて、ロッド２６が
図７上で左方向へ押し出され、係止レバー７が軸６を中
心に時計方向に回動し、ローラ９の挟持が解かれてＵピ
ン４の係止を解く。その後は過負荷電流による場合と同
様の動作をしてトリップするものである。なお、このト
リップ動作は瞬時特性をもって行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の回路遮断器の電
磁引き外し装置では、大電流遮断時に接点１２、１６間
に発生したアークを速やかに消孤室４２に移動させるた
めに、図８に二点鎖線で示すように、固定子１５の背面
部に鉄板を折り曲げて形成した磁性体４５を挿入して、
アークを消弧室４２の方向へ駆動を良くする方法等が採
用されていたが、磁性体２８の組込み忘れが発生する
と、接点１２、１６間に発生したアークを速やかに消弧
室４２の方向へ駆動できなくなるという問題点があっ
た。また、電磁石部２８は、図９に示すように、固定子
１５をプランジャ受け２７によってヨーク２２にカシメ
作業により固着し、固定子１５の位置決めとしている。
従って、カシメ作業時に固定子１５が変形したり、固着
強度が緩いと固定子１５の位置が不安定になり、接点１
６と１２の接触が悪くなるという問題点があった。ま
た、固定子１５の材料として純銅を用いた場合、固定接
点１６をろう溶接作業時の熱により、鈍りが発生して強
度が低下する恐れがあり、板厚を厚くする等の強度アッ
プ対策を施さなければならないという問題点もあった。

【００１１】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、回路遮断器がトリップ動作時
に、接点間に発生したアークを速やかに消弧室へ駆動す
るとともに、ヨークと固定子の組立て性の改善および固
定子の強度を向上させた回路遮断器を得ることを目的と
している。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る電磁引き
外し装置においては、ベースに設けられた固定子と、こ
の固定子に対向して接離する可動子と、ヨークとコイル
を有し、固定子に電気的に接続されたコイルを介して端
子へ通電し、所定値以上の過電流が流れたとき可動子を
固定子から開離させる電磁引き外し装置とを備えた回路
遮断器において、固定子は、銅と鉄のクラッド材料で形
成されたものである。

【００１３】また、ヨークは固定子と同一部材で形成さ
れたものである。

【００１４】また、電磁引き外し装置の電磁石部は、一
対の磁極片を有するコ字状のヨークと、プランジャ受け
が一端側に挿着されたボビンと、このボビンに巻回され
たコイルとで構成され、ボビンの他端とプランジャ受け
の一端が、一対の磁極片の間に磁極片の弾性力により挟
持されるようにしたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１〜図３は、こ
の発明の一実施の形態を示す回路遮断器の側断面図であ
り、図１は回路遮断器がＯＦＦ状態、図２は回路遮断器
がＯＮ状態、図３は回路遮断器がトリップ動作した瞬間
の状態であるときを示す。図４は、図１の回路遮断器に
組込まれた電磁石部を示す側断面図である。図５は、図
４の電磁石部に組込まれたヨークを示す図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、
（ｄ）は底面図である。

【００１６】図において、１〜１４、１９〜４４は上記
従来装置と同様のものであり、その説明は省略する。５
０は電磁引き外し装置を構成する電磁石部であり、図４
に示すように、ヨーク部５５と、このヨーク部５５の一
方の磁極片に嵌挿されるプランジャ受け５６と、このプ
ランジャ受け５６の外周部に一端部が嵌挿され他端部が
ヨーク部５５の他方の磁極片に形成されたＵ字状の溝部
５５ｄに嵌挿されるボビン５７と、このボビン５７の外
周部に巻回されたコイル５８とで構成されている。

【００１７】また、ヨーク部５５は、図５に示すよう
に、一対の磁極片を有し磁路を形成するコ字状のヨーク
５５ａと、このヨーク５５ａの垂直片から切り起こして
同一部材で一体に形成され電路を形成する固定子５５ｂ
とで構成され、ヨーク５５ａの一方の磁極片にはプラン
ジャ受け５６が嵌挿される貫通孔５５ｃと、他方の磁極
片にはボビン５７が挿着される溝部５５ｄが設けられて
いる。６０は固定接点であり、固定子５５ｂに、例えば
ろう溶接等により固着されている。

