JPH09204868A - ブレーカの引外し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーカに過大電流が流れてもヨークが部分
的に飽和せず、また可動鉄心に対する吸引力が低下せ
ず、確実に電路を遮断するブレーカの引外し装置を提供
する。 【解決手段】 電路１と、底面部３ａ及び底面部の両端
から延設されて互いに対向する側面部３ｂ，３ｃを有し
底面部及び側面部により電路を囲むコ字状のヨーク１４
と、ヨークの側面部の先端と対向し、前記電路に過電流
が流れたときに励磁したヨークに吸引されて電路を遮断
する可動鉄片２とを有するブレーカの引外し装置におい
て、前記コ字状のヨークの底面部の断面を側面部の断面
より厚くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、比較的大きな領域
の過電流を検知してブレーカを動作させるブレーカの引
外し装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図８〜図１１を用いて説明
する。図８は、ブレーカの引外し装置の断面図である。
図９はヨークの断面図である。図１０はヨークの斜視図
である。図１１はヨークの飽和を説明する断面図であ
る。

【０００３】ブレーカの引外し装置は、図８に示すよう
に、電路に相当するバイメタル１と、可動鉄片２と、ヨ
ーク３と、復帰ばね４とを備えている。

【０００４】可動鉄心２は、磁性の帯状体であって、両
側に軸部５を有するとともに、引外し用の係止受け部６
およびバイメタル連動部７を有する。

【０００５】バイメタル１は、過電流検出用の直熱型バ
イメタルであり、可動鉄片２に対向配置されて前記バイ
メタル連動部７に係合し、過電流が流れると発熱による
湾曲動作で前記可動鉄片２を前記復帰ばね４のバネ力に
抗して駆動する。バイメタル１は、その上端が固定部と
なって負荷端子８ａに固着されて電気的機械的に接続さ
れ、下端を動作部としてバイメタル連動部７を係止する
とともに、リード線９と接続している。

【０００６】ヨーク３は、図９に示すように、断面が略
コの字形状であって、内側に貫通しているバイメタル１
と対向する底面部３ａと、底面部３ａの両端部から延設
される側面部３ｂ，３ｃとからなる。底面部３ａと側面
部３ｂ，３ｃとは略同じ厚みを有する。ヨーク３は、比
較的大きな領域の過電流の検出用であって、バイメタル
１に比較的大きな領域の過電流が流れた時、復帰ばね４
のバネ力に抗して可動鉄片２を吸引する磁性体である。

【０００７】復帰バネ４は、バネ力により、可動鉄片２
をバイメタル１から離れる方向に復帰付勢する。

【０００８】８ａ，８ｂは負荷端子、１０は係止受け部
に係止するラッチリンクとなるクレドルである。

【０００９】電路であるリード線９および負荷端子８
ａ，８ｂを通してバイメタル１に過電流が流れると、バ
イメタル１が矢印Ａの方向に徐々に湾曲動作し、可動鉄
片２はバイメタル連動部７においてバイメタル１に押圧
される。そして、可動鉄片２は、軸部５を軸として復帰
ばね４のバネ力に抗して反時計まわりＢ方向に回動し、
クレドル１０を係止受け部６から引き外す。そして、可
動鉄片２が引外し動作してクレドル１０が引外される
と、クレドル１０が反時計まわりに回動し、反転ばね１
１が反転して可動接触子１２を開極駆動するため、電路
は遮断される。

【００１０】一方、電路に比較的大きな領域の過電流が
流れると、図９に示すように、バイメタル１を流れる電
流によってバイメタル１のまわりに発生する磁束がヨー
ク３と可動鉄片２およびその間のギャップ部Ｇからなる
磁路Ｃを流れる。そして、該ギャップ部Ｇが小さくなる
ように、可動鉄片２がヨーク３にバイメタル１の前記湾
曲動作よりも速く瞬時に吸引される。該吸引により、可
動鉄片２が軸部５を中心に反時計まわりＢ方向に回動
し、可動鉄片２に係止していたクレドル１０が引外され
る。そして、可動鉄片２が引外し動作してクレドル１０
が引外されると、クレドル１０が反時計まわりに回動
し、反転ばね１１が反転して可動接触子１２を開極駆動
するため、電路は遮断される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般にブレ
ーカは瞬時感動電流を定格電流の何倍かに設定するが、
瞬時感動電流のような過大電流が流れると、前記略コの
字形状のヨーク３の磁束密度は線形領域から飽和領域へ
移行する。

