JPS62110227A - 回路遮断器 - 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】 本発明は回路遮断器、特に接点アームを接点閉成位置に
保持するばね偏倚拘束手段に関わる。

回路遮断器は低電圧配電系における回路保護手段として
利用されている。即ち、過負荷状態、高低レベルの短絡
または故障電流状態のような過電流状態から電気回路ま
たはシステムを保護する。

比較的小型の回路遮断器において過電流状態を効果的に
遮断するための要点は、問題の状態が発生するやいなや
、遮断器の接点アームをできるだけ迅速に「ラッチ解除
」し、開放することにある。

接点アームのラッチ解除に抵抗する力を「ブローオーブ
ン」力　（“ｂｌｏＷ　ｏｐｅｎ”ｆｏｒｃｅ）と呼び
、確実な動作に必要な一定の接触圧を提供する一方、こ
の「ブローオーブン」力を極めて低く維持する手段を提
供することが本発明の主要目的である。

この目的を達成すべく、本発明は１対の協働接点と、長
手軸を中心に枢動自在に支持されたクロスバ−を含む操
作手段と、接点の１つを一端付近に装着され、接点開放
位置と接点閉成位置の間をクロスバ−と一緒に移動でき
るように他端付近をクロスバ−に支持され、ただし、ク
ロスバ−とは独立に接点開放位置から接点開放位置へ穆
勤できるようにクロスバ−で枢動自在に支持され、接点
閉成位置にあって電流を通している状態において、電流
の大きさに比例して変化し、接点開放位置にむかって駆
動しようとする電気力学的力の作用を受ける運動自在な
接点アームと、常態ではクロスバ−と一体的に移動する
ように接点アームを強制し、電気力学的力が所定レベル
よりも大きくなると電気力学的力の作用下に接点アーム
がクロスバ−とは独立に接点開放位置へ移動することを
可能にするようにクロスバ−で支持された拘束手段とか
ら成り、接点アームが他端に近い端縁部に形成した第１
ラッチ面を有し、拘束手段が、接点アームと協働し、電
気力学的な力が所定レベル以下ならこの電気力学的力よ
りも犬きく、所定レベル以上ならこの電気力学的力によ
って克服されるような力で接点アームを電気力学的力に
抗する方向へ付勢するようにばね偏倚された圧力板から
成り、常態で第１ラッチ面とオーバラップし、これと面
衝合するほぼ平坦な部分を含む第２ラッチ面を有するこ
とを特徴とする回路遮断器を提供する。

拘束手段は圧力板をばね偏倚させる圧縮ばねを含み、こ
のばねはその作用線がラッチ・オーバラップ及び面衝合
域と整列し、かつほぼ直交するように配置する。また、
圧力板はそのラッチ面のオーバラップ部分と隣接するラ
ンプまたはカム面を具備する。接点アームが接点開放位
置へ独自に移動すると、ランプが接点アームのカム面と
協働して接点アームを、クロスバ−が接点アームの移動
に従動するまで接点開放位置に保持し、クロスバ−が接
点アームに従動すると、接点アームのカム面がランプか
ら離脱し、第１及び第２ラッチ面が再び互いに係合する
。

以下の説明から明らかなように、本発明の接点アームの
ラッチまたは拘束手段は高い故障電流または短絡電流状
態が発生した際に接点アームが極めて迅速に開放できる
ように、ブローオープン力と接触圧との比率を小さくし
、使用中に望ましくない変化が起こらないように接触圧
を一定にする。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図に示す回路遮断器１０はカバー１４を含む絶縁筺
体１２、回路遮断機構１６、及び固定接点１８及び可動
接点２０を含む開離可能接点から成る。回路遮断器はＪ
Ｉｉ極構成でも多極構成でもよく、多極遮断器ならば、
その筐体が、公知のように、その内部を極ユニット・コ
ンパートメントに分割する絶縁障壁を含む。

