JP2009212062A

JP2009212062A - 回路遮断器

Info

Publication number: JP2009212062A
Application number: JP2008056792A
Authority: JP
Inventors: Hatsuo Mizuno; 初男水野
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2028-03-06
Also published as: CN101978460A; CN101978460B; WO2009110346A1; JP4621751B2

Abstract

【課題】接点部の閉極速度を速めた速入機構の長寿命化を図った回路遮断器を提供する。
【解決手段】開閉機構９は、ハンドル操作に応じて第２回動軸２１をスライド移動させるとともに可動接点アーム２２を第２回動軸２１の回りに回動させることで接点部６を接離させるリンク機構と、可動接点アーム２２において第２回動軸２１に対し可動接点８と反対側の部位を付勢する接圧ばね３２と、一端側をハンドル１０のガイド溝１０ｃに係合させ、ハンドル１０のオフ位置からの回転角度が第１回転角以上且つ第２回転角未満の場合は可動接点アーム２２の回転を停止させ、第２回転角以上になると停止状態から開放するストップバー３１とを備える。ガイド溝１０ｃは、回転角度が第１回転角以上且つ第２回転角未満の場合と第２回転角になった場合とで、可動接点アーム２２からガイド溝１０ｃ内の係合部に加わる負荷方向が反対向きとなるような位置に設けてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路遮断器に関するものである。

従来、ハンドル操作に応じて可動接点を固定接点に接触又は開離させるリンク機構と、開極方向の力を蓄積した状態でリンク機構をラッチし、過電流発生時に電磁釈放装置或いは熱動釈放装置に一端部が押されることでラッチ状態を解除してリンク機構によるトリップ動作を行わせるトリップレバーとを備えた回路遮断器が提供されている（例えば特許文献１参照）。

回路遮断器では可動接点と固定接点とが閉極又は開極する際の速度が遅いと、可動接点と固定接点との間にアークが発生し、その際の熱で器体内部が損傷する可能性がある。そのため、上記公報に開示された回路遮断器では接点を迅速に閉じるための速入機構を設けてあり、この速入機構は、ハンドルに支持されてハンドルと共に回動する爪部材と、ハンドルの回動に伴って爪部材が摺動する傾斜面を具備して爪部材が傾斜面を摺動する間は可動接点の動きを一時的に停止させるブロッキングアームとを備えている。

ここで、接点部を閉じる方向にハンドルを回転させた場合、爪部材が傾斜面の上を摺動する間はハンドルの回転に伴う可動接点の移動が一時停止させられ、この間にハンドルに設けた戻りばねにエネルギーが蓄積されるようになっている。そして、ハンドルが所定角度以上回転し、爪部材が傾斜面の終点に達すると、爪部材がリンク機構から離間させられて、停止中に蓄積されたばね力を一挙に開放することで、可動接点を閉極方向に高速で移動させて、可動接点を固定接点に短時間で接触させている。
特許第２６３７０８１号公報

上記公報に開示された回路遮断器では、ハンドルを用いて入切操作を行う度に、爪部材がブロッキングアームの傾斜面を摺動するため、多回数の入切操作を行うと、爪部材やブロッキングアームの傾斜面が摩耗して、ハンドルの回転動作が不安定になる可能性があり、速入機構の寿命が短くなるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、接点部の閉極速度を速めた速入機構の長寿命化を図った回路遮断器を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、器体の内部に、固定接点および当該固定接点に接離自在に接触する可動接点を具備した接点部と、少なくとも操作部を器体の外部に露出させた状態で器体に対して回動自在に支持されたハンドルと、ハンドルの回動動作に応じて可動接点を固定接点に接離させる開閉機構とを備えた回路遮断器において、開閉機構は、可動接点を有し器体に対して移動自在に設けられた回動軸に回動自在に軸支された可動接点アームと、ハンドルの回動動作に応じて回動軸をスライド移動させるとともに可動接点アームを回動軸の回りに回動させることで可動接点を固定接点に接離させるリンク機構と、可動接点アームにおいて回動軸に対し可動接点と反対側の部位を付勢することで、可動接点アームに回動軸を介して連結されたリンク機構に付勢力を与える接圧ばねと、ハンドルとリンク機構との間を連結してハンドルの回動動作をリンク機構に伝達するスラストバーと、一端側をハンドルに係合させ、ハンドルのオフ位置からの回転角度が第１回転角以上且つ第２回転角未満の角度範囲では可動接点アームの回転を停止させるとともに、回転角度が第２回転角以上になると可動接点アームを停止状態から開放してオン方向に回転させるストップバーとを備え、ハンドルは、ストップバーの一端側に係合する係合部をハンドル回転方向に沿って所定の角度範囲だけ移動可能とする案内機構を備え、当該案内機構は、回転角度が角度範囲内の場合と第２回転角になった場合とで、可動接点アームからストップバーを介して係合部に加わる負荷方向が、ハンドル回転方向において反対向きとなるような位置に設けられたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、案内機構に係合するストップバーの一端側を、ハンドル回転方向における一端側に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、案内機構は、ハンドルのオフ位置からの回転角度が第１回転角以上且つ第２回転角未満の場合と第２回転角になった場合とで、可動接点アームからストップバーを介して係合部に加わる負荷方向が、ハンドル回転方向において反対向きとなるような位置に設けられ、負荷方向が反転してストップバーと係合する係合部の位置が移動することで、可動接点アームが停止状態から開放されるので、従来の回路遮断器のように爪部材がブロッキングアームの傾斜面を摺動する間は可動接点の動きを停止させ、傾斜面の終端まで摺動すると可動接点を固定接点に急速に接触させる場合に比べて、摩耗などによる機械的な損傷が生じにくく、開閉機構の寿命を延ばすことができるという効果がある。

