JP2008130380A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】 電磁引き外し装置とプリント基板を省スペースで収納でき、横幅を削減することが可能な回路遮断器を提供する。
【解決手段】 零相変流器５が検出した零相電流から漏電を判断して電磁引き外し装置９を駆動させる回路を組み付けたプリント基板１０を遮断器ケース１５の上部にケース側面に並行に配置すると共に、プリント基板１０下部に電磁引き外し装置９を組み付けて一体化した。電磁引き外し装置９は、プランジャ９ａを前後方向に向けて配置してプランジャ９ａの引き外し動作を上方への変移に変更するクランク部材２４を有し、引き外し部材１４を上方へスライド可能とした。
【選択図】 図３

Description

本発明は回路遮断器に関し、特に漏電遮断機能を備えた回路遮断器に関する。

回路遮断器には、遮断対象の電路に短絡電流や定格値を越える電流が流れたら電路を遮断する短絡遮断機能及び過電流遮断機能を備えたもの、更には電路に漏電が発生したらそれを検知して遮断動作する漏電遮断機能を備えたものがある。漏電遮断機能を備えた回路遮断器は、零相変流器により電路の漏電を検出し、漏電が発生したらプランジャを備えたマグネットコイル（電磁引き外し装置）を動作させて遮断操作を実施している。具体的には、電路に設けた開閉接点を開操作するセパレータを、開閉機構部のラッチ作用により閉操作状態を維持させ、電磁引き外し装置が引き外し動作したらラッチが解除されてセパレータを遮断動作させる。
また、過電流に対してはバイメタルを用いて検出し、短絡電流に対しては可動電磁片やマグネットコイルを用いて検出し、この検出動作を引き外し部材により開閉機構部に伝達し、同様に遮断動作を行っている。

このような回路遮断器において、小型化、特に横幅を削減できるよう構成したものに例えば特許文献１に示す構成のものがある。これは、配線を必要とする部品を下部に配置して、リード線使用量を削減すると共に、開閉機構部へリード線が干渉することがないようにして、横幅の削減を図っている。
特開２００２−３２４４７５号公報 特開２００２−２１６６１０号公報

しかしながら、更に横幅の薄型化を進め、遮断器ケースの横幅を１０ｍｍ程度に抑制しようとした場合、例えば特許文献２に示すように電源側端子、負荷側端子の双方を縦に配置する構成が考えられるが、端子形成部の横幅を狭くできても従来の部品配置形態では遮断器構成部材を幅の狭いスペースに収納することは難しかった。特に、漏電遮断機能を有する回路遮断器の場合、零相変流器に加えて遮断動作させるための電磁引き外し装置と、漏電が発生したら電磁引き外し装置を引き外し動作させるめの回路を組み付けたプリント基板を収納しなければならないが、狭い空間にこれらを収納することは困難であった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、電磁引き外し装置とプリント基板を省スペースで収納でき、横幅を削減することが可能な回路遮断器を提供することを目的とする。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明に係る回路遮断器は、背面に複数の電源側端子、前面に複数の負荷側端子を夫々縦方向に配置し、上面に前記電源側端子と前記負荷側端子の間の電路に設けた開閉接点を開閉操作する操作ハンドルを配置した遮断器ケース内に、前記開閉接点を遮断操作するセパレータと、前記セパレータを遮断動作させる開閉機構部と、過電流等の電路異常を検出する複数の異常検出手段の検知動作を前記開閉機構部に伝達する引き外し部材とを備え、前記異常検出手段の１つが、漏電を検出する零相変流器及び漏電検出を受けて引き外し動作する電磁引き外し装置から成る回路遮断器であって、前記零相変流器が検出した零相電流から漏電を判断して前記電磁引き外し装置を駆動させる回路を組み付けたプリント基板を、遮断器ケースの上部にケース側面と並行に配置すると共に、前記プリント基板に前記電磁引き外し装置を組み付けて双方を一体化したことを特徴とする。

