JP4814848B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

この発明は回路遮断器の構造に関するものである。

従来の回路遮断器の開閉機構部においては、メインばねを駆動するハンドルアームは左右バランス確保のためメインばねを側面から覆ったＵ字形をしており、また、剛性確保のためＵ字形金属板の一体構造になされていた。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１９６２４２号公報（図１）

一般に、回路遮断器の早入り開閉機構部品は、回転軸が回路遮断器の幅方向と平行になる板状部品が多く、組み立ては横から積層する方式が最も効率が良いが、外側に配置されることが多いハンドルアームがＵ字形の一体構造になされているため、従来の回路遮断器では横からの積層組み立ては不可能であった。また、回路遮断器は、定格電流ごとに接点の接触圧力が異なるため、駆動のためのメインばねは荷重が異なる複数の仕様が必要で、それらに応じて、幅方向寸法も複数のものが必要となる。従来のようにハンドルアームがＵ字形一体構造の場合は、回路遮断器の幅方向寸法に合わせて、幅方向寸法が異なる複数のハンドルアームを製作する必要があった。これを避けるため、同一仕様のハンドルアームを共用化しようとすると、定格電流が小さい回路遮断器で外形寸法が大きくなり、ユーザーにとっては使い難く、また製品のコストが高くなるという問題があった。

この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、回路遮断器の開閉機構部の組み立てが簡単に行えて、しかも各種の仕様にも対応しやすい回路遮断器を提供するものである。

この発明に係る回路遮断器は、可動接触子を保持するクロスバー、このクロスバーを駆動する下リンク、過電流引き外し装置のラッチに係合し、回路遮断器のトリップ時に回動するレバー、このレバーに軸支されるとともに、上記下リンクにスプリングピンを介して結合され、上記下リンクとともにトグルリンクを構成する上リンク、上記スプリングピンに従動側が結合されたメインばね、及び上記メインばねの駆動側と結合し、回路遮断器の筐体に固定されたフレームに回動自在に軸支されているハンドルアームを備えた回路遮断器であって、上記ハンドルアームは、２枚の側板の一端が天板と少なくとも１本のピンで結合された、断面がほぼＵ字形の枠体からなり、上記側板の少なくとも片方は上記天板及びピンに固着される別部品で、上記別部品である側板は、この側板上で一直線上に並ばない３箇所以上の位置で上記天板及びピンに固着され、かつ、上記メインばねの駆動側は上記天板に結合されていることを特徴とするものである。

また、上記に記載の回路遮断器であって、上記天板は、上記２枚の側板の一方と一体に形成されていることを特徴とするものである。

また、この発明に係る回路遮断器は、可動接触子を保持するクロスバー、このクロスバーを駆動する下リンク、過電流引き外し装置のラッチに係合し、回路遮断器のトリップ時に回動するレバー、このレバーに軸支されるとともに、上記下リンクにスプリングピンを介して結合され、上記下リンクとともにトグルリンクを構成する上リンク、上記スプリングピンに従動側が結合されたメインばね、及び上記メインばねの駆動側と結合し、回路遮断器の筐体に固定されたフレームに回動自在に軸支されているハンドルアームを備えた回路遮断器であって、上記ハンドルアームは、２枚の側板の一端が断面ほぼＬ字形の１枚の天板で結合された、断面がほぼＵ字形の枠体からなり、上記側板の少なくとも片方は上記天板に固着される別部品で、上記別部品である側板は、この側板上で一直線上に並ばない３箇所以上の位置で上記天板に固着され、かつ、上記メインばねの駆動側は上記天板に結合されていることを特徴とするものである。

