JP2020030917A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】内部の通気性を確保することの可能な回路遮断器を提供する。【解決手段】回路遮断器１０は、掛合片１００と、トリップアーム１１０と、引き外し装置９０とを備える。掛合片１００は、通常位置に位置しているトリップアーム１１０に係合することによりトリップアーム１１０を通常位置に保持する。磁気式引き外し装置９０は、電路に過電流が流れた際に掛合片１００を押圧して掛合片１００に対するトリップアーム１１０の係合を解除することにより、トリップアーム１１０をトリップ位置に変位させる。掛合片１００は、トリップアーム１１０に係合する係合部１０３と、引き外し装置９０により押圧される押圧部１０４とを有する板状の部材からなる。掛合片１００には、その板厚方向に貫通する貫通孔１０５が形成されている。【選択図】図１

Description

本開示は、回路遮断器に関する。

従来、特許文献１に記載の回路遮断器がある。この回路遮断器は、両端部に電源側端子及び負荷側端子がそれぞれ設けられる２つの電路を有している。この回路遮断器では、各電路上に設けられる可動接触子が固定接触子に対して接触及び離隔することにより、各電路を接続及び遮断することが可能となっている。また、この回路遮断器は、２つの電路のいずれかに過電流が流れたときにトリップ部材を駆動させることにより固定接触子から可動接触子を離隔させる引き外し装置を備えている。トリップ部材は、回路遮断器の幅方向に延びるように形成された板状の部材からなり、２つの電路を横断するように配置されている。

特開２００２−２０３４６７号公報

ところで、特許文献１に記載の回路遮断器のように、２つの電路を横断するようにトリップ部材が設けられている場合、トリップ部材が大型化し易くなる。特に、トリップ部材の強度を確保するために、トリップ部材を厚肉化した場合、トリップ部材の大型化が顕著となる。トリップ部材が大型化すると、回路遮断器の内部の通気性が悪化する。これにより、回路遮断器の内部の熱が外部に逃げ難くなると、熱により回路遮断器に悪影響を与えるおそれがある。

本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内部の通気性を確保することの可能な回路遮断器を提供することにある。

上記課題を解決するために、電源側端子及び負荷側端子の間の電路上に設けられる固定接触子及び可動接触子を有し、可動接触子が固定接触子に対して接触及び離隔することにより電源側端子及び負荷側端子の間の電路を接続及び遮断することの可能な回路遮断器は、第１トリップ部材と、第２トリップ部材と、引き外し装置と、を備える。第１トリップ部材は、固定接触子に接触している姿勢で可動接触子を保持することの可能な通常位置、及び固定接触子から可動接触子を離隔させるトリップ位置に変位可能である。第２トリップ部材は、通常位置に位置している第１トリップ部材に係合することにより、第１トリップ部材を通常位置に保持する。引き外し装置は、可動接触子が固定接触子に接触している状態において電路に過電流が流れた際に第２トリップ部材を押圧して第２トリップ部材に対する第１トリップ部材の係合を解除することにより、第１トリップ部材をトリップ位置に変位させる。第２トリップ部材は、第１トリップ部材に係合する係合部と、引き外し装置により押圧される押圧部とを有する板状の部材からなる。第２トリップ部材には、その板厚方向に貫通する貫通孔が形成されている。

この構成によれば、第２トリップ部材に形成された貫通孔を空気が通過することが可能であるため、回路遮断器の内部の通気性を確保することができる。
上記の回路遮断器において、第２トリップ部材には、貫通孔が複数形成されていることが好ましい。

この構成によれば、複数の貫通孔を空気が通過可能であるため、回路遮断器の内部の通気性を更に向上させることができる。
上記の回路遮断器において、第２トリップ部材には、複数の貫通孔が格子状に配置されていることが好ましい。

この構成によれば、複数の貫通孔を区画する柱状の部分が第２トリップ部材の変形を抑制するため、複数の貫通孔を第２トリップ部材に形成しつつも、第２トリップ部材の強度を確保することができる。

本開示によれば、内部の通気性を確保することの可能な回路遮断器を提供できる。

図１は、実施形態の回路遮断器の断面構造を示す断面図である。 図２は、実施形態の回路遮断器の動作例を示す断面図である。 図３は、実施形態の掛合片の斜視構造を示す斜視図である。 図４は、実施形態の回路遮断器の動作例を示す断面図である。

