JPWO2015004805A1

JPWO2015004805A1 - 回路遮断器

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Publication number: JPWO2015004805A1
Application number: JP2013544945A
Authority: JP
Inventors: 真一千種; 伸郎三好
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: KR101780888B1; CN105378888B; KR20160006760A; JP5422086B1; WO2015004805A1; CN105378888A

Abstract

【課題】追加部品がなく、自動組み立てに対応し、小型化および動作の安定化を図った回路遮断器を得る。【解決手段】本発明の回路遮断器は可動接触子を固定接触子に接合させるように可動接触導体を動作させる押板と、手動ハンドルのＯＮ、ＯＦＦ操作により前記押板に係合して開離ばねの付勢力に抗して前記押板を押し下げると共に、トリップバーの解除により前記開離ばねの付勢力により前記押板を押し上げるように作動するリンクと、長足と短足を有するひねりばねであって前記手動ハンドルの回動軸に対応するばね係止軸に保持されるＯＦＦトリップばねと、前記ばね係止軸の直下に設けられ、前記ＯＦＦトリップばねの長足および短足を互いに交差した状態で係止する係合突起部とを備え、前記長足は前記手動ハンドルより挿通したリンクピンと係合する長さであり、上記短足は上記リンクピンと係合しない長さとしたことを特徴とする。

Description

この発明は、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器に関し、特に上記回路遮断器の引き外し機構の構成に関するものである。

手動ハンドルの操作速度に関係なく急速に接触子間を接続する周知の速入り機構を有する回路遮断器においては、メインバネによりレバーのトリップ力を確保しており、機構のＯＮ、ＯＦＦ状態に関らずトリップ力、すなわち、付属の切り替え力を確保することが可能であるが、遅入り機構を有する回路遮断器においては、上記メインバネがなく、これに代わって押板の押上力によりレバーのトリップ力を得る構成となっており、遮断器がＯＦＦ状態においては押板はストッパーにより係止されているため、通常ＯＦＦ状態ではトリップ力を確保できず、トリップ動作は不可能である。

しかしながら、近年、例えば警報接点の動作確認を行う場合等、ＯＦＦ状態においてもトリップ動作をさせる必要性が増している。ＯＦＦ状態でもトリップ動作が可能な回路遮断器の構造として、例えば、ラッチ板の当接片をバイメタルの自由端側に押圧するねじりばねを設け、ハンドルがＯＦＦ状態にあるときはラッチ板を強い力で押圧し、ＯＮ状態にあるときは上記ラッチ板を弱い力で押圧するようにしたものが提案されている（特許文献１、第３頁右下欄第７行〜第４頁右下欄第２行を参照）。

ところが、上記従来装置の回路遮断器はＯＦＦ状態でも一応トリップ動作をさせることはできるが、その構成のままでＯＦＦ状態でのトリップ動作に使用した場合、以下のような問題があることが分かった。すなわち、ラッチ板の当接板へモーメントを加えるねじりばねはＯＮ状態においても当接板へモーメントを加え続けるため、当接板の引き外し荷重が増大してしまう問題があり、また、引き外し荷重が増大すると、当接板を引き外す引き外し装置の小型化が阻害されると共に、引き外し装置の引き外し力に対して裕度がなくなり、引き外しの動作が不安定になってしまうという問題があった。

また、一般的には自動組み立てを適用するためには簡単に組み立てられる構成が必要であるが、上記機構のフレームは２枚の曲げ加工を施した金属板を結合したもので構成され、これに各部品が保持されるようになされているので、上記ねじりばねが金属板内部に形成されるのが通常であり、フレームを結合させた後に上記ばねの足を掛けようとすると、奥まった部分にあるため作業が困難となり、場合によっては精密な動きをするロボットが必要となる等設備が高価になってしまう。また、上記ばねがフレーム外部にあればばね掛けの簡易化が可能であるが、ばねの抜け止め処置が必要となる。

特開昭５８−１３１６２５

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、上述したＯＦＦ状態でトリップ動作を行う回路遮断器において、追加部品の必要がなく簡単に対応でき、しかも、自動組み立てに適合すると共に、遮断器の小型化並びに動作の安定化に貢献できる回路遮断器を提供することを目的としている。

