JP6253317B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器に関し、特にそのユニットケース構造に関するものである。

回路遮断器のユニットケース構造として、例えば特許文献１に記載された回路遮断器は、一対の接点を例えば２組（いわゆる１極２点切り）具備すれば、その分、アーク電圧は２倍となり、特に、高遮断容量品に適している。この１極２点切りの具体例として、両端に２個の可動接点を配置した可動接触子を備え、回動する可動接点台（以下、ロータと称す）の、その回動中心に対して、それぞれの可動接点と一対となる固定接点を備えた電源側および負荷側接点台を点対称位置に配設させている。可動接触子は、回動中心に関して対称的に配置される２本の引張ばねによってロータの中で浮動固定される。それぞれのばねは、一方で可動接触子に固定され、他方でロータに形成されるばね掛けに固定される。可動接触子は、回路遮断器がオンの時に、可動接触子の両端の可動接点を引張ばねの力によって固定接点に押し付けるよう構成されている。

前記ロータ、可動接触子、固定接点などの部品は、各極が独立となるような構成であり、モールド成型材から成るユニットケースと呼ばれる外殻で覆われ、遮断時における圧力向上などの効果を得ている。

特開２０１１−１１９２６１号公報（図１、図５）

この１極２点切りの構成上の特徴として、ロータを回転させ、可動接触子の可動接点を電源側と負荷側の固定接点に接触させて通電するものである。ところが、ユニットケースとロータの位置精度の関係が良好でなければ、可動接点と電源側、負荷側の固定接点の位置ずれが発生したり、ロータの軸受部に摩擦が発生しやすくなるため、開閉回数寿命が低下したり、ロータの動作速度の低下により、遮断性能が低下するという課題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、２点切りの回路遮断器の接点の位置決め精度を向上し、ロータの軸受部の摩擦の発生を抑制し、信頼性の高い回路遮断器を得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、回路を遮断すべき電流が流れるとロータが回動し前記ロータの回動により電源側の接点と負荷側の接点とが遮断動作する２点切りの回路遮断器において、前記ロータの一方の軸部を凹円筒部で支承する第１のユニットケースと前記ロータの他方の軸部を凹円筒部で支承する第２のユニットケースを備え、前記第１のユニットケースと前記第２のユニットケースとの対向面に、相互に嵌合し、軸方向に見た形状が円弧状の凹部および軸方向に見た形状が円弧状の凸部が設けられており、前記凹円筒部の軸線と、前記凹部および前記凸部の円弧の軸線とが一致しているものである。

この発明の回路遮断器は、回路を遮断すべき電流が流れるとロータが回動し前記ロータの回動により電源側の接点と負荷側の接点とが遮断動作する２点切りの回路遮断器において、前記ロータの一方の軸部を凹円筒部で支承する第１のユニットケースと前記ロータの他方の軸部を凹円筒部で支承する第２のユニットケースを備え、前記第１のユニットケースと前記第２のユニットケースとの対向面に、相互に嵌合し、軸方向に見た形状が円弧状の凹部および軸方向に見た形状が円弧状の凸部が設けられており、前記凹円筒部の軸線と、前記凹部および前記凸部の円弧の軸線とが一致しているので、ロータの両側の軸を支持するユニットケースの同軸が向上することで、２点切りの回路遮断器の接点の位置決め精度を向上し、ロータの軸受部の摩擦の発生を抑制し、信頼性の高い回路遮断器を得ることができる。