例えば３極回路遮断器のような多極回路遮断器では、回
路遮断機構１６は中央極ユニットに配置される単一のラ
ッチ装置である。ただし、各極ユニットはラッチレバー
２６を解放するように引きはずしバー２４を回転させる
ための別々の引きはずし装置２２を含む。

遮断器の各極ユニットでは、導体２８及び接点アーム３
０に開離可能な接点１８．２０をそれぞれ設けてあり、
接点１８．２０が開離する際に発生するアーク３４を消
すための消弧装置３２を設けである。導体２８は先端３
６を起点としている。接点アーム３０はピボット３８に
おいてクロスパー４２の幅広部分４０に枢着され、幅広
部分４０の開口部４４内に接点アームの尾部または端部
が配置されている。接点１８．２０が閉じると（第２図
）、回路遮断器の各極ユニットにおいて、線端３６から
導体２８、接点１８．２０、接点アーム３０、可撓導体
または分路５０、パイメタタルストリップ５２、及び導
体５４を通って負荷端５６に至る回路が形成される。

遮断機構１６は米国特許第４，５０３，４０８号に詳細
に記載されている回路遮断器のものと同様であるから、
ここでは要約して説明することにとどめある。機構１６
は３極回路遮断器の中央極ユニットに配置され、筺体１
２の底に固定した、例えばプレート５８のような１対の
互いに間隔を保つ非可撓プレートに挟持されている。倒
立Ｕ字形の操作レバー６０を、その脚端をプレート５８
に形成したＵ字形切り込み６２で枢動自在に支持するこ
とにより、プレート５８で枢動自在に支持する。

Ｕ字形操作レバー６０のブリッ部分に、筐体のカバー１
４に形成した孔６６を貫通するハンドル６４を固定する
。ハンドル６４を通すための孔７０を有するスライドプ
レートまたは防塵カバー６８がハンドルと共に移動する
ことにより、ハンドル位置に関係なく孔６６をほぼ完全
に閉じた状態に維持する。

接点アーム３０はトグルリンク７２．７４から成るトグ
ル機構を介して、支持プレート５８の位置７８に枢動自
在に取り付けられていて解放自在な支持部材またはクレ
ードル７６と連動する。トグルリンク７２．７４はニー
ビン８０を介して互いに枢動自在に連結されている。上
方のトグルリンク７２はクレードル７６の位置８２に枢
動自在に連結され、下方のトグルリンク７４はクロスパ
ー４２の位置３８に、もっと具体的には中央極に配置さ
れた幅広部分４０に枢動自在に連結される。ニーピン８
０とレバー６０のブリッジ部分との間にオーバセンタば
ね８４を引っ張り状態で連結する。

接点１８及び２０が閉じている場合、ハンドル６４をＯ
Ｎ位置（第２図）からＯＦＦ位置（第１図）へ穆勤させ
ることによって手動で開放することができ、この過程で
オーバセンタばね８４の作用中心線が第２図で見て右へ
移動してトルグア２．７４を折たたむことにより、クロ
スパー７２を時計方向に回転させ、その結果、各極ユニ
ットの接点アーム３０を第１図に示すような接点開放位
置まで上昇させる。

回路遮断機溝１６が後述のようにラッチ状態にあれば、
ハンドル６４をＯＦＦ位置からＯＮ位置へ戻すことによ
って開放接点を手動で閉じることができ、このハンドル
移動に伴なってオーバセンタばね８４の作用線が左方（
第２図）に復帰してトグルリンク７２．７４を直線状に
することにより、クロスバー４２を反時計方向に回転さ
せ、その結果、すべての極ユニットの接点アーム３０を
接点閉成位置に移動させる。

