JPH09219137A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】安定かつ確実な遮断特性を得られるとともに、
組立が容易で部品数も減少できてその分安価な回路遮断
器を提供することを目的とする。 【解決手段】アーマチュア３４は、基部をフレーム２９
に回動自在に支持されるとともに、先端部に立上がり片
３６を有している。そして、引張りばね３８の一端部を
フレームの先端部に係止し、他端部をアーマチュアの立
上がり片に係止して、アーマチュアから離間して張架し
ている。制御機構１１におけるラッチ体２２の一端部
は、アーマチュアの先端部に対向している。従来技術よ
り引張りばねの長さを長くできてばね定数を小さくで
き、正常時にはアーマチュアを所要の引張り力で引張る
とともに、異常時には比較的小さな力でアーマチュアを
磁極に吸引して制御機構に作用させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電磁装置の作動
により制御機構をトリップさせて回路開閉機構を開放す
る回路遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種装置は、操作体の操作により回路
開閉機構を閉成状態に維持する制御機構を、電磁装置が
作動することによりトリップさせるようにしている。電
磁装置は、異常時たとえば過電流通流時に生じる磁気力
によりアーマチュアを吸引し、このアーマチュアが移動
することによって、制御機構に作用して制御機構をトリ
ップさせる。このような装置は、負荷の保護、電気事故
防止等のため、異常時には確実に回路開閉機構を開放し
て、回路を遮断することが要求される。すなわち、異常
時には、まず、電磁装置のアーマチュアが確実に移動し
て制御機構に作用する必要がある。また、この種装置
は、比較的小さなケースに組込まれることが多いため、
組立性が容易なことが望まれる。

【０００３】従来、電磁装置の構造に関する技術とし
て、特開昭４８−２８９７２号公報に示されるもの（従
来技術１）がある。

【０００４】図４は従来技術１の断面側面図、図５は同
じく一部拡大斜視図である。このものは、ケース内に設
けられた電磁装置４１における磁芯の磁極４２に対向し
てアーマチュア４３を設けている。このアーマチュア４
３は枢着軸４４を介して電磁装置４１のフレーム４５に
回動自在に支持されている。また、アーマチュア４３
は、枢着軸４４に装着されたトーションバー４６によっ
て、磁極４２から離間するようなばね力を付勢されてい
る。前記トーションバー４６は、一端をアーマチュア４
３に係止し、他端をフレーム４５に係止されるものであ
る。４７、４７は回路開閉機構であり、一方は電源端子
に接続され、他方は電磁装置４１を介して負荷端子に接
続されている。４８は制御機構で、操作体４９の操作に
より前記回路開閉機構４７を閉成状態とし、前記電磁装
置４１が異常時に作動するとトリップして回路開閉機構
４７を開放する。すなわち、制御機構４８は電磁装置４
１のアーマチュア４３に対向するラッチ体５０を有し、
アーマチュア４３が吸引されたときラッチ体５０が押さ
れることによりトリップする。

【０００５】また、他の従来技術として、特開昭５１−
１０６０６８号公報に示されるもの（従来技術２）があ
る。

【０００６】図６は従来技術２の一部の斜視図である。
このものも、電磁装置６１における磁芯の磁極６２に対
向してアーマチュア６３を設け、このアーマチュア６３
を電磁装置６１のフレーム６４に回動自在に支持してい
る。そして、アーマチュア６３の中間部およびフレーム
６４の間に設けた引張りばね６５によって、アーマチュ
ア６３が磁極６２から離間するようにしている。６６は
制御機構（図示省略）のラッチ体で、アーマチュア６３
に対向している。制御機構は回路開閉機構（図示省略）
を開閉制御する。

【０００７】これら従来技術１、２は、ともに、アーマ
チュアの比較的先端部で制御機構のラッチ体を押圧する
ようにしているため、アーマチュアの回動支持部から押
圧部までの長さを長くでき、所要の押圧力を得やすい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術１は、アーマチュア４３の付勢用としてトーションバ
ー４６を用いているためつぎのような問題があった。

