JP4994804B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は回路遮断器に関し、特に横幅を抑制して薄型に構成した回路遮断器に関する。

回路遮断器には、遮断対象の電路に短絡電流のような過大な電流が流れたら遮断する短絡電流遮断機能や定格値を越える電流が流れたら電路を遮断する過電流遮断機能を備えたもの、更には電路に漏電が発生したらそれを検知して遮断動作する漏電遮断機能を備えたものがある。そのうち、短絡電流を検知する構成としては、過大な電流の通電により電路周囲に発生する磁界を受けて検知動作する可動電磁片を使用したものがある。
具体的には、電路に設けた開閉接点を開操作するセパレータを、開閉機構部のラッチ作用で閉操作状態に維持させ、可動電磁片が磁力により動作したら引き外し部材を操作して開閉機構部のラッチを解除させ、セパレータを遮断動作させる。

このような回路遮断器において、分電盤内の取り付けスペースを削減するために小型化、特に横幅を削減した形状の遮断器として例えば特許文献１に示す構成のものがある。これは、電源側端子を縦方向に配置して薄型化を図り、内部に可動電磁片、バイメタル片等の異常検出手段をコンパクトに収納している。
特開２００３−３４６６３７号公報 特開２００２−２１６６１０号公報

しかしながら、更に横幅の薄型化を進め、遮断器ケースの横幅を１０ｍｍ程度に抑制しようとした場合、例えば特許文献２に示すように電源側端子、負荷側端子の双方を縦に配置する構成が考えられるが、端子形成部の横幅を狭くできても従来の部品配置形態では遮断器構成部材を幅の狭いスペースに収納することは難しかった。例えば、特許文献１では可動電磁片の設置スペースが大きいため薄型化するのが難しかった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、省スペースで構成できる可動電磁片を備えた回路遮断器を提供することを目的とする。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、背面に複数の電源側端子、前面に複数の負荷側端子を夫々縦方向に配置し、上面に前記電源側端子と前記負荷側端子の間の電路に設けた開閉接点を開閉操作する操作ハンドルを配置した遮断器ケース内に、前記開閉接点を遮断操作するセパレータと、前記セパレータを遮断動作させる開閉機構部と、過電流等の電路異常を検出する複数の異常検出手段の検知動作を前記開閉機構部に伝達する引き外し部材とを備え、前記異常検出手段の１つが短絡電流等の過大な電流を検出する可動電磁片である回路遮断器であって、前記可動電磁片を、導体板で形成した電路に密着或いは近接して略並行に設置した固定鉄片と、電路を挟んで前記固定鉄片に対向するように配置し、前記固定鉄片に対して開閉動作する可動鉄片と、当該可動鉄片を開放復帰させる弾性部材とで構成し、前記弾性部材は、前記可動鉄片を取着する取着片を有すると共に、略コ字状に折り曲げ形成した弾性片、更に電路を跨いで前記固定鉄片の左右端部に軸着するための連結片を有し、前記弾性部材を、前記可動鉄片と共に電路を挟んで前記固定鉄片に対向するよう配置する一方、前記弾性片を電路に接触させて前記固定鉄片に揺動可能に軸着し、更に前記固定鉄片は、前記導体板に係合する電路係合部を前後部の双方に備えると共に、前記導体板には対応する係合部を設け、前記導体板を介して連結された前記弾性部材の弾性力で前記固定鉄片を導体板に係止させて、電路に過大な電流が流れたら前記可動鉄片が閉塞方向へ回動して前記引き外し部材を操作することを特徴とする。

この構成によれば、可動電磁片を導体板（電路）に直接取り付けるので、可動電磁片を僅かなスペースで設置でき、回路遮断器の小型化に有効である。また、弾性部材が導体板に接触した状態で可動鉄片を付勢操作するし、固定鉄片は導体板に係合しているので、導体板の形状或いは設置部位に製品ばらつきが発生しても、固定電磁片、可動電磁片と電路の位置関係が変化することはない。よって、安定して短絡検知動作を実施できる。