以下、回路遮断器の一実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
図１に示される本実施形態の回路遮断器１０は、単相三線式の電路等に配置される回路遮断器である。図１に示されるように、本実施形態の回路遮断器１０は、ハウジング２０の左側壁部２１において外部に露出するように設けられる電源側端子３１と、ハウジング２０の右側壁部２２において外部に露出するように設けられる負荷側端子４１とを備えている。なお、図１では、ハウジング２０の上カバーの図示が省略されている。電源側端子３１には電源側配線が接続される。負荷側端子４１には負荷側配線が接続される。回路遮断器１０は、電源側端子３１と負荷側端子４１とが電気的に接続されている状態と、それらの接続が遮断されている状態とを切り替えることにより、電源側配線と負荷側配線との電気的な接続状態を切り替えることの可能な装置である。回路遮断器１０は、電源側端子３１及び負荷側端子４１を３つずつ備えることにより、単相三線に対応する３つの電路を構成している。

なお、回路遮断器１０において、３つの電路のそれぞれに対応する構造は略同一であるため、以下では、３つの電路のうちの１つの電路の構造について代表して説明する。
回路遮断器１０は、一端部に電源側端子３１が設けられる固定接触子３０と、一端部に負荷側端子４１が設けられる負荷側端子金具４０と、ハウジング２０の内部に設けられる可動接触子５０と、可動接触子５０を保持するセパレータ６０と、ハウジング２０の上方から突出するように設けられるハンドル７０とを備えている。

固定接触子３０は、導電性を有する金属部材からなる。固定接触子３０は、電源側端子３１からハウジング２０の内部に延びるように配置されており、ハウジング２０に固定されている。ハウジング２０の内部に延びる固定接触子３０の端部には、可動接触子５０の可動接点５１に対向するように固定接点３２が設けられている。

可動接触子５０は、導電性を有する平板状の金属部材からなる。可動接触子５０の先端部には、可動接点５１が設けられている。可動接触子５０は、その上面がセパレータ６０の内壁面に当接するように配置されている。可動接触子５０の底面には、コイルばね５２の一端部が挿入される突出部５３が形成されている。コイルばね５２の他端部は、ハウジング２０の内部に形成された挿入部２４に挿入されている。コイルばね５２は、ハウジング２０の挿入部２４と可動接触子５０との間に圧縮された状態で挿入されている。コイルばね５２は、可動接触子５０をセパレータ６０の内壁面に付勢している。これにより、可動接触子５０は、セパレータ６０の内壁面に当接した状態で保持されている。

可動接触子５０は、図示しない配線を通じて電磁コイル９１の下端部に電気的に接続されている。電磁コイル９１の上端部には、負荷側端子金具４０の一端部が電気的に接続されている。すなわち、可動接触子５０は、電磁コイル９１を介して負荷側端子金具４０に電気的に接続されている。

ハンドル７０は、フレーム２３に取り付けられる回転軸７１により、図１に示されるオフ位置と、図２に示されるオン位置とに揺動可能に支持されている。すなわち、ユーザは、ハンドル７０を、図１に示されるオフ位置と、図２に示されるオン位置とに操作可能である。フレーム２３は、ハウジング２０に嵌め込まれることにより、ハウジング２０に組み付けられている。ハンドル７０の一端部には、直線状の案内溝７２が形成されている。案内溝７２には、リンク部材８０の一端部に形成された突出部８１の一端部が挿入されている。

リンク部材８０の突出部８１におけるハンドル７０の案内溝７２に挿入される一端部とは反対側の他端部は、トリップアーム１１０に形成された円弧状の案内溝１１１に挿入されている。リンク部材８０における突出部８１が形成される一端部とは反対側の他端部には、円柱状の押圧部８２が形成されている。押圧部８２には、セパレータ６０の上面が接触している。

セパレータ６０は、樹脂等の絶縁性を有する材料により形成されている。セパレータ６０の一端部６１には、ハウジング２０により回転可能に支持される軸部６２が形成されている。すなわち、セパレータ６０は、この軸部６２を中心に矢印Ａ１，Ａ２で示される方向に回転可能である。ハンドル７０が図１に示されるオフ位置に操作されているとき、セパレータ６０は、コイルばね５２から可動接触子５０を介して付与される付勢力により、矢印Ａ２で示される方向に付勢されている。これにより、セパレータ６０は、その上面がリンク部材８０の押圧部８２に接触した姿勢で保持されている。

