WO2013132598A1

WO2013132598A1 - マグトリップ表示装置及び回路遮断器

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Publication number: WO2013132598A1
Application number: PCT/JP2012/055699
Authority: WO
Inventors: 秀泰河合; 兼弘川上
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2013-09-12
Also published as: JPWO2013132598A1; JP5653562B2

Abstract

　表示窓（２２）を有する筐体と、長手方向の一端の近傍に設けられたバネ固定部（１６）と長手方向の中央で屈曲し、屈曲部で筐体に軸支され、電磁石部の動きが伝達されるアクチュエータ（１）と、アクチュエータ（１）に収容され、一端が筐体に、他端がアクチュエータ（１）に固定されてアクチュエータ（１）を付勢するバネ（４）と、を備え、アクチュエータ（１）は、常態では、アクチュエータ（１）の他端が表示窓（２２）を介して筐体の外から目視不能な初期状態となるようにバネ（４）によって付勢され、回路遮断器が電磁石部によるトリップ動作を行う際に電磁石部の動きが伝達されることにより、アクチュエータ（１）の他端が表示窓（２２）を介して筐体の外から目視可能な動作状態となる。

Description

マグトリップ表示装置及び回路遮断器

　本発明は、マグトリップ表示装置及び回路遮断器に関する。

　回路遮断器は、電路に過負荷電流や短絡電流が流れた場合に回路を遮断する機能を有している。過負荷電流が流れた時は、各極に配設されたバイメタル及びバイメタルの動きを機構部に伝えるサーマル連動部によってトリップ動作が行われる。一方、短絡電流が流れた時は、各極に配設された電磁石部及びその動きを機構部に伝えるマグバーが、バイメタル及びサーマル連動部によりも早く作動してトリップ動作が行われる。すなわち、過負荷電流及び短絡電流のどちらが原因かによってトリップ動作の内容は異なる。

　このため、短絡電流に起因してトリップ動作が行われたことを外部から判断できるようにするために、電磁石部によるトリップ動作（マグトリップ動作）が行われたことを表示する構造としてのマグトリップ表示装置を遮断器に設ける場合がある。

　従来、マグトリップを表示する構造としては、主回路を遮断する開閉機構などと結合されているものや（特許文献１参照）、遮断器本体の側面に取り付けるもの（特許文献２参照）などがある。

特許第４３１０２３２号公報特開２０００－１９７２５７号公報

　しかしながら、上記従来の特許文献１のような構造では、マグトリップ表示が不要である場合でも取り外すことが困難である。また、特許文献２のような構造では、マグトリップ動作によるトリップレバーの動きを主回路遮断ユニットのケース外に伝えるための機構が必要であって、構造が複雑で部品点数が多くなることに加え、マグトリップ表示のための装置を取り付けることにより遮断器の設置に要するスペースが拡大してしまうという問題があった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、構造が単純であり、回路遮断器の設置スペースを拡大することなくマグトリップ表示を行えるマグトリップ表示装置及び回路遮断器を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、短絡電流が流れた時に電磁石部によるトリップ動作を行う回路遮断器に収容され、電磁石部によるトリップ動作が行われたことを表示するマグトリップ表示装置であって、表示窓を有する筐体と、長手方向の中央で屈曲し、屈曲部で筐体に軸支され、電磁石部の動きが伝達されるアクチュエータと、アクチュエータに収容され、一端が筐体に、他端がアクチュエータに固定されてアクチュエータを付勢するバネと、を備え、アクチュエータは、常態では、アクチュエータの他端が表示窓を介して筐体の外から目視不能な初期状態となるようにバネによって付勢され、回路遮断器が電磁石部によるトリップ動作を行う際に電磁石部の動きが伝達されることにより、アクチュエータの他端が表示窓を介して筐体の外から目視可能な動作状態となることを特徴とする。

　本発明にかかるマグトリップ表示装置及び回路遮断器は、構造が単純であり、回路遮断器に収容されるために回路遮断器の幅を広げてしまうことがなく、マグトリップ表示機能が不要な場合には回路遮断器からマグトリップ表示装置を取り外すことが可能であるという効果を奏する。

