JP2006100220A

JP2006100220A - 回路遮断器

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Publication number: JP2006100220A
Application number: JP2004288036A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Miyoshi; 伸郎三好; Kanehiro Kawakami; 兼弘川上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: CN1755862A; JP4337700B2; CN100442420C

Abstract

【課題】スローメークタイプの開閉機構でありながら、速入り・速切り機構を内蔵するとともに、開閉機構を構成する各部品は互いに摺動しない回路遮断器を得る。
【解決手段】ハンドルおよび開閉機構部を構成する各部材はピンで連結するとともに、ハンドルを閉状態に回動させる際、可動接触子が連結された押板の動きをカムシャフトによって一時拘束させるとともに、かつハンドルを、とって部、リンク部、およびカム部という３つの部材に分割し、閉状態のときには、リンク部とカム部は係合せず、閉状態およびトリップ状態のときには、リンク部とカム部は係合するように、それぞれ構成する。
【選択図】図６

Description

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し、詳しくは部品の摺動を極力減らしながら、ハンドルの操作速度に関係なく可動接触子と固定接触子間を急速に開離させることができる回路遮断器に関する。

回路遮断器には、過電流が流れることによる電線や負荷機器の焼損を未然に防止するために電路を遮断する役目があるとともに、この回路遮断器に具備されたハンドルを操作することで電路の開閉、いわゆるスイッチの機能も兼ね備えている。この電路の開閉、つまりハンドルの開操作および閉操作の際、両接触子間の溶着防止や各極同時投入のために、ハンドルの操作速度に関係なく、可動接触子を急速に動作させることが好ましい。この急速な動作、いわゆる速入り（ｑｕｉｃｋ−ｍａｋｅ）および速切り（ｑｕｉｃｋ−ｂｒｅａｋ）を実現させるために、回路遮断器の開閉機構にトグルリンク機構によるクイックモーションを採用することが一般に知られている。

このトグルリンク機構は、その構成上、小形化を図ることが極めて難しく、よって小容量の回路遮断器には適さない。一方、この開閉機構を簡略化した、いわゆるスローメークタイプを採用した回路遮断器が、主に小容量を中心に広く知れ渡っている（例えば、特許文献１参照）。このスローメークタイプは、前述した通り、単純な構成であることから、概して耐久性能がトグルリンク機構を採用した回路遮断器よりも優れている。また、一部には、スローメークタイプの回路遮断器が持ち合わせない速入り機構を、外部部材を新たに付加することで実現しているものもある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−２３４９９号公報（第４頁右欄４９行〜第５頁左欄３０行）特開２００２−１１７７５２号公報（第４頁左欄２０行〜４２行）

従来のスローメークタイプの回路遮断器では、速入りおよび速切り機構ではない、すなわちハンドルの操作速度に可動接触子の動作速度が同期しているため、開操作あるいは閉操作をゆっくり行った場合、固定接触子に対し可動接触子が、やはりゆっくりと接触あるいは開離し、その結果、両接触子間の溶着や、両接触子に具備した接点間で発生するアークによって、この接点の消耗を招くといった恐れがあった。これを防ぐために速入り機構を具備したものもあるが、一般に前述のアークは接点の開離時に最も大きくなると言われている。したがって、速切り機構がなければ、結果的に接点の消耗を防ぐために、この接点のサイズを大きくしておくか、あるいはオペレーター（使用者）に対し、閉操作を瞬時に完了させるよう促す必要がある。また、この場合、スローメークタイプの回路遮断器に新たに速入り機構を具備した関係上、コストアップに繋がりかねない。さらに、これらスローメークタイプは、その開閉機構を構成する各部品の摺動が、前述したトグルリンク機構の回路遮断器よりは軽減されているとはいえ、起きることが考えられ、所望の耐久性能を得るためには、部品の摩耗対策が欠かせないという問題点を抱えており、その対策内容によっては、やはりコストアップを招くことも十分予想される。

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、スローメークタイプの開閉機構を有しながら、速入り機構はもとより、速切り機構も同時に具備するとともに、これら速入り・速切り機構は該回路遮断器に内蔵されており、かつ開閉機構を構成する各部品は互いに摺動しない回路遮断器を得ることを目的とするものである。

この発明に係る回路遮断器においては、ハンドルおよび開閉機構部を構成する各部材はピンで連結するとともに、ハンドルを閉状態に回動させる際、可動接触子が連結された押板の動きをカムシャフトによって一時拘束させることができ、かつハンドルを、とって部、リンク部、およびカム部という３つの部材に分割し、閉状態のときには、リンク部とカム部は係合せず、開状態およびトリップ状態のときには、リンク部とカム部は係合するように、それぞれ構成されたものである。