第１図では、解放自在なりレードルア６を、回路遮断器
が引き外されている時に占めるラッチ解除位置で示した
。第２．３及び４図にはクレードル７６をラッチ状態で
示してあり、この位置ではクレードルがそのラッチ面８
６と係合するラッチレバー２６によって保持され、ラッ
チレバー２６は引き外しレバー２４によってラッチ作用
位置に保持される。電流に応答する引き外し手段２２に
よフて作動させられると、引き外しレバー２２はラッチ
レバー２６を解放することでクレードル７６を、ばね８
４の作用下に運動してトグルリンク７２．７４を折たた
むことにより、クロスバー４２をすべての極ユニットの
接点アーム３０と共に接点開放位置（第１図）へ移動さ
せることができるように解放するが、これらの動作はい
ずれも公知である。回路遮断器の接点を再び閉じるには
、公知のように、ハンドル６４を第１図に示す位置から
右へ移動させ、クレードル７６の一部に作用する操作レ
バー６０の一部が前記クレードルを、ラッチレバー２６
がねじりばね８８の作用下にクレードルのラッチ面８６
と再び係合するまで時計方向に回転させることによって
回路遮断機構をリセットしなければならない。前記機構
をこのようにリセットすれば、上述のように接点を手動
で再び閉じることができる。

以上に述べたように、各極ユニットにおける接点アーム
３０はその極ユニットと連携のクロスバ−幅広部分４０
に形成した開口部４４に枢動自在に取り付ける。各接点
アーム３０は同じく開口部４４に配置された連携の拘束
手段４６．４８を具備するが、この拘束手段の目的は正
常な電流状態下で閉成接点１８．２０間に接触圧を発生
させると共に、クロスバー４２の作動と同時に、接点ア
ーム３０を強制的にクロスバ−と一体内に移動させ、短
絡電流状態のような著しい過電流状態下では接点アーム
がクロスバ−とは独立に接点開放位置へ、さらにその先
まで移動することを可能にすることにある。

本発明では、各接点アーム３０と連携の拘束手段が開口
部４４内に位置する接点アーム３０の端部または尾部に
作用するばね従動片または圧力板４８と、圧力板４８と
これと対向する開口部４４の壁との間に、圧力板４８を
偏倚させて接点アーム尾部に当接させるように部分的に
圧縮された状態で介在させた圧縮またはコイルばね４６
とから成る。図示の実施例では、圧力板４８を圧縮ばね
と接点アーム尾部または端部との間に挟持するだけで支
持する。特に第５図から明らかなように、圧力板４８は
ラッチ面９０、及びこのラッチ面９０と連続し、これに
対して傾斜しているランプまたはカム面９２を具備する
。接点アーム３０はその尾部の端縁にカム面を具備する
と共に、これに連続するラッチ面９４をも具備する。常
態では、即ち、接点アーム３０が独立に連動する場合以
外の状態ではカム面９２に直接連続するラッチ面９０の
一部９８が接点アーム３０のラッチ面９４と係合し、ば
ね４６の作用下に、接点アーム３０を、接触圧を発生さ
せる方向に、（即ち、図面で見て反時針方向に）付勢す
る。この方向の接点アーム３０の運動は接点アーム３０
の尾部に対する制止手段として作用する開口部４４の上
部壁部分によって制御される。従って、クロスバ−がそ
の長手軸を中心に接点開放または接点閉成方向に回動し
ている間、接点アーム３０はクロスバー４２と一体的に
運動するように強制される。

各接点アーム３０と連携する拘束手段、４６．４８は、
はぼ平行に間隔を保つ導体２８の周りにこの導体２８を
流れる逆方向電流によって発生する磁場の相互作用に起
因する接点ブロー・オーブン力よりも正常電流状態下で
はるかに大きい接触力発生力を接点アーム３０に作用さ
せるように構成する。このように構成すれば、正常な電
流状態下で接点１８．２０は閉じたままであり、正常な
接触圧が維持される。所定レベル以下の過電流が発生す
ると、引き外し手段２２が呼応して回路遮断機構を作動
させ、その結果、回路遮断機構が公知の態様で引き外し
動作し、すべての接点アーム３０のクロスバー４２を第
１図に示した接点開放位置へ移動させる。

