JP2015170384A - 回路遮断器の電磁引き外し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可動電磁片の軸方向でのガタきを防止することができる回路遮断器の電磁引き外し装置を提供する。
【解決手段】固定電磁片１１と可動電磁片１２との軸着部において、左側の腕部１１ｃの外面に左腕部１８の内面を、右側の腕部１１ｃの内面に右腕部１９の外面を夫々当接させるとともに、コイルバネ１３を、左右方向で縮ませた状態で左側の腕部１１ｃと右腕部１９との間に収容した。そして、コイルバネ１３により、内側に位置する左側の腕部１１ｃ及び右腕部１９を夫々外側、すなわち左腕部１８や右側の腕部１１ｃ側へ押圧可能とした。したがって、可動電磁片１２が回動するほどの電流が流れていないもの拘わらず、可動電磁片１２が軸方向でガタ付くといった事態の発生を防止することができる上、可動電磁片１２の回動時に発生するビリツキ音や唸り音を抑制することもできる。
【選択図】図５

Description

本発明は、電路に短絡電流等の過大電流が流れた場合に、それを検知して電路を遮断させるための回路遮断器の電磁引き外し装置に関するものである。

従来、一般的な回路遮断器の電磁引き外し装置としては、たとえば特許文献１に記載されているように、電路を囲むように略コ字状に折り曲げ形成された固定電磁片と、下側に板状部が、上側に電路を遮断する動作を引き起こすための操作部が夫々設けられているとともに、固定電磁片に対して板状部と操作部との間となる位置で回動可能に取り付けられており、回動によって板状部が固定電磁片の開放側に接触／解離する可動電磁片と、板状部を解離状態で保持するバネ部材とを有するものがある。そして、電路に短絡電流等の過大な電流が流れると、電路の周囲に発生する渦電流により可動電磁片の板状部に固定電磁片側への電磁力（吸着力）がかかり、当該吸着力により板状部がバネ部材の付勢力に抗して回動することで操作部も回動し、結果として電路を遮断する動作を引き起こすようになっている。

特開平９−５０７５４号公報

しかしながら、上記従来の電磁引き外し装置では、可動電磁片が回動するほどの電流が流れていないもの拘わらず、可動電磁片が軸方向でガタ付くことがあるという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、可動電磁片の軸方向でのガタきを防止することができる回路遮断器の電磁引き外し装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、電路を収容した状態で前記電路に固定される固定電磁片と、前記固定電磁片に対して左右方向を軸として回動可能に軸着され、その回動により所定部位が前記固定電磁片に対して前側から接触／解離する可動電磁片と、一端が前記固定電磁片に、他端が前記可動電磁片に夫々掛止され、前記可動電磁片を前記所定部位が解離した状態で保持するコイルバネとを有し、前記電路に所定値を超える電流が流れると、前記コイルバネの保持力に抗して前記所定部位が前記固定電磁片に接触する方向へ前記可動電磁片が回動する回路遮断器の電磁引き外し装置であって、前記固定電磁片と前記可動電磁片の前記板状部とに、後側へ対向状に突出する一対の腕部を夫々設けるとともに、各前記腕部に軸孔を設けており、前記固定電磁片における一つの前記腕部と前記可動電磁片における一つの前記腕部とで一組とし、各組において前記固定電磁片の前記腕部と前記可動電磁片の前記腕部とを左右に当接させた状態として、全ての前記軸孔を貫通するように軸部材を挿通させることにより、前記固定電磁片と前記可動電磁片とを軸着するとともに、前記コイルバネを、軸方向に縮めた状態で、両前記組の間にわたり前記軸部材に巻回させる格好で取り付けたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、一方の前記組においては、前記固定電磁片の前記腕部の外側に前記可動電磁片の前記腕部を位置させる一方、他方の前記組においては、前記固定電磁片の前記腕部の内側に前記可動電磁片の前記腕部を位置させたことを特徴とする。

