JP5653562B2 - マグトリップ表示装置及び回路遮断器 - Google Patents
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Description
本発明は、マグトリップ表示装置及び回路遮断器に関する。
回路遮断器は、電路に過負荷電流や短絡電流が流れた場合に回路を遮断する機能を有している。過負荷電流が流れた時は、各極に配設されたバイメタル及びバイメタルの動きを機構部に伝えるサーマル連動部によってトリップ動作が行われる。一方、短絡電流が流れた時は、各極に配設された電磁石部及びその動きを機構部に伝えるマグバーが、バイメタル及びサーマル連動部によりも早く作動してトリップ動作が行われる。すなわち、過負荷電流及び短絡電流のどちらが原因かによってトリップ動作の内容は異なる。
このため、短絡電流に起因してトリップ動作が行われたことを外部から判断できるようにするために、電磁石部によるトリップ動作(マグトリップ動作)が行われたことを表示する構造としてのマグトリップ表示装置を遮断器に設ける場合がある。
従来、マグトリップを表示する構造としては、主回路を遮断する開閉機構などと結合されているものや(特許文献1参照)、遮断器本体の側面に取り付けるもの(特許文献2参照)などがある。
しかしながら、上記従来の特許文献1のような構造では、マグトリップ表示が不要である場合でも取り外すことが困難である。また、特許文献2のような構造では、マグトリップ動作によるトリップレバーの動きを主回路遮断ユニットのケース外に伝えるための機構が必要であって、構造が複雑で部品点数が多くなることに加え、マグトリップ表示のための装置を取り付けることにより遮断器の設置に要するスペースが拡大してしまうという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、構造が単純であり、回路遮断器の設置スペースを拡大することなくマグトリップ表示を行えるマグトリップ表示装置及び回路遮断器を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、短絡電流が流れた時に電磁石部によるトリップ動作を行う回路遮断器に収容され、電磁石部によるトリップ動作が行われたことを表示するマグトリップ表示装置であって、表示窓を有する筐体と、長手方向の中央で屈曲し、屈曲部で筐体に軸支され、電磁石部の動きが伝達されるアクチュエータと、アクチュエータに収容され、一端が筐体に、他端がアクチュエータに固定されてアクチュエータを付勢するバネと、を備え、アクチュエータは、常態では、アクチュエータの他端が表示窓を介して筐体の外から目視不能な初期状態となるようにバネによって付勢され、回路遮断器が電磁石部によるトリップ動作を行う際に電磁石部の動きが伝達されることにより、アクチュエータの他端が表示窓を介して筐体の外から目視可能な動作状態となることを特徴とする。
本発明にかかるマグトリップ表示装置及び回路遮断器は、構造が単純であり、回路遮断器に収容されるために回路遮断器の幅を広げてしまうことがなく、マグトリップ表示機能が不要な場合には回路遮断器からマグトリップ表示装置を取り外すことが可能であるという効果を奏する。
以下に、本発明にかかるマグトリップ表示装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態.
