JP2015141892A - 配線用遮断器のトリップ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】シュータとクロスバーの作動が一貫して行われる、配線用遮断器のトリップ機構を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態による配線用遮断器のトリップ機構は、下部には係止板１３が形成され、上部には打撃板１４が形成される本体１１、及び本体１１を貫通する回動軸１２を備えるシュータ１０と、回動軸１２の両側に結合され、シュータ１０が回動するように付勢力を与えるダブルトーションスプリング２０と、係止板１３が接触することによりシュータ１０の動きを拘束する係止部３１を備えるクロスバー３０とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線用遮断器のトリップ機構に関し、特に配線用遮断器のシュータとクロスバーに関する。

一般に、配線用遮断器（MCCB: Molded Case Circuit Breaker）は、電力系統の一部に設けられ、異常電流や過負荷の発生時に回路を遮断して回路や負荷を保護する電気機器である。配線用遮断器の自動的な遮断動作はトリップ機構により行われるが、手動でハンドルをオフ位置に操作しても遮断動作が行われる。

このような配線用遮断器のトリップ作動は、特許文献１（「配線用遮断器のトリップ装置」）に詳細に説明されている。特許文献１の図１を参照して、トリップ作動について要約すると次の通りである。

線路に過電流が流れると、バイメタル２５が湾曲してクロスバー１８を回動させ、線路上に設けられた固定コア１５に起磁力が発生して可動コア１６が固定コア１５に吸引されることにより、可動コア１６の末端部がクロスバー１８を打撃して回動させる。

クロスバー１８が回動してクロスバー１８に係止されているシュータ２０を係止状態から解除し、その際に圧縮されていたスプリング２１の復元力によりシュータ２０がヒンジ部２０ａを中心に回動してメカニズム部のネイル２２を打つ。

ネイル２２が回動することによりネイル２２に拘束されていたラッチホルダ２４が解除されて回動し、ラッチホルダ２４と噛み合っていたラッチ３が回動することによりそれに連結された上段リンク４と下段リンク６が連動してシャフト８を回動させ、シャフト８が回動することにより可動子１０が固定子１４から分離して負荷側と電源側間の電流が遮断される。

一方、遮断器を通電状態に再投入するためにはハンドル１を投入方向に回動させてリセットしなければならないが、前述したように、遮断器をリセットすると、ハンドル１の終端部がシュータ２０の傾斜面を押し、その力によりシュータ２０がヒンジ軸２０ａを中心に回動してクロスバー１８に再び係止されるので、遮断器はトリップ前の状態に復元される。

このようなトリップ機構は、垂直状のクロスバーと水平状のシュータ間の拘束及び解除による作用と、圧縮スプリングの復元力とを用いた方式であり、先行技術として特許文献１（「配線用遮断器のトリップ装置」）及び特許文献２（「配線用遮断器のトリップ装置」）に開示されている。

一方、このような方式とは異なり、空間効率を向上させると共に安定して作動させるために、クロスバーとシュータが同一方向に設けられてトーションスプリングが適用される方式のトリップ機構が開発されている。図６は従来技術による配線用遮断器のトリップ機構の一部を示す図であり、図７は図６のトリップ機構の部分詳細図である。図６及び図７を参照して、トリップ機構の作動についてより詳細に説明する。

シュータ１は、トリップ部ケース２のシュータ回動溝３に装着されている。ここで、シングルトーションスプリング４は、シュータ１の中心軸１ａに装着されており、シュータ１が回動できるようにする。一方、クロスバー５は、シュータ１の前方への飛び出しを防止するために、シュータ１を拘束している。詳細には、シュータ１の係止板１ｂをクロスバー５の係止部５ａが係止することにより拘束している。シュータ１がクロスバー５に拘束されている状態では、シュータ１はシングルトーションスプリング４の復元力により前方に動こうとする力を有する。

トリップ作動が行われ、クロスバー５が回動してシュータ１に対する拘束力が解除されると、シングルトーションスプリング４の復元力によりシュータ１は前方に回動してネイル（図示せず）を打撃する。

韓国登録実用新案第２０−０２２０１９８号公報 韓国登録実用新案第２０−０２１８８１６号公報

しかし、ここでシングルトーションスプリング４の復元力は、シュータ１の一側に形成された支持部１ｃに作用するので、回動時にトリップ部ケース２とシュータ１間にねじれが発生する。このねじれにより、シュータ１の係止板１ｂとクロスバー５の係止部５ａの作動において、一定の力を供給できなくなるので、クロスバー５とシュータ１の作動が安定して行われず、荷重のばらつきが大きくなるという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、シュータとクロスバーの作動が一貫して行われる、配線用遮断器のトリップ機構を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態による配線用遮断器のトリップ機構は、下部には係止板が形成され、上部には打撃板が形成される本体、及び前記本体を貫通する回動軸を備えるシュータと、前記回動軸の両側に結合され、前記シュータが回動するように付勢力を与えるダブルトーションスプリングと、前記係止板が接触することにより前記シュータの動きを拘束する係止部を備えるクロスバーとを含む。

