JP4629281B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路遮断器の開閉機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回路遮断器を示す図３及び図４を参照して、この回路遮断器は３極型であって、開閉ユニット、トリップユニット及び結合された両ユニットを覆うカバーを有している。開閉ユニットは消弧ケース１をベース部材として構成されており、消弧ケース１の内部には複数の磁性板２を有する消弧装置３と一端が端子を形成し他端に開閉接点４を有する固定接触子５と他方の開閉接点６を有する可動接触子７が収納され、消弧ケース１の外部には可動接触子７を保持する接触子ホルダー８を操作する開閉機構が装着されている。
【０００３】
各極の可動接触子７は、３極に共通の合成樹脂成形絶縁物製の接触子ホルダー８上に軸９によって回転自在に保持されるとともに接触子ホルダー８の壁との間に設けられたばね１０によって時計方向に付勢されている。可動接触子７には可撓リード１１が取付けられその端部にはリード端子１２が接続され、各極のリード端子１２は３極共通の合成樹脂成形絶縁物製のリード端子ベース１３に収納されている。図４を参照して、接触子ホルダー８は、両端に円柱形状の支持部８ａを有し、支持部８ａが消弧ケース１の両側壁に形成されているＵ字状の溝１ａとリード端子ベース１３に形成された円弧状の凹部１３ａとの間に挟まれることによって回転自在に保持されている。
【０００４】
接触子ホルダー８を回転させる開閉機構は、消弧ケース１の中央極部分の両側壁に沿って設けられた一対のフレーム１４上に構築されている。この開閉機構にはトグルリンク機構が採用されており、トグル連結軸１５によって互いに回転自在に連結されたそれぞれ一対の第１リンク板１６と第２リンク板１７と、いずれもフレーム１４上に回転自在なるように設けられた開閉ハンドルレバー１８、トリップレバー１９、トリップレバー１９の時計方向の回転を阻止するフック２０及びフック２０の反時計方向の回転を阻止するラッチ２１と、トグル連結軸１５と開閉ハンドルレバー１８との間に取り付けられた引きばね２２と、開閉ハンドルレバー１８の角に差し込まれた合成樹脂成形絶縁物製のハンドル２３とを有し、フック２０とラッチ２１はばね２４の力によってそれぞれ時計方向及び反時計方向に付勢されている。
【０００５】
開閉ハンドルレバー１８はその両腕がフレーム１４と同じ平面内を移動するようにコ字状に折り曲げられて形成され、その両腕の円弧状端部１８ａがフレーム１４に形成された円弧状凹部１４ａに引きばね２２の力によって押し付けられている。トリップレバー１９はその両腕がフレーム１４の内側に隣接する面を移動するようにコ字状に折り曲げられて形成され、その両腕の円弧状のカール端部１９ａが一対のフレーム１４の対向面に形成された円柱状の突起１４ｂにはめ込まれている。一対の第１リンク板１６はトリップレバー１９の腕と同じ平面内を移動するように配置されており、その円弧状に形成された円弧状端部１６ａがトリップレバー１９の両腕に形成された円弧状凹部１９ｂに引きばね２２の力によって押し付けられ、一対の第２リンク板１７はホルダー連結軸２５によって回転自在に接触子ホルダー８と連結されている。
【０００６】
トリップユニットは、本願発明の主要部でないため簡単に説明するが、合成樹脂成形絶縁物製のユニットケース２６内に構築され、それぞれ各極毎に備えられるヒーター２７の屈曲部に取付けられたバイメタル２８、ヒーター２７を取り巻くように設けられている固定コアー２９及びコ字状の可動コアー３０並びに３極に共通に備えられる回転自在のトリップ軸３１及びラッチ軸３２を有している。トリップ軸３１及びラッチ軸３２は図示されていないばねによってそれぞれ時計方向及び反時計方向にに付勢されており、通常両軸はラッチ係合状態にあり、トリップ軸３１が反時計方向に回転したときラッチ状態が解消してラッチ軸３２が反時計方向に回転する構成となっている。
【０００７】
この回路遮断器は、裏面からねじ３３によってリード端子１２とヒーター２７を接続して開閉ユニットとトリップユニットを結合し、結合された両ユニットを覆うようにカバー３４を装着する。このカバー３４と消弧ケース１とユニットケース２６によってこの回路遮断器のケースが構成されている。
【０００８】
このような回路遮断器の動作について説明する。図３に示されている閉路状態において、引きばね２２の力によりその円弧状端部１８ａを中心として時計方向に付勢されている開閉ハンドルレバー１８の回転は、フレーム１４の縁に接して阻止されている。引きばね２２の力によりトグル連結軸１５及び第１リンク板１６を介してフレーム１４の突起１４ｂの周りを時計方向に付勢されているトリップレバー１９は、フック２０と係合してばね２４の力に抗してフック２０を反時計方向に付勢している。そして、この付勢によってフック２０はラッチ２１と係合してばね２４の力に抗してラッチ２１を時計方向に付勢している。このラッチ２１の回転は図示されていないストッパによって阻止されているため、フック２０及びトリップレバー１９の回転も阻止された状態となっている。一方、引きばね２２の力によりトグル連結軸１５は右方向に付勢されているが、第１リンク板１６と第２リンク板１７が略一直線の状態で第１リンク板１６の下端部がトリップレバー１９のカール端部１９ａに押し付けられて停止し、接触子ホルダー８が時計方向に回転した状態で接点４と接点６が接触している。
