JP2010129328A - 回路遮断器の過電流引外し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した過電流引外し動作特性の確保と併せて、ケースの耐圧強度低下を防ぐように引外し電流調整機構の組立構造を改良した回路遮断器の過電流引外し装置を提供する。
【解決手段】バイメタル６とヒータ導体７を組合せて主回路の通電路に接続した熱動形引外し機構と、主回路の通電路を包囲して前記ヒータ導体7に固定支持した磁気ヨーク８、および該磁気ヨーク８に対向するアーマチュア９を組合せた電磁形引外し機構との組立体からなり、アーマチュア８が調整ダイヤル１５に連係した調整リンク１３の軸部１３ａに回動可能に保持されている回路遮断器の過電流引外し装置において、前記調整リンク１３を、その軸部１３ａの両端に嵌合した軸支保持板１８を介して磁気ヨーク８の側壁に直接支持して組み立てる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、配線用遮断器などの回路遮断器に搭載した熱動−電磁形の過電流引外し装置に関し、詳しくは電磁動作電流を設定する調整機構の組立構造に係わる。

回路遮断器の過電流引外し装置として、時延引外し特性を有する熱動形引外し機構と、瞬時引外し特性を有する電磁形引外し機構とを組合せ、回路遮断器のカバー側に配した調整ダイヤルの操作により電磁動作電流を可変調整するようにした方式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この熱動−電磁形の過電流引外し装置は、電磁形引外し機構のアーマチュア（可動鉄片）を調整ダイヤルに連係した「インスタントバー」（instant bar）と呼ばれ調整リンクの軸上に回動可能に保持し、この調整リンクを調整ダイヤルに連動して回動させることにより、前記アーマチュアと磁気ヨーク（固定鉄片）の磁極端面との間の磁気ギャップを変えて電磁動作電流を設定するようにしている。

次に、３極形の配線用遮断器を例に、特許文献１に開示されている熱動−電磁形の過電流引外し装置の構成を図７，図８に示す。図において、１は回路遮断器のケース（モールド樹脂ケース）、２はＲ，Ｓ，Ｔ相の各極に対応する負荷側端子、３は接続導体、４は各極と個々に対応してケース１に搭載した熱動−電磁形の過電流引外し装置、５は過電流引外し装置４と不図示の回路遮断器の開閉機構との間を連係し、過電流引外し装置4の動作を受けて開閉機構をトリップ動作させるトリップクロスバー(trip cross-bar)である。

ここで、上記の過電流引外し装置４は、傍熱形のバイメタル６とヒータ導体７からなる熱動形引外し機構と、前記ヒータ導体７を包囲して該ヒータ導体７の背面にリベット止めして結合したＵ形の磁気ヨーク８と、および該磁気ヨーク(yoke)８の磁極端面に対向する傾動式のアーマチュア(armature)９を組合せた電磁形引外し機構との組立体からなる。そして、前記バイメタル６の操作端６ａ，およびアーマチュア９の操作端９ａがそれぞれトリップクロスバー５のレバー５ａに対向している。

また、前記ヒータ導体７は、そのＬ形基部を接続板１０と重ね合わせて締結ねじ１１によりケース１の底部に起立姿勢で固定されている。そして、前記接続板１０は可撓リード線１２を介して不図示の可動接触子に接続され、またヒータ導体７の上端は接続導体３を介して負荷側端子２に接続されている。
一方、電磁形引外し機構のアーマチュア９は、その揺動支点となる軸受部を各極に跨がって配置した樹脂成形品からなる調整リンク１３の軸部１３ａの周面に嵌合して回動可能に保持した上で、両者の間に掛け渡した復帰ばね１４で磁気ヨーク８から離間する方向に付勢されている。また、調整リンク１３はその軸部１３ａの両端をケース１の左右側壁に形成した軸受溝に嵌入して保持し、さらに軸部１３ａから上方に延在するアーム１３ｂの先端をケース１のカバーに配した調整ダイヤル１５のカム部（偏心カム）１５ａに当てて、背後から圧縮ばね１６で押圧付勢している。なお、１７は調整ダイヤル１５の取付枠であり、該取付枠１５はケース１の内側に圧入保持されている。また、調整ダイヤルで設定した引外し電流値に対応して磁気ヨーク８とアーマチュア９との間の磁気ギャップＧを調整するために、調整リンク１３にはストッパを設けてアーマチュア９を磁気ヨーク８から開離した位置に保持するようにしている。

