JPH0785392B2 - 回路遮断器の電磁引はずし装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、回路遮断器の電磁引はずし装置に係り、特に
時延動作と瞬時動作を行なうオイルダッシュポット式電
磁引はずし装置の改良に関する。

〔発明の背景〕

従来知られているオイルダッシュポット式電磁引はずし
装置の構成とその問題点を第24図および第25図により説
明する。

第24図は電磁引はずし装置を回路遮断器に組み込んだ状
態を示す図、第25図は電磁引はずし装置の詳細図であ
る。

すなわち従来の電磁引はずし装置１は、実公昭53−4468
0号公報などに開示されているように、内部に鉄心３と
制動油４およびコイルばね５を収納し一端に固定磁極６
を有する油管２をコイル７、継鉄８、可動鉄片９、可動
鉄片戻しばね10、絶縁板11,12と組み合わせ、非磁性材
（黄銅など）からなる油管２と継鉄８とを半田付け13に
より固着して装置全体を一つの組立品としたもので、従
来はこの電磁引はずし装置１を継鉄８の取付穴15にねじ
込まれた取付ねじ16により第24図に示す回路遮断器の下
ケース18に取付け、コイル７の配線を行なった後、上ケ
ース17をかぶせて回路遮断器を組み立てていた。

このように従来の電磁引はずし装置は、組立時に油管２
と継鉄８とを固着するための半田付け作業が必要であ
り、組立を自動化する上での障害になっていた。また、
油管２を継鉄８に半田付けする際、油管２内に封入され
た制動油４が加熱されて体積膨張し、油管２と固定磁極
６との半田付け部14から油漏れを起こすことがあるの
で、これをチェックする作業も必要であり、組立に多大
の工数を要していた。

一方、回路遮断器の機種により定格電流が同一でも高
速，中速，低速，瞬時形などのように動作時間の異なる
ものが要求される場合、油管２に封入する制動油４の粘
度や油量を変えて対処しているのが普通であるが、油管
２と継鉄８とが半田付けにより固着された従来の電磁引
はずし装置では、油管２の交換のみで顧客の仕様変更に
即応して動作時間を変更することができず、また油管２
と継鉄８の関係位置を変えることにより引はずし装置の
動作電流値を可調整とすることもできなかった。

従来、油管２と継鉄８の半田付けに代わる固着手段とし
て、油管２の外周に下端から高さ方向の途中まで切削加
工または塑性加工によるねじ部を設け、油管２を継鉄８
の穴部に挿通後、ナット締めにより固着することも考え
られたが、油管２自体が絞り加工による成形品であるた
め、ねじ立て加工がむずかしく、さらに部品点数がふえ
るなどの問題があり、実用化されていない。

〔発明の目的〕

本発明は、油管と継鉄との半田付け作業をなくし、組立
の自動化により生産コストを低減し、油管の交換を容易
にすると共に、かつ、油管の交換をしなくても回路遮断
器の時延動作特性、または、瞬時動作特性の動作電流値
の調整が可能な回路遮断器の電磁引はずし装置を提供す
ることを目的としている。

〔発明の概要〕

本発明は、制動油を満たした有底円筒体の底部に鉄心と
前記円筒体の開放端に固定磁極を有する油管と、前記固
定磁極を固定する支持部材と、前記油管の外側に巻装し
たコイルと、前記固定磁極に対向して設けた可動鉄片
と、前記可動鉄片を支持し前記固定磁極と前記可動鉄片
を通る主磁束の磁路に設けたＬ字状の継鉄とを備える回
路遮断器の電磁引はずし装置において、前記油管を、前
記支持部材と前記継鉄の一辺との間で摺動自在に支持す
る手段と、前記固定磁極から前記継鉄に至る磁路の磁束
を可変調節する磁束調節手段を備えたことを特徴とする
回路遮断器の電磁引はずし装置である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

