JP3862498B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路遮断器に関し、より具体的には、附属装置のテストが可能なテスト機構および誤動作を検知させる機構を備えた回路遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回路遮断器には、開閉接触子、ラッチ手段と人為的に開閉接触子を開閉するハンドルとを含む開閉機構、過電流が流れたとき動作して開閉機構のラッチ手段を自動的に動作させて開閉接触子を開離させる引外し機構及び消弧装置などと共に、開閉機構のラッチ手段が正常に動作することを確認するための機械的なテストボタンが設けられることがある。また、ラッチ手段が動作したとき警報を発する警報スイッチと呼ばれる附属装置が顧客の要求により設けられることもある。
【０００３】
さらに、このような回路遮断器の中には、開閉機構に含まれる第１ラッチ手段とは別に過電流引外し機構に設けられる第２ラッチ手段を含むものがある。この第２ラッチ手段の動作によって第１ラッチ手段が動作して開閉接触子が開離するが、第１ラッチ手段は第２ラッチ手段から独立している。ここで、「第１ラッチ手段が第２ラッチ手段から独立している」とは、特に手段を設けない限り、第１ラッチ手段が動作しても第２ラッチ手段は動作しないように設けられていることをいう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような二つのラッチ手段を備える従来の回路遮断器にあっては、構造上の理由から、テストボタンを第１ラッチ手段に対して作用するように設けるとともに、警報スイッチを第２ラッチ手段の動作をキャッチするように装着するタイプのものがある。このような構造のものにあっては、テストボタンを押しても第１ラッチ手段のみが動作するため警報スイッチの動作を確認できないという問題があった。また、異常な衝撃が回路遮断器に加わり第１ラッチ手段のみが誤動作したとき、第２ラッチ手段が作動しないため警報スイッチが動作せず、オペレータがその誤動作を容易に検知できないという問題もあった。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、テストボタンを用いて警報スイッチの動作を容易に確認できるとともに、ラッチ手段が誤動作したとき容易に誤動作を検知できる回路遮断器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、本発明は、開閉接触子、係合が解消する動作をしたときに接触状態にある開閉接触子を開離させる第１ラッチ手段を含む開閉機構、及び係合が解消する動作をしたときに第１ラッチ手段に上記の係合解消動作をさせる、第１ラッチ手段とは独立した第２ラッチ手段を含む過電流引外し機構を備えた回路遮断器において、第２ラッチ手段の係合解消動作によらないで第１ラッチ手段が上記の係合解消動作をしたときに第１ラッチ手段の該係合解消動作に応じて第１ラッチ手段に含まれる駆動端が過電流引外し機構側に突出し第２ラッチ手段の係合を解消させる逆引外し手段を備えることとしている。
【０００７】
このような構成により、第１ラッチ手段を動作させるテストボタンを操作しても、又、第１ラッチ手段が誤動作しても、第２ラッチ手段を動作させることができる。上記第２ラッチ手段の動作によらないで第１ラッチ手段を動作させる機構として、第１ラッチ手段に直接作用するテストボタン等がある。また、衝撃等に起因する誤動作によっても、第１ラッチ手段のみが作動する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図１４で示される実施例によって説明する。この実施例の回路遮断器は３極型であって、開閉ユニット、トリップユニット及び結合された両ユニットを覆うカバーを有しており、図２はこの実施例の回路遮断器全体の正面図、図１は図２の略Ａ−Ａから見た断面図である。
