JP2007287507A - 回路遮断器 - Google Patents

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Abstract

【課題】荷重印加時のトリップバーの変形による撓みや軸ガタを低減する。
【解決手段】トリップバー１６は、１対のサイドプレート１４を貫通するピン１５にて両持ちで回転可能に開閉機構に係合され、トリップバー１６の回転軸の同軸上の開閉機構と離れた位置に円筒状の補助回転軸２５ａ、２５ｂをトリップバー１６に設けるとともに、ケース１には、補助回転軸２５ａ、２５ｂを回転自在にそれぞれ支持する補助軸受け２６ａ、２６ｂを設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は回路遮断器に関し、特に、３相４線式電路に使用される４極４素子構造の回路遮断器の開閉機構に適用して好適なものである。
３相４線式電路に使用される４極４素子構造の回路遮断器では、製品の端に中性極が設けられている。ここで、中性極の位置は、製造業者が任意に決めることができ、その機能およびコスト面から中性極には過電流引外し装置が設けられてないことがある。
一方、中性極となる相は、国や地域によって製品の右端または左端が選択され、中性極の位置が上位機器と合わないときはその都度配線を変更する必要があることから、回路遮断器単体としては全ての相に過電流引外し装置を設け、施工業者が中性極の位置を任意に指定でき、かつ安価な機械式の構造を用いることが望ましい。ここで、機械式の過電流引外し装置には、バイメタル等の撓みを利用して開閉機構部に過電流信号を伝える構造が一般的に用いられている。
また、例えば、特許文献１には、開閉機構のラッチを係止するラッチ受けおよびこのラッチ受けを係止するトリップバーを引張コイルばねからなる共通の復帰スプリングにて構成するとともに、その取り付けを簡単にする方法が開示されている。
また、例えば、特許文献２には、左右に直立する側板を有するフレームにトリップバーが回動可能に取り付けられている回路遮断器において、トリップバーを支持するピンを不要にする方法が開示されている。
特開平１０−４０７９６号公報 特開平１０−３１９５１号公報
しかしながら、３相４線式電路に使用される４極４素子構造の回路遮断器において、回路遮断器機器の全ての相に機械式の過電流引外し装置を設けると、開閉機構部から離れた位置にある端相に設置された過電流引外し装置は、他の相に設置された過電流引外し装置に比べて開閉機構部までの距離が長くなる。このため、開閉機構部に構成され過電流引外し装置とを連携するトリップバーに荷重印加時の変形による撓みや軸ガタ等による傾きが発生し、過電流引外し装置に含まれるバイメタル等の撓みを開閉機構部に伝達するまでにロスが生じるという問題があった。
また、トリップバーには、過電流引外し装置からの過電流信号を開閉機構部に伝えるだけでなく、外付けされた付属装置への信号伝達機能を持たせることがあり、過電流引外し装置が設置された端相のトリップバーの撓みや軸ガタ等によって、付属装置との連携動作においてもロスが生じるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、荷重印加時のトリップバーの変形による撓みや軸ガタを低減することが可能な回路遮断器を提供することである。
上述した課題を解決するために、請求項１記載の回路遮断器によれば、ケースに固定された固定接触子と、前記ケースを塞ぐカバーと、前記固定接触子との間で開閉可能な可動接触子と、前記可動接触子を保持し開閉軸を介して回動可能に支持されたホルダと、ハンドルの開閉操作により操作可能でラッチとラッチ受けとの係合を外すことにより主スプリングの作用方向を反転させ、前記可動接触子と前記固定接触子との間で開閉動作を行わせる開閉機構と、過電流の検出結果に基づいて、熱動式または電磁式による機械的な撓みを発生させる過電流引外し装置と、前記開閉機構に回転可能に係合され、前記過電流引外し装置にて発生された機械的な撓みを前記開閉機構に伝達することにより、前記ラッチと前記ラッチ受けとの係合を外すトリップバーと、前記トリップバーの回転軸の同軸上の前記開閉機構と離れた位置に設けられた円柱状の補助回転軸と、前記ケースまたは前記カバーに設けられ、前記補助回転軸を回転自在に支持する補助軸受けとを備えることを特徴とする。