本発明によれば、固定電磁片と可動電磁片の板状部とに、後側へ対向状に突出する一対の腕部を夫々設けるとともに、各腕部に軸孔を設けており、固定電磁片における一つの腕部と可動電磁片における一つの腕部とで一組とし、各組において固定電磁片の腕部と可動電磁片の腕部とを左右に当接させた状態として、全ての軸孔を貫通するように軸部材を挿通させることにより、固定電磁片と可動電磁片とを軸着するとともに、コイルバネを、軸方向に縮めた状態で、両組の間にわたり軸部材に巻回させる格好で取り付けている。したがって、コイルバネが、各組において内側の腕部を外側の腕部へ押し付ける側へ付勢することになるため、可動電磁片が回動するほどの電流が流れていないもの拘わらず、可動電磁片が軸方向でガタ付くといった事態の発生を防止することができる。また、可動電磁片の回動時に発生するビリツキ音や唸り音の抑制といった効果もある。
また、請求項２に記載の発明によれば、一方の組においては、固定電磁片の腕部の外側に可動電磁片の腕部を位置させる一方、他方の組においては、固定電磁片の腕部の内側に可動電磁片の腕部を位置させているため、コイルバネの軸方向への付勢力を固定電磁片と可動電磁片との両方に直接作用させることができ、ガタ付き防止やビリツキ音や唸り音の抑制といった効果を一層顕著に発揮することができる。

回路遮断器の一部を示した斜視説明図である。 図１に示す回路遮断器から本体ケースを取り外した状態を示した斜視説明図である。 電路に組み付けられた電磁引き外し装置を前側から示した斜視説明図である。 電路に組み付けられた電磁引き外し装置を後側から示した斜視説明図である。 （ａ）は、電路に組み付けられた電磁引き外し装置の後面側を示した説明図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＡ−Ａ線断面を示した説明図である。 電路を含めて分解状態にある電磁引き外し装置を前側から示した斜視説明図である。 電路を含めて分解状態にある電磁引き外し装置を後側から示した斜視説明図である。 通常状態にある電磁引き外し装置を側方から示した説明図である。 短絡電流が流れる等して作動した状態にある電磁引き外し装置を側方から示した説明図である。

以下、本発明の一実施形態となる回路遮断器の電磁引き外し装置について、図面にもとづき詳細に説明する。

図１は、回路遮断器１の一部を示した斜視説明図である。図２は、図１に示す回路遮断器１から本体ケース５を取り外した状態を示した斜視説明図である。
回路遮断器１は、合成樹脂製の本体ケース５の前部に電源側端子２を、後部に負荷側端子３を夫々備えてなるものであって、本体ケース５内には、電源側端子２と負荷側端子３とを電気的に接続すべく、３つの電路４、４・・が左右方向に並設されている。また、各電路４毎に、電路４を開閉する固定接点６と可動接点７とからなる接点部、接点部を開操作するための遮断機構部（図示せず）、電路４に短絡電流等の過大な電流が流れると遮断機構部を動作させるべく作動する電磁引き外し装置１０、電磁引き外し装置１０の作動をうけて遮断機構部を直接動作させる操作部材８等が設けられている。なお、９は、電路４をオン／オフ操作するための操作レバーである。

ここで、本発明の要部となる電磁引き外し装置１０について、図３〜図９をもとに詳細に説明する。
図３は、電路４に組み付けられた電磁引き外し装置１０を前側から示した斜視説明図である。図４は、電路４に組み付けられた電磁引き外し装置１０を後側から示した説明図である。図５（ａ）は、電路４に組み付けられた電磁引き外し装置１０の後面側を示した説明図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）中のＡ−Ａ線断面を示した説明図である。図６は、電路４を含めて分解状態にある電磁引き外し装置１０を前側から示した斜視説明図である。図７は、電路４を含めて分解状態にある電磁引き外し装置１０を後側から示した斜視説明図である。図８は、通常状態にある電磁引き外し装置１０を側方から示した説明図である。図９は、短絡電流が流れる等して作動した状態にある電磁引き外し装置１０を側方から示した説明図である。

まず、電磁引き外し装置１０が組み付けられる箇所の電路４の構成について説明すると、当該箇所での電路４は、負荷側端子３を構成する負荷座３２を有する第１電路部材３１と、第１電路部材３１と一体化され、更に前方（電源側端子２側）へ延びる第２電路部材３３と、第２電路部材３３に固定される熱応動素子３４とから構成されている。第１電路部材３１は、上述したように負荷座３２を有しているとともに、該負荷座３２から前方へ延びる帯状の導電部３５を有している。そして、導電部３５の前端部は、上方へ折り曲げられており、第２電路部材３３と一体化するための一体化部として機能するようになっている。第２電路部材３３は、所謂ヒーターとして機能するものであって、連結孔を有する板状の連結部３６と、連結部３６の後端から上方へ立ち上げられた固定部３７と、固定部３７の上端から更に折り曲げられてなる一体化部３８とを有する。そして、第１電路部材３１の導電部３５の前端と第２電路部材３３の一体化部３８とを一体化するとともに、熱応動素子３４を、その下部が固定部３７の前面に当接し、その上部が固定部３７の上端を越えて大きく上方へ突出するような起立姿勢として固定部３７に固定することにより、電路４は形成されている。なお、３９は、熱応動素子３４の上端部に取り付けられ、電路４に過大な電流が流れて熱応動素子３４が変形した際に遮断機構部を作動させるための作動部材である。また、４０は、熱応動素子３４と固定部３７、更には後述する固定電磁片１１を一体化するためのリベットである。

