JP2011142012A - Circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器に関し、詳しくは開閉機構部の耐久性向上に関するものである。 The present invention relates to a circuit breaker such as a circuit breaker for wiring or an earth leakage breaker, and more particularly to an improvement in durability of an opening / closing mechanism.
一般的な回路遮断器においては、周知のトグルリンクを用いた接点早入り機構を採用しており、レバーの回動軸は機構部を貫通しないほうがメインばね移動空間の制約が減り小型化に有利である。また、レバーの回転は相間壁を越えて付属装置に伝達する必要があるが、相間の絶縁確保のためレバーの回転伝達する部材はできるだけレバーの回動軸の周辺に構成する方が好ましい。
このような制約のため、従来の回路遮断器では、レバーの一部を曲げ加工して回動軸を構成していた(例えば、特許文献1参照。)。
In general circuit breakers, a quick contact mechanism using a well-known toggle link is adopted, and it is more advantageous for miniaturization because the lever's pivot shaft does not penetrate the mechanism part because the restriction of the main spring moving space is reduced. It is. Further, the rotation of the lever needs to be transmitted to the accessory device across the interphase wall. However, it is preferable that the member for transmitting the rotation of the lever is configured as close to the rotation shaft of the lever as possible in order to ensure insulation between the phases.
Due to such restrictions, in the conventional circuit breaker, a part of the lever is bent to form a rotating shaft (see, for example, Patent Document 1).
上記ように従来の回路遮断器においては、レバーの回動軸の断面は略四角形であり、軸穴との接触は角または端面に限られ接触面圧が大きくなるので、繰り返し開閉動作を行うことにより異常摩耗や位置ずれが発生するという問題点があった。
また、曲げ加工ではなくバーリング加工にてレバーの回動軸を形成することも可能であるが、打ち出し高さに限界があり、レバーとフレームの間にトグルリンクなどの別部品が介在する場合は板厚の3倍以上を打ち出す必要があり、レバーの回動軸の強度確保が困難になるという問題があった。
一方、別部品で構成した回動軸をレバーに接合することも考えられるが、接合スペース、寸法精度及び強度の確保や、部品コスト及び組立コストの低減などの課題を同時に満足することは困難であった。
As described above, in the conventional circuit breaker, the section of the pivot shaft of the lever is substantially square, and the contact with the shaft hole is limited to the corner or end face, and the contact surface pressure increases, so the opening / closing operation is repeated. As a result, abnormal wear and misalignment occur.
It is also possible to form the lever's pivot shaft by burring instead of bending, but there is a limit to the launch height, and if there are other parts such as a toggle link between the lever and the frame There is a problem in that it is difficult to ensure the strength of the pivot shaft of the lever because it is necessary to drive out the plate thickness three times or more.
On the other hand, it is conceivable to join the rotating shaft composed of different parts to the lever, but it is difficult to satisfy the problems such as securing the joining space, dimensional accuracy and strength, and reducing the parts cost and assembly cost at the same time. there were.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、開閉機構部の耐久性を向上できる回路遮断器を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a circuit breaker that can improve the durability of an opening / closing mechanism.
この発明による回路遮断器は、一端または両端に可動接点を有する可動接触子と、この可動接点と接離する固定接点と、可動接触子を保持し、回転自由に軸支されたクロスバーと、このクロスバーを駆動する下リンクと、引き外し装置のラッチと係合し、トリップ時にフレームの軸受け部に軸支されて回動するレバーと、このレバーに軸支されるとともに下リンクにスプリングピンを介して結合され、下リンクとともにトグルリンクを構成する上リンクと、スプリングピンに従動側を結合されたメインバネと、このメインバネの駆動側と結合され、該回路遮断器の筐体に固定されたフレームに回動自由に軸支されたハンドルアームと、を備え、レバーは該レバーの回動軸部を含めて単一の金属板から形成され、該回動軸部は中心角が180度より大きい円弧状部を有するものである。 A circuit breaker according to the present invention includes a movable contact having a movable contact at one or both ends, a fixed contact contacting and moving away from the movable contact, a cross bar holding the movable contact and pivotally supported freely. The lower link that drives this crossbar, the lever that engages with the latch of the trip device, and is pivotally supported by the bearing portion of the frame when tripping, and the spring pin that is pivotally supported by this lever and is also pivoted to the lower link The main link is coupled to the lower link and forms a toggle link with the lower link, the main spring is coupled to the driven side of the spring pin, and the drive side of the main spring is coupled to be fixed to the casing of the circuit breaker. A handle arm pivotally supported by the frame, and the lever is formed of a single metal plate including the pivot shaft portion of the lever, and the pivot shaft portion has a central angle of 180 degrees. Ri and has a large arc-shaped portion.
