JP4009892B2 - 回路遮断器の接触子装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器における接触子装置に関し、詳しくは橋絡形の可動接触子を有する接触子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５はこの種の接触子装置を備えた３極回路遮断器のＯＮ状態の縦断面図である。図５において、モールドケース１内に隔壁により区画された各極の電路空間には、前後一対の固定接触子２及び３が対向して配置され、各々の対向端部の下面に固定接点２ａ及び３ａがそれぞれ取り付けられるとともに、固定接触子２には電源側端子４が一体形成されている。固定接触子３の上方には、内部構成は省略するが熱動−電磁式の過電流引外し装置５が配置され、固定接触子３は過電流引外し装置５を介して負荷側端子６に接続されている。
【０００３】
図５のＯＮ状態において、固定接触子２，３間は可動接触子７により橋絡され、可動接触子７は両端の可動接点７ａが固定接点２ａ及び３ａにそれぞれ接触している。可動接触子７は絶縁物からなる可動接触子ホルダ８に図５の上下方向に摺動自在に案内保持され、また可動接触子ホルダ８はモールドケース１に図５の上下方向に摺動自在に案内されている。可動接触子７は、モールドケース１の底部との間に挿入された圧縮コイルばねからなる接触スプリング９により固定接触子２，３に向かって付勢され、固定・可動接点間に所定の接触圧力を生じさせている。可動接触子７の前後には、隙間を介して積層された複数枚の消弧グリッドからなる消弧室１０が配置されている。可動接触子７を保持した可動接触子ホルダ８は、中央極部分に位置する開閉レバー１１により開閉操作される。開閉レバー１１は開閉軸１２を支点としてモールドケース１に回動自在に支持され、開閉機構１３により開閉駆動される。
【０００４】
このような回路遮断器において、電流は矢印で示すように、電源側端子４→固定接触子２→可動接触子７→固定接触子３→過電流引外し装置５→負荷側端子６の経路で流れる。この状態から開閉機構１３の操作ハンドル１４をＯＦＦ操作すると、開閉レバー１１は図５の時計方向に回転駆動され、可動接触子ホルダ８を接触スプリング９に抗して押し下げる。これにより可動接触子７が固定接触子２，３から開離して電路が開かれる。
【０００５】
また、回路遮断器を短絡電流のような大電流が流れると、可動接触子７は、固定接点２ａ，３ａと可動接点７ａとの突き合わせ接触による電磁反発力及び平行に配置された固定接触子２，３と可動接触子７の導体間の電磁反発力によって図５の下方向に駆動され、鎖線で示すように固定接触子２，３から急速に開離する。次いで、過電流引外し装置５の作動により開閉機構１３の鎖錠が外され、開閉機構１３は図示しない開閉スプリングに蓄勢されたエネルギにより開閉レバー１１を時計方向に急速に回転駆動し、可動接触子ホルダ８を介して可動接触子７を開離位置に保持する。その際、固定接点２ａ，３ａと可動接点７ａとの間にはアーク１５が発生するが、このアーク１５は可動接触子７の開離に伴って伸長し、やがて消弧室１０に引き込まれて消弧される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示した従来の回路遮断器において、可動接触子７の開離時に接触スプリング９は圧縮されるため、可動接触子７が開離するにつれて接触スプリング９からの反力が増加し、可動接触子７の開離速度が次第に低下する。この開離速度の低下をできるだけ少なくするには、接触スプリング９の巻き数を多くしてそのばね定数を小さくする必要があるが、それに伴って接触スプリング９が長くなる。ところが、接触スプリングが長くなると、可動接触子７とモールドケース１の底部との間隔を広げる必要が生じ、その結果、モールドケース１の高さが大きくなって、回路遮断器の小型化が阻まれるという問題があった。
【０００７】
