JP2010092652A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉機構を構成するラッチとトリップバーの係合部が、寸法精度などの理由により、面接触が実現されず、片当たりとなり、点接触となることがしばしば発生する。点接触では、係合部に過大な面圧が発生するため、グリース脱落時に、摩耗の過剰な進展や摩擦力増大によるミストリップの発生する恐れがある。
【解決手段】可動接触子の開閉機構として、遮断スプリングを蓄勢して可動接触子を閉成状態に保持する回動可能に支持されたラッチ１と、常時はこのラッチを係止して該ラッチの回動を阻止するトリップ部材２を用いた回路遮断器において、上記ラッチと上記トリップ部材の係合面の少なくとも一方が凹凸面１ａに形成されてなるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば配線用遮断器や漏電遮断器などとして用いられる回路遮断器に関し、更に詳細には開閉機構の係合部分における耐摩耗性や耐久性の改良に関する。

回路遮断器の可動接触子を開閉する開閉機構部は、多くの係合部を有している。その係合部には通常、液体もしくは固体の潤滑材を塗布することによって、動作を円滑に行えるようになっている。従来の技術として、ラッチとトリップ部材（ラッチ受け、トリップバー）の係合部において、ラッチ側の係合部を凸円弧形状に、トリップ部材側の係合部をラッチ側係合部の凸円弧よりも大きい曲率半径の凹円弧形状にすることによって、引き外し荷重が常に一定となり、安定した動作が得られるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−１６９００号公報（第１頁、図１）

上記のような従来技術においては、理想的な状態では係合部は線接触状態であり、かつ摺動時に引っかかりがなくスムーズな開閉動作が期待できる。しかし、加工精度や組立誤差などの僅かなズレによって片当たりとなると、接触部分に高い接触面圧がかかり、潤滑や耐摩耗を実現する筈の表面処理層に過大な負荷がかかる。これにより表面処理層の破壊、摩耗が発生し、期待する効果が得られない場合もある。このように、多くの回路遮断器の開閉機構部においては、ラッチとトリップ部材の係合部を面接触あるいは線接触で受ける設計となっているが、寸法精度などの理由により面接触が実現されずに片当たりとなり、点接触となる恐れがある。点接触では、係合部に過大な面圧が発生するため、塗布されたグリースなどの潤滑材も脱落し易く、摩耗の過剰な進展や摩擦力増大によるミストリップが発生するという課題があった。

この発明は、上記のような従来技術の課題を解消するためになされたものであり、ラッチとトリップ部材の係合部における潤滑材の保持性能を向上させ、過度の摩耗や摩擦力の増大を抑制し、ミストリップのない安定した動作を継続する回路遮断器を提供することを目的としている。

この発明に係る回路遮断器は、可動接触子の開閉機構として、遮断スプリングを蓄勢して上記可動接触子を閉成状態に保持する回動可能に支持されたラッチと、常時はこのラッチを係止して該ラッチの回動を阻止するトリップ部材を用いた回路遮断器において、上記ラッチと上記トリップ部材の係合面の少なくとも一方が凹凸面に形成されてなるようにしたものである。

この発明においては、ラッチとトリップ部材の係合面の少なくとも一方を凹凸面に形成したことにより、係合面に塗布されたグリース等の潤滑材は該凹凸面の凹部に保持される。このため、潤滑材の保持性能が向上し係合面に潤滑材が安定的に供給され、過度の摩耗や摩擦力の増大が抑制され、ミストリップのない安定した動作が継続される。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による回路遮断器における開閉機構を構成するラッチがトリップ部材（トリップバー）に係止されているときの係止部を模式的に示す図であり、図１（ａ）は要部断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における矢視断面図である。図２は図１（ａ）の変形例を示す要部断面図である。図１において、ラッチ１の一端部の係止部１１がトリップ部材２の係止部２１に係止されているときの係止部１１のトリップ部材２に対向する係合面（当接面）はブランブル状に多数の凸部Ａが形成された凹凸面１ａからなっている。そして、凹凸面１ａには潤滑材としてのグリース（図示省略）が塗布されている。

一方、トリップ部材２の係止部２１がラッチ１に対向している係合面は、一般的な平滑状に形成されている。なお、開閉機構を含む回路遮断器を構成する他の諸部材、典型的な例としては固定接触子、可動接触子、過電流引き外し装置、遮断スプリング（メインバネ）、トグルリンク、フレーム、消弧室、及び絶縁樹脂筐体等は、何れも例えば公知の各種のものを特別な制限なく適宜選択して用いることができる部分であるので、何れも図示を省略する。なお、各図を通じて同一または相当部分には同一の符号を付している。

上記ラッチ１の他端部は図示省略しているフレームに回動自在に軸支され、上記トリップ部材２は同じく図示省略している過電流引き外し装置に連動して回動するように構成されており、上記図１は可動接触子の閉成操作時に遮断スプリングが蓄勢されると共にトグルリンクが鎖錠され、ラッチ１の係止部１１がトリップ部材２の係止部２１に係止され、可動接触子が閉成状態を保持しているときの状態を示している。なお、過電流などの異常時には、過電流引き外し装置が作動してラッチ１が回動してラッチ１とトリップ部材２の係合が外されることで、トグルリンクの鎖錠が解かれ、遮断スプリングの蓄勢力により可動接触子が開離される。なお、図２の変形例はブランブル状に加工された凹凸面２ａをトリップ部材２におけるラッチ１との係合面の側に設けた他は図１の例と同様に構成されている。