この発明によれば、開閉機構部におけるレバーの回動軸部にその中心角が180度より大きい円弧状部を設け、フレームの軸受け部との接触を面接触としたので、接触面圧を低減することができ、開閉機構部の耐久性を向上することができる。 According to this invention, since the arcuate portion whose central angle is larger than 180 degrees is provided on the rotation shaft portion of the lever in the opening / closing mechanism portion and the contact with the bearing portion of the frame is the surface contact, the contact surface pressure is reduced. It is possible to improve the durability of the opening / closing mechanism.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1における回路遮断器のトリップ状態を示す斜視図、図2はトリップ状態を示す側面断面図、図3はオフ状態を示す側面断面図、図4はオン状態を示す側面断面図、図5はオン状態の開閉機構部、可動接触子及びクロスバーを抜き出して示す要部斜視図、図6はレバー44を示す斜視図、図7はおなじくレバー44を示す側面図、図8はレバー回動軸部44aの側面図、図9はオン状態の開閉機構部にレバー回転伝達部材13の装着を示す斜視図、図10はレバー回動軸部44aに加わる荷重の向きを表した説明図で、(a)はオン状態、(b)はオフ状態、(c)はトリップ状態をそれぞれ示す。また、図11はレバー44おけるラッチ34との係合部44bを拡大して示す要部拡大図である。
1 is a perspective view showing a trip state of a circuit breaker according to
図1において、回路遮断器100は、絶縁材料で形成されたベース11とカバー12とからなる筐体10を用いて構成される。ベース11上には、三相の各相の回路遮断ユニット20A、20B、20Cが互いに並列に配置され、中央の回路遮断ユニット20Bの上部には、開閉機構部40が配置される。ベース11は、一対の外壁11A、11Bと、一対の仕切壁11C、11Dを有する。外壁11Aと仕切壁11Cの間には回路遮断ユニット20Aが配置され、仕切壁11C、11Dの間には回路遮断ユニット20Bが配置され、仕切壁11Dと外壁11Bとの間には回路遮断ユニット20Cが配置される。カバー12は、ベース11上の各相の回路遮断ユニット20A、20B、20Cと、開閉機構部40を覆い、開閉機構部40の操作ハンドル41はカバー12から突出する。なお、図1では、カバー12は、回路遮断ユニット20A、20Bを覆う部分を切り欠いて、それらの内部を図示している。
In FIG. 1, a
各相の回路遮断ユニット20A、20B、20Cは、互いに同じに構成され、その具体的な構成は、図2、図3、図4に示される。図2、図4、図5は、中央の回路遮断ユニット20Bを示すが、他の回路遮断ユニット20A、20Cも同じに構成される。図2、図3、図4に示すように、このクロスバー30は、各相の回路遮断ユニット20A、20B、20Cに共通して、各相の回路遮断ユニット20A、20B、20Cに直交するように、ベース11上に配置される。
The
各相の回路遮断ユニット20A、20B、20Cは、ベース11に設けられた電源側端子24と、電源側端子24より延設された固定接点21と、この固定接点21と接離する可動接点22と、この可動接点22が一端に設けられ、クロスバー30により回動可能に保持される可動接触子23と、この可動接触子23と接続された過電流引き外し装置33と、過電流引き外し装置33に接続され、ベース11に設けられた負荷側端子25とを有する。可動接点22が固定接点21に接触すれば、端子24、25の間の電気回路がオンとなり、また、可動接点22が固定接点21から開離すれば、端子24、25間の電気回路がオフとなる。
The
図2、図3、図4に示すように、クロスバー30は、ベース11の底部に配置され、図2、図3、図4の紙面と直交するように延長される。このクロスバー30は、開閉機構部40により、その軸心を中心として回動され、各相の回路遮断ユニット20A、20B、20Cにおける各可動接触子23が取り付けられる。クロスバー30がその軸心を中心として回動したときに、各相の回路遮断ユニット20A、20B、20Cの各可動接触子23が同時に回動され、この可動接触子23の回動により、可動接点22が固定接点21に接離する。
