JP5324503B2 - 電子式回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、過電流から電路を保護する電子式回路遮断器に関し、特に新規な構成のリセットレバーを備えた電子回路遮断器に関するものである。

従来の電子式回路遮断器では、既に、過電流から電路を保護するための過電流引外し機構を備え、過電流を変流器で検知して２次出力させ、引外し制御基板によって引外し装置に引外し信号を送り、引外し装置を動作させて電子式回路遮断器をトリップさせる構成のものが知られている。

この従来の電子式回路遮断器においては、一般的には、引外し装置がリセットレバーに対して配置されており、過電流引外し装置の可動部がこのリセットレバーに向けて突出させることでリセットレバーに荷重を伝達し、それにより引外し動作を行うものである。そして、電路における過電流の原因を取り除いた後に、突出した可動部を再び引外し装置内に収納するリセット動作のためには、回路遮断器のハンドルの軌道（トリップ→ＯＦＦ動作）を利用し、手動によりハンドルを操作することでリセットレバーを押し戻して、可動部を引外し装置内に再収納（リセット）するものである。

例えば、従来のこの種の電子式回路遮断器として、特許文献１には、固定接点や可動接点からなる主回路を開閉する開閉機構部と、この開閉機構部により主回路の開閉状態を手動により操作するハンドルと、主回路の電流を検出して開閉機構の引き外し動作を引き起こす引き外し装置等をそのケースやカバー内に備えた回路遮断器において、ハンドルの一部には、このハンドルのＯＦＦ操作時の衝撃によりミストリップが発生することを防止するため、引き外し装置により連動するトリップレバーを初期位置に強制的に戻すためのリセットレバーを設けるものが開示されている。これにより、回路遮断器の小型化を可能にすると共に、その信頼性や組立性を向上する。

しかしながら、ここではリセットレバーに対する過負荷対策に関しては多くが検討されていない。一方、種々の目的から、遮断器の各種部品をばね部材で構成することは従来から周知であり、例えば、特許文献２にも多くの部品がばねにより構成されている。

また、本発明とは技術分野が相違するが、単純に本発明のリセットレバーを、単に弾性部材として見れば、その外見的形状と類似したものとしては、特許文献３がある。これは、スイッチ装置に関するものである。電路を開閉するためのスイッチ装置は、接触端子と、各々が接触片を含み、該接触片が二つの接触端子を同時に押圧して、接触端子を電気的に接続する閉位置と、接触片が接触端子から離間する開位置との間で、軸方向に変位する駆動部材と、移動可能であり駆動部材を駆動するアクチュエータ要素を含むアクチュエータとを備える。アクチュエータ要素及び駆動部材が、略可撓性の保持要素によって装置の固定部分に連結され、保持要素が、装置の固定部分に固定された領域と、アクチュエータ要素に固定された領域とを有し、アクチュエータ要素に固定された該領域が、アクチュエータ要素又は駆動部材が実質的に直線変位できるようにするため、保持要素の隣接する領域に対して撓み、アクチュエータ要素に固定された該領域が、保持要素の非中央領域に位置する。

特開２０００−３４００８９号公報 特許第４０４２４６１号 特開２００３−２９７１６７号公報

電子式回路遮断器の過電流引外し機構は、複雑なラッチ構造をしており、部品点数の増加により遮断器内に関連部品の収納スペースを多く必要としていた。また、引外し装置の力を直接伝える方式では、機構全体の幅は省スペースであるが引外し装置の可動部を再収納するために仲介部品には前後方向から荷重が加わり、部品にかかる負荷は大きく、高強度の部品が必要であった。

従来の電子式回路遮断器においては、リセット動作に対しては、１片のバネ状のリセットレバーを採用していたことにより、リセット時には、その１片のリセットレバーに対して、引外し装置の可動部からの荷重（引外し装置の引き外し突出力）、及び、ハンドル操作によるリセットレバーを押し戻そうとする荷重がそれぞれ反対方向の荷重として加わることになる。そのため、１片のリセットレバーに加わる応力は大きく、部品の変形や破損が懸念されるものであった。