図１は、本発明にかかるマグトリップ表示装置の実施の形態の構成を示す斜視図である。図２は、マグトリップ表示装置の上面図である。図３は、マグトリップ表示装置の内部構造を示す図である。図４は、アクチュエータの斜視図である。図５は、ケースの斜視図である。図６Ａは、マグトリップ表示装置の動作を示す図である。図６Ｂは、マグトリップ表示装置の動作を示す図である。図６Ｃは、マグトリップ表示装置の動作を示す図である。図７は、マグトリップ表示装置を回路遮断器に取り付けた状態を示す図である。図８は、マグトリップ表示装置を取り付けた回路遮断器の縦断面模式図である。図９は、マグトリップ表示装置を取り付けた回路遮断器の縦断面模式図である。図１０は、マグトリップ表示装置を取り付けた回路遮断器の縦断面模式図である。図１１は、マグトリップ表示装置を取り付けた回路遮断器の縦断面模式図である。図１２は、マグトリップ表示装置及び回路遮断器の部分断面図である。

　以下に、本発明にかかるマグトリップ表示装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
　図１は、本発明にかかるマグトリップ表示装置の実施の形態の構成を示す斜視図である。図２は、マグトリップ表示装置の上面図である。図３は、マグトリップ表示装置の内部構造を示す図である。マグトリップ表示装置１０は、アクチュエータ１、ケース２、カバー３及びバネ４で構成されている。なお、図３においては、カバー３を取り外した状態でマグトリップ表示装置１０を示している。

　アクチュエータ１は、ケース２とカバー３とで形成される筐体５０に収容され、ケース２及びカバー３によって回動可能に軸支されている。アクチュエータ１の上方及び側方はケース２及びカバー３で覆われているが、アクチュエータ１の下端近傍は露出している。バネ４は、常態よりも引き延ばされた状態で一端がアクチュエータ１に、他端がケース２に固定されている。

　図４は、アクチュエータの斜視図である。アクチュエータ１は、長手方向の中央部で屈曲した「く」の字型（側面視略山括弧型）である。アクチュエータ１は、ケース側板１１とカバー側板１２とが前面板１３で接続されて「コ」の字断面構造（断面視略角括弧型）となっていて、ケース側板１１、カバー側板１２及び前面板１３で囲まれる部分にバネ４を収容する内部空間１４が形成されている。ケース側板１１及びカバー側板１２には、アクチュエータ１が屈曲する部分に軸１５ａ、１５ｂが設けられている。アクチュエータ１の下端近傍にはバネ４の一端が固定されるバネ固定部１６が設けられている。バネ固定部１６は、例えばケース側板１１とカバー側板１２との間に梁状に架け渡されて形成される。前面板１３は、アクチュエータ１の上端近傍に壁部１３ａが設けられている。また、ケース側板１１には、アクチュエータ１の上端近傍に切り欠き１１ａが設けられている。

　図５は、ケース２の斜視図である。ケース２の上面２１に形成された切り欠き２１ａが表示窓２２をなしている。表示窓２２の正面には側面２４から立ち上がるリブ２５が形成されている。リブ２５は、表示窓２２を介してケース２の内部を目視できないようにする機能と、異物が表示窓２２を介してケース２内に侵入することを防止する機能とを備える。リブ２５の下方にはバネ４の他端が固定されるバネ固定部２６が側面２４から立ち上がるように形成されている。バネ固定部２６は、例えば基部側が太くなるように段差が設けられた柱状に形成される。側面２４にはアクチュエータ１の軸１５ａを軸支する軸穴２７が設けられている。バネ固定部２６に段差を設けることにより、バネ固定部２６に固定したバネ４の端部とケース２の側面２４との距離を所定距離とすることができる。これにより、バネ４をアクチュエータ１の軸１５ａ、１５ｂと直交する状態で保持すること、換言すると、ケース２の側面２４に対して略平行な状態でバネ４を設置することが容易となる。なお、バネ固定部２６は、窪みを有する柱状などとしてもケース２の側面２４に対して略平行な状態でバネ４を設置することが容易となる。ケース２は返しを備えた爪２８が前方に設けられている。

　なお、ここではケース２の上面２１に形成された切り欠き２１ａが表示窓２２をなす構成を例としているが、アクチュエータ１の上方をカバー３が覆うようにし、カバー３に設けた切り欠きが表示窓をなすようにすることも可能である。また、カバー３にバネ４の他端が固定されるバネ固定部２６を設けることも可能である。

　図６Ａ～図６Ｃは、マグトリップ表示装置の動作を示す図である。図６Ａは、壁部１３ａがケース２の内壁２９に当接した状態でアクチュエータ１が係止された状態を示す図である。内部空間１４に配置されたバネ４の力によりアクチュエータ１には、バネ固定部１６をケース２のバネ固定部２６の方へ引き寄せる方向（図６Ａにおいては軸１５ａを中心としてアクチュエータ１を時計回りに回転させる矢印Ａ方向）のモーメントが働いており、アクチュエータ１は壁部１３ａがケース２の内壁２９に面接触で当接した状態で係止されている。この状態においては、マグトリップ表示装置１０を上方向から目視した場合には、表示窓２２を介してリブ２５が視認され、アクチュエータ１を視認することはできない。また、リブ２５が視線を遮るため、表示窓２２を通してケース２の内部を見ることはできない。以下、この状態を「初期状態」という。