これにより、トリップバーに荷重が印加されたときに、トリップバーに設けられた補助回転軸と補助軸受けとが接することで、トリップバーの軸ガタによる逃げ方向へのロスを回転方向への力に変えることができ、過電流引外し装置と開閉機構との間での伝達ロスを減らすことが可能となるとともに、トリップバーの支持間距離を増大させることを可能として、トリップバーに加わる曲げモーメントを低減させることが可能となることから、トリップバーの変形による撓みを抑制することができる。このため、３相４線式電路に使用される４極４素子構造の回路遮断器において、回路遮断器機器の全ての相に機械式の過電流引外し装置を設けた場合においても、開閉機構と過電流引外し装置との間の連携動作を安定して行わせることが可能となり、上位機器に応じて施工業者が中性極の位置を任意に配置可能な安全性の高い回路遮断器を安価に提供することが可能となるとともに、トリップバーを使用した付属装置と連携動作の精度を向上させることができ、付属装置のバリエーションを増やすことができる。
また、請求項２記載の回路遮断器によれば、前記補助回転軸および前記補助軸受けは、前記ケースまたは前記カバーに形成された相間隔壁または端相側の前記トリップバーの端部に設けられていることを特徴とする。
これにより、回路遮断器機器の全ての相に機械式の過電流引外し装置を設けたために、開閉機構部から過電流引外し装置までの距離が長くなった場合においても、荷重印加時のトリップバーの変形による撓みや軸ガタ等による傾きを低減することができ、開閉機構と過電流引外し装置との間の連携動作を安定して行わせることが可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、開閉機構部から過電流引外し装置までの距離が長くなった場合においても、開閉機構と過電流引外し装置との間の連携動作を安定して行わせることが可能となり、右端または左端の中性極に過電流引外し装置が設けられた４極４素子構造の回路遮断器を安価に提供することが可能となる。
以下、本発明の実施形態に係る回路遮断器について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る回路遮断器の概略構成を示すブロック図である。
図１において、回路遮断器には、ケース１に固定された固定接触子５および固定接触子５との間で開閉可能な可動接触子１８、可動接触子１８を保持し開閉軸を介して回動可能に支持されたホルダ２３が設けられている。また、可動接触子１８の後端には、可とう性のリード線１９がロー付けにて接続され、リード線１９は、リード板２０を介してこれとネジで接合されたヒータ導体２１に接続されている。そして、ヒータ導体２１は、これにロー付けされた接続導体と一体の負荷側端子２２に接続されている。
また、回路遮断器には、固定接触子５と可動接触子１８との間の開閉動作に起因して発生したアークを消弧する消弧室４が設けられるとともに、バイメタル１７、ヒータ導体２１、アーマチュア２４および電磁石が組み込まれ、過電流の検出結果に基づいて、熱動式または電磁式による機械的な撓みを発生させる過電流引外し装置が設けられている。
また、回路遮断器には、可動接触子１８と固定接触子５との間で開閉動作を行わせる開閉機構が設けられ、開閉機構には、開閉操作を行うハンドル６、ハンドル６と連動して動作するハンドルレバー７、トグルリンク機構を構成する上トグル８、下トグル９およびラッチ１０、トグルリンク機構を任意の位置に付勢させる主スプリング１１、ラッチ１０と係合し、トグルリンク機構を支持するラッチ受け１２、ツメ１３を支え、トグルリンク機構を保持するサイドプレート１４が設けられるとともに、１対のサイドプレート１４を貫通するピン１５にて両持ちで回転可能に係合され、過電流引外し装置にて発生された機械的な撓みを開閉機構に伝達することにより、ラッチ１０とラッチ受け１２との係合を外すトリップバー１６が設けられている。