また、従来装置には、引外し装置の可動部によってレバーを押し、ラッチを外して引外し動作を行う機構を採用したものもあるが、部品点数の増加とラッチ構造の複雑さによって設置するための遮断器内のスペースも多く必要となる。

本発明は、上記の問題を解決するために、リセットレバーは全体的には弾性材料からなる一つのレバーから構成し、それを２つの弾性梁部材（外梁部、内梁部）から、つまり引外し装置の可動部と接触する中央部の内梁部と、ハンドルの可動部（ハンドルに取り付けられたリセット操作片）と接触する外周部の外梁部から構成するものである。

さらに本発明は、回路遮断器のリセット動作時には、引外し装置の可動部が収納された後のリセット完了動作時に、ハンドルの可動部（ハンドルに取り付けられたリセット操作片）とリセットレバーとの係合状態が外れる構造を採用したものである。

本発明の電子式回路遮断器は、電流計測用の変流器と、その変流器の出力を判定し過電流引外しに至らしめる引外し制御基板と、その引外し制御基板からの過電流引外し信号によりコイルを用いて遮断器の機構を引外す引外し装置と、その引外し装置の動作を開閉機構部に伝達するための連動板と、該連動板に引外し動作を伝達するリセットレバーとを備えた電子式回路遮断器であって、前記リセットレバーは、全体的に一つの弾性材料からなるレバーから成り、そのリセットレバーは２つの弾性梁部材から構成されており、前記２つの弾性梁部材の内の一方の梁部材には前記引外し装置の動作受け部と連動板に押当てる突起部とを設けたことを特徴とする。

また、本発明の電子式回路遮断器は、上記のように前記リセットレバーは２つの弾性梁部材からなる全体的に一つの弾性材料からなり、前記引外し装置の動作受け部と連動板に押当てる突起部とを前記一方の梁部材の同一直線上に配置するように構成したことを特徴とする。

また、本発明の電子式回路遮断器は、前記リセットレバーの２つの弾性梁部材は、外周を構成する外梁部と、その中心部分に配置される内梁部とからなり、前記外梁部にはハンドルに取り付けられたリセット操作片を当接させる当接部を形成し、前記内梁部には前記引外し装置の動作受け部と連動板に当接させせる突起部とを備えたことを特徴とする。

さらに本発明の電子式回路遮断器は、回路遮断器のリセット動作時に、前記ハンドルの軌道によって、該ハンドルに取り付けられたリセット操作片を前記リセットレバーの外梁部に当接させ、該外梁部を押し戻すことにより前記リセットレバー全体を押し戻し、前記引外し装置の可動部を再収納させ、さらなるリセット動作の進行により、前記リセット操作片と前記外梁部との当接状態を外す構成を備えたことを特徴とする。

さらに本発明の電子式回路遮断器は、前記全体的に一つの弾性材料からなるリセットレバーの２つの弾性梁部材は、外周を構成する外梁部と、その中心部分に配置される内梁部とからなり、前記外梁部と内梁部とを夫々別の弾性変形抵抗力を備えるように構成したことを特徴とする。

さらに本発明の電子式回路遮断器は、前記全体的に一つの弾性材料からなるリセットレバーの２つの弾性梁部材は、外周を構成する外梁部と、その中心部分に配置される内梁部とからなり、前記外梁部の弾性変形抵抗力を前記内梁部の弾性変形抵抗力よりも大きくしたことを特徴とする。

本発明においては、上記の問題を解決するため、過電流引外し装置と連動板の間に弾性材料からなるリセットレバーを設け、引外し装置の動作をリセットレバーに伝達させ連動板を押して引外し動作を行うことにより、それらの部品は直線上に配置され機構を省スペース化し、構造を簡素化するものである。また、回路遮断器ハンドルの軌道上にリセットレバーを待機させることで、回路遮断器のリセット動作時に引外し装置へ再収納することができるものである。

本発明においては、以上のように、リセットレバーを２つの弾性梁部材（外梁部、内梁部）から成る全体的に一つの弾性材料により構成して、引外し装置の動作受け部と連動板に押当てる突起部とを一方の梁部材（内梁部）の同一直線上に設けるように構成したことにより、過電流引外し装置の動作力の低減を抑制することが可能であり、スムースな引き外し動作の動作伝達が可能となる。