　初期状態のマグトリップ表示装置１０において、アクチュエータ１が矢印Ｂ方向の力を受けると、アクチュエータ１には矢印Ｃ方向のモーメント（図６Ａにおいては軸１５ａを中心としてアクチュエータ１を反時計回りに回転させるモーメント）が働く。このときバネ４は伸長され、ケース２に設置されたバネ固定部２６と軸１５ａとアクチュエータ１のバネ固定部１６とが一直線上に並ぶ状態となったときにバネ４が最も伸びた状態となる。図６Ｂは、ケース２に設置されたバネ固定部２６と軸１５ａとアクチュエータ１のバネ固定部１６とが一直線上に並んだ状態を示す図である。以下、この状態を「過渡状態」という。

　過渡状態からさらにアクチュエータ１が回動すると、バネ４は縮み始めるため、外部から力を受けなくても、バネ４が縮む力でアクチュエータ１は軸１５ａを中心として反時計回りに回転する。軸１５ａを中心として反時計回りに回転したアクチュエータ１は、ケース２のバネ固定部２６と当接することによって回動が規制される。図６Ｃは、アクチュエータ１がケース２のバネ固定部２６と当接することによって回動が規制された状態を示す図である。このとき、アクチュエータ１の上端部は切り欠き１１ａが設けられていることにより表示窓２２とリブ２５との間に挿入される。したがって、マグトリップ表示装置１０を上方向から目視した場合には、表示窓２２を介してアクチュエータ１の上端部が視認される。以下、この状態を「動作状態」という。なお、アクチュエータ１の色とケース２の色との色差が大きくなるようにすることで、マグトリップ表示装置１０が動作状態にあるか否かの識別が容易となる。

　なお、回動したアクチュエータ１が表示窓２２から視認できる位置で係止されるようにアクチュエータ１の回動を規制する位置決め部材をバネ固定部２６とは別個に設けることも可能であるが、バネ固定部２６にこの機能を持たせることで、ケース２の構造を簡略化できる。

　マグトリップ動作をリセットする場合、図６Ｃに示したように動作状態となっているマグトリップ表示装置１０のアクチュエータ１に矢印Ｄ方向のモーメント（図６Ｃにおいては軸１５ａを中心としてアクチュエータを時計回りに回転させるモーメント）を加える。このときバネ４は伸長され、図６Ｂに示した過渡状態となる。

　過渡状態からさらにアクチュエータ１が回動するとバネ４へ縮み始めるため、外部から力を受けなくも、バネ４が縮む力でアクチュエータ１は軸１５ａを中心として時計回りに回転する。壁部１３ａがケース２の内壁２９に当接することによってアクチュエータ１の回動が規制され、図６Ａに示した初期状態となる。

　このように、アクチュエータ１を側面視略山括弧形状かつ断面視略角括弧形状として屈曲する部分に軸１５ａ、１５ｂを設けて軸支し、下端近傍にバネ固定部１６を設けてバネ４が縮んでアクチュエータ１を付勢するように、バネ固定部２６、バネ固定部１６及び軸１５ａ、１５ｂの位置を設定することにより、初期状態と動作状態とを切り換える際には過渡状態を経る構造とすることができる。初期状態と動作状態をと切り換える際に過渡状態を経る構造であるため、初期状態や動作状態から過渡状態へ遷移させるには、バネ４を引き伸ばす力を加える必要があり、振動などの微弱な力で初期状態と動作状態との切換が誤って行われることはない。また、バネ４がケース２の側面と略平行に設置されているため、バネ４の伸縮がスムーズに行われ、アクチュエータ１の安定した回動動作を実現できる。また、アクチュエータ１が側面視略山括弧形状であるため、表示窓２２を筐体５０の上側に配置するととともに、マグトリップ表示装置１０を小型化できる。

