JP4407072B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、通電開閉回数の増加による接点の消耗に対して、投入余裕ギャップ（オーバートラベル）を確保する回路遮断器の構造に関する。
【従来の技術】
【０００２】
図６は、例えば特開２０００−１１３７９８号公報に示された従来の回路遮断器の部分断面図、図７は内部機構の斜視図、図８は接触子ユニットのオン状態を示す断面図、図９は接触子ユニットのオフ状態を示す断面図である。図において、１０は合成樹脂材料で形成された外殻筐体、２０は接触子ユニット、２１は合成樹脂材料で形成された接触子ユニットケース、２２は一端に固定接点２２ａを有する固定接触子であり、接触子ユニットケース２１へ固定されている。２３は固定接点２２ａと開閉接離される可動接点２３ａを一端に有する可動接触子、２４は固定接点２２ａと可動接点２３ａの周辺に設置され両接点間に生ずるアークを分断消滅させる消弧グリッドである。
【０００３】
２５は合成樹脂材料からなるロータ、２６は回動軸であり、可動接触子２３の他端側に設けられた軸穴およびロータ２５の回動中心となる。回動軸２６は接触子ユニットケース２１の側壁に支持され可動接触子２３およびロータ２５を回動自在に軸支している。
２７は接圧バネであり、回動軸２６を中心に一端が可動接触子２３に、そして他端はロータ２５のバネ系止部２５ａに系止され、後述の開閉機構３０の操作によるオン状態における両接点へ接圧を付与する。ロータ２５にはオフ動作時に可動接触子２３の下腹部と接触して可動接点２３ａを固定接点２２ａから開離させる方向へ回転させる押接部２５ｂと、複数並列に配置された接触子ユニット２０を開閉機構の操作により同時にオンまたはオフ動作させる連結穴２５ｃが設けられている。
【０００４】
２８は固定ホルダであり、一対の接続導体２８ａが可動接触子２３の両側面を両側から摺動可能に押圧して電気的接触を保持するように形成されている。固定ホルダ２８は過電流検出機構（図示せず）に接続される。３０は周知のトグルリンクからなる開閉機構である。３１はハンドル、３２はトグルリンクの一部の下部リンク、３３は下部リンク３２に連結された連結棒である。連結棒３３は複数のロータ２５の連結穴２５ｃに挿通されて、複数極の可動接触子２３を同時に開閉動作させる。
３４はトリップバーであり、過電流検出機構の過電流検出動作に連動して回動され、トリップバー３４が開閉機構３０をオフ作動させる。この作動により可動接点２３ａを固定接点２２ａから開離させる自動遮断（トリップ）するように構成されている。なお、ハンドル３１により手動で開閉機構３０をオン・オフ操作できることは周知の通りである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された回路遮断器では、通電時にオフ遮断動作させて可動接点２３ａと固定接点２２ａとを開離させると、両接点間に電気火花が発生して接点消耗を生じる。定格電流域の通電でも数万回のオフ遮断動作による接点消耗は接点厚みを減少させて、図８における可動接点２３ａと固定接点２２ａの接触位置を初期状態から時計方向に移動させる。これに従い、可動接触子２３の下腹部がロータ２５の押接部２５ｂに近接し、最終的には接触して可動接触子２３の時計方向への移動を妨害するので、回路遮断器をオン操作しても可動接点２３ａが固定接点２２ａに接触しなくなり、回路遮断器の導通不良となる。この対策として、可動接触子２３の下腹部とロータ２５の押接部２５ｂの間に投入余裕ギャップ（オーバートラベル）を持たせるようにしているが、開閉機構３０のトグルリンク動作域の制約からこの投入余裕ギャップは大きく取れない。
【０００６】
また、このギャップは過電流遮断動作のとき開閉機構３０の作動によりロータ２５を図において反時計方向に回転させて押接部２５ｂが可動接触子２３の下腹部を押し上げる際に、ロータ２５の回転にギャップ間で加速度をつけて衝撃的に当接するので、弱い接点溶着状態を引き剥がして遮断動作を完成させることができる。従って、可動接触子２３の下腹部と押接部２５ｂが近接してくることはこの加速度による引剥がし力を弱め、接点溶着の危険度が増すことになる。
【０００７】
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、通電のオフ遮断動作による接点消耗があっても、投入余裕ギャップ（オーバートラベル）が減少しないで、接点間の接触不良をなくし、また、接点溶着時の引剥がし力を強めた回路遮断器を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回路遮断器は、一端に可動接点を有し他端の軸穴が回動軸に軸支された可動接触子と、トグルリンクからなる開閉機構により可動接触子をオン・オフ回動させるロータと、このロータの一部に設けられ打磨耗される当接突起とを備え、可動接触子をオフ回動させるとき可動接触子の下腹部に当接突起を衝突当接打磨耗させるようにしたものである。
