JP5631265B2 - 回路遮断器及びその熱動引外し装置 - Google Patents

Description

本発明は、電路に過電流が流れたときに電路を遮断する回路遮断器及びその熱動引外し装置に関する。

従来の回路遮断器の過電流引外し装置は、例えば図６、及び図７に示すように構成されている。図６は、回路遮断器のＯＦＦ状態の側面図、図７は、その過電流引外し素子である熱動形引外し装置の要部拡大図である。

図６において、遮断器２００は、絶縁材からなる筐体１と、この筺体１に回転可能に軸承されたハンドル２と、電源端子３と、この電源端子３に固着されると共に筐体１に固着され短絡領域保護の瞬時引外し特性を持つ電磁引外し装置４と、この電磁引外し装置４に固着された固定接触子５と、筐体１に回転可能に軸承された可動接触子６と、過負荷領域保護の時延引外し特性を持つ熱動引外し装置１２と、その一端が可動接触子６に電気的に接続される可撓銅撚り線８と、熱動引外し装置１２と可撓銅撚り線とを電気的に絶縁するための絶縁紙１３と、筐体１に固着され熱動引外し装置１２に固着されたアークランナー１０と、アークランナー１０に固着された負荷端子１１とから構成されている。
可撓銅撚り線８は、一端が熱動引外し装置１２に、他端がハンドル２の操作により回動する可動接触子６に、それぞれ接続されており、ハンドル２の操作に連動した機械的なストレスを緩衝し断線を防ぐため、可撓性のある可撓銅撚り線としている。
電流は、電源端子３から電磁引外し装置４、固定接触子５、可動接触子６、可撓銅撚り線８、熱動引外し装置１２、アークランナー１０を経て負荷端子１１へ流れる。
図７において、熱動引外し装置１２は、板状のバイメタル１２aと、バイメタル１２aを発熱するための板状のヒータ１２ｂと、ヒータ１２ｂとバイメタル１２ａとを電気的に絶縁するための絶縁チューブ１２ｃとから構成される。

上記のように、小型化のための筐体内の制約から、電磁引外し装置４は開閉接点より電源端子３側に設けられ、熱動引外し装置１２は開閉接点より負荷端子１１側に設けられている。このような回路遮断器では、開閉接点を構成する可動接触子６と、熱動引外し装置１２を構成するバイメタル１２ａとの接続に可撓銅撚り線８を用いるのが一般的である。（例えば、特許文献１参照。）。

また、低定格電流の回路遮断器を構成する場合には、バイメタルを加熱するヒータの発熱量を大きくする必要があるため、板状のヒータではなく抵抗の大きいヒータ線をバイメタルに巻回することが知られている。（例えば、特許文献２参照。）

特開２００３−３４６６３５号公報（図１及びその説明） 実開昭６２−１９７２４３号公報（第１図）（図及びその説明）

上記のように従来の回路遮断器において、さらに低い定格電流の回路遮断器を実現しようとする場合、ヒータの発熱量を大きくする必要があるため、抵抗の大きいヒータ線を用いる必要がある。ヒータ線と可撓銅撚り線との抵抗溶接は、接合面積が小さく困難であること、また、当該溶接が可能であったとしても、トリップ動作に応答して回動する可動接触子に接続された可撓銅撚り線が、回路遮断器のハンドル操作や可動接触子のトリップ動作に応答した回動動作に連動し、また、可撓銅撚り線に接続されたヒータ線も同様に連動する。また、バイメタルも、ヒータ線に流れる過電流によるヒータ線の発熱により加熱されて撓むので、ヒータ線は、より一層の機械的ストレスを受けて断線する、あるいは可撓銅撚り線とヒータ線との接続部である溶接部がより一層の機械的ストレスを受けて当該溶接部が剥離してヒータ線への通電が不能あるいは異常となる可能性があるという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、バイメタルに巻回されたヒータ線と可動接触子に接続された可撓銅撚り線とが接続される回路遮断器及びその熱動引外し装置において、可撓銅撚り線とヒータ線とを容易に接続することができ、しかも可動接触子の動作に基づく可撓銅撚り線を介した上記接続部分に対する機械的ストレスに対して信頼性を高くすることを目的とするものである。

