JP2010135080A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】可動接触子を開極終端位置に停止させるストッパ機能、および開閉機構，操作ハンドルへのアークガス拡散を防ぐ遮蔽機能を本体ケースのカバー自体に持たせて、部品点数の削減，コスト低減化が図れるように改良した回路遮断器を提供する。
【解決手段】ベース２とカバー３からなモールド樹脂製の本体ケース１に、固定接触子６，可動接触子７，消弧室９からなる電流遮断部、開閉機構１０、ロッカー式操作ハンドル１１、および過電流引外し装置１２の各機能部品を搭載し、かつ前記開閉機構１０および操作ハンドル１１を本体ケース１の左右中央に仕切られた極室に収容配置した多極形の回路遮断器において、前記カバー３の内側には、消弧室９の頂部の収容空間を仕切るバリアー隔壁３ｂを一体成形し、かつ該バリアー隔壁３ｂの先端部には固定接触子６から開離する可動接触子７を開極終端位置に停止させるストッパ部３ｃを形成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、配線用遮断器，漏電遮断器などを対象とした多極形の回路遮断器に関し、詳しくは回路遮断器の機能部品を組み込んだ本体ケースの構造に係わる。

頭記の配線用遮断器は、ベース(base)とカバー(cover)からなるモールド(mold)樹脂製の本体ケース（case）に、固定接触子，可動接触子，消弧室からなる電流遮断部、開閉機構、ロッカー(rocker)式の操作ハンドル(handle)、および過電流引外し装置の各機能部品を搭載して構成されている（例えば、特許文献１参照）。
次に、従来例として特許文献１に開示されている三相回路に適用する３極形の回路遮断器の構造を図７に示す。図において、１は箱形のベース２とカバー３との分割構造になるモールド樹脂製の本体ケース、４は電源側端子、５は負荷側端子、６は固定接触子、７は可動接触子、７ａは可動接触子７の支軸、８は各極の可動接触子７を軸支保持した接触子ホルダー(holder)、９はグリッド(grid)式消弧室、１０は前記の接触子ホルダー８に連繋したトグルリンク（toggle link）機構とラッチを備えた開閉機構、１１は開閉機構１０に連繋したロッカー式操作ハンドル、１１ａは操作ハンドルの摘み、１２はバイメタル(bimetal)と電磁石を組合せた熱動−電磁形の過電流引外し装置、１３は過電流引外し装置１２の機械的な動作信号を受けて開閉機構１０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、前記本体ケース１の内部には三相主回路のＲ，Ｓ，Ｔ各相に対応する三つの極室が相間隔壁を隔てて左右に画成されており、各極室ごとに電源側端子４と負荷側端子５との間に固定接触子６，可動接触子７，および過電流引外し装置１２が接続配置され、さらに可動接触子７の開極移動経路に沿って電源側側には消弧室９が配置されている。
また、各極に共通な開閉機構１０，操作ハンドル１１は本体ケース１の内部に画成した極室のうち、Ｓ相に対応する中央極室の上部側（カバー側）に収容配置されており、この収容位置で操作ハンドル１１の摘み（knob）１１ａがカバー３の上面中央に開口したハンドル穴３ａを貫通して外方に突き出している。

上記構成になる回路遮断器の電流遮断動作は特許文献１に詳しく述べられており、過負荷電流のように比較的小さな過電流が継続して流れると、過電流引外し装置１２のバイメタルが湾曲してその操作端がトリップクロスバー１３のレバーを押圧し、これに従動して開閉機構１０のラッチ(latch)を釈放する。これにより、開閉機構１０がトリップ動作して開閉スプリングが接触子ホルダー８を時計方向に回動し、該接触子ホルダー８に保持した可動接触子７を開極位置に移動して電流を遮断する。

また、短絡電流のような過大電流が流れた場合には、過電流引外し装置１２の電磁石による開閉機構１０のトリップ動作を待たずに、固定接触子６と可動接触子７との間に働く電磁反発力により可動接触子７が先に開極動作を開始し、これに僅か遅れて開閉機構１０がトリップ動作して接触子ホルダー８を時計方向に駆動し、該接触子ホルダー８に保持した可動接触子７を開極位置に移動して電流を遮断する。なお、上記の電流遮断時に固定接触子６と可動接触子７の接点間に発生したアーク(arc)は、電磁駆動力，およびアークの周域に発生するアークガス(arc gas)の圧力を受けて消弧室９に駆動され、グリッド板の間に押し込まれて消滅する（限流遮断）ことは周知の通りである。