さらに、全体的に一つの弾性材料で構成するリセットレバーには、リセット動作の際には、ハンドルに取り付けられたリセット操作片を他方の梁部材（外梁部）に当接させる構成とすることにより、引外し装置の可動部を再収納した後のハンドル操作によるリセット完了動作の際には、リセットレバーの他方の梁部材（外梁部）を一方の梁部材（内梁部）とは別に撓ませて、部品（リセットレバー）への応力集中を抑制することができ、部品品質の安定性を図ることができる。外梁部と内梁部との夫々の弾性変形抵抗を適宜選択することにより、望ましい動作を達成することが可能である。

さらに、引外し装置の可動部を再収納した後のハンドル操作によるリセット完了動作時の際には、ハンドルに取り付けられたリセット操作片とリセットレバーの他方の梁部材（外梁部）との係合を外すことで、部品（リセットレバー）の過度な撓みの抑制となり変形や破損を防ぐことができる。

また、電子式回路遮断器の過電流引外し機構を少ない部品で構成することができ、省スペース化を図ることができる。これによって、回路遮断器の構造を簡素にすることが可能で組立工数の低減となる。

本発明の電子式回路遮断器の全体構造図 本発明の過電流引外し機構による引き外し動作を示す状態遷移図 本発明のリセットレバーの形状を示す斜視図 本発明のリセット機構によるリセット動作を示す状態遷移図 本発明の基本的概念を示す概略図

本発明の実施例として、図を用いて説明する。図１は本発明の電子式回路遮断器の構造を示し、図２は本発明の過電流引外し機構を示す。

本発明の回路遮断器は、図１に全体構成を示すが、主回路の電流を断続するための接点部１１と、接点部１１を手動により開閉するための開閉機構部１２と、主回路の接続状態において過電流などの条件で開閉機構部１２を引外し動作させる引外し装置１３によって構成されており、この構成は従来から大きな相違はないものである。

過電流は、各極に設置された変流器１４によって検出され、貫通導体１５の負荷電流を微少電流に変換して２次出力し、引外し制御基板１６から出力される引外し信号を受けて引外し装置１３が動作する（先端の動作部を突出させる）。その後、引外し装置１３の動作によりリセットレバー２１が回動して連動板２２に伝達され、開閉機構部１２の引外し動作を行う。この点に関する詳細説明は省略する。

図２は、引外し動作時のリセットレバー２１と連動板２２の関係を示す拡大図であり、図３は、リセットレバー２１の形状を示す詳細図である。図３に示すように、リセットレバー２１は、全体的に弾性変形可能な１枚の薄板材で形成されており、リセットレバー２１全体が支持孔部２５において弾性変形可能に支承されている。リセットレバー２１は、負荷による弾性変形（撓み）に対しては、相違する弾性変形抵抗力を備えた二つの部分から構成されている。勿論、夫々の弾性変形抵抗力は同じに構成しても良いし、大小関係はどちらが大きく構成してもよい。

リセットレバー２１の二つの部分は、図３の具体的構造から表現すれば、外周部分を形成する外梁部２３と、その外梁部２３の内部に形成された中央部の内梁部２４である。その内梁部２４の背面部には引外し装置１３が突接して動作力を伝えられ、それにより内梁部２４の上方部分の突起部２４ｂが回動することにより連動板２２を押して倒し、引外し装置１３の動作力を有効に伝達することが出来る。引外し装置１３の動作力を連動板２２に対して有効に伝達するためには、内梁部２４において、背面部の引外し装置１３が突接する位置と、連動板２２に対して当接する突起部２４ｂの位置とを同一直線上に配置し、より近い位置に配置するのが好ましい。また、内梁部２４の弾性変形抵抗力は小さいほうが望ましい。内梁部２４の突起部２４ｂは傾斜面２４ａ及び２４ｃにより形成されているが、湾曲構成でも良いことは説明するまでもない。

