JP4157949B2 - 回路遮断器の接触子装置 - Google Patents

回路遮断器の接触子装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路遮断器の開閉接触子装置の通電性能の向上技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
開閉接点がON状態にある従来の回路遮断器の例が図10に示されている。この回路遮断器は、一方の端子1に備えられた固定接点2と、固定接点2と接触及び開離自在の可動接点3を備えた可動接触子20と、可動接触子20と他方の端子4とを接続する可とう導体5と、可動接触子軸6によって可動接触子20を回転自在に保持する接触子ホルダ7と、接触子ホルダ7をホルダ軸8の周りに回転させる開閉機構9と、開閉機構9を操作するハンドル10と、可動接触子20と接触子ホルダ7との間に設けられ可動接触子20を反時計方向に付勢する接圧ばね11とを有し、ハンドル10を操作して接触子ホルダ7を時計方向に回転させてOFF操作することにより可動接点3が固定接点2から開離する。図示されていないが両接点が互いに開離している状態では、可動接触子20は、その右上端部が断面コ字状に形成された接触子ホルダ7の内面と接触して反時計方向への回転が阻止されている。
【0003】
ON操作のためハンドル10を操作して可動接触子20と共に接触子ホルダ7を反時計方向に回転させると可動接点3が固定接点2と接触する。接触してから接触子ホルダ7はさらに反時計方向に回転するが可動接点3は接触した位置でとどまるため、可動接触子20は相対的に可動接触子軸6の周りを時計方向に回転する。そして、接触子ホルダ7が図示されないストッパ手段によりその回転が阻止されたときON操作が完了する。可動接点3が固定接点2に接触した瞬間から接触子ホルダ7の回転が停止するまでの可動接触子20の相対的な回転量が接点の押し込み量となり、接圧ばね11によって得られる接触圧力と共に、安定した接触状態を維持するため必要な量である。
【0004】
図11は図10の回路遮断器を左方向から見た要部である。コ字状に曲げられた接触子ホルダ7の両腕の間には、共通の可動接触子軸6によって複数の可動接触子20が並列に保持されている。この可動接触子20は単一であってもよいが、この従来の回路遮断器は定格電流が大きいため複数の可動接触子20が設けられている。可動接触子軸6が挿通する可動接触子20の接触子軸孔と接触子ホルダ7のホルダ軸孔は共に可動接触子軸6の直径と略等しく形成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の回路遮断器において、可動接触子軸6が固定接点2に対して平行に備えられている場合は、可動接点3はその巾方向に固定接点2と平行に安定した接触をする。しかし、部品の加工や組立て上の問題などで、可動接触子軸6が固定接点2に対して平行ではなく、例えば図11のごとく右上がり状態に備えられたような場合、並設された複数の可動接点3はその巾方向の左端のみで接触したり、著しい場合は図11のように右端側の可動接点が固定接点と接触しない状態となる。このような接触状態となると、接触面積が不足したり接触状態が不安定となって、通電されたときのジュール熱の発生が大きくなってしまう。従来の回路遮断器はこのようなジュール熱のある程度の増加も見込んでその定格電流が決定されていた。このため、より大きな定格電流の回路遮断器を得るには、接点の接触圧力をより大きくしたり、一般に銀合金材料が使用される接点の大きさをより大きくしたりする必要があって、回路遮断器が大形になるとともに高価になるという問題があった。
【0006】
したがって、本発明の課題は、接点部における接触を安定させることによって発熱を小さくし、小型で定格電流の大きく安価な回路遮断器を提供することにある。
【0007】
【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、この発明は、固定接点と、一端に可動接点を備える可動接触子と、可動接触子を保持する回転自在の接触子ホルダと、可動接触子に形成された接触子軸孔と接触子ホルダに形成されたホルダ軸孔とを挿通する可動接触子軸と、可動接触子を可動接点が固定接点に接触する方向に付勢する接圧ばねと、接触子ホルダを往復回転させることによって可動接点と固定接点を接触及び開離させる開閉機構とを備えた回路遮断器の接触子装置であって、接触子軸孔とホルダ軸孔の双方又はいずれか一方の軸孔は接圧ばねの付勢方向に長い長孔状に形成することとしている。
