JP2008305749A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉トグル機構部とクロスバーとの組立作業の容易性を確保しつつ、下部リンクとの連結部に十分な強度をもたせた回路遮断器を得ることを目的とする。
【解決手段】可動接触子５を保持し、ベース２の支持部２ａで回転可能に支持されたクロスバー７と、このクロスバー７に連結されるとともに開閉トグル機構部の下部リンク９と回転可能に連結されたクロスバー連結部品８とを備える。クロスバー連結部品８はクロスバーに連結される連結部８ａを有し、クロスバー７はその連結部８ａと着脱自在に嵌合される連結受部を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、電路を開閉するための可動接触子を保持するクロスバーとそれを駆動する機構部との連結構造に関するものである。

配線用遮断器や漏電遮断器等の回路遮断器は、可動接触子を動かして可動接点と可動接点と対向する接点との接触、開放を切り替えることで電路の開閉をおこなう。一般に、複数の極の可動接触子をクロスバーで一体に保持しておき、クロスバーを駆動することで全極の電路を同時に開閉する。クロスバーはトグル機構で構成される開閉トグル機構部によって回転駆動される。

例えば、特許文献１の図１０には開閉トグル機構部を備えた回路遮断器が示されている。特許文献１の図１０において、開閉トグル機構部は複数のリンク部材とバネで構成され、それらがピン等の連結手段で組み立てられている。リンク部材の組立作業においては、ピン等で連結するために予め連結する部品同士の連結位置を合わせる必要がある。しかし、複数のリンク部材が重なった状態であるうえ、それらが狭いスペースに配置してあるためリンク部材の保持並びに位置合わせは容易ではない。特に開閉トグル機構部の下部リンクとクロスバーとの連結は組立性が悪く自動組立が困難であった。

これを解決するために、開閉トグル機構部の下部リンクとクロスバーとの連結の組立性を改善した回路遮断器が、特許文献１に示されている。特許文献１には、開閉トグル機構部の下部リンクとクロスバーとを連結する連結ピンを下部リンクと一体とした上で、その連結ピンの断面形状を小判型とし、クロスバーの連結ピン連結穴の一部に切り欠き部を設けて連結ピンを切り欠き部から挿入して組み立てるようにしたものである。切り欠き部の幅は穴径より狭くかつ連結ピン断面の最小径よりも大きくして、開閉トグル機構部の下部リンクとクロスバーとの連結は組立性を改善していた。

特開平６−２９５６５４号公報（０００６段乃至００１１段、図２、図１０）

回路遮断器は組立性の向上以外に遮断性能の向上も要求される。遮断性能を向上させるためには、遮断時に発生するアークを素早く引き伸ばして消弧する必要がある。そのため可動接触子を高速に動かさねばならず、大きな力でクロスバーを駆動する必要がある。開閉トグル機構部で発生させた駆動力は下部リンクを介してクロスバーに作用するので、下部リンクとクロスバーとの連結部には大きな力が作用する。したがって、下部リンクとクロスバーとの連結部は十分な強度が求められる。

しかしながら、特許文献１に示された回路遮断器においては、クロスバーの連結穴は連結ピンが挿入できる切り欠き部を有しており、この切り欠き部を形成する連結穴の端部はクロスバーの回転駆動の際に生じる力に対する強度が低下する問題点があった。また、この下部リンクとクロスバーとの連結部周辺は狭い空間に多くの部品が組み込まれているため、連結穴の端部の厚みを増やして強度を改善することは難しい。さらに、クロスバーは異なる極の可動接触子同士を絶縁する必要があるため、一般的に樹脂材料が用いられるので、樹脂成形品の強度の大幅な向上も困難である。したがって、下部リンクと連結されるクロスバーの連結部の強度を向上させることが困難であり、可動接触子の移動速度向上による遮断性能の改善が図れない問題点があった。

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、開閉トグル機構部とクロスバーとの組立作業の容易性を確保しつつ、下部リンクとの連結部に十分な強度をもたせた回路遮断器を得ることを目的とする。

