JP2013140799A - 機械的トリップ機構を備えた回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、回路遮断器の非常手動トリップ動作を可能にする機械的トリップ機構を備えた回路遮断器を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明による機械的トリップ機構を備えた回路遮断器は、回路に接続される固定接触子４０と、固定接触子４０に接触した投入状態と固定接触子４０から分離された遮断状態とに移動可能な可動接触子３０と、複数のリンク及び回動軸の回動を変換して可動接触子３０を固定接触子４０に接離させる開閉機構１０と、開閉機構１０に備えられるメインリンク９に拘束又は拘束解除されるトリップラッチ７と、手動押圧操作時にトリップラッチ７がメインリンク９の拘束から解除されるようにトリップラッチ７を回動させるオフボタン６とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路遮断器に関し、特に、回路遮断器の非常手動トリップ動作を可能にする機械的トリップ機構を備えた回路遮断器に関する。

一般に、回路遮断器は、電源側と負荷側との間の線路を選択的にオン・オフし、過負荷、短絡事故、漏電や感電の発生時に線路を遮断する装置である。

図６は、従来の回路遮断器の遮断状態（トリップ状態）を示し、図７は、従来の回路遮断器のチャージ状態を示し、図８は、従来の回路遮断器の投入状態（通電状態）を示す。

従来の回路遮断器においては、使用者のオフボタン６の押圧により手動トリップ動作するか、又は異常電流を感知して自動で回路を遮断（自動トリップ動作）することにより、回路遮断器を遮断状態に移行することができる。

手動トリップ動作の場合は、図８に示すような投入状態で使用者がオフボタン６を押すと、オフプレート（図示せず）が図８の状態から左方に水平移動してオフシャフト４を時計方向に回動させることにより、回路遮断器の遮断動作を開始する。

自動トリップ動作の場合は、開閉機構１０の外部に設けられた過電流トリップ継電器（図示せず）が回路の異常電流を感知してアクチュエータ（図示せず）にトリップ制御信号を送り、当該アクチュエータによりオフシャフト４を時計方向に回動させることにより、回路遮断器の遮断動作を開始する。

手動トリップ方式と自動トリップ方式のどちらにおいても、オフシャフト４が時計方向に回動すると、トリップラッチ７が時計方向に回動してメインリンク９の拘束から解除され、投入状態で引張して弾性エネルギーを蓄積していた遮断スプリング２が弾性エネルギーを放出して遮断スプリング２の一端部に連結された連結軸２１を引き寄せて反時計方向に回動させる。そして、開閉軸２０も反時計方向に回動し、連結リンクが図８の状態から右方に移動して可動接触子３０を右方に引き寄せる。これにより、可動接触子３０が固定接触子４０から分離されて回路の通電遮断が行われる手動トリップ動作又は自動トリップ動作が完了する。

図９及び図１０は、従来の回路遮断器のトリップ動作に関連して開閉機構１０のオフシャフト４、トリップラッチ７、メインリンク９の動作関係を詳細に示す。

回路遮断器が正常に動作する場合、使用者のオフボタン６の押圧による手動トリップ又は異常電流発生時に行われる自動トリップによる回路遮断器のトリップ動作は、開閉機構１０の上部のオフシャフト４を時計方向に回動させることにより開始される。投入状態でメインリンク９とトリップラッチローラ７３との接触部９７でメインリンク９により加えられる接圧荷重を受けていたトリップラッチ７が時計方向に回動してメインリンク９の拘束から解除され、投入状態でメインリンク９とトリップラッチローラ７３との接触部９７で維持されていた接圧荷重が開放荷重に変化し、開放荷重がトリップラッチローラ７３に加えられ、実質的にトリップ動作が行われる。

しかし、使用者のオフボタン６の押圧によりオフシャフト４が回動する動作が行われたとしても、トリップラッチ７が時計方向に回動せず、トリップラッチ７がメインリンク９の拘束から解除されない場合は、実際には回路遮断器のトリップ動作が行われないので、事故電流を遮断することができない。

同様に、異常電流発生時の自動トリップ動作によりオフシャフト４が回動する動作が行われたとしても、正常でない様々な要因によりトリップラッチ７が時計方向に回動しない場合も、トリップラッチ７がメインリンク９の拘束から解除されないので、事故電流を遮断することができない。

よって、回路遮断器において手動トリップ方式又は自動トリップ方式のトリップ動作が行われない正常でない場合も、確実に回路遮断器を遮断状態に移行させて通電を遮断することのできる回路遮断器が求められている。

