JP4155172B2 - 回路遮断器の連動遮断機構 - Google Patents

Description

本発明は、異常電流が流れると接点を強制開極するとともにハンドルをオフ位置に復帰させるオートリセット機能を有した回路遮断器本体を横並びに複数個並設し、各ハンドルを連動させるとともに異常電流検出時に接点強制開極を連動させる回路遮断器の連動遮断機構に関する。

この種の回路遮断器として特許文献１に示すものが存在する。文献中の符号を引用して説明すると、このものにあっては、過電流によって第1極がトリップした場合、ラッチ板46の係止板46aの回動により、連動板106の突起106cが押されて左回りに回転する。この左回りの回転により、隣接する第2極側に臨んだ連動板の突起106bが引外し板44のL字片44gを押し、引外し板44を右回り、つまり引外し方向に回動して隣合う極を連動させている。

しかし、ラッチ板46で連動板106の突起106cを押すので、繰り返し連動によってラッチ板が摩耗してしまい、ラッチしにくくなってしまうという問題があった。
特開平8−138518号（図９、図１１、図１３）

本発明は、かかる事由に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、トリップ連動の繰り返しによってラッチ部材が摩耗しにくく、もってラッチ部材を引外し部材にラッチしにくくなるのを防止できる回路遮断器の連動遮断機構を提供することにある。

この発明の回路遮断器の連動遮断機構は、器体と、この器体にオンオフ間で回動自在に支持されるとともにオフ方向に付勢されたハンドルと、このハンドルにリンクを介して連結されたラッチ部材と、このラッチ部材の一部を係止する係止部を有して前記器体内に回動自在に支持された引外し部材と、接点と、前記器体内で回動自在に支持され前記ラッチ部材の一部が前記引外し部材に係止された状態で前記ハンドルの回動操作によって前記接点を開閉駆動するクロスバーと、前記接点の閉極状態で前記接点に異常電流が流れると前記引外し部材をラッチ部材係止状態から解除する方向に駆動する異常電流検出装置と、前記ラッチ部材の係止状態が解除されたときに前記クロスバーを接点開極方向に付勢する付勢手段とを有し、
さらに、前記異常電流が流れると前記ラッチ部材の係止状態を解除して前記接点を強制開極した後、前記ハンドルをオフ位置に復帰させるとともに前記引外し部材を前記ラッチ部材の一部が係止可能な位置に復帰させるオートリセット機構を有した複数の回路遮断器本体を備え、
前記複数の回路遮断器本体を横並びに並設し、各ハンドルを連動させる手段を有するとともに異常電流検出時に接点強制開極を連動させるトリップ連動部材を有する回路遮断器の連動遮断機構であって、
前記トリップ連動部材は、各回路遮断器本体間に回動自在に支持され、前記クロスバーが接点開極方向に回転するときに前記クロスバーに駆動される第1駆動部と、この第1駆動部に連設されて前記引外し部材をラッチ部材係止状態から解除する方向に駆動し得るように前記引外し部材に対向する第2駆動部とを有し、前記トリップ連動部材の回動中心点を、前記ハンドルのオン位置では前記異常電流が流れると接点強制開極方向に回転した前記クロスバーにより前記第1駆動部が駆動され、それに伴って前記第2駆動部により前記引外し部材をラッチ部材係止状態から解除する方向に駆動するトリップセット位置とし、前記ハンドルのオフ位置では前記クロスバーに前記第1駆動部が駆動された状態であっても前記第2駆動部が前記引外し部材を駆動し得ないオンオフセット位置とするように、前記ハンドルの前記オン位置および前記オフ位置に応じて前記回動中心点を移動可能に構成したことを特徴とするものである。

上記構成において、前記各回路遮断器本体間に、前記ハンドルが前記オン位置のときには前記トリップ連動部材を押圧して前記トリップセット位置に位置させるとともに、前記ハンドルが前記オフ位置のときには前記トリップ連動部材への押圧力を働かせない形で前記トリップ連動部材をオンオフセット位置に位置させるハンドル連動部材を設けている。

