JP4760311B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、配線用遮断器，漏電遮断器などを対象する回路遮断器に関し、詳しくはその可動接触子の開極位置を規制する開閉機構のストッパ構造に係わる。

周知のように、頭記の回路遮断器は、ハンドル操作により可動接触子を開閉し、また異常電流（過電流）が流れた際にはトリップ動作して可動接触子を開極し、異常電流を遮断するものであり、主回路の各相に対応する固定接触子と可動接触子からなる接触子部、消弧室、可動接触子を開閉駆動する開閉機構およびその引外し機構、過電流検出装置をモールドケースに組み込んだ構成になる（例えば、特許文献１参照）。
一方、上記の回路遮断器で短絡電流などの過電流を遮断すると、主回路の固定／可動接点間に発生したアークの熱を受けて蒸発した金属（接点材料）の溶融物がアークガスに随伴して周辺に飛散し、開閉機構や引外し機構の可動部分に付着して遮断動作機能を損なうことがあることから、その対策として回路遮断器の筐体（モールド樹脂ケース）を、下部ケースと、中央部に凹所を形成して下部ケースの上面に重ね合わせたミドルカバーと、ミドルカバーの凹所上面を覆うトップカバーとに分割した上で、前記の接触子部，消弧室，および過電流引外し装置を下部ケースに収設し、開閉機構および引外し機構はミドルケースの凹所に配置して下部ケース側の電流遮断部から絶縁壁で隔離し、過電流遮断時のアーク熱で接触子部から周囲に飛散する金属溶融物が開閉機構に回り込まないようにした組立構造の回路遮断器が本発明と同一出願人より特願２００４−３７９６４号として先に提案されており、次にその回路遮断器の全体構造を図３に示し、その開閉機構のＯＦＦ，ＯＮ，トリップ動作を図４〜図６で説明する。

まず、図３において、１は下部ケース２，ミドルカバー３，トップカバー４の三分割構造になるモールド樹脂ケース、５は電源側端子と一体の固定接触子、６は負荷側端子、７は可動接触子、８は可動接触子７を回動可能に支持した接触子ホルダ、９は消弧室、１０はトグルリンク式の開閉機構、１１は開閉機構１０に連繋させた引外し機構（トリップクロスバーにラッチ受けを係合し、定常時は開閉機構のラッチを鎖錠位置に掛止して開閉ばねを蓄勢状態に保持する）、１２はバイメタル式，電磁式の過電流検出部、１３は開閉操作ハンドルであり、固定接触子５，可動接触子７，消弧室９は下部ケース２に収容し、開閉機構１０および引外し機構１１はミドルカバー３の凹所に収容している。
ここで、前記のトグルリンク式開閉機構１０は、図４で示すように、組立フレーム１４の左右サイドプレートの間に、開閉操作ハンドル１３に結合して組立フレームに枢支したハンドルレバー１５、レバー式のラッチ１６，トリップクロスバー１７に連繋してラッチ１６を鎖錠位置に係止するラッチ受け１７ａ、上リンク１８と下リンク１９とをトグル軸２０で連結してラッチ１６と接触子ホルダ８との間に架設したトグルリンク、および前記トグル軸２０とハンドルレバー１５の上端との間に張架した開閉ばね（引張りコイルばね）２１を組み付けた構成になり、前記の下リンク１９は、その下端側を図３に示したミドルカバー３の凹所底壁に開口した穴を通して下部ケース２側に配した接触子ホルダ８と連結するようにしている。なお、１６ａ，１８ａ，１９ａはそれぞれラッチ１６，上リンク１８，下リンク１９の一端を組立フレーム１４に枢支する支軸である。また、前記モールドケース１のカバー３は、その凹所を仕切る消弧室９側を傾斜壁として後記のようにハンドルのＯＦＦ操作で開極する可動接触子７を傾斜壁面に突き当てて停止させるようにしている。さらに、前記の接触子ホルダ８の後部側には突起状のストッパ部８ａを形成しておき、回路遮断器のトリップ動作時にこのストッパ部８ａを下部ケース２の底壁面に突き当てて可動接触子７を開極位置に停止するようにしている。