【０００９】
開閉ユニットは、図１ないし図８に図示されており、合成樹脂成形絶縁物製の消弧ケース１、消弧ケース１の内部に収納された開閉接触子と消弧装置及び消弧ケース１の外側に構築された開閉機構を有している。
【００１０】
消弧ケース１には、接点２を備えた固定接触子３、両端部にそれぞれ接点４及び可撓リード５とを有する可動接触子６並びに絶縁板７に保持された複数の磁性板８を有する消弧装置９が収納されており、その右端の開口部は壁を有する端子ベース１０によって覆われている。
【００１１】
可動接触子６は、３極共通の合成樹脂成形絶縁物製のクロスバー１１に軸１２によって回転自在に保持されるとともにクロスバー１１の壁との間に設けられたばね１３によって時計方向に付勢されている。可撓リード５の他端にはリード端子１４が接続されており、各極のリード端子１４を収納するリード端子ベース１５は、合成樹脂成形絶縁物製であってリード端子１４の収納部分にはナット１６をはめ込む六角形の窪みが形成されている。クロスバー１１は、図示はしていないが、両端に円柱形状の支持部を有し、支持部が消弧ケース１の両側壁に形成されているＵ字状の溝とリード端子ベース１５に形成された円弧状の凹部との間に挟まれることによって回転自在に保持されている。
【００１２】
クロスバー１１を回転させる開閉機構は、消弧ケース１の中央極部分の両側壁に沿って設けられた一対のフレーム１７上に構築されている。この開閉機構にはトグルリンク機構が採用されており、軸１８によって互いに回転自在に連結されたそれぞれ一対のリンク１９とリンク２０と、いずれもフレーム１７上に回転自在なるように設けられたハンドルレバー２１、トリップレバー２２、トリップレバー２２の時計方向の回転を阻止するフック２３及びフック２３の反時計方向の回転を阻止するラッチ２４と、軸１８とハンドルレバー２１との間に取り付けられたばね２５と、ハンドルレバー２１の角に差し込まれた合成樹脂成形絶縁物製のハンドル２６とを有している。
【００１３】
ハンドルレバー２１はその両腕がフレーム１７と同じ平面内を移動するようにコ字状に折り曲げられて形成され、その両腕の円弧状端部２１ａがフレーム１７に形成された切欠の円弧状凹部１７ａにばね２５の力によって押し付けられている。トリップレバー２２はその両腕がフレーム１７の内側に隣接する面を移動するようにコ字状に折り曲げられて形成され、その両腕の円弧状にカールしたカール端部２２ａが一対のフレーム１７の対向面に形成された円柱状の突起１７ｂにはめ込まれている。一対のリンク１９はトリップレバー２２の腕と同じ平面内を移動するように配置されており、その円弧状に形成された円弧状端部１９ａがトリップレバー２２の両腕に形成された切欠の円弧状凹部２２ｂにばね２５の力によって押し付けられ、一対のリンク２０は軸２７によって回転自在にクロスバー１１と連結されている。
【００１４】
図７はフレーム１７の外面に沿った面から見たこの開閉機構の一部を示しており、その両脚２３ａがフレーム１７に形成された三角形の孔１７ｃに配置されているフック２３及びその両脚２４ａがフレーム１７に形成されたＶ字形の切欠１７ｄに配置されているラッチ２４は、ばね２８の力によってそれぞれ時計方向に付勢されている。
【００１５】
このように構成された開閉ユニットについては、以下に説明するように開閉ユニット単独で開路、閉路、トリップ、リセット操作をすることができる。なお、図４、図５及び図６は、それぞれ閉路状態、トリップ状態及びリセット操作状態を示す側面断面図である。図７及び図８は手前側のフレーム１７の外側面から見た断面のそれぞれ閉路状態及びトリップ状態の部分図である。
【００１６】
