JP4994820B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば分電盤内等に設置される回路遮断器に関するものである。

回路遮断器としては、漏電を検知する零相変流器が設置され、電路に漏電が発生すると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。このような回路遮断器における零相変流器としては、二次巻線を環状に巻き付け、絶縁部材からなる環状ケース内に収納して構成したものが一般的である。そして、該零相変流器の中心部に、電路を構成する複数の一次導体を貫通するように配設したものにあっては、一次導体同士の絶縁距離を確保するため、零相変流器のケース部材に、左右両側方向（一次導体の貫通方向と平行方向）へ突出する絶縁壁を設けていた（たとえば、特許文献１）。

特開平６−３１００１８号公報

近年、回路遮断器の小型化・薄型化が求められている。しかしながら、上述したように、従来の回路遮断器では、零相変流器のケース部材に左右両側方向へ絶縁壁を突設させていたため、薄型化に限度があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、絶縁性を低下させることなく零相変流器の左右幅を薄く形成して、薄型化の要求に応えることのできる回路遮断器を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、左右一対のケース部材を組み立ててなる遮断器ケース内に零相変流器が設置され、該零相変流器により漏電の発生が検知されると、主電路を遮断する回路遮断器であって、前記遮断器ケースの背面に電源側端子を、前面に負荷側端子を夫々垂直方向に配設するとともに、前記主電路に設けた開閉接点を開閉操作する接点操作部材を、前記負荷側端子の配設方向と平行方向へ摺動可能に設ける一方、前記零相変流器は、前記主電路を形成する一次導体を左右方向へ挿通可能な環状体で、該環状体の外周面に、前記環状体の左右の側面と平行な鍔片を径方向へ突設し、前記一次導体の電源側端部と負荷側端部とが前記鍔片の左右に夫々位置するように、前記一次導体が配設したことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、環状体の周面に、前記環状体の側面と略直交する壁部を略径方向へ立設し、異極の一次導体の端部同士が前記環状体の周面上で前記壁部を挟んで位置するように、前記一次導体を配設したことを特徴とするものである。

本発明によれば、零相変流器を環状体とし、該環状体の外周面に、その左右の側面と平行な鍔片を径方向へ突設して、一次導体の電源側端部と負荷側端部とが鍔片の左右に夫々位置するように、一次導体を配設している。したがって、零相変流器部分の薄型化を図った上で、鍔片により各一次導体の同極間での接触を防止することができ、回路異常等の発生を防止することができ、ひいては薄型化の要求に応えることのできる回路遮断器とすることができる。
加えて、遮断器ケースの背面に電源側端子を、前面に負荷側端子を夫々垂直方向に配設するとともに、主電路に設けた開閉接点を開閉操作する接点操作部材を、負荷側端子の配設方向と平行方向へ摺動可能に設けているため、負荷側端子を水平方向へ並設していたような従来の回路遮断器と比較すると、回路遮断器の一層の小型化・薄型化を図ることができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、環状体の外周面に、環状体の左右の側面と略直交する壁部を略径方向へ立設し、異極の一次導体の端部同士が環状体の周面上で壁部を挟んで位置するように、一次導体を配設している。したがって、該壁部により、一次導体の異極間の絶縁距離を十分に確保することができ、零相変流器部分における短絡や漏電の発生を確実に防止することができる。また、周面に略径方向へ壁部を突設するため、該壁部の突設により零相変流器部分の薄型化が阻害されることはない。さらに、該壁部を設けることで、配設後の一次導体の不用意な回動を防止することができ、作業効率が良い。