この回路遮断器１０では、ハンドル７０が図１に示されるオフ位置から図２に示されるオン位置に向かって操作されると、ハンドル７０の操作力がリンク部材８０の突出部８１に付与されることにより、リンク部材８０の突出部８１がトリップアーム１１０の案内溝１１１の一端部から他端部に向かって変位する。これにより、リンク部材８０が下方に押し下げられるため、セパレータ６０がコイルばね５２の付勢力に抗して矢印Ａ１で示される方向に変位して、可動接触子５０の可動接点５１が固定接触子３０の固定接点３２に接触する。すなわち、電源側端子３１及び負荷側端子４１の間の電路が接続された状態となる。そして、リンク部材８０の突出部８１がトリップアーム１１０の案内溝１１１の他端部まで変位すると、案内溝１１１の内壁面によりリンク部材８０の突出部８１の変位が規制されることで、リンク部材８０の姿勢が図２に示される姿勢で保持される。これにより、可動接触子５０の可動接点５１が固定接触子３０の固定接点３２に接触した状態で保持される。また、コイルばね５２から可動接触子５０に付与される付勢力により、可動接触子５０の可動接点５１と固定接触子３０の固定接点３２との接点圧力が確保される。すなわち、コイルばね５２は接点圧ばねとして機能する。

また、ハンドル７０が図２に示されるオン位置から図１に示されるオフ位置に操作されると、ハンドル７０及びリンク部材８０が図１に示される位置に戻る。この際、セパレータ６０及び可動接触子５０もコイルばね５２の付勢力によって図１に示される位置に戻る。これにより、可動接触子５０の可動接点５１が固定接触子３０の固定接点３２から離隔するため、電源側端子３１及び負荷側端子４１の間の電路が遮断された状態になる。

一方、回路遮断器１０には、ハンドル７０がオン位置に操作されている状況で電路に過電流が流れた際に可動接触子５０を固定接触子３０から離隔させるトリップ機構１２０が設けられている。トリップ機構１２０は、３つの電路のそれぞれに個別に設けられている。トリップ機構１２０は、磁気式引き外し装置９０と、掛合片１００と、トリップアーム１１０とにより構成されている。本実施形態では、トリップアーム１１０が第１トリップ部材に相当し、掛合片１００が第２トリップ部材に相当する。

トリップアーム１１０は、板状の部材からなる。本実施形態では、トリップアーム１１０が第１トリップ部材に相当する。トリップアーム１１０は、フレーム２３に取り付けられる軸部１１２により、矢印Ｂ１で示される方向に回転可能に支持されている。トリップアーム１１０は、その右端部が掛合片１００に係合することにより矢印Ｂ１で示される方向への変位が規制されており、図１に示される通常位置で保持されている。

磁気式引き外し装置９０は、電磁コイル９１と、可動磁気片９２と、オイルダッシュポット９３と、継鉄９４とを備えている。
電磁コイル９１は、オイルダッシュポット９３の外周に配置されている。電磁コイル９１は、自身を流れる電流、すなわち可動接触子５０から負荷側端子４１に向かって流れる電流に基づいて磁気を形成する。

可動磁気片９２は、「へ」の字状に形成されている。可動磁気片９２の一辺９２０はオイルダッシュポット９３の上面９３０に対向している。可動磁気片９２の他辺９２１は掛合片１００に対向している。可動磁気片９２は、一辺９２０と他辺９２１との接続部分である角部９２２の近傍において継鉄９４と接触している部分を支点として回転可能に支持されている。また、可動磁気片９２は、図示しないコイルばねから付与される付勢力により、図１に示される位置で、すなわち一辺９２０がオイルダッシュポット９３の上面９３０から離間し、且つ他辺９２１が掛合片１００から離間している位置で保持されている。

継鉄９４は、略Ｌ字状に形成されている。継鉄９４の一端部にはオイルダッシュポット９３が固定して取り付けられている。継鉄９４は、ハウジング２０に固定されている。すなわち、オイルダッシュポット９３は、継鉄９４を介してハウジング２０に固定されている。