この発明に係る回路遮断器は、固定接触子、上記固定接触子と開閉する可動接触子、上記可動接触子と上記固定接触子とを開閉させるトグル機構、一端が上記可動接触子に接続された可撓銅撚り線、及びバイメタルとこのバイメタルに巻回され上記バイメタルを加熱するヒータとを有し上記バイメタル及び上記ヒータに流れる負荷電流が過電流となると上記バイメタルの撓みにより上記トグル機構を作動させて上記可動接触子を上記固定接触子から開離させる熱動引外し装置を備えた回路遮断器であって、上記可撓銅撚り線の他端と、一端が上記バイメタルを介して負荷端子側に接続された上記ヒータの他端とを導電性圧着スリーブによってかしめて電気的及び機械的に接続したものである。
また、この発明に係る回路遮断器の熱動引外し装置は、バイメタルとこのバイメタルに巻回され上記バイメタルを加熱するヒータとを有し上記バイメタル及び上記ヒータに流れる負荷電流が過電流となると上記バイメタルの撓みにより回路遮断器のトグル機構を作動させて回路遮断器の可動接触子を回路遮断器の固定接触子から開離させる回路遮断器の熱動引外し装置であって、一端が回路遮断器の可動接触子に接続された可撓銅撚り線の他端と、一端が上記バイメタルを介して回路遮断器の負荷端子側に接続される上記ヒータの他端とを導電性圧着スリーブによってかしめて電気的及び機械的に接続したものである。

本発明は固定接触子、上記固定接触子と開閉する可動接触子、上記可動接触子と上記固定接触子とを開閉させるトグル機構、一端が上記可動接触子に接続された可撓銅撚り線、及びバイメタルとこのバイメタルに巻回され上記バイメタルを加熱するヒータとを有し上記バイメタル及び上記ヒータに流れる負荷電流が過電流となると上記バイメタルの撓みにより上記トグル機構を作動させて上記可動接触子を上記固定接触子から開離させる熱動引外し装置を備えた回路遮断器であって、上記可撓銅撚り線の他端と、一端が上記バイメタルを介して負荷端子側に接続された上記ヒータの他端とを導電性圧着スリーブによってかしめて電気的及び機械的に接続したので、可撓銅撚り線とヒータ線とを容易に接続することができる。
また、本発明はバイメタルとこのバイメタルに巻回され上記バイメタルを加熱するヒータとを有し上記バイメタル及び上記ヒータに流れる負荷電流が過電流となると上記バイメタルの撓みにより回路遮断器のトグル機構を作動させて回路遮断器の可動接触子を回路遮断器の固定接触子から開離させる回路遮断器の熱動引外し装置であって、一端が回路遮断器の可動接触子に接続された可撓銅撚り線の他端と、一端が上記バイメタルを介して回路遮断器の負荷端子側に接続される上記ヒータの他端とを導電性圧着スリーブによってかしめて電気的及び機械的に接続したので、可撓銅撚り線とヒータ線とを容易に接続することができる。

本発明の実施の形態１における回路遮断器の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１における回路遮断器の熱動引外し装置の要部拡大図である。 図２に示す熱動引外し装置から絶縁紙を取り除いた状態を示す要部拡大図である。 図２に示す熱動引外し装置の絶縁紙を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。 図４示す絶縁紙の展開図である。 従来の一例の回路遮断器の構成を示す断面図である。 図６の熱導引外し装置の要部拡大図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を図１〜図５により説明する。図１は本発明の実施の形態１における回路遮断器の構成を示す断面図、図２は熱動引外し装置の要部拡大図、図３は図２から絶縁紙を取り除いた状態の熱動引外し装置の要部拡大図、図４は図２に示す熱動引外し装置の絶縁紙の折曲げ後を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。図５は図４に示す絶縁紙の展開図である。

