JP4356267B2 - 配線用回路しゃ断器 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線用回路しゃ断器に関し、詳しくは回動式の橋絡形可動接触子を備えた電流しゃ断部の組立構造に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
まず、配線用回路しゃ断器の構成概要を図５に示す。図において、１はしゃ断器の本体ケース、２は開閉ハンドル、３はトグル式の開閉機構、４は過電流引外し装置、５は主回路の各相に対応した固定接触子，可動接触子および消弧装置を内装して前記開閉機構に連繋させたユニット構造になる電流しゃ断部である。かかる回路しゃ断器の開閉動作は周知の通りであり、開閉ハンドル２のＯＮ／ＯＦＦ操作により開閉機構３を介して電流しゃ断器部５の可動接触子が開閉動作する。また、主回路の通電中に過電流が通流して過負荷引外し装置４が作動すると、開閉機構３がトリップ動作して電流しゃ断部５の可動接触子が開極し、主回路電流をしゃ断する。
【０００３】
また、前記の電流しゃ断部５に関しては周知のように１点切り，２点切りの方式があり、特に２点切り方式については、その可動接触子を回動式の橋絡可動接触子として構成のものが特開平６−０２８９６４，特開平６−５２７７７号等の公報に開示されており、そのその１相分の構成を図６(a),(b) に示す。図において、６は電流しゃ断部５の絶縁ケース、７は絶縁ケース５に内装してその対角上に配置した電源側および負荷側の固定接触子、７ａはその固定接点、８は固定接触子７の間を橋絡する可動接触子片、９は可動接触子片８を保持した回転ドラム形の接触子ホルダ、１０は消弧装置（グリッド）であり、可動接触子片８は接触子ホルダ９の胴部に形成した直径方向の貫通穴９ａに遊嵌し、接触子ホルダ９の内部に組付けた引っ張りばねの接圧ばね１１を介して定位置に付勢保持されている。
【０００４】
ここで、図示構造では、接圧ばね１１として可動接触子片８の左右両脇に２本ずつ振り分けた４本の引っ張りばねが配置されており、各引っ張りばねは可動接触子片８の上下側に配して接触子ホルダ９の左右側壁間に支持したロッド１２と可動接触子片８の上下面に架け渡したロッド１３との間に張架し、この組立状態で可動接触子片８を浮動状態で定位置に位置決め保持するとともに、その回転中心Ｏに対して反時計方向に偶力が働くように付勢し、図示の投入位置で固定接触子７の接点７ａとの間で所定の接触圧を与えるようにしている。
【０００５】
また、固定接触子７はその先端側部分をＵ字状に折り曲げ、主回路に短絡電流などの過電流が流れた際に、固定接触子７の先端部分と可動接触子片８との間に働く電磁反発力を利用して過負荷引外し装置４（図５参照）が作動する以前に可動接触子片８をいち早く開極方向に駆動するようにしており、さらに固定接触子７の折り返し部分には磁性ヨーク１４を組合せ、電流しゃ断時に固定／可動接触子の接点間に発生したアークに作用する磁場を強めて消弧装置１０への電磁駆動力を高めるようにしている。
【０００６】
一方、前記の接圧ばね１１として、引っ張りばねの代わりに捩じりコイルばねを採用した構成のものが特開平１−１６６４２９号公報に開示されて公知であり、その組立構造を図７(a),(b) に示す。この構成では、接圧ばね１１として可動接触子片８を挟んでその左右両側に配した２組の捩じりコイルばねを用い、その一方のばねは両端を可動接触子片８の上面側に形成した凹溝８ａと接触子ホルダ９との間に、他方のばねは可動接触子片８の下面側に形成した凹溝と接触子ホルダ９との間に介挿して可動接触子片８を反時計方向に付勢し、図６と同様に固定接触子７の接点７ａとの間で所定の接触圧を与えるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した従来構造の電流しゃ断部には次記のような問題点がある。すなわち、
(1) 可動接触子片８の接圧ばね１１として引っ張りばねを用いた図６の構造では、図６(b) で示すように可動接触子片８の上下面、および接触子ホルダ９の左右側壁間ににそれぞれロッド１３，１４を設けてこの間に引っ張りばねを張架するようにしており、このために組立構造が複雑で、接圧ばね１１の取付け作業も厄介である。また、引っ張りばねの性質上、過電流の電磁反発力で可動接触子片８が開極した際には可動接触子片８を閉成位置に押し戻す復帰ばね力が大きくなることから、この復帰ばね力で接点が不用意に再接触するのを防ぐために、可動接触子片８を開極最終位置でラッチングさせるための特別な工夫が必要となって構造，組立がますます複雑化する。
