JP4522362B2 - 回路遮断器 - Google Patents

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、詳しくは遮断性能の大小に応じた仕様変更が容易に実施できる回路遮断器に関するものである。

回路遮断器には、この回路遮断器に具備された操作ハンドルを操作することにより電路を開閉する機能、すなわち、スイッチ機能だけではなく、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機能、すなわち、遮断機能という大きな役目を担っている。この電路の遮断は、例えば、ＪＩＳ（日本工業規格）Ｃ８３７０では「定格遮断電流」として、１ｋＡ〜２００ｋＡの範囲で定義されており、その電路の状況、つまり、トランスからの距離や、電線の太さなどに応じて、適切な定格遮断電流を有する回路遮断器が選定できるよう、各メーカーとも製品バリエーションの充実を図っていることは周知の通りである。

ところで、このような回路遮断器における電路の遮断の際、アーク熱により溶融した金属材や絶縁材の溶融物がアークガスと共に周辺に飛散し、この溶融物が開閉機構や引き外し機構に付着することが考えられる。一般に回路遮断器は、２〜３回程度の定格遮断電流を切る能力があり、また、例えば、遮断時に発生した警報出力を停止させるために、速やかにリセット操作（操作ハンドルのＯＦＦ位置への摺動移行）が行われることを考えると、上記溶融物の付着によって上記開閉機構や引き外し機構の機能が阻害されることは好ましくない。

このような問題に対処するため、従来、特開２００５−２２８６６９号公報（特許文献１）に示すように、回路遮断器の絶縁筐体をケース本体と、このケース本体の上面に装着するミドルカバーと、このミドルカバーの上面を覆うトップカバーとに分割し、アークが発生する接触子部およびこのアークを消弧する消弧装置をケース本体に収納し、開閉機構や引き外し機構をミドルカバーに収納することで、上記開閉機構や引き外し機構を接触子部から隔離することにより、溶融物の開閉機構等への付着を防ぐようにしたものが提案されている。

特開２００５−２２８６６９号公報

ところが、上記特許文献１に示されるような回路遮断器においては、ミドルカバーの底部に各極に跨る隔壁が形成され、開閉機構や引き外し機構は上記隔壁上の中央極部分に取り付けられていることから、回路遮断器を構成する上で、ミドルカバーは必要不可欠な部品とならざるを得なかった。しかしながら、前述した通り、回路遮断器の性能の目安となる定格遮断電流は多岐に亘っており、必ずしも大きな定格遮断電流を有する回路遮断器でなければならない理由はなく、その電路の事情を鑑み、定格遮断電流を選定すればよい。

然るに、比較的小さい定格遮断電流では、溶融物の付着はさほど問題視されず、ミドルカバーの装着はオーバースペックとなり、コスト競争力が落ちる恐れがあった。
また、オーバースペックを避けるために、ミドルカバーを用いない回路遮断器を準備した場合、開閉機構そのものの構成を見直す必要があり、定格遮断電流の大小、すなわち遮断性能の違いによって部品の共用化を図ることが困難であった。

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、定格遮断電流が比較的大きい場合は、これまで通り、遮断部と開閉機構部、および遮断部と過電流引き外し装置を隔離し、定格遮断電流が比較的小さい場合には、これら遮断部、開閉機構部、および過電流引き外し装置の配置や部品構成を変えずに隔離させない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、操作ハンドルを有し、互いに相対向するフレーム板の間に配設された開閉機構部と、上記開閉機構部と連動して回動するクロスバー、このクロスバーと連動する可動接触子、この可動接触子と接離を繰り返す固定接触子、上記両接触子間に発生するアークを裁断する消弧装置を含む遮断部、および過電流引き外し装置が収納されたベースと、上記遮断部と上記開閉機構部、および上記遮断部と上記過電流引き外し装置とを隔離する隔壁が設けられ、上記開閉機構部が収納されたミドルベースと、上記ベース、ミドルベースおよびこれらベースとミドルベースに収納された各部品を覆うカバーとを備えた回路遮断器において、上記開閉機構部のフレームは上記ミドルベースを介して上記ベースに固定され、かつ、上記フレームの固定部と上記ベースの内底面が近接配置されるように構成したものである。

この発明は以上説明したように、上記開閉機構や引き外し機構を接触子部から隔離する仕様と隔離しない仕様と両方に簡単に対応できるので、遮断性能の大小にかかわらず、あるいは定格電流値や極数の違いがあっても、開閉機構部など、回路遮断器の主要部品を共用化することが可能となり、製品のコストダウンを図ることができる。

