JP2006196242A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な組立構造で、接点溶着の状態ではハンドルがＯＦＦ位置へ移動するのを確実に阻止する。
【解決手段】回路遮断器の開閉機構６が、ハンドル７に結合したハンドルレバー８と、引外し機構のラッチ１１と、上リンク１２と下リンク１３とをピン結合してラッチと接触子ホルダ４との間に架け渡したトグルリンク機構と、開閉スプリング１７との組立体からなり、上リンク１２の側縁に突起１２ｂを形成するとともに、該突起に対峙してハンドルレバー８のＯＮ側サイドにアーム状のストッパ片８ｂを設けるものとし、ここで前記ストッパ片には突起１２ｂの先端に突き当ててハンドルの移動を阻止する壁部８ｃ，およびトリップ動作状態で前記壁部が突起の下側に潜り込んでハンドルレバーをトリップ位置に係止拘束する切欠段部８ｄを形成する。そして、ハンドルレバー，上リンクの枢支軸受には、組立性の簡便なＵ溝状の開放形軸受８ｅ，１２ｃを採用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配線用遮断器，漏電遮断器などを対象とする回路遮断器に関し、詳しくは主回路接点の溶着状態で操作ハンドルがＯＦＦ位置に移動するのを阻止するようにしたアイソレーション機能付き回路遮断器の開閉機構に係わる。

頭記の回路遮断器において、主回路接点が閉極した通電状態で異常な過電流により固定接点と可動接点が溶着した状態になると、過電流引外し装置が正常に作動しても主回路接点は閉極したままで断路せずに、操作ハンドルがトリップ動作の表示位置に移動して停止する。
この場合に、接点溶着のままハンドルをＯＦＦ位置に移動操作することができると回路遮断器の主回路接点が開極したと誤認し、この状態で負荷側回路の保守,点検を行ったりすると、作業員が活線に触れて感電するおそれがある。
そこで、上記問題に対する対策として、通電中に接点が溶着した場合にはハンドルのＯＦＦ位置への移動を阻止するように機械的にロックする各種方式のアイソレーション機能を備えた回路遮断器が従来から知られており、その具体的な構成例として開閉機構の構成部材であるトグルリンク機構のリンクと操作ハンドルに結合したハンドルレバーとの間に、接点の溶着状態ではハンドルがＯＦＦ位置に移動できないようにする阻止部を設けた構成の回路遮断器が公知である(特許文献１参照)。

次に、特許文献１に開示されている回路遮断器の構成，および各動作の状態を図８〜図１１に示す。図において、１はベース１ａとカバー１ｂからなる遮断器ケース、２は主回路の固定接触子、３は回動式の接触子ホルダ４に保持した可動接触子、５は消弧グリッド、６は可動接触子３に連繋した開閉機構、７は操作ハンドルであり、図示してないがケース１に主回路の過電流を検出して開閉機構６にトリップ動作指令を与える熱動式ないし電磁式の過電流引外し装置を備えている。
ここで、開閉機構６は、図９で示すように先端（図示の下端側）をフレーム（図示せず）に枢支して他端を操作ハンドル７に結合したハンドルレバー８と、一端を支軸９に枢支して他端をラッチ受け１０に係止した引外し機構のラッチ１１と、上リンク１２と下リンク１３との間をトグルピン１４で連結した上で、支軸１５，１６を介してラッチ１１と接触子ホルダ４との間に架け渡したトグルリンク機構と、前記トグルピン１４とハンドルレバー８の上端側との間に張架した開閉スプリング（引っ張りばね）１７との組立体になる。なお、１８は可動接触子３に接続した主回路の可撓リード線、１９は可動接触子３の接点を可動接触子２の接点に押圧する接圧ばねである。

