JP2004079283A - 回路しゃ断器 - Google Patents

Abstract

【課題】過電流の電磁反発力で開極動作した可動接触子の開極位置での係止保持，およびしゃ断後に行うリセットを簡易な機構で達成する。
【解決手段】可動接触子４，ダブルトーションばね（接圧ばね）７を接触子ホルダ５に保持し、過電流の電磁反発力で開極動作させるようにした回路しゃ断器で、接圧ばねのオフセットアーム部７ｂを可動接触子の背面に当てて閉極方向に付勢するようにしたものにおいて、可動接触子の背面に前記オフセットアーム部の先端が嵌入して可動接触子を開極位置に係止保持する係合凹溝４ｂを設け、さらに接圧ばねはそのコイル両端の脚部７ａを接触子ホルダに開口した穴５ｂに引っ掛けて固定する、あるいは、接圧ばねのコイル両端を接触子ホルダの側壁に嵌挿したばね係止部材９で固定し、リセット操作時に接圧ばね自身の撓み性を利用してオフセットアーム部を凹溝から外すして可動接触子の拘束を釈放する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線用しゃ断器を対象とした回路しゃ断器に関し、詳しくはその電流しゃ断部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
頭記の配線用回路しゃ断器として、その電流しゃ断部に回動式の接触子ホルダで保持した橋絡形可動接触子を採用し、過電流の通電時に固定接触子と可動接触子との間に働く電磁反発力を駆動力として可動接触子を開極させるようにした２接点切り方式の回路しゃ断器が特開平６−２８９６４号公報などに開示されて公知である。
【０００３】
また、前記した回路しゃ断器の電流しゃ断部に関して、回動式の接触子ホルダに装着した可動接触子の接圧ばね（閉極位置で可動接点と固定接触子の接点との間に所定の接触圧力を与えるばね）として、ダブルトーション形の捩じりコイルばねを採用した構成のものが、本発明と同一出願人より特願２００１−１５８０４９号として提案されており、次にその電流しゃ断部の構造を図３に示す。
【０００４】
図３（ａ）　〜（ｃ）　において、１は電流しゃ断部の絶縁ケース、２，３は絶縁ケース１に内装してその対角上に配置した電源側および負荷側の固定接触子、４は固定接触子２と３の間を橋絡する可動接触子、４ａは固定接触子２，３の接点に対峙して可動接触子４の両端に設けた可動接点、５は可動接触子４を後記のように接圧ばねと組合せて搭載保持した回転ドラム形の接触子ホルダ、６は消弧装置（グリッド）であり、可動接触子４は接触子ホルダ５の胴内に形成した空所５ａを直径方向に貫通するよう嵌挿した上で、該可動接触子４の接圧ばねとして可動接触子を挟んでその上下両側（可動接触子４の回転中心Ｏに対して軸対称な偏芯位置）に一対のダブルトーション形の捩じりコイルばね（以下「ダブルトーションばね」と呼称する）７を介装し、このダブルトーションばね７のばね力で可動接触子４を回転中心Ｏの回りで閉極方向（反時計方向）に付勢するようにしている。なお、接触子ホルダ５は回路しゃ断器の開閉機構に連係されており、ハンドル操作および過電流引外し動作に連動して接触子ホルダ５が回動する。
【０００５】
また、固定接触子２，３はその先端側部分をＵ字状に折り返し、主回路に大きな過電流（短絡電流）が流れた際に、固定接触子２，３と可動接触子４との間に働く電磁反発力を利用して回路しゃ断器の過負荷引外し装置（図示せず）が作動する以前に可動接触子４をいち早く開極方向に駆動して限流しゃ断を行うようにしており、さらに固定接触子２，３のＵ字折り返し部分には磁性ヨーク８を配して、電流しゃ断時に固定／可動接触子の接点間に発生したアークに作用する磁場を強めて消弧装置６への電磁駆動力を強めるようにしている。