この構成によれば、漏電を判断して電磁引き外し装置を駆動させる回路を組み付けたプリント基板をケース側面に並行に配置するので、ケースの横幅がプリント基板の大きさに左右されることが無くなるし、プリント基板と電磁引き外し装置を一体化したので、プリント基板と電磁引き外し装置の間をリード線等で配線する必要がなくなる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、引き外し部材は、電源側端子配列に応じた長さを有して複数の異常検出手段を挟んで電源側端子列に略並行に配置され、前記複数の異常検出手段の検知動作を受けて１つの引き外し部材が対応し、過電流を検出するバイメタル片、及び短絡電流を検出する可動電磁片が、電源側端子の端子金具に連続形成されて上方に向けて検出動作すると共に、前記引き外し部材は上方にスライドして開閉機構部に伝達動作し、更に電磁引き外し装置も前記引き外し部材を上方にスライドさせることを特徴とする。
この構成によれば、バイメタル片、可動電磁片と共に、電磁引き外し装置も上方に引き外し動作するので、引き外し部材は上方にスライド可能に配置すれば良く、簡易な構成で電路異常を開閉機構部に伝達することができる。

請求項３の発明によれば、請求項２に記載の発明において、電磁引き外し装置は、プランジャを前後方向に向けてプリント基板に隣接させると共に、引き外し動作を上方への変移に変更するクランク部材が前記電磁引き外し装置に組み付けられて成ることを特徴とする。
この構成によれば、電磁引き外し装置がプリント基板に並行に、且つプリント基板に重ならないように配置されるので、ケース幅は電磁引き外し装置のコイル径程度まで狭くすることが可能となる。

本発明によれば、漏電を判断して電磁引き外し装置を駆動させる回路を組み付けたプリント基板をケース側面に並行に配置することで、ケースの横幅がプリント基板の大きさに左右されることが無くなるし、プリント基板と電磁引き外し装置を一体化したので、プリント基板と電磁引き外し装置の間をリード線等で配線する必要がなくなる。
また、電磁引き外し装置はプリント基板の重ならないように且つプランジャを前後に向けて配置するので、ケース幅は電磁引き外し装置のコイル径程度まで狭くすることが可能となる。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図４は、本発明に係る回路遮断器の一例として単相３線式電路に使用される回路遮断器の構成を示している。図１は遮断器オン状態で左ケースを外して内部を露出させた左側面図、図２は図１の回路遮断器の斜視図、図３は図１と同様オン状態で右ケースを外した右側面図、図４はオフ状態で左ケースを外した左側面図を夫々示している。

各図において、１（１ａ，１ｂ，１ｃ）は背面に配置された電源側端子、２（２ａ，２ｂ，２ｃ）は前面に配置された負荷側端子であり、双方とも縦に一直線上に３端子が整列配置されている。そして、３は電源側端子１から負荷側端子２に至る電路をオン／オフ操作する操作ハンドル、５は漏電を検出するための零相変流器、６は固定接点６ａと可動接点６ｂとから成る開閉接点、７は開閉接点６を開閉操作するセパレータ、８はラッチ機構を備えて漏電や過電流等の電路異常が発生した際にセパレータ７を動作させて開閉接点６を開動作（遮断動作）させる開閉機構を備えた開閉機構部、９はプランジャ９ａを備えた電磁引き外し装置、１０は漏電が発生したら電磁引き外し装置９を引き外し動作させる漏電検出回路を組み付けたプリント基板、１２は過電流を検知するバイメタル片、１３は短絡を検知する可動電磁片、１４はバイメタル片１２、可動電磁片１３、更には電磁引き外し装置９の動作を開閉機構部８に伝達し、開閉機構部８のラッチを解除して遮断動作させる引き外し部材、１５は遮断器ケースである。

尚、遮断器ケース１５は、図１に示す右ケース１５ｂと、図３に示す左ケース１５ａとで構成され、ほぼ対称に形成されている。そして、電源側端子１を設けた背面は垂直面で形成され、負荷側端子２を設けた前面は電線の接続操作がし易いように僅かに上方に傾斜形成されている。また、図２に示すように中央の負荷側端子２（２ｂ）は閉塞部材１６により閉塞されているが、このように使用しない端子は施蓋され塵等が侵入しないよう構成されている。また、プリント基板１０に搭載されている素子は省略してある。

電源側端子１は、上から中性極端子１ａ、電圧極端子１ｂ，電圧極端子１ｃと配置され、略Ｃ字状の端子金具１７を有し、分電盤内に配設された導体バー（図示せず）を挿入するだけで接続されるプラグイン式の端子として形成されている。また、電圧極端子１ｂ，１ｃの端子金具１７，１７には略Ｓ字状に折り曲げた帯板１８が延設され、バイメタル片１２及び可動電磁片１３が取り付けられている。バイメタル片１２、可動電磁片１３は、双方とも前方に向けて配置され、過電流や短絡電流を検知した際に上方に変形或いは回動動作するよう取り付けられている。尚、バイメタル片１２と可動電磁片１３は、電磁引き外し装置９と合わせて電路の異常を検知する異常検出手段を構成している。