【００１２】しかしながら、図１０に示す略コの字形状
のヨーク３においては、ヨーク３の断面Ｅである底面部
３ａに磁束が多く通るため、図１１において斜線部で示
すように、底面部３ａから飽和が始まる。そして、前記
略コの字形状のヨーク３に部分的な飽和が生じて磁気抵
抗が増大し、前記ギャップ部Ｇに磁束が通りにくくな
る。従って、ヨーク３及び可動鉄心２からなる磁路の磁
気効率が悪くなり、可動鉄心２に対する吸引力は低下す
るという問題点があった。

【００１３】本発明は、上記問題点を改善するために成
されたもので、ブレーカに過大電流が流れてもヨークが
部分的に飽和せず、また可動鉄心に対する吸引力が低下
せず、確実に電路を遮断するブレーカの引外し装置を提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題を解
決するために、請求項１記載の発明にあっては、電路
と、底面部及び底面部の両端から延設されて互いに対向
する側面部を有し底面部及び側面部により電路を囲むコ
字状のヨークと、ヨークの側面部の先端と対向し、前記
電路に過電流が流れたときに励磁したヨークに吸引され
て電路を遮断する可動鉄片とを有するブレーカの引外し
装置において、前記コ字状のヨークの底面部の断面を側
面部の断面より厚くしたことを特徴とするものである。

【００１５】請求項２記載の発明にあっては、電路と、
底面部及び底面部の両端から延設されて互いに対向する
側面部を有し底面部及び側面部により電路を囲むコ字状
のヨークと、ヨークの側面部の先端と対向し、前記電路
に過電流が流れたときに励磁したヨークに吸引されて電
路を遮断する可動鉄片とを有するブレーカの引外し装置
において、前記ヨークの底面部の内面に板状の強磁性体
片を設け、ヨークの底面部の断面と強磁性体片の断面と
を加えた総断面を側面部の断面より厚くしたことを特徴
とするものである。

【００１６】請求項３記載の発明にあっては、電路と、
底面部及び底面部の両端から延設されて互いに対向する
側面部を有し底面部及び側面部により電路を囲むコ字状
のヨークと、ヨークの側面部の先端と対向し、前記電路
に過電流が流れたときに励磁したヨークに吸引されて電
路を遮断する可動鉄片とを有するブレーカの引外し装置
において、前記ヨークは、略均等な厚みを有しＬ字形状
に形成された２つのＬ字強磁性体片の各々の一面を重ね
合わせ、各々の他の面を互いに対向してコ字形状を形成
したものであることを特徴とするものである。

【００１７】請求項４記載の発明にあっては、電路と、
底面部及び底面部の両端から延設されて互いに対向する
側面部を有し底面部及び側面部により電路を囲むコ字状
のヨークと、ヨークの側面部の先端と対向し、前記電路
に過電流が流れたときに励磁したヨークに吸引されて電
路を遮断する可動鉄片とを有するブレーカの引外し装置
において、側面部先端を縮幅して可動鉄片と対向する先
端面を小さくしたことを特徴とするものである。

【００１８】請求項５記載の発明にあっては、前記ヨー
クの底面部とブレーカのボディとに貫通孔を設け、前記
強磁性体片にネジ孔を設け、強磁性体のネジをブレーカ
のボディの貫通孔とヨークの底面部の貫通孔とに挿通し
て前記強磁性体片と螺合することを特徴とするものであ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明にかかるブレーカの引外し
装置の第一実施の形態を図１〜図３に基づいて、第二実
施の形態を図４に基づいて、第三実施の形態を図５に基
づいて、第四実施の形態を図６に基づいて、第五実施の
形態を図７に基づいて説明する。