このような構成により、可動接点が可動接触子の巾方向に関して傾いた状態でON操作を行ったとき、その巾方向の一端が固定接点に接触した後さらに接触子軸と共に接触子ホルダが移動することによって、固定接点と接触した側は可動接点が変位できないため接触子軸が長孔の端部から離脱して移動し、他方側は接圧ばねの作用により接触子軸と長孔の端部と接触した状態で移動するため、可動接触子は接触子軸に対して相対的に傾いた状態となり、可動接点は最初に接触した側を中心として回転するように変位し固定接点と平行接触するようになる。
また、この発明は、可動接触子がその巾方向に揺動可能となるように該可動接触子を可動接点が取り付けられた面側において支持する支持部材を備えることとしている。このような構成により、可動接点の巾方向の一端が接触した後可動接触子は支持部材によって巾方向に揺動するため、接点の安定した接触状態がより円滑に得られる。
さらにまた、この発明は、可動接触子と支持部材とは、可動接点が固定接点に接触した瞬間に固定接点の接触表面の延長面上において接触していることとしているため、可動接点が固定接点と接触した瞬間から接触が完了するまで接圧ばねの付勢力が有効に可動接点に作用すると共に、接点の良好な接触状態が得られる。
【0008】
また、この発明は、支持部材は回路遮断器の固定物に設けることとしている。
さらに、この発明は、支持部材は接触子ホルダに設けられることとしているため、ON操作時に、支持部材と可動接触子との間に開閉機構の機械的衝撃が加わることがなく接触子装置の寿命を長くすることができる
さらにまた、この発明は、支持部材と可動接触子との接触部分は、一方が球面状の突起であり他方が平面状に形成されていることとしているため、可動接触子の揺動をより円滑にできる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図1ないし図9に示される第1及び第2実施例において説明する。
これらの実施例の回路遮断器の全体構成は図10に示した従来技術と同じであるため従来技術と同等の構成部品については同じ符号をつけて、以下に相違する部分について説明する。
第1実施例は図1ないし図5に示されており、図1はON状態にある第1実施例の要部を示す側面図であり、可動接触子12の可動接触子軸6が挿通する接触子軸孔13は上下方向、すなわち接圧ばね11の作用方向に長い長孔状に形成されている。さらに、この第1実施例では、可動接触子12の揺動のための支持部材14が各可動接触子12毎に回路遮断器の底部より直立して備えられ、この支持部材14に対向して可動接触子12には支持部材受け15が備えられている。
【0010】
図2及び図3は、それぞれ図1のX−X及びY−Y方向から見た状態を模式的に表した図である。これらの図は、互いに並列に備えられている複数の可動接触子12のうち一端側の一つのみを示しており、他の可動接触子12もこの一つと同様の構成であり同様の動作をするためそれらの図示と説明を省略する。
支持部材14と支持部材受け15とが接触する位置(以下、接触位置Aという)は、図2において可動接触子12の巾W方向に関して可動接触子12の中心線上にあり、接圧ばね11の接触圧力作用を阻害しないように図1において接圧ばね11より右側にある。また、支持部材14と支持部材受け15との接触部分は、接触位置Aを中心として可動接触子12がその幅方向に円滑に揺動できるように、支持部材14の先端が球面状で支持部材受け15が平面状に形成された点接触になっているが、いずれが球面状であってもよい。さらに、接触位置Aは図1において鎖線Dで示した線上、すなわち、固定接点2の接触表面の延長面上にある。一方、図3において、接圧ばね11は可動接点3の巾方向の両端B及びCと接触位置Aとで構成される三角形の投影面内で可動接触子12を付勢している。
【0011】
このように構成される第1実施例の動作について説明する。
図4は、接点の開離状態において可動接触子軸6が固定接点2に対して傾いて接触子ホルダ7に取り付けられた場合の可動接触子12と支持部材14とを示し、可動接触子12は接触子軸孔13の上部内面が右端から左端まで可動接触子軸6に沿うように固定接点2に対して傾いて保持されている。なお、図4及び後述する図5ないし図7において可動接触子軸6は、説明を明確にするために著しく傾いた状態で表現している。また、図示はしていないが、可動接触子軸6が固定接点2に対して傾いていない正常な取り付けの場合も可動接触子12は接触子軸孔13の上部内面が右端から左端まで可動接触子軸6に沿うように固定接点2に対して直角方向に保持される。
