JP6350982B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、回路遮断器に関する。

従来、回路遮断器は分電盤等に取り付けられ、過電流等に基づいて負荷への給電を遮断する。このような回路遮断器の１つにプラグイン方式の回路遮断器がある。この回路遮断器は電源側接続端子と負荷側接続端子とを有し、電源側接続端子が、例えば分電盤に配設された複数の導電バーに対して接離される（例えば、特許文献１参照）。このようなプラグイン方式の回路遮断器は、分電盤等に対する増設や取り外しが容易であるという点で施工性に優れている。

特開２００９−２８９４８４号公報

ところで、例えば一般家庭において、単相３線式の電路が敷設される場合がある。このような場合、分電盤等に取着される分岐ブレーカも、単相３線式の電路に対応する必要がある。このような分岐ブレーカにおいて、内部に組み込まれる機構の小型化が求められる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内部機構の小型化を図ることにある。

上記課題を解決するために、回路遮断器は、表示孔が形成された筐体内に収容され、前記表示孔から動作状態を示す表示部が露出される表示機構を有し、前記表示機構は、前記筐体に固定されたコイルボビンと、前記コイルボビンに設けられたコイルにより第１軸に沿って移動し、コイルばねにより前記コイルによる移動方向とは逆方向に付勢されたプランジャと、前記第１軸と直交する第２軸に沿って前記コイルボビンに移動自在に支持され、前記プランジャと係合する係合凹部が形成され、リセットばねにより付勢された連動板と、第１の動作状態を示す第１表示部と、第２の動作状態を示す第２表示部とを有し、前記連動板により回動する表示板と、を備える。

上記回路遮断器は、前記筐体に固定された複数の固定接触子と、前記筐体内に収容され、前記複数の固定接触子からそれぞれ開極ばねにより離間する方向に付勢された複数の可動接触子と、前記複数の固定接触子と前記複数の可動接触子とを接離する開閉機構と、主回路の電流に応じて前記開閉機構を操作して前記複数の可動接触子を前記複数の固定接触子から強制開極させ、前記コイルを励磁する引き外し手段と、を備え、前記第１表示部は、前記開閉機構により前記固定接触子と前記可動接触子が接続された状態を示し、前記第２表示部は、前記引き外し手段により前記固定接触子と前記可動接触子とが離間した状態を示すことが好ましい。

上記回路遮断器は、前記コイルボビンには、前記コイルによる前記プランジャの移動により突出するプッシュピンが支持され、前記引き外し手段は、前記プッシュピンの突出に基づいて、前記複数の可動接触子を前記複数の固定接触子から強制開極させることが好ましい。

本発明の回路遮断器によれば、内部機構を小型化することができる。

回路遮断器の斜視図である。 回路遮断器の正面図である。 収容部カバーを外した状態の回路遮断器を示す正面図である。 オン状態の回路遮断器を示す断面図である。 （ａ）はトリップ状態の回路遮断器を示す一部断面図、（ｂ）はオフ状態の回路遮断器を示す一部断面図である。 開閉機構と表示機構を示す回路遮断器の一部断面図である。 表示機構の斜視図である。 表示機構の分解斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は表示機構の動作を示す回路遮断器の一部断面図である。

以下、一実施形態を説明する。
図１に示す回路遮断器１は、たとえば住宅の壁面に取着された分電盤に収容される。なお、以下の説明において、分電盤に収容された状態における前後左右上下方向を用いるものとする。また、一部の図においては矢印付きで各方向を示している。また、各図にかかる説明において示されない部材について符号を省略することがある。

回路遮断器１は、概略矩形箱状をなす筐体１０を有している。この筐体１０は、収容部本体１１と、収容部カバー１２と、プラグインカバー１３を有している。
収容部本体１１は、絶縁性を有する合成樹脂材料によって、前面が開口し略矩形箱状に形成されている。収容部カバー１２は、絶縁性を有する合成樹脂材料によって、後面が開口し略矩形箱状に形成され、収容部本体１１前面の開口を塞ぐよう取着される。プラグインカバー１３は、絶縁性を有する合成樹脂材料によって、収容部本体１１及び収容部カバー１２の上面を覆うように形成されている。収容部カバー１２は、収容部本体１１に対してねじ１４ａにより固定される。さらに、プラグインカバー１３と収容部カバー１２は、収容部本体１１に対してねじ１４ｂにより固定される。そして、収容部本体１１と収容部カバー１２により形成される収容空間に、接点装置等の回路遮断器を構成する機構部品が収容されている。