請求項２の発明によれば、案内機構に係合されたストップバーの一端側が、付勢手段によってハンドル回転方向の一端側へ付勢されているので、接点部のオフ時においてストップバーの一端側の位置が定まり、開閉機構の動作を安定させることができる。さらに、ストップバーの一端側には可動接点アームから受ける力と付勢ばねのばね力との合力が加わり、この合力の方向がハンドル回転方向において反対向きになると可動接点アームが停止状態から開放されるので、付勢ばねのばね力を調整することで、可動接点アームが停止状態から開放されるときの回転角度を容易に調整できるという効果がある。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の説明では特に断りがないかぎり、図１中の上側を回路遮断器の前側、下側を回路遮断器の後側、左側を回路遮断器の左側、右側を回路遮断器の右側と規定し、紙面に垂直な方向を回路遮断器の幅方向と規定する。

本実施形態の回路遮断器は、図１、図２および図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、ボディ２及びカバー３からなる器体１と、負荷等の電源線（図示せず）を接続するための負荷側端子部４Ａと、外部電源（図示せず）に電気的に接続するための電源側端子部４Ｂと、器体１内の所定位置に固定される固定接点７及び固定接点７に接離する可動接点８からなる接点部６と、ボディ２の前壁に設けた窓孔２ａから操作摘み（操作部）１０ａを外部に露出させた状態で、器体（ボディ２）に設けたハンドル軸２４に回動自在に支持される合成樹脂製のハンドル１０と、ハンドル１０の開閉操作（オンオフ操作）に応じて接点部６を開閉させる開閉機構９と、異常電流（短絡電流および過負荷電流）を検知すると開閉機構９を駆動して接点部６を強制開極させるトリップ機構（電磁釈放機構部１１および熱動釈放機構部１２）と、接点部６の開極時に発生するアークを速やかに消弧するための消弧装置１３と、器体１（ボディ２）の前面に設けた表示窓１４に少なくとも一部を臨ませた状態で配置され、接点部６のオン、オフおよびトリップ状態を表示するための合成樹脂製の表示部材１５とを備えている。

ボディ２及びカバー３は、それぞれ、絶縁性を有する合成樹脂により、幅方向の一面が開口した略箱状に形成されている。ボディ２とカバー３とは、互いの開口部を合わせ、ボディ２の四隅に突設されたボス２ｄをカバー３の側壁に設けた貫通孔に挿入した状態で、ボディ２の左右両側壁に設けた係止爪２ｃをカバー３の左右両側壁に設けた係止孔３ａに引掛係止させ、カバー３の表面から突出するボス２ｄの先端を潰すことにより、ボディ２とカバー３とが結合される。

負荷側端子部４Ａおよび電源側端子部４Ｂは、それぞれ、電源側および負荷側からの電線（図示せず）を接続するためのものであって、導電性を有する金属板を用いて左右方向を軸方向とする角筒状に形成された端子金具１６，１６（所謂ピラー端子）と、導電性を有する金属板を略コ字状に折り曲げて形成され、コ字状部の下側片を端子金具１６の筒内に挿入した状態でボディ２内に配設される端子板５Ａ，５Ｂと、端子板５Ａ，５Ｂが備えるコ字状部の上側片に設けた挿通孔（図示せず）に遊嵌されて、端子金具１６，１６の前壁部に設けたねじ孔（図示せず）に螺合する固定ねじ１７，１７とを備えている。そして、負荷側端子部４Ａの端子板５Ａには電磁釈放機構部１１を構成するコイル１８が固着され、電源側端子部４Ｂの端子板５Ｂには熱動釈放機構部１２を構成する帯板状のバイメタル板１９に一端が固着された編組線２３ａの他端が固着されている。

固定接点７は、器体１内部の所定位置に固定される固定接点板２０に固着されており、この固定接点板２０にはコイル１８の他端が固着されている。また可動接点８は、所定の厚みを有する金属板に抜き加工および曲げ加工を施して形成された可動接点アーム２２の一端部に設けられている。この可動接点アーム２２は、器体１の内壁に設けた円弧状のガイド溝２ｂ（図１参照）に沿って移動自在に取着される第２回動軸２１に対して他端側が回動自在に軸支されており、可動接点アーム２２の中間部には編組線２３ｂの一端側が固着されている。編組線２３ｂの他端側はバイメタル板１９の中間位置に固着されており、端子板５Ｂ−編組線２３ａ−バイメタル板１９−編組線２３ｂ−可動接点アーム２２−可動接点８−固定接点７−固定接点板２０−コイル１８−端子板５Ａの経路で電路が形成されている。

