JP4889555B2

JP4889555B2 - 回路遮断器

Info

Publication number: JP4889555B2
Application number: JP2007113148A
Authority: JP
Inventors: 健一仁科; 征浩伏見; 進高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2027-04-23
Also published as: CN101295608A; JP2008270024A; CN101295608B

Description

この発明は、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器の過電流引き外し装置に関し、特に、回路遮断器に設けられた凹部に挿入されるプラグを交換することで、該回路遮断器の定格電流が変更できる機能を備えた回路遮断器に関するものである。

回路遮断器には、この回路遮断器に具備された操作ハンドルを操作することにより電路を開閉する機能、すなわちスイッチ機能だけではなく、過電流が流れることによる電線や負荷機器の焼損を未然に防止するために電路を遮断するという大きな役目を担っている。この過電流の検出にあたっては、大別すると、熱動式、電磁式、電子式の各方式に分類されることは周知の通りであるが、このうち電子式においては、回路遮断器に搭載した変流器によって得られる信号を、やはり内蔵するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ：中央処理装置）にて演算処理することで行われている。
したがって、ＣＰＵに外部からの設定信号を付加することで、この電子式回路遮断器の定格電流を容易に変更することができ、特に負荷機器（例えば電動機の始動電流）との協調を得るうえで威力を発揮していることも、やはり周知の通りである。

しかしながら、この電子式回路遮断器は、前述した変流器や、ＣＰＵを始めとする電子回路を必要とすることから価格上昇は免れず、特にＡＦ（アンペアフレームの略：その回路遮断器が通電し得る最大値で表示）が小さい製品（具体的には、６３ＡＦ、１２５ＡＦなど）においては、熱動式回路遮断器との価格差が非常に大きい。そこで、熱動式回路遮断器において、バイメタルとトリップバーのギャップを、該回路遮断器に設けられた凹部に挿入されるプラグを交換し可変させることで、定格電流の設定が変更できる、いわゆる熱動式電流可調整回路遮断器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

米国特許第５３９２０１６号公報（第３列第９行〜第２４行、第３図）

従来の熱動式電流可調整回路遮断器では、特許文献１の第３図からも明らかなように、仮にプラグの挿入を忘れた場合でも、バイメタルとトリップバー間のギャップが最小、すなわち、回路遮断器の最小定格電流値として通電が可能となっている。
この場合、定格電流が最小値に設定されることは、いわゆるフェールセーフの観点からは好ましい（定格電流が最大値設定では、電線の焼損防止が図れない可能性大）とは言えるものの、プラグが未挿入のままでの通電は、例えば、凹部から内部に塵埃・粉塵、あるいは異物の侵入が考えられ、あまり好ましい状態であるとは言い難い。また、プラグ未挿入による回路遮断器の定格電流の不認知、さらには、この不認知による、定格電流の勝手な思い込みが引き起こす突然のトリップなど、いずれにしろ、本来挿入すべき部材を挿入しないままでの通電は改善すべき課題であった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、プラグが挿入されない限り、通電が行われないようにした回路遮断器を提供することを目的とするものである。

この発明に係る回路遮断器は、電路に流れる通電電流に基づく発熱量に応じて所定量変形するバイメタルを備えた過電流引き外し素子と、この過電流引き外し素子に沿うように配置され、上記バイメタルに対応して設けられた傾斜作動面を有するトリップバーと、上記バイメタルと上記傾斜作動面の係合による上記トリップバーの回動で、該回路遮断器に流れる上記通電電流を遮断させる開閉機構部とを備え、上記トリップバーは、このトリップバーの軸方向に偏移可能であると共に、該回路遮断器に設けられた凹部に挿入されるプラグによって位置決めがなされ、かつ、形状が異なる複数のプラグが具備され、該プラグを交換することによって、上記バイメタルと上記傾斜作動面との係合位置が、上記トリップバーの偏移に応じて可変できる機能を有した回路遮断器であって、上記プラグを上記凹部に挿入しない状態では、上記回路遮断器が閉路されることを禁止する閉路禁止手段を備えたものである。

