JP7223633B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、回路遮断器に関するものである。

特許文献１に記載されているように、クロスバーを用いた回路遮断器が知られている。中性相（Ｎ相）を備えている回路遮断器は、中性相の接点の早入・遅切構造を備えている必要がある。そのため、可動接触子に接触するクロスバーの押圧部の高さを中性相とその他の相とで異ならせている。具体的には、中性相のクロスバーの押圧部の高さをその他の相（Ｌ１相、Ｌ２相）の押圧部の高さより低い位置に形成している。これは、中性相以外の相の接点が中性相の接点よりも早入・遅切となると、許容範囲外の大きな電圧が印加されてしまい、負荷機器の故障の原因となるからである。

特開２０１８－６１７８号公報

ところで、上記の押圧部の高さの違いにより、その他の相の接点接触圧力（接圧）が中性相と比べて相対的に少なくなり、安定した接圧が維持できないという問題があった。また、安定した接圧が維持できないと、接点温度が異常に上昇してしまう虞があった。

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明が解決しようとする課題は、中性相以外の相の接点の接圧の低下を抑制することである。

上記課題を解決するため、固定接点を備える固定接触子と、固定接点と接触する可動接点を備える可動接触子と、接点を閉じる際にハンドルと連動して可動接触子を移動させるクロスバーと、を備え、接点を閉じる動作時に中性相がその他の相より先に接続される回路遮断器であって、前記クロスバーは、可動接触子を押圧する押圧部を備え、押圧部が可動接触子を押圧することで接点が閉じて接点部を形成している時の、可動接触子の支点と接点部の距離に対する、可動接触子の支点と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所の距離の割合が、中性相よりその他の相の方が大きい回路遮断器とする。

また、可動接点又は付勢部が付勢する箇所の少なくとも一方と、押圧部との距離が、中性相とその他の相で異なるものとなるように、中性相の押圧部とその他の相の押圧部を可動接触子の長手方向にずらして配置することで、接点が閉じている時の可動接触子の支点と接点部の距離に対する、可動接触子の支点と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所の距離の割合を、中性相よりその他の相の方が大きいものとすることが好ましい。

また、付勢部が可動接触子を付勢する箇所と可動接点の間の位置で可動接触子を押圧する押圧部が可動接触子の支点を規定するものであり、接点を閉じた際に、その他の相の押圧部が、中性相の押圧部よりも可動接点に近接する構成とすることが好ましい。

また、押圧部は凸状に設けられ、凸状の押圧部の可動接点側の面と、その反対面の双方に関し、接点が閉じている時の当該面と接点部の距離と、当該面と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所の距離と、を比較した際の前者に対する後者の割合について、その他の相の方が中性相より大きい構成とすることが好ましい。

また、可動接触子は、可動接触子の支点を規定する回転軸を中心に回転可能であり、回転軸に対して可動接点と反対側を押圧する押圧部が付勢部として機能し、接点を閉じた際に、その他の相の押圧部と可動接点の距離が、中性相の押圧部と可動接点の距離よりも長くなる構成とすることが好ましい。

また、中性相とその他の相で、可動接触子の位置又は形状の少なくとも一方を異ならせることで、接点が閉じている時の可動接触子の支点と接点部の距離に対する、可動接触子の支点と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所の距離の割合を、中性相よりその他の相の方が大きいものとすることが好ましい。