【００２０】〔第一実施の形態〕図１はブレーカの引外
し装置の断面図である。図２はヨークの斜視図である。
図３はヨークの制作方法の説明図である。なお、図１に
おいては前述の従来の技術で説明したところのブレーカ
の引外し装置と同等の箇所には同じ符号を付してあるの
で、同等の箇所の詳細な説明は省略する。

【００２１】図１に示す本第一実施の形態のブレーカの
引外し装置が、前述の従来の技術で説明したところのブ
レーカの引外し装置と異なり特徴となるのは次の構成で
ある。

【００２２】即ち、図２に示すようにヨーク３の底面部
３ａの断面Ｄの断面積を、従来の技術で説明したヨーク
３の底面部３ａの断面Ｅの断面積の略２倍とした構成で
ある。該ヨーク３は、例えば図３に示すように、断面積
が従来の技術で説明したヨーク３の底面部３ａの断面Ｅ
の略２倍である板体から斜線で示す側部を切削し、ある
いは鍛造によって同形状を形成し、該肉薄になった部分
を折曲して形成する。

【００２３】底面部３ａの断面Ｄの断面積の２倍にした
ので、ヨーク３の部分的な飽和が生じない。従って、ヨ
ーク３及び可動鉄心２からなる磁路の磁気効率が低下す
ることなく、可動鉄心２に対する吸引力も低下しない。
よって、比較的大きな領域の過電流が流れた場合には、
可動鉄心２はヨーク３に吸引され、電路は遮断される。

【００２４】〔第二実施の形態〕図４はヨークの斜視図
である。なお、本第二実施の形態においては前述の従来
の技術で説明したところのブレーカの引外し装置と同等
の箇所の詳細な説明は省略する。

【００２５】本第二実施の形態のブレーカの引外し装置
が、前述の従来の技術で説明したところのブレーカの引
外し装置と異なり特徴となるのは次の構成である。

【００２６】即ち、図４に示すようにヨーク３の底面部
３ａに強磁性体片１３をかしめまたは溶接等の手段によ
り設けた構成である。

【００２７】強磁性体片１３の断面Ｆは、略コの字形状
のヨーク３の底面部３ａの断面Ｅと略同面積である。従
って、強磁性体片１３とヨーク３の底面部３ａとを併せ
た総断面積は、底面部３ａの断面Ｅの断面積の略２倍で
ある。

【００２８】そして、総断面積を底面部３ａの断面Ｅの
断面積の２倍にしたので、ヨーク３の部分的な飽和が生
じない。従って、ヨーク３及び可動鉄心２からなる磁路
の磁気効率が低下することなく、可動鉄心２に対する吸
引力も低下しない。よって、比較的大きな領域の過電流
が流れた場合には、可動鉄心２はヨーク３に吸引され、
電路は遮断される。

【００２９】また、ヨーク３に強磁性体片１３を設ける
のであるから、従来制作されているヨークをそのまま使
用して、吸引力の低下を防止できる。

【００３０】〔第三実施の形態〕図５はヨークの斜視図
である。なお、本第三実施の形態においては前述の従来
の技術で説明したところのブレーカの引外し装置と同等
の箇所の詳細な説明は省略する。

【００３１】本第三実施の形態のブレーカの引外し装置
が、前述の従来の技術で説明したところのブレーカの引
外し装置と異なり特徴となるのは次の構成である。

【００３２】即ち、図５に示すように、強磁性体片をＬ
字形状に折曲した同一形状のＬ字強磁性体片１４ａ，１
４ｂの各々一面を重ね合わせて、各々の他の面を互いに
対向するようにしてコ字形状を形成し、重ね合わせた面
を固着してヨーク１４を形成した構成である。