収容部カバー１２の前面略中央には矩形状に後方へ窪んだ凹部１２ａが形成されている。凹部１２ａには、後述する開閉機構３０のハンドル３１が配設されている。また、収容部カバー１２には、ハンドル３１の右側に矩形状の表示孔１２ｂが形成されている。表示孔１２ｂの下方には、テストボタン１２ｃが設けられている。

この回路遮断器１は、単相３線式の分電盤に取着されるものである。プラグインカバー１３には、この回路遮断器１を取り付ける分電盤に設けられた導電バー及び接続端子（いずれも図示略）に応じた３つの差込溝１３ａ，１３ｂ，１３ｃが凹設されている。

図２に示すように、プラグインカバー１３には、各差込溝１３ａ，１３ｂ，１３ｃのそれぞれに対応するプラグイン端子１５（破線にて示す）が収容されている。プラグイン端子１５は、分電盤の導電バー（または接続端子）に対して接続される。たとえば、差込溝１３ｂのプラグイン端子１５は第１の電圧極（Ｌ１相）の導電バーに接続され、差込溝１３ａのプラグイン端子１５は中性極（Ｎ相）の導電バーに接続され、差込溝１３ｃのプラグイン端子１５は第２の電圧極（Ｌ２相）の導電バーに接続される。そして、収容部本体１１には、３つの負荷端子板１６が設けられている。

図３に示すように、回路遮断器１の筐体１０には、開閉機構３０、表示機構５０、制御機構７０が収容されている。また、回路遮断器１には、負荷端子板１６の固定接触子に対して接離する３つの可動接触子１８（図３では１つのみを示す）が左右方向に並設されている。開閉機構３０は、図１に示すハンドル３１の操作により、可動接触子１８を移動させ、プラグイン端子１５と負荷端子板１６の間の経路（主回路）をそれぞれ開閉する。

表示機構５０は、回路遮断器１の状態を示すための表示板５６を有している。表示板５６は回動自在に支持されるとともに、図１に示す表示孔１２ｂから確認可能に配置されている。表示板５６には、その回動位置に応じて、回路遮断器１の状態を示す表示（文字や色等、またはそれらの組み合わせ）が設定されている。表示機構５０は、開閉機構３０，制御機構７０による制御、または図１に示すテストボタン１２ｃの操作に応じて、表示板５６による表示を変更する。したがって、図１に示す表示孔１２ｂに対する表示に基づいて、回路遮断器１の状態を確認することができる。

制御機構７０は、主回路に流れる漏洩電流を検出するための零相変流器（ＺＣＴ）７１と、零相変流器７１の２次巻線に発生する２次出力が入力されるとともに、当該２次出力に基づいて漏洩電流を検出する検出回路が形成された回路基板７２を備えている。制御機構７０は、検出結果に基づき、表示機構５０と開閉機構３０を制御し、状態を表示するとともに、接点部を開閉開極させる。

主回路について説明する。
図４には、１つの主回路にかかる部材を示している。
プラグインカバー１３に収容されたプラグイン端子１５には、可撓リード線２１の一端が接続されている。可撓リード線２１は円環状の零相変流器７１に挿通され、可撓リード線２１の他端はバイメタル２２の一端（たとえば先端）に接続されている。なお、零相変流器７１には、他の主回路にかかる可撓リード線も挿通されているが、図４では省略されている。バイメタル２２の基端は、調整板２３に固着され、その調整板２３は固定板２４とともに収容部本体１１に固定されている。バイメタル２２は、固定板２４に螺入された調整ねじ２５によって熱動釈放の感度が調整される。バイメタル２２の基端には可撓リード線２６の一端が接続され、その可撓リード線２６の他端は可動接触子１８に接続されている。可動接触子１８は、収容部本体１１との間に介在される開極ばね１９により前方へと付勢されている。可動接触子１８はその下端に可動接点１８ａを有している。負荷端子板１６の固定接触子１７はその上端に固定接点１７ａを有している。可動接触子１８は、開閉機構３０により、固定接触子１７対して接離される。可動接触子１８の可動接点１８ａと固定接触子１７の固定接点１７ａとにより接点部が構成される。