【０００６】
ここで、接触子ホルダ５に搭載した可動接触子４の支持構造について更に詳しく述べると、接圧ばねとして可動接触子４の上下両側に配したダブルトーションばね７は、図３（ｃ）　で示すようにコイル両端にＬ字形の脚部７ａを形成し、コイル中央部分にはコ字形に屈曲して側方に突き出すオフセットアーム部７ｂを形成した構造になり、該オフセットアーム部７ｂが可動接触子４の背面（可動接点４ａと反対側の面）を跨ぐようにして架設して接触子ホルダ５との間に撓み状態で介装し、この位置でオフセットアーム部７ｂの先端を可動接触子４の背面に押し当てて閉極方向へ押圧するようにしている。なお、可動接触子４の上側に配したダブルトーションばね７はそのオフセットアーム部７ｂが可動接触子４の上面に当接し、下側に配したダブルトーションばねはオフセットアーム部が可動接触子４の下面側に当接して可動接触子４に偶力を加えるようにしている。これにより、可動接触子４は接触子ホルダ５に対して回動可能に遊嵌保持されるとともに、その回転中心Ｏの回りで反時計方向にばね付勢され、図３（ｂ）　に示す閉極位置で固定接触子２，３に加圧接触している。
【０００７】
この状態で、主回路に過電流（短絡電流）が流れると、固定接触子２，３と可動接触子４との間に電磁反発力が発生し、この電磁反発力により可動接触子４が開極動作し、ダブルトーションばね７に抗して図３（ｂ）　に鎖線で表した開極位置に移動して固定／可動接触子間に発生したアークを引き伸ばし、続く過電流引外し装置の動作により開閉機構を介して接触子ホルダ５を時計方向に回動してしゃ断動作が完了する。
【０００８】
一方、上記のように過電流（短絡電流）が流れた際に、しゃ断器の引外し装置の動作に先立ち、固定接触子と可動接触子との間に作用する電磁反発力で可動接触子を開極位置駆動して限流しゃ断する回路しゃ断器では、電流しゃ断時に高い限流効果を得るために、固定／可動接触子間に発生したアークを伸長した状態にキープすることが重要で、そのためには電磁反発力を受けて開極した可動接触子を、過電流引外し装置による引外し動作が開始されるまで開極位置に保持し続ける必要がある。これに対して、前記構成では可動接触子４が常にダブルトーションばね（接圧ばね）７のばね力を受けて閉極する方向に付勢されており、しかも過電流引外し装置の動作で接触子ホルダ５が回動を始めるまでは、可動接触子４の開極動作の進行とともにダブルトーションばね７の撓み量も増して可動接触子に作用するばね力（負荷力）が増加する。したがって、このままでは電磁反発力を受けて開極位置に達した可動接触子が、ダブルトーションばね７のばね力で閉極方向に戻ってしまって接点の再投入を引き起こすおそれがある。
【０００９】
そこで、過電流の電磁反発力により開極した可動接触子を開極位置に係止保持する手段として、図４および図５で示すように、可動接触子４の背面（ダブルトーションばね７のオフセットアーム部７ｂが当接する面）には、可動接触子４の最大開極位置でダブルトーションばね７のオフセットアーム部７ｂの先端が嵌入する係合溝（凹溝）４ｂを形成し、電磁反発力により可動接触子４が開極動作した際にダブルトーションばね７のオフセットアーム部７ｂを前記凹溝４ｂに嵌入させて可動接触子４をこの開極位置に拘束保持するようにしたラッチ方式が提唱され、製品化に向けての開発が進められている。
【００１０】
すなわち、可動接触子４の接点が固定接触子２に接触している図４（ａ）　の閉極状態では、接圧ばねであるダブルトーションばね７のオフセットアーム部７ｂの先端が可動接触子４の背面に形成した係合溝４ｂの後方（回転中心Ｏに近い側）位置に当接して接触圧を加えるようにばね付勢している。この状態から図４（ｂ）　で示すように主回路に過電流（短絡電流）ｉが流れ、その電流ｉによる磁界で発生した電磁反発力Ｆを受けて可動接触子４が開極方向に回動すると、ダブルトーションばね７のオフセットアーム部７ｂは相対的に可動接触子４の背面上を前方に摺動移動し、最大開極位置に達したところでオフセットアーム部７ｂの先端が係合溝４ｂに嵌入して可動接触子４をこの位置に係止保持する。
