JP4592117B1

JP4592117B1 - バイメタル式サーキットブレーカー

Info

Publication number: JP4592117B1
Application number: JP2009293741A
Authority: JP
Inventors: 行博安土
Original assignee: 株式会社イー・ピー・アイ
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: JP2011134624A

Abstract

【課題】構成部品点数を減少させると共に、全体を小型化ができ、また組み立て作業も容易に行えるようにする。
【解決手段】
断面略凹形のブレーカー本体２と、ブレーカー本体２の下部に一体に組み込まれた一方の端子３と、一方の端子３上に配置されたサーミスター５と、サーミスター５上に載置された湾曲状のバイメタル６と、ブレーカー本体２の上部開口を閉止するカバー部１２の一側縁にその下側へ屈曲してバネ部１３が一体に設けられ、カバー部１２の他側縁には他方の端子１１が一体に形成されてなる複合部材７とを有し、複合部材７におけるバネ部１３の先端には一方の端子３に接触する接点部材１３ａが固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力機器等における電気回路において、過電流が流れた場合に、その発熱によってバイメタルが反転湾曲して電路を遮断するバイメタル式サーキットブレーカーの構造に関する。

図５〜図７に示すように、一般に、小型のバイメタル式サーキットブレーカー５１は、断面凹形の合成樹脂製下側ケース部材５３Ａと下側ケース部材５３Ａの開口を閉止する断面逆凹形の合成樹脂製上側ケース部材５３Ｂとによってケース５３が形成され、下側ケース部材５３Ａの左側には二段に屈曲された＋側端子５４が、同右側には同じく二段に屈曲された−側端子５５がそれぞれ一体に成形され、また上側ケース部材５３Ｂには補強用の金属プレート５２が一体に成形されていた。

更に、下側ケース部材５３Ａにおける＋側端子５４の上段部５４ａには板状バネ部材５６の基端部５６ａがレーザー溶接され、また板状バネ部材５６の先端部５６ｂには接点部材５７が一体に接合され、接点部材５７は板状バネ部材５６の変形に伴って−側端子５５の上段部５５ａに当接自在となっていた。

この他、−側端子５５の下段部５５ｂにはセラミック製の円板状サーミスター５８が固定され、サーミスター５８上にはバイメタル５９が載置されていた。

特開２００３−１０９５８０号公報

前項で述べた一般的な小型サーキットブレーカー５１では、所定の電流が流れている場合には、図５に示すように、バイメタル５９が上向きに湾曲した形状となっており、そのため、バネ部材５６の先端の接点部材５７が−側端子５５の上段部５５ａに接触しており、その結果、板状バネ部材５６を介して＋側端子５４から−側端子５５への通電が継続的に行われる。

一方、図６に示すように、過電流が流れた場合には、その際の温度上昇に伴って、バイメタル５９が下向きに反転湾曲して板状バネ部材５６が押し上げられる結果、その先端部の接点部材５７が−側端子５５の上段部５５ａから離れて通電が停止する。

上記構造の小型サーキットブレーカー５１を製造する場合、下側ケース部材５３Ａと上側ケース部材５３Ｂの端縁同士を超音波溶接（Ｗ１）する必要があると共に、板状バネ部材５６の基端部を＋側端子５４の上段部５４ａにレーザー溶接（Ｗ２）する作業が必要となり、これら作業に手間と時間を要するという問題があった。

また、前述した従来の小型サーキットブレーカー５１の場合、基本的に下側ケース部材５３Ａ、上側ケース部材５３Ｂ、板状バネ部材５６、サーミスター５８およびバイメタル５９の合計５個の部材から構成され、部品点数が多いことから、それらの組み立て自体に多くの工程が必要となり、そのため製造コストがかかると共に、各部品の管理にも手間を要するという問題もあった。

本発明の目的は、構成部品の数を減らすと共にそれらの組み立て作業の効率化を図ることができるサーキットブレーカーを提供することにある。

請求項１記載の本発明は、断面略凹形のブレーカー本体と、ブレーカー本体の下部に一体に組み込まれた一方の端子と、一方の端子上に配置されたサーミスターと、サーミスター上に載置された湾曲状のバイメタルと、ブレーカー本体の上部開口を閉止するカバー部の一側縁にその下側へ屈曲してバネ部が一体に設けられ、カバー部の他側縁には他方の端子が一体に形成されてなる複合部材とを有しており、複合部材におけるバネ部の先端には一方の端子に接触する接点部材が固定され、前記一方の端子はブレーカー本体の一側方向へ伸び、前記他方の端子はブレーカー本体の他側方向へ伸びており、且つ複合部材のカバー部がブレーカー本体の上縁部分によってかしめられているサーキットブレーカーである。