As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the
図2、図3、図4に加え、図5に示すように、開閉機構部40は、相対向する一対のフレーム板によって形成されるフレーム43と、このフレーム43に回動軸心点Pにより回動自由に軸支された略U字型のハンドルアーム42(図5には図示せず。図2、3、4に図示。)と、このハンドルアーム42に固着され、手動で操作される操作ハンドル41(図5には図示せず。図2、3、4に図示。)によって、ユニット化されている。その内部は、過電流引き外し装置33のラッチ34に係合され、回動軸44aによってフレーム43のフレーム軸受部43aに軸支されるレバー44と、このレバー44にリンク支持軸Qにより軸支される上リンク45と、この上リンク45とスプリングピン47を介して係合されることでトグルリンクを構成する下リンク46(図5には図示せず。図2、3、4に図示。)と、従動側48bがスプリングピン47に、駆動側48aがハンドルアーム42に、それぞれ張架された一対のメインバネ48とで構成されている。
As shown in FIG. 5 in addition to FIGS. 2, 3, and 4, the opening /
そして、図2、図3、図4に示すように、上リンク45は、その上端がレバー44のリンク支持軸Qに回動可能に支持されており、下リンク46は、その下端がクロスバー30に回動可能に連結されている。操作ハンドル41は、カバー12からその上部に突出し、手動操作により、回動軸心点Pを中心として回動される。この操作ハンドル41の回動により、ハンドルアーム42も、操作ハンドル41とともに、回動中心点Pを中心として回動される。ハンドルアーム42は、図2に示すトリップ状態において中間位置となり、図3に示すオフ状態において左傾斜位置となり、図4に示すオン状態において右傾斜位置となる。
2, 3, and 4, the
図6、図7に示すように、レバー44は、レバー回動軸部44aを含めて単一の金属板から形成され、ハンドルアーム42の各側板の内面側に配置される。レバー回動軸部44aは、レバー回動軸部44aとなる金属板の部分を軸方向に90度曲げた後、円弧状部を形成するためレバー回動軸部に打ち込みを行い形成している。レバー44のレバー回動軸部44aの断面は、例えば、図8に示すように、打ち込みによるくの字状の回転伝達凹部44a1と、その中心角が180度より大きい略円弧状に形成された円弧状部44a2と、を有している。円弧状部44a2が、フレーム43のフレーム軸受部43aと広い範囲で面接触する接触部となる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
また、レバー44は、図9に示すように、レバー44の回転伝達凹部44a1にレバー回転伝達部材13の突起部13aを嵌装している。このレバー回転伝達部材13は、トリップ時にレバー44の回転を回路遮断器100内に収納された内部付属装置などに伝達するものである。
Further, as shown in FIG. 9, the
また、レバー回動軸部44aの軸方向長さは、金属版を曲げ加工した後に打ち込みを行って形成するので、レバー44を形成する金属板の板厚より大きく形成でき、例えば板厚の3倍以上の長さでも回動軸部を形成することが可能である。
Further, since the axial length of the lever
次に回路遮断器100のオン、オフ及びトリップの各動作について説明する。
図3に示すようにオフ状態では、可動接点22が固定接点21から開離し、これらの固定接点21と可動接点22は開離状態にある。このオフ状態では、ハンドルアーム42は左傾斜位置にあり、下リンク46は横向き状態にある。この図3に示すオフ状態において、操作ハンドル41が時計回り方向に操作されると、この操作ハンドル41とともにハンドルアーム42が、回動中心点Pを中心として、時計回り方向に回動し、ハンドルアーム42は、図4に示す右傾斜位置まで回動する。このハンドルアーム42の回動により、メインバネ48の駆動側48aが、ハンドルアーム42の回動中心点Pを中心として、時計回り方向に移動する。このメインバネ48の駆動側48aの移動により、メインバネ48の荷重方向が変化し、スプリングピン47が、図3に示す位置からその右方向に移動する。このスプリングピン47の移動により、図4に示すように、下リンク46が起立状態となり、クロスバー30が時計回り方向に回動して、可動接触子23上の可動接点22が、固定接点21に接触し、オン状態となる。