また、前記のアイソレーション機能を付与する阻止部として、トグルリンク機構の上リンク１２の側縁には図示位置に円弧状のカム部１２ａを形成し、このカム部１２ａに対峙してハンドルレバー８のＯＮ側サイド（図示の左側）には先端を「く」の字状に屈曲した折り曲げ部（ストッパ）が形成されている。
上記構成になる回路遮断器の開閉動作は特許文献１１に詳しく述べられており、操作ハンドル７をＯＮ位置に倒した投入状態（図８参照）では、開閉ばね１７のばね力を受けたトグルリンク機構の上リンク１２（上端側の支軸１５が固定点となる）と下リンク１３が直線状に延びて接触子ホルダ４を反時計方向に回動し、これにより可動接触子３が固定接触子２の上に重なって主回路接点が閉極している。また、この状態から操作ハンドル７をＯＦＦ位置（図９参照）に倒すと、開閉スプリング１７のばね力作用線がデッドポイントを超えて反転し、これによりトグルリンク機構の上リンク１２と下リンク１３が逆「く」字状に座屈して接触子ホルダ４は時計方向に回動し、可動接触子３が固定接触子２から上方に移動して主回路接点が開極する。

また、図１０はトリップ動作の状態を表しており、図８に示した投入状態で主回路に通流する過電流を検出して過電流引外し装置が作動すると、その機械的出力により図示してないトリップクロスバーを介して引外し機構のラッチ受け１０がラッチ１１の鎖錠を釈放する。これにより、トグルリンク機構の上リンク１２，下リンク１３が開閉スプリング１７のばね力で上方に引き上げられ（ラッチ１１は支軸９を支点に反時計方向に回動する）、これに従動して接触子ホルダ４が時計方向に回動して可動接触子１３を開極する。
一方、通電中に主回路に過大電流が通流して主回路接点が溶着した状態でハンドル７をＯＮからＯＦＦ位置に移動操作しようとすると、次記のようにアイソレーション機能が働いてハンドル７の移動を阻止する。すなわち、図１１に示す接点溶着の状態（非トリップ動作の状態）では、可動接触子３，接触子ホルダ４が図示位置にロックされているのでハンドル７をＯＮ位置からＯＦＦ方向に移動してもトグルリンク機構は反転できず、しかもハンドル７の移動途上でハンドルレバー８に形成した折り曲げ部８ａの先端（下端側）が上リンク１２に形成したカム部８ａに突き当たって係合し、これ以上のハンドル移動が阻止される。

また、接点が溶着し、かつ開閉機構がトリップ動作した状態では、図１０で述べたようにラッチ１１が釈放されてトグルリンク機構の上リンク１２の支軸１５が上方に引き上げられるので、この状態でハンドル７をＯＦＦ方向に移動させようとすると、ハンドルレバー８の折り曲げ部６ａはその直線壁部が上リンク１２のカム部１２ａに突き当たってハンドル７のＯＦＦ位置への移動が阻止される。
特再表平９−３５３３３号公報

ところで、前記の特許文献１に開示されている構造は、開閉機構の構造および組立性の面で次記のような課題がある。
すなわち、図１１に示した阻止状態でハンドル７にＯＦＦ方向に力を加えると、ハンドルレバー８の折り曲げ部８ａを介してトグルリンク機構の上リンク１２には支軸１５を支点とする反時計方向のモーメント荷重が加わる。この場合に上リンク１２の他端はトグルピン１４，下リンク１３を介して接触子ホルダ４に連結されて自由に回動できないことから、上リンク１２は下向きの分力を受けるようになる。これに対して、通常の開閉動作時には開閉スプリング１７のばね力により上リンク１２は支軸１５に対して上向きの力が加わる。したがって、支軸１５に枢支する上リンク１２の軸受部は上向きおよび下向きの力にも対応させるために貫通形（リンクに開けた軸受穴に支軸１５を通す）として構成する必要がある。