上記ラッチ１及びトリップ部材２を構成する材料としては、例えばＳＰＣＣ（ＪＩＳ Ｇ３１４１ 冷間圧延鋼板及び鋼帯）などの鉄系の板材料等は好ましく用いることが出来る。上記ラッチ１やトリップ部材２は、これら鉄系の板材料を例えば金型加工によって形成することができるが、この際、加工後のラッチ１またはトリップ部材２の係合面にブランブル状の凹凸面が付くように加工された金型を用いることによって、ラッチ１またはトリップ部材２の係合面にブランブル状の凹凸面１ａまたは２ａを形成することができる。なお、上記例示した材料は、ＳＰＣＣのみに限定されるものでは勿論なく、また鉄系の板材料に限定されるものでもない。また、ラッチ１とトリップ部材２の材料は同一であっても互いに異なっていても差し支えない。

なお、このラッチ１の凹凸面１ａまたはトリップ部材２の凹凸面２ａを構成するブランブル状の凸部Ａの大きさは特に限定されるものではないが、例えば、高さが１０μｍ程度、一つの凸部Ａの係合面方向の大きさが１００μｍ径程度とすることができる。また、上記凸部の数は係合部の摺動方向（図１（ａ）の左右方向）に対し、１本の線上に複数個、より望ましくは１０個程度設けることによって、係合部におけるグリースの保持力が向上し、トリップ動作がより安定的となる。さらに、一つの凸部Ａの形状は例えば球体の一部、楕円球の一部など、適宜の形状とすることができる。また、該凸部Ａの先端部（突出端部ないしは頂部）は、加工時の曲面のままでも良いし、例えば先端部を平らに削り凸部の高さを係合面の方向に揃えるようにしても良い。

次に、上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。回路遮断器の投入操作におけるトリップ部材２に対するラッチ１の係止動作、及び遮断動作におけるトリップ部材２に対するラッチ１の係合の解除動作において、ラッチ１とトリップ部材２の係合面が摺動されるが、係合面がブランブル状の凹凸面１ａまたは２ａになっており、塗工されたグリースが多数の凸部Ａ相互の間に形成される多数の凹部に分散して確実に保持されているのでグリース保持性能が向上され、係止部にグリースが安定的に供給され、ミストリップを防止できる。従来のように係合面が平滑の場合、面接触、線接触、点接触の何れの場合もグリースが排除されて希薄になった部分が摺動方向に長く形成されるが、この発明においては、グリースが保持された凹部が面方向に分散しているので、上記問題は解消される。

上記のように実施の形態１によれば、回路遮断器におけるラッチ１とトリップ部材２との係合面の少なくとも一方を多数の突起を有するブランブル状の凹凸面１ａ、または２ａに形成したので、潤滑目的に塗布したグリースは、ブランブル構造の凹部に保持される。これにより、グリースを補充することなく係合部へ安定的にグリースを供給することが可能となり、トリップ動作がより安定的で確実となり、ミストリップを防止できる。またグリース塗布量を少なくすることが可能となり、耐久性も向上する。なお、上記凸部の大きさは一例であり、上記寸法を大きく外れていても同様の効果が期待できる。さらに、高さ方向の寸法を大きくした場合は、潤滑材の保持量が増し、軽量化にも繋がるという利点がある。

実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２による回路遮断器における開閉機構を構成するラッチがトリップ部材に係止されているときの係止部を模式的に示す図であり、図３（ａ）は要部断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における矢視断面図である。図４は図３（ａ）の変形例を示す要部断面図である。なお、この実施の形態２は、ラッチ１とトリップ部材２のそれぞれ、あるいはその何れかの係合部に設ける凹凸面を、実施の形態１のブランブル状の表面に代えて多数の凹部を持つディンプル構造にしたものである。即ち、図３において、ラッチ１のトリップ部材２に対する係合面にはディンプル状の多数の凹部Ｂを有する凹凸面１ｂが形成されている。そして、該凹凸面１ｂとトリップ部材２の間には潤滑材としてのグリース（図示省略）が塗布されている。なお、トリップ部材２の係合面はここでは平滑に形成されている。

一方、図４に示す実施の形態２の変形例では、ラッチ１とトリップ部材２の係合面の内、ラッチ１の係合面を平滑面とし、トリップ部材２の係合面を上記図３と同様のディンプル状の多数の凹部Ｂを有する凹凸面２ｂとしたものである。なお、ラッチ１及びトリップ部材２に好ましく用いられる材料、凹凸面１ｂ、または凹凸面２ｂの加工手法などは実施の形態１と同様である。また、ディンプルを形成する一つの凹部Ｂの大きさは、例えば、深さが１０μｍ程度、係合面方向の大きさが１００μｍ径程度とすることができる。その他の構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