Next, on, off and trip operations of the
As shown in FIG. 3, in the off state, the
図4に示すオン状態において、操作ハンドル41が反時計回り方向に操作されると、この操作ハンドル41とともにハンドルアーム42が、回動中心点Pを中心として、反時計回り方向に回動し、ハンドルアーム42は、図3に示す左傾斜位置まで回動する。このハンドルアーム42の回動により、メインバネ48の駆動側48aが、ハンドルアーム42の回動中心点Pを中心として、反時計回り方向に移動する。このメインバネ48の駆動側48aの移動により、メインバネ48の荷重方向が変化し、スプリングピン47が、図4に示す位置から左方向へ移動する。このスプリングピン47の移動により、図3に示すように、下リンク46が横向き状態に戻り、クロスバー30が反時計回り方向に回動して、可動接触子23上の可動接点22が、固定接点21から開離し、オフ状態となる。
In the on state shown in FIG. 4, when the operation handle 41 is operated in the counterclockwise direction, the
図4に示すオン状態において、過電流引き外し装置33が動作すると、過電流引き外し装置33がトリップバー35を押し込み回動させると、トリップバー35によるラッチ34の係止が外れる。これによりラッチ34が回動自由となり、このラッチ34とレバー44との係合が外れる。レバー44は、メインバネ48により常時時計回り方向に付勢されているので、ラッチ34との係合が外れることにより、時計回り方向に回動する。このレバー44の回動により、ハンドルアーム42は、回動中心点Pを中心として、図4に示す右傾斜位置から図2に示す中間位置まで回動する。このハンドルアーム42の回動により、メインバネ48の駆動側48aが、スプリングピン47よりも右側まで相対的に移動し、スプリングピン47に上方向の力が働き始める。このスプリングピン47の上方向への移動により、クロスバー30が上方向に持ち上がり、下リンク46が図2に示す中間起立状態となり、可動接触子23上の可動接点22が、固定接点21から開離し、図2に示すトリップ状態となる。
When the
次に、レバー回動軸44aに加わる荷重F2について説明する。図10に示すように、レバー回動軸44aに加わる荷重F2は、上リンク45がレバー44のリンク支持軸Qを押し上げる力F1の反力として、レバー回動軸部44aに加わるものである。ここで、リンク支持軸Qを押し上げる力F1は、上リンク45と下リンク46を結合するスプリングピン47に張架された一対のメインバネ48により付勢されるものである。
Next, the load F2 applied to the
図10(a)のオン状態、図10(b)のオフ状態、図10(c)のトリップ状態のそれぞれの状態、及び、オン状態からトリップ状態への移行途中の状態においても、レバー回動軸部44aとフレーム軸受部43aとの接触面圧を低減できるように、レバー44のレバー回動軸部44aの軸に垂直な断面において、レバー回動軸部44a掛かる外力のレバー回動軸部44aに垂直な方向の成分が常にレバー回動軸部44aの円弧状部44a2に荷重F2が加わる構成となっている。
The lever rotates even in the on state of FIG. 10 (a), the off state of FIG. 10 (b), the trip state of FIG. 10 (c), and in the middle of the transition from the on state to the trip state. In order to reduce the contact surface pressure between the
図11に示すように、レバー44におけるラッチ34との係合部44bは、曲面で構成されている。過電流を検知して引き外し装置33が作動するとラッチ34が回転自由となり、レバー44からの荷重を受けて実線の34−1位置から2点鎖線の34−2位置に移動する。このとき、係合部44bに設けられた曲面により、レバー44がラッチ34に与える荷重は、G1からG2へと変化する。このとき、ラッチ34の回動軸中心34aから作用点であるレバー44とラッチ34との接触点までの距離は、移動前の長さAから移動後の長さBに変化する。移動後の荷重G2は移動前の荷重G1と同等か若干大きくなり、ラッチ34の回動軸34aから作用点までの距離は、B(移動後)≧A(移動前)なので、レバー44とラッチ34との係合が外れる過程において、ラッチ34がレバー44から受ける回転モーメントは増加することとなる。
