JPH03219523A - 漏電遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、零相変流器と、零相変流器の２次電流もし
くはその増幅された電流により、主接点を投入状態に保
持している開閉機構の掛合いを引き外すトリップコイル
装置と、主接点の遮断動作を機械的に表示する動作表示
器とを備えた漏電遮断器の構成に関する。

【従来の技術】

第１０図にこの種漏電遮断器の従来の構成例を示す。カ
バー１００とケース１０１　とにより画成された空間内
には、漏電遮断器の三相主回路導体３１Ｒ３１５、３１
Ｔが貫通する零相変流器３０と、零相変流器３０が検出
した零相電流すなわち漏電遮断器が配された三相回路の
地絡電流により零相変流器３０の２次側巻線に生じた電
流が入力されるとともにこの入力を増幅して出力する増
幅器１３と、増幅器１３の出力を入力として閉路状態に
ある可動接点１９の開閉機構１８の掛合い部を引き外す
引外し力を発生するメインコイル１４を備えた電磁石と
、この電磁石の鉄心１６方向に吸引されるアーマチュア
１５により矢印方向に回動させられる、三相回路の地絡
を伴わない過電流時にも引外し力を発生する過電流保護
用電磁石３２Ｒ、３２Ｓ　、　３２Ｔにより吸引される
三和共通のアーマチュア１７と、このアーマチュアと一
体的に回動する例外しレバー３３と、例外しレバー３３
により棒３４ａを介して軸３４ｂまわりに時計方向に回
動させられる第１の掛合いレバー３４と、この第１の掛
合いレバー３４の掛合い部３４ｃで掛は合わされる第２
の掛合いレバー３５と、この第２の掛合いレバー３５と
掛は合わされる第３の掛合いレバー３６と、この第２．
第３の掛合いレバーの掛合いが外れたときに可動接点１
９を開閉駆動する開閉機構１８とが主回路電流開閉のた
めの主要部制として収納される一方、前記メインコイル
１４と直列に接続されアーマチュア８を矢印方向に回動
させて表示片１０との掛合いを外し、表示片１０をカバ
ー１００の表面に飛び出させる表示コイル６と該アーマ
チュア８とを備えてなる加電圧釈放器２３と、可動接触
子４２と固定接触子４１とを備えたテスト回路ユニット
４０とがそれぞれ漏電遮断器に必須の装置として、また
、この構成例ではこのテスト回路ユニット４０と前記加
電圧釈放器２３とが一体となって収納されている。 第１１図及び第１２回に前記加電圧釈放器２３の構成拡
大図を表示片１０を備えた動作表示器およびテスト回路
ユニットとともに示す。増幅器１３（第１０図）からメ
インコイル１４と直列に接続された表示コイル６に励磁
電流が入力されると、アーマチュア８ば、ヨーク９に形
成された軸受は部により支承される軸９１を中心として
時計方向に回動し、先端の掛合い部が縦に長い表示片１
０から外れ、表示片は圧縮ばね１１により上方へ飛び出
す。表示コイルへの入力が断たれ、表示片１０を元に復
帰させると、ばね７の力によりアーマチュア８と表示片
１０とは再び図のように掛は金ねされる。なお、第１０
図において、漏電遮断器の試験時にテストボタン２２を
下方へ押すことにより弾性薄板からなる長方形の可動接
触子４２が変形して固定接触子４１に接触し、主回路導
体３１Ｒ，３１Ｓ、３１Ｔの異なる２相からそれぞれ引
き出されたリード線３（第１２図）の端部相互間が導通
し、漏電遮断器は引き外される。