【００３３】Ｌ字強磁性体片１４ａ，１４ｂの断面Ｇ，
Ｈは、従来の技術で説明した所のヨーク３の底面部３ａ
の断面Ｅの断面積と略同等の断面積を有している。従っ
て、Ｌ字強磁性体片１４ａ，１４ｂが重ね合わされて形
成されるヨーク１４の底面部１４ｃの断面積は、ヨーク
３の底面部３ａの断面積の略２倍となる。

【００３４】そして、底面部１４ｃの断面積を従来のヨ
ーク３の底面部３ａの断面積の２倍にしたので、ヨーク
１４の部分的な飽和が生じない。従って、ヨーク１４及
び可動鉄心２からなる磁路の磁気効率が低下することな
く、可動鉄心２に対する吸引力も低下しない。よって、
比較的大きな領域の過電流が流れた場合には、可動鉄心
２はヨーク３に吸引され、電路は遮断される。

【００３５】また、切削または鍛造の制作工程を要さず
して制作されたＬ字強磁性体片を用いて底面部１４ｃの
断面積を従来のヨークの底面部の断面積の略２倍にでき
るので、容易にヨーク１４を制作することができる。

【００３６】〔第四実施の形態〕図６はヨークの斜視図
である。なお、本第四実施の形態においては前述の従来
の技術で説明したところのブレーカの引外し装置と同等
の箇所の詳細な説明は省略する。

【００３７】本第四実施の形態のブレーカの引外し装置
が、前述の従来の技術で説明したところのブレーカの引
外し装置と異なり特徴となるのは次の構成である。

【００３８】即ち、図６に示すようにヨーク３の側面部
３ｂ，３ｃの先端部を縮幅して台形を形成し、可動鉄片
２と対向する面Ｉ，Ｊを従来のヨークの同部の面積の略
２分の１にした構成である。

【００３９】一般的に吸引力Ｆの以下の式により表され
る。

【００４０】

【数１】

【００４１】（１）式において、φはギャップ部磁束で
あり、μ0は空気の透磁率であり、Ｓはギャップ部断面
積である。

【００４２】リレー等の電磁石装置においては、磁気的
に飽和しない領域を使用するため、ギャップ部断面積Ｓ
を大きくすれば、磁気抵抗の低下からギャップ部磁束φ
は大きくなる。その場合にあっては、ギャップ部断面積
Ｓの増加分よりギャップ部磁束φの２乗の増加分の方が
大きいため、吸引力Ｆは増加する。しかし、ブレーカの
短絡センサにおいては、磁気的に飽和する領域をも使用
するためギャップ部断面積Ｓを大きくしても、ギャップ
部磁束φが大きくならずに、ギャップ部断面積Ｓが増加
すると吸引力Ｆが低下する。

【００４３】従って、キャップ部面積Ｓに相当するヨー
ク３のギャップ部Ｇと対向している面Ｉ，Ｊを、従来ヨ
ークの同部の面積の２分の１にしているので、ヨーク３
が飽和していてギャップ部磁束φが増加しない場合であ
っても、吸引力Ｆは略２倍となる。よって、比較的大き
な領域の過電流が流れた場合には、可動鉄心２はヨーク
３に吸引され、電路は遮断される。

【００４４】〔第五実施の形態〕図７はヨークの斜視図
である。なお、本第五実施の形態においては前述の第二
実施の形態で説明したところのブレーカの引外し装置と
同等の箇所の詳細な説明は省略する。

【００４５】本第五実施の形態のブレーカの引外し装置
が、前述の第二実施に形態で説明したところのブレーカ
の引外し装置と異なり特徴となるのは次の構成である。

【００４６】即ち、図７に示すようにヨーク３の底面部
３ａに貫通孔３ｄを設け、強磁性体片１３にも貫通孔３
ｄよりやや小さいネジ孔１３ａを設け、強磁性体片１３
と強磁性体のネジ１５とにより、ヨーク３をブレーカの
ボディ内面に螺着して設ける構成である。