本発明では、中性相以外の相の接点の接圧の低下を抑制することが可能となる。

第１の実施形態における回路遮断器の縦断面図である。 第１の実施形態における回路遮断器の横断面図である。 図１とは異なる方向で切った第１の実施形態における回路遮断器の縦断面図である。 第１の実施形態の回路遮断器で用いているクロスバーの斜視図である。 図４に示すクロスバーの縦断面図である。ただし、右側には、中性相の可動接触子を押圧する押圧部が示されるような断面を表し、左側には、その他の相の可動接触子を押圧する押圧部が示されるような断面を表している。また、各押圧部の位置の違いが分かるように破線を付している。 クロスバーを押し下げた際の、各可動接触子の高さの違いを表した断面図である。なお、各可動接触子の位置の違いが分かるように破線を付している。 第１の実施形態における回路遮断器の中性相の縦断面図である。ただし、「可動接触子の支点から接点部の距離」を「ｘ」で表し、「支点と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所の距離」を「ｙ」で表している。 第１の実施形態における回路遮断器のその他の相の縦断面図である。ただし、「可動接触子の支点から接点部の距離」を「ａ」で表し、「支点と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所の距離」を「ｂ」で表している。 中性相と、その他の相で可動接触子の長さを異なるものとした実施形態における回路遮断器の横断面図である。ただし、中性相の付勢部が付勢する箇所の中心の前後位置を表す線を破線で付している。 中性相と、その他の相で可動接触子の位置をずらした実施形態における回路遮断器の横断面図である。ただし、中性相の付勢部が付勢する箇所の中心の前後位置を表す線を破線で付している。なお、各可動接触子は同様のものとしている。 回転軸を備えた可動接触子を用いた実施形態における回路遮断器の縦断面図である。 図１１の可動接触子周りを拡大した図である。 図１２に示した可動接触子周りの概念図である。 中性相と、その他の相で可動接触子の回転軸の位置をずらしたことを示した可動接触子周りの概念図である。 中性相と、その他の相で可動接触子の位置をずらしたことを示した可動接触子周りの概念図である。

以下に発明を実施するための形態を示す。本実施形態の回路遮断器１は、固定接点５２を備える固定接触子５１と、固定接点５２と接触する可動接点を備える可動接触子と、接点を閉じる際にハンドル１９と連動して可動接触子を移動させるクロスバー１１と、を備え、接点を閉じる動作時に中性相がその他の相より先に接続されるものである。また、前記クロスバー１１は、可動接触子を押圧する押圧部を備えている。この回路遮断器１は、押圧部が可動接触子を押圧することで接点が閉じて接点部を形成している時の、「可動接触子の支点」と「接点部」の距離に対する、「可動接触子の支点」と「接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所」の距離の割合が、中性相よりその他の相の方が大きいものである。このため、中性相以外の相の接点の接圧の低下を抑制することが可能となる。

実施形態の回路遮断器１は中性相を備えているものであり、単相３線（中性相＝N,その他の相＝L1,L2）、三相4線（中性相＝N,その他の相＝R,S,T）などが例示できる。以下では、単相３線の例を用いて説明をする。

図１から図３に示すことから理解されるように、クロスバー１１は、中性相に用いられる可動接触子を含む複数の可動接触子に対して、当接することができるものである。このクロスバー１１の位置を変えることにより、可動接触子に備えられた可動接点と、固定接触子５１に備えられた固定接点５２とを、接触状態にするのか、非接触状態にするのかを選択することができる。

実施形態のクロスバー１１は図４に示すような構成であり、可動接触子と接触する押圧部は、中性相に関するものと、その他の相に関するもので位置を異ならせている。より具体的には、図５に示すことから理解されるように、中性相に用いられる押圧部１２の方が、その他の相に用いられる押圧部よりも高さが低くなるように設けられており、中性相の可動接触子２１の可動接点２３が、その他の相の可動接触子３１の可動接点３３よりも先に、対応する固定接点５２に接触するように構成されている。

図２及び図６に示すことから理解されるように、実施形態の回路遮断器１は，三本の可動接触子を備えており、それらは、横並びになるように配置されている。このうち、中央に位置する可動接触子２１が中性相に用いられるものであり、各相の中で最も早く可動接点と固定接点５２が接触する状態となる。また、可動接点と固定接点５２が離れる場合は、その他の相よりも中性相が遅く離れるようにするものであるが、従来技術では、押圧部の高さの位置の調整で、その実現を図っており、その結果、中性相の可動接点は他の相の可動接点よりも、接圧（固定接点に押し付けられる力）が強くなっていた。これは、中性相以外の相に関しては、中性相よりも接圧が弱くなるということである。

