JP2008282774A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】異常検知から電路遮断までの時間が極めて短い、すなわち遮断性能に優れた回路遮断器を提供する。
【解決手段】第１可動接触子８と第２可動接触子９とを、接点部４において第１接点８ｅと第２接点９ａとが接触する閉極状態において、接触子同士が平行となるように対向配置し、第１可動接触子８から第２可動接触子９へかけて流れる電流により生じる磁力が両接触子８、９に対して開極方向へかかるようにした。そのため、過電流や短絡電流が発生した際、その瞬間に両接触子８、９に流れる電流により第１接触子８に対して非常に大きな磁力が開極方向へかかることになり、当該磁力によって第１接触子８を従来よりも早いタイミングで且つ迅速にトリップ動作させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば分電盤内等に設置され、過電流や短絡等の発生といった異常を検知すると遮断動作する回路遮断器に関するものである。

従来、特許文献１に開示されているような一般的な回路遮断器にあっては、遮断器ケースに固着された固定接点と、当該固定接点に対して接離動作可能に備えられた可動接点とが備えられており、過電流等の発生が検知されると、引き外し部材を動作させて可動接触子（たとえば、可動接点を有する金属片）を離隔方向へ移動させ、可動接点を固定接点から離隔させる、すなわち電路を遮断するようになっている。

特開平６−３６６６６号公報

しかしながら、従来の回路遮断器では、電路の遮断動作を、引き外し部材等による可動接触子への直接的な負荷にのみよっていたため、異常が検知されてから電路を遮断するまでに時間を要してしまう（遮断性能に劣る）という問題がある。特に、一般的な回路遮断器にあっては、固定接点と可動接点との間での接点圧を十分に確保すべく、バネ等により固定接点を可動接点側へ付勢している場合もあり、このような構成を採用した回路遮断器あっては上記問題がより顕著となっていた。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、異常検知から電路遮断までの時間が極めて短い、すなわち遮断性能に優れた回路遮断器を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、それぞれ接点を有する一対の板状の接触子を有する接点部を備えており、過電流や短絡電流等の異常電流の発生により、少なくとも一方の接触子を開極方向へ動作させて遮断動作する回路遮断器であって、前記一対の接触子を、前記接点部において両接点が接触する閉極状態において、接触子同士が略平行となるように対峙させて配置し、両接触子を流れる電流により生じる磁力が接触子に対して開極方向へかかるようにしたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、外部からの操作により開極動作可能なリモートコントロール式の回路遮断器にあっては、一方の接触子を異常電流の発生により開極動作する第１可動接触子とし、他方の接触子を外部からの操作により開極動作する第２可動接触子とするとともに、異常電流により生じる磁力によって、前記第２可動接触子も開極方向へ動作するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、一対の接触子を、接点部において両接点が接触する閉極状態において、接触子同士が略平行となるように対峙させて配置し、両接触子を流れる電流により生じる磁力が接触子に対して開極方向へかかるようにしている。そのため、過電流や短絡電流が発生した際、その瞬間に両接触子に流れる電流により接触子に対して非常に大きな磁力が開極方向へかかることになり、当該磁力によって接触子を従来よりも早いタイミングで且つ迅速にトリップ動作させることができる。したがって、従来よりも遮断性能を向上することができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、外部からの操作により開極動作可能なリモートコントロール式の回路遮断器にあっては、一方の接触子を異常電流の発生により開極動作する第１可動接触子とし、他方の接触子を外部からの操作により開極動作する第２可動接触子とするとともに、異常電流により生じる磁力によって、第２可動接触子も開極方向へ動作するようにしている。したがって、異常電流が発生した際、両接触子を夫々開極方向へ遮断動作させることができ、遮断性能を更に高めることができるし、開極状態における接点間同士の距離が広くなり、より確実に回路を遮断することができる。