実施の形態１．
以下、図１乃至図５によりこの発明の実施の形態１について説明する。図１はこの発明の実施の形態１における回路遮断器を上下方向に分解した状態を示す分解斜視図、図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３及び４は、図１におけるミドルベースの拡大図で、図３は図１の矢印Ｂから視た平面図、図４は矢印Ｃから視た側面図である。また、図５（ａ）および（ｂ）は、図３におけるそれぞれＤ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線に沿う断面図である。

図１は３つの電圧極を有する３極用回路遮断器（以下、遮断器と称す）の例を示しており、図中、１０１の絶縁筐体は、カバー２とミドルベース３とベース４の３部品から構成されている。上記カバー２には操作ハンドル１が突出するハンドル用窓孔２aと、後述するベース４に装着された過電流引き外し装置１０３の瞬時引き外し電流値などを設定する設定部１０３ａが突出する設定部用窓孔２ｂとが形成されている。上記ミドルベース３には操作ハンドル１と連結された開閉機構部１０２が装着され、上記開閉機構部１０２を後述する接触子部から隔離するようにしている。

また、上記ベース４は前述した過電流引き外し装置１０３をはじめ、クロスバー５によって連結された可動子部１０４、固定接触子６（図２参照）、消弧装置７などが固着あるいは配設されている。なお、可動接触子９（図２参照）と操作ハンドル１の状態（投入・静止位置）から、紙面上、手前（右側）が電源側、奥行（左側）が負荷側であることは周知の通りである。このうち、ミドルベース３については、遮断時に発生するアークによる内部圧力上昇での損傷を防ぐために、ベース４の凹部４ａ・４aにミドルベース３の側板３ａ・３ａを嵌合させている。よって、この側板３ａ・３ａが絶縁筐体１０１の一部をなすことになる。なお、図３に示すミドルベース３の平面図中、ハッチングを付した部分は孔部を示している。

続いて、この遮断器の組立手順を図２に基づき説明する。先ず、ベース４の内底面４ｂにまず、固定接触子６を図示しないネジで固着し、次に、可動子受け８に挟装させた可動接触子９をクロスバー５で３極分に連結した状態（前述した可動子部１０４に相当）で、可動子受け８を過電流引き外し装置１０３ともども、やはり図示しないネジで固着する。続いて、消弧装置７を所定の位置に配設し、可動子部１０４を覆うようにミドルベース３を被せる。このミドルベース３には前述した通り、開閉機構部１０２が装着されるが、このとき、開閉機構部１０２の下リンク１０がミドルベース３の第一の孔３ｂ（図３参照）を貫通し、クロスバー５の把持部５ａ（図１参照）と図示しない軸で結合されることで、操作ハンドル１の回動に伴い、可動子部１０４が回動、すなわち、遮断器１０１の開閉が行われる。よって、この第一の孔３ｂ・３bは、下リンク１０・１０の回動範囲に則した長孔形状となっている。

開閉機構部１０２のフレーム板１１は相対向している（図１参照）ことで開閉機構部１０２はユニット化されており、このユニット化された開閉機構部１０２はフレーム板１１の両端（前後端）にそれぞれ有する一対の螺着部１１ａ・１１ｂ・１１a・１１ｂ（図１参照）にベース４の底面から図示しないネジによって固着される。このとき、螺着部１１ａ・１１aのネジはミドルベース３の第二の孔３ｃ・３ｃ（図３参照）を、螺着部１１ｂ・１１ｂのネジは第一の孔３ｂ・３ｂの紙面上右方向に延設されている逃がし部３ｂ１・３ｂ1（図３参照）をそれぞれ貫通することになるが、第二の孔３ｃ・３ｃが配設される基台３ｄ・３ｄは、ベース４の内底面４ｂに当接していることから、ミドルベース３自身も固着されることになる。最後に、カバー２を装着することで遮断器１０１として形成されることになる。

なお、前述した開閉機構部１０２の固着が、本発明の要部であるため、以下に詳しく説明する。図３において、ミドルベース３の第一の孔３ｂ・３ｂと第二の孔３ｃ・３ｃを結ぶ線上に、基台３ｄ・３ｄから第一の孔３ｂ・３ｂにかけて溝部３ｅ・３eが形成されている（一点鎖線部分）。この溝部３ｅ・３eは、図５（ｂ）に示すように、クロスバー５の回動に合わせて、略半円状に切り欠かれたフレーム板１１（図２参照）の形状に合わせている。すなわち、フレーム１１の半円状切欠き部が上記溝部３eの上部に沿って当接することとなる。

したがって、この略半円状の部分や螺着部１１ｂ（図２参照）に対し、螺着部１１ａ（図２参照）がベース４の内底面４ｂに近接していることがわかる。このことは、図４あるいは図５に示すように、ミドルベース３の紙面上、上下方向に対し、基台３ｄが最下端に近い位置に配設されていることからもわかる。つまり、定格遮断電流が比較的小さい場合には、上記ミドルベース３を取り外し、その代わりに、例えば、樹脂性のスペーサを基台３ｄ、すなわち、ミドルベース３の換わりに介在させておくことで、遮断部、開閉機構部１０２、及び過電流引き外し装置１０３等の配置や部品構成を何等変更することなく、開閉機構部１０２の固着が可能となる。