請求項２記載の本発明は、前記請求項１記載のサーキットブレーカーについて、ブレーカー本体の両側方向へ伸びた左右一対の端子によって表面実装可能となされていることを特徴とするものである。

本発明に係るサーキットブレーカーは、接点を有するバネ部と一体に端子部が形成された複合部材を有するため、従来のように、バネ部材の一端をレーザー溶接によって端子に接合する必要がない。そのため、この種作業に要していた手間と時間が省略される。

また、本発明では、複合部材におけるカバー部によって、ブレーカー本体の開口が閉止される構造であるため、従来のサーキットブレーカーにおける上側ケース部材が省略され、これが前述したバネ部材と端子との一体化と相俟って部品点数を減少させることができ、またその管理も容易となる。

更に、複合部材におけるカバー部をブレーカー本体の上縁でかしめるようにした本発明によれば、従来の上側ケース部材と下側ケース部材との超音波溶接が不要となるため、更なる製造作業の簡略化が可能となる。

また、本発明のサーキットブレーカーは従来品に比べて、その外形を小さくすることができる利点もある。

本発明に係る小型サーキットブレーカーの一例を示す縦断面図である。同実施形態において、過電流時の回路遮断の状態を示す縦断面図である。同実施形態に係る小型サーキットブレーカーの斜視図である。同実施形態に係る小型サーキットブレーカーの分解斜視図である。前記実施形態の変形例を示す小型サーキットブレーカーの縦断面図である。前記実施形態の更に他の変形例を示す小型サーキットブレーカーの縦断面図である。従来の小型サーキットブレーカーの縦断面図である。同じく従来の小型サーキットブレーカーにおいて、過電流時の回路遮断の状態を示す縦断面図である。同じく従来の小型サーキットブレーカーの斜視図である。

次に、本発明に係るバイメタル式小型サーキットブレーカーの実施形態を図面にしたがって説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。

本実施形態において、上下左右は図１基準とし、上とは図１の上側方向を指し、下とは同図の下側方向を指すものとする。また、左とは図１の左側方向を指し、右とは同図右側方向を指すものとする。

図１〜図４に示すように、本実施形態に係る小型のサーキットブレーカー１は、−側端子３が一体成形された断面略凹形のブレーカー本体２と、ブレーカー本体２の中央凹部４に収容された円板状のセラミック製サーミスター５と、サーミスター５の上側に載置されたバイメタル６と、バイメタル６の上側に位置し、ブレーカー本体２の開口を閉止する後述の複合部材７とを有している。

図４に示すように、ブレーカー本体２は、合成樹脂製であって、平面から見て略方形となされ、中央には円形透孔２ａが形成され、その周囲が第一内底面２ｂとなされ、更に第一内底面２ｂの周囲には第一内底面２ｂよりも一段高い第二内底面２ｃが形成され、これら底面２ｂ・２ｃを囲むように起立壁８が形成され、また起立壁８の右側部分には開離部２ｄが形成され、更に開離部２ｄを挟む起立壁８端部に上下方向に伸びる柱状部９が形成されている。

そして、−側端子３はブレーカー本体２の下部に一体に成形され、右側寄り部分には前記円形透孔２ａの底面となる凹部３ａが形成され、該部に前記サーミスター５が収容されている。

バイメタル６は平面から見て略方形であって、通常の正常な通電状態では上向きに湾曲した形状となっている。そして、バイメタル６は、ブレーカー本体２の第一内底面２ｂに形成された４箇所の凹弧部２ｅに嵌め入れられている。

複合部材７は、ブレーカー本体２の開口を閉止し得る略方形のカバー部１２と、カバー部１２から右側方向に伸びる＋側端子部１１と、カバー部１２の左側縁からその下側へ折り返されたバネ部１３とを備えている。そして、カバー部１２は平面から見て外形が方形であって、外周部１２ａを残して上側へ膨出した形状となされている。また端子部１１は前記カバー部１２よりも小さい方形となされ、ブレーカー本体２の右側部分の開離部２ｄに嵌め入れられている。バネ部１３はカバー部１２よりの幅の狭い帯状となされ、先端部には銀製の接点部材１３ａがクラッドされている。そして、当該複合部材７は、要するに、＋側端子とブレーカー本体２を閉止するカバーと通電を制御する接点バネの３つの機能を有するのである。