この発明は以上説明したように、互いに相対向するフレーム板の間に配設された開閉機構部と、中ベースに収納された固定接触子と、上記固定接触子に対向して設けられた可動接触子と、上記可動接触子に連結された押板と、上記開閉機構部を外部から操作するハンドルとを備えた回路遮断器において、上記ハンドルは、外部から操作を行うためのとって部、上記開閉機構部に連結しているリンク部、および上記とって部の位置変化を上記リンク部に伝えるカム部とを有し、該回路遮断器の閉状態においては、上記カム部と上記リンク部とが離れるように構成したので、外形寸法を大きくすることなく、経済性に優れた小形の回路遮断器を得ることができる。

図１は、この発明を実施するために実施の形態における回路遮断器（本実施の形態では３極品とした）の開状態（以下、ＯＦＦと略す）を示す外観斜視図、図２〜図４は、図１における側断面図であり、図２は線Ａ−Ａ、図３は線Ｂ−Ｂ、図４は線Ｃ−Ｃを、それぞれ示す。なお、便宜上、図２および図３を右極側から、図４を左極側から、それぞれ見た図と呼ぶこととし、よって、断面Ａ−Ａは右極の中心で、断面Ｂ−Ｂは左極の中心で、また断面Ｃ−Ｃは右極と中極の極間で、それぞれ切断したこととする。

図５（ａ）（ｂ）は、図１に示すハンドルを中心とした拡大図であり、（ａ）は図２において、（ｂ）は図３において、いずれもＤ方向から見た図である。また、図６は開閉機構部を中心とした構成図、図７は図６の斜視図である。なお、図６においては、動作状態をわかり易くするため、右極側に相当するフレーム板、また、図７においては、ハンドルを構成する一部の部品、および両接触子などは、それぞれ、その表示を省略している。

図８〜図１０は、図１における部分上断面図であり、図８は線Ｅ−Ｅ、図９は線Ｆ−Ｆ、図１０は線Ｇ−Ｇをそれぞれ示すが、断面箇所を明確にするため、これら線Ｅ〜Ｇは、図４紙面上に記載している。

図１１〜図１３、図１４（ａ）（ｂ）、および図１５は、閉状態（以下、ＯＮと略す）における、それぞれ、図２〜図４、図５（ａ）（ｂ）、および図６相当図である。また、図１６は、トリップ状態における図６相当図である。

図１において、カバー１、中ベース２、および下ベース３は回路遮断器１０１の筐体を構成するもので、それぞれ合成樹脂で形成されている。中ベース２に後述する開閉機構部が収納されており、この開閉機構部に連動するハンドル４が、カバー１のハンドル用窓孔１ａからカバー１の表面に突出しており、外部から手によって操作可能であることは周知の通りである。なお、紙面上、奥行側が電源側締付ネジ５、手前側が負荷側締付ネジ６であることから、ハンドル４はＯＦＦ状態を示していることも、やはり周知の通りである。カバー１にはトリップ操作用窓孔１ｂも設けられており、このトリップ操作用窓孔１ｂより視認できる、例えば樹脂成形品であるトリップカム７の凹部７ａに、工具、例えば先端がマイナス形状のドライバーを差し込み、紙面上、奥行方向に移動させることで、回路遮断器１０１をトリップ状態に位置させることができる。

図２において、下ベース３にアークランナー８および消弧室１０３が収納されており、中ベース２に具備された固定接触子１１、およびＭＴＧ（ＭＯＵＮＴＩＮＧの略称）ベース９に具備された固定接触子１２の間が、可動接触子１０によって断路される際に発生するアークを導き、裁断することは周知の通りである。可動接触子１０にアクチュエータ１３が緩嵌されており、このアクチュエータ１３は押板１４の孔１４ａを洞貫するとともに、アクチュエータ１３と下ベース３に設けた突起３ａに介在した接圧バネ１５によって、押板１４は、この押板１４の相間壁１４ｂに対して下ベース３のスリット３ｂがガイドとなる（図１０参照）ことと相俟って、紙面上、上方向に付勢されている。

中ベース２には、開閉機構部１０２が互いに相対向するフレーム板１６、１７の間に配設されており、前述の通り、開閉機構部１０２に連動するハンドル４を回動させることで、可動接触子１０と固定接触子１１、１２の接離が繰り返される。この接離に関して、本実施の形態においては、橋絡形２接点方式と称する構成のものであるが、可動接触子に具備した可動接点と反対側の一端を回動中心とした、いわゆる一般の１接点方式であっても構わない。なお、開閉機構部１０２の構成については、この発明の要部を成すものであるため、以下に詳しく説明する。