また、係合部を設けるだけで固定鉄片を電路（導体板）に固定でき、ネジ等を使用せず簡易な構成で固定できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、弾性部材の折り曲げは後部から前方に向けて形成され、折り曲げ部の近傍に回動軸を配置する一方、可動鉄片を前記折り曲げ部に挿入するよう配置して取着片に取着することを特徴とする。
この構成によれば、折り曲げ部近傍に回動軸が設けられるので、弾性部材はスムーズに弾性を発揮できる。そして、可動鉄片は弾性部材の折り曲げ形成部に挿入することで、一端を折り曲げ部に保持させることができるので、他端のみ弾性部材に取着操作すれば良く、取着操作が容易となる。また、可動鉄片は弾性部材の内側に配置されるため、電路に密着するよう配設でき、過大電流を良好に検知することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、固定鉄片の係合部は、導体板に直交して当接するよう少なくとも一端が折り曲げ形成されたことを特徴とする。
この構成によれば、導体板と固定鉄片とは直交する角度で互いに係合するので、弾性部材による固定鉄片の押圧作用だけで良好に固定できる。

本発明によれば、可動電磁片を電路を挟むように電路に直接取り付けるので、可動電磁片の設置スペースを僅かなスペースにでき、回路遮断器の小型化に有効である。また、弾性部材が導体板から成る電路に接触した状態で可動鉄片を付勢操作するし、固定鉄片は電路に係合しているので、導体板の設置に製品ばらつきが発生しても、可動電磁片と電路の位置関係は変化しない。よって、安定して過大電流を検知できる。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図４は、本発明に係る回路遮断器の一例として単相３線式電路に使用される回路遮断器の構成を示している。図１（ａ）は遮断器オン状態の背面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図２は図１のＢ部拡大図、図３は遮断器オフ状態でケースを開けた左側面図、図４は図３の斜視図を夫々示している。

各図において、１（１ａ，１ｂ，１ｃ）は背面に配置された電源側端子、２（２ａ，２ｂ，２ｃ）は前面に配置された負荷側端子であり、双方とも縦に一直線上に３端子が整列配置されている。そして、３は電源側端子１から負荷側端子２に至る電路をオン／オフ操作する操作ハンドル、５は漏電を検出するための零相変流器、６は固定接点６ａと可動接点６ｂとから成る開閉接点、７は開閉接点６を開閉操作するセパレータ、８はラッチ機構を備えて漏電や過電流等の電路異常が発生した際にセパレータ７を動作させて開閉接点６を開動作（遮断動作）させる開閉機構を備えた開閉機構部、９はプランジャ９ａを備えた電磁引き外し装置、１０は漏電が発生したら電磁引き外し装置９を引き外し動作させる漏電検出回路を組み付けたプリント基板、１２は過電流を検知するバイメタル片、１３は短絡を検知する可動電磁片、１４はバイメタル片１２、可動電磁片１３、更には電磁引き外し装置９の動作を開閉機構部８に伝達し、開閉機構部８のラッチを解除して遮断動作させる引き外し部材、１５は遮断器ケースである。

尚、遮断器ケース１５は、図１に示すように左ケース１５ａと右ケース１５ｂとで構成され、両ケースはほぼ対称に形成されている。そして、電源側端子１を設けた背面は垂直面で形成され、負荷側端子２を設けた前面は電線の接続操作がし易いように僅かに上方に傾斜形成されている。また、図４に示すように中央の負荷側端子２（２ｂ）は閉塞板１６により閉塞されている。このように使用しない端子は施蓋され塵等が侵入しないよう構成されている。また、プリント基板１０に搭載されている素子は省略してある。

電源側端子１は、上から中性極端子１ａ、電圧極端子１ｂ，電圧極端子１ｃと配置され、略Ｃ字状に形成された端子部を備えた端子金具１７を有し、分電盤内に配設された導体バー（図示せず）を挿入するだけで接続されるプラグイン式の端子として形成されている。また、電圧極端子１ｂ，１ｃの端子金具１７，１７には帯板（導体板）１８が延設され、バイメタル片１２及び可動電磁片１３が取り付けられている。バイメタル片１２、可動電磁片１３は、双方とも前方に向けて配置され、過電流や短絡電流を検知した際に上方に変形或いは回動動作するよう取り付けられている。尚、バイメタル片１２と可動電磁片１３は、電磁引き外し装置９と合わせて電路の異常を検知する異常検出手段を構成している。