また、ハンドルレバー８についても、その先端をフレームに枢支する軸受部は貫通形としている。すなわち、通常の開閉動作では開閉スプリング１７のばね力でハンドルレバー８の枢支軸受部には下向きの力を受ける。これに対して、接点が溶着した状態でトリップ動作（ラッチ１１は釈放）の後にハンドル７をＯＦＦ方向に移動させると、折り曲げ部８ａの直線壁部が上リンク１２のカム部１２ａに当たってカム部の周面を迫り上がるようになるためハンドルレバー８には上向きの力が加わる。このため、ハンドル７の浮き上がりを防ぐためにもハンドルレバー８の軸受部を貫通形とする必要がある。
これに対して、アイソレーション機能を備えてない従来の回路遮断器では、前記のようにハンドルレバー８，上リンク１２の枢支部には一方向のみの力が加わることから、その軸受部は貫通形とせずに、Ｕ字溝の開放形軸受を採用してフレーム，ラッチ１１の支軸１５に嵌合して枢支するようにした構成である。

一方、前記したハンドルレバー８，上リンク１２の軸受部について、開閉機構の組立工程面から貫通形と開放形とを比較すると、貫通形の軸受部は開放形の軸受部に比べて組立工数が多く、かつ高い寸法精度も要求されてコスト高となる。また、組立工程にロボット式の自動組立方式を導入するには、部品の組立操作が簡単に行えることが望まれる。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、部品の組立性を損なうことなく、主回路接点の溶着状態ではハンドルがＯＦＦ位置へ移動するのを確実に阻止できるように改良したアイソレーション機能付きの回路遮断器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、主回路の固定接触子および回動式の接触子ホルダに保持した可動接触子，接触子の開閉機構，開閉操作ハンドル，および過電流引外し装置を装備した回路遮断器であって、前記開閉機構が先端をフレームに枢支してハンドルに結合したハンドルレバーと、過電流引外し装置の動作に応動する引外し機構と、上リンクと下リンクとをピン結合して前記引外し機構のラッチと接触子ホルダとの間に架け渡したトグルリンク機構と、トグルリンク機構のトグルピンとハンドルレバーとの間に張架した開閉スプリングとの組立体からなり、ハンドルのＯＮ，ＯＦＦ操作により主回路接点を開閉し、また過電流の通流時には前記引外し機構のラッチを釈放してトリップ動作させるようにしたものにおいて、
主回路接点が溶着した状態で操作ハンドルがＯＦＦ位置に移動するのを阻止するアイソレーション手段として、前記上リンクの側縁に突起を形成するとともに、該突起に対峙してハンドルレバーのＯＮ側サイドにアーム状のストッパ片を設けるものとし、ここで前記ストッパ片には前記突起の先端に突き当ててハンドルの移動を阻止する壁部，および開閉機構のトリップ動作状態で前記壁部が突起の下側に潜り込んでハンドルレバーをトリップ位置に係止拘束する切欠段部を形成する（請求項１）。

また、前記の構成においては、ハンドルレバーに形成したストッパ片の壁部をハンドル操作により上リンクの突起部に衝合した状態で、その力点を通る作用線が該力点と上リンクの枢支点とを結ぶ仮想線とほぼ一致するように前記突起，ストッパ片の形状，位置を定める（請求項２）。
さらに、前記のハンドルレバーおよび上リンクの枢支部について、ハンドルレバーの先端，および上リンクの先端にＵ字溝の開放形軸受部を形成した上で、該軸受部を介してハンドルレバーおよび上リンクをそれぞれフレーム，ラッチに設けた支軸に枢支している（請求項３）。