ここで、本発明のリセットレバー２１が、弾性変形（撓み）に対して相違する弾性変形抵抗力を備えた二つの部分から構成されている点についての技術的意味合いを図５を用いて説明する。図５は、１枚の板バネ８０をビス８１，８１で一端を固定してあり、それから延びるバネ片は端部を自由端としており、その幅方向には幅の相違したバネ片を形成するために長手方向に切り目を入れて広バネ片８２と狭バネ片８３とを構成するものである。このように構成された広バネ片８２と狭バネ片８３は、自由端部の変形に対しては相違した弾性変形抵抗力を備えることになる。つまり、両者の自由端部に対して同じＰの力で上方に変形させた場合には、両者の変形量ｈ１及びｈ２は、ｈ２＞ｈ１となる。本発明は、これを電子式回路遮断器のリセットレバーの構造に適用したものである。前述もしたように、弾性変形抵抗力の大小関係は所望の引外し動作及びリセット動作によって変更可能である。

図４に本発明のリセット機構及びリセット動作時の状態偏移（鎖線：回路遮断時、実線：リセット時）を示す。遮断動作により突出した引外し装置１３（図４の鎖線の状態）を引戻す機構としては、回路遮断器のリセット動作におけるハンドル４０（図１）の軌道を利用する。つまり、ハンドル４０に取り付けられたリセット操作片４１の動きにより、リセット操作片４１をリセットレバー２１外周部の外梁部２３の先端部に形成された当接部２７に当接させる（勿論、リセット操作片４１を用いずにハンドル自体によりリセットレバー２１を操作する構成としても良い）。そして、さらにハンドル４０の操作力により、リセット操作片４１を回動させてリセットレバー２１全体を押し戻すことで突出した引外し装置１３の可動部を再収納する（図４の実線の状態）。このとき、リセットレバー２１には引外し装置１３の可動部からの反発力と、ハンドル４０操作によるリセット操作片４１からの操作力が加わり、またそれ等の力は双方逆向きの荷重であるため、リセットレバー２１にかかる負荷は大きい。そのため、本発明においては、リセットレバー２１は全体的には一つの弾性部品から成るが、その一つの弾性部品は二つの弾性変形部分から構成されており、リセット動作時には二つの弾性変形部分を別々に撓ませて一つの弾性部品のリセットレバー２１への応力集中を防ぐ構成となっている。このリセット動作時にリセットレバーに作用する力は相当に大きいために、従来の構成では、無理にリセット動作をしようとするとリセットレバーを変形させてしまうこともあった。

このような効果を得るために、本発明においては、リセット動作によって引外し装置１３の可動部を元の状態に収納した後に、リセット動作を完了させるためにハンドル４０をさらに回動操作した際には、リセット操作片４１とリセットレバー２１との接合を外して回路遮断器のオーバーストロークを吸収し、リセットレバー２１にかかる過度の荷重を抑制する構成を採用したものである。

図３に戻ってリセットレバー２１の詳細構成を説明する。リセットレバー２１は、リセットレバー２１全体がモールド本体に対して支持孔部２５において弾性変形可能に支承されており、弾性変形（撓み）に対して相違する弾性変形抵抗力を備えた二つの部分（外梁部２３及び内梁部２４）から構成されている。このようにリセットレバー２１の外梁部２３及び内梁部２４は、その基部２６において繋がっており、支持孔部２５でモールド本体に支承されている。従って、外梁部２３及び内梁部２４は、基部２６から延びる相違した弾性変形抵抗を備えた独立した二つのバネ片として構成されることになる。なお、この弾性変形抵抗力の大小関係（等しいことも含めて）は本発明の主題ではない。

リセットレバー２１の内梁部２４の背面部には引外し装置１３が当接されており、引外し装置１３からの引外し動作力が伝えられる。外梁部２３にはハンドル４０に取り付けられたリセット操作片４１の操作力が伝えられる。リセットレバー２１の外梁部２３の自由端（図３及び図４においては先端部）近傍には、リセット操作時に、リセット操作片４１の先導部４２が係合する当接部２７が形成されている。