図３に示されるように、掛合片１００は、略均一の肉厚を有する板状の部材からなる。掛合片１００の上面の略中央部には、円筒状の軸部１０１が形成されている。図１に示されるように、軸部１０１の内部には、シャフト１０６が挿入されている。掛合片１００は、このシャフト１０６により、図中の矢印Ｃ１，Ｃ２で示される方向に回転可能に支持されている。軸部１０１の一端部には、図示しないトーションスプリングが取り付けられる取付部１０１ａが形成されている。トーションスプリングの一端部は、掛合片１００に形成された係合溝１０７の内壁面に接触している。トーションスプリングの他端部は、フレーム２３に接触している。このトーションスプリングは、掛合片１００に矢印Ｃ１で示される回転方向の付勢力を付与している。

図３に示されるように、軸部１０１の外周面には、第１係合部１０２と、第２係合部１０３とが突出するように形成されている。図１に示されるように、第１係合部１０２には、フレーム２３の被係合部２３０が係合している。トーションスプリングの付勢力により矢印Ｃ１で示される回転方向に付勢されている掛合片１００は、第１係合部１０２がフレーム２３の被係合部２３０に係合することにより、それ以上の矢印Ｃ１で示される方向への変位が規制されている。これにより、掛合片１００は、図１に示される姿勢で保持されている。掛合片１００が図１に示される姿勢で保持されているとき、第２係合部１０３にトリップアーム１１０が係合することにより、掛合片１００は、トリップアーム１１０の矢印Ｂ１で示される方向への変位を規制している。そのため、トリップアーム１１０は、図１に示される通常位置で保持されている。

図３に示されるように、掛合片１００の背面には、押圧部１０４が突出するように形成されている。押圧部１０４は、掛合片１００の右側面１０９ａから左側面１０９ｂまで延びるように形成されている。図１に示されるように、押圧部１０４は、磁気式引き外し装置９０が作動したときに、可動磁気片９２により押圧される部分である。

図３に示されるように、掛合片１００には、その板厚方向に貫通する複数の貫通孔１０５が形成されている。複数の貫通孔１０５は、格子状に配置されている。
次に、トリップ機構１２０の動作例について説明する。

磁気式引き外し装置９０は、図２に示されるように回路遮断器１０がオン状態であるときに、負荷側端子４１からの電力の供給対象である負荷が過負荷状態になったり、負荷側端子４１に接続されている配線が短絡したりすることにより過電流が発生した場合に作動する。

具体的には、負荷側端子４１からの電力の供給対象である負荷が過負荷状態となったり、負荷側端子４１に接続されている配線が短絡したりした場合、電磁コイル９１に過電流が流れる。電磁コイル９１に過電流が流れると、電磁コイル９１により形成されている磁界が強くなる。これにより、オイルダッシュポット９３内に収容されている鉄心９３１が時間の経過に伴って下方から上方に移動し、電磁コイル９１により形成される磁界が更に強くなる。このような磁界の変化により、オイルダッシュポット９３の上面９３０に発生している磁力が強くなるため、図４に示されるように、可動磁気片９２の一辺９２０がオイルダッシュポット９３の上面９３０に向かって吸引される。これにより、可動磁気片９２が角部９２２を中心に回動する。可動磁気片９２の一辺９２０がオイルダッシュポット９３の上面９３０に接触する位置まで可動磁気片９２が回動すると、可動磁気片９２の他辺９２１が掛合片１００の押圧部１０４を押圧する。

可動磁気片９２により押圧された掛合片１００は、トーションスプリングの付勢力に抗して矢印Ｃ２で示される方向に回転する。これにより、掛合片１００の第２係合部１０３とトリップアーム１１０との係合が解除されて、トリップアーム１１０が矢印Ｂ１で示される方向に変位することが可能となり、図４に示されるトリップ位置に変位する。トリップ位置は、固定接触子３０から可動接触子５０を離隔させることの可能な位置である。

すなわち、トリップアーム１１０が図４に示されるトリップ位置に変位すると、トリップアーム１１０の案内溝１１１が上方に向かって傾くため、リンク部材８０の突出部８１がトリップアーム１１０の案内溝１１１及びハンドル７０の案内溝７２に沿って上方に変位可能となる。これにより、可動接触子５０、セパレータ６０、及びリンク部材８０がコイルばね５２から付与される付勢力により上方に変位する。具体的には、リンク部材８０の突出部８１がトリップアーム１１０の案内溝１１１及びハンドル７０の案内溝７２に沿って上方に変位することにより、可動接触子５０、及びセパレータ６０が上方に変位する。結果的に、可動接触子５０の可動接点５１が固定接触子３０の固定接点３２から離隔することになる。

