JP4908181B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、ショート（短絡）や電気の使いすぎ（過負荷）等によって電路に過電流が流れた時に電路の電流を遮断する回路遮断器に関する。

従来より、ショート（短絡）や電気の使いすぎ（過負荷）等によって電路に過電流が流れた時に電路を遮断するために、配線用遮断器等の回路遮断器が用いられている。

回路遮断器は、操作ハンドルをＯＦＦ位置からＯＮ位置に揺動させ、可動接触子を固定接触子に当接させることで電路に電力を供給する。回路遮断器は、過電流を検知すると、可動接触子を固定接触子から強制的に退避させるとともに、操作ハンドルをＯＮ位置とＯＦＦ位置との中間のトリップ位置に強制的に移動、固定していた。

トリップ位置にある操作ハンドルを操作して再び可動接触子を固定接触子に当接させるには、作業者が操作ハンドルを一旦ＯＦＦ位置に揺動させてリセットを行った後にＯＮ位置に揺動させなければならない。

ところが、操作ハンドルがトリップ位置にあることを、作業者が気づかないことが多かった。これは、トリップ位置がＯＦＦ位置とＯＮ位置との中間にあり、ＯＦＦ位置又はＯＮ位置と見間違えやすいからである。そのため、操作ハンドルのトリップ位置への移動に伴って、操作ハンドルがトリップ位置にある状態を表示するようにしている。従来の回路遮断器には、操作ハンドルのトリップ位置での停止及びトリップ状態の表示を別途設けられたトリップ表示装置を用いて行っている構成のものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−９４０７０号公報

しかしながら、上述の特許文献１の構成では、トリップ状態の表示を行うために別途装置を設けなければならず、部品点数が増加して構成が複雑となり、またコストアップを招来してしまう。

この発明の目的は、別途装置を設けることなく、単純な構成で操作部材のトリップ位置での停止、トリップ状態の表示を行うことができる回路遮断器を提供することにある。

この発明の回路遮断器は、接触子開閉機構と、トリップ機構と、操作弾性部材と、係合部材と、を筐体の内部に備え、過電流によるトリップ機構の駆動によって操作部材と接触子開閉機構との連結状態を解除して閉位置にある可動接触子を前記開位置に退避させる。

接触子開閉機構は、位置固定された固定接触子に当接する閉位置と固定接触子から離間する開位置との間を移動自在な可動接触子と、ＯＦＦ位置とＯＮ位置との間を移動自在な操作部材に連結部材を介して連結された連結状態で操作部材の移動により可動接触子を閉位置と開位置との間で移動させる。トリップ機構は、過電流により駆動する。操作弾性部材は、ＯＮ位置からＯＦＦ位置に移動させる力を操作部材に付与する。引き外し弾性部材は、可動接触子を閉位置から開位置に退避させる退避方向の力をアームに付与する。

係合部材は、トリップ機構による連結状態が解除された際に、ＯＮ位置からＯＦＦ位置に向かって移動する操作部材をトリップ位置でアームと係合させて停止させる。また、係合部材は、操作部材がトリップ位置からＯＦＦ位置に移動した際、アームとの係合を解除して再び連結状態を復帰させる。さらに、係合部材は、操作部材に形成されている。

この構成においては、過電流によってトリップ機構が駆動して操作部材とアームとの連結状態が解除された際に、可動接触子が固定接触子から離間する開位置に退避する。この時、退避方向に移動するアームと係合部材とが係合するため、ＯＮ位置からＯＦＦ位置に向かって移動する操作部材がトリップ位置で停止する。その後、作業者が操作部材をトリップ位置からＯＦＦ位置に移動させる際に、アームと係合部材との係合が解除され、再び操作部材とアームとが連結される。これによって、再び操作部材の操作により可動接触子を開位置、閉位置に移動させることができる。

さらに、係合部材は、操作部材に形成されているので、操作部材をトリップ位置で停止させる装置を別途設ける必要がなく、単純な構成で操作部材のトリップ位置への停止を行うことができる。

また、筐体は、操作部材の外側面の一部を外部に露出させるスリットを有している。操作部材は、トリップ位置にあることを示す識別標識であって、トリップ位置で停止した時にスリットから露出する外側面の位置に形成された識別標識を有している。

