JP4906517B2 - 漏電遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、零相変流器により漏電の検出を行う、特に電灯分電盤などに使用される漏電遮断器に関し、詳しくは、漏電により接点部が開路したときに漏電状態であることを表示する漏電動作装置に係るものである。

配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器には、この回路遮断器に具備された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、さらには漏電電流が流れることによる感電や火災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。この電路の遮断は、回路遮断器のハンドルの位置、あるいは漏電遮断器から突出した漏電表示ボタンで判別可能であることは周知の通りである。

この回路遮断器には、用途、あるいは通電能力に応じて大小さまざまな外形を有していることも周知の通りであるが、特に家庭用の分電盤に使用される小形の回路遮断器においては、限られた外形寸法の中に、前述したスイッチ機能に係る開閉機構部や、過電流を検出してこの開閉機構部を作動させる、例えば電磁石装置、さらには接点を開離することによって発生するアークを裁断する消弧装置など、回路遮断器として必要不可欠な装置を最優先で搭載しているのが実情である。

一方、前述した漏電電流を遮断する漏電遮断器は、配線用遮断器と同一外形、すなわち配線用遮断器に漏電機能を内蔵しながら、なおかつ外形寸法が配線用遮断器と同じであることが、最近の技術革新により一般的であるが、こと小形の回路遮断器に関して言えば、前述した実情がネックとなり、漏電機能まで内蔵することは極めて困難である。
そこで、零相変流器や漏電検出装置、さらにはこの漏電検出装置からの出力でプランジャーを動作させる電磁石装置を、回路遮断器の側面に配置させたユニットに搭載し、回路遮断器の開閉機構部と機械的に連結させることが知られている。

ところで、回路遮断器には前述した通り、スイッチ機能も兼ね備えていることから、特に開操作による衝撃や振動が、過電流あるいは漏電引き外し素子に伝播し不要動作、いわゆるミストリップを防止することが必要である。尤も開操作故に、ミストリップが生じたとしても、特に電路に対しての直接的な影響は無いものと思われがちであるが、実際には、かかるミストリップによる開操作が、例えば、電気管理室における警報スイッチ誤応動へのムダな対処や、漏電誤表示での有りもしない漏電箇所の洗い出しなどを引き起こしかねず、何らかの対策が求められる。
そこで、前述した小形の漏電遮断器では、リセット操作時に開閉機構部と係合する伝達部を設けた漏電表示片と、電磁石装置のプランジャーと係合する斜面部を設けたカムとが、通常の開閉操作においては、両部材が静止状態にあるよう、漏電表示片の保持部で保持されたひねりばねによって、漏電表示片の平板部とカムの凸部を係合させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
また、比較的中形の配線用遮断器では、ハンドルとハンドルレバーからなるハンドル部にリセットレバーを取り付け、ハンドルの開操作に伴い、リセットレバーがトリップレバーを押え込み、強制的に初期位置に戻すようにしている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−１８４２９４号公報（段落００１８、図６） 特開２０００−３４００８９号公報（段落００２５、図２）

従来の小形の漏電遮断器では、ひねりばねによって、漏電表示片とカムの係合（静止状態）を保持させようとしているため、引続き衝撃や振動によって係合が外れないよう、ひねりばねのバネ荷重をあげておく必要があった。
然るに、バネ荷重をあげることは、漏電動作装置の引き外し荷重アップにつながり、該装置の小型化や、あるいは性能アップ（例：低電圧回路への対応）の足かせとなっていた。加えて、両部材に対し、そのバネ荷重に強度的に耐え得る形状（肉厚アップなど）が求められ、製品のコストダウンが図れない一因ともなっていた。

ひねりばねなどバネを使用することなく対応する手段として、特許文献２に開示されている構成では、部品点数アップに伴うコストアップを招き、さらには、前述したように、開閉機構部とは別のユニットに収納されている漏電表示片との係合に創意工夫が求められ、小形の漏電遮断器への適用は極めて難しい。

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、特別に部品を追加することなく、ハンドルの開操作における衝撃や振動で容易に漏電表示しない小形の漏電遮断器を得ることを目的とするものである。

この発明は、絶縁筐体と、この絶縁筐体内に収納された開閉可能な接点部と、この接点部に連結され、一部が上記絶縁筐体から外部に突出したハンドルと、このハンドルの操作により上記接点部を開閉させる開閉機構部と、漏電電流を検出する漏電検出装置と、この
漏電検出装置の出力でプランジャーを動作させる電磁石装置と、上記ハンドルの閉操作による上記開閉機構部の上記接点部に対する押圧力を保持した状態で上記接点部を閉路させ、上記プランジャーが動作したとき上記開閉機構部の上記押圧力を解除し上記接点部を開路させるラッチと、上記プランジャーの動作を上記ラッチに伝達するカム、およびこのカムと係合する漏電表示片とで構成された漏電動作装置とを備えた漏電遮断器において、上記ハンドルのＯＮ時には上記カムと上記開閉機構部のアームによって、さらに上記ハンドルのＯＦＦ時には、上記ハンドルの回動部に延設された係合棒と、上記漏電表示片に設けた凸部が係合することにより、上記漏電表示片の拘束が行われるように構成したものである。