一方、図７の回路遮断器では、前記した電流遮断動作時に閉極位置から開極位置に向けて急速度で駆動される可動接触子７を開極終端位置で停止させるために、本体ケース１の内部に金属製のストッパピン(stopper pin)１４をベース２とカバー３の重ね合わせ面に形成した凹溝に嵌合して挟持し、開極終端位置に移動して来た可動接触子７をストッパピン１４に突き当ててこの位置に停止させるようにしている。

また、開閉機構１０，操作ハンドル１１を収容した本体ケース１の中央極室については、固定／可動接触子間に発生したアークの熱により消弧室内の空間に生成したアークガス（アークガス中には、高温アークに触れてモールド樹脂製のケース壁面から発生した煤状の炭化物，および固定，可動接点表面から蒸散した金属粒子などを含む）が拡散して開閉機構１０，操作ハンドル１１に付着し、これが基で操作ハンドルの絶縁劣化，開閉機構の動きが低下するのを防ぐために、図７の構造では消弧室９の上面側に遮蔽板（折り曲げファイバー(fiber)）１５を敷設して消弧室９の空間と開閉機構，操作ハンドルの間を隔離するようにしている。
特開２０００−６７７３０号公報(図１)

ところで、図７に示した従来例の回路遮断器には次記のような問題がある。
まず、電流遮断動作，操作ハンドルのＯＦＦ操作により固定接触子から開離した可動接触子を開極終端位置に停止させる手段、および電流遮断に伴って発生するアークガスが消弧室から開閉機構，操作ハンドルの方に拡散するのを防ぐ手段として、従来構造ではストッパピン１４，遮蔽板１５の部品を本体ケース１に組み付けており、このために回路遮断器の部品点数，組立工数が増してコスト(cost)高となる。

また、前記ストッパピン１５を本体ケース１のベース２とカバー３との合わせ面に形成した凹溝に嵌入して挟み込んだ構造では、操作ハンドル１１を前面に向けて盤内に設置した回路遮断器のメンテナンス（maintenance）時にカバー３を外すと、ストッパピン１５が脱落するおそれがある。そのほか、アーク熱を受けて高温になった金属製のストッパピン１５に可動接触子７（銅材）が突き当たると、両者の間が溶着して電流遮断後に可動接触子７が閉極位置に戻らなくなるトラブル(trouble)を引き起こすおそれもある。

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、可動接触子を開極終端位置に停止させるストッパ機能、および開閉機構，操作ハンドルへのアークガス拡散を防ぐ遮蔽機能を本体ケースのカバー自体に持たせて、部品点数の削減，コスト低減化が図れるように改良し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、この発明によれば、ベースとカバーからなるモールド樹脂製の本体ケースに、固定接触子，可動接触子，消弧室からなる電流遮断部、開閉機構、ロッカー式の操作ハンドル、および過電流引外し装置の各機能部品を搭載し、かつ前記開閉機構および操作ハンドルを本体ケースの左右中央に仕切られた極室に収容配置した多極形の回路遮断器において、
前記カバーの内側に消弧室と開閉機構との間を仕切るバリアー(barrier)隔壁を一体成形し、かつ該バリアー隔壁の先端部には固定接触子から開離する可動接触子を開極終端位置に停止させるストッパ部を形成する（請求項１）。

また、前記構成において、操作ハンドル，開閉機構を収容する本体ケースの中央極室については、該極室に形成したバリアー隔壁，ストッパ部のモールド成形処理に伴い本体ケースのカバーに開口した空所を覆ってカバー上面に遮蔽蓋を被着するものとし（請求項２）、さらに、この遮蔽蓋は、操作ハンドルの摘み部に嵌着してハンドル操作方向に延在する遮蔽シートの端部を上方から押さ込んでカバーとの間の隙間に案内する保持ガイドを兼用する部材として、該遮蔽蓋を本体ケースのカバー上面に重ね合わせた上で、締結ねじによりベースに共締めして固定する（請求項３）。

上記の構成によれば、従来構造の回路遮断器に設けていたストッパピン，消弧室の遮蔽板（図７参照）の各部品を省略し、本体ケースのカバーに一体成形したバリアー隔壁，および該隔壁に形成したストッパ部により、可動接触子を開極終端位置に停止させるストッパ機能、および開閉機構，操作ハンドルへのアークガス拡散を防ぐ遮蔽機能を確保することができる。これにより、従来構造の回路遮断器と比べて部品点数，組立工数の削減と併せて、製品のコスト低減化が図れる。

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は回路遮断器（配線用遮断器）の内部構造を表す側視断面図、図２は図１における本体ケースのカバー断面図、図３，図４は図２に示したカバーを下面側，および上面側から見た外観斜視図、図５は図１に示した回路遮断器の分解斜視図、図６はカバーに装着する遮蔽蓋の構造図であり、図７に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。