このように、磁気式引き外し装置９０は、可動接触子５０が固定接触子３０に接触している状態において電路に過電流が流れた際に掛合片１００を押圧して掛合片１００に対するトリップアーム１１０の係合を解除することにより、トリップアーム１１０をトリップ位置に変位させるものである。

以上説明した本実施形態の回路遮断器１０によれば、以下の（１）〜（３）に示される作用及び効果を得ることができる。
（１）掛合片１００は、トリップアーム１１０に係合する係合部１０３と、磁気式引き外し装置９０により押圧される押圧部１０４とが形成された板状の部材からなる。掛合片１００には、その板厚方向に貫通する貫通孔１０５が形成されている。このような構成によれば、掛合片１００の貫通孔１０５を空気が通過可能であるため、回路遮断器１０の内部の通気性を確保することができる。また、可動接触子５０が固定接触子３０から離隔する際にアーク放電が発生するが、このアークの圧を掛合片１００の貫通孔１０５を通じて抜くことも可能である。

（２）掛合片１００には、複数の貫通孔１０５が形成されている。このような構成によれば、貫通孔１０５が単数である場合と比較すると、回路遮断器１０の内部の通気性を更に向上させることができる。
（３）掛合片１００には、複数の貫通孔１０５が格子状に配置されている。このような構成によれば、図４に示されるように、掛合片１００には、複数の貫通孔１０５を区画するように柱状部１０８ａ，１０８ｂが形成されるようになる。柱状部１０８ａは、掛合片１００の上下方向に延びるように形成され、且つ複数の貫通孔１０５を左右方向に区画している部分である。柱状部１０８ｂは、掛合片１００の左右方向に延びるように形成され、且つ複数の貫通孔１０５を上下方向に区画している部分である。これらの柱状部１０８ａ，１０８ｂが掛合片１００の変形を抑制するため、複数の貫通孔１０５を掛合片１００に形成しつつも、掛合片１００の強度を確保することが可能である。

なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・掛合片１００における複数の貫通孔１０５の配置態様は適宜変更可能である。例えば、掛合片１００には複数の貫通孔１０５が千鳥状に配置されていてもよい。

・掛合片１００には、複数の貫通孔１０５に代えて、単数の貫通孔が形成されていてもよい。
・回路遮断器１０は、磁気式引き外し装置９０に代えて、例えば熱動電磁式の引き外し装置を備えるものであってもよい。

・上記実施形態の回路遮断器１０の構造は、単相三線式の回路遮断器に限らず、三相三線式の回路遮断器にも適用可能である。
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：回路遮断器
３０：固定接触子
３１：電源側端子
４１：負荷側端子
５０：可動接触子
９０：磁気式引き外し装置
１００：掛合片（第２トリップ部材）
１０３：係合部
１０４：押圧部
１０５：貫通孔
１１０：トリップアーム（第１トリップ部材）

Claims (3)

1. 電源側端子及び負荷側端子の間の電路上に設けられる固定接触子及び可動接触子を有し、前記可動接触子が前記固定接触子に対して接触及び離隔することにより前記電源側端子及び前記負荷側端子の間の電路を接続及び遮断することの可能な回路遮断器であって、
   前記固定接触子に接触している姿勢で前記可動接触子を保持することの可能な通常位置、及び前記固定接触子から前記可動接触子を離隔させるトリップ位置に変位可能な第１トリップ部材と、
   前記通常位置に位置している前記第１トリップ部材に係合することにより、前記第１トリップ部材を前記通常位置に保持する第２トリップ部材と、
   前記可動接触子が前記固定接触子に接触している状態において前記電路に過電流が流れた際に前記第２トリップ部材を押圧して前記第２トリップ部材に対する前記第１トリップ部材の係合を解除することにより、前記第１トリップ部材を前記トリップ位置に変位させる引き外し装置と、を備え、
   前記第２トリップ部材は、前記第１トリップ部材に係合する係合部と、前記引き外し装置により押圧される押圧部とを有する板状の部材からなり、
   前記第２トリップ部材には、その板厚方向に貫通する貫通孔が形成されている
   回路遮断器。
2. 前記第２トリップ部材には、前記貫通孔が複数形成されている
   請求項１に記載の回路遮断器。
3. 前記第２トリップ部材には、複数の前記貫通孔が格子状に配置されている
   請求項２に記載の回路遮断器。

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