この発明の回路遮断器によれば、トリップ連動部材は、クロスバーの開極動作に連動するので、トリップ連動の繰り返しによってラッチ部材が摩耗しにくく、もってラッチ部材を引外し部材にラッチしにくくなるのを防止できる。しかもハンドルがオフ位置のとき、トリップ連動部材はその第２駆動部が引外し部材を駆動し得ないオンオフセット位置にあるため、引外し部材をラッチ部材の一部が係止可能な位置に復帰させるオートリセット機能の回路遮断器でも確実に連動させることができる。

また、各回路遮断器間に配設されたハンドル連動部材によりトリップ連動部材をトリップセット位置とオンオフセット位置とに位置させることができるので、構成の簡素化が図れる。

この発明の一実施の形態を図１から図５により説明する。本実施の形態に適用される回路遮断器は２極型の回路遮断器であり、二分割して形成された第１の器体内に第１極の各部材を、同じく二分割して形成された第２の器体内に第２極の各部材を収納し、各極同士を連動（図示せず）させる構成にし、各極ともそれぞれの器体内に全く同じ部材が収納される。

すなわち、各回路遮断器は、器体６と、ハンドル９と、ラッチ部材２２と、引外し部材２４と、クロスバー３と、接点１０、１１と、バイメタル２６および電磁石装置４０からなる異常電流検出装置とを有する。

器体６は、上記したように二分割された第１の器体を示す。図示のように器体６は、両端に端子７、８を有し、上面のハンドル穴３０よりハンドル９を突出し、内部に以下の各部品を納めている。

ハンドル９は、器体６から一部が外部に突出する形でオンオフ間で器体６に回動自在に支持されている。実施の形態ではハンドル９を器体６に保持された軸２０に支持している。

ラッチ部材２３は、ハンドル９にリンク２１を介して連結されている。リンク２１はハンドル９に一端が連接され、リンク２１の他端にラッチ部材２２の中間部が軸支されて一端２２ａでクロスバー３の押圧部３ａに係合し、他端を係止部２２ｂとしている。

引外し部材２４は、ラッチ部材２２の一部を係止する係止部２４ａを有して器体６内に回動自在に支持されている。引外し部材２４は軸２５により器体６に軸支され上端の係止部２４ａが係止受けとなってラッチ部材２２の係止部２２ｂを係止する。引外し部材２４はばね２８により係止部２２ｂに係止する方向に付勢されている。

接点１０、１１は、クロスバー３の回動に伴って開閉するもので、実施の形態では可動接触子２と固定接触子１に固着されている。すなわち、固定接触子１は固定接点１０を有し、固定接触子１が端子８の端子板に一体に形成されることにより端子８に接続されている。可動接触子２は固定接点１０に接離自在に対向する可動接点１１を有し、可動接触子２の中間部がクロスバー３の可動接触子収容部に保持され、先端に可動接点１１を設け、後端に可撓リード線１２の一端を接続している。

ここで、アーク遮蔽部材４は可動接点１１が固定接点１０に接触したときには可動接点１１および固定接点１０間に介在せず、可動接点１１が固定接点１０から開離したときには可動接点１１および固定接点１０間に介在するものである。アーク遮蔽部材４の先端に設けた突部４ａは器体６の隔壁１５に設けた嵌合凹部１４に嵌合させている。アーク遮蔽部材４は軸１６に軸支され、アーク遮蔽部材４とクロスバー３とに歯車１７（一方を図示せず）を設け、これらの歯車の噛み合わせによりアーク遮蔽部材４をクロスバー３に連動させている。

クロスバー３は、器体６内で回動自在に支持されラッチ部材２２の一部が引外し部材２４に係止された状態でハンドル９の回動操作によって接点１０、１１を開閉駆動する。クロスバー３は可動接点１１を固定接点１０に接離させる形で可動接触子２を駆動するものである。実施の形態では軸１３を有し、軸１３が器体６に支持されている。クロスバー３が軸１３の回りを反時計回りに回動することにより、可動接触子２がオフ動作し、時計回りに回動することによりオン動作する。この場合、引外し部材２４のラッチ部材２２との係止状態を解除する回転方向を、接点１０、１１が開極するクロスバー３の回転方向と同一方向としている。４１はクロスバー３の可動接触子収容部と可動接触子２との間に介在された接点圧付与ばねである。

