JP4719253B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、回路遮断器に関するものである。

従来よりこの種の回路遮断器として、一対の端子部と、固定接点を有し一方の端子部に接続される固定端子板と、固定接点と接離する可動接点が設けられて他方の端子部と接続される可動接触子と、可動接触子が回動可能に取り付けられて共に回動するクロスバーと、互いに接触している固定接点と可動接点との間に過電流が流れた際に、クロスバーを回動させて可動接点と固定接点とを強制的に離間させる過電流遮断手段とをケース内に収納し、前記ケースに形成される開口部に覆設し、前記過電流遮断手段によって可動接点が固定接点から離間する際に発生するアークのガスを排出する排気孔が形成された排気板と、排気板の排気孔を塞いでアーク発生時のみ排気孔を開放する防塵板とを備えたものがある（例えば特許文献１参照）。
特許第２７３４６１５号公報

上記従来例における回路遮断器では、短絡電流等の過電流が、固定接点と可動接点との間（接点間）に流れた際に、接点間に作用する電磁反発力によって可動接触子がクロスバー内で開極側へ回動し、その後に過電流遮断手段によって閉極側から開極側へ回動するクロスバーに伴って、可動接触子が更に開極側へ回動することで過度に回動し、ケースに衝突する恐れがある。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動接触子の過度の回動を抑制し、可動接触子がケースに衝突することを防止した回路遮断器を提供することにある。

請求項１の発明は、入出力に対応した一対の端子部と、固定接点を有して前記端子部の一方の端子部に接続される固定端子板と、前記固定接点に接離する可動接点を有する可動接触子と、前記可動接触子と他方の端子部とを接続するリード線と、前記可動接触子が回動可能に取り付けられて共に回動するクロスバーと、互いに接触している固定接点と可動接点との間に過電流が流れた際に可動接触子を回動させて可動接点と固定接点とを強制的に離間させる過電流遮断手段とを内部に収納するケースを備える回路遮断器において、前記リード線は、前記過電流遮断手段によってクロスバーが回動して可動接点が固定接点から離間する際に、クロスバー内で開極側へ回動している可動接触子を、張力によって開極側から閉極側へ反転させる力を付与することを特徴とする。

この発明によれば、可動接触子がクロスバー内で開極側へ回動する際に、過度の回動をリード線の張力によって抑制し、ケースに可動接触子が衝突することを防止できる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記リード線は、可動接触子に接続される一端と、他方の端子部に接続される他端との間で調整板によって支持され、当該調整板によって前記張力が調整されることを特徴とする。

この発明によれば、前記リード線は、調整板に支持されることにより、組み付け時に予めリード線の長さを短くしておく必要がなく容易に組み付けが行え、また、可動接触子との接続部と、調整板に支持されるリード線の被支持部との間に働く張力によって、可動接触子がクロスバー内で開極側へ過度に回動することを抑制し、ケースに可動接触子が衝突することを防止できる。

以上説明したように、本発明では、可動接触子がクロスバー内で開極側へ過度に回動することを抑制し、可動接触子がケースに衝突することを防止した回路遮断器を提供することができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明の実施形態について図１〜５を用いて説明を行う。なお、図１（ａ）における上下左右を基準として上下左右方向と直交する方向を前後方向とする。

本実施形態の回路遮断器は、３極を単一の開閉機構で開閉するものであって、略直方体状のケース１の左右両端部にそれぞれ端子台１０が形成され、左側の端子台１０には電源端子部１０Ａが前後方向に３つ並設され、右側の端子台１０には負荷側端子部１０Ｂが前後方向に３つ並設されている。また、各端子台１０には、隣り合う端子部間を絶縁するための絶縁壁１０ａが形成されている（図２参照）。

そして、ケース１内には、左端が電源端子部１０Ａと接続されて右端に固定接点２ａが設けられた固定接点板２と、右端がリード線３１を介して負荷側端子部１０Ｂと接続されて左端に可動接点３ａが設けられた可動接触子３と、固定接点２ａと可動接点３ａとの間（接点間）を接離する開閉機構４と、閉極時に接点間を流れる過電流を検出して接点間を強制的に開極する過電流遮断手段５とが収納されている。

ケース１は、合成樹脂成型品からなる上面が開口した有底箱型のボディ１１と、ボディ１１の上面に覆設する下面が開口したカバー１２とから構成される。

ボディ１１内部には、端子部毎に区分けする図示しない絶縁壁が形成されており、隣り合う極間の絶縁を図っている。

また、カバー１２の上面には、後述するハンドル３０が挿通する挿通窓１２ａが形成されている。

固定接点板２は、左端にねじ孔２２ｂが穿設された端子部２２ａと、端子部２２ａの右端から下方へ向けて延設された延設部２２ｃと、延設部２２ｃの端部から右方向へ延設されて上面に例えば銀等の銅よりも耐アーク性の高い導電性材料から成る固定接点２ａが固着された接点片２２ｄとが、例えば銅等の導電性材料から形成されている。