一方、引き外し部材１４は、電源側端子１の配列に合わせた長さを有し、異常検出手段を挟んで電源側端子１の近くに端子配列と並行に縦方向に配置され、２つの電圧極端子１ｂ，１ｃの電路に設けられた可動電磁片１３、及びバイメタル片１２、更に電磁引き外し装置９に係合して開閉機構部８に異常検出動作を伝達するための複数の係合部１４ａ，１４ａ・・を備えている。

負荷側端子２は、上から電圧極端子２ａ、中性極端子２ｂ、電圧極端子２ｃの順で配置され、各端子に設けられた端子金具１９は、挿入した電線（図示せず）を係止して電気的な接続が成される速結端子として形成されている。また、この端子金具１９は後方へ延びた帯板２０を有し、先端に固定接点６ａを備えた固定接触子を形成している。

セパレータ７は筒状に形成され、コイルバネ２１により常時上方に付勢された状態で遮断器ケース１５の前面に平行に設置されている。そして、個々の負荷側端子２ａ，２ｂ，２ｃに連結された固定接点６ａ，６ａ．６ａを収容すると共に、この固定接点６ａに合わせて３つの可動接点６ｂ，６ｂ，６ｂが内部に設けられ、長手方向にスライドすることで双方の接点（開閉接点６）が接触／解離動作し、回路遮断器がオン／オフ動作するよう構成されている。

開閉機構部８はセパレータ７の上部に一体に形成され、図１に示すオン状態ではラッチ状態にあり、セパレータ７を下方にスライドした状態を維持している。このセパレータ７は、上方に付勢された状態にあるため、引き外し部材１４の係合動作により内部のラッチ機構（図示せず）がラッチ解除動作したら、セパレータ７は開放されて図３、図４に示すように上方にスライドして遮断動作し、開閉接点６が解離する。

そして可動電磁片１３は以下のように構成されている。図５、図６は可動電磁片の分解斜視図を示し、図５は図４の角度から見た図、図６は反対方向から見た図である。電源側の２つの電圧極端子１ｂ，１ｃの端子金具１７は、この図５，図６に示すように後方を向く開口部を有する導体バー挟持部１７ａから前方に伸びて略Ｓ字状に折り曲げ形成された帯板（導体板）１８を有し、途中に可動電磁片１３が組み付けられ、先端には同様に帯状のバイメタル片１２が溶接され、前方に延設されている。

そして、可動電磁片１３は固定鉄片２４と可動鉄片２５と弾性部材２６で構成され、固定鉄片２４と可動鉄片２５は磁性を有する鉄等の金属で形成されている。固定鉄片２４は、略四角形板状に形成され、遮断器後方を向く一辺が下方に折り曲げられて帯板１８との係合部である係合凹部２４ａが形成されている。また反対側となる前端部にも係合凹部２４ａが形成されている。更に、折り曲げ部近傍の左右端には、弾性部材２６を軸着するための軸片２４ｂが突設されている。

一方、帯板１８は、コ字状折り曲げ部を有すると共に先端はＬ字状に下方へ折り曲げられて略Ｓ字状に形成され、先端にはバイメタル片１２が連結されている。コ字状折り曲げ部の縦面には、固定鉄片２４の前端側係合凹部２４ａが係合する切り欠き（第１の切り欠き）１８ａが左右に設けられ、折り返し後の平坦部には固定鉄片２４の後端係合部２４ａが係合する切り欠き（第２の切り欠き）１８ｂが左右に同様に形成されている。
また、可動鉄片２５は帯板１８の下面及び両側部を覆うように左右方向にコ字状に折り曲げ形成され、折り曲げた一方の側片には引き外し部材１４を操作するための操作片２５ａが突設されている。そして、中央の平坦部は固定鉄片２４とほぼ同一の寸法で形成され、その下面には弾性部材２６に取着するための係止突起２５ｂが一対形成されている。