上述したような電路４に対して組み付けられる電磁引き外し装置１０は、第２電路部材３３の固定部３７に固定される固定電磁片１１と、固定電磁片１１に対して回動可能に取り付けられ、回動により所定部位（後述する板状部１２ａ）が固定電磁片１１に対して接触／解離する可動電磁片１２と、所定部位と固定電磁片１１との解離状態を保持するコイルバネ１３と、可動電磁片１２の回動軸となる軸部材１４とを備えてなる。固定電磁片１１は、鉄等の常磁性材料で形成され、略コ字状に折り曲げて形成された背面部１１ａ及び左右側面部１１ｂ、１１ｂを有している。そして、折り曲げることで形成された内部空間を、第２電路部材３３の固定部３７を収容する電路収容空間１５としている。また、各側面部１１ｂの上部には、背面部１１ａの上端を越えて上方へ突出する腕部１１ｃが設けられている。腕部１１ｃは、側面部１１ｂの前部から後斜め上方へ突出しており、先端部には第１軸孔１６が穿設されている。なお、１７は、固定部３７の後面側で、熱応動素子３４と共に固定電磁片１１を固定部３７と一体化するための固定孔である。

一方、可動電磁片１２は、固定電磁片１１と同様に鉄等の常磁性材料で形成され、固定電磁片１１と略同じ左右幅を有する平坦な板状部１２ａと、板状部１２ａの左右側部の上端から更に上方へ突出する左腕部１８及び右腕部１９とを設けてなるもので、重心が板状部１２ａの略中央上寄りに位置するように成形されている。左腕部１８は、固定電磁片１１の腕部１１ｃの如く板状部１２ａから後斜め上方へ延びる第１腕部１８ａと、第１腕部１８ａの先端から屈曲して前斜め上方へ延びる第２腕部１８ｂとを有しており、第２腕部１８ｂの先端に前方へ突出する凸部が設けられ、該凸部が、操作部材８を操作するための操作部２２として機能するようになっている。また、第１腕部１８ａの先端（左腕部１８の屈曲部で、板状部１２ａと操作部２２との間となる位置）に、第２軸孔２０が穿設されている。さらに、第１腕部１８ａの板状部１２ａ寄りとなる位置には、下方へ延びる舌状の係止片２１が設けられており、固定電磁片１１の腕部１１ｃに係止することで、当該係止位置を越えて可動電磁片１２の板状部１２ａが固定電磁片１１からの解離方向へ回動することを規制可能としている。一方、右腕部１９は、左腕部１８の第１腕部１８ａと対向状に設けられており、右腕部１９の先端部で、左腕部１８の第２軸孔２０と対向する位置に第２軸孔２０が穿設されている。なお、左腕部１８と右腕部１９との左右方向での距離は、固定電磁片１１の腕部１１ｃ、１１ｃ間の距離と略同じとなっている。

そして、電磁引き外し装置１０は、以下のようにして電路４に組み付けられる。まず、固定電磁片１１を固定部３７の後方から密着させることで、電路収容空間１５内に固定部３７を収容し、リベット４０、４０を用いて熱応動素子３４、固定部３７、及び固定電磁片１１を一体化する。このとき、固定電磁片１１の腕部１１ｃ、１１ｃの先端部（特に第１軸孔１６、１６の穿設箇所）が熱応動素子３４よりも後側まで突出した状態となる。次に、可動電磁片１２の板状部１２ａを熱応動素子３４の前側に位置させた状態で、左側の腕部１１ｃの外面に左腕部１８の内面を、右側の腕部１１ｃの内面に右腕部１９の外面を夫々当接させて（左から左腕部１８、左側の腕部１１ｃ、右腕部１９、右側の腕部１１ｃの順となるように腕部同士を当接させて）第１軸孔１６、１６と第２軸孔２０、２０とを一致させる。最後に、両軸孔１６、２０を貫通するように軸部材１４を挿通させて固定電磁片１１と可動電磁片１２とを軸着すればよい。すると、可動電磁片１２の板状部１２ａと固定電磁片１１とにより固定部３７及び熱応動素子３４の下部を囲った状態で、可動電磁片１２が固定電磁片１１に対し左右方向を軸として回動可能に取り付けられることになり、電磁引き外し装置１０の電路４への組み付けは完了となる。なお、この組み付け状態における固定電磁片１１と可動電磁片１２との軸着位置は、当然ながら熱応動素子３４の後側となる。

