JP2745758B2 - 漏電遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、零相変流器と、零相変流器の２次電流も
しくはその増幅された電流により、主接点を投入状態に
保持している開閉機構の掛合いを引き外すトリップコイ
ル装置と、主接点の遮断動作を機械的に表示する動作表
示器とを備えた漏電遮断器の構成に関する。

【従来の技術】

第10図にこの種漏電遮断器の従来の構成例を示す。カ
バー100とケース101とにより画成された空間内には、漏
電遮断器の三相主回路導体31R,31S,31Tが貫通する零相
変流器30と、零相変流器30が検出した零相電流すなわち
漏電遮断器が配された三相回路の地絡電流により零相変
流器30の２次側巻線に生じた電流が入力されるとともに
この入力を増幅して出力する増幅器13と、増幅器13の出
力を入力として閉路状態にある可動接点19の開閉機構18
の掛合い部を引き外す引外し力を発生するメインコイル
14を備えた電磁石と、この電磁石の鉄心16方向に吸引さ
れるアーマチュア15により矢印方向に回動させられる、
三相回路の地絡を伴わない過電流時にも引外し力を発生
する過電流保護用電磁石32R,32S,32Tにより吸引される
三相共通のアーマチュア17と、このアーマチュアと一体
的に回動する引外しレバー33と、引外しレバー33により
棒34aを介して軸34bまわりに時計方向に回動させられる
第１の掛合いレバー34と、この第１の掛合いレバー34の
掛合い部34cで掛け合わされる第２の掛合いレバー35
と、この第２の掛合いレバー35の掛け合わされる第３の
掛合いレバー36と、この第2,第３の掛合いレバーの掛合
いが外れたときに可動接点19を開閉駆動する開閉機構18
とが主回路電流開閉のための主要部材として収納される
一方、前記メインコイル14と直列に接続されアーマチュ
ア８を矢印方向に回動させて表示片10との掛合いを外
し、表示片10をカバー100の表面に飛び出させる表示コ
イル６と該アーマチュア８とを備えてなる加電圧釈放器
23と、可動接触子42と固定接触子41とを備えたテスト回
路ユニット40とがそれぞれ漏電遮断器に必須の装置とし
て、また、この構成例ではこのテスト回路ユニット40と
前記加電圧釈放器23とが一体となって収納されている。 第11図及び第12図に前記加電圧釈放器23の構成拡大図
を表示片10を備えた動作表示器およびテスト回路ユニッ
トとともに示す。増幅器13（第10図）からメインコイル
14と直列に接続された表示コイル６に励磁電流が入力さ
れると、アーマチュア８は、ヨーク９に形成された軸受
け部により支承される軸91を中心として時計方向に回動
し、先端の掛合い部が縦に長い表示片10から外れ、表示
片は圧縮ばね11により上方へ飛び出す。表示コイルへの
入力が断たれ、表示片10を元に復帰させると、ばね７の
力によりアーマチュア８と表示片10とは再び図のように
掛け合わされる。なお、第10図において、漏電遮断器の
試験時にテストボタン22を下方へ押すことにより弾性薄
板からなる長方形の可動接触子42が変形して固定接触子
41に接触し、主回路導体31R,31S,31Tの異なる２相から
それぞれ引き出されたリード線３（第12図）の端部相互
間が貫通し、漏電遮断器は引き外される。

【発明が解決しようとする課題】

このように構成される漏電遮断器では、第13図に示す
ように、過電流保護用電磁石32R,32S,32Tのほかに、漏
電遮断器を地絡電流が通過したときに開閉機構18（第10
図）を引き外すためのメインコイル14を備えた加電圧釈
放器21と、表示片10と係合しているアーマチュア８と、
このアーマチュア８を引き外すための表示コイル６とを
備えた加電圧釈放器23との２種類の加電圧釈放器を備
え、このためのスペースをケース101とカバー100とから
なる遮断器容器内に確保する必要から、年々市場要求に
よる遮断器の外径寸法の縮小、コスト低減を達成するこ
とが困難になってきているという問題があった。 この発明の目的は、前記２つの加電圧釈放器の機能を
１つの加電圧釈放器すなわちトリップコイル装置で実現
するとともに、このトリップコイル装置が前記２つの加
電圧釈放器のうち所要スペースが大きい加電圧釈放器21
よりも実質的に大きいスペースを必要とせず、これによ
り表示片の動作に必要な方の加電圧釈放器のスペースを
ほぼ完全に省略しうる漏電遮断器を得ることである。

