JP4155171B2

JP4155171B2 - 回路遮断器

Info

Publication number: JP4155171B2
Application number: JP2003393689A
Authority: JP
Inventors: 憲一郎志水; 初男水野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2023-11-25
Also published as: JP2005158394A

Description

本発明は、通電電路に過大電流が流れたときに第1の鉄心に第2の鉄心を吸引させて引外し部材をラッチ部材との係止状態から解除する方向に駆動し、接点を強制開極する回路遮断器に関する。

この種の回路遮断器として特許文献1に示すものが存在する。このものは、文献中の符号を引用して説明すると、ハンドル６にリンク４４を介して連結されたラッチ部材４３と、ねじりばね６０によってラッチ部材４３の一端側を係止する方向に付勢され器体内に回動自在に支持された引外し部材４１と、器体内で回動自在に支持されラッチ部材４３の一端側が引外し部材４１に係止された状態でハンドル６の回動操作によって回動するクロスバー４０と、このクロスバー４０の回動に伴って開閉する接点と、接点への通電電路を構成するものであって、クロスバー４０との間で引外し部材４１を挟む位置に配設されたバイメタル４５と、このバイメタル４５の一部を包囲する形で配設されるコ字状の固定鉄心（第1の鉄心）７４およびこの固定鉄心７４に板ばね７３を介して連結された可動鉄心（第2の鉄心）５８を有し、接点の閉極時にバイメタル４５に大電流が流れると可動鉄心５８を固定鉄心７４に吸引して引外し部材４１をラッチ部材４３との係止状態から解除する方向に駆動する電磁石装置４７と、を備えたものである。

なお、第２の引外し部材４２は、バイメタル４５に並設された第2のバイメタル４６や第2の可動鉄心５８が第2の固定鉄心７４に吸引されたときに回転して引外し部材４１を駆動して接点を強制開極させるものである。

このものにあっては、引外し部材41を挟む形でクロスバー40と電磁石装置47とが配設されており、省スペース化が図れず、器体内スペースを有効利用できないという問題があった。また、引外し部材41を付勢させるばね60とは別に可動鉄心58を復帰位置に付勢するばねが必要であり、製造作業が困難であった。
特開2001−35342号

本発明は、かかる事由に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、省スペース化が図れ、器体内スペースを有効利用できるとともに、部品点数の削減が図れ、製造作業が容易となる回路遮断器を提供することにある。

この発明の回路遮断器は、器体と、この器体に回動自在に支持されたハンドルと、このハンドルにリンクを介して連結されたラッチ部材と、このラッチ部材の一部を係止する方向に付勢され前記器体内に回動自在に支持された引外し部材と、前記器体内で回動自在に支持され前記ラッチ部材の一部が前記引外し部材に係止された状態で前記ハンドルの回動操作によって回動するクロスバーと、このクロスバーの回動に伴って開閉する接点と、この接点への通電電路の一部を包囲する形で配設される第１の磁性体および第２の磁性体を有し、前記接点の閉極時に前記通電電路に大電流が流れると前記第２の磁性体を前記第１の磁性体に吸引して前記引外し部材を前記ラッチ部材との係止状態から解除する方向に駆動する電磁石装置とを備えた回路遮断器において、
前記第１の磁性体をクロスバーに設けるとともに、前記第２の磁性体を前記引外し部材に設けたことを特徴とするものである。

上記構成において、前記引外し部材の前記ラッチ部材との係止状態を解除する回転方向を、前記接点が開極する前記クロスバーの回転方向と同一方向としている。

上記構成において、前記通電電路に、過電流によって自由端側が変位するバイメタルを介在させ、前記バイメタルを前記第２の磁性体の第１の磁性体対向面側とは反対側面であって、過電流発生時に変位する自由端側で第２の磁性体に当接して引外し部材をラッチ部材の係止状態から解除する方向に駆動させる位置に配設している。

この発明の回路遮断器によれば、第１の磁性体および第２の磁性体をクロスバーおよび引外し部材とは個別に配設する必要がなく、省スペース化が図れ、器体内スペースを有効利用できる。また、第２の磁性体をラッチ部材係止方向に付勢された引外し部材に設けたので、従来例のように第１の磁性体に板ばねを介して取着する必要がなく、部品点数の削減が図れ、製造作業が容易となる。

