JP4325482B2

JP4325482B2 - 回路遮断器

Info

Publication number: JP4325482B2
Application number: JP2004147694A
Authority: JP
Inventors: 則行濱崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2024-05-18
Also published as: JP2005332617A

Description

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関し、詳しくは開閉機構部を動作せしめるトリップバー、あるいは開閉機構部の動作を伝達させる警報出力接点切換バーの強度を保ったまま、これら、例えば樹脂成形品であるバーをフレームに支承させることができる回路遮断器に関する。

回路遮断器には、この回路遮断器に具備されたハンドルを操作することで電路の開閉、いわゆるスイッチの機能の他に、過電流が流れることによる電線や負荷機器の焼損を未然に防止するために電路を遮断する役目がある。この遮断は、一般的には、過電流が流れることによって発生する熱や磁束によって動作する過電流引きはずし素子の変位を、互いに相対向するフレームに支承されたトリップバーを介して、このフレーム内に配設された開閉機構部へ伝達させることで行なわれている。

また、回路遮断器がトリップした際、この回路遮断器に備えられた警報出力接点を介してランプやブザーによって、電路の異常を電気管理者などに知らせるようにしているが、この場合も、開閉機構部のトリップ動作をフレームに支承された警報出力接点切換バーを介して、警報出力接点へ伝達させることで行なわれている。

従来の回路遮断器においては、トリップバーや警報出力接点切換バーといったこれらバーを、互いに相対向するフレームに支承させる手段として、最も簡便な方法は、双方のフレームに設けた同心円状の孔にピンを介してバーを留めればよいが、この場合、部品点数が増えることはもちろんのこと、ピンの抜け止めがなく、特に開閉機構部にバーを具備、すなわち回路遮断器の筐体に設置する前の半完成品の状態での運搬・保管に適さないという問題がある。そこで、双方のフレームに円形の軸受孔と、この軸受孔を双方のフレームの端面に開口させる、軸受孔の内径よりも幅の狭い切欠けを設けるとともに、バーに対しては、切欠けの幅よりも狭い薄肉部を、双方のフレームの切欠けと相対する位置に設け、この薄肉部を切欠けに挿入した後、バーを回転、つまり薄肉部と切欠けがほぼ直交することで、双方のフレームにバーが支承される構成にしている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−３１９５１号公報（第２頁右欄第３７行〜第４６行、第１図）

従来の回路遮断器では、切欠けを通して軸受孔にバーの支持部を挿入していたため、この支持部が円筒軸に対し薄肉とならざるを得ず、強度的な問題点を抱えていた。この薄肉化を避けるために支持部の肉盛りを強化することになるが、肉盛りすればするほど、切欠けの幅が広がってくる。すると、バーを回転させた際に、双方のフレームに設けた軸受孔と切欠けの接続点、いわゆるエッジと衝突し、バーの支持部の摩耗に繋がりかねない。したがってバーの回動角度を規制（特許文献１では３０度未満（第２頁右欄第５０行）としている）するわけであるが、例えば、このバーを回転させるのに必要な荷重が同じであるとき、より多くこのバーが移動できる方が、この荷重を下げることができ、設計の自由度が高まるとともに、ひいては製品の小形化に貢献できることから、バーの回動角度は大きければ大きいほどよい。かといって回動角度を増やす、つまり切欠けをむやみに狭めることは支持部の薄肉化を助長させることになり、曲げ応力が極端に低下するといった、冒頭の強度的な問題点に陥ることになってしまう。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バーの回動角度を制限することなく自由に設定できながら、なおかつこのバーの強度を十分確保しつつ、双方のフレームに支承させた回路遮断器を得ることを目的とするものである。

この発明に係る回路遮断器においては、過電流引きはずし素子の変位を開閉機構部へ伝達させることで、この開閉機構部をトリップ状態にせしめるトリップバーを、円形の軸受孔と、この軸受孔の内径よりも幅の狭い切欠けを設けた双方のフレームに挿入する際、このトリップバーの略中央部以外の端部を、切欠けの幅よりも狭い薄肉部にしておき、この薄肉部を切欠けに挿入した後、略中央部の円筒軸からなる支持部を、双方のフレームの軸受孔に軸支される位置まで平行移動させるように構成されたものである。

また、この発明に係る回路遮断器においては、開閉機構部のトリップ動作を警報出力接点へ伝達させることで、この警報出力接点の接触状態を変化せしめる警報出力接点切換バーを、トリップバーと同様の方法で双方のフレームに支承させるように構成されたものである。