上記のように構成された実施の形態２においては、回路遮断器におけるラッチ１とトリップ部材２との係合面の少なくとも一方を多数の凹部Ｂからなるディンプル状の表面からなる凹凸面１ｂ、または２ｂに形成したので、潤滑目的に塗布したグリースは、ディンプル構造を形成している多数の凹部Ｂに面方向に分散して保持される。これにより、係合部におけるグリースの保持力が向上し、グリースを補充することなく、係合部に安定的にグリースを供給することが可能となり、安定的したトリップ動作を実現することができる。また、グリース塗布量を少なくすることが可能となると共に、耐久性も向上する等、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３による回路遮断器における開閉機構を構成するラッチがトリップ部材に係止されているときの係止部を模式的に示す要部断面図、図６は図５の変形例を模式的に示す要部断面図である。なお、この実施の形態３は、上記実施の形態１におけるラッチ１またはトリップ部材２の係止部に設ける凹凸面の形状を溝Ｃを用いて構成したものである。即ち、図５に示す例ではラッチ１の係合面に凹部を構成する溝Ｃを用いた凹凸面１ｃが形成され、トリップ部材２は平滑面に形成されている。一方、図６に示す変形例ではそれとは反対に、ラッチ１の係合面を平滑面とし、トリップ部材２の係合部に同様の溝Ｃを用いた凹凸面２ｃが形成されている。なお、上記凹凸面１ｃまたは２ｃを形成する溝の形状は特に限定されるものではなく、例えば溝の底部形状については、図示のように角張ったＵ字ないしはコ字状の他、例えばＵ字状、Ｖ字状、Ｃ字状など、適宜に選ぶことができる。

また、溝の平面方向の形状については、例えば平行な直線状、碁盤目や菱形のような井桁状、三角関数のｓｉｎ波形のように波状にうねった１本または複数本の曲線状、渦巻き状、その他の幾何学模様状、それらを適宜組み合わせたものなど、所望の溝を適宜に選ぶことができる。さらに、その本数は形状等に応じて１本または複数本とすることができる。また、上記凹凸面１ｃ、２ｃは、ラッチ１とトリップ部材２の双方に設けても良いことは実施の形態１、２と同様であり、用いることができる材料、加工手法なども実施の形態１、２と同様である。なお金型による手法の場合、金型側には加工後のラッチ１やトリップバー２の係合面に形成される溝Ｃの形状に対応する凸部が付くような加工が施される。また、溝Ｃは例えば深さが１０μｍ程度、幅が１００μｍ程度とすることができる。上記溝Ｃ部は係合部の摺動方向に対し、複数個、より望ましくは５個程度設けることによって、係合部における潤滑材の保持力が向上し、トリップ動作がより安定的となる。

上記のように構成された実施の形態３においては、ラッチ１とトリップ部材２の係合部の少なくとも一方の係合面を１本ないし複数本の溝Ｃからなる凹凸面１ｃまたは２ｃとしたことにより、凹凸面１ｃまたは２ｃを形成する溝Ｃの内部にグリースが保持されるため、ラッチ１とトリップ部材２係合部に安定的にグリースを供給することが可能となり、開閉動作がより安定的となる。また、耐久性も向上する等、実施の形態１と同様の効果が得られる。

本発明の実施の形態１による回路遮断器における開閉機構を構成するラッチがトリップ部材に係止されているときの係止部を模式的に示す図であり、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における矢視断面図。 図１（ａ）の変形例を示す要部断面図。 本発明の実施の形態２による回路遮断器における開閉機構を構成するラッチがトリップ部材に係止されているときの係止部を模式的に示す図であり、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は図２（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における矢視断面図。 図３（ａ）の変形例を示す要部断面図。 本発明の実施の形態３による回路遮断器における開閉機構を構成するラッチがトリップ部材に係止されているときの係止部を模式的に示す要部断面図。 図５の変形例を模式的に示す要部断面図。

符号の説明

１ ラッチ、 １ａ、１ｂ、１ｃ 凹凸面、 １１ 係止部、 ２ トリップ部材（トリップバー）、 ２ａ、２ｂ、２ｃ 凹凸面、 ２１ 係止部、 Ａ 凸部、 Ｂ 凹部、 Ｃ 溝（凹部）。

Claims (5)

1. 可動接触子の開閉機構として、遮断スプリングを蓄勢して上記可動接触子を閉成状態に保持する回動可能に支持されたラッチと、常時はこのラッチを係止して該ラッチの回動を阻止するトリップ部材を用いた回路遮断器において、上記ラッチと上記トリップ部材の係合面の少なくとも一方が凹凸面に形成されてなることを特徴とする回路遮断器。
2. 上記凹凸面は、多数の突起が形成されたブランブル状の表面でなることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. 上記凹凸面は、多数の凹部が形成されたディンプル状の表面でなることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
4. 上記凹凸面は、少なくとも１つの溝からなる凹部が形成された表面でなることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
5. 上記係合面に潤滑材が設けられ、上記凹凸面の凹部に該潤滑材が保持されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の回路遮断器。

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