また、引外し部材のラッチ部材との係止状態を解除する回転方向を、接点が開極するクロスバーの回転方向と同一方向としたため、接点に大電流が流れた時に、第２の磁性体が第１の磁性体に吸引される力が働くが、この時、その吸引力でもって接点の接圧を上げるので、大電流発生時に接点圧が減少せず、もって接点が損傷や溶着しにくくなる。

バイメタルの配置により、過電流によってバイメタルが変位し、引外し部材をラッチ部材の係止状態から解除する方向に駆動した際、クロスバーも接点開極方向に回転するので、第１の磁性体と第２の磁性体との距離が十分取れる。このため、バイメタルの自由端側によって駆動される第２の磁性体が第１の磁性体に当接するまで移動せず、もってバイメタルの自由端側の反りが発生しにくくなり、過電流引外し特性に影響を及ぼし難くなる。

この発明の一実施の形態を図１から図５により説明する。本実施の形態は、２極型の回路遮断器を示すものであり、二分割して形成された第１の器体内に第１極の各部材を、同じく二分割して形成された第２の器体内に第２極の各部材を収納し、各極同士を連動（図示せず）させる構成にし、各極ともそれぞれの器体内に全く同じ部材が収納される。

すなわち、この回路遮断器は、器体６と、ハンドル９と、ラッチ部材２２と、引外し部材２４と、クロスバー３と、接点１０、１１と、電磁石装置４０とを有する。

器体６は、上記したように二分割された第１の器体を示す。図示のように器体６は、両端に端子７、８を有し、上面のハンドル穴３０よりハンドル９を突出し、内部に以下の各部品を納めている。

ハンドル９は、器体６から一部が外部に突出する形で器体６に回動自在に支持されている。実施の形態ではハンドル９を器体６に保持された軸２０に支持している。

ラッチ部材２３は、ハンドル９にリンク２１を介して連結されている。リンク２１はハンドル９に一端が連接され、リンク２１の他端にラッチ部材２２の中間部が軸支されて一端２２ａでクロスバー３の押圧部３ａに係合し、他端を係止部２２ｂとしている。

引外し部材２４は、ラッチ部材２２の一部を係止する方向に付勢され器体６内に回動自在に支持されている。引外し部材２４は軸２５により器体６に軸支され上端の係止受け部２４ａがラッチ部材２２の係止部２２ｂを係止する。引外し部材２４はばね２８により係止部２２ｂに係止する方向に付勢されている。

接点１０、１１は、クロスバー３の回動に伴って開閉するもので、実施の形態では可動接触子２と固定接触子１に固着されている。すなわち、固定接触子１は固定接点１０を有し、固定接触子１が端子８の端子板に一体に形成されることにより端子８に接続されている。可動接触子２は固定接点１０に接離自在に対向する可動接点１１を有し、可動接触子２の中間部がクロスバー３の可動接触子収容部に保持され、先端に可動接点１１を設け、後端に可撓リード線１２の一端を接続している。

ここで、アーク遮蔽部材４は可動接点１１が固定接点１０に接触したときには可動接点１１および固定接点１０間に介在せず、可動接点１１が固定接点１０から開離したときには可動接点１１および固定接点１０間に介在するものである。アーク遮蔽部材４の先端に設けた突部４ａは器体６の隔壁１５に設けた嵌合凹部１４に嵌合させている。アーク遮蔽部材４は軸１６に軸支され、アーク遮蔽部材４とクロスバー３とに歯車１７（一方を図示せず）を設け、これらの歯車の噛み合わせによりアーク遮蔽部材４をクロスバー３に連動させている。

クロスバー３は、器体６内で回動自在に支持されラッチ部材２２の一部が引外し部材２４に係止された状態でハンドル９の回動操作によって回動する。クロスバー３は可動接点１１を固定接点１０に接離させる形で可動接触子２を駆動するものである。実施の形態では軸１３を有し、軸１３が器体６に支持されている。クロスバー３が軸１３の回りを反時計回りに回動することにより、可動接触子２がオフ動作し、時計回りに回動することによりオン動作する。この場合、クロスバー３は開極ばね２３により開極方向に付勢されている。そして引外し部材２４のラッチ部材２２との係止状態を解除する回転方向を、接点１０、１１が開極するクロスバー３の回転方向と同一方向としている。４１はクロスバー３の可動接触子収容部と可動接触子２との間に介在された接点圧付与ばねである。

