JP4967602B2 - 漏電遮断器の漏電引外し装置 - Google Patents

Description

本発明は、低電圧配電系統に適用する漏電遮断器に搭載した漏電引外し装置の組立構造に関する。

まず、頭記した漏電遮断器の回路を図７に示す。図において、１は主回路、２は主回路接点、３は主回路１を一次導体とする零相変流器、４は零相変流器の二次出力から主回路１に流れる地絡電流を検出する漏電検出回路、５は主回路接点２の開閉機構、６は開閉操作ハンドル、７は漏電検出回路４の出力信号を受けて開閉機構５をトリップさせる漏電引外し装置、８はトリップコイル、９はトリップコイル８の動作を受けて開閉機構５をトリップさせるアクチュエータ、１０は漏電引外し動作を表示する漏電表示ボタン、１１は遮断器の本体ケースであり、その外観図を図８に示す。

次に、前記した漏電引外し装置７の従来における組立構造（例えば、特許文献１参照）を図９に示す。すなわち、従来の漏電引外し装置７は、横軸形の漏電トリップコイル８と、該トリップコイル８に連繋させた横スライド式のトリップアクチュエータ９と、ポップアップ式の漏電表示ボタン１０を組立ベース１２に組み付けた組立ユニット構造になり、図７に示した各機能部品とともに本体ケース１１に搭載している。

また、図９において、トリップコイル８は磁気ヨーク８ａ，永久磁石８ｂ，減磁コイル８ｃ，および図示してない可動鉄心に結合してヨーク８ａから引出したプランジャ軸８ｄからなる磁気保持形電磁石になる。一方、トリップアクチュエータ９はトリップコイル８の側方に並置して左右スライド可能に案内支持されており、そのスライド板の中間部位から側方に突き出した押し片９ａを前記プランジャ軸８ｄの先端に対峙させ、トリップばね（圧縮コイルばね）１３を介して押し片９ａをプランジャ軸８ａに押圧している。また、トリップアクチュエータ９の右端には突起９ｂを設けて遮断器のトリップクロスバー１４に対峙させている。さらに、漏電表示ボタン１０は図示してない表示駆動ばね，カム機構と組み合わせてトリップアクチュエータ９に連繋している。

上記構成になる漏電引外し装置７の動作については特許文献１に詳記されており、ハンドル６（図７参照）のリセット操作でトリップアクチュエータ９を図示のリセット位置に引き戻すと、トリップコイル８の可動鉄心が永久磁石８ｂの磁力を受けてプランジャ軸８ｄを右方に突き出し、トリップアクチュエータ９，漏電表示ボタン１０を図９に示す後退位置に拘束保持する。なお、この状態ではトリップばね１３が圧縮されてばね力を蓄勢している。

一方、配電系統に地絡事故が発生し、これを漏電検出回路４（図７参照）で検出すると、漏電検出回路４からの出力信号を受けてトリップコイル８には永久磁石８ｂの磁力を減磁するように減磁コイル８ｃに励磁電流を流す。これにより、図９に示したトリップばね１３が蓄勢していたばね力を放勢してトリップアクチュエータ９を図示矢印方向（左方向）に駆動し、その突起９ｂがトリップクロスバー１４を叩いて開閉機構（図７参照）をトリップさせ、主回路接点２を開極させる。また、同時に漏電表示ボタン１０がポップアップ動作して本体ケース１１に開口した表示窓（図８参照）から外方に突き出す。
特開平３−２１９５２３号公報（図１，図５）

現在、国内で生産されている漏電遮断器は、単体構造の本体ケースに過電流保護機能と地絡保護機能部品を一緒に組み込んだ構成のものが一般的であり、また配線用遮断器と同形サイズの本体ケースに各機能部品を全て搭載した構造が主流となっている。さらに、最近では国際規格（ＩＥＣ）への整合化に対応して漏電遮断器にメガテストスイッチなどの部品も追加搭載するようになっており、このことから外形寸法の限られた本体ケースに多くの部品を搭載するためには、個々の部品をできるだけ小形コンパクトに構成することが重要課題となる。

