JP7330672B2 - 回路遮断器 - Google Patents

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保持するセパレータと、ユーザにより操作されるハンドルとを備えている。ハンドルは、リンク部材を介してセパレータに連結されている。より詳しくは、リンク部材の一端部は、ハンドルに連結されている。リンク部材の他端部は、セパレータに接触している。この回路遮断器では、ハンドルがオン位置に操作されると、その操作力がリンク部材を介してセパレータに付与されることにより、セパレータが第１位置から第２位置に変位して可動接触子を押圧する。これにより、可動接触子が固定接触子に接触して、回路遮断器がオン状態になる。また、ハンドルがオフ位置に操作された場合には、ハンドルからリンク部材を介してセパレータに付与されている操作力が解除されるため、セパレータが第２位置から第１位置に戻る。これにより、可動接触子が固定接触子から離隔して、回路遮断器がオフ状態になる。

特開２０１４－７２１７８号公報

ところで、特許文献１に記載の回路遮断器では、リンク部材からセパレータに適切に力を伝達するために、セパレータに対するリンク部材の位置決め構造が必要となる。このような位置決め構造を、回路遮断器のハウジングや、ハウジングに固定されるフレーム等に形成した場合、ハウジングやフレームの構造が複雑化するため、製造コストが増加する等の懸念がある。

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、簡易な構造でセパレータに対するリンク部材の位置決めを行う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、ハウジングの内部に収容された固定接触子及び可動接触子が接触及び離隔することにより電源側端子及び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、ハンドルと、セパレータと、リンク部材と、を備える。ハンドルは、ハウジングの上面から上方に突出しており、所定の水平方向に平行な回転軸を中心に揺動し、オン位置及びオフ位置に操作可能である。セパレータは、内面に可動接触子が当接した状態で挿通されているとともに、ハンドルがオフ位置に操作されていると、可動接触子を上方へ付勢するコイルばねの付勢力により可動接触子が内面に当接した状態のまま保持位置に位置して、固定接触子から離隔した状態で可動接触子を保持する一方、ハンドルがオフ位置からオン位置に操作された際に、可動接触子が内面に当接した状態のまま下方へ移動して保持位置から押圧位置に変位し、可動接触子を押圧することにより固定接触子に接触させる。リンク部材は、ハンドルの操作力をセパレータに伝達することによりセパレータを保持位置及び押圧位置に変位させる。リンク部材の下端部には、ハンドルの回転軸に平行な方向に延びる連結ピンが形成されている。連結ピンは、セパレータの上端面に接触して配置されている。セパレータの上端面には、上方へ突出して連結ピンの端面に当接することにより連結ピンの軸方向への移動を規制する第１規制壁と、上方へ突出しているとともに連結ピンの軸方向に沿って延びていて、連結ピンの周面に当接することにより連結ピンの軸方向に直交する水平方向のうちの第１方向への移動を規制する第２規制壁とが形成されている。

この構成によれば、セパレータに形成された第１規制壁によりリンク部材の連結ピンの軸方向の移動を規制することができるため、連結ピンの軸方向においてセパレータに対するリンク部材の位置決めを行うことができる。また、セパレータに形成された第２規制壁により連結ピンの第１方向への移動を規制することができる。さらに、このようなリンク部材の位置決め構造をセパレータに形成することにより、リンク部材の位置決め構造をハウジング等に形成する必要がなくなる。よって、ハウジング等の構造の複雑化を回避することができるため、結果的に回路遮断器の構造を簡素化することが可能となる。

上記の回路遮断器において、電路に過電流が流れた際に変位するラッチ片と、ラッチ片の変位に基づいて変位するトリップアームと、を更に備えることが好ましい。また、第１方向の逆の方向を第２方向とすると、トリップアームは、電路に過電流が流れていない場合、セパレータにおける第２方向の側壁部に近接して配置されることにより、連結ピンの第２方向への移動を規制するとともに、電路に過電流が流れた場合、ラッチ片の変位に基づいてセパレータから離間するように変位するとともに、当該変位によって連結ピンの第２方向への移動の規制を解除することにより、リンク部材からセパレータに付与されている力を解除する。リンク部材からセパレータに付与されている力が解除された際に、セパレータが押圧位置から保持位置に変位することにより、可動接触子が固定接触子から離隔することが好ましい。