【００１１】
なお、この係止状態では、可動接触子４にダブルトーションばね７のばね力が閉極方向に加わるが、図５で表すように可動接触子４の凹溝４ｂの移動軌跡Ｐに対して、ダブルトーションばね７の撓みに伴うオフセットアーム部７ｂの先端移動軌跡Ｑは外側から内側に交差するようになるので、可動接触子４が閉極方向に戻ろうとしても、ダブルトーションばね７のオフセットアーム部７ｂは係合凹溝４ｂから抜け出ずに凹溝に引っ掛かったままの状態を維持し、可動接触子４は開極位置に係止保持されることになる。
【００１２】
また、前記構成のラッチ機構において、電流しゃ断後に行う回路しゃ断器のリセットでは、次のような方法でラッチ機構を釈放して可動接触子４を閉極させるようにしている。すなわち、ハンドル（図示せず）の操作で接触子ホルダ５を図４（ｃ）　で示すようにリセット位置に向けて矢印方向に回動する。これにより、可動接触子４は電流しゃ断部のケース１（図３（ｂ）　参照）の内壁面に当たって開極位置に止まったまま、ダブルトーションばね７が接触子ホルダ５と一緒に時計方向に移動し、これによりいままで係合溝４ｂに嵌合していたオフセットアーム部７ｂが溝から抜け出して係合状態が解除される。続いて回路しゃ断器のハンドルをリセット位置からＯＮ位置に投入すれば、可動接触子４は図４（ａ）　の閉極位置に復帰する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図４に示した可動接触子のラッチ機構では、実機テストの結果からリセット操作面で次記のような問題点のあることが判った。
すなわち、図４（ｃ）　で述べたリセット操作により、ダブルトーションばね７のオフセットアーム部７ｂを可動接触子４の凹溝４ｂから引き外すには、その条件としてオフセットアーム部７ｂの先端を図５に示した凹溝４ｂの移動軌跡Ｐの外側に移動させるような力ｆが必要であり、この力ｆはオフセットアーム部７ｂに対して引っ張り力として働くため、実際の操作では簡単に係合が外れない。
【００１４】
このために、凹溝４ｂが深いとリセット操作が殆ど不能となり、溝が浅い場合でも大きな操作力を要する。また、図３で述べたように接触子ホルダ５の胴内空所５ａにダブルトーションばね７を圧挿したままの組立構造では、前記のリセット操作時に加えた操作力の反動で、可動接触子４との係合が解除される以前にダブルトーションばね７自身が接触子ホルダ５から抜け出て脱落する不具合を起こすことがある。
【００１５】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、前記したラッチ機構を基本に、その組立構造に大幅な変更を加えることなく、開極位置に係止保持した可動接触子を、過大なリセット操作力を要さずに圧接ばねのオフセットアーム部と可動接触子の係合凹溝との係合を解除して可動接触子を閉極位置に復帰できるように改良した回路しゃ断器を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、可動接触子を接圧ばねと組合せて回動式の接触子ホルダに搭載保持し、過電流が流れた際に固定接触子と可動接触子との間に働く電磁反発力を駆動力として可動接触子を開極させるようにした回路しゃ断器であり、前記接圧ばねをダブルトーション形の捩じりコイルばねとして可動接触子の背面側に介装し、該コイルばねの中央から前方に引き出したオフセットアーム部を可動接触子の背面に押し当てるよう架設して閉極方向にばね付勢するようにしたものにおいて、