この発明の回路遮断器によれば、プラグが挿入されない限り、通電が行われないようにしたので、通電信頼性が高く、また電力の無瞬断化に威力を発揮する安価な電流可調整回路遮断器を得ることができる。

上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１を図１〜図５を参照しながら説明する。
図１はこの発明が適用される、プラグの交換によって回路遮断器の定格電流が変更できる機能を備えた回路遮断器の概略構成図、図２〜図５は、実施の形態１の回路遮断器の具体的な構成および動作を説明するための説明図である、なお、図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。

図１において、１はモールド樹脂製のケース、２は遮断器をオンオフするための操作ハンドル、ｓは固定接触子、ｍは可動接触子、３は、可動接触子ｍに連結した開閉機構部、４は、開閉機構部３のラッチ、７はトリップバー（詳細は後述する。）、９はトリップバー７の回動によってラッチ４を引き外すトリップアーム、１０は、トリップバー７に設けられた可変アームで、後述のプラグ１２と協同してトリップバー７の軸方向の位置決めを行う。１１は電路、１２は、回路遮断器の定格電流を設定するためのプラグで、例えば、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、形状が異なる複数のプラグが備えられ、このプラグを交換することによって、後述するように、バイメタルとトリップバーの傾斜作動面との係合位置を変化させ、定格電流の設定値を変えるものである。１６は過電流引き外し素子であるバイメタルで、電路１１に流れる電流に基づく発熱量に応じて所定量変形し、トリップバー７を動かして開閉機構部３を駆動し回路を遮断する。
このように構成された回路遮断器において、ハンドル２をオンオフ操作すると、開閉機構部３を介して可動接触子ｍが開閉される。設定値より過大な電流が電路１１に流れると
、バイメタル１６で検知し、ラッチ４を動作させることによって、開閉機構部３はトリップ状態となり、可動接触子ｍを開極する。

次に図２〜図５を参照して、この発明の主要部である電流可調整設定の方法および閉路禁止手段について説明する。
図２（ａ）は、実施の形態１の要部を示す正面図、同図（ｂ）は、図（ａ）の右側面図、
同図（ｃ）は、図（ｂ）の側面図（図（ｂ）を紙面の下方から見た図）であり、図３に示す形状の異なる複数のプラグの内、図３（ａ）のプラグを遮断器の凹部に挿入した例を示すものである。同様に、図４（ａ）、（ｂ）は、図３（ａ）のプラグに変えて、図３（ｃ）のプラグを遮断器の凹部に挿入した例、図５は、プラグを遮断器の凹部から抜いた場合を示すものである。

まず、電流可調整設定の方法について説明する。
遮断器の電路１１に長限時特性領域の過電流が流れると、バイメタル１６が湾曲し、トリップバー７に設けられた傾斜作動面８に接触してトリップバー７を回動する。トリップバー７はトリップアーム９を介して開閉機構部３のラッチ４を引き外す。ここで、このバイメタル１６と傾斜作動面８とのギャップ長を変更することによって、トリップ電流を設定している。すなわち、ギャップ長の設定は、トリップバー７に設けられた可変アーム１０の位置を、プラグ１２の第一の突起１３と第二の突起１４の間に規制し、傾斜作動面８のプラグ設定範囲ａの範囲で、任意の位置を利用するように設定する。
なお、図３に示すように、プラグ１２には、可変アーム１０の位置を調整するため、突起１３、１４の幅を変えた（ａ）〜（ｃ）などの複数のプラグが存在する。
また、トリップバー７は左右方向にスライド可能なように貫通ピン６を介して配置されており、ばね１８によって軸方向（図の左方向）に加圧されている。

従って、図４に示すように、プラグ１２を図３の（ａ）に示すものから同図（ｃ）に示すものに交換することによって、トリップバー７はばね１８に抗して軸方向（右方向）に
偏移せられ、その結果、バイメタル１６と、傾斜作動面８とのギャップ長は、図２（ｂ）のｇａｐ１から図４（ａ）のｇａｐ２に変更することができる。すなわち、回路遮断器の定格電流の設定を変更することができる。