かかる観点から図９に示した従来の漏電引外しユニットを見直すと、トリップコイル８，トリップアクチュエータ９，漏電表示ボタン１０の各部品を独立部品として組立ベース１２に組み付けた構成で、しかもトリップコイル８，トリップアクチュエータ９が横軸方向に配置されているのに対して、ポップアップ式の漏電表示ボタンが縦軸方向に配置されているなど部品配置の向きが異なることから装置全体をコンパクトに纏めることが困難で引外し装置が大形化し、遮断器の本体ケース内にスペース効率よく収容することが困難となる。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、構成部品を巧みに連繋，配置して小形，コンパクト化が図れるように改良した漏電遮断器の漏電引外し装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、漏電トリップコイルと、該漏電トリップコイルのプランジャに連繋したトリップアクチュエータおよびポップアップ式の漏電表示ボタンとを備え、遮断器本体ケースに搭載して漏電検出時に主回路接点を開極動作させるとともに、漏電引外し動作を表示する漏電遮断器の漏電引外し装置において、
前記漏電トリップコイルが磁気ヨークに永久磁石および減磁コイルを設けた磁気保持形電磁石であり、該電磁石を縦軸配置した上で漏電トリップコイルのプランジャを介して上部側に漏電表示ボタンを連結するとともに、トリップばねで上向きに付勢された上下動式のトリップアクチュエータをトリップコイルの下部側に配置して前記プランジャに連繋し、該トリップアクチュエータに縦軸のガイド軸を設け、該ガイド軸の軸上に前記トリップばねを組み付けた上で、前記ガイド軸を前記漏電トリップコイルの側部に添わせて上下可動に案内支持するものとし（請求項１）、その細部構造は具体的には次記のような態様で構成する。
（１）前記漏電トリップコイルのプランジャが可動鉄心と該可動鉄心に結合したプランジャ軸とからなり、かつ該プランジャ軸の上端に漏電表示ボタンを連結するとともに、プランジャ軸の下端をトリップアクチュエータに押し当てた構成し、
トリップアクチュエータのリセット状態ではトリップコイルの永久磁石が可動鉄心を下降位置に吸引保持してアクチュエータおよび漏電表示ボタンを待機位置に拘束保持し、漏電発生時には減磁コイルに流す励磁電流により永久磁石の磁力を打ち消してトリップアクチュエータおよび漏電表示ボタンの拘束を釈放させるようにする（請求項２）。
（２）前記漏電トリップコイルのプランジャが筒状の可動鉄心と該鉄心に遊嵌したプランジャ軸とからなり、かつ該プランジャ軸の上端には上向きにばね付勢された漏電表示ボタンを連結し、プランジャ軸の下端をトリップアクチュエータに係合するとともに、前記可動鉄心の動きに応動するラッチ機構を介して可動鉄心とトリップアクチュエータとの間をインターロックし、
トリップアクチュエータのリセット状態ではトリップコイルの永久磁石が可動鉄心を上昇位置に吸引保持した上で、前記ラッチ機構を介してトリップアクチュエータおよび漏電表示ボタンを後退位置に拘束保持し、漏電発生時には減磁コイルに流す励磁電流の磁力で下降する可動鉄心をトリガーとして前記ラッチ機構を釈放し、トリップアクチュエータおよび漏電表示ボタンの拘束を釈放させるようにする（請求項３）。
（３）前項（２）において、ラッチ機構がトリップアクチュエータをリセット位置に係止するラッチ爪と、該ラッチ爪をトリップアクチュエータに形成した係止段部に向けて押圧付勢する復帰ばねとからなり、前記ラッチ爪に形成した傾斜カム部をトリップコイルの可動鉄心の先端に形成した鍔部周縁に対峙して配置する（請求項４）。

上記構成により、縦軸方向に配置した漏電トリップコイルに対し、部品配置の向きを揃えてその上部側にポップアップ式の漏電表示ボタン，下部側には上下動式のトリップアクチュエータを組み付けて一体にユニット化したことで、引外し装置の小形コンパクト化が達成できる。
また、請求項３の構成によれば、トリップコイルの可動鉄心とトリップアクチュエータとの間をラッチ機構によりインターロックし、トリップばねで蓄勢されたトリップアクチュエータをラッチ機構でリセット位置に係止するようにしたことにより、漏電トリップコイル（磁気保持形電磁石）が分担する負荷力が小さくなる。したがって、トリップコイルの永久磁石は僅かに可動鉄心を待機位置に吸引する磁気保持力を持たせるだけでよく、また減磁コイルに要求される磁力も永久磁石の磁力を相殺してラッチ機構を釈放する磁力を確保するだけでよい。これにより、トリップコイルを含めて漏電引外し装置全体の小形コンパクト化が図れる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図９に対応する部材には同じ符号を付している。