開閉機構９は、可動接点８を有し器体１に対して移動自在に設けられた第２回動軸２１に回動自在に軸支された可動接点アーム２２と、ハンドル１０の回動動作に応じて第２回動軸２１をスライド移動させるとともに、可動接点アーム２２を第２回動軸２１の回りに回動させることで可動接点８を固定接点７に接離させるリンク機構（支持部材２６およびラッチ部材３０などからなる）と、可動接点アーム２２において第２回動軸２１に対し可動接点８と反対側の部位を付勢することで、可動接点アーム２２に第２回動軸２１を介して連結されたリンク機構に付勢力を与える接圧ばね３２（図１参照）と、丸棒状の金属棒の両端部を一方向に折曲することによってコ字形に形成され、ハンドル１０に設けた軸穴１０ｂに一方の軸部を回動自在に軸支させた状態でハンドル１０とリンク機構との間を連結し、ハンドル１０の回動動作をリンク機構に伝達するスラストバー２７と、丸棒状の金属棒の両端部を一方向に折曲することによってコ字形に形成され、一端側の軸部がハンドル１０のガイド溝１０ｃ内に係合されるとともに、後述する支持部材２６に設けたＬ字形の係合片２６ｂに他端側の軸部が引掛掛止され、ハンドル１０のオフ位置からの回転角度が第１回転角以上且つ第２回転角未満の角度範囲では可動接点アーム２２の回転を停止させるとともに、回転角度が第２回転角以上になると可動接点アーム２２を停止状態から開放してオン方向に回転させるストップバー３１とを備える。ここにおいてリンク機構は、所定の厚みを有する金属板に抜き加工および曲げ加工を施して形成され、器体１に設けた第１回動軸２５に中間部が回動自在に軸支されるとともに、スラストバー２７の他方の軸部を係脱自在に係合する係合部２６ａが一端側に設けられた支持部材２６と、所定の厚みを有する金属板に抜き加工および曲げ加工を施して形成され、中央部で支持部材２６とともに第１回動軸２５に回動自在に軸支され、一端側に設けたＬ字形の爪片２８と上述の係合部２６ａとの間にスラストバー２７の他方の軸部を係合するための閉空間を形成するとともに、他端側に第２回動軸２１が係入される長孔状のリンク孔２９が形成されたラッチ部材３０と、第１回動軸２５を中心にしてラッチ部材３０の一端側の爪片２８が支持部材２６の係合部２６ａに近付く向きにラッチ部材３０を回転させる方向の付勢力をラッチ部材３０に与えるとともに、表示部材１５を第１回動軸２５の回りに反時計回りに回転させる方向の付勢力を表示部材１５に与えるラッチ用ばね３３とを備えている。

ハンドル１０には、軸穴１０ｂよりもオフ回転側にストップバー３１の一方の軸部が係入される長円状のガイド溝（案内機構）１０ｃが円周方向に沿って設けられている。このガイド溝１０ｃは、ストップバー３１の一端側に係合する係合部をハンドル回転方向に沿って所定の角度範囲だけ移動可能としてあり、ハンドル１０のオフ位置からの回転角度が第１回転角以上且つ第２回転角未満の角度範囲内の場合と、上記回転角度が第２回転角になった場合とで、可動接点アーム２２からストップバー３１を介して上記係合部に加わる負荷方向が、ハンドル回転方向において反対向きとなるような位置に設けられている。またハンドル１０には、ガイド溝１０ｃに係合するストップバー３１の一端側の軸部を、ハンドル回転方向における一端側（オフ回転側の端部、すなわち図１中の右端方向）へ付勢するリンクばね（付勢手段）３４と、ハンドル１０をオフ回転方向（図１における反時計回り方向）に弾性付勢するハンドルばね（図示せず）が設けられている。

表示部材１５は合成樹脂成型品からなり、ボディ２の前面に開口する表示窓１４内で、接点部６の状態（オン状態、オフ状態、トリップ状態の何れか）を表示するために用いられる。この表示部材１５は、図１、図７および図８に示すように、第１回動軸２５が挿入される軸孔４０ａを有し、支持部材２６およびラッチ部材３０とともに第１回動軸２５に回動自在に枢支される板状の回動体４０と、回動体４０の前側部の左側縁から幅方向の一側（図１における紙面手前側）に突出して、支持部材２６の係合片２６ｂに当接する当接片４１と、前面が第１回動軸２５を中心とする断面円弧状の曲面に形成されて少なくとも一部が表示窓１４に臨む部位に配置される表示面４２と、表示面４２の左側端の幅方向両側縁から、表示面４２の前面に沿って右側方向へそれぞれ延長形成された係止爪片４３，４３と、回動体４０の前側部から右斜め前方に突出して、回動体４０と表示面４２の後面との間を連結する連結片４４と、表示面４２の右側部後面より左斜め後方に向かって延出するガイド片４５と、回動体４０の前側部の右側縁から右側方向へ突出する突出片４６とを一体に備えている。なお表示面４２は円周方向の中間部に凹部を有し、この凹部がオフ状態を表示するオフ表示部４２ａとなっている。また表示面４２には円周方向においてオフ表示部４２ａの両側部に、オン状態を表示するオン表示部４２ｂと、トリップ状態を表示するトリップ表示部４２ｃとが設けられており、各表示部４２ａ〜４２ｃの色や表示内容を異ならせることで、オン状態とオフ状態とトリップ状態との判別が行えるようになっている。

接圧ばね３２は、両端部が互いに逆方向に突出する捩りコイルばねからなり中央の孔に第１回動軸２５が挿通されて、一端部がボディ２に設けたばね受け突起（図示せず）に当接する。また接圧ばね３２の他端部は、可動接点アーム２２において第２回動軸２１に対して可動接点８が設けられた一端側と反対側の端部に設けられたばね受け片２２ａに当接し、ばね受け片２２ａを図１中の右側へ弾性付勢することで、可動接点アーム２２を第２回動軸２１の回りに時計回りに回転する方向へ付勢するとともに、可動接点アーム２２に連結された支持部材２６を第１回動軸２５の回りに反時計回りに回転する方向へ付勢している。

