JP5325015B2 - Circuit breaker electromagnetic trip device - Google Patents
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本発明は、短絡電流の発生を検知したら遮断機構部を作動させ、電路の遮断を行うための回路遮断器の電磁引き外し装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic trip device for a circuit breaker for operating a breaker mechanism when a short-circuit current is detected and breaking a circuit.
回路遮断器には、電路に短絡電流等が流れたら、それを瞬時に検知する電磁引き外し装置が設けられ、電磁引き外し装置の短絡電流検出動作を受けて遮断機構部が遮断動作し、電路の途中に設けた接点が開放される(例えば、特許文献1参照)。 The circuit breaker is equipped with an electromagnetic trip device that instantly detects when a short-circuit current, etc. flows in the circuit, and the circuit breaker operates in response to the short-circuit current detection operation of the electromagnetic trip device. Is opened (see, for example, Patent Document 1).
従来のこのような目的で使用される電磁引き外し装置は、固定設置される固定電磁片とこの固定片に電磁力により閉動作する可動電磁片とが蝶着されて構成され、何れも鉄等の磁性体から成る金属で作製された。
固定電磁片及び可動電磁片は、例えば鉄により作製されるが、このような磁性体は加工精度に難があるため、動作特性のばらつきや唸り音の発生の原因となっていた。そのため、図4に示すような構成が採用されていた。
Conventional electromagnetic tripping devices used for such purposes include a fixed electromagnetic piece that is fixedly installed and a movable electromagnetic piece that is closed by electromagnetic force to this fixed piece. It was made of a metal made of a magnetic material.
The fixed electromagnetic piece and the movable electromagnetic piece are made of, for example, iron. However, since such a magnetic body has difficulty in processing accuracy, it has been a cause of variation in operating characteristics and generation of roaring noise. Therefore, the configuration as shown in FIG. 4 has been adopted.
図4において、101は固定電磁片、102は可動電磁片、103は電路であり、固定電磁片101は略コ字状に折り曲げ形成して電路103を囲むように配置され、可動電磁片102は固定電磁片101のコ字状開放部を閉塞するように配置された。
そして、可動電磁片102は、固定電磁片101の開放部全体を覆う磁性を有する磁性板102aと、ニッケル鋼板等の非磁性部材で形成した蝶番部材102bとで形成された。こうして、回動軸部102cを高精度加工が容易な金属で形成することで、加工精度を高めることができ、動作ばらつき等を無くすことができた。尚、図4において、S2は固定電磁片101と可動電磁片102との開状態での最小距離、T2は最大距離であり、S2=0.15mm、T2=3.0mmであった。
In FIG. 4, 101 is a fixed electromagnetic piece, 102 is a movable electromagnetic piece, and 103 is an electric circuit. The fixed
The movable
しかしながら、可動電磁片102を上記図4に示すように2部材で構成しても、依然唸り音が発生することがあった。この唸り音は、定格電流近くの大電流が電路103に流れた時に発生し、このとき発生する磁力により可動電磁片102が固定電磁片101に吸引されることで発生していた。
そのため、固定電磁片101と可動電磁片102の距離を十分採れば、抑制することができることは容易に推測できたが、単に距離を開けただけでは、短絡電流を検知する特性自体が変化して規格を満たさなくなってしまうし、電磁引き外し装置の大型化を招いてしまう。また、上記図4に示すような従来の構成から大きな設計変更が必要となり、単純に解決できる問題ではなかった。
However, even when the movable
For this reason, it can be easily estimated that if the distance between the fixed
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、従来の構成の電磁引き外し装置の寸法等の条件を大きく変更すること無く、唸り音の発生を防止できる回路遮断器の電磁引き外し装置を提供することを目的としている。 Accordingly, in view of such problems, the present invention provides an electromagnetic trip device for a circuit breaker capable of preventing the occurrence of a roaring sound without greatly changing the conditions such as the dimensions of an electromagnetic trip device having a conventional configuration. The purpose is to do.