可動接触子の背面に前記接圧ばねのオフセットアーム部が嵌入して可動接触子を開極位置に係止保持する係合凹溝を設けるとともに、接圧ばねはそのコイル部両端を接触子ホルダに固定し、コイル部中央から前方に引き出したオフセットアーム部を可動接触子の長手方向へ撓み移動可能に支持するものとし（請求項１）、具体的には次記のような実施態様で構成することができる。
【００１７】
（１）　接圧ばねのコイル両端から引き出した脚部を接触子ホルダの左右側壁に開口した穴に引っ掛けて固定する（請求項２）。
（２）　接圧ばねのコイル両端を接触子ホルダの左右側壁に嵌挿したばね係止部材で固定する（請求項３）。
上記の構成により、接圧ばねとして可動接触子の背面側に介装したダブルトーションばねは、接触子ホルダに固定したコイル部両端を支持点として、コイル部中央が可動接触子の長手方向（コイル軸と直角方向）に撓み移動可能となる。したがって、図４（ｃ）　で述べたリセット操作で接触子ホルダをリセット位置に回動させる場合には、過大な操作力を要さずにダブルトーションばね自身の撓みを利用してオフセットアーム部を可動接触子の係合凹溝から容易に引き外して可動接触子の拘束を解除することができる。しかも、ダブルトーションばねは、そのコイル部両端が接触子ホルダに固定されているので、リセット操作力の反動でホルダから脱落するおそれもなく、これにより円滑なリセット操作が行える。
【００１８】
さらに、本発明によれば、前記オフセットアーム部自身に可動接触子の長手方向の撓み性を持たせてリセット操作力の低減化を図るための手段として、接圧ばねのオフセットアーム部をＬ字状に屈曲した上で、その先端を可動接触子の背面に押し当てるよう架設することができる（請求項４）。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１（ａ）〜（ｃ）　、および図２（ａ），（ｂ）　に示す実施例に基づいて説明する。なお、各実施例の図中で図３，図４に対応する同一部材には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
〔実施例１〕
図１（ａ）　〜（ｃ）　は本発明の請求項１〜３に対応する実施例を示すものである。この実施例においては、接触子ホルダ５の空所内に搭載して可動接触子４の背面側に介装した接圧ばねとしてのダブルトーションばね（捩じりコイルばね）７について、そのコイル部両端を接触子ホルダ５に固定した上で、コイル部中央から前方に引き出したオフセットアーム部７ｂを可動接触子４の背面に押し当てるようにし、電磁反発力による開極動作時にオフセットアーム部７ｂの先端を可動接触子４の背面に形成した係合凹溝４ｂに嵌入させて可動接触子を開極位置に係止保持するようにしており、ここでダブルトーションばね７のコイル部両端を接触子ホルダ５に固定する具体的な実施例の構造を図１（ｂ），（ｃ）　に示す。
【００２０】
すなわち、図１（ｂ）　の構造では、ダブルトーションばね７のコイル部両端から引き出した脚部７ａをＬ字形に屈曲し、接触子ホルダ５の左右側壁に穿孔した穴５ｂに差し込んで係止固定する。また、図１（ｃ）　の構造では、接触子ホルダ５の左右側壁に栓状の係止部材９を差し込んでダブルトーションばね７のコイル部両端の数ターンを接触子ホルダ５の内壁面に押さえ込んで固定する。
【００２１】