図４に示されている閉路状態において、ばね２５の力によりその円弧状端部２１ａを中心として時計方向に付勢されているハンドルレバー２１の回転は、フレーム１７の縁に接して阻止されている。ばね２５の力により軸１８及びリンク１９を介してフレーム１７の突起１７ｂの周りを時計方向に付勢されているトリップレバー２２は、そのラッチ部２２ｃとフック２３のラッチ受部２３ｂとの係合によってばね２８の力に抗してフック２３を反時計方向に付勢している。そして、この付勢によってフック２３のラッチ部２３ｃとラッチ２４のラッチ受部２４ｂを介してラッチ２４が時計方向に付勢される。このラッチ２４の回転がフレーム１７の切欠１７ｄのＶ字の辺によって阻止されているため、フック２３及びトリップレバー２２の回転も阻止された状態となっている。一方、ばね２５の力により軸１８は右方向に付勢されているが、リンク２０とリンク１９が略一直線の状態でリンク１９の下端部がトリップレバー２２のカール端部２２ａに押し付けられて停止し、クロスバー１１が時計方向に回転した状態で接点２と接点４が接触している。
【００１７】
開路操作は閉路状態にある回路遮断器のハンドル２６を反時計方向に回転することによって行われる。この回転によりばね２５の力の作用線がリンク１９の円弧状端部１９ａを右から左へ移動したとき、軸１８が左方向に移動しリンク２０とリンク１９がく字状に折れ曲がる。その結果、図示はしていないが、クロスバー１１が反時計方向に回転して接点を開離させた後消弧ケース１の図示していない部分に接してその回転が停止し、ハンドルレバー２１の回転もその折曲部２１ｂがトリップレバー２２に接して停止し開路状態となる。
【００１８】
閉路操作は開路状態ある回路遮断器のハンドル２６を時計方向に回転させることによって行われる。この回転により、ばね２５の作用線がリンク１９の円弧状端部１９ａを左から右へ移動し、リンク１９とリンク２０とを伸直させながら軸１８が右方向へ移動するためクロスバー１１が時計方向に回転し図４の閉路状態となる。
【００１９】
トリップ動作は閉路状態においてラッチ２４が反時計方向に回転することによって実現する。この回転によってラッチ２４とフック２３との係合及びフック２３とトリップレバー２２との係合が解消し、トリップレバー２２が時計方向へ回転してフレーム１７の折曲部１７ｅに接して停止する。このとき、ハンドルレバー２１を反時計方向に回転させるとともに、クロスバー１１を反時計方向に回転させながらリンク１９とリンク２０が共に上方へ移動し、接点が開離した後クロスバー１１が消弧ケース１に接してその回転が停止した図５及び図８のトリップの状態となる。また、フック２３は、トリップレバー２２との係合が解消したあと、トリップレバー２２の肩部２２ｄに押されてさらに反時計方向へわずかに回転し、図８に示されているようにトリップ駆動端２３ｄが左方向へ突き出る。
【００２０】
リセット操作はトリップ状態にある回路遮断器のハンドル２６を反時計方向に回転させることによって行われる。この回転により、ハンドルレバー２１の折曲部２１ｂに押されてトリップレバー２２が反時計方向に回転し、その肩部２２ｄの移動に追随してフック２３が時計方向に回転しラッチ２４も時計方向に回転して、図６のごとくトリップレバー２２とフック２３が係合可能な状態となる。この状態でハンドル２６を自由状態にするとトリップレバー２２とフック２３及びフック２３とラッチ２４が係合して開路状態となる。
【００２１】
トリップユニットは、主として図１及び図９ないし図１２に示されているように、合成樹脂成形絶縁物製のトリップユニットケース３２内に構築され、それぞれ各極毎に備えられる主回路導電部であるヒーター３３及び端子３４、バイメタルトリップ素子及びインスタントトリップ素子並びに３極に共通に備えられる回転自在のトリップ軸３６及びラッチ軸３７を有している。
【００２２】