接点１８．２０が閉じている時（第２図）に、電流が例
えば短絡状態発生によって急激に前記所定レベルよりも
高くなると、導体２８及び接点アーム３０の周りで相互
作用する磁場の強さが急激に増大し、接点アームにブロ
ーオーブン力を作用させる。このブローオーブン力は拘
束手段４６．４８による拘束力及び接触圧発生力を克服
し、限流速度で、かつ引き外し手段２２が過電流に呼応
してクロスバー４２を接点開放運動させる速度以上の速
度で接点アーム３０をそのピボット３８を中心に接点開
放位置へ迅速に回転するように強制する。回路遮断器筐
体に形成した障壁１０４に衝突すると、接点アーム３０
はその独自の限流動作を制止させる。この作用を第３図
に示したが、この図から明らかなように、接点アーム３
０の移動に伴ないそのラッチ面９４が先ず圧力板４８を
押下し、次いで圧力板のラッチ面９０を超えると、接点
アームのカム面９６が圧力板４８のランプまたはカム面
９２と係合し、このカム面９２と協働することにより、
引き外し手段２２が前記所定レベル以下の過電流に呼応
して上述のようにクロスバ−を接点開放位置へ移動させ
るまで接点アーム３０をその接点開放位置に保持する。

電気力学的に行なわれる接点アームの限流動作に比較す
れば緩慢であるが、それでもこの作用は十分に迅速であ
る。このように接点アーム３０に追従して接点開放位置
へ移動する過程で、クロスバー４２はその軸１０２を中
心に時計方向（第３図）に回転する。障壁１０４は接点
アームの自由端を同じ方向に移動できないように拘束す
るから、接点アーム３０の時計方向回転に伴なって、接
点アーム３０がピボット３８を中心にクロスバ−に対し
て反時計方向に回転し、その結果、接点アーム３０が第
１図の位置、即ち、ラッチ面９４が圧力板４８のラッチ
面９０と再び係合する位置に復帰する。

再び第５図に関連し、特に注目すべきこととして、常態
では接点アーム３０のラッチ面９４とオーバラップする
圧力板４８の部分９８はランプまたはカム面９２と隣接
し、ラッチ面９４と係合した時これと面衝合するように
ほぼ平坦に形成してある。また、この面衝合が行なわれ
るラッチオーバラップ域はコイルばね４６の長手軸１０
０、即ち、ばね４６の作用線と整列し、かつこれとほぼ
直交するから、ばね圧は接点アームのラッチ面９４に直
角に作用する。このように構成すれば、簡単かつ確実な
ばね構成が得られ、その結果、ブローオーブン力が小さ
くなり、使用中に望ましくない変化が生ずることのない
一定した接触圧が確保される。特にこの点に関して、本
発明の構成は第６図に示す公知の構成よりもすぐれてい
る。

第６図から明らかなように、従来型装置における拘束手
段も圧縮ばね１１４及び圧力部材またはばね従動素子１
１６から成る。ばね従動素子は位置１１８において枢動
自在に支持され、位置１０８において枢動自在に支持さ
れ、カム面１１０を有する接点アーム１０６のラッチ面
１１２と当接するようにばね付勢される。この構成も、
接点アーム１０６が電気力学的に「ブローオープン」さ
れて時計方向に回転すると、接点アームのラッチ面１１
２がばね従動素子１１６を押下し、次いでこのばね従動
素子のラッチ面１２０から離脱するに従って、接点アー
ムのカム面１１０がばね従動素子１１６と係合して接点
アームをそのブローオープン位置に一時的に保持すると
いう点では本発明の構成と同じように機能する。ただし
、本発明の構成と異なり、従来型構成におけるばね従動
素子１１６は変則的な２字形であるから、ラッチ面、即
ち、面１２０は円弧状である。