図示実施例の回路遮断器は基本的に図７に示した従来例と同様な構成であるが、回路遮断器の各機能部品を収容するモールド樹脂製の本体ケース１に関して、ベース２と組合せるカバー３が次記のように構成されている。
すなわち、図２，図３で示すように、カバー３の内側には本体ケース内の各極室に装備した消弧室９（図１参照）の頂部収容空間を仕切るよう垂下延在するバリアー隔壁３ｂが一体成形されており、さらに該バリアー隔壁３ｂの下端部には固定接触子６から開離する可動接触子７を突き当てて開極終端位置に停止させるストッパ部３ｃが形成されている。そのほか、カバー３には従来例と同様に接触子ホルダー８の軸受枠３ｄ、主回路のＲ，Ｓ，Ｔ各相に対応して左右に並ぶ極室を仕切る相間隔壁３ｅが形成されており、図１に示した開閉機構１０，操作ハンドル１１は中央の極室（Ｓ相）に収容配置されている。

さらに、図４で示すように、カバー３の上面側には操作ハンドル１１の収容部を挟んでその左右両側に補助スイッチ，警報スイッチなどの付属装置を挿入セットするポケット状の凹所３ｆが形成され、この凹所３ｆを覆うようにカバー３に開閉可能なトップカバー１６を備えている。
上記カバー３をベース２と組合せた本体ケース１に各機能部品を搭載した図１の回路遮断器において、トリップ動作，ハンドルのＯＦＦ操作で可動接触子７が固定接触子６から開離して開極すると、可動接触子７はその開極終端位置でカバー３に形成した前記ストッパ部３ｃの端面に突き当たってこの位置に停止される。また、過電流遮断動作に伴い消弧室９の空間に生じたアークガスは、前記バリアー隔壁３ｂに阻止されて開閉機構１０，操作ハンドル１１を収容した空間に直接吹き出すことなく、消弧室９のグリッド板の間を通流して本体ケース１の端部（電源側）から外方に放出される。

これにより、図７に示した従来例の回路遮断器のように、本体ケース１の内部にストッパピン１４，消弧室９の上方を覆う遮蔽板１５等の部品を追加配備する必要なしに、モールド樹脂製のカバー３に一体成形したバリアー隔壁３ｂ，ストッパ部３ｃにより、可動接触子７を開極終端位置に停止させるストッパ機能、および開閉機構１０，操作ハンドル１１へのアークガスの拡散を防ぐ遮蔽機能を確保することができる。したがって、従来例の回路遮断器と比べて、部品点数，組立工数を削減してコストダウンが図れる。

なお、回路遮断器の機種によって、可動接触子７の支軸中心とこの可動接触子７を軸支保持する接触子ホルダー８の回転軸中心とが同心である構造と、偏心している構造とがある。また、後者の構造では、電磁反発力を受けて開極する可動接触子７の移動軌跡と、開閉機構１０のトリップ動作により接触子ホルダー８が回動して可動接触子７を開極位置に駆動する移動軌跡とは異なる。そのために、開極終端位置でストッパ部３ｃに突き当たる可動接触子７の衝突位置，角度に多少のズレが生じる。そこで、図示実施例のカバー３に形成したストッパ部３ｃでは、図３のように可動接触子７の衝突位置，角度のズレに対応できるようにストッパ部３ｃに角度を変えた２段の衝突端面を形成しておき、いずれの場合でも開極位置に移動して来た可動接触子７を面に当てて停止させるようにしている。なお、前記ストッパ部３ｃはＳ相にのみ形成するようにしてもよい。

ところで、図示実施例のカバー３では、中央に並ぶ極室（Ｓ相）のバリアー隔壁３ｂに形成した前記ストッパ部３ｃの形状が、操作ハンドル１１との干渉を避けるようにバリアー隔壁３ｂの先端から開閉機構１０に向けて突き出すようカットしてその上方に空所３ｇを形成している（図２参照）。そのために、カバー３を成形するモールド金型には前記ストッパ部３ｃのアンダーカット処理のためにスライドコアが必要であることから、モールド成形したカバー３の上面には、前記空所３ｇに通じる穴（スライドコアをセットするための穴）が開口することになる。