この発明の実施の形態１を示す図で、１極２点切り回路遮断器のカバーを外した状態を示す外観斜視図である。 この発明の実施の形態１を示す図で、図１に例示の回路遮断器のＯＮ状態の側面断面図である。 この発明の実施の形態１を示す図で、（ａ）は図１に例示の回路遮断器のユニットケース構造体の図示右側の第１のユニットケース構造構成部品の上面図であり、（ｂ）は図１に例示の回路遮断器のユニットケース構造体の図示右側の第１のユニットケース構造構成部品の左側面図である。 この発明の実施の形態１を示す図で、（ａ）は図１に例示の回路遮断器のユニットケース構造体の図示左側の第２のユニットケース構造構成部品の上面図であり、（ｂ）は図１に例示の回路遮断器のユニットケース構造体の図示左側の第２のユニットケース構造構成部品の右側面図である。 この発明の実施の形態１を示す図で、（ａ）はロータの左右の軸を支持するリング部品を示す側面図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。 この発明の実施の形態１を示す図で、（ａ）は可動接触子を保持しているロータユニット組立体の側面図であり、（ｂ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ線における断面を矢印方向にみた縦断正面図である。 この発明の実施の形態１を示す図で、ユニットケース構造体を分解してユニットケース構造体の構成部品であるユニットケース、リング、およびロータユニットの各々を示す正面図である。 この発明の実施の形態１を示す図で、図７に例示の各構成部品を組み立てたユニットケース構造体の一極分を示す正面図である。 この発明の実施の形態２を示す図で、ユニットケース構造体を分解してユニットケース構造体の構成部品であるユニットケース、リング、およびロータユニットの各々を示す正面図である。 この発明の実施の形態２を示す図で、図７に例示の各構成部品を組み立てたユニットケース構造体の一極分を示す正面図である。 （ａ）は従来の回路遮断器のユニットケース構造体の一極分を示す正面図であり、（ｂ）はロータユニットの傾斜した状態を示す正面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１〜図８により説明する。
図１において、３極用の１極２点切り回路遮断器１０１の絶縁筐体は、カバー１（図２参照）およびベース２Ａより構成され、このうちベース２Ａに、操作ハンドル３を備えた開閉機構部５１と、極数分（この場合、３個）の２点切りユニットケース５２および過電流引き外し装置５３が配設されている。なお、操作ハンドル３はカバー１のハンドル用窓孔１ａ（図２参照）から突出していることで、ＯＮあるいはＯＦＦ方向へ操作可能な点、および２点切りユニットケース５２と過電流引き外し装置５３の位置関係より、４が電源側端子、５が負荷側端子である点は、それぞれ周知の通りである。

次に、開閉機構部５１について説明する。図１に示すように、開閉機構部５１は、相対向する一対のフレーム板１６Ａ、１６Ｂによって形成されるフレーム１６に、回動自由に軸支された略Ｕ字型のハンドルアーム１７、このハンドルアーム１７に固着される操作ハンドル３によって、いわゆるユニット化されており、その内部は、図２に例示のように、トリップバー２６（図１参照）はラッチ１８に係合され、回動軸１９ａによってフレーム１６に軸支されるレバー１９、このレバー１９に軸支される上リンク２０、この上リンク２０とスプリングピン２２を介して結合されることでトグルリンクを構成する下リンク２１、従動側がスプリングピン２２に、駆動側がハンドルアーム１７の２３ｂに、それぞれ張架されたメインバネ（図示せず）で構成されている。

図２は回路遮断器１０１がＯＮ状態の場合を例示してあり、このＯＮ状態において、今度は、操作ハンドル３を紙面上、反時計方向に回動させると、前述とは逆に、スプリングピン２２を図示左方向に移動させることで下リンク２１が動き、リンクロータ（図示せず）が上方向に引き上げられる。この引き上げにより、連結シャフト２５によりロータ１３は反時計方向に回動させられ、電源側接点７と電源側接点８間、および負荷側接点１０と負荷側接点１１間が開離し、いわゆるＯＦＦ状態に移行する。

また、ＯＮ状態において、過電流などを感知して過電流引き外し装置５３が動作すると、トリップバー２６（図１参照）の応動によってラッチ１８が回動し、このラッチ１８とレバー１９の係合が解除される。ここで、周知の通り、レバー１９はメインバネ２３により常に紙面上、時計方向に付勢されているため、回動軸１９ａを中心に時計方向に回動を始める。この回動により、駆動側２３ｂがスプリングピン２２に対し相対的に動き、最終的にスプリングピン２２に上方向の力が働き始め下リンク２１が動く。この下リンク２１の動き以降は前述のＯＮからＯＦＦへの移行と同様であり、いわゆるトリップ状態（図示せず）となる。

図３においては、図１の右側の第１のユニットケース５２Ｌの構造を示し、ロータ１３の回転中心１３Ｏと同心の中心Ｏの凹円筒部５２ＬＣＧに対して、円周上の円弧状上側凸部５２ＰＵ、この円弧状上側凸部５２ＰＵと同一円周上の円弧状下側凸部５２ＰＤが形成されており、これら円弧状上側凸部５２ＰＵおよび円弧状下側凸部５２ＰＤは、同一円周上に存在し各々凹円筒部５２ＬＣＧと同軸度が確保された位置に形成されている。

図４においては、図１の左側の第２のユニットケース５２Ｒの構造を示し、ロータ１３の回転中心１３Ｏと同心の中心Ｏ´の凹円筒部５２ＲＣＧに対して、円周上の円弧状上側凹部５２ＧＵ、この円弧状上側凹部５２ＧＵと同一円周上の円弧状下側凹部５２ＧＤが形成されており、これら円弧状上側凸部５２ＧＵおよび円弧状下側凹部５２ＧＤは、同一円周上に存在し各々凹円筒部５２ＲＣＧと同軸度が確保された位置に形成されている。また、第１のユニットケース５２Ｌの凹円筒部５２ＬＣＧの中心Ｏと、第２のユニットケース５２Ｒの凹円筒部５２ＲＣＧの中心Ｏ´とは同軸をなしている。