図６はミドルベース３を取り外した時の回路遮断器の分解斜視図で、ミドルベース３を取り付けている時の図１に相当するものである。図において、図１と同一或いは相当部分には同一符号を付している。図中、２０は開閉機構部１０２の螺合部１１aとベース４の底面との間に挿入され、ベース４底面から図示しないネジによって固着されるスペーサであり、２１は開閉機構部１０２の螺合部１１bとベース４の底面との間に挿入され、ベース４底面から図示しないネジによって固着されるスペーサである。また、２２はミドルベース３の側板３aに相当する部品である。従って、ミドルベース３を取り外した場合も、上記遮断部、開閉機構部、および過電流引き外し装置の配置や部品構成を何等変えることなく、これらを互いに隔離させない回路遮断器を得ることができる。

一般に、回路遮断器の価格は、その定格遮断電流が小さいほど安価となる傾向が強い。したがって、各メーカーとも、定格遮断電流が小さい製品ではその製造コストを抑える必要がある。本発明によれば、定格遮断電流が小さい場合では、ミドルベース３の装着によるメリットがさほど重要視されないため、この比較的高価なミドルベース３を使用することなく、しかも、ユニット化された開閉機構部１０２は共用化できるので、価格に適した製造コストとなる回路遮断器を得ることができる。なお、ミドルベース３を使用しないことで、前述したスペーサや、側板３ａ・３ａ（図１参照）に相当する部品を装着することになるが、これら部品の追加が、該回路遮断器の製造コストに影響を及ぼさないことは明白である。

以下、ミドルベース３を装着するメリットを説明する。図５（ａ）に示すように、ミドルベース３は、隔壁となる水平部３ｆ、及び垂直部３ｇを備えている。したがって、水平部３ｆによって、クロスバー５、固定接触子６、消弧装置７、及び可動接触子９により構成される遮断部と開閉機構部１０２とが、また、垂直部３ｇによって、上記遮断部と過電流引き外し装置１０３とが、それぞれ隔離されるため、特許文献１と同様、遮断時に遮断部より発生するアーク、熱風、溶融物、あるいは煤などから、開閉機構部１０２や過電流引き外し装置１０３を保護することができる。

なお、水平部３ｆには、図３に示すように第三の孔３ｈが、クロスバー５の突起５ｂ（図１参照）の回動範囲に則した長孔として設けられている。よって、クロスバー５の状態、ひいては可動接触子９の位置を、突起５ｂを通じて、ミドルベース３の外部から知り得ることができるので、例えば、この突起５ｂを補助接点用のアクチュエータと係合させることで、遮断器１０１の接点の状態を電気信号として該回路遮断器の外部へ伝達させることが可能となる。図７は組立て後の回路遮断器を示す斜視図であり、図中２５はアクチュエータを示している。なお、補助接点は図示していないが、通常マイクロスイッチが上記アクチュエータ２５の上部空間に装着され、マイクロスイッチのボタンとアクチュエータ２５とが係合するように構成されている。

また、消弧装置７の位置決めを強固にし、振動や衝撃での位置ズレを防止するうえでも、ミドルベース３の上記消弧装置７と対向する位置に消弧装置保持部３ｉ（図１参照）を設けておくことが好ましい。さらに、可動接触子９が開離したときの衝撃を吸収するうえでも、ミドルベース３の可動接触子９と対向する位置にストッパー３ｊ（図５（ａ）参照）を設けておけば、なお好ましい。なお、ミドルベース３の材質は、必ずしも、カバー２やベース４に合わせる必要はなく、前述した隔壁としての機能、あるいは衝撃吸収としての機能に着目して、経済的な材質を選定すればよい。

実施の形態２．
実施の形態１では、３極用回路遮断器として説明したが、電路には、この３極に限らず、電圧極と中性極をもつ、いわゆる４極用回路遮断器も存在する。実施の形態２は、この４極用回路遮断器にミドルベース３を適用したものであり、以下、図８を参照して説明する。図８はこの発明の実施の形態２における４極用回路遮断器のベース２４にミドルベース３を組み込んだ状態を示す外観斜視図である。

４極用回路遮断器の場合、ベースおよびカバーは、４極用専用品となることが一般的である。ただし、実施の形態１で述べたミドルベース３のメリット、すなわち、摺動部品への溶融物の付着防止は、この４極用回路遮断器においては、電圧極だけに着目すればよい。したがって、図８に示すように、４極用ベース２４に実施の形態１で説明したミドルベース３（すなわち、３極用）が装着できるように、４極用ベース２４の、特に、電圧極と中性極間の相間形状を決めればよい。