本発明の目的は、回路遮断器において手動トリップ方式又は自動トリップ方式のトリップ動作が行われない正常でない状況で非常手動トリップ動作を可能にする機械的トリップ機構を備えた回路遮断器を提供することにある。

上記本発明の目的は、回路に接続される固定接触子と、固定接触子に接触した投入状態と固定接触子から分離された遮断状態とに移動可能な可動接触子と、複数のリンク及び回動軸の回動を変換して可動接触子を固定接触子に接離させる開閉機構と、開閉機構に備えられるメインリンクに拘束又は拘束解除されるトリップラッチと、手動押圧操作時にトリップラッチがメインリンクの拘束から解除されるようにトリップラッチを回動させるオフボタンとを含む、機械的トリップ機構を備えた回路遮断器を提供することにより達成される。

手動トリップ動作又は自動トリップ動作が行われない正常でない状況で非常手動トリップ動作する機械的トリップ機構により、確実に回路遮断器を遮断状態に移行させることができ、手動操作により回路遮断器が遮断状態に移行しないことを根本的に防止し、安定性及び信頼性を確保することができる。

本発明の第１実施形態による回路遮断器のトリップラッチ組立体の斜視図である。 本発明の第１実施形態による回路遮断器のオフボタンの斜視図である。 本発明の第２実施形態による回路遮断器のオフボタンの斜視図である。 本発明の第１実施形態による回路遮断器におけるオフボタンとトリップラッチ組立体によるトリップ動作の詳細を示す図である。 本発明の第１実施形態による回路遮断器におけるオフボタンとトリップラッチ組立体によるトリップ動作の詳細を示す図である。 従来の回路遮断器の遮断状態を示す側面図である。 従来の回路遮断器のチャージ状態を示す側面図である。 従来の回路遮断器の投入状態を示す側面図である。 従来の回路遮断器のトリップ動作の詳細を示す図である。 従来の回路遮断器のトリップ動作の詳細を示す図である。 従来の回路遮断器の開閉機構に設けられたトリップラッチ組立体の斜視図である。 従来の回路遮断器の開閉機構に設けられたオフボタンの斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明による機械的トリップ機構を備えた回路遮断器の実施形態について詳細に説明する。

回路遮断器は、複数のリンク及び回動軸の回動を変換して投入スプリング１を圧縮して投入スプリング１の弾性復元力による駆動力を発生する開閉機構１０と、開閉機構１０に接続されて開閉機構１０から発生する駆動力を伝達する開閉軸２０と、固定接触子４０と、固定接触子４０に接触した投入状態と固定接触子４０から分離された遮断状態とに移動可能な可動接触子３０と、異常電流発生時に開閉機構１０をトリップ駆動させるように制御信号を出力する過電流トリップ継電器（図示せず）と、過電流トリップ継電器からの制御信号により開閉機構１０をトリップ駆動させるアクチュエータ（図示せず）とを含む（図６参照）。このような回路遮断器の構成は、従来の回路遮断器の構成と同様であるので、その構成の詳細及び作用についての説明は省略する。

本発明による非常手動トリップ動作を可能にする機械的トリップ機構の説明に先立って、まず、本発明をより容易に理解できるように関連内容を説明する。

図１１及び図１２は、従来の回路遮断器に備えられるトリップラッチ組立体及びオフボタンの斜視図である。図１１に示すように、トリップラッチ７の組立体は、長手方向に平行に配置された２つのトリップラッチ７が前方と後方に配置された連結ピン７１により結合されている。また、トリップラッチ７の回動軸７２がトリップラッチ７の組立体を貫通して設けられ、回動軸７２と一方の連結ピン７１との間にはトリップラッチローラ７３が備えられている。図１２に示すように、オフボタン６の背面には、オフボタン６の胴部フレーム６１に補強部６２が備えられている。オフボタン６は、補強部６２に形成された開口６３を貫通して設けられるボタン支持ピン６４により、所定角度回動可能に支持される。

回路遮断器の投入状態では、トリップラッチ７がメインリンク９に拘束されており、メインリンク９とトリップラッチローラ７３との接触部９７に接圧荷重が加えられ、トリップラッチローラ７３がメインリンク９に拘束された状態が維持される（図８参照）。回路遮断器が投入状態から遮断状態に移行すると、トリップラッチローラ７３がメインリンク９の拘束から解除され、接圧荷重が開放荷重に変化し、メインリンク９により開放荷重がトリップラッチローラ７３に加えられる（図６参照）。