本発明の請求項１、２に係わる実施例の構成，動作を図１（ａ）〜（ｃ），および図２（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。
図示実施例の漏電引外し装置は、漏電トリップコイル８を核部品としてこれにトリップアクチュエータ９，ポップアップ式の漏電表示ボタン１０を組み合わせたユニット構造は図９に示した従来構造と基本的に同様であるが、装置全体の小形コンパクト化を狙いに各部品の相互間を次記のように連繋，配置している。

まず、漏電トリップコイル８は、逆Ｕ字形の脚片と底片からなる磁気ヨーク８ａの内方に永久磁石８ｂ，ボビンに巻装した減磁コイル８ｃ，および可動鉄心８ｅと固定鉄心８ｈを配置した磁気保持形電磁石になり、可動鉄心８ｅに対して永久磁石８ｂが減磁コイル８ｃの下側に並ぶように縦軸配置として組立ベース１２に搭載している。また、可動鉄心８ｅは円筒軸としてその上下端部に非磁性材のプランジャ軸８ｆ，８ｇを結合してプランジャを構成している。なお、８ｊはプランジャ軸８ｇの軸上に配した復帰ばね（圧縮コイルばね）であり、弱いばね力でプランジャを下向きに付勢している。

また、上記のトリップコイル８に対して、その上部側にはポップアップ式の漏電表示ボタン１０を駆動ばね（圧縮コイルばね）１０ａと組み合わせて配置し、キャップ状の漏電表示ボタン１０を前記プランジャ軸８ｆの上端に係合連結している。
一方、トリップアクチュエータ９（樹脂成形品）は、トリップコイル８の下部側に配置した操作部９ａと、該操作部９ａから上方に延在するガイド軸９ｂからなり、このガイド軸９ｂをトリップコイル８の側方に添わせて組立ベース１２で上下可動に案内支持している。また、ガイド軸９ｂの中間部位に設けた鍔部９ｂ−１と磁気ヨーク８ａの底片との間にはトリップばね（圧縮コイルばね）１３を介装してトリップアクチュエータ９を上方に向けてばね付勢している。さらに、図示の組立状態では操作部９ａの上面に前記プランジャ軸８ｇの先端を押し当て、この位置で操作部９ａの下部先端に形成したフック部をトリップクロスバー１４に対峙させている。

なお、トリップアクチュエータ９の操作部９ａにはリセットレバー１５を取り付け、当該漏電引外し装置を遮断器の本体ケース１１（図８参照）に搭載した状態で前記リセットレバー１５を遮断器の操作ハンドル６（図８参照）に連繋し、遮断器のリセット時にはハンドル操作によりリセットレバー１５を介してトリップアクチュエータ９をトリップばね１３に抗して下方に押し下げるようにしている。

上記のように漏電トリップコイル８を縦軸配置として、その上部側にポップアップ式の漏電表示ボタン１０，下部側に上下動式のトリップアクチュエータ９を組み合わせて一体にユニット化したことにより、漏電引外し装置の全体構造を図９に示した従来装置よりも小形コンパクトに構成できる。
次に、上記構成になる漏電引外し装置７の動作について説明する。まず、図１に示すリセット状態では、トリップアクチュエータ９が待機位置に押し下げられており、この位置でトリップコイル８の永久磁石８ｂの磁力で可動鉄心８ｅを固定鉄心８ｈに吸引保持してトリップアクチュエータ９および漏電表示ボタン１０を待機位置に拘束保持している。なお、この状態ではトリップばね１３が圧縮されて蓄勢されている。