【０００９】（１）組立に際しては、枢着軸４４をトー
ションバー４６に挿通しながらフレーム４５に通し、か
つ、トーションバー４６の一端をアーマチュア４３の一
側に係止し、他端をフレーム４５に係止しなければなら
ない。しかしながら、これらの作業は小さな部品に対し
て、かつ、狭いスペース内で、しかも、トーションバー
４６のばね力に抗しながら行わなければならない。この
ため、作業性が極めて悪く、生産性が悪くなることか
ら、その分高価になることを免れない。

【００１０】（２）トーションバー４６を用いる関係上
枢着軸４４が必要で、その分部品数が増え、この点から
も高価になってしまう。

【００１１】（３）前記のようにトーションバー４６の
一端部をアーマチュア４３の一側に係止し、他端部をフ
レーム４５の一側に係止するため、アーマチュア４３に
は枢着軸４４の軸心に対して傾く向きの力が加わる。こ
の結果、電磁装置４１の吸引時に吸引力をロスしたり、
アーマチュア４３の回動の円滑さが損なわれたりして、
動作の安定性が損なわれる原因になる。

【００１２】従来技術２は、引張りばね６５の一端をア
ーマチュア６３の磁極６２との対向面より回動支持部側
に係止するようにしているため、つぎのような問題があ
った。

【００１３】（１）引張りばね６５は、フレーム６４
と、アーマチュア６３の中間部との狭い間に張架される
から、その長さが短いものになる。引張りばね６５は、
同一素材、同一巻線径の場合、その長さが短ければ短い
ほど、ばね定数が大きくなる。したがって、従来技術２
は、正常時にはアーマチュア６３を磁極６２から所要の
引張り力で離間させ、かつ、異常時には電磁装置６１の
吸引力によりアーマチュア６３でラッチ体６６を押圧さ
せるという両者を満足することが非常に困難になる。す
なわち、この種装置は、正常時には振動等により不所望
にラッチ体６６を押圧しないようにある程度の引張り力
でアーマチュア６３を磁極６２から離間させている必要
がある。また、異常時には、引張りばね６５のばね力に
抗しながら電磁装置６１の吸引力により、アーマチュア
６３を確実にラッチ体６６に作用させる必要がある。し
たがって、ばね定数を小さくする方が上記正常時と異常
時とにおけるそれぞれの要求を満たすのに有利である。

【００１４】これに対し、従来技術２のように長さが短
く、ばね定数が大きい引張りばね６５では、正常時に所
定の力でアーマチュア６３を引張るようにすると、異常
時には相当大きな吸引力を作用させる必要がある。しか
し、電磁装置の吸引力を大きく設計することは困難であ
る。すなわち、回路遮断器は、異常（たとえば過電流）
のレベルに応じて異常発生時から回路開閉動作までの間
に所定の遅延時間を持たせている。異常（たとえば過電
流）のレベルが大きいほど、短い遅延時間で回路を開放
するようになっている。したがって、電磁装置６１の吸
引力を単に大きめに設計すると、たとえばモーター等の
始動時に流れる短期間の大電流で、所定の遅延時間に達
する以前に作動してしまうという別の問題が生じる。

【００１５】一方、異常時に比較的小さい力で吸引でき
るようにするためには、正常時の引張り力を小さくして
おく必要がある。しかし、この場合には、上述したよう
に、振動等によりラッチ体を不所望に押圧して誤動作す
ることになる。

【００１６】したがって、正常時の引張り力を適度に設
定することになるが、この場合には、電磁装置６１のア
ーマチュア６３を吸引する吸引力が設計値よりわずかで
も不足したり、引張りばね６５の長さが設計値よりわず
かに不足したりすると、引張りばね６５を必要量伸ばす
ことができなくなる。このため、異常時に電磁装置６１
の吸引力でアーチュア６３をラッチ体６６を押圧するま
で確実に回動させることが困難になって、確実な回路開
閉動作を得られなくなる。あるいは、電磁装置６１の吸
引力、引張りばね６５の寸法を厳格に管理する必要があ
り、その分装置が高価になる。