また、この発明に係る回路遮断器は、可動接触子を保持するクロスバー、このクロスバーを駆動する下リンク、過電流引き外し装置のラッチに係合し、回路遮断器のトリップ時に回動するレバー、このレバーに軸支されるとともに、上記下リンクにスプリングピンを介して結合され、上記下リンクとともにトグルリンクを構成する上リンク、上記スプリングピンに従動側が結合されたメインばね、及び上記メインばねの駆動側と結合し、回路遮断器の筐体に固定されたフレームに回動自在に軸支されているハンドルアームを備えた回路遮断器であって、上記ハンドルアームは、２枚の側板の一端が同一形状の少なくとも３本のピンで結合された、断面がほぼＵ字形の枠体からなり、上記側板の少なくとも片方は上記ピンに固着される別部品で、上記別部品である側板は、この側板上で一直線上に並ばない３箇所以上の位置で上記ピンに固着され、かつ、上記メインばねの駆動側は上記ピンに結合されていることを特徴とするものである。

また、上記に記載の回路遮断器のハンドルアームのうち、側板の片方と構造体とを一体にしたものを除いて、上記２枚の側板の形状が同一であることを特徴とするものである。

この発明に係る回路遮断器は、回路遮断器の開閉機構部の組立が容易であり、また、回路遮断器の部品の標準化により、各種仕様の需要に対して、部品の種類や部品数を削減するのに寄与する。

実施の形態１．
図１〜図８はこの発明の実施の形態１に係る回路遮断器の全体及び一部の構成を示すものである。図１はトリップ状態の回路遮断器の全体断面図、図２はトリップ状態の開閉機構部の側断面図、図３はトリップ状態の開閉機構部主要部品の正面図（メインばねは略図で示している）、図４はオフ状態の開閉機構部の側面図、図５はオン状態の開閉機構部の側断面図、図６はハンドルアームを示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、平面図（ｃ）、図７はハンドルアームの分解正面図（ａ）、分解側面図（ｂ）、分解平面図（ｃ）、図８は開閉機構部の積層組立を説明する図である。

先ず、回路遮断器の全体構造を図１について説明する。この発明に係る回路遮断器は、一端に可動接点９を有する可動接触子８と、上記可動接点９と接離する固定接点１０と、上記可動接触子８を保持するクロスバー７と、このクロスバー７を駆動する下リンク６と、過電流引き外し装置のラッチ１１に係合され、該回路遮断器のトリップ時に回動するレバー４と、このレバー４に軸支されるとともに、上記下リンク６にスプリングピン５を介して結合して該下リンク６とともにトグルリンクを構成する上リンク１２と、上記スプリングピン５に従動側が結合されたメインばね２と、このメインばね２の駆動側と結合され、該回路遮断器の筐体に固定されたフレームに回動自由に軸支されたほぼＵ字形のハンドルアーム３と、ハンドル１等が、筐体２０に収容されている。

次に、この回路遮断器の開閉機構部について、図２〜図５により詳細に説明する。開閉機構は、筐体２０から突出するハンドル１と、ハンドル１に結合したハンドルアーム３と、ハンドルアーム３の回転軸３ａと、メインばね２と、レバー４と、スプリングピン５と、上リンク１２と、下リンク６と、クロスバー７と、ラッチ１１等からなる。図４の状態において、ハンドル１を操作するとメインばね２の駆動側２ａがハンドルアーム３の回転軸３ａを中心に移動する。この移動でメインばね２の荷重方向を変化させ、スプリングピン５を右方向へ移動させることで下リンク６が動き、クロスバー７が回転し、可動接触子８上の可動接点９が固定接点１０に接触して図５の状態になる。同様に、図５において、ハンドル１を操作するとメインばね２の駆動側２ａがハンドルアーム３の回転軸３ａを中心に移動する。この移動でメインばね２の荷重方向を変化させ、スプリングピン５を左方向へ移動させることで下リンク６が動き、クロスバー７が回転し可動接触子８上の可動接点９が固定接点１０から開離して図４の状態になる。

また、この図５において、過電流などを感知して図示しない過電流引き外し装置が動作すると、ラッチ１１が動いてレバー４との係合が外れる。レバー４はメインばね２により常に時計回り方向に付勢されているため、レバー回転軸４ｂを中心に回転が始まる。この回転によりメインばね２の駆動側２ａがスプリングピン５に対して相対的に動き、最終的にはスプリングピン５に上方向の力が働き始め、下リンク６が移動することでクロスバー７が持ち上がり、可動接触子８上の可動接点９が固定接点１０から開離した図２の状態になる。なお、ハンドルアーム３の内側に配置される部品の関係は図３に示すとおりである。