以下、本発明の一実施形態となる回路遮断器について、図面をもとに説明する。

図１は、回路遮断器１の外観を示した斜視説明図であり、図２は、遮断器ケース４の右側を外して回路遮断器１の内部機構を示した斜視説明図である。尚、本実施形態においては、回路遮断器１の負荷側端子３側を、回路遮断器１の前側として説明する。
回路遮断器１は、単相３線式電路に使用するものであって、一対の左右ケース部材を組み立ててなる合成樹脂製の遮断器ケース４（たとえば、左右幅１０ｍｍ程度）内に、漏電検出回路やＯＮ操作されると疑似漏電を発生させるテスト回路等が組み込まれたプリント基板２０、可動接点（図示せず）を内蔵する筒状体で、遮断器ケース４の前面の傾斜方向と平行方向（負荷側端子３の並設方向）へ摺動して主電路をＯＮ／ＯＦＦ操作する（つまり、固定接点１１ａ、１１ａ・・に対して可動接点を接触／解離させる）セパレータ２１、漏電を検知するための零相変流器４１、漏電発生をうけてセパレータ２１を接点解離方向へ摺動させるべく動作するトリップコイル８等が設置されている。

また、遮断器ケース４の後部には、３つの端子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を上下一列に配列してなる電源側端子２が配置されている。該電源側端子２では、上部端子Ｐ１が中性極端子、中央端子Ｐ２及び下部端子Ｐ３が電圧極端子となっている。そして、各端子Ｐ１〜Ｐ３は、コ字状の端子金具１３を有しており、分電盤内等に配設される導体バー（図示せず）を挿入するだけで接続可能なプラグイン方式の端子として形成されている。尚、各端子Ｐ１〜Ｐ３の近傍には、過電流発生時に遮断動作するバイメタル片４２、４２、短絡電流発生時に遮断動作する可動電磁片４３、４３等が設置されている。

さらに、遮断器ケース４の前面は、前方へと下降する傾斜面となっており、該傾斜面には、図示しない負荷配線を挿入接続可能な３つの端子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３からなる負荷側端子３が配置されている。端子Ｌ１〜Ｌ３は、傾斜面上で、電源側端子２の端子Ｐ１〜Ｐ３と平面視一直線上となるように上下方向へ一列に配設されており、中央端子Ｌ２が中性極端子、上部端子Ｌ１及び下部端子Ｌ３が電圧極端子となっている。各端子Ｌ１〜Ｌ３は、後端部に主電路の開閉接点部を構成する固定接点１１ａが設けられた固定金具１１と、負荷配線の電線部を係止可能な係止金具（図示せず）とを有しており、負荷配線の電線部を、端子孔１２を介して挿入するだけで接続可能な速結端子として形成されている。尚、１４は、固定金具１１を支持する支持ホルダーであり、１６は、使用しない端子孔１２を閉塞するために遮断器ケース４の前面上をスライド可能に設けられた端子カバーである。また、１７は、負荷側端子３に挿入接続された負荷配線を抜き取る際に、係止金具による係止を解除するための解除レバーである。

さらにまた、遮断器ケース４の上面には、前後方向への回動操作により、セパレータ２１を動作させて主電路をＯＮ／ＯＦＦする操作ハンドル５が設置されている。該操作ハンドル５は、図２等に示す如く、遮断器ケース４の上面と略平行になる角度まで傾倒していると、主電路がＯＮとなり、遮断器ケース４上面から上方へ突出した状態では、主電路がＯＦＦとなる。

加えて、遮断器ケース４内の上部には、漏電検出回路やテスト回路等が組み込まれたプリント基板２０が垂直方向へ起立させた状態で設置されているとともに、プリント基板２０にて疑似漏電を発生させ、漏電検出時等に回路遮断器１が正常に動作するか否かをテストするためのテストボタン６や、上記プリント基板２０から右方へ突設された突起状接点１９と、一端がプリント基板２０と電気的に接続され、他端５１ａが突起状接点１９の側面と接触可能に配置された略Ｕ字状のピン状接点部材５１とからなるテストスイッチ部等が設けられている。尚、５２は、セパレータ２１の上部右側面に突設された突起であって、セパレータ２１が上方へ摺動して主電路を遮断した際に、ピン状接点部材５１を上方へ押し上げて突起状接点１９との接触を禁止（すなわち、テスト回路のＯＮ操作を禁止）するようになっている。