このような状態を是正するため、本実施形態では、可動接触子と固定接触子５１が接した状態、つまりは接点が閉じて接点部を形成した状態において、「「可動接触子の支点」から「接点部」の距離」と、「「可動接触子の支点」と「接点を閉じる方向に力を付勢部が付勢する箇所」の距離」とを比較した際の前者に対する後者の割合について、その他の相の方が中性相より大きいものとなる構成としている。

図７及び図８に示す例では、中性相における「可動接触子２１の支点２５から接点部の距離」は「ｘ」であり、「支点２５と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所２９の距離」は「ｙ」である。また、その他の相における「可動接触子３１の支点３５となる位置から接点部の距離」は「ａ」であり、「支点３５と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所３９の距離」は「ｂ」である。この場合、「可動接触子の支点となる位置から接点部の距離」と、「支点と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所の距離」とを比較した際の前者に対する後者の割合について、その他の相の方が中性相より大きいものとなる構成になるということは、（ｂ／ａ）＞（ｙ／ｘ）を満たす構成となるということである。このようにすることで、中性相の早入り遅切り構造を損ねることなく、その他の相の接圧と中性相の接圧との差を減少させることができる。

図５、図７及び図８に示す例では、その他の相の押圧部１３の位置が中性相の押圧部１２の位置と異なるようにすることで、このようなことを可能にしている。つまり、クロスバー１１の構造を調整するだけでも、このようなことが実現できる。図５に示す例では、その他の相の押圧部１３が中性相の押圧部１２よりも固定接点５２側に配置されており、かつ、高い位置に設けられている。このように、可動接点又は付勢部が付勢する箇所の少なくとも一方と、押圧部との距離が、中性相とその他の相で異なるものとなるように、中性相の押圧部１２とその他の相の押圧部１３を可動接触子の長手方向にずらして配置することで、接点が閉じている時の可動接触子の支点と接点部の距離に対する、可動接触子の支点と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所の距離の割合を、中性相よりその他の相の方が大きいものとすることが好ましい。

また、図７及び図８に示す例では、可動接点と固定接点５２が接した状態、つまりは接点が閉じた状態において、押圧部１２と可動接触子２１との接触点が支点を規定する。この押圧部は、付勢部が可動接触子に接する位置と可動接点の間で、可動接触子に接するものであり、可動接触子に対して付勢部及び固定接点５２が配置されている側とは反対側に配置されている。なお、図７及び図８に示す例では、付勢部は、可動接触子に対して下方から上方に向けて力を付勢するバネ８１である。このバネは、接点が開いている時は、接点が開くように付勢し、接点が閉じている時は、接点が閉じるように付勢する。接点が閉じている場合に、バネ８１が接点を閉じるように付勢するのは、押圧部が支点を規定することにより、可動接触子の移動範囲が規制されることに起因する。即ち、バネ８１は可動接触子２１に対して下方から上方に向けて力を付勢するので、接点が閉じている場合には、図７及び図８に示している押圧部１２と可動接触子２１との接触点を支点として可動接触子２１には反時計回りに回転する方向に力が働くこととなり、接点が閉じるように付勢されることとなる。なお、接点が開いている時の可動接触子２１の支点は図７及び図８に示している付勢部よりも右側となる。

図７及び図８に示すように、「付勢部が可動接触子を付勢する箇所」と「可動接点」の間の位置で可動接触子を押圧する押圧部が可動接触子の支点を規定するものであり、接点を閉じた際に、その他の相の押圧部１３が、中性相の押圧部１２よりも可動接点に近接する構成とすることが好ましい。複雑な構造とすることなく、その他の相の接点の接圧を確保することができるからである。

また、図７及び図８に示す例では、押圧部は凸状に設けられており、凸状の押圧部の可動接点側の面と、その反対面の双方に関し、接点が閉じている時の「当該面と接点部の距離」と「当該面と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所の距離」とを比較した際の前者に対する後者の割合について、その他の相の方が中性相より大きいものとなる構成としている。そうすると、可動接触子と押圧部がどの角度で接触しても、付勢部から与えられる付勢力を有効に利用することができる。

