JP2009259610A - 回路遮断器の開閉機構 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の開閉機構を極力活かしながらも、組み立て作業性を大幅に改善し、生産時の歩留まりの向上を図ることができる回路遮断器の開閉機構を提供する。
【解決手段】回路遮断器の外郭を構成するケースとカバーとからなる器体と、当該器体外に一部が突出して電流の投入操作及び遮断操作を行うための第一及び第二の手動制御釦式の操作部材と、当該操作部材と連動して動作する開閉機構とを備え、オン状態とオフ状態との間で回動自在に前記器体内に配設される回動部材１０２と、当該回動部材１０２とリンク１０３により連結され、当該リンク１０３を介して当該回動部材１０２の回動操作と連動して動作するラッチ部材１０４と、当該ラッチ部材１０４の一部が係合する作動板１０５と、前記可動接点を支持し、常時弾性部材１０８にて前記可動接点が固定接点から開離する方向に付勢されたクロスバー１０６を、略コの字状の支持体１０７に支持させた。
【選択図】図１

Description

本発明は回路遮断器に係り，特に，低圧電路に用いられる手動制御釦を備えた回路遮断器の開閉機構に関する。

従来の回路遮断器の構造例を図５，図６に示した。図６において１０，２１は端子板，１１，１２は接点，１３は可動接点板，１４は係合片，１５はバイメタル，１６は押え板，１７はリンク，１８はハンドル，１９はクロスバー，２０はリード線であり，自力あるいは他力により常時可動接点１２を開付勢している弾性を有する可動接点板１３を，係合片１４，押え板１６，リンク１７，ハンドル１８，それに図示しないフレーム等より成る開閉機構が，開付勢力に抗して接点閉方向に押圧し，接点を閉接したり，また，該押圧力を解いて，可動接点板の自力あるいは他力による接点開離力により接点を開離させる構造となっている。

１９はクロスバーで，前述の機構と可動接点板とを連動させているが，特に単一の機構の開及び閉の状態を２本の独立した可動接点板に同時に且つ電気的に絶縁して伝えることを目的としており，図６の上下方向にのみに摺動し，それ以外の方向へは移動を阻むような基台に形成される摺動ガイド溝に装着されている。

より具体的に説明すれば，機構が接点を閉接する方向に働いている時には，押え板１６のクロスバー当接部１６０２がクロスバー１９の中央上部を押え，クロスバー１９が２本の可動接点板１３，１３の両方を均等に押える方向に移動して，接点を閉接する。

一方，機構が接点を開離する方向に働いている時には，押え板１６のクロスバー当接部１６０２のクロスバー１９の中央上部の押圧拘束が解かれ，自力あるいは他力による可動接点板１３，１３の開離力によりクロスバー１９とクロスバー当接部１６０２の両方を持ち上げて接点が開離する。

上述の接点が開離する場合には，二つの場合が考えられる。一つは手動ハンドルによるオンからオフへの操作であり，さらに一つは通常オン時からの異常電流によるトリップオフである。

トリップオフの場合，遮断する電流は過電流もしくは短絡電流といった相当大きな電流であり，遮断時発生するアークによる過熱で２つの極のいずれかの極の接点が，開離しはじめ頃に溶着する場合がある。

そのためクロスバー１９には図５に示すように２本の可動接点板１３，１３の間から可動接点板のクロスバー主体部１９０２載置面１３０１の裏側１３０２へ廻り込んで，且つ外方へ拡がって伸びる係合爪１９０１，１９０１を設け，一方の接点が溶着気味で開離しにくい場合，他方の接点の開離力が係合爪を有するクロスバーを介して溶着気味の接点側にも働いて，溶着が発生しないよう配慮されている。
特開平６−２３６７２９号 図４，図５

しかしながら，このような構造の回路遮断器においては，特に，開閉機構に連動し回路遮断器の主要部を成すクロスバーが，前記リンク等を保持するフレームに保持されず，基台に設けられる摺動ガイド溝に装着される構造であり，可動接点板，クロスバー，開閉機構，各々がばらばらな構成であったから，回路遮断器の製造時における組み立て性が優れず，生産の歩留まりの低下につながるという課題があった。

例えば，回路遮断器を組み立てる際には，前記可動接点板をクロスバー１９に設けられた係合爪１９０１に引っ掛けた状態で，可動接点板を基台に配置するとともに該クロスバー１９を摺動ガイド部に配置し，その状態で前記リンク等を保持させたフレームを基台の所定位置に配置して，可動接点板およびフレームを基台にねじ止めするよう組み立てる。