次に、閉路禁止手段について説明する。
図５は回路遮断器の凹部からプラグ１２を抜いた状態を示すものである。
この実施の形態１においては、プラグ１２を抜いた状態では、トリップバー７は可変アーム１０の規制がなくなり、ばね１８に押されて左方に移動する。また、傾斜作動面８には、
プラグ設定範囲外となる右端部ｂが設けられている。
したがって、プラグ１２を抜いた場合、バイメタル１６は、傾斜作動面８のプラグ設定範囲外となる右端部ｂでトリップバー７の傾斜作動面８と接触し、過電流による湾曲の無い状態でもバイメタル１６とトリップバー７が接触し、トリップバー７は回動して遮断器はトリップに至る。

このようにこの発明の実施の形態１においては、プラグ１２を抜いた場合に、トリップバー７を移動させて、過電流による湾曲の無い状態でもバイメタル１６とトリップバー７の傾斜作動面８とが接触するように閉路禁止手段を構成しているので、この閉路禁止手段によって、プラグが挿入されない限り、回路遮断器はトリップされ、通電が行われないようにすることができ、安価で信頼性の高い、電流可調整回路遮断器を得ることができる。

実施の形態２．
図６〜図８はこの発明の実施の形態２の回路遮断器を示すもので、図６は回路遮断器の凹部にプラグを挿入した図、図７はプラグの形状の一例を示す図、図８は回路遮断器の凹部からプラグを抜いた場合を示すものである。なお、図中、前記実施の形態１との同一符号は、同一または相当部分を示し、重複説明は省略する。

この実施の形態２においては、ロッド２１を配置している。ロッド２１は図６（ａ）（ｂ）において上方向にスライド可能なように支持され、ばね１９などで上方向に加圧されている。回路遮断器の凹部にプラグ１２が入った状態では、ロッド２１の斜面２３がプラグ１２と接触して静止し、ロッド２１のトリップ部２２はラッチ４とギャップを保っている。

プラグ１２を抜くと、図８に示す用に、ロッド２１はばね１９によって上方に押し上げられ、ロッド２１のトリップ部２２が開閉機構部３のラッチ４を引き外し、遮断器はトリップする。
逆に、この状態でプラグ１２を挿入すると、プラグ１２の横斜面１５とロッド２１の斜面２３が接触し、プラグ１２を押し込むと、横斜面１５をロッド２１が滑りながら下方向に押し下げられ、トリップ状態から開放される。（図６参照）

このように実施の形態２によっても、プラグ１２を抜いた場合に、ロッド２１によって開閉機構部３のラッチ４を引き外すようにした閉路禁止手段を備えることによって、実施の形態１と同様の効果を得ることができるものである。

実施の形態３．
図９〜図１１はこの発明の実施の形態３の回路遮断器を示すもので、図９は回路遮断器の凹部にプラグを挿入した図、図１０は、回路遮断器の操作ハンドルがオン位置の時にプラグを抜いた図、図１１は、回路遮断器の操作ハンドルがオフ位置の時にプラグを抜いた図
である。なお、図中、前記実施の形態２との同一符号は、同一または相当部分を示し、重複説明は省略する。

この実施の形態３においては、ロッド２１の先端にストッパー２４が形成されており、プラグ１２の入った状態では、図９に示すように、ストッパー２４は、回路遮断器の操作ハンドル２がオフの位置におけるハンドル先端３０の寸前、ないしは僅かに接触するように位置決めされている。
この操作ハンドル２がオフ位置の状態でプラグ１２を抜くと、実施の形態２で述べたように、ロッド２１はばね１９によって図の上方向に押されるが、ストッパー２４とハンドル先端３０によってロッド２１の移動は阻止され、トリップ部２２は引き外しトリップには至らない。（図１１参照）
従って、操作ハンドル２がオフ位置の状態では、トリップ動作をせずにプラグ１２の着脱入れ替えを行うことができる。