図４において、引き外しの状態（鎖線にて表示）からリセット状態（実線にて表示）への遷移状態が理解しやすく示されているが、リセット操作片４１がハンドル４０（図４には図示無し）の操作により右回転（図４において）されると、リセット操作片４１の先導部４２が外梁部２３の当接部２７に当接する。最初の状態では、リセット操作片４１の先導部４２と当接部２７とは図４からの理解されるように面と面との当接である。その状態で、ハンドル４０がさらに右回転（図４において）されると、リセット操作片４１の先導部４２と当接部２７とは面と面の当接状態を続けながらも当接位置がズレてくる（中間の鎖線の状態）。外梁部２３の当接部２７は、図３において明瞭に図示されているように、傾斜面２７ａ及び２７ｃからなる突起部２７ｂにより形成されていることにより、ハンドル４０の右回転（図４において）が更に進むと、リセット操作片４１の先導部４２が当接部２７の突起部２７ｂから外れてしまう。

これにより、ハンドル４０の右回転（図４において）が更に進んでも、リセットレバー２１の外梁部２３の更なる右方向（図４において）への撓みの進行がなく、リセット操作片４１の先導部４２はずり落ちる状態で右回転（図４において）の終点を迎えてリセット動作を完了させる。

本発明の機構動作により、部品点数を低減し電子式回路遮断器の過電流引外し機構の省スペース化とすることが出来る。またリセットレバーを弾性材料とし、部品自身の撓みによって部品への応力集中を抑制する。回路遮断器のリセット動作時にハンドルとリセットレバーの係合を外し回路遮断器のオーバーストローク量を確保することができる。

１１・・・接点部
１２・・・開閉機構部
１３・・・引外し装置
１４・・・変流器
１５・・・貫通導体
１６・・・引外し制御基板
２１・・・リセットレバー
２２・・・連動板
２３・・・外梁部
２４・・・内梁部
２７・・・当接部（外梁部の）
４０・・・ハンドル
４１・・・リセット操作片
４２・・・先導部（リセット操作片の）

Claims (6)

1. 電流計測用の変流器と、その変流器の出力を判定し過電流引外しに至らしめる引外し制御基板と、その引外し制御基板からの過電流引外し信号によりコイルを用いて遮断器の機構を引外す引外し装置と、その引外し装置の動作を開閉機構部に伝達するための連動板と、該連動板に引外し動作を伝達するリセットレバーとを備えた電子式回路遮断器であって、
   前記リセットレバーは、全体的に一つの弾性材料からなるレバーから成り、そのリセットレバーは２つの弾性梁部材から構成されており、前記２つの弾性梁部材の内の一方の梁部材には前記引外し装置の動作受け部と連動板に押当てる突起部とを設けたことを特徴とする電子式回路遮断器。
2. 上記のように前記リセットレバーは２つの弾性梁部材からなる全体的に一つの弾性材料からなり、前記引外し装置の動作受け部と連動板に押当てる突起部とを前記一方の梁部材の同一直線上に配置するように構成したことを特徴とする請求項１記載の電子式回路遮断器。
3. 前記リセットレバーの２つの弾性梁部材は、外周を構成する外梁部と、その中心部分に配置される内梁部とからなり、前記外梁部にはハンドルに取り付けられたリセット操作片を当接させる当接部を形成し、前記内梁部には前記引外し装置の動作受け部と連動板に当接させせる突起部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の電子式回路遮断器。
4. 前記電子式回路遮断器において、回路遮断器のリセット動作時に、前記ハンドルの軌道によって、該ハンドルに取り付けられたリセット操作片を前記リセットレバーの外梁部に当接させ、該外梁部を押し戻すことにより前記リセットレバー全体を押し戻し、前記引外し装置の可動部を再収納させ、さらなるリセット動作の進行により、前記リセット操作片と前記外梁部との当接状態を外す構成を備えたことを特徴とする請求項３記載の電子式回路遮断器。
5. 前記全体的に一つの弾性材料からなるリセットレバーの２つの弾性梁部材は、外周を構成する外梁部と、その中心部分に配置される内梁部とからなり、前記外梁部と内梁部とを夫々別の弾性変形抵抗力を備えるように構成したことを特徴とする請求項３記載の電子式回路遮断器。
6. 前記全体的に一つの弾性材料からなるリセットレバーの２つの弾性梁部材は、外周を構成する外梁部と、その中心部分に配置される内梁部とからなり、前記外梁部の弾性変形抵抗力を前記内梁部の弾性変形抵抗力よりも大きくしたことを特徴とする請求項５記載の電子式回路遮断器。

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