図５（ａ）に示すように、ハンドル４は、とって部４ａ、リンク部４ｂ、およびカム部４ｃより構成されており、このハンドル４は、レバー１８とハンドル軸１９によって連結されることで、回動自由となっている。詳しくは、図８に示すように、とって部４ａに設けた相対向する孔４ａ１が、リンク部４ｂに設けた第一の孔４ｂ１の両側に位置するとともに、孔４ａ１の紙面上、上側に、またカム部４ｃの孔４ｃ１の紙面上、下側に、それぞれレバー１８に設けた相対向する第一の孔１８ａが位置しており、フレーム板１６、１７に設けた第一の孔１６ａ、１７ａに軸支されるハンドル軸１９が、紙面上、上から下の順に、第一の孔１８ａ、孔４ａ１、第一の孔４ｂ１、孔４ａ１、孔４ｃ１、および第一の孔１８ａを緩挿している。

図７に示すように、レバー１８に、Ｕ字形状に形成したピン（以下、Ｕピンと略す）２０の他端２０ｂが緩挿されるとともに、このＵピン２０の一端２０ａはリンク上２１とリンク下２２を連結している。詳しくは、図９に示すように、レバー１８に設けた相対向する第二の孔１８ｂに、他端２０ｂが、また、リンク上２１に設けた相対向する第一の孔２１ａと、この第一の孔２１ａの両側に位置するリンク下２２に設けた相対向する第一の孔２２ａに、一端２０ａが、それぞれ緩挿されている。

図７に示すように、リンク上２１とリンク部４ｂがハンドルリンク軸２３で連結されている。詳しくは、図８に示すように、リンク上２１に設けた相対向する第二の孔２１ｂは、リンク部４ｂに設けた第二の孔４ｂ２の両側に位置し、ハンドルリンク軸２３が第二の孔４ｂ２および第二の孔２１ｂを緩挿している。なお、ハンドル軸１９とハンドルリンク軸２３はリンク部４ｂで連結されていることで、この開閉機構部１０２はスローメークタイプであることがわかる。

図７に示すように、リンク下２２とアーム２４がリンク下ピン２５で連結されている。詳しくは、図１０に示すように、リンク下２２に設けた相対向する第二の孔２２ｂの両側に、アーム２４に設けた相対向する第一の孔２４ａが位置しており、この第二の孔２２ｂと第一の孔２４ａにリンク下ピン２５が緩挿されている。この図１０において、アーム２４には、やはり相対向する第二の孔２４ｂが設けられており、フレーム板１６、１７に設けた第二の孔１６ｂ、１７ｂに軸支されるアームピン２６が、第二の孔２４ｂを緩挿している。さらに、アームピン２６にはメインバネ２７が遊嵌されており、このメインバネ２７の一端はフレーム板１６、１７に設けたスリット１６ｄ（図２参照）、１７ｄ（図３参照）に、また他端はリンク下ピン２５にそれぞれ張架されている。

リンク下ピン２５およびアームピン２６は、先端がそれぞれフレーム板１６、１７より突出しており、この突出しているリンク下ピン２５およびアームピン２６には、例えば樹脂成形品であるアーム軸２８を両側、すなわち、フレーム板１６、１７の外壁に接するように、リンク下ピン２５およびアームピン２６の抜け止めとして被せてある。なお、図８に示すように、ハンドル軸１９およびハンドルリンク軸２３は、いわゆる段付きピンの形状を有しており、また図９に示すように、Ｕピン２０はＵ字形状のいわゆる底辺がフレーム板１７の内壁と近接することで、それぞれ抜け止めとしている。

図２および図３において、アーム軸２８には、第一の突起２８ａおよび第二の突起２８ｂが設けられており、アーム２４が図２紙面上、時計方向に回動することで、この第一の突起２８ａが、例えば樹脂成形品であるカムシャフト２９の受け部２９ａと当接するようになっている。なお、図２のアーム軸２８を右極用、図３のアーム軸２８を左極用と、それぞれするが、部品標準化の観点から、右極用も左極用も同一部材を使用しており、したがって、第二の突起２８ｂは左極用として使用された際、前述した作用を奏することとなる。また、図１０に示すように、中ベース２に設けた第一の凹部２ｃに位置することで、それぞれ抜け止めがなされている。

図２および図３において、カムシャフト２９は、中ベース２に設けた半円状の溝２ａと、フレーム板１６、１７の紙面上、下端に設けた、このフレーム板１６、１７の端面に対し開口を有する略半円状の切欠き１６ｆ、１７ｆ（図６参照）に回動自由に軸支されており、このカムシャフト２９に設けたカム部２９ｂが、中ベース２のカム収納穴２ｂに位置する（図４参照）ことで抜け止めがなされるとともに、カムシャフトバネ３０（図１０参照）により常に図２紙面上、時計方向に付勢されている。一方、後述するインパクトロッドの動作に連動する、例えば樹脂成形品であるマグバー３１は、フレーム板１６、１７に設けた、円周の略１／４を切欠く軸受孔１６ｇ、１７ｇにより支承されるとともに、図９に示すように、中ベース２に設けた第二の凹部２ｄに位置することで抜け止めがなされている。