図1は、本発明にかかるマグトリップ表示装置の実施の形態の構成を示す斜視図である。図2は、マグトリップ表示装置の上面図である。図3は、マグトリップ表示装置の内部構造を示す図である。マグトリップ表示装置10は、アクチュエータ1、ケース2、カバー3及びバネ4で構成されている。なお、図3においては、カバー3を取り外した状態でマグトリップ表示装置10を示している。
図1は、本発明にかかるマグトリップ表示装置の実施の形態の構成を示す斜視図である。図2は、マグトリップ表示装置の上面図である。図3は、マグトリップ表示装置の内部構造を示す図である。マグトリップ表示装置10は、アクチュエータ1、ケース2、カバー3及びバネ4で構成されている。なお、図3においては、カバー3を取り外した状態でマグトリップ表示装置10を示している。
アクチュエータ1は、ケース2とカバー3とで形成される筐体50に収容され、ケース2及びカバー3によって回動可能に軸支されている。アクチュエータ1の上方及び側方はケース2及びカバー3で覆われているが、アクチュエータ1の下端近傍は露出している。バネ4は、常態よりも引き延ばされた状態で一端がアクチュエータ1に、他端がケース2に固定されている。
図4は、アクチュエータの斜視図である。アクチュエータ1は、長手方向の中央部で屈曲した「く」の字型(側面視略山括弧型)である。アクチュエータ1は、ケース側板11とカバー側板12とが前面板13で接続されて「コ」の字断面構造(断面視略角括弧型)となっていて、ケース側板11、カバー側板12及び前面板13で囲まれる部分にバネ4を収容する内部空間14が形成されている。ケース側板11及びカバー側板12には、アクチュエータ1が屈曲する部分に軸15a、15bが設けられている。アクチュエータ1の下端近傍にはバネ4の一端が固定されるバネ固定部16が設けられている。バネ固定部16は、例えばケース側板11とカバー側板12との間に梁状に架け渡されて形成される。前面板13は、アクチュエータ1の上端近傍に壁部13aが設けられている。また、ケース側板11には、アクチュエータ1の上端近傍に切り欠き11aが設けられている。
図5は、ケース2の斜視図である。ケース2の上面21に形成された切り欠き21aが表示窓22をなしている。表示窓22の正面には側面24から立ち上がるリブ25が形成されている。リブ25は、表示窓22を介してケース2の内部を目視できないようにする機能と、異物が表示窓22を介してケース2内に侵入することを防止する機能とを備える。リブ25の下方にはバネ4の他端が固定されるバネ固定部26が側面24から立ち上がるように形成されている。バネ固定部26は、例えば基部側が太くなるように段差が設けられた柱状に形成される。側面24にはアクチュエータ1の軸15aを軸支する軸穴27が設けられている。バネ固定部26に段差を設けることにより、バネ固定部26に固定したバネ4の端部とケース2の側面24との距離を所定距離とすることができる。これにより、バネ4をアクチュエータ1の軸15a、15bと直交する状態で保持すること、換言すると、ケース2の側面24に対して略平行な状態でバネ4を設置することが容易となる。なお、バネ固定部26は、窪みを有する柱状などとしてもケース2の側面24に対して略平行な状態でバネ4を設置することが容易となる。ケース2は返しを備えた爪28が前方に設けられている。
なお、ここではケース2の上面21に形成された切り欠き21aが表示窓22をなす構成を例としているが、アクチュエータ1の上方をカバー3が覆うようにし、カバー3に設けた切り欠きが表示窓をなすようにすることも可能である。また、カバー3にバネ4の他端が固定されるバネ固定部26を設けることも可能である。
図6A〜図6Cは、マグトリップ表示装置の動作を示す図である。図6Aは、壁部13aがケース2の内壁29に当接した状態でアクチュエータ1が係止された状態を示す図である。内部空間14に配置されたバネ4の力によりアクチュエータ1には、バネ固定部16をケース2のバネ固定部26の方へ引き寄せる方向(図6Aにおいては軸15aを中心としてアクチュエータ1を時計回りに回転させる矢印A方向)のモーメントが働いており、アクチュエータ1は壁部13aがケース2の内壁29に面接触で当接した状態で係止されている。この状態においては、マグトリップ表示装置10を上方向から目視した場合には、表示窓22を介してリブ25が視認され、アクチュエータ1を視認することはできない。また、リブ25が視線を遮るため、表示窓22を通してケース2の内部を見ることはできない。以下、この状態を「初期状態」という。