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、この発明においては、零
相変流器と、零相変流器の２次電流もしくはその増幅さ
れた電流により、主接点を投入状態に保持している開閉
機構の掛合いを引き外すトリップコイル装置と、主接点
の遮断動作を機械的に表示する動作表示器とを備えた漏
電遮断器を、前記トリップコイル装置は、前記開閉機構
の掛合いを引き外すとともに動作表示器の表示片を表示
位置へ移動させるための引外しばねと、該引外しばねを
蓄勢状態に保持する永久磁石と前記零相変流器の２次電
流もしくはその増幅された電流を通過させて永久磁石の
保持力を弱めるトリップコイルとが合成樹脂製のベース
に組み込まれて構成され、このトリップコイル装置を前
記ベースに一体形成した取付板及び取付脚を介して漏電
遮断器のケースに嵌め込んで装着し、前記取付板及び取
付脚を前記ケースに被せたカバーで押さえて固定するも
のとする。

【作 用】

この発明は、開閉機構の掛合いを引き外すのに必要な
力と表示片の掛合いを引き外すのに必要な力との和に等
しい力を、従来の開閉機構引外し用加電圧釈放器の大き
さと同等以下の大きさのトリップコイル装置で得るため
の手段が、固定鉄心と可動鉄心とによる電磁石構成にお
いて両者の吸引力が最大となる、両者の磁極面の密着位
置を動作の出発点とする，永久磁石を使用する電磁石に
より実現可能となることに着目したものである。すなわ
ち、従来の電磁石構成では、掛合い部の引外し開始位置
において固定，可動両鉄心の磁極面はまだ隔離してお
り、この状態で引外しに必要な力を発生させるために
は、密着状態において必要とするよりもはるかに大きい
起磁力を必要とする。このため、開閉機構の引外しに必
要な力と表示片の引外しに必要な力との和を従来構成の
電磁石で得るためには、励磁コイルの大きさ，従って電
磁石の大きさは従来の２つの電磁石のいずれよりも大き
くなる。しかし、永久磁石を用いる電磁石のように、永
久磁石が固定，可動両鉄心の間に直列に挿入されて磁路
が形成され、動作開始位置で固定，可動両鉄心の磁極面
が密着している構成の電磁石では、永久磁石を除く磁路
の磁気抵抗はほぼ零であり、永久磁石が出しうる磁束の
ほとんどすべてを高密度で磁極面を通過させることがで
き、両磁極面の間に強い吸引力を発生させることができ
る。従って、この吸引力を、ばねを蓄勢状態に保持する
力として利用し、一方、永久磁石を磁化方向に厚さの薄
い形状に形成して、地絡電流発生時に、零相変流器の２
次電流もしくはその増幅された電流が通過するトリップ
コイルにより、永久磁石から出て磁極面を通過している
磁束と逆方向に磁束を通過させて磁極面相互間の吸引力
を弱めると、ばね力と吸引力との差が掛合い部を開閉機
構，表示片同時に引き外すに必要な力以上となった時点
で引外しが始まり、荷重を受けている掛合い部の摩擦が
静止摩擦から動摩擦に移行し、以降比較的弱い力で引外
しが可能になる。一方、ばねは、引外しに必要な動作ス
トローク程度では、ばね力の減少が実質的に生じないよ
うに形成することは容易に可能であるから、一旦引外し
が開始されると十分な余裕をもって引外し動作を継続す
ることができ、また仮に２つの掛合い部の引外し開始時
点がずれても引外し不能を生ずることはなく、動作信頼
性の極めて高いトリップコイル装置とすることができ
る。また、永久磁石は、上述のように板状に形成されて
その抗磁力は小さく、このためトリップコイルに発生さ
せるべき起磁力が小さくてすみ、トリップコイルの大き
さも従来の開閉機構引外し用メインコイルと同等以下の
大きさですむ。これにより、従来の表示片引外し用加電
圧釈放器のスペース分ほぼ完全に小さい，従って零相変
流器部のスペースを余分に有しながら、過電流保護用電
磁石と表示片引外し用加電圧釈放器とが一体化されない
配線用遮断器と同じ大きさの漏電遮断器の形成が可能と
なる。