一方、操作ハンドル２がオン位置の状態でプラグ１２を抜くと、図１０に示すように、ハンドル先端３０が移動しているため、ストッパー２４すなわちロッド２１は上方向に移動可能となり、遮断器をトリップさせる。

このように実施の形態３においては、閉路禁止手段であるロッド２１の先端にストッパー２４を設け、操作ハンドルのオンオフ位置に応じてロッドの移動を阻止、あるいは移動可能としたので、実施の形態２と同様の効果に加えて、操作ハンドル２がオフの状態では、トリップ動作をせずにプラグ１２の着脱入れ替えを行うことができるという効果がある。

この発明の実施の形態１の回路遮断器の概略構成を示す図である。この発明の実施の形態１の主要部を説明する図で、プラグを挿入した場合の状態を示す図である。この発明の実施の形態１で使用される形状の異なる複数のプラグの一例を示す図である。この発明の実施の形態１の主要部を説明する図で、図２とは異なるプラグを挿入した場合の状態を示す図である。この発明の実施の形態１の主要部を説明する図で、プラグを遮断器の凹部から抜いた場合の状態を示す図である。この発明の実施の形態２のプラグを挿入した場合の状態を示す図である。この発明の実施の形態２に使用されるプラグの形状の一例を示す図である。この発明の実施の形態２のプラグを抜いた場合の状態を示す図であるこの発明の実施の形態３のプラグを挿入した場合の状態を示す図である。この発明の実施の形態３における操作ハンドルがオン位置の時にプラグを抜いた状態を示す図である。この発明の実施の形態３における操作ハンドルがオフ位置の時にプラグを抜いた状態を示す図である。

符号の説明

１ケース、２操作ハンドル、３開閉機構部、４引き外しラッチ、
６貫通ピン、７トリップバー、８傾斜作動面、９トリップアーム、
１０可変アーム、１１電路、１２プラグ、１３第一の突起、１４第二の突起、１５横斜面、１６バイメタル、２１ロッド、２２トリップ部、２３斜面、
２４ストッパー、３０ハンドル先端。

Claims

電路に流れる通電電流に基づく発熱量に応じて所定量変形するバイメタルを備えた過電流引き外し素子と、この過電流引き外し素子に沿うように配置され、上記バイメタルに対応して設けられた傾斜作動面を有するトリップバーと、上記バイメタルと上記傾斜作動面の係合による上記トリップバーの回動で、該回路遮断器に流れる上記通電電流を遮断させる開閉機構部とを備え、上記トリップバーは、このトリップバーの軸方向に偏移可能であると共に、該回路遮断器に設けられた凹部に挿入されるプラグによって位置決めがなされ、かつ、形状が異なる複数のプラグが具備され、該プラグを交換することによって、上記バイメタルと上記傾斜作動面との係合位置が、上記トリップバーの偏移に応じて可変できる機能を有した回路遮断器であって、
上記プラグを上記凹部に挿入しない状態では、上記回路遮断器が閉路されることを禁止する閉路禁止手段を備えたことを特徴とする回路遮断器。
上記閉路禁止手段は、上記プラグを凹部から抜いた場合、該回路遮断器がトリップ動作するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
上記閉路禁止手段は、上記プラグを凹部から抜いた場合に、上記傾斜作動面が上記バイメタルに当接する位置に上記トリップバーを偏移させ、上記回路遮断器がトリップ動作するように構成したことを特徴とする請求項２に記載の回路遮断器。
上記閉路禁止手段は、ばねによって加圧され、上記プラグを凹部から抜いた場合に偏移して、上記開閉機構部を動作させ、上記回路遮断器をトリップするロッドを備えたことを特徴とする請求項２に記載の回路遮断器。
上記ロッドの先端にストッパーを形成し、上記プラグを凹部から抜いた場合に、上記回路遮断器の操作ハンドルがオフ位置にある時は、上記ストッパーが上記ハンドル先端に当接して上記ロッドの移動を阻止し、回路遮断器の開状態を保持すると共に、上記操作ハンドルがオン位置にある時は、上記ロッドが偏移して上記開閉機構部を動作させるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の回路遮断器。