この構成によれば、電路に過電流が流れた際に可動接触子を固定接触子から離隔させる、いわゆるトリップ動作を容易に実現することができる。

本開示によれば、簡易な構造でセパレータに対するリンク部材の位置決めを行う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、実施形態の回路遮断器の動作例を示す断面図である。 図３は、実施形態の回路遮断器の部分的な斜視構造を示す斜視図である。

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に示される本実施形態の回路遮断器１０は、単相三相式の電路等に配置される回路遮断器である。図１に示されるように、本実施形態の回路遮断器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。なお、図１では、ハウジング２０の上蓋の図示が省略されている。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、電源側配線と負荷側配線と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。

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の上蓋上面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に形成された挿通孔６１の内壁面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５２の一端部が挿入される突出部５３が形成されている。コイルばね５２の他端部は、ハウジング２０の内部に形成された挿入部に挿入されている。コイルばね５２は、ハウジング２０の挿入部と可動接触子５０との間に圧縮された状態で挿入されている。コイルばね５２は、可動接触子５０をセパレータ６０の内壁面に対して押圧している。これにより、可動接触子５０は、セパレータ６０の内壁面に当接した状態で保持されている。

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。

ハンドル７０には、ハウジング２０に固定される回転軸７１が形成されている。ハンドル７０は、回転軸７１を中心に、図１に示されるオフ位置と、図２に示されるオン位置とに揺動可能に支持されている。すなわち、ハンドル７０は、図１に示されるオフ位置と、図２に示されるオン位置とに操作可能である。ハウジング２０の内部に挿入されるハンドル７０の一端部には、円筒状の挿入部７２が形成されている。挿入部７２には、リンク部材８０が連結されている。

リンク部材８０は、一枚板からなる平板状の連結板８１と、連結板８１の両端部にそれぞれ設けられる第１連結ピン８２及び第２連結ピン８３とを有している。第１連結ピン８２及び第２連結ピン８３は、ハンドル７０の回転軸７１に平行な方向に延びるように形成されている。図３に示されるように、挿入部７２の軸方向の中央部分には、連結板８１の一端部が挿入される切欠き７３が形成されている。この切欠き７３に挿入される連結板８１の一端部に設けられる第１連結ピン８２がハンドル７０の挿入部７２に挿入されることにより、リンク部材８０の一端部がハンドル７０に対して回転可能に連結されている。

第１連結ピン８２は、フレーム１２０に形成された案内溝１２１に挿入されている。フレーム１２０は、ハウジング２０に固定されている。案内溝１２１は、ハンドル７０の揺動に伴ってリンク部材８０が変位する際に、第１連結ピン８２の移動を案内する。
図１に示されるように、リンク部材８０の他端部に設けられる第２連結ピン８３は、セパレータ６０の上方の一端面６２に接触している。リンク部材８０は、第１連結ピン８２を介してハンドル７０から伝達される操作力をセパレータ６０に第２連結ピン８３を介して伝達することにより、セパレータ６０を、図１に示される保持位置から、図２に示される押圧位置に変位させる。

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。図３に示されるように、セパレータ６０は、略直方体状に形成されている。セパレータ６０には、可動接触子５０が挿通される挿通孔６１が形成されている。図１に示されるように、セパレータ６０においてリンク部材８０の第２連結ピン８３が接触する一端面６２には、第２連結ピン８３が挿入される挿入部６３が形成されている。

図３に示されるように、挿入部６３は、第２連結ピン８３の軸方向の両端部にそれぞれ対向するように配置される規制壁６３０，６３１を有している。規制壁６３０，６３１は、第２連結ピン８３の軸方向の移動を規制している。本実施形態では、規制壁６３０，６３１が第１規制壁に相当する。また、セパレータ６０の一端面６２に平行な方向であって、且つ第２連結ピン８３の径方向に平行な方向のうちの一方向をＸ１方向とし、その逆の方向をＸ２方向とするとき、挿入部６３は、第２連結ピン８３のＸ１方向への移動を規制する規制壁６３２を有している。本実施形態では、規制壁６３２が第２規制壁に相当する。また、Ｘ１方向が第１方向に相当し、Ｘ２方向が第２方向に相当する。これらの外壁部６３０～６３２により構成される挿入部６３は、セパレータ６０の一端面６２に直交する断面形状が略凹字状をなすように形成されている。