【発明が解決しようとする課題】

このように構成される漏電遮断器では、第１３図に示す
ように、過電流保護用電磁石３２Ｒ，３２Ｓ、　３２Ｔ
のほかに、漏電遮断器を地絡電流が通過したときに開閉
機構１８（第１０図）を引き外すためのメインコイル１
４を備えた加電圧釈放器２１と、表示片１０と係合して
いるアーマチュア８と、このアーマチュア８を引き外す
ための表示コイル６とを備えた加電圧釈放器２３との２
種類の加電圧釈放器を備え、このためのスペースをケー
ス１０１　とカバー１００とからなる遮断器容器内に確
保する必要から、年々市場要求による遮断器の外径寸法
の縮小、コスト低減を達成することが困難になってきて
いるという問題があった。 この発明の目的は、前記２つの加電圧釈放器の機能を１
つの加電圧釈放器すなわちトリップコイル装置で実現す
るとともに、このトリップコイル装置が前記２つの加電
圧釈放器のうち所要スペースが大きい加電圧釈放器２１
よりも実質的に大きいスペースを必要とせず、これによ
り表示片の動作に必要な方の加電圧釈放器のスペースを
ほぼ完全に省略しうる漏電遮断器を得ることである。

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、この発明においては、零相
変流器と、零相変流器の２次電流もしくはその増幅され
た電流により、主接点を投入状態に保持している開閉機
構の掛合いを引き外すトリップコイル装置と、主接点の
遮断動作を機械的に表示する動作表示器とを備えた漏電
遮断器を、前記トリップコイル装置が、前記開閉機構の
掛合いを引き外すとともに動作表示器の表示片を表示位
置へ移動させるための例外しばねと、該例外しばねを蓄
勢状態に保持する永久磁石と前記零相変流器の２次電流
もしくはその増幅された電流を通過させて永久磁石の保
持力を弱めるトリップコイルとを備えた電磁石と、を備
えた構成とするものとする。

【作　用】

この発明は、開閉機構の掛合いを引き外すのに必要な力
と表示片の掛合いを引き外すのに必要な力との和に等し
い力を、従来の開閉機構例外し用加電圧釈放器の大きさ
と同等以下の大きざのトリ６ ツブコイル装置で得るための手段が、固定鉄心と可動鉄
心とによる電磁石構成において両者の吸引力が最大とな
る、両者の磁極面の密着位置を動作の出発点とする。永
久磁石を使用する電磁石により実現可能となることに着
目したものである。すなわら、従来の電磁石構成では、
掛合い部の引外し開始位置において固定、可動側鉄心の
磁極面ばまだ隔離しており、この状態で引外しに必要な
力を発生させるためには、密着状態において必要とする
よりもはるかに大きい起磁力を必要とする。 このため、開閉機構の引外しに必要な力と表示片の引外
しに必要な力との和を従来構成の電磁石で得るためには
、励磁コイルの大きさ、従って電磁石の大きさは従来の
２つの電磁石のいずれよりも大きくなる。しかし、永久
磁石を用いる電磁石のように、永久磁石が固定、可動側
鉄心の間に直列に挿入されて磁路が形成され、動作開始
位置で固定、可動側鉄心の磁極面が密着している構成の
電磁石では、永久磁石を除く磁路の磁気抵抗はほぼ零で
あり、永久磁石が出しうる磁束のほとんどすべてを高密
度で磁極面を通過させることができ、両磁極面の間に強
い吸引力を発生させることができる。従って、この吸引
力を、ばねを蓄勢状態に保持する力として利用し、一方
、永久磁石を磁化方向に厚さの薄い形状に形成して、地
絡電流発生時に、零相変流器の２次電流もしくはその増
幅された電流が通過するトリップコイルにより、永久磁
石から出て磁極面を通過している磁束と逆方向に磁束を
通過させて磁極面相互間の吸引力を弱めると、ばね力と
吸引力との差が掛合い部を開閉機構１表示片同時に引き
外すに必要な力以上となった時点で引外しが始まり、荷
重を受けている掛合い部の摩擦が静止摩擦から動摩擦に
移行し、以降比較的弱い力で引外しが可能になる。一方
、ばねは、引外しに必要な動作ストローク程度では、ば
ね力の減少が実質的に生じないように形成することば容
易に可能であるから、−旦例外しが開始されると十分な
余裕をもって引外し動作を継続することができ、また仮
に２つの掛合い部の引外し開始時点がずれても引外し不
能を生ずることばなく、動作信頼性の極めて高いトリッ
プコイル装置とすることができる。また、永久磁石は、
上述のように板状に形成されてその抗磁力は小さく、こ
のためトリップコイルに発生させるべき起磁力が小さく
てすみ、トリップコイルの大きざも従来の開閉機横引外
し用メインコイルと同等以下の大きさですむ。これによ
り、従来の表示片引外し用加電圧釈放器のスペース分は
ぼ完全に小ざい、従って零相変流器部のスペースを余分
に有しながら、過電流保護用電磁石と表示片引外し用加
電圧釈放器とが一体化されない配線用遮断器と同じ大き
さの漏電遮断器の形成が可能となる。