上記の構成によれば、主回路接点の溶着状態で操作ハンドルをＯＦＦ位置に移動しようとすると、ハンドルレバーに設けたストッパ片が上リンクの突起に衝合，もしくは係合してそれ以上のハンドルの移動を阻止する。
このアイソレーション機能は特許文献１に開示されている阻止部と同様な原理であるが、本発明ではハンドルレバーに形成したストッパ片およびトグルリンク機構の上リンクに形成した突起の形状，および位置について請求項１，２のように規定したことにより、接点の溶着状態でハンドルをＯＦＦ方向に向けて移動しようとする過程でハンドルレバーには上向きの力が加わることがなく、また上リンクには下向きに力が加わることがない。したがって、ハンドルレバー，上リンクの枢支部については、請求項３のように開放形の軸受部を採用して開閉機構を組立てることができ、これにより組立性の向上と併せて製作コストの低減化が図れる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図７に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図８〜図１１に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
まず、図１（ａ）〜（ｃ）に回路遮断器の全体構造，およびその開閉機構に装備したアイソレーション機能部品の構造を示す。すなわち、図示実施例の回路遮断器およびその開閉機構は基本的に図８に示した特許文献１の構造と同様であり、開閉機構６の構成部材であるハンドルレバー８のＯＮ側サイドには、図８における折り曲げ部８ａに相応するストッパ片８ｂ（図１（ｂ）参照）が、またトグルリンク機構の上リンク１２には、図８におけるカム部１２ａに相応する突起１２ｂ（図１（ｃ）参照）が形成されている。なお、図中で２０は開閉機構６の組立用フレーム（コ字形の外枠）、２１はフレーム２０に架設してハンドルフレーム８を揺動可能に枢支する支軸、２２は図示してない過電流引外し装置の機械的な出力を受けて開閉機構６のラッチ受け１０を釈放するトリップクロスバーである。

ここで、前記のストッパ片８ｂは、図１（ｂ）で示すように逆Ｕ字形になるハンドルレバー９の左右側縁に切り起こして内側に折り曲げた耳形の突起片で、平坦な直線状壁部８ｃの上端側に切欠段部８ｄが形成されている。また、ハンドルレバー８の先端（下端側）には前記支軸２１に枢支する軸受部として図８の貫通形軸受に代わるＵ字溝の開放形軸受部８ｅが形成されており、この開放形軸受部８ｅのＵ溝をフレーム２０に架設した支軸２１に上方から嵌合し、支軸２１を揺動支点としてハンドルフレーム８の上端に結合した操作ハンドル７をＯＮ／ＯＦＦ位置に向けて移動可能に枢支している。
また、トグルリンク機構の上リンク１２の上端をラッチ１１に架設した支軸１５に枢支する軸受についても、図８の貫通形軸受に代えてＵ字溝になる開放形軸受部１２ｃが形成されており、この開放形軸受部１２ｃを下方側から支軸１５に嵌合して上リンク１２を支軸１５に枢支している。

上記の構成で、操作ハンドル７をＯＮ位置に倒した投入状態では、図２で示すように開閉ばね１７のばね力を受けたトグルリンク機構の上リンク１２（上端側の支軸１５が固定点となる）と下リンク１３が直線状に延びて接触子ホルダ４を反時計方向に回動し、これにより可動接触子３が固定接触子２の上に重なって主回路接点が閉極する。また、この閉極状態から操作ハンドル７をＯＦＦ位置（図３参照）に倒すと、開閉スプリング１７のばね力作用線がデッドポイントを超えて反転し、これによりトグルリンク機構の上リンク１２と下リンク１３が逆「く」字状に座屈して接触子ホルダ４は時計方向に回動し、可動接触子３が固定接触子２から上方に移動して主回路接点が開極する。
また、図２の投入状態で主回路に通流する過電流を検出して過電流引外し装置（図示せず）が作動すると、その機械的出力によりトリップクロスバー２２が図４に示す位置に傾動し、これに従動して引外し機構のラッチ受け１０がラッチ１１の拘束を解除する。これにより、開閉スプリング１７のばね力によりラッチ１１が支軸９を支点に反時計方向に回動するとともに、ラッチ１１に設けたトグルリンク機構の支軸１５が開閉スプリング１７の作用線の左側に移動する。その結果、開閉スプリング１７のばね力によりトグルリンク機構の上リンク１２，下リンク１３が逆「く」の字形に座屈し、これに従動して接触子ホルダ４が時計方向に回動して可動接触子１３を開極する。

