JP4700547B2

JP4700547B2 - 回路遮断器

Info

Publication number: JP4700547B2
Application number: JP2006116057A
Authority: JP
Inventors: 初男水野; 宏文石黒; 薫橋本
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2026-04-19
Also published as: JP2007287576A

Description

本発明は、ハンドルのオン／オフ操作に応じて各極の可動接点を固定接点にそれぞれ接離させる多極型の回路遮断器に関するものである。

従来より、ハンドルのオン／オフ操作に応じて各極の可動接点を固定接点にそれぞれ接離させる多極型の回路遮断器が提供されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に示される回路遮断器は３極型であり、そのうちの１極（中性線接続用）はハンドルのオン／オフ操作には連動せず、残りの２つの電圧極をハンドルのオン／オフ操作に連動して開閉できるようになっている。２つの電圧極は、可動接点および固定接点からなる接点部をハンドル操作に応じて接離する接点開閉機構が各極毎に別々の機構で構成されて、別々のケースに組み込まれており、各極のハンドルが連結部材を介して連結されている。また回路遮断器は、各電圧極毎に過電流を検出して接点部をトリップさせるトリップ機構を備えており、各極のトリップ機構を連動して動作させる連動機構を設けてある。而して、この回路遮断器では、連結部材を介して連結された各極のハンドルを操作することで、各極の接点部を連動してオン／オフさせることができる。また何れかの電圧極に過電流が流れて、トリップ機構がトリップ動作を行うと、連動機構により他の電圧極のトリップ機構が連動してトリップ動作を行うことで、全ての電圧極の接点部を強制的に開極させることができる。

しかしながら、この回路遮断器では各極毎に接点開閉機構を別々の機構で構成して、別々のケースに納めているので、各極の接点部を連動させるために、各極のハンドルを連結する連結部材や、各極のトリップ機構を連動させる連動機構が必要になり、部品点数が増加してコストアップを招くという問題があった。

そこで、本出願人は、１つの接点開閉機構で複数極の接点部を開閉させるようにした回路遮断器を提案している（例えば特願２００５−１５４７０３号参照）。すなわち、１つのケースに各極の接点部をそれぞれ収納する収納室を複数設け、固定接点と、固定接点に接離する可動接点が設けられた可動接触子とを各収納室に収納するとともに、各収納室に跨って配置されたクロスバーに各極の可動接触子を保持させており、１つのハンドルのオン／オフ操作に応じてクロスバーを動作させることで、各極の可動接触子を駆動し、接点部を連動してオン／オフさせている。なおクロスバーには、可動接点が固定接点と接触した際に接圧を与える接圧ばねが設けられている。またクロスバーは開極ばねによって各極の接点部を開極する方向に付勢されている。また接点開閉機構は、後述のラッチ部材と係止することにより、ラッチ部材と係止する部位を支点として動作し、ハンドルのオン／オフ操作をクロスバーに伝達して接点部を接離させるリンク機構を備えている。ラッチ部材は、リンク機構と係止することによって、接圧ばね及び開極ばねによるリンク機構の均衡を崩す方向の勢力を蓄積した状態でリンク機構の均衡を保持している。そして、過電流遮断装置が、接点部に流れる過電流を検出すると、ラッチ部材を駆動してリンク機構との係止状態を解除することにより、リンク機構の均衡を崩して開極動作を行わせ、各極の接点部を強制的に開極させている。
特開平８−１３８５１７号公報（段落番号［００１２］−［００１９］、及び、第１図）

上述の回路遮断器では、１つのクロスバーに複数極の可動接点板を保持させ、１つの接点開閉機構がハンドル操作に応じてクロスバーを動作させることで、接点部を開閉しているため、各極の接点部に接圧を与える接圧ばねのばね力がクロスバーに加わることになり、また各極の接点部が開極する方向にクロスバーを付勢する開極ばねのばね力も大きくする必要があった。そのため、ラッチ部材とリンク機構とが係止している状態では、ラッチ部材に加わる接圧ばね及び開極ばねの勢力が大きくなり、過電流の発生時に過電流遮断装置がラッチ部材をリンク機構から引き外す動作を行う場合に、ラッチ部材が外れにくくなって、トリップ動作の妨げになる虞があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、過電流が流れた際にトリップ動作を行わせるためのラッチ部材を駆動しやすくした回路遮断器を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、各極の固定接点に接離する可動接点をそれぞれ具備した複数の可動接触子と、各可動接点が各固定接点に接触した際の接圧を付与する接圧ばねを各可動接触子との間に保持した状態で各可動接触子を支持し、各可動接触子を連動して動作させるクロスバーと、各極の可動接点が固定接点から開極する方向にクロスバーを付勢する開極ばねと、オン／オフ操作のためのハンドルをオン操作位置およびオフ操作位置の間で回動自在に支持するハンドル支持枠と、複数のリンクで構成され、ハンドルの回動動作をクロスバーに伝達することにより、ハンドルのオン／オフ操作に応じて可動接点を固定接点に接離させるリンク機構と、接圧ばね及び開極ばねによるリンク機構の均衡を崩す方向の勢力を蓄積した状態でリンク機構の均衡を保持するラッチ部材と、固定接点および可動接点間に過電流が流れるとラッチ部材を駆動してリンク機構の均衡を崩し、可動接点を固定接点から強制的に開極させる過電流遮断機構と、接圧ばね及び開極ばねによるリンク機構の均衡を崩す方向の勢力よりも弱い勢力であって、接圧ばね及び開極ばねによる勢力と反対方向にリンク機構を付勢する保持ばねとを備えて成ることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、リンク機構は、一端側をハンドルに連結すると共に他端側をクロスバーに連結したコ字型リンクと、コ字型リンクの他端側がハンドルのオン操作位置とオフ操作位置の間で移動可能な遊挿孔が形成されるとともに、ハンドル支持枠に回動自在に支持された第１のトリップリンクと、一方側が第１のトリップリンクに回動自在に支持されるとともに、他方側にラッチ部材と係止する係止部が設けられ、中間部にハンドル支持枠に支持された軸を遊挿させる長孔が形成された第２のトリップリンクとを備え、コ字型リンクの他端側を、クロスバーに設けた連結孔に挿通してあり、連結孔は、ハンドルのオン操作位置及びオフ操作位置では、ハンドルの操作でクロスバーを駆動可能な作動位置にコ字型リンクの他端側が位置し、過電流遮断機構が作動してリンク機構の均衡を崩した状態からオフ状態に移行するまでの間に、ハンドルの操作でクロスバーを駆動不可能なトリップ位置にコ字型リンクの他端側が位置し得るような形状に形成されたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、保持ばねが、ハンドルの回動支点を回転軸とする捩りコイルばねからなり、捩りコイルばねの一端側を第１のトリップリンクに、他端側をコ字型リンクの一端側にそれぞれ係止させたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、第２のトリップリンクの係止部は、オフ状態ではラッチ部材と係止しておらず、ハンドルをオフ操作位置からオン操作位置に回転させる途中で、ラッチ部材と係止しており、捩りコイルばねは、ハンドルをオフ操作位置からオン操作位置に回転させる際に、係止部がラッチ部材と係止してからばね力が発生するように、捩りコイルばねの両端部と第１のトリップリンクおよびコ字型リンクとの間にクリアランスを設けたことを特徴とする。