この発明の回路遮断器は、筐体に固定されたフレームと、このフレームに回動可能に枢着された手動ハンドルと、固定接触子が設けられた固定接触導体と、この固定接触子に接離する可動接触子が設けられた可動接触導体と、前記可動接触導体を前記固定接触導体から開離させる方向に付勢する開離ばねと、前記手動ハンドルの回動操作により前記固定接触子と可動接触子のＯＮ、ＯＦＦ動作を行なうと共に、過電流あるいは短絡電流を検出してトリップ動作を行う開閉機構部を備えた回路遮断器において、前記可動接触導体との係合を維持した状態で前記筐体に対して上下動する押板と、前記押板の上部に係合するローラと、前記ローラを前記手動ハンドルのハンドル孔にリンクピンにより回動自在に枢着するリンクと、長足と短足を有し前記手動ハンドルの回動軸に対応するばね係止軸に保持されるひねりばねと、前記ばね係止軸の近傍のフレームに設けられ前記ひねりばねの長足および短足を互いに交差した状態で係止する係合突起部を備え、
上記長足は上記リンクピンと係合する長さであり、上記短足は上記リンクピンと係合しない長さとすると共に、前記ひねりばねの長足が前記手動ハンドルの回動操作途中で前記係合突起部に係止されるようにしたことを特徴とするものである。

この発明によれば、追加部品無しに引き外し荷重を下げることができ、引き外し部を一層小型化することができると共に、回路遮断器の低コスト化と小型化を両立させることができる。

この発明の実施の形態１におけるＯＮ状態の回路遮断器を示す側断面図である。上記図１の回路遮断器の開閉機構部の部品を分解して示す拡大分解斜視図である。実施の形態１におけるリレー部を示す拡大側面図である。実施の形態１におけるＯＦＦ状態の回路遮断器を示す側断面図である。実施の形態１におけるトリップ状態の回路遮断器を示す側断面図である。実施の形態１におけるフレーム平面状板にＯＦＦトリップばねを仮組した状態を示す斜視図である。実施の形態１においてトリップボタンスイッチを設置した状態を示す図である。

実施の形態１．
図１〜図８はこの発明の実施の形態１における回路遮断器を示すものであり、図１、図２において、回路遮断器１００は、絶縁材からなる筐体１と、この筐体１内にそれぞれ備えられた、外部操作が可能な手動ハンドル１０と、固定接触子４が設けられた固定接触導体２と、この固定接触子４に接離する可動接触子６が設けられた可動接触導体５と、上記固定接触子４と可動接触子６のＯＮ、ＯＦＦ動作が行われる開閉機構部５０、その他から構成されている。

上記開閉機構部５０は、上記可動接触導体５との係合を維持した状態で筐体１の図示しない溝に沿って紙面上で上下方向に移動する絶縁材からなる押板７と、この押板７にその上部から係合するローラ１１と、このローラ１１を手動ハンドル１０に有するハンドル孔１０ａにリンクピン９により回動自在に枢着するリンク１３と、前記可動接触導体５を前記固定接触導体２に対して開方向に付勢する開離ばね２１とを有している。上記リンク１３は図示しないピンにより回動自在に固定され、手動ハンドル１０を操作することによりローラ１１を介し押板７を押し下げるようになされている。なお、上記可動接触導体５は、開離ばね２１に打ち勝って固定接触導体２との閉動作が行われるものであり、回路遮断器１００がＯＦＦ時には、可動接触導体５は開離ばね２１の付勢力により固定接触導体２から開離している。

フレーム１２は、図２に示されるように、コ字状板１２ａと平面状板１２ｂとをカシメにより結合した角筒形状をしており、筐体１に固定されている。フレーム１２の平面状板１２ｂを打ち出すことにより形成され回動軸１５とコ字状板１２ａの凹部１８とに回動自由に枢着されるレバー１６は、上記回動軸より離れた一端の紙面左側面がトリップバー８と係合し、その反対の右側面がローラ１１と係合する。このローラ１１は、押板７の上部に設けられた押板傾斜部７ａによりレバー１６の方向に付勢され、ハンドル１０の操作によりレバー１６の右側面に沿って上下に移動する。