次に、主回路に過大な電流が通流して主回路接点が溶着した状態で、ハンドル７のＯＦＦ位置への移動を阻止するアイソレーション機能を図５〜図７で説明する。
まず、図５（ａ），（ｂ）は主回路接点が溶着し、かつ回路遮断器がトリップ動作した場合の動作を表している。すなわち、固定接触子２の接点と可動接触子３の接点が溶着したままの状態でトリップ動作すると、操作ハンドル７、ハンドルレバー８，およびトグルリンク機構は図５（ａ）の位置に停止する。この状態からハンドル７をＯＦＦ位置に向けて移動操作しようとすると、図５（ｂ）で表すようにハンドル７の移動経路の途上でハンドルレバー８のストッパ片８ｂが上リンク１２の突起１２ｂに衝合してハンドル７のそれ以上の移動が阻止される。この阻止状態では図１（ｂ）に示したストッパ片８ｂの直線壁部８ｃが図１（ｃ）に示した突起１２ｂの下側に潜り込んで、突起１２ｂが切欠段部８ｄの上に係止される。しかも、この状態では上リンク１２の両端が支軸１５，ピン結合された下リンク１３を介してラッチ１１と接触子ホルダ４との間に拘束されているので上向きには動けず、したがってハンドル７にＯＦＦ方向の力を加えても、ハンドルレバー８はＯＦＦ方向への傾動が阻止され、しかもハンドル７に加えた力のモーメント荷重はストッパ片８ｂと突起１２ｂとの係止点を支点としてハンドルレバー８の枢支軸受部を支軸２１に押しつけるよう下向きに作用するので、ハンドルレバー８の開放形軸受部８ｅ（図１（ｂ）参照）が支軸２１から抜け出てハンドル７が浮き上がるおそれはない。また、トグルリンク機構の上リンク１２に対してもハンドル７に加えた力が上向きの荷重として作用するので、上リンク１２の開放形軸受部１２ｃ（図１（ｃ）参照）が支軸１５から抜け出るおそれもない。

なお、図７は前記したアイソレーション機能に関連するハンドル７，ハンドルレバー８，トグルリンク機構の上リンク１２の各動作位置を表す拡大図で、図中の細線の実線はＯＮ位置、細線の点線はＯＦＦ位置を表し、また太線の実線，鎖線はそれぞれ接点が溶着した状態でハンドル７をトリップ動作，非トリップ動作位置からＯＦＦ方向に移動する場合の相対位置を表している。
一方、回路遮断器がトリップ動作せずに接点が溶着した状態で、ハンドル７をＯＮ位置からＯＦＦ方向に移動しようとする際のアイソレーション機能動作を図６（ａ），（ｂ）で説明する。すなわち、回路遮断器がトリップ動作せずに主回路接点が溶着した状態では、ハンドル７，開閉機構６のトグルリンク機構が図６（ａ）の位置に停止している。この状態からハンドル７をＯＦＦ方向に移動しようとすると、その操作途上でハンドルレバー８に設けたストッパ片８ｂの壁部８ｃ（図１（ｂ）参照）が上リンク１２の突起１２ａに衝合してハンドル７のそれ以上の移動が阻止される。

この場合に、図７の太鎖（鎖線）で表すようにストッパ片９ｂの壁部９ｃと突起１２との衝合点Ｐ（力点）を通る矢印方向の力作用線（ハンドルレバー８の枢支点（支軸２１の中心）とＰ点とを結ぶ線と直角方向）が衝合点Ｐと上リンク１２の枢支点（ラッチに架設した支軸１５の中心）とを結ぶ仮想線とほぼ一致するように突起１２ｂ，ストッパ片８ｂの形状，位置を定めておけば、ハンドル７に加えた力はその作用線上に位置する上リンク１２の支軸１５で受け止められることになるので、ハンドル７が定位置から浮き上がったり、ハンドルレバー８の開放形軸受部８ｅ（図１（ｂ）参照）が支軸２１から外れるおそれはない。
上記の説明から判るように、図示実施例の構造によれば、ハンドルレバー８，トグルリンク機構の上リンク１２について、相手側の支軸２１，１５に枢支する軸受として組立性の簡便な開放形軸受を採用しつつ、接点溶着状態ではハンドル７のＯＦＦ位置への移動を確実に阻止することができる。