なお、図３に示されるように、セパレータ６０のＸ１方向の側壁部６４には、リンク部材８０の連結板８１との干渉を回避するための切欠き６６が形成されている。
図１に示されるように、セパレータ６０のＸ２方向の側壁部６５には、トリップアーム１１０が近接して配置されている。トリップアーム１１０は、セパレータ６０の挿入部６３のＸ２方向側の開口部分を閉塞するように配置されている。このトリップアーム１１０にリンク部材８０の第２連結ピン８３が接触することにより、セパレータ６０の挿入部６３から第２連結ピン８３が脱落しないようになっている。トリップアーム１１０は、ハンドル７０の回転軸７１に連結されており、回転軸７１を中心に回転可能に支持されている。図３に示されるように、トリップアーム１１０には、リンク部材８０の連結板８１との干渉を回避するための切欠き１１１が形成されている。

この回路遮断器１０では、ハンドル７０が図１に示されるオフ位置から図２に示されるオン位置に向かって操作されると、ハンドル７０の操作力がリンク部材８０を介してセパレータ６０の一端面６２に付与されることにより、セパレータ６０が下方に変位する。このセパレータ６０の変位により可動接触子５０が下方に押圧される。そして、ハンドルが図２に示されるオン位置まで操作されると、ハンドル７０、リンク部材８０、及びセパレータ６０が図２に示される位置に保持される。これにより、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に接触した状態に保持される。すなわち、電源側端子３１及び負荷側端子４１の間の電路が接続された状態となる。また、コイルばね５２から可動接触子５０に付与される付勢力により、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る。すなわち、コイルばね５２は接点圧ばねとして機能する。

また、ハンドルが図２に示されるオン位置から図１に示されるオフ位置に操作されると、ハンドル７０及びリンク部材８０が図１に示される位置に戻る。この際、セパレータ６０及び可動接触子５０もコイルばね５２の付勢力によって図１に示される位置に戻る。これにより、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から離隔するため、電源側端子３１及び負荷側端子４１の間の電路が遮断された状態になる。

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、いわゆるトリップ動作を行う装置である。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に向かって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はラッチ片１００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において回動可能に支持されている。また、可動磁気片９２は、図示しないコイルばねから付与される付勢力により、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がラッチ片１００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。

ラッチ片１００は、略Ｌ字状に形成されている。ラッチ片１００の角部には、ハウジング２０に固定される回転軸１０２が設けられている。ラッチ片１００は、この回転軸１０２を中心として回転可能に支持されている。ラッチ片１００の一端部には、円柱状の係合部１０１が形成されている。ラッチ片１００の他端部は、トリップアーム１１０に接触している。

磁気式引き外し装置９０は、図２に示されるように回路遮断器１０がオン状態であるときに、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することにより過電流が発生した場合にトリップ動作を行う。

具体的には、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、オイルダッシュポット９３内に収容されている鉄心が時間の経過に伴って下方から上方に移動し、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。これにより、可動磁気片９２が角部９２２を中心に回動する。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可動磁気片９２が回動すると、可動磁気片９２の他辺９２１がラッチ片１００の係合部１０１を押圧する。これによりラッチ片１００が回転軸１０２を中心に矢印Ｃで示される方向に回動すると、ラッチ片１００が、回転軸７１を中心に、トリップアーム１１０から離間する方向に回動する。そのため、トリップアーム１１０がセパレータ６０の側壁部６５から離間して、セパレータ６０の側壁部６５とトリップアーム１１０との間に隙間が形成される。この隙間に第２連結ピン８３が移動することにより、リンク部材８０からセパレータ６０に付与されている力が解除され、コイルばね５２の付勢力によりセパレータ６０が上方に、すなわち押圧位置から保持位置に向かって変位する。これにより、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から離隔するため、ハンドル７０がオン位置に操作されている状況であっても、電源側端子３１及び負荷側端子４１の間の電路が遮断される。

以上説明した本実施形態の回路遮断器１０によれば、以下の（１）及び（２）に示される作用及び効果を得ることができる。
（１）セパレータ６０の一端面６２には、第２連結ピン８３の軸方向の移動を規制する規制壁６３０，６３１が形成されている。これにより、第２連結ピン８３の軸方向においてセパレータ６０に対するリンク部材８０の位置決めを行うことができる。また、このようなリンク部材８０の位置決め構造をセパレータ６０に形成することにより、リンク部材８０の位置決め構造をハウジング２０やフレーム１２０に形成する必要がなくなる。よって、ハウジング２０等の構造の複雑化を回避することができるため、結果的に回路遮断器１０の構造を簡素化することが可能となる。

