JP2005339997A - 回路遮断器の過電流引外し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 組立作業性が良く、低コストの回路遮断器の過電流引外し装置を得る。
【解決手段】 電路に流れる通電電流に基づく発熱量によりバイメタル４５が所定量変形したときに動作して、開閉機構部３を作動させるように形成された熱動引外し手段と、通電電流に基づいて電磁力を発生する電磁コイル４２ａを具備し、前記電磁力が所定値を超過したときに動作して、開閉機構部３を作動させるように形成された電磁引外し手段４２とを備えた回路遮断器１００の過電流引外し装置４０において、電磁コイル４２ａを、通電電流が流れたときに所定の発熱量を発生する抵抗部材で構成することにより、バイメタル４５を加熱するヒータを廃止した。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電路に過電流が流れたときに電流を遮断する回路遮断器に係わり、特に、過電流を検出して開閉機構を引外し動作させる回路遮断器の過電流引外し装置に関するものである。

従来の回路遮断器の過電流引外し装置は、バイメタルと電磁石とからなり、バイメタルには、一端が固定接触子に接続され他端がバイメタルの上端部に接続されるヒータが巻回されており、バイメタルは下端部においてバイメタル支えに支持されると共に、バイメタル支えに電気的に接続されている。
電磁石は電磁コイルの内側に可動鉄心を備えており、電磁コイルの一端がバイメタル支えに、他端が負荷側端子に接続されている。
以上のように構成された回路遮断器の過電流引外し装置は、電路を流れる電流が過負荷状態になるとバイメタルの湾曲により、また、電路を短絡電流のような大電流が流れた場合は、電磁石の可動鉄心を瞬時に吸引して過電流引外し装置が開閉機構の鎖錠を引外し、開閉スプリングの蓄勢力により開閉レバーを回動させて可動接触子を開離させるようになされている。（例えば、特許文献１ 図７、図８参照）。

特開２０００−３４００９３号公報

従来の回路遮断器の過電流引外し装置は、ヒータをバイメタルに巻回する構造であるため、組立て時の作業性が悪く、コストが高いという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バイメタルにヒータを巻回することを不要とし、組立作業性が良く、低コストの回路遮断器の過電流引外し装置を得ることを目的とする。

この発明に係る回路遮断器の過電流引外し装置は、電路に流れる通電電流に基づく発熱量によりバイメタルが所定量変形したときに動作して、開閉機構部を作動させるように形成された熱動引外し手段と、通電電流に基づいて電磁力を発生する電磁コイルを具備し、この電磁コイルによる電磁力が所定値を超過したときに動作して、開閉機構部を作動させるように形成された電磁引外し手段、を備えた回路遮断器の過電流引外し装置において、前記電磁コイルを、通電電流が流れたときに所定の発熱量を発生する抵抗部材によって構成したものである。

また、電磁コイルを構成する抵抗部材として、銅ニッケル、または、ニッケルクロム銅を用いるようにしたものである。

この発明によれば、従来装置のように、熱動引外し手段であるバイメタルにヒータを巻回しなくても、過電流に対し確実に熱動引外し手段を作動させることができ、組立作業性が良く、低コストの回路遮断器の過電流引外し装置を得ることができる。

実施の形態１．
以下、図１〜図４に基づいて、この発明の実施の形態１による回路遮断器の過電流引外し装置について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１における回路遮断器の閉路状態を示す断面図、図２は、同じく回路遮断器の開路状態を示す断面図、図３は、同じく回路遮断器の過電流引外し装置の外観斜視図、図４は、同じく回路遮断器の過電流引外し装置の側断面図である。
なお、各図中、同一符号は、同一部分を示している。

最初に、この発明の実施の形態１における回路遮断器１００の全体構成について説明する。
図１、図２において、５および６は、対をなす固定接触子で、この固定接触子５、６は対向して配設されると共に、各々の一方端に固定接点５ａ、６ａが固着されている。
７は、上記固定接触子５、６を橋絡する可動接触子で、固定接点５ａ、６ａに対向する位置に可動接点７ａが固着されている。８は、プッシュロッドで、可動接触子７が固定接触子５、６から開離する方向の反対方向からこの可動接触子７の略中央部に係合して、可動接触子７を固定接触子５、６から開離させるものである。９は、図示しない他極の可動接触子７を固定接触子５、６から開離させるために他極間に跨って配設されるクロスバーである。
４０は、上記プッシュロッド８及びクロスバー９に連結され、固定接触子５、６に流れる電流を検出する過電流引外し装置であり、詳細については後述する。
３は、過電流引外し装置４０の検出結果に基づいて動作する開閉機構部、１２は接圧ばねで、一方端が可動接触子７の略中央部に係合し、他方端が筐体１の底部に当接して、可動接触子７を固定接触子５、６に押圧させている。１４は、可動接触子７の両端部分に近接して配設された消弧室であり、複数の平板状のグリッド１４ａで形成され、可動接触子７が固定接触子５、６から開離したときに生じるアークをそれぞれ消弧する。１５は、可動接触子７が固定接触子５、６から開離したときに生じるアークを転流させる転流電極であり、回路遮断器１００の筐体１の下面部に収納されている。