開閉機構３０のハンドル３１はフレーム３２に回動自在に軸支されている。ハンドル３１にはリンク３３の一端が回動自在に連結され、リンク３３の他端はレバーピンによりレバー３４の一端と回動自在に連結されている。レバー３４の中央部にはレバー３４の長手方向に沿って延びる軸溝３４ａが形成され、その軸溝３４ａには可動ピン４２が挿通されている。レバーピン４１は、フレーム３２に形成された前後方向に延びるガイド溝３２ｂ（図５（ｂ）参照）に挿入されている。可動ピン４２は、フレーム３２に形成された前後方向に延びるガイド溝３２ａに挿入されている。レバーピン４１及び可動ピン４２は、ガイド溝３２ａ，３２ｂに沿って前後方向に移動自在である。レバー３４の他端には係合突起３４ｂが形成されている。

収容部本体１１には可動枠３５が前後方向に移動自在に収容されている。可動枠３５は、収容部本体１１との間に介在された可動ばね４３（図５（ａ）参照）により前方に付勢されている。可動枠３５は、レバー３４に挿通された可動ピン４２が当接にされている。

フレーム３２にはラッチ板３６が回動自在に軸支され、そのラッチ板３６にはレバー３４の係合突起３４ｂを係止する係止部３６ａが形成されている。また、フレーム３２には連動板３７が回動自在に軸支されている。その連動板３７にはバイメタル２２の先端と係合する係合バー３７ａが設けられている。また、連動板３７には、後述するプッシュピン５３が係合する係合部３７ｂが設けられている。

図４は、オン状態の回路遮断器１を示す。
このとき、ハンドル３１は、収容部カバー１２の前面に倒れ、リンク３３を介してレバーピン４１をガイド溝３２ｂに沿って後方に配置する。レバー３４の軸溝３４ａに挿入された可動ピン４２は、可動枠３５を可動ばね４３（図５（ａ）参照）及び開極ばね１９に抗して後方へと押圧する。これにより、可動枠３５が後方へと移動し、可動接触子１８の可動接点１８ａと固定接触子１７の固定接点１７ａとを接触させる。

上記のオン状態において、主回路に異常電流、たとえば過電流が流れると、強制的なオフ状態（トリップ状態）となる。過電流による発熱によってバイメタル２２が湾曲し、バイメタル２２の先端が係合バー３７ａを上方（図において左方向）へと移動させ、連動板３７が回動する。この連動板３７の回動により、ラッチ板３６が図４において時計回りの方向へと回動し、ラッチ板３６が時計周りの方向に回動移動し、ラッチ板３６の係止部３６ａとレバー３４の係合突起３４ｂの係合が解除される。

すると、図５（ａ）に示すように、可動枠３５が可動ばね４３の弾性力により前方へと移動し、可動枠３５の移動にともなって可動接触子１８が開極ばね１９の弾性力により前方へと移動する。そして、可動接触子１８の可動接点１８ａが固定接触子１７の固定接点１７ａから離間する。つまり主回路がオフする。また、可動枠３５の移動にともなって可動ピン４２がフレーム３２のガイド溝３２ａに沿って前方へと移動し、レバー３４がレバーピン４１を中心として回動する。

過電流により湾曲したバイメタル２２は、主回路のオフによる電流の停止によって冷却されて元の状態に復帰する。そして、ラッチ板３６がラッチ板ばね（図示略）により元の位置に戻る。

そして、図５（ｂ）に示すように、ハンドル３１を前方へと回動させて収容部カバー１２に対して起立させる。すると、ハンドル３１は、リンク３３を介してレバーピン４１をガイド溝３２ｂに沿って前方へと移動させる。このレバーピン４１の移動により、レバー３４は、可動ピン４２を中心として回動し、係合突起３４ｂの端部が後方へと移動し、係合突起３４ｂがラッチ板３６の係止部３６ａの後方へと配置される。