実施例１ 第１図〜第４図に従来例と対応する部分には同一符号を
付して示したように、本実施例の電磁引はずし装置１
は、非磁性材（黄銅など）で作られた円筒状の油管２内
にプランジャ形の鉄心３とシリコンオイルのような温度
による粘性の変化が少ない制動油４およびコイルばね５
を収納し、油筒２の開口端にキャップ状の固定磁極６を
かぶせ半田付け14により密封した組立品（以下、シリン
ダ組立品という）Ａを、コイル７、継鉄８、可動鉄片
９、可動鉄片戻しばね10、絶縁板11,12と組み合わせて
構成され、オイルダッシュポット式電磁引はずし装置と
しての基本的構成は第25図に示した従来例と変わりがな
い。

Ｌ字形をした継鉄８の底辺部には油管２の外径より少し
大き目の穴部8aが設けられており、油管２はこの穴部8a
に挿通されているだけで、従来のように半田付けにより
継鉄８に固着されてはいない。シリンダ組立品Ａ全体を
電磁引はずし装置の他の構成部品に対して所定の関係位
置に保持するため、本実施例では固定磁極６の両側方に
先端部がＬ字形に折り曲げられた支持部材19a,19bを固
定磁極６と一体に設けてあり、回路遮断器の下ケース18
には各極の電磁引はずし装置１をはさむ両側壁の上ケー
ス17との合わせ面の一部を切り欠いて前記支持部材19a,
19bの先端部が丁度入る大きさの係止溝20a,20bを設けて
ある。

継鉄８は下ケース18の底部に載置され、シリンダ組立品
Ａとは別に下ケース18に固着される。この固着手段とし
ては、第２図に示すように下ケース18の底面側から取付
ねじ16を継鉄８の取付穴15に通しねじ止めしてもよい
し、図示は省略したが、ねじ止めする代わりに継鉄８の
両側部に設けた突起を下ケース18に設けた係止溝に嵌
め、上ケース17で押さえる嵌め込み構造としてもよい。

コイル７は油管２の外側に巻装され、固定磁極６とは上
部絶縁板11により、継鉄８とは下部絶縁板12によりそれ
ぞれ電気的に絶縁されている。

また、可動鉄片９は継鉄８との係合部を回動支点として
常時継鉄８との間に張設された戻しばね10の力を受け、
固定磁極６とエアーギャップｇを介して対向した状態に
保持されている。

第４図は本実施例の電磁引はずし装置１を回路遮断器に
組み込む際の組立順序を示す図であり、遮断器下ケース
18の極間に継鉄８、下部絶縁板12、コイル７、上部絶縁
板11、シリンダ組立品Ａ、可動鉄片９、戻しばね10の順
に挿入し、固定磁極６の両側に位置する支持部材19a,19
bをそれぞれ下ケース18の係止溝20a,20bに合わせ、継鉄
８は前述したように取付ねじ16により下ケース18に固着
する。

この状態で遮断器の上ケース17をかぶせると、第1,3図
に示すように支持部材19a,19bは下ケース18の係止溝20
a,20bにより前後、左右および下方への動きを止められ
るとともに、上ケース17により上方への抜け出しを止め
られるので、油管２の固定磁極側端部はこの支持部材19
a,19bによって支持され、シリンダ組立品全体が位置決
めされる。

このように本実施例によれば、従来電磁引はずし装置の
自動組立の障害になっていた油管２と継鉄８の半田付け
作業を廃止でき、可動鉄片戻しばね10の取付け作業以外
は部品を順次落としこむだけで電磁引はずし装置１を回
路遮断器に組み込むことができるので、組立作業の自動
化が容易になる。