ところで、回路遮断器の極数を増やすと、接圧ばねの数が増えて接圧ばねによるばね力が増加するため、接圧ばね及び開極ばねによるリンク機構の均衡を崩す方向の勢力が増加し、リンク機構の均衡を崩す方向にラッチ部材を駆動しにくくなるが、請求項１の発明によれば、保持ばねが、接圧ばね及び開極ばねによる勢力に比べて弱い勢力で、接圧ばね及び開極ばねによる勢力と反対方向にリンク機構を付勢しているので、過電流が流れた際にラッチ部材を駆動するのに必要な力を小さくして、ラッチ部材を駆動しやすくでき、確実にトリップ動作を行わせることができる。しかも、ラッチ部材を駆動しやすくするために、接圧ばねや開極ばねのばね力を弱める必要がないので、各極の可動接点が固定接点に接触した際に十分な接圧を付与できるとともに、過電流を検出して接点を強制開極する際に可動接点を固定接点から素早く開極させることができ、過電流発生時の遮断性能を低下させる虞もない。

また請求項２の発明によれば、ハンドルのオン操作位置およびオフ操作位置ではコ字型リンクの他端側が連結孔における作動位置に位置するので、ハンドルを回動させると、コ字型リンクの他端側でクロスバーを駆動して、可動接点を固定接点に接離させることができる。また、過電流遮断装置が、過電流を検出してラッチ部材を駆動すると、第２のトリップリンクの係止部がラッチ部材から外れて、クロスバーに連結されたコ字型リンクの他端側が連結孔におけるトリップ位置に移動するので、開極ばね及び接圧ばねのばね力によってクロスバーを開極方向へ移動させて、可動接点を固定接点から強制的に開極することができる。而して多極型でありながら、ハンドルにコ字型リンクのみを介してクロスバーを連結するだけで、複数極のオン／オフ操作およびトリップ動作を連動して行わせることができ、部品点数が少ない小型の回路遮断器を実現できる。

請求項３の発明によれば、ハンドルとともにハンドル支持枠に軸支され、一端側が第１のトリップリンクに、他端側がコ字型リンクの一端側にそれぞれ係止された捩りコイルばねで保持ばねを構成しているので、保持ばねを取り付ける作業を簡単に行うことができる。

さらに請求項４の発明によれば、ハンドルをオフ操作位置からオン操作位置に回転させる際に、捩りコイルばねによるばね力が最初から加わることがないので、ハンドルをオン操作する際に必要な力を低減することができる。

以下に本発明の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。尚、以下の説明では特に断りが無いかぎり、図５中の矢印ａ−ｂの方向を前後方向、矢印ｃ−ｄの方向を左右方向、矢印ｅ−ｆの方向を上下方向として説明を行う。

この回路遮断器の器体１は、図５〜図７に示すように上面が開口した電圧極収納部６と左側面が開口した中性極収納部（図示せず）とが左右方向に並べて設けられたボディ２と、電圧極収納部６の開口を塞ぐようにしてボディ２に取着される上カバー３と、中性極収納部の開口を塞ぐようにしてボディ２に取着される横カバー４と、ボディ２前部の下側角に設けた切欠部８を覆うようにしてボディ２に取着される下カバー５とで構成される。

電圧極収納部６には、図７に示すように内部を複数の隔壁で仕切ることによって複数（本実施形態では例えば３個）の収納室９が左右方向に並べて形成されており、各々の収納室９には前側部に電源側端子２０ａが、後側部に負荷側端子２０ｂがそれぞれ収納されるとともに、各極の端子２０ａ，２０ｂの間に接点部３０が電気的に接続されている（図１参照）。また電圧極収納部６には、ハンドル４２の開閉操作に応じて各接点部３０を連動して開閉させるための接点開閉機構４０や、何れかの接点部３０に異常電流が流れると各接点部３０を連動して強制開極させる過電流遮断装置（電磁釈放装置５０及び熱動釈放装置６０）が収納されている。また中性極収納部には、図７に示すように電源側端子２０ｃ及び負荷側端子２０ｄが前後方向の両側に収納されるとともに、地絡などによる異常電流を検知すると過電流遮断装置を動作させて電圧極側および中性極側の接点部を強制開極させる漏電遮断機構（図示せず）が収納されている。