弾性部材２６は、可動鉄片２５が取り付けられる本体２６ａと、この本体２６ａ後部から上方にコ字状に折り返し形成され、帯板１８に係合する弾性片としての板バネ２６ｂと、固定鉄片２４に連結するための連結片２６ｃとを有している。連結片２６ｃは、本体２６ａ左右から上方に突設され、先端に固定鉄片２４の軸片２４ｂに軸着する軸孔２６ｄが穿設されている。また、本体２６ａには可動鉄片２５の係止突起２５ｂを係止する係止孔２６ｅが穿設されている。

このように形成された可動電磁片１３の各部材は、次のように組み立てられる。先ず、可動鉄片２５が弾性部材２６に取着される。コ字状折り曲げ部に可動鉄片２５の後部を挿入し、係止突起２５ｂを弾性部材２６の係止孔２６ｅに挿入する。そして、弾性部材２６の背面に突出させた係止突起２５ｂをカシメ等変形させて可動鉄片２５を弾性部材２６に固定する。一方、固定鉄片２４は、図４（ｂ）に示すように帯板１８のコ字状折り曲げ空間に配置し、前後２箇所に設けた係合部２４ａを帯板１８の前方の第１の切り欠き１８ａ、後方の切り欠き１８ｂに夫々係合させる。

この状態で、可動鉄片２５を組み付けた弾性部材２６を、帯板１８の折り返し部に被せるように下方から組み付け操作し、先に折り返し部の上側に配置されている固定鉄片２４の左右軸片２４ｂに、連結片２６ｃの軸孔２６ｄを係合させる。こうして、弾性部材２６が固定鉄片２４に連結されると同時に端子金具１７に連結され、可動電磁片は組み立てられる。尚、組み付けられた弾性部材２６の板バネ２６ｂは、図１（ｂ）に示すように先端が帯板１８に当接し、可動鉄片２５が前方を開放した状態を維持するよう付勢動作する。

そして、短絡電流等の過大な電流が電路に流れると、即ち帯板１８に過大な電流が流れると、可動鉄片２５はその電路の周囲に発生する強い磁界で帯板１８に密着する方向へ付勢される。その結果、前方の開放部を閉塞する上方へ回動し、先端の係止突起２５ａが引き外し部材１４に当接すると共に上方へスライドさせ、ラッチ状態にある開閉機構部８のラッチが解除されてセパレータ７が遮断動作する。

また、漏電が発生した場合は、電磁引き外し装置９が引き外し動作し、引き外し部材１４を上方へスライドさせて同様に遮断動作するし、過電流が発生したらバイメタル片１２が変形して、引き外し部材１４をスライドさせて同様に遮断動作する。

このように、可動電磁片を電路を挟むように電路に直接取り付けるので、可動電磁片の設置スペースを僅かなスペースにでき、回路遮断器の小型化に有効である。また、弾性部材である板バネが帯板に接触した状態で可動鉄片を付勢操作するし、固定鉄片は帯板に係合しているので、端子金具の形状や設置位置に製品ばらつきが発生しても、可動電磁片と帯板の位置関係は変化しない。よって、安定して過大電流を検知できる。
また、係合部を設けるだけで固定鉄片を帯板に固定でき、ネジ等を使用せず簡易な構成で固定できるし、帯板と固定鉄片とは直交する角度で互いに係合するので、板バネによる固定鉄片と帯板との押圧作用だけで良好に固定できる。
そして、折り曲げ部近傍に回動軸が設けられるので、弾性部材はスムーズに弾性を発揮できる。そして、可動鉄片は弾性部材の折り曲げ形成部に挿入することで、一端を折り曲げ部に保持させることができるので、他端のみ弾性部材に取着操作すれば良く、取着操作が容易となる。また、可動鉄片は弾性部材の内側に配置されるため、電路に密着するよう配設でき、過大電流を良好に検知することができる。