【実施例】

第１図ないし第６図に本発明の一実施例によるトリップ
コイル装置の構成を、第７図にトリップコイル装置を漏
電遮断器に組み込むための構成を、また、第８図および
第９図にそれぞれ第１図ないし第６図に示すトリップコ
イル装置が組み込まれた漏電遮断器の側面断面図と全体
構成図とを示す。 この構成では、トリップコイル装置は、零相変流器の２
次電流もしくはその増幅された電流が通過するトリップ
コイル５３ｈ（第１図）が組み込まれる電磁石５３と、
電磁石５３が取り付けられる合成樹脂製のベース５１に
形成されたスプリング掛け５１ａ（第３図）と合成樹脂
製のスライダ５２（第３図）に形成されたスプリング掛
け５２ａとの間に張架される引外しばね５６（第１図、
第２図）と、ベース５１（第１図、第２図）に組み込ま
れ常時上向きのばね力を受けている表示片６０と、表示
片６０を常時掛合い状態に保持するとともに電磁石５３
の動作時に矢印Ｐの方向に移動するプランジャ５３Ｃ（
第５図）により時計方向に回動させられて表示片６０と
の掛合いを引き外されるアクチュエータ５８とを備えて
なっている。 ここで、第５図及び第６図により電磁石５３の構成を説
明する。なお、第５図（Ａ）は正面図、同図（Ｂ）は縦
断面図、また第６図は分解斜視図、またある。 まず、第６図において、５３ａはコの字に形成された継
鉄、５３ｂばその内側に固着された固定鉄心、０ ５３ｃは固定鉄心５３ｂに対向するプランジャ、５３ｃ
ｌば継鉄５３ａ及び固定鉄心５３ｂをゆるく貫通し、プ
ランジャ５３ｃに植え込みにより固着された押し棒、５
３ｅば押し棒５３ｄに嵌め込まれ、その頭部のっぽと継
鉄５３ａとの間で圧縮作用を受ける復帰スプリング、５
３ｆはプランジャ５３ｃおよび固定鉄心５３ｂに被さる
非磁性材からなるシリンダ、５３ｇは両端に図示形状の
っぽを有する樹脂成形品のコイルボビン、５３ｈはコイ
ルボビン５３ｇに巻線されたトリップコイル、５３ｉ　
はそれぞれ図の上下面を磁極とする＝対の永久磁石、５
３ｊ　は永久磁石５３ｉの磁束）を分岐させるための複
数枚の磁性板、５３には非磁性からなる複数枚のスペー
サ、５３１ば継鉄５３ａの両脚を橋絡する継鉄片である
。 これらの各部は第５図の状態に組立られるが、その際、
継鉄５３ａの両脚はコイルボビン５３ｇのっぽの図の上
下面の溝に挿入され、また永久磁石５３１１磁性板５３
ｊ、スペーサ５３におよび継鉄片５３１はコイルボビン
５３ｇの図の左側のっぽの左右の壁の間に納められる。 継鉄片５３１　と継鉄５３ａ　との結合は、継鉄片５３
１の図の上下端の各一対の爪が継鉄５３ａの両脚先端の
溝に嵌め込まれ、左右に押し広げられることにより行わ
れる。 第５図の組立状態において、プランジャ５３ｃは押し棒
５３ｄを介して働く復帰スプリング５３ｅのばね力によ
り固定鉄心５３ｂに押し付けられ、同時に永久磁石５３
ｉ　の磁束により固定鉄心５３ｂに吸着されている。こ
こで、永久磁石５３ｉによる磁束は大部分が実線矢印で
示すように、継鉄５３ａ→固定鉄心５３ｂ→プランジャ
５３ｃｍ＋磁性板５３ｊ→永久磁石５３ｉの磁路を通る
が、一部分が分岐して破線矢印で示すように、継鉄５３
ａ→継鉄片５３１→プランジャ５３ｃ＋磁性板５３ｊ→
永久磁石５３ｉ　の磁路を通る。 磁束の分岐割合はスペーサ５３にの枚数の増減によって
調整され、またそれによって固定鉄心５３ｂとプランジ
ャ５３ｃとの間の吸引力が加減される。このような電磁
石によれば、トリップコイル５１ｈは永久磁石５１ｉの