付勢手段は開極ばね２３であり、例えばねじりコイルばねを用い、巻部を器体６の軸に保持し、一端を器体６の内面に係合し他端でクロスバー３を開極方向に付勢している。したがって、ラッチ部材２２が引外し部材２４に係止状態であるときハンドル９のオフ操作によってクロスバー３を開極し、またラッチ部材２２の係止が解除されたときクロスバー３を開極する。

異常電流検出装置はバイメタル２６と電磁石装置４０により構成される。電磁石装置４０は、接点１０、１１への通電電路である可撓リード線１２の一部を包囲する形で配設される第１の磁性体例えば略コ字形の第１の鉄心４３および第２の磁性体例えば略平板形の第２の鉄心４４を有し、接点１０、１１の閉極時に可撓リード線１２に大電流が流れると第２の鉄心４４を第１の鉄心４３に吸引して引外し部材４をラッチ部材２２との係止状態から解除する方向に駆動する。ここで、第１の鉄心４３をクロスバー３に設けるとともに、第２の鉄心４４を引外し部材２４に設け、相互間に可撓リード線１２を挿通している。

バイメタル２６は、過電流によって自由端側が変位するもので、バイメタル２６を通電電路に介在させている。このバイメタル２６は、第２の鉄心４４の第１の鉄心対向面側とは反対側面であって、過電流発生時に変位する自由端側で第２の鉄心４４に当接して引外し部材２４をラッチ部材２２の係止状態から解除する方向に駆動させる位置に配設している。バイメタル２６の基端は器体６に保持され、バイメタル２６の自由端が可撓リード線１２の他端に接続され、バイメタル２６の基端部と端子７とはリード線２７により接続されている。

オートリセット機構は、電路に異常電流が流れるとラッチ部材２２の係止状態を解除して接点１０、１１を強制開極した後、ハンドル９をオフ位置に復帰させるとともに引外し部材２４をラッチ部材２２の一部が係止可能な位置に復帰させる構成を有する。このため、ハンドル９にはハンドル復帰ばね（図示せず）を設けている。また引外し部材２４に復帰用のばね２８を設けている。

つぎに、回路遮断器の連動遮断機構は、図２および図３に示すように、上記した回路遮断器の複数の本体５０、５１を横並びに並設し、各ハンドル９を連動させる手段５２を有するとともに異常電流検出時に接点強制開極を連動させるトリップ連動部材５３を有する。

本体５０、５１間は各本体に形成した係止孔６１と、係止孔６１に係止する爪６０ａを両端に設けた連結部材６０とで、一体に連結される。

ハンドル９を連動させる手段５２はハンドル９にそれぞれ貫通しただるま形の孔５５と、孔５５間に介在し孔５５の細径側に嵌合する突起５６を両端に有するとともに孔５５に連通するように貫通した孔５７を有する連結部材５８と、孔５５の大径側および孔５７を貫通する連結ピン５９を有する。これによりハンドル９は一体に連結され、同時にオンオフ動作する。

トリップ連動部材５３は、各回路遮断器本体５０、５１間に回動自在に支持され、クロスバー３が接点開極方向に回転するときにクロスバー３に駆動される第１駆動部６５と、この第１駆動部６５に連設されて引外し部材２４をラッチ部材係止状態から解除する方向に駆動し得るように引外し部材２４に対向する第２駆動部６６とを有する。実施の形態では例えば略ヘ字形の板状の部材により形成し、第１駆動部６５は一端に突設した丸棒状突部であり、第２駆動部６６は他端に突設した矩形状突部としている。