【実施例】

第１図ないし第６図に本発明の一実施例によるトリッ
プコイル装置の構成を、第７図にトリップコイル装置を
漏電遮断器に組み込むための構成を、また、第８図およ
び第９図にそれぞれ第１図ないし第６図に示すトリップ
コイル装置が組み込まれた漏電遮断器の側面断面図と全
体構成図とを示す。この構成では、トリップコイル装置
は、零相変流器の２次電流もしくはその増幅された電流
が通過するトリップコイル53h（第１図）が組み込まれ
る電磁石53と、電磁石53が取り付けられる合成樹脂製の
ベース51に形成されたスプリング掛け51a（第３図）と
合成樹脂製のスライダ52（第３図）に形成されたスプリ
ング掛け52aとの間に張架される引外しばね56（第１
図，第２図）と、ベース51（第１図，第２図）に組み込
まれ常時上向きのばね力を受けている表示片60と、表示
片60を常時掛合い状態に保持するとともに電磁石53の動
作時に矢印Ｐの方向に移動するプランジャ53c（第５
図）により時計方向に回動させられて表示片60との掛合
いを引き外されるアクチュエータ58とを備えてなってい
る。 ここで、第５図及び第６図により電磁石53の構成を説
明する。なお、第５図（Ａ）は正面図、同図（Ｂ）は縦
断面図、また第６図は分解斜視図、またある。 まず、第６図において、53aはコの字に形成された継
鉄、53bはその内側に固着された固定鉄心、53cは固定鉄
心53bに対向するプランジャ、53dは継鉄53a及び固定鉄
心53bをゆるく貫通し、プランジャ53cを植え込みにより
固着された押し棒、53eは押し棒53dに嵌め込まれ、その
頭部のつばと継鉄53aとの間で圧縮作用を受ける復帰ス
プリング、53fはプランジャ53cおよび固定鉄心53bに被
さる非磁性材からなるシリンダ、53gは両端に図示形状
のつばを有する樹脂成形品のコイルボビン、53hはコイ
ルボビン53gに巻線されたトリップコイル、53iはそれぞ
れ図の上下面を磁極とする一対の永久磁石、53jは永久
磁石53iの磁束を分岐させるための複数枚の磁性板、53k
は非磁性からなる複数枚のスペーサ、531は継鉄53aの両
脚に橋絡する継鉄片である。 これらの各部は第５図の状態に組立られるが、その
際、継鉄53aの両脚はコイルボビン53gのつばの図の上下
面の溝に挿入され、また永久磁石53i、磁性板53j、スペ
ーサ53kおよび継鉄片53lはコイルボビン53gの図の左側
のつばの左右の壁の間に納められる。継鉄片53lと継鉄5
3aとの結合は、継鉄片53lの図の上下端の各一対の爪が
継鉄53aの両脚先端の溝に嵌め込まれ、左右に押し広げ
られることにより行われる。 第５図の組立状態において、プランジャ53cは押し棒5
3dを介して働く復帰スプリング53eのばね力により固定
鉄心53bに押し付けられ、同時に永久磁石53iの磁束によ
り固定鉄心53bに吸着されている。ここで、永久磁石53i
による磁束は大部分が実線矢印で示すように、継鉄53a
→固定鉄心53b→プランジャ53c→磁性板53j→永久磁石5
3iの磁路を通るが、一部分が分岐して破線矢印で示すよ
うに、継鉄53a→継鉄片53l→プランジャ53c→磁性板53j
→永久磁石53iの磁路を通る。磁束の分岐割合はスペー
サ53kの枚数の増減によって調整され、またそれによっ
て固定鉄心53bとプランジャ53cとの間の吸引力が加減さ
れる。このような電磁石によれば、トリップコイル53h