上記の構成で、図４のように操作ハンドル１３をＯＦＦ位置に倒した開極状態では、開閉ばね２１のばね力を受けてトグルリンクの上リンク１８（上リンク１８の上端はラッチ１６に連結されている）と下リンク１９とが「逆くの字」状に座屈し、これにより接触子ホルダ８が時計方向に回動して可動接触子７を固定接触子５から上方に開離駆動させる。なお、この開極動作で開離移動した可動接触子７は、接触子の背面が回路遮断器のケースカバー３の凹所を仕切る前記の傾斜壁面（図３参照）に突き当たってこの位置に停止している。
また、前記のＯＦＦ状態から操作ハンドル１３を図５のＯＮ位置に倒すと、開閉ばね２１のばね力作用線が反転（上リンク１８とラッチ１６との連結点よりも左側に移動）してトグルリンクの上リンク１８と下リンク１９とがほぼ一直線状に伸びる。これにより、下リンク１９が接触子ホルダ８を下方に押し下げて可動接触子７を固定接触子５と当接する閉極位置に駆動する。

一方、回路遮断器のＯＮ状態で主回路に過電流が流れると、過電流検出部１２（図３参照）からの機械的出力によりトリップクロスバー１７が作動してラッチ１６の鎖錠を釈放する。これにより、図６で示すようにラッチ１６が支軸１６ａ（図４参照）を支点に反時計方向に回動し、この動きに伴いラッチ１６に連結した上リンク１８の上端が開閉ばね２１の作用線の右側に移動する。この状態になると、開閉ばね２１のばね力を受けてトグルリンクが「逆くの字」状に座屈し、これにより接触子ホルダ８が時計方向に回動して可動接触子７を開離駆動するとともに、接触子ホルダ８の後部に形成したストッパ部８ａが下部ケース２の底壁面に突き当たって可動接触子７を開極位置に停止させる。
なお、このトリップ動作状態では、ハンドル１３がＯＮ位置（図５参照）とＯＦＦ位置（図４参照）との中間のＴＲＩＰ位置に停止してトリップ動作の状態を表示する。なお、トリップ動作後に回路遮断器を再投入するには、ハンドル１３をＴＲＩＰ位置から一旦ＯＦＦ位置に移動してラッチ１６をラッチ受け１７ａに係止（リセット）させた後に、ハンドル１３をＯＮ位置に倒して可動接触子７を閉極させる。
特開平１０−１２５２０５号公報

先記の特許文献１に開示されている回路遮断器では、ハンドルのＯＦＦ操作，過電流の通流に伴うトリップ動作で開離する可動接触子７を所定の開極位置に停止させるためのストッパ手段として、可動接触子を保持したクロスバー（図４の接触子ホルダ８に対応）に連結した下部リンク（図４の下リンク１９に対応）の下端部に対向してフレーム（図５の組立フレーム１４に対応）にストッパ部を設け、開極動作時に下部リンクの下端を前記ストッパ部に当てて可動接触子を開極位置に停止させるようにしている。
これに対して、図３の回路遮断器のように、モールド樹脂ケース１を下部ケース２と凹所を形成したミドルカバー３とトップカバー４に分割した上で、可動接触子７，接触子ホルダ８は下部ケース２に配置し、組立フレーム１４，トグルリンクを含む開閉機構１０はミドルカバー３の凹所内に収容した構成の回路遮断器では、下リンク１９の下端部と開閉機構１０の組立フレーム１４との間がミドルカバー３の底壁で隔離されているために、特許文献１に開示されてようなストッパ手段を採用することができない。

そこで、図３に示した従来の回路遮断器では、図４および図６で述べたように、ハンドルのＯＦＦ操作時には可動接触子７をミドルカバー３の凹所を画成する傾斜壁面に突き当て、トリップ動作時には接触子ホルダ８の後端に形成したストッパ部８ａを下部ケース２の底壁面に突き当てて可動接触子７を所定の開極位置に停止させるストッパ構造を採用している。
このストッパ構造では、閉極位置から開極位置に向けて高速移動する可動接触子，ないし接触子ホルダがモールド樹脂ケースに衝突して該ケースに過大な衝突荷重が加わることになる。したがって、過大な衝突荷重を受けてモールド樹脂ケースが破損するのを防ぐにはモールドケースの肉厚を厚くして耐衝撃荷重を確保する必要がある。また、最近では回路遮断器のモールド樹脂ケースとして、熱硬化性樹脂に代えて資源のリサイクルが可能な熱可塑性樹脂を採用する傾向にある。このことから、前記の衝突荷重で樹脂ケースが破損しない強度を確保するにはケースの肉厚を必要以上に厚く設定する必要があり、このために製品がコスト高となる。

