JP4258699B2 - 回路遮断器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、互いに対向する一対の固定接触子に接触スプリングにより押圧された可動接触子を釈放スプリングに蓄勢した開閉機構により押動して電路を開路させる回路遮断器に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7は、この種の3極回路遮断器の閉路状態を示す縦断面図である。図7において、モールドケース1に収容された各相電路は互いに対向する一対の固定接触子2及び3と、それらを橋絡する可動接触子4とからなり、可動接触子4はモールドケース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5により固定接触子2,3に押圧され電路を閉路している。可動接触子4は絶縁物からなる3相一体の可動接触子ホルダ6に保持され、また可動接触子ホルダ6はモールドケース1により、図7の上下方向に直線移動自在に案内されている。
【0003】
固定接触子2には電源側端子7が一体形成され、固定接触子3は過電流検出機構8のヒータ8aの一端に接続され、ヒータ8aの他端はコイル8bの一端に接続されている。また、コイル8bの他端は中継導体9に接続され、この中継導体9には負荷側端子10が一体形成されている。固定接触子2の上方に設置された開閉機構11は開閉軸12を中心に回動する開閉レバー13を有し、その一端は図示閉路状態において可動接触子ホルダ6の上方に待機している。開閉機構11はモールドケース1から突出する操作ハンドル14により操作され、開閉レバー13の図示待機状態において、捩りばねからなる図示しない釈放スプリングに蓄勢した状態でラッチされている。
【0004】
図7の閉路状態において、電流は電源側端子7から、固定接触子2、可動接触子4、固定接触子3及び過電流検出機構8のヒータ8a及びコイル8bを経て負荷側端子10に流れる。いま、回路遮断器を通流する電流が過電流状態になると、過電流検出機構8が開閉機構11に作用してラッチを外す。これにより、開閉レバー13は釈放スプリングの蓄勢力により図7の時計方向に回転駆動され、可動接触子ホルダ6を接触スプリング5に抗して図7の下方に押動する。その結果、可動接触子4は、破線で示すように固定接触子2,3から開離して電路を開路させる。また、特に短絡電流のような大電流が流れると、可動接触子4は固定接触子2,3との間に作用する電磁反発力により、開閉機構11の動作前に開離方向に瞬時に駆動され、次いで開閉機構11の動作により開路位置に保持される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来は図7に示すように、接触スプリング5のばね力は、可動接触子ホルダ6の移動方向に沿って可動接触子4に作用し、これを固定接触子2,3に押圧して電路を閉路している。一方、開路時には釈放スプリングに蓄勢した開閉機構11が可動接触子ホルダ6を接触スプリング5に抗して押動し、可動接触子4を固定接触子2,3から開離させている。このような回路遮断器においては、接触スプリング5のばね力は可動接触子4が閉成している状態で最も小さく、可動接触子4が開離するにつれて次第に大きくなる。これに対し、開閉機構11の釈放スプリングのばね力は、可動接触子4が閉成している状態で最も大きく、可動接触子4が開離するにつれて次第に小さくなる。
【0006】
図8はこの関係を示した線図で、横軸は可動接触子4の開離ストローク[mm]、縦軸は釈放スプリング及び接触スプリング5のばね荷重[N]である。破線はばね荷重のバラツキによる上下限を示し、斜線部分は接触スプリング5の抵抗力に対する釈放スプリングの駆動力の余裕を示している。図8において、従来は釈放スプリングの最小のばね力が接触スプリング5の最大のばね力を上回るように、ばね特性を設計しなければならない。その場合、開離ストロークの終端付近では釈放スプリングの余力が小さくなり、場合によっては釈放力が足りなくなる。そのため、蓄勢状態での釈放スプリングのばね力は大きくならざるを得ず、これは釈放スプリングのへたりの原因になるとともに、操作ハンドル14の操作力の増大、過電流検出機構8の引外し荷重の増加を招くという問題があった。また、短絡遮断時に電磁反発力によって可動接触子4が固定接触子2,3から引き離された場合に、可動接触子4に作用する接触スプリング5の復帰力が大きいため、いったん固定接触子2,3から離れた可動接触子4が再び固定接触子2,3に戻るまでの時間が短く、開閉機構11の動作が間に合わなくなる可能性があった。
【0007】
この発明は、接触スプリングのばね力は可動接触子が閉成している間だけ必要であることに着目してなされたもので、その課題は可動接触子の開離に伴なう接触スプリングのばね力の増大を抑制し、釈放スプリングや過電流検出機構に対する負荷を軽減して、回路遮断器の動作信頼性と遮断性能の向上を図ることにある。