図１において、遮断器１００は、絶縁材からなる筐体１と、この筺体１に回転可能に軸承されたハンドル２と、筐体１の一端に設けられた電源端子３と、この電源端子３に固着されると共に筐体１に固着され短絡領域保護の瞬時引外し特性を持つ電磁引外し装置４と、この電磁引外し装置４に固着された固定接触子５と、筐体１に回転可能に軸承された可動接触子６と、過負荷領域保護の時延引外し特性を持つ熱動引外し装置７と、その一端が可動接触子６に電気的に接続される可撓銅撚り線８と、熱動引外し装置７と可撓銅撚り線８とを電気的に絶縁するための絶縁紙９と、筐体１に固着され熱動引外し装置７に固着されたアークランナー１０と、アークランナー１０に固着されて当該アークランナー１０に電気的に接続された負荷端子１１と、過負荷時の熱動引外し装置７の動作により作動して可動接触子６を固定接触子５から開離させるトグル機構ＴＭとから構成されている。
電磁引外し装置４の一方の端子は電源端子３に固着されて当該電源端子３に電気的に接続され、他方の端子は固定接触子５に固着されて当該固定接触子５に電気的に接続されている。

熱動引外し装置７は、図２に示すように、板状のバイメタル７aと、このバイメタル７aを加熱するためバイメタル７aに巻回された線状のヒータ線７ｂとから構成されている。
ヒータ線７ｂに過負荷電流が流れたときに当該過負荷電流により発熱したヒータ線７ｂの熱よってバイメタル７aが加熱されて所定量撓んで当該バイメタル７aの先端部がトグル機構ＴＭに当接し、当該当接によってトグル機構ＴＭが作動して可動接触子６を固定接触子５から開離させる。
可撓銅撚り線８は、その一端が、ハンドル２の操作により回動する可動接触子６に、その他端が熱動引外し装置７に、それぞれ接続されている。また、可撓銅撚り線８は、ハンドル２の操作に連動した機械的なストレスと、バイメタル７ａが過電流通電時に撓むことによる機械的なストレスとが緩衝しその断線を防ぐため、可撓性のある可撓銅撚り線としてある。

また、板状のバイメタル７aに巻回されたヒータ線７ｂと可撓銅撚り線８とは、図３に
示すように、導電性の圧着スリーブ７ｃによりかしめ止めされている。つまり、一端がバイメタル７ａを介して負荷端子１１側に接続されたヒータ線７ｂの他端が導電性の圧着ス
リーブ７ｃの穴の一端側に、一端が可動接触子６に接続された可撓銅撚り線８の他端が圧着スリーブ７ｃの穴の他端側に、それぞれ挿入された状態で、圧着スリーブ７ｃを押し潰すことにより、ヒータ線７ｂと可撓銅撚り線８とが、導電性の圧着スリーブ７ｃによりかしめ止めされて、ヒータ線７ｂと可撓銅撚り線８とが導電性の圧着スリーブ７ｃを介して電気的及び機械的に接続される。なお、ヒータ線７ｂと可撓銅撚り線８とは、接触抵抗を低減するため、圧着スリーブ７ｃ内で重ねるように接触させている。また、かしめ止めは、作業性も考慮しヒータ線７ｂと可撓銅撚り線８とに跨って１箇所で行っている。