上記構成で、回路遮断器の通電路に短絡電流のような過大電流が通流すると、ヒータ導体７の回りに発生する磁界により、電磁形の過電流引外し機構のアーマチュア９が復帰ばね１４に抗して磁気ヨーク８の磁極端面に吸引される。これにより、調整リンク１３の軸部１３ａを中心にアーマチュア９が反時計方向に回動して上端の操作部９ａがトリップクロスバー５のレバー５ａを叩き、これを反時計方向に回動させる。その結果、いままでトリップクロスバー５で鎖錠されていた回路遮断器の開閉機構が瞬時にトリップ動作して主回路の可動接触子を開極し、電流を遮断する。

なお、短絡電流よりも小さな過負荷電流が通流した場合には、熱動形引外し機構のヒータ導体７の発熱によりバイメタル６が湾曲してその先端の操作端がトリップクロスバー５を釈放位置に押し、これにより回路遮断器は時延引外し動作により電流を遮断する。
一方、電磁動作電流の設定値を変更するために、前記調整ダイヤル１５を外部から回動すると、調整ダイヤル１５のカム部１５ａと調整リンク１３のアーム１３ａとの当接位置が変位し、調整リンク１３は軸部１３ａを中心に傾動する。これにより、調整リンク１３の軸部１３ａに保持したアーマチュア９と磁気ヨーク８との間のギャップＧが増減変化して電磁動作電流が所望の値に調整される。
特開平５−３３４９５１号公報（図７，図８）

ところで、前記した従来構造の過電流引外し装置は、電磁動作電流の調整機能，およびケースの強度確保の面で次記のような問題点がある。
すなわち、図７，図８に示した過電流引外し装置の組立構造では、電磁形引外し機構の磁気ヨーク８を熱動形引外し機構の構成部材であるヒータ導体７の背面にリベット止めした上で、ヒータ導体７の下端部をケース１の底部にねじ締結している。一方、アーマチュア９を保持した調整リンク１３は、その軸部１３ａの両端を回路遮断器のケース１の側壁に形成した軸受溝に嵌入して位置決め保持している。

このように磁気ヨーク８とアーマチュア９とがケース１に対して別々な位置に固定されていると、過電流引外し装置をケース１に組み込む組立作業が煩雑化するほか、ケース１に軸支保持した調整リンク１３の位置、およびヒータ導体７にリベット止めした磁気ヨーク９の固着位置、ヒータ導体７のケース底部へのねじ締結位置の微妙な組立誤差が累積されて組立後の状態における磁気ヨーク８とアーマチュア９との相対位置，および両者間の磁気ギャップＧにバラツキが生じる。このために、調整ダイヤル１５で設定した引外し電流値に対応する回路遮断器の過電流引外し動作の安定確保が困難となる。

また、調整リンク１３の軸部１３ａの両端を保持するためにケース１の左右側壁に軸受溝を形成すると、ケース側壁が局部的に薄肉となってケースの耐圧強度が低下する、あるいはケース側壁を必要以上の厚さに設計しなければならないと言った問題が派生する。
この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、安定した過電流引外し動作特性の確保と併せて、ケースの耐圧強度低下が防げるように引外し電流調整機構の組立構造を改良した回路遮断器の過電流引外し装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明によれば、回路遮断器のケースに搭載した熱動−電磁形の過電流引外し装置が、バイメタルとヒータ導体を組合せて主回路の通電路に接続した熱動形引外し機構と、主回路の通電路を包囲して前記ヒータ導体に固定支持した磁気ヨーク、および該磁気ヨークに対向するアーマチュアを組合せた電磁形引外し機構との組立体からなり、前記アーマチュアが調整ダイヤルと連動する調整リンクの軸部に回動可能に保持されているものにおいて、
前記調整リンクを、その軸部の両端に嵌合した軸支保持部材を介して前記磁気ヨークの側壁に支持して組み立てる（請求項１）。

