JP2023044401A - circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、回路遮断器に関する。 The present disclosure relates to circuit breakers.
従来の回路遮断器には、可動接触子の開極速度を減速させる方向に作用する電磁力の影響を低減するために、可撓リード線の周面を磁器シールド材等により被覆する方法がある。例えば、一直線状の可動接触子と可撓導体をUの字状に配置し、磁気シールド材にて可撓導体の周面を被覆することにより、可動接触子の開極速度を減速させる電磁反発力の影響を軽減させる技術が開示されている。(例えば、特許文献1参照) In conventional circuit breakers, there is a method of covering the peripheral surface of the flexible lead wire with a porcelain shielding material, etc., in order to reduce the influence of the electromagnetic force acting in the direction of decelerating the opening speed of the movable contact. . For example, by arranging a straight movable contact and a flexible conductor in a U shape and covering the peripheral surface of the flexible conductor with a magnetic shielding material, electromagnetic repulsion that reduces the opening speed of the movable contact Techniques have been disclosed for reducing the effects of forces. (For example, see Patent Document 1)
上記した一直線状の可動接触子と可撓導体をUの字状に配置した回路遮断器においては、可動接触子の開極速度を減速させる電磁反発力の影響を軽減させるため、可撓導体に磁気シールド材等の追加部品が必要となる。 In the above-described circuit breaker in which the linear movable contact and the flexible conductor are arranged in a U shape, the flexible conductor is provided with a Additional parts such as magnetic shielding materials are required.
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、追加部品を必要とせずに可動接触子の開極速度を減速させる電磁反発力の影響を軽減させることを目的としている。 The present disclosure has been made to solve the above-described problems, and aims to reduce the effect of electromagnetic repulsion that slows down the opening speed of the movable contact without the need for additional parts. .
本開示にかかる回路遮断器は、使用者によって操作されるハンドルと、ハンドルの操作と連動して回動するクロスバーと、固定接点を有する固定接触子と、クロスバーの動作と連動して一端に設けられた可動接点が固定接点と接触および開離し、クロスバーに挟まれた部位より他端側に接続部を有し、部位を回動軸として回動する平板形状の可動接触子と、一方を電源側端子と電気的に接続し、他方を可動接触子の接続部と接続する可撓導体と、可動接点と固定接点が接触時に可動接触子の回動を付勢する、一端が可動接触子の回動軸より接続部を有する側に接続し、他端をクロスバーに接続された接圧ばねとを備えたものである。 A circuit breaker according to the present disclosure includes a handle operated by a user, a crossbar that rotates in conjunction with the operation of the handle, a fixed contact having a fixed contact, and one end in conjunction with the operation of the crossbar. A flat plate-shaped movable contact that has a connecting portion on the other end side from a portion sandwiched by the crossbar and rotates about the portion as a rotation axis; A flexible conductor, one end of which is electrically connected to a power supply side terminal and the other end of which is connected to a connecting portion of a movable contact, and one end of which is movable and which biases the movable contact to rotate when the movable contact and the fixed contact are in contact with each other. A contact pressure spring is connected to a side having a connecting portion from the rotating shaft of the contact, and the other end is connected to the crossbar.
本開示の回路遮断器によれば、磁気シールド材等の追加部品を必要とせずに可動接触子の開極速度を減速させる電磁反発力の影響を軽減させることができるという効果を有する。 According to the circuit breaker of the present disclosure, it is possible to reduce the influence of the electromagnetic repulsive force that slows down the opening speed of the movable contact without requiring an additional component such as a magnetic shield material.
以下に、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は例示である。また、各実施の形態は、適宜組み合わせて実行することができる。 Embodiments will be described in detail below with reference to the drawings. In addition, the embodiment described below is an example. Also, each embodiment can be executed in combination as appropriate.
実施の形態1.