ラッチ用ばね３３は、捩りコイルばねからなり中央の孔に第１回動軸２５が挿通されて、一端部が表示部材１５の当接片４１に当接するとともに、他端部がラッチ部材３０に設けたばね受け片３０ａに当接する。このラッチ用ばね３３により、ラッチ部材３０の爪片２８が支持部材２６の係合部２６ａに近づき、且つ、爪片２８と係合部２６ａとで囲まれる空間（つまりスラストバー２７の軸部が挿入される空間）を閉空間とする方向へラッチ部材３０を回動させるような弾性付勢力がラッチ部材３０に与えられるとともに、表示部材１５を第１回動軸２５の回りに反時計回りに回転させる方向の付勢力が表示部材１５に与えられる。

また上述したラッチ部材３０は、後端部の左側縁から延長形成されて電磁釈放機構部１１により押圧される略Ｌ字形の第１押圧片３５と、後端部の右側縁から延長形成されて熱動釈放機構部１２により押圧される略Ｌ字形の第２押圧片３６とを備えている。

ここにおいて本実施形態では、開閉機構９の構成部品、すなわち可動接点アーム２２、リンク機構（支持部材２６およびラッチ部材３０など）、スラストバー２７およびストップバー３１が全て金属部品で形成されているので、樹脂製の部品で構成した場合に比べて低コスト化を図ることができる。また、材料強度が合成樹脂よりも高い金属材料により開閉機構９の構成部品を形成しているので、開閉機構９を構成する部品の小型化が可能であり、また温度に対する経年変化にも強いので、長期間に亘って動作性能を安定化させることができる。なお、ラッチ部材３０の第１押圧片３５に対向して熱動釈放機構部１２の押圧ピン３８が配置されているのであるが、開閉機構９の構成部品を全て金属製としているので、開閉機構９と熱動釈放機構部１２との絶縁を図る必要がある。そこで本実施形態では、押圧ピン３８を露出させる部位を除いて開閉機構９と熱動釈放機構部１２との間に配置される絶縁壁２ｅ，２ｆをボディ２の内壁から立設しており、絶縁壁２ｅ，２ｆによって開閉機構９と熱動釈放機構部１２との間の絶縁を図っている（図１及び図２参照）。

電磁釈放機構部１１は、絶縁性を有する合成樹脂により円筒状に形成されて、平角巻線からなるコイル１８が外周面に巻装されたコイルボビン３７と、コイルボビン３７の内部に設けられた磁性材料からなる固定鉄芯（図示せず）と、コイルボビン３７内に左右方向にスライド移動自在に設けられた磁性材料からなる可動鉄芯（図示せず）と、コイルボビン３７内に配置され、可動鉄芯を固定鉄芯から離れる方向に付勢する付勢ばね（図示せず）と、可動鉄心に結合されて先端部がコイルボビン３７の外側に突出し、可動鉄芯が固定鉄芯に吸引されると先端部でラッチ部材３０の第１押圧片３５を右方向に押圧する押圧ピン３８と、ヨーク３９とで構成されている。

ヨーク３９は、図１に示すように磁性材料によって左後部に切欠を有する略ロ字形に形成されており、左右方向において対向する一対の磁性片３９ａ，３９ｂと、一対の磁性片３９ａ，３９ｂの前側縁間を連結する連結片３９ｃとを一体に備えており、両磁性片３９ａ，３９ｂ間にコイルボビン３７が配置される。また右側の磁性片３９ｂには、上述の押圧ピン３８が挿通可能な挿通孔（図示せず）が形成されるとともに、磁性片３９ｂの後側縁（図１の下側縁）から左側に向かって消弧装置１３に対向配置される対向片３９ｄが延長形成されている。なおヨーク３９には、右側の磁性片３９ｂの一部を切り起こすことによって固着片３９ｅが形成されており、この固着片３９ｅの前側面にコイル１８の一端部が固着されるとともに、固着片３９ｅの後側面に固定接点板２０が固着されている。

而して電磁釈放機構部１１では、コイル１８に電流が流れていない状態（初期状態）では、可動鉄芯が復帰ばねの付勢力によって固定鉄芯から離間しており、可動鉄芯に連結された押圧ピン３８が左端の位置まで後退している。一方、端子部４Ａ，４Ｂ間に電流が流れて、コイル１８に通電されると、固定鉄芯−ヨーク３９−可動鉄芯を通過する磁路の磁気抵抗を小さくするように可動鉄芯と固定鉄芯との間で吸引力が作用し、コイル１８に流れる電流が短絡電流等の過大な電流である場合には、復帰ばねの付勢力に抗して可動鉄芯が固定鉄芯側へ移動することになる。このとき、可動鉄芯に連結された押圧ピン３８が右方向へ突出し、押圧ピン３８の先端部でラッチ部材３０の第１押圧片３５が右側へ押圧されて、開閉機構９によるトリップ動作が行われる。トリップ動作が行われて接点部６が強制開極されると、コイル１８に流れる電流が減少して可動鉄芯に作用する吸引力が低下するため、復帰ばねの付勢力によって可動鉄芯が初期位置に移動し、押圧ピン３８が左端の初期位置まで後退する。