可動接触子３は、例えば銅等の導電性材料から左右方向に長い長尺平板状に形成され、その長手方向の左端には例えば銀等の銅よりも耐アーク性の高い導電性材料からなる可動接点３ａが、固定接点２ａと対向する位置に固着されている。また、可動接触子３の右端は、負荷側端子部１０Ｂと、後述の電磁石部４１が備える図示しないコイルとに、編組線から成るリード線３１によって電気的に接続されている。そして、閉極時には、固定接点板２と可動接触子３とリード線３１とを介して、電源端子部１０Ａと負荷側端子部１０Ｂとが電気的に接続される。また、可動接触子３の略中央には回転軸３２が設けられ、当該回転軸３２が各極に跨って連設されたクロスバー３３の軸孔３５に軸支されることにより、各極に設けられた可動接触子３がクロスバー３３に取り付けられて、クロスバー３３の回動に伴って回動自在となっている。

クロスバー３３は、各極の可動接触子３を所定の間隔を空けて保持し、クロスバー３３の内面と可動接触子３の他端部との間には、コイルばねから成る接圧ばね３４が圧縮状態で保持されている。接圧ばね３４は、クロスバー３３と接続される点ａと、可動接触子３と接続される点ｂと、クロスバー３３が開閉機構４と接続する点ｃとの位置関係によって、その付勢方向が決定する。例えば、接点の閉極時（図３（ａ）参照）または、開極時（図３（ｄ）参照）には、点ｂが、点ａと点ｃとを結ぶ直線よりも上方に位置するため可動接触子３は接圧ばね３４によって反時計回りに付勢される。

開閉機構４は、ボディ１１に回動自在に保持され、操作ハンドル３０とクロスバー３３とを連結し、操作ハンドル３０の回動動作に伴ってクロスバー３３を連動して回動作させる。

操作ハンドル３０は、カバー１２の上面略中央に設けられた挿通窓１２ａを挿通してケース１外部に突出して設けられる。そして、操作ハンドル３０は、接点間を閉極するオン位置と、接点間を開極するオフ位置との間で回動自在となっており、オフ位置からオン位置に回動すると、クロスバー３３が反時計回りに回動して可動接点３ａが固定接点２ａに当接し、接圧ばね３４の付勢力によって接点間に接圧が付与される。また、操作ハンドル３０をオン位置からオフ位置に回動すると、クロスバー３３が時計回りに回動して可動接点３ａが固定接点２ａから開離する。なお、上記に示すような開閉機構４の構成は周知であるので、ここでの詳細な説明は省略するものとする。

過電流遮断手段５は、電磁石部４１と、バイメタル４２と、ラッチ部材４３と、リンク機構９とを備え、接点間に過電流が流れた際に、後述するリンク機構９を介してクロスバー３４を時計回りに強制的に回動させて、可動接点３ａを固定接点２ａから離間させる。

電磁石部４１は、閉極時に電源端子部１０Ａから固定接点板２と可動接触子３とリード線３１とを介して図示しないコイルに流れる過電流によって電磁界を発生し、当該電磁界によってバイメタル４２の上端を電磁石部４１から離れる左方向へ変形させる。

バイメタル４２は、上下方向に長い長尺平板状に形成され、下端が電磁石部４１にねじ留め等により固定されており、上端には調整ねじ４２ａが右方向から挿通固定されて、左面から調整ねじ４２ａの先端が突出している。そして、短絡電流程は大きくない過電流が接点間に流れた際には、負荷側端子部１０Ｂ等の温度上昇によって発生する熱が電磁石部４１を介してバイメタル４２へ伝達し、バイメタル４２の上端が徐々に左方向へ撓む。また、接点間に短絡電流等の比較的大きい過電流が流れた際には、電磁石部４１が強い電磁界を発生してバイメタル４２の上端を瞬時に左方向へ撓ませる。このようにして過電流発生時においてバイメタル４２は上端が左方向へ撓み、上端に設けられた調整ねじ４２ａの先端がラッチ部材４３を押圧する。

ラッチ部材４３は、ボディ１１に回動自在に固定され、バイメタル４２の調整ねじ４２ａの先端に押圧されることで反時計回りに回動し、リンク機構９を作動させる。

リンク機構９は、複数のリンク部材から構成されて、ラッチ部材４３とクロスバー３３との間で力を伝達する機能を有しており、ラッチ部材４３が半時計回りに回動動作した際にクロスバー３３を時計回りに回動させて、可動接点３ａを固定接点２ａから強制的に引き離す（図１（ｂ）参照）。なお、このような過電流遮断手段５の構成は周知であるので、ここでの詳細な説明は省略するものとする。