一方、漏電遮断器の実使用状態で主回路１（図７参照）に流れる地絡電流を零相変流器３，漏電検出回路４で検出し、漏電検出回路４の出力信号を基に漏電引外し装置７のトリップコイル８の減磁コイル８ｃに励磁電流を流すと、減磁コイル８ｃの発生磁界が永久磁石８ｂの磁力を打ち消す方向に減磁する。これにより、いままで可動鉄心８ｅを固定鉄心８ｈに吸引保持していた磁気保持力が喪失し、図２（ａ），（ｂ）で示すようにトリップアクチュエータ９はトリップばね１３の放勢ばね力を受けて上方に移動し、その操作部９ａの先端フック部がトリップクロスバー１４を叩いて遮断器の開閉機構をトリップさせ、主回路接点２（図７参照）を開極する。同時に漏電表示ボタン１０は駆動ばね１０ａの付勢によりポップアップ動作して遮断器本体ケース１１のカバー（図８参照）から突き出し、漏電引外し動作を表示する。なお、漏電遮断器のトリップ動作後に、ハンドル６（図８参照）をリセット操作すると、トリップアクチュエータ９が図１の位置に下降し、同時にトリップコイル８の可動鉄心８ｅが永久磁石８ｂに吸引される。これにより、トリップアクチュエータ９，漏電表示ボタン１０は図１の待機位置に拘束保持されることになる。

次に、前記実施例１の構成をさらに発展させた本発明の請求項３，４に対応する改良実施例を図３〜図６に基づいて説明する。
この実施例では、漏電トリップコイル８，トリップアクチュエータ９，漏電表示ボタン１０の配置は先記実施例１と同様であるが、トリップコイル８，およびトリップコイル８とトリップアクチュエータ９との連繋構造が異なる。
すなわち、磁気ヨーク８ａに永久磁石８ｂ，減磁コイル８ｃ，可動鉄心８ｅ，および固定鉄心８ｈを組合せたトリップコイル８は、永久磁石８ｂと減磁コイル８ｃの位置が実施例１（図１参照）とは逆に、永久磁石８ｂが減磁コイル８ｃの上側に配置して組立ベース１２の上に搭載している。また、円筒形の可動鉄心８ｅには非磁性材のプランジャ軸８ｉを遊嵌してトリップコイルのプランジャを構成している。そして、このプランジャ軸８ｉに対し、その上端側には駆動ばね１０ａで付勢したキャップ状の漏電表示ボタン１０を係合連結し、プランジャ軸８ｉの下端はトリップアクチュエータ９の操作部９ａに嵌挿した上で、プランジャ軸の先端に形成した鍔部８ｉ−１を介して連結するようにしている。なお、トリップアクチュエータ９の操作部９ａから上方に延在するガイド軸９ｂは、トリップコイル８の背後側に添わせて磁気ヨーク８ａに嵌挿し、上下スライド可能に案内支持されている。

さらに、この実施例では新たにラッチ機構１６を追加装備し、このラッチ機構１６を介してトリップコイル８の可動鉄心８ｅとトリップアクチュエータ９との間をインターロックしている。このラッチ機構１６は、漏電引外し装置のリセット状態でトリップばね１３で付勢されたトリップアクチュエータ９を待機位置に係止保持する役目を果たすものであり、その構造は図４（ａ），（ｂ）で示すように回動式のラッチ爪１６ａと，復帰ばね（板ばね）１６ｂからなり、ラッチ爪１６ａがヒンジ１６ｃを介して組立ベース１２の上に枢支されている。また、ラッチ爪１６ａには傾斜カム部１６ａ−１を設け、図示の組立状態で傾斜カム部１６ａ−１のカム面にトリップコイル８の可動鉄心８ｅの下端に形成した鍔部８ｅ−１の周縁を対峙させるようにしている。さらに、前記したラッチ爪１６ａに対向してトリップアクチュエータ９の操作部９ａの上端部位には係合段部９ａ−１が形成されている。