図２および図３において、マグバー３１、あるいは後述する連結板の動作に連動するラッチ３２は、このラッチ３２に設けた軸支部３２ａが、フレーム板１６、１７に設けた第三の孔１６ｃ、１７ｃに軸支されることで回動可能となっており、ラッチバネ３３（図４参照）により常に図２紙面上、反時計方向に付勢されている。なお、ハンドルリンク軸２３、リンク下ピン２５、Ｕピン２０の一端２０ａ、および他端２０ｂは、これら自身が回動するが、このうちハンドルリンク軸２３、リンク下ピン２５、および他端２０ｂについては、この回動を止める必要があるため、ストッパー１６ｈ、１７ｈ、１６ｉ（図１１参照）、１７ｉ（図１２参照）、および１６ｊがそれぞれフレーム板１６、１７に設けられているとともに、必然的にこれら回動軌跡に応じて切欠きが備えられている。

続いて動作について、まずＯＦＦ状態からＯＮへの移行を説明する。図５（ａ）（ｂ）および図６において、レバー１８のラッチ係合部１８ｃが、ラッチ３２の突起３２ｂと係合しているため、レバー１８が静止、すなわちＵピン２０の他端２０ｂが支軸となっている。このとき、ハンドル４は、ハンドルカムバネ３４により、カム部４ｃがリンク部４ｂ側へ付勢、つまり、リンク部４ｂの側面４ｂ３とカム部４ｃの側面４ｃ３が隣接している。と同時に、とって部４ａはハンドル付勢バネ３５によって、ＯＦＦに位置されることで、とって部４ａとカム部４ｃ間にギャップＨが発生するとともに、とって部４ａはリンク部４ｂの突起４ｂ５に衝突している。

この状態で、ハンドル付勢バネ３５に抗して、とって部４ａをＯＮ方向に回動させると、とって部４ａが突起４ｂ５から離脱するとともに、ギャップＨが消滅、すなわちとって部４ａとカム部４ｃが接触を始める。さらにとって部４ａを回動させると、カム部４ｃの凸部４ｃ４とリンク部４ｂの凹部４ｂ４が係合する。したがって、これ以上のハンドル４のＯＮ方向への回動に際しては、とって部４ａ、リンク部４ｂ、およびカム部４ｃが一体となる。

ハンドル４、具体的には、リンク部４ｂがハンドル軸１９を回動中心として時計方向に回動されることに伴い、Ｕピン２０も、他端２０ｂを回動中心として、同様に時計方向に回動されるとともに、アームピン２６を回動中心として、図６紙面上、常に反時計方向に付勢されているアーム２４は、メインバネ２７のバネ力に抗して時計方向に回動を始める。その結果、ハンドル軸１９、ハンドルリンク軸２３、およびリンク下ピン２５を結ぶ線が一直線上（このことを以下、力線と呼ぶ）になるように向けて、ハンドルリンク軸２３およびリンク下ピン２５が、それぞれ時計方向に回動される。

一方、アーム２４には相対向する突起２４ｃが図６紙面上、左側に設けられており、この突起２４ｃが、接圧バネ１５（図２参照）のバネ力がメインバネ２７より弱いことと相俟って、押板１４を押さえつけているが、前述の通り、アーム２４が時計方向に回動することで、押板１４は、接圧バネ１５のバネ力に抗して上昇を開始する。

上昇を続ける押板１４であるが、可動接触子１０が、固定接触子１１、１２と接触する前に、押板１４の相間壁１４ｂがカムシャフト２９のカム部２９ｂ（図４参照）と衝突し、その上昇が一旦、拘束される。一方、ハンドル４のＯＮ方向への回動に伴い、アーム２４、すなわちリンク下ピン２５が、図６紙面上、時計方向に回動を続けるが、前述した通り、このリンク下ピン２５には第一の突起２８ａを設けたアーム軸２８が被さっている（図２参照）ため、第一の突起２８ａも時計方向に回動する。

図２において、時計方向に回動する第一の突起２８ａが、カムシャフト２９の受け部２９ａに当接し、なおも、ハンドル４のＯＮ方向への回動を続けると、カムシャフト２９は反時計方向への回動を始める。その結果、カム部２９ｂと相間壁１４ｂの係合が外れ（図１３参照）、押板１４は直ちに上昇を開始し、可動接触子１０と固定接触子１１、１２が接触、具体的には、可動接触子１０に設けた可動接点３６ａ、３６ｂと、固定接触子１１、１２に設けたそれぞれの固定接点３７ａ、３７ｂが、接圧バネ１５により閉成することになる。なお、この状態では、まだ、力線には達していない。

さらに、ハンドル４をＯＮ方向に回動させることで、力線に到達するが、このとき、カム部４ｃの板バネ４ｃ２がフレーム板１６の斜面１６ｋと衝突する。しかしながら、図５（ａ）に示すように、カム部４ｃはハンドルカムバネ３４によってリンク部４ｂ側に付勢されているとともに、ハンドル４の回動において、カム部４ｃがとって部４ａとリンク部４ｂの間に介在していることで、とって部４ａの回動がリンク部４ｂに伝達される、換言すれば、力線に到達し、それを維持しようとするため、板バネ４ｃ２は撓みながら斜面１６ｋに乗り上げようとする。

