JP5169721B2 - Circuit breaker - Google Patents
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Description
この発明は,回路遮断器に関し、特に過電流引き外し装置に関するものである。 The present invention relates to a circuit breaker, and more particularly to an overcurrent trip device.
従来の低定格電流品の回路遮断器は、過電流引き外し装置の方式として小型で比較的製作が容易な完全電磁式を採用していた。完全電磁式の過電流引き外し装置は、オイルダッシュポット内の制動油の粘性により、可動鉄心の動きに時間差を持たせる時延引き外し特性を得ていた。また、短絡電流などの大電流が発生した場合は、瞬時にアーマチュアが動作することで瞬時引き外し特性を得ていた。 Conventional circuit breakers of low rated current products employ a fully electromagnetic type that is small and relatively easy to manufacture as a method of overcurrent tripping device. The fully electromagnetic overcurrent tripping device has obtained a tripping release characteristic when the moving iron core has a time difference due to the viscosity of the braking oil in the oil dashpot. In addition, when a large current such as a short circuit current is generated, the instantaneous tripping characteristic is obtained by the armature operating instantaneously.
また、高定格電流品の回路遮断器においても、過電流引き外し装置は小型で比較的製作が容易な完全電磁式を採用している場合がある。定格電流の異なる回路遮断器を得るには巻線の巻数や制動油の粘性を変えることで対応していた。 Also in the circuit breaker of a high rated current products, remove the overcurrent devices in some cases relatively manufacture small adopts easy complete electromagnetic. In order to obtain circuit breakers with different rated currents, the number of windings and the viscosity of the brake oil were changed.
しかしながら、従来の完全電磁式の回路遮断器は、時延引き外し特性と瞬時引き外し特性を電磁石装置だけで得ていたために、瞬時引き外し電流値を高く設定し難く、電流の大きさのみを感知して引き外しを行っていたので、異常発熱した場合でも規定の電流が流れない限りは回路遮断器をトリップさせることはできない問題があった。 However, since the conventional fully electromagnetic circuit breaker has obtained the delayed trip characteristic and the instantaneous trip characteristic only by the electromagnet device, it is difficult to set the instantaneous trip current value high, only the magnitude of the current. Since it was detected and tripped, there was a problem that the circuit breaker could not be tripped as long as the specified current did not flow even when abnormal heat was generated.
このために、従来の完全電磁式の回路遮断器は、近年の高効率変圧器や直流交流変換装置などが普及したことにより、突入電流の増大によって誤ってトリップしたり、高調波が誘発する異常発熱により焼損を生じたりする恐れがあった。 For this reason, the conventional fully electromagnetic circuit breakers are not capable of being tripped accidentally due to an increase in inrush current or causing harmonics due to the spread of recent high-efficiency transformers and DC / AC converters. There was a risk of burning due to heat generation.
この問題は、瞬時引き外し電流値を高く設定することができ、異常発熱の場合にも引き外すことができる熱動電磁式を採用することで解決できる。 This problem can be solved by adopting a thermal electromagnetic type that can set the instantaneous trip current value high and can be tripped even in the case of abnormal heat generation.
しかしながら、熱動電磁式を低定格電流品の回路遮断器に単純に適用すると、バイメタルを低電流で湾曲させるため高抵抗の発熱体を長く構成したり、低電流でも瞬時引き外し特性を得るために電磁石装置の巻線を何十巻きも巻くことで過電流引き外し装置が大きくなったりし、回路遮断器が大きくなる問題があった。 However, simply applying the thermo-electromagnetic method to a circuit breaker with a low rated current product will make the high resistance heating element long to bend the bimetal at a low current, or to obtain an instantaneous trip characteristic even at a low current. In addition, there are problems that the overcurrent tripping device becomes large by winding dozens of windings of the electromagnet device, and the circuit breaker becomes large.
この発明は、低定格電流品の回路遮断器においても、熱動電磁式の過電流引き外し装置を備えた小型の回路遮断器を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to obtain a small circuit breaker having a thermal electromagnetic overcurrent tripping device even in a circuit breaker of a low rated current product.