この発明は以上説明したように、互いに相対向するフレームの間に配設された開閉機構部と、過電流が流れたときに発生する熱、あるいは磁束によって動作する過電流引きはずし素子と、該回路遮断器の各極の上記過電流引きはずし素子に沿うように配置され、かつ少なくとも上記過電流引きはずし素子の１極分に相当する長さを有したトリップバーとを備え、上記双方のフレームに円形の軸受孔と、上記軸受孔を上記双方のフレームの端面に開口させる上記軸受孔の内径よりも幅の狭い切欠けとを設けるとともに、上記トリップバーの略中央部に円筒軸からなる支持部を設け、上記支持部が上記軸受孔に軸支されるように構成された回路遮断器において、上記トリップバーの略中央部以外の端部に、上記切欠けの幅よりも小さい幅狭部が形成され、上記幅狭部を上記切欠けに沿わせて上記軸受孔に挿入したのち、上記支持部が上記軸受孔に軸支される位置まで平行移動させることで、上記トリップバーが上記双方のフレームに支承されるように構成したので、十分な強度を確保しつつ、回動角度の制限がない上記トリップバーを組み込んだ回路遮断器を得ることができる。

また、互いに相対向するフレームの間に配設された開閉機構部と、過電流が流れたときに発生する熱、あるいは磁束によって動作する過電流引きはずし素子と、上記過電流引きはずし素子が動作し、上記開閉機構部がトリップ状態になったときに、上記開閉機構部の動きを、該回路遮断器に備えた警報出力接点に伝達する警報出力接点切換バーとを備え、上記双方のフレームに円形の軸受孔と、上記軸受孔を上記双方のフレームの端面に開口させる上記軸受孔の内径よりも幅の狭い切欠けとを設けるとともに、上記警報出力接点切換バーの略中央部に円筒軸からなる支持部を設け、上記支持部が上記軸受孔に軸支されるように構成された回路遮断器において、上記警報出力接点切換バーの略中央部以外の端部に、上記切欠けの幅よりも小さい幅狭部が形成され、上記幅狭部を上記切欠けに沿わせて上記軸受孔に挿入したのち、上記支持部が上記軸受孔に軸支される位置まで平行移動させることで、上記警報出力接点切換バーが上記双方のフレームに支承されるように構成したので、十分な強度を確保しつつ、回動角度の制限がない上記警報出力接点切換バーを組み込んだ回路遮断器を得ることができる。

図１は回路遮断器の破断側面図、図２は開閉機構部を拡大して示す斜視図、図３は図１における開閉機構部を成す各部品の構成図であり、（ａ）は図１および図２と同様、閉状態（以下、ＯＮと略す）、（ｂ）はトリップ状態を示す。また、図４は、警報出力接点切換バー（以下、ＡＬ切換バーと略す）の組立斜視図である。

図１において、ベース１およびカバー２は回路遮断器１０１の筐体を構成するもので、合成樹脂材で形成されている。開閉機構部１０２はフレーム１０３の間に挟持（図２も参照）されており、同様にやはり合成樹脂材で形成されているハンドル３もハンドル軸３ａがフレーム１０３によって挟持されている。このハンドル３は、カバー２のハンドル用窓孔２ａからカバー２の表面に突出しており、外部から手によって操作可能であることは周知の通りである。開閉接触子部１０４は、本実施の形態においては、橋絡形２接点方式と称する構成のものであるが、可動接触子に具備した可動接点と反対側の一端を回動中心とした、いわゆる一般の１接点方式であっても構わない。過電流引きはずし素子１０５は電路（図示せず）に接続された電源側端子４、および負荷側端子５を介して過電流が流れたときに動作し、この動作をトリップバー６を介して、開閉機構部１０２に与えることで、この開閉機構部１０２がトリップ状態となり、開閉接触子部１０４が開放状態となる。なお、図面上、開閉接触子部１０４の状態から一目瞭然ではあるが、ハンドル３が紙面上、電源側端子４が配置されている右側に傾いていることから、回路遮断器１０１はＯＮ状態であることは周知の通りである。