さらに、ハンドル４をＯＮ方向に回動させると、力線からハンドルリンク軸２３が越える、つまり、図１５に示すように、ハンドル軸１９とリンク下ピン２５を結ぶ線よりハンドルリンク軸２３が紙面上、左側に位置することで、リンク上２１およびリンク下２２は、いわゆるＯＮ位置に保持され、可動接点３６ａ、３６ｂおよび固定接点３７ａ、３７ｂを介して固定接触子１１、１２間のＯＮ状態を保つことができる。このように、ハンドル４の回動速度に関係なく、可動接点３６ａ、３６ｂと固定接点３７ａ、３７ｂがあるポイント、すなわちカム部２９ｂと相間壁１４ｂの係合が外れた瞬間を境に、その導通が保たれるため、例えば、各相の導通タイミングの微妙な時間的ズレによる電動機の起動制御などに支障をきたす恐れがなくなるとともに、接点間の溶着を未然に防ぐことができる。

ストッパー１６ｈ（図２参照）、１７ｈ（図３参照）により、ハンドルリンク軸２３は、前述した通り、力線をわずかに越えた位置で停止するため、ハンドル４のこれ以上の時計方向の回動が阻止される。逆にハンドル４から手を離すと、図１４（ａ）および（ｂ）に示すように、ハンドル付勢バネ３５により、再び、とって部４ａはリンク部４ｂの突起４ｂ５に衝突するとともに、とって部４ａとカム部４ｃ間のギャップＨが復活する（図１５参照）。このギャップＨにより、これまでとって部４ａによって、リンク部４ｂに圧接されていたカム部４ｃはその圧接が解除されるが、板バネ４ｃ２が斜面１６ｋ（図２参照）に乗り上げることで発生していた撓み力が、ハンドルカムバネ３４のバネ力より大きいことから、凸部４ｃ４と凹部４ｂ４の係合が外れる、つまり、カム部４ｃが図１４（ａ）紙面上、手前側（フレーム板１６側）に付勢されることで、カム部４ｃの撓みは消失する。換言すれば、これまでカム部４ｃを介して、一体となっていたハンドル４は、その一体関係を一旦、中断することとなる。

次に、ＯＮ状態、すなわち、固定接触子１１、１２間の閉路状態から、電路に過電流が流れ、トリップへ移行するまでの動作を説明する。図１２において、通常、電流は、図示しない電源側導体、この電源側導体と電源側締付ネジ５によって接続される固定接触子１１、固定接点３７ａ、可動接点３６ａ、可動接触子１０、可動接点３６ｂ、固定接点３７ｂ、固定接触子１２、バイメタル３９に絶縁を保ちながら巻きついているヒータ３８、バイメタル３９、バイメタル固定子４０、コイル４１、負荷端子４２、および負荷端子４２と負荷側締付ネジ６によって接続される図示しない負荷側導体の経路で流れるが、この電流が回路遮断器１０１の有する定格電流値を越えると、ヒータ３８で発生する熱、あるいはバイメタル３９自身が発生する熱によって、バイメタル３９が徐々に紙面上、左方向に湾曲する。

すると中ベース２に設けた第三の凹部２ｅ（図１３参照）および、図示しない孔に軸支された、例えば樹脂成形品である連動板４３が反時計方向に回動するとともに、この連動板４３に備えたトリップカム７が紙面上、左方向に移動する。このトリップカム７には突起７ｂが設けられており、前述したトリップカム７の左方向の移動に伴い、突起７ｂが連結板４４の受け部４４ａに当接する。この連結板４４は、フレーム板１７の一部をＵ曲げすることで得られる基台部１７ｅ（図７参照）に設置されたサーマル可調整部１０４を構成するスライダー４５に、第二の端部４４ｃによって軸支されている。したがって、突起７ｂが受け部４４ａを押すことで、この連結板４４は第二の端部４４ｃを回動中心として反時計方向に回動するとともに、連結板４４の第一の端部４４ｂがラッチ３２の第一の受け部３２ｃを押すことになる。なお、サーマル可調整部１０４については、この発明の要部をなすものではないため、その説明は省略する。また、言うまでもないが、連動板４３、あるいはバイメタル３９が直接、連結板４４を回動させるように構成してもよい。

過電流が大きく、バイメタル３９の湾曲を待っていたのでは、電路の電線に損傷が生じる恐れがある場合（具体的には回路遮断器１０１の定格電流の１０倍程度の電流）には、図１１に示すように、後述するプランジャーのガイドとなるボビン４６に設けた孔４６ａに軸支された、例えば樹脂成形品であるインパクトロッド４７が直ちに動作する。具体的には、コイル４１で発生する磁束によって、プランジャー４８が紙面上、上方向に吸引されることで、このプランジャー４８に係合されたインパクトロッド４７が時計方向に回動する。