【００４７】強磁性体片１３とヨーク３の底面部３ａと
を併せた総断面積は、底面部３ａの断面Ｅの断面積の略
２倍である。また、貫通孔３ｄ、ネジ孔１３ａを設けて
いるが、ネジ１５を螺着するので、総断面積は減少しな
い。

【００４８】従って、強磁性体片１３とネジ１５とは、
ヨーク３をブレーカのボディ内面の所定位置に取り付け
ると共に、ヨーク３の底面部３ａの総断面積を底面部３
ａの断面Ｅの断面積の略２倍にし、ヨーク３の部分的な
飽和を防止する。

【００４９】よって、ヨーク３及び可動鉄心２からなる
磁路の磁気効率が低下することなく、可動鉄心２に対す
る吸引力も低下せず、比較的大きな領域の過電流が流れ
た場合には、可動鉄心２はヨーク３に吸引され、電路は
遮断される。

【００５０】なお、本第一乃至第三及び第五実施の形態
においては、底面部３ａの総断面積を略２倍にするもの
として説明しているが、該値は２倍に限られるものでは
なく、底面部の断面積を増加させてるものであればよ
い。

【００５１】また、本第四実施の形態においては、側面
部の先端面積を２分の１にするものとして説明している
が、該値は２分の１に限られるものではなく、該先端面
積を減少させてるものであればよい。

【００５２】

【発明の効果】本発明のブレーカの引外し装置は上述の
ように構成してあるから、請求項１記載の発明にあって
は、コ字状のヨークの底面部の断面を側面部の断面より
厚くしたので、ヨークの部分的な飽和が生じず、ヨーク
及び可動鉄心からなる磁路の磁気効率が低下せず、また
可動鉄心に対する吸引力も低下せず、よって、過電流が
流れた場合には可動鉄心がヨークに吸引されて確実に電
路を遮断することのできるブレーカの引外し装置を提供
することができるという効果を奏する。

【００５３】請求項２記載の発明にあっては、ヨークの
底面部の内面に板状の強磁性体片を設けるので、既に制
作されているヨークを用いて制作することができ、また
ヨークの底面部の断面と強磁性体片の断面とを加えた総
断面を側面部の断面より厚くしたので、ヨークの部分的
な飽和が生じず、ヨーク及び可動鉄心からなる磁路の磁
気効率が低下せず、また可動鉄心に対する吸引力も低下
せず、よって、過電流が流れた場合には可動鉄心がヨー
クに吸引されて確実に電路を遮断することのできるブレ
ーカの引外し装置を提供することができるという効果を
奏する。

【００５４】請求項３記載の発明にあっては、ヨーク
は、略均等な厚みを有しＬ字形状に形成された２つのＬ
字強磁性体片の各々の一面を重ね合わせ、各々の他の面
を互いに対向してコ字形状を形成したものであるから、
ヨーク及び可動鉄心からなる磁路の磁気効率が低下せ
ず、また可動鉄心に対する吸引力も低下せず、よって、
過電流が流れた場合には可動鉄心がヨークに吸引されて
確実に電路を遮断することのできるブレーカの引外し装
置を提供することができるという効果を奏する。

【００５５】請求項４記載の発明にあっては、側面部先
端を縮幅して可動鉄片と対向する先端面を小さくしたの
で、ヨークが飽和していてギャップ部磁束が増加しない
場合であっても吸引力は増加し、過電流が流れた場合に
は、可動鉄心がヨークに吸引され確実に電路を遮断する
ブレーカの引外し装置を提供することができるという効
果を奏する。