図２に示すように、フレーム１０３は、例えば、厚さ１ｍｍの鋼板を、ほぼ対称的に形成された一対のフレーム板７および８を向かい合わせに組んだものであり、ねじ孔７ａおよび８ａによりベース１に螺着される。なお、このフレーム１０３は１枚の鋼板をＵ曲げによって形成されるものであってもよい。前述の通り、開閉機構部１０２は、フレーム板７および８の間にリンク機構やハンドル軸３ａにより支承されたハンドル３が挟持されることで構成されるが、内容については、この発明の要部をなすものではないため、その説明は省略する。押し板９はリンク機構に接続されており、一端に設けた可動接触子１０を２組の固定接触子（図示せず）に離接させることで、電路の開閉を行なっている。なお、紙面上、手前側から奥行側に向けて、右極、中極、左極となるが、２組の固定接触子のそれぞれに対応する電源側端子４、および負荷側端子５については、中極以外はその表示を省略している。フレーム板７および８にはトリップバー用軸受孔７ｂ（図示せず）および８ｂが同心円状に設けられており、この孔を利用してトリップバー６が支承されている。このトリップバー６は図からもわかるように、過電流引きはずし素子１０５に沿う（図１参照）ように、また各極に配置された過電流引きはずし素子１０５の動きを漏れなくキャッチするために、各極に跨る寸法、具体的には押し板９とほぼ同等の寸法を有している。なお、７ｄおよび８ｄはＡＬ切換バー用軸受孔であるが、この孔に支承されるＡＬ切換バーについては後述とし、この図においてはその表示も省略している。

続いて動作について、トリップバー６およびＡＬ切換バー１１の動きを中心に図３（ａ）および（ｂ）に基いて説明する。なお図３は、図１より主に開閉機構部１０２を抽出した図であるが、各部材の動きをわかり易くするために、（ａ）（ｂ）いずれもフレーム板８の表示は省略している。ハンドル３の位置、あるいは可動接触子１０と固定接触子１２が接触していることから、図３（ａ）はＯＮ状態を示している。この状態では、トリップバー６の突起６ａとラッチ１３のトリップ係止部１３ａが係合しているとともに、ＡＬ切換バー１１の突起１１ａとラッチ１３のトリップ検出部１３ｂの間にはギャップを有するように、それぞれ位置している。

過電流が流れ、過電流引き外し素子１０５（この図では表示を省略している）が動作すると、トリップバー６の受け部６ｂが図３（ａ）紙面上、右方向に押され時計方向に回動する。すると、図３（ｂ）に示すように、ラッチ１３がラッチ支承軸１４を回動中心に紙面上、時計方向に回動し、この結果、押し板９が紙面上、下方向に移動し、可動接触子１０と固定接触子１２が開離することで、電路が遮断され、電線や負荷機器の焼損を未然に防いでいる。なお、このラッチ１３の回動から押し板９の移動に至るまでの一連の動きは、この発明の要部をなすものではないため、その説明は省略する。一方、ラッチ１３が回動することで、トリップ検出部１３ｂも、紙面上、右方向に移動し、ＡＬ切換バー１１の突起１１ａと衝突する。すると、ＡＬ切換バー１１が反時計方向に回動、すなわちスイッチ押動部１１ｂが紙面上、左方向に移動する。したがって、図示していないが、スイッチ押動部１１ｂの近傍に、例えば、マイクロスイッチを配設しておき、このスイッチ押動部１１ｂの変位をマイクロスイッチに伝えることで、マイクロスイッチの接点が切り換わり、このマイクロスイッチに接続したリード線を介して、外部に警報出力、つまり回路遮断器１０１が過電流でトリップしたことを知らしめることができる。

次に、この発明の要部をなす、トリップバー６およびＡＬ切換バー１１のフレーム１０３への支承方法について、図４に基き説明する。なお、図４は、ＡＬ切換バー１１側、すなわち電源側から見た図であるが、トリップバー６の支承方法も基本的にＡＬ切換バー１１と変わらないため、ここでは、ＡＬ切換バー１１について述べる。なお、支承状態をわかり易くするため、開閉機構部１０２の表示を省略し、単にフレーム板７および８を組み合わせた状態で示しているが、当然の如く、開閉機構部１０２が具備されたあとに、トリップバー６およびＡＬ切換バー１１が組み込まれ、さらに作業性の向上を考えた場合、開閉機構部１０２を具備したフレーム１０３をベース１に螺着したあとであっても構わない。また、図中、（ａ）〜（ｄ）は取付順序を示している。