また、図３の構成では可動接触子７，接触子ホルダ８、およびハンドル１３，開閉機構１０などの各種可動部品が下部ケース２とミドルカバー３の凹所に分けてモールド樹脂ケース１に組み込まれていることから、個々の部品の寸法精度のほか組立精度，部品連結部のガタ分も加わり、このために製品によって操作ハンドル１３のＯＮ，ＯＦＦ，ＴＯＲＩＰ動作表示位置に大きなバラツキが生じるといった問題もある。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は図３に示した分割構造のモールド樹脂ケースを採用した回路遮断器を対象に、前記課題を解決してハンドルのＯＦＦ操作，トリップ動作時には、モールド樹脂ケースに衝突荷重を直接加わえることなしに、可動接触子を所定の開極位置に正しく制止させることができるよう改良した回路遮断器の開閉機構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、回路遮断器の筐体を、下部ケースと、中央部に凹所を形成して下部ケースの上面に重ね合わせたミドルカバーと、ミドルカバーの凹所上面を覆うトップカバーとに分割した上で、接触子部，消弧室を下部ケースに配置し、開閉機構および引外し機構をミドルケースの凹所に配置した回路遮断器で、その開閉機構が操作ハンドルに結合したハンドルレバーと、常時は鎖錠位置に係止し、過電流検出信号を基に釈放されるレバー式のラッチと、トグル軸を介して上リンクと下リンクを相互連結して前記ラッチと可動接触子の回動式ホルダとの間に架設したトグルリンクと、前記トグル軸とハンドルレバーとの間に張架した開閉ばねを組立フレームに組み付けた構成になり、前記ハンドルのＯＮ，ＯＦＦ操作で可動接触子を閉極，開極位置に駆動し、過電流検出時にはラッチを釈放して可動接触子を開極位置に駆動するようにした回路遮断器において、
ハンドルのＯＦＦ操作，トリップ動作時に前記トグルリンクの動きを規制して可動接触子を所定の開極位置に制止させるストッパ手段として、前記トグルリンクに結合したトグル軸の軸端に対峙して、組立フレームのサイドプレートに動作位置規制ストッパを設け、該動作位置規制ストッパは、トグル軸のＯＦＦ，トリップ動作位置を結ぶ軌跡に沿ってサイドプレートの内壁面に突き出し形成したアーチ状の凸部であり、ハンドルのＯＦＦ操作，トリップ動作時に前記トグル軸を前記動作位置規制ストッパに突き当てて制止させるようにする。

上記の構成によれば、開閉機構の組立フレームに形成した凸部のストッパで、トグルリンクの上リンクと下リンクを連結するトグル軸のＯＦＦ，トリップ動作位置を規制することにより、可動接触子と開閉機構との間を仕切るミドルカバーの凹所底壁に阻害されることなく、ハンドルＯＦＦ操作，およびトリップ動作時に開極する可動接触子を所定の開極位置に停止させることができる。
また、前記の動作位置規制ストッパを、操作ハンドルおよびトグルリンク機構の各部品を組み付けた共通の組立フレームに形成したことで、各部品の組立精度，部品相互間の連結部におけるガタ分の影響を最小限に抑えて、可動接触子を所定の開極位置に正しく停止させることができるほか、操作ハンドルの動作表示位置のバラツキを最小に抑えて製品の信頼性が向上する。

以下、本発明の実施の形態を図示の実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図４に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。

先ず、本発明の一実施例の要部構造を図１（ａ），（ｂ）に示す。なお、実施例の図中には開閉機構の組立フレーム１４，トグルリンクの下リンク１９，および上リンクと下リンクを連結したトグル軸２０のみを表示し、他の詳細構造を省略しているが、基本的には図４に示した開閉機構と同様な組立構造になる。
そして、この実施例ではハンドルのＯＦＦ操作，トリップ動作時にトグルリンクの動きを規制して可動接触子を所定の開極位置に制止させるストッパ手段として、組立フレーム１４を構成する左右のサイドプレートの内壁面には、トグル軸２０の軸端周面と対峙して図示のＯＦＦ，ＴＲＩＰ動作位置を結ぶように壁面から突出したアーチ形になる凸形状の動作位置規制ストッパ２２を形成している。なお、このストッパ２２を成形するには、組立フレーム１４のサイドプレートを背面側から型押ししてプレス加工する。