この発明に係る回路遮断器は、過電流に応じて開閉機構を作動させる過電流引外し装置が、固定鉄心を有する電磁石装置と過電流による熱によって動作する熱動装置とで構成され、固定鉄心は該固定鉄心の軸に基台取り付け部を有する。固定鉄心は、電磁石装置が基台に設置される際に、可動接触子を回転自在に保持する可動子保持体及び電磁石装置の巻線の一端に接続された電路部材を介在させて、基台取り付け部に係合する締め付け体で締め付けられた。 In the circuit breaker according to the present invention, the overcurrent tripping device that operates the switching mechanism in response to an overcurrent is composed of an electromagnet device having a fixed core and a thermal device that operates by heat due to the overcurrent, and the fixed core Has a base mounting portion on the shaft of the fixed core. When the electromagnet device is installed on the base, the fixed iron core is interposed between a mover holder that rotatably holds the movable contactor and an electric circuit member connected to one end of the winding of the electromagnet device. It was tightened with a tightening body that engaged with the mounting portion.
この発明に係る回路遮断器は、低定格電流品の回路遮断器においても、熱動電磁式の過電流引き外し装置を備えた回路遮断器を小型に構成できる。 In the circuit breaker according to the present invention, even in a circuit breaker having a low rated current product, a circuit breaker including a thermal electromagnetic overcurrent tripping device can be configured in a small size.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1における回路遮断器を示す縦断面図である。図2は、図1に示す負荷端子に接続された過電流引き外し装置の拡大図である。回路遮断器の絶縁筐体30は、何れも合成樹脂で形成された基台1と蓋体2とで構成される。電源側電線を着脱可能に接続する電源端子25および負荷側電線を着脱可能に接続する負荷端子16が基台1に装着されている。一端に電源端子25が設けられた固定接触子3は基台1に装着されている。固定接触子3に対向して接離する可動接触子4は、過電流に応じて開閉機構9を作動させる過電流引き外し装置6に可動子保持体5を介して接続されている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a longitudinal sectional view showing a circuit breaker according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of the overcurrent tripping device connected to the load terminal shown in FIG. An
可動子保持体5は可動接触子4を回転自在に保持している。また、可動子保持体5は、可動接触子4に接続される接続部(図示せず)と過電流引き外し装置6に接続される接続端子部5aを有する接続端子部材でもあり、電源端子25から過電流引き外し装置6に至る電路の一部を構成している。過電流引き外し装置6は負荷端子16にも接続され、電源端子25から負荷端子16に至る電路が構成される。
The mover holder 5 holds the
固定接触子3に対し可動接触子4を開閉動作させる開閉機構9は、トリップバー9a等で構成されている。結合ねじ7は、可動子保持体5の接続端子部5aと過電流引き外し装置6とを電気的に接続し、かつ、接合座金8を介して基台1に固着する。固定接触子3、可動接触子4、開閉機構9および過電流引き外し装置6は絶縁筐体30の内部に装着されている。
An opening / closing mechanism 9 that opens and closes the