熱動釈放機構部１２を構成するバイメタル板１９としては、自己発熱によって湾曲する形式の直熱型や、板状のヒータが積層されヒータによる加熱で湾曲する傍熱型のものを用いることができる。バイメタル板１９に電流が流れていない状態ではバイメタル板１９は湾曲せず、バイメタル板１９の先端部は第２押圧片３６に当接していない。一方、端子部４Ａ，４Ｂ間に過負荷電流のような過大な電流が流れると、電路を流れる過負荷電流によってバイメタル板１９の温度が上昇し、それに応じてバイメタル板１９が湾曲するため、バイメタル板１９の先端が第２押圧片３６を右側へ押圧して、開閉機構９によるトリップ動作が行われる。トリップ動作が行われて接点部６が強制開極されると、バイメタル板１９に流れる電流が減少し、その温度が低下してバイメタル板１９の湾曲度合いが小さくなり、やがてバイメタル板１９の先端部がラッチ部材３６の第２押圧片３６から離れた初期状態に戻る。

消弧装置１３は、図１及び図２に示すようにアーク走行板１３ａと消弧グリッド１３ｂとで構成される。アーク走行板１３ａは、帯板状の金属板を曲成することによって形成され、バイメタル板１９の基部が一端に結合されており、器体１の下側壁に沿って器体１の左側へ延設されるとともに、前後方向においてヨーク３９の対向片３９ｄと重複する消弧片１３ｃを他端側に備えている。消弧グリッド１３ｂは、前後方向に所定の間隔をおいて平行配置された複数枚の導電板からなる消弧板１３ｄと、絶縁材料により形成されて消弧板１３ｄの幅方向における両面をそれぞれ覆う支持板１３ｅとで構成されている。ここで、消弧グリッド１３ｂは、アーク走行板１３ａの消弧片１３ｃと、ヨーク３９の対向片３９ｄのそれぞれに消弧板１３ｄが平行するようにして、消弧片１３ｃとヨーク３９の対向片３９ｄとの間に配設されている。この消弧装置１３によれば、可動接点８が固定接点７から離れる際にアークが生じた場合に、アークを引き伸ばして消弧することができる。尚、消弧装置１３は従来周知のものを用いることができるので、本実施形態では詳細な説明を省略する。

次に、回路遮断器の動作について図１〜図５を参照して説明する。なお図１および図２はオフ状態の説明図、図３はオン状態の説明図、図４はトリップ直後の状態を示す説明図、図５は接点部６の溶着状態を示す説明図である。

図１に示すように、オフ状態ではハンドル１０がハンドルばねの付勢力によってオフ回転方向（図１中の反時計回り）に回転し、操作摘み１０ａが窓孔２ａの左端縁に当接する位置で停止している。この時、ハンドル１０の回動に伴ってスラストバー２７およびストップバー３１が前側（図１の上側）に引き上げられ、スラストバー２７が支持部材２６を押圧する力が無くなるので、接圧ばね３２のばね復帰力によって支持部材２６が第１回動軸２５を中心に反時計回りに回転するとともに、可動接点アーム２２が第２回動軸２１を中心に時計回りに回転する。そして支持部材２６は、第２回動軸２１がガイド溝２ｂの終端位置まで移動した位置で停止し、可動接点アーム２２は、上端部の左側縁から突出するストッパ片２２ｂが支持部材２６の係合片２６ｂに当接した位置で停止しており、可動接点アーム２２の下端側に設けた可動接点８が固定接点７から開離している。またラッチ部材３０はラッチ用ばね３３のばね力を受けて図１中時計回りに回転するのであるが、爪片２８がスラストバー２７の軸部と係合する位置で、ラッチ部材３０の回転が停止する。また更に表示部材１５もラッチ用ばね３３のばね力を受けて図１中反時計回りに回転し、図１および図９（ａ）に示すように表示部材１５の係止爪片４３が器体１の内壁に設けた係止突起４７と係止する位置で停止する。この時、表示部材１５の表示面４２において円周方向の中間部（オフ表示部４２ａ）がボディ２の表示窓１４から露出する。

また接点部６がオフの状態（図１参照）で、ハンドル１０の操作摘み１０ａをオフ位置からオン方向（図１中の右回り方向）へ回転移動させると、ハンドル１０の回転に伴って、スラストバー２７の他端側の軸部が支持部材２６の係合部２６ａを押圧することによって、支持部材２６を第１回動軸２５の周りに図１中右回りに回転させ、支持部材２６の後端部に取着された第２回動軸２１をガイド溝２ｂに沿って固定接点板２０に近付く方向（図１中の左側）へスライド移動させる。また第２回動軸２１に軸支された可動接点アーム２２は、ばね受け片２２ａが接圧ばね３２によって右側方向に付勢されているので、第２回動軸２１のスライド移動に伴って、可動接点アーム２２の全体が図中左側へ移動するとともに、可動接点アーム２２が第２回動軸２１を中心に図１中時計回りに回転するのであるが、ハンドル１０の回転に伴ってストップバー３１の他方（後側）の軸部が後側へ移動し、オフ位置からの回転角度が所定の第１回転角になると、ストップバー３１の他方（後側）の軸部が可動接点アーム２２のストッパ片２２ｂに当接し、ストップバー３１によって可動接点アーム２２の回転が停止させられ、器体に対する可動接点アーム２２の回転位置はそのままで第２回動軸２１が図１中の左側へスライド移動する。さらにハンドル１０が回転させられて、オフ位置からの回転角度が所定の第２回転角になると、第２回動軸２１のスライド移動に応じて、ハンドル１０のガイド溝１０ｃ内に係入されたストップバー３１の一方の軸部が、ストップバー３１の他方の軸部（可動接点アーム２２のストッパ片２２ｂを押圧する側）とハンドル軸２４とを結ぶ線分を超えて図１中の左側に移動する。ここで、ハンドル１０のオフ位置からの回転角度が第１回転角以上且つ第２回転角未満の角度範囲の場合と、第２回転角になった場合とで、ストップバー３１の軸部が係合するガイド溝１０ｃの部位（係合部）に、可動接点アーム２２からストップバー３１を介して加わる負荷方向がハンドル回転方向において反対向きとなっている。したがって、ハンドル１０のオフ位置からの回転角度が第２回転角以上になると、ストップバー３１の軸部によってストッパ片２２ｂを押圧する力が無くなるので、可動接点アーム２２が停止状態から開放される。このとき可動接点アーム２２は、ストップバー３１により回転を止められている間に接圧ばね３２に蓄積された付勢力によって第２回動軸２１を中心に図４中時計回りに急速に回転し、可動接点アーム２２の可動接点８が固定接点７に短時間で接触することになるから、閉極時のアークの発生を防止することができる。