上記の構成によれば、ダブルトーションばね７は、図１（ｂ）　あるいは（ｃ）　のように接触子ホルダ５に固定したコイル部両端を支持点として、コイル部中央がオフセットアーム部７ｂとともに可動接触子４の長手方向（コイル軸と直角方向）に撓み移動可能となる。そして、図示の開極動作状態で、図４（ｃ）　で述べたリセット方法によるハンドル操作で接触子ホルダ５をリセット位置に回動させると、ダブルトーションばね７自身が図中の破線で表すように前方に撓んでオフセットアーム部７ｂが可動接触子４の係合凹溝４ｂから抜け出し可動接触子を釈放する。この場合に、ダブルトーションばね７は、コイル部両端が接触子ホルダ５に固定されているので、リセット操作力の反動で接触子ホルダ５から抜け出るおそれもなく、これによりリセット操作を円滑，かつ安定よく行うことができてリセット操作性が改善される。なお、前記したリセット操作性については、発明者等が行った実機テストからもその評価が確認されている。
【００２２】
〔実施例２〕
次に、本発明の請求項４に対応する実施例を図２（ａ），（ｂ）　に示す。この実施例は、接触子ホルダ５に搭載して可動接触子４の背面側に介装したダブルトーションばね７について、そのオフセットアーム部７ｂ自身に撓み性を持たせてリセット操作力の低減化を図るようにしたものであり、その撓み性の付与手段として、ダブルトーションばね７のコイル部中央から前方に引き出したオフセットアーム部７ｂに曲げ加工を施してＬ字状に屈曲し、その先端を可動接触子４の背面に押し当てて架設するようにしている。
【００２３】
上記の構造により、オフセットアーム部７ｂは、屈曲部７ｃを起点としてその先端側が可動接触子４の長手方向への撓み性を持つようになる。そして、可動接触子４の開極動作後に、図４（ｃ）　で述べたリセット操作方法で接触子ホルダ５をリセット位置に回動させると、このリセット操作過程でダブルトーションばね７のオフセットアーム部７ｂに加わる引っ張り力ｆにより、オフセットアーム部７ｂ自身が図中の破線で表すように前方に撓む。これにより、オフセットアーム部７ｂの先端が可動接触子４の係合凹溝４ｂから容易に抜け出し可動接触子４の拘束を解除することができる。
【００２４】
なお、この実施例においても、先記実施例１と同様にダブルトーションばね７のコイル部両端を図１（ｂ）あるいは（ｃ）　のような固定手段で接触子ホルダ５に固定し、ダブルトーションばね７の不測な脱落を防ぐようにするのがよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、可動接触子を接圧ばねと組合せて回動式の接触子ホルダに搭載保持し、過電流が流れた際に固定接触子と可動接触子との間に働く電磁反発力を駆動力として可動接触子を開極させるようにした回路しゃ断器であって、前記接圧ばねをダブルトーション形の捩じりコイルばねとして可動接触子の背面側に介装し、該コイルばねの中央から前方に引き出したオフセットアーム部を可動接触子の背面に押し当てるよう架設して閉極方向にばね付勢するようにしたものにおいて、可動接触子の背面に前記接圧ばねのオフセットアーム部が嵌入して可動接触子を開極位置に係止保持する係合凹溝を設けるとともに、接圧ばねはそのコイル部両端を接触子ホルダに固定し、コイル部中央から前方に引き出したオフセットアーム部を可動接触子の長手方向へ撓み移動可能に支持する。また、前記オフセットアーム部自身に可動接触子の長手方向の撓み性を持たせるように、接圧ばねのオフセットアーム部をＬ字状に屈曲した上で、その先端を可動接触子の背面に押し当てるよう架設したことにより、