バイメタルトリップ素子は、図１に示されているようにヒーター３３の逆Ｕ字状の屈曲部に根元が取り付けられたバイメタル３８を有し、過電流が流れたときヒーター３３において発生するジュール熱によってバイメタル３８が徐々に左方向に湾曲し、所定時間の後、その先端がトリップ軸３６の腕３６ａに取り付けられたピン３９を押して図示されていないばねによって時計方向に付勢されているトリップ軸３６を反時計方向に回転させる。
【００２３】
インスタントトリップ素子は、図１に示されているようにヒーター３３に取り付けられた固定コアー４０と軸４１に回転自在に設けられたコ字状に曲げられている可動コアー４２と、可動コアー４２を反時計方向に付勢するばね４３を有し、ばね４３の付勢力を超える電磁吸引力を発生する電流がヒーター３３に流れたとき瞬時に可動コアー４２が時計方向に回転しその先端がトリップ軸３６の下部の腕３６ｂを押してトリップ軸３６を反時計方向に回転させる。
【００２４】
ラッチ軸３７は、ラッチ腕３７ａ、開閉機構トリップ腕３７ｂ、二つのトリップ指示腕３７ｃ及びトリップ装置リセット腕３７ｄとを有するとともに、ばね４４によって図１において反時計方向に付勢されており、リセット状態においてラッチ腕３７ａがトリップ軸３６に設けられたラッチ受け３６ｃと係合しその回転が阻止されている。さらに、トリップユニットケース３２の前面壁３２ａにはリセットレバー４５が軸４６によって回転自在に設けられ、リセットレバー４５の切欠部とラッチ軸に偏心して設けられたピンとが噛み合うように組み合わされているため、リセットレバー４５とラッチ軸３７とは互いに一方が回転したとき他方も回転するようになっている。
【００２５】
このような、トリップユニットの動作について説明する。なお、図１１はトリップしていない状態を示している図１０のＢ−Ｂから見た断面図であり、図１２はトリップ後の状態を示している。インスタントトリップ素子又はバイメタルトリップ素子が動作してトリップ軸３６が反時計方向に回転すると、ラッチ腕３７ａとラッチ受け３６ｃとの係合が解消してラッチ軸３７が反時計方向に回転し、開閉機構トリップ腕３７ｂの先端がトリップユニットケース３２の前面壁３２ａから突き出るとともにリセットレバー４５が時計方向に回転する。
【００２６】
トリップユニットをリセットする操作は、ばね４４の力に抗して手でリセットレバー４５を反時計方向に回転することによって実現する。この回転によりラッチ軸３７が時計方向に回転し、ラッチ腕３７ａとラッチ受け３６ｃが係合可能な状態となってからリセットレバー４５を自由状態にすると、ラッチ軸３７が反時計方向に回転し双方が係合したリセット状態となる。
【００２７】
以上説明したように、この回路遮断器は、開閉ユニットと結合することなくトリップユニット単独でインスタントトリップ素子やバイメタルトリップ素子の動作調整や動作確認をすることができる。
【００２８】
次に、図１ないし図３及び図１３において、以上のように構成された開閉ユニットとトリップユニットの結合について説明する。
【００２９】
両ユニットの結合は、図１において、ヒーター３３の端部３３ａとリード端子１４が重なるとともにトリップユニットケース３２の底部右端の傾斜面と消弧ケース１の底部左端の傾斜面が重なるように両ユニットを組み合わせて、裏面からねじ４７をまわしてナット１６と共同してリード端子１４とヒータ３３を接続固定するだけでよい。
【００３０】
このように結合された両ユニットは、図１３に示されている成形絶縁物製のカバー４８でよって覆われており、図３において、カバー４８の正面部分の両側縁からは側壁４８ａが密着するようにトリップユニットケース３２及び消弧ケース１の側壁に沿って延び、カバー４８が側壁４８ａの下縁部に形成された複数の方形の穴４８ｂと消弧ケース１及びトリップユニットケース３２の双方に形成されたそれぞれ複数の突起１ａ及び突起３２ｂとをはめ合わせることによって固定されている。
【００３１】
なお、カバー４８の正面には中央極部分にハンドル２６が突き出る開口部４８ｃが形成され、端極部分には内部附属品を収納するための窪み４８ｄが形成されており、カバー４８には図３に鎖線で示されているごとくヒンジ状に開閉できる窪み４８ｄを覆う補助カバー５０が設けられている。