この発明に係る回路遮断器は、可動接触子を保持し、ベースの支持部で回転可能に支持されたクロスバーと、このクロスバーに連結されるとともに開閉トグル機構部の下部リンクと回転可能に連結されたクロスバー連結部品とを備える。クロスバー連結部品はクロスバーに連結される連結部を有し、クロスバーはその連結部と着脱自在に嵌合される連結受部を有することを特徴とする。

この発明に係る回路遮断器は、クロスバーに連結されるクロスバー連結部品の連結部とこの連結部に着脱自在に嵌合されたクロスバーの連結受部とを有することにより、開閉トグル機構部とクロスバーとの組立作業の容易性を確保しつつ、下部リンクとの連結部に十分な強度をもたせることができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における回路遮断器の断面図であり、図２は実施の形態１における回路遮断器の組立前の状態を示す断面図である。図３は実施の形態１におけるクロスバー連結部品を示す図である。図４は実施の形態１におけるクロスバー周辺部の部分斜視図である。カバー１とベース２とによって筐体３を構成する。筐体３内には遮断機構が内蔵されている。遮断機構は固定接触子４、この固定接触子４と接離する可動接触子５、過電流が流れたときに可動接触子５を固定接触子４から開離させる開閉トグル機構部、電磁引きはずし機構部や熱動引きはずし機構部からなる応動装置、および消弧板６を有している。

固定接触子４には固定接点４ａ、可動接触子５には可動接点５ａがそれぞれ対向して設けられており、これらの接点４ａ、５ａの近傍に消弧板６が配置されている。クロスバー７は樹脂材料等の絶縁材からなり、可動接触子５はこのクロスバー７に保持され、クロスバー７の回転軸を中心としてクロスバー７と共に回転する。ベース２にはクロスバー７を支持するためのクロスバー支持部２ａが設けられている。クロスバー支持部２ａはクロスバー７の回転軸を中心とした円弧形状を有しており、クロスバー７はクロスバー支持部２ａによって、ベース２に対して回転可能に支持される。

クロスバー７は、クロスバー連結部品８のクロスバー連結部８ａで連結される。クロスバー連結部品８には図３の下方に位置する開放部を有し、この開放部からクロスバー７を挿入して嵌め込むことができるようになっている。クロスバー７の回転軸からクロスバー連結部品８のクロスバー連結部８ａを見た形状は非円弧形状である。非円弧形状とは例えば図３に示すように矩形の角部を面取りした略矩形形状や、円弧の一部を切り欠いたような形状であり、クロスバー７の回転軸から径方向に伸ばしてクロスバー連結部品８のクロスバー連結部８ａとを結んだ線分の長さが、その線分の到達点がクロスバー連結部８ａに沿って移動したときに、一定のままではなく変化している形状である。クロスバー連結部品８のクロスバー連結部８ａの開放部は、言い換えればクロスバー７の回転軸に直交する断面が非円弧形であると言うこともできる。クロスバー７は、クロスバー連結部品８のクロスバー連結部８ａの開放部と着脱自在に嵌合される連結受部としての嵌合部を有している。クロスバー７の嵌合部とクロスバー連結部品８のクロスバー連結部８ａの開放部とが嵌合されることにより、クロスバー連結部品８の回転方向の力をクロスバー７に伝達することができる。

クロスバー連結部品８と下部リンク９とはピン１０で互いに回転可能に連結されている。開閉トグル機構部が取り付けられる機構フレーム１１にはクロスバー７の回転軸を中心とした円弧状のクロスバー連結部品支持部１１ａが形成されており、クロスバー連結部品８はクロスバー連結部品支持部１１ａに沿って機構フレーム１１に対して回転可能である。

下部リンク９の上端部はピン１２によって上部リンク１３の下端部と結合されており、上部リンク１３の上端部はピン１４によってクレドル１５に結合されている。クレドル１５は軸１６に回転自在に枢支されており、自由端において係止部を有している。操作レバー１７とピン１２との間にスプリング１８が張設される。応動装置は、ソレノイド１９、バイメタル２０、トリップバー２１、ラッチ２２、係止レバー２３などを有している。４ｂは固定接触子４を電源側に接続するための引き出した電源側端子、２４は負荷側端子である。