そして、ハンドル３１を収容部カバー１２の前面に倒れるように操作すると、このハンドル３１の操作に応じてリンク３３がレバーピン４１をガイド溝３２ｂに沿って押し下げる。これにより、レバー３４が可動ピン４２を中心として時計回りの方向へ回動し、レバー３４の係合突起３４ｂが、ラッチ板３６の係止部３６ａに当接する。そして、レバー３４は、係合突起３４ｂの先端を支点として回動する。レバー３４の軸溝３４ａに挿通された可動ピン４２は、可動枠３５を介して可動接触子１８を後方に向かって移動させる。この移動により、可動接触子１８の可動接点１８ａが固定接触子１７の固定接点１７ａに接続され、回路遮断器１がオン状態となる。

なお、図４に示すオン状態の回路遮断器１において、ハンドル３１を回動操作して収容部カバー１２に対して起立させることで、回路遮断器１は、図５（ｂ）に示すオフ状態となる。したがって、ハンドル３１の回動動作により、回路遮断器１をオンオフすることができる。

次に、図６〜図８にしたがって、表示機構５０を説明する。
図６は回路遮断器１の一部端面図、図７は表示機構５０の斜視図、図８は表示機構５０の分解斜視図を示す。

図８に示すように、表示機構５０は、大略して、コイルボビン５１、コイル５２、プッシュピン５３、プランジャ５４、ヨーク５５、表示板５６、連動板５７を有している。
コイルボビン５１は、収容部本体１１に固定されている。コイルボビン５１は、たとえば絶縁性を有する合成樹脂材料により、コイル支持部５１ａと連動板支持部５１ｂとが一体に形成されてなる。コイル支持部５１ａにはコイル５２が取着されている。コイル５２は、図３に示す制御機構７０と図示しないリード線により接続され、その制御機構７０により励磁される。

コイル支持部５１ａには、上下方向に延びる貫通孔５１ｃが形成され、その貫通孔５１ｃ内に、コイルばね６１、プッシュピン５３、プランジャ５４が収容されている。
コイル支持部５１ａの上端にはヨーク５５が固定されている。ヨーク５５は、金属材料であり、コイル支持部５１ａに固定されている。

ヨーク５５は、左右一対の支持部５５ａと、支持部５５ａを連結する連結部５５ｂとを有する、平面視略コ字状に形成されている。連結部５５ｂにはスリット５５ｃが形成されている。支持部５５ａの外側面には軸部５５ｄが突出形成されている。

図６に示すように、プッシュピン５３は、円柱状の軸部５３ａと、軸部５３ａの一端（下端）に形成された係止部５３ｂとを有している。コイルばね６１は、ヨーク５５と係止部５３ｂとの間に介在され、プッシュピン５３を下方に向かって付勢する。ヨーク５５のスリット５５ｃは、プッシュピン５３の軸部５３ａが挿通可能に形成されている。

プッシュピン５３の下端側にはプランジャ５４が配設されている。プランジャ５４は金属製であり、コイル５２の通電によりヨーク５５側へ移動し、プッシュピン５３の軸部５３ａ先端をヨーク５５より上方へ突出させる。コイル５２が通電されないとき、コイルばね６１の弾性力により下方へと移動する。

連動板支持部５１ｂには、連動板５７が前後方向に移動自在に支持されている。図８に示すように、連動板５７には下方に向かって係止部５７ａが突出形成されている。係止部５７ａと連動板支持部５１ｂとの間には、リセットばね６２が介在されている。リセットばね６２は、連動板５７を前方へと付勢する。

図６に示すように、連動板５７には、プランジャ５４と対向する面に係合凹部５７ｂが形成されている。係合凹部５７ｂは、リセットばね６２を圧縮した状態においてプランジャ５４が挿入可能に形成されている。したがって、連動板５７はその挿入されたプランジャ５４により前方への移動が規制される。そして、プランジャ５４の移動によって係止が解除されると、リセットばね６２により前方へと移動する。

図８に示すように、連動板５７には、前端から左方向に向かって連動腕５７ｃが突出されている。
図８に示すように、ヨーク５５の支持部５５ａの外側面には軸部５５ｄが突出形成され、その軸部５５ｄによって表示板５６が支持される。