また、この発明では、前記の調整リンク，およびその支持構造に関して、次記のような具体的態様で構成するものとする。
（１）前記磁気ヨークを熱動形引外し機構のヒータ導体に固着した上で、該ヒータ導体の基部を回路遮断器のケース底部にねじ締結して起立姿勢に固定する（請求項２）。
（２）前記調整リンクの軸部周面に、各極のアーマチュアと個々に対応してアーマチュアを調整ダイヤルで設定した引外し電流値に対応する位置に保持するストッパを形成する（請求項３）。
（３）前記調整リンクの軸支保持部材に係合突起を設けるとともに、該係合突起に対向して回路遮断器のケースに前記係合突起が嵌入する凹溝を形成する（請求項４）。

上記した過電流引外し装置の組立構造によれば、次記効果を奏することができる。
（１）電磁形引外し機構のアーマチュアを保持した調整リンクの軸部を、軸支保持部材を介して磁気ヨークに支持してユニット化したことにより、調整リンクの軸部と磁気ヨークを回路遮断器のケースに対して別々な位置に固定した従来の組立構造と比べて、磁気ヨークとアーマチュアとの間の磁気ギャップのバラツキを大幅に低減して過電流引外し動作特性の安定確保が図れ、これにより回路遮断器の信頼性が向上する。

また、回路遮断器のケース側壁には、調整リンクの軸部両端を嵌合保持する軸受溝を形成する必要がなく、これにより従来構造で問題となっていたケースの耐圧強度低下も解消できる。そのほか、過電流引外し装置を回路遮断器のケースに組み付ける工数，作業性も従来構造と比べて改善される。
（２）また、前記の軸支保持部材に係合突起を設け、過電流引外し装置を回路遮断器のケースに組み込む際に前記係合突起をケースの底部に形成した凹溝に嵌入して所定の取付位置を位置決め支持することにより、過電流引外し装置のケースへの固定支持が安定するほか、組立工程での部品位置決め，ねじ締結作業が簡単に行える。

以下、この発明の実施の形態を図１〜図６に示す実施例に基づいて説明する。なお、図１，図２は過電流引外し装置のユニット組立体を表側，裏側から見た斜視図、図３は調整リンクの外形斜視図、図４はアーマチュアの外形斜視図、図５は回路遮断器のケース底部の構造図、図６は過電流引外し装置を搭載した回路遮断器全体の構成断面図であり、各図において図７，図８に対応する部材には同じ符号を付している。

図示実施例の過電流引外し装置と図７，図８に示した従来装置との大きな相違点は、調整リンク１３の軸部１３ａの支持構造にある。すなわち、従来装置の組立構造では左右に並ぶＲ，Ｓ，Ｔ相の各極に跨がって配した調整リンク１３の軸部１３ａの両端が回路遮断器のケース１の側壁に軸支保持されているのに対して、図示実施例では、図１，図２で表すように調整リンク１３の軸部１３ａの両端が軸支保持板（軸支保持部材）１８を介して後記のように磁気ヨーク８の側壁に固定支持されている。

次に、電磁形引外し機構を構成する磁気ヨーク８，アーマチュア９，および調整リンク１３について、各部品の構造を説明する
まず、Ｒ，Ｓ，Ｔ相の各極と個々に対応する磁気ヨーク８は、図２の組立図で表すように左右の側板８ａと、左右の側板８ａの間に跨がってヨークの磁路を形成する磁性体８ｂ，および取付座８ｃとの組立体になり、熱動形引外し機構のヒータ導体７，および該ヒータ導体７の上端と負荷側端子２との間に敷設した接続導体３を包囲する位置に配置した上で、前記取付座８ｃがヒータ導体７にリベット止めして固着されている。