こうすることで、開閉機構部１０２だけでなく、ミドルベース３も共用化できるので、部品の標準化をさらに進めることが可能となる。
なお、上記実施の形態では開閉機構部１０２はフレーム板１１の両端（前後端）にそれぞれ一対の螺着部１１ａ・１１ｂ・１１a・１１ｂを設け、これにベース４の底面からネジによって固着されるようにした例を説明したが、ネジ止めに限らず、他の固着手段でもこれに代替できることは言うまでもない。

この発明の実施の形態１における回路遮断器の分解斜視図である。 図１における線Ａ−Ａに沿う断面図である。 図１におけるミドルベースのＢ視図である。 図１におけるミドルベースのＣ視図である。 図３における、それぞれ、（ａ）は線Ｄ−Ｄ、（ｂ）は線Ｅ−Ｅに沿う断面図である。 ミドルベースを取り外した時の回路遮断器の分解斜視図である。 組立て後の回路遮断器を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２におけるベースとミドルベースの外観斜視図である。

符号の説明

１ 操作ハンドル、 ２ カバー、
２ａ ハンドル用窓孔、 ２ｂ 設定部用窓孔、
３ ミドルベース、 ３ａ・３ａ 側板、
３ｂ 第一の孔、 ３ｂ１ 逃がし部、
３ｃ 第二の孔、 ３ｄ 基台、 ３ｅ 溝部、
３ｆ 水平部、 ３ｇ 垂直部、 ３ｈ 第三の孔、
３ｉ 消弧装置保持部、 ３ｊ ストッパー、 ４ ベース、
４ａ 凹部、 ４ｂ 内底面、 ５ クロスバー、
５ａ 把持部、 ５ｂ 突起、
６ 固定接触子、 ７ 消弧装置、 ８ 可動子受け、
９ 可動接触子、 １０ 下リンク、
１１ フレーム板、 １１ａ・１１ｂ 螺着部、
２４ ベース、 １０１ ３極用回路遮断器、
１０２ 開閉機構部、 １０３ 過電流引き外し装置、
１０３ａ 設定部、 １０４ 可動子部。

Claims (10)

1. 操作ハンドルを有し、互いに相対向するフレーム板の間に配設された開閉機構部と、上記開閉機構部と連動して回動するクロスバー、このクロスバーと連動する可動接触子、この可動接触子と接離を繰り返す固定接触子、上記両接触子間に発生するアークを裁断する消弧装置を含む遮断部、および過電流引き外し装置が収納されたベースと、上記遮断部と上記開閉機構部、および上記遮断部と上記過電流引き外し装置とを隔離する隔壁が設けられ、上記開閉機構部が収納されたミドルベースと、上記ベース、ミドルベースおよびこれらベースとミドルベースに収納された各部品を覆うカバーとを備えた回路遮断器において、上記開閉機構部のフレームは上記ミドルベースを介して上記ベースに固定され、かつ、上記フレームの固定部と上記ベースの内底面が近接配置されていることを特徴とする回路遮断器。
2. 上記フレーム板には、それぞれ上記ベースの底面からミドルベースを介してネジによって固着される一対の螺着部を備え、上記ミドルベースの基台部が上記ベースの内底面に当接していることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. 上記ミドルベースには、上記開閉機構部の下リンクが貫通してクロスバーに結合される第一の孔と、基台部に形成された第二の孔とを備え、上記第一の孔は上記操作ハンドルの回動に伴って上記両接触子の開閉が行われる際、上記下リンクの回動範囲に即した長孔形状を有することを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
4. 上記ミドルベースには、更に、ミドルベースの略相間に形成され、上記クロスバーに設けられた突起を逃がす孔を備え、上記孔はクロスバーの回動範囲に即した長孔としたことを特徴とする請求項３に記載の回路遮断器。
5. 上記ミドルベースの隔壁は、上記遮断部と開閉機構部とを隔離する水平部と、上記遮断部と過電流引き外し装置とを隔離する垂直部とからなることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
6. 該回路遮断器の電路方向と平行となる側のミドルベースの両側面に設けられた側板が、ベースに設けられた凹部に嵌合されることで、上記ミドルベースが該回路遮断器の絶縁筐体の一部を形成していることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
7. ミドルベースの上記消弧装置と対向する位置に消弧装置保持部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
8. ミドルベースの上記可動接触子と対向する位置にストッパーを設けたことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
9. 上記ミドルベースの取り外し時には、上記フレーム板の螺着部と上記ベースの底面とはスペーサを介して直接ネジ固定されることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
10. ３つの電圧極と１つの中性極をもつ４極用回路遮断器において、上記ミドルベースが上記電圧極に装着されることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。

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