JP5041542B2 - 回路遮断器のバイメタル調整構造 - Google Patents

Description

本発明は、回路遮断器の遮断特性を調整する調整構造に関し、特にバイメタル片を備えた回路遮断器のバイメタル調整構造に関する。

回路遮断器の引き外し方式には、熱動形、熱動電磁形、完全電磁形、電子式等があり、このうち熱動形、熱動電磁形にはバイメタル片が使用されている。バイメタル片を用いた引き外し機構は、バイメタルの熱変形による湾曲作用を利用してラッチを解除させ、遮断動作させているが、このバイメタルを使用した構造は、遮断動作特性にばらつきが発生し易いため、製造段階でバイメタル片と掛合片の隙間（ギャップ）を調整してばらつきを無くす作業を必要としている。この調整はねじを使用して行われ、掛合片側にねじを取り付けてギャップを調整する構成（例えば、特許文献１参照）、或いはねじによりバイメタル片の傾きを変えてギャップを調整する構成（例えば、特許文献２参照）が広く実施されているが、バイメタル片の傾きを変えてギャップを調整する構成の方がコンパクトに構成できるため近年の小型化された回路遮断器に採用されている。

特開平７−２２０６０７号公報 特開２０００−２９４１１０号公報

しかしながら、バイメタル片の傾きを変えてギャップを調整する構成は、バイメタル片が遮断器ケース内底部に配設された導体バーの端部を上方に折曲して形成された起立部の上端に直接固着され、調整ねじが起立部に押圧し、調整ねじを進退させてギャップを調整する構造であるため、調整ねじを過度に締めると導体バーは元の形状に戻らなくなってしまうという問題があった。そこでこの問題を解決する方法としては、起立部を板バネで形成する方法が考えられるが、この方法では調整ねじの過度の締め込みにより起立部が変形する問題は解決できるが、起立部を形成する板バネの板厚が導体バーの板厚より薄くなってしまって電流の流れが悪いために発熱が大きくなり、温度上昇が高くなったり、遮断器ケースが変形し、最悪の場合、発火に至る虞がある。また、従来の構成は調整ねじを支持する支持片がバイメタル片と別体に構成されるため、ケースが周囲温度により膨張／収縮すると調整が狂い、更にバイメタル片と掛合片の位置も変動するためギャップの変動が大きくなるという問題があった。

本発明は、請求項１に記載の発明によれば、複数の電路を有して、個々の電路にバイメタル片を備えて熱動形或いは熱動電磁形の引き外し構造を具備し、バイメタル片が過電流発生を受けて掛合する掛合片とのギャップを調整ねじにより調整可能とした回路遮断器のバイメタル調整構造であって、バイメタル片は先端側に接続した第１可撓導線と基端側に接続した第２可撓導線とで電路に介在して成り、弾性体にバイメタル片の基部を固着し、調整ねじを弾性体に押圧するように設け、弾性体に対して調整ねじを進退させることでギャップを調整することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の回路遮断器のバイメタル調整構造において、調整ねじを螺入支持する支持板に弾性体を介してバイメタル片を固着したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、バイメタル片を支持する弾性体に電流が流れないので電路が異常に発熱することがなく、異常発熱による温度上昇やケースの変形等が起こらないという効果がある。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、バイメタル片と調整ねじを支持する支持板が一体に形成されるので周囲温度によってケースが膨張／収縮しても調整が狂わず、ケースの膨張／収縮によるギャップの変動を小さくすることができるという効果がある。

本発明に係る回路遮断器のバイメタル調整構造を図１及び図２の添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るバイメタル調整構造を備えた熱動電磁形の回路遮断器の縦断面説明図であり、１は電源側端子、２は負荷側端子、３は電路を開閉操作する操作ハンドル、４は可動接触子５と固定接触子６から成る開閉接点部、７は操作ハンドル３の操作を受けて開閉接点部４を開閉操作すると共に異常電流検知を受けて電路を遮断操作する開閉機構部、８は過電流を検知するためのバイメタル片、９はバイメタル片８の掛合動作により開閉機構部７を遮断動作させるための掛合片、１０はバイメタル片８を支持する弾性体、１１はバイメタル片８と掛合片９の間の隙間（ギャップＧ）を調整する調整ねじ、１２は短絡電流を検知する可動鉄片１２ａを備えた電磁引き外し素子、１３は遮断器ケース（以下、単にケースと称する）である。

尚、この回路遮断器は２本の電路を有する２極形回路遮断器を示すもので、電源側端子１、負荷側端子２、開閉接点部４、バイメタル片８は、何れも対で設けられている。そして、負荷側端子２を設けた図面右側を前方、電源側端子１を設けた図面左側を後方、操作ハンドル３取付部を上部として以下説明する。

可動接触子５及び固定接触子６は上下方向に配設され、上部に接点（可動接点５ａ、固定接点６ａ）が設けられている。可動接触子５は下端部を支点として上部が前後に揺動可能に設置され、第１可撓導線１４によりバイメタル片８に接続されている。一方、固定接触子６は電源側端子１の端子金具と一体に形成され、ケース１３内に固定されている。そして、可動接触子５は開閉機構部７の開閉操作を受けて前後動し、可動接点５ａと固定接点６ａとの間で接触／開離を行い、電路の通電／遮断が行われる。

