JP5309007B2

JP5309007B2 - 回路遮断器

Info

Publication number: JP5309007B2
Application number: JP2009276558A
Authority: JP
Inventors: 英一橋本
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2029-12-04
Also published as: JP2011119155A

Description

本発明は、異常電流が流れたときに回路を遮断する回路遮断器に関する。

図１は本発明の従来例を示す回路遮断器の開極時における断面図、図２は図１の回路遮断器の要部斜視図であり、図１、２において、回路遮断器は、ボディ１、カバー３、端子装置５ａ，５ｂ、接点装置９及び駆動装置１９を主要構成部品としている。

ボディ１は、絶縁材料にて一面が開口した箱状に型造され、カバー３とともにハウジングを形成する。ボディ１は、その内部上面２に、後述する端子装置５ａ，５ｂを装着する端子装着部２ａ，２ｂと、接点装置９及び駆動装置１９を装着する機構装着部２ｃを有する。カバー３も、一面が開口した箱状に型造されるもので、その上面部４には、駆動装置１９のハンドル２２が挿通するハンドル用開口部４ａを有する。このボディ１とカバー３は、ネジで一体に固定される。

端子装置５ａ，５ｂは、この回路遮断器とその外部に配線される電路とを接続するもので、端子ネジ６ａ，６ｂと導電材料からなる平板状の可動端子板７ａ，７ｂ及び固定端子板８ａ，８ｂを有する。この端子装置５ａ，５ｂは、固定端子板８ａ，８ｂがボディ１の端子装着部２ａ，２ｂに当接するよう、ボディ１に装着される。

接点装置９は、電路の開閉を行うものであって、固定接点１０を有する固定接触子１１、及び固定接点１０に接離自在に対向する可動接点１２を有する可動接触子１３を有する。固定接触子１１は、限流手段でもあり、温度上昇に伴い電気抵抗が増加する抵抗材料製であって、長尺平板を折曲形成している。

ここで、固定接触子１１と端子装置５ａの固定端子板８ａは一体に設けている。４５は端子接触子であり、温度上昇に伴い電気抵抗が増加する抵抗材料製であって、長尺平板を端子部４５ａ、山部４５ｂ及び固定端子部４５ｃを有するようΩ状に折曲形成したものである。固定端子部４５ｃには、固定接点１０が取着されるとともに、山部４５ｂは、開極時に発生するアーク５０の熱が伝わりやすいよう、可動接点１２のほうに対向している。

可動接触子１３は、導電材料製で、長尺平板状に形成され、一端部１３ａの機構装着部２ｃの側に可動接点１２を装着するとともに、他端部１３ｂは、後述する感動板とともに固定ネジ１６によりボディ１の機構装着部２ｃに固定される。１７はコイルバネで、可動接触子１３と機構装着部２ｃの間に圧縮挿入されており、常時固定接点１０と可動接点１２を開極する方向に作用する。

駆動装置１９は、接点装置９を開極及び閉極するためのリンク機構であり、ボディ１の機構装着部２ｃに固定される。２０は固定板で、ネジ２１により機構装着部２ｃの中央に固定される。２２はハンドルで、ピン２３により中央枢支され、固定板２０に固定されるとともに、カバー３のハンドル用開口部４ａより外部に突出する。２４はスプリングバネで、ハンドル２２の内部に収納されるものであって、一端を固定板２０に引っかけ、他端をハンドル２２に引っかけてハンドル２２を時計方向に回転させた開極方向に働いている。２５は作動子で、一端に係合爪２６を有しており、かつコ字状のリンク２７によりハンドル２２の一端と結合され、ハンドル２２の起倒に応じて上下動する。２８は板バネで、一端２８ａを作動子２５の係合爪２６側に溶接にて固定し、他端２８ｂは作動子２５の他端に対して弾性を有するとともに、リンク２７の一端２７ａにより縮設されている。

２９は可動体で、板バネ２８の他端２８ｂと当接し作動子２５の他端に応動して上下動する。３３は引外し体で、一端を軸３４により枢支されて固定板２０に取り付けられ、この軸３４を中心に変位するとともに、作動子２５の係合爪２６と係合する係合片３５を中央に有している。３６はバネで、一端を固定板２０に引っかけ、他端を引外し体３３に引っかけて常時引外し体３３を作動子２５の方向にバネ力を付勢している。３７はバイメタル製の感動板で、一端は前述したように可動接触子１３とともにボディ１の機構装着部２ｃに固定されるとともに、中央に接続した編組線３８により端子装置５ｂの固定端子板８ｂと接続される。