また、トリップ連動部材５３の回動中心点を、ハンドル９のオン位置では異常電流が流れると接点強制開極方向に回転したクロスバー３により第１駆動部６５が駆動され、それに伴って第2駆動部６６により引外し部材２４をラッチ部材係止状態から解除する方向に駆動するトリップセット位置６８とし、ハンドル９のオフ位置ではクロスバー３に第１駆動部６５が駆動された状態であっても第２駆動部６６が引外し部材２４を駆動し得ないオンオフセット位置６９（図４参照）とするように、ハンドル９のオン位置およびオフ位置に応じて回動中心点を移動可能に構成している。実施の形態では、トリップ連動部材５３の屈曲位置に短手方向に延びた長孔７０を形成し、長孔７０に嵌合する軸７１を本体５０、５１の対向面に形成した凹部７２内の所定位置に突設している。そして、長孔７０の上端に軸７１が位置したときの軸７１の中心がトリップ連動部材５３の回動中心点となりかつトリップセット位置６８となる。また長孔７０の下端に軸７１が位置したときの軸７１の中心がトリップ連動部材５３の回動中心点となりかつオンオフセット位置６９となる。また凹部７２には第１駆動部６５および第２の駆動部６６に対応して貫通孔７４、７５が形成され、貫通孔７４を通して第１駆動部６５がクロスバー３の押圧部３ａに形成した突部
３ｃに係合し、貫通孔７５を通して第２駆動部６６が引外し部材２４に設けた第２の鉄心４４の両側に折曲した耳状の一対の受け部８０の一方に対向している。第２駆動部６６は受け部８０に対してクロスバー３の接点開極方向の回転方向側すなわちクロスバー３と反対側のバイメタル２６側から当接している。

ハンドル連動部材８２が各回路遮断器本体５０、５１間に設けられ、ハンドル９がオン位置のときにはトリップ連動部材５３を押圧してトリップセット位置６８に位置させるとともに、ハンドル９がオフ位置のときにはトリップ連動部材５３への押圧力を働かせない形でトリップ連動部材５３をオンオフセット位置６９に位置させる。ハンドル連動部材８２は凹部７２より本体５０、５１の上端部に延びた溝８３に移動自在に挿入される。ハンドル連動部材８２は例えば溝８３に挿入される矩形板であり、本体５０、５１より突出した上端部は板厚方向に延びるＴ字形をなし、オン位置のハンドル９の下面に位置し、下端がハンドル連動部材８２の屈曲部の頂部５３ａに当接する。またほぼ中央部に縦長の長孔８５を形成し、長孔８５が移動自在に嵌合する突起８６を溝８３内に設けている。

図１はオン状態である。ハンドル９は器体６の上面に倒れ、リンク２１は下降し、ラッチ部材２２の係止部２２ｂが引外し部材２４に係止した状態でクロスバー３の押圧部３ａを開極ばね２３に抗して押圧し、これによりクロスバー３を時計方向に回動し、可動接触子２をオン動作させて可動接点１１を固定接点１０に接触している。このときリンク２１は反転しているためハンドル９はハンドル復帰ばねに抗して開極ばね２３のばね力により倒れた方向に付勢されハンドル穴３０の縁部に係止する。これにより、端子７、８間がリード線２７、バイメタル26、可撓リード線１２、可動接触子２、固定接触子１を通してつながり、この通電電路を電流が流れる。

また同図（ｂ）に示すように、ハンドル連動部材８２がハンドル９に押されて下降しており、ハンドル連動部材８２でトリップ連動部材５３の頂部５３ａを押して長孔７０を下降し長孔７０の上端に軸７１を位置させており、その軸中心がトリップ連動部材５３の回転中心点となりトリップセット位置６８となっている。第１駆動部６５はクロスバー３の押圧部３ａの突部３ｃに係合し、第２駆動部６６は受け部８０に対向している。

図４はオフ状態である。ハンドル９を倒れたオン状態からオフ状態に起立すると、ハンドル９がある回動位置を超えたときリンク２１が反転し、ハンドル復帰ばねおよび開極ばね２３のばね力によりハンドル９が起立する方向に付勢されハンドル穴３０の縁部に係止するとともに、ラッチ部材２２がリンク２１により引き上げられ、クロスバー３が反時計方向に回動し、このため可動接触子２が開極動作し、可動接点１１が固定接点１０から離れる。これにより通電電路が開く。同時にクロスバー３の回動により歯車１７を介してアーク遮蔽部材４が回動し、固定接点１０と可動接点１１との間に進入し、さらに嵌合凹部１４に突部４ａが嵌合する。ハンドル９を再度倒すと、図１に示す状態にクロスバー３が時計回りに回動して可動接触子２が閉極動作し、このときアーク遮蔽部材４が歯車１７を介して固定接触子１の下側に回動する。