バイメタル片８は前後方向に配設され、後方基端部が調整ねじ１１を螺入支持する支持板１７に弾性体１０を介して支持され、自由端とした先端が斜め上方に向けて配設されている。第１可撓導線１４はそのバイメタル片８の先端側中間部に溶接され、また、第２可撓導線１５の一端がバイメタル片９の基端側中間部に溶接され、第２可撓導線１５の他端が負荷側端子２の端子金具から延設された導体バー１６に溶接されてバイメタル片８が電路の一部を構成するようになっている。一方、バイメタル片８が掛合する掛合片９はバイメタル片８が接触する第１掛合部９ａと、電磁引き外し素子１２が接触する第２掛合部９ｂを備えている。

調整ねじ１１は、電源側端子１の下部に前方に向けて配置され、ケース１３内に組み付けられた支持板１７のねじ孔１７ａに螺入支持され、調整ねじ１１自体もケース１３内に埋設するように組み付けられている。支持板１７はねじ孔１７ａが形成された垂直部１７ｂの下端から前方に向けて水平部１７ｃが延設されて略Ｌ字状に形成され、水平部１７ｃに弾性体１０が溶接される。

弾性体１０は板バネの両端を反対方向に折曲形成して成り、中間部が支持板１７の垂直部１７ｂと平行に配設されて、下端部が水平部１７ｃに溶接され、上端部にバイメタル片８が溶接されている。ケース１３の背面には、調整ねじ１１を回転操作して進退させるための操作孔１８が設けられ、調整ねじ１１の先端が弾性体１０の中間部に当接するように構成されている。

調整ねじ１１が螺入操作されたら、弾性体１０を前方に押圧する。こうして押圧された弾性体１０は上部が前方に傾倒するため、弾性体１０の上端に取り付けられたバイメタル片８が連動して傾倒動作する。その結果、前方に延びた先端が下方に傾倒し、掛合片９との間のギャップＧが小さくなる。

このように構成された回路遮断器は次のように動作する。図１に示すオフ状態から操作ハンドル３を後方に回動してオン操作すると、開閉機構部７が可動接触子５を操作して固定接触子６に接触させ、回路遮断器はオン状態となる。この状態は開閉機構部７内のラッチ機構の作用で維持され、電路に異常電流が流れるとラッチが解除されて開閉機構部７は遮断動作する。この異常電流のうち、過電流に対してはバイメタル片８が変形（湾曲）することで検知され、変形して掛合片９の第１掛合部９ａに当接すると掛合片９が回動し、ラッチが解除されて遮断動作する。また、短絡電流に対しては、電磁引き外し素子１２が動作して、可動鉄片１２ａが掛合片９の第２掛合部９ｂに掛合し、過電流発生の場合と同様にラッチが解除されて遮断動作する。

このように、調整ねじ１１を螺入支持する支持板１７に弾性体１０を介してバイメタル片８を設け、弾性体１０に調整ねじ１１を進退させてギャップＧを調整し、弾性体１０には電流が流れないようにバイメタル片８と電路とを可撓導線１４，１５で接続したので、弾性体１０が異常に発熱することがなく、温度上昇やケースの変形等の問題が起きない。また、バイメタル片８と調整ねじ１１を支持する支持板を一体に形成したので周囲温度によってケース１３が膨張／収縮しても調整が狂わず、ケース１３の膨張／収縮によるギャップの変動を小さくすることができる。

尚、調整ねじ１１をケース１３背部から調整する構成としているが、調整ねじ１１を上向きに配置して、水平なバイメタル片８の基端を上方に押圧するようにしても良い。この場合、操作孔１８はケース１３底部に設けることになる。

本発明に係るバイメタル調整構造の一例を示す回路遮断器の断面説明図である。 図１のバイメタル片と調整構造部分と電路を抜き出した説明図である。

符号の説明

８ バイメタル片
９ 掛合片
１０ 弾性体
１１ 調整ねじ
１３ 遮断器ケース
１４ 第１可撓導線
１５ 第２可撓導線
１６ 導体バー
１７ 支持板

Claims (2)

1. 複数の電路を有して、個々の電路にバイメタル片を備えて熱動形或いは熱動電磁形の引き外し構造を具備し、前記バイメタル片が過電流発生を受けて掛合する掛合片とのギャップを調整ねじにより調整可能とした回路遮断器のバイメタル調整構造であって、前記バイメタル片は先端側に接続した第１可撓導線と基端側に接続した第２可撓導線とで前記電路に介在して成り、弾性体に前記バイメタル片の基部を固着し、前記調整ねじを前記弾性体に押圧するように設け、前記弾性体に対して前記調整ねじを進退させることで前記ギャップを調整することを特徴とする回路遮断器のバイメタル調整構造。
2. 前記調整ねじを螺入支持する支持板に前記弾性体を介して前記バイメタル片を固着したことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器のバイメタル調整構造。

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