JP4533009B2 - 回路遮断器の瞬時引外し装置 - Google Patents
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Description
本件の発明は回路遮断器の瞬時引き外し装置に関するものである。
従来の回路遮断器の瞬時引き外し装置には，図６に示した回路遮断器に用いられているような引外し装置があった。これは，バイメタルや電磁素子などで構成され，遮断器が接続された電路に過電流や短絡電流など事故電流が流れた場合，開閉機構部の引外し部材に作用して接点閉を保持する係合を外し接点を閉から開に引き外すものである。
引外し装置１０５は，電磁枠１０５４と，電磁鉄片１０５３を弾性的に保持し電磁枠１０５４に装着される薄い弾性体で構成された可動鉄片受１０５６と，ラッチ部を構成し一端を回動自在に保持された引外し部材１０５１とを含んで構成されている。
引外し装置１０５は，電磁枠１０５４と，電磁鉄片１０５３を弾性的に保持し電磁枠１０５４に装着される薄い弾性体で構成された可動鉄片受１０５６と，ラッチ部を構成し一端を回動自在に保持された引外し部材１０５１とを含んで構成されている。
電磁枠１０５４は，電磁鉄片１０５３と磁気回路を構成するように設けられており，該磁気回路を貫くように導体であるバイメタル１０５５が配設され，電磁枠１０５４はバイメタル１０５５を略包囲するよう形成されている。
電磁鉄片１０５３は，かしめ加工により電磁鉄片受１０５５に固定され，弾性的に保持されており，可動鉄片回動軸１０５４ａを中心として回動動作を行い，常に前記磁気回路に空隙を設ける方向に付勢されている。
可動鉄片受１０５５は，薄い金属からなる弾性体で構成されており，可動鉄片受の電磁枠への装着，可動鉄片の保持，及び可動鉄片の回動のガイドの役割，さらには電磁枠と可動鉄片とからなる磁気回路に空隙を設ける方向に可動鉄片を付勢させる付勢力を発生させる役割を担っている。
引外し部材１０５１は，可動鉄片１０５３が電磁枠１０５４に吸引される際に当接するように，まず，引外し部材回動軸１０５１ａからラッチ部１０５２を形成した部分が設けられ，略Ｕ字型に折れ曲がり，当接部を形成した部分が設けられている。また，引外し部材回動軸の部分には，引外し部材を吸引力に抗する方向，即ちラッチ部の係合を保つ方向に付勢するための引外し部材ばねが設けられ，平常，回路遮断器が入りの状態である場合には，ラッチ部の係合を保つように作用している。
しかしながら，従来の引外し装置においては次のような問題があった。
可動鉄片受１０５６は，可動鉄片受の電磁枠への装着，可動鉄片の保持，及び可動鉄片の回動のガイドの役割，さらには電磁枠と可動鉄片とからなる磁気回路に空隙を設ける方向に可動鉄片を付勢させる付勢力を発生させる必要があるため，これらの要件を満たそうとすると，その形状が複雑になり，また付勢力を発生させるために厚さの薄い弾性材料を使用せざるを得ず，それ故に生産におけるかしめや組立の段階で変形が発生しやすく，歩留まりが高くなるという問題があった。
また，ばね部材として，電磁枠と可動鉄片とからなる磁気回路に空隙を設ける方向に可動鉄片を付勢させる付勢力を発生させるばねの役割を果たす可動鉄片受と，引外し部材をそのラッチ部の係合を保つように作用する引き外し部材ばねとの両方が必要であるため，部品点数が多くなりコストがかかる構造であった。
可動鉄片受１０５６は，可動鉄片受の電磁枠への装着，可動鉄片の保持，及び可動鉄片の回動のガイドの役割，さらには電磁枠と可動鉄片とからなる磁気回路に空隙を設ける方向に可動鉄片を付勢させる付勢力を発生させる必要があるため，これらの要件を満たそうとすると，その形状が複雑になり，また付勢力を発生させるために厚さの薄い弾性材料を使用せざるを得ず，それ故に生産におけるかしめや組立の段階で変形が発生しやすく，歩留まりが高くなるという問題があった。
また，ばね部材として，電磁枠と可動鉄片とからなる磁気回路に空隙を設ける方向に可動鉄片を付勢させる付勢力を発生させるばねの役割を果たす可動鉄片受と，引外し部材をそのラッチ部の係合を保つように作用する引き外し部材ばねとの両方が必要であるため，部品点数が多くなりコストがかかる構造であった。