この発明は、このような問題に対処するもので、接触スプリングのばね定数を小さくしながら、その設置に伴うモールドケースの拡大を抑え、回路遮断器の小型化を阻害することなく、可動接触子の開離速度を上げることを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、各極ごとに対向して配置された前後一対の固定接触子と、これらの固定接触子を橋絡する可動接触子とを有し、この可動接触子はケースとの間に挿入された接触スプリングにより前記固定接触子に押圧されて各極電路を閉路し、前記電路の開路時には前記接触スプリングに抗して前記固定接触子から開離する回路遮断器の接触子装置において、Ω状のばねホルダを設け、このばねホルダの中央の凹部に前記可動接触子を組み合わせることにより前記可動接触子の両側のこれより高い位置に前記ばねホルダの両端部の腕部を張出させるとともに、前記接触スプリングを２個の圧縮コイルばねにより構成し、前記可動接触子の両側に張出したばねホルダの両端部の腕部と前記モールドケースとの間に、前記接触スプリングを構成する２個の圧縮コイルばねを各別に挿入したことを特徴とするものである。
【０００９】
圧縮コイルばねからなる接触スプリングの巻数を増やし、ばね定数を小さくして可動接触子開離時の接触スプリングからの反力を低下させようとすると、接触スプリングの長さが従来よりも大きくなり、また閉路時に従来と同一の接触圧力を発生させるための撓み代も大きくなる。そのため、可動接触子の下面とモールドケースとの間に接触スプリングを挿入する従来構成のままで、長い接触スプリングを挿入しようとすると、同一の挿入スペースでは隣接する線材同士が当って必要な可動接触子開離距離が得られない。
【００１０】
そこで、この発明では、各可動接触子にそれぞれ２個の圧縮コイルばねからなる接触スプリングを設け、各接触スプリングの負荷荷重を接触スプリングが１個の場合の１／２にするものである。これにより、各接触スプリングの線径が細くなるので、線材同士が当たるまでの撓み代が大きくなり、ばね定数を小さくするために巻数を増やしても、接触スプリングの挿入スペースをそれ程大きくしないで必要な可動接触子開離距離を得ることができる。
【００１１】
そして、前記２個の接触スプリングを前記可動接触子の両側にそれぞれ配置するとともに、前記可動接触子と前記接触スプリングとの間にばねホルダを介挿し、前記接触スプリングの上端を前記可動接触子の上まで高くしているので、接触スプリングを可動接触子の下面とモールドケースとの間に挿入する場合に比べて、同一のモールドケース高さで、より容易に接触スプリングの挿入スペースを拡大することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。ここで、図１は回路遮断器の閉路状態の縦断面図、図２は図１におけるその可動接触子部分の分解斜視図、図３は図１におけるモールドケースの平面図、図４は図３のＰ部の拡大斜視図である。なお、従来例と対応する部分には同一の符号を用い、実質的に同一構成部分については説明を省略する。さて、この実施の形態において、従来と相違するのは、接触スプリング９として各可動接触子７に２個の圧縮コイルばねがそれぞれ設けられ、これらの接触スプリング９は可動接触子７の両側に配置されている点である。可動接触子７と接触スプリング９との間にばねホルダ１６が介挿され、接触スプリング９の上端は可動接触子７の上まで高くなっている。
【００１３】
図２に示すように、ばねホルダ１６は鋼板からのプレス成形によりΩ状に形成され、中央の凹部１６ａに可動接触子７が組み合わされ、左右の腕部１６ｂの下面で接触スプリング９の上端面を受ける。一方、図３及び図４に示すように、モールドケース１の側壁１ａ及び隔壁１ｂには接触スプリング９の下端部を受ける底付き円筒状のばね受け凹部１７が形成され、ばねホルダ１６の腕部１６ｂはばね受け凹部１７の上方に被さるように張り出している。なお、ばね受け凹部１７の側壁の左右対向部は上下に切り欠かれ、可動接触子ホルダ８の左右の凸部８ａ（図２）を摺動させる案内部１８を形成している。
【００１４】
図１の回路遮断器の動作は従来例と同じであり、図示ＯＮ状態から開閉機構１３の操作ハンドル１４をＯＦＦ操作すると、開閉レバー１１が回転駆動され、可動接触子ホルダ８は接触スプリング９に抗して押し下げられて可動接触子７が固定接触子２，３から開離する。また、回路遮断器を短絡電流のような大電流が流れると、可動接触子７は電磁反発力によって図１の下方向に駆動され、固定接触子２，３から急速に開離する。次いで、過電流引外し装置５の作動により開閉機構１３の鎖錠が外され、開閉機構１３は図示しない開閉スプリングに蓄勢されたエネルギにより開閉レバー１１を時計方向に急速に回転駆動し、可動接触子ホルダ８を介して可動接触子７を開離位置に保持する。
【００１５】