以下、本発明の一実施形態となる回路遮断器について、図面をもとに説明する。

図１は、本発明に係る回路遮断器５０を右側面から示した説明図であり、オフ操作状態における側面透視図である。
回路遮断器５０は、短絡や過電流等の異常電流の発生を検知するとトリップ動作（遮断動作）するものであって、電路をオン／オフ操作するための操作ハンドル１、電源側端子２、負荷側端子３、短絡の発生が検知されると開極動作する接点部４、短絡電流を受けて動作する引き外しコイル５、過電流を受けて変形するバイメタル片６、及び接点部４を開極／閉極動作させるための開閉機構部７を備えている。また、当該回路遮断器５０は、リモートコントロール端子１０と外部からの操作で作動する双安定型の有極電磁石装置１１とを備えたリモートコントロール式の回路遮断器となっている。そして、接点部４は、引き外しコイル５の作動により開極動作する第１可動接触子８と、有極電磁石装置１１の作動により開閉動作する第２可動接触子９とからなる。

操作ハンドル１は、回路遮断器５０の本体ケース１２に固定されたホルダ１３に回動可能に軸支され（図１では、図面奥側となる左側一端がホルダ１３に軸支され、他端は本体ケース１２に軸支される）、リンク部材１４を介してホルダ１３に収容された開閉機構部７の一部を成すリンク機構７ａに連結されている。また、操作ハンドル１は、軸支部１５を中心とする円弧状胴部１ａを有し、この胴部１ａから操作部であるハンドル１ｂが突設されている。

図２は、図１の開閉機構部７を示した説明図であり、（ａ）は開閉機構部７全体、（ｂ）〜（ｄ）はリンク機構７ａの構成部材を示している。
リンク部材１４の他端（操作ハンドル１連結側とは逆の端部）には、係合片１８の基部が回動可能に連結されている。該係合片１８は、金属製の板状部材であり、その先端は第１可動接触子８の基部に形成されたリンク係合部８ａに係合している。そして、リンク部材１４と該係合片１８との連結部１９は、左右（図面上で表裏方向）へ伸びる摺動軸２１を有しており、後述の如く、操作ハンドル１の軸支部１５と同一の軸に一端が軸支されたガイド部材２０に係合している。

ガイド部材２０は、長孔状のスライド孔２０ａが穿設された薄板状部材であって、ホルダ１３内へ向けて延設され、前後（図面上で左右）方向へ揺動可能に配置されている。そして、当該ガイド部材２０のスライド孔２０ａ内を、上記連結部１９の摺動軸２１が摺動するように連結されている。また、摺動軸２１は、ホルダ１３に形成された開口枠２２に係合しており、該開口枠２２内を摺動軸２１、すなわちリンク部材１４と係合片１８との連結部が移動するように構成されている。
さらに、ガイド部材２０には、ラッチ片２０ｂが設けられている。該ラッチ片２０ｂは、リンク機構７ａのオン動作状態を維持させるためのもので、後述する回動レバー３０の延設片に形成された係止爪３０ａに係止している。

また、回動レバー３０は、バイメタル片６の湾曲変形やプランジャ２６の引き込み動作をうけて回動するように組み付けられており、当該回動に伴い以下の如くしてリンク機構７ａをオフ動作させる。
まず、回動レバー３０がバイメタル片６の変形に伴って回動すると、係止爪３０ａとラッチ片２０ｂとの係止状態が解除となることから、開極用コイルバネ２８の付勢によりオン状態で保持されていたリンク機構７ａがオフ動作（トリップ動作）することになる。
一方、引き外しコイル５がプランジャ２６を引き込み動作すると、第１可動接触子８を直接開極動作（トリップ動作）させるとともに、プランジャ２６の後端部が回動レバー３０に係合して回動レバー３０を回動させる。そのため、係止爪３０ａとラッチ片２０ｂとの係止状態が解除となり、リンク機構７ａを可動接触子８とともにオフ動作させることになる。

加えて、操作ハンドル１の円弧状胴部１ａの表面には、操作ハンドル１の動作状態を表示するための表示部１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）が設けられている。そして、操作ハンドル１を後方に傾倒させてオフ操作した際に本体ケース１２から露出する胴部１ａの前側表面にはオフ表示部１６ａを、操作ハンドル１を前方に傾倒させてオン操作した際に露出する後側表面にはオン表示部１６ｂを夫々設けている。また、オフ表示部１６ａとオン表示部１６ｂとの前後方向での間（すなわち、操作ハンドル１の基端周縁）には、トリップ表示部１６ｃが設けられている。

