JP7133985B2

JP7133985B2 - 回路遮断器

Info

Publication number: JP7133985B2
Application number: JP2018106098A
Authority: JP
Inventors: 裕明加藤; 佑太山中
Original assignee: 河村電器産業株式会社
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2022-09-09
Anticipated expiration: 2038-06-01
Also published as: JP2019212425A

Description

本開示は、回路遮断器に関する。

従来、下記の特許文献１に記載の回路遮断器がある。特許文献１に記載の回路遮断器は、複数の固定接触子と、複数の固定接触子のそれぞれに対応して設けられる複数の可動接触子と、複数の可動接触子をそれぞれ保持する複数の保持部を有するセパレータと、操作ハンドルとを備えている。この回路遮断器では、操作ハンドルの操作に基づいてセパレータが回動することにより、複数の可動接触子が、それぞれに対応する固定接触子に対して接触及び離隔する。これにより、回路遮断器において電源側端子から負荷側端子に亘って設けられる電路が接続及び遮断される。

特許第５５１７９０２号公報

ところで、特許文献１に記載されるような回路遮断器では、通常、操作ハンドルが操作された場合、その操作力がセパレータの複数の保持部のうちのいずれか一つの所定の保持部に伝達される構造となっている。この所定の保持部に伝達された操作力に基づいて所定の保持部が回動する。また、所定の保持部に付与された操作力が他の保持部に伝達されることにより、他の保持部が回動する。

一方、このような構造の場合、所定の保持部に操作ハンドルの操作力が付与された際に、所定の保持部に従動するかたちで他の保持部が回動することになるため、セパレータに応力が発生し易い。これがセパレータの変形を助長させる要因となっている。
本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、セパレータの変形を抑制することの可能な回路遮断器を提供することにある。

上記課題を解決する回路遮断器は、ハウジングの左側に電源側端子が、右側に負荷側端子が夫々前後方向に複数並べて備えられているとともに、前記ハウジングの内部に、前後方向に並ぶ複数の固定接触子と、前記複数の固定接触子のそれぞれに対応して設けられる複数の可動接触子とを有し、前記可動接触子が前記固定接触子に対して接触及び離隔することにより前記電源側端子及び前記負荷側端子の間の電路を接続及び遮断することの可能な回路遮断器であって、前記ハウジングの上面に、前記電路を接続及び遮断する際に操作されるハンドルが備えられている一方、前記ハウジングの内部に、複数の前記可動接触子をそれぞれ保持する複数の保持部を有し、前後方向を軸とした回転動作により、複数の前記可動接触子を複数の前記固定接触子にそれぞれ接触させる接触位置と、複数の前記固定接触子から複数の前記可動接触子をそれぞれ離隔させる離隔位置とに回動可能なセパレータと、前後方向に延びる円柱状に成形されているとともに、複数の前記保持部の全ての上面に接触して配置され、前記ハンドルに操作力が付与されると下方へ変位して、当該操作力を前記全ての保持部に伝達することにより、全ての前記可動接触子を前記離隔位置から前記接触位置に回動させる動力伝達部材と、を備える。

この構成によれば、ハンドルの操作力が動力伝達部材を介して全ての保持部に直接伝達されるため、全ての保持部が同一の態様で回動するようになる。これにより、全ての保持部に応力が生じ難くなるため、セパレータの変形を抑制することができる。

本開示によれば、セパレータの変形を抑制することの可能な回路遮断器を提供できる。

図１は、実施形態の回路遮断器の断面構造を示す断面図である。図２は、実施形態のハウジングの上方の部分を除いた回路遮断器の斜視構造を示す斜視図である。図３は、実施形態の回路遮断器の可動接触子周辺の拡大構造を示す拡大図である。図４は、実施形態の回路遮断器の動作例を示す断面図である。

以下、回路遮断器の一実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
図１に示されるように、本実施形態の回路遮断器１０は、Ｙ軸方向に直交する断面形状が略直方体状をなしている。以下、図１に示される回路遮断器１０の断面における長手方向をＸ軸方向と称し、その断面における短手方向をＺ軸方向と称する。なお、以下では、Ｘ軸方向を左右方向とも称し、Ｚ軸方向を上下方向とも称する。