ここで、電圧極収納部６に収納される電圧極側の構成について図１、図６及び図７を参照して説明する。各収納室９の前後方向の両端部には電源側端子２０ａおよび負荷側端子２０ｂが配置されている。負荷側端子２０ｂには熱動釈放装置６０を構成するバイメタル６１の一端部を固着した端子板２９ａが電気的に接続され、電源側端子２０ａには固定接点３０ａを備えた端子板２９ｂが電気的に接続されている。固定接点３０ａは、可動接触子２２に設けた可動接点３０ｂとともに接点部３０を構成し、可動接触子２２は後述する接点開閉機構４０の開閉動作に応じて固定接点３０ａに対して接離する。可動接触子２２は、編組線よりなる接続線２３ａを介して、後述する電磁釈放装置５０のコイル５１の一端に電気的に接続されており、コイル５１の他端は編組線よりなる接続線２３ｂを介してバイメタル６１の中間部に接続される。而して接点部３０が閉極すると、電源側端子２０ａ→接点部３０→コイル５１→バイメタル６１→負荷側端子２０ｂの経路で電流の流れる主電路が形成される。また、端子板２９ｂにおいて固定接点３０ａよりも下側の部位は斜め下向きに突出して、導電板よりなるアーク走行板７１の一部が重ねられている。アーク走行板７１は、Ｕ字型のヨーク５２の中央片の下側まで延長形成されており、ヨーク５２の中央片とアーク走行板７１との間には、開極時に発生するアークを消弧するための消弧グリッド７２が配置されている。

接点開閉機構４０は、板金に抜き加工および曲げ加工を施すことによって断面形状が逆Ｕ字型に形成され、中央の収納室９の上側に配置されるハンドル支持枠４１を有し、このハンドル支持枠４１にはハンドル４２が回動自在に枢支されている（図１、図６及び図７参照）。ハンドル４２は、図９に示すように略円柱状の回動体４２ａと、この回動体４２ａの周面に突設された矩形板状の突出片４２ｂとを一体に備えている。ハンドル４２は、ハンドル支持枠４１の上面の切欠４１ａから突出片４２ｂを上方に突出させた状態で、ハンドル支持枠４１の左右両側壁の軸孔（図示せず）と回動体４２ａの中心に設けた軸孔４２ｃとにハンドル軸４３ａを通すことによって、ハンドル支持枠４１に回動自在に枢支されている。また回動体４２ａの下部には連結孔４２ｅが形成され、この連結孔４２ｅにはコ字型リンク１１の一方の脚片１１ａを挿通させている。

なお電圧極収納部６の開口に取着される上カバー３の上面には図５に示すようにハンドル挿通孔３ａが開口しており、このハンドル挿通孔３ａを通して、ハンドル４２の突出片４２ｂが外部に突出する。この状態では、突出片４２ｂがハンドル挿通孔３ａの中で移動できる範囲で、ハンドル４２がハンドル軸４３ａの回りに回動自在となっている。またハンドル挿通孔３ａを通して外部に突出する突出片４２ｂには、突出片４２ｂよりも幅広に形成されたキャップ７０が被着される。突出片４２ｂには厚み方向の両側面に幅方向に伸びる溝４２ｄが形成されており、突出片４２ｂの先端部の断面形状が略Ｔ字状に形成されている。一方、キャップ７０にはＴ字型のほぞ穴７０ａが形成されており、突出片４２ｂの先端部をほぞ穴７０ａに係入させることで、キャップ７０が突出片４２ｂと結合されるようになっている。このように突出片４２ｂに、突出片４２ｂよりも幅広のキャップ７０を取り付けることで操作性が向上するとともに、突出片４２ｂを挿通させるために設けたハンドル挿通孔３ａはキャップ７０よりも幅狭にできるので、絶縁性を高めることができる。

またハンドル支持枠４１には、図１及び図６に示すように各可動接触子２２の上部を支持し、各可動接触子２２を連動して動作させるクロスバー４４が回動自在に取着されている。クロスバー４４には、ハンドル支持枠４１の左側壁の内側面に近接する部位から、後方に突出する連結片４４ｅが形成されており、この連結片４４ｅにはコ字型リンク１１の他方の脚片１１ｂが挿通される連結孔４４ｄが開口している。連結孔４４ｄは、長孔形状であって前側の端部が斜め下側に突出して略へ字状に形成されており、図１及び図２に示すようにコ字型リンク１１の他方の脚片１１ｂが連結孔４４ｄ内の後側端（この位置を作動位置と言う）に位置する場合は、ハンドル４２の回動操作に応じてコ字形リンク１１の脚片１１ｂが連結孔４４ｄの孔縁を押圧することでクロスバー４４を回転させることができる。また、図３に示すようにコ字型リンク１１の脚片１１ｂが連結孔４４ｄ内の前側端（この位置をトリップ位置と言う）に位置する場合は、ハンドル４２の回動操作によってクロスバー４４を操作することができないため、接圧ばね４６や開極ばね４８の勢力を受けて、クロスバー４４が開極方向に回動する。ハンドル４２のオン操作位置およびオフ操作位置では、コ字型リンク１１の他端１１が連結孔４４ｄ内の作動位置に移動しており、この状態でハンドル４２を回動させると、回動体４２ａの回動動作がリンク機構１０（コ字型リンク１１）を介してクロスバー４４に伝えられ、クロスバー４４が回動する。