ここで、上トグル８および下トグル９はトグルピンを介して互いに連結され、上トグル８の上端はラッチ１０に回転自由に連結されるとともに、下トグル９はホルダ２３に連結されている。また、トグルピンには、引張りスプリングで構成される主スプリング１１の下端フック部が引っ掛けられ、主スプリング１１の上端フック部はハンドルレバー７の上端に引っ掛けられている。そして、開閉機構は、ハンドルレバー７の開閉操作により主スプリング１１に対する作用方向を反転させてホルダ２３を開閉駆動するとともに、ラッチ１０の係止が外されることにより主スプリング１１のトグルリンク機構に対する作用を反転させてホルダ２３をトリップ駆動することができる。
そして、これらの部品は、モールド樹脂製のケース１、ミドルカバー２およびトップカバー３からなる容器内に収納されている。
そして、固定接触子５と可動接触子１８とが閉じた状態では、電源側端子→固定接触子５→可動接触子１８→リード線１９→リード板２０→ヒータ導体２１→負荷側端子２２という経路で電流が流れることができる。
そして、過電流引外し装置のヒータ導体２１を流れる電流が過負荷状態になると、ヒータ導体２１から発生する熱によってバイメタル１７が反時計方向に湾曲し、トリップバー１６を押し込む。そして、トリップバー１６が押し込まれると、開閉機構のツメ１３を経由してラッチ１０とラッチ受け１２の係合が外されてトグルリンク機構が動作し、下トグル９に連結されたホルダ２３を回動させて可動接触子１８を固定接触子５から開離させる。
また、短絡電流などの大電流がヒータ導体２１に流れると、過電流引外し装置のアーマチュア２４が反時計方向に瞬時に吸着され、その先端部でトリップバー１６を叩く。そして、トリップバー１６が叩かれると、ラッチ１０とラッチ受け１２の係合が外されてトグルリンク機構が動作し、下トグル９に連結されたホルダ２３を回動させて可動接触子１８を固定接触子５から開離させる。
図２は、本発明の一実施形態に係るトリップバーおよび開閉機構の概略構成を示す斜視図、図３および図４は、本発明の一実施形態に係るトリップバーおよびケースの概略構成の一例を示す斜視図である。
図２において、トリップバー１６は、１対のサイドプレート１４を貫通するピン１５にて両持ちで回転可能に開閉機構に係合されている。そして、トリップバー１６には、トリップバー１６の回転軸の同軸上の開閉機構と離れた位置に円柱状の補助回転軸２５ａ、２５ｂが設けられている。ここで、補助回転軸２５ａは、端相側のトリップバー１６の端部に配置され、補助回転軸２５ｂは、ケース１に形成された相間壁に対応する位置に配置されている。
また、図３において、ケース１には、全ての相に過電流引外し装置を備えるとともに、ケース１の側壁に補助回転軸２５ａを回転自在に支持する補助軸受け２６ａが設けられている。ここで、補助軸受け２６ａは、端相側のトリップバー１６の端部に対応する位置に配置され、補助回転軸２５ａをはめ込むことができるように、Ｕ字溝形状とすることができる。
また、図３の実施例とは別に、図４において、ケース１には、ケース１を各相ごとに区画する相間隔壁３０が形成され、相間隔壁３０のみに、補助回転軸２５ｂを回転自在に支持する補助軸受け２６ｂが設けられるようにしてもよい。ここで、補助軸受け２６ｂは、補助回転軸２５ｂをはめ込むことができるように、Ｕ字溝形状とすることができる。また、トリップバー１６の補助回転軸２５ａは省略するようにしてもよい。
そして、過電流引外し装置のヒータ導体２１に過電流が流れ、バイメタル１７またはアーマチュア２４が動作すると、バイメタル１７またはアーマチュア２４を介してトリップバー１６に荷重が印加される。ここで、トリップバー１６に荷重が印加されたときに、トリップバー１６に設けられた補助回転軸２５ａ、２５ｂと補助軸受け２６ａ、２６ｂとがそれぞれ接することで、サイドプレート１４、ピン１５およびトリップバー１６の各々の部品寸法によって発生する軸ガタによる逃げ方向２７へのロスが回転方向２８への力に変えられる。