本開示の回路遮断器は、外形寸法が日本工業規格JIS C 8201-2-1:2011附属書JCによる電灯分電盤等に用いる協約形の回路遮断器において規定された寸法に適合する大きさになされたものである。
The circuit breaker of the present disclosure has a size that conforms to the dimensions specified in the agreement-type circuit breaker used for light distribution boards, etc. according to Japanese Industrial Standards JIS C 8201-2-1: 2011 Annex JC. It was made to
図1は本開示の実施の形態1にかかる回路遮断器が開状態における要部構成を示す側面図、図2は本開示の実施の形態1にかかる回路遮断器が開状態における要部構成を示す図1とは反対側から見た側面図、図3は本開示の実施の形態1にかかる回路遮断器が閉状態における要部構成を示す右側面図、図4は本開示の実施の形態1にかかる図1のA部に対応する拡大図、図5は本開示の実施の形態1にかかる図4のB部に対応する拡大図である。
FIG. 1 is a side view showing the essential configuration of the circuit breaker according to the first embodiment of the present disclosure in the open state, and FIG. 2 shows the essential configuration of the circuit breaker according to the first embodiment of the present disclosure in the open state. FIG. 3 is a right side view showing the main configuration of the circuit breaker according to the first embodiment of the present disclosure in the closed state, and FIG. 4 is an embodiment of the
図1および2は、本開示の実施の形態1における回路遮断器の構成図である。図2に示す回路遮断器は、使用者によって操作されるハンドル4と、ハンドル4の操作と連動して回動するクロスバー13と、固定接点9aを有する固定接触子9と、クロスバー13の動作と連動して一端に設けられた可動接点8aが固定接点9aと接触および開離し、クロスバー13に挟まれた部位より他端側に接続部8dを有し、クロスバー13に挟まれた部位を回動軸13aとして回動する平板形状の可動接触子8と、一方を電源側端子5と電気的に接続し、他方を可動接触子8の接続部8dと接続する可撓導体7と、可動接点8aと固定接点9aが接触時に可動接触子8の回動を付勢する、一端が可動接触子8の回動軸13aより接続部8dを有する側に接続し、他端をクロスバー13に接続された接圧ばね2とを備えている。
1 and 2 are configuration diagrams of a circuit breaker according to
ハンドル4は、回路遮断器を閉状態から開状態または開状態から閉状態にするために使用者によって操作される。使用者の操作によりハンドル4と連動してラッチ部16が回動する。
The handle 4 is operated by the user to open or vice versa the circuit breaker. The
クロスバー13は、フレーム12内のピン12aにより回転可能に軸支されている。使用者がハンドル4の操作を行うと、ラッチ部16の回動に伴ってクロスバー13も連動して回動する。
The
固定接触子9は、固定接点9aを有していて可動接触子8と相対する位置に配置されている。固定接触子9は、被膜付き可撓導体10を介して負荷側端子11と電気的に接続されている。
The fixed
図4を用いて説明をする。可動接触子8は、一端に可動接点8a、他端に接続部8dを有した平板形状から成る。可動接触子8は、クロスバー13に挟まれた回動軸13aを基準として、可動接点8a側を下側部8f、接続部8dを有する側を上側部8eに分けられる。可動接触子8の上側部8e側すなわち接続部8dを有する側の端部は、屈曲した形状になっていて、屈曲部に可撓導体7と接続する接続部8dが設けられている。可動接触子8の接続部側の端部が屈曲していることにより、接続部8dにて可撓導体7と接続しやすくなっている。一端を接続部8dにおいて可動接触子8と接続された可撓導体7は、バイメタル6を介してベース1に固定された電源側端子5に接続されている。
Description will be made with reference to FIG. The
可動接触子8はクロスバー13の回動動作と連動して固定接点9aと接触および開離される。固定接点9aとの接触および開離は、クロスバー13の回動と連動して可動接触子8が回動することにより行われる。ストッパー17はベース1に設けられ、折り曲がった端部を一端に有している。ストッパー17の折り曲がった端部にて可動接触子8の開極を受け止める。
The
可撓導体7は、一端を可動接触子8の屈曲部に設けられた接続部8dと、他端はバイメタル6を介してベース1に固定された電源側端子5と接続されている。接続部8dは、可動接触子8の回動軸13aより上側部8e側に設けられていればよい。
One end of the
接圧ばね2は、一端を可動接触子8の回動軸13aより接続部8dを有する側に接続され、他端をクロスバー13に接続されている。可動接点8aと固定接点9aの接触および開離時には、回動軸13aを支点とする可動接触子8の回動を付勢する。
One end of the
可撓導体7と可動接触子8は、接続部8dに近い部分が遠い部分より互いの距離が小さくなるように配置される。図4および5を用いて説明すると、可撓導体7と可動接触子8の互いの距離を接続部8dに近い順にD1、D2としたときにD1<D2となるように可撓導体7と可動接触子8を配置する。また、接続部8dから近いほど互いの距離を最大限近づけ、接続部8dから遠いほど互いの距離を最大限遠ざけるように配置するとより効果が得やすい。
The
回路遮断器の開離動作について図1および2を用いて説明をする。
使用者がハンドル4を操作すると、ハンドル4の動作に連動してラッチ部16が回動する。ラッチ部16の回動に伴い、フレーム12内のピン12aにより回転可能に軸支されたクロスバー13も連動して回動し、フレーム12の一端部12bに当たることにより位置が保持されクロスバー13の回動が停止する。なお、可動接触子8は、クロスバー13に回動軸13aにて軸支されているため、ストッパー17に当接することにより回動が停止する。このように可動接触子8は図1および図2に示す開状態の位置に安定して保持される。
The opening operation of the circuit breaker will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
When the user operates the handle 4 , the
次に、回路遮断器の接触動作について図3および図5を用いて説明をする。
使用者がハンドル4を操作すると、ハンドル4の動作に連動してラッチ部16が回動する。ラッチ部16の回動に伴い、ラッチ部16に連動してクロスバー13も回動する。クロスバー13に可動接触子8は接圧ばね2によりクロスバー13に取り付けられており、クロスバー13はフレーム内のピン12aにより回転可能に軸支されている。可動接点8aおよび固定接点9aが接触した後、接圧ばね2は可動接触子8の回動軸13aよりも接続部8dを有する側の上側部8eを電源側端子5方向に付勢しており、可動接触子8は回動軸13aを支点とし、可動接触子8の回動軸13aより可動接点8a側の下側部8fは負荷側端子11方向へ力が加わる。これにより、可動接点8aおよび固定接点9a間にさらに力が加わり閉状態となる。
Next, the contact operation of the circuit breaker will be described with reference to FIGS. 3 and 5. FIG.