一方、遮断器ケース４内の下部中央には、本発明の要部となる零相変流器４１が設置されている。以下、零相変流器４１について、図３〜図５をもとに詳述する。図３（ａ）は、零相変流器４１に第１〜第３一次導体４５、４６、４７が取り付けられた状態を示した斜視説明図であり、図３（ｂ）は、零相変流器４１に第１〜第３一次導体４５、４６、４７が取り付けられた状態を右側から示した説明図である。また、図４は、零相変流器４１から一次導体４５、４６、４７を取り外した状態を示した説明図であり、図５（ａ）は零相変流器４１を下方から示した斜視説明図、図５（ｂ）は零相変流器４１の左面を示した説明図である。

零相変流器４１は、絶縁性を有する合成樹脂を側面略円形の環状に形成してなるケース部材内に、プリント基板２０の漏電検出回路と電気的に接続される二次巻線を巻回してなるものである。該零相変流器４１の側面中心に形成された円環部は、後述する第１一次導体４５、第２一次導体４６、及び第３一次導体４７を挿通状態で配設可能な挿通部３１となっている。また、右側面周縁の第２一次導体４６当接位置４１ａ及び第３一次導体４７当接位置４１ｂは直線状に形成され、折り曲げられて配設される第２一次導体４６及び第３一次導体４７がケース部材に密着可能となっている。

さらに、零相変流器４１の上面には、上方（零相変流器４１の側面と平行方向）に突出する第１鍔片３２ａが一体的に設けられており、配設された第１一次導体４５の電源側端部４５ａと負荷側端部４５ｃとの間を仕切るようになっている。また、零相変流器４１の左側面周縁の後部から下部に亘っては、ケース部材の径方向へ突出するフランジ状の第２鍔片３３ａと、零相変流器４１の周面から略径方向へ突出して第２鍔片３３ａとの間を仕切る壁部及びケース部材の径方向へ突出するフランジ部を備えてなる背面視Ｌ字状の第３鍔片３３ｂとが一体的に形成されている。そして、第２鍔片３３ａは、配設された第３一次導体４７の電源側端部４７ａと負荷側端部４７ｃとの間を仕切り、第３鍔片３３ｂは、配設された第２一次導体４６の電源側端部４６ａと負荷側端部４６ｂとの間を仕切る。また、第３鍔片３３ｂの壁部は、第２一次導体４６の電源側端部４６ａと第３一次導体４７の電源側端部４７ａとの間を仕切る。尚、３２ｂは、第１鍔片３２ａを支持するリブである。また、第３鍔片３３ｂの壁部の左右幅は、零相変流器４１の左右幅と同程度となっている。

一方、上記零相変流器４１の挿通部３１には、夫々主電路を構成する第１一次導体４５、第２一次導体４６、及び第３一次導体４７が挿通状態にて配設される。以下、各一次導体４５、４６、４７について詳述するとともに、零相変流器４１への取り付けについて、図６〜図８をもとに説明する。図６は、第１一次導体４５の取り付けを示した説明図であり、図７は、第２一次導体４６の取り付けを示した説明図、図８は、第３一次導体４７の取り付けを示した説明図である。

第１一次導体４５は、導電性を有する金属板状部材をコ字状に折り曲げ形成してなるものであって、電源側端部４５ａと負荷側端部４５ｂとが第１鍔片３２ａの左右に夫々位置する姿勢で配設される。該第１一次導体４５は、配設前、電源側端部４５ａと中央部４５ｂとが略直角に折り曲げられている一方、負荷側端部４５ｃは、電源側端部４５ａと対向する側へ中央部４５ｂとの間の角度が鈍角となるように折り曲げられている。そして、第１一次導体４５は、負荷側端部４５ｃ側から挿通部３１へ挿通させ、電源側端部４５ａが第１鍔片３２ａと対向する位置にて、負荷側端部４５ｃを中央部４５ｂとの間の角度が略直角となるまで第１鍔片３２ａ側へ折り曲げることにより、零相変流器４１へ取り付けられる。尚、第１一次導体４５は、後述の如き零相変流器４１の遮断器ケース４への取り付けにより、当該配設位置にて固定される。また、第１一次導体４５の中央部４５ｂ及びその周縁は、絶縁性を有する合成樹脂にて被覆されており、挿通部３１内等における一次導体間での短絡の発生が防止されている。