【０００８】
(2) また、接圧ばね１１として２組の捩じりコイルばねを可動接触子片８の左右両脇に分けて接触子ホルダ９の左右側壁との間のスペースに介挿した図７の構造では、可動接触子片８と接触子ホルダ９の左右側壁との間に確保されるスペースが狭く、このスペースに介挿した短小なコイル長の捩じりコイルばねで可動接触子片８に所定の接点接触圧力を加えるには、必然的にばね定数の大きな捩じりコイルばねが必要となる。このために、図７のように接圧ばね１１に捩じりコイルばねを採用したとしても、前項(1) の場合と同様に過電流の通流による電磁反発力で可動接触子片８を開極する際に捩じりコイルばねのばね力が抵抗となって開極遅れが生じたり、また接点間に生じたアークの伸張に伴う限流効果によって可動接触子片に作用する電磁反発力が低下すると、ばね力により可動接触子片８が閉成位置に押し戻されて接点が再接触するおそれがある。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、電流しゃ断部の接触子ホルダに組付けた可動接触子の接圧ばねに関して、接触子ホルダへの組付けが簡単で、しかも可動接触子の接点投入位置と過電流の電磁反発力による開極位置に対応するばね力の差を小さく抑え、接点開極時に可動接触子片がばね力で再接触するのを効果的に防げるようにして開極動作の信頼性向上を図った配線用回路しゃ断器の電流しゃ断器部の組立構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、しゃ断器の本体ケースに内蔵した電流しゃ断部が、消弧装置を備えた絶縁ケースと、該ケースに内装して対角上に配置した電源側，負荷側の固定接触子と、該固定接触子の接点間に跨がる橋絡形の可動接触子片と、該可動接触子片を保持してしゃ断器の開閉機構に連繋させた回転ドラム形の接触子ホルダとの組立体からなるユニット構造で、前記固定接触子は過電流が流れた際に電磁反発力で可動接触子片を開極方向に駆動するように例えばＵ字状に屈曲した形状であり、また前記可動接触子片は接触子ホルダに形成した直径方向の貫通穴に遊嵌し、かつ該ホルダ内部に組付けた一対の接圧ばねを介して定位置に付勢保持するようにした配線用回路しゃ断器において、
前記の接圧ばねとしてコイル中央部からＵ字状のオフセットアーム部を引出した捩じりコイルばねを用い、該捩じりコイルばねの一対を可動接触子片を挟んでその上下両側に配し、かつ各捩じりコイルばねの両端脚部を接触子ホルダの側壁に係止固定した上で、オフセットアーム部を可動接触子片の回転中心に対する対称位置に係合させるものとし（請求項１）、具体的には次記のような態様で構成することができる。
【００１１】
(1) 捩じりコイルばねの両端脚部をＬ字形に折り曲げた上で、該脚部を接触子ホルダの側壁に穿孔した穴に嵌入して係止固定する（請求項２）、あるいは接触子ホルダの側壁周縁に切欠き形成した係合溝に引っ掛けて係止固定する（請求項３）。
(2) 可動接触子片の上面および下面側に、該接触子片の中心に対する対称位置に凹溝を形成して該溝に捩じりコイルばねのオフセットアーム部を係合させる（請求項４）、あるいは前記凹溝の代わりに段付き部を形成して捩じりコイルばねのオフセットアーム部を係合させる（請求項５）。
【００１２】
上記のように可動接触子片の接圧ばねとしてコイル中央部にオフセットアームを引出し形成した捩じりコイルばねを採用し、この捩じりコイルばねを可動接触子片の上下に振り分けて接触子ホルダの左右側壁の間に介挿することにより、従来例のように捩じりコイルばねを可動接触子の左右両脇に分けて配した組立構造と比べて、各捩じりコイルばねのコイル長，したがってそのコイル巻数を大きく選定してばね定数を小さく抑えることができる。これにより、過電流の電磁反発力で可動接触子片を開極方向に駆動する場合に、素早い開極動作が得られるし、またばね力で可動接触子片が閉成位置に押し戻されて接点が再接触する危険も少なくなってしゃ断動作の信頼性が向上する。
【００１３】