回路遮断器１００を流れる負荷電流は、電源端子３から電磁引外し装置４→固定接触子５→可動接触子６→可撓銅撚り線８→熱動引外し装置７内（圧着スリーブ７ｃ→ヒータ線７ｂ→バイメタル７ａ）→アークランナー１０の経路で負荷端子１１へ流れ、当該経路を流れる負荷電流が過負荷領域の大きさになると熱動引外し装置７が作動し、トグル機構ＴＭが作動して可動接触子６を固定接触子５から開離させ、当該経路を流れる負荷電流が短絡領域の大きさになると電磁引外し装置４が作動し、トグル機構ＴＭが作動して可動接触子６を固定接触子５から開離させ、負荷を過負荷領域の電流及び短絡領域の電流から保護する。なお、上記のように可動接触子６が固定接触子５から開離するとハンドルは「閉位置」から「開位置」となり、また、ハンドルを手動で操作することにより、可動接触子６と固定接触子５との開閉が行われる。

絶縁紙９は図４に示すように、貫通した穴９aと貫通した穴９ｂとを有し、絶縁紙９の
穴９a内には、ヒータ線７ｂを巻回したバイメタル７aが当該穴９aを貫通した状態に位置し、穴９ｂ内には、圧着スリーブ７ｃが位置している。
絶縁紙９の凹部９ｃは、筐体１に対し固着されている例えばアークランナー１０に差し込むためのものである。
また、この図４に例示の絶縁紙９の形状は、図４に例示の絶縁紙９を展開した状態を例示する図５に示すように、絶縁紙９の谷折り線９ｄ、山折り線９ｅに従って折曲げた状態で、凸形状部９ｆを穴９ｇに挿入することによって形成される。

なお、ハンドル２、電源端子３、電磁引外し装置４、固定接触子５、可動接触子６、熱動引外し装置７、可撓銅撚り線８、絶縁紙９、アークランナー１０、負荷端子１１、およびトグル機構ＴＭは、それらに共通の筐体１に組み込まれている。

次に、回路遮断器１００の発明の主要部の動作、作用効果について説明する。
ハンドル２の操作に連動して、また、負荷電流が過負荷領域や短絡領域に増大すると、可動接触子６が回動するため、可動接触子６に一端が固着された可撓銅撚り線８も可動接触子６の回動に伴って変位、変形するが、ヒータ線７ｂの一端と可撓銅撚り線８の他端とを接続している圧着スリーブ７ｃが絶縁紙９の穴９ｂに収納されており、しかも絶縁紙９はその凹部９ｃの箇所で筐体１に固着されているアークランナー１０に差し込まれているので、絶縁紙９は筐体１に対し固定されており、圧着スリーブ７ｃは絶縁紙９により保持固定されるため、上記可撓銅撚り線８の動き（変位、変形）による機械的影響を受けにくい。同様にしてバイメタル７ａの撓みによる動きによる機械的影響も受けにくい。

また、ヒータ線７ｂと可撓銅撚り線８との接続に一般的な圧着スリーブ７ｃを用いているので、接続作業が容易となる。

また、圧着スリーブ７ｃを絶縁紙９で保持固定することでヒータ線７ｂと可撓銅撚り線８との接続に一般的な圧着スリーブ７ｃを用いることができるので、コストを低減することができる。

また、圧着スリーブ７ｃを絶縁紙９で保持固定しているので、ハンドル操作やトリップ動作で回動する可動接触子に接続された可撓銅撚り線８の動きがヒータ線７ｂへ伝播することを抑制し、ヒータ線７ｂへの機械的ストレスを低減できヒータ線７ｂの断線を防止することができる。

また、圧着スリーブ７ｃは、バイメタル７ａと所定距離離れた位置で絶縁紙９により保持固定されているので、過電流通電時のバイメタル７ａの撓みの動きが、絶縁紙９の変形で吸収され当該過電流通電時のバイメタル７ａの撓みの動きがヒータ線７ｃと可撓銅撚り線８との接続部へ伝播することが抑制され、ヒータ線７ｃと可撓銅撚り線８との接続部への機械的ストレスを低減でき、従って、ヒータ線７ｃと可撓銅撚り線８との接続部の損傷を防止することができ、ヒータ線への通電が不能あるいは異常となる可能性を解消できる。