この発明は以上説明したように、バネ荷重を上げることなく、衝撃や振動に強い、しかもコンパクトな漏電動作装置が提供でき、これにより電磁石装置の小型化を図ることが可能となる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における漏電遮断器の開状態を示す外観斜視図、図２は図１においてカバーを除去しＡ方向から見た側面図、図３は同じく図１においてベースを除去しＢ方向から見た側面図である。また、図４は、図２における部分拡大図であり、（ａ）はＯＮ時、（ｂ）はＯＦＦ時、（ｃ）は漏電トリップ時を示す。さらに、図５は図1におけるハンドルおよび漏電表示片のみを示した拡大斜視図、図６および図７はハンドルおよび漏電表示片をそれぞれ単独に示した斜視図である。なお、図６については図５においてＣ方向から見ている。

図１において、カバー１、漏電用中ベース２、中ベース３、およびベース４は漏電遮断器１０１の筐体を構成するものであり、それぞれ合成樹脂で形成されている。中ベース３に後述する開閉機構部が収納されており、この開閉機構部に連動するハンドル５が、中ベース３のハンドル用窓孔３ａから中ベース３の表面に突出しており、外部から手によって操作可能であることは周知の通りである。なお、紙面上、手前側が電源側端子締付用孔６、奥行側が負荷側端子締付用孔７であることから、ハンドル５は開（ＯＦＦ）状態を示していることも、やはり周知の通りである。

漏電用中ベース２には、漏電動作に必要な、後述する電磁石装置２４や零相変流器２１が収納されており、この電磁石装置２４に連動するやはり後述する漏電表示片８が漏電表示窓２ａの位置に移動することで、漏電遮断器１０１が漏電遮断を行ったことを外部に知らしめることは周知の通りである。また、漏電テストボタン９の押動により漏電遮断が模擬的に行われることも周知の通りである。
なお、この実施の形態１においては、同一線上に配設される各締付用孔６ａおよび７ａは電圧極に相当する電路が、６ｂおよび７ｂは中性極に相当する電路が、それぞれ接続されることになる。以下、中性極を中心に、電源側から負荷側に至る電流経路について説明する。

図３において、図示しない例えば電源側電線が電源側端子１０に挿入され、電源側端子締付用孔６ｂより締付ネジ１１にて固定子１２と接続される。この固定子１２には固定接点１３が設けられており、閉（ＯＮ）状態、すなわち、ハンドル５を紙面上、時計方向に回動させることで、開閉機構部１０２により可動接触子１４と接触する。
詳述すると、ハンドル５の貫通孔５ａ（図５参照）に嵌通されたＵピン１５がラッチ１６と係合していることで、Ｕピン１５によりアーム１７がラッチ１６とともに、アーム１７に軸支された可動接触子１４が、支点１０２ｐを中心に反時計方向に回動する。したがって、電流は、固定子１２、固定接点１３、可動接触子１４の順に流れ、以下、可撓電線１８、アークランナー１９、接続導体２０を流れる。

接続導体２０は、中ベース３、および漏電用中ベース２を貫通、すなわち、図３紙面上、奥行側に向かい、図２に示すように、この終端２０ａが零相変流器２１を貫通する貫通導体２２ｂに接続されている。
なお、この図２では、今、説明した零相変流器２１を始め、漏電検出装置２３、電磁石装置２４、カム２５、さらには漏電表示片８、漏電テストボタン９といった、漏電検出→動作に必要な各部品が配設されていることがわかる。この一連の動作は、本発明の核心部分につき、あとで詳しく説明する。