【０００９】
この回路遮断器を開路するには、閉路状態にある回路遮断器のハンドル２３を反時計方向に回転することによって行われる。この回転により引きばね２２の力の作用線が第１リンク板１６の円弧状端部１６ａを右から左へ移動したとき、トグル連結軸１５が左方向に移動し第２リンク板１７と第１リンク板１６がく字状に折れ曲がる。その結果、接触子ホルダー８が可動接触子７と共に反時計方向に回転して接点を開離させる。
【００１０】
また、開路状態にある回路遮断器を閉路するには、開路操作とは逆にハンドル２３を時計方向に回転させる。この回転により引きばね２２の力の作用線が第１リンク板１６の円弧状端部１６ａを左から右へ移動したとき、トグル連結軸１５が左方向に移動し第２リンク板１７と第１リンク板１６が直線状に伸直し、接触子ホルダー８が可動接触子７と共に時計方向に回転して接点が接触して図３の状態となる。
【００１１】
さらに、閉路状態において過電流が流れたときのトリップ動作は、トリップユニットのヒーター２７が発熱してバイメタル２８が湾曲するか又は可動コアー３０が固定コアー２９に吸引されることによって行われる。これらの動作によりトリップ軸３１が反時計方向に回転しラッチ軸３２が反時計方向に回転し、ラッチ軸３２の図示されていないトリップ腕が開閉ユニットのラッチ２１を反時計方向に回転させる。ラッチ２１の回転によってラッチ２１とフック２０との係合及びフック２０とトリップレバー１９との係合が解消し、トリップレバー１９が時計方向へ回転する。この動作により、第１リンク板１６と第２リンク板１７が共に上方へ移動して接触子ホルダー８が反時計方向に回転し接点が開離する。
【００１２】
このような回路遮断器に短絡電流のような大きな電流が流れたとき、瞬時に可動コアー３０が固定コアー２９に吸引されトリップ動作が行われて接点が開離して短絡電流が遮断される。しかし、可動コアー３０が固定コアー２９に瞬時に吸引されても、第１リンク板１６や第２リンク板１７が上方への移動を開始するまでには極短時間であるが機械的な時間遅れがある。この時間遅れの間に接点４と接点６との間に発生した大きな電磁反発力が、図３において鎖線で表されているように、可動接触子７を高速で反時計方向に回転させる。そして、可動接触子７の端部７ａが７ｂで示された位置、すなわち接触子ホルダー８の壁に接する位置に達するとその回転が止まり、電磁反発力は軸９を介して接触子ホルダー８を反時計方向に回転させるように作用する。そして、トグル連結軸１５と接触子ホルダー８の背中部分８ｃとの間に隙間Ｇがあるため、電磁反発力の反力Ｆは接触子ホルダー８と第２リンク板１７とを連結するホルダー連結軸２５を介して第２リンク板１７を変位させるように作用する。しかし、第２リンク板１７は変位できない状態にあるためホルダー連結軸２５から接触子ホルダー８に反力Ｆが作用する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の回路遮断器にあっては、第２リンク板１７と接触子ホルダー８の連結は、ホルダー連結軸２５によって可動接触子７を保持する軸９よりも下方において行われている。このような構成により、第２リンク板１７をより長く構成できるため、開路動作やトリップ動作において、小さいスペースで接触子ホルダー８の回転角度をより大きくできる。その結果、接点４と接点６の開離距離を大きくできるためより遮断性能に優れた回路遮断器を構成できていた。
【００１４】
しかしながら、前述のホルダー連結軸２５が取り付けられる接触子ホルダー８の連結部分８ｂは、スペースの都合上、肉厚を十分に取ることはできない。このため、定格遮断電流は、反力Ｆによって連結部分８ｂが破損しない程度の電磁反発力しか発生しないような小さな電流に制限せざるをえないという問題があった。
【００１５】
したがって、この発明は、短絡電流のような大きな電流が流れても損傷を受けることのない遮断性能の優れた回路遮断器を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、請求項１の発明は、互いに接触及び開離する固定接触子と可動接触子、可動接触子を回転自在に保持するとともにそれ自体が回転自在に備えられた合成樹脂絶縁物製の接触子ホルダー、閉路状態において静止しているトリップレバー、トリップレバーと接触子ホルダーとの間に設けられ互いにトグル連結軸によって連結された第１リンク板と第２リンク板及び引きばねによってトグル連結軸と連結される開閉ハンドルレバーを有する回路遮断器において、閉路状態において第１リンク板と第２リンク板との連結部に接触子ホルダーと接する当接部材を設けたこととしている。
【００１７】