図１５において、インパクトロッド４７が時計方向に回動し、このインパクトロッド４７に設けた腕部４７ａが、マグバー３１の受け部３１ａを押すことで、図示しないマグバーバネによって常に時計方向に付勢されているマグバー３１は反時計方向に回動を始める。このマグバー３１には突起３１ｂが設けられており、前述した反時計方向の回動により、この突起３１ｂがラッチ３２の第二の受け部３２ｄを押すことになる。

ラッチ３２の第一の受け部３２ｃ（図１２参照）、または第二の受け部３２ｄが押されることで、このラッチ３２は時計方向に回動する。すると、レバー１８のラッチ係合部１８ｃとラッチ３２の突起３２ｂとの係合が外れる（図１６参照）ので、メインバネ２７によって反時計方向に付勢されようとするアーム２４の作用力と相俟って、レバー１８、すなわちＵピン２０の他端２０ｂが紙面上、左方向に移動しようとする。この左方向への移動は、当然、Ｕピン２０の一端２０ａにも及ぶため、メインバネ２７の力によって、リンク下ピン２５がストッパー１６ｉ（図１１参照）、１７ｉ（図１２参照）に向けて回動する。この結果、アーム２４の突起２４ｃが押板１４を押し下げ、固定接触子１１、１２間が開離し、過電流を断つことで、電路の電線の損傷を未然に防いでいる。

図１６において、前述した通り、レバー１８とラッチ３２の係合が外れたことで、メインバネ２７の力によって、レバー１８はその支軸を失う、すなわちＵピン２０が非拘束状態となり、他端２０ｂは紙面上、最左端に位置する。一方、フレーム板１６の鍵部１６ｌとハンドルリンク軸２３の間にはトリップ表示バネ４９が張架されており（図１３参照）、このトリップ表示バネ４９に荷重が加わらない、すなわちハンドルリンク軸２３は、鍵部１６ｌと最短距離になるよう位置し、またＵピン２０の一端２０ａを支軸とするリンク上２１およびリンク下２２は略くの字形となり、よって開閉機構部１０２は、いわゆるトリップ状態を保持することになる。

ハンドルリンク軸２３の回動、すなわちＯＮ位置（図１５参照）から、このトリップ位置への移動に伴い、リンク部４ｂも回動するが、このとき、前述した通り、とって部４ａとリンク部４ｂの間には、ハンドル付勢バネ３５が張架されているため、とって部４ａも回動する。すると、とって部４ａに設けた突起４ａ２が、カム部４ｃを反時計方向に回動させるので、板バネ４ｃ２と斜面１６ｋ（図２参照）の係合が外れ、その結果、ハンドルカムバネ３４（図５（ａ）参照）によって、カム部４ｃの側面４ｃ３（図５（ａ）参照）とリンク部４ｂの側面４ｂ３（図５（ａ）参照）が再び隣接する。以上、これまでの説明で明らかなように、板バネ４ｃ２の撓み力を発生させる斜面１６ｋ、およびハンドルカムバネ３４により、請求項で述べた「カム部移動手段」が構成される。なお、とって部４ａの位置はハンドルリンク軸２３の位置によって決まるが、外部から回路遮断器１０１のトリップ有無を一目瞭然で判別できるようにするため、ＯＮおよびＯＦＦの略中間に位置するように、とって部４ａの形状を決める必要があることは言うまでもない。

このトリップ状態から、ＯＮ操作、すなわちハンドル４を時計方向に回動しても、ハンドルリンク軸２３がストッパー１６ｈ（図２参照）、１７ｈ（図３参照）に向かって移動するだけで、仮にハンドル４から手を離すと、トリップ表示バネ４９（図１３参照）によりハンドルリンク軸２３およびハンドル４は元に戻ろうとする。したがって、ＯＮ操作するためには、一旦、ハンドル４を反時計方向に回動して、Ｕピン２０の他端２０ｂをストッパー１６ｊ（図２参照）に向かって移動させ、レバー１８のラッチ係合部１８ｃとラッチ３２の突起３２ｂを係合、つまり図６に示すようにＯＦＦ状態に各部品を位置させる必要がある。なお、この操作のことを、通常「リセット操作」と呼んでいる。

このリセット操作完了に伴う、ＯＦＦ状態から、ＯＮ状態への移行については先述したのでここでは省略する。また、このＯＦＦ状態から、トリップカム７を図３紙面上、左方向に移動させることで、回路遮断器１０１をトリップさせることができることも先述した。なお、この操作は回路遮断器１０１がＯＮ状態であっても対応可能ではあるが、一般に、回路遮断器１０１に具備した図示しない警報スイッチ、すなわち回路遮断器１０１が過電流などによってトリップしたことを外部に知らしめる機能を利用して、使用者側がランプやブザーによる回路を外部に組んだ場合、そのシーケンスチェックのために、この操作を行なうことを考えると、少なくとも回路遮断器１０１の電源側の活線、あるいは電路の通電状態の遮断を招くＯＮ状態より、ＯＦＦ状態の方が好ましいことは言うまでもない。