次に動作について説明する。電路を閉路状態するには操作レバー１７を右方へ倒す。上部リンク１３と下部リンク９が伸長され、クロスバー７がクロスバー７の回転軸を中心として時計方向の回転力を可動接触子５に与えられるために、可動接点５ａは固定接点４ａに接触する。このとき、クレドル１５の係止部は係止レバー２３に係止しているので、上部リンク１３と下部リンク９の伸長状態が保持され、可動接点５ａと固定接点４ａは接触状態を保持する。すなわち電路は閉路状態を維持する。

閉路状態において、電路に過電流が流れると、ソレノイド１９もしくはバイメタル２０が作動し、トリップバー２１を時計方向へ回転させ、ラッチ２２を反時計方向へ回転させる。その結果、ラッチ２２と係止レバー２３との係合が解除され、係止レバー２３は図示
しないスプリングの付勢力により反時計方向に回転して、クレドル１５の係止部が係止レバー２３から外れる。このため、上部リンク１３と下部リンク９とが座屈し、クロスバー連結部品８のクロスバー連結部８ａを介して下部リンク９からの駆動力がクロスバー７に伝達され、クロスバー７がクロスバー７の回転軸を中心として反時計方向の回転力を受ける。これにより、可動接点５ａは固定接点４ａから開離することで、電路は自動的に遮断される。

次にクロスバーの周辺部の組立を説明する。実施の形態１の回路遮断器におけるクロスバーは図４に示したように可動接触子５を３つ備えた３極構成のクロスバーであるが、図を見やすくするために可動接触子５を１つ備えた１極構成の回路遮断器におけるクロスバーで説明する。図５はクロスバーの周辺部の組立を説明するための１極構成のクロスバー周辺部を示す部分斜視図である。図４の３極構成のクロスバーにおける中央の極部分に相当する。図６は、クロスバー連結部品の周辺部の組立を説明する図であり、図７はベース側の組立を説明する図である。

クロスバー連結部品８の周辺部の組立を説明する。図６（ａ）に示すようにクロスバー連結部品８と下部リンク９を互いに回転可能なように連結する。この連結方法は、例えばピンを挿入して連結する。下部リンク９およびクロスバー連結部品８にピン取付け穴が設けられており、互いの取付け穴の位置を合わせておいてピン１０を差し込んで連結するものである。クロスバー連結部品８を機構フレーム１１のクロスバー連結部品支持部１１ａに合わせて、図６（ｂ）のようにする。下部リンク９と図示しない上部リンク１３を連結させる。このときに、開閉トグル機構部におけるクロスバー連結部品８の周辺部の組立作業はクロスバー７から離れて行うことができるので、クロスバー連結部品８の両側には十分なスペースがあり、連結作業は容易に行うことができる。

次にベース２側の組立を説明する。図７（ａ）に示すようにベース２のクロスバー支持部２ａにクロスバー７を上方より設置する。図７（ｂ）はクロスバー７がベース２のクロスバー支持部２ａに設置された状態を示す。クロスバー７はその下方側がクロスバー支持部２ａで支持され、かつそのクロスバー支持部２ａにガイドされて回転可能な状態となる。また、クロスバー支持部２ａはベースの上方に開放した形状であり、クロスバー７を上方より設置することができる。

図７（ｂ）の状態からクロスバー連結部品８が取り付けられた開閉トグルリンク機構部を上方からベース２に組み付けて、図５に示すように一体化させる。このとき、クロスバー連結部品８のクロスバー連結部８ａにクロスバー７が嵌め込まれてクロスバー連結部品８とクロスバー７とが連結される。組み立てる際に、回路遮断器は、クロスバー７がベース２とクロスバー連結部品８とで挟み込まれることにより、クロスバー７とクロスバー連結部品８とが連結されるように構成したので、組立作業が容易である。なお開閉トグルリンク機構部を組み付ける際に、クロスバー連結部品８とクロスバー７との連結においては、クロスバー７がクロスバー連結部品８のクロスバー連結部８ａにしっかりと嵌め込まれるように、クロスバー７およびクロスバー連結部品８を所定の回転位置で保持しておく。