そして、ハンドル１０がオン位置まで回転した状態では、スラストバー２７の一端側の軸部（軸穴１０ｂに枢支される側）が、ハンドル軸２４とスラストバー２７の他端側の軸部とを結ぶ線を越えて反対側（後側）へ移動するので、接圧ばね３２のばね力とハンドルばねのばね力などがバランスしてハンドル１０がオン位置で保持され、接点部６が閉極状態となる（図３参照）。またハンドル１０の回転に伴って支持部材２６が時計回りに回転すると、支持部材２６の係合片２６ｂがラッチ用ばね３３のばね力に抗して表示部材１５の当接片４１を前側へ押圧するため、表示部材１５が第１回動軸２５を中心に図１中の時計回りに回転する。オン状態における表示部材１５の回転位置は、閉極状態で係合片２６ｂと当接片４１とが接触する位置で決まり、図３および図９（ｂ）に示すように表示部材１５の表示面４２において円周方向の左側部（オン表示部４２ｂ）が表示窓１４から露出する。またラッチ部材３０はラッチ用ばね３３のばね力を受けて図１中時計回りに回転するのであるが、爪片２８がスラストバー２７の軸部と係合する位置で、ラッチ部材３０の回転が停止する。なお、オン状態においては接圧ばね３２のばね力によって可動接点８と固定接点７との接圧が得られるようになっている。

また接点部６がオンの状態（図３参照）で、ハンドル１０の操作摘み１０ａをオン位置からオフ側へ回転移動させると、ハンドル１０の回転に伴ってスラストバー２７およびストップバー３１が前側（図３の上側）に引き上げられ、スラストバー２７が支持部材２６を押圧する力が無くなるので、接圧ばね３２のばね復帰力によって支持部材２６が第１回動軸２５を中心に反時計回りに回転するとともに、可動接点アーム２２が第２回動軸２１を中心に時計回りに回転する。なお支持部材２６は、第２回動軸２１がガイド溝２ｂの終端位置まで移動した位置で停止するとともに、可動接点アーム２２は、上端部の左側縁から突出するストッパ片２２ｂが支持部材２６の係合片２６ｂに当接した位置で停止し、接点部６が開極する。ここにおいて、ハンドル１０をオフ方向へ回転させる際に、スラストバー２７の一端側の軸部（軸穴１０ｂに枢支される側）が、ハンドル軸２４とスラストバー２７の他端側とを結ぶ線を越えて反対側へ移動すると、ハンドルばねのばね力によりハンドル１０がオフ方向へ急速に回転するので、可動接点８が固定接点７から短時間で引き外されて、アークの発生を防止することができる。そして、接点部６のオフ時には爪片２８がスラストバー２７の軸部と係合する位置でラッチ部材３０の回転が停止し、表示部材１５は、表示面４２において円周方向の中間部（オフ表示部４２ａ）が表示窓１４から露出する位置で停止する。

次に熱動釈放機構部１２および電磁釈放機構部１１によるトリップ動作について説明する。まず熱動釈放機構部１２によるトリップ動作について説明する。接点部６のオン時（図３参照）に過負荷電流のような異常電流が電路に流れると、電路を流れる過大な電流によってバイメタル板１９の温度が上昇し、やがてバイメタル板１９が湾曲するので、バイメタル板１９の前端部（図３の上側部）によりラッチ部材３０の第２押圧片３６がラッチ用ばね３３のばね力に抗して右方向に押圧される。このとき、ラッチ部材３０が第１回動軸２５を中心に反時計回りに回転することによって、爪片２８が支持部材２６から離れる方向へ移動し、爪片２８と係合部２６ａとで囲まれる空間が開空間となる。この空間が開空間になると、スラストバー２７の他端側の軸部（軸穴１０ｂで軸支される側と反対側）が爪片２８と支持部材２６で囲まれる空間から外側に外れ、ハンドル１０からの力が支持部材２６に加わらなくなるので、接圧ばね３２のばね復帰力によって支持部材２６が第１回動軸２５を中心に反時計回りに回転するとともに、可動接点アーム２２が第１回動軸２１を中心に時計回りに回転する。そして支持部材２６は、第２回動軸２１がガイド溝２ｂの終端位置まで移動した位置で停止し、可動接点アーム２２は、上端部の左側縁から突出するストッパ片２２ｂが支持部材２６の係合片２６ｂに当接した位置で停止しており、可動接点８が固定接点７から強制的に開極させられる。またスラストバー２７の他端側の軸部が爪片２８と支持部材２６で囲まれる空間から外に出る際には、支持部材２６の回転によってスラストバー２７の軸部が前側に跳ね上げられ、それによってスライドバー２７の軸部が表示部材１５のガイド片４５を前側に跳ね上げるから、表示部材１５が第１回動軸２５を中心に反時計回りに回転させられて、図４および図９（ｃ）に示すように係止爪片４３が器体１の内壁の係止突起４７を乗り越える位置まで回転する。すなわち表示部材１５は、オフ状態の位置よりもさらに左側まで移動することになり、表示面４２において円周方向の右側部（トリップ表示部４２ｃ）が表示窓１４から露出する。またトリップ動作が行われると、ハンドル１０がハンドルばねのばね力によってオン位置からオフ位置まで回転し、ハンドル１０の回転に伴ってスラストバー２７の他端側の軸部が図４中の左側へ引っ張られると、この軸部がガイド片４５に案内されてラッチ部材３０の爪片２８と支持部材２６の係合部２６ａとで囲まれる空間内に入り込むので、表示部材１５の回転位置を除けばオフ状態と同様の状態となる。