各可動接触子２２は下端部を略へ字型に折曲することで可動接点３０ｂが形成されるとともに、上端部を略Ｚ字型に折曲することでばね受け片２２ａを形成してあり、ばね受け片２２ａをクロスバー４４の各ばね受け凹所４４ａに収めてある。クロスバー４４には、各ばね受け凹所４４ａの内面に対向して各ばね受け凹所４４ａの内面と略平行なストッパ片４４ｂがそれぞれ形成されており、各極の可動接触子２２のばね受け片２２ａとストッパ片４４ｂとの間にコイルスプリングよりなる接圧ばね４６をそれぞれ収めてある。またクロスバー４４には、各可動接触子２２におけるばね受け片２２ａと可動接点３０ｂとの間の部位に当接する支点突起４４ｃが突設されており、接圧ばね４６が可動接触子２２の上端部を図１中左側に付勢することで、可動接触子２２の下端部、すなわち可動接点３０ｂが図中右側に付勢されている。またハンドル支持枠４１の左右両側壁に両端部が支持された軸４３ｂを、捩りコイルばねよりなる開極ばね４９の中心孔に挿通して、開極ばね４９の一端側をハンドル支持枠４１の上面に当接させるとともに、他端側をクロスバー４４の上面に当接させており、この開極ばね４９によってクロスバー４４が開極方向に付勢されている。

またリンク機構１０は、コ字型リンク１１と第１のトリップリンク１２と第２のトリップリンク１３とで構成され、ハンドル４２の回動動作をクロスバー４４に伝達するようになっている。コ字型リンク１１は略コ字型に形成され、一方の脚片１１ａをハンドル４２の回動体４２ａに設けた連結孔４２ｅに、他方の脚片１１ｂをクロスバー４４の連結孔４４ｄにそれぞれ挿通させている。第１のトリップリンク１２は、板金に抜き加工及び曲げ加工を施すことによって形成され、略Ｙ字状であって二股に分かれた先端部分を連結することでコ字型リンク１１の他方の脚片が遊挿される遊挿孔１２ｃが形成され、縦棒部分の基部が軸４３ｂに枢支された一対の回動片１２ａと、両回動片１２ａの二股に分かれた先端部分の片側縁間を連結する連結片１２ｂとを一体に備えている。また第２のトリップリンク１３は、中央片の両側縁から一方向に側片が突出した形状に形成されており、両側片にはハンドル支持枠４１の両側壁に両端部が保持された軸４３ｃを挿通させる長孔１３ａが長手方向の中間部に貫設されている。また第２のトリップリンク１３の両側片は、長手方向の一端側で第１のトリップリンク１２に設けた軸１３ｂに軸支されるとともに、長手方向の他端側に後述するラッチ板４７（ラッチ部材）の係止突片４７ｂに係止する係止凹部１３ｃ（係止部）が設けてある。そして本実施形態では、ハンドル４２を枢支するハンドル軸４３ａを、捩りコイルばねよりなる保持ばね５８の中心孔に挿通することで、保持ばね５８がハンドル軸４３ａに保持されており、オン状態では保持ばね５８の一端側をコ字型リンク１１の一端側（脚片１１ａ）に係止させるとともに、他端側を第１のトリップリンク１２の連結片１２ｂに係止させており、保持ばね５８の両端部を拡開させるような勢力が作用する。この保持ばね５８のばね力は、接圧ばね４６及び開極ばね４８によるリンク機構１０の均衡を崩す方向の勢力よりも弱い勢力に設定されており、接圧ばね４６及び開極ばね４８による勢力と反対方向にリンク機構１０を付勢している。

ここで、第２のトリップリンク１３の係止凹部１３ｃがラッチ板４７の係止突片４７ｂと係止している状態、つまりラッチ板４７がラッチされている状態では、接圧ばね４６及び開極ばね４９によるリンク機構１０の均衡を崩す方向の勢力（実際には保持ばね５８による反対方向のばね力を減じた勢力）を蓄積した状態でリンク機構１０の均衡が保持されており、ハンドル４２のオン操作位置及びオフ操作位置では、コ字型リンク１１の他端側が連結孔４４ｄ内でハンドル４２の操作によってクロスバー４４を駆動可能な作動位置に位置するようになっている。一方、過電流遮断機構の作動によりラッチ板４７の係止突片４７ｂと第２のトリップリンク１３との係止が外れると、リンク機構１０の均衡が崩され、その直後にコ字型リンク１１の他端側が連結孔４４ｄ内で、ハンドル４２の操作によってクロスバー４４を駆動不可能なトリップ位置に移動した後、接圧ばね４６及び開極ばね４９の勢力によりクロスバー４４が開極方向に回転する。そして、接点が強制開極されると、コ字型リンク１１の他端側が連結孔４４ｄ内で上述の作動位置に移動し、その後ハンドル４２を用いて投入動作を行うと、ハンドル４２のオン操作に応じてクロスバー４４が回動して可動接点３０ｂが固定接点３０ａに接触するようになっている。

また更に、ハンドル支持枠４１には、図１及び図６に示すように各々のバイメタル６１に対向配置される３本のラッチ板４７が回動自在に支持されている。各ラッチ板４７は帯板状に形成され、バイメタル６１と反対側の面の中間部に軸受部４７ａが突設されており、軸受部４７ａの軸孔に通した連結ピン４８を介して一体に連結されている。また中央のラッチ板４７には、バイメタル６１と反対側の面の中間部から略垂直な方向に突出する係止突片４７ｂが突設されている。各ラッチ板４７は、ハンドル支持枠４１の左右両側壁に設けた支持溝４１ｃに連結ピン４８を枢支させることによって、ハンドル支持枠４１に対して回動自在に取着されており（図６参照）、ラッチ板４７が連結ピン４８を中心として図１中右回りに回転すると、第２のトリップリンク１３の係止凹部１３ｃと係止突片４７ｂとの係止状態が解除されるようになっている。なおラッチ板４７の上端部は復帰ばね５９によってバイメタル６１側へ付勢されている。復帰ばね５９は、ハンドル支持枠４１に設けた軸４３ｄが中心に通された捩りコイルばねからなり、復帰ばね５９の一端側がハンドル支持枠４１の上面に、他端側がラッチ板４７の上部にそれぞれ当接している。