これによって、操作部材がトリップ位置にあることを表示する装置を別途設ける必要がなく、単純な構成で操作部材のトリップ位置の表示を行うことができる。

さらに、アームは、連結部材の第一端部に形成された軸を係止する係止溝を有する。連結部材は、第二端部が操作部材に接続されている。トリップ機構は、軸と係止溝との係止状態を解除する。係合部材は、操作部材の外側面から突出し、操作部材がトリップ位置に到達した時にアームの先端部に当接する突出部を備えている。突出部は、トリップ位置に停止している操作部材がＯＦＦ位置に向かって移動した時に、アームを退避方向とは反対方向に移動させ、軸を再び係止溝に係止させる突出量だけ、操作部材の外側面から突出している。

この構成においては、過電流によってトリップ機構が駆動した際、アームの係止溝と連結部材の軸との係止が解除されることで、操作部材とアームとの連結が解除される。また、係止部材は突出部を有し、この突出部とアームとが当接することで係合状態となって操作部材がトリップ位置で停止する。さらに、トリップ位置にある操作部材がＯＦＦ位置に移動される場合、アームが退避方向とは反対方向に移動して連結部材の軸が再び係止溝に係止する。これによって、単純な構成で操作部材とアームとの連結と連結の解除を行うことができる。

この発明の回路遮断器によれば、操作部材をトリップ位置で停止させる装置を別途設ける必要がなく、単純な構成で操作部材のトリップ位置への固定を行うことができる。また、操作部材がトリップ位置にあることを表示する装置を別途設ける必要がなく、単純な構成で操作部材のトリップ位置の表示を行うことができる。さらに、操作部材と一体的に形成できるのでコストアップを抑制することができる。

図１（Ａ），（Ｂ）は、この発明の実施形態に係る接触子開閉機構を備えた回路遮断器の簡単な構成を示す上面図及びケースの一方を取り外した状態の側面図である。図３は、操作ハンドルをＯＦＦ位置からＯＮ位置に揺動させた際の接触子開閉機構の動作状態を示す説明図である。図３（Ａ）は操作ハンドルがＯＦＦ位置にあるときの接触子開閉機構２０の状態を示し、図３（Ｂ）は、操作ハンドルがＯＮ位置にあるときの接触子開閉機構２０の状態を示す。

回路遮断器１は、可動接触子５１と固定接触子５２との間に過電流が流れようとする際に可動接触子５１を固定接触子５２から退避させて過電流を遮断する。回路遮断器１は、ハンドル部１０、接触子開閉機構２０、トリップ機構３０、ケース４０等から構成されている。

ハンドル部１０は、操作ハンドル１１、機構ハンドル１２、ハンドルバネ１３等から構成され、操作ハンドル１１の操作に応じて可動接触子５１を固定接触子５２に対して離接させる。操作ハンドル１１は、図１（Ｂ），図３（Ｂ）に示す状態のＯＮ位置と図３（Ａ）に示すＯＦＦ位置との間を揺動（移動）自在に支持され、機構ハンドル１２を介して連結された接触子開閉機構２０を構成するアーム２１を揺動させる。これにより、可動接触子５１が固定接触子５２に対して離接する。機構ハンドル１２は、操作ハンドル１１の揺動時の回転力により回転する。なお、操作ハンドル１１及び機構ハンドル１２は、ハンドルを構成し、本発明の操作部材に相当する。ハンドルバネ１３は、本発明の操作弾性部材に相当する。

また、機構ハンドル１２は、連結部材１５によってアーム２１に連結され、連結部材１５を介して操作ハンドル１１の揺動時の回転力をアーム２１に伝達する。また、機構ハンドル１２の外周面（外側面）には、本発明の係合部材であるストッパ１２Ａが形成されている。

ストッパ１２Ａは、機構ハンドル１２と一体的に形成されている。本実施形態では、樹脂で一体形成されている。ストッパ１２Ａは、機構ハンドル１２の外周面から延出し、また突出部１２ＡＡを備えている。突出部１２ＡＡは、ストッパ１２Ａの表面から突出し、過電流が流れた際にアーム２１の端部に形成された延出部２１Ｃに当接する。詳細は後述する。ハンドルバネ１３は、機構ハンドル１２を操作ハンドル１１がＯＮ位置からＯＦＦ位置に揺動する方向に付勢する。