また接点部６がオンしている状態（図３参照）で、電路に短絡電流のような異常電流が流れると、コイル１８に流れる電流によって磁界が発生し、固定鉄芯−ヨーク３９−可動鉄芯を通過する磁路の磁気抵抗を小さくするように可動鉄芯と固定鉄芯との間で吸引力が作用して、可動鉄芯が固定鉄芯側へ移動する。このとき、可動鉄芯の移動に応じて押圧ピン３８が右方向へ突出し、押圧ピン３８の先端部でラッチ部材３０の第１押圧片３５が右側へ押圧されるので、ラッチ部材３０が第１回動軸２５を中心として図３中反時計回りに回転する。このとき、爪片２８が支持部材２６の係合部２６ａから離れる方向へ移動して、爪片２８と係合部２６ａとで囲まれる空間が開空間となり、スラストバー２７の他端側の軸部がこの空間から外側に出るので、上述した熱動釈放機構部１２の場合と同様のトリップ動作が行われて接点部６が強制開極される。

なおトリップ状態から復帰させる場合、ハンドル１０の操作摘み１０ａをオフ位置からオン方向（図１中時計回り方向）へ回転移動させると、ハンドル１０の回転に伴って、スラストバー２７の他端側の軸部が支持部材２６の係合部２６ａを押圧することによって、支持部材２６を第１回動軸２５の周りに図１中右回りに回転させ、支持部材２６の後端部に取着された第２回動軸２１をガイド溝２ｂに沿って固定接点板２０に近付く方向（図１中の左側）へスライド移動させる。また第２回動軸２１に軸支された可動接点アーム２２は、ばね受け片２２ａが接圧ばね３２によって右側方向に付勢されているので、第２回動軸２１のスライド移動に伴って、可動接点アーム２２の全体が図中左側へ移動するとともに、可動接点アーム２２が第２回動軸２１を中心に図１中時計回りに回転するのであるが、ハンドル１０のオフ位置からの回転角が第１回転角になると、ストップバー３１の他方（後側）の軸部が可動接点アーム２２のストッパ片２２ｂに当接し、ストップバー３１によって可動接点アーム２２の回転が停止させられ、器体に対する可動接点アーム２２の回転位置はそのままで第２回動軸２１が図１中の左側へスライド移動する。

さらにハンドル１０が回転させられて、オフ位置からの回転角度が所定の第２回転角になると、第２回動軸２１のスライド移動に応じて、ハンドル１０のガイド溝１０ｃ内に係入されたストップバー３１の一方の軸部が、ストップバー３１の他方の軸部（可動接点アーム２２のストッパ片２２ｂを押圧する側）とハンドル軸２４とを結ぶ線分を超えて図１中の左側に移動する。このとき、上述したようにストップバー３１の軸部によってストッパ片２２ｂを押圧する力が無くなるので、可動接点アーム２２が停止状態から開放され、ストップバー３１により回転を止められている間に接圧ばね３２に蓄積された付勢力によって、可動接点アーム２２が第２回動軸２１を中心に図１中時計回りに急速に回転し、可動接点８が固定接点７に短時間で接触することになる。そして、ハンドル１０がオン位置まで回転した状態では、スラストバー２７の一端側の軸部（軸穴１０ｂに枢支される側）が、ハンドル軸２４とスラストバー２７の他端側の軸部とを結ぶ線を越えて反対側（後側）へ移動するので、接圧ばね３２のばね力とハンドルばねのばね力などがバランスして、ハンドル１０がオン位置で保持される（図３参照）。またこの時、支持部材２６の係合片２６ｂがラッチ用ばね３３のばね力に抗して表示部材１５の当接片４１を前側へ押圧することによって、表示部材１５が第１回動軸２５を中心に図１中の時計回りに回転し、図３および図９（ｂ）に示すように表示部材１５の表示面４２において円周方向の左側部（オン表示部４２ｂ）が表示窓１４から露出する。

このように表示窓１４から露出する表示面４２の部位は、接点部６のオフ状態、オン状態およびトリップ状態の３つの状態でそれぞれ異なっており、各々の状態で表示窓１４から露出する表示面４２の部位の色や表示内容（例えば文字）などを異ならせることによって、１つの表示部材１５で接点部６のオフ状態、オン状態およびトリップ状態をそれぞれ表示することができる。