一方、調整リンク１３はモールド樹脂成形品からなり、該調整リンク１３には図３で示すように軸部１３ａ、軸部１３ａの中央部位から上方に延在して調整ダイヤル１５のカム部１５ａ（図１，図２参照）と連係する調整アーム１３ｂ、Ｒ，Ｓ，Ｔ相の各極と個々に対応して軸部１３ａの周面に形成した凸状のアーマチュアストッパ１３ｃ、および軸部１３ａから背後に突き出してアーマチュアの復帰ばねの一端を係止するばね掛けアーム１３ｄが形成されており、前記軸部１３ａの両端が軸支保持板１８を介して磁気ヨーク８の側壁８ａに支持される。

また、磁気ヨーク８に対向して前記調整リンク１３の軸部１３ａに軸支保持するアーマチュア９は磁性鋼板の板金加工品であって図４（ａ），（ｂ）で示すような構造になり、アーマチュアプレート９ａの上縁から背後に突き出す二股状のアーム部には上方に延在する操作端９ｂ，調整リンク１３の軸部１３ａに嵌合する円弧状の凹溝９ｃ，およびアーマチュアの復帰ばね１４（図１参照）の掛け止め座９ｄが形成されている。また、アーマチュアプレート９ａの上縁にはＬ形に折り曲げて前記調整リンク１３の軸部１３ａに形成したアーマチュアストッパ１３ｃ（図３参照）に対向する突起部９ｅが形成されている。

そして、前記した電磁形引外し機構の各部品の間を相互に連繋し、これに熱動形引外し機構，および調整ダイヤル１５を組合せて図１，図２に示すユニット組立体を構築した上で、この過電流引外し装置のユニット組立体を図６で示すように回路遮断器のケース１に搭載している。
すなわち、図１，図２において、調整リンク１３は軸部１３の両端が板金加工品になる軸支保持板１８に穿孔した軸受穴に嵌合され、この軸支保持板１８は左右両端に並ぶＲ相，Ｔ相に対応する磁気ヨーク８の側板８ａにリベット止めして固着されている。また、磁気ヨーク８の磁極端面に対向するアーマチュア９は、図４に示した円弧状の凹溝９ｃを調整リンク１３の軸部１３ａの周面に嵌合して回動可能に保持した上で、アーマチュア９のばね掛け止め座９ｄ（図４参照）と調整リンク１３のばね掛けアーム１３ｄ（図３参照）との間に復帰ばね１４（引っ張りコイルばね）が張架される。この復帰ばね１４のばね付勢により、アーマチュア９のプレート上縁に形成した突起部９ｅ（図４参照）が調整リンク１３の軸部周面に形成したアーマチュアストッパ１３ｃに突き当たって磁気ヨーク８の磁極端面との間に所定の磁気ギャップを確保する。

一方、調整リンク１３の軸部１３ａから上方に延在する調整アーム１３ｄ（図３参照）は、その先端部を調整ダイヤル１５のカム部１５ａに押し当て、背後から圧縮ばね１６で押圧されている。なお、調整ダイヤル１５の支持枠１７は、回路遮断器のケース１に組み込む際にケース１の相間隔壁の間に圧入して所定位置に保持される。
そのほか、前記した調整リンクの軸支保持板１８には、下端からアーム状に突き出す係合突起１８ａが形成されている。また、この係合突起１８ａに対向して回路遮断器のケース１の内側には、図５で示すように底壁１ａの側方に凹溝１ｂを形成し、先記した過電流引外し装置のユニット組立体を上方からケース１に挿入する際に、係合突起１８ａをケース１の凹溝１ｂに嵌合してユニット組立体の取付位置を位置決めするようにしている。

図６は過電流引外し装置をケース１に組み込んだ状態を表す回路遮断器の構成断面図であり、磁気ヨーク８、および軸支保持板１８を介してアーマチュア９，調整リンク１３を支持した熱動形引外し機構のヒータ導体７の基部がケース１の底壁に締結ねじ１１で起立姿勢に固定されている。この組立位置で熱動形引外し機構，電磁形引外し機構の各操作端がトリップクロスバー５に対向している。なお、図６において、１９は可動接触子、２０は固定接触子、２１はトグルリンク式の開閉機構、２１ａはラッチ、２２は開閉操作ハンドル、２３はグリッド式の消弧室、２４は電源側の主回路端子である。