本発明は，このような課題を解決するために，引外し装置を生産する際や組立を行う際に部品の変形を起こすことがなく，部品点数を削減できコストダウン可能な回路遮断器の瞬時引き外し装置を提供することを目的とするものである。
以上のような課題を解決するために，請求項１の発明においては，
回路遮断器の接点装置を開閉操作するハンドル操作部と，該ハンドル操作部と接点装置とをリンクにより連係し開閉機構のラッチを形成する係合部を有する押え板と，
前記係合部と係合するラッチ部を構成し，前記係合を引外すことにより，回路遮断器の接点装置を開極状態にさせる作動板と，
作動板と押え板とを係合させる方向に付勢せしめる作動板ばねと，
通電路の一部を構成するバイメタルと，
該バイメタルを囲うように固定配置した電磁枠と，
電磁枠と磁気閉回路を形成するべく対向配置される可動鉄片とを含んで構成される回路遮断器において，
過電流を検出し接触子を開極させるよう開閉機構のラッチに作用して引外し動作を行う回路遮断器の瞬時引外し装置を，
作動板には可動鉄片を回動自在に保持する可動鉄片保持部を設けて，
前記作動板ばねの一端を瞬時引外し装置を収納するカバーに設けられたリブに支持させるとともに，他端を前記可動鉄片に掛けて作用させることにより，該可動鉄片を前記可動鉄片保持部を回動中心として作動板の方向に付勢させ，作動板ばねの付勢力を該可動鉄片を介して作動板に伝達させて，該作動板を前記押さえ板に係合させる方向に付勢させるよう設けた構造としたことを特徴とする回路遮断器の瞬時引き外し装置を提供したものである。
これにより，引外し装置を備えた回路遮断器において，従来においては，変形が発生しやすく歩留まりの要因となっていた可動鉄片受を排除でき生産性の向上，及び部品の削減が行える回路遮断器の瞬時引外し装置を提供できる。即ち，従来の引外し装置と比べて，かしめ工程がなく，組立における変形の心配が少ない部材を使用するため，生産性が一段と良くなる。
回路遮断器の接点装置を開閉操作するハンドル操作部と，該ハンドル操作部と接点装置とをリンクにより連係し開閉機構のラッチを形成する係合部を有する押え板と，
前記係合部と係合するラッチ部を構成し，前記係合を引外すことにより，回路遮断器の接点装置を開極状態にさせる作動板と，
作動板と押え板とを係合させる方向に付勢せしめる作動板ばねと，
通電路の一部を構成するバイメタルと，
該バイメタルを囲うように固定配置した電磁枠と，
電磁枠と磁気閉回路を形成するべく対向配置される可動鉄片とを含んで構成される回路遮断器において，
過電流を検出し接触子を開極させるよう開閉機構のラッチに作用して引外し動作を行う回路遮断器の瞬時引外し装置を，
作動板には可動鉄片を回動自在に保持する可動鉄片保持部を設けて，
前記作動板ばねの一端を瞬時引外し装置を収納するカバーに設けられたリブに支持させるとともに，他端を前記可動鉄片に掛けて作用させることにより，該可動鉄片を前記可動鉄片保持部を回動中心として作動板の方向に付勢させ，作動板ばねの付勢力を該可動鉄片を介して作動板に伝達させて，該作動板を前記押さえ板に係合させる方向に付勢させるよう設けた構造としたことを特徴とする回路遮断器の瞬時引き外し装置を提供したものである。
これにより，引外し装置を備えた回路遮断器において，従来においては，変形が発生しやすく歩留まりの要因となっていた可動鉄片受を排除でき生産性の向上，及び部品の削減が行える回路遮断器の瞬時引外し装置を提供できる。即ち，従来の引外し装置と比べて，かしめ工程がなく，組立における変形の心配が少ない部材を使用するため，生産性が一段と良くなる。
本件の発明によれば、引外し装置を生産する際や組立を行う際に部品の変形を起こすことがなく，部品点数を削減できコストダウン可能な回路遮断器の瞬時引き外し装置を提供することができる。
次に本発明の実施例を図面にて詳細に説明する。
図１は本発明の引外し装置を組み込んだ回路遮断器の内部構造図である。