そして、ラッチ板４７の係止突片４７ｂが第２のトリップリンク１３の係止凹部１３ｃと係止している状態では、つまりラッチ板４７により第２のトリップリンク１３をラッチしている状態では、ハンドル４２の回動操作がリンク機構１０を介してクロスバー４４に伝達されるので、クロスバー４４が回動駆動されて、接点部３０を接離できるようになっている。一方、ラッチ板４７によるラッチが外れると、ハンドル４２が付勢ばね（図示せず）の付勢力によってオフ位置まで回動するとともに、クロスバー４４が回動駆動されて、接点部３０が開極する。ラッチ板４７によるラッチが外れて接点部３０が開極した後は、図２に示すオフ状態に戻り、その後のハンドル操作に応じて接点部３０を開閉することが可能になる。

ここで、図２に示すオフ状態では、コ字型リンク１１の他端側が連結孔４４ｄ内の作動位置に移動しているので、図１に示すようにハンドル４２を右回りに一杯まで回転させると、ハンドル４２の回転動作がコ字型リンク１１を介してクロスバー４４に伝えられ、クロスバー４４が左回りに回動駆動されて、可動接触子２２の可動接点３０ｂが固定接点３０ａに接触する（閉極状態）。この時、コ字型リンク１１の一方の脚片１１ａが、他方の脚片１１ｂとハンドル軸４３ａを結ぶ線分を越えて反対側（図１中の左側）に移動するので、接圧ばね４６及び開極ばね４９のばね力によりハンドル４２を右回りに付勢する力が発生し、ハンドル４２がオン位置を保持する。

また図１に示すオン操作位置ではコ字型リンク１１の他端側（脚片１１ｂ）が連結孔４４ｄ内の作動位置に移動しており、この状態から図２に示すようにハンドル４２を左回りに回転させると、ハンドル４２の回転動作がコ字型リンク１１を介してクロスバー４４に伝えられ、クロスバー４４が右回りに回動駆動されて、可動接触子２２の可動接点３０ｂが固定接点３０ａから解離する（開極状態）。ハンドル４２をオフ方向へ回転させる際に、コ字型リンク１１の脚片１１ａが、脚片１１ｂとハンドル軸４３ａを結ぶ線分を越えて反対側（図２中の右側）に移動すると、接圧ばね４６及び開極ばね４９のばね力によりハンドル４２を左回りに付勢する力が発生するので、ハンドル４２がオフ方向に回転させられて、オフ位置を保持する。

以上説明したようにハンドル支持枠４１、リンク機構１０、ラッチ板４７などから、ハンドル４２の開閉操作に応じて接点部３０を開閉する接点開閉機構４０が構成され、接点部３０の閉極状態において上記の接点部３０に短絡電流や過負荷電流などの異常な電流が流れたときには、電磁釈放装置５０或いは熱動釈放装置６０の作動により接点部３０を強制的に開極させるようになっている。

電磁釈放装置５０は、図１に示すように磁性材料により略Ｕ字型に形成されたヨーク５２を備え、ヨーク５２の内側にコイル５１を収めてある。コイル５１は絶縁材料により円筒状に形成されたコイル筒５３の外周に巻装されている。コイル筒５３の軸方向一端側（図１中左側）は開口しており、この開口部に固定鉄芯５４が取着されている。またコイル筒５３の内部には軸方向に移動自在となるように可動鉄芯（図示せず）が納装されており、可動鉄芯と固定鉄芯５４との間にはコイルスプリングからなる復帰ばね５６が介装され、可動鉄芯は復帰ばね５６のばね力を受けて図中右方向に付勢されている。可動鉄芯には、軸方向の一端面（固定鉄芯５４と反対側の面）に引掛ピン５５が一体に設けられ、他端面には押圧ピン５７が固着されている。引掛ピン５５は、コイル筒５３の軸方向他端側の端面に設けた透孔を通して外部に突出しており、その先端部には引掛ピン５５の他の部位よりも大径の引掛ヘッド５５ａが形成されている。また、押圧ピン５７は、固定鉄芯５４とヨーク５２とにそれぞれ設けた貫通孔に挿通され、ヨーク５２から外部へ突出できるようになっている。

電磁釈放装置５０は以上のような構成を有しており、コイル５１に通電すると、固定鉄芯５４−ヨーク５２−可動鉄芯−固定鉄芯５４を通る磁路の磁気抵抗を小さくするように可動鉄芯に対して固定鉄芯５４との間で吸引力が作用するのであって、コイル５１への通過電流が負荷の短絡時のような過大な電流であると、復帰ばね５６のばね力に抗して可動鉄芯が固定鉄芯５４に近付くように移動する。したがって、このように作動したときに電磁釈放装置５０に開極動作を行わせることで、閉極状態の接点部３０を強制的に開極させることができるのであって、接点開閉機構４０とは以下のように結合されている。

すなわち、図１及び図６に示すように可動鉄芯に設けた引掛ピン５５の先端部が、可動接触子２２における可動接点３０ｂとばね受け片２２ａとの間の部位に形成された引掛孔２２ｂに挿通されており、コイル５１への励磁によって可動鉄芯が固定鉄芯５４に近付くように吸引されたときには、引掛ピン５５の先端の引掛ヘッド５５ａが引掛孔２２ｂの周部に係止されて可動接触子２２を固定接点３０ａから引き離す向きに引張るようになっている。なお引掛孔２２ｂは、引掛ヘッド５５ａよりも小径の係止孔と、引掛ヘッド５５ａよりも大径の導入孔とを連続させた形状（所謂だるま孔）に形成されており、組立時には導入孔に引掛ヘッド５５ａを通した後、引掛ピン５５を係止孔に導入することで、係止孔の周部に引掛ヘッド５５ａが係止されるから、可動接触子２２に電磁釈放装置５０を容易に結合できる。また、可動鉄芯に固着された押圧ピン５７の先端はラッチ板４７の下側端に対向するように位置し、可動鉄芯が固定鉄芯５４に吸引されて移動すると、押圧ピン５７がラッチ板４７の下端部を図１中左側に押圧し、ラッチ板４７を連結ピン４８の回りで図１中右回りに回転させ、第２のトリップリンク１３との係止状態を解除させるようになっている。