この発明に係る回路遮断器のハンドルアームを図６の（ａ）（ｂ）（ｃ）に、また、分解図を図７（ａ）（ｂ）（ｃ）にそれぞれ示している。図６及び図７において、ハンドルアーム３は、金属板からなる２枚の側板３ｂ、３ｃと、これらの側板３ｂ、３ｃの一端、図では上部、を結合する構造体とによりほぼＵ字形になされている。本実施の形態１では、構造体は１枚の金属板からなる天板３ｄと後述するピン３ｅとからなる。天板３ｄは、その前後端に、ハンドル１への取り付け用の舌片３ｄ１が設けられている。また、中心部にはメインばね２を掛け止めする掛け止め部３ｄ２が設けられている。そして、両側端には、側板３ｂ、３ｃと結合するための突起３ｄ３が片側に２箇所、計４箇所に設けられている。この例では、突起３ｄ３は片側２箇所ずつ設けられているが、組み立て剛性の関係から、２箇所以上であれば、３箇所でも４箇所でもよい。天板３ｄは１枚の板から、プレス加工及び打ち抜き加工で製作される。

上記天板３ｄと結合される２枚の側板３ｂ、３ｃは、ほぼ矩形の金属板からなり、下部には軸３ａに支承される凹部３ｂ１、３ｃ１が設けられている。側板３ｂ、３ｃの上部には、天板３ｄの突起３ｄ３に嵌り込む２個の突起用穴３ｂ３、３ｃ３が設けられている。また、側板３ｂ、３ｃの後部の突出部近傍にピン３ｅの先端を挿入するピン用穴３ｂ４、３ｃ４が設けられている。このピン３ｅは、構造体の一部として、側板３ｂ、３ｃを結合すると同時に、側板３ｂ、３ｃの間隔を保持する金属棒からなる。２枚の側板３ｂ、３ｃは、天板３ｄの片側２個の突起３ｄ３をそれぞれ突起用穴３ｂ３、３ｃ３に挿入し、また、ピン３ｅの先端をピン用穴３ｂ４、３ｃ４に挿入して、この部分で固着される。固着箇所は、天板３ｄの突起２箇所と、ピン３ｅの１箇所の併せて３箇所（両側では６箇所）となる。固着箇所の数は３箇所以上であり、固着箇所の設けられる位置は、ハンドルアームの剛性を確保する観点から、側板上で一直線上に並ばない位置である。

これら、ハンドルアームを構成する各部品を分解したものを図７の正面図（ａ）、側面図（ｂ）、平面図（ｃ）に示している。図７に示すハンドルアーム３の構成部品を組み立てる際の、側板３ｂ、３ｃと天板３ｄ及びピン３ｅとの結合箇所、つまり固着箇所の固着方法を説明する。天板３ｄの突起３ｄ３及びピン３ｅの端部はそれぞれ側板に設けられた突起用穴３ｂ３、３ｃ３及びピン用穴３ｂ４、３ｃ４に挿入された後、側板３ｂ、３ｃからはみ出した部分をかしめ機で押しつぶすかしめ付けによる固着が行われる。かしめ付けによる固着方法は簡単かつ強固な固着が行われるが、固着方法はこれに限るものではなく、天板３ｄの突起３ｄ３及びピン３ｅの端部を側板に溶接したり接着したりする方法でもよい。