一方、引き外し部材１４は、電源側端子１の配列に合わせた長さを有し、異常検出手段を挟んで電源側端子１の近くに端子配列と並行に縦方向に配置され、２つの電圧極端子１ｂ，１ｃの電路に設けられた可動電磁片１３、及びバイメタル片１２、更に電磁引き外し装置９に係合して開閉機構部８に異常検出動作を伝達するための複数の係合部１４ａ，１４ａ・・を備えている。

負荷側端子２は、上から電圧極端子２ａ、中性極端子２ｂ、電圧極端子２ｃの順で配置され、各端子に設けられた端子金具１９は、挿入した電線（図示せず）を係止して電気的な接続が成される速結端子として形成されている。また、この端子金具１９は後方の延びた帯板２０を有し、先端に固定接点６ａを備えた固定接触子を形成している。

セパレータ７は筒状に形成され、コイルバネ２１により常時上方に付勢された状態で遮断器ケース１５の前面に平行に設置されている。そして、個々の負荷側端子２ａ，２ｂ，２ｃに連結された固定接点６ａ，６ａ．６ａを収容すると共に、この固定接点６ａに合わせて３つの可動接点６ｂ，６ｂ，６ｂが内部に設けられ、長手方向にスライドすることで双方の接点（開閉接点６）が接触／解離動作し、回路遮断器がオン／オフ動作するよう構成されている。

開閉機構部８はセパレータ７の上部に一体に形成され、図１に示すオン状態ではラッチ状態にあり、セパレータ７を下方にスライドした状態を維持している。このセパレータ７は、上方に付勢された状態にあるため、引き外し部材１４の係合動作により内部のラッチ機構（図示せず）がラッチ解除動作したら、セパレータ７は開放されて図４に示すように上方にスライドして遮断動作し、開閉接点６が解離する。

プリント基板１０は、遮断器ケース１５内の操作ハンドル３近傍から背部に至る後方最上部に、遮断器ケース１５の側面に並行に配置され、電磁引き外し装置９がその下部に隣接してプランジャ９ａを前後方向に向けて配置されている。そして、プリント基板１０と電磁引き外し装置９とは連結されて一体化されている。
こうして電磁引き外し装置９が最上部に配置されたプリント基板１０の下方に配置されることで、電磁引き外し装置９は、上部電源側端子１ａの前方にあたる位置に配置される。その結果、２つの電圧極端子１ｂ，１ｃに設けられたバイメタル片１２と可動電磁片１３の組に隣接した上部の配置となり、３種類の異常検出手段が上下後方に列設された状態となる。

図５は、電磁引き外し装置９をプリント基板１０に組み付ける様子を示し、図５（ａ）は組み付け前、図５（ｂ）は組み付け後を示している。この図５に示すように、電磁引き外し装置９のコイルを有するボビン９ｂの前後端部に挿入ピン２３、２３が横方向に並行に設けられ、プリント基板１０の下部には挿入ピン２３を挿入する一対の挿通孔１０ａが穿設されている。尚、挿入ピン２３には、コイルの両端が夫々接続されている。また、挿入孔１０ａにはプリント基板１０上の回路パターン（図示せず）が接続されている。
こうして形成された挿入ピン２３を挿入孔１０ａに挿入し、挿入後に半田付けされて両者は連結され、電磁引き外し装置９のコイルはプリント基板１０に形成された回路に電気的に接続される。

また、電磁引き外し装置９のプランジャ９ａは先端がＬ字状に折り曲げ形成され、引き外し動作（引き込み動作）によりボビン９ｂ端部に軸着されたクランク部材２４を回動操作するよう構成されている。クランク部材２４は、プランジャ９ａに係合する駆動片２４ａと引き外し部材１４に係合する操作片２４ｂを備え、前後方向のプランジャ９ａの動作を上下方向の引き外し部材操作方向への動作に変更している。