このような構成により、閉路状態にあるとき大きな電流が流れた瞬間に電磁反発力が発生しても当接部材によって阻止されて接触子ホルダーは回転することはない。その電磁反発力は当接部材を介して開閉機構部材に伝わるが、第２リンク板と接触子ホルダーとの連結部には作用しない。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において当接部材は連結軸又は該連結軸に設けられたローラであり、接触子ホルダーの当接部材と接する部分は接触子ホルダーと第２リンク板とを連結するホルダー連結軸を中心とする弧状に形成されていることとしている。このため、接触子ホルダーの当接部材と接する部分はホルダー連結軸を中心とする弧状に形成されており、連結軸又はローラーも相対的にホルダー連結軸を中心とする弧状の軌跡で変位するため開閉操作も円滑に行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１及び図２に示される実施例において説明する。この実施例の回路遮断器は、図１に示されているトグル連結軸１５にローラー５０が追加されている以外は従来の技術の構成とほとんど同じである。したがって、その他の構成部材や開閉操作やトリップ動作の説明の記載はここでは省略する。
【００２０】
このローラー５０の外周は、閉路位置において接触子ホルダー８の背中部分８ｂと接触している。このような回路遮断器に短絡電流が流れると電磁反発力によって可動接触子１７の端部１７ａが接触子ホルダー８の壁に接してその回転が止まり、電磁反発力は軸９を介して接触子ホルダー８を反時計方向に回転させるように作用する。しかしながら、接触子ホルダー８の背中部分８ｃがローラー５０に接しているため、電磁反発力はローラー５０を介して静止状態にあるトグル連結軸１５に作用し、電磁反発力の反力はホルダー連結軸２５に作用することがない。このためホルダー連結軸２５が取り付けられる接触子ホルダー８の連結部分８ｂが破損することはない。トグル連結軸１５、第１リンク板１６、第２リンク板１７などの開閉機構の部材は金属製であるため強度が強く変形や破損をすることがない。
【００２１】
また、接触子ホルダー８の背中部分８ｃはホルダー連結軸２５を中心とした弧状に形成されており、ローラー５０も相対的にホルダー連結軸２５を中心とした弧状の軌跡上を変位する。このため、閉路状態で、ローラー５０の外周が接触子ホルダー８の背中部分８ｃと接触しているような構成であっても、開路操作やトリップ動作において、機械的に各部材の円滑な変位を阻害することはない。なお、接触子ホルダー８の背中部分８ｃは、閉路状態でローラー５０と接触し閉路以外の状態で各部材の円滑な変位を阻害するものでなければ上述のような弧状でなくともよい。
【００２２】
なお、ローラー５０を設けることなく、上記の機能を満足するようにトグル連結軸１５と直接接触するような背面形状を有する接触子ホルダーにしてもよい。
【００２３】
上記に、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまでも例示であって、本発明の範囲は上記の発明の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した形態で実施され、開閉機構と接触子ホルダーとの連結部の接触子ホルダー部分の肉厚が十分でなくとも、大きな電流が流れたとき発生する電磁反発力が開閉機構と接触子ホルダーとの連結部に作用しないように構成されているため該連結部が損傷することなくより遮断性能のよい回路遮断器を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回路遮断器の実施例の側面断面図である。
【図２】図１の回路遮断器の接触子ホルダーの斜視図である。
【図３】従来の回路遮断器の側面断面図である。
【図４】図３の回路遮断器の開閉ユニットの分解斜視図である。
【符号の説明】
４，６ 開閉接点、５ 固定接触子、 ７ 可動接触子、 ８ 接触子ホルダー、 ９軸、 １４ フレーム、 １５ トグル連結軸、 １６ 第１リンク板、 １７ 第２リンク板、 １８ 開閉ハンドルレバー、 １９ トリップレバー、 ２２ 引きばね、２５ ホルダー軸、 ５０ ローラー

Claims (2)

1. 互いに接触及び開離する固定接触子と可動接触子、前記可動接触子を回転自在に保持するとともにそれ自体が回転自在に備えられた合成樹脂絶縁物製の接触子ホルダー、閉路状態において静止しているトリップレバー、前記トリップレバーと前記接触子ホルダーとの間に設けられ互いにトグル連結軸によって連結された第１リンク板と第２リンク板及び引きばねによって前記トグル連結軸と連結される開閉ハンドルレバーを有する回路遮断器において、
   閉路状態において前記第１リンク板と前記第２リンク板との連結部に前記接触子ホルダーと接する当接部材を設けたことを特徴とする回路遮断器。
2. 前記当接部材は前記トグル連結軸又は該トグル連結軸に設けられたローラーであり、前記接触子ホルダーの前記当接部材と接する部分は前記接触子ホルダーと前記第２リンク板とを連結するホルダー連結軸を中心とする弧状に形成されていることを特徴とする請求項１の回路遮断器。

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