次に、回路遮断器の動作を以下に述べる。図１に示す開極状態においては、バネ１７が可動接触子１３を開極する方向に働き、可動接点１２と固定接点１０とは開極し、かつ可動体２９は上方向に押し上げられて固定板２０に係止している。さらに、ハンドル２２は、スプリングバネ２４にて開極方向に倒れてカバー３に係止するとともに、このハンドル２２の係止により作動子２５が上部で係止し、しかもバネ２８の他端２８ｂは作動子２５の他端に対し伸長方向の反力を有しているとともに、作動子２５の一端の係止爪２６と引外し体３３の係合片３５とは離れている。

閉極状態にするには、図１に示すハンドル２２を反対方向に倒すのであって、ハンドル２２の反転に伴って作動子２５が下方向に動き、作動子２５の係合爪２６と引外し体３３の係合片３５とが係合し、さらに作動子２５の他端に応動して可動体２９が下方向に動き、この動きに応じてコイルバネ１７が縮み、固定接点１０と可動接点１２とが当接する。

続いて、閉極状態において、過電流が固定接点１０、可動接点１２を流れると、感動板３７が反ることにより引外し体３３を駆動して、引外し体３３の係合片３５と作動子２５の係合爪２６との係合を解除し、可動体２９と作動子２５と引外し体３３とハンドル２２等よりなるリンク機構の均整を崩しながら、コイルバネ１７により固定接点１０と可動接点１２を開極する。

この開極のときに、固定接点１０と可動接点１２の間にアーク５０が発生することがあるが、その際、数１０００℃にも及ぶアーク５０の熱が限流手段としての固定接触子１１に伝わり、固定接触子１１の温度を急激に上昇する。その温度上昇で、固定接触子１１の電気抵抗が増加するため、アーク電流が抑制され、アーク５０が遮断される。アーク５０の遮断が完了すると、固定接触子１１の温度は徐々に低下し、通常の電気抵抗に戻り、再度、回路遮断器が通常に使用可能となる。

特開平８−２９８０６４号公報

前述した従来の回路遮断器は、感動板（バイメタル）３７と端子装置５ｂの固定端子板８ｂとの間を編組線３８により接続し、過電流が固定接点１０、可動接点１２を流れたときに感動板３７の温度上昇で固定接点１０と可動接点１２を開極する構造となっているが、感動板３７と編組線３８との溶接や組込みに手間を要し、生産性に欠けるという問題があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、部品点数が少なく生産性に優れた回路遮断器を提供することにある。

かかる課題を解決するため本発明は、電路と接続する端子装置と、該端子装置に接続されるものであって固定接点を有する固定接触子及び固定接点に接離自在に対向する可動接点を有する可動接触子を備えた接点装置と、該接点装置を開極及び閉極する駆動装置とを具備する回路遮断器において、前記可動接触子を、それと接続される前記端子装置の固定端子板と一体に形成し、前記可動接触子に一端を固定するものであって温度変化に応じて変形するバイメタルを設け、該バイメタルの温度上昇に伴う変形により前記駆動装置が前記接点装置を開極する構成とすると共に、開極時に前記固定接点と前記可動接点の間に発生するアークに磁界を加えて該アークを伸ばす消弧用の永久磁石に接着固定されて一体化された板状の絶縁壁を設け、前記固定接触子を、それと接続される前記端子装置の固定端子板と一体に形成して平板状とし、前記永久磁石が前記固定接点の側に、また前記絶縁壁が前記固定接触子と接続される前記端子装置の側に、それぞれ向くように、前記永久磁石と前記絶縁壁を前記固定接触子上に立設固定している。

また、本発明においては、前記絶縁壁には排気孔としての表裏貫通の小孔が多数設けられていることが好ましい。

本発明の構成によれば、可動接触子を、それと接続される端子装置の固定端子板と一体に形成したため、従来の回路遮断器の少なくとも編組線が不要となり、部品点数及び組立て工程数が削減され、回路遮断器の生産性を向上することができる。

本発明の従来例を示す回路遮断器の開極時における断面図である。本発明の従来例を示す回路遮断器の要部斜視図である。本発明の実施例を示す回路遮断器の閉極時における要部斜視図である。本発明の実施例を示す回路遮断器の閉極時における要部側面図である。

本発明の実施例を図３、図４に基づいて説明する。図３は本発明の実施例を示す回路遮断器の閉極時における要部斜視図、図４は本発明の実施例を示す回路遮断器の閉極時における要部側面図である。図３、図４に示す回路遮断器おいて、図１，２に示した従来の回路遮断器と構造や機能が同じ部材には同一の符号を付してある。