【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、互いに対向する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各相電路に有し、前記可動接触子は直線移動自在に案内された可動接触子ホルダに保持され、接触スプリングにより前記固定接触子に押圧されて前記電路を閉路するとともに、過電流発生時には釈放スプリングに蓄勢した開閉機構により、開閉レバーを介して前記可動接触子ホルダが前記接触スプリングに抗して押動され、前記固定接触子から開離して前記電路を開路する回路遮断器において、一端が前記可動接触子ホルダに連結され、他端が前記可動接触子ホルダの移動方向と直交する方向に移動可能に案内されたリンクを設け、このリンクの前記他端にその移動方向に沿ってばね力が作用するように前記接触スプリングを設置するものである(請求項1)。この請求項1によれば、接触スプリングのばね力は可動接触子が閉成している状態で最も大きく、可動接触子が開離するにつれて低下するという特性が得られる。
【0009】
請求項1において、前記リンクの前記可動接触子ホルダとの連結点を前記接触スプリングの作用線を越えて移動させるとともに、前記開閉レバーを前記可動接触子ホルダに対して、前記電路の閉路方向にも係合させれば、可動接触子の動作ストロークの途中で接触スプリングのばね力を反転させ、釈放スプリングの負荷を一層減らすことができる(請求項2)。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明の実施の形態を示す回路遮断器の閉路状態の縦断面図である。図1において、従来と相違するのは、一端(上端)がピン15により可動接触子ホルダ6に連結され、他端(下端)が可動接触子ホルダ6の移動方向(図1の上下方向)と直交する方向(同じく左右方向)に移動可能に案内されたリンク16が設けられ、このリンク16の下端にその移動方向に沿ってばね力が作用するように、接触スプリング5が設置されている点である。リンク16の下端には頭付きのばね受け軸17がピン18により連結され、ばね受け軸17の端末は案内片19によりモールドケース底面にスライド自在に拘束されている。接触スプリング5は圧縮コイルばねからなり、ばね受け軸17の頭部と案内片19との間で圧縮されるようにばね受け軸17に被嵌されている。ばね受け軸17は可動接触子ホルダ6の上下動に応じ、頭部がモールドケース底面上をスライドしながら左右に移動し、接触スプリング5を伸縮させる。
【0011】
ここで、図1において、可動接触子ホルダ6が下方に移動し、可動接触子4が実線位置から破線位置まで開離すると、接触スプリング5が圧縮されてリンク16の軸方向に抵抗力Pを生じ、その垂直成分Qが復帰力として可動接触子4に作用する。図4はこの力関係を拡大して示した作用線図である。図4において、可動接触子4の閉路状態での接触スプリング5の初期抵抗力をP1、その垂直成分をQ1とし、可動接触子4がストロークSだけ開離した時点の接触スプリング5の抵抗力をP2、その垂直成分をQ2とすると、リンク16の水平角度αが小さくなると可動接触子4に対する復帰力も小さくなることが分る(Q2<Q1)。図5は、図1の回路遮断器における可動接触子4の開離ストロークとばね荷重との関係を示す線図である。図5に示すように、接触スプリング5の復帰力は閉路状態で最大であり、蓄勢状態での釈放スプリングのばね力をこの初期復帰力を上回るようにを設定しておくことにより、開離ストロークの全長に渡って常に駆動力の余裕を得ることができる。。
【0012】
図2は、この発明の異なる実施の形態を示す回路遮断器の縦断面図、図3は図2のA部の拡大図で、図3の(A)は開路時、(B)は閉路時の動作を示している。この実施の形態においては、リンク16の可動接触子ホルダ6との連結点(ピン)15が接触スプリング5のばね力の作用線Lを越えて移動するように構成され、また開閉レバー13は可動接触子ホルダ6に対して、電路の閉路方向(図2の上方向)にも係合するように、可動接触子ホルダ6の立ち上げ部6aに形成された凹部6bに嵌入している。図2において、実線で示す閉路状態では接触スプリング5のばね力の垂直成分は可動接触子4に対して上向きに作用しているが、可動接触子4が開離してピン15が作用線Lを上から下に越えると作用が反転して、接触スプリング5のばね力の垂直成分は下向きとなり、可動接触子4に対して開離方向に作用する。
【0013】
図6は、図2における開離ストロークとばね荷重との関係を示すものである。図6から分るように、可動接触子4は動作ストロークの途中で、開閉レバー13の回動範囲を越えて自力で開離する。すなわち、図3(A)において、可動接触子ホルダ6が鎖線閉路位置から鎖線位置まで下降すると、接触スプリング5のばね力の垂直成分が上向きから下向きに反転し、実線開路位置まで自力で解離してそのまま保持される。そのため、電磁反発力で可動接触子4が先に動作した場合にも、可動接触子4が接触スプリング5の抵抗力で戻され、再導通することがなくなる。ストローク終端に達した可動接触子4を閉成させるには、開閉機構11のリセット時に開閉レバー13で可動接触子ホルダ6を持ち上げる。その際、図3(B)において、可動接触子ホルダ6が破線開離位置から鎖線位置まで持ち上げられると、接触スプリング5のばね力の垂直成分が下向きから上向きに反転し、実線位置まで自力で上昇する。その場合、可動接触子4は接触スプリング5のばね力により開閉レバー13の操作速度に関係なく移動するので、安定した投入動作が得られる。