初期状態のマグトリップ表示装置10において、アクチュエータ1が矢印B方向の力を受けると、アクチュエータ1には矢印C方向のモーメント(図6Aにおいては軸15aを中心としてアクチュエータ1を反時計回りに回転させるモーメント)が働く。このときバネ4は伸長され、ケース2に設置されたバネ固定部26と軸15aとアクチュエータ1のバネ固定部16とが一直線上に並ぶ状態となったときにバネ4が最も伸びた状態となる。図6Bは、ケース2に設置されたバネ固定部26と軸15aとアクチュエータ1のバネ固定部16とが一直線上に並んだ状態を示す図である。以下、この状態を「過渡状態」という。
過渡状態からさらにアクチュエータ1が回動すると、バネ4は縮み始めるため、外部から力を受けなくても、バネ4が縮む力でアクチュエータ1は軸15aを中心として反時計回りに回転する。軸15aを中心として反時計回りに回転したアクチュエータ1は、ケース2のバネ固定部26と当接することによって回動が規制される。図6Cは、アクチュエータ1がケース2のバネ固定部26と当接することによって回動が規制された状態を示す図である。このとき、アクチュエータ1の上端部は切り欠き11aが設けられていることにより表示窓22とリブ25との間に挿入される。したがって、マグトリップ表示装置10を上方向から目視した場合には、表示窓22を介してアクチュエータ1の上端部が視認される。以下、この状態を「動作状態」という。なお、アクチュエータ1の色とケース2の色との色差が大きくなるようにすることで、マグトリップ表示装置10が動作状態にあるか否かの識別が容易となる。
なお、回動したアクチュエータ1が表示窓22から視認できる位置で係止されるようにアクチュエータ1の回動を規制する位置決め部材をバネ固定部26とは別個に設けることも可能であるが、バネ固定部26にこの機能を持たせることで、ケース2の構造を簡略化できる。
マグトリップ動作をリセットする場合、図6Cに示したように動作状態となっているマグトリップ表示装置10のアクチュエータ1に矢印D方向のモーメント(図6Cにおいては軸15aを中心としてアクチュエータを時計回りに回転させるモーメント)を加える。このときバネ4は伸長され、図6Bに示した過渡状態となる。
過渡状態からさらにアクチュエータ1が回動するとバネ4へ縮み始めるため、外部から力を受けなくも、バネ4が縮む力でアクチュエータ1は軸15aを中心として時計回りに回転する。壁部13aがケース2の内壁29に当接することによってアクチュエータ1の回動が規制され、図6Aに示した初期状態となる。
このように、アクチュエータ1を側面視略山括弧形状かつ断面視略角括弧形状として屈曲する部分に軸15a、15bを設けて軸支し、下端近傍にバネ固定部16を設けてバネ4が縮んでアクチュエータ1を付勢するように、バネ固定部26、バネ固定部16及び軸15a、15bの位置を設定することにより、初期状態と動作状態とを切り換える際には過渡状態を経る構造とすることができる。初期状態と動作状態をと切り換える際に過渡状態を経る構造であるため、初期状態や動作状態から過渡状態へ遷移させるには、バネ4を引き伸ばす力を加える必要があり、振動などの微弱な力で初期状態と動作状態との切換が誤って行われることはない。また、バネ4がケース2の側面と略平行に設置されているため、バネ4の伸縮がスムーズに行われ、アクチュエータ1の安定した回動動作を実現できる。また、アクチュエータ1が側面視略山括弧形状であるため、表示窓22を筐体50の上側に配置するととともに、マグトリップ表示装置10を小型化できる。
図7は、マグトリップ表示装置10を回路遮断器30に取り付けた状態を示す図である。回路遮断器30の筐体31には開閉可能なサイドカバー31aがハンドル46に隣接して設けられており、サイドカバー31aを開くとマグトリップ表示装置10を収容するスペースであるマグトリップ表示装置取付部31bが現れるようになっている。マグトリップ表示装置10をマグトリップ表示装置取付部31bに挿入した際に、ケース2の爪28が回路遮断器30の筐体31と係合することにより、マグトリップ表示装置10が不意に回路遮断器30から脱落することが防止される。サイドカバー31aは、マグトリップ表示装置10をマグトリップ表示装置取付部31bに収容した状態でも閉じることが可能であり、マグトリップ表示装置10の上面を表示窓22の部分を除いて覆うようになっている。マグトリップ表示装置10は、回路遮断器30の内部付属部品であるため、マグトリップ表示機能が不要な場合には容易に回路遮断器30から取り外すことができる。また、マグトリップ表示装置10はマグトリップ表示装置取付部31bに収容されるため、回路遮断器30の幅寸法を変えることなくマグトリップ表示機能を付加することができる。