このような回路遮断器において、接触スプリング９は可動接触子７の両側に分けて配置され、各接触スプリング９は従来よりも細い線径で多数回巻かれ、ばね定数が小さく設定されている。そのため、接触スプリング９は従来よりも長さが大きくなり、図示ＯＮ状態における撓み代も大きくなっているが、線径が小さいため隣接する線材間に大きな隙間が得られるとともに、ばねホルダ１６の介挿により腕部１６ｂの立ち上げ分だけ上端が可動接触子７よりも高くなっているため、モールドケース１の高さを特に大きくしなくても、モールドケース１の底部とばねホルダ１６との間に接触スプリング９を挿入する十分なスペースが得られている。図示実施の形態では接触スプリングとしてコイルばねを用いたが、捩じりばねを用いれば巻数を増やしても接触スプリングの高さ寸法は変わらないので、その場合にもモールドケースの高さに影響を与えることなく、接触スプリングのばね定数を小さくすることができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、モールドケースの高さを広げることなく、ばね定数を小さくした接触スプリングを挿入することができるので、可動接触子開離時の接触スプリングからの反力を抑え、回路遮断器の大形化を招くことなく可動接触子の開離速度を上げて遮断性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態を示す回路遮断器の縦断面図である。
【図２】 図１における可動接触子部分の分解斜視図である。
【図３】 図１におけるモールドケースの平面図である。
【図４】 図３のＰ部の拡大斜視図である。
【図５】 従来例を示す回路遮断器の縦断面図である。
【符号の説明】
１ モールドケース
２ 固定接触子
３ 固定接触子
５ 過電流引外し装置
７ 可動接触子
８ 可動接触子ホルダ
９ 接触スプリング
１１ 開閉レバー
１３ 開閉機構
１６ ばねホルダ
１７ ばね受け凹部
【発明の属する技術分野】
この発明は、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器における接触子装置に関し、詳しくは橋絡形の可動接触子を有する接触子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５はこの種の接触子装置を備えた３極回路遮断器のＯＮ状態の縦断面図である。図５において、モールドケース１内に隔壁により区画された各極の電路空間には、前後一対の固定接触子２及び３が対向して配置され、各々の対向端部の下面に固定接点２ａ及び３ａがそれぞれ取り付けられるとともに、固定接触子２には電源側端子４が一体形成されている。固定接触子３の上方には、内部構成は省略するが熱動−電磁式の過電流引外し装置５が配置され、固定接触子３は過電流引外し装置５を介して負荷側端子６に接続されている。
【０００３】
図５のＯＮ状態において、固定接触子２，３間は可動接触子７により橋絡され、可動接触子７は両端の可動接点７ａが固定接点２ａ及び３ａにそれぞれ接触している。可動接触子７は絶縁物からなる可動接触子ホルダ８に図５の上下方向に摺動自在に案内保持され、また可動接触子ホルダ８はモールドケース１に図５の上下方向に摺動自在に案内されている。可動接触子７は、モールドケース１の底部との間に挿入された圧縮コイルばねからなる接触スプリング９により固定接触子２，３に向かって付勢され、固定・可動接点間に所定の接触圧力を生じさせている。可動接触子７の前後には、隙間を介して積層された複数枚の消弧グリッドからなる消弧室１０が配置されている。可動接触子７を保持した可動接触子ホルダ８は、中央極部分に位置する開閉レバー１１により開閉操作される。開閉レバー１１は開閉軸１２を支点としてモールドケース１に回動自在に支持され、開閉機構１３により開閉駆動される。
【０００４】
このような回路遮断器において、電流は矢印で示すように、電源側端子４→固定接触子２→可動接触子７→固定接触子３→過電流引外し装置５→負荷側端子６の経路で流れる。この状態から開閉機構１３の操作ハンドル１４をＯＦＦ操作すると、開閉レバー１１は図５の時計方向に回転駆動され、可動接触子ホルダ８を接触スプリング９に抗して押し下げる。これにより可動接触子７が固定接触子２，３から開離して電路が開かれる。
【０００５】