As shown in FIG. 11, the engaging
本実施の形態によれば、レバー44はレバー回動軸部44aを含めて単一の金属板から形成され、レバー回動軸部44aにその中心角が180度より大きい円弧状部44a2を設けたので、円弧状部44a2がフレーム43のフレーム軸受部43aと広い範囲で面接触し、接触面圧を低く抑えることができ、繰り返し動作時の開閉機構部の耐久性を向上することができるとともに、位置ずれを抑制することができる。
According to the present embodiment, the
また、レバー回動軸部44aの軸方向長さは、金属版を曲げた後に打ち込みを行って形成するので、レバー44を形成する金属板の板厚より大きくできるので、レバー回転伝達部材13との結合部を十分に確保することができる。
Further, since the axial length of the lever
また、オン、オフ及びトリップのそれぞれの状態で、レバー44のレバー回動軸部44aの軸に垂直な断面において、レバー回動軸部44a掛かる外力のレバー回動軸部44aに垂直な方向の成分が常にレバー回動軸部44aの円弧状部44a2に荷重が加わるため、レバー回動軸部44aとフレーム軸受部43aの双方とも接触面圧を抑えることができ、繰り返し動作時の開閉機構部の開閉機構部の耐久性が向上する。
Further, in each of the on state, the off state, and the trip state, in a cross section perpendicular to the axis of the lever
また、レバー回動軸部44aは、単一の金属版を曲げ加工した後に打ち込みを行って形成するので、軸部の強度を向上できるとともに、接合時の位置ずれや部品寸法誤差の累積を低減することができ、部品コスト及び組立コストを低減することができる。
Further, since the lever rotating
また、レバー44のレバー回動軸部44aには打ち込みによる回転伝達凹部44a1が設けてあり、この回転伝達凹部44a1にレバー回転伝達部材13の突起部13aを嵌装するので、レバー回転伝達部材13とレバー回動軸部44aの回転方向における相対的ながたつきを限られたスペースで効率よく抑えることができる。
Further, the
また、レバー44の回転伝達凹部44a1にレバー回転伝達部材13を設けたので、回路遮断器100の内部に配設される内部付属装置などに、トリップ時のレバー44の回転を容易に伝達することができる。
Further, since the lever
また、レバー44におけるラッチ34との係合部44bに曲面を設けたことにより、過電流を検知して引き外し装置33が作動し、ラッチとの係合が外れる過程において、ラッチ34を係止する引き外し装置33へかかる荷重を増やすことなく、ラッチ34へ付与する回転モーメントを増加させるので、トリップ動作を安定させ回路遮断器の信頼性を向上することができる。
Further, by providing a curved surface at the engaging
なお、本実施の形態では、可動接触子の一端に可動接点を有する1点切りタイプの回路遮断器の例で説明したが、可動接触子の両端に可動接点を有する2点切りタイプの回路遮断器に、本実施の形態における開閉機構部を適用できることは言うまでもなく、本実施の形態と同様の効果を奏するものである。 In this embodiment, an example of a one-point cut-off type circuit breaker having a movable contact at one end of the movable contact has been described. However, a two-point cut-off type circuit breaker having movable contacts at both ends of the movable contact is described. Needless to say, the opening / closing mechanism in the present embodiment can be applied to the container, and the same effects as in the present embodiment can be obtained.