回路遮断器１は，電源側と負荷側を結ぶ方向を長手方向とした場合に，該長手方向において分割されたカバーａ１００ａとカバーｂ１００ｂ（図示しない）とを対向させるように設けてその外郭，即ち器体が構成される。回路遮断器１を構成する各部品はこれらの分割されたカバーａ１００ａとカバーｂ１００ｂに挿み込まれるように収納される。
回路遮断器１は，電源側と負荷側を結ぶ方向を長手方向とした場合に，該長手方向において分割されたカバーａ１００ａとカバーｂ１００ｂ（図示しない）とを対向させるように設けてその外郭，即ち器体が構成される。回路遮断器１を構成する各部品はこれらの分割されたカバーａ１００ａとカバーｂ１００ｂに挿み込まれるように収納される。
１０１ａ，１０１ｂは，分電盤に設けられる各分岐開閉器に電流を供給する母線や分岐線などから電流を供給される電源側端子である。
１０２ａ，１０２ｂは，負荷側電路に接続され，負荷機器に電流を供給する負荷側端子である。
１０３は，可動接点を備えた可動接触子１０３２と，該可動接点と対をなし対向して固定接点を備えた固定接触子１０３１とからなり電路を開閉する接点装置である。
１０４は，接点装置１０３を開閉動作する開閉機構部で，遮断器の器体に露望して配置される操作ハンドルにより接点装置を開閉動作させるリンク部材から構成される。
１０５は，過電流発生時などに開閉機構部１０４に作用し可動接点を開極させる引き外し機構で，開閉機構部１０４とのラッチ部１０５２を形成する引外し部材１０５１，導体であるバイメタルや，電磁式引き外し装置を含んで構成される。
回路遮断器１は，電源端子１０１ｂ側が電源極側で，電源端子１０１ａが中性極側である。電源端子１０１ａ，１０１ｂはそれぞれ導体を介して接点装置１０３に接続され，接点装置からは，電源極側においては引き外し装置１０５を介して，負荷端子１０２ａ，１０２ｂに導体で接続されている。
図２は引外し装置の説明図である。瞬時引き外し装置１０５は，ラッチ部を構成し一端に設けた回動軸１０５１２において回動自在に保持された作動板１０５１と，導体であるバイメタル１０５５近傍に配設され過電流が発生した際には電磁力により前記作動板１０５１に作用する可動鉄片１０５３と，該可動鉄片１０５３を吸引吸着せしめる可動鉄片吸着部１０５４１である電磁枠１０５４とを含んで構成され，作動板１０５１には可動鉄片１０５３を回動自在に保持する可動鉄片保持部１０５１１を設け，可動鉄片１０５３は該可動鉄片保持部１０５１１に回動自在に保持されるよう配設されている。
作動板１０５１は，可動鉄片１０５３が電磁枠１０５４に吸引される際に当接するように，まず，回動軸からラッチ部１０５２を形成した部分が設けられ，略Ｕ字型に折れ曲がり，当接部を形成した部分が設けられている。また，作動板１０５１には引外し装置による引外し動作を妨げる方向，即ち可動鉄片１０５３が電磁枠１０５４に吸引される方向とは反対の方向に作動板１０５１を付勢するよう作用する作動板ばね１０５１４が設けられている。
該作動板ばね１０５１４は，巻きばねで構成されており，巻き部が作動板１０５１の回動軸に掛けられ，一端をカバーａに設けられたリブ１００ａ１に支持され，他端は可動鉄片１０５３に掛けられている。作動板ばね１０５１４は，可動鉄片１０５３を，可動鉄片保持部１０５１１を回動中心として作動板１０５１の方向に付勢するよう可動鉄片１０５３に作用する。
電磁枠１０５４と可動鉄片１０５３に囲まれるように，導体であるバイメタル１０５５が配置され，短絡電流等が発生した場合には，作動板１０５１は，可動鉄片１０５３が吸引され駆動することによる打撃力，あるいは発熱によるバイメタル１０５５の湾曲による力によって回動軸１０５１２を中心に回転する。
次に図１において瞬時引き外し装置１０５の動作について説明する。
平常の状態において可動鉄片１０５３は，作動板ばね１０５１４の付勢力によって，可動鉄片１０５３と電磁枠１０５４とから構成される磁気閉回路において空隙を設ける方向に付勢されている。また，作動板１０５１は同じく作動板ばね１０５１４の付勢力によって，開閉機構とのラッチによる係合が行われる方向に付勢されている。即ち，作動板ばね１０５１４は，可動鉄片１０５３と作動板１０５１を同一の方向に付勢している。