この他、前記複合部材７におけるカバー部１２は、ブレーカー本体２周縁の起立壁８内に嵌め込まれ、その周縁部１２ａは、加熱して押し倒した起立壁８の上部８ａと前記柱状部９によってかしめられ、その結果、カバー部１２の外周部１２ａはブレーカー本体２内に固定されている。また、複合部材７のカバー部１２における膨出部１２ｂの周縁とこれに隣り合う起立壁８の上部８ａおよび柱状部９との間隙Ｂに接着剤（図示せず）を流入させることによって、当該ブレーカー内の密閉性を得ることができる。

そして、図３に示すように、本実施形態に係るサーキットブレーカー１は、前述した構造によって、ブレーカー本体２の右側から＋側端子部１１が伸び、ブレーカー本体２の左側から−側端子３が伸びた形態となっている。

次に、本実施形態に係るサーキットブレーカー１の作動要領について説明すると、図１に示すように、通常の正常な通電状態では、バイメタル６が上側に湾曲し、複合部材７におけるバネ部１３の接点部材１３ａが−側端子３に接触して電流が流れる状態が維持される。

一方、図２に示すように、過電流が流れた場合には、その温度上昇によって、それまで上側に湾曲していたバイメタル６が下側へ反転湾曲し、その結果、複合部材７のバネ部１３が押し上げられ、これに伴ってバネ部１３先端の接点部材１３ａが−側端子３から離れて通電が停止される。

図５に示すサーキットブレーカー２１は、前述したサーキットブレーカー１の変形例であって、表面実装可能な構造としたものである。具体的には、先ず−側端子２３が、前記実施形態の−側端子３と比べて、左側部分が平板状となされ、且つブレーカー本体２２の左側部から僅かに突出した形態となされている。また、複合部材２７における＋側端子部３１は、前記実施形態の複合部材７における＋側端子部１１と比べて、下側に伸び、且つブレーカー本体２２の右側部から僅かに突出した形態となされている。また更に、このように、−側端子２３と＋側端子部３１の各形状を一部変更することに伴って、ブレーカー本体２２および柱状部２９も若干変更された構造となされている。その他の部分については、前記実施形態と同様であり、図５において、同じ符号を付すことによって、説明を省略する。

図６に示すサーキットブレーカー３１も、前述したサーキットブレーカー１の変形例であって、図５のものと同様、表面実装可能な構造としたものである。具体的には、先ず−側端子３３が、前記実施形態の−側端子３と比べて、左側部分が平板状であって、その先端部３３ａが上方に屈曲した形状となされ、且つブレーカー本体３２の左側部から突出しない形態となされている。また、複合部材３７における＋側端子部４１は、前記実施形態の複合部材７における＋側端子部１１と比べて、下側に伸び、且つブレーカー本体３２の右側部で断面略鉤形に屈曲された形態となされている。また更に、このように、−側端子３３と＋側端子部４１の各形状を一部変更することに伴って、ブレーカー本体３２も若干変更された構造となされている。その他の部分については、前記実施形態と同様であり、図６において、同じ符号を付すことによって、説明を省略する。

本発明に係るサーキットブレーカーは、より小型でしかも簡単な組立て作業で製造することができるため、幅広い利用が期待できる。

１小型サーキットブレーカー
２ブレーカー本体
３ −側端子
５サーミスター
６バイメタル
７複合部材
８起立壁
１１端子部
１２カバー部
１３バネ部
１３ａ接点部材

Claims

断面略凹形のブレーカー本体と、ブレーカー本体の下部に一体に組み込まれた一方の端子と、一方の端子上に配置されたサーミスターと、サーミスター上に載置された湾曲状のバイメタルと、ブレーカー本体の上部開口を閉止するカバー部の一側縁にその下側へ屈曲してバネ部が一体に設けられ、カバー部の他側縁には他方の端子が一体に形成されてなる複合部材とを有しており、複合部材におけるバネ部の先端には一方の端子に接触する接点部材が固定され、前記一方の端子はブレーカー本体の一側方向へ伸び、前記他方の端子はブレーカー本体の他側方向へ伸びており、且つ複合部材のカバー部がブレーカー本体の上縁部分によってかしめられている、サーキットブレーカー。
ブレーカー本体の両側方向へ伸びた左右一対の端子によって表面実装可能となされている、請求項１記載のサーキットブレーカー。