過電流しゃ断時の電磁反発力による開極動作で開極位置に移動した可動接触子を、該接触子の背面に形成した係合凹溝に接圧ばねのオフセットアーム部を嵌入して開極位置に係止保持して可動接触子の再投入を防ぐことができ、また電流しゃ断後に行う回路しゃ断器のリセット操作では、大きなリセット操作力を要さずに、接圧ばね自身の撓み性を利用してオフセットアーム部を可動接触子の係合凹溝から容易に引き外し、可動接触子の拘束を解除してリセットできる。さらに、接圧ばねのコイル部両端を接触子ホルダに固定することで、リセット操作力の反動でホルダから抜け出て脱落するおそれもなく、これにより開極動作した可動接触子の係止保持、およびしゃ断後のリセット操作を簡易な構造で達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に対応する電流しゃ断部の構成図で、（ａ）　は開極状態を表す側面図、（ｂ），（ｃ）　はそれぞれ（ａ）　における接圧ばねの支持構造についての異なる実施例を示す接触子ホルダの一部を断面した平面図
【図２】本発明の実施例２に対応する電流しゃ断部の構成図で、（ａ）　は開極状態を表す側面図、（ｂ）　は（ａ）　における接圧ばねの動作説明図
【図３】本発明の実施対象となる回路しゃ断器の従来における電流しゃ断部の構成図で、（ａ），（ｂ）　はそれぞれ内部構造を表す平面図，および側面図、（ｃ）　は接触子ホルダに可動接触子および接圧ばねを装着した組立体の斜視図
【図４】本発明の基礎となる従来における電流しゃ断部のラッチ機構の構成，動作の説明図で、（ａ），（ｂ）　はそれぞれ可動接触子の閉極，および開極状態を表す図、（ｃ）　はリセット操作の説明図
【図５】図４における接圧ばねの動作説明図
【符号の説明】
２，３　固定接触子
４　　可動接触子
４ａ　可動接点
４ｂ　係合凹溝
５　　接触子ホルダ
５ｂ　接圧ばねの両端を固定する穴
７　　ダブルトーションばね（接圧ばね）
７ａ　脚部
７ｂ　オフセットアーム部
９　　接圧ばねの両端を固定する係止部材

Claims (4)

1. 可動接触子を接圧ばねと組合せて回動式の接触子ホルダに搭載保持し、過電流が流れた際に固定接触子と可動接触子との間に働く電磁反発力を駆動力として可動接触子を開極させるようにした回路しゃ断器であり、前記接圧ばねをダブルトーション形の捩じりコイルばねとして可動接触子の背面側に介装し、該コイルばねの中央から前方に引き出したオフセットアーム部を可動接触子の背面に押し当てるよう架設して閉極方向にばね付勢するようにしたものにおいて、
   可動接触子の背面に前記接圧ばねのオフセットアーム部が嵌入して可動接触子を開極位置に係止保持する係合凹溝を設けるとともに、接圧ばねはそのコイル部両端を接触子ホルダに固定し、コイル部中央から前方に引き出したオフセットアーム部を可動接触子の長手方向へ撓み移動可能に支持したことを特徴とする回路しゃ断器。
2. 請求項１記載の回路しゃ断器において、接圧ばねのコイル両端から引き出した脚部を接触子ホルダの左右側壁に開口した穴に引っ掛けて固定したことを特徴とする回路しゃ断器。
3. 請求項１記載の回路しゃ断器において、接圧ばねのコイル両端を接触子ホルダの左右側壁に嵌挿したばね係止部材で固定したことを特徴とする回路しゃ断器。
4. 可動接触子を接圧ばねと組合せて回動式の接触子ホルダに搭載保持し、過電流が流れた際に固定接触子と可動接触子との間に働く電磁反発力を駆動力として可動接触子を開極させるようにした回路しゃ断器であり、前記接圧ばねをダブルトーション形の捩じりコイルばねとして可動接触子の背面側に介装し、該コイルばねの中央から前方に引き出したオフセットアーム部を可動接触子の背面に押し当てるよう架設して閉極方向にばね付勢するようにしたものにおいて、
   可動接触子の背面に前記接圧ばねのオフセットアーム部が嵌入して可動接触子を開極位置に係止保持する係合凹溝を設けるとともに、接圧ばねのオフセットアーム部をＬ字状に屈曲した上で、その先端を可動接触子の背面に押し当てて架設したことを特徴とする回路しゃ断器。

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