【０００９】
また、一端に可動接点を有し他端の軸穴が回動軸に軸支された可動接触子と、トグルリンクからなる開閉機構により上記可動接触子をオン・オフ回動させるロータと、可動接触子の中腹側面に立設された当接ピンと、このロータの一部に設けら打磨耗される押接部とを備え、可動接触子をオフ回動させるとき当接ピンに押接部を衝突当接打磨耗させるようにしたものである。
【００１０】
そして、回動軸に軸支される可動接触子の軸穴径を上記回動軸外径より大きくして軸部に遊びギャップを持たせたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態1の接触子ユニットのオン状態を示す断面図、図２は実施の形態1の接触子ユニットのオフ状態を示す断面図である。回路遮断器の全体構成および内部機構は上記従来装置で説明の図６、図７に同じであり説明を省略する。
図において、２０〜２８、３３は上記従来装置での説明と同様のものである。２５ｄは当接突起であり、ロータ２５の合成樹脂材料からなる可動接触子２３の下腹部に当接する面積を従来品より少なくしている。
【００１２】
次に、当接突起２５ｄの作用について説明する。当接突起２５ｄは合成樹脂材料からなるロータ２５の一部分であり、可動接触子２３は導電のために銅合金で形成されている。材料の硬度関係は「当接突起２５ｄ＜可動接触子２３」となる。該回路遮断器の通電開閉回数にほぼ比例して固定接点２２ａと可動接点２３ａが消耗してきて、両接点の接触位置は図の上では下方に移動する。
【００１３】
ところで、回路遮断器の開閉の度に当接突起２５ｄは可動接触子２３の下腹部へ衝突当接し、回路遮断器の開閉回数にほぼ比例して当接突起２５ｄの先端は打磨耗される。この打磨耗は可動接触子２３の下腹部とロータ２５の押接部２５ｂの間に投入余裕ギャップ（オーバートラベル）を広くするが、接点消耗は投入余裕ギャップを狭くする。従って、当接突起２５ｄ先端の開閉回数により打磨耗される量が接点消耗とほぼ等しくなる当接面積にすれば、数万回の通電開閉を行っても投入余裕ギャップが一定に保て、回路遮断器をオン操作しても可動接点２３ａが固定接点２２ａに接触せずに回路遮断器の導通不良とならないように改善される。
【００１４】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２の接触子ユニットのオン状態を示す断面図、図４は実施の形態２の接触子ユニットのオフ状態を示す断面図である。図において、２０〜２８、３３は上記実施の形態１の説明と同様のものである。２９は金属性の当接ピンであり、可動接触子２３の中腹部の穴に挿入固定され、可動接触子２３の側面から両端が突出し、当接ピン２９は可動接触子２３を軸支する回動軸２６とは平行に設けられている。２５ｅは押接部であり、ロータ２５の一部分に当接ピン２９と対向する位置に形成されている。２５ｆは防護盾である。防護盾２５ｆは当接ピン２９、２５ｅは押接部および接圧バネ２７等を接点に発生するアークから防護する。
【００１５】
当接ピン２９は金属（鋼）であり、押接部２５ｅは合成樹脂材料のロータ２５の一部であるので、その材料の硬度関係は「押接部２５ｅ＜当接ピン２９」となっている。
従って、上記実施の形態１で説明したように、回路遮断器の通電開閉回数にほぼ比例して固定接点２２ａと可動接点２３ａが消耗してきて、両接点の接触位置は図上では下方に移動する。
ところで、当接ピン２９と押接部２５ｅは回路遮断器の開閉の度に衝突当接し、回路遮断器の開閉回数にほぼ比例して押接部２５ｅは打磨耗される。この打磨耗は当接ピン２９と押接部２５ｅの間に投入余裕ギャップ（オーバートラベル）を広くするが、接点消耗は投入余裕ギャップを狭くする。
【００１６】
従って、押接部２５ｅの打磨耗が開閉回数により打磨耗される量を接点消耗とほぼ等しくなる当接ピン２９の径を選択すれば、数万回の通電開閉を行っても投入余裕ギャップが一定に保て、回路遮断器をオン操作しても可動接点２３ａが固定接点２２ａに接触せずに回路遮断器の導通不良とならないように改善できる。
【００１７】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３の可動接触子の接点溶着対策を説明する図である。図において、２２、２３、２５〜２８は上記実施の形態１の説明と同様のものである。２３ｂは可動接触子２３の回動中心の軸穴であり、その穴径は回動軸２６の外径より大きく形成し遊びギャップを有している。可動接触子２３の軸穴２３ｂ部は一対の接続導体２８ａに挟持されており、接続導体２８ａが回動軸２６を保持する穴は寸法余裕のない挿入となっているので、可動接触子２３は回動軸２６を中心に回動できると同時に軸穴２３ｂと回動軸２６間の間隙内を自在移動することができる。
【００１８】