この場合，可動接点板はクロスバーに設けられた片方が開口した係合爪に差し込まれ，引っ掛かっているだけであるから，該可動接点板の基台への取付け作業時に，該可動接点板がクロスバーから外れやすく，また，可動接点板と，クロスバーと，リンク等が保持されたフレームとを同時に基台に配置する必要があるため，これら構成部品の基台への組付作業性が優れず，作業には熟練を要するものであった。

また，可動接点板は，その弾性により常時クロスバーを開方向に付勢するものであるから，基台からクロスバーやフレームを外す方向への付勢力を与え，組立作業性を困難にするものであった。

そこで，本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり，前述の係合爪による接点溶着防止の効果は損なうことなく，従来の回路遮断器の開閉機構を極力活かしながらも，組み立て作業性を大幅に改善することができ，生産時の歩留まりの向上を図ることができる回路遮断器の開閉機構を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために，請求項１の発明では，電路に介在し，電流を投入，通電及び遮断する回路遮断器において，該回路遮断器の外郭を構成するケースとカバーとからなる器体と，器体外に一部が突出して，電流の投入操作及び遮断操作を行うための第一及び第二の手動制御釦式の操作部材と，前記操作部材を操作することにより該操作部材と連動して動作し固定接点と可動接点とを強制的に接離させる開閉機構とを備え，該開閉機構を構成する，前記操作部材を操作することにより該回路遮断器のオン状態とオフ状態との間で回動自在に器体内に配設される回動部材と，前記回動部材とリンクにより連結され，該リンクを介して前記回動部材の回動操作と連動して動作するラッチ部材と，該ラッチ部材の一部が係合する作動板と，前記可動接点を支持し，常時弾性部材にて前記可動接点が固定接点から開離する方向に付勢されたクロスバーとを，略コの字状の支持体に支持させて設けたことを特徴として回路遮断器の開閉機構を提供したものである。

このような構成によれば，開閉機構を構成する回動部材と，ラッチ部材と，作動板と，クロスバー等を支持体に支持させて設けたため，組み立て時においては，可動接点板を支持体に支持されたクロスバーの係合爪に引っ掛けた状態で基台に配置すればよくなり，組立作業の複雑さを低減でき，歩留まりの向上を図ることができる回路遮断器の開閉機構を提供することができる。

また，前記ラッチ部のクロスバーへの作用点と，前記弾性体のクロスバーへの作用点，ならびに前記支持体による弾性体の支持部は略同一直線上に配置され，前記可動接点の開離状態においては，前記クロスバーは，前記弾性体により前記支持体に押圧された状態で保持されることを特徴として構成してもよい。

このような構成によれば，接点の接離に際して，クロスバーは最も効率よくラッチ部の押圧力ならびに弾性体の弾性力を伝達されて駆動することができるとともに，支持体の組み付け状態において不意に外力を受けた場合においても，組み付けた部品の外れやばらけを回避することができる。

また，前記弾性体として巻ばねを用い，前記支持体に，該巻ばねの内部に係合する係合部を設けるとともに，該巻ばねに押圧された前記クロスバーの該クロスバーが動作する方向とは鉛直な方向の動きを規制する係止部を設けて形成したことを特徴として構成してもよい。

このような構成によれば，弾性体の取り付けやすさと，該弾性体に押圧されるクロスバーの支持体からの外れにくさの両方を同時に向上させることができるから，組み立て作業性をより改善することができ，生産時の歩留まりの向上を図ることができる

また，前記回路遮断器は２極回路遮断器であることを特徴として構成してもよい。

このような構成によれば，従来組み立て性が煩雑だった２極回路遮断器の組み立て作業性を大幅に改善することができ，生産時の歩留まりの向上を図ることができる。

本発明によれば，回路遮断器に設けられるクロスバーに備えられた係合爪による接点溶着防止の効果は損なうことなく，従来の回路遮断器の開閉機構を極力活かしながらも，組み立て作業性を大幅に改善することができ，生産時の歩留まりの向上を図ることができる回路遮断器の開閉機構を提供することができる。