一方、熱動釈放装置６０は、上述したようにバイメタル６１を備え、バイメタル６１の下端部は端子板２９ａに固着され、上端部にはバイメタル６１の湾曲方向に挿通された調整ねじ６２が螺合する。調整ねじ６２はラッチ板４７の上端部に対向し、主電路を流れる過大な電流によってバイメタル６１が湾曲したときには調整ねじ６２の先端部でラッチ板４７を押圧することにより、ラッチ板４７を連結ピン４８の回りで図１中右回りに回転させ、第２のトリップリンク１３との係止状態を解除させるようになっている。

ところで、バイメタル６１は、通過電流に対する湾曲の程度（動作感度）が、バイメタル６１の素材のばらつきや接続線２３ｂの接続位置などによって変化するから、熱動釈放装置６０の動作感度（すなわち、熱動釈放装置６０が作動するときの主電路の通過電流）がばらつかないようにするには、バイメタル６１からラッチ板４７側への調整ねじ６２の突出量を調整することが必要になる。そこで、上カバー３にはバイメタル６１に螺合した調整ねじ６２の近傍に調整用窓３ｂを形成してあり、この調整用窓３ｂに図６に示す蓋６３を着脱自在に取り付けてある。而して組立後には蓋６３を外し、調整用窓３ｂを開放した状態として調整ねじ６２を操作するのである。尚、調整ねじ６２を一旦調節した後には調整ねじ６２を操作する必要がないから、調整用窓３ｂを蓋６３で閉塞して、調整ねじ６２を不用意に操作したり、塵埃などの異物が器体１内に侵入するのを防止している。

また電源側端子２０ａと負荷側端子２０ｂとは、それぞれ導電性を有する板金を折曲して断面略ロ字型に形成した端子金具２７と、端子金具２７の上片に螺挿した引締めねじ２８と、引締めねじ２８の下端に当接する端子板２１とで構成される。各端子金具２７は、器体１に形成された水平断面角形の端子収納室３２に上下に移動可能となるように収納されている。すなわち端子収納室３２は端子金具２７よりも高さ寸法が大きく、かつ端子金具２７は端子収納室３２で回り止めされて上下方向にのみ移動可能となっている。また、端子収納室３２の上壁には引締めねじ２８の頭部が通り抜けることのない程度の直径を有したねじ操作孔３３が形成されている。而して、ねじ操作孔３３にドライバの先端部などを挿入して引締めねじ２８を回転させると、引締めねじ２８の回転方向に応じて端子金具２７が上下に移動するのであって、端子金具２７の下片と端子板２１との距離を変えることができる。すなわち、端子収納室３２の下壁と端子板２１との間の部位に対応して器体１の周壁に貫設された接続用孔３４を通して電線やブスバーのような配線部材を挿入した後に、引締めねじ２８を回転させて端子金具２７の下片を端子板２１に近付けることで、配線部材を端子金具２７の下片と端子板２１との間に挟持させ、配線部材との電気的接続を行うようになっている。

本実施形態の回路遮断器は以上のような構造を有しており、電圧極側の電圧極収納部６の内部を隔壁で仕切ることによって複数の収納室９を一方向に並べて形成してあり、外部より電圧極収納部６の上面の開口を通して各々の収納室９に各極の電圧極側接点部３０と電圧極側入出力端子（電源側端子２０ａおよび負荷側端子２０ｂ）とを収納し、各収納室９に跨るようにして接点開閉装置４０及び過電流遮断装置を配設した後、電圧極収納部６の開口に上カバー３を取着することによって組立が行われるので、各極の接点部３０と電圧側入出力端子（端子２０ａ，２０ｂ）とを別個の器体に組み込んだ後で各々の器体を連結する場合に比べて、組立の手間が少なく、組立作業性を向上させた回路遮断器を実現できる。しかもボディ２には、複数極の電圧極側接点部３０を収納する電圧極収納部６と、接地極側接点部を収納する中性極収納部とが各収納室９の配列方向に並べて横並びに設けられており、電圧極側の回路と接地極側の回路を別々の器体に収納する場合に比べて、ボディ２の製造に必要な材料が少なくて済み、材料費を低減できる。

次にこの回路遮断器の動作について説明する。図１は電圧極側の接点部３０の閉極状態を示し、ハンドル４２のキャップ７０をハンドル軸４３ａの回りで右方向に倒してある。この時、ラッチ板４７は復帰ばね５９のばね力によって連結ピン４８の回りで図中左回りに付勢され、バイメタル６１に設けた調整ねじ６２の先端にラッチ板４７の上端部が対向した状態に保たれるとともに、ラッチ板４７が、接圧ばね４６及び開極ばね４９によるリンク機構１０の均衡を崩す方向の勢力から保持ばね５８による反対方向のばね力を減じた勢力を蓄積した状態で第２のトリップリンク１３と係止することでリンク機構１０の均衡を保持している。またクロスバー４４が左回りに回動して、クロスバー４４に保持された各可動接触子２２の可動接点３０ｂが固定接点３０ａに接触している。