本実施例の電磁引はずし装置の動作は第25図に示した従
来例と同様である。

第24図に示すように、電磁引はずし装置１のコイル７の
一端はリード線24を介して可動接触子23に、他端は負荷
側端子25にそれぞれ接続され、電源側端子21から固定接
触子22、可動接触子23、リード線24、コイル７を通って
負荷側端子25へ回路電流が流れる。電磁引はずし装置１
の動作電流値を越える過電流が流れた場合、時延動作領
域では鉄心３が固定磁極６に吸引されコイルばね５の押
圧力に打ち勝って上方に移動し、その際、制動油４が時
延効果を与える。鉄心３が固定磁極６に接近すると、エ
アーギャップｇを通る磁束の増加により可動鉄片９が固
定磁極６に吸着され開閉機構の共通引はずし軸26を左方
に押す。これにより、第24図に示すトリップレバー27が
ラッチ28からはずれ、ラッチ28に係止されていたフック
29が釈放されるため、トグルリンク30がばね31により引
き上げられ、可動接触子23を固定接触子22から開離させ
る。

瞬時動作領域では、コイル７のアンペアターンが大きい
ため、鉄心３が移動しなくても可動鉄片９が固定磁極６
に吸着され、瞬時に可動接触子23を開極動作させる。

時延動作領域での動作時間は油管２に封入する制動油４
の粘性や油量により変化するが、本実施例によれば従来
のように油管２が継鉄８に固着されていないので、シリ
ンダ組立品Ａを交換するだけで顧客の仕様変更に即応し
て動作時間を変えることができる。

また、本実施例では油管２を固定磁極６の両側に位置す
る支持部材19a,19bで支持しているため、従来継鉄８と
の半田付け時に生じやすかった油管２の傾きをなくして
重力の影響による動作時間のバラツキを改善することが
でき、さらに短絡時の大電流により油管２が受ける持上
げ力に対しても従来品より油管２の支持強度を高めるこ
とができ、製品の信頼性が向上する。

実施例２ 実施例１ではシリンダ組立品の支持部材を固定磁極と一
体化した場合について説明したが、支持部材の他の例を
以下に説明する。

第５図に示した実施例は、支持部材32を固定磁極６とは
別体とし、支持部材32の中央部を固定磁極６に設けた段
部6aに係合させ、両端部を遮断器下ケース18の合わせ面
に設けた係止溝20a,20bに嵌め、シリンダ組立品Ａを上
から押さえつけるようにしたものである。実施例１では
支持部材19a,19bが固定磁極６と一体の磁性体からなっ
ているため、この部分の幅を広くした場合、継鉄８との
間に漏洩磁束が発生し動作特性に影響を与えるが、本実
施例によれば支持部材32を非磁性材からなる別部品とす
ることができるので、上記のような磁気的影響をなくす
ることができる。

実施例３ 第６図に示した実施例は、非磁性材からなる油管２に固
定磁極６の両側方に突出した延長部33a,33bを設け、こ
の延長部を支持部材として遮断器下ケース18の係止溝20
a,20bに嵌め、上ケース17で押さえたものである。この
構成によれば、部品点数をふやさずに磁気的影響をなく
することができる。

実施例４ 第７図に示した実施例は、支持部材34を別部品とした例
であるが、その上下の折曲げ部34a,34bで固定磁極６の
フランジ部6bをはさみ、かしめることにより、シリンダ
組立品Ａと上下両方向とも保持し、シリンダ組立品Ａを
遮断器下ケース18から浮かせることができるようにした
ものである。

実施例２では、シリンダ組立品Ａの上方への動きは支持
部材32で止められるが、下方への動きは止められないの
で、油管２の底部を押しばね35で支えている。また、実
施例３では油管２の底部を下ケース18に突き当て位置決
めしているが、これは厳しい寸法精度が要求される。そ
こで、本実施例では支持部材34単独でシリンダ組立品全
体を上下方向とも不動に保持させたものである。

実施例５ これまで説明した実施例はすべて支持部材を遮断器の上
ケース17と下ケース18ではさみ係止する構成であった
が、第８図に示す実施例は下ケース18のみで支持部材を
係止したものである。固定磁極６の延長部である支持部
材19a,19bの下方に折り曲げた先端部には左右１対のフ
ック36が形成され、下ケース18の両側壁には底拡がりの
たて溝37a,37bが形成されており、支持部材19a,19bの先
端部をたて溝37a,37bに圧入すると、フック36がたて溝3
7a,37bの段部に係合して上方への抜け出しを止められ
る。