【0014】
なお、図2において、可動接触子ホルダ6は、図示は省略するが図2の右方向に若干スライド可能に構成されており、電磁反発力により可動接触子4が破線位置まで先行して開離駆動され、次いで開閉レバー13が釈放スプリングで回転駆動される場合、可動接触子ホルダ6は開閉レバー13の先端で押し退けられて右に移動し、開閉レバー13を凹部6bに浸入させる。可動接触子ホルダ6は接触スプリング5のばね力の図2の左向きの成分により、常時は図示位置に押圧保持されている。
【0015】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、接触スプリングのばね力は可動接触子の閉成状態で最も強く、可動接触子が解離するにつれて小さくなるので、釈放スプリングの負担が軽減されてその動作信頼性が向上するとともに、可動接触子の開離速度が増大し、回路遮断器の遮断性能が向上する。
【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】この発明の異なる実施の形態を示す回路遮断器の縦断面図である。
【図3】図2のA部の拡大図で、(A)は開路時、(B)閉路時の動作を示す。
【図4】可動接触子に作用する接触スプリングのばね力の作用線図である。
【図5】図1の回路遮断器における可動接触子の開離ストロークと釈放スプリング#及び接触スプリングのばね荷重との関係を示す線図である。
【図6】図2の回路遮断器における可動接触子の開離ストロークと釈放スプリング#及び接触スプリングのばね荷重との関係を示す線図である。
【図7】従来例を示す回路遮断器の縦断面図である。
【図8】図7の回路遮断器における可動接触子の開離ストロークと釈放スプリング#及び接触スプリングのばね荷重との関係を示す線図である。
【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
4 可動接触子
5 接触スプリング
6 可動接触子ホルダ
7 電源側端子
8 過電流検出機構
9 中継導体
10 負荷側端子
11 開閉機構
12 開閉軸
13 開閉レバー
14 操作ハンドル
16 リンク
17 ばね受け軸
19 案内片
Claims (2)
- 互いに対向する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各相電路に有し、前記可動接触子は直線移動自在に案内された可動接触子ホルダに保持され、接触スプリングにより前記固定接触子に押圧されて前記電路を閉路するとともに、過電流発生時には釈放スプリングに蓄勢した開閉機構により、開閉レバーを介して前記可動接触子ホルダが前記接触スプリングに抗して押動され、前記固定接触子から開離して前記電路を開路する回路遮断器において、
一端が前記可動接触子ホルダに連結され、他端が前記可動接触子ホルダの移動方向と直交する方向に移動可能に案内されたリンクを設け、このリンクの前記他端にその移動方向に沿ってばね力が作用するように前記接触スプリングを設置したことを特徴とする回路遮断器。 - 前記リンクの前記可動接触子ホルダとの連結点を前記接触スプリングのばね力の作用線を越えて移動させるとともに、前記開閉レバーを前記可動接触子ホルダに対して、前記電路の閉路方向にも係合させたことを特徴とする請求項1記載の回路遮断器。
Priority Applications (1)
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JP2001103397A JP4258699B2 (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 回路遮断器 |
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JP2001103397A JP4258699B2 (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 回路遮断器 |
Publications (2)
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JP2002298718A JP2002298718A (ja) | 2002-10-11 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012156044A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 回路遮断器 |
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2001
- 2001-04-02 JP JP2001103397A patent/JP4258699B2/ja not_active Expired - Fee Related
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