JP4595622B2 - 回路遮断器の電磁式引外し装置 - Google Patents

Description

本発明は、配線用遮断器，漏電遮断器などを対象とする回路遮断器の電磁式引外し装置に関する。

頭記の回路遮断器は、主回路に過電流や漏電電流が流れた際に主回路接点を開極して電流を遮断する引外し装置を搭載しており、その引外し装置に釈放形電磁石を用い、該電磁石の釈放動作で開閉機構を瞬時にトリップさせるようにした電磁式引外し装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。
次に、従来における回路遮断器の電磁式引外し装置，およびその引外し装置に採用した釈放形電磁石の構成，動作を図４および図５（ａ），（ｂ）に示す。図４において、１は釈放形電磁石、２は電磁石１を支持する固定ベース、３は図示してないトリップクロスバーを介して開閉機構のラッチを釈放させるスライダ（リセット部材兼用）、４はスライダ３と電磁石１との間に介装してスライダを矢印Ａ方向に突出し付勢する引外しばね（圧縮コイルばね）である。また、スライダ３に設けたリセット操作用の突起部３ａには回路遮断器のハンドルに連繋させた復帰機構の操作ロッド（図示せず）が対峙しており、回路遮断器のハンドルをリセット位置に操作してスライダ３の操作部３ａに矢印方向の力Ｆ３を加えることで、スライダ３が引外しばね４を圧縮して可動接極子６を矢印Ｂ方向に押し込むようにしている。なお、３ｂは電磁石１の釈放動作時にスライダ３のＡ方向の突出移動範囲を規制するストッパである。

一方、前記の釈放形電磁石１は、図５で示すようにボビンに巻装したコイル５と、コイル５のボビンに挿通したプランジャ形の可動接極子６と、可動接極子６の接極面に対向する固定接極子７と、固定接極子７を包囲してコイル１に並設した筒形の永久磁石８と、電磁石の磁気回路を形成する継鉄９とからなり、可動接極子６から前方に突出した軸部６ａの先端が鍔状の係止部６ｂおよびｅリング（止め輪）１０を介してスライダ３に固定連結されている。
上記の構成において、回路遮断器をリセット操作してそのハンドルに連繋した復帰機構を介してスライダ３を矢印Ｂ方向に押し込むと、引外しばね４に抗してスライダ３に連結した可動接極子６が矢印Ｂ方向に移動し、そのストロークエンドで可動接極子６が固定接極子７の接極面に当接すると図５（ａ）で表すように永久磁石８の磁力により可動接極子６が固定接極子７に吸着される。ここで、永久磁石８の吸着力は引外しばね４のばね力よりも大であり、スライダ３に加える操作力が除かれた後でも可動接極子６は固定接極子７に吸着保持されている。その後に回路遮断器のハンドルをＯＮ操作することにより主回路接点が閉極して主回路が通電状態となる。

この状態から主回路に過電流あるいは漏電電流が流れると、図示しない検知回路がこれを検知して電磁石１のコイル５に励磁電流を通電し、永久磁石８に対して反磁界を形成する。これにより、可動接極子６に作用する永久磁石７の磁気吸引力が小さくなってスライダ３に加わる引外しばね４のばね力が可動接極子６の接極面に働く磁気吸引力に打ち勝ち、その結果として図５（ｂ）で表すように可動接極子６が矢印Ａ方向に突き出してスライダ３がトリップクロスバーを叩き、開閉機構のラッチを釈放して回路遮断器をトリップ動作させる。なお、トリップ動作後に回路遮断器を再投入するためにハンドルをリセット位置に操作すると、引外し装置は図５（ａ）の状態に復帰し、その後にハンドルをＯＮ操作することで回路遮断器が再投入される。
ところで、前記構成の電磁式引外し装置では、遮断器ケースに組み込んで操作ハンドルに連繋させた復帰機構，スライダ３の相対位置が部品の組立誤差，バラツキなどにより正しく整合されてないと、スライダ３に連結した可動接極子６のリセットストローク（可動接極子の突出位置から固定接極子の接極面に当接するまでの距離）に比べて、リセット操作時に復帰機構がスライダを押すストロークの方が大きくなる（オーバーストローク）場合がある。このような状態の下で引外し装置をリセット操作すると、リセットストロークの終端位置でスライダ３に連結した可動接極子６が固定接極子７の接極面に直接衝突し、状況によっては復帰機構から加わる過大荷重を受けて可動接極子６が破損するおそれがある。