　図７は、マグトリップ表示装置１０を回路遮断器３０に取り付けた状態を示す図である。回路遮断器３０の筐体３１には開閉可能なサイドカバー３１ａがハンドル４６に隣接して設けられており、サイドカバー３１ａを開くとマグトリップ表示装置１０を収容するスペースであるマグトリップ表示装置取付部３１ｂが現れるようになっている。マグトリップ表示装置１０をマグトリップ表示装置取付部３１ｂに挿入した際に、ケース２の爪２８が回路遮断器３０の筐体３１と係合することにより、マグトリップ表示装置１０が不意に回路遮断器３０から脱落することが防止される。サイドカバー３１ａは、マグトリップ表示装置１０をマグトリップ表示装置取付部３１ｂに収容した状態でも閉じることが可能であり、マグトリップ表示装置１０の上面を表示窓２２の部分を除いて覆うようになっている。マグトリップ表示装置１０は、回路遮断器３０の内部付属部品であるため、マグトリップ表示機能が不要な場合には容易に回路遮断器３０から取り外すことができる。また、マグトリップ表示装置１０はマグトリップ表示装置取付部３１ｂに収容されるため、回路遮断器３０の幅寸法を変えることなくマグトリップ表示機能を付加することができる。

　図８、図９、図１０及び図１１は、マグトリップ表示装置１０を取り付けた回路遮断器３０の縦断面模式図であり、マグトリップ表示装置取付部３１ｂの部分での縦断面を示している。なお、動作の理解を容易とするため、マグトリップ表示動作に関連する部材のみを図示している。マグトリップ表示装置取付部３１ｂには回路遮断器３０内に設けられたリセットピン４７が突出しており、リセットピン４７は長穴４８に沿って移動可能となっている。

　図８に示す回路遮断器３０がトリップしていない状態において短絡電流が電路に流れると、図９に示すように電磁石部４３のプランジャ４３ａが電磁力によって矢印Ｅ方向に吸引され、レバー４４が矢印Ｆ、矢印Ｇ方向に回動して、マグバー４５を矢印Ｈ方向に回動させる。これにより、回路遮断器３０はマグトリップし、ハンドル４６の取っ手が矢印Ｉ方向に回転してＯＮ／ＯＦＦの中央にくることにより、回路遮断器３０がトリップしていることをハンドル４６の位置に基づいて外部から確認できる状態となる。この際、マグバー４５が矢印Ｈ方向に回動することにより、マグトリップ表示装置１０のアクチュエータ１が軸１５ｂを中心に矢印Ｊ方向に回動する。すなわち、レバー４４及びマグバー４５は、電磁石部４３のプランジャ４３ａ動きを、マグトリップ表示装置取付部３１ｂに収容されたマグトリップ表示装置１０のアクチュエータ１に伝達する機構部をなしている。このときマグバー４５は過渡状態よりも動作状態側までアクチュエータ１を回動させるため、アクチュエータ１はマグバー４５からの力を受けなくても、バネ４の縮む力によって図１０に示す動作状態まで回動する。回路遮断器３０は、トリップすると、電流が遮断されるため、電磁石部に電流が流れなくなって電磁力が無くなり、レバー４４に配置されている不図示のバネによりプランジャ４３ａ、レバー４４は初期位置（図８に示す位置）に戻る。また、マグバー４５にも不図示のバネが配置されているため、レバー４４が初期位置に戻ると、マグバー４５も初期位置に戻る。

　回路遮断器３０がマグトリップしている状態においてハンドル４６を矢印Ｋ方向に回動させると、リセットピン４７が長穴４８に沿って矢印Ｌ方向に回動し、図１１に示すようにマグトリップ表示装置１０のアクチュエータ１を押して軸１５ｂを中心に回動させる。このときリセットピン４７は、過渡状態よりも初期状態側までアクチュエータ１を回動させるため、アクチュエータ１はリセットピン４７からの力を受けなくても、バネ４の縮む力によって図８に示す初期状態まで回動する。

　図１２は、マグトリップ表示装置及び回路遮断器の部分断面図である。マグトリップ表示装置取付部３１ｂには、斜面３２ａを備えた凸部３２が形成されている。凸部３２は、マグトリップ表示装置１０が動作状態でマグトリップ表示装置取付部３１ｂに挿入された場合にアクチュエータ１の下端と干渉して、アクチュエータ１を過渡状態よりも初期状態に近い位置まで回動させる。これによりバネ４が縮む力でアクチュエータ１は軸１５ａ、１５ｂを中心として回動（図１２においては矢印Ｍ方向）する。これにより、マグトリップ表示装置１０は、図６Ａに示した初期状態となる。