一方、図２に示すように、ハンドル４２のキャップ７０をハンドル軸４３ａの回りで図中左側に倒すと接点部３０は開極状態になる。すなわち、ハンドル４２をハンドル軸４３ａの回りで左回りに回転させることにより、ハンドル４２の回転動作がコ字型リンク１１を介してクロスバー４４に伝達されて、クロスバー４４が図中右回りに回転し、クロスバー４４に保持された各可動接触子２２の可動接点３０ｂが固定接点３０ａから解離するのである。すなわちハンドル４２の開閉操作によって電圧極側の各極の接点部３０が開閉されるのである。なおオフ操作状態においては、ラッチ板４７の係止突片４７ｂが第２のトリップリンク１３から開離している。またハンドル４２の開閉操作によって接地極側の接点部（図示せず）も連動して開閉されるようになっている。

ところで、図１に示した閉極状態において、過負荷状態になってバイメタル６１に過大な電流が流れてバイメタル６１が湾曲すると、図３に破線で示すようにバイメタル６１に螺合した調整ねじ６２によってラッチ板４７の上端部が図中右側に押圧される。また、負荷側での短絡などによりコイル５１に過大な電流が流れて可動鉄芯が固定鉄芯５４に吸引されると、ラッチ板４７の下端部が可動鉄芯に取着された押圧ピン５７によって図中左側に押圧される。あるいはまた、負荷側で漏電が生じると、接地極側に設けた漏電遮断機構が接地極の接点を開極させるとともに、図７及び図８に示す連動レバー８０を図８中の下向きに移動させて、ラッチ板４７の上端部を図１中の右側に押圧する。いずれの場合もラッチ板４７は連結ピン４８を中心として図１中の右回りに回転することになり、ラッチ板４７と第２のトリップリンク１３との係止状態が解除される。この時、リンク機構１０の平衡が崩れて、コ字型リンク１１の他端側が、連結孔４４ｄ内において、ハンドル４２の操作でクロスバー４４を駆動不可能なトリップ位置に位置するので、接圧ばね４６及び開極ばね４９の勢力によってクロスバー４４が図１中の右回りに回動し、接点部３０が開極されるのである。なお図３はラッチ板４７が回転して、トリップ動作が行われた直後の状態を示している。

トリップ動作によってラッチ状態が解除されて接点部３０が開極すると、ハンドル４２はハンドル軸４３ａの回りで自由に回転できるようになるから、付勢ばねのばね力によってハンドル４２がオフ位置に復帰する。また、このとき接点部３０の開極によって電磁釈放装置５０、熱動釈放装置６０のいずれも元の状態に復帰するから、トリップ動作が行われた後はハンドル４２を操作してオフ状態に切り替えたときと同様の状態に戻ることになり、その後ハンドル４２を用いてオン操作を行うと接点部３０を閉極させることができる。

以上説明したように本実施形態の回路遮断器では、１つの接点開閉機構４０により複数極の接点部３０の開閉を行うことができるのであるが、回路遮断器の極数を増やすと、接圧ばね４６の数が増えて接圧ばね４６によるばね力が増加するため、接圧ばね４６及び開極ばね４９によるリンク機構１０の均衡を崩す方向の勢力が増加し、過電流の発生時にリンク機構１０の均衡を崩す方向にラッチ板４７を駆動しにくくなる。それに対して本実施形態では、保持ばね５８が、接圧ばね４６及び開極ばね４９による勢力に比べて弱い勢力で、接圧ばね４６及び開極ばね４９による勢力と反対方向にリンク機構１０を付勢しているので、過電流が流れた際にラッチ板４７を駆動するのに必要な力を小さくして、過電流遮断機構によりラッチ板４７を駆動しやすくでき、確実にトリップ動作を行わせることができる。しかも、ラッチ板４７を駆動しやすくするために、接圧ばね４６や開極ばね４９のばね力を弱める必要がないので、各極の可動接点３０ｂが固定接点３０ａに接触した際に十分な接圧を付与できるとともに、過電流を検出して接点部３０を強制開極する際に可動接点３０ｂを固定接点３０ａから素早く開極させることができ、過電流発生時の遮断性能を低下させる虞もない。

図８は第３のトリップリンク１３とラッチ板４７とのラッチ部位に加わる荷重とハンドル４２の回転角との関係を示しており、図中のアはラッチ部位にかかる荷重、イは接圧ばね４６と開極ばね４９による荷重、ウは開極ばね４９のみによる荷重をそれぞれ示している。ハンドル４２をオフ位置（０度）からオン位置（６３度）まで回転させる場合、オフ位置から回転角が６度までの範囲ではラッチ板４７と第２のトリップリンク１３とが係止しておらず、保持ばね５８の両端部もコ字型リンク１１及び第１のトリップリンク１２に接していないので、ラッチ部位には荷重が加わらず、ハンドル操作時の必要な力を低減している。その後、ハンドル４２の回転角が６度になると、ラッチ板４７と第２のトリップリンク１３とが係止するので、開極ばね４９のばね荷重がラッチ部位に加わり、回転角の増加に伴ってラッチ部位に加わる荷重が増加する。そして回転角が２９度になると可動接点３０ｂが固定接点３０ａに接触するので、回転角が２９度から６３度までの範囲では接圧ばね４６による荷重がラッチ部位にかかることになる。また回転角が２９度になると、保持ばね５８の両端部がコ字型リンク１１及び第１のトリップリンク１２に接し、接圧ばね４６及び開極ばね４９による勢力と反対方向の勢力をラッチ機構に付与するので、ラッチ部位に加わる荷重（図中のア）を、接圧ばね４６及び開極ばね４９による勢力に比べて低減することができる（図中のイ）。ここで、ラッチ板４７が第２のトリップリンク１２と係止してから保持ばね４８のばね力が作用するように、保持ばね４８の両端とコ字形リンク１１及び第２のトリップリンク１２との間にクリアランスを設けているので、ハンドル４２をオフ操作位置からオン操作位置に回転させる際に、保持ばね４８によるばね力が最初から加わることがなく、ハンドル４２をオン操作する際に必要な力を低減することができる。