上記課題を解決する為に、請求項1に記載の発明は、略コ字状に折り曲げ形成されて背板及び左右側板を備えた固定電磁片と、当該固定電磁片のコ字状開放部を覆うように配置されて、前記コ字状開放部を開閉するよう前記左右側板に蝶着された可動電磁片とを有し、前記固定電磁片と前記可動電磁片の間に電路が挿通されて、前記電路に短絡電流が流れることで発生する磁界により、開状態にある前記可動電磁片が閉動作して前記側板に当接動作する回路遮断器の電磁引き外し装置において、前記可動電磁片は、前記固定電磁片のコ字状開放部の少なくとも一部を覆う磁性板と、前記磁性板を保持すると共に、前記左右側板に蝶着する非磁性体から成る蝶着片を有する蝶番部材とで構成され、前記磁性板は、前記左右の側板に亘る幅、及び前記側板の高さの50〜70%の高さを有し、前記コ字状開放部を覆う部位であって前記蝶着片から離れた部位に配置され、開状態にある前記磁性板と前記固定電磁片との最小距離が0.8mm以上であり、最大距離が略3mmであることを特徴とする。
この構成によれば、開状態の磁性板と固定電磁片の最小距離、即ち定常状態の可動電磁片と固定電磁片との最小距離が0.8mm以上離れているので、定格電流近くの大電流が流れても、その発生磁力で唸り音が発生するようなことがない。また、可動電磁片の磁性板と固定電磁片との距離の最大値は略3mmであり、従来の数値と同様であり、電磁引き外し装置全体の寸法を大きくすることなく短絡電流の検知を良好に行うことができる。
そして、固定電磁片に最も接近する蝶着片近傍には磁性板が配置されないので、固定電磁片と可動電磁片の全体の距離を大きくすることなく両者の距離を0.8mm以上とすることが可能となる。しかも、短絡電流で発生する磁力による磁性板の回転力は、蝶着片近傍に至るほど小さいため、この部分に磁性部材を配置しなくても短絡電流検知動作に大きな影響を及ぼさない。よって、最小の設計変更で唸り音の防止を図ることが可能である。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
According to this configuration, since the minimum distance between the magnetic plate in the open state and the fixed electromagnetic piece, that is, the minimum distance between the movable electromagnetic piece in the steady state and the fixed electromagnetic piece is not less than 0.8 mm, a large current near the rated current is obtained. Even if a squeezes flow, no humming noise is generated by the generated magnetic force. Moreover, the maximum value of the distance between the magnetic plate of the movable electromagnetic piece and the fixed electromagnetic piece is about 3 mm, which is the same as the conventional numerical value, and the short circuit current is detected well without increasing the overall size of the electromagnetic trip device. Can be done.
And since the magnetic plate is not arranged in the vicinity of the hinge piece closest to the fixed electromagnetic piece, the distance between the fixed electromagnetic piece and the movable electromagnetic piece can be set to 0.8 mm or more without increasing the entire distance between the fixed electromagnetic piece and the movable electromagnetic piece. It becomes possible. In addition, since the rotational force of the magnetic plate due to the magnetic force generated by the short-circuit current is so small that it reaches the vicinity of the hinge piece, even if no magnetic member is disposed in this portion, the short-circuit current detection operation is not greatly affected. Therefore, it is possible to prevent a roaring sound with a minimum design change.
尚、固定電磁片のコ字状開放部を覆うように可動電磁片を配置して、双方を蝶着した構成の電磁引き外し装置の場合、固定電磁片と可動電磁片(の磁性体)との距離が0.8mmの特定値以上離れていれば、唸り音が発生しないことが実験により確認されている。また、開放状態での固定電磁片と可動電磁片との最大距離は通常略3.0mmである。 In the case of an electromagnetic tripping device having a configuration in which a movable electromagnetic piece is arranged so as to cover the U-shaped open portion of the fixed electromagnetic piece and both are hinged, the fixed electromagnetic piece and the movable electromagnetic piece (magnetic body thereof) It has been experimentally confirmed that no roaring sound is generated if the distance is more than a specific value of 0.8 mm. The maximum distance between the fixed electromagnetic piece and the movable electromagnetic piece in the open state is usually about 3.0 mm.
本発明によれば、開状態の磁性板と固定電磁片の距離、即ち定常状態の可動電磁片のが磁性体部材と固定電磁片との距離が0.8mm以上離れているので、定格電流近くに大電流が流れても、その発生磁力で唸り音が発生するようなことがない。また、可動電磁片の磁性板と固定電磁片との距離の最大値が略3mmであるため、電磁引き外し装置全体の寸法が大きくなることもない。
また、蝶着片近傍に磁性板がなくても良いため、磁性板を側板の高さより短くすることができ、最小の設計変更で固定電磁片との距離を0.8mm以上にすることができる。
According to the present invention, the distance between the magnetic plate in the opened state and the fixed electromagnetic piece, that is, the distance between the magnetic member and the fixed electromagnetic piece in the steady state movable magnetic piece is 0.8 mm or more, so it is close to the rated current. Even if a large current flows through the squeal, no squealing noise is generated by the generated magnetic force. Further, since the maximum value of the distance between the magnetic plate of the movable electromagnetic piece and the fixed electromagnetic piece is about 3 mm, the overall size of the electromagnetic tripping device does not increase.