は永久磁石53iの磁束を打ち消してプランジャ53fを固定
鉄心53bによる吸着から解放させるだけの磁束を発生す
ればよいので小容量のものでよい。 次に、第７図によりトリップコイル装置50を漏電遮断
器に装着する構成について説明する。第１図ないし第３
図では図の向きの関係から明瞭には示せないが、第７図
に示すように、トリップコイル装置50におけるベース51
の下部には、一方の側面に沿って取付板51eが、また底
面から下方に突出するように取付脚51fが一体に形成さ
れている。これに対して、漏電遮断器のケース103側に
はやはり第７図に示すように、側壁に取付板51eに対応
する嵌合溝103aが、また中央極と右極とを仕切る隔壁に
取付脚51fに対応する嵌合溝103bがそれぞれ形成されて
いる。そこで、ケース103の上方から、嵌合溝103aおよ
び103bに取付板51eおよび51fをそれぞれ挿入し、さらに
その上からカバー102を被せて取付脚51eをケース103に
押さえ付ければれば、トリップコイル装置50はしっかり
と固定される。 この状態でプランジャ53cと固定鉄心53bとの間に発生
している吸引力により、引外しばね56（第１図）に引張
り力に抗して常時第１図の位置に保持されるスライダ52
は、左右の棒状案内部52b,52c（第３図）を合成樹脂成
形になるベース51に一体に埋め込まれたピン51b,51cま
わりに回転する金属製の案内リング55（第１図）によっ
て左右方向に案内される。 いま、零相変流器の２次電流もしくはその増幅された
電流がトリップコイル53hに流れ、このトリップコイル5
3hにより作られる，プランジャ53cと固定鉄心53bとの接
触面を永久磁石53iによる磁束と逆方向に通過する磁束
によりプランジャ53cと固定鉄心53bとの吸引力を弱める
と、プランジャ53cは引外しばね56（第１図）の引張り
力によりスライダ52を介して矢印Ｐの方向に押し出さ
れ、このときのスライダ52の移動により、まずトリップ
クロスバー61がスライダ52の凸部により押されて反時計
方向に回動し、図示されない開閉機構の掛合いを引き外
す。同時にプランジャ53cは機械的動作表示器を構成す
るアクチュエータ58を左方へ押し、掛合い部58aと表示
片60の掛合い棒60aとの掛合いを引き外す。これによ
り、遮断器は遮断動作を行い、かつ表示片60がばね力に
より上方へ飛び出して遮断器の遮断動作を表示する。遮
断動作後、投入状態への復帰は、第９図に示す３極構成
の漏電遮断器における中央極に設けられたレバー46を回
動操作して、トリップコイル装置50におけるスライダの
リセット部52dを矢印Ｑ（第１図）の方向に戻すことに
より、押し棒53d（第５図）が復帰スプリング53eによっ
てプランジャ53cを固定鉄心53bとの吸着位置まで移動さ
せてトリップコイル装置50をリセットさせ、次にレバー
46を元の位置に戻す，可動接触子26の投入操作を行い、
かつ表示片60を押し戻してアクチュエータ58と掛け合わ
せることにより完了する。 なお、第４図に示すリングカバー57はリング55（第１
図）が紙面の手前側へ抜け出すのを防止するためのもの
であり、爪51d（第２図）を利用してベース51に取り付
けられる。 なお、以上の実施例では、表示片60はアクチュエータ
58との掛合いを引き外されたことによりばね力で飛び出
す構成としているが、スライダ52自体を表示片として利
用する構成も勿論可能である。