【００１８】また、ヨーク部５５の材料は、鉄材料と銅
材料からなるクラッド材料が用いられ、ボビン５７に嵌
挿されたコイル５８が入り込む内面側すなわち固定子５
５ｂの固定接点６０が固着される導電面と反対側の背面
部を鉄材料とし、外面側すなわち固定接点６０が固着さ
れ導電面となる側が銅材料となるように形成されてい
る。なお、コイル５８の一端は固定子５５ｂの一端５５
ｅ（図４に示す）に、ろう溶接等により固着され、コイ
ル５８の他端は端子１９（図６に示す）に、ろう溶接等
により固着されている。

【００１９】次に、図４に示す電磁石部５０の組立方法
について説明する。先ず、ヨーク５５ａの貫通孔５５ｃ
にプランジャ受け５６を嵌挿する。次に、コ字状のヨー
ク５５ａの図上で水平方向に延びる一対の磁極片を弾性
限界内で外側に押し開いた状態で、コイル５８が嵌挿さ
れたボビン５７の一端部をプランジャ受け５６の外周部
に嵌挿し、ボビン５７の他端部をＵ字状の溝部５５ｄに
挿着し、一対の磁極片を押し開いた力を抜くと、一対の
磁極片の弾力によりボビン５７の両側の鍔部５７ａを磁
極片が押圧するので、ボビン５７およびプランジャ受け
５６は動かないように保持される。

【００２０】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１に示す回路遮断器のＯＦＦ状態か
ら図２に示す回路遮断器のＯＮ状態へのＯＮ操作、図２
に示す回路遮断器のＯＮ状態から図１に示す回路遮断器
のＯＦＦ状態へのＯＦＦ操作、および過負荷電流等の比
較的小さな過電流が流れた場合の動作については、上述
の従来装置と同様であり、その説明を省略する。

【００２１】回路遮断器に短絡電流等の大きな過電流が
流れると、電流は端子１９→コイル５８→固定子５５ｂ
→固定接点６０→可動接点１２→可動子５→可撓銅より
線２９→→バイメタル３０→端子３１へと流れる。この
電流によりコイル５８が励磁され、図３に示すように、
プランジャ２３が押しばね２４の付勢力に抗して吸引さ
れ、ロッド２６が図上で左方向へ押し出され、係止レバ
ー７が軸６を中心に時計方向に回動し、ローラ９の挟持
が解かれてＵピン４の係止を解く。その後は従来装置で
動作説明した過負荷電流による場合と同様の動作をし
て、トリップ動作するものである。

【００２２】この実施の形態１の構成によれば、ベース
１に設けられた固定子５５ｂと、この固定子５５ｂに対
向して接離する可動子５と、ヨーク部５５とコイルを５
８有し、固定子５５ｂに電気的に接続されたコイル５８
を介して端子１９へ通電し、所定値以上の過電流が流れ
たとき可動子５を固定子５５ｂから開離させる電磁引き
外し装置とを備えた回路遮断器において、固定子５５ｂ
は、銅と鉄のクラッド材料で形成され、固定子５５ｂの
固定接点６０が固着される導電面が銅材料で、固定子５
５ｂの固定接点６０が固着される導電面と反対側の背面
部に鉄材料を用いるようにしたで、固定子５５ｂに短絡
電流等の大電流が流れた場合に、固定子５５ｂを矢印Ａ
方向に流れる電流により、固定子５５ｂと可動子５の間
に図３上で紙面の表側から裏側へ向う磁束Фが発生す
る。この磁束Фにより、可動接点１２が固定接点６０か
ら開離するときに発生するアークＢを、矢印Ｃ方向すな
わち消弧室４２の方向へ駆動する電磁力が働き、アーク
Ｂが速やかに消弧室４２方向へ駆動され、消弧室４２に
吸引されて消弧されるので、遮断時間が短縮され、遮断
性能が向上する。

【００２３】また、固定子５５ｂの導電面と反対側の背
面部に鉄材料が圧接されているので、固定接点６０をろ
う溶接時の熱により、固定子５５ｂが鈍ったり強度が低
下することが少なくなる。