ここで、前記係止部は、階段状に形成され、第１係止部と第２係止部とからなることを特徴とする。

また、前記回動軸が挿入されるトリップ部ケースの収容部は上部が開放されていることを特徴とする。

さらに、前記トリップ部ケースの前記収容部の一部は傾斜面をなすことを特徴とする。

さらに、前記回動軸が前記本体から突出する長さは、一側が他側に比べて長く形成されることを特徴とする。

さらに、前記回動軸の両端部には、中央部の直径より小さい直径を有する結合部が形成されることを特徴とする。

さらに、前記本体の下部の一側には、一部が開放された非対称溝が形成されることを特徴とする。

本発明の一実施形態による配線用遮断器のトリップ機構は、シュータとクロスバーの作動が一定に行われるという効果がある。

また、同一方向に形成されるシュータとクロスバーにより、空間効率が高くなるという効果がある。

本発明の一実施形態による配線用遮断器のトリップ機構の斜視図である。 図１のトリップ機構の部分詳細図である。 本発明の一実施形態による配線用遮断器のトリップ機構におけるシュータとダブルトーションスプリングの組立工程図である。 本発明の一実施形態による配線用遮断器のトリップ機構においてシュータをトリップ部ケースに装着する工程図である（理解を助けるために、ダブルトーションスプリングは省略されている）。 本発明の一実施形態による配線用遮断器のトリップ機構を側面から見た作用図である。 従来技術による配線用遮断器のトリップ機構の一部を示す図である。 図６のトリップ機構の部分詳細図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について説明するが、これは本発明を詳細に説明するためのものであり、本発明の技術的思想や範囲を限定するものではない。

本発明の一実施形態による配線用遮断器のトリップ装置は、下部には係止板１３が形成され、上部には打撃板１４が形成される本体１１、及び本体１１を貫通する回動軸１２を備えるシュータ１０と、回動軸１２の両側に結合され、シュータ１０が回動するように付勢力を与えるダブルトーションスプリング２０と、係止板１３が接触することによりシュータ１０の動きを拘束する係止部３１を備えるクロスバー３０とを含む。

図１は本発明の一実施形態による配線用遮断器のトリップ機構の斜視図であり、図２は図１のトリップ機構の部分詳細図である。図３は本発明の一実施形態による配線用遮断器のトリップ機構におけるシュータとダブルトーションスプリングの組立工程図であり、図４は本発明の一実施形態による配線用遮断器のトリップ機構においてシュータをトリップ部ケースに装着する工程図である。図面を参照して、本発明の一実施形態について詳細に説明する。

シュータ１０は、本体１１と、回動軸１２とから構成される。シュータ１０の本体１１は、側面から見てＬ字状に形成される（図５参照）。

本体１１の下部には係止板１３が形成される。係止板１３が後述するクロスバー３０に接触して固定されるとシュータ１０の動きが制限され、係止板１３の動きが自由になるとシュータ１０の動きが可能になる。

本体１１の下部一側には、一部が開放された非対称溝１５が形成される。

本体１１の上部には打撃板１４が形成される。打撃板１４は、トリップ作動時に本体１１の回動によりネイル（図示せず）を打撃する。

回動軸１２は、本体１１の下部を貫通して固定結合される。すなわち、回動軸１２は、本体１１の下部から双方向に突設される。一態様においては、回動軸１２を本体１１と一体に形成してもよい。回動軸１２の両側部は非対称に形成される。すなわち、回動軸１２が本体１１から突出する長さは、一側が他側に比べて長く形成される。ここで、回動軸１２が長く形成される一側は、本体１１に非対称溝１５が形成される側である。これは、後述するダブルトーションスプリング２０の組み立てを容易にするためであり、また設計上の自由度を向上させるためでもある。

回動軸１２の両端部には、中央部の直径より小さい直径を有する結合部１２ａが形成され、後述するトリップ部ケース４０の収容部４１への収容が容易になっており、また軸方向に移動しないように固定されるようになっている。

トリップ部ケース４０の一部には、シュータ１０が結合される収容部４１が形成される。収容部４１は、上部が開放された溝状に形成される。よって、シュータ１０の回動軸１２の結合部１２ａを容易に挿入して締結することができる。このような締結の容易性をより向上させるために、収容部４１の一部面が傾斜面４１ａをなすようにしてもよい。

トリップ部ケース４０の収容部４１の一側には、下部に支持板４２が突設される。この支持板４２は、後述するダブルトーションスプリング２０を支持する。

クロスバー３０は、下部に係止部３１が突設される。係止部３１は、水平に見ると、係止板１３に対応する位置に形成される。係止部３１は、階段状に形成され、下段の第１係止部３２と、第１係止部３２の上段にある第２係止部３３とからなる。正常状態では、シュータ１０の係止板１３がクロスバー３０の第１係止部３２に接触して固定された状態にあり、事故電流によるトリップ作動などによりクロスバー３０が回動すると、シュータ１０の係止板１３がクロスバー３０の第１係止部３２から離脱し、シュータ１０が回動可能になる。しかし、シュータ１０の回動可能範囲は第２係止部３３により制限される。すなわち、シュータ１０の係止板１３がクロスバー３０の第２係止部３３に接触することにより、シュータ１０の動きが停止する。