平常の状態において可動鉄片１０５３は，作動板ばね１０５１４の付勢力によって，可動鉄片１０５３と電磁枠１０５４とから構成される磁気閉回路において空隙を設ける方向に付勢されている。また，作動板１０５１は同じく作動板ばね１０５１４の付勢力によって，開閉機構とのラッチによる係合が行われる方向に付勢されている。即ち，作動板ばね１０５１４は，可動鉄片１０５３と作動板１０５１を同一の方向に付勢している。
ここで図２に，瞬時引外し装置１０５の拡大図を示している。バイメタル１０５５に短絡電流等が流れた場合，電磁枠１０５４と可動鉄片１０５３で形成される磁気回路によって，可動鉄片１０５３と電磁枠１０５４の間に吸引力が働き，まず，可動鉄片１０５３は，作動板ばね１０５１４の付勢力に抗じて作動板１０５１に設けられた可動鉄片保持部１０５１１により形成される回動軸を中心に電磁枠１０５４の方向に回転を始める。
このとき，可動鉄片１０５３は，該可動鉄片１０５３に掛けられた作動板ばね１０５１４の一端もあわせて引くように回転を行う。作動板ばね１０５１４の他端はカバー１００ａのリブ１００ａ１に掛けられているために，可動鉄片１０５３が吸引される方向に回転を行うと，作動板ばね１０５１４が作動板１０５１をラッチ部１０５２の係合を行う方向に作用する力は減少する。即ち，作動板１０５１には作動板ばね１０５１４の作用力がほぼかからなくなる。
次に，可動鉄片１０５３の回転が進み，可動鉄片１０５３の先端が作動板１０５１の当接部に当接した瞬間の状態を図３に示す。
この段階から，作動板１０５１は，可動鉄片１０５３が当接した状態で回転を始める。作動板１０５１が回転を行うとともに，ラッチ部１０５２の係合はその係合量が徐々に少なくなり，ついには係合が外れ，開閉機構部のリンクのバランスがくずれて接点装置１０３は開極する。
図４に可動鉄片１０５３とともに回動した作動板１０５１が押え板とのラッチ部１０５２を引き外した瞬間の状態を示す。可動鉄片１０５３はラッチ部１０５２の係合を引き外した後，最終的に電磁枠１０５４の可動鉄片吸着部１０５４１に吸着する。接点装置１０３が開極した時点で，導体に流れる電流はなくなり，磁気回路の磁化が行われなくなり，再び可動鉄片１０５３は作動板ばね１０５１４の力により，磁気回路における空隙が増加する方向に付勢され，可動鉄片１０５３は作動板１０５１に当接し，あわせて作動板１０５１も同方向に付勢され，当初の位置に戻る。
次に図１により，過電流による長限時引き外し動作の流れを説明する。平常の状態において可動鉄片１０５３は，作動板ばね１０５１４の付勢力によって，可動鉄片１０５３と電磁枠１０５４とから構成される磁気閉回路において空隙を設ける方向に付勢されている。また，作動板１０５１は同じく作動板ばね１０５１４の付勢力によって，開閉機構とのラッチによる係合が行われる方向に付勢されている。即ち，作動板ばね１０５１４は，可動鉄片１０５３と作動板１０５１を同一の方向に付勢している。
バイメタル１０５５に過電流が流れた場合，材料の高膨張側を可動鉄片１０５３側になるよう配置したバイメタル１０５５は，熱によるバイメタル１０５５の湾曲特性によって電磁枠１０５４側へ徐々に湾曲し，作動板１０５１の調節ねじ１０５１５の先端に当接する。
調節ねじ１０５１５の先端に当接したバイメタル１０５５は更に湾曲し，この押圧力によって作動板１０５１は，可動鉄片１０５３が当接した状態で回転を始める。作動板１０５１が回転を行うとともに，ラッチ部１０５２の係合はその係合量が徐々に少なくなり，ついには係合が外れ，開閉機構部のリンクのバランスがくずれて接点装置１０３は開極する。
図５に，バイメタル１０５５の湾曲による押し圧力によって作動板１０５１が可動鉄片１０５３とともに回動し，回路遮断器の閉極状態を維持している押え板と作動板１０５１とのラッチ部１０５２を引き外す瞬間の状態を示す。