次に、第１可動接触子８及び第２可動接触子９について、図３及び４をもとに説明する。図３は、第１可動接触子８を示し、（ａ）は第１可動接触子８を後方から示した説明図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。また、図４は、回路遮断器５０のオン操作状態における側面透視図である。
第１可動接触子８は、コ字状に折り曲げられてなる金属製板状部材であって、側面略中央部には、ホルダ１３へ軸支するための軸支孔８ｂが穿設されている。また、第１可動接触子８の後面下部には、組み付け時にプランジャ２６を挿通するための挿通孔８ｄと、当該挿通孔８ｄの前方へ突設され、プランジャ２６を係止するプランジャ係止部２７とが設けられている。プランジャ係止部２７は、薄肉に形成された板状部であり、下方へ刻設された係止溝２７ａと、その周縁部である薄肉部２７ｂとから構成されている。

さらに、第１可動接触子８の後面上部には、ホルダ１３との間に配置されている開極用コイルバネ２８を係止するバネ係止部８ｃが設けられており、該開極用コイルバネ２８により、第１可動接触子８は、組み付け状態において常に開極方向へ付勢されることになる。加えて、第１可動接触子８の下端部には、第１接点８ｅが設けられている。
尚、プランジャ２６の先端には、図２（ａ）に示すように拡径されて扁平形成された係止部２６ａが設けられており、第１可動接触子８の挿通孔８ｄに挿通した状態から引き込み動作した際、係止溝２７ａの周縁の薄肉部２７ｂに当接係止するようになっている。

一方、第２可動接触子９は、下端部に第２接点９ａを有する金属製薄板部材である。該第２可動接触子９は、リモコン動作機構部３５を介して有極電磁石装置１１のプランジャ３６に連結されており、外部からの操作による有極電磁石装置１１の動作（すなわち、プランジャ３６の上下動作）に応じて、第２接点９ａが第１接点８ｅに対して接離動作するように取り付けられている。また、第２可動接触子９は、図４に示すようなオン状態において、その板状面が第１可動接触子８の後面（板状面）とが対峙し、且つ、略平行となるように配置されている。したがって、接点部４が接触状態にある第１可動接触子８及び第２可動接触子９に電流が流れる（図４に示す）と、第１可動接触子８及び第２可動接触子９には、電流により生じる磁力が夫々開極方向へかかるようになっている。尚、有極電磁石装置１１は、外部から操作された場合においてのみ、永久磁石の作用で第２可動接触子９を開極位置にて維持可能となっており、後述するようなトリップ動作に伴って瞬間的に開極動作したとしても、第２可動接触子９を開極位置にて維持することはない。

上述に如く構成された回路遮断器５０は、次のように動作する。
まず、操作ハンドル１を後方へ傾倒した図１の状態では、リンク部材１４は上昇しており、連結部１９である摺動軸２１は、スライド孔２０ａの上部位置に移動する。ただし、この移動は、ホルダ１３の開口枠２２内でなされる（すなわち、開口枠２２の上部位置へ移動することになる）。そして、この位置へ移動することにより、係合片１８の先端が後方へ移動し、第１可動接触子８の第１接点８ｅは開極位置へ位置することになる。また、この傾倒状態では、操作ハンドル１に設けられたオフ表示部１６ａが本体ケース１２から露出する。

そして、上記オフ状態では、開極用コイルバネ２８の作用で第１可動接触子８が開極方向へ付勢されることにより、オフ状態が維持されることになる。また、オフ状態では、プランジャ２６が引き込み動作されずに突出した状態にあり、プランジャ２６の係止部２６ａは、第１可動接触子８のプランジャ係止部２７との係止状態にはない。尚、図１では、外部からの操作により有極電磁石装置１１も動作した状態となっており、第２接点９ａも開極位置へ位置している。