実施例６ 第９図に示した実施例は、固定磁極６の延長部である支
持部材19a,19bを下ケース18の両側壁に設けたたて溝38
a,38bと油管２の底部を支える押しばね35により下ケー
ス18に係止させたものである。

たて溝38a,38bは下ケース18の上ケース17との合わせ面
に開口部39a,39bを有しており、この開口部39a,39bから
支持部材19a,19bの端部をたて溝38a,38bに挿入した後、
第９図（ａ）の矢印方向にシリンダ組立品Ａを回転さ
せ、支持部材19a,19bの端部をたて溝38a,38bの内側に係
合させる。さらに図示しない上ケースの合わせ面に設け
た突起部で開口部39a,39bをふさぎ、支持部材19a,19bの
抜け出しを止めるものである。

実施例７ 第10図に示した実施例はこれまでの実施例と異なり、シ
リンダ組立品の支持部材を継鉄とケースの両方で係止し
たものである。非磁性材からなる支持部材40は固定磁極
６の段部6aに係合するとともに、その一端部が継鉄８の
側部に設けられた係止溝41に嵌まり、シリンダ組立品Ａ
を上から押さえている。係止溝41は上，下ケース17,18
の合わせ面より高い位置にあり、上ケース17をかぶせる
ことにより、支持部材40の端部は係止溝41に対向する上
ケース17の壁面に係止され、継鉄８に対して抜け止めさ
れた状態に保持される。

実施例８ これまで説明した実施例では、シリンダ組立品は継鉄に
対して一定の関係位置に保持されるようになっていた。
しかし、本発明による電磁引はずし装置は従来のように
油管と継鉄とが固着されていないので、必要とあればシ
リンダ組立品と継鉄との関係位置を変えて磁気回路の条
件を変化させることにより、同一のシリンダ組立品を用
いて時延動作あるいは瞬時動作の動作電流値をそれぞれ
独立に調整できる構造とすることも可能である。

まず時延動作電流値（動作開始電流値）の調整機構につ
いて説明する。

第11図〜第16図において、油管２は継鉄８の穴部8aに挿
通され、シリンダ組立品Ａは油管２の底部と下ケース18
との間に位置する押しばね42により常に押し上げ力を受
けている。この押し上げ力は固定磁極６の両側に位置す
る支持部材19a,19bの上面に当接した各極共通の調整軸4
3のアーム先端部43aで受け止められ、さらに共通調整軸
43のほぼ中央部に位置する突起43bと上ケース17に設け
られた調整つまみ44のカム部44aを介して上ケース17に
より支えられる。共通調整軸43の両端の軸部43cは下ケ
ース18の上ケース17との合わせ面に設けられた軸受部45
で回動自在に支持され、調整つまみ44は上ケース17の表
面に位置し外部から回転操作できるようになっている。

なお、支持部材19a,19bは横方向には下ケース18の係止
溝20a,20bにより位置決めされるが、上下方向には拘束
を受けないようになっている。

今、調整つまみ44を時計方向に回転させると、共通調整
軸43の突起43bに当接するカム部44aの面の高さが第13図
のB₁→B₂→B₃のように変化するので、共通調整軸43は軸
部43cを中心として時計方向に回動し、支持部材19a,19b
を受け止めているアーム先端部43aが持ち上がる。これ
に追従してシリンダ組立品Ａ全体が上方に移動し、調整
つまみ43を反時計方向に回転させた場合は逆にシリンダ
組立品Ａ全体が下方に移動する。このシリンダ組立品Ａ
の上下動により第15図に示す継鉄８と鉄心３のラップ寸
法Ｈが変化する。ラップ寸法Ｈが大きくなるほど鉄心３
に磁束が通りやすくなるので、ラップ寸法Ｈにより鉄心
３の動作開始電流値は第17図のように変化する。この変
化幅はラップ寸法Ｈが1mm変化するごとに約15％と大き
く、ラップ寸法Ｈの影響度の大きいことがわかる。