また、第２一次導体４６も、金属板状部材を折り曲げてなるものであり、電源側端部４６ａと負荷側端部４６ｃとが零相変流器４１の左右に分かれて位置するように配設される。該第２一次導体４６の電源側端部４６ａは、零相変流器４１への配設状態において、中央部４６ｂから一旦零相変流器４１の右側面に沿うように略直角に折り曲げられた後、直線状の当接位置４１ａにて零相変流器４１の下面側（第３鍔片３３ｂの右側）へ略直角に折れ曲がり、その先端が後方へ延設されて、第２鍔片３３ａの壁部の下側に位置するようになっている。一方、負荷側端部４６ｃは、中央部４６ｂとの間の角度が鈍角となるように折り曲げられている。そして、第２一次導体４６は、負荷側端部４６ｃ側から挿通部３１へ挿通させ、電源側端部４６ａを第３鍔片３３ｂの右側に位置させた状態にて、負荷側端部４６ｃを中央部４６ｂとの間の角度が略直角となるまで折り曲げることにより、零相変流器４１へ取り付けられる。尚、第２一次導体４６も、零相変流器４１の遮断器ケース４への取り付けにより、当該配設位置にて固定される。また、第２一次導体４６の中央部４６ｂ及びその周縁も絶縁性を有する合成樹脂にて被覆されている。さらに、第３鍔片３３ｂの前端には零相変流器４１の周面から略径方向へ突出する壁状のストッパ部（壁部）が形成されており、電源側端部４６ａと当接することにより、第２一次導体４６の配設位置からの回動を阻止する。一方、第３鍔片３３ｂの壁部によっても、第２一次導体４６の配設位置からの回動は阻止される。

さらに、第３一次導体４７も、金属板状部材を折り曲げてなるものであり、電源側端部４７ａと負荷側端部４７ｂとが零相変流器４１の左右に分かれて位置するように配設される。該第３一次導体４７の電源側端部４７ａは、配設前、中央部４７ａに対して鈍角となるように折り曲げられており、零相変流器４１への配設状態においては、中央部４７ａから一旦零相変流器４１の右側面に沿うよう略直角に折れ曲がった後、直線状の当接位置４１ｂにて零相変流器４１の後面側へ折れ曲がり、その先端が第２鍔片３３ａの右側（第３鍔片３３ｂの壁部の上側）に位置するようになっている。一方、負荷側端部４７ｃは、中央部４７ｂに対して略直角に折り曲げられている。そして、第３一次導体４７は、電源側端部４７ｃ側から挿通部３１へ挿通させ、該電源側端部４６ａを零相変流器４１の右側面に沿うように折り曲げることで、上述の如き姿勢となって、零相変流器４１へ取り付けられる。尚、第３一次導体４７も、零相変流器４１の遮断器ケース４への取り付けにより、当該配設位置にて固定される。また、第３一次導体４７の中央部４７ｂ及びその周縁も絶縁性を有する合成樹脂にて被覆されている。さらに、第３鍔片３３ｂの壁部により、第３一次導体４７の配設位置からの第２一次導体４６側への回動が阻止される。

以上のようにして第１〜第３一次導体４５、４６、４７は配設され、各一次導体の電源側端部４５ａ、４６ａ、４７ａは回路遮断器１の電源側端子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、負荷側端部４５ｃ、４６ｃ、４７ｃは回路遮断器１の負荷側端子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３と夫々電気的に接続される。そして、第１〜第３一次導体４５、４６、４７が配設された零相変流器４１は、次のようにして遮断器ケース４へ取り付けられる。図９は、零相変流器４１取り付け前の遮断器ケース４を示した斜視説明図である。
遮断器ケース４の零相変流器４１の取り付け位置には、零相変流器４１の挿通部３１内へ差し込まれて零相変流器４１を固定する固定突起３５が、遮断器ケース４と一体的に設けられている。該固定突起３５は、右方向へ突設された円柱状体３５ａの周面に３つの突片３５ｂ、３５ｂ・・を径方向へ一体的に突設してなるもので、突片３５ｂ、３５ｂ・・は周方向で等間隔に設けられている。そして、該固定突起３５が挿通部３１内へ差し込まれると、突片３５ｂ、３５ｂ・・が、第１一次導体４５と第２一次導体４６との間、第２一次導体４６と第３一次導体４７との間、及び第３一次導体４７と第１一次導体４５との間に夫々位置し、第１〜第３一次導体４５、４６、４７を位置決めした状態にて零相変流器４１を固定するようになっている。尚、図示しない遮断器ケースの右ケース部材にも、同様の固定突起が設けられており、零相変流器４１は、左右から挿通部３１内へ固定突起が差し込まれた状態にて固定される。