電磁石装置４０は、接点１０、１１への通電電路である可撓リード線１２の一部を包囲する形で配設される第１の磁性体例えば第１の鉄心４３および第２の磁性体例えば第２の鉄心４４を有し、接点１０、１１の閉極時に可撓リード線１２に大電流が流れると第２の鉄心４４を第１の鉄心４３に吸引して引外し部材４をラッチ部材２２との係止状態から解除する方向に駆動する。ここで、第１の鉄心４３をクロスバー３に設けるとともに、第２の鉄心４４を引外し部材２４に設けている。すなわち、図３に示すようにクロスバー３の軸１３よりも下方の接点側と反対向きに、両側部５０、下段部５１、両側部５０に連接する押さえ部５２を突設し、これらにより凹部５３を形成している。第１の鉄心４３は略Ｕ字形であり、その中間部４３ａを凹部５３に圧入して固定している。このとき、両側片４３ｂの外面が両側部５０の内面に圧接され、中間部４３ａの下端面が下段部５１に圧接され、中間部４３ａの上端面の両側４３ｃが押さえ部５２に圧接され、中間部４３ａの上端面の中央突出部４３ｄが押さえ部５２の間に嵌まっている。引外し部材２４のクロスバー３とは反対側の表面５５に略Ｔ字形の取付突起５６を設ける。第２の鉄心４４は板状であり、表面５５に当接するとともに取付突起５６に係止する爪付係止凹部５７を側縁に設け、さらに軸２５に嵌合する輪部５８を折曲している。第２の鉄心４４を表面５５に当接しながら輪部５８を軸２５に通し、係止凹部５７を取付突起５６の頭部と表面５５との間の胴部に嵌合して爪により抜止め係止し、これにより一体に連結する。第２の鉄心４４は第１の鉄心４３の両側片４３ｂの各端部に対向し、また第２の鉄心４４と第１の鉄心４３の間で両側片４３ｂの間に通電電路を形成する可撓リード線１２が縦に通り、その上側が中央突出部４３ｄの上方を通り、可動接触子２に接続され、下側がバイメタル２６の自由端に接続されている。

バイメタル２６は、過電流によって自由端側が変位するもので、バイメタル２６を通電電路に介在させている。このバイメタル２６は、第２の鉄心４４の第１の鉄心対向面側とは反対側面であって、過電流発生時に変位する自由端側で第２の鉄心４４に当接して引外し部材２４をラッチ部材２２の係止状態から解除する方向に駆動させる位置に配設している。バイメタル２６の基端は器体６に保持され、バイメタル２６の自由端が可撓リード線１２の他端に接続され、バイメタル２６の基端部と端子７とはリード線２７により接続されている。

図１はオン状態である。ハンドル９は器体６の上面に倒れ、リンク２１は下降し、ラッチ部材２２の係止部２２ｂが引外し部材２４に係止した状態でクロスバー３の押圧部３ａを開極ばね２３に抗して押圧し、これによりクロスバー３を時計方向に回動し、可動接触子２をオン動作させて可動接点１１を固定接点１０に接触している。このときリンク２１は反転しているためハンドル９は開極ばね２３のばね力により倒れた方向に付勢されハンドル穴３０の縁部に係止する。これにより、端子７、８間がリード線２７、バイメタル26、可撓リード線１２、可動接触子２、固定接触子１を通してつながり、この通電電路を電流が流れる。

図２はオフ状態である。ハンドル９を倒れたオン状態からオフ状態に起立すると、ハンドル９がある回動位置を超えたときリンク２１が反転し、開極ばね２３のばね力によりハンドル９が起立する方向に付勢されハンドル穴３０の縁部に係止するとともに、ラッチ部材２２がリンク２１により引き上げられ、クロスバー３が反時計方向に回動し、このため可動接触子２が開極動作し、可動接点１１が固定接点１０から離れる。これにより通電電路が開く。同時にクロスバー３の回動により歯車１７を介してアーク遮蔽部材４が回動し、固定接点１０と可動接点１１との間に進入し、さらに嵌合凹部１４に突部４ａが嵌合する。ハンドル９を再度倒すと、図１に示す状態にクロスバー３が時計回りに回動して可動接触子２が閉極動作し、このときアーク遮蔽部材４が歯車１７を介して固定接触子１の下側に回動する。