上述した開閉機構部３には、可動接触子７を固定接触子５、６から手動で開離させるためのハンドル２、このハンドル２の動作をクロスバー９に伝達する図示しないリンク機構、および、後述の過電流引外し装置４０の動作を開閉機構部３に伝達するマグバー３ａ、連動板３ｂ、トリップバー３ｃが配設されている。

次に、上記過電流引外し装置４０の構成について、図３、図４に基づいて説明する。
過電流引外し装置４０は、回路遮断器１００が接続された図示しない電路に接続された電源側端子４１、一方端がこの電源側端子４１に接続され、他方端が固定接触子６の接続部６ｂに接続されて、電路から電源側端子４１を介して流れる通電電流に基づいて電磁力を発生する電磁コイル４２ａと、この電磁コイル４２ａによる電磁力が所定値を超過したときに、コイルばね４２ｂに抗して移動するプランジャ４２ｃとで形成された電磁引外し手段４２、および、一方端がプランジャ４２ｃのフック４２ｃ１に係合し、他方端がマグバー３ａ（図１参照）及びプッシュロッド８（図１参照）に係合し、軸４４を支点に回動するアーマチュア４３、並びに、固定接触子６に固着され、通電電流に基づく発熱量により変形する熱動引外し手段であるバイメタル４５により形成されている。

この発明の実施の形態１における回路遮断器の過電流引外し装置は、上記構成において、電磁コイル４２ａとして、通電電流が流れたときに所定の発熱量を発生する、例えば、銅ニッケル、あるいは、ニッケルクロム銅から成る抵抗部材で構成するようにしたものである。
抵抗部材の体積抵抗率は、一般的に電磁コイルの材料として用いられるタフピッチ銅の１．７１μΩ・ｃｍに対して、銅ニッケルが４μΩ・ｃｍ、ニッケルクロム銅が１４２μΩ・ｃｍであり、銅ニッケルは、例えば、１．５〜１０Ａ定格の回路遮断器に用いられ、ニッケルクロム銅は、例えば、０．５〜１．５Ａ定格の回路遮断器に用いられるものである。

なお、バイメタル４５は、電磁コイル４２ａで発生した発熱量を受け易くするために平面が電磁コイル４２ａに対向するようにして配設すると共に、受熱によりバイメタル４５が湾曲し易くするために、電磁コイル４２ａの巻回部をバイメタル４５の固定側に近いところにオフセット配置させている。

また、上記実施の形態１においては、電磁コイル４２ａは丸型線材で形成させているが、角型線材で形成し、電磁コイル４２ａの放熱面を平面にすることにより、バイメタル４５に対して直射熱を効率的に伝播させることが可能になる。

次に、以上のように構成されたこの発明の実施の形態１における回路遮断器１００の過電流動作について、図１、図２および図４を用いて説明する。
（１） 閉路状態（図１）においては、可動接触子７の可動接点７ａが固定接触子５、６の固定接点５ａ、６ａに当接する共に、接圧ばね１２により可動接触子７が固定接触子５、６に押圧されている。
（２） 過電流が、電源側端子４１から電磁コイル４２ａ、固定接触子６、可動接触子７、固定接触子５を介して流れると、抵抗部材である電磁コイル４２ａが発熱し、この熱をバイメタル４５が受けて矢印Ａ方向に湾曲し、連動板３ｂがトリップバー３ｃに作用して開閉機構部３を動作させる。

（３） 開閉機構部３が動作すると、クロスバー９が可動接触子７を押圧し、可動接触子７は接圧ばね１２の付勢力に抗して固定接触子５、６から開離する。（図２）
（４） 固定接点５ａ、６ａと可動接点７ａとの間にアークが発生するが、このアークは消弧室１４に移動すると共に転流電極１５に転流し、アークは限流されて固定接触子５、６に流れる過電流は遮断される。