上述の如き構成を有する回路遮断器１では、通常、操作ハンドル５を遮断器ケース４の上面と略平行になる角度まで傾倒させて、セパレータ２１を遮断バネ３８の付勢力に抗して下方へ押し下げて維持し、固定接点１１ａと可動接点とを接触させて、主電路を通電可能（ＯＮ）としている。
そして、零相変流器４１の二次巻線を介して漏電検出回路により漏電の発生が検出されると、トリップコイル８を動作させて引き外し部材３９を瞬間的に上下方向へ摺動させ、遮断バネ３８の付勢力により、セパレータ２１を強制的に解離方向へ摺動させて、主電路を遮断（ＯＦＦ）する。尚、引き外し部材３９は、過電流や短絡の発生に伴うバイメタル片４２や可動電磁片４３の動作をうけても遮断動作（すなわち、瞬間的な上下方向への摺動）するようになっている。

以上、本実施形態における回路遮断器１によれば、電源側端子２及び負荷側端子３を上下方向に並設するとともに、主電路開閉操作するセパレータ２１を負荷側端子３の並設方向へ摺動可能に設けている。したがって、負荷側端子を水平方向へ並設していたような従来の回路遮断器と比較すると、回路遮断器１の小型化・薄型化を図ることができる。

また、第１〜第３一次導体４５、４６、４７を折り曲げられた金属板状部材で形成し、各一次導体の端部を零相変流器４１の側面に沿って這わすようにして配設しているため、零相変流器４１部分の左右幅を従来よりも薄くすることができる。したがって、回路遮断器１の更なる薄型化を実現することができる。
さらに、零相変流器４１の側面と平行な第１鍔片３２ａ、第２鍔片３３ａ、第３鍔片３３ｂを零相変流器４１の周面から径方向へ突設しているため、零相変流器４１部分の左右幅を広くすることなく、鍔片により各一次導体の同極間での接触（たとえば、第１一次導体４５における電源側端部４５ａと負荷側端部４５ｃとの接触）を防止可能としているとともに、第３鍔片３３ｂの壁部により一次導体の異極間の絶縁距離（たとえば、第２一次導体４６の電源側端部４６ａと第３一次導体４７の電源側端部４７ａとの間の絶縁距離）を十分に確保することができ、短絡や漏電の発生を防止することができる。

さらにまた、零相変流器４１に第１鍔片３２ａ、第２鍔片３３ａ、第３鍔片３３ｂを設けることで、第１〜第３一次導体４５、４６、４７を配設する際に位置決めしやすく、当該作業が容易となるし、特に第３鍔片３３ｂ等により、第２一次導体４６や第３一次導体４７の配設後の不用意な回動を防止することができ、作業効率が良い。
またさらに、零相変流器４１周縁部の第２一次導体４６及び第３一次導体４７の当接位置４１ａ、４１ｂを直線状に形成しているため、配設状態にある第２一次導体４６の電源側端部４６ａや第３一次導体４７の電源側端部４７ａの折り曲げ部を零相変流器４１のケースに密着させることができ、第２一次導体４６及び第３一次導体４７を安定させることができる。

加えて、遮断器ケース４内面に、径方向へ突設された３つの突片３５ｂ、３５ｂ・・を備えてなる固定突起３５を一体的に設け、零相変流器４１の挿通部３１内に該固定突起３５を差し込んで、零相変流器４１を遮断器ケース４に取り付けるようにしている。したがって、各突片３５ｂにより各一次導体４５、４６、４７を確実に位置決めした状態にて零相変流器４１を固定することができ、零相変流器４１部分において漏電や短絡が発生しにくい、信頼性の高い回路遮断器１とすることができる。