図４（ａ）において、フレーム板７および８には、それぞれＡＬ切換バー用軸受孔７ｄおよび８ｄ（トリップバー６の場合、７ｂおよび８ｂ）が同心円状に設けられており、このＡＬ切換バー用軸受孔７ｄおよび８ｄの内径よりも短いＡＬ切換バー用切欠け７ｅおよび８ｅ（トリップバー６の場合、７ｃおよび８ｃ）が、フレーム板７および８の端面に対し開口させるように設けられている。一方、ＡＬ切換バー１１は、略中央部に完全な円筒軸からなる支持部１１ｃ（トリップバー６の場合、６ｃ）と、この支持部１１ｃの両側の端部に位置する幅狭部１１ｄ（トリップバー６の場合、６ｄ）とで構成される。また、支持部１１ｃには、幅狭部１１ｄと略水平方向の位置関係にある突起１１ａが、幅狭部１１ｄには、その両端にスイッチ押動部１１ｂが、それぞれ設けられている。なお、このスイッチ押動部１１ｂは、トリップバー６においては、受け部６ｂとなり、例えば、図２で示したように、回路遮断器１０１が３極品であった場合は、この極数に応じた３個の受け部６ｂが、過電流引きはずし素子１０５と相対する位置に設けられることになる。

幅狭部１１ｄは、ＡＬ切換バー用切欠け７ｅおよび８ｅの幅（いわゆる開口寸法）より薄くなっており、図４（ｂ）に示すように、スイッチ押動部１１ｂがＡＬ切換バー用切欠け７ｅおよび８ｅと干渉しないように、幅狭部１１ｄをＡＬ切換バー用切欠け７ｅおよび８ｅを通して、支持部１１ｃとＡＬ切換バー用軸受孔７ｄおよび８ｄが同心円状になるまで挿入する。この場合、仮にフレーム１０３が既にベース１に螺着されていたならば、図１に示すように、ベース１とカバー２の合わせ面は、ＡＬ切換バー用軸受孔７ｄおよび８ｄ（トリップバー用軸受孔７ｂおよび８ｂも含む）より、紙面上、下側に位置していなければならないことは言うまでもない。

図４（ｂ）の状態から、ＡＬ切換バー１１を紙面上、左方向に、突起１１ａがフレーム板７および８の間に位置するまで移動させる（図４（ｃ）参照）。さらに、図３で示したような状態にＡＬ切換バー１１を位置させるために、図４（ｃ）においてＡ方向から見て反時計方向にＡＬ切換バー１１を９０度回転させることで、ＡＬ切換バー１１の支承が完了する（図４（ｄ）参照）。なお、このとき、トリップバー６の略中央に、３極品の回路遮断器１０１の中極に相当する受け部６ｂを設計上、配置せざるを得ない場合には、例えば、トリップバー６の略中央に四角の孔を設けておき、図４（ｄ）の状態で、受け部６ｂと突起６ａが一体成形された部品を圧入してやればよい。したがって、ＡＬ切換バー１１のフレーム１０３への支承箇所が完全な円筒軸からなる支持部１１ｃであるため、円滑に動作させることができるとともに、強度的にも安定しており、特にトリップバー６においては、その両端に受け部６ｂが配置されるケースが多く、過電流引きはずし素子１０５の動作による大きな力が、あるいは図示していないが、外部から電圧を印加することで回路遮断器１０１をトリップさせる電圧引きはずし装置を内蔵した場合では、この電圧引きはずし装置に具備されたプランジャーの磁束による大きな吸引力が、それぞれ受け部６ｂに与えられることになり、結果的に支持部１１ｃは曲げモーメントが最大となるが、前述したように、この支持部１１ｃは、薄肉部や切欠きなどが一切ない完全なる円形状を成しているので、この曲げモーメントに対して安定した状態で、トリップバー６あるいはＡＬ切換バー１１を回転させることができる。このように、支持部１１ｃが完全な円筒軸であれば、曲げモーメントを低く抑えることができ、このことは支持部１１ｃそのものの小径化、さらにはこの小径化による幅狭部１１ｄの薄肉化に繋がり、トリップバー６あるいはＡＬ切換バー１１の小形化、または材料費の低減を図ることができる。

また、支持部１１ｃが完全な円筒軸であるということは、トリップバー６あるいはＡＬ切換バー１１の回動角度に規制をかける必要が無いので、トリップバー６あるいはＡＬ切換バー１１に荷重を与える部材、すなわち過電流引きはずし素子１０５の変位量や前述した電圧引きはずし装置の吸引力に対する設計の自由度が高まるとともに、回路遮断器１０１自体の小形化を図ることも可能となる。