なお、コイルバネ１３は、左側の腕部１１ｃと右腕部１９との間にわたり、軸部材１４に巻回するような格好で取り付けられる。このとき、コイルバネ１３は、左右方向（軸方向）で縮ませた状態で左側の腕部１１ｃと右腕部１９との間に収容されており、左側の腕部１１ｃ及び右腕部１９を夫々外側へ（すなわち、左側の腕部１１ｃについては左腕部１８との当接側へ、右腕部１９については右側の腕部１１ｃとの当接側へ）押圧するようになっている。さらに、コイルバネ１３の一端は可動電磁片１２の左腕部１８の第２腕部１８ｂの前縁に、他端は固定電磁片１１の右側の腕部１１ｃの前縁に夫々掛止しており、可動電磁片１２の板状部１２ａを固定電磁片１１から解離する方向へ付勢し、板状部１２ａと固定電磁片１１との解離状態を保持することになる。

上述の如くして電路４に組み付けられた電磁引き外し装置１０は、通常、コイルバネ１３の付勢力によって可動電磁片１２の板状部１２ａと固定電磁片１１の開放された前面とが解離した状態にある（図８）。ここで電路４に短絡電流等の所定値を超える過大な電流が流れると、第２電路部材３３の周囲に発生する渦電流の作用で、可動電磁片１２の板状部１２ａが固定電磁片１１に接触する方向へ電磁力（すなわち吸着力）が発生する。その結果、コイルバネ１３の付勢力に抗して可動電磁片１２が軸部材１４を軸として回動し、可動電磁片１２の板状部１２ａが固定電磁片１１（特に左右側面部１１ｂの前端面）に密着する。したがって、可動電磁片１２の操作部８は前方へ移動することになり、操作部材９が操作され（図９）、遮断機構部により引き外し動作が行われ、接点部が解離動作して電路４が遮断される。

以上のような構成を有する電磁引き外し装置１０によれば、固定電磁片１１に後側へ突出する一対の腕部１１ｃ、１１ｃを設けるとともに、可動電磁片１２の板状部１２ａにも後側へ突出する一対の腕部１８、１９を設け、各腕部１１ｃ、１８、１９の熱応動素子３４よりも後側となる箇所で固定電磁片１１と可動電磁片１２とを軸着することにより、熱応動素子３４よりも後側に可動電磁片１２の回動軸を設けている。したがって、通常時（すなわち、板状部１２ａと固定電磁片１１とが解離した状態）における固定電磁片１１と可動電磁片１２の板状部１２ａとの前後方向での距離を従来よりも近づけることができ、電路４に短絡電流等の過大な電流が流れた際に、板状部１２ａに従来よりも大きな吸着力を作用させることができる。

また、上述の如く固定電磁片１１と可動電磁片１２とを軸着したことにより、可動電磁片１２が回動する際の回動軸と可動電磁片１２の重心との距離を従来よりも離すことができる。ここで、重心に同じ大きさの吸着力がかかるとすると、作用点となる操作部８に発生する力は、重心の回動軸からの距離が離れていればいるほど、強くなる。したがって、上述したように回動軸と可動電磁片１２の重心との距離を従来よりも離した電磁引き外し装置１０によれば、可動電磁片１２が回動する際に、操作部８に従来よりも大きな力を発生させることができ、遮断機構部を確実に作動させることができる。