しかも、接圧ばねに引っ張りばねを採用した従来例の構造と比べて、引っ張りばねを引っ掛けるロッドなどの組立部品が必要なくて構造が簡単となるほか、接触子ホルダに可動接触子片を嵌挿した状態でばねを押し込むだけで可動接触子片を定位置に付勢保持して組立ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に示す実施例に基づいて説明する。なお、各実施例の図中で図６に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
まず、図１(a) 〜(c) において、配線用しゃ断器の電流しゃ断部５は基本的に図６と同様な構成であるが、接触子ホルダ９に保持した可動接触子片８の支持構造が次のような構成になる。すなわち、図示実施例においては、接圧ばね１１として、可動接触子片８を挟んでその上下両側に図１(c) で示すようなオフセットアーム付きの捩じりコイルばね１５を介挿して可動接触子片８を定位置に付勢保持するようにしている。
【００１５】
このオフセットアーム付き捩じりコイルばね１５は、図３で示すようにコイル中央部にＵ字形に屈曲形成したオフセットアーム部１５ａを側方に引出し、かつコイルエンドの両端脚部１５ｂをＬ字形に折り曲げた形状になり、前記脚部１５ｂを接触子ホルダ９の左右側壁に係止した上で、オフセットアーム部１５ａの先端が可動接触子片８を跨ぐようにして係合されている。ここで、上部側に配した捩じりコイルばね１５はそのオフセットアーム部１５ａを可動接触子片８の上面側に係合し、また下部側に配した捩じりコイルばねはオフセットアーム部１５ａを可動接触子片８の下面側に係合しており、かつ上部側ばねの係合点と下部側ばねの係合点を可動接触子片８の回転中心Ｏに対して対称位置に設定して可動接触子片８に偶力を加えるようにしている。これにより、可動接触子片８は接触子ホルダ９に対して浮動状態に保持されるとともに、その回転中心Ｏの回りで反時計方向にばね付勢され、図１(b) の接点投入位置で固定接触子７との間に所要の接点接触圧力を加圧する。
【００１６】
なお、捩じりコイルばね１５の両端脚部１５ｂと接触子ホルダ９との係止構造については、図１(c) で示すように接触子ホルダ９の左右側壁に穿孔した穴に脚部１５ｂを挿入して係止するか、あるいは図２のように接触子ホルダ９の左右側壁の周縁に切欠溝９ａを形成してここにコイルばねの脚部１５ｂを係止することができる。また、捩じりコイルばね１５のオフセットアーム部１５ａと可動接触子片８との係合構造についても、図４(a) のように可動接触子片８に凹溝８ａを形成してここにオフセットアーム部１５ａの先端を係合させるか、あるいは図４(b) のように可動接触子片８に段付き部８ｂを形成してここにオフセットアーム部１５ａの先端を係合させることができる。
【００１７】
上記の構造を採用することで、組立時には可動接触子８を接触子ホルダ９に遊嵌した状態で、その上下の空隙に捩じりコイルばね１５を撓ませた状態で圧挿するだけで、捩じりコイルばね１５を介して可動接触子８が定位置に付勢保持される。
次に、前記実施例と従来構造との比較について述べる。まず、接圧ばね１１として可動接触子片８の左右両脇に引っ張りばねを配した図６の従来構造とを比べると、本発明の実施例では従来構造における引っ張りばねを張架支持するロッド１２，１３の組立部品が不要であり、これにより組立構造が簡単で可動接触子片８の組付け作業も組立ロボットなどを使って行うことができる。
【００１８】
また、接圧ばね１１として可動接触子片８の左右両脇に分けて２組の捩じりコイルばねを別々に介挿した図７の従来構造と比べても、接触子ホルダ９の外形寸法を同じとして、図３に示したオフセットアーム付き捩じりコイルばね１５は、そのコイル長，したがってコイル巻数を図７の捩じりコイルばねの２倍にまで増やしてそのばね定数を約１／２に低めることができる。
【００１９】
したがって、図６で説明した過電流の電磁反発力による可動接触子片８の開離動作時における捩じりコイルばねの挙動について考察すると、図示実施例のオフセットアーム付き捩じりコイルばね１５は、接点投入位置で可動接触子片８を押圧するばね力と、開極位置で可動接触子片８を押し戻すばね力との差が小さくなり、図７の短小な捩じりコイルばねに比べて約半分まで低くなる。これにより、電磁反発力による開極動作時に可動接触子片８に加わるばね荷重が低減してその開極動作が遅れなしに素早く行えるとともに、開極位置で可動接触子片８を押し戻すばね力も小さくなるので不用意に接点が再投入される危険も低くなり、それだけしゃ断動作の信頼性が向上する。