最後に、ＯＮ状態からＯＦＦへの移行を説明する。図１４（ａ）（ｂ）および図１５において、先述したように、ハンドル４は、カム部４ｃが図１５紙面上、手前側（フレーム板１６側）に付勢されているとともに、とって部４ａはリンク部４ｂの突起４ｂ５に衝突している。この状態で、ハンドル４をＯＦＦ方向に回動させると、リンク部４ｂは図１５紙面上、反時計方向に回動、つまり、それまでハンドル軸１９とリンク下ピン２５を結ぶ線より紙面上、左側に位置していたハンドルリンク軸２３が力線に戻ってくる。

このとき、カム部４ｃは前述した通り、フレーム板１６側に付勢、換言すれば、とって部４ａとリンク部４ｂの間には介在していないので、このハンドルリンク軸２３が力線に戻ってきた瞬間に、メインバネ２７の力によって、アーム２４が反時計方向に回動、すなわちリンク下ピン２５がストッパー１６ｉ（図１１参照）、１７ｉ（図１２参照）に向けて回動する。したがって、アーム２４の突起２４ｃが押板１４を押し下げ、固定接触子１１、１２間が開離する。このとき、トリップへの移行とは違い、レバー１８とラッチ３２は係合状態を継続したままなので、Ｕピン２０の他端２０ｂが支軸となり、一端２０ａが回動するが、トリップ表示バネ４９（図１３参照）の荷重がメインバネ２７よりはるかに低いこともあって、ハンドルリンク軸２３は最上端、いわゆるＯＦＦを保持する位置（図６参照）となる。

引続きハンドル４をＯＦＦ位置まで回動させると、トリップの項でも述べたように、とって部４ａに設けた突起４ａ２（図１６参照）が、カム部４ｃを反時計方向に回動させることで、板バネ４ｃ２と斜面１６ｋ（図２参照）の係合が外れ、ハンドルカムバネ３４により、側面４ｃ３と側面４ｂ３が再び隣接する。なお、言うまでもないことだが、この隣接ポイントは、リンク部４ｂの位置が、このＯＦＦ（図６参照）とトリップ（図１６参照）とで違うことからも明らかなように、このＯＦＦの場合においては、隣接ポイントがハンドル４の略ＯＦＦ位置となっている。

図６において、ハンドル４を更に反時計方向に回動しても、直ちにストッパー１６ｊ（図２参照）に他端２０ｂが衝突、すなわちＵピン２０の動きが拘束されることで、ハンドルリンク軸２３の動きが停止するため、これ以上のハンドル４の回動はありえない。このとき、レバー１８のラッチ係合部１８ｃとラッチ３２の突起３２ｂとの間にギャップが発生するが、このギャップを通常「リセット余裕」と呼んでいる。

この一連のＯＮからＯＦＦへの操作は、通常想定される、いわゆる手動操作に基いているが、これまでの説明で明らかなように、固定接触子１１、１２間が開離、すなわちリンク部４ｂがＯＦＦ位置にさえいれば、仮にハンドル４から手を離したとしても、ハンドル付勢バネ３５（図１４（ａ）参照）によって、とって部４ａが、さらにはこのとって部４ａによって、カム部４ｃが、ともにＯＦＦ位置まで回動される。換言すれば、とって部４ａおよびカム部４ｃの回動速度は、ハンドル付勢バネ３５に抗することで、遅くさせることが可能である。ただし、ハンドル４の回動速度を遅くしたところで、前述した通り、既に固定接触子１１、１２間は開離しているので、回路遮断器１０１の性能には何ら左右されることはない。

このように、ハンドル４の回動速度に関係なく、可動接点３６ａ、３６ｂと固定接点３７ａ、３７ｂがあるポイント、すなわち力線に戻った瞬間に、その開放が行われるため、接点の消耗が少ない、換言すれば接点のサイズを大きくすることなく、経済的に優れた回路遮断器を提供することができる。このいわゆる速切り機構は、スローメークタイプの回路遮断器のハンドルをとって部、リンク部、およびカム部に３分割し、ＯＮからＯＦＦへの操作にあたり、カム部を一旦、複雑な機構を必要としないカム部移動手段により、ハンドルを構成する部材から外したに過ぎず、よってハンドルの外形サイズをほぼ同等に保つことができるので、小形化でしかも耐久性能の高い回路遮断器を得ることができる。

