JP4629281B2 - 回路遮断器 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。 - 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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