図8、図9、図10及び図11は、マグトリップ表示装置10を取り付けた回路遮断器30の縦断面模式図であり、マグトリップ表示装置取付部31bの部分での縦断面を示している。なお、動作の理解を容易とするため、マグトリップ表示動作に関連する部材のみを図示している。マグトリップ表示装置取付部31bには回路遮断器30内に設けられたリセットピン47が突出しており、リセットピン47は長穴48に沿って移動可能となっている。
図8に示す回路遮断器30がトリップしていない状態において短絡電流が電路に流れると、図9に示すように電磁石部43のプランジャ43aが電磁力によって矢印E方向に吸引され、レバー44が矢印F、矢印G方向に回動して、マグバー45を矢印H方向に回動させる。これにより、回路遮断器30はマグトリップし、ハンドル46の取っ手が矢印I方向に回転してON/OFFの中央にくることにより、回路遮断器30がトリップしていることをハンドル46の位置に基づいて外部から確認できる状態となる。この際、マグバー45が矢印H方向に回動することにより、マグトリップ表示装置10のアクチュエータ1が軸15bを中心に矢印J方向に回動する。すなわち、レバー44及びマグバー45は、電磁石部43のプランジャ43a動きを、マグトリップ表示装置取付部31bに収容されたマグトリップ表示装置10のアクチュエータ1に伝達する機構部をなしている。このときマグバー45は過渡状態よりも動作状態側までアクチュエータ1を回動させるため、アクチュエータ1はマグバー45からの力を受けなくても、バネ4の縮む力によって図10に示す動作状態まで回動する。回路遮断器30は、トリップすると、電流が遮断されるため、電磁石部に電流が流れなくなって電磁力が無くなり、レバー44に配置されている不図示のバネによりプランジャ43a、レバー44は初期位置(図8に示す位置)に戻る。また、マグバー45にも不図示のバネが配置されているため、レバー44が初期位置に戻ると、マグバー45も初期位置に戻る。
回路遮断器30がマグトリップしている状態においてハンドル46を矢印K方向に回動させると、リセットピン47が長穴48に沿って矢印L方向に回動し、図11に示すようにマグトリップ表示装置10のアクチュエータ1を押して軸15bを中心に回動させる。このときリセットピン47は、過渡状態よりも初期状態側までアクチュエータ1を回動させるため、アクチュエータ1はリセットピン47からの力を受けなくても、バネ4の縮む力によって図8に示す初期状態まで回動する。
図12は、マグトリップ表示装置及び回路遮断器の部分断面図である。マグトリップ表示装置取付部31bには、斜面32aを備えた凸部32が形成されている。凸部32は、マグトリップ表示装置10が動作状態でマグトリップ表示装置取付部31bに挿入された場合にアクチュエータ1の下端と干渉して、アクチュエータ1を過渡状態よりも初期状態に近い位置まで回動させる。これによりバネ4が縮む力でアクチュエータ1は軸15a、15bを中心として回動(図12においては矢印M方向)する。これにより、マグトリップ表示装置10は、図6Aに示した初期状態となる。
マグトリップ表示装置10は、初期状態で回路遮断器30に取り付けることを想定しているが、本実施の形態によれば、マグトリップ表示装置10は誤って初期状態で回路遮断器30に取り付けようとした場合でも、自動的に初期状態に切り換えられてから回路遮断器30に取り付く。これにより、マグトリップ動作が発生していないにもかかわらずマグトリップ表示装置10が動作状態となることを防止できる。
本実施の形態にかかるマグトリップ表示装置10は、アクチュエータ1、ケース2、カバー3及びバネ4の四つの部品で構成されるため構造が単純であり、マグトリップ表示装置取付部31bを備えた回路遮断器30に収容されるために回路遮断器30の幅を広げてしまうことがなく、マグトリップ表示機能が不要な場合には回路遮断器30からマグトリップ表示装置を取り外すことが可能である。