磁束を打ち消してプランジャ５１ｆを固定鉄心５１ｂに
よる吸着から解放させるだけの磁束を発生すればよいの
で小容量のものでよい。 次に、第７図によりトリップコイル装置５０を漏電遮断
器に装着する構成について説明する。第１図ないし第３
図では図の向きの関係から明瞭には示せないが、第７図
に示すように、トリップコイル装置５０におけるベース
５１の下部には、一方の側面に沿って取付板５１ｅが、
また底面から下方に突出するように取付脚５１ｆが一体
に形成されている。 これに対して、漏電遮断器のケース１０３側にはやはり
第７図に示すように、側壁に取付板５１ｅに対応する嵌
合溝１０３ａが、また中央極と布種とを仕切る隔壁に取
付脚５１ｆに対応する嵌合溝１０３ｂがそれぞれ形成さ
れている。そこで、ケース１０３の上方から、嵌合溝１
０３ａおよび１０３ｂに取付板５１ｅおよび５１ｆをそ
れぞれ挿入し、さらにその上からカバー１０２を被せて
取付脚５１ｅをケース１０３に押さえ付けれぼれば、ト
リップコイル装置５０はしっかりと固定される。 この状態でプランジャ５３ｃと固定鉄心５３ｂとの間に
発生している吸引ツノにより、引外しばね５６（第１図
）の引張り力に抗して常時第１図の位置に保持されるス
ライダ５２は、左右の棒状案内部５２ｂ、５２ｃ（第３
図）を合成樹脂成形になるベース５１に一体に埋め込ま
れたピン５１ｂ、５１ｃまわりに回転する金属製の案内
リング５５（第１図）によって左右方向に案内される。 いま、零相変流器の２次電流もしくはその増幅された電
流がトリップコイル５３ｈに流れ、このトリップコイル
５３ｈにより作られる。プランジャ５３ｃと固定鉄心５
３ｂとの接触面を永久磁石５３ｉによる磁束と逆方向に
通過する磁束によりプランジャ５３ｃと固定鉄心５３ｂ
との吸引力を弱めると、プランジャ５３ｃは引外しばね
５６（第１図）の引張り力によりスライダ５２を介して
矢印Ｐの方向に押し出され、このときのスライダ５２の
移動により、まずトリップクロスパー６１がスライダ５
２の凸部により押されて反時計方向に回動し、図示され
ない開閉機構の掛合いを引き外す。同時にプランジャ５
３Ｃば機械的動作表示器を構成するアクチュエータ５８
を左方へ押し、掛合い部５８ａと表示片６０の掛合い棒
６０ａとの掛合いを引き外す。これにより、遮３ ４ 断器は遮断動作を行い、かつ表示片６０がばね力により
上方へ飛び出して遮断器の遮断動作を表示する。遮断動
作後、投入状態への復帰は、第９図に示す３極構成の漏
電遮断器における中央極に設けられたレバー４６を回動
操作して、トリップコイル装置５０におけるスライダの
リセット部５２ｄを矢印Ｑ（第１図）の方向に戻すこと
により、押し棒５３ｄ　（第５図）が復帰スプリング５
３ｅによってプランジャ５３ｃを固定鉄心５３ｂとの吸
着位置まで移動させてトリップコイル装置５０をリセッ
トさせ、次にレバー４６を元の位置に戻す、可動接触子
２６の投入操作を行い、かつ表示片６０を押し戻してア
クチュエータ５８と掛は合わせることにより完了する。 なお、第４図に示すリングカバー５７はリング５５（第
１図）が紙面の手前側へ抜は出すのを防止するためのも
のであり、爪５１ｄ（第２図）を利用してベース５１に
取り付けられる。 なお、以上の実施例では、表示片６０はアクチュエータ
５８との掛合いを引き外されたことによりばね力で飛び
出す構成としているが、スライダ５２自体を表示片とし
て利用する構成も勿論可能である。