さて，先に説明した引外し装置の動作において，可動鉄片が電磁枠に吸引されて回転を行う途中で作動板ばねは作動板に作用しなくなることを説明した。従来の引外し装置においては，ばね部材が２つ必要であり，それぞれのばねは，電磁枠が可動鉄片を吸引する吸引力を妨げる方向に働くため，引外し装置が駆動を始める短絡電流の大きさは大きくなっていた。駆動を始める短絡電流の大きさを小さくしようとすると，２つのばね部材の付勢力に打ち勝つよう，磁気回路を貫く磁束を多くするために，磁気回路の断面積，即ち電磁枠及び可動鉄片に用いる部材の厚さを厚くする必要があり，引外し装置の大型化を招く恐れがあった。
本発明の引外し装置においては，使用するばね部材はひとつでよく，さらに，駆動の途中で作動板ばね１０５１４の作動板１０５１への作用をなくすことが可能であるため，作動板１０５１の引外し力はラッチ部１０５２における係合力の引外し方向の分力に相当する大きさだけでよくなるため，引外し装置１０３における駆動を始める短絡電流の大きさをより小さくできる。即ち，引外しを行える短絡電流の大きさを小さくできることにより，電路の保護能力が向上できる引外し装置１０３を提供できるという副次効果もあることを付け加えておく。
複雑な形状をした部品を使用する必要がなくなるため，回路遮断器の組み立てにおいて，自動化を行う際にも有効であり，より一層の生産性向上を望むことができる。
１ 回路遮断器
１００ａ カバーａ
１００ａ１ リブ
１０１ａ 電源側端子
１０１ｂ 電源側端子
１０２ｂ 負荷側端子
１０３ 接点装置
１０３１ａ 固定接触子
１０３１ｂ 固定接触子
１０３２ａ 可動接触子
１０３２ｂ 可動接触子
１０４ 開閉機構部
１０５ 引外し装置
１０５１ 作動板
１０５１１ 可動鉄片保持部
１０５１２ 回動軸
１０５１３ 当接部
１０５１４ 作動板ばね
１０５１５ 調節ねじ
１０５２ ラッチ部
１０５３ 電磁鉄片
１０５４ 電磁枠
１０５４１ 可動鉄片吸着部
１０５５ バイメタル
１００ａ カバーａ
１００ａ１ リブ
１０１ａ 電源側端子
１０１ｂ 電源側端子
１０２ｂ 負荷側端子
１０３ 接点装置
１０３１ａ 固定接触子
１０３１ｂ 固定接触子
１０３２ａ 可動接触子
１０３２ｂ 可動接触子
１０４ 開閉機構部
１０５ 引外し装置
１０５１ 作動板
１０５１１ 可動鉄片保持部
１０５１２ 回動軸
１０５１３ 当接部
１０５１４ 作動板ばね
１０５１５ 調節ねじ
１０５２ ラッチ部
１０５３ 電磁鉄片
１０５４ 電磁枠
１０５４１ 可動鉄片吸着部
１０５５ バイメタル
Claims (1)
- 過電流を検出し接触子を開極させるよう開閉機構のラッチに作用して引外し動作を行う回路遮断器の瞬時引外し装置であって，
回路遮断器の接点装置を開閉操作するハンドル操作部と，該ハンドル操作部と接点装置とをリンクにより連係し開閉機構のラッチを形成する係合部を有する押え板と，
前記係合部と係合するラッチ部を構成し，前記係合を引外すことにより，回路遮断器の接点装置を開極状態にさせる作動板と，
作動板と押え板とを係合させる方向に付勢せしめる作動板ばねと，
通電路の一部を構成するバイメタルと，
該バイメタルを囲うように固定配置した電磁枠と，
電磁枠と磁気閉回路を形成するべく対向配置される可動鉄片とを含んで構成される回路遮断器において，
作動板には可動鉄片を回動自在に保持する可動鉄片保持部を設けて，
前記作動板ばねの一端を瞬時引外し装置を収納するカバーに設けられたリブに支持させるとともに，他端を前記可動鉄片に掛けて作用させることにより，該可動鉄片を前記可動鉄片保持部を回動中心として作動板の方向に付勢させ，作動板ばねの付勢力を該可動鉄片を介して作動板に伝達させて，該作動板を前記押さえ板に係合させる方向に付勢させる構造としたことを特徴とする回路遮断器の瞬時引き外し装置。
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| JP2004173575A JP4533009B2 (ja) | 2004-06-11 | 2004-06-11 | 回路遮断器の瞬時引外し装置 |
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