【００３２】
このように結合された回路遮断器の操作及び動作について説明する。なお、開路操作及び閉路操作は、前述の開閉ユニット単独の動作と同様であるためここでは説明を省略する。
【００３３】
前述のごとくバイメタルトリップ素子やインスタントトリップ素子によってトリップユニットが動作したときは、トリップユニットは図９のごとくラッチ軸３７の開閉機構トリップ腕３７ｂがトリップユニットケース３２の前面壁３２ａから突き出る。トリップユニットと直接関連する開閉ユニットの部材であるラッチ２４が図１１及び図１２に鎖線で示されており、図１２において、そのトリップ腕２４ｃが開閉機構トリップ腕３７ｂに押されてラッチ２４が反時計方向に回転するため開閉ユニットがトリップする。
【００３４】
リセット操作は、図１２に鎖線で示されているように、トリップ状態においてハンドル２６を反時計方向に回転させることによって行われる。この操作により、ハンドル２６の左端部２６ａがリセットレバー４５のリセット縁４５ａを押してリセットレバー４５を反時計方向に回転させてリセット可能な状態となり、ハンドル２６を自由状態にすると前述のごとく開閉ユニットと共にトリップユニットもリセットされる。
【００３５】
この実施例の回路遮断器には、トリップユニットが動作したとき動作する警報スイッチの装着が可能である。
【００３６】
警報スイッチ５１は、図１４に示されるようにカバー４８の窪み４８ｄに装着され、トリップユニットが動作してラッチ軸３７が回転したとき、トリップ指示腕３７ｃが前面壁３２ａから突き出て、警報スイッチの動作レバー５２が時計方向に回転し内蔵されるマイクロスイッチが切り替わる。トリップユニットがリセットされてラッチ軸が復帰回転すると、図示されていないばねによって動作レバー５２が復帰回転し、マイクロスイッチも復帰する。このトリップ指示腕３７ｃはラッチ軸３７の２個所に設けられており、カバー４８の左右の窪み４８ｄのいずれにでも又は両方に装着が可能である。さらに、窪み４８ｄは片側に３個のトリップ警報スイッチを装着するスペースがあり、トリップ指示腕３７ｃの数の多いラッチ軸を使用することによってトリップ警報スイッチの装着数を増やすこともできる。
【００３７】
この回路遮断器には、図２及び図７に示されているように、開閉ユニットが正常にトリップ動作をすることを確認するためのトリップボタン５３が設けられており、このボタンは図７において上下方向にスライド自在であって図示されていないばねによって上方向に付勢されてカバー４８に装着されている。そして、回路遮断器の表面部からテストボタン５３を押し込むと、図７において、その先端部５３ａがテストボタン受部２４ｄを押してラッチ２４を反時計方向に回転させて開閉ユニットにトリップ動作を行わせることができる。トリップユニットに回転自在に設けられている開閉ユニットトリップ中継レバー５４は、このようなとき、トリップユニットを介して警報スイッチ５１の動作も確認できるように設けられたものである。その動作は、図８に示されるように開閉ユニットがトリップ状態になったときフック２３のトリップ駆動端２３ｄがトリップユニット側に突き出る。そして、このトリップ駆動端２３ｄが、図１０において、先端部５４ａを押して開閉ユニットトリップ中継レバー５４を反時計方向に回転させ、この回転によって中央極の腕３６ａを押してトリップ軸３６を反時計方向に回転させてトリップユニットをトリップ状態にする。
【００３８】
なお、本発明において、第１ラッチ手段は、ラッチ２４およびフック２３によって構成され、第２ラッチ手段は、ラッチ軸３７、ラッチ軸の腕３７ａ、開閉機構トリップ腕３７ｂ、トリップ軸３６、トリップ軸の腕３６ａ，３６ｂ、ラッチ軸受け３６ｃ等から構成される。また、逆引外し手段は、開閉ユニットトリップ中継レバー５４、先端部５４ａ、トリップ駆動端２３ｄ、および中央極の腕３６ａによって構成される。