ここで、従来から用いられている回路遮断器では、接点間に短絡電流等の過電流が流れた際、固定接点２ａと可動接点３ａとの間に作用する電磁反発力が、接圧ばね３４の付勢力を上回り、過電流遮断手段５によってクロスバー３３が時計回りに回動するよりも前に可動接触子３が時計回りに回動し、可動接点３ａが固定接点２ａから離間する（図３（ｂ）参照）。そして、過電流遮断手段５によって回動するクロスバー３３の動きに伴って、更に可動接触子３が時計回りに回動することで、電磁反発力によって回動した分だけ余分に回動してしまい（図３（ｃ）参照）カバー１２に衝突する恐れがある。

そのため、本実施形態における回路遮断器では、ボディ１１の下面内側に略三角形状の調整板８が設けられ、調整板８によってリード線３１の張力を調整して、当該張力によって可動接触子３がクロスバー３３内で開極側へ回動することを制限する。ここで、リード線３１の中間部分に設けられた被支持部３１ａは、調整板８の上方の頂点８ａに載置または、図示しないモールド等によって支持固定される。そして、調整板８の頂点８ａから可動接触子３（リード線３１と可動接触子３との接続部）までの最短距離をＸ，頂点８ａから負荷側端子部１０Ｂ（リード線３１と負荷側端子部１０Ｂとの接続部）までの最短距離をＹとすると、Ｙの距離は常に一定であるが、Ｘの距離は、可動接触子３が、閉極側から開極側へ回動するに従って長くなるよう設定されている。ここで、リード線３１は、被支持部３１ａよりも左側の回動部３１Ａと、被支持部３１ａよりも右側の固定部３１Ｂとに分けられ、回動部３１Ａと固定部３１Ｂとは、閉極時にそれぞれたるみを有するように設定されている。そして、回動部３１Ａは、可動接触子３が時計回り方向へ回動するに従ってたるみが減少して、規定の位置に達した時にたるみが無くなるように設定されており、固定部３１Ｂは、たるみを有していることで、容易にリード線３１の組み付けを行うことができる。なお、以下回動部３１Ａの長さをＺとする。

まず、固定接点２ａと可動接点３ａとが当接した閉極状態時（図３（ａ）参照）には、調整板８の頂点８ａから可動接触子３までの最短距離をＸ_１とすると、最短距離Ｘ_１を結ぶリード線３１の回動部３１Ａは、たるみを有し、Ｚ＞Ｘ_１となり、可動接触子３を開極側から閉極側（反時計回り）に回動させる張力を発生しない。

次に、接点間に過電流等が流れて接点間に電磁反発力が作用し、可動接触子３が開極側へ回動した際（図３（ｂ）参照）には、調整板８の頂点８ａから可動接触子３までの最短距離をＸ_２とすると、最短距離Ｘ_２を結ぶリード線３１の回動部３１Ａはたるみを有し、Ｚ＞Ｘ_２（Ｘ_２＞Ｘ_１）となり、可動接触子３を反時計回りに回動させる張力を発生しない。

しかし、過電流遮断手段５によって、クロスバー３３が時計回りに回動された際（図３（ｃ）参照）には、クロスバー３３の回動に伴って可動接触子３が更に時計回りに回動し、調整板８の頂点８ａから可動接触子３までの最短距離をＸ_３とすると、最短距離Ｘ_３を結ぶリード線３１の回動部３１Ａのたるみが無くなり、Ｚ＝Ｘ_３（Ｘ_３＞Ｘ_２）となってリード線３１の回動部３１Ａが張設され、リード線３１の張力によって可動接触子３の時計周り方向の回動が制限され、当該位置よりも時計回り方向への回動が停止される。なお、リード線３１の回動部３１Ａが、張設された状態に達するまでに、可動接触子３は、ケース１に衝突しないものとする。

このようにして、クロスバー内で開極側へ回動している可動接触子３は、被支持部３１ａが調整板８の頂点８ａによって支持されたリード線３１の回動部３１Ａの張力によって、規定値以上に回動しないように制限され、ケース１に衝突することが防止される。

よって、本実施形態における回路遮断器では、調整板８を用いることによって、リード線３１の組付けを容易に行うことができ、当該リード線３１の回動部３１Ａの張力によって可動接触子３の時計周り方向への過度の回動を抑制し、可動接触子３がケース１に衝突することを防止した回路遮断器を提供することができる。

また、上記過電流遮断手段５によって、可動接点３ａと固定接点２ａとが離間する際に、接点間にアークが発生する。そのため、前記ケース１の右側面に略矩形状の開口が前後方向に並設され、各開口にはアークのガスを排出するための排気孔６ａが形成された排気板６が覆設される。さらに、排気板６の表面には防塵板７が覆設される。