【0012】
この状態でON操作したときの状態が順次図5、図6及び図7に示されており、それぞれ(a)は図1のX−X方向から見た図であり、(b)はZ−Z方向から見た図である。
ON操作において接触子ホルダ7が回転したとき、これらの図において接触子ホルダ7が可動接触子軸6と共に下方に移動し、可動接点3の左端部が固定接点2と接触するのと略同時のタイミングで支持部材受け15が支持部材14と接触し図5の状態となる。さらに接触子ホルダ7が回転すると可動接触子軸6が下方に移動し、可動接触子軸6は接触子軸孔13の左側端部から右側にかけて上部内面から離脱する。しかし、接触子軸孔13の右側端部は、接圧ばね11の付勢力により可動接点3の右端部が固定接点2と接触するまでは可動接触子軸6に追随して接触した状態を維持する。この動作の間、接触位置Aを中心として可動接触子12が時計方向にローリングするように揺動し、図6に示すように可動接点3が固定接点2と平行になった状態で接触し、図7のように接触子軸孔13の右端部も可動接触子軸6から離脱してON操作が完了する。図8は、このようなON操作が完了したときの図1の回路遮断器を左方向から見たときの図である。
【0013】
このとき接触位置Aが固定接点2の接触面を延長した平面上にあるため、可動接点3が固定接点2と接触した瞬間から、接圧ばね11の付勢力が固定接点2方向に直角方向に有効に作用するため可動接触子12の円滑な揺動が始まる。しかし、接触位置Aが上記平面上にない場合であっても、接圧ばね11の付勢力が多少の角度をもって固定接点2方向に作用するため、本実施例よりも円滑性では劣るが本実施例と同様の作用を呈する。また、上述したように、接圧ばね11が作用する部分は、図3に示される三角形ABCの投影面内であるためいずれの揺動も確実に行うことができる。
【0014】
次に、この発明の第2実施例について説明する。第1実施例は回路遮断器の底部から直立した状態で設けられていた可動接触子12の揺動のための支持部材を、第2実施例では図9(a)に示すように接触子ホルダ16に設けたものである。図9(a)において、接触子ホルダ16は、第1実施例の接触子ホルダ7の一部を断面が口字状に形成し、支持部材受け15に対向する部分に球面状の端部を有する支持部材17を形成したものである。
この第2実施例の動作を以下に説明する。接点が開離している状態では、図1に示した第1実施例と同様に、接圧ばね11の作用により可動接触子12は接触子軸孔13が可動接触子軸6の上部内面に沿って反時計方向に付勢されており、支持部材受け15が支持部材17に接触してその回転が阻止されている。したがって、可動接触子軸6が傾いた状態で取り付けられているときは、図9(a)に示されているように可動接触子12が傾いた状態になっている。図9(a)の状態は、接点が開離している状態から図9(b)に示されるように可動接点3が固定接点2に接触する瞬間まで維持される。この傾いた状態でON操作を行うと、第1実施例の可動接触子が図5から図6に示したように揺動して変位するのと同様に、まず可動接点3の左端が固定接点2に接触し、図9(a)において可動接触子12が時計方向に揺動して可動接点3が固定接点2と平行になって接触するようになる。
【0015】
この第2実施例は、第1実施例と比較し、支持部材受け15や支持部材17に強度の大きいものを必要としないという利点がある。すなわち、第1実施例では接点を接触させる操作の途中において、支持部材受け15が回路遮断器の底部から直立されている支持部材14と接触するが、この時開閉機構に含まれるばねによる機械的衝撃を受けるため支持部材14や支持部材受け15は強度の大きいものを選ぶ必要がある。これに対して第2実施例では、支持部材受け15が接触子ホルダ16に固設されている支持部材17に接触するため、接点を接触させる操作をするときにこれら支持部材17及び支持部材受け15は開閉機構に含まれるばねによる機械的衝撃を直接受けることがなく、接圧ばね11による作用力を受けるだけのものである。
【0016】
これら第1及び第2実施例では、接触子ホルダ7や接触子ホルダ16に複数の可動接触子12が取り付けられているため接触子軸孔13を長孔にしているが、単一の可動接触子12が取り付けられる構造の場合は接触子ホルダ7や接触子ホルダ16の可動接触子軸6の軸孔を長孔状に形成してもよく、又双方の軸孔を長孔にしても同様の作用を呈する。