回路遮断器を以上のように構成することで、漏電が発生したら電磁引き外し装置９が引き外し動作して引き外し部材１４を上方へ移動させる。すると、引き外し部材１４が開閉機構部８へ係合し、ラッチ状態にある開閉機構部８のラッチが解除されてセパレータ７が遮断動作する。また、過電流が発生したらバイメタル片１２が変形して、引き外し部材１４、開閉機構部８を介して同様に遮断動作するし、短絡電流が発生したら可動電磁片１３が動作して引き外し部材１４が開閉機構部８のラッチを解除させ、同様に遮断動作する。

このように、漏電を判断して電磁引き外し装置を駆動させる回路を組み付けたプリント基板と電磁引き外し装置を一体化したので、プリント基板と電磁引き外し装置の間をリード線等で配線する必要がなくなる。また、プリント基板をケース側面に並行に配置することで、ケースの横幅がプリント基板の大きさで制限されることが無くなる。
更に、バイメタル片、可動電磁片と共に電磁引き外し装置も上方に引き外し動作するので、引き外し部材は上方にスライド可能に配置すれば良く、簡易な構成で電路異常を開閉機構部に伝達することができるし、電磁引き外し装置がプリント基板に並行に、且つプリント基板に重ならないように配置されるので、ケース幅は電磁引き外し装置のコイル径程度まで狭く形成することが可能となり、回路遮断器の幅を大きく削減することができる。

尚、上記実施形態では、過電流遮断機構、及び短絡電流遮断機構を備えた回路遮断器を説明したが、少なくとも漏電遮断機構を備えた回路遮断器に対して本発明の構成は適用できる。また、単相３線式電路に使用する回路遮断器について説明したが、単相２線式電路や三相電路に使用する回路遮断器に対しても、本発明の構成は容易に適用できる。

本発明に係る回路遮断器の実施形態の一例を示し、遮断器オン状態で左ケースを外して内部を露出させた左側面図である。 図１の回路遮断器の斜視図である。 図１の状態で右ケースを外した右側面図である。 遮断器オフ状態で左ケースを外した左側面図である。 プリント基板に電磁引き外し装置を組み付ける様子を示す斜視図であり、（ａ）は組み付け前、（ｂ）は組み付け後である。

符号の説明

１・・電源側端子、２・・負荷側端子、３・・操作ハンドル、５・・零相変流器、６・・開閉接点、７・・セパレータ、８・・開閉機構部、９・・電磁引き外し装置、９ａ・・プランジャ、１０・・プリント基板、１０ａ・・挿入孔、１４・・引き外し部材、１５・・遮断器ケース、２３・・挿入ピン、２４・・クランク部材。

Claims (3)

1. 背面に複数の電源側端子、前面に複数の負荷側端子を夫々縦方向に配置し、上面に前記電源側端子と前記負荷側端子の間の電路に設けた開閉接点を開閉操作する操作ハンドルを配置した遮断器ケース内に、前記開閉接点を遮断操作するセパレータと、前記セパレータを遮断動作させる開閉機構部と、過電流等の電路異常を検出する複数の異常検出手段の検知動作を前記開閉機構部に伝達する引き外し部材とを備え、前記異常検出手段の１つが、漏電を検出する零相変流器及び漏電検出を受けて引き外し動作する電磁引き外し装置から成る回路遮断器であって、
   前記零相変流器が検出した零相電流から漏電を判断して前記電磁引き外し装置を駆動させる回路を組み付けたプリント基板を、遮断器ケースの上部にケース側面と並行に配置すると共に、前記プリント基板に前記電磁引き外し装置を組み付けて双方を一体化したことを特徴とする回路遮断器。
2. 引き外し部材は、電源側端子配列に応じた長さを有して複数の異常検出手段を挟んで電源側端子列に略並行に配置され、前記複数の異常検出手段の検知動作を受けて１つの引き外し部材が対応し、
   過電流を検出するバイメタル片、及び短絡電流を検出する可動電磁片が、電源側端子の端子金具に連続形成されて上方に向けて検出動作すると共に、前記引き外し部材は上方にスライドして開閉機構部に伝達動作し、更に電磁引き外し装置も前記引き外し部材を上方にスライドさせる請求項１記載の回路遮断器。
3. 電磁引き外し装置は、プランジャを前後方向に向けてプリント基板に隣接させると共に、引き外し動作を上方への変移に変更するクランク部材が前記電磁引き外し装置に組み付けられて成る請求項２記載の回路遮断器。

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