【００５６】請求項５記載の発明にあっては、前記ヨー
クの底面部とブレーカのボディとに貫通孔を設け、前記
強磁性体片にネジ孔を設け、強磁性体のネジをブレーカ
のボディの貫通孔とヨークの底面部の貫通孔とに挿通し
て前記強磁性体片と螺合するようにしたので、強磁性体
片とネジとは、ヨークをブレーカのボディ内面の所定位
置に取り付けると共に、ヨークの底面部の総断面を厚く
して、ヨークの部分的な飽和を防止し、ヨーク及び可動
鉄心からなる磁路の磁気効率が低下せず、また可動鉄心
に対する吸引力も低下せず、よって、過電流が流れた場
合には可動鉄心がヨークに吸引されて確実に電路を遮断
することのできるブレーカの引外し装置を提供すること
ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレーカの引外し装置の断面図であ
る。

【図２】ヨークの斜視図である。

【図３】ヨークの制作方法の説明図である。

【図４】ヨークの斜視図である。

【図５】ヨークの斜視図である。

【図６】ヨークの斜視図である。

【図７】ヨークの斜視図である。

【図８】従来のブレーカの引外し装置の断面図である。

【図９】ヨークの断面図である。

【図１０】ヨークの斜視図である。

【図１１】ヨークの飽和を説明する断面図である。

【符号の説明】

１ 電路 ２ 可動鉄片 ３ ヨーク ３ａ 底面部 ３ｂ 側面部 ３ｃ 側面部 ３ｄ 貫通孔 １３ 強磁性体片 １３ａ ネジ孔 １４ ヨーク １４ａ Ｌ字強磁性体片 １４ｂ Ｌ字強磁性体片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤田 知行 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電路と、底面部及び底面部の両端から延
   設されて互いに対向する側面部を有し底面部及び側面部
   により電路を囲むコ字状のヨークと、ヨークの側面部の
   先端と対向し、前記電路に過電流が流れたときに励磁し
   たヨークに吸引されて電路を遮断する可動鉄片とを有す
   るブレーカの引外し装置において、前記コ字状のヨーク
   の底面部の断面を側面部の断面より厚くしたことを特徴
   とするブレーカの引外し装置。
2. 【請求項２】 電路と、底面部及び底面部の両端から延
   設されて互いに対向する側面部を有し底面部及び側面部
   により電路を囲むコ字状のヨークと、ヨークの側面部の
   先端と対向し、前記電路に過電流が流れたときに励磁し
   たヨークに吸引されて電路を遮断する可動鉄片とを有す
   るブレーカの引外し装置において、前記ヨークの底面部
   の内面に板状の強磁性体片を設け、ヨークの底面部の断
   面と強磁性体片の断面とを加えた総断面を側面部の断面
   より厚くしたことを特徴とするブレーカの引外し装置。
3. 【請求項３】 電路と、底面部及び底面部の両端から延
   設されて互いに対向する側面部を有し底面部及び側面部
   により電路を囲むコ字状のヨークと、ヨークの側面部の
   先端と対向し、前記電路に過電流が流れたときに励磁し
   たヨークに吸引されて電路を遮断する可動鉄片とを有す
   るブレーカの引外し装置において、前記ヨークは、略均
   等な厚みを有しＬ字形状に形成された２つのＬ字強磁性
   体片の各々の一面を重ね合わせ、各々の他の面を互いに
   対向してコ字形状を形成したものであることを特徴とす
   るブレーカの引外し装置。
4. 【請求項４】 電路と、底面部及び底面部の両端から延
   設されて互いに対向する側面部を有し底面部及び側面部
   により電路を囲むコ字状のヨークと、ヨークの側面部の
   先端と対向し、前記電路に過電流が流れたときに励磁し
   たヨークに吸引されて電路を遮断する可動鉄片とを有す
   るブレーカの引外し装置において、側面部先端を縮幅し
   て可動鉄片と対向する先端面を小さくしたことを特徴と
   するブレーカの引外し装置。
5. 【請求項５】 前記ヨークの底面部とブレーカのボディ
   とに貫通孔を設け、前記強磁性体片にネジ孔を設け、強
   磁性体のネジをブレーカのボディの貫通孔とヨークの底
   面部の貫通孔とに挿通して前記強磁性体片と螺合するこ
   とを特徴とする請求項２記載のブレーカの引外し装置。