過電流引き外し装置6は、大きく分けると、過電流による熱によって動作し、時延引き外し特性を持たせる熱動装置6aと、瞬時引き外し特性を持たせる電磁石装置6bとから成る。熱動装置6aは熱動素子であるバイメタル10を有する。バイメタル10はバイメタル端子11とリベット12により一体に固着され、基台1に固定されている。発熱体13が絶縁物14を介してバイメタル10に巻かれており、一端側をバイメタル10と電気的に接合し、もう一端側は可撓導体15を介して負荷端子16と接続している。調整ねじ17がバイメタル10の自由端に取付けられており、時延引き外し特性を調整する。調整ねじ17は止めナット18で止められる。
The
過電流が発生した場合は、発熱体13の発熱によりバイメタル10が湾曲し、調整ねじ17がトリップバー9aを押すことで回路遮断器をトリップさせる。
When an overcurrent occurs, the
電磁石装置6bは、鉄板等の磁性材料で構成されたヨーク19と巻線部20を含む電磁石装置主部40と合成樹脂で形成されたアーマチュア24とで構成される。電磁石装置主部40はヨーク19に嵌合している。電磁石装置6bは、ヨーク19に設けられた長円状の突起19aを基台1に設けられた溝部(図示せず)に嵌まるように圧入固定され、かつ基台1の所定の位置に位置決めされる。
The
巻線部20は図3に示すように合成樹脂で形成された巻枠20aに巻線20bが巻かれている。図3は電磁石装置主部40の組立図である。巻線20bの一端はヨーク19と接合されており、もう一端は熱動装置6aのバイメタル端子11へと接合されている。巻枠20aの中空穴には、何れも磁性材料で形成された固定鉄心21と可動鉄心22が挿入されており、可動鉄心22は押しばね23によって上方に付勢されている。アーマチュア24はヨーク19に設けられた軸穴19bにスナップフィット回転軸24bが挿入され、回動自在に軸支されている。可動鉄心22の頭部22aはアーマチュア24の溝部24aに挿入される。
As shown in FIG. 3, the
短絡電流などの大電流が発生した場合、巻線部20に流れる電流で磁界が発生して可動鉄心22が押しばね23に抗して、固定鉄心21側に吸引され、この動作により、アーマチュア24がヨーク19の軸穴19bを中心に時計回りに回転し、トリップバー9aを押すことで回路遮断器をトリップさせる。
When a large current such as a short-circuit current is generated, a magnetic field is generated by the current flowing through the
次に、電磁石装置6bを組立てる手順を図3、図4に基づいて説明する。図4は電磁石装置6bの組立図である。先ず、図3に示すように、巻線部20の中空穴へ可動鉄心22、押しばね23、固定鉄心21を一方向から順に挿入して電磁石装置主部40を組み立てる。その後、直ちに図4に示すように、電磁石装置主部40をヨーク19の上下にある円弧溝19c、長円弧溝19dへ挿入し、嵌合固定させる。
Next, the procedure for assembling the
その後、電磁石装置主部40の巻線20bの一端をヨーク19と接合する。これにより、巻線20bとヨーク19は電気的に接続されるとともに電磁石装置6bとして一体化され、電磁石装置主部40は完全にヨーク19から抜けない。電磁石装置主部40の巻線20bのもう一端を熱動装置6aのバイメタル端子11へ接合する。これにより、電磁石装置6bと熱動装置6aとを結合し過電流引き外し装置6として一体化される。
Thereafter, one end of the winding 20 b of the electromagnet device
電磁石装置6bの固定鉄心21の軸には基台取り付け部である雌ねじ部21aが設けられている。基台1に勘合された接合座金8の貫通穴に、可動子保持体5の接続端子部5aに設けられた貫通穴を重ね合わせる。これらの貫通穴が重ね合わされたところに、過電流引き外し装置6を挿入した後、締め付け体であり、雌ねじ部21aに螺合する結合ねじ7により締付固定される。電磁石装置6bが基台1に設置される際に、ヨーク19と可動子保持体5の接続端子部5aとが直接的に圧接し、ヨーク19に可動子保持体5が電気的に接続される。
The shaft of the fixed
接合座金8は、例えば特許第3841987号公報に開示されている。接合座金8は、例えば弾性を有する鉄板で形成され、可動子保持体5に接触する基台部と、この基台部の両端からほぼ直角に折れ曲がった一対の脚部と、この脚部の先端部から鉤状に折れ曲がった一対の弾性爪とが形成されている。基台1の底部には接合座金8を嵌込むための接合孔が穿設され、この接合孔には一対の弾性爪が係止される係止部が形成されている。接合座金8の弾性を有する一対の弾性爪によって基台1に設けられた係止部を弾圧挟持するので、固定鉄心21の雌ねじ部21aを基台1に強固に固着することができる。
The
実施の形態1の回路遮断器は、ヨーク19が巻線20bと可動子保持体5の接続端子部5aとを接続する電路部材として働くので、可動子保持体5と巻線20bとを接続し中継する中継部材を別途用意する必要がない。したがって実施の形態1の回路遮断器は、この中継部材の厚みの増加によって電磁石装置6bの高さ及び過電流引き外し装置6の高さが基台1の上方向に伸びることがない、すなわち回路遮断器の上下方向に余裕空間を生じさせることができる。この余裕空間を削除するように、過電流引き外し装置6を基台1の底部に近づけて設置することで、回路遮断器の上下方向の厚さを薄くし、小型化することができる。