【発明の効果】 以上に述べたように、本発明によれば、固定鉄心と可
動鉄心とを備えた電磁石構成において、両鉄心の磁極面
に作用する吸引力は両磁極面が密着した状態のとき最大
となること、従って両磁極面の密着状態を動作の出発点
とすることにより、小形の電磁石により遮断器の開閉機
構の掛合いと機械的表示装置の表示片の掛合いとをそれ
ぞれ引外すのに必要な力の和に等しい力を得ることが容
易に可能になる点に着目し、この吸引力をばねを蓄勢状
態に保持する力として利用し、このばねにより開閉機構
の掛合いと表示片の掛合いとを同時に引き外す構成とす
るとともに、密着状態にある両磁極面の吸引力を弱める
手段として零相変流器の２次電流もしくはその増幅され
た電流が通過するトリップコイルを用いることとしたた
め、従来の表示片引外しのための電磁石は省略が可能と
なり、この電磁石が占めたスペース分漏電遮断器を小形
化することが可能となり、零相変流器のスペースを余分
に有しながら、過電流保護用電磁石と表示片引外し用加
電圧釈放器とが一体化されない配線用遮断器と同一外径
寸法にまで縮小することが可能になった。これにより、
この小形化に関連する各種部材，例えばケース（10
0），カバー（101）などの小形化が可能となり、遮断器
のコスト低減が併せて可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるトリップコイル装置の
構成を示す側面図、第２図はその平面図、第３図は第１
図及び第２図に示す構成の主要部分解斜視図、第４図は
第１図に示すスライダの左右方向移動を案内する案内リ
ングの抜け止めのためのリングカバーの斜視図、第５図
（Ａ）は第１図における電磁石の拡大正面図、第５図
（Ｂ）はその縦断面図、第６図は同じく電磁石の分解斜
視図、第７図は第１図のトリップコイル装置を漏電遮断
器に組み込むための構成を示す斜視図、第８図は第１図
に示すトリップコイル装置を組み込んだ漏電遮断器内部
の側面図、第９図は第１図に示すトリップコイル装置を
組み込んだ漏電遮断器の内部を示す平面図、第10図は従
来の漏電遮断器の構成を示す側面図、第11図および第12
図は従来の機械的表示装置における表示片の掛合いを引
き外す加電圧釈放器の構成を漏電遮断器のテスト回路ユ
ニットとともに示すそれぞれ上面図と側面図、第13図は
従来の加電圧釈放器の数と配置とを示す説明図である。 10,60:表示片、30:零相変流器、50:トリップコイル装
置、53:電磁石、53i:永久磁石、53h:トリップコイル、5
6:引外しばね。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】零相変流器と、零相変流器の２次電流もし
   くはその増幅された電流により、主接点を投入状態に保
   持している開閉機構の掛合いを引き外すトリップコイル
   装置と、主接点の遮断動作を機械的に表示する動作表示
   器とを備えた漏電遮断器において、前記トリップコイル
   装置は、前記開閉機構の掛合いを引き外すとともに動作
   表示器の表示片を表示位置へ移動させるための引外しば
   ねと、この引外しばねを蓄勢状態に保持する永久磁石
   と、前記零相変流器の２次電流もしくはその増幅された
   電流を通過させて前記永久磁石の保持力を弱めるトリッ
   プコイルとが合成樹脂製のベースに組み込まれて構成さ
   れ、このトリップコイル装置を前記ベースに一体形成し
   た取付板及び取付脚を漏電遮断器のケースの側壁及び隔
   壁に形成した嵌合溝にそれぞれ挿入して装着し、前記取
   付板を前記ケースに被せたカバーで押さえて固定したこ
   とを特徴とする漏電遮断器。