回路遮断器が正常に動作する場合、手動トリップ動作又は自動トリップ動作により開閉機構１０の上部のオフシャフト４が時計方向に回動し、それにより、トリップラッチ７がトリップラッチ７の回動軸７２を中心に時計方向に回動し、トリップラッチローラ７３がメインリンク９の拘束から解除される。よって、回路遮断器を投入状態から遮断状態に実際に移行させるためには、トリップラッチ７がトリップラッチ７の回動軸７２を中心に時計方向に回動し、トリップラッチローラ７３をメインリンク９の拘束から解除しなければならない。

以下、本発明による機械的トリップ機構を備えた回路遮断器について具体的に説明する。
まず、図１〜図３を参照して本発明による回路遮断器の機械的トリップ機構の構成を説明する。

図１及び図２は、本発明の第１実施形態による機械的トリップ機構を備えた回路遮断器のトリップラッチ７及びオフボタン６の斜視図である。機械的トリップ機構は、オフボタン６に形成されたレバー部材６５と、トリップラッチ７に結合された突出部材７５とを含む。レバー部材６５と突出部材７５は、回路遮断器を遮断状態に移行させるために使用者がオフボタン６を押したときに直接トリップラッチ７を時計方向に回動させる作動部と被作動部の関係にある。

図２に示すように、オフボタン６の背面に備えられるレバー部材６５は、ボタン支持ピン６４が挿入される開口６３が備えられたオフボタン６の補強部６２に設けられる。レバー部材６５は、オフボタン６に一体に形成されることが好ましい。オフボタン６の胴部フレーム６１に一体に形成されたレバー部材６５は、トリップラッチ７の長手方向と平行に所定長さ突出している。レバー部材６５の形状は全体として直方体形状であり、レバー部材６５の先端部６６が位置する面は曲面で形成されている。一般に、回路遮断器の前面部に備えられて使用者により手動操作されるオンボタン（図示せず）及びオフボタン６は、オフボタン６の開口６３を貫通するボタン支持ピン６４により支持されるように設けられる。よって、オンボタン及びオフボタン６は、使用者により押されるとボタン支持ピン６４を中心に所定角度範囲内で回動する。

図１に示すように、トリップラッチ７の突出部材７５は、トリップラッチ７の一面に備えられている。トリップラッチ７の突出部材７５は、トリップラッチ７の回動軸７２の軸線方向にオフボタン６のレバー部材６５側に向かって所定長さ突出している。突出部材７５の突出長さは、開閉機構１０に設置された状態でオフボタン６のレバー部材６５を若干越える長さとなっている。よって、使用者のオフボタン６の押圧によりオフボタン６がボタン支持ピン６４を中心に回動すると、それと同時に共に回動するレバー部材６５の先端部６６が突出部材７５の側面を確実に加圧する。

突出部材７５は、トリップラッチ７に一体に形成してもよく、別個に形成してトリップラッチ７に結合してもよい。別個に形成する場合、突出部材７５をトリップラッチ７に結合する方式は、当該技術分野において知られている任意の方法を用いることができる。例えば、溶接、コーキング結合、ボルト締結などの結合方式で突出部材７５をトリップラッチ７に結合することができる。

図３は、本発明の第２実施形態による機械的トリップ機構を備えた回路遮断器のオフボタン６の斜視図である。第２実施形態においては、前述した第１実施形態とは異なり、オフボタン６の背面の胴部フレーム６１に形成されたレバー部材６５が、第１レバー部６５ａと第２レバー部６５ｂとからなる。第１レバー部６５ａは、トリップラッチ７の長手方向と平行に延びており、第２レバー部６５ｂは、第１レバー部６５ａの端部からトリップラッチ７の回動軸７２と平行にトリップラッチ７側に向かって突出している。第２レバー部６５ｂは、トリップラッチ７を時計方向に回動させることができるように、トリップラッチ７の組立体の一方のトリップラッチ７又は両方のトリップラッチ７のエッジ部７４を加圧できる長さで形成されている。第２実施形態においても、レバー部材６５は、オフボタン６に一体に形成されることが好ましい。しかし、これに限定されるものではなく、レバー部材６５の第２レバー部６５ｂは別個に形成されて結合されるようにしてもよい。

図３に示す第２実施形態において、オフボタン６に備えられた第１レバー部６５ａ及び第２レバー部６５ｂを含むレバー部材６５は、前述した第１実施形態のオフボタン６に備えられたレバー部材６５及びトリップラッチ７に備えられた突出部材７５の機械的トリップ機構の機能を共に有するものである。すなわち、第２実施形態におけるレバー部材６５の第２レバー部６５ｂは、前述した第１実施形態における突出部材に対応するものである。よって、第２実施形態においては、オフボタン６の押圧によりレバー部材６５が回動すると、レバー部材６５の第２レバー部６５ｂがトリップラッチ７のエッジ部７４を直接加圧し、トリップラッチ７をトリップラッチ７の回動軸７２を中心に時計方向に回動させる。