In the circuit breaker according to the first embodiment, the
低定格電流品の回路遮断器においては、回路遮断器の上下方向に生まれた余裕空間を利用して、巻線部20の高さを高く構成できる。これにより、必要なアンペアターンを確保でき、しかも回路遮断器の上下方向の厚さを増加させることがない。したがって、低定格電流品の回路遮断器においても、小型に構成することができる。
In a circuit breaker of a low rated current product, the height of the winding
低定格電流品の回路遮断器において、巻線20bのアンペアターンが少ない場合は、電磁力が小さいために、電磁石装置6bを動かすためには押しばね23の荷重を小さくしなければならず、トリップバー9aの荷重に負けて瞬時引き外し特性が安定しない。これとは異なり、実施の形態1の回路遮断器は、巻線20bのアンペアターンを多くすることができるので、電磁力が増大し、瞬時引き外し特性を安定させることができる。
In a circuit breaker of low rated current product, when the ampere turn of the winding 20b is small, the electromagnetic force is small, so the load of the
また、電磁石装置6bの固定鉄心21の軸に雌ねじ部21aが設けられ、この雌ねじ部21aに結合ねじ7を螺合させて、ヨーク19と可動子保持体5を電気的に接続したので、巻線20bに接続された中継部材と可動子保持体5とを接続する接続場所を過電流引き外し装置6の基台1への配置領域の外周部に設けて、中継部材と可動子保持体5とを電気的に接続するとともに基台1に固定しなくてもよい。したがって、回路遮断器における電源負荷方向、すなわち電源端子25と負荷端子16の方向に余裕空間を生じさせることができる。
In addition, a
この電源負荷方向の余裕空間を利用して、熱動装置6aを電磁石装置6bの周辺において縦に配置、すなわちバイメタル10を回路遮断器の上下方向の向きに配置することで、回路遮断器の電源負荷方向の長さを増大させることなく、熱動電磁式の過電流引き外し装置を絶縁筐体30内に構成でき、回路遮断器を小型に構成できる。
By utilizing the marginal space in the power load direction, the
電磁石装置6bの固定鉄心21の軸に雌ねじ部21aが設けられ、この雌ねじ部21aに結合ねじ7を螺合させて、電磁石装置6bを基台1に固定したので、結合ねじ7の締め付けによって電磁石装置6bが基台1の底面の垂線に対してほとんど傾かずに組み立てることができる。これによりアーマチュア24とトリップバー9aとの位置関係が比較的一定にできるので、瞬時引き外し電流、すなわち、回路遮断器の引き外し特性を安定させることができる。
Since the
さらに、電磁石装置6bの固定鉄心21の軸心と雌ねじ部21aの軸心とが同一にすることで、軸心が同一でないものに比べて電磁石装置6bの傾きはさらに小さくなり、アーマチュア24とトリップバー9aとの位置関係をより一層一定にすることができるので、同様に、回路遮断器の引き外し特性を著しく安定させることができる。
Further, by making the shaft center of the fixed
また、実施の形態1の回路遮断器は、可動子保持体5と巻線20bとを接続し中継する中継部材を介することなく、ヨーク19と電磁石装置主部40とが一体化した電磁石装置6bを基台1に取り付けることができ、すなわち組立時に位置決めが不安定な中継部材を省略した構成であるため、組立作業が容易になる。
Further, the circuit breaker according to the first embodiment includes an
アーマチュア24は、介在部材を追加することなく、可動鉄心22に直結させて可動鉄心22の動きと連動するように構成したので、介在部材がある場合に比べて部品点数を削減することができる。これにより組立工数が削減できる。また、介在部材の配置空間が不要なので、過電流引き外し装置6を小形化できる。アーマチュア24と電磁石装置6bとの連結は、スナップフィット接続によってスナップフィット回転軸24bがヨーク19の軸穴19bに挿入するだけなので、過電流引き外し装置6の組立作業が容易にできる。
Since the
以上のように、この発明の実施の形態1の回路遮断器によれば、基台取り付け部21aが固定鉄心21の軸に設けられ、電磁石装置6bが基台1に設置される際に、電磁石装置6bの巻線20bの一端に接続された電路部材19を介在させて、基台取り付け部21aに螺合する締め付け体7で締め付けられたので、従来の完全電磁式の回路遮断器を単純に熱動電磁式にした低定格電流品の回路遮断器が大型化してしまうのとは異なり、低定格電流品の回路遮断器においても、熱動電磁式の過電流引き外し装置6を備えた回路遮断器を小型に構成できる。
As described above, according to the circuit breaker of Embodiment 1 of the present invention, when the