図３、図４に示す回路遮断器は、固定接触子１１と端子装置５ａの固定端子板８ａとを一体に設けている。１０１は端子接触子であり、導電材料製（金属製）の矩形平板からなり、一端側に平板状の端子部１０１ａを有し、他端側に端子部１０１ａと面一な平板状の固定端子部１０１ｃを有している。端子部１０１ａは端子装置５ａの下部に水平に固定され、固定端子部１０１ｃが端子部１０１ａを介して端子装置５ａの下部から端子装置５ｂ側に向かって水平に突出され、この固定端子部１０１ｃの端子装置５ｂ側の端部上面に固定接点１０が取着されている。

１０２は、開極時に固定接点１０と可動接点１２の間に発生するアーク５０の消弧対策として、開極時の固定接点１０と可動接点１２の間隙周辺に設置する磁石であり、直方形状の永久磁石からなり、端子接触子１０１の端子部１０１ａと固定端子部１０１ｃの間の上面に端子装置５ａに隣接して立設固定され、一方の磁極面１０２ａが開極時の固定接点１０と可動接点１２の間隙に向けられてる。

１０３は、端子装置５ａに電線を接続するときに、電線が直接磁石１０２に接触しないようにするための防護壁として、磁石１０２と端子装置５ａの間に設置する絶縁壁であり、絶縁材料製の矩形板からなり、磁石１０２の背面に接着固定されて磁石１０２と端子装置５ａの間に立設されている。この絶縁壁１０３には排気孔としての表裏貫通の小孔１０４が多数設けられている。

また、可動接触子１３と端子装置５ｂの固定端子板８ｂとを一体に設けている。１０５は可動接片であり、導電材料製（金属製）であって、矩形平板状の板バネをへ字状に屈曲形成したものであって、一端側（固定端側）から端子部１０５ａ、バネ部１０５ｂ、可動端子部１０５ｃをこの順で有している。バネ部１０５ｂの根元側にある端子部１０５ａは端子装置５ｂの下部に水平に固定され、バネ部１０５ｂがその根元側の端子部１０５ａを支点に上下に弾性変位するよう、端子部１０５ａを介して端子装置５ｂの下部から端子装置５ａ側に向かって突出され、バネ部１０５ｂの先端側にある可動端子部１０５ｃが固定端子部１０１ｃの上側に延出され、この可動端子部１０５ｃの端子装置５ａ側の端部下面に可動接点１２が固定接点１０と対向するよう取着されている。バネ部１０５ｂは常時固定接点１０と可動接点１２を開極する方向（上方向）に作用し、このバネ部１０５ｂの端子装置５ａ側の端部が可動体２９に下方から押し付けられている。

さらに、可動接片１０５の上に設置する感動板１０６を設けている。この感動板１０６はバイメタル製の矩形平板をＬ字状に屈曲形成したものであって、一端部１０６ａは可動接片１０５のバネ部１０５ｂの根元部上面に溶接、或いはネジ止めされて密着状態で固定され、他端部１０６ｂが可動接片１０５のバネ部１０５ｂの根元部上面に立設固定され、この他端部１０６ｂの上部が引外し体３３の前側に配置されている。

１０７は、引外し体３３と変形前の感動板１０６の他端部１０６ｂ上部の間の離間距離を調整する回路遮断温度設定部材としてのタッピンネジであり、引外し体３３に設けた表裏貫通の下孔１０８に感動板１０６と反対側からねじ込んで引外し体３３の側に取着され、ネジ先端１０７が引外し体３３から感動板１０６の他端部１０６ｂ上部に向けて突出されている。勿論、このタッピンネジ１０７は感動板１０６の側に取着し、引外し体３３と変形前の感動板１０６の他端部１０６ｂ上部の間の離間距離を調整するようにしてもよい。

次に、図３、図４に示す回路遮断器の動作について説明する。図示していないが、開極状態においては、バネ１７及び可動接片１０５のバネ部１０５ｂが可動接片１０５を開極する方向に働き、可動接点１２と固定接点１０とは開極し、かつ可動体２９は上方向に押し上げられて固定板２０に係止している。さらに、ハンドル２２は、スプリング２４にて開極方向に倒れてカバー３に係止するとともに、このハンドル２２の係止により作動子２５が上部で係止し、しかもバネ２８の他端２８ｂは作動子２５の他端に対し伸張方向の反力を有しているとともに、作動子２５の一端の係止爪２６と引外し体３３の係合片３５とは離れている。