【００３９】
このような動作は、トリップボタンの操作による開閉ユニットのトリップ動作だけでなく、異常な機械的衝撃が加わって開閉ユニットのラッチ機構の係合が解消して開閉ユニットがトリップ状態になったときも警報スイッチ５１が動作し警報を発することができる。
【００４０】
上記に、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまでも例示であって、本発明の範囲は上記の発明の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した形態で実施され、開閉機構に含まれる第１ラッチ手段と第１ラッチ手段を動作させる第２ラッチ手段が設けられる回路遮断器において、第２ラッチの動作によらないで第１ラッチが動作したとき第２ラッチを動作させる逆引外し手段を有することとしているため、開閉機構の第１ラッチ手段を動作させるようなテストボタンを操作しても、又、異常な衝撃などにより第１ラッチ手段だけが動作しても、第２ラッチ手段を動作させることができ、第２ラッチ手段の動作によって動作する警報スイッチを動作させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による回路遮断器の一実施例の側面断面図である。
【図２】 図１の回路遮断器の外観正面図である。
【図３】 図１の回路遮断器の外観側面図である。
【図４】 図１の回路遮断器の開閉ユニットの閉路状態の側面断面図である。
【図５】 図１の回路遮断器の開閉ユニットのトリップ状態の側面断面図である。
【図６】 図１の回路遮断器の開閉ユニットのリセット操作中の側面断面図である。
【図７】 図４とは異なる切り口から見た部分側面断面図である。
【図８】 図５とは異なる切り口から見た部分側面断面図である。
【図９】 図１の回路遮断器のトリップユニットの外観斜視図である。
【図１０】 図９の平面図である。
【図１１】 図９の側面断面図である。
【図１２】 図９の側面断面図である。
【図１３】 カバーの斜視図である。
【図１４】 トリップ警報スイッチを装着した部分側面断面図である。
【符号の説明】
１ 消弧ケース、３ 固定接触子、５ 可撓リード、６ 可動接触子、９ 消弧装置、１０ 端子ベース、１１ クロスバー、１３，２５，４３，４４ ばね、１４ リード端子、１５ リード端子ベース、１７ フレーム、１９，２０ リンク、２１ ハンドルレバー、２２ トリップレバー、２３ フック、２４ ラッチ、２６ ハンドル、４７ ねじ、３２ トリップユニットケース、３３ ヒーター、３４ 端子、３６ トリップ軸、３７ ラッチ軸、３８ バイメタル、４０ 固定コアー、４２ 可動コアー、４５ リセットレバー、４８ カバー、５０ 補助カバー、５１ 警報スイッチ、５２ 動作レバー、５３ テストボタン、５４ 開閉ユニットトリップ中継レバー、５９ マイクロスイッチ。

Claims (1)

1. 開閉接触子、
   係合が解消する動作をしたときに接触状態にある前記開閉接触子を開離させる第１ラッチ手段（２３，２４）を含む開閉機構、及び
   係合が解消する動作をしたときに前記第１ラッチ手段に前記係合解消動作をさせる、前記第１ラッチ手段とは独立した第２ラッチ手段（３６，３７）を含む過電流引外し機構を備えた回路遮断器において、
   前記第２ラッチ手段の係合解消動作によらないで前記第１ラッチ手段が前記係合解消動作をしたときに前記第１ラッチ手段の該係合解消動作に応じて該第１ラッチ手段に含まれる駆動端（２３ｄ）が前記過電流引外し機構側に突出し前記第２ラッチ手段の係合を解消させる逆引外し手段を備えることを特徴とする、回路遮断器。

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