ダブルトーションスプリング２０は、回動軸１２の両側に結合され、シュータ１０が回動するように付勢力を与える。ダブルトーションスプリング２０は、回動軸１２の両側に結合されることにより、シュータ１０が安定して回動するようにする。よって、シュータ１０が一側に偏った力を受けなくなるか、偏った力を受けたとしてもその偏差が少ないので、作動が安定して行われる。

ダブルトーションスプリング２０により、シュータ１０の回動は、回動軸１２に沿って一貫した力を受けて行われる。ダブルトーションスプリング２０は、両端部２１がトリップ部ケース４０の一部に固定され、中央部２２がシュータ１０の係止板１３の下部に係止されて付勢力が蓄積される。シュータ１０の係止板１３の下部には、ダブルトーションスプリング２０が安定して装着されて付勢力を受けることができるように、幅方向にスプリング挿入溝１３ａが形成されてもよい。前述したように、トリップ部ケース４０の支持板４２にダブルトーションスプリング２０の両端部２１が係止されて支持されてもよい。

正常状態で垂直に立っていたシュータ１０は、トリップ作動時には、クロスバー３０の回動により第１係止部３２から係止板１３が離脱し、ダブルトーションスプリング２０に蓄積された付勢力によりシュータ１０が反時計方向に回動する。

図３を参照して、ダブルトーションスプリング２０をシュータ１０に装着する工程について説明する。

回動軸１２の一側（両側部のうち長く突出している側）をダブルトーションスプリング２０の右側の穴に差し込む（図３の（ａ））。ここで、ダブルトーションスプリング２０の中央部２２が下方を向くようにする。ダブルトーションスプリング２０をシュータ１０の非対称溝１５のある所まで押し込む。ここで、中央部２２が非対称溝１５の開放部を通るので、干渉は生じない。ダブルトーションスプリング２０の左側の穴に回動軸１２の他側を差し込む（図３の（ｂ））。ダブルトーションスプリング２０の左側の穴を中心に向かって押し込む（図３の（ｃ））。ここで、ダブルトーションスプリング２０の右側の穴は非対称溝１５から離脱するので、両端部２１の回動に干渉は生じない。

図５を参照して、本発明の一実施形態による配線用遮断器のトリップ機構の作用について説明する。

正常状態では、シュータ１０とクロスバー３０は、どちらも垂直状態にある。ここで、シュータ１０の係止板１３は、クロスバー３０の第１係止部３２に係止されている状態である。事故電流によるトリップ作動などによりクロスバー３０が反時計方向に回動すると、第１係止部３２から係止板１３が離脱する。ダブルトーションスプリング２０の復元力によりシュータ１０が反時計方向に回動し、打撃板１４がネイル（図示せず）を打撃することにより、可動接触子が固定接触子から分離する。一方、シュータ１０の係止板１３は、クロスバー３０の第２係止部３３に接触することにより回動が止まる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の要旨や範囲から逸脱することなく様々な変更及び変形が可能であることは当業者にとって明らかであり、それらの変更及び変形が本発明に含まれることは言うまでもない。

１０ シュータ
１１ 本体
１２ 回動軸
１２ａ 結合部
１３ 係止板
１４ 打撃板
２０ ダブルトーションスプリング
２１ 両端部
２２ 中央部
３０ クロスバー
３１ 係止部
３２ 第１係止部
３３ 第２係止部
４０ トリップ部ケース
４１ 収容部
４１ａ 傾斜面
４２ 支持板

Claims (7)

1. 下部には係止板が形成され、上部には打撃板が形成される本体、及び前記本体を貫通する回動軸を備えるシュータと、
   前記回動軸の両側に結合され、前記シュータが回動するように付勢力を与えるダブルトーションスプリングと、
   前記係止板が接触することにより前記シュータの動きを拘束する係止部を備えるクロスバーとを含む配線用遮断器のトリップ機構。
2. 前記係止部は、階段状に形成され、第１係止部と第２係止部とからなることを特徴とする請求項１に記載の配線用遮断器のトリップ機構。
3. 前記回動軸が挿入されるトリップ部ケースの収容部は上部が開放されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線用遮断器のトリップ機構。
4. 前記トリップ部ケースの前記収容部の一部は傾斜面をなすことを特徴とする請求項３に記載の配線用遮断器のトリップ機構。
5. 前記回動軸が前記本体から突出する長さは、一側が他側に比べて長く形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の配線用遮断器のトリップ機構。
6. 前記回動軸の両端部には、中央部の直径より小さい直径を有する結合部が形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の配線用遮断器のトリップ機構。
7. 前記本体の下部一側には、一部が開放された非対称溝が形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の配線用遮断器のトリップ機構。

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