上述のように実施の形態１の回路遮断器は、クロスバー連結部品８を開閉トグルリンク機構部の下部リンク９とクロスバー７との間に介在させたので、開閉トグルリンク機構部とクロスバーとの組立作業の容易性を確保できる。またクロスバー７に連結ピンが挿入できる切り欠き部を有した連結穴を設ける必要がないので、開閉トグルリンク機構部の下部リンク９とクロスバー７との連結構造を強化することができる。しかも組立作業の容易性を損なうことがない。さらに、クロスバー７とクロスバー連結部品８のクロスバー連結部８ａが組み合わされた円形の軸体が、ベース２のクロスバー支持部２ａと機構フレーム１１のクロスバー連結部品支持部１１ａに余分な隙間を設けることなく、回転可能に配置されるので、クロスバー７の回転の安定性が向上し、可動接触子の移動速度を向上させることができる。

クロスバー連結部品８はクロスバー７と別部品なので、クロスバー７が材料の絶縁性を必要としていたこととは異なり、クロスバー連結部品８は材料の絶縁性を考慮する必要がない。このため、クロスバー連結部品８は高強度のエンジニアリングプラスチック、真鍮等の軸受用合金、鉄など高強度の材料を用いることができる。従って、開閉トグル機構部の下部リンク９とクロスバー７との連結構造を従来に比べて、強くすることができ、クロスバー連結部品８からクロスバー７へ伝達できる回転力の伝達性能を高めることができる。これにより回路遮断器を遮断する際に可動接触子の移動速度が向上し、回路遮断器の遮断性能を向上させることができる。

なお、機構フレーム１１は通電されることはなく、複数の極の可動接触子はクロスバー７で絶縁されるので、樹脂材料等に限らず金属材料を用いることができる。

以上のように実施の形態１の回路遮断器は、開閉トグルリンク機構部の駆動力を連結ピンが挿入できる切り欠き部を有した連結穴を介してクロスバーに伝達していた従来とは異なり、クロスバーに連結ピンが挿入できる切り欠き部を有した連結穴を設ける必要がなく、クロスバー７に連結されるクロスバー連結部品８の連結部８ａにおける開口部とこの開口部に着脱自在に嵌合されるクロスバー７の嵌合部を有することにより、開閉トグル機構部とクロスバー７との組立作業の容易性を確保しつつ、下部リンク９との連結部に十分な強度をもたせることができる。

また、クロスバー連結部品８は下部リンク９と連結する軸１０がその軸方向から挿入される穴を備えたので、この穴に軸をその軸に交わる方向から挿入する切り欠き部がなく、下部リンク９との連結部に十分な強度をもたせることができる。

なお、クロスバー連結部品８として、略矩形形状のクロスバー連結部８ａを有すもので説明したが、図８に示すようなクロスバー７とクロスバー連結部品８とがずれるのを抑制するための係止部としての突起を設けたクロスバー連結部８ｂを、有する第２のクロスバー連結部品８でも構わない。クロスバー７にこのクロスバー連結部８ｂの突起が嵌る係止受部としての凹部を設けることで、クロスバー連結部品８からクロスバー７へ伝達できる回転力の伝達性能を高めることができる。これにより回路遮断器の電路を遮断する際に可動接触子の移動速度がさらに向上し、回路遮断器の遮断性能をさらに向上させることができる。また、係止部の形状は突起形状に限らず、凹形状や凹凸形状であっても構わない。