次に動作について図５を参考に説明する。回路遮断器の投入状態では可動接触子２３に接圧バネ２７の時計方向の付勢力により固定接点２２ａは可動接点２３ａに押接される。接圧バネ２７の付勢力付与点が可動接点２３ａと軸穴２３ｂの間にあるので、回動軸２６に可動接触子２３は上方から押しつけられ軸穴２３ｂの上端が回動軸２６と接触する。従って、遊びギャップは回動軸２６の下方に位置するようになる。
回路遮断器の投入状態から開閉機構３０の遮断動作に伴い、ロータ２５は矢印Ａの方向に回転して、当接突起２５ｄが可動接触子２３の下腹部を押し上げる。接点に異常がないとき可動接触子２３は回動軸２６を中心に反時計方向に回転して、固定接点２２ａと可動接点２３ａが開離され通電を遮断する。
【００１９】
しかし、接点が溶着した場合は、当接突起２５ｄが可動接触子２３の下腹部を押し上げようとするが、接点溶着のため固定接点２２ａと可動接点２３ａは開離されない。
このため、当接突起２５ｄの押上力は接点と反対側の軸穴２３ｂの遊び余裕を矢印 Ｂ方向に押し上げ二点鎖線のように移動させる。この可動接触子２３の軸穴２３ｂ側の移動は接点溶着部を支点とした矢印Ｃの剥離力となり、すると固定接点２２ａと可動接点２３ａの接点溶着が剥離される。剥離された接点は当接突起２５ｄの押上力により開離され通電を遮断することができる。なお、軸穴２３ｂは上下方向への長穴であってもよい。
【００２０】
【発明の効果】
この発明は、回路遮断器の投入状態で接点の投入余裕ギャップ（オーバートラベル）を決定する可動接触子２３との当接部を打磨耗する材質で形成して、回路遮断器のオフ動作時にこの当接部で可動接触子２３を衝突当接させて、可動接触子２３を開離させるようにしたので、通電開閉による接点消耗と打磨耗による当接部の磨耗とをバランスさせて、耐久的に投入余裕ギャップ（オーバートラベル）を一定に保つことができる。
【００２１】
また、回動軸２６に可動接触子２３を軸支する軸穴２３ｂ径を回動軸２６外径より大きくした遊びギャップを持たせることで、接点溶着時にはこの遊びギャップを当接突起２５ｄの押上力で移動させて、接点溶着部を剥離させるので、接点溶着を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態1の接触子ユニットのオン状態の断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態1の接触子ユニットのオフ状態の断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態２の接触子ユニットのオン状態の断面図である。
【図４】 この発明の実施の形態２の接触子ユニットのオフ状態の断面図である。
【図５】 この発明の実施の形態３の可動接触子の接点溶着対策の説明図である。
【図６】 従来の回路遮断器の部分断面図である。
【図７】 従来の回路遮断器の内部機構の斜視図である。
【図８】 従来の回路遮断器の接触子ユニットのオン状態を示す断面図である。
【図９】 従来の回路遮断器の接触子ユニットのオフ状態を示す断面図である。
【符号の説明】
２０ 接触子ユニット、 ２１ 接触子ユニットケース
２２ 固定接触子、 ２２ａ 固定接点、 ２３ 可動接触子
２３ａ 可動接点、 ２３ｂ 軸穴、 ２５ ロータ、 ２５ｃ 連結穴
２５ｄ 当接突起、 ２５ｅ 押接部、 ２５ｆ 防護盾、 ２６ 回動軸
２７ 接圧バネ、 ２８ 固定ホルダ、 ２８ａ 接続導体
２９ 当接ピン、 ３０ 開閉機構、 ３３ 連結棒

Claims (3)

1. 一端に可動接点を有し他端の軸穴が回動軸に軸支された可動接触子と、上記可動接点と接離する固定接点が固着された固定接触子と、トグルリンクからなる開閉機構により上記可動接触子をオン・オフ回動させる上記回動軸と同軸に取り付けられたロータと、このロータの一部に設けられ打磨耗される当接突起とを備え、
   上記可動接触子をオフ回動させるとき上記可動接触子の下腹部に上記当接突起を衝突当接打磨耗させるようにしたことを特徴とする回路遮断器。
2. 一端に可動接点を有し他端の軸穴が回動軸に軸支された可動接触子と、上記可動接点と接離する固定接点が固着された固定接触子と、トグルリンクからなる開閉機構により上記可動接触子をオン・オフ回動させる上記回動軸と同軸に取り付けられたロータと、上記可動接触子の中腹側面に立設された当接ピンと、このロータの一部に設けら打磨耗される押接部とを備え、
   上記可動接触子をオフ回動させるとき上記当接ピンに上記押接部を衝突当接打磨耗させるようにしたことを特徴とする回路遮断器。
3. 回動軸に軸支される可動接触子の軸穴径を上記回動軸外径より大きくして軸部に遊びギャップを持たせたことを特徴とする請求項1または２記載の回路遮断器。

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