（２）セパレータ６０の一端面６２には、第２連結ピン８３のＸ１方向への移動を規制する規制壁６３２が形成されている。トリップアーム１１０は、Ｘ１方向とは逆のＸ２方向への第２連結ピン８３の移動を規制している。トリップアーム１１０は、回路遮断器１０の電路に過電流が流れた際に、セパレータ６０の側壁部６５から離間する方向に変位することにより、第２連結ピン８３のＸ２方向への移動の規制を解除して、リンク部材８０からセパレータ６０に付与されている力を解除する。リンク部材８０からセパレータ６０に付与されている力が解除された際に、セパレータ６０が押圧位置から保持位置に変位することにより、可動接触子５０が固定接触子３０から離隔する。このような構成によれば、いわゆる回路遮断器１０のトリップ動作を容易に実現することができる。

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。
・図１に示されるセパレータ６０の一端面６２からの規制壁６３０～６３２の高さＨは、第２連結ピン８３の外径φよりも長くてもよい。

・リンク部材８０の形状は適宜変更可能である。例えば、リンク部材８０は、複数の連結板８１を有するものであってもよい。この場合、連結板８１の数に合わせて、ハンドル７０に形成されている切欠き７３の数、セパレータ６０に形成されている切欠き６６の数、及びトリップアーム１１０の切欠き１１１の数を適宜変更してもよい。

・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
２０：ハウジング
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
６２：一端面
７０：ハンドル
７１：回転軸
８０：リンク部材
８３：連結ピン
１００：ラッチ片
１１０：トリップアーム
６３０，６３１：第１規制壁
６３２：第２規制壁

Claims (2)

1. ハウジングの内部に収容された固定接触子及び可動接触子が接触及び離隔することにより電源側端子及び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から上方に突出しており、所定の水平方向に平行な回転軸を中心に揺動し、オン位置及びオフ位置に操作可能なハンドルと、
   内面に前記可動接触子が当接した状態で挿通されているとともに、前記ハンドルがオフ位置に操作されていると、前記可動接触子を上方へ付勢するコイルばねの付勢力により前記可動接触子が内面に当接した状態のまま保持位置に位置して、前記固定接触子から離隔した状態で前記可動接触子を保持する一方、前記ハンドルが前記オフ位置からオン位置に操作された際に、前記可動接触子が内面に当接した状態のまま下方へ移動して前記保持位置から押圧位置に変位し、前記可動接触子を押圧することにより前記固定接触子に接触させるセパレータと、
   前記ハンドルの操作力を前記セパレータに伝達することにより前記セパレータを前記保持位置及び前記押圧位置に変位させるリンク部材と、を備え、
   前記リンク部材の下端部には、前記ハンドルの前記回転軸に平行な方向に延びる連結ピンが形成され、
   前記連結ピンは、前記セパレータの上端面に接触して配置され、
   前記セパレータの上端面には、上方へ突出して前記連結ピンの端面に当接することにより前記連結ピンの軸方向への移動を規制する第１規制壁と、上方へ突出しているとともに前記連結ピンの軸方向に沿って延びていて、前記連結ピンの周面に当接することにより前記連結ピンの軸方向に直交する水平方向のうちの第１方向への移動を規制する第２規制壁とが形成されている
   回路遮断器。
2. 前記電路に過電流が流れた際に変位するラッチ片と、
   前記ラッチ片の変位に基づいて変位するトリップアームと、を更に備え、
   前記第１方向の逆の方向を第２方向とすると、
   前記トリップアームは、
   前記電路に過電流が流れていない場合、前記セパレータにおける前記第２方向の側壁部に近接して配置されることにより、前記連結ピンの前記第２方向への移動を規制するとともに、
   前記電路に過電流が流れた場合、前記ラッチ片の変位に基づいて前記セパレータから離間するように変位するとともに、当該変位によって前記連結ピンの前記第２方向への移動の規制を解除することにより、前記リンク部材から前記セパレータに付与されている力を解除し、
   前記リンク部材から前記セパレータに付与されている力が解除された際に、前記セパレータが前記押圧位置から前記保持位置に変位することにより、前記可動接触子が前記固定接触子から離隔する
   請求項１に記載の回路遮断器。

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