また、回路遮断器を短絡電流のような大電流が流れると、可動接触子７は、固定接点２ａ，３ａと可動接点７ａとの突き合わせ接触による電磁反発力及び平行に配置された固定接触子２，３と可動接触子７の導体間の電磁反発力によって図５の下方向に駆動され、鎖線で示すように固定接触子２，３から急速に開離する。次いで、過電流引外し装置５の作動により開閉機構１３の鎖錠が外され、開閉機構１３は図示しない開閉スプリングに蓄勢されたエネルギにより開閉レバー１１を時計方向に急速に回転駆動し、可動接触子ホルダ８を介して可動接触子７を開離位置に保持する。その際、固定接点２ａ，３ａと可動接点７ａとの間にはアーク１５が発生するが、このアーク１５は可動接触子７の開離に伴って伸長し、やがて消弧室１０に引き込まれて消弧される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示した従来の回路遮断器において、可動接触子７の開離時に接触スプリング９は圧縮されるため、可動接触子７が開離するにつれて接触スプリング９からの反力が増加し、可動接触子７の開離速度が次第に低下する。この開離速度の低下をできるだけ少なくするには、接触スプリング９の巻き数を多くしてそのばね定数を小さくする必要があるが、それに伴って接触スプリング９が長くなる。ところが、接触スプリングが長くなると、可動接触子７とモールドケース１の底部との間隔を広げる必要が生じ、その結果、モールドケース１の高さが大きくなって、回路遮断器の小型化が阻まれるという問題があった。
【０００７】
この発明は、このような問題に対処するもので、接触スプリングのばね定数を小さくしながら、その設置に伴うモールドケースの拡大を抑え、回路遮断器の小型化を阻害することなく、可動接触子の開離速度を上げることを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、各極ごとに対向して配置された前後一対の固定接触子と、これらの固定接触子を橋絡する可動接触子とを有し、この可動接触子はケースとの間に挿入された接触スプリングにより前記固定接触子に押圧されて各極電路を閉路し、前記電路の開路時には前記接触スプリングに抗して前記固定接触子から開離する回路遮断器の接触子装置において、Ω状のばねホルダを設け、このばねホルダの中央の凹部に前記可動接触子を組み合わせることにより前記可動接触子の両側のこれより高い位置に前記ばねホルダの両端部の腕部を張出させるとともに、前記接触スプリングを２個の圧縮コイルばねにより構成し、前記可動接触子の両側に張出したばねホルダの両端部の腕部と前記モールドケースとの間に、前記接触スプリングを構成する２個の圧縮コイルばねを各別に挿入したことを特徴とするものである。
【０００９】
圧縮コイルばねからなる接触スプリングの巻数を増やし、ばね定数を小さくして可動接触子開離時の接触スプリングからの反力を低下させようとすると、接触スプリングの長さが従来よりも大きくなり、また閉路時に従来と同一の接触圧力を発生させるための撓み代も大きくなる。そのため、可動接触子の下面とモールドケースとの間に接触スプリングを挿入する従来構成のままで、長い接触スプリングを挿入しようとすると、同一の挿入スペースでは隣接する線材同士が当って必要な可動接触子開離距離が得られない。
【００１０】
そこで、この発明では、各可動接触子にそれぞれ２個の圧縮コイルばねからなる接触スプリングを設け、各接触スプリングの負荷荷重を接触スプリングが１個の場合の１／２にするものである。これにより、各接触スプリングの線径が細くなるので、線材同士が当たるまでの撓み代が大きくなり、ばね定数を小さくするために巻数を増やしても、接触スプリングの挿入スペースをそれ程大きくしないで必要な可動接触子開離距離を得ることができる。
【００１１】
そして、前記２個の接触スプリングを前記可動接触子の両側にそれぞれ配置するとともに、前記可動接触子と前記接触スプリングとの間にばねホルダを介挿し、前記接触スプリングの上端を前記可動接触子の上まで高くしているので、接触スプリングを可動接触子の下面とモールドケースとの間に挿入する場合に比べて、同一のモールドケース高さで、より容易に接触スプリングの挿入スペースを拡大することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。ここで、図１は回路遮断器の閉路状態の縦断面図、図２は図１におけるその可動接触子部分の分解斜視図、図３は図１におけるモールドケースの平面図、図４は図３のＰ部の拡大斜視図である。なお、従来例と対応する部分には同一の符号を用い、実質的に同一構成部分については説明を省略する。さて、この実施の形態において、従来と相違するのは、接触スプリング９として各可動接触子７に２個の圧縮コイルばねがそれぞれ設けられ、これらの接触スプリング９は可動接触子７の両側に配置されている点である。可動接触子７と接触スプリング９との間にばねホルダ１６が介挿され、接触スプリング９の上端は可動接触子７の上まで高くなっている。