なお、本発明の回路遮断器に係る構成は、上記実施形態に記載の態様に何ら限定されるものではなく、遮断器ケース、遮断機構、零相変流器の形状、一次導体の配設態様、及び零相変流器の固定部に係る構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。

たとえば、上記実施形態に記載の回路遮断器は、単相３線式電路に使用するものを例にあげて説明しているため、零相変流器に３つの一次導体を配設しているのであり、零相変流器に配設する一次導体の数は、電路のタイプに応じて適宜変更可能である。

また、零相変流器を固定する固定突起についても適宜設計変更可能であり、零相変流器に配設する一次導体の数に応じて突片の数を変更することは可能であるし、零相変流器の固定状態において一次導体間に介在し、当該配設位置にて一次導体を位置決めする突部を有する形状であれば、上記実施形態に記載の如く柱状体から突片を突設させたものではなく、たとえば三角柱状体や四角柱状体の各辺部に凹部を形成したような形状（どちらも、各頂部が突部として機能する）に成形することも可能である。

さらに、零相変流器のケースも上記実施形態に記載したような側面略円形の環状体ではなく、たとえば側面略正八角形の環状体とし、その内の一辺を一次導体の折り曲げ部が当接する直線状の当接位置として機能させるようにしてもよい。
加えて、上記実施形態では、電源側端子及び負荷側端子を平面視一直線上に配置しているが、平面視略一直線上であれば僅かに左右にずらして配置してもかまわない。

回路遮断器の外観を示した斜視説明図である。 遮断器ケースの右側を外して回路遮断器の内部機構を示した斜視説明図である。 （ａ）は、零相変流器に第１〜第３一次導体が取り付けられた状態を示した斜視説明図であり、（ｂ）は、零相変流器に第１〜第３一次導体が取り付けられた状態を右側から示した説明図である。 零相変流器から第１〜第３一次導体を取り外した状態を示した説明図である。 （ａ）は零相変流器を下方から示した斜視説明図、（ｂ）は零相変流器の左面を示した説明図である。 第１一次導体の取り付けを示した説明図である。 第２一次導体の取り付けを示した説明図である。 第３一次導体の取り付けを示した説明図である。 零相変流器取り付け前の遮断器ケースを示した斜視説明図である。

符号の説明

１・・回路遮断器、２・・電源側端子、３・・負荷側端子、４・・遮断器ケース、５・・操作ハンドル、２１・・セパレータ、３１・・挿通部、３２ａ・・第１鍔片、３３ａ・・第２鍔片、３３ｂ・・第３鍔片３３ｂ、３５・・固定突起、３５ｂ・・突片、４１・・零相変流器、４１ａ、４１ｂ・・当接位置、４５、４６、４７・・一次導体、４５ａ、４６ａ、４７ａ・・電源側端部、４５ｃ、４６ｃ、４７ｃ・・負荷側端部。

Claims (2)

1. 左右一対のケース部材を組み立ててなる遮断器ケース内に零相変流器が設置され、該零相変流器により漏電の発生が検知されると、主電路を遮断する回路遮断器であって、
   前記遮断器ケースの背面に電源側端子を、前面に負荷側端子を夫々垂直方向に配設するとともに、前記主電路に設けた開閉接点を開閉操作する接点操作部材を、前記負荷側端子の配設方向と平行方向へ摺動可能に設ける一方、
   前記零相変流器は、前記主電路を形成する一次導体を左右方向へ挿通可能な環状体で、該環状体の外周面に、前記環状体の左右の側面と平行な鍔片を径方向へ突設し、前記一次導体の電源側端部と負荷側端部とが前記鍔片の左右に夫々位置するように、前記一次導体が配設されてなる回路遮断器。
2. 環状体の外周面に、前記環状体の左右の側面と略直交する壁部を略径方向へ立設し、異極の一次導体の端部同士が前記環状体の外周面上で前記壁部を挟んで位置するように、前記一次導体が配設されてなる請求項１に記載の回路遮断器。

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