そこで、回路遮断器のリセット操作時に、復帰機構を介して引外し装置のスライダに加わる過大荷重から可動接極子を保護する手段として、前記の引外しばねとは別に、スライダと可動接極子との間にリセットばね（コイルばね）を自由状態にて介装しておき、リセット操作時に復帰機構からスライダに加わる操作力で前記リセットばねを介して可動接極子を押し込むようにし、スライダのオーバーストロークを前記リセットばねで吸収させるようにした引外し装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。

ところで、前記特許文献２に開示されている引外し装置の構成は、引外しばねとは別に、その内周側に別部品のリセットばねを追加装備する必要があり、このために引外し装置の構造が複雑になるほか組立工数も増して製品がコスト高となる。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は簡易な組立構造で可動接極子を過大なリセット操作荷重から保護し、適正，かつ安全にリセット操作が行えるように改良した電磁式引外し装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、主回路に過電流が流れた際に励磁されるソレノイドコイル，該ソレノイドコイルに挿通されこのソレノイドコイルが励磁されたときに突出するプランジャ形の可動接極子，該可動接極子の接極面に対峙した固定接極子，該固定接極子を包囲して前記ソレノイドコイルに並設した筒形永久磁石，および継鉄からなる釈放形電磁石と、前記可動接極子の先端軸部に形成された係止部にて突出方向に係止されるスライダと、該スライダと電磁石との間に介装して可動接極子を突出方向に付勢する引外しばねとからなり、常時は前記永久磁石の磁力により引外しばねに抗して可動接極子を固定接極子に吸着保持し、主回路に過電流が流れた際に励磁するコイルが永久磁石に対する反磁界を形成して可動接極子，スライダを引外しばねの付勢で釈放位置に突き出し、リセット操作時にはスライダを釈放位置から押し込んで可動接極子を固定接極子に吸着保持させるようにした回路遮断器の電磁式引外し装置において、
前記可動接極子の基端部に受け部を設け、前記スライダの前記受け部と対向する位置に、前記スライダが可動接触子の反突出方向へ移動する際に、前記受け部と当接して前記可動接触子を反突出方向へ押し戻す突起部を設けるようにする（請求項１）。
また、前記電磁式引外し装置において、前記突起部は前記可動接触子が固定接触子に当接している状態では前記受け部から離間するように構成する（請求項２）、あるいは前記電磁式引外し装置において、リセット操作時には、前記突起部により可動接極子を固定接極子に当接する手前位置まで押し込み、そこから先は永久磁石の磁力で固定接極子に吸着させるようにする（請求項３）、または、前記電磁式引外し装置において、リセット操作時におけるスライダの移動ストローク範囲を規制してそのストローク終端位置にスライダのオーバーストロークを阻止するストッパ手段を設けるようにする（請求項４）。

上記の構成においては、スライダに設けた突起部が可動接極子に設けた受け部に対峙している。ここで、電磁石の釈放動作により可動接極子が固定接極子から離間して釈放位置に突き出している状態で、電磁式引外し装置をリセットするために復帰機構を介してスライダを押すと、引外しばねを圧縮しながら突起部の先端が可動接極子の受け部に当たり、引き続きスライダが可動接極子を押し込む。そして、可動接極子が固定接極子の接極面に当接する直前の手前位置まで移動すると、スライダがストッパに当たってそれ以上の押し込み移動（オーバーストローク）が阻止される。一方、可動接極子と固定接極子との間には電磁石に組み込んだ永久磁石の磁力が作用しており、前記のように可動接極子が固定接極子の接極面に十分接近した状態になると、可動／固定接極子間に作用する永久磁石の磁気吸引力が引外しばねのばね力に打ち勝って可動接極子を固定接極子に吸着させ、これで引外し装置がリセットされることになる。