【００１７】（２）引張りばね６５の一端をアーマチュ
ア６３の中間部に設けるため、引張りばね６５の一端部
がアーマチュア６３の表面に擦れる。したがって、この
ことからも引張り力に対する変位量の一定化を図ること
が困難になったり、吸引力をロスすることになったりし
て動作の安定性が損なわれる。

【００１８】本発明は、安定かつ確実な遮断特性を得ら
れるとともに、組立が容易で部品数も減少できてその分
安価な回路遮断器を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、回路開閉機構
と；操作体と；操作体の操作により回路開閉機構を閉成
状態に維持し、後出の電磁装置が作動した際にトリップ
されて回路開閉機構を開放する制御機構と；一端に磁極
を有する磁芯、磁芯に磁束を作用させる巻線、磁芯に磁
気的に結合したフレーム、先端に立上り片を有し基端部
がフレームに回動自在に枢着されて磁極に対向するよう
に配設されたアーマチュア、およびフレームとアーマチ
ュアの立上り片との間にアーマチュアから離間して張架
されてアーマチュアを磁極から離間するようにばね力を
作用させる引張りばねを有し、アーマチュアが磁極に吸
引されて回動することによりアーマチュアが制御機構に
作用して制御機構をトリップさせる電磁装置と；を具備
していることを特徴とする。

【００２０】本発明において制御機構は、常時は回路開
閉機構を閉成状態に維持可能であり、異常時に電磁装置
が作動したときにはトリップして回路開閉機構を開放し
得るものであればよい。このような制御機構としては、
周知のものを使用可能であり、また、当業者であれば適
宜構成し得るものである。

【００２１】また、引張りばねを係止する手段として
は、周知の手段を用い得るもので、たとえばフレームお
よびアーマチュアの立上がり片それぞれに小孔を形成
し、この小孔に係止することができる。

【００２２】本発明による回路遮断器は、異常時たとえ
ば過電流が流れたようなときには電磁装置の吸引力によ
りアーマチュアが磁極に吸引される。これによりアーマ
チュアが回動して、制御機構に作用する。したがって、
制御機構はトリップし、回路開閉機構を開放して回路を
遮断する。

【００２３】引張りばねは、フレームの立上がり片およ
びアーマチュアの先端部の間に張架されることにより、
その長さは従来技術２のものより長く形成される。した
がって、引張りばねのばね定数は小さくなる。このた
め、正常時にアーマチュアを所要の引張り力で磁極から
離間させ、かつ、異常時には電磁装置の吸引力によりア
ーマチュアを制御機構に作用させるという両者を満足す
ることが容易になる。すなわち、正常時には振動等で誤
動作することがなく、異常時には比較的小さな吸引力で
も確実に制御機構に作用するようになる。これにより、
電磁装置、引張りばねに部品ばらつきがあっても、この
ばらつきを吸収して異常時にアーマチュアを電磁装置の
吸引力により所要量吸引可能になる。このため、アーマ
チュアの作動ひいては制御機構の作動を安定化させる。

【００２４】また、引張りばねはアーマチュアの表面に
擦れることがなく、吸引力をロスさせたり、ばね力を不
安定にすることがない。

【００２５】組立に際しては、その順序は問わないが、
所要部品を組立てるとともに、アーマチュアをフレーム
に支持させ、フレームとアーマチュアの立上がり片との
間に引張りばねをその各端部を係止することによって張
架する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を説明
する。

【００２７】図１は本発明の一実施形態の断面側面図、
図２は同じく要部の拡大分解斜視図、図３は同じく要部
の拡大断面図である。１はケースで、一面が開口したベ
ース２とこのベース２の開口を覆うカバー３とからな
る。このケース１には電源端子４、負荷端子５がそれぞ
れ設けられている。

【００２８】６は前記電源端子４および固定端子５の間
を電気的に開閉可能な回路開閉機構である。回路開閉機
構６は、電源端子４と導電状態に配設された固定接点
７、コンタクトアーム８およびこのコンタクトアーム８
に固定されて固定設点７に対向する可動接点９を有して
いる。コンタクトアーム８は、軸１０に回動自在に支持
されている。