また、フレーム１２は、開閉動作を行う開閉機構部５０も支持するものであり、フレーム１２の下端面は押板７の移動軌跡上に配置され、押板７のストッパーとして上方向の位置を規制している。フレーム１２の平面状板１２ｂには、前記ハンドル回動軸１０ｂに対応する位置に形成されハンドル回動軸１０ｂを挿通するための穴であり、且つひねりばねとなるＯＦＦトリップばね１４を保持・固定するためのばね係止軸１２ｃが、バーリング加工により形成されている。また、上記ばね係止軸１２ｃの近傍（図では直下）には、フレーム１２の一部をＬ形状に曲げた係合突起部１２ｄが形成されており、ＯＦＦトリップばね１４の長足１４ａおよび短足１４ｂが交差した状態で係止・固定される(図６参照)。長足１４ａは手動ハンドル１０のハンドル孔１０ａに挿通したリンクピン９と係合するに充分な長さであり、短足１４ｂはリンクピン９と係合しない長さである。トリップバー８は中央部がピン８ｃによりフレーム１２に軸支されたＴ型をしており、図示しない他のひねりばねにより図で反時計回りに付勢されている。

図３に示すように、リレー部１７は、過電流や短絡電流が流れるコイル１７ａと、このコイル１７ａにより付勢される鉄心１７ｂと、この鉄心１７ｂに吸引されるアーマチュア１７ｃと、このアーマチュア１７ｃに連動してトリップバー８の受圧部８ａを蹴り、レバー１６とトリップバー８との係合を外す押圧部１７ｄと、からなる。

次に動作について説明する。
先ず、回路遮断器１００のＯＦＦからＯＮへの動作について、図１及び図４により説明する。図４に示すＯＦＦ状態において、手動ハンドル１０を矢印Ａ方向に押すと、手動ハンドル１０はハンドル軸１０ｂを中心として回転し、ハンドル孔１０ａにリンクピン９を介し連結しているリンク１３を矢印Ｂ方向へ移動させ、リンク１３に連結しているローラ１１がレバー１６に当接し、レバー１６の側面を沿って下方向へ押板７を押下げる。リンクピン９と係合していたＯＦＦトリップばね１４の長足１４ａは、手動ハンドル１０を操作する途中のあるタイミングでフレームの係合突起部１２ｄに係止されるため、リンクピン９、および手動ハンドル１０はＯＦＦトリップばね１４から力を受けなくなる。なお、ＯＦＦトリップばね１４の長足１４ａはリンクピン９に係合しているが、リンクピン９ではなく、手動ハンドル１０に突起を設け、この突起に係合させることもできる。

押板７が下方に移動すると、押板７に係合している可動接触導体５は、開離ばね２１からの反力を受けながら、固定接触導体２に接する方向に移動する。こうして、可動接触子６が固定接触子４と接して、可動接触導体５は図１に示すＯＮ状態となり、ＯＦＦからＯＮへの動作を完了する。リンクピン９がハンドル軸１０ｂとローラ１１を結ぶ線より僅かに図１紙面上で左側に位置し、リンクピン９にはローラ１１からリンク１３を介して上方向へ向かう力が掛かっているため、手動ハンドル１０はＯＮ位置で停止する。

次に、図１、図４を用いてＯＮからＯＦＦへの動作について説明する。図１において手動ハンドル１０を矢印Ｃ方向に押すとハンドル軸１０ｂとリンクピン９、ローラ１１が一直線上に並ぶ。この行程では、可動接触導体５は僅かではあるが押し下げられる。リンクピン９が、図１において一直線上より右側に移動すると、開離ばね２１からの反力を受けている押板７が、ローラ１１、およびリンク１３を上方に押すので、手動ハンドル１０をさらにＣ方向に回動させるように働き始める。

このとき回動途中にリンクピン９がばね長足１４ａに掛かりリンクピン９の回動を阻止する方向に荷重が加わる。しかし、リンクピン９の回動モーメントはＯＦＦトリップばね１４のばねモーメントより大きいため手動ハンドル１０は問題なくＣ方向に回動される。ハンドル孔１０ａに連結しているリンクピン９も図１において右方（Ｄ方向）に移動して行き、リンク１３に結合したローラ１１は図１紙面上で上方へ移動する。その結果、ＯＦＦからＯＮへの動作と全く逆の動作で押板７および可動接触導体５もＯＦＦ位置に復帰し、可動接触子６と固定接触子４とは開離され、図４に示すＯＦＦ状態となる。