次に、回路遮断器１００に短絡電流のような大電流が流れた場合の動作について図１、図２および図４を用いて説明する。
（１） 電源側端子４１から電磁コイル４２ａ、固定接触子６、可動接触子７、固定接触子５を介して短絡電流が流れると、電磁コイル４２ａに発生した電磁力により、プランジャ４２ｃがコイルばね４２ｂの付勢力に抗して矢印Ｂ方向に移動し、フック４２ｃ１に係合したアーマチュア４３の一方端が一体的に移動し、軸４４を支点に他方端が矢印Ｃ方向に回動する。（図４）
（２） アーマチュア４３が回動すると、プッシュロッド８が押圧されて、可動接触子７は接圧ばね１２の付勢力に抗して固定接触子５、６から開離する。（図２）
同時に、アーマチュア４３はマグバー３ａを矢印Ｄ方向に回動させて開閉機構部３を動作させる。

（３） 開閉機構部３が動作すると、クロスバー９が可動接触子７を押圧し、可動接触子７は接圧ばね１２の付勢力に抗して固定接触子５、６から開離する。（図２）
（４） 固定接点５ａ、６ａと可動接点７ａとの間にアークが発生するが、このアークは消弧室１４に移動すると共に転流電極１５に転流し、アークは限流されて固定接触子５、６に流れる短絡電流は遮断される。

以上のように、この発明の実施の形態１による回路遮断器の過電流引外し装置によれば、電磁引外し手段を構成する電磁コイルを、過電流が流れたときに所定の発熱量を発生する抵抗部材（銅ニッケル、ニッケルクロム銅等）で構成したので、従来装置のように、熱動引外し手段であるバイメタルにヒータを巻回しなくても、過電流に対し確実に熱動引外し手段を作動させることができ、組立作業性が良く、低コストの回路遮断器の過電流引外し装置を得ることができる。

また、電磁コイルを角型線材で形成することにより、電磁コイルで発生した熱をバイメタル４５に対して効率的に伝播させることができる。

また、バイメタルの平面が電磁コイルに対向するように配設し、そして／または、電磁コイルの巻回部を、バイメタルの固定側に近いところにオフセット配置することによって、バイメタルが湾曲し易くなり、バイメタルによる熱動引外し手段の動作をより確実なものとすることができる。

この発明は、バイメタルを用いた熱動引外し手段と、電磁コイルを用いた電磁引外し手段を備えた回路遮断器に適用することができる。

この発明の実施の形態１における回路遮断器の閉路状態を示す断面図である。 この発明の実施の形態１における回路遮断器の開路状態を示す断面図である。 この発明の実施の形態１における回路遮断器の過電流引外し装置の外観斜視図である。 この発明の実施の形態１における回路遮断器の過電流引外し装置の側断面図である。

符号の説明

３：開閉機構部、３ａ：マグバー、３ｂ：連動板、３ｃ：トリップバー、
５、６：固定接触子、７：可動接触子、８：プッシュロッド、９：クロスバー、
４０：過電流引外し装置、４１：電源側端子、４２：電磁引外し手段、
４２ａ：電磁コイル、４２ｃ：プランジャ、４３：アーマチュア、
４５：バイメタル（熱動引外し手段）、１００：回路遮断器。

Claims (6)

1. 電路に流れる通電電流に基づく発熱量によりバイメタルが所定量変形したときに動作して、開閉機構部を作動させるように形成された熱動引外し手段と、
   前記通電電流に基づいて電磁力を発生する電磁コイルを具備し、この電磁コイルによる電磁力が所定値を超過したときに動作して、開閉機構部を作動させるように形成された電磁引外し手段、を備えた回路遮断器の過電流引外し装置において、
   前記電磁コイルを、通電電流が流れたときに所定の発熱量を発生する抵抗部材によって構成したことを特徴とする回路遮断器の過電流引外し装置。
2. 前記抵抗部材は、ニッケルクロム銅または銅ニッケルであることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器の過電流引外し装置。
3. 電磁コイルを角型線材で形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路遮断器の過電流引外し装置。
4. 前記バイメタルの平面を電磁コイルに対向して配設したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の回路遮断器の過電流引外し装置。
5. 電磁コイルの巻回部をバイメタルの固定側にオフセット配置させたことを特徴とする請求項４記載の回路遮断器の過電流引外し装置。
6. 前記通電電流が第一の過電流のときには、前記熱動引外し手段のみが動作し、通電電流が前記第一の過電流よりも大きな第二の過電流のときには、前記電磁引外し手段が動作して通電電流を遮断するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の回路遮断器の過電流引外し装置。

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