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、電流しゃ断部の回転橋絡形の可動接触子片を接触子ホルダに付勢保持する接圧ばねとして、コイル中央部からＵ字状のオフセットアーム部を引出した捩じりコイルばねを用い、該捩じりコイルばねの一対を可動接触子片を挟んでその上下両側に配し、かつ各捩じりコイルばねの両端脚部を接触子ホルダの側壁に係止固定した上で、オフセットアーム部を可動接触子片の回転中心に対する対称位置に係合させたことにより、接圧ばねとして引っ張りばねを用いた従来構造と比べて部品点数も少なく、かつ組立作業性も簡単となる。また、２本の捩じりコイルばねを可動接触子片の左右両脇に分けて配した前記と別な従来構造と比べても、接圧ばねのばね定数を従来の約半分に低めることができ、これにより過電流による電磁反発力を利用して可動接触子片を開極駆動させる方式の配線用しゃ断器の開極動作の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による配電用回路しゃ断器の電流しゃ断部の構成図で、(a),(b) はそれぞれ電流しゃ断部の内部構造を示した平面図，および側面図、(c) は(b) 図における可動接触子片と接触子ホルダとの組立体の外観斜視図
【図２】図１(c) に対応する別な実施例の構成を示す外観斜視図
【図３】図１(c) ，図２における要部構造の平面図
【図４】図３に対応する側面図で、(a),(b) はそれぞれ異なる実施例の側面図
【図５】配線用回路しゃ断器の構成概要図
【図６】図５における電流しゃ断部の従来例の構造図で、(a) は内部構造の側面図、(b) は(a) 図における可動接触子片と接触子ホルダとの組立体の外観斜視図
【図７】図６と異なる従来例の構造図で、(a),(b) はそれぞれ電流しゃ断部の内部構造を示した平面図，および側面図
【符号の説明】
１ しゃ断器の本体ケース
３ 開閉機構
５ 電流しゃ断部
６ 絶縁ケース
７ 固定接触子
８ 可動接触子片
８ａ 凹溝
８ｂ 段付き部
９ 接触子ホルダ
１０ 消弧装置
１１ 接圧ばね
１５ オフセットアーム付き捩じりコイルばね
１５ａ オフセットアーム部
１５ｂ 脚部

Claims (5)

  1. しゃ断器の本体ケースに内蔵した電流しゃ断部が、消弧装置を備えた絶縁ケースと、該ケースに内装して対角上に配置した電源側，負荷側の固定接触子と、該固定接触子の接点間に跨がる橋絡形の可動接触子片と、該可動接触子片を保持してしゃ断器の開閉機構に連繋させた回転ドラム形の接触子ホルダとの組立体からなり、前記固定接触子は過電流が流れた際に電磁反発力で可動接触子片を開極方向に駆動するような形状であり、また前記可動接触子片は接触子ホルダに形成した直径方向の貫通穴に遊嵌し、かつ該接触子ホルダの内部に組付けた一対の接圧ばねを介して定位置に付勢保持するようにした配線用回路しゃ断器において、前記の接圧ばねとしてコイル中央部からオフセットアーム部を引出した捩じりコイルばねを用い、該捩じりコイルばねの一対を可動接触子片を挟んでその上下両側に配し、かつ各捩じりコイルばねの両端を接触子ホルダに係止固定した上で、オフセットアーム部を可動接触子片の回転中心に対する対称位置に係合させたことを特徴とする配線用回路しゃ断器。
  2. 請求項１記載の回路しゃ断器において、捩じりコイルばねの両端脚部をＬ字形に屈曲した上で、該脚部を接触子ホルダの側壁に穿孔した穴に嵌入して係止固定したことを特徴とする配線用回路しゃ断器。
  3. 請求項１記載の回路しゃ断器において、捩じりコイルばねの両端脚部をＬ字形に屈曲した上で、該脚部を接触子ホルダの側壁周縁に切欠き形成した係合溝に引っ掛けて係止固定したことを特徴とする配線用回路しゃ断器。
  4. 請求項１記載の回路しゃ断器において、可動接触子片の上面および下面側に、該接触子片の中心に対する対称位置に凹溝を形成し、該溝に捩じりコイルばねのオフセットアーム部を係合させたことを特徴とする配線用回路しゃ断器。
  5. 請求項１記載の回路しゃ断器において、可動接触子片の上面および下面側に、該接触子片の中心に対する対称位置に段付き部を形成し、該段付き部に捩じりコイルばねのオフセットアーム部を係合させたことを特徴とする配線用回路しゃ断器。
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