接点アームのラッチ面１１２と面接触ではなく線接触す
る。このような線接触は使用期間が長くなるにつれて、
特に多くの場合例えばスチール製のばね従動素子よりも
軟質の、例えば銅で形成される接点アームのラッチ面１
１２を摩耗させ易い。このような摩耗の結果として、ば
ね従動素子１１６との線接触を介してラッチ面１２２に
ばね力が加わる角度が第６図にベクトル１２２で示すよ
うに変化し、従って、接点１８．２０間の接触圧も変化
する。本発明の構成と従来型構成とのもう１つの相違点
として、従来型構成では、コイルばね１１４の長手軸ま
たは作用中心線１２４が２つのラッチ面１１２．１２０
０線接触域から側方へずれ、従って、ばね従動素子１１
６が低効率のレバーとして作用するに過ぎない。

【図面の簡単な説明】

第１図は多極回路遮断器を引き外し状態で示す縦断面図
。 第２図は、接点が閉じた状態で回路遮断器を示す拡大部
分図。 第３図は、接点を「ブローオープン」位置で示す第２図
と同様の拡大部分図。 第４図は、接点をリセットまたは開放位置で示す第３図
と同様の拡大部分図。 第５図は接点アームとばね偏倚機構の関係を示す拡大部
分図。 第６図は、公知の構造を示す拡大部分図である。 ３０・・・・接点アーム ４２・・・・クロスバ− ４６・・・・コイルばね ４８・・・・圧力板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１対の協働接点と、長手軸を中心に枢動自在に支持
   されたクロスバーを含む操作手段と、接点の１つを一端
   付近に装着され、接点開放位置と接点閉成位置の間をク
   ロスバーと一緒に移動できるように他端付近をクロスバ
   ーに支持され、ただし、クロスバーとは独立に接点閉成
   位置から接点開放位置へ移動できるようにクロスバーで
   枢動自在に支持され、接点閉成位置にあって電流を通し
   ている状態において、電流の大きさに比例して変化し、
   接点開放位置にむかって駆動しようとする電気力学的力
   の作用を受ける運動自在な接点アームと、常態ではクロ
   スバーと一体的に移動するように接点アームを強制し、
   電気力学的力が所定レベルよりも大きくなると電気力学
   的力の作用下に接点アームがクロスバーとは独立に接点
   開放位置へ移動することを可能にするようにクロスバー
   で支持された拘束手段とから成り、接点アームが他端に
   近い端縁部に形成した第１ラッチ面を有し、拘束手段 が、接点アームと協働し、電気力学的な力が所定レベル
   以下ならこの電気力学的力よりも大きく、所定レベル以
   上ならこの電気力学的力によって克服されるような力で
   接点アームを電気力学的力に抗する方向へ付勢するよう
   にばね偏倚された圧力板から成り、常態で第１ラッチ面
   とオーバラップし、これと面衝合するほぼ平坦な部分を
   含む第２ラッチ面を有することを特徴とする回路遮断器
   。 ２、拘束手段が圧力板をばね偏倚させる圧縮ばねを含み
   、圧縮ばねを、その作用線がオーバラップ及び面衝合域
   と整列し、かつこれとほぼ直交するように配置したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の回路遮断器
   。 ３、圧力板を圧縮ばねと接点アームの端縁部との間に挟
   持するだけで支持したことを特徴間する特許請求の範囲
   第２項に記載の回路遮断器。 ４、接点アームが他端に形成されたカム面を有し、圧力
   板が、第２ラッチ面のオーバラップ部分と隣接し、接点
   アームが接点開放位置へ独自に移動すると、カム面と協
   働して接点アームを接点開放位置に保持するランプまた
   はカム面を有し、クロスバーが接点開放位置へ移動する
   と、カム面がランプまたはカム面から離脱し、第１及び
   第２ラッチ面が再び互いに係合するように構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項または第３
   項に記載の回路遮断器。 ５、クロスバーが開口部を形成してある幅広部分を有し
   、接点アーム及び拘束手段を開口部内で支持したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項また
   は第４項に記載の回路遮断器。