また、支持部材14や支持部材17がなくても、軸孔が長孔であれば、両接点が接触してから平行接触に移行する段階で接点間の摩擦が大きくやや円滑性に欠けるものの、傾いた接点を平行接触させることができる。
以上の説明は可動接触子が傾いて取り付けられている例であるが、本発明によれば、可動接触子の取付けが正常で固定接触子が傾いて取り付けられている例でも同様の作用を呈する。
【0017】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した形態で実施され、可動接点が固定接点に対して傾いた状態で接触しても、可動接触子が揺動することによって両接点が平行接触して安定した接触状況を作ることができるため、通電性能を向上す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】本発明の回路遮断器の接触子装置の第1実施例を示す要部側面図である。
【図2】図1のX−X視図である。
【図3】図1のY−Y視図である。
【図4】可動接触子軸が傾いて接触子ホルダに取り付けられた場合の接点の開離状態における第1実施例の可動接触子と支持部材とを示す図である。
【図5】図4に示した第1実施例のON操作時の動作を説明する図であり、(a)は図1のX−X方向から見た図であり、(b)はZ−Z方向から見た図である。
【図6】図4に示した第1実施例のON操作時の動作を説明する図であり、(a)は図1のX−X方向から見た図であり、(b)はZ−Z方向から見た図である。
【図7】図4に示した第1実施例のON操作時の動作を説明する図であり、(a)は図1のX−X方向から見た図であり、(b)はZ−Z方向から見た図である。
【図8】ON操作終了後の接触子装置を図1の左方から見た図である。
【図9】可動接触子軸が傾いて接触子ホルダに取り付けられた場合の第2実施例の可動接触子と支持部材とを示す第1実施例の図5に相当する図である。
【図10】従来の回路遮断器の接触子装置を示す側面図である。
【図11】可動接触子が傾いた状態で取り付けられた従来の接触子装置を図10の左方から見た部分図である。
【符号の説明】
2 固定接点
3 可動接点
6 可動接触子軸
7、16 接触子ホルダ
8 ホルダ軸
11 接圧ばね
12 可動接触子
13 接触子軸孔
14、17 支持部材
15 支持部材受け

Claims (4)

  1. 固定接点(2)と、
    一端に可動接点(3)を備える可動接触子(12)と、
    前記可動接触子(12)を保持する回転自在の接触子ホルダ(7,16)と、
    前記可動接触子(12)に形成された接触子軸孔(13)前記接触子ホルダ(7,16)に形成されたホルダ軸孔とを挿通する可動接触子軸(6)と、
    前記可動接触子(12)を前記可動接点(3)が前記固定接点(2)に接触する方向に付勢する接圧ばね(11)と、
    前記接触子ホルダ(7,16)往復回転させることによって前記可動接点(3)と固定接点(2)を接触及び開離させる開閉機構とを備えた回路遮断器の接触子装置であって、
    前記接触子軸孔(13)と前記ホルダ軸孔の双方又はいずれか一方の軸孔は前記接圧ばね(11)の付勢方向に長い長孔状に形成され
    前記可動接触子(12)がその巾方向に揺動可能となるように該可動接触子(12)を前記可動接点(3)が取り付けられた面側において支持する支持部材(14,17)を備え、
    前記可動接触子(12)と前記支持部材(14,17)とは、前記可動接点(3)が前記固定接点(2)に接触した瞬間に前記固定接点(2)の接触表面の延長面上において接触していることを特徴とする回路遮断器の接触子装置。
  2. 前記支持部材(14)は前記回路遮断器の固定物に設けられることを特徴とする請求項の回路遮断器の接触子装置。
  3. 前記支持部材(17)は前記接触子ホルダ(16)に設けられることを特徴とする請求項の回路遮断器の接触子装置。
  4. 前記支持部材(14,17)と前記可動接触子(12)との接触部分は、一方が球面状の突起であり他方が平面状に形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかの回路遮断器の接触子装置。
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