次に、回路遮断器組み立ての際の、ハンドルアーム３とその内部に配置される部品の組み立て手順を説明する。図３はハンドルアーム３に内部の部品を取り付けた図であり、図８は部品取り付け及びハンドルアーム３そのものの組み立て手順を示す図である。図８に示す組み立て手順は、片側から次々と部品を重ねるように組み立てるいわゆる積層組み立てと称する。先ず、片側の側板３ｃに天板３ｄとピン３ｅの片側を組み合わせる。次に、側板３ｃ上に、軸合わせを行いながら片方のフレーム１３を乗せる。次に、スプリングピン５、下リンク６、上リンク１２、レバー４、メインばね２を組み合わせたサブユニットを重ね、レバー４の軸合わせをする。次に、フレーム１３を乗せフレームかしめ付けを行う。フレームかしめ付けはフレーム１３間にピンを複数配置してそれぞれの軸でかしめ付け固定する。最後に他方の側板３ｂを天板３ｄ及びピン３ｅに固着し、天板３ｄ及びピン３ｅをかしめ付けて完成する。図３はハンドルアーム及びその内部に配置された部品の組み立て完成品である。

このように構成されたハンドルアーム３においては、内部部品（図３参照）をサブユニットとして組み立て、これを側方向から挿着するいわゆる積層組立が可能で、回路遮断器の組み立て効率を高めることができる。また、内部部品組立後は、天板３ｄの２点と幅方向位置決めピン３ｅの３点にて側板３ｂ、３ｃが固定されるので、天板３ｄの中央部にメインばね２の大荷重が作用しても変形しない、剛性の高いハンドルアームを得ることができる。

なお、側板を凹凸のない平板にすれば、側板の左右共用が可能である。また、回路遮断器の仕様に応じて、図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、構造体である天板の幅及び位置決めピンの長さを変えるだけで種々の幅に対応したハンドルアームを構成できる。このため、ハンドルアームの部品種類及び部品点数を削減することができる。

実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２に係る回路遮断器のハンドルアームを示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、平面図（ｃ）である。実施の形態１と共通する部分については説明を省略する。この実施の形態２では、２枚の側板を結合する構造体を１枚の天板で構成する。この天板３ｇは、側面から見て、ほぼＬ字形に曲げられた１枚の金属板で構成され、Ｌ字形の一辺である水平部の側方に片側２個、両側で４個の突起３ｇ１と、Ｌ字形に曲げられた他の辺に片側１個の突起３ｇ２、両側で２個の突起が設けられている。つまり、天板３ｇと側板３ｂ、３ｃとの固着箇所となる突起は、Ｌ字形の各辺に分散して設けられている。一方、上記天板３ｇを取り付ける２枚の側板にはそれぞれ３個の、天板３ｇの突起３ｇ１、３ｇ２に対応する突起用穴３ｂ３、３ｃ３が設けられている。そして、天板３ｇの突起３ｇ１、３ｇ２が側板３ｂ、３ｃの対応する突起用穴に嵌め込まれて天板３ｇと側板３ｂ、３ｃが一体に組み立てられ、突起３ｇ１、３ｇ２はかしめ付けられてほぼＵ字形のハンドルアームが形成される。突起３ｇ１、３ｇ２と突起用穴３ｂ３、３ｃ３との嵌合部を結合部または固着箇所と呼べば、天板３ｇと側板３ｂ、３ｃとは、片側３箇所の固着箇所で結合されることになる。固着箇所は３箇所に限るものではなく、３箇所以上であればよい。実施の形態１と同様に、固着箇所は、３箇所以上であり、かつ、側板上で一直線上に並ばない位置である。

このように構成することで、実施の形態１と同様の作用の他、側板を結合する構造体が天板１枚で足りるため、幅方向位置決めピンを廃止することができ、部品の省略と、固定するための設備をより簡素化することができる。また、凹凸のない側板を用いることにより、側板の左右共用が可能となり、部品種類をさらに削減することが可能である。また、３つの固着箇所のうち、１つを天面（水平面）から離したことで、より幅方向の位置、換言すると、側板３ｂ、３ｃ間の平行度が決め易いという効果が得られる。さらに、回路遮断器の仕様に応じて天板の幅寸法を変えるだけで種々の幅に対応したハンドルアームを構成できることは実施の形態１と同様である。