したがって、引外し装置のリセット操作過程でスライダを押し込み操作しても、この過大な操作荷重を受けて可動接極子が固定接極子に直接衝突することがなく、これにより従来装置（図４，図５参照）で問題となっていたスライダのオーバーストロークに起因する可動／固定接極子の衝突，破損を防止して引外し装置を適正，かつ安全にリセット操作することができる。しかも、先記の特許文献２のように引外しばねのほかにリセットばねを追加装備する必要がなく、これにより部品点数，組立工数が少なくて製品の組立作業性も向上する。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に示す実施例に基づいて説明する。まず、図１において、電磁式引外し装置の構成は図４に示した従来構造と基本的に同じであるが、図４の構造と比べて、スライダ３を可動接極子６の軸部６ａに固定するｅリング１０がなく、その代わりにスライダ３の軸貫通部には、可動接極子６に向けて突出し延在する筒状突起部３ｃを設けて可動接極子６の軸部６ａへスライド可能に遊嵌させ、この筒状突起部３ｃの先端を可動接極子６の軸部根元に形成した径大受け部６ｃに対峙させている。また、電磁石１の固定ベース２には、リセット操作によりスライダ３を矢印Ｂ方向に押し込む際に、その移動ストロークの範囲を規制してスライダ３を所定のストローク終端位置に停止させるようにスライダ３と対向する端部にストッパ２ａを備えている。
また、図２は前記構成の引外し装置のリセット操作時における動作特性図で、横軸はリセットストローク、縦軸は力を表し、図中のＦ１は永久磁石８の吸引力，Ｆ２は引外しばね４のばね力，Ｆ３は復帰機構（図示せず）がスライダ３を押す力を表している。

また、図３（ａ）〜（ｃ）は電磁石１，およびスライダ３と可動接極子６との連結部の詳細構造を表す断面図で、（ａ）図は可動接極子６が固定接極子７に吸着保持されたリセット状態、（ｂ）図は電磁石１が釈放動作して可動接極子６がスライダ３とともに突き出した釈放状態、（ｃ）はリセット操作過程でスライダ３をそのストローク終端位置まで押し込んだ状態を表している。
次に、前記構成になる引外し装置のリセット操作時における動作を図２，図３を基に説明する。まず、図３（ａ）に示す引外し装置のリセット状態では、永久磁石８の磁気吸引力Ｆ１を受けて可動接極子６が固定接極子７に吸着保持されており、可動接極子６の軸部６ａに遊嵌してその先端に係合したスライダ３は、圧縮された引外しばね４の付勢力を受けてＩの位置に停止しており、スライダ３の筒状突起部３ｃと可動接極子６の受け部端面との間が離間している。なお、この位置では、図２の特性図で表すように永久磁石８の吸引力Ｆ１が引外しばね４のばね力Ｆ２に打ち勝っている。

一方、回路遮断器が主回路の過電流を検知し、電磁石１のコイル５に励磁電流を流して引外し装置が釈放動作した図３（ｂ）の状態では、スライダ３が引外しばね４のばね力Ｆ２でIIの位置に突出し、スライダ３に連結した可動接極子６は固定接極子７から離間して図示位置に停止している。なお、この状態では引外しばね４のばね力Ｆ２が永久磁石８の吸引力Ｆ１に勝っている（図２参照）。
ここで、回路遮断器をリセット操作するために、図３（ｂ）の状態からハンドルに連繋した復帰機構を介してスライダ３をリセット操作力Ｆ３で押し込むと、その押し込み開始当初はスライダ３が引外しばね４を圧縮しながら可動接極子６の軸部６ａをスライドし、スライダ３の筒状突起部３ｃの先端が可動接極子６の受け部６ｃに当接した後は、リセット操作力Ｆ３によりスライダ３とともに可動接極子６が固定接極子７に向けてストローク移動する。そして、図３（ｃ）で表すように可動接極子６の接極面が固定接極子７との間に僅かなギャップｇを残して十分に接近した手前位置に達したところで、スライダ３は固定ベース２の端面ストッパ２ａに突き当たってこの位置IIIに停止し、それ以上のオーバーストロークが阻止される。一方、可動接極子６がこの位置まで固定接極子７に接近すると（ギャップｇ）、図２の動作特性図で永久磁石８の吸引力Ｆ１が引外しばね４のばね力Ｆ２よりも大となるので、可動接極子６はスライダ３の押し込み操作力を受けずに固定接極子７に吸着保持されて、引外し装置のリセット動作が完了する。続いて回路遮断器のハンドルをＯＮ操作すれば、復帰機構がスライダ３を押す力がなくなって、スライダ３は引外しばね４の付勢を受けて図３（ａ）の位置に戻る。