次に、回路遮断器１００に過電流が流れたときのトリップ動作について図１、図３、図５を参照しながら説明する。
図３において、コイル１７ａに過電流が流れると、鉄心１７ｂに磁力が発生し、鉄心１７ｂが矢印Ｅ方向に吸引され。そうすると、アーマチュア１７ｃを吸引する吸引力が増し、アーマチュア１７ｃが反時計方向に回動するので、押圧部１７ｄがトリップバー８を矢印Ｆ方向に蹴る。これにより、図１に示すようにトリップバー８が時計方向の矢印Ｇ方向に回動し、トリップバー８の係合部８ｂとレバー１６の係合部１６ａとの係合が外れる。その結果、レバー１６が矢印Ｈ方向へ回動し、開離ばね２１により押板７、および可動接触導体５が押し上げられて、可動接触子６が固定接触子４から開離し、図５に示すトリップ状態となる。

次に、例えば警報接点の動作確認を行う場合等、ＯＦＦ状態でトリップボタンスイッチによるトリップ動作をさせる場合について図７を参照して説明する。
図７に示すように、トリップボタンスイッチ２０はアーマチュア１７ｃの上部に配置され、筐体１に上下移動可能に固定される。トリップ動作確認時には、トリップボタン２０を図示矢印のとおり下方向へ押圧し、アーマチュア１７ｃの上面部へ当接させる。この結果アーマチュア１７ｃを紙面上反時計回りに回動させ、上述した過電流が流れたときのトリップ動作時と同じく、押圧部１７ｄがトリップバー８の受圧部８ａを回動させ、トリップバー８の係合部８ｂとレバー１６の係合部１６ａとの係合を解除させてトリップ動作を完了させる。

なお、回路遮断器１００のトリップ状態を電気的に出力するために、回路遮断器の内部にマイクロスイッチを収納した付属装置を用いる場合があるが、マイクロスイッチの切り替えのためにトリップ時のレバー１６の回動（図４の矢印Ｋ方向）を利用することは周知の事実である。レバー１６の回動力＞マイクロスイッチ切り替え力となるようにＯＦＦトリップばね１４のモーメントを設定しているため、押板７がフレーム１２の下端部に係止された開離ばね２１の押上げ力を利用できないＯＦＦ状態にあっても、トリップ動作すなわち付属装置内蔵のマイクロスイッチの切り替え力を得ることができる。

次にトリップ状態からＯＦＦ状態へ復帰するときの動作について図４、図５を用いて説明する。図５において手動ハンドル１０をＬ方向に回すと、リンク１３とローラ１１も同様にＭ方向に追従し、ローラ１１はレバー１６と押板７の隙間から引き抜かれる。ローラ１１が引き抜かれた後に、手動ハンドル１０のレバー回動突起１０ｃがレバー１６のハンドル係合面１６ｃに接触し、レバー１６をＮ方向に回動させる。これによりトリップバー８を係止していたレバー１６がなくなり、紙面上記載しないひねりばねによりトリップバー８が反時計回りに回動し、トリップバー８におけるレバー１６との係合面８ｂとレバー１６の一端１６ａとが係合復帰し、図４に示すＯＦＦ状態となる。

図６はフレーム平面状板１２ｂにＯＦＦトリップばね１４を仮組した状態を示す斜視図である。ＯＦＦトリップばね１４のコイル部分はフレーム１２の平面状板１２ｂをバーリング加工して形成されたばね係止軸１２ｃに挿通され、ＯＦＦトリップばね１４の長足１４ａ、短足１４ｂはひねりモーメントを発揮した状態でフレーム平面状板１２ｂの係合突起部１２ｄに係止される。このフレーム平面状板１２ｂの係合突起部１２ｄは図６のようにＯＦＦトリップばね１４の長足１４ａ、短足１４ｂの掛止位置に合わせて凹形状を形成しており、ばね足外れ防止、コイル部分の外れ防止を行っている。

本実施の形態によれば、ＯＮ状態においてＯＦＦトリップばね１４がフレーム１２に設けられた係合突起部１２ｄに係止され、リンクピン９を付勢しない構成としたので、ＯＮ状態においてレバー１６に加わる力を零にでき、レバー１６の引き外し荷重を大幅に下げことができる。また、これに伴い、引き外し装置の構成を簡単にすることができるので、回路遮断器の小型化が図れる。