次に、上記構成になる漏電引外し装置の動作について説明する。まず、図３，図４に示したトリップアクチュエータ９のリセット状態では、トリップコイル８の可動鉄心８ｅは永久磁石８ｂの磁力を受けて上昇位置に吸引保持されている。また、トリップアクチュエータ９（トリップアクチュエータは下方に押し下げられている）は、前記したラッチ機構１６のラッチ爪１６ａが復帰ばね１６ｂの付勢を受けてトリップアクチュエータ９の操作部９ａの係合段部９ａ−１に係合し（係合代δ）、トリップアクチュエータ９をこのリセット位置に拘束保持している。さらに、漏電表示ボタン１０はトリップアクチュエータ９の操作部９ａに係合したトリップコイル８のプランジャ軸８ｉを介して待機位置に拘束保持されている。

この状態から、遮断器が漏電を検出してトリップコイル８の減磁コイル８ｃに励磁電流を流すと、永久磁石８ｂの磁力を打ち消した上で、さらに可動鉄心８ｅを下方に吸引する。そして、可動鉄心８ｅが下降移動すると、図６（ａ），（ｂ）で表すように可動鉄心８ｅの下端に形成した鍔部８ｅ−１がラッチ機構１６のラッチ爪１６ａの傾斜カム部１６ａ−１の傾斜カム面に突き当たってラッチ爪１６ａを外方に押し遣る。これにより、ラッチ爪１６ａはヒンジ１６ｃを支点に時計方向に回動してトリップアクチュエータ９の操作部９ａに形成した係合段部９ａ−１から離脱してトリップアクチュエータの拘束を釈放する。その結果、トリップアクチュエータ９はトリップばね１３のばね力を受けて上昇し、図５（ａ），（ｂ）で示すようにトリップクロスバー１４を叩いて遮断器の開閉機構をトリップさせて主回路接点を開極する。また、トリップアクチュエータ９の上昇移動に伴い、トリップコイル８のプランジャ軸８ｉによる漏電表示ボタン１０の拘束が釈放される。その結果、漏電表示ボタン１０は駆動ばね１０ａの付勢を受けてポップアップ動作し、漏電表示ボタン１０が図８に示した遮断器本体ケース１１のカバーから突き出して漏電動作を表示する。

なお、漏電遮断器のトリップ動作後にハンドルをリセット操作すると、トリップアクチュエータ９が図３の位置に押し下げられ、同時にラッチ機構１６のラッチ爪１６ａがトリップアクチュエータ９の係合段部９ａ−１に係合してトリップアクチュエータ９および漏電表示ボタン１０を待機位置に拘束する。
上記の動作説明で判るように、この実施例によれば、リセット状態でトリップアクチュエータ９に作用するトリップばね１３の蓄勢ばね力はラッチ機構１６で受け止め、このばね力がトリップコイル８に負荷力として加わることがない。また、トリップコイル８の永久磁石８ｂは可動鉄心８ｅを上昇位置に吸引保持する磁力を有すればよく、小形の永久磁石を採用できる。さらに、減磁コイル８ｃについても、永久磁石８ｂの磁力を打ち消して可動鉄心８ｅを下方に吸引させ、ラッチ機構１６のラッチ爪１６ａを釈放するだけの磁力を確保すればよい。これにより、漏電トリップコイル８を先記した実施例１のトリップコイルに比べて小形化が可能であり、このトリップコイル８を含めた漏電引外し装置をより一層小形コンパクトに構成できる。

本発明の実施例１に係わる漏電引外し装置の構成図で、（ａ）はリセット状態での外観図、（ｂ），（ｃ）はそれぞれ（ａ）の縦断側面図，および縦断背面図 図１に示した漏電引外し装置の漏電動作状態を表す図で、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は縦断側面図 本発明の実施例２に係わる漏電引外し装置の構成図で、（ａ）はリセット状態での外観図、（ｂ）は（ａ）の縦断側面図 図３におけるラッチ機構の構造説明図で、（ａ）は漏電引外し装置の側面図、（ｂ）は（ａ）におけるラッチ機構部の拡大横断面図 図３に対応する漏電引外し装置の漏電動作状態を表す図で、（ａ）は外観図、（ｂ）は（ａ）の縦断側面図 図５に対応するラッチ機構の動作説明図で、（ａ）漏電引外し装置の側面図、（ｂ）は（ａ）におけるラッチ機構部の拡大横断面図 本発明の実施対象となる漏電遮断器の回路図 図７に対応する漏電遮断器の外観斜視図 図８の漏電遮断器に搭載した従来における漏電引外し装置の構成を示す外観斜視図