回路遮断器１０は、ハウジング２０の左側壁部２１において外部に露出するように設けられる電源側端子３１と、ハウジング２０の右側壁部２２において外部に露出するように設けられる負荷側端子４１とを備えている。図２に示されるように、ハウジングの左側壁部２１には、３つの電源側端子３１がＹ軸方向に並べて配置されている。また、図示は省略するが、ハウジング２０の右側壁部２２にも、同様に３つの負荷側端子４１がＹ軸方向に並べて配置されている。３つの電源側端子３１及び３つの負荷側端子４１のうち、図１に示されるように、Ｘ軸方向において一直線上に配置されている電源側端子３１及び負荷側端子４１同士が対をなしている。すなわち、回路遮断器１０には、３対の電源側端子３１及び負荷側端子４１が設けられている。

電源側端子３１には電源側配線が接続される。負荷側端子４１には負荷側配線が接続される。回路遮断器１０は、電源側端子３１と負荷側端子４１とが電気的に接続されている状態と、それらの接続が遮断されている状態とを切り替えることにより、３つの電路の電気的な接続状態を切り替えることの可能な装置である。

なお、３つの電路の接続状態を切り替えるための構造は基本的には同一であるため、以下では、それらのうちの一つの電路の接続状態を切り替えるための構造について代表して説明する。
回路遮断器１０は、一端部に電源側端子３１が設けられる固定接触子３０と、一端部に負荷側端子４１が設けられる負荷側端子金具４０と、ハウジング２０の内部に設けられる可動接触子５０と、可動接触子５０を保持するセパレータ６０と、ハウジング２０の上面２４から突出するように設けられるハンドル７０とを備えている。

固定接触子３０は、導電性を有する金属部材からなる。固定接触子３０は、電源側端子３１からハウジング２０の内部に延びるように配置されており、ハウジング２０に固定されている。ハウジング２０の内部に延びる固定接触子３０の端部には、可動接触子５０の可動接点５１に対向するように配置される固定接点３２が設けられている。

可動接触子５０は、導電性を有する平板状の金属部材からなる。可動接触子５０の先端部には、可動接点５１が設けられている。可動接触子５０は、その上面がセパレータ６０の保持部６１に形成された内壁面６６に当接するように配置されている。可動接触子５０の底面には、コイルばね８０の一端部が挿入される突出部５２が形成されている。コイルばね８０の他端部は、ハウジング２０の内部に形成された凹部２３に挿入されている。コイルばね８０は、凹部２３の底面と可動接触子５０との間に圧縮された状態で挿入されている。このコイルばね８０から可動接触子５０に付与される弾性力により可動接触子５０がセパレータ６０の保持部６１の内壁面６６に対して押圧されることにより、可動接触子５０は、セパレータ６０の保持部６１の内壁面６６に当接した状態で保持されている。また、コイルばね８０は、図１に示される矢印ｃ２で示される方向に、すなわち可動接触子５０の可動接点５１が固定接触子３０の固定接点３２から離隔する方向の押圧力をセパレータ６０の保持部６１に付与している。

可動接触子５０は、図示しない配線を通じて電磁コイル９１の下端部に電気的に接続されている。電磁コイル９１の上端部には、負荷側端子金具４０の一端部が電気的に接続されている。すなわち、可動接触子５０は、電磁コイル９１を介して負荷側端子金具４０に電気的に接続されている。

セパレータ６０は、樹脂等の絶縁性を有する材料により形成されている。セパレータ６０は、保持部６１と、軸部６２とを有している。図２に示されるように、保持部６１は、Ｙ軸方向に３つ並べて配置されている。３つの保持部６１は、３つの可動接触子５０をそれぞれ保持している。図１に示されるように、軸部６２は、保持部６１の基端部に形成されている。軸部６２は、Ｙ軸方向に平行な軸線ｍ１を中心に円柱状に形成された部材からなる。３つの保持部６１のうち、Ｙ軸方向において隣り合う保持部６１は、軸部６２により互いに連結されている。この隣り合う保持部６１を互いに連結する軸部６２は、ハウジング２０により回転可能に支持されている。これにより、全ての保持部６１は、図１に示される軸部６２の中心軸ｍ１を回転軸として一体的に回動可能となっている。

図３に示されるように、保持部６１の側壁部６４には、嵌合孔６５が形成されている。嵌合孔６５には、可動接触子５０の側面に形成された突出部５３が嵌合している。この保持部６１の嵌合孔６５と可動接触子５０の突出部５３との嵌合構造により、保持部６１に対する可動接触子５０の位置ずれ、より具体的には回転軸ｍ１を中心とする径方向への位置ずれが抑制されている。