【００２９】１１は操作体たとえば操作ハンドルで、軸
１２に回動可能に支持され、操作されることにより前記
回路開閉機構６を閉成する。１３は制御機構であり、前
記操作体１１の操作により閉成された回路開閉機構６の
状態を維持するとともに、後述する電磁装置の作動によ
りトリップして回路開閉機構６を開放する。以下、本実
施形態の制御機構１３について詳細に説明する。前記操
作体１１の先端には第１のリンク体１４が回動自在に連
結されており、この第１のリンク体１４に押圧される開
閉体１５が設けられている。この開閉体１５には前記コ
ンタクトアーム８を通す開口１６を有するとともに、傾
斜された上面が第１のリンク体１４の下端に当接されて
いる。また、前記コンタクトアーム８とベース２との間
には、回路開閉機構６を開放する向きに弾性力を付与す
る圧縮コイルばね１７が設けられている。このように弾
性力を付与する手段としては、周知のようにコンタクト
アーム８自体の弾性力を利用するようにしてもよい。さ
らに、軸１８を支軸として回動する第２のリンク体１
９、この第２のリンク体１９を時計方向へ付勢するばね
２０が設けられている。第２のリンク体１９の回動遊端
には、ピン２１が立設されている。一方、ラッチ体２２
が軸２３に回動自在に軸支されており、ラッチ体２２の
一端部には前記ピン２１に係合する係合部２４が形成さ
れている。したがって、ラッチ体２２は、軸２３を中心
に回動して、係合部２４がピン２１に係合したり、係合
を解かれたりするようになっている。

【００３０】２５は電磁装置である。本実施形態の電磁
装置２５について、以下詳細に説明する。２６は磁芯
で、一端に磁極２７を有する。２８は前記コンタクトア
ーム８、負荷端子５を通して流れる電流を通流する巻線
で、前記磁芯２６に磁束を作用させる。２９は前記磁芯
２６と磁気的に結合して、磁路の一部を形成するフレー
ムである。フレーム２９の先端部には細長の開口３０
と、開口３０の開口縁の一部に位置した段状の支え部３
１と、開口３０から切り起こされて傾斜しエッジ部３２
ａを有するする屈曲片３２と、小孔３３とが形成されて
いる。３４はアーマチュアで、一端にはフレーム２９に
当接するストッパ３５が形成され、他端には立上がり片
３６を有している。この立上がり片３６はたとえばコの
字形に形成されている。さらに、この立上がり片３６に
小孔３７が形成されている。３８は引張りばねで、フレ
ーム２９の小孔３３とアーマチュア３４の立上がり片３
６の小孔３７とに係止されている。

【００３１】ケース１内には、電磁石１３が立設されて
おり、この電磁石１３の鉄心１４の軸心に沿って前記フ
レーム１２が設けられている。本実施形態におけるフレ
ーム１２は、負荷端子５に接続されて電源電磁石１３の
継鉄を兼ね、前記軸１０が取付けられている。このよう
な構造により、コンタクトアーム８ひいては可動端子９
と負荷端子５とを電気的に接続している。

【００３２】つぎに、本実施形態の作用を説明する。図
１の状態は回路開閉機構６が閉成している状態である。
この状態で異常時たとえば過電流が流れた場合には、電
磁装置２５の吸引作用によりアーマチュア３４が磁極２
７に吸引される。これにより、アーマチュア３４の先端
部がラッチ体２２を押圧して、ラッチ体２２を支軸２３
を中心に反時計方向へ回動させる。したがって、ラッチ
体２２の係合部２４が第２のリンク体１９のピン２１と
の係合を解かれる。これにより、第２のリンク体１９の
反時計方向への回動が可能になり、弾性体１７の弾性力
によって開閉体１５がその上面により第１のリンク体１
４の下部を第２のリンク体１９側に寄せながら押し上げ
る。また、第１のリンク体１４の回動により操作体１１
が反時計方向へ回動する。同時に、コンタクトアーム８
の上方への回動動作が許容され、回路開閉機構６は開放
される。