以上のように、本発明にかかるマグトリップ表示装置及び回路遮断器は、構造が単純であり、回路遮断器の設置スペースを拡大することなくマグトリップ表示機能を持たせることができる点で有用である。
1 アクチュエータ
2 ケース
3 カバー
4 バネ
10 マグトリップ表示装置
11、12 側板
11a、21a 切り欠き
13 前面板
13a 壁部
14 内部空間
15a、15b 軸
16、26 バネ固定部
21 上面
22 表示窓
24 側面
25 リブ
27 軸穴
28 爪
29 内壁
30 回路遮断器
31 筐体
31a サイドカバー
31b マグトリップ表示装置取付部
32 凸部
32a 斜面
43 電磁石部
43a プランジャ
44 レバー
45 マグバー
46 ハンドル
47 リセットピン
48 長穴
50 筐体
2 ケース
3 カバー
4 バネ
10 マグトリップ表示装置
11、12 側板
11a、21a 切り欠き
13 前面板
13a 壁部
14 内部空間
15a、15b 軸
16、26 バネ固定部
21 上面
22 表示窓
24 側面
25 リブ
27 軸穴
28 爪
29 内壁
30 回路遮断器
31 筐体
31a サイドカバー
31b マグトリップ表示装置取付部
32 凸部
32a 斜面
43 電磁石部
43a プランジャ
44 レバー
45 マグバー
46 ハンドル
47 リセットピン
48 長穴
50 筐体
Claims (8)
- 短絡電流が流れた時に電磁石部によるトリップ動作を行う回路遮断器に収容され、前記電磁石部によるトリップ動作が行われたことを表示するマグトリップ表示装置であって、
表示窓を有する筐体と、
長手方向の中央で屈曲し、屈曲部で前記筐体に軸支され、前記電磁石部の動きが伝達されるアクチュエータと、
前記アクチュエータに収容され、一端が前記筐体に、他端が前記アクチュエータに固定されて前記アクチュエータを付勢するバネと、
を備え、
前記アクチュエータは、常態では、該アクチュエータの他端が前記表示窓を介して前記筐体の外から目視不能な初期状態となるように前記バネによって付勢され、前記回路遮断器が前記電磁石部によるトリップ動作を行う際に該電磁石部の動きが伝達されることにより、前記アクチュエータの他端が前記表示窓を介して前記筐体の外から目視可能な動作状態となることを特徴とするマグトリップ表示装置。 - 前記アクチュエータが前記動作状態及び前記初期状態の一方から他方へ変化する際に、前記バネの一端が固定される前記筐体の部分と、前記バネの他端が固定される前記アクチュエータの部分と、前記アクチュエータの前記屈曲部とが一直線に並ぶ遷移状態を経ることにより、前記バネは、前記アクチュエータが前記動作状態又は前記初期状態から前記遷移状態に変化する際に伸ばされ、前記アクチュエータが前記遷移状態から前記動作状態又は前記初期状態に変化する際に縮むことを特徴とする請求項1に記載のマグトリップ表示装置。
- 前記アクチュエータは、「く」の字型で、前記バネを収容する空間を有する「コ」の字断面構造であることを特徴とする請求項1に記載のマグトリップ表示装置。
- 前記筐体は、前記表示窓と正対するリブを有することを特徴とする請求項1に記載のマグトリップ表示装置。
- 前記バネの一端が固定される前記筐体の部分は、前記バネが前記アクチュエータの回動の軸と直交する状態で保持されるように前記バネの他端を位置決めする段差を備えることを特徴とする請求項1に記載のマグトリップ表示装置。
- 前記アクチュエータの他端は、前記初期状態において、前記筐体と面接触することを特徴とする請求項1に記載のマグトリップ表示装置。
- 前記アクチュエータは、前記動作状態において、前記バネの一端が固定される前記筐体の部分に当接して回動が規制されることを特徴とする請求項1記載のマグトリップ表示装置。
- 請求項1から7のいずれか1項記載のマグトリップ表示装置を収容するマグトリップ表示装置取付部と、
前記電磁石部と、
前記マグトリップ表示装置取付部に収容された前記マグトリップ表示装置の前記アクチュエータに、前記電磁石部の動きを伝達する機構部と、
を備えた回路遮断器。
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