なお、各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。

２ ハンドル、 ４ 電磁引外し装置、 ５ 固定接触子、
６ 可動接触子、 ７ 熱動引外し装置、 ７ａ バイメタル、
７ｂ ヒータ線、 ７ｃ 圧着スリーブ、 ９ 絶縁紙、
９ａ，９ｂ 穴、 １０ アークランナー、 ＫＭ トグル機構。

Claims (6)

1. 固定接触子、上記固定接触子と開閉する可動接触子、上記可動接触子と上記固定接触子とを開閉させるトグル機構、一端が上記可動接触子に接続された可撓銅撚り線、及びバイメタルとこのバイメタルに巻回され上記バイメタルを加熱するヒータとを有し上記バイメタル及び上記ヒータに流れる負荷電流が過電流となると上記バイメタルの撓みにより上記トグル機構を作動させて上記可動接触子を上記固定接触子から開離させる熱動引外し装置を備えた回路遮断器であって、
   上記可撓銅撚り線の他端と、一端が上記バイメタルを介して負荷端子側に接続された上記ヒータの他端とを導電性圧着スリーブによってかしめて電気的及び機械的に接続した
   ことを特徴とする回路遮断器。
2. 請求項１に記載の回路遮断器において、上記固定接触子、上記可動接触子、上記トグル機構、上記可撓銅撚り線、上記熱動引外し装置、及び上記導電性圧着スリーブが、共通の筐体内に組み込まれ、上記導電性圧着スリーブが上記筐体に固定されていることを特徴とする回路遮断器。
3. 請求項１又は２に記載の回路遮断器において、
   上記ヒータの他端と上記可撓銅撚り線の他端とを、上記導電性圧着スリーブの穴に挿入し、上記導電性圧着スリーブ内で重ねて接触させ、上記導電性圧着スリーブによってかしめて電気的及び機械的に接続し、
   負荷電流が、上記固定接触子、上記可動接触子、上記可撓銅撚り線、上記導電性圧着スリーブ、上記ヒータ、上記バイメタルの経路で上記負荷端子へ流れる
   ことを特徴とする回路遮断器。
4. バイメタルとこのバイメタルに巻回され上記バイメタルを加熱するヒータとを有し上記バイメタル及び上記ヒータに流れる負荷電流が過電流となると上記バイメタルの撓みにより回路遮断器のトグル機構を作動させて回路遮断器の可動接触子を回路遮断器の固定接触子から開離させる回路遮断器の熱動引外し装置であって、
   一端が回路遮断器の可動接触子に接続された可撓銅撚り線の他端と、一端が上記バイメタルを介して回路遮断器の負荷端子側に接続される上記ヒータの他端とを導電性圧着スリーブによってかしめて電気的及び機械的に接続した
   ことを特徴とする回路遮断器の熱動引外し装置。
5. 請求項４に記載の回路遮断器の熱動引外し装置において、
   上記固定接触子、上記可動接触子、上記トグル機構、上記可撓銅撚り線、及び上記導電性圧着スリーブが組み込まれた回路遮断器の筐体内に熱動引外し装置が組み込まれ、上記導電性圧着スリーブが上記筐体に固定される
   ことを特徴とする回路遮断器の熱動引外し装置。
6. 請求項４又は５に記載の回路遮断器の熱動引外し装置において、
   上記ヒータの他端と上記可撓銅撚り線の他端とを、上記導電性圧着スリーブの穴に挿入し、上記導電性圧着スリーブ内で重ねて接触させ、上記導電性圧着スリーブによってかしめて電気的及び機械的に接続し、
   負荷電流が、上記固定接触子、上記可動接触子、上記可撓銅撚り線、上記導電性圧着スリーブ、上記ヒータ、上記バイメタルの経路で上記負荷端子へ流れる
   ことを特徴とする回路遮断器の熱動引外し装置。

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