表示板５６は、回路遮断器１の状態を示す表示部５６ａと、その表示部５６ａを支持する左右一対の支持部５６ｂと、一方の支持部５６ｂから略下方へと延出された連結部５６ｃとを有している。支持部５６ｂには軸孔５６ｄが穿設され、その軸孔５６ｄにヨーク５５の軸部５５ｄが挿入され、これらにより表示部５６ａはヨーク５５に回動自在に支持される。

表示部５６ａの前面には、回路遮断器１のオン状態を示すオン表示部５６ｅ、回路遮断器１のトリップ状態を示すトリップ表示部５６ｆが設けられている。
連結部５６ｃにはスリット５６ｇが形成されている。このスリット５６ｇには、連動板５７の連動腕５７ｃが挿入される。したがって、表示部５６ａは、連動板５７の前後方向の移動に応じて回動する。図６において、表示部５６ａは、時計周り、反時計回りの方向に回動する。そして、表示部５６ａの回動に応じて、収容部カバー１２の表示孔１２ｂからオン表示部５６ｅまたはトリップ表示部５６ｆが露出する。なお、図６は、オン表示部５６ｅが露出する状態を示している。

図８に示すように、コイルボビン５１には、端子ピン６３及びテストピン６４が固定されている。また、コイルボビン５１には、テスト可動板６５が固定されている。テスト可動板６５はＬ字状に形成され、その一端がコイルボビン５１に固定され、他端は図１に示すテストボタン１２ｃの操作に応じてテストピン６４と接触される。端子ピン６３、テストピン６４及びテスト可動板６５は、コイル５２，制御機構７０と図示しないリード線により接続されている。

次に、上記の表示機構５０の作用を説明する。
図９（ａ）に示すように、回路遮断器１がオン状態にあるとき、コイル５２には通電されていないため、プランジャ５４はコイルばね６１によって連動板５７に向かって付勢される。このとき、連動板５７は、リセットばね６２の弾性力に抗して後方へと移動されており、プランジャ５４が連動板５７の係合凹部５７ｂ内に挿入される。プランジャ５４と係合凹部５７ｂとの係合により、連動板５７の前方への移動が規制されている。このとき、連動板５７は、連動腕５７ｃと表示部５６ａの連結部５６ｃ（図８参照）とにより、表示板５６のオン表示部５６ｅが収容部カバー１２の表示孔１２ｂから露出するように配置されている。

図３に示す制御機構７０は、漏洩電流を検出すると、図９（ｂ）に示すコイル５２を励磁する。プランジャ５４は、コイル５２の励磁にしたがって上方（図において左方）へと移動する。そして、プランジャ５４が連動板５７の係合凹部５７ｂの深さだけ移動すると、プランジャ５４と連動板５７との係合が解除され、連動板５７がリセットばね６２の付勢力により前方へと移動する。係合凹部５７ｂの深さは、たとえば０．５ｍｍである。

そして、図９（ｃ）に示すように、連動板５７の移動に応じて表示板５６が反時計回りの方向に回動し、トリップ表示部５６ｆが収容部カバー１２の表示孔１２ｂから露出する。

したがって、プランジャ５４が連動板５７の係合凹部５７ｂの深さの分だけ直線的に移動することで、そのプランジャ５４の移動方向（上方）と直交する方向（前方）に連動板５７が移動する。そして、連動板５７の直線的な移動に応じて表示板５６が回動し、回路遮断器１の状態表示を切り換える。

プランジャ５４によりヨーク５５から突出するプッシュピン５３（軸部５３ａ）は、開閉機構３０の連動板３７の係合部３７ｂを上方へと移動させる。この係合部３７ｂの移動により、開閉機構３０は、過電流が流れたときと同様に、強制的なオフ状態（トリップ状態）となり、主回路をオフする。

なお、通電中に図１に示すテストボタン１２ｃを押動すると、テスト可動板６５がテストピン６４に接触する。これにより、漏洩状態が生成されて零相変流器７１から二次出力が生成される。制御機構７０は、この零相変流器７１の二次出力に基づいて、図８等に示すコイル５２を励磁する。これにより、回路遮断器１は、人為的にトリップ状態となる。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）表示機構５０のコイルボビン５１は、収容部本体１１に固定されている。コイルボビン５１のコイル支持部５１ａは、コイル５２が設けられ、プッシュピン５３とプランジャ５４を支持する。コイルボビン５１の連動板支持部５１ｂは、プランジャ５４の移動方向（上下方向）と直交する方向（前後方向）に沿って連動板５７を移動自在に支持する。連動板５７は、連動板支持部５１ｂとの間に介在されるリセットばね６２により前方へ付勢される。連動板５７の係合凹部５７ｂにはプランジャ５４が挿入され、そのプランジャ５４との係合によりリセットばね６２による移動が規制される。