一方、貫通導体２２ｂが、漏電用中ベース２、および中ベース３を貫通し、負荷導体２６に接続される（図３参照）。負荷導体２６は、負荷側端子２７に挿入され、負荷側端子締付用孔７ｂより締付ネジ１１にて図示しない例えば負荷側電線と接続される。なお、２８は、過電流もしくは漏電電流を遮断した際、可動接触子１４と固定接点１３間で発生するアークを裁断する周知の消弧室である。
以上が、中性極の電流経路であるが、この中性極の裏側に位置する電圧極も概ね似た経路を辿るものの、中性極との違いは、言うまでもなく、過電流引き外し素子を介している点である。これは、図２に示す、貫通導体２２ａに接続されたコイルの終端２９ａや、図３に示す、同じく貫通導体２２ａに接続されたバイメタル３０に、その特徴が表れているが、これら過電流引き外し素子と開閉機構部１０２との係合を含め、電圧極そのものは発明の本質とは直接関係しないので、これ以上の詳しい説明は省略する。
なお、これまでの説明で明らかなように、この漏電遮断器１０１は、１極分の寸法（図１の寸法Ｐ）に電圧極と中性極を収納した２極１素子形の配線用遮断器の側面に漏電検出装置などを搭載したユニットを付加したものとなっている。

続いて、漏電動作について図２に基づき説明する。漏電電流が発生した場合は、この漏電電流による貫通導体２２ａ、２２ｂを流れる電流の不平衡を零相変流器２１で検出し、この信号を漏電検出装置２３に送る。漏電検出装置２３では、この信号を増幅、およびその高さ・幅を基準レベルと比較し、漏電レベルと判断すれば、電磁石装置２４を励磁する。この励磁は、図４（ｃ）により詳しく示すように、プランジャー２４ａを紙面上、右方向に吸引（同図の（ａ）または（ｂ）との比較でも明らか）させ、その結果、フランジ部２４ｂがカム２５と衝突する。この衝突により、カム２５は、支点２５ｐを中心に、反時計方向に回動を始める。

ここで、カム２５と漏電表示片８の係合について説明する。漏電表示片８は、前述したように、漏電遮断時のみ移動（回動）するため、通常の開閉操作では、図４の（ａ）および（ｂ）からも明らかなように静止状態を保ったままである。これは、ＯＮ状態では、漏電表示片８の腕８ａ（図５も参照）がアーム１７によって押し付けられることで、また、この押し付けがなくなるＯＦＦ状態では、平板部８ｂがカム２５の凸部２５ａに係合されることで、ひねりばね３１による支点８ｐを中心とした反時計方向への付勢力が抑えられている。なお、前述した平板部８ｂと凸部２５ａの係合は、カム２５がひねりばね３１によって時計方向に付勢されていることで行われている。

然るに、プランジャー２４ａの吸引により、カム２５が反時計方向に回動することで、漏電表示片８は係合相手（凸部２５ａ）が無くなり、図４（ｃ）に示すように、支点８ｐを中心に反時計方向に回動する。漏電表示片８の表示部８ｃには、例えば赤色で表示された表示バー８ｄ（図７参照）が印刷されており、この表示バー８ｄが回動により漏電表示窓２ａに移動することで、この漏電遮断器１０１の開状態は漏電遮断に因るものと認識することができる。
この状態から、ハンドル５を反時計方向に回動、すなわち図４（ａ）に示すＯＮ状態に移行させると、前述したように、アーム１７が（図３において）反時計方向に回動する。この回動により、腕８ａが押され、漏電表示片８が時計方向に回動を始めると、時計方向に付勢されるカム２５の凸部２５ａの回動軌跡上に平板部８ｂがいなくなるので、漏電表示片８およびカム２５は図４（ａ）の状態に戻り、以後、漏電遮断がない限り、静止状態が保たれることになる。

前述した「漏電遮断がない限り、静止状態が保たれる」ことは、言うまでもなく、図４（ｂ）に示すＯＦＦ操作であっても、その衝撃や振動によって漏電表示片８が移動、すなわち、平板部８ｂと凸部２５ａの係合が外れてはならないが、それを、ひねりばね３１の荷重を上げることなく、いかにして実現させたか、いわゆる本発明の本質部分について説明する。
図６に示すように、ハンドル５には、この回動部５ｂから係合棒５ｃが延設されており、腕８ａが中ベース３側に突出しているのとは逆に、漏電用中ベース２側に突出している（図５参照）。一方、漏電表示片８には、図７に示すように、表示部８ｃの裏側にほぼこの表示部８ｃと同じ幅を有する凸部８ｅが具設されている。

これら係合棒５ｃと凸部８ｅのＯＮ状態での位置関係は図４（ａ）に示す通りである。そして、ＯＦＦ操作、すなわちハンドル５を時計方向に回動することで、係合棒５ｃは図４（ｂ）の位置に移動する。つまり、係合棒５ｃと凸部８ｅが係合することで、漏電表示片８の反時計方向の回動が阻止される。したがって、単なるＯＦＦ操作、あるいは過電流トリップ時での漏電誤表示がなくなり、電路に対する適正な管理が期待できる。