また図５は接点部６に過大電流が流れて溶着した状態を示しており、電磁釈放機構部１１又は熱動釈放機構部１２が過大電流を検知して第１押圧部３５又は第２押圧部３６を押圧することによって、ラッチ部材３０が反時計回りに回転し、爪片２８が支持部材２６の係合部２６ａから離れる方向へ移動する。このとき、ハンドル１０がハンドルばねのばね力によってオフ方向（図５中の反時計回り）へ回転するのであるが、可動接点８と固定接点７とが溶着しているので、可動接点アーム２２が開極方向へ移動することができず、そのため支持部材２６もオン時と同じ位置に停止するから、ストップバー３１の軸部がガイド溝１０ｃの左端に当接することによって、ハンドル１０がそれ以上オフ回転方向へ回転することができず、したがって操作摘み１０ａはオン位置とオフ位置との中間位置に直立した状態となるから、接点部６の溶着状態を容易に判別することができる。

本実施形態の回路遮断器の構成および動作は以上の通りであり、ハンドル１０においてガイド溝１０ｃは、ハンドル１０のオフ位置からの回転角度が第１回転角以上且つ第２回転角未満の場合と第２回転角になった場合とで、可動接点アーム２２からストップバー３１を介して係合部（ストップバー３１が係合するガイド溝１０ｃ内の部位）に加わる負荷方向がハンドル回転方向において反対向きとなるような位置に設けられており、負荷方向が反転してストップバー３１と係合する係合部の位置が移動することで、可動接点アーム２２が停止状態から開放されるので、従来の回路遮断器のように爪部材がブロッキングアームの傾斜面を摺動する間は可動接点の動きを停止させ、傾斜面の終端まで摺動すると可動接点を固定接点に急速に接触させる場合に比べて、摩耗などによる機械的な損傷が生じにくく、開閉機構９の寿命を延ばすことができるという効果がある。

またガイド溝１０ｃに係合されたストップバー３１の一端側が、リンクばね３４によってハンドル回転方向の一端側（オフ回転側）へ付勢されているので、接点部６のオフ時においてストップバー３１の一端側の位置が定まり、開閉機構９の動作を安定させることができる。さらに、ストップバー３１の一端側には可動接点アーム２２から受ける力とリンクばね３４のばね力との合力が加わり、この合力の方向がハンドル回転方向において反対向きになると可動接点アーム２２が停止状態から開放されるので、リンクばね３４のばね力を調整することで、可動接点アーム２２が停止状態から開放されるときの回転角度を容易に調整することができる。

尚、本実施形態の回路遮断器は、電磁釈放機構部１１と熱動釈放機構部１２の両方を備えているものであるが、いずれか一方のみを備えているものでもあってもよいし、各釈放機構部の構成は上記の構成に限定されるものではない。また負荷側端子部４Ａや電源側端子部４Ｂやリンク機構９も上記の構成に限定されるものではなく、状況に応じて好適なものを用いれば良い。

本実施形態の回路遮断器のオフ状態を示し、カバーを外した状態を幅方向の片側から見た図である。同上のオフ状態を示し、カバーを外した状態の斜視図である。同上のオン状態を示し、カバーを外した状態を幅方向の片側から見た図である。同上のトリップ直後の状態を示し、カバーを外した状態を幅方向の片側から見た図である。同上の接点部が溶着した状態を示し、カバーを外した状態を幅方向の片側から見た図である。同上を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は上面図である。同上に用いる表示部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は右側面図である。同上に用いる表示部材の外観斜視図である。同上に用いる表示部材の表示位置を示し、（ａ）はオフ状態、（ｂ）はオン状態、（ｃ）はトリップ状態の各表示位置を説明する要部断面図である。

符号の説明

１器体
６接点部
７固定接点
８可動接点
９開閉機構
１０ハンドル
１０ａ操作摘み（操作部）
１０ｃガイド溝（案内機構）
２１第２回動軸
２２可動接点アーム
２６支持部材（リンク機構）
２７スラストバー
３０ラッチ部材（リンク機構）
３１ストップバー
３２接圧ばね

Claims

器体の内部に、固定接点および当該固定接点に接離自在に接触する可動接点を具備した接点部と、少なくとも操作部を器体の外部に露出させた状態で器体に対して回動自在に支持されたハンドルと、ハンドルの回動動作に応じて可動接点を固定接点に接離させる開閉機構とを備えた回路遮断器において、
開閉機構は、可動接点を有し器体に対して移動自在に設けられた回動軸に回動自在に軸支された可動接点アームと、ハンドルの回動動作に応じて前記回動軸をスライド移動させるとともに可動接点アームを回動軸の回りに回動させることで可動接点を固定接点に接離させるリンク機構と、可動接点アームにおいて回動軸に対し可動接点と反対側の部位を付勢することで、可動接点アームに回動軸を介して連結されたリンク機構に付勢力を与える接圧ばねと、ハンドルとリンク機構との間を連結してハンドルの回動動作をリンク機構に伝達するスラストバーと、一端側をハンドルに係合させ、ハンドルのオフ位置からの回転角度が第１回転角以上且つ第２回転角未満の角度範囲では可動接点アームの回転を停止させるとともに、前記回転角度が第２回転角以上になると可動接点アームを停止状態から開放してオン方向に回転させるストップバーとを備え、
前記ハンドルは、ストップバーの一端側に係合する係合部をハンドル回転方向に沿って所定の角度範囲だけ移動可能とする案内機構を備え、当該案内機構は、前記回転角度が前記角度範囲内の場合と第２回転角になった場合とで、可動接点アームからストップバーを介して前記係合部に加わる負荷方向が、ハンドル回転方向において反対向きとなるような位置に設けられたことを特徴とする回路遮断器。
前記案内機構に係合するストップバーの一端側を、ハンドル回転方向における一端側へ付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。