第18図はラップ寸法を第16図のＨからＨ′に変化させた
ときの鉄心３の移動ストロークと動作電流値との関係を
示したものであるが、ラップ寸法Ｈの変化により初期動
作に大きな差が生じることがわかる。この動作開始電流
値の差を利用して±20％程度の遮断器定格電流の調整が
可能となる。

なお、短絡等の大電流に対しては、コイル７に生じるア
ンペアターンが大きく、鉄心３が移動しなくても可動鉄
片９を吸引するため、この瞬時動作領域内ではラップ寸
法Ｈを変化させても影響はない。

実施例９ 次に瞬時動作電流値の調整機構について説明する。

前記のように瞬時動作領域では、鉄心３が移動しなくて
も可動鉄片９を吸引する。この状態での瞬時動作電流値
を変化させるには、固定磁極６と可動鉄片９を通る主磁
束φに影響を与える漏洩磁束φ′を変化させればよい
（第20図参照）。

本発明による電磁引はずし装置は、油管２と継鉄８とを
固着していないので、シリンダ組立品全体を継鉄８に対
して回転させることが可能である。

そこで、第19図〜第21図に示した実施例では、固定磁極
６の形状を回転中心に対して非対称形とし、回転により
固定磁極６と継鉄８との間のリーケージパスとなるエア
ーギャップ寸法Ｇを変化させるようにした。すなわち、
固定磁極６の外周に高さの異なる２個の台形状の突起46
−1,46−２を設けるとともに、下ケース18には支持部材
19a,19bの異なる回転位置に対応した20a₁,20a₂,20a₃お
よび20b₁,20b₂,20b₃の各位置に係止溝を設け、支持部材
19a,19bの係止位置を変えることにより、固定磁極６と
継鉄８との間のエアーギャップ寸法Ｇを第19図のG₁,G₂,
G₃のように段階的に変化させるものである。

このエアーギャップ寸法Ｇの変化により、固定磁極６と
継鉄８との間のリーケージパスを通る漏洩磁束φ′が変
化し、その分固定磁極６と可動鉄片９を通る主磁束φが
変化するため、電磁引はずし装置の瞬時動作電流値が変
化する。

エアーギャップ寸法Ｇは通常6mm程度であり、これを＋1
mm程度変化させることにより、従来定格電流に対する瞬
時動作電流値の比率が800％であったものを1000％程度
にすることができる。

上記実施例8,9による電磁引はずし装置の動作特性曲線
の変化を第22,23図により説明すると、実施例８におい
て、ラップ寸法Ｈを変えることにより、第22図に示すよ
うに時延動作領域での動作時間が変化し、連続通電可能
な電流値（遮断器の定格電流）をI₀,I′₀,I″_０と変化
させることができる。また、実施例９においてエアーギ
ャップ寸法Ｇを変化させることにより、第23図G₁,G₂,G₃
のように瞬時動作領域を横軸方向に移動させることがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、油管と継鉄との半田付けが不要で、油
管を継鉄の穴部に挿通し、油管の固定磁極側端部を支え
る支持部材を遮断器のケースに係止させるだけでよいた
め、従来遮断器本体の組立とは別工程で手作業により行
なっていた電磁引はずし装置の組立を、本体組立時に単
純な部品挿入作業として行なうことができ、組立の自動
化による作業工数の大幅低減が可能となる。

また、半田付けを行なわないことにより組立後も油管部
分の交換が容易にできるので、動作特性の異なる油管だ
けを数種類用意しておけば顧客の仕様変更に即応して動
作特性の変更ができ、製品在庫の縮減が図れるととも
に、特性試験に不合格となった場合の油管の交換も容易
にできる。