次に、上記オフ状態から操作ハンドル１を前方へ傾倒操作すると、リンク部材１４がホルダ１３の開口枠２２の範囲内でスライド孔２０ａを下降する。その結果、係合片１８が前方へ移動して第１可動接触子８の後部が前方へ引っ張られる。こうして、第１可動接触子８の第１接点８ｅが、開極用コイルバネ２８の付勢に反して第２可動接触子９の第２接点９ａ側へ回動して、第１接点８ｅと第２接点９ａとが接触し、接点部４がオンとなる（オン動作する）。尚、第２接点９ａは、外部からの操作により第１接点８ｅとの接触位置へ移動される。そして、図５が、オン状態における開閉機構部７を示している。

このようにしてオン状態になると、ガイド部材２０のラッチ片２０ｂが係止爪３０ａに係止することにより、第１接点８ｅと第２接点９ａとが接触する当該オン状態が保持される。また、オン状態にあっては、操作ハンドル１に設けられたオン表示部１６ｂが本体ケース１２から露出する。

このオン状態において、過電流が発生しバイメタル片６が湾曲変形すると、該湾曲変形により回動レバー３０が回動し、ラッチ片２０ｂによるラッチが解除となる。また、第１可動接触子８から第２可動接触子９へかけて瞬間的に流れる過電流により、第１可動接触子８へは開極方向へ大きな磁力がかかる。そのため、開極用コイルバネ２８の付勢力及び過電流による磁力により第１可動接触子８が開極方向へ回動してトリップ動作し、第１接点８ｅが開極位置へ移動してトリップ状態（すなわち、オフ状態）となるとともに、開極用コイルバネ２８により、該トリップ状態が維持されることになる。また、このトリップ動作に引きずられて係合片１８が後方へ移動し、リンク部材１４の下端が後方へ移動する。したがって、操作ハンドル１が僅かに後方へ回動し、オン表示部１６ｂが本体ケース１２内に隠れ、トリップ表示部１６ｃが露出した状態となる。一方、過電流により、第２可動接触子９に対しても開極方向へ大きな磁力がかかり、図６に示す如く第２可動接触子９も瞬間的に開極方向へ回動してトリップ動作する。尚、第２可動接触子９は、瞬間的にトリップ動作した後、再びトリップ動作前の位置へ復帰する。

また、オン状態において短絡電流が発生すると、引き外しコイル５に発生する電磁力により、引き外しコイル５内へプランジャ２６が引き込まれ、該プランジャ２６の係止部２６ａが第１可動接触子８を開極方向へ回動させる。また、第１可動接触子８には、短絡電流に伴って瞬間的に開極方向へ大きな磁力がかかるため、上記プランジャ２６による直接的な負荷に加え、当該磁力によっても第１可動接触子８は開極方向へ回動することになる。そして、該第１可動接触子８の開極動作とともに回動レバー３０も回動するため、ラッチ片２０ｂによるラッチが解除となる。その結果、上記過電流の発生時と同様に、係合片１８が後方へ移動し、リンク部材１４の下端が後方へ移動して操作ハンドル１が僅かに後方へ回動し、トリップ表示部１６ｃが露出した状態となる。一方、短絡電流により、第２可動接触子９に対しても開極方向へ大きな磁力がかかり、上記過電流の発生時と同様、図６に示す如く第２可動接触子９も瞬間的に開極方向へ回動してトリップ動作する。尚、この場合も、第２可動接触子９は瞬間的にトリップ動作した後、再びトリップ動作前の位置へ復帰する。

以上のような構成を有する回路遮断器５０によれば、第１可動接触子８に対して、第２可動接触子９を第１可動接触子８に対峙させて配置するとともに、図４に示すようなオン状態にて第１可動接触子８と略平行となるように配置している。そして、第１可動接触子８及び第２可動接触子９に電流が流れる際、第１可動接触子８及び第２可動接触子９に、磁力が夫々開極方向へかかるようにしている。そのため、過電流や短絡電流が発生した際、第１可動接触子８に対して非常に大きな磁力が開極方向へかかり、当該磁力によって第１可動接触子８を従来よりも早いタイミングで且つ迅速にトリップ動作させることができる。したがって、遮断性能の優れた回路遮断器５０を提供することができる。