In addition, since there is no need for a magnetic plate in the vicinity of the hinge piece, the magnetic plate can be made shorter than the height of the side plate, and the distance from the fixed electromagnetic piece can be made 0.8 mm or more with a minimum design change. .
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図1、図2は本発明に係る回路遮断器の電磁引き外し装置の一例を示し、図1は側面説明図、図2は平面説明図である。図において、1は固定電磁片、2は可動電磁片、3は帯状銅片から成る電路、4は可動電磁片2の回動により図示しない遮断機構部を遮断動作させる掛合片である。尚、説明の都合上、図面左方向を前方、右方向を後方として以下説明する。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 show an example of an electromagnetic trip device for a circuit breaker according to the present invention. FIG. 1 is a side view and FIG. 2 is a plan view. In the figure, 1 is a fixed electromagnetic piece, 2 is a movable electromagnetic piece, 3 is an electric path made of a strip-shaped copper piece, and 4 is an engaging piece that makes a non-illustrated shut-off mechanism section cut off by rotating the movable
固定電磁片1は、鉄等の磁性を有する金属板を図2に示すようにコ字状に折り曲げて形成されて、背板1aと左右側板1b,1bを有している。側板1bの先端となる図示左側端部は、図2に示すように平行に配置された端面1c,1cを有し、この一対の端面1c,1cは、図1に示すように僅かに傾斜して形成され、可動電磁片2の当接面となっている。そして、側板1bの下部には、可動電磁片2を蝶着する軸部10が設けられている。
この固定電磁片1は、背板1aと側板1bで囲まれる内部に電路3を収容するように配置され、図示しない回路遮断器筐体内に固定されている。
The fixed
The fixed
可動電磁片2は、四角形状の板体で磁性を有する磁性板2aと、固定電磁片1に連結され、非磁性材料で作製された蝶番部材2bとで構成されている。磁性板2aは蝶番部材2bにかしめにより連結されている。
磁性板2aは、左右の側板1bに亘る幅を有し、高さL2は固定電磁片1の高さL1の約60%で形成され、固定電磁片1の端面1cの上部に対峙するように配置される。
The movable
The
蝶番部材2bは、磁性板2aを保持する保持片11と、固定電磁片1に蝶着するために保持片11の下部左右端部から後方へ延設した蝶着片12と、可動電磁片2を所定方向(固定電磁片1から離れて固定電磁片1の前方を開放する方向)へ付勢するために保持片11の下端中央から前方へ突設してコイルばね14に係合する係合片13とから構成されている。左右の蝶着片12,12が左右側板1bの外側に配置されて、軸部10に夫々軸着される。こうして、可動電磁片2は固定電磁片1に蝶着される。
上記図4の従来の構成と比べた場合、磁性板2aは約60%の大きさとなっている。そして、定常状態である開放時に、磁性板2aと固定電磁片1の間の最下部において形成される最小距離S1が1.0mmであり、最上部において形成される最大距離T1が3.0mmである。
The
Compared with the conventional configuration of FIG. 4, the
尚、この最小距離S1は、0.8mm以上であれば唸り音の発生を無くすことができることを実験により確認しており、0.8mmの特定値まで狭めることは可能である。一方、最大距離T1は上記図4の従来の数値3.0mmと同一となっている。この距離は、動作特性上変化させない方が良く、同一であるのが好ましい。但し、3.5mmを越えると過電流検知特性が劣化が見られるため好ましくない。
また、磁性板2aの高さは、固定電磁片1の高さL1の50%以下になると、短絡電流の検知操作に影響が出て来るし、70%を越えると、最短距離T1を特定値以上確保するには蝶着片12を長くする等の設計変更事項が増えるため、磁性板2aの高さは、固定電磁片1の高さT1の50〜70%が好ましい。
It has been confirmed by experiments that this minimum distance S1 can be eliminated if the minimum distance S1 is 0.8 mm or more, and can be reduced to a specific value of 0.8 mm. On the other hand, the maximum distance T1 is the same as the conventional value of 3.0 mm in FIG. This distance should not be changed in terms of operating characteristics, and is preferably the same. However, if it exceeds 3.5 mm, the overcurrent detection characteristic is deteriorated, which is not preferable.