このため、過電流引外し装置と開閉機構との間での伝達ロスを減らすことが可能となるとともに、トリップバー１６の支持間距離を増大させることを可能として、トリップバー１６に加わる曲げモーメント２９を低減させることができ、トリップバー１６の変形による撓みを抑制することができる。この結果、３相４線式電路に使用される４極４素子構造の回路遮断器において、回路遮断器機器の全ての相に機械式の過電流引外し装置を設けた場合においても、開閉機構と過電流引外し装置との間の連携動作を安定して行わせることが可能となり、上位機器に応じて施工業者が中性極の位置を任意に配置可能な安全性の高い回路遮断器を安価に提供することが可能となるとともに、トリップバー１６を使用した付属装置と連携動作の精度を向上させることができ、付属装置のバリエーションを増やすことができる。
なお、上述した実施形態では、補助回転軸２５ａ、２５ｂを回転自在にそれぞれ支持する補助軸受け２６ａ、２６ｂをケース１に設ける方法について説明したが、開閉機構を位置決めしている部品がミドルカバー２またはトップカバー３で構成されている場合には、ミドルカバー２またはトップカバー３に補助軸受け２６ａ、２６ｂを設けるようにしてもよい。
本発明の一実施形態に係る回路遮断器の概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るトリップバーおよび開閉機構の概略構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るトリップバーおよびケースの概略構成の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るトリップバーおよびケースの概略構成のその他の例を示す斜視図である。
符号の説明
１ ケース
２ ミドルカバー
３ トップカバー
４ 消弧室
５ 固定接触子
６ ハンドル
７ ハンドルレバー
８ 上トグル
９ 下トグル
１０ ラッチ
１１ 主スプリング
１２ ラッチ受け
１３ ツメ
１４ サイドプレート
１５ ピン
１６ トリップバー
１７ バイメタル
１８ 可動接触子
１９ リード線
２０ リード板
２１ ヒータ導体
２２ 負荷側端子
２３ ホルダ
２４ アーマチュア
２５ａ、２５ｂ 補助回転軸
２６ａ、２６ｂ 補助軸受け
２７ 逃げ方向
２８ 回転方向
２９ 曲げモーメント
３０ 相間隔壁

Claims (2)

  1. ケースに固定された固定接触子と、
    前記ケースを塞ぐカバーと、
    前記固定接触子との間で開閉可能な可動接触子と、
    前記可動接触子を保持し開閉軸を介して回動可能に支持されたホルダと、
    ハンドルの開閉操作により操作可能でラッチとラッチ受けとの係合を外すことにより主スプリングの作用方向を反転させ、前記可動接触子と前記固定接触子との間で開閉動作を行わせる開閉機構と、
    過電流の検出結果に基づいて、熱動式または電磁式による機械的な撓みを発生させる過電流引外し装置と、
    前記開閉機構に回転可能に係合され、前記過電流引外し装置にて発生された機械的な撓みを前記開閉機構に伝達することにより、前記ラッチと前記ラッチ受けとの係合を外すトリップバーと、
    前記トリップバーの回転軸の同軸上の前記開閉機構と離れた位置に設けられた円柱状の補助回転軸と、
    前記ケースまたは前記カバーに設けられ、前記補助回転軸を回転自在に支持する補助軸受けとを備えることを特徴とする回路遮断器。
  2. 前記補助回転軸および前記補助軸受けは、前記ケースまたは前記カバーに形成された相間隔壁または端相側の前記トリップバーの端部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
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