また同図（ｂ）に示すように、ハンドル９の起立に伴ってハンドル連動部材８２の押さえが解放されるとともにクロスバー３の回動により押圧部３ａの突部３ｃでトリップ連動部材５３の第１駆動部６５が図１の状態から押上げられ、これによりトリップ連動部材５３が押上られて長孔７０の下端に軸７１が位置し、その軸７１の中心がオンオフセット位置６９となり、同時にハンドル連動部材８２がトリップ連動部材５３の頂部５３ａに押されて溝８３を上昇する。したがって、第２駆動部６６で第２の鉄心４４の受け部８０を押すことがなく、ハンドル９のオフ動作ではトリップ連動部材５３により引外し部材２４を引き外すことができない。

図５はオン状態で電路に過電流が流れ、バイメタル２６が引外し部材２４をラッチ部材２２から引き外したトリップ状態であり、ハンドル２６は動作前の状態を示す。これにより可動接点１１は固定接点１０から強制開極される。すなわち、電路に過電流が流れるとバイメタル２６がわん曲して先端で引外し部材２４に取付けられた第２の鉄心４４を押し、引外し部材２４は軸２５を中心に反時計方向に回動してラッチ部材２２の係止部２２ａから離れ、このためラッチ部材２２が開極ばね２３のばね力を受けているクロスバー３によりリンク２１を支点に回動し、クロスバー３は反時計方向に回動するので可動接触子２が開極動作する。クロスバー３の回動により第１の鉄心４３が第２の鉄心４４から離れるのでバイメタル２６が第２の鉄心４４を押して第１の鉄心４３に当接することがなく、バイメタル２６が塑性変形することを防止できる。同時に、上記のオフ動作の場合と同様に歯車１７を介してアーク遮蔽部材４が回動して可動接点１１と固定接点１０との間に位置しかつ突部４ａが嵌合凹部１４に嵌合する。これにより可動接点１１と固定接点１０間のアークを完全に遮断することができる。

トリップ後はオートリセット機構により、バイメタル２６が電流の停止により冷却されて復帰するのに合わせて、引外し部材２４がばね２８により復帰し、ハンドル９はハンドル復帰ばねによるオフ方向への付勢力によってオフ位置に復帰起立し、これによりリンク２１が引き上げられ、ラッチ部材２２の先端２２ａが押圧部３ａを支点に回動して係止部２２ａが引き上げられ、引外し部材２４の受け部となる係止部２４ａに係止可能となる。その結果、図４に示すオフ状態となる。

また同図（ｂ）に示すように、ハンドル９がオン位置にある状態で引外し部材２４の引外しによりクロスバー３が反時計方向に開極し、トリップセット位置６８にあるトリップ連動部材５３の第１駆動部６５がクロスバー３の押圧部の突部３ｃに押されてトリップセット位置６８を中心に回動し、第２駆動部６６で隣接する回路遮断器本体の第２の鉄心４４の受け部８０を押して第２の鉄心４４を保持する引外し部材２４を引外しさせる。この結果、隣接する回路遮断器本体も同時にトリップ開極する。そしてハンドル９がオフ位置側に回動するとハンドル連動部材８２がハンドル９から解放されるので、引外し部材２４の復帰動作に伴ってトリップ連動部材５３の第２駆動部６６が押され、トリップ連動部材５３が第１駆動部６５側を支点に回動して長孔７０の下部に軸７１が位置し、回動中心点がオンオフセット位置６９に移動することとなり、図４のオフ状態と同様となる。

オン状態で電路に過大電流のうち過電流よりも大きい短絡電流が流れた場合、可撓リード線１２の回りに発生する磁束が第１の鉄心４３および第２の鉄心４４を通り、第１の鉄心４３および第２の鉄心４４間に吸引力が発生し、第２の鉄心４４が第１の鉄心４３に引かれて引外し部材２４がラッチ部材２２から引外される。その結果、図５の過電流トリップの動作の場合と同じトリップ動作およびトリップ連動が行われ、各回路遮断器本体の５０、５１の接点１０、１１が強制開極される。