したがって、プランジャ５４を係合凹部５７ｂと係合しない位置まで移動させることにより、連動板５７が前方へと移動する。連動板５７の移動により表示板５６が回動し、収容部カバー１２の表示孔１２ｂから表示板５６のオン表示部５６ｅまたはトリップ表示部５６ｆが露出する。この表示孔１２ｂから露出する表示部により、回路遮断器１の動作が確認される。このように、プランジャ５４のわずかな移動によって係合が解除されて移動する連動板５７によって表示板５６が回動する。このため、表示機構５０を小型化することができる。

尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記回路遮断器１は、３つの主回路を開閉する開閉機構３０を有している。これに対し、２つの主回路、または４つ以上の主回路を開閉する開閉機構を有する回路遮断器としてもよい。

１…回路遮断器、１０…筐体、１１…収容部本体、１２…収容部カバー、５０…表示機構、５１…コイルボビン、５２…コイル、５３…プッシュピン、５４…プランジャ、５６…表示板、５６ａ…表示部、５６ｅ…オン表示部（第１表示部）、５６ｆ…トリップ表示部（第２表示部）、５７…連動板、５７ｂ…係合凹部、６１…コイルばね、６２…リセットばね。

Claims (4)

1. 表示孔が形成された筐体内に収容され、前記表示孔から動作状態を示す表示部が露出される表示機構を有する回路遮断器であって、
   前記表示機構は、
   前記筐体に固定されたコイルボビンと、
   前記コイルボビンに設けられたコイルにより第１軸に沿って移動し、コイルばねにより前記コイルによる移動方向とは逆方向に付勢されたプランジャと、
   前記第１軸と直交する第２軸に沿って前記コイルボビンに移動自在に支持され、前記プランジャと係合する係合凹部が形成され、リセットばねにより付勢された連動板と、
   第１の動作状態を示す第１表示部と、第２の動作状態を示す第２表示部とを有し、前記連動板により回動する表示板とを備え、
   前記表示板は、前記連動板に連結される連結部を有し、
   前記プランジャは、前記係合凹部に係合する状態では前記第２軸方向への前記連動板の移動を規制し、前記係合凹部に係合しない状態では前記第２軸方向への前記連動板の移動を許容し、
   前記連動板は、前記第２軸方向に移動することにより前記表示板を回動させ、前記表示孔に前記第１表示部が露出する状態と前記表示孔に前記第２表示部が露出する状態とを切り替えることを特徴とする回路遮断器。
2. 前記係合凹部の深さは、前記表示孔に前記第１表示部が露出する状態と前記表示孔に前記第２表示部が露出する状態とを前記連動板が切り替えるときの前記連動板の移動距離よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. 前記筐体に固定された複数の固定接触子と、
   前記筐体内に収容され、前記複数の固定接触子からそれぞれ開極ばねにより離間する方向に付勢された複数の可動接触子と、
   前記複数の固定接触子と前記複数の可動接触子とを接離する開閉機構と、
   主回路の電流に応じて前記開閉機構を操作して前記複数の可動接触子を前記複数の固定接触子から強制開極させ、前記コイルを励磁する引き外し手段と、を備え、
   前記第１表示部は、前記開閉機構により前記固定接触子と前記可動接触子が接続された状態を示し、
   前記第２表示部は、前記引き外し手段により前記固定接触子と前記可動接触子とが離間した状態を示すこと、を特徴とする請求項１または２に記載の回路遮断器。
4. 前記コイルボビンには、前記コイルによる前記プランジャの移動により突出するプッシュピンが支持され、
   前記引き外し手段は、前記プッシュピンの突出に基づいて、前記複数の可動接触子を前記複数の固定接触子から強制開極させること、を特徴とする請求項３に記載の回路遮断器。