実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３に係る回路遮断器のハンドルアームを示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、及び平面図（ｃ）である。この実施の形態３では、２枚の側板を結合する構造体として、同一形状の３本のピンを用いている。すなわち、実施の形態１におけるハンドルアームの天板及びピンに相当する部位を、同一形状の３本のピンで構成することで、実施の形態１と同等の作用を保持しつつ、さらに部品の種類を削減することができるようにしたものである。

実施の形態１と共通する点を除いて詳細に説明すると、２枚の側板３ｂ、３ｃのそれぞれには、その上部に３個のピン用穴３ｂ４、３ｃ４が設けられている。そして、側板３ｂ、３ｃは、両端の先端が上記ピン用穴３ｂ４、３ｃ４に嵌合する同一形状の３本のピン３ｅにより結合される。側板３ｂ、３ｃとピン３ｅとの組み合わせ後、側板から突出しているピン３ｅの先端はかしめ付けにより固着される。ピン３ｅとピン用穴３ｂ４，３ｃ４との３箇所の結合部即ち固着箇所は、実施の形態１と同様に、３箇所以上であり、かつ、側板上で一直線上に並ばない位置である。

これにより、剛性の高いほぼＵ字形のハンドルアームを構成できるとともに、３本のピンにより両側板の剛性を確保し、また、幅方向の位置を決めそれを維持する。３本のピンのうち、中央のピンには、メインばね２が掛け止めされる。ピンは同じ形状のものを用いるため、実施の形態１と同等の作用を保持しつつ、さらに部品の種類を削減することができる。なお、側板には必要に応じてその後部に内側に折り曲げたレバーリセット時の接触部３ｆが設けられている。

実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４に係る回路遮断器のハンドルアームを示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、平面図（ｃ）である。この実施の形態４では、２枚の側板３ｂ、３ｃを結合する構造体に天板及びピンを用いるが、上記天板は片方の側板３ｃの上部を延長してＬ字形に折り曲げて形成している。Ｌ字形に折り曲げられた延長部分からなる天板３ｃｃの先端には２個の突起３ｃｃ１が設けられていて、この突起３ｃｃ１に対応する突起用穴３ｂ３が他方の側板３ｂに設けられている。側板３ｂは天板３ｃｃとこの箇所で固着され、かしめ付けにより固定される。さらに、実施の形態１と同様に、構造体としてのピン３ｅが側板３ｂ、３ｃ同士を結合している。側板３ｂ、３ｃとピン３ｅとの結合方法は実施の形態１と同じなので、詳細な説明は省略する。上記固着箇所は３箇所以上であり、かつ、当該回路遮断器の電源側及び負荷側を結ぶ線の方向に分散して設けられるのは、実施の形態１と同様である。なお、側板には必要に応じてその後部に内側に折り曲げたレバーリセット時の接触部３ｆが設けられている。

このように構成することで、実施の形態１と同等の作用を保持しつつ、部品点数を削減することができるとともに、天板と側板の片方が一体になっているので、回路遮断器の組み立て手間を省くことができる。また、固着箇所が減るので、ハンドルアームの剛性を一層高めることができる。

この発明に係る回路遮断器の側断面図である。 この発明の実施の形態１に係る回路遮断器の開閉機構部を示す側断面図である。 図２の主要部品を示す正面図である。 実施の形態１に係る回路遮断器の開閉機構部のオフ状態を示す側面図である。 実施の形態１に係る回路遮断器の開閉機構部のオン状態を示す側断面図である。 実施の形態１に係る回路遮断器のハンドルアームを示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、及び平面図（ｃ）である。 実施の形態１に係る回路遮断器のハンドルアームの分解図を示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、及び平面図（ｃ）である。 実施の形態１に係る回路遮断器のハンドルアームを用いた開閉機構部の組み立てを説明する図である。 この発明の実施の形態２に係る回路遮断器のハンドルアームの分解図を示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、及び平面図（ｃ）である。 この発明の実施の形態３に係る回路遮断器のハンドルアームの分解図を示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、及び平面図（ｃ）である。 この発明の実施の形態４に係る回路遮断器のハンドルアームの分解図を示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、及び平面図（ｃ）である。 仕様の異なる３種類のハンドルアームを示す正面図である。