When the user operates the handle 4 , the
主回路に定格電流よりも大きい電流が流れた場合の長限時引き外し動作について説明する。
図3に示す閉状態のときは、主回路に流れる電流によってバイメタル6にジュール熱が発生する。しかし、主回路に流れる電流が定格電流よりも大きくなると、バイメタル6は発生したジュール熱により過熱されて温度が上昇していく。そして、所定の温度に達するとバイメタル6が動作し湾曲することにより、バイメタル6の先端部がラッチ部16を負荷側端子11方向に押す。これにより、クロスバー13が反時計回り方向に回動する。クロスバー13が回動することにより、可動接触子8は固定接触子9から開極されて図1および2に示す開状態となり安定して保持される。
A long time delay tripping operation when a current larger than the rated current flows in the main circuit will be described.
In the closed state shown in FIG. 3, Joule heat is generated in the
主回路に過電流が流れた場合の短限時引き外し動作について説明する。
図3に示す閉状態のときに主回路に過電流が流れると、過電流によって発生した電磁力により電流を流していたヨーク15にフレーム12内のアーマチュアピン14aにより回転可能に軸支されたアーマチュア14の一端側が吸着されて、アーマチュア14は反時計回り方向に回動する。回動が進みアーマチュア14の他端側がラッチ部16を押すことによりクロスバー13が反時計回り方向に回動する。クロスバー13が回動することにより可動接触子8は固定接触子9から開極されて図1および2に示す開状態となり安定して保持される。
A short time delay tripping operation when an overcurrent flows in the main circuit will be described.
When an overcurrent flows through the main circuit in the closed state shown in FIG. One end side of the
次に主回路に大きな短絡電流が流れた場合の瞬時引き外し動作について説明する。
図3および図5に示す回路遮断器が閉状態のときに主回路に大きな短絡電流が流れると、可撓導体7と可動接触子8間、および可動接触子8と固定接触子9間にはそれぞれ反対の向きに電流が流れるため、その磁界により各々の両者間には反発する方向へ力が発生する。図6に示す矢印については、可撓導体7と可動接触子8間の力の方向を破線により示し、可動接触子8と固定接触子9間の力の方向を実線により示している。また、各矢印の長さは力の大きさを模擬している。
Next, the instantaneous tripping operation when a large short-circuit current flows in the main circuit will be described.