また、ハンドル４とレバー１８とフレーム板１６、１７はハンドル軸１９で、ハンドル４（リンク部４ｂ）とリンク上２１はハンドルリンク軸２３で、レバー１８とリンク上２１とリンク下２２はＵピン２０で、リンク下２２とアーム２４はリンク下ピン２５で、およびアーム２４とフレーム板１６、１７はアームピン２６で、それぞれ、いわゆるピン形状なるもので連結したので、回路遮断器の開閉操作およびトリップ操作において、部品間の摺動を極力減らすことができ、耐久性能のアップ、もしくは部品の摩耗などに特別な対策を施す必要がないという効果が得られる。

さらに本実施例においては、速入り機構も外部に部品を追加することなく実現しているので、前述した速切り機構と合わせ、スローメークタイプの回路遮断器において、経済性に優れ、しかもトグルリンク機構によるクイックモーションを採用した回路遮断器並みの遮断性能を有した小形の回路遮断器を実現することが可能である。

この発明の実施の形態を示す開状態における回路遮断器の外観斜視図である。図１において、線Ａ−Ａに沿う側断面図である。図１において、線Ｂ−Ｂに沿う側断面図である。図１において、線Ｃ−Ｃに沿う側断面図である。この発明の実施の形態を示す開状態におけるハンドルを中心とした拡大図である。この発明の実施の形態を示す開状態における開閉機構部を中心とした構成図である。図６における斜視図である。図４において、線Ｅ−Ｅに沿う部分上断面図である。図４において、線Ｆ−Ｆに沿う部分上断面図である。図４において、線Ｇ−Ｇに沿う部分上断面図である。この発明の実施の形態を示す閉状態における、図２相当図である。この発明の実施の形態を示す閉状態における、図３相当図である。この発明の実施の形態を示す閉状態における、図４相当図である。この発明の実施の形態を示す閉状態における、図５相当図である。この発明の実施の形態を示す閉状態における、図６相当図である。この発明の実施の形態を示すトリップ状態における、図６相当図である。

符号の説明

２中ベース、４ハンドル、４ａとって部、４ａ１孔、４ａ２突起、
４ｂリンク部、４ｂ１第一の孔、４ｂ２第二の孔、４ｂ３側面、
４ｂ４凹部、４ｂ５突起、４ｃカム部、４ｃ１孔、４ｃ２板バネ、
４ｃ３側面、４ｃ４凸部、１０可動接触子、１１・１２固定接触子、
１４押板、１６・１７フレーム板、１６ｋ斜面、１８レバー、
１９ハンドル軸、２０Ｕピン、２１リンク上、２２リンク下、
２３ハンドルリンク軸、２４アーム、２５リンク下ピン、２６アームピン、
２８アーム軸、２９カムシャフト、３０カムシャフトバネ、
３４ハンドルカムバネ、３５ハンドル付勢バネ、
１０１回路遮断器、１０２開閉機構部。

Claims

互いに相対向するフレーム板の間に配設された開閉機構部と、中ベースに収納された固定接触子と、上記固定接触子に対向して設けられた可動接触子と、上記可動接触子に連結された押板と、上記開閉機構部を外部から操作するハンドルとを備えた回路遮断器において、
上記ハンドルは、外部から操作を行うためのとって部、上記開閉機構部に連結しているリンク部、および上記とって部の位置変化を上記リンク部に伝えるカム部とを有し、該回路遮断器の閉状態においては、上記カム部と上記リンク部とが離れていることを特徴とする回路遮断器。
該回路遮断器の開状態およびトリップ状態においては、カム部とリンク部が係合し、かつ上記カム部が、とって部からの操作に基づく動きを、上記リンク部に伝えることにより、上記リンク部によって開閉機構部が操作されることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
開閉機構部に連動するアーム軸を備え、ハンドルを該回路遮断器の開状態から閉状態に回動させたときに、押板の移動を中ベースに配設されたカムシャフトによって一旦拘束後、上記アーム軸が上記カムシャフトを回動させることで、上記押板の拘束を解除するように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の回路遮断器。
とって部、リンク部、およびカム部は、フレーム板に軸支されるハンドル軸に緩挿されるように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の回路遮断器。
該回路遮断器が開状態から閉状態に移動するときに、カム部をリンク部から離し、かつ閉状態から開状態に移動するときに、上記カム部を上記リンク部と係合させるように、上記カム部をハンドル軸に対し軸方向にスライドさせるカム部移動手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の回路遮断器。
とって部の回動に連動するカム部が、フレーム板に設けた突起に乗り上げることによって生じる撓み力、およびハンドル軸に遊嵌されたハンドルカムバネによる付勢力によってカム部移動手段が構成されていることを特徴とする請求項５に記載の回路遮断器。
開閉機構部はスローメークタイプで構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の回路遮断器。
ハンドルおよび開閉機構部を構成するレバー、リンク上、リンク下、アームの各部材はそれぞれピンによって連結されていることを特徴とする請求項７に記載の回路遮断器。