Further, when the height of the
このように構成された電磁引き外し装置は、電路3に短絡電流が流れると、図2に示すような磁界Bが発生する。この磁界Bにより、固定電磁片1には磁性板2aを吸引する電磁力が発生し、可動電磁片2がコイルばね14の付勢に抗して矢印A1の方向に回動し、固定電磁片1の端面1cに当接する。このモーメント(回転力)は、端面1cの全長を覆うように磁性板2aを長く形成した上記図4に示すような場合に比べて小さくなるが、元々モーメントの小さい蝶着片12近傍の磁性板を削除しただけであるから、モーメントの減少は僅かであり、遮断動作特性に大きな変化は生じない。
こうして可動電磁片2が回動し、その上端が掛合片4に当接することで、掛合片4を図1の矢印A2に示す後方に移動する。その結果、図示しない遮断機構部が遮断動作し、電路3の途中に設けられた図示しない接点が開動作する。
The electromagnetic tripping device configured in this way generates a magnetic field B as shown in FIG. Due to this magnetic field B, an electromagnetic force that attracts the
Thus, the movable
このように、開状態の磁性板2aと固定電磁片1の距離、即ち定常状態の可動電磁片2と固定電磁片1との距離が特定値の0.8mm以上離れているので、定格電流近くに大電流が流れても、その発生磁力で唸り音が発生するようなことがない。また、可動電磁片2の磁性板2aと固定電磁片1との距離の最大値が3.0mmであるため、電磁引き外し装置全体の寸法が大きくなることもない。
そして、固定電磁片1に最も接近する蝶着片近傍には磁性板2aが配置されないので、固定電磁片1と可動電磁片2の全体の距離を大きくすることなく両者の距離を0.8mm以上とすることが可能となる。しかも、短絡電流で発生する磁力による磁性板2aの回転力は、蝶着片12近傍に至るほど小さいため、この部分に磁性板2aを配置しなくても短絡電流検知動作に大きな影響を及ぼさない。よって、最小の設計変更で唸り音の防止を図ることができる。
Thus, since the distance between the open
And since the
図3は、本発明の電磁引き外し装置の他の例を示す側面説明図であり、以下、具体的に説明する。但し、上記実施形態と同一の構成部材については同一の符号を付与して説明を省略する。図3において、21は固定電磁片、22は可動電磁片であり、固定電磁片21は、上記実施形態と同様に鉄等の磁性を有する金属板を上記実施形態と同様にコ字状に折り曲げて形成されて、背板21aと左右側板21b、21bとで構成されている。
側板21bの前面には、可動電磁片22が当接する平坦な端面21cが僅かな傾斜を設けて上部に形成され、下部は可動電磁片22との距離を確保するために逆方向の傾斜が設けられている。また、側板21bの下部には、可動電磁片22を蝶着する軸部30が設けられている。
FIG. 3 is an explanatory side view showing another example of the electromagnetic tripping device of the present invention, and will be specifically described below. However, the same components as those in the above embodiment are given the same reference numerals and the description thereof is omitted. In FIG. 3, 21 is a fixed electromagnetic piece, 22 is a movable electromagnetic piece, and the fixed
On the front surface of the
可動電磁片22は、四角形の板状で磁性を有する磁性板22aと、固定電磁片21に連結され、非磁性材料で作製された蝶番部材22bとで構成されている。磁性板22aは、上記図4の磁性板102aと同一の大きさとなっている。即ち、左右の側板21b,21bに亘る幅を有し、高さL2は固定電磁片1の高さL1とほぼ同一で形成され、固定電磁片21の端面21cの上部に対峙するように配置される。
The movable
蝶番部材22bは、磁性板22aを保持する保持片31と、固定電磁片21に蝶着するために保持片31の下部左右端部から後方へ延設した蝶着片32と、コイルばね14に係合する係合片13とから構成されている。左右の蝶着片32,32は、左右側板21b,21bの外側に配置され、軸部30に夫々軸着される。こうして、可動電磁片22は固定電磁片21に蝶着される。
蝶着片32は上記実施形態の蝶着片12より僅かに長く形成され、側板21bに形成された軸部30の位置は、僅かに後方に移動した構成となっている。こうして、定常状態である開放時の磁性板22aと固定電磁片21の間で最下部において形成される最小距離S1を1.0mmとし、最上部において形成される最大距離T1を3.0mmとしている。
The
The
このように構成された電磁引き外し装置は、上記実施形態と同様であり、電路3に短絡電流が流れると、可動電磁片22がコイルばね14の付勢に抗して回動し、固定電磁片21の端面21cに当接する。その結果、図示しない遮断機構部が遮断動作し、電路3の途中に設けられた図示しない接点が開動作する。
この時のモーメント(回転力)は、磁性板22aの大きさが上記図4の磁性板102と同一であるため、側板21b先端部の形状、軸部30の位置、蝶着片32の長さが異なるが、モーメントに大きな変化は無く、遮断動作特性は変化しない。
The electromagnetic tripping device configured in this way is the same as in the above embodiment, and when a short-circuit current flows through the