しかしながら、この開口穴は塞がずにそのまま残しておくと、トップカバー１６（図１参照）を開いて先記した補助スイッチなどの付属装置をカバー３の凹所３ｆに着脱する際に、ドライバー（工具）の先端が前記開口穴から空所３ｇに入り込んで充電部に触れる危険がある。
そこで、図示実施例では、前記空所３ｇの穴を塞ぐようにカバー３の上面に別部品の遮蔽蓋１７（モールド樹脂成形品）を被着している（図１，図５参照）。また、図示実施例では、操作ハンドル１１とカバー３の上面に開口したハンドル穴３ａの周縁との間に残る隙間を塞いで外方から塵埃などがケース内部に侵入するのを防ぐための手段として、前記遮蔽蓋１７とは別に操作ハンドル１１の摘み部１１ａに嵌合して前後に延在する柔軟性のある遮蔽シート１８を敷設している。そして、この遮蔽シート１８で前記空所３ｇの開口穴を覆うようにシートの端部を延長した上で、この延長端部を前記遮蔽蓋１７で案内保持するようにしており、次にその詳細構造を図５，図６で説明する。

すなわち、図６（ａ），（ｂ）で表すように、遮蔽蓋１７には左右両サイドに突き出すねじ座１７ａ、蓋板の下面側に突き出して前記遮蔽シート１８の端部を案内保持するＵ形のガイド１７ｂ、および前方に張り出した延長片部１７ｃを形成しておく。一方、カバー３の上面には、前記遮蔽蓋１７の延長片部１７ｃに対応する凹所３ｉを形成しておく。
そして、本体ケース１のベース２に各種機能部品を搭載した回路遮断器の最終組立工程で、ベース２にカバー３を被せた上で、このカバー上面に開口した前記空所３ｇの穴を塞ぐように遮蔽蓋１７を所定位置に重ね、この位置で操作ハンドル１１の摘み部１１ａにあらかじめ嵌合敷設しておいた遮蔽シート１８の端部を遮蔽蓋１７のＵ形ガイド１７ｂに挿入する。この状態で、遮蔽蓋１７のねじ座１７ａとカバー３に形成した取付ねじ穴３ｈにまたがって通したボルト１９（図５参照）をベース２に螺合してカバー３，遮蔽蓋１７を共締め固定する。

この組立状態では、図１で表すように、モールド成形時のアンダーカット処理のためにカバー３の上面に開口した前記空所３ｇの穴が遮蔽蓋１７，および遮蔽シート１８により塞がれ、同時に前記遮蔽シート１８の端部がケース３の上面に形成した凹所３ｉと遮蔽蓋１７の延長片部１７ｃとの間に挿入されてスライド可能に案内保持されるようになる。

この発明の実施例による回路遮断器の組立構造を示す側視断面図 図１における本体ケースのカバーの断面図 図２のカバーを裏面側から見た外観斜視図 図２のカバーを上面側から見た外観斜視図 図１に示した回路遮断器の本体ケースの分解斜視図 図５における遮蔽蓋の構造図で、（ａ）は裏面側から見た外観図、（ｂ）は正面図 従来例の回路遮断器の組立構造を示す側視断面図

符号の説明

１ 本体ケース
２ ベース
３ カバー
３ａ ハンドル穴
３ｂ バリアー隔壁
３ｃ ストッパ部
６ 固定接触子
７ 可動接触子
８ 接触子ホルダー
９ 消弧室
１０ 開閉機構
１１ 操作ハンドル
１２ 過電流引外し装置
１７ 遮蔽蓋
１７ａ ねじ座
１８ 遮蔽シート

Claims (3)

1. ベースとカバーからなるモールド樹脂製の本体ケースに、固定接触子，可動接触子，消弧室からなる電流遮断部、開閉機構、ロッカー式の操作ハンドル、および過電流引外し装置の各機能部品を搭載した多極形の回路遮断器であり、前記開閉機構および操作ハンドルを本体ケースの左右中央に仕切られた極室に収容配置したものにおいて、
   前記カバーの内側に消弧室と開閉機構との間を仕切るバリアー隔壁を一体成形し、かつ該バリアー隔壁の先端部には固定接触子から開離する可動接触子を開極終端位置に停止させるストッパ部を形成したことを特徴とする回路遮断器。
2. 請求項１に記載の回路遮断器において、操作ハンドル，開閉機構を収容する本体ケースの中央極室については、該極室に形成したバリアー隔壁，ストッパ部のモールド成形処理に伴い本体ケースのカバーに開口した空所を覆って、カバー上面に遮蔽蓋を被着したことを特徴とする回路遮断器。
3. 請求項２に記載の回路遮断器において、遮蔽蓋は、操作ハンドルの摘み部に嵌着してハンドル操作方向に延在する遮蔽シートの端部を上方から押さ込んでカバーとの間の隙間に案内する保持ガイドを兼ね、該遮蔽蓋を本体ケースのカバー上面に重ね合わせた上で、締結ねじによりベースに共締めして固定したことを特徴とする回路遮断器。