なお、図５、図７及び図８に示す例では、クロスバー１１の押圧部の高さや前後位置を、中性相と、その他の相で異ならせることで、（ｂ／ａ）＞（ｙ／ｘ）を満たす構成としているが、図９に示すように、クロスバー１１の押圧部の位置と可動接触子の形状の変更により（ｂ／ａ）＞（ｙ／ｘ）を満たす構成としても良い。図９に示す例では、クロスバー１１の押圧部の高さを、中性相と、その他の相で異ならせるとともに、可動接触子の形状を中性相と、その他の相で異ならせている。より具体的には、その他の相に用いられる可動接触子３１の長さを、中性相に用いられる可動接触子２１の長さよりも長くしている。図９に示す例では、いずれの相の接点部も、前後方向の位置は一致するが、付勢部の前後方向の位置に関しては、中性相と、その他の相で異なっている。より詳しくは、その他の相に用いられる付勢部が付勢する箇所３９と押圧部１３の距離を、中性相に用いられる付勢部が付勢する箇所２９と押圧部１２の距離よりも長くしている。なお、この例では、いずれの相の押圧部も、前後方向の位置は一致する。

また、図１０に示すように、クロスバー１１の押圧部の位置と可動接触子の位置の変更により（ｂ／ａ）＞（ｙ／ｘ）を満たす構成としても良い。図１０に示す例では、クロスバー１１の押圧部の高さを、中性相と、その他の相で異ならせるとともに、可動接触子の位置を中性相と、その他の相で異ならせている。図１０に示す例では、いずれの相の可動接触子も、同形状のものであるが、可動接触子の前後方向の位置に関しては、中性相と、その他の相で異なっている。より詳しくは、その他の相に用いられる可動接触子３１と押圧部の距離を、中性相に用いられる可動接触子２１と押圧部の距離よりも短くしている。なお、この例では、いずれの相の押圧部も、前後方向の位置は一致する。

上記した内容では、可動接触子がバネ８１により揺動可能に支えられる形態であるが、このような構成に限る必要は無い。例えば、図１１から図１３に示すことから理解されるように、可動接触子が回転軸６１により回動自在に支えられている構成であっても良い。図１１から図１３に示す例では、クロスバー１１に設けられた押圧部は付勢部として機能する。押圧部は回転軸６１に対して可動接点と反対側になる部位を押圧する。

図１３に示すように、本形態でもバネを用いるが、この場合のバネは、接点を閉じるようには機能せず、可動接点を固定接点５２から離間させるように付勢するものである。本実施形態のバネ８３は、支点とクロスバー１１が当接する部位の間の位置で付勢するよう、可動接点から見てクロスバー１１が位置する側とは反対側に配置されている。図１３に示すように、その他の相に用いられる「支点３５」と「付勢部となるクロスバー１１が付勢する箇所３９」の距離を、中性相に用いられる「支点２５」と「付勢部となるクロスバー１１が付勢する箇所２９」の距離よりも長くしている。これにより（ｂ／ａ）＞（ｙ／ｘ）を満たす構成としている。なお、クロスバー１１に設けた押圧部の位置を、中性相と、その他の相で異ならせることにより、このような構成としている。

図１３に示す例では、中性相と、その他の相の可動接触子は同じものを用い、クロスバー１１の押圧部の位置を調整することで、（ｂ／ａ）＞（ｙ／ｘ）を満たす構成としているが図１４に示すように、支点の位置及び押圧部の高さを中性相と、その他の相で異なるものとして、（ｂ／ａ）＞（ｙ／ｘ）を満たす構成としても良い。なお、図１４に示す例では、その他の相に用いられる可動接点３３と回転軸６１の距離を、中性相に用いられる可動接点２３と回転軸６１の距離よりも短くし、各相の可動接点と付勢部が付勢する箇所の距離は同じものとしている。

このように、可動接触子は、可動接触子の支点を規定する回転軸６１を中心に回転可能であり、回転軸６１に対して可動接点と反対側を押圧する押圧部が付勢部として機能し、接点を閉じた際に、その他の相の押圧部１３と可動接点３３の距離が、中性相の押圧部１２と可動接点２３の距離よりも長くなるようにすることが好ましい。複雑な構造とすることなく、その他の相の接点の接圧を確保することができるからである。