実施の形態2.
図12は実施の形態2におけるレバー回動軸部44aを示す側面図である。
本実施の形態おいてレバー回動軸部44aの円弧状部44a2は、図12に示すように、その中心角が約180度の円弧部44a3と、この円弧部の外接円上の延長部に設けられ、フレーム43のフレーム軸受部43aに接触する接触部44a4とで構成されている。そして、円弧状部44a2の中心角は、円弧部44a3に接触部44a4までを加えた範囲で180度より大きく構成される。その他の構成については、実施の形態1と同様であるので、説明は省略する。
FIG. 12 is a side view showing the lever
In the present embodiment, as shown in FIG. 12, the arcuate portion 44a2 of the lever
実施の形態1では、レバー44を形成する単一の金属板の切断面である端面も円弧に打ち込みもしくは削りなどの形成処理を行っていたが、本実施の形態では、レバー44の端面についてはそのまま利用することとし、フレーム43のフレーム軸受部43aに接触する接触部44a4としたものである。接触部44a4の先端部は、例えば面取りもしくは削り処理等によりフレーム軸受部43aと点接触しないようにした方がなお良い。
In the first embodiment, the end surface, which is a cut surface of a single metal plate that forms the
本実施の形態によれば、レバー44はレバー回動軸部44aを含めて単一の金属板から形成され、レバー回動軸部44aにその中心角が180度より大きい円弧状部44a2を設けたので、円弧状部44a2がフレーム43のフレーム軸受部43aと広い範囲で接触し、接触面圧を低く抑えることができ、繰り返し動作時の開閉機構部の耐久性を向上することができるとともに、位置ずれを抑制することができる。
According to the present embodiment, the
また、レバー44を形成する単一の金属板の端面の処理を簡略化したので、レバー回動軸部44aを形成する工程の一部を省け、コストを低減することができる。
Moreover, since the process of the end surface of the single metal plate which forms the
上記説明では回路遮断器について述べたが、この種の開閉器全般について利用できることは当然であり、細かい変更がなされても発明の範囲を逸脱することにはならない。 In the above description, the circuit breaker has been described. However, it is a matter of course that this type of switch can be used in general, and even if minor changes are made, it does not depart from the scope of the invention.
21 固定接点、22 可動接点、23 可動接触子、30 クロスバー、
33 引外し装置、34 ラッチ、42 ハンドルアーム、43 フレーム、
44 レバー、44a レバー回動軸部、44a2 円弧状部、
47 スプリングピン、48 メインバネ、
45 上リンク、46 下リンク、100 回路遮断器。
21 fixed contact, 22 movable contact, 23 movable contact, 30 crossbar,
33 Tripping device, 34 Latch, 42 Handle arm, 43 Frame,
44 lever, 44a lever rotating shaft part, 44a2 arcuate part,
47 Spring pin, 48 Main spring,
45 Upper link, 46 Lower link, 100 Circuit breaker.
Claims (8)
前記レバーは該レバーの回動軸部を含めて単一の金属板から形成され、前記回動軸部は中心角が180度より大きい円弧状部を有することを特徴とする回路遮断器。 A movable contact having a movable contact at one or both ends, a fixed contact contacting and moving away from the movable contact, a cross bar holding the movable contact and pivotally supported freely, and a lower drive for driving the cross bar A link and a lever that engages with the latch of the tripping device and is pivotally supported by the bearing portion of the frame at the time of trip, and is pivotally supported by the lever and coupled to the lower link via a spring pin. An upper link that forms a toggle link together with the lower link, a main spring coupled to the driven side of the spring pin, and a drive side of the main spring coupled to a frame fixed to the casing of the circuit breaker A handle arm freely pivoted,
The lever is formed of a single metal plate including a pivot shaft portion of the lever, and the pivot shaft portion has an arcuate portion having a central angle larger than 180 degrees.
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