尚、上記実施形態では、過電流遮断機構を備えた回路遮断器を説明したが、少なくとも短絡電流遮断機構を備えた回路遮断器に対して本発明の構成は適用できるし、単相３線式電路に使用する回路遮断器について説明したが、単相２線式電路や三相電路に使用する回路遮断器に対しても、本発明の構成は容易に適用できる。
また、固定鉄片２４の後部を折り曲げて係合部２４ａを下向きに形成し、帯板１８の第１の切り欠き１８ａを縦面に形成することで、双方の係合部が直交して係合する構成としているが、固定鉄片２４の前後端部を折り曲げて係合部２４ａを下向きに形成してもよく、この場合帯板１８の平坦な部位に第１及び第２の切り欠き１８ａ，１８ｂを形成できる。
更に、弾性部材２６と帯板１８の間に可動鉄片２５を配置しているが、弾性部材２６の本体２６ａの下側に可動鉄片２５を配置して良い。

本発明に係る回路遮断器の実施形態の一例を示し、（ａ）は遮断器オン状態で背面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ部拡大図である。 図１の回路遮断器の遮断器オフ状態の左側面図であり、左ケースを外して内部を露出した状態を示している。 図３の斜視図を示し、（ａ）は全体、（ｂ）はＣ部拡大図である。 可動電磁片の分解斜視図である。 可動電磁片の異なる角度からの分解斜視図である。

符号の説明

１・・電源側端子、２・・負荷側端子、３・・操作ハンドル、６・・開閉接点、７・・セパレータ、８・・開閉機構部、１３・・可動電磁片、１４・・引き外し部材、１５・・遮断器ケース、１７・・端子金具、１８・・帯板（導体板）、１８ａ・・第１の切り欠き（係合部）、１８ｂ・・第２の切り欠き（係合部）、２４・・固定鉄片、２４ａ・・係合部（電路係合部）、２５・・可動鉄片、２５ａ・・操作片、２５ｂ・・係止突起、２６・・板バネ（弾性部材）、２６ａ・・本体、２６ｂ・・板バネ（弾性片）、２６ｃ・・連結片、２６ｄ・・軸孔（回動軸）、２６ｅ・・係止孔。

Claims (3)

1. 背面に複数の電源側端子、前面に複数の負荷側端子を夫々縦方向に配置し、上面に前記電源側端子と前記負荷側端子の間の電路に設けた開閉接点を開閉操作する操作ハンドルを配置した遮断器ケース内に、前記開閉接点を遮断操作するセパレータと、前記セパレータを遮断動作させる開閉機構部と、過電流等の電路異常を検出する複数の異常検出手段の検知動作を前記開閉機構部に伝達する引き外し部材とを備え、前記異常検出手段の１つが短絡電流等の過大な電流を検出する可動電磁片である回路遮断器であって、
   前記可動電磁片を、導体板で形成した電路に密着或いは近接して略並行に設置した固定鉄片と、電路を挟んで前記固定鉄片に対向するように配置し、前記固定鉄片に対して開閉動作する可動鉄片と、当該可動鉄片を開放復帰させる弾性部材とで構成し、
   前記弾性部材は、前記可動鉄片を取着する取着片を有すると共に、略コ字状に折り曲げ形成した弾性片、更に電路を跨いで前記固定鉄片の左右端部に軸着するための連結片を有し、
   前記弾性部材を、前記可動鉄片と共に電路を挟んで前記固定鉄片に対向するよう配置する一方、前記弾性片を電路に接触させて前記固定鉄片に揺動可能に軸着し、
   更に前記固定鉄片は、前記導体板に係合する電路係合部を前後部の双方に備えると共に、前記導体板には対応する係合部を設け、前記導体板を介して連結された前記弾性部材の弾性力で前記固定鉄片を導体板に係止させて、
   電路に過大な電流が流れたら前記可動鉄片が閉塞方向へ回動して前記引き外し部材を操作することを特徴とする回路遮断器。
2. 弾性部材の折り曲げは後部から前方に向けて形成され、折り曲げ部の近傍に回動軸を配置する一方、可動鉄片を前記折り曲げ部に挿入するよう配置して取着片に取着する請求項１記載の回路遮断器。
3. 固定鉄片の係合部は、導体板に直交して当接するよう少なくとも一端が折り曲げ形成された請求項１又は２記載の回路遮断器。

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