【発明の効果】

以上に述べたように、本発明によれば、固定鉄心と可動
鉄心とを備えた電磁石構成において、両鉄心の磁極面に
作用する吸引力は両磁極面が密着した状態のとき最大と
なること、従って両磁極面の密着状態を動作の出発点と
することにより、小形の電磁石により遮断器の開閉機構
の掛合いと機械的表示装置の表示片の掛合いとをそれぞ
れ引外すのに必要な力の和に等しい力を得ることが容易
に可能になる点に着目し、この吸引力をばねを蓄勢状態
に保持する力として利用し、このばねにより開閉機構の
掛合いと表示片の掛合いとを同時に引き外す構成とする
とともに、密着状態にある両磁極面の吸引力を弱める手
段として零相変流器の２次電流もしくはその増幅された
電流が通過するトリップコイルを用いることとしたため
、従来の表示片引外しのための電磁石は省略が可能とな
り、この電磁石が占めたスペース分漏電遮断器を小形化
することが可能となり、零相変流器のスペースを余分に
有しながら、過電流保護用電磁石と表示片引外し用加電
圧釈放器とが一体化されない配線用遮断器と同一外径寸
法にまで縮小することが可能になった。これにより、こ
の小形化に関連する各種部材５例えばケース（１００）
、カバー（１０１）などの小形化が可能となり、遮断器
のコスト低減が併せて可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるトリップコイル装置の
構成を示す側面図、第２図はその平面図、第３図は第１
図及び第２図に示す構成の主要部分解斜視図、第４図は
第１図に示すスライダの左右方向移動を案内する案内リ
ングの抜は止めのためのリングカバーの斜視図、第５図
（Ａ）は第１図における電磁石の拡大正面図、第５図（
Ｂ）はその給断面図、第６図は同じく電磁石の分解斜視
図、第７図は第１図のトリップコイル装置を漏電遮断器
に組み込むための構成を示す斜視図、第８図は第１図に
示すトリップコイル装置を組み込んだ漏電遮断器内部の
側面図、第９図は第１図に示すトリップコイル装置を組
み込んだ漏電遮断器の内部を示す平面図、第１０図は従
来の漏電遮断器の構成を示す側面図、第１１図および第
１２図は従来の機械的表示装置における表示片の掛合い
を引き外す加電圧釈放器の構成を漏電遮断器のテスト回
路ユニットとともに示すそれぞれ上面図と側面図、第１
３図は従来の加電圧釈放器の数と配置とを示す説明図で
ある。 １０．６０：表示片、３０：零相変流器、５０ニトリツ
ブコイル装置、５３：電磁石、５３１：永久磁石、５３
ｈ：Ｉ□グリップイル、５６：　引外しばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）零相変流器と、零相変流器の２次電流もしくはその
   増幅された電流により、主接点を投入状態に保持してい
   る開閉機構の掛合いを引き外すトリップコイル装置と、
   主接点の遮断動作を機械的に表示する動作表示器とを備
   えた漏電遮断器において、前記トリップコイル装置が、
   前記開閉機構の掛合いを引き外すとともに動作表示器の
   表示片を表示位置へ移動させるための引外しばねと、該
   引外しばねを蓄勢状態に保持する永久磁石と前記零相変
   流器の２次電流もしくはその増幅された電流を通過させ
   て永久磁石の保持力を弱めるトリップコイルとを備えた
   電磁石と、を備えてなることを特徴とする漏電遮断器。