　マグトリップ表示装置１０は、初期状態で回路遮断器３０に取り付けることを想定しているが、本実施の形態によれば、マグトリップ表示装置１０は誤って初期状態で回路遮断器３０に取り付けようとした場合でも、自動的に初期状態に切り換えられてから回路遮断器３０に取り付く。これにより、マグトリップ動作が発生していないにもかかわらずマグトリップ表示装置１０が動作状態となることを防止できる。

　本実施の形態にかかるマグトリップ表示装置１０は、アクチュエータ１、ケース２、カバー３及びバネ４の四つの部品で構成されるため構造が単純であり、マグトリップ表示装置取付部３１ｂを備えた回路遮断器３０に収容されるために回路遮断器３０の幅を広げてしまうことがなく、マグトリップ表示機能が不要な場合には回路遮断器３０からマグトリップ表示装置を取り外すことが可能である。

　以上のように、本発明にかかるマグトリップ表示装置及び回路遮断器は、構造が単純であり、回路遮断器の設置スペースを拡大することなくマグトリップ表示機能を持たせることができる点で有用である。

　１　アクチュエータ
　２　ケース
　３　カバー
　４　バネ
　１０　マグトリップ表示装置
　１１、１２　側板
　１１ａ、２１ａ　切り欠き
　１３　前面板
　１３ａ　壁部
　１４　内部空間
　１５ａ、１５ｂ　軸
　１６、２６　バネ固定部
　２１　上面
　２２　表示窓
　２４　側面
　２５　リブ
　２７　軸穴
　２８　爪
　２９　内壁
　３０　回路遮断器
　３１　筐体
　３１ａ　サイドカバー
　３１ｂ　マグトリップ表示装置取付部
　３２　凸部
　３２ａ　斜面
　４３　電磁石部
　４３ａ　プランジャ
　４４　レバー
　４５　マグバー
　４６　ハンドル
　４７　リセットピン
　４８　長穴
　５０　筐体

Claims

　短絡電流が流れた時に電磁石部によるトリップ動作を行う回路遮断器に収容され、前記電磁石部によるトリップ動作が行われたことを表示するマグトリップ表示装置であって、
　表示窓を有する筐体と、
　長手方向の中央で屈曲し、屈曲部で前記筐体に軸支され、前記電磁石部の動きが伝達されるアクチュエータと、
　前記アクチュエータに収容され、一端が前記筐体に、他端が前記アクチュエータに固定されて前記アクチュエータを付勢するバネと、
　を備え、
　前記アクチュエータは、常態では、該アクチュエータの他端が前記表示窓を介して前記筐体の外から目視不能な初期状態となるように前記バネによって付勢され、前記回路遮断器が前記電磁石部によるトリップ動作を行う際に該電磁石部の動きが伝達されることにより、前記アクチュエータの他端が前記表示窓を介して前記筐体の外から目視可能な動作状態となることを特徴とするマグトリップ表示装置。
　前記アクチュエータが前記動作状態及び前記初期状態の一方から他方へ変化する際に、前記バネの一端が固定される前記筐体の部分と、前記バネの他端が固定される前記アクチュエータの部分と、前記アクチュエータの前記屈曲部とが一直線に並ぶ遷移状態を経ることにより、前記バネは、前記アクチュエータが前記動作状態又は前記初期状態から前記遷移状態に変化する際に伸ばされ、前記アクチュエータが前記遷移状態から前記動作状態又は前記初期状態に変化する際に縮むことを特徴とする請求項１に記載のマグトリップ表示装置。
　前記アクチュエータは、「く」の字型で、前記バネを収容する空間を有する「コ」の字断面構造であることを特徴とする請求項１に記載のマグトリップ表示装置。
　前記筐体は、前記表示窓と正対するリブを有することを特徴とする請求項１に記載のマグトリップ表示装置。
　前記バネの一端が固定される前記筐体の部分は、前記バネが前記アクチュエータの回動の軸と直交する状態で保持されるように前記バネの他端を位置決めする段差を備えることを特徴とする請求項１に記載のマグトリップ表示装置。
　前記アクチュエータの他端は、前記初期状態において、前記筐体と面接触することを特徴とする請求項１に記載のマグトリップ表示装置。
　前記アクチュエータは、前記動作状態において、前記バネの一端が固定される前記筐体の部分に当接して回動が規制されることを特徴とする請求項１記載のマグトリップ表示装置。
　請求項１から７のいずれか１項記載のマグトリップ表示装置を収容するマグトリップ表示装置取付部と、
　前記電磁石部と、
　前記マグトリップ表示装置取付部に収容された前記マグトリップ表示装置の前記アクチュエータに、前記電磁石部の動きを伝達する機構部と、
　を備えた回路遮断器。