またハンドル４２のオン操作位置およびオフ操作位置ではコ字型リンク１１の脚片１１ｂが連結孔４４ｄにおける作動位置に位置するので、ハンドル４２を回動させると、コ字型リンク１１の脚片１１ｂでクロスバー４４を駆動して、可動接点３０ｂを固定接点３０ａに接離させることができる。また、過電流遮断装置が、過電流を検出してラッチ板４７を駆動すると、第２のトリップリンク１３の係止凹所１３ｃがラッチ板４７の係止突片４７ｂから外れて、クロスバー４４に連結されたコ字型リンク１１の脚片１１ｂが連結孔４４ｄにおけるトリップ位置に移動するので、開極ばね４６及び接圧ばね４９のばね力によってクロスバー４４を開極方向へ移動させて、可動接点３０ｂを固定接点３０ａから強制的に開極することができる。而して多極型でありながら、ハンドル４２にコ字型リンク１１のみを介してクロスバー４４を連結するだけで、複数極のオン／オフ操作およびトリップ動作を連動して行わせることができ、部品点数が少ない小型の回路遮断器を実現できる。

さらに、保持ばね５８は、ハンドル４２とともにハンドル支持枠４１に軸支され、一端側が第１のトリップリンク１２に、他端側がコ字型リンク１１の一端側の脚片１１ａにそれぞれ係止された捩りコイルばねで構成されているので、保持ばね５８を取り付ける作業を簡単に行うことができる。

なお、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、特定の実施形態に制約されるものではない。

本実施形態の回路遮断器の電圧極を示し、オン状態の断面図である。同上のオフ状態の断面図である。同上のトリップ直後の状態を示す断面図である。同上を示し、ハンドルをオフ操作位置からオン操作位置へ回転させる途中の断面図である。同上の回路遮断器の外観斜視図である。同上の回路遮断器の上カバーを外した状態の外観斜視図である。同上の回路遮断器の上カバーを外した状態の上面図である。同上のハンドルの回転角とラッチ部材に加わるばね加重との関係を示す図である。同上に用いるハンドルの分解斜視図である。

符号の説明

１０リンク機構
１１コ字型リンク
１２第１のトリップリンク
１３第２のトリップリンク
２２可動接触子
３０接点部
３０ａ固定接点
３０ｂ可動接点
４１ハンドル支持枠
４２ハンドル
４４クロスバー
４６接圧ばね
４７ラッチ板
４９開極ばね
５８保持ばね
５０電磁釈放装置
６０熱動釈放装置

Claims

各極の固定接点に接離する可動接点をそれぞれ具備した複数の可動接触子と、各可動接点が各固定接点に接触した際の接圧を付与する接圧ばねを各可動接触子との間に保持した状態で各可動接触子を支持し、各可動接触子を連動して動作させるクロスバーと、各極の可動接点が固定接点から開極する方向にクロスバーを付勢する開極ばねと、オン／オフ操作のためのハンドルをオン操作位置およびオフ操作位置の間で回動自在に支持するハンドル支持枠と、複数のリンクで構成され、ハンドルの回動動作をクロスバーに伝達することにより、ハンドルのオン／オフ操作に応じて可動接点を固定接点に接離させるリンク機構と、接圧ばね及び開極ばねによるリンク機構の均衡を崩す方向の勢力を蓄積した状態でリンク機構の均衡を保持するラッチ部材と、固定接点および可動接点間に過電流が流れるとラッチ部材を駆動してリンク機構の均衡を崩し、可動接点を固定接点から強制的に開極させる過電流遮断機構と、接圧ばね及び開極ばねによるリンク機構の均衡を崩す方向の勢力よりも弱い勢力であって、接圧ばね及び開極ばねによる勢力と反対方向にリンク機構を付勢する保持ばねとを備えて成ることを特徴とする回路遮断器。
前記リンク機構は、一端側を前記ハンドルに連結すると共に他端側をクロスバーに連結したコ字型リンクと、コ字型リンクの他端側がハンドルのオン操作位置とオフ操作位置の間で移動可能な遊挿孔が形成されるとともに、ハンドル支持枠に回動自在に支持された第１のトリップリンクと、一方側が第１のトリップリンクに回動自在に支持されるとともに、他方側に前記ラッチ部材と係止する係止部が設けられ、中間部にハンドル支持枠に支持された軸を遊挿させる長孔が形成された第２のトリップリンクとを備え、コ字型リンクの他端側を、クロスバーに設けた連結孔に挿通してあり、前記連結孔は、ハンドルのオン操作位置及びオフ操作位置では、ハンドルの操作でクロスバーを駆動可能な作動位置にコ字型リンクの他端側が位置し、前記過電流遮断機構が作動してリンク機構の均衡を崩した状態からオフ状態に移行するまでの間に、ハンドルの操作でクロスバーを駆動不可能なトリップ位置にコ字型リンクの他端側が位置し得るような形状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
前記保持ばねが、ハンドルの回動支点を回転軸とする捩りコイルばねからなり、捩りコイルばねの一端側を第１のトリップリンクに、他端側をコ字型リンクの一端側にそれぞれ係止させたことを特徴とする請求項２記載の回路遮断器。
前記第２のトリップリンクの係止部は、オフ状態ではラッチ部材と係止しておらず、ハンドルをオフ操作位置からオン操作位置に回転させる途中で、ラッチ部材と係止しており、前記捩りコイルばねは、ハンドルをオフ操作位置からオン操作位置に回転させる際に、前記係止部が前記ラッチ部材と係止してからばね力が発生するように、捩りコイルばねの両端部と第１のトリップリンクおよびコ字型リンクとの間にクリアランスを設けたことを特徴とする請求項３記載の回路遮断器。