更に、フレーム１２に設けられた係合突起部１２ｄには、ＯＦＦトリップばね１４の長足１４ａ、短足１４ｂの掛止位置に合わせて凹形状を形成したので、フレーム内部に組み込むＯＦＦトリップばね１４をフレーム１２に仮固定することでＯＦＦトリップばね１４をフレーム供給時に一緒に供給することができるため組立性が改善され、機構部組立後にばねを後から掛ける必要がなくなり、自動組み立てを行う際にも投資費用の削減することができる。
なお、上記の実施例では、ＯＦＦトリップばね１４をフレーム１２の平面状板１２ｂをバーリング加工したばね係止軸１２ｃに保持・固定した例を説明したが、バーリング加工した軸１２ｃをハンドル軸１０ｂにより代替することもできる。

１筐体、２固定接触導体、４固定接触子、５可動接触導体、
６可動接触子、７押板、７ａ押板傾斜面、８トリップバー、
８ａトリップバーの受圧部、８ｂトリップバーのレバーとの係合部、
９リンクピン、１０手動ハンドル、１０ａハンドル孔、
１０ｂハンドル軸、１０ｃレバー回動突起、１１ローラ、
１２フレーム、１２ａフレームコ字状板、１２ｂフレーム平面状板、
１２ｃばね係止軸、１２ｄ係合突起部、１３リンク、
１４ＯＦＦトリップばね、１４ａ長足、１４ｂ短足、
１６レバー、１６ａトリップバーと係合するレバーの一端、
１６ｃレバーのハンドル係合面、１７リレー部、１７ａコイル、
１７ｂ鉄心、１７ｃアーマチュア、１７ｄ押圧部、
２０トリップボタンスイッチ、２１開離ばね、
５０開閉機構部、１００回路遮断器。

Claims

筐体に固定されたフレームと、このフレームに回動可能に枢着された手動ハンドルと、固定接触子が設けられた固定接触導体と、この固定接触子に接離する可動接触子が設けられた可動接触導体と、前記可動接触導体を前記固定接触導体から開離させる方向に付勢する開離ばねと、前記手動ハンドルの回動操作により前記固定接触子と可動接触子のＯＮ、ＯＦＦ動作を行なうと共に、過電流あるいは短絡電流を検出してトリップ動作を行う開閉機構部を備えた回路遮断器において、前記可動接触導体との係合を維持した状態で前記筐体に対して上下動する押板と、前記押板の上部に係合するローラと、前記ローラを前記手動ハンドルのハンドル孔にリンクピンにより回動自在に枢着するリンクと、長足と短足を有し前記手動ハンドルの回動軸に対応するばね係止軸に保持されるひねりばねと、前記ばね係止軸の近傍のフレームに設けられ前記ひねりばねの長足および短足を互いに交差した状態で係止する係合突起部を備え、
上記長足は上記リンクピンと係合する長さであり、上記短足は上記リンクピンと係合しない長さとすると共に、前記ひねりばねの長足が前記手動ハンドルの回動操作途中で前記係合突起部に係止されるようにしたことを特徴とする回路遮断器。
前記フレームに回動自在に形成され、前記手動ハンドルのＯＮ、ＯＦＦ状態で前記ローラと当接するレバーと、少なくとも前記回路遮断器のＯＦＦ状態で前記レバーに一端を係止されるトリップバーとを備え、前記レバーの前記トリップバーとの係止が解除されることにより、前記ひねりばねのモーメントにより回動してトリップ動作を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
前記手動ハンドルのＯＮ操作の途中で、前記リンクピンと係合していた前記ひねりばねの長足が前記係合突起部に係止されることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
前記手動ハンドルのＯＦＦ操作の途中で、前記リンクピンが前記ひねりばねの長足に係止されることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
前記ひねりばねを前記フレームから突出したバーリングに固定したことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
前記フレームから突出したバーリングの内孔に手動ハンドルの軸が挿通し、前記ひねりばねの抜け止めを兼ねたことを特徴とする請求項５に記載の回路遮断器。
前記ひねりばねの長足は、手動ハンドルあるいは手動ハンドルに挿通固定されたピンに係合するよう配置されていることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の回路遮断器。
前記ひねりばねをハンドル軸に保持・固定したことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の回路遮断器。