因みに、漏電遮断時、つまり、図４（ｃ）における係合棒５ｃの位置は、ＯＦＦ状態である図４（ｂ）のそれと変わらない。にも拘わらず、凸部８ｅには係合せず漏電表示片８が回動できる理由は、漏電遮断に至る一連の動作が、プランジャー２４ａの動作→カム２５の回動→漏電表示片８の回動、およびアーム１７の回動→ハンドル５の回動の順に行われることにほかならない。
換言すると、本発明は、各部材の動きやスピード、具体的には漏電表示片８の回動のあとにハンドル５が回動することに着目し、係合棒５ｃや凸部８ｅを具設するだけで、特に新規部品を追加することなく、衝撃や振動に強い漏電遮断器を創意工夫した点にある。
なお、図４（ｃ）から（ａ）の操作にあたり、今度は、先に係合棒５ｃが移動し、凸部８ｅと衝突しないことは言うまでもない。

この発明の実施の形態1による漏電遮断器は、ハンドル５の開閉操作時において、漏電表示片８がハンドル５、カム２５、および開閉機構部１０２のアーム１７によって常に拘束されるように構成されているので、ひねりばね３１の荷重を上げることなく、衝撃や振動に強い漏電遮断器を得ることができる。これは、荷重の低減にも繋がり、その結果、漏電表示片８やカム２５の薄肉化によるコストダウン、あるいは電磁石装置２４の小型化といった波及効果が期待できる。

この発明の実施の形態１における漏電遮断器の開状態を示す外観斜視図である。 図１においてカバーを除去しＡ方向から見た側面図である。 図１においてベースを除去しＢ方向から見た側面図である。 図２における部分拡大図であり、（ａ）はＯＮ時、（ｂ）はＯＦＦ時、（ｃ）は漏電トリップ時を示している。 図１におけるハンドルおよび漏電表示片のみを示した拡大斜視図である。 図５においてＣ方向から見たハンドルの斜視図である。 図５における漏電表示片のみの斜視図である。

符号の説明

１ カバー、２ 漏電用中ベース、２ａ 漏電表示窓、３ 中ベース、３ａ ハンドル用窓孔、４ ベース、５ ハンドル、５ａ 貫通孔、５ｂ 回動部、５ｃ 係合棒、６（６ａ・６ｂ） 電源側端子締付用孔、７（７ａ・７ｂ） 負荷側端子締付用孔、８ 漏電表示片、８ａ 腕、８ｂ 平板部、８ｃ 表示部、８ｄ 表示バー、８ｅ 凸部、８ｐ 支点、９ 漏電テストボタン、１０ 電源側端子、１１ 締付ネジ、１２ 固定子、１３
固定接点、１４ 可動接触子、１５ Ｕピン、１６ ラッチ、１７ アーム、１８ 可撓電線、１９ アークランナー、２０ 接続導体、２０ａ 終端、２１ 零相変流器、２２ａ・２２ｂ 貫通導体、２３ 漏電検出装置、２４ 電磁石装置、２４ａ プランジャー、２４ｂ フランジ部、２５ カム、２５ａ 凸部、２５ｐ 支点、２６ 負荷導体、２７ 負荷側端子、２８ 消弧室、２９ａ コイルの終端、３０ バイメタル、３１ ひねりばね、１０１ 漏電遮断器、１０２ 開閉機構部、１０２ｐ 支点。

Claims (3)

1. 絶縁筐体と、この絶縁筐体内に収納された開閉可能な接点部と、この接点部に連結され、一部が上記絶縁筐体から外部に突出したハンドルと、このハンドルの操作により上記接点部を開閉させる開閉機構部と、漏電電流を検出する漏電検出装置と、この漏電検出装置の出力でプランジャーを動作させる電磁石装置と、上記ハンドルの閉操作による上記開閉機構部の上記接点部に対する押圧力を保持した状態で上記接点部を閉路させ、上記プランジャーが動作したとき上記開閉機構部の上記押圧力を解除し上記接点部を開路させるラッチと、上記プランジャーの動作を上記ラッチに伝達するカム、およびこのカムと係合する漏電表示片とで構成された漏電動作装置とを備えた漏電遮断器において、
   上記ハンドルのＯＮ時には上記カムと上記開閉機構部のアームによって、さらに上記ハンドルのＯＦＦ時には、上記ハンドルの回動部に延設された係合棒と、上記漏電表示片に設けた凸部が係合することにより、上記漏電表示片の拘束が行われるように構成したことを特徴とする漏電遮断器。
2. 上記プランジャーが動作したときは、上記ハンドルと上記漏電表示片は係合しないように構成したことを特徴とする請求項１項に記載の漏電遮断器。
3. 上記プランジャーの動作による漏電遮断時において、上記漏電表示片は上記ハンドルが回動する前に所定の位置に回動するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の漏電遮断器。

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