本発明の実施例による回路遮断器の構成図で、（ａ）は回路遮断器全体の内部構造を表す側面図、（ｂ），（ｃ）はそれぞれ（ａ）におけるハンドルレバー，トグルリンク機構の上リンクの構造を表す外形斜視図 図１における開閉機構のＯＮ状態を表す側面図 図１における開閉機構のＯＦＦ状態を表す側面図 図１における開閉機構のトリップ動作状態を表す側面図 図１の構成による接点溶着状態でのアイソレーション機能の動作説明図で、（ａ）はトリップ動作直後の状態，（ｂ）は（ａ）からハンドルをＯＦＦ後方に移動する際の阻止状態を表す開閉機構の側面図 図１の構成による接点溶着状態でのアイソレーション機能の動作説明図で、（ａ）はＯＮ状態，（ｂ）は（ａ）の状態からＯＦＦ方向に移動するハンドルの阻止動作状態を表す開閉機構の側面図 図２〜図６の各状態に対応するハンドル，ハンドルレバー，トグルリンク機構の相対位置を表した拡大図 特許文献１に開示されている回路遮断器の構成図でＯＮ状態を表す図 図８における開閉機構のＯＦＦ状態を表す側面図 図８における開閉機構のトリップ動作状態を表す側面図 図８の構成による接点溶着状態でのアイソレーション機能の動作説明図で、ハンドルをＯＦＦ方向に移動する際の阻止動作の状態を表す開閉機構の側面図

符号の説明

２ 固定接触子
３ 可動接触子
４ 接触子ホルダ
６ 開閉機構
７ 操作ハンドル
８ ハンドルレバー
８ｂ ストッパ片
８ｂ 壁部
８ｃ 切欠段部
８ｅ 開放形軸受部
９，１５，１６，２１ 支軸
１１ ラッチ
１２ トグルリンク機構の上リンク
１２ｂ 突起
１２ｃ 開放形軸受部
１３ 下リンク
１４ トグルピン
１７ 開閉スプリング
２０ フレーム

Claims (3)

1. 主回路の固定接触子および回動式の接触子ホルダに保持した可動接触子，接触子の開閉機構，開閉操作ハンドル，および過電流引外し装置を装備した回路遮断器であって、前記開閉機構が先端をフレームに枢支してハンドルに結合したハンドルレバーと、過電流引外し装置の動作に応動する引外し機構と、上リンクと下リンクとをピン結合して前記引外し機構のラッチと接触子ホルダとの間に架け渡したトグルリンク機構と、トグルリンク機構のトグルピンとハンドルレバーとの間に張架した開閉スプリングとの組立体からなり、ハンドルのＯＮ，ＯＦＦ操作により主回路接点を開閉し、また過電流の通流時に前記引外し機構のラッチを釈放してトリップ動作させるようにしたものにおいて、
   主回路接点が溶着した状態で操作ハンドルがＯＦＦ位置に移動するのを阻止するアイソレーション手段として、前記上リンクの側縁に突起を形成するとともに、該突起に対峙してハンドルレバーＯＮ側サイドにアーム状のストッパ片を設け、かつ該ストッパ片には前記突起の先端に突き当ててハンドルの移動を阻止する壁部，および開閉機構のトリップ動作状態で前記壁部が突起の下側に潜り込んでハンドルレバーをトリップ位置に係止拘束する切欠段部を形成したことを特徴とする回路遮断器。
2. 請求項１記載の回路遮断器において、ハンドルレバーに形成したストッパ片の壁部をハンドル操作により上リンクの突起部に衝合した状態で、その力点を通る作用線が該力点と上リンクの枢支点とを結ぶ仮想線とほぼ一致するように前記突起，ストッパ片の形状，位置を定めたことを特徴とする回路遮断器。
3. 請求項１または２に記載の回路遮断器において、ハンドルレバーの先端およびトグルリンク機構の上リンクの先端にＵ字溝の開放形軸受部を形成した上で、該開放形軸受部を介してハンドルレバーおよび上リンクをそれぞれフレーム，ラッチに設けた支軸に枢支したことを特徴とする回路遮断器。

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