図３，４に示す閉極状態にするには、ハンドル２２を開極状態とは反対方向に倒すのであって、ハンドル２２の反転に伴って作動子２５が下方向に動き、作動子２５の係合爪２６と引外し体３３の係合片３５とが係合し、さらに作動子２５の他端に応動して可動体２９が下方向に動き、この動きに応じて可動接片１０５のバネ部１０５ｂが下方向に撓み、バネ１７が圧縮し、固定接点１０と可動接点１２とが突き合い接触する。

そして、閉極状態において異常が発生し、過電流が端子装置５ａ，５ｂ間の端子接触子１０１，固定接点１０と可動接点１２，可動接片１０５を流れると、これらは発熱する。この熱は可動接片１０５から直接感動板１０６に伝わり、感動板１０６がその温度上昇に伴い反り変形することにより引外し体３３を駆動して、引外し体３３の係合片３５と作動子２５の係合爪２６との係合を解除し、可動体２９と作動子２５と引外し体３３とハンドル２２等よりなるリンク機構の均整を崩しながら、バネ１７及び可動接片１０５のバネ部１０５ｂにより固定接点１０と可動接点１２を開極する。ここで、感動板１０６は周囲の温度（雰囲気温度）を感知して引外し体３３を駆動することもできる。

また、このような開極のときに、固定接点１０と可動接点１２の間にアーク５０が発生することがあるが、開極時の固定接点１０と可動接点１２の間隙には、端子装置５ｂの側から磁石１０２に向かう流れ（図４においては左向きの流れ）の磁力線が生じ、可動接点１２と固定接点１０の間に上下方向のアーク電流が流れた場合、アーク５０は横方向（図４の紙面に対して垂直方向）の力を受けて流路が伸ばされるためより遮断（消弧）しやすくなる。

また、回路遮断温度は、タッピンネジ１０７により引外し体３３と変形前の感動板１０６の他端部１０６ｂ上部の間の離間距離を調整することで、任意に設定することができる。

以上のように、本実施例の回路遮断器は、電路と接続する端子装置５ａ，５ｂと、該端子装置５ａ，５ｂに接続されるものであって固定接点１０を有する固定接触子１１及び固定接点１０に接離自在に対向する可動接点１２を有する可動接触子１３を備えた接点装置９と、該接点装置９を開極及び閉極する駆動装置１９とを具備するもので、前記可動接触子１３を、それと接続される前記端子装置５ｂの固定端子板８ｂと一体に形成し、前記可動接触子１３に一端を固定するものであって温度変化に応じて変形するバイメタル１０６を設け、該バイメタル１０６の温度上昇に伴う変形により前記駆動装置１９が前記接点装置９を開極する構成としており、従来の回路遮断器の少なくとも編組線３８が不要となり、回路遮断器の部品点数及び組立て工程数が削減され、生産性が向上する。

５ａ，５ｂ端子装置
８ａ，８ｂ固定端子板
９接点装置
１０固定接点
１１固定接触子
１２可動接点
１３可動接触子
１９駆動装置
１０２磁石
１０３絶縁壁
１０４小孔
１０５可動接片
１０６感動板（バイメタル）
１０７タッピンネジ（回路遮断温度設定部材）

Claims

電路と接続する端子装置と、該端子装置に接続されるものであって固定接点を有する固定接触子及び固定接点に接離自在に対向する可動接点を有する可動接触子を備えた接点装置と、該接点装置を開極及び閉極する駆動装置とを具備する回路遮断器において、前記可動接触子を、それと接続される前記端子装置の固定端子板と一体に形成し、前記可動接触子に一端を固定するものであって温度変化に応じて変形するバイメタルを設け、該バイメタルの温度上昇に伴う変形により前記駆動装置が前記接点装置を開極する構成とすると共に、開極時に前記固定接点と前記可動接点の間に発生するアークに磁界を加えて該アークを伸ばす消弧用の永久磁石に接着固定されて一体化された板状の絶縁壁を設け、前記固定接触子を、それと接続される前記端子装置の固定端子板と一体に形成して平板状とし、前記永久磁石が前記固定接点の側に、また前記絶縁壁が前記固定接触子と接続される前記端子装置の側に、それぞれ向くように、前記永久磁石と前記絶縁壁を前記固定接触子上に立設固定したことを特徴とする回路遮断器。
前記絶縁壁には排気孔としての表裏貫通の小孔が多数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。