図５においては、金属性の軸受材からなるリング部品５４は、第１のユニットケース５２Ｌの凹円筒部５２ＬＣＧおよび２のユニットケース５２Ｌの凹円筒部５２ＲＣＧの各々に嵌合され、しかもロータ１３の両端の円柱状の軸部１３Ｒ，１３Ｌの各々に相対的に回動可能に嵌合されている。即ち、ロータ１３の両端の円柱状の軸部１３Ｒ，１３Ｌは、リング部品５４を介して第１のユニットケース５２Ｌの凹円筒部５２ＬＣＧおよび２のユニットケース５２Ｌの凹円筒部５２ＲＣＧの各々によって回動可能に支承されている。
凹円筒部５２ＬＣＧ，５２ＲＣＧおよび軸部１３Ｒ，１３Ｌの各々に嵌合された各円筒状リング部品５４は、その外周および内周が何れもロータ１３の回転中心１３Ｏと同軸度を確保されている。

図６においては、ロータ１３、接圧ばね３２、可動接触子９で組み立てられたロータユニット５５を示しており、ユニットケースに組み込まれる。

図７においては、上記ロータユニット５５の左右の軸部１３Ｒ，１３Ｌにリング５４を嵌め込み、ユニットケース５２Ｌ、ユニットケース５２Ｒで組み立てる前の分解図である。

図１１に示す従来の回路遮断器においては、ユニットケース円周上の上下の凹凸部がない場合に組み立てられたものであり、左右のユニットケースにて上下方向のずれが発生することがある。例えば、Ｌ側が下にＲ側が上に組み立てられた場合、ロータユニット５５は、右図のような傾斜方向となる。このとき、ロータ１３とリング５４の間のＡ部とＢ部に摩擦が発生し、開閉時にロータ１３は、Ｏ−Ｏ’軸で回転するため、Ａ部、Ａ’部分に磨耗が発生しやすい。

一方で、図７の上記同軸を確保された各部品を組み立て、図８のように組み立てた場合、第１のユニットケース５２Ｌの円弧状上側凸部５２ＰＵと第２のユニットケース５２Ｒの円弧状上側凹部５２ＧＵとが嵌合し、第１のユニットケース５２Ｌの円弧状下側凸部５２ＰＤと第２のユニットケース５２Ｒの円弧状下側凹部５２ＧＤとが嵌合するので、第１のユニットケース５２Ｌと第２のユニットケース５２Ｒとの対向方向と直角をなす左右方向および上下方向への第１のユニットケース５２Ｌと第２のユニットケース５２Ｒとの相対的な位置ずれは確実に抑制され、ユニットケースとロータとの位置精度が格段に向上し、可動接点と電源側および負荷側の固定接点の位置ずれが発生したり、ロータの軸受部に摩擦が発生しやすくなるといった従来課題を十分に解決できる。
ロータユニット５５のＯ−Ｏ’軸の回転に対して、ロータ１３とリング５４の間で摩擦力が抑えられる構造であることから、ＯＮ、ＯＦＦ、ＴＲＩＰ時に不要な摩擦力の発生がないため、開閉時のロータの速度が安定し、ロータ１３の軸部の磨耗の進行も抑えられるものである。

以上のような構成にすることで、可動接触子の位置決め精度を向上し、接圧の安定化、動作速度を安定化し、寿命性能を向上し信頼性の高い構造を得ることができる。

また、上記組み合わせにおいて、Ｌ側ユニットケース５２Ｌの上下に凸部、Ｒ側ユニットケース５２Ｒの上下を凹部として示したが、Ｌ側を凹部、Ｒ側を凸部とする形状の組み合わせや、Ｌ側の上を凸部、下を凹部に、Ｒ側の上を凹部下を凸にするような構成でも同様の効果が得られることはいうまでもない。

また、リング５４については、金属材を嵌め合わせる構造で示したが、ユニットケース５２Ｌ、５２Ｒで、同軸度を確保するように一体で成型されたものとしても同様の効果を得られる。

また、リング５４については、耐摩耗性の優れる樹脂性のリングでも同様な効果を得られるものである。

実施の形態２．
以下、実施の形態２を図９および図１０によって説明する。
図９においては、実施の形態１と同様に、上記ロータユニット５５の左右の凸部にリング５４を嵌め込み、ユニットケース６２Ｌ、ユニットケース６２Ｒで組み立てる前の分解図である。