When a large short-circuit current flows in the main circuit when the circuit breaker shown in FIGS. Since the currents flow in opposite directions, the magnetic fields generate forces in the repelling directions between the two. Regarding the arrows shown in FIG. 6 , the direction of force between the
破線にて示した可撓導体7と可動接触子8間の反発力は、図4および図5において、可撓導体7を開極する方向に、可動接触子8を閉極する方向に発生する。可動接触子8の閉極方向に作用する反発力は、可動接触子8が固定接触子9から開極する力とは反対方向の力であるため、可動接触子8の開極を妨げる力となる。
4 and 5, the repulsive force between the
そのため本実施の形態においては、可動接触子8がクロスバー13により挟まれ、接触および開離時に回動する支点となる回動軸13aよりも、可撓導体7と可動接触子8の接続部8dが可動接点8aとは反対の一端側に設けることにより、可動接触子8の開極を妨げる可撓導体7と可動接触子8間の電磁反発力の影響を軽減させる。以下、具体的に説明する。
Therefore, in the present embodiment, the
回路遮断器が閉状態のときに主回路に大きな短絡電流が流れると、可撓導体7と可動接触子8間、および可動接触子8と固定接触子9間にはそれぞれ反対の向きに電流が流れるため、その磁界により各々の両者間には反発する方向へ力が発生する。可撓導体7と可動接触子8との間にて発生した可動接触子8が閉極方向に働く反発力は、可動接触子8の上側部8eと下側部8fにおいても閉極方向に付勢する力が作用する。しかし、上側部8eに作用する力は可動接触子8の回動軸13aを介してシーソーの原理により、可動接触子8の下側部8fを開極方向に付勢する力となって作用する。したがって、可動接触子8の開極を妨げる力は、可動接触子8の上側部8eに作用する反発力が回動軸13aを介して開極を促進させる力として作用することにより低減するができる。
When a large short-circuit current flows through the main circuit when the circuit breaker is closed, current flows in opposite directions between the
また、可動接触子8と固定接触子9との間にて発生した反発力は、開極方向に作用するため、可動接触子8が開極する速度を増加させる力である。
In addition, the repulsive force generated between the
このように、可動接触子8の回動軸13aよりも上側部8e側に接続部8dを設けることにより、上側部8eの可撓導体7と可動接触子8との間にて発生する反発力が、可動接触子8が開極する速度を増加させる力となるため、可動接触子の開極速度を減速させる電磁反発力の影響を軽減させることができるという効果を得られる。
In this way, by providing the connecting
また、別の例として図5を用いて説明をする。上述したように可撓導体7と可動接触子8の互いの距離を接続部8dに近い順にD1、D2とする。D2を大きくすることにより、可動接触子8が開極する速度を減衰させる破線の矢印にて示した反発力が小さくなる。一方、D1を小さくすることによりD1間に発生する可撓導体7と可動接触子8との破線の矢印にて示す反発力は大きくなる。これにより、可動接触子8の接続部8dから回動軸13aまでの上側部8eに発生する反発力が回動軸13aを介してシーソーの原理により、可動接触子8の下側部8fには開極方向の力が作用する。したがって、D2間に発生した破線の矢印にて示す力よりも、シーソーの原理により開極方向に働く力となった反発力が大きくなるため、可動接触子8が開極する速度を増加させるように作用する。
Another example will be described with reference to FIG. As described above, the mutual distances between the
可動接触子8と固定接触子9との間に働く反発力は、図5の実線矢印にて示されている。可動接触子8の下側部8fに働く反発力は、電源側端子5方向側に作用するため、可動接触子8が開極する速度を増加させる力である。
A repulsive force acting between the
このように、可撓導体7と可動接触子8を接続部8dに近い部分が遠い部分より互いの距離が小さくなるように配置することにより、下側部8fに作用する閉極方向の反発力は小さく、上側部8eに作用する閉極方向の反発力は大きくすることができる。上側部8eに作用する閉極方向の反発力は回動軸13aを介して下側部8fには開極方向の反発力として作用することから、可動接触子の開極速度を減速させる電磁反発力の影響を軽減させる効果を一層得やすくなる。
In this way, by arranging the
以上より、可撓導体7と可動接触子8の接続部8dは、可動接触子8がクロスバー13により挟まれ、接触および開離時に回動する支点となる回動軸13aよりも、可動接点8aとは反対の一端側に設けることにより、磁気シールド材等の追加部品を必要とせずに可動接触子の開極速度を減速させる電磁反発力の影響を軽減させることができる。
As described above, the
実施の形態2.
実施の形態1の回路遮断器においては、可動接触子8を閉状態から開状態に動作させた時に、可動接触子8を安定して停止させるためのストッパー17を設けていたが、実施の形態2においては、そのストッパー17を弾性部材とし、可動接触子8を閉状態から開状態に動作させた時に、通常の開状態位置よりも、一旦、さらに開離した位置までオーバーランさせるようにしたものである。
In the circuit breaker of the first embodiment, the
図6は本開示の実施の形態2にかかる回路遮断器が開状態における要部構成を示す側面図、図7は本開示の実施の形態2にかかる回路遮断器が閉状態における要部構成を示す側面図、図8は本開示の実施の形態2にかかる回路遮断器がオーバーラン状態における要部構成を示す側面図である。 FIG. 6 is a side view showing the essential configuration of the circuit breaker according to the second embodiment of the present disclosure in the open state, and FIG. 7 shows the essential configuration of the circuit breaker according to the second embodiment of the present disclosure in the closed state. FIG. 8 is a side view showing the main configuration of the circuit breaker according to the second embodiment of the present disclosure in an overrun state.