【００２４】ヨーク５５ａは、固定子５５ｂと同一部材
で形成されているので、従来装置のような固定子５５ｂ
のカシメ作業が不要になるとともに、固定子５５ｂの位
置が安定し接点の接触不良がなくなる。

【００２５】また、電磁石部５０は、一対の磁極片を有
するコ字状のヨーク５５ａと、プランジャ受け５６が一
端側に挿着されたボビン５７と、このボビン５７に巻回
されたコイル５８とで構成され、ボビン５７の他端とプ
ランジャ受け５６の一端が、一対の磁極片の間に磁極片
の弾性力により挟持されているので、電磁石部５０の組
立作業が容易になるとともに、部品点数を削減できる。

【００２６】なお、上述の実施の形態１の構成では、ヨ
ーク５５ａを形成する複合金属材料として導電面に銅材
料を用いるものについて述べたが、その他の金属材料、
例えば導電面を金または銀材料で形成しても同等以上の
効果が得られることはいうまでもない。

【００２７】また、ヨーク部５５を形成するコ字状のヨ
ーク５５ａと固定接点６０が固着される固定子５５ｂを
一体に形成したが、ヨーク５５ａと固定子５５ｂを別個
の部品で形成して組合せてもよい。

【００２８】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２９】固定子が銅と鉄のクラッド材料で形成され
ているので、可動接点が固定接点から開離するときに発
生するアークを、消弧室の方向へ駆動する電磁力が働
き、アークが速やかに消弧室方向へ駆動され、消弧室で
消弧されるので、遮断時間が短縮され、遮断性能が向上
する。また、固定子の背面部に鉄材料が圧接されている
ので、接点ろう溶接時の鈍りおよび強度低下が少なくな
る。

【００３０】また、ヨークは固定子と同一部材で形成さ
れているので、従来装置のような固定子のカシメ作業が
不要になるとともに、固定子の位置が安定し接点の接触
不良がなくなる。

【００３１】また、コ字状のヨークの一対の磁極片の弾
性力によりプランジャ受けおよびコイルを巻回したボビ
ンを挟持するようにしたので、電磁石部の組立作業が容
易になるとともに、部品点数を削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１である回路遮断器を
示す側断面図であり、回路遮断器がＯＦＦ状態を示す。

【図２】 図１に示す回路遮断器がＯＮ状態であるとき
を示す側断面図である。

【図３】 図１に示す回路遮断器がトリップ動作した瞬
間の状態であるときを示す側断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態１の電磁石部を示す側
面図である。

【図５】 この発明の実施の形態１のヨークを示す図で
ある。

【図６】 従来の回路遮断器を示す側断面図であり、Ｏ
ＦＦ状態を示す。

【図７】 従来の回路遮断器を示す側断面図であり、Ｏ
Ｎ状態を示す。

【図８】 従来の回路遮断器を示す側断面図であり、ト
リップ動作した瞬間の状態を示す。

【図９】 図６の回路遮断器に組込まれた電磁石部を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ ベース、５ 可動子、１２ 可動接点、１９ 端
子、５０ 電磁石部、５５ａ ヨーク、５５ｂ 固定
子、５６ プランジャ受け、５７ ボビン、５８ コイ
ル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースに設けられた固定子と、この固定
   子に対向して接離する可動子と、ヨークとコイルを有
   し、上記固定子に電気的に接続された上記コイルを介し
   て端子へ通電し、所定値以上の過電流が流れたとき上記
   可動子を上記固定子から開離させる電磁引き外し装置と
   を備えた回路遮断器において、上記固定子は、銅と鉄の
   クラッド材料で形成されたことを特徴とする回路遮断
   器。
2. 【請求項２】 上記ヨークは、固定子と同一部材で形成
   されたことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
3. 【請求項３】 上記電磁引き外し装置の電磁石部は、一
   対の磁極片を有するコ字状のヨークと、プランジャ受け
   が一端側に挿着されたボビンと、このボビンに巻回され
   たコイルとで構成され、上記ボビンの他端と上記プラン
   ジャ受けの一端が、上記一対の磁極片の間に上記磁極片
   の弾性力により挟持されてい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。