上記構成による過電流引外し装置の動作，機能は図７，図８に示した従来構造と同様であり、主回路に調整ダイヤル１５で設定した電磁動作電流値以上の過電流が通流すると、アーマチュア９が磁気ヨーク８に吸着され、調整リンク１３の軸部１３ａを中心に反時計方向に回動してトリップクロスバー５を叩いて回路遮断器をトリップ動作させる。
また、調整ダイヤル１５を回して電磁動作電流の設定値を変更すると、この調整操作に連動して調整リンク１３が軸部１３ａを支点に傾動し、磁気ヨーク８とアーマチュア９との間の磁気ギャップが変化する。

この場合に、前記磁気ギャップは磁気ヨーク８と、調整ダイヤル１５に連係した調整リンク１３に軸支保持されているアーマチュア９との相対位置によって決まるが、前記のように調整リンク１３の軸部１３ａはその両端が軸支保持板１８を介して磁気ヨーク８の側壁に固定支持されてユニット化されているので、従来構造のような部品の組立誤差の影響を受けることがなく、これにより過電流引外し動作特性を安定させることができる。

また、回路遮断器のケース１に組み込む以前に前記過電流引外し装置のユニット組立体を構成しておくことにより、ケース１への組込み作業が楽に行える。そのほか、前記の支軸保持板１８に形成した係合突起１８ａをケース１の凹溝１ｂに嵌合することにより、簡単に取付位置の位置決め，およびねじ締結作業も楽に行える。

この発明の実施例による過電流引外し装置のユニット組立構造を表す外観斜視図 図１の組立構造を背面側から見た外観斜視図 図１における調整リンクの構造を表す外形斜視図 図１におけるアーマチュアの構造図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ正面，および背面から見た外形斜視図 図１のユニット組立体を搭載する回路遮断器のケース底部の構造図 図１の過電流引外し装置を搭載した回路遮断器の構成断面図 従来例の過電流引外し装置を搭載した回路遮断器の要部断面図 図７の平面図

符号の説明

１ 回路遮断器のケース
１ｂ 凹溝
７ 熱動形引外し機構のヒータ導体
８ 磁気ヨーク
９ アーマチュア
１１ 締結ねじ
１３ 調整リンク
１３ａ 軸部
１３ｃ アーマチュアストッパ
１４ 復帰ばね
１５ 調整ダイヤル
１８ 軸支保持板
１８ａ 係合突起
Ｇ 磁気ギャップ

Claims (4)

1. 回路遮断器のケースに搭載した熱動−電磁形の過電流引外し装置であって、バイメタルとヒータ導体を組合せて主回路の通電路に接続した熱動形引外し機構と、主回路の通電路を包囲して前記ヒータ導体に固定支持した磁気ヨーク、および該磁気ヨークに対向するアーマチュアを組合せた電磁形引外し機構との組立体からなり、前記アーマチュアが調整ダイヤルと連動する調整リンクの軸部に回動可能に保持されているものにおいて、
   前記調整リンクの軸部両端に軸支保持部材を嵌合し、該軸支保持部材を介して前記磁気ヨークの側壁に固定支持したことを特徴とする回路遮断器の過電流引外し装置。
2. 請求項１に記載の過電流引外し装置において、磁気ヨークを熱動形引外し機構のヒータ導体に固着した上で、該ヒータ導体の基部を回路遮断器のケース底部にねじ締結して起立姿勢に固定したことを特徴とする回路遮断器の過電流引外し装置。
3. 請求項１に記載の過電流引外し装置において、調整リンクの軸部周面には、各極のアーマチュアと個々に対応してアーマチュアを調整ダイヤルで設定した引外し電流値に対応する位置に保持するストッパを形成したことを特徴とする回路遮断器の過電流引外し装置。
4. 請求項１に記載の過電流引外し装置において、調整リンクの軸支保持部材に係合突起を設けるとともに、該係合突起に対向して回路遮断器のケースに前記係合突起が嵌入する凹溝を形成したことを特徴とする回路遮断器の過電流引外し装置。

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