また、図９に示すように、クロスバー連結部品８として、凸部を設けたクロスバー連結部８ｃを有する第３のクロスバー連結部品８を用いることができる。図９（ａ）は、第３のクロスバー連結部品８とクロスバー７の連結受部としての凹部とが嵌合し連結されている状態を示す図であり、図９（ｂ）は、第３のクロスバー連結部品８とクロスバー７の凹部とが分離された状態を示す図である。図９において、クロスバー７は、クロスバー連結部品８と組み合わされて軸体を形成する部分のみを記載している。この場合も、開閉トグル機構部とクロスバー７との組立作業の容易性を確保しつつ、下部リンク９との連結部に十分な強度をもたせることができる。また、クロスバー７とクロスバー連結部品８とがずれるのを抑制するため、クロスバー連結部品８のクロスバー連結部８ｃに係止部を設け、クロスバー７に係止受部を設けることができる。これにより、回路遮断器の電路を遮断する際に可動接触子の移動速度がさらに向上し、回路遮断器の遮断性能をさらに向上させることができる。なお、係止部の形状は突起形状に限らず、凹形状や凹凸形状であっても構わない。

また、クロスバー連結部品８のクロスバー連結部８ａ、８ｂ、８ｃにおけるクロスバー７の回転軸に直交する断面形状が複数存在し、その断面形状の１つが円形であったとしても、他の断面形状に非円形のものがあればクロスバー連結部品８の回転方向の力をクロスバー７に伝達することができることは言うまでもない。

また、クロスバー連結部品８と下部リンク９との連結構造として、下部リンク９およびクロスバー連結部品８にピン取付け穴を設けておき、お互いの取付け穴位置を合わせておいてピンを差し込む構造で説明したが、クロスバー連結部品８に下部リンク９の穴に挿入される軸を設けてもよい。この場合は下部リンク９の穴をクロスバー連結部品８の軸に挿入するだけで、それぞれの位置合わせが容易にできる。また下部リンク９にクロスバー連結部品８の穴に挿入される軸を設けてもよい。この場合もそれぞれの位置合わせが容易にできる。

また、クロスバー連結部品８と下部リンク９を先に組み立ててから下部リンク９と上部リンク１３を連結させる例で説明したが、下部リンク９と上部リンク１３を連結させた後に下部リンク９とクロスバー連結部品８を連結させても構わない。

また、３極構成の回路遮断器で説明したが、他の複数極の構成でも、１極構成のものにも適用できる。

この発明の実施の形態１における回路遮断器の断面図である。 実施の形態１における回路遮断器の組立前の状態を示す断面図である。 実施の形態１におけるクロスバー連結部品を示す図である。 実施の形態１におけるクロスバー周辺部の部分斜視図である。 組立を説明するためのクロスバー周辺部の部分斜視図である。 図５におけるクロスバー連結部品の周辺部の組立を説明する図である。 図５におけるベース側の組立を説明する図である。 実施の形態１における第２のクロスバー連結部品を示す図である。 実施の形態１における第３のクロスバー連結部品及びその周辺部を示す図である。

符号の説明

２ ベース、２ａ クロスバー支持部、５ 可動接触子、７ クロスバー、８ クロスバー連結部品、８ａ クロスバー連結部、８ｂ クロスバー連結部、８ｃ クロスバー連結部、９ 下部リンク、１１ａ クロスバー連結部品支持部。

Claims (6)

1. 可動接触子を保持し、ベースの支持部で回転可能に支持されたクロスバーと、
   このクロスバーに連結されるとともに開閉トグル機構部の下部リンクと回転可能に連結されたクロスバー連結部品とを備え、
   前記クロスバー連結部品は前記クロスバーに連結される連結部を有し、
   前記クロスバーは前記連結部と着脱自在に嵌合される連結受部を有することを特徴とする回路遮断器。
2. 前記連結部は開放部を有し、前記クロスバーは前記開放部に嵌合される嵌合部を有することを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
3. 前記クロスバー連結部品は、前記下部リンクに設けられた軸或いは前記下部リンクとクロスバー連結部品とを連結する軸がその軸方向から挿入される穴を有する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。
4. 前記クロスバー連結部品は、前記下部リンクと連結する軸を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回路遮断器。
5. 前記クロスバー連結部品は前記クロスバーに連結される連結部にクロスバーとのずれを抑制する係止部を有するとともに、前記クロスバーは前記係止部が嵌る係止受部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回路遮断器。
6. 前記クロスバー連結部品は、前記開閉トグル機構部が取り付けられた機構フレームの支持部に回転可能に配置されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回路遮断器。

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