図１に示されるように、保持部６１の先端部６３の上面には、動力伝達部材７１が接触している。動力伝達部材７１は、Ｙ軸方向に平行な軸線ｍ２を中心に円柱状に形成されている。図２に示されるように、動力伝達部材７１は、セパレータ６０の全ての保持部６１に接触している。

動力伝達部材７１は、ハンドル７０が図１に示されるオフ位置に操作されているとき、図１に示される位置に配置されている。このとき、コイルばね８０から可動接触子５０を介して保持部６１に付与されている押圧力により、保持部６１には、矢印ｃ２で示される方向の力が付与されている。これにより、全ての保持部６１は、その先端部６３が動力伝達部材７１に接触した状態で保持されている。この状況では、各電路の可動接触子５０の可動接点５１が固定接触子３０の固定接点３２から離隔した状態となっている。すなわち、各電路が遮断された状態となっている。本実施形態では、図１に示される可動接触子５０の位置が可動接触子５０の離隔位置に相当する。

ハンドル７０が図１に示されるオフ位置から図４に示されるオン位置に向かって操作されると、動力伝達部材７１が下方に変位する。この動力伝達部材７１の変位により全ての保持部６１の先端部６３が下方に押圧されることにより、各電路が接続された状態となる。

具体的には、動力伝達部材７１の変位により全ての保持部６１の先端部６３が下方に押圧されると、コイルばね８０の弾性力に抗して矢印ｃ１で示される方向に保持部６１が回動し、可動接触子５０の可動接点５１が固定接触子３０の固定接点３２に接触する。そして、ハンドル７０が図４に示されるオン位置まで操作されると、動力伝達部材７１が図４に示される位置で保持される。これにより、各電路の可動接触子５０の可動接点５１が固定接触子３０の固定接点３２に接触した状態で保持される。すなわち、各電路が接続された状態となる。本実施形態では、図１に示される可動接触子５０の位置が可動接触子５０の接触位置に相当する。また、コイルばね８０から可動接触子５０に付与される弾性力により、可動接触子５０の可動接点５１と固定接触子３０の固定接点３２との接点圧力が確保されている。すなわち、コイルばね８０は接点圧ばねとして機能している。

図１に示されるように、回路遮断器１０は、ハウジング２０の内部に収容される磁気式引き外し装置９０を更に備えている。磁気式引き外し装置９０は、ハンドル７０がオン位置に操作されている状況で回路遮断器１０に過電流が流れた際に可動接触子５０を固定接触子３０から離隔させることにより、電源側端子３１及び負荷側端子４１の間の電路を遮断する装置である。磁気式引き外し装置９０は、電磁コイル９１と、可動磁気片９２と、オイルダッシュポット９３と、継鉄９４と、コイルばね９５とを備えている。

電磁コイル９１は、オイルダッシュポット９３の外周に配置されている。電磁コイル９１は、自身を流れる電流、すなわち可動接触子５０から負荷側端子４１に流れる電流に基づいて磁気を形成する。
可動磁気片９２は、「へ」の字状に形成されている。可動磁気片９２の一辺９２０はオイルダッシュポット９３の上面９３０に対向している。可動磁気片９２の他辺９２１は掛合片９６に対向している。可動磁気片９２は、一辺９２０と他辺９２１との接続部分である角部９２２において継鉄９４により回動可能に支持されている。また、可動磁気片９２は、コイルばね９５から付与される押圧力により、図１に示される位置で、すなわち一辺９２０がオイルダッシュポット９３の上面９３０から離間し、且つ他辺９２１が掛合片９６から離間している位置で保持されている。

継鉄９４は、略Ｌ字状に形成されている。継鉄９４の一端部にはオイルダッシュポット９３が固定して取り付けられている。継鉄９４の他端部は、ハウジング２０の上方内壁面に固定されている。すなわち、オイルダッシュポット９３は、継鉄９４を介してハウジング２０に固定されている。

磁気式引き外し装置９０では、負荷側端子４１からの電力の供給対象である負荷が過負荷状態となったり、負荷側端子４１に接続されている配線が短絡したりした場合、電磁コイル９１に過電流が流れる。電磁コイル９１に過電流が流れると、電磁コイル９１により形成されている磁界が強くなる。これにより、時間の経過に伴いオイルダッシュポット９３内の下方に位置していた鉄心がオイルダッシュポット９３内を上方に移動し、電磁コイル９１により形成される磁界が更に強くなる。このような磁界の変化により、オイルダッシュポット９３の上面９３０に発生している磁力が強くなるため、可動磁気片９２の一辺９２０がオイルダッシュポット９３の上面９３０に向かって吸引される。そして、可動磁気片９２の一辺９２０がオイルダッシュポット９３の上面９３０に接触する位置まで回動すると、可動磁気片９２の他辺９２１が掛合片９６を押圧する。