ここで、ユニットケース６２Ｌの凸部は、テーパ形状となっており、特に成型部品においては、深さ方向に抜き勾配が必要となるため、テーパ形状としているものである。同様に、ユニットケース６２Ｒの凹部も、テーパ形状としているものである。

図１０においては、図９の各部品で組み立てた場合であり、ユニットケースのテーパ形状がかん合することで、実施の形態１と同様な同軸構造を得ることができるため、成型部品の特性を考慮した上で、左右の同軸の精度を得られる。

前述の実施の形態１および２は、以下の技術的特徴を有する。
特徴１：両端部に可動接点を具備した回動形の可動接触子、この可動接触子の可動接点と協働する固定接点が設けられ短絡電流発生時に前記可動接点へ電流を流し前記可動接触子に開放位置への電磁反発力を発生させる電源側端子および負荷側端子、前記可動接触子に回転力を伝達するロータ、このロータに固定され、遮断器の投入位置で前記可動接点を前記固定接点に押し付ける可動接触子の接点圧力を付与する２個一組で構成された引きばね、モールド材料から成り前記ロータの回転軸を支持するための凹部と、ロータの外側に設けられた凸部からなる、もう一方では前記ロータの回転軸を支持するための凹部と、ロータの外側に設けられた凹部を持つ、左右一対のユニットケースを備えた回路遮断器において、一方は、モールド材料から成り前記ロータの回転軸を支持するための凹円筒部と、ロータの外側に設けられ一部分断された凸円周部からなり、もう一方は前記ロータの回転軸を支持するための凹円筒部と、ロータの外側に設けられた一部分断された凹円周部を持つ、左右一対のユニットケースを備えた回路遮断器において、前記一方のユニットケースにおいて、ロータの回転軸を支持する凹円筒部の軸線と一部分断された凸円周部の軸線が一致し、もう一方のユニットケースにおいて、ロータの回転軸を支持する凹円筒部の軸線と一部分断された凹円周部の軸線が一致し、前記ロータの回転を支持する左右の凹円筒部の中心が同軸上となる構造を有する回路遮断器のユニットケース構造である。
特徴２：特徴１において、上記ユニットケースの左右の凹凸部は、一対のはめ合いで形成される構造を持つ回路遮断器のユニットケース構造である。
特徴３：特徴１において、上記ユニットケースの中心軸に設けられた凹円筒部にスリーブを嵌め込む構造により、ロータを支持する回路遮断器のユニットケース構造である。
特徴４：特徴１において、上記ユニットケースの左右の凹凸部は、成型部品の特性を考慮したテーパ形状である回路遮断器のユニットケース構造である。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することができる。
なお、各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。

７ 電源側接点、 １０ 負荷側接点、 １３ ロータ、
１３Ｌ，１３Ｒ 軸部、 ５２Ｌ 第１のユニットケース、
５２Ｒ 第２のユニットケース、 ５２ＬＣＧ，５２ＲＣＧ 凹円筒部、
５２ＰＵ，５２ＰＤ 凸部、 ５２ＧＵ，５２ＧＤ 凹部
５４ リング部品、 Ｏ，Ｏ´ 中心。

Claims (4)

1. 回路を遮断すべき電流が流れるとロータが回動し前記ロータの回動により電源側の接点と負荷側の接点とが遮断動作する２点切りの回路遮断器において、
   前記ロータの一方の軸部を凹円筒部で支承する第１のユニットケースと前記ロータの他方の軸部を凹円筒部で支承する第２のユニットケースを備え、
   前記第１のユニットケースと前記第２のユニットケースとの対向面に、相互に嵌合し、軸方向に見た形状が円弧状の凹部および軸方向に見た形状が円弧状の凸部が設けられており、
   前記凹円筒部の軸線と、前記凹部および前記凸部の円弧の軸線とが一致している
   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、前記凹部および前記凸部は、前記ロータの径方向外側に位置して設けられていることを特徴とする回路遮断器。
3. 請求項２に記載の回路遮断器において、前記凹部および前記凸部がテーパ状の凹部および凸部であることを特徴とする回路遮断器。
4. 請求項１から請求項３の何れか一に記載の回路遮断器において、前記ロータの一方の軸部と前記第１のユニットケースの前記凹円筒部との間および前記ロータの他方の軸部と前記第２のユニットケースの前記凹円筒部との間の何れにも軸受材からなるリング部品が介在していることを特徴とする回路遮断器。