符号の説明

７ 漏電引外し装置
８ 漏電トリップコイル
８ａ 磁気ヨーク
８ｂ 永久磁石
８ｃ 減磁コイル
８ｅ 可動鉄心
８ａ−１ 鍔部
８ｆ，８ｇ，８ｉ プランジャ軸
９ トリップアクチュエータ
９ａ 操作部
９ａ−１ 係合段部
９ｂ ガイド軸
１０ 漏電表示ボタン
１０ａ 駆動ばね
１１ 遮断器の本体ケース
１２ 漏電引外し装置の組立ベース
１３ トリップばね
１４ トリップクロスバー
１５ リセットレバー
１６ ラッチ機構
１６ａ ラッチ爪
１６ａ−１ 傾斜カム部
１６ｂ 復帰ばね

Claims (4)

1. 漏電トリップコイルと、該漏電トリップコイルのプランジャに連繋したトリップアクチュエータおよびポップアップ式の漏電表示ボタンとを備え、遮断器本体ケースに搭載して漏電検出時に主回路接点を開極動作させるとともに、漏電引外し動作を表示する漏電遮断器の漏電引外し装置において、
   前記漏電トリップコイルが磁気ヨークに永久磁石および減磁コイルを設けた磁気保持形電磁石であり、該電磁石を縦軸配置した上で漏電トリップコイルのプランジャを介して上部側に漏電表示ボタンを連結するとともに、トリップばねで上向きに付勢された上下動式のトリップアクチュエータをトリップコイルの下部側に配置して前記プランジャに連繋し、該トリップアクチュエータに縦軸のガイド軸を設け、該ガイド軸の軸上に前記トリップばねを組み付けた上で、前記ガイド軸を前記漏電トリップコイルの側部に添わせて上下可動に案内支持したことを特徴とする漏電遮断器の漏電引外し装置。
2. 請求項１に記載の漏電引外し装置において、漏電トリップコイルのプランジャが可動鉄心と該可動鉄心に結合したプランジャ軸とからなり、かつ該プランジャ軸の上端に漏電表示ボタンを連結するとともに、プランジャ軸の下端をトリップアクチュエータに押し当てた構成とし、
   トリップアクチュエータのリセット状態ではトリップコイルの永久磁石が可動鉄心を下降位置に吸引保持してアクチュエータおよび漏電表示ボタンを待機位置に拘束保持し、漏電発生時には減磁コイルに流す励磁電流により永久磁石の磁力を打ち消してトリップアクチュエータおよび漏電表示ボタンの拘束を釈放させるようにしたことを特徴とする漏電遮断器の漏電引外し装置。
3. 請求項１に記載の漏電引外し装置において、漏電トリップコイルのプランジャが筒状の可動鉄心と該鉄心に遊嵌したプランジャ軸とからなり、かつ該プランジャ軸の上端には上向きにばね付勢された漏電表示ボタンを連結し、プランジャ軸の下端をトリップアクチュエータに係合するとともに、前記可動鉄心の動きに応動するラッチ機構を介して可動鉄心とトリップアクチュエータとの間をインターロックし、
   トリップアクチュエータのリセット状態ではトリップコイルの永久磁石が可動鉄心を上昇位置に吸引保持した上で、前記ラッチ機構を介してトリップアクチュエータおよび漏電表示ボタンを後退位置に拘束保持し、漏電発生時には減磁コイルに流す励磁電流の磁力を受けて下降する可動鉄心が前記ラッチ機構を釈放してトリップアクチュエータおよび漏電表示ボタンの拘束を釈放させるようにしたことを特徴とする漏電遮断器の漏電引外し装置。
4. 請求項３に記載の漏電引外し装置において、ラッチ機構がトリップアクチュエータをリセット位置に係止するラッチ爪と、該ラッチ爪をトリップアクチュエータに形成した係止段部に向けて押圧付勢する復帰ばねとからなり、前記ラッチ爪に形成した傾斜カム部をトリップコイルの可動鉄心の先端に形成した鍔部周縁に対峙して配置したことを特徴とする漏電遮断器の漏電引外し装置。

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