また、リモートコントロール式の回路遮断器にあっては、所謂可動接触子とリモートコントロールにより動作する接触子とを別にして両接触子を可動接触子とすることで、過電流や短絡電流が発生した際、生じた磁力によって第２可動接触子９をもトリップ動作させることができ、遮断性能を更に高めることができるし、開極状態における接点間同士の距離が広くなり、より確実に回路を遮断することができる。

さらに、トリップ動作により操作ハンドル１の角度が変化するため、回路遮断器５０がトリップ状態にあることを操作ハンドル１を見るだけで把握することが可能となる。さらにまた、操作ハンドル１の胴部１ａに表示部１６を設けており、操作ハンドル１の角度に応じてオフ表示部１６ａ、オン表示部１６ｂ、トリップ表示部１６ｃの何れかが露出するようにしている。したがって、作業者等に回路遮断器５０の動作状態をより確実に把握させることができる。
またさらに、プランジャ２６が第１可動接触子８を直接引っ張って開極動作させるようにしているため、過電流引き外し機構を少ない部材で構成することができる。
加えて、プランジャ２６が引き込み動作した際、第１可動接触子８の薄肉部２７ｂに係止してトリップ動作するため、第１可動接触子８のトリップ位置を安定させることができ、連動する操作ハンドル１のトリップ角度を安定させる、すなわち操作ハンドル１の角度と回路遮断器５０の動作状態とを確実に連係させることができる。

なお、本発明の回路遮断器に係る構成は、上記実施形態に記載の態様に何ら限定されるものではなく、各部の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施形態では、リモートコントロール式の回路遮断器を例にあげて説明したが、開閉動作する接点部を構成する一対の接触子を備えており、接点同士が接触した状態において接触子同士が略平行となるように夫々配置されているのであれば、上記リモートコントロール式の回路遮断器に何ら限定されることはなく、一方を可動接触子、他方を固定接触子とする回路遮断器であってもよい。当該回路遮断器であっても、トリップ動作、すなわち可動接触子の開極動作時に、磁力によって従来よりも早く、迅速に、そして確実に可動接触子を開極動作させることができ、遮断性能の向上を図ることができる。

本発明に係る回路遮断器を右側面から示した説明図であり、オフ操作状態における側面透視図である。 図１の開閉機構部を示した説明図であり、（ａ）は開閉機構部全体、（ｂ）〜（ｄ）はリンク機構の構成部材を示している。 第１可動接触子を示し、（ａ）は第１可動接触子を後方から示した説明図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 回路遮断器のオン操作状態における側面透視図である。 オン状態における開閉機構部を示した説明図である。 トリップ動作した瞬間における回路遮断器を右側面から示した側面透視図である。

符号の説明

１・・操作ハンドル、１ａ・・胴部、４・・接点部、８・・第１可動接触子、８ｅ・・第１接点、９・・第２可動接触子、９ａ・・第２接点、１２・・本体ケース、５０・・回路遮断器。

Claims (2)

1. それぞれ接点を有する一対の板状の接触子を有する接点部を備えており、過電流や短絡電流等の異常電流の発生により、少なくとも一方の接触子を開極方向へ動作させて遮断動作する回路遮断器であって、
   前記一対の接触子を、前記接点部において両接点が接触する閉極状態において、接触子同士が略平行となるように対峙させて配置し、両接触子を流れる電流により生じる磁力が接触子に対して開極方向へかかるようにしたことを特徴とする回路遮断器。
2. 外部からの操作により開極動作可能なリモートコントロール式の回路遮断器にあっては、一方の接触子を異常電流の発生により開極動作する第１可動接触子とし、他方の接触子を外部からの操作により開極動作する第２可動接触子とするとともに、異常電流により生じる磁力によって、前記第２可動接触子も開極方向へ動作するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。

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