上記の構成で、回路遮断器のハンドル１３（図３参照）をＯＮ／ＯＦＦ位置に倒すと、図４，図５で述べたようにハンドル操作に連動して下リンク１９の上端と上リンク（図示せず）とを連結するトグル軸２０が図示のＯＮ位置とＯＦＦ位置との間で矢印ａの方向に変位移動し、ＯＦＦ位置ではトグル軸２０がストッパ２の凸段部に突き当たってこの位置に制止される。これにより、下リンク１９の下端（図示せず）に接触子ホルダ８を介して連結した可動接触子７が常に所定の開極位置に停止することになる。
また、過電流により回路遮断器がトリップ動作した場合には、図６で述べたようにトグル軸２０が図示のＯＮ位置からＴＲＩＰ位置に向けて矢印ｂの方向に変位移動し、前記ストッパ２２に突き当たってこの位置に制止されることになる。なお、トリップ動作後に回路遮断器をリセットするためにハンドルをＴＲＩＰ位置からＯＦＦ位置に倒すと、これに従動してトグル軸２０は図示のＴＲＩＰ位置からＯＦＦ位置に向けてストッパ２２のアーチ面に沿って矢印ｃ方向に変位する。そして、このＯＦＦ位置から操作ハンドルをＯＮ位置に倒すと、可動接触子が閉極して回路遮断器が再投入される。

次に、本発明の他の実施例を図２（ａ），（ｂ）に示す。この実施例では先記実施例１の凸形状ストッパ２２に代えて、組立フレーム１４のサイドプレートの板面に図示のような異形穴になる動作位置規制ストッパ２３を形成し、その穴周縁にトグル軸２０の軸端周縁を当ててトグルリンクのＯＮ，ＯＦＦ，ＴＲＩＰ位置を規制するようにしている。
すなわち、動作位置規制ストッパ２３の異形穴は、図中に表したトグル軸２０のＯＮ位置，ＯＦＦ位置，ＴＲＩＰ位置の間を外接するような形状であり、この穴の中にトグル軸２０の軸端を突き出すように配置している。これにより、実施例１と同様にハンドルのＯＦＦ操作，トリップ動作時にトグルリンクの動きを規制して可動接触子を所定の開極位置に制止させることができる。

本発明の実施例１に係わるストッパ構造およびその動作を表す説明図で、（ａ）はトグルリンクのトグル軸とともに表した開閉機構組立フレームの正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＴＲＩＰ位置に対応する断面側視図 本発明の実施例２に係わるストッパ構造およびその動作を表す説明図で、（ａ）はトグルリンクのトグル軸とともに表した開閉機構組立フレームの正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＴＲＩＰ位置に対応する断面側視図 本発明の実施対象となる回路遮断器の従来構造を表す側視断面図 図３における開閉機構のハンドルＯＦＦ操作による開極状態を表す図 図３における開閉機構のハンドルＯＮ操作による閉極状態を表す図 図３における開閉機構のトリップ動作時の開極状態を表す図

符号の説明

１ モールド樹脂ケース
２ 下部ケース
３ ミドルカバー
４ トップカバー
５ 固定接触子
７ 可動接触子
８ 接触子ホルダ
１０ 開閉機構
１３ 開閉操作ハンドル
１４ 開閉機構の組立フレーム
１５ ハンドルレバー
１６ ラッチ
１８ トグルリンクの上リンク
１９ トグルリンクの下リンク
２０ トグル軸
２１ 開閉ばね
２２ 動作位置規制ストッパ（凸形状）
２３ 動作位置規制ストッパ（穴形状）

Claims (1)

1. 回路遮断器の筐体を下部ケースと、中央部に凹所を形成して下部ケースの上面に重ね合わせたミドルカバーと、ミドルカバーの凹所上面を覆うトップカバーとに分割した上で、接触子部，消弧室を下部ケースに配置し、開閉機構および引外し機構をミドルケースの凹所に配置した回路遮断器であって、その開閉機構が操作ハンドルに結合したハンドルレバーと、常時は鎖錠位置に係止し、過電流検出信号を基に釈放されるレバー式のラッチと、トグル軸を介して上リンクと下リンクを相互連結して前記ラッチと可動接触子の回動式ホルダとの間に架設したトグルリンクと、前記トグル軸とハンドルレバーとの間に張架した開閉ばねを組立フレームに組み付けた構成になり、前記ハンドルのＯＮ，ＯＦＦ操作で可動接触子を閉極，開極位置に駆動し、過電流検出時にはラッチを釈放して可動接触子を開極位置に駆動するようにした回路遮断器において、
   ハンドルのＯＦＦ操作，トリップ動作時に前記トグルリンクの動きを規制して可動接触子を所定の開極位置に制止させるストッパ手段として、前記トグルリンクに結合したトグル軸の軸端に対峙して、組立フレームのサイドプレートに動作位置規制ストッパを設け、該動作位置規制ストッパは、トグル軸のＯＦＦ，トリップ動作位置を結ぶ軌跡に沿ってサイドプレートの内壁面に突き出し形成したアーチ状の凸部であり、ハンドルのＯＦＦ操作，トリップ動作時に前記トグル軸を前記動作位置規制ストッパに突き当てて制止させることを特徴とする回路遮断器の開閉機構。

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