さらに、半田付けにより油管を加熱することがないの
で、油管の油漏れを起こす恐れがなく、半田付け時の油
管の傾きによる動作特性のバラツキがなくなり、短絡等
の大電流により油管の受ける持ち上げ力に対しても十分
な支持強度が得られることで製品の信頼性を高めること
ができる。

また、油管の交換をしなくても、仕様変更に応じて動作
特性の変更が可能である。すなわち、継鉄に対する油管
の上下運動および回転運動が可能なことを利用し、鉄心
と継鉄のラップ寸法あるいは固定磁極と継鉄との間のエ
アーギャップ寸法を変化させる調整機構を付加すること
により、時延動作や瞬時動作の動作電流値を可調整とす
ることも容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の切断側面図、第２図は同
切断正面図、第３図は同平面図、第４図は同分解斜視
図、第５図は本発明の第２実施例の切断側面図、第６図
は本発明の第３実施例の切断側面図、第７図は本発明の
第４実施例の切断側面図、第８図（ａ），（ｂ）は本発
明の第５実施例の部分切断側面図およびそのＸ−Ｘ′断
面図、第９図（ａ），（ｂ）は本発明の第６実施例の平
面図および切断側面図、第10図（ａ），（ｂ）は本発明
の第７実施例の平面図および切断側面図、第11図は本発
明の第８実施例の切断側面図、第12図は同切断正面図、
第13図（ａ），（ｂ）は本実施例における調整つまみの
斜視図およびカム部の側面図、第14図は本実施例におけ
る共通調整軸の斜視図、第15図は本実施例の動作を説明
するための切断正面図、第16図はその部分拡大図、第17
図，第18図は本実施例の動作説明用線図、第19図は本発
明の第９実施例の平面図、第20図は同切断正面図、第21
図は同切断側面図、第22図は第８実施例による定格電流
値の変化を示す動作特性曲線図、第23図は第９実施例に
よる瞬時動作電流値の変化を示す動作特性曲線図、第24
図は従来の電磁引はずし形回路遮断器の切断正面図、第
25図は従来の電磁引はずし装置の切断正面図である。 1:電磁引はずし装置 2:油管 3:鉄心 4:制動油 6:固定磁極 7:コイル 8:継鉄 8a:穴部 9:可動鉄片 17,18:遮断器のケース 19a,19b,32,33a,33b,34,40:支持部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制動油を満たした有底円筒体の底部に鉄心
   と前記円筒体の開放端に固定磁極を有する油管と、前記
   固定磁極を固定する支持部材と、前記油管の外側に巻装
   したコイルと、前記固定磁極に対向して設けた可動鉄片
   と、前記可動鉄片を支持し前記固定磁極と前記可動鉄片
   を通る主磁束の磁路に設けたＬ字状の継鉄とを備える回
   路遮断器の電磁引はずし装置において、 前記油管を、前記支持部材と前記継鉄の一辺との間で摺
   動自在に支持する手段と、 前記固定磁極から前記継鉄に至る磁路の磁束を可変調節
   する磁束調節手段を備えたことを特徴とする回路遮断器
   の電磁引はずし装置。
2. 【請求項２】前記磁束調節手段は、 前記油管を前記固定磁極の方向に付勢する手段と、 前記固定磁極の上方に設けられ、前記固定磁極を前記付
   勢手段の付勢力に抗して押圧するように設けたアーム
   と、 前記アームを回動自在に支持する調整軸と、 前記アームの押圧力を調節する手段を備えて、前記鉄心
   と前記継鉄の一辺とのラップ寸法を可変調節することに
   より、磁束を調節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項記載の回路遮断器の電磁引はずし
   装置。
3. 【請求項３】前記磁束調節手段は、 前記油管の軸心に関して非対称の形状を有する固定磁極
   と、 前記固定磁極を前記油管の軸心の回りに回動する手段を
   備え、前記主磁束を可変調節することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の回路遮断器の電磁引はずし装
   置。