以下に本件発明の第一の実施の形態に係る回路遮断器について，図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１，図２は，本発明の回路遮断器の開閉機構部分を示した斜視図である。開閉機構１００は，該開閉機構が駆動することにより回路遮断器が介在した電路における電流の投入，通電及び遮断を行うものである。

前記開閉機構１００は，該開閉機構を構成する各々の部品を所定位置に支持する略コの字状に形成された支持体１０７を用いてユニット化されている。

該開閉機構１００を構成する部品には，回路遮断器の外郭を構成する器体の外部に一部が突出してなる手動制御釦式の操作部材を操作することにより該操作部材に押圧されて回路遮断器のオン状態（電流の投入，通電）とオフ状態（電流の遮断）との間で回動自在に配設される回動部材１０２と，該回動部材とリンク１０３により連結され，該リンク１０３を介して前記回動部材１０２の回動操作と連動して動作するラッチ部材１０４と，該ラッチ部材１０４の一部が係合する係合部が設けられた作動板１０５と，完成状態では前記可動接点を支持し，常時弾性部材１０８にて該可動接点が固定接点から開離する方向に付勢されたクロスバー１０６とが設けられている。

なお，前記操作部材１０１，リンク１０３，ラッチ部材１０４，作動板１０５は，前記支持体１０７の所定位置に設けられた孔にそれぞれ軸ａ乃至軸ｄを設けて軸支され，回動自在に支持されている。

また，支持体１０７には，リンク１０３とラッチ部材１０４の動作軌跡を規制するよう蛇行した形状のガイド孔を設けている。前記操作部材１０１を操作した場合，前記リンク１０３とラッチ部材１０４は互いに貫挿するよう設けた軸ｃにより，このガイド孔に沿うよう動きを規制され，例えば操作部材を回路遮断器のオン方向に操作した場合には，回動部材が図中反時計回りに回転し，前記ラッチ部材１０４はクロスバー１０６を押し下げるよう動作する。

次にそれぞれの構成部材について説明を行う。

まず，操作部材について図３を用いて説明を行う。操作部材は第一の操作部材２１と第二の操作部材２２からなり，第一の操作部材２１は回路遮断器をオン状態にせしめ，第二の操作部材２２は回路遮断器をオフの状態にせしめる。

第一の操作部材２１は，回動部材１０２に設けられた第一の操作部材との係止部１０２２に係止されるよう図中上方から被せられる。そして，第一の操作部２１の操作部分が，回路遮断器の外郭を構成する器体のケース１ｂに設けられた孔部に貫通するよう配置される。なお，第一の操作部材２１には，内部に前記係止部が摺動するガイド溝を設けるとともに回動部材の動作軌跡を逃げるよう空洞が設けており，操作部材２１を外部から押し下げると，操作部材２１が回動部材１０２に覆いかぶさるように駆動する。

また，第二の操作部材２２は，前記カバー１ｂに設けられる。該第二の操作部材２２は，図中の当接部２２ａには巻ばね２３が貫通され，該巻ばね２３により常にカバー１ｂの外側方向に付勢される。また，第二の操作部材２２には，カバー１ｂに引掛かり，抜け止めの役割を果たす抜け止め部材２２ｂが設けられている。

回路遮断器がオンの状態で，第二の操作部材２２を押し下げると，前記当接部２２ａが回動部材１０２に当接し，該回動部材を図中時計回りの方向に回転させ，回路遮断器をオフの状態に駆動させる。

即ち，第一の操作部材２１は，回動部材１０２を図中反時計回りに駆動させ，第二の操作部材２２は，回動部材１０２を図中時計回りに駆動させる。

前記ラッチ部材１０４のクロスバー１０６への作用点と，前記弾性体１０８のクロスバーへの作用点，ならびに前記支持体１０７による弾性体１０８の支持部は略同一直線上に配置されるよう構成されており，ラッチ部材１０４によるクロスバー１０６の押し下げ，ならびに，前記弾性体１０８によるクロスバー１０６の押し上げの際には，該押し下げの方向ならびに押し上げの方向に対する分力が極力少なくなるよう配置されたものであり，前記押し下げ方向の力ならびに該弾性体１０８による押し上げ方向の力を効率よく伝達して駆動する。

なお，前記弾性体１０８としては，巻ばねを用いており，前記支持体１０７に，該巻ばねの内部に係合する係合部１０７１を設けるとともに，該巻ばねに押圧された前記クロスバー１０６の該クロスバー１０６が動作する方向とは鉛直な方向の動きを規制する係止部１０７２を設けて形成している。