（ａ）はこの発明の一実施の形態の一方の回路遮断器本体のオン状態の器体を開いた状態の側面図、（ｂ）は器体を閉じた状態の他方の回路遮断器本体との隣接側の側面図である。 回路遮断器本体を分離した状態の斜視図である。 回路遮断器の斜視図である。 （ａ）は一方の回路遮断器本体のオフ状態の器体を開いた状態の側面図、（ｂ）は器体を閉じた状態の他方の回路遮断器本体との隣接側の側面図である。 （ａ）は一方の回路遮断器本体のトリップ状態の器体を開いた状態の側面図、（ｂ）は器体を閉じた状態の他方の回路遮断器本体との隣接側の側面図である。

符号の説明

３ クロスバー
６ 器体
９ ハンドル
１０ 固定接点
１１ 可動接点
１２ 可撓リード線
２１ リンク
２２ ラッチ部材
２３ 開極ばね
２４ 引外し部材
２６ バイメタル
４０ 電磁石装置
４３ 第１の鉄心
４４ 第２の鉄心
５２ 手段
５３ トリップ連動部材
６５ 第１駆動部
６６ 第２駆動部
６８ トリップセット位置
６９ オンオフセット位置
８２ ハンドル連動部材

Claims (2)

1. 器体と、この器体にオンオフ間で回動自在に支持されるとともにオフ方向に付勢されたハンドルと、このハンドルにリンクを介して連結されたラッチ部材と、このラッチ部材の一部を係止する係止部を有して前記器体内に回動自在に支持された引外し部材と、接点と、前記器体内で回動自在に支持され前記ラッチ部材の一部が前記引外し部材に係止された状態で前記ハンドルの回動操作によって前記接点を開閉駆動するクロスバーと、前記接点の閉極状態で前記接点に異常電流が流れると前記引外し部材をラッチ部材係止状態から解除する方向に駆動する異常電流検出装置と、前記ラッチ部材の係止状態が解除されたときに前記クロスバーを接点開極方向に付勢する付勢手段とを有し、
   さらに前記異常電流が流れると前記ラッチ部材の係止状態を解除して前記接点を強制開極した後、前記ハンドルをオフ位置に復帰させるとともに前記引外し部材を前記ラッチ部材の一部が係止可能な位置に復帰させるオートリセット機構を有した複数の回路遮断器本体を備え、
   前記複数の回路遮断器本体を横並びに並設し、各ハンドルを連動させる手段を有するとともに異常電流検出時に接点強制開極を連動させるトリップ連動部材を有する回路遮断器の連動遮断機構であって、
   前記トリップ連動部材は、各回路遮断器本体間に回動自在に支持され、前記クロスバーが接点開極方向に回転するときに前記クロスバーに駆動される第1駆動部と、この第1駆動部に連設されて前記引外し部材をラッチ部材係止状態から解除する方向に駆動し得るように前記引外し部材に対向する第2駆動部とを有し、前記トリップ連動部材の回動中心点を、前記ハンドルのオン位置では前記異常電流が流れると接点強制開極方向に回転した前記クロスバーにより前記第1駆動部が駆動され、それに伴って前記第2駆動部により前記引外し部材をラッチ部材係止状態から解除する方向に駆動するトリップセット位置とし、前記ハンドルのオフ位置では前記クロスバーに前記第1駆動部が駆動された状態であっても前記第2駆動部が前記引外し部材を駆動し得ないオンオフセット位置とするように、前記ハンドルの前記オン位置および前記オフ位置に応じて前記回動中心点を移動可能に構成したことを特徴とする回路遮断器の連動遮断機構。
2. 前記各回路遮断器本体間に、前記ハンドルが前記オン位置のときには前記トリップ連動部材を押圧して前記トリップセット位置に位置させるとともに、前記ハンドルが前記オフ位置のときには前記トリップ連動部材への押圧力を働かせない形で前記トリップ連動部材をオンオフセット位置に位置させるハンドル連動部材を設けた請求項1記載の回路遮断器の連動遮断機構。

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