次に、図４及び図５を参照して本発明による回路遮断器の機械的トリップ機構の動作を説明する。

図４及び図５は、本発明による機械的トリップ機構を備えた回路遮断器におけるオフボタン６とトリップラッチ７によるトリップ動作の詳細を示す図であり、機械的トリップ機構は、オフボタン６のレバー部材６５とトリップラッチ７の突出部材７５とを含む第１実施形態のものである。

本発明による回路遮断器においては、使用者が回路遮断器の前面部に備えられたオフボタン６を手動で押すと、オフボタン６がボタン支持ピン６４を中心に回動し、それと同時にオフボタン６のレバー部材６５が回動する。従って、図４に示すように、レバー部材６５の先端部６６がトリップラッチ７に備えられた突出部材７５の側面に接触してトリップラッチ７を加圧する。次に、連続的な過程として、図５に示すように、レバー部材６５がトリップラッチ７の突出部材７５を加圧し続けることにより、トリップラッチ７が時計方向に回動する。これにより、トリップラッチローラ７３がメインリンク９の拘束から解除され、回路遮断器の投入状態でメインリンク９とトリップラッチローラ７３との接触部９７で維持されていた接圧荷重が開放荷重に変化してトリップラッチローラ７３に伝達される。従って、確実かつ信頼性の高い回路遮断器のトリップ動作が行われる。

また、第２実施形態においても同様に、使用者が回路遮断器の前面部に備えられたオフボタン６を手動で押すと、オフボタン６に備えられたレバー部材６５の第２レバー部６５ｂがトリップラッチ７のエッジ部７４を直接加圧し、それにより、トリップラッチ７が時計方向に回動する。トリップラッチ７が時計方向に回動することにより、トリップラッチローラ７３がメインリンク９の拘束から解除され、回路遮断器のトリップ動作が行われる。

以上のように、本発明による回路遮断器においては、オフボタン６に非常手動トリップ手段である機械的トリップ機構を備えるので、オフボタン６の動作に連動して直接トリップラッチ７を時計方向に回動させることにより、トリップラッチローラ７３をメインリンク９の拘束から解除することができる。従って、手動トリップ動作又は自動トリップ動作が行われない正常でない状況でも、非常手動トリップ動作により確実に回路遮断器を遮断状態に移行させることができる。さらに、本発明による回路遮断器においては、手動操作により回路遮断器が遮断状態に移行しないことを根本的に防止することができる。

６ オフボタン
６５ レバー部材
６５ａ 第１レバー部
６５ｂ 第２レバー部
７ トリップラッチ
７２ 回動軸
７４ エッジ部
７５ 突出部材
９ メインリンク
１０ 開閉機構
３０ 可動接触子
４０ 固定接触子

Claims (6)

1. 回路に接続される固定接触子と、
   前記固定接触子に接触した投入状態と前記固定接触子から分離された遮断状態とに移動可能な可動接触子と、
   複数のリンク及び回動軸の回動を変換して前記可動接触子を前記固定接触子に接離させる開閉機構と、
   前記開閉機構に備えられるメインリンクに拘束又は拘束解除されるトリップラッチと、
   手動押圧操作時に前記トリップラッチが前記メインリンクの拘束から解除されるように前記トリップラッチを回動させるオフボタンと、
   を含むことを特徴とする機械的トリップ機構を備えた回路遮断器。
2. 前記オフボタンは、前記トリップラッチを回動させるレバー部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の機械的トリップ機構を備えた回路遮断器。
3. 前記トリップラッチは、前記レバー部材により加圧される突出部材を含むことを特徴とする請求項２に記載の機械的トリップ機構を備えた回路遮断器。
4. 前記レバー部材は、
   前記トリップラッチの長手方向と平行に延びる第１レバー部と、
   前記トリップラッチの回動軸の軸線方向と平行に延びる第２レバー部と、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の機械的トリップ機構を備えた回路遮断器。
5. 前記レバー部材の第２レバー部は、前記レバー部材の第１レバー部の端部から前記トリップラッチの回動軸の軸線方向に延びることを特徴とする請求項４に記載の機械的トリップ機構を備えた回路遮断器。
6. 前記第２レバー部が前記トリップラッチのエッジ部を加圧して前記トリップラッチを回動させることを特徴とする請求項４又は５に記載の機械的トリップ機構を備えた回路遮断器。

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