これにより、図４，図５の従来装置で問題となっていたスライダ３のオーバーストロークに起因する可動接極子６／固定接極子７の衝突，破損を防止して引外し装置を適正，かつ安全にリセット操作することができる。しかも、先記の特許文献２のように引外しばねと別にリセットばねを追加装備することもなく、これにより部品点数，工数も少なくて済み、組立作業性も向上する。

本発明の実施例による電磁式引外し装置の全体の略示構成図 図１の引外し装置によるリセット操作の動作特性を表す図 図１における釈放形電磁石およびスライダとの連結部の詳細構造を表す断面図で、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ可動接極子が固定接極子に吸着保持されたリセット状態、電磁石が釈放動作して可動接極子がスライダとともに突き出した釈放状態、リセット操作過程でスライダをそのストローク終端位置まで押し込んだ状態を表す図 従来における電磁式引外し装置の全体の略示構成図 図４における釈放形電磁石およびスライダとの連結部の詳細構造を表す断面図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ可動接極子が固定接極子に吸着保持されたリセット状態、電磁石が釈放動作して可動接極子がスライダとともに突き出した釈放状態を表す図

符号の説明

１ 釈放形電磁石
２ 固定ベース
３ スライダ
３ｃ 突起部
４ 引外しばね
５ コイル
６ 可動接極子
６ａ 軸部
６ｃ 受け部
７ 固定接極子
８ 永久磁石
９ 継鉄
Ｆ１ 永久磁石の吸引力
Ｆ２ 引外しばね力
Ｆ３ 復帰機構がスライダを押す力

Claims (4)

1. 主回路に過電流が流れた際に励磁されるソレノイドコイル，該ソレノイドコイルに挿通されこのソレノイドコイルが励磁されたときに突出するプランジャ形の可動接極子，該可動接極子の接極面に対峙した固定接極子，該固定接極子を包囲して前記ソレノイドコイルに並設した筒形永久磁石，および継鉄からなる釈放形電磁石と、前記可動接極子の先端軸部に形成された係止部にて突出方向に係止されるスライダと、該スライダと電磁石との間に介装して可動接極子を突出方向に付勢する引外しばねとからなり、常時は前記永久磁石の磁力により引外しばねに抗して可動接極子を固定接極子に吸着保持し、主回路に過電流が流れた際に励磁するコイルが永久磁石に対する反磁界を形成して可動接極子，スライダを引外しばねの付勢で釈放位置に突き出し、リセット操作時にはスライダを釈放位置から押し込んで可動接極子を固定接極子に吸着保持させるようにした回路遮断器の電磁式引外し装置において、
   前記可動接極子の基端部に受け部を設け、前記スライダの前記受け部と対向する位置に、前記スライダが可動接触子の反突出方向へ移動する際に、前記受け部と当接して前記可動接触子を反突出方向へ押し戻す突起部を設けたことを特徴とする回路遮断器の電磁式引外し装置。
2. 請求項１記載の電磁式引外し装置において、前記突起部は前記可動接触子が固定接触子に当接している状態では前記受け部から離間していることを特徴とする回路遮断器の電磁式引外し装置。
3. 請求項１記載の電磁式引外し装置において、リセット操作時には、前記突起部により可動接極子を固定接極子に当接する手前の位置まで押し込み、そこから先は永久磁石の磁力により固定接極子に吸着させるようにしたことを特徴とする回路遮断器の電磁式引外し装置。
4. 請求項１記載の電磁式引外し装置において、リセット操作時におけるスライダの移動ストローク範囲を規制してそのストローク終端位置にスライダのオーバーストロークを阻止するストッパ手段を設けたことを特徴とする回路遮断器の電磁式引外し装置。

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