The moment (rotational force) at this time is the same as the
このように、開状態の磁性板22aと固定電磁片21の距離、即ち定常状態の可動電磁片22と固定電磁片21との距離が0.8mm以上離れているので、定格電流近くに大電流が流れても、その発生磁力で唸り音が発生するようなことがない。また、可動電磁片22の磁性板22aと固定電磁片21との距離の最大値が3.0mmであるため、電磁引き外し装置全体の寸法が大きくなることもない。
As described above, since the distance between the open
尚、上記実施形態では、蝶番部材2b,22bにより磁性板2a,22aを前方から保持しているが、側方から挟持するように保持しても良い。また、固定電磁片1,21内を挿通している電路3は帯状銅片としているが、過電流を検知するためのバイメタル片であっても良い。
In the above embodiment, the
1・・固定電磁片、1a・・背板、1b・・側板、1c・・端面、2・・可動電磁片、2a・・磁性板、2b・・蝶番部材、3・・電路、10・・軸部、21・・固定電磁片、21a・・背板、21b・・側板、21c・・端面、22・・可動電磁片、22a・・磁性板、22b・・蝶番部材、30・・軸部。 1 .... Fixed electromagnetic piece, 1a ... Back plate, 1b ... Side plate, 1c ... End face, 2. Moving electromagnetic piece, 2a ... Magnetic plate, 2b ... Hinge member, ... Electric circuit, 10 ... Shaft part, 21 .. Fixed electromagnetic piece, 21a ... Back plate, 21b ... Side plate, 21c ... End face, 22 ... Movable electromagnetic piece, 22a ... Magnetic plate, 22b ... Hinge member, 30 ... Shaft part .
Claims (1)
前記可動電磁片は、前記固定電磁片のコ字状開放部の少なくとも一部を覆う磁性板と、前記磁性板を保持すると共に、前記左右側板に蝶着する非磁性体から成る蝶着片を有する蝶番部材とで構成され、
前記磁性板は、前記左右の側板に亘る幅、及び前記側板の高さの50〜70%の高さを有し、前記コ字状開放部を覆う部位であって前記蝶着片から離れた部位に配置され、
開状態にある前記磁性板と前記固定電磁片との最小距離が0.8mm以上であり、最大距離が略3mmであることを特徴とする回路遮断器の電磁引き外し装置。 A fixed electromagnetic piece that is bent in a substantially U-shape and includes a back plate and left and right side plates, and a U-shaped open portion of the fixed electromagnetic piece is disposed so as to open and close the U-shaped open portion. A movable electromagnetic piece hinged to the left and right side plates, an electric path is inserted between the fixed electromagnetic piece and the movable electromagnetic piece, and a magnetic field generated by a short-circuit current flowing through the electric path is opened. In the electromagnetic tripping device of the circuit breaker in which the movable electromagnetic piece in the closed operation is brought into contact with the side plate,
The movable electromagnetic piece includes a magnetic plate that covers at least a part of the U-shaped open portion of the fixed electromagnetic piece, and a hinge piece made of a non-magnetic material that holds the magnetic plate and is attached to the left and right side plates. A hinge member having
The magnetic plate has a width ranging from the left and right side plates and a height of 50 to 70% of the height of the side plates, and is a part that covers the U-shaped opening and is separated from the butterfly piece. Placed in the site,
An electromagnetic trip device for a circuit breaker, wherein a minimum distance between the magnetic plate in the open state and the fixed electromagnetic piece is 0.8 mm or more and a maximum distance is about 3 mm.
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