【００１３】
図２に示すように、ばねホルダ１６は鋼板からのプレス成形によりΩ状に形成され、中央の凹部１６ａに可動接触子７が組み合わされ、左右の腕部１６ｂの下面で接触スプリング９の上端面を受ける。一方、図３及び図４に示すように、モールドケース１の側壁１ａ及び隔壁１ｂには接触スプリング９の下端部を受ける底付き円筒状のばね受け凹部１７が形成され、ばねホルダ１６の腕部１６ｂはばね受け凹部１７の上方に被さるように張り出している。なお、ばね受け凹部１７の側壁の左右対向部は上下に切り欠かれ、可動接触子ホルダ８の左右の凸部８ａ（図２）を摺動させる案内部１８を形成している。
【００１４】
図１の回路遮断器の動作は従来例と同じであり、図示ＯＮ状態から開閉機構１３の操作ハンドル１４をＯＦＦ操作すると、開閉レバー１１が回転駆動され、可動接触子ホルダ８は接触スプリング９に抗して押し下げられて可動接触子７が固定接触子２，３から開離する。また、回路遮断器を短絡電流のような大電流が流れると、可動接触子７は電磁反発力によって図１の下方向に駆動され、固定接触子２，３から急速に開離する。次いで、過電流引外し装置５の作動により開閉機構１３の鎖錠が外され、開閉機構１３は図示しない開閉スプリングに蓄勢されたエネルギにより開閉レバー１１を時計方向に急速に回転駆動し、可動接触子ホルダ８を介して可動接触子７を開離位置に保持する。
【００１５】
このような回路遮断器において、接触スプリング９は可動接触子７の両側に分けて配置され、各接触スプリング９は従来よりも細い線径で多数回巻かれ、ばね定数が小さく設定されている。そのため、接触スプリング９は従来よりも長さが大きくなり、図示ＯＮ状態における撓み代も大きくなっているが、線径が小さいため隣接する線材間に大きな隙間が得られるとともに、ばねホルダ１６の介挿により腕部１６ｂの立ち上げ分だけ上端が可動接触子７よりも高くなっているため、モールドケース１の高さを特に大きくしなくても、モールドケース１の底部とばねホルダ１６との間に接触スプリング９を挿入する十分なスペースが得られている。図示実施の形態では接触スプリングとしてコイルばねを用いたが、捩じりばねを用いれば巻数を増やしても接触スプリングの高さ寸法は変わらないので、その場合にもモールドケースの高さに影響を与えることなく、接触スプリングのばね定数を小さくすることができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、モールドケースの高さを広げることなく、ばね定数を小さくした接触スプリングを挿入することができるので、可動接触子開離時の接触スプリングからの反力を抑え、回路遮断器の大形化を招くことなく可動接触子の開離速度を上げて遮断性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態を示す回路遮断器の縦断面図である。
【図２】 図１における可動接触子部分の分解斜視図である。
【図３】 図１におけるモールドケースの平面図である。
【図４】 図３のＰ部の拡大斜視図である。
【図５】 従来例を示す回路遮断器の縦断面図である。
【符号の説明】
１ モールドケース
２ 固定接触子
３ 固定接触子
５ 過電流引外し装置
７ 可動接触子
８ 可動接触子ホルダ
９ 接触スプリング
１１ 開閉レバー
１３ 開閉機構
１６ ばねホルダ
１７ ばね受け凹部
Claims (1)
- 各極ごとに対向して配置された前後一対の固定接触子と、これらの固定接触子を橋絡する可動接触子とを有し、この可動接触子はモールドケースとの間に挿入された接触スプリングにより前記固定接触子に押圧されて各極電路を閉路し、前記電路の開路時には前記接触スプリングに抗して前記固定接触子から開離する回路遮断器の接触子装置において、
Ω状のばねホルダを設け、このばねホルダの中央の凹部に前記可動接触子を組み合わせることにより前記可動接触子の両側のこれより高い位置に前記ばねホルダの両端部の腕部を張出させるとともに、前記接触スプリングを２個の圧縮コイルばねにより構成し、前記可動接触子の両側に張出したばねホルダの両端部の腕部と前記モールドケースとの間に、前記接触スプリングを構成する２個の圧縮コイルばねを各別に挿入したことを特徴とする回路遮断器の接触子装置。
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