本実施の形態におけるストッパー17aは、図6に示すように、弾性部材により構成され、一端をベース1に設けられたリブ18により保持されている。ストッパー17aの他端は、可動接触子8を受け止めるように先端が折り曲げられている。その他の構成については、実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
As shown in FIG. 6, the stopper 17a in this embodiment is made of an elastic member and is held at one end by a
次に、可動接触子8の開動作について説明する。
図7に示す閉状態から開動作を行うと、可動接触子8は、図6に示す開状態からさらにオーバーランして接点距離が大きくなる図8に示す状態まで開く。この時、可動接触子8はストッパー17aに当接するが、ストッパー17aは弾性部材からなるため、可撓導体7の方向に撓み、可動接触子8は、一旦、図6に示す開状態を通り過ぎた状態となり、その後図6の開状態に戻る。
Next, the opening operation of the
When the opening operation is performed from the closed state shown in FIG. 7, the
このように、可撓導体7と可動接触子8の接続部8dは、可動接触子8がクロスバー13により挟まれ、接触および開離時に回動する支点となる回動軸13aよりも、可動接点8aとは反対の一端側に設けることにより、磁気シールド材等の追加部品を必要とせずに可動接触子の開極速度を減速させる電磁反発力の影響を軽減させることができるという実施の形態1と同じ効果に加え、可動接触子8の開動作時、可動接点8aと固定接点9aとの開離距離を大きくできるため、遮断性能を向上させることができる。
In this manner, the connecting
また、ストッパー17aを金属製の板ばねにより構成し、消弧室の上側に設け、合わせて消弧室の下側にも金属板を設ければ、アーク走行路を構成することが可能となり、遮断性能をより向上させることができる。 In addition, if the stopper 17a is made of a metal plate spring and is provided above the arc-extinguishing chamber, and if a metal plate is provided below the arc-extinguishing chamber, it is possible to form an arc running path. Breaking performance can be further improved.
1 ベース、2 接圧ばね、4 ハンドル、5 電源側端子、6 バイメタル、7 可撓導体、8 可動接触子、8a 可動接点、8d 接続部、8e 上側部、8f 下側部、9 固定接触子、9a 固定接点、10 被覆付き可撓導体、11 負荷側端子、12 フレーム、12a ピン、12b 一端部、13 クロスバー、13a 回動軸、14 アーマチュア、14a アーマチュアピン、15 ヨーク、16 ラッチ部、17、17a ストッパー、18 リブ 1 base, 2 contact pressure spring, 4 handle, 5 power supply side terminal, 6 bimetal, 7 flexible conductor, 8 movable contact, 8a movable contact, 8d connecting part, 8e upper part, 8f lower part, 9 fixed contact , 9a fixed contact, 10 coated flexible conductor, 11 load side terminal, 12 frame, 12a pin, 12b one end, 13 crossbar, 13a rotating shaft, 14 armature, 14a armature pin, 15 yoke, 16 latch portion, 17, 17a stopper, 18 rib
Claims (4)
前記ハンドルの操作と連動して回動するクロスバーと、
固定接点を有する固定接触子と、
前記クロスバーの動作と連動して一端に設けられた可動接点が前記固定接点と接触および開離し、前記クロスバーに挟まれた部位より他端側に接続部を有し、前記部位を回動軸として回動する平板形状の可動接触子と、
一方を電源側端子と電気的に接続し、他方を前記可動接触子の前記接続部と接続する可撓導体と、
前記可動接点と前記固定接点が接触時に前記可動接触子の回動を付勢する、一端が前記可動接触子の前記回動軸より前記接続部を有する側に接続し、他端を前記クロスバーに接続された接圧ばねと、
を備える回路遮断器。 a handle operated by a user;
a crossbar that rotates in conjunction with the operation of the handle;
a fixed contact having a fixed contact;
A movable contact provided at one end contacts and separates from the fixed contact in conjunction with the operation of the crossbar, and has a connecting portion on the other end side of the portion sandwiched between the crossbars to rotate the portion. a flat plate-shaped movable contact that rotates as an axis;
a flexible conductor having one end electrically connected to a power supply side terminal and the other end connected to the connecting portion of the movable contact;
When the movable contact and the fixed contact are in contact with each other, the movable contact is urged to rotate. One end of the movable contact is connected to the side of the movable contact having the connecting portion from the rotating shaft, and the other end is the crossbar. a contact pressure spring connected to
circuit breaker.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の回路遮断器。 3. The circuit according to claim 1, wherein the distance between the flexible conductor and the movable contact is arranged so that a portion closer to the connecting portion is smaller than a portion farther from the connecting portion. circuit breaker.
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