また、図１５に示すように、各相の可動接触子は同じものを使用するが、その位置をずらすようにして、（ｂ／ａ）＞（ｙ／ｘ）を満たす構成としても良い。この場合、「ａ」と「ｘ」は同じ長さであるが、「ｂ」と「ｙ」は異なるものとすることができる。「ｂ＞ｙ」とすれば、（ｂ／ａ）＞（ｙ／ｘ）を満たす構成となる。なお、図１５においては、押圧部の高さは中性相よりも、その他の相の方が高くなるようにしている。このように、中性相とその他の相で、可動接触子の位置又は形状の少なくとも一方を異ならせることで、接点が閉じている時の「可動接触子の支点」と「接点部」の距離に対する、「可動接触子の支点」と「接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所」の距離の割合を、中性相よりその他の相の方が大きいものとすることが好ましい。

以上、実施形態を例に挙げて本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。

１ 回路遮断器
１１ クロスバー
１２ 押圧部（中性相用）
１３ 押圧部（その他の相用）
２１ 可動接触子（中性相用）
２３ 可動接点（中性相用）
２５ 支点（中性相用）
２９ 中性相において付勢部が付勢する箇所
３１ 可動接触子（その他の相用）
３３ 可動接点（その他の相用）
３５ 支点（その他の相用）
３９ その他の相において付勢部が付勢する箇所
５１ 固定接触子
５２ 固定接点
６１ 回転軸

Claims (6)

1. 固定接点を備える固定接触子と、
   固定接点と接触する可動接点を備える可動接触子と、
   接点を閉じる際にハンドルと連動して可動接触子を移動させるクロスバーと、
   を備え、接点を閉じる動作時に中性相がその他の相より先に接続される回路遮断器であって、
   前記クロスバーは、可動接触子を押圧する押圧部を備え、
   押圧部が可動接触子を押圧することで接点が閉じて接点部を形成している時の、可動接触子の支点と接点部の距離に対する、可動接触子の支点と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所の距離の割合が、中性相よりその他の相の方が大きい回路遮断器。
2. 可動接点又は付勢部が付勢する箇所の少なくとも一方と、押圧部との距離が、中性相とその他の相で異なるものとなるように、中性相の押圧部とその他の相の押圧部を可動接触子の長手方向にずらして配置することで、
   接点が閉じている時の可動接触子の支点と接点部の距離に対する、可動接触子の支点と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所の距離の割合を、中性相よりその他の相の方が大きいものとした請求項１に記載の回路遮断器。
3. 付勢部が可動接触子を付勢する箇所と可動接点の間の位置で可動接触子を押圧する押圧部が可動接触子の支点を規定するものであり、
   接点を閉じた際に、その他の相の押圧部が、中性相の押圧部よりも可動接点に近接する請求項２に記載の回路遮断器。
4. 押圧部は凸状に設けられ、凸状の押圧部の可動接点側の面と、その反対面の双方に関し、接点が閉じている時の当該面と接点部の距離と、当該面と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所の距離と、を比較した際の前者に対する後者の割合について、その他の相の方が中性相より大きい請求項２又は３に記載の回路遮断器。
5. 可動接触子は、可動接触子の支点を規定する回転軸を中心に回転可能であり、
   回転軸に対して可動接点と反対側を押圧する押圧部が付勢部として機能し、
   接点を閉じた際に、その他の相の押圧部と可動接点の距離が、中性相の押圧部と可動接点の距離よりも長くなる請求項２に記載の回路遮断器。
6. 中性相とその他の相で、可動接触子の位置又は形状の少なくとも一方を異ならせることで、
   接点が閉じている時の可動接触子の支点と接点部の距離に対する、可動接触子の支点と接点を閉じる方向に付勢部が付勢する箇所の距離の割合を、中性相よりその他の相の方が大きいものとした請求項１に記載の回路遮断器。

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