符号の説明

１ ハンドル、
２ メインばね、
２ａ メインばねの駆動端、
３ ハンドルアーム、
３ａ ハンドルアーム回転軸、
３ｂ ハンドルアーム側板、
３ｃ ハンドルアーム側板、
３ｄ 天板、
３ｅ ピン、
３ｆ 接触部
３ｇ Ｌ字形天板、
３ｃｃ 天板（延長部）、
４ レバー、
４ｂ レバー回転軸
５ スプリングピン、
６ 下リンク、
７ クロスバー、
８ 可動接触子、
９ 可動接点、
１０ 固定接点、
１１ ラッチ、
１２ 上リンク、
１３ フレーム、
２０ 筐体。

Claims (5)

1. 可動接触子を保持するクロスバー、このクロスバーを駆動する下リンク、過電流引き外し装置のラッチに係合し、回路遮断器のトリップ時に回動するレバー、このレバーに軸支されるとともに、上記下リンクにスプリングピンを介して結合され、上記下リンクとともにトグルリンクを構成する上リンク、上記スプリングピンに従動側が結合されたメインばね、及び上記メインばねの駆動側と結合し、回路遮断器の筐体に固定されたフレームに回動自在に軸支されているハンドルアームを備えた回路遮断器であって、上記ハンドルアームは、２枚の側板の一端が天板と少なくとも１本のピンで結合された、断面がほぼＵ字形の枠体からなり、上記側板の少なくとも片方は上記天板及びピンに固着される別部品で、上記別部品である側板は、この側板上で一直線上に並ばない３箇所以上の位置で上記天板及びピンに固着され、かつ、上記メインばねの駆動側は上記天板に結合されていることを特徴とする回路遮断器。
2. 請求項１に記載の回路遮断器であって、上記天板は上記２枚の側板の一方と一体に形成されていることを特徴とする回路遮断器。
3. 可動接触子を保持するクロスバー、このクロスバーを駆動する下リンク、過電流引き外し装置のラッチに係合し、回路遮断器のトリップ時に回動するレバー、このレバーに軸支されるとともに、上記下リンクにスプリングピンを介して結合され、上記下リンクとともにトグルリンクを構成する上リンク、上記スプリングピンに従動側が結合されたメインばね、及び上記メインばねの駆動側と結合し、回路遮断器の筐体に固定されたフレームに回動自在に軸支されているハンドルアームを備えた回路遮断器であって、上記ハンドルアームは、２枚の側板の一端が断面ほぼＬ字形の１枚の天板で結合された、断面がほぼＵ字形の枠体からなり、上記側板の少なくとも片方は上記天板に固着される別部品で、上記別部品である側板は、この側板上で一直線上に並ばない３箇所以上の位置で上記天板に固着され、かつ、上記メインばねの駆動側は上記天板に結合されていることを特徴とする回路遮断器。
4. 可動接触子を保持するクロスバー、このクロスバーを駆動する下リンク、過電流引き外し装置のラッチに係合し、回路遮断器のトリップ時に回動するレバー、このレバーに軸支されるとともに、上記下リンクにスプリングピンを介して結合され、上記下リンクとともにトグルリンクを構成する上リンク、上記スプリングピンに従動側が結合されたメインばね、及び上記メインばねの駆動側と結合し、回路遮断器の筐体に固定されたフレームに回動自在に軸支されているハンドルアームを備えた回路遮断器であって、上記ハンドルアームは、２枚の側板の一端が同一形状の少なくとも３本のピンで結合された、断面がほぼＵ字形の枠体からなり、上記側板の少なくとも片方は上記ピンに固着される別部品で、上記別部品である側板は、この側板上で一直線上に並ばない３箇所以上の位置で上記ピンに固着され、かつ、上記メインばねの駆動側は上記ピンに結合されていることを特徴とする回路遮断器。
5. 請求項１、請求項３、及び請求項４のいずれか１項に記載の回路遮断器であって、上記ハンドルアームの２枚の側板の形状が同一であることを特徴とする回路遮断器。

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