【００３３】このように、電磁装置２５の検出動作によ
り制御機構１３がトリップされて回路遮断がなされた直
後には、アーマチュア３４が引張りばね３８の付勢力に
より磁極２７から離間し、ラッチ体２２はアーマチュア
３４に押されて時計方向に復帰する。したがって、操作
体１１を時計方向へ倒すことにより、第１のリンク体１
４は垂直に姿勢を修正しながら下降する。この下降によ
り開閉体１５を押圧し、コンタクトアーム８が開閉体１
５に押し下げられ回路開閉機構６を閉成する。このと
き、第２のリンク体１９はばね２０の付勢力により軸２
９を中心に時計方向へ復帰し、回動遊端のピン２１とラ
ッチ体２２の係合部２４とが弾発的に係合する。

【００３４】組立に際しては、磁芯２６等を保持したフ
レーム２９と制御機構１３とをベース２に組立てる。カ
バー３をベース２に固定する前の状態で、フレーム２９
の開口３０にアーマチュア３４を挿入し、立上がり片３
６の小孔３７とフレーム２９の小孔３３とに引張りばね
３８を張設する。このとき、引張りばね３８はアーマチ
ュア３４に沿うため、ベース２の広い開口側において取
付作業を行うことができる。また、開口３０にアーマチ
ュア３４を挿入する過程で立上がり片３６によりラッチ
体２２の一端部を挟むため、アーマチュア３４とラッチ
体２２との連結も簡単に行なえる。さらに、引張りばね
３８の付勢力によりアーマチュア３４がストッパ３５を
もってフレーム２９に当接するとともに、屈曲片３２の
エッジ部３２ａに支えられて安定する。

【００３５】また、支え部３１のエッジ部３１ａとこの
真上に位置する屈曲片３２のエッジ部３２ａとは、線接
触状態でアーマチュア３４を支える。このため、エッジ
部３１ａ、３２ａの間隔を小さくしてアーマチュア３４
の無駄な動きを規制するとともに、アーマチュア３４を
円滑に回動させることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明は、アーマチュア
を磁極と離反する方向に付勢するばねとして引張りばね
を用い、この引張りばねをフレームおよびアーマチュア
の立上がり片の間にアーマチュアの表面から離間して張
設したから、つぎの効果を奏する。

【００３７】（１）従来技術１のようにアーマチュアに
吸引力をロスさせるような傾き力を与えることがない。

【００３８】（２）従来技術２より引張りばねの長さを
長くできるから、ばね定数を小さくでき、正常時にはア
ーマチュアを所要の引張り力で引張るとともに、異常時
には比較的小さな力でアーマチュアを磁極に吸引して制
御機構に作用させることができる。したがって、誤動作
することがなく、かつ、異常時には確実な回路開閉動作
を得られる。

【００３９】（３）引張りばねがアーマチュアの表面に
擦れることがなく、吸引力をロスさせたり、ばね力を不
安定にしたりして動作を不安定化させることがない。

【００４０】（４）引張りばねの組立に際しては、引張
りばねをフレームとアーマチュアの立上がり片とに係止
するだけでよいから、作業性がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す断面側面図

【図２】同じく要部の拡大斜視図

【図３】同じく要部の拡大断面図

【図４】従来技術１を示す断面側面図

【図５】同じく要部の拡大斜視図

【図６】従来技術２の要部を示す斜視図

【符号の説明】

６…回路開閉機構 １１…操作体 １３…制御機構 ２５…電磁装置 ３４…アーマチュア ３８…引張りばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回路開閉機構と；操作体と；操作体の操作
   により回路開閉機構を閉成状態に維持し、後出の電磁装
   置が作動した際にトリップされて回路開閉機構を開放す
   る制御機構と；一端に磁極を有する磁芯、磁芯に磁束を
   作用させる巻線、磁芯に磁気的に結合したフレーム、先
   端に立上り片を有し基端部がフレームに回動自在に枢着
   されて磁極に対向するように配設されたアーマチュア、
   およびフレームとアーマチュアの立上り片との間にアー
   マチュアから離間して張架されてアーマチュアを磁極か
   ら離間するようにばね力を作用させる引張りばねを有
   し、アーマチュアが磁極に吸引されて回動することによ
   りアーマチュアが制御機構に作用して制御機構をトリッ
   プさせる電磁装置と；を具備していることを特徴とする
   回路遮断器。