排気板６は、略矩形平板状に形成され、複数の排気孔６ａが形成され、排気板６の下辺１６Ａからは、防塵板７をボディ１１の開口周縁部に固定するための２つの凸部６ｂが形成されている。また、下辺１６Ａの両端から各々延設された側辺１６Ｂ、１６Ｃの下方には、凹部６ｃがそれぞれ形成されている。

防塵板７は、厚みを有する弾性材料等によって略矩形状に形成され、下辺１７Ａがコの字状に折り曲げられることで取り付け部７ｂが形成され、排気板６に形成された凸部６ｂと、ケース１に設けられた開口周縁との間に取り付け部７ｂが挟持固定される。また、防塵版７の下辺１７Ａの両端よりそれぞれ延設された側辺１７Ｂ、１７Ｃからは、内側へ向けて取り付け部７ｂに近づく方向へそれぞれスリット７ａが斜めに形成されている（図４参照）。ここで、スリット７ａは、排気孔６ａと対抗する箇所と、取り付け部７ｂとの中間に形成される。また、側辺１７Ｂ，１７Ｃには、スリット７ａの開放端７ｄから下方にかけて排気板６側へ突出したリブ７ｃが形成されており、リブ７ｃは、排気板６の凹部６ｃに嵌合する。そして、防塵板７は、排気孔６ａを塞ぐ事でケース１内に埃等が侵入することを防止し、アーク発生時には、アークのガス圧によって外側方向へ撓むことで排気孔６ａを開放し、アークのガスを外部へ排出する。また、防塵板７には、リブ７ｃが形成されていることから、スリット７ａの閉塞端７ｅ付近よりも上側では大きく撓み、閉塞端７ｅ付近よりも下側では変形し難くなっている。

このような本実施形態における防塵板７は、通常は、撓みが発生せず排気孔６ａを塞ぐことで防塵性を確保し（図５（ａ）参照）、アーク発生時にはスリット７ａの閉塞端７ｅ付近から大きく撓むことができ（図５（ｃ）参照）、従来から用いられているスリット７ａを有さない防塵板７´の撓み（図５（ｂ）参照）よりも撓み量が大きく、十分に排気を行うことができ、アークのガス圧によって、ケース１が破損等の影響を受ける恐れがない。

また、防塵板７に形成された上記スリット７ａは、通常は、各スリット７ａの開放端７ｄに重なり合う箇所ができるため撓みが発生し難く防塵性を確保できる。一方、アーク発生時にはアークのガス圧によってケース１の内圧が高まることでスリット７ａの重なり部が外れて大きく撓み、十分に排気を行うことが可能となっている。

従って、本実施形態における回路遮断器は、防塵性が高くアーク発生時には十分な排気も行うことが可能である。

（ａ）、（ｂ）は、本実施形態における回路遮断器の断面図を示し、（ａ）は、正常動作時のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は、ブレーカがトリップした際のＡ−Ａ断面図を示す。 （ａ）〜（ｃ）は、同上における回路遮断器の外形図を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図を示す。 （ａ）〜（ｄ）は、同上における回路遮断器の要部の断面図を示し、（ａ）は、閉極時、（ｂ）は、電磁反発力作用時、（ｃ）は、トリップ時、（ｄ）は、開極時を示す。 同上における排気板、及び防塵板の斜視図を示す。 （ａ）〜（ｃ）は、同上における要部の比較例を示し、（ａ）は、ガス圧発生前の断面図、（ｂ）は、防塵板にスリットが無い場合にガス圧がかかった場合の断面図、（ｃ）は、防塵板にスリットが有る場合にガス圧がかかった場合の断面図を示す。

符号の説明

１ ケース
２ 固定端子板
２ａ 固定接点
３ 可動接触子
３ａ 可動接点
５ 過電流遮断手段
８ 調整板
３１ リード線
３３ クロスバー

Claims (2)

1. 入出力に対応した一対の端子部と、固定接点を有して一方の端子部に接続される固定端子板と、前記固定接点に接離する可動接点を有する可動接触子と、前記可動接触子と他方の端子部とを接続するリード線と、前記可動接触子が回動可能に取り付けられて共に回動するクロスバーと、互いに接触している固定接点と可動接点との間に過電流が流れた際に可動接触子を回動させて可動接点と固定接点とを強制的に離間させる過電流遮断手段とを内部に収納するケースを備える回路遮断器において、
   前記リード線は、前記過電流遮断手段によってクロスバーが回動して可動接点が固定接点から離間する際に、クロスバー内で開極側へ回動している可動接触子を、張力によって開極側から閉極側へ反転させる力を付与することを特徴とする回路遮断器。
2. 前記リード線は、可動接触子に接続される一端と、他方の端子部に接続される他端との間で調整板によって支持され、当該調整板によって前記張力が調整されることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。

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