さらに、開閉機構部１０２との連携、具体的には、ラッチ１３のトリップ係止部１３ａ、あるいはトリップ検出部１３ｂとの係合に、必要不可欠な突起６ａあるいは突起１１ａをフレーム板７および８の間に位置させたことで、トリップバー６あるいはＡＬ切換バー１１の抜け止めを簡易な方法で実現させており、トリップバー６あるいはＡＬ切換バー１１の形状を複雑化させることなく、かつトリップに至る一連の動作をスムーズに行なう構造を得ることができる。なお、回路遮断器１０１の使命上、トリップバー６は必ず具備させておく必要があるが、ＡＬ切換バー１１については、例えば電気管理者の要求に応じて、具備させるものであってもよい。また、本発明においては、回路遮断器１０１のトリップの動作に応じたバーの支承方法について述べたが、そのバーの支承方法が同じであれば、例えば、押し板９の動作に対応、すなわち回路遮断器１０１の開閉状態を外部に知らしめる補助出力接点へ伝達させる補助出力接点切換バーにも適用できることは言うまでもない。

この発明の実施の形態を示す破断側面図である。この発明の実施の形態を示す開閉機構部の斜視図である。この発明の実施の形態を示す開閉機構部の内部構成を示した側面図であり、（ａ）はＯＮ状態、（ｂ）はトリップ状態である。この発明の実施の形態を示すＡＬ切換バーの組立斜視図であり、（ａ）〜（ｄ）はその組立手順である。

符号の説明

６トリップバー、６ａ突起、６ｃ支持部、６ｄ幅狭部、７・８フレーム板、
７ｂ・８ｂトリップバー用軸受孔、７ｃ・８ｃトリップバー用切欠け、
７ｄ・８ｄＡＬ切換バー用軸受孔、７ｅ・８ｅＡＬ切換バー用切欠け、
１１ＡＬ切換バー、１１ａ突起、１１ｃ支持部、１１ｄ幅狭部、１３ラッチ、
１０１回路遮断器、１０２開閉機構部、１０３フレーム、
１０５過電流引きはずし素子。

Claims

互いに相対向するフレームの間に配設された開閉機構部と、過電流が流れたときに発生する熱、あるいは磁束によって動作する過電流引きはずし素子と、該回路遮断器の各極の上記過電流引きはずし素子に沿うように配置され、かつ少なくとも上記過電流引きはずし素子の１極分に相当する長さを有したトリップバーとを備え、上記双方のフレームに円形の軸受孔と、上記軸受孔を上記双方のフレームの端面に開口させる上記軸受孔の内径よりも幅の狭い切欠けとを設けるとともに、上記トリップバーの略中央部に円筒軸からなる支持部を設け、上記支持部が上記軸受孔に軸支されるように構成された回路遮断器において、
上記トリップバーの略中央部以外の端部に、上記切欠けの幅よりも小さい幅狭部が形成され、上記幅狭部を上記切欠けに沿わせて上記軸受孔に挿入したのち、上記支持部が上記軸受孔に軸支される位置まで平行移動させることで、上記トリップバーが上記双方のフレームに支承されることを特徴とする回路遮断器。
支持部に幅狭部の平面と略水平方向に突起を設け、上記支持部が双方のフレームに支承されているときに、上記突起が上記双方のフレームの間に位置し、トリップバーの軸方向の移動を規制するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
突起は開閉機構部を構成するラッチと係合し、過電流が流れたときに、過電流引きはずし素子の動作によりトリップバーが回動することで、上記突起と上記ラッチの係合が外れ、上記開閉機構部がトリップ状態になるように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の回路遮断器。
互いに相対向するフレームの間に配設された開閉機構部と、過電流が流れたときに発生する熱、あるいは磁束によって動作する過電流引きはずし素子と、上記過電流引きはずし素子が動作し、上記開閉機構部がトリップ状態になったときに、上記開閉機構部の動きを、該回路遮断器に備えた警報出力接点に伝達する警報出力接点切換バーとを備え、上記双方のフレームに円形の軸受孔と、上記軸受孔を上記双方のフレームの端面に開口させる上記軸受孔の内径よりも幅の狭い切欠けとを設けるとともに、上記警報出力接点切換バーの略中央部に円筒軸からなる支持部を設け、上記支持部が上記軸受孔に軸支されるように構成された回路遮断器において、
上記警報出力接点切換バーの略中央部以外の端部に、上記切欠けの幅よりも小さい幅狭部が形成され、上記幅狭部を上記切欠けに沿わせて上記軸受孔に挿入したのち、上記支持部が上記軸受孔に軸支される位置まで平行移動させることで、上記警報出力接点切換バーが上記双方のフレームに支承されることを特徴とする回路遮断器。
支持部に幅狭部の平面と略水平方向に突起を設け、上記支持部が双方のフレームに支承されているときに、上記突起が上記双方のフレームの間に位置し、警報出力接点切換バーの軸方向の移動を規制するように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の回路遮断器。