なお、電磁石装置6bの固定鉄心21に設けた基台取り付け部が雌ねじ部21aで、締め付け体が結合ねじ7である場合で説明したが、基台取り付け部が雄ねじ部で、締め付け体がナットであっても構わない。また、基台取り付け部と締め付け体は、互いに係合する他の形状であっても構わない。
In addition, although the base attachment part provided in the fixed
1 基台、2 蓋体、3 固定接触子、4 可動接触子、5 可動子保持体、6 過電流引き外し装置、6a 熱動装置、6b 電磁石装置、7 結合ねじ、9 開閉機構、19 ヨーク、20b 巻線、21 固定鉄心、21a 雌ねじ部、22 可動鉄心、24 アーマチュア、24b スナップフィット回転軸、30 絶縁筐体。 1 base, 2 lid, 3 fixed contact, 4 movable contact, 5 mover holder, 6 overcurrent trip device, 6a thermal device, 6b electromagnet device, 7 coupling screw, 9 opening / closing mechanism, 19 yoke , 20b Winding, 21 Fixed iron core, 21a Female thread portion, 22 Movable iron core, 24 Armature, 24b Snap-fit rotating shaft, 30 Insulating housing.
Claims (5)
前記固定鉄心は該固定鉄心の軸に基台取り付け部を有し、
前記電磁石装置が前記基台に設置される際に、前記固定鉄心は、前記可動接触子を回転自在に保持する可動子保持体及び前記電磁石装置の巻線の一端に接続された電路部材を介在させて、前記基台取り付け部に係合する締め付け体で締め付けられたことを特徴とした回路遮断器。 Insulating housing composed of a base and a lid, a fixed contact mounted on the base of the insulating housing, a movable contact installed facing the fixed contact, and the fixed contact An opening / closing mechanism for opening / closing the movable contact; and an overcurrent tripping device connected to the movable contact and operating the opening / closing mechanism in response to an overcurrent, wherein the overcurrent tripping device is fixed A circuit breaker composed of an electromagnet device having an iron core and a thermal device operating by heat due to the overcurrent,
The fixed iron core has a base mounting portion on the shaft of the fixed iron core,
When the electromagnet device is installed on the base, the fixed iron core includes a mover holder that rotatably holds the movable contactor and an electric path member connected to one end of the winding of the electromagnet device. A circuit breaker, wherein the circuit breaker is tightened by a tightening body that engages with the base mounting portion.
前記ヨークと前記可動子保持体とが直接的に圧接し、かつ、前記ヨーク及び前記可動子保持体が前記接合ねじで締め付けられたことを特徴とした請求項3または4に記載の回路遮断器。 The base mounting portion is a female screw portion, and the fastening body is a joining screw,
5. The circuit breaker according to claim 3 , wherein the yoke and the mover holding body are in direct pressure contact, and the yoke and the mover holding body are fastened by the joining screw. .
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