また，作動板１０５は，図中軸ｄにより軸支されており，軸部に設けられた巻ばねにより，ラッチ部材１０４との係合がよりなされる方向（図中左方向）に常に付勢されている。オン状態の場合において，回路遮断器に備えられる引外し装置（例えば電磁式引外し装置やトリップコイル等）により引外し動作が行われる場合には，図中において右回りに回転することにより，前記ラッチ部１０４の端部との係合が解かれ，接点が開離し，オフ状態に移行する。このとき，ラッチ部材１０４ならびにリンク１０３を連結する図中軸ｃは，支持体１０７に設けられた蛇行した形状のガイド孔に沿って動きが規制され，オン状態からオフ状態へ移動するときに，図中上方向に移動しながら，前記作動板１０５とラッチ部材１０４との係合部が少なくなる方向（図中左方向）にスライドするように移動していく。これは，後述するがオフ状態に移行する際に，前記作動板１０５との係合をより確実に行うためである。

電路に異常電流が発生し，回路遮断器自身が電流を遮断する場合において，該回路遮断器がオン状態からオフ状態へ移行する際には，ラッチ部材１０４と作動板１０５との係合が一旦解かれるが，オフ状態ではオン状態への移行に備え，再度係合（リセット）が行われる必要がある。作動板１０５は前述したように，常に巻ばねにて係合がよりなされる方向に付勢されているから，ラッチ部材１０４は，この作動板１０５の付勢力に逆らってリセットする必要があるが，該リセットをより確実なものにするために，オフ状態への移行の途中で，図中上方向に移動しながら，前記作動板１０５とラッチ部材１０４との係合部が少なくなる方向（図中左方向）にスライドするように支持体のガイド孔１０７３の形状を設け，できるだけ前記作動板１０の巻ばねによる付勢力を受けないように構成している。なお，ガイド孔の形状は，蛇行形状に限らず，円弧状等，リンク軸の動きに応じて適宜定めるとよい。例えば，緩やかなジグザグ形状として構成してもよい。

次に，図４を用いて，回路遮断器の組み立てについて説明を行う。図４は，回路遮断器として，単相２線式，単相３線式などの電路に用いられる２極の漏電遮断器を例として示し，その分解斜視図を示したものである。

１０は回路遮断器の外郭を構成する器体の一部のケースである。該ケース１０には，後述する電路を構成する接点を取り付けた端子２０３や開閉機構１００，該開閉機構１００に作用して開閉機構を引き外す熱動素子２０２を備えて構成された負荷側電路などの回路遮断器を構成する各種部品が取り付けられる。

なお，負荷側電路は，可動接点が取り付けられ弾性的に設けられた可動接点板２０１と，該可動接点板２０１と電気的に接続された熱動素子であるバイメタル２０２，ならびに該バイメタル２０２に電気的に接続された負荷側導体を構成するリード線２０２１と，該リード線２０２１と電気的に接続された負荷側端子２０４から構成されている。

また，本回路遮断器は漏電遮断器であるから漏電電流を検出する零相変流器（ＺＣＴ）２０５に前記リード線を貫通させて構成している。また，該ＺＣＴ２０５からの出力信号を演算処理し電路に所定の大きさの漏電電流が発生したか否かを判断し，所定の大きさの漏電電流が発生した場合には，後述する引外し手段であるトリップコイル２０６に電圧を印加し，該トリップコイルを駆動させる検知回路２０７を備えている。

これらの負荷側電路ならびに検知回路は予めユニット化されている。

まず，ケース１０に，固定接点が設けられた電源側端子２０３を配設する。続いて，漏電が発生したときに，前記検知回路２０７により駆動され，前述した作動板に作用して開閉機構を引き外すトリップコイル２０６を配設する。

続いて，ユニット化された開閉機構のクロスバーに設けられた係合爪１０６１に可動接点が設けられた可動接点板２０１を，該開閉機構の両側から挟みこむように差込み，前記バイメタル２０２が作動板１０５よりも電源側にくるように組み付けて，その状態でケース１０に配設する。そして，ケースの下方からねじ１１にて支持体１０７をねじ止めするとともにケースの上方からねじ１２にてバイメタル２０２と可動接点板２０１をねじ止めし，ケースへの各種部品の取付が完了する。