図２に示されるように、回路遮断器１０には、同様の磁気式引き外し装置９０が３つの電路のそれぞれに設けられている。したがって、３つの電路のうちの少なくとも一つの電路に過電流が流れると、その過電流の流れた電路に対応する磁気式引き外し装置９０が作動して、掛合片９６が押圧されるようになっている。

掛合片９６が押圧されることにより、動力伝達部材７１に対するロック機構が外れると、ハンドル７０が図４に示されるようにオン位置に操作されている場合であっても、動力伝達部材７１が上方に変位可能となる。動力伝達部材７１が上方に変位することにより、セパレータ６０が矢印ｃ２で示される方向に回動し、可動接触子５０が固定接触子３０から離隔する。すなわち、全ての電路が遮断される。

次に、本実施形態の回路遮断器１０の作用及び効果について説明する。
３つの保持部６１のうち、例えば中央に配置される保持部６１のみに動力伝達部材７１が接触するような構造を採用した場合、その中央の保持部６１のみが動力伝達部材７１により押圧される。これにより中央の保持部６１が回動すると、中央の保持部６１を除く他の保持部６１が中央の保持部６１に従動するかたちで回動することになる。このような構造の場合、全ての保持部６１や軸部６２に応力が発生するため、セパレータ６０が変形し易くなる。

これに対し、本実施形態の回路遮断器１０では、動力伝達部材７１が、３つの電路のそれぞれに対応する保持部６１の全てに接触して配置され、ハンドル７０に付与される操作力を全ての保持部６１に伝達することにより、３つの電路にそれぞれ設けられる３つの可動接触子５０を図１に示される離隔位置から、図４に示される接触位置に回動させる。このような構成によれば、ハンドル７０の操作力が動力伝達部材７１を介して全ての保持部６１に直接伝達されるため、全ての保持部６１が同一の態様で回動するようになる。これにより、全ての保持部６１に応力が生じ難くなるため、セパレータ６０の変形を抑制することができる。

なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・電源側端子３１の数、及び負荷側端子４１の数は適宜変更可能である。また、それらの数に合わせて、セパレータ６０に設けられる保持部６１の数を変更してもよい。さらに、セパレータ６０の保持部６１の数に合わせて、動力伝達部材７１に接触する保持部６１の数を変更してもよい。要は、動力伝達部材７１は、セパレータ６０に設けられる複数の保持部６１のうちの少なくとも２つの保持部６１に接触して配置され、ハンドル７０に付与される操作力を少なくとも２つの保持部６１に伝達することにより、全ての可動接触子５０を離隔位置から接触位置に回動させるものであればよい。

・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：回路遮断器
３０：固定接触子
３１：電源側端子
４１：負荷側端子
５０：可動接触子
６０：セパレータ
６１：保持部
７０：ハンドル
７１：動力伝達部材

Claims

ハウジングの左側に電源側端子が、右側に負荷側端子が夫々前後方向に複数並べて備えられているとともに、
前記ハウジングの内部に、前後方向に並ぶ複数の固定接触子と、前記複数の固定接触子のそれぞれに対応して設けられる複数の可動接触子とを有し、前記可動接触子が前記固定接触子に対して接触及び離隔することにより前記電源側端子及び前記負荷側端子の間の電路を接続及び遮断することの可能な回路遮断器であって、
前記ハウジングの上面に、前記電路を接続及び遮断する際に操作されるハンドルが備えられている一方、
前記ハウジングの内部に、複数の前記可動接触子をそれぞれ保持する複数の保持部を有し、前後方向を軸とした回転動作により、複数の前記可動接触子を複数の前記固定接触子にそれぞれ接触させる接触位置と、複数の前記固定接触子から複数の前記可動接触子をそれぞれ離隔させる離隔位置とに回動可能なセパレータと、
前後方向に延びる円柱状に成形されているとともに、複数の前記保持部の全ての上面に接触して配置され、前記ハンドルに操作力が付与されると下方へ変位して、当該操作力を前記全ての保持部に伝達することにより、全ての前記可動接触子を前記離隔位置から前記接触位置に回動させる動力伝達部材と、を備える
回路遮断器。