図４はオン状態で電路に過電流が流れ、バイメタル２６が引外し部材２４をラッチ部材２２から引き外したトリップ状態であり、ハンドル２６は動作前の状態を示す。これにより可動接点１１は固定接点１０から強制開極される。すなわち、電路に過電流が流れるとバイメタル２６がわん曲して先端で引外し部材２４に取付けられた第２の鉄心４４を押し、引外し部材２４は軸２５を中心に反時計方向に回動してラッチ部材２２の係止部２２ａから離れ、このためラッチ部材２２が開極ばね２３のばね力を受けているクロスバー３によりリンク２１を支点に回動し、クロスバー３は反時計方向に回動するので可動接触子２が開極動作する。クロスバー３の回動により第１の鉄心４３が第２の鉄心４４から離れるのでバイメタル２６が第２の鉄心４４を押して第１の鉄心４３に当接することがなく、バイメタル２６が塑性変形することを防止できる。同時に、上記のオフ動作の場合と同様に歯車１７を介してアーク遮蔽部材４が回動して可動接点１１と固定接点１０との間に位置しかつ突部４ａが嵌合凹部１４に嵌合する。これにより可動接点１１と固定接点１０間のアークを完全に遮断することができる。

トリップ後のリセットは、バイメタル２６が電流の停止により冷却されて復帰し、かつ引外し部材２４がばね２８により復帰した状態でハンドル９がオフ側に起立することにより行われる。ハンドル９にオフ側付勢用ばねを設けるとハンドル９は自動的に起立し、これによりリンク２１が引き上げられ、ラッチ部材２２の先端２２ａが押圧部３ａを支点に回動して係止部２２ａが引き上げられ、引外し部材２４に係止する。その結果、図２に示すオフ状態となる。

図５はオン状態で電路に過大電流のうち過電流よりも大きい短絡電流が流れて引外し部材２４がラッチ部材２２から引き外されたトリップ状態であり、ハンドル２６は動作前の状態である。通電電路に短絡電流が流れると、可撓リード線１２の回りに発生する磁束が第１の鉄心４３および第２の鉄心４４を通り、第１の鉄心４３および第２の鉄心４４間に吸引力が発生し、第２の鉄心４４が第１の鉄心４３に引かれて引外し部材２４がラッチ部材２２から引外される。その結果、図４の過電流トリップの動作の場合と同じ動作が行われ、接点１０、１１が強制開極される。そして、第１の鉄心４３および第２の鉄心４４間に吸引力が発生したときにおいて、第１の鉄心４３が第２の鉄心４４に引かれる方向に力を受けるので接点１０、１１の接点圧が上がり、大電流発生時に接点圧が減少せず、接点の損傷や溶着しにくく、アークの抑制にもなりうる。

この発明の一実施の形態のオン状態の器体を開いた状態の側面図である。オフ状態の側面図である。クロスバー、引外し部材、鉄心の分解斜視図である。過電流トリップ状態の側面図である。短絡電流トリップ状態の側面図である。

符号の説明

３クロスバー
６器体
９ハンドル
１０固定接点
１１可動接点
１２可撓リード線
２１リンク
２２ラッチ部材
２４引外し部材
２６バイメタル
４０電磁石装置
４３第１の鉄心
４４第２の鉄心

Claims

器体と、この器体に回動自在に支持されたハンドルと、このハンドルにリンクを介して連結されたラッチ部材と、このラッチ部材の一部を係止する方向に付勢され前記器体内に回動自在に支持された引外し部材と、前記器体内で回動自在に支持され前記ラッチ部材の一部が前記引外し部材に係止された状態で前記ハンドルの回動操作によって回動するクロスバーと、このクロスバーの回動に伴って開閉する接点と、この接点への通電電路の一部を包囲する形で配設される第１の磁性体および第２の磁性体を有し、前記接点の閉極時に前記通電電路に大電流が流れると前記第２の磁性体を前記第１の磁性体に吸引して前記引外し部材を前記ラッチ部材との係止状態から解除する方向に駆動する電磁石装置とを備えた回路遮断器において、
前記第１の磁性体をクロスバーに設けるとともに、前記第２の磁性体を前記引外し部材に設けたことを特徴とする回路遮断器。
前記引外し部材の前記ラッチ部材との係止状態を解除する回転方向を、前記接点が開極する前記クロスバーの回転方向と同一方向とした請求項１記載の回路遮断器。
前記通電電路に、過電流によって自由端側が変位するバイメタルを介在させ、前記バイメタルを前記第２の磁性体の第１の磁性体対向面側とは反対側面であって、過電流発生時に変位する自由端側で第２の磁性体に当接して引外し部材をラッチ部材の係止状態から解除する方向に駆動させる位置に配設した請求項１または請求項２記載の回路遮断器。