さらに、固定電磁片１１と可動電磁片１２との軸着部において、左側の腕部１１ｃの外面に左腕部１８の内面を、右側の腕部１１ｃの内面に右腕部１９の外面を夫々当接させるとともに、コイルバネ１３を、左右方向で縮ませた状態で左側の腕部１１ｃと右腕部１９との間に収容している。そして、コイルバネ１３により、内側に位置する左側の腕部１１ｃ及び右腕部１９を夫々外側、すなわち左腕部１８や右側の腕部１１ｃ側へ押圧している。したがって、可動電磁片１２が回動するほどの電流が流れていないもの拘わらず、可動電磁片１２が軸方向でガタ付くといった事態の発生を防止することができる上、可動電磁片１２の回動時に発生するビリツキ音や唸り音を抑制することもできる。
加えて、左から左腕部１８、左側の腕部１１ｃ、右腕部１９、右側の腕部１１ｃの順となるように腕部同士を当接させているため、コイルバネ１３の軸方向への付勢力を固定電磁片１１と可動電磁片１２との両方に直接作用させることができ、ガタ付き防止やビリツキ音や唸り音の抑制といった効果を一層顕著なものとすることができる。

なお、本発明に係る回路遮断器の電磁引き外し装置は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、回路遮断器の全体的な構成は勿論、固定電磁片や可動電磁片等の構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施形態では、電磁引き外し装置の組み付け箇所の電路を第１電路部材と第２電路部材とから構成しているが、第１電路部材の代わりに負荷座と熱応動素子とを電線等により接続するような電路、すなわち熱応動素子を電路の一部として構成するような電路としても何ら問題はない。
また、上記実施形態では、可動電磁片の左腕部に操作部を設けているが、右腕部に操作部を設けても何ら問題はないし、同様に係止片を右腕部に設けることも当然可能である。

さらに、上記実施形態では、左から左腕部、左側の腕部、右腕部、右側の腕部の順となるように腕部同士を当接させているが、左から左側の腕部、左腕部、右側の腕部、右腕部の順となるように腕部同士を当接させる、すなわち内外の関係を逆にしてもよく、固定電磁片における一つの腕部と可動電磁片における一つの腕部とで一組とすると、一方の組において、固定電磁片の腕部の外側に可動電磁片の腕部を位置させ、他方の組において、固定電磁片の腕部の内側に可動電磁片の腕部を位置させてもよい。一方、両組において固定電磁片の腕部の外側に可動電磁片の腕部を位置させたり、反対に可動電磁片の腕部の外側に固定電磁片の腕部を位置させることも可能である。

１・・回路遮断器、４・・電路、８・・操作部材、１０・・電磁引き外し装置、１１・・固定電磁片、１１ａ・・背面部、１１ｂ・・側面部、１１ｃ・・腕部、１２・・可動電磁片、１２ａ・・板状部、１３・・コイルバネ、１４・・軸部材、１５・・電路収容空間、１６・・第１軸孔、１８・・左腕部（腕部）、１８ａ・・第１腕部、１８ｂ・・第２腕部、１９・・右腕部（腕部）、２０・・第２軸孔、２１・・係止片、２２・・操作部、３１・・第１電路部材（電路）、３３・・第２電路部材（電路）、３４・・熱応動素子、３７・・固定部。

Claims (2)

1. 電路を収容した状態で前記電路に固定される固定電磁片と、
   前記固定電磁片に対して左右方向を軸として回動可能に軸着され、その回動により所定部位が前記固定電磁片に対して前側から接触／解離する可動電磁片と、
   一端が前記固定電磁片に、他端が前記可動電磁片に夫々掛止され、前記可動電磁片を前記所定部位が解離した状態で保持するコイルバネとを有し、
   前記電路に所定値を超える電流が流れると、前記コイルバネの保持力に抗して前記所定部位が前記固定電磁片に接触する方向へ前記可動電磁片が回動する回路遮断器の電磁引き外し装置であって、
   前記固定電磁片と前記可動電磁片の前記板状部とに、後側へ対向状に突出する一対の腕部を夫々設けるとともに、各前記腕部に軸孔を設けており、前記固定電磁片における一つの前記腕部と前記可動電磁片における一つの前記腕部とで一組とし、各組において前記固定電磁片の前記腕部と前記可動電磁片の前記腕部とを左右に当接させた状態として、全ての前記軸孔を貫通するように軸部材を挿通させることにより、前記固定電磁片と前記可動電磁片とを軸着するとともに、
   前記コイルバネを、軸方向に縮めた状態で、両前記組の間にわたり前記軸部材に巻回させる格好で取り付けたことを特徴とする回路遮断器の電磁引き外し装置。
2. 一方の前記組においては、前記固定電磁片の前記腕部の外側に前記可動電磁片の前記腕部を位置させる一方、他方の前記組においては、前記固定電磁片の前記腕部の内側に前記可動電磁片の前記腕部を位置させたことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器の電磁引き外し装置。

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