従来の回路遮断器では，可動接点板と，クロスバーと，リンク等が保持されたフレームとが各々別体に設けられており，それらを同時に基台に配置する必要があったため，組み立て作業が困難であったが，本回路遮断器においては，ユニット化された開閉機構と負荷側電路とを組み合わせてケースに配設するだけでよく，組立作業性が大幅に改善でき，生産時の歩留まりの向上を図ることができる。

トリップコイルと検知回路は，別途電気的に接続を行う。そして，カバーをケースに被せて取り付け，回路遮断器の組み立てが完了する

なお，回路遮断器の開閉機構をユニット化して構成したことにより，電源−負荷側方向における開閉機構の大きさが従来と比べてコンパクトに形成できるという付随効果があり，，施工にあたり，省スペースな回路遮断器を提供することができる。また，従来の回路遮断器寸法と互換性を保つ場合には，器体内の空きスペースに付加機能，例えば漏電警報装置や過電圧検出装置，遮断警報装置を内蔵することにより，高機能な回路遮断器の提供を行うことができる。

以上説明したように，本発明の回路遮断器の開閉機構は，開閉に必要な部品を極力ユニット化して構成したため，従来の回路遮断器の開閉機構を極力活かしながらも，組み立て作業性を大幅に改善することができ，生産時の歩留まりの向上を図ることができる回路遮断器の開閉機構を提供することができるものである。

本発明の回路遮断器の開閉機構を示した図である。 本発明の回路遮断器の開閉機構を下方からみた図である。 本発明の回路遮断器の開閉機構，カバー等を示した図である。 本発明の回路遮断器の開閉機構を用いた組み立て図である。 背景技術を説明した図である。 背景技術を説明した図である。

符号の説明

１ 器体
１ａ ケース
１ｂ カバー
２１ 第一の操作部材
２２ 第二の操作部材
２２ａ 当接部
２２ｂ 抜け止め部材
２３ 巻ばね
１００ 開閉機構
１０１ 操作部材
１０２ 回動部材
１０２１ 回転部材の付勢ばね
１０２２ 第一の操作部材との係止部
１０３ リンク
１０４ ラッチ部材
１０５ 作動板
１０６ クロスバー
１０７ 支持体
１０７１ 係合部
１０７２ 係止部
１０７３ ガイド孔
１０８ 巻ばね
２０１ 可動接点板
２０２ バイメタル
２０３ 電源側端子
２０４ 負荷側端子
２０５ 零相変流器
２０６ トリップコイル
２０７ 検知回路
１１ ねじ
１２ ねじ

Claims (4)

1. 電路に介在し，電流を投入，通電及び遮断する回路遮断器において，
   該回路遮断器の外郭を構成するケースとカバーとからなる器体と，
   器体外に一部が突出して，電流の投入操作及び遮断操作を行うための第一及び第二の手動制御釦式の操作部材と，
   前記操作部材を操作することにより該操作部材と連動して動作し固定接点と可動接点とを強制的に接離させる開閉機構とを備え，該開閉機構を構成する，
   前記操作部材を操作することにより該回路遮断器のオン状態とオフ状態との間で回動自在に器体内に配設される回動部材と，
   前記回動部材とリンクにより連結され，該リンクを介して前記回動部材の回動操作と連動して動作するラッチ部材と，
   該ラッチ部材の一部が係合する作動板と，
   前記可動接点を支持し，常時弾性部材にて前記可動接点が固定接点から開離する方向に付勢されたクロスバーとを，
   略コの字状の支持体に支持させて設けたことを特徴とする回路遮断器の開閉機構。
   
2. 前記ラッチ部のクロスバーへの作用点と，
   前記弾性体のクロスバーへの作用点，
   ならびに前記支持体による弾性体の支持部は略同一直線上に配置され，
   前記可動接点の開離状態においては，前記クロスバーは，
   前記弾性体により前記支持体に押圧された状態で保持されることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器の開閉機構。
   
3. 前記弾性体として巻ばねを用い，前記支持体に，該巻ばねの内部に係合する係合部を設けるとともに，該巻ばねに押圧された前記クロスバーの該クロスバーが動作する方向とは鉛直な方向の動きを規制する係止部を設けて形成したことを特徴とする請求項２記載の回路遮断器の開閉機構。
   
4. 前記回路遮断器は２極回路遮断器であることを特徴とする請求項３記載の回路遮断器の開閉機構。
   

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