接触子開閉機構２０は、操作ハンドル１１の揺動時の回転力により可動接触子５１を固定接触に対して離接させる。また、可動接触子５１と固定接触子５２との間に過電流が流れようとする際に、過電流により駆動するトリップ機構３０と連携して操作ハンドル１１とアーム２１との連結を解除して可動接触子５１を固定接触子５２から退避させる。

接触子開閉機構２０は、図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、可動接触子５１、アーム２１、機構盤２２、引き外しバネ２３及び引き外し機構２４等から構成されている。 なお、図２（Ａ）は、この発明の実施形態に係る接触子開閉機構２０の構成を示す説明図である。図２（Ｂ）は、図２（Ｃ）で示す矢印Ｙ方向から見た図である。図２（Ｃ）は、可動接触子５１が開位置にある状態の接触子開閉機構２０の状態を示す説明図である。

可動接触子５１は、図１（Ｂ）、図３（Ｂ）に示すように、アーム２１が有する接触子回転軸２１Ａによって第一端部５１Ａが固定接触子５２に当接する閉位置と、図２（Ｃ）、図３（Ａ）に示すように第一端部５１Ａが固定接触子５２から離間する開位置との間を移動自在に支持されている。また、可動接触子５１は、図２（Ｃ）に示すように接触子バネ５３によって反時計回りに回転するように付勢されている。接触子バネ５３は、接触子回転軸２１Ａに遊嵌している。

また、可動接触子５１の第二端部５１Ｂは、接触子バネ５３による可動接触子５１の回転を所定位置で規制するようにアーム２１に当接する。第二端部５１Ｂは、当接した状態で接触子バネ５３に付与された回転力を利用し、接触子回転軸２１Ａとで可動接触子５１を保持する。これにより、アーム２１は、可動接触子５１を一体的に保持できる。

アーム２１は、Ｌ字形状を呈し、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように機構盤２２に形成されたアーム回転軸２６によって屈曲部で回転自在に支持されている。また、アーム２１には、係止溝２１Ｂが形成されている。係止溝２１Ｂには、図１（Ｂ）に示すように連結部材１５の第一端部１５Ａに設けられた摺動軸１６が貫通する。

摺動軸１６は、係止溝２１Ｂから外れないように、引き外し杆２７の第一端部に形成されたカギ爪２７Ａと係止溝２１Ｂの壁面とで係止（挟持）される。連結部材１５は、係止された状態で、機構ハンドル１２を介して操作ハンドル１１とアーム２１とを連結する。また、アーム２１は、アーム回転軸２６を中心に回転（移動）して可動接触子５１を閉位置と開位置との間で移動させる。なお、摺動軸１６は、本発明の軸に相当する。

また、アーム２１には、一端側に延出部２１Ｃが形成されている。機構盤２２は、ケース４０に固定され、アーム回転軸２６を介してアーム２１を回転自在に支持する。ケース４０は、回路遮断器１の構成を収容する筐体である。引き外しバネ２３は、本発明の引き外し弾性部材に相当し、一端がアーム２１に接続され、他端が機構盤２２に接続されている。引き外しバネ２３は、可動接触子５１を閉位置から開位置に退避させる退避方向の回転力をアーム２１に付与する。

機構盤２２には、図２（Ａ）に示すように当接部材２２Ａが形成されている。当接部材２２Ａは、図２（Ｃ）に示すように可動接触子５１が開位置にある時にアーム２１に当接し、可動接触子５１が閉位置から開位置に退避する方向のアーム２１の回転を規制する。当接部材２２Ａは、この状態の時に、引き外しバネ２４に付与された回転力を利用してアーム回転軸２６とでアーム２１を保持する。これにより、機構盤２２は、アーム２１を一体的に保持することができる。また、当接部材２２Ａは、機構盤２２の盤面を曲げ加工することで形成されている。

引き外し機構２４は、引き外し杆２７及び引き外し杆バネ２８等から構成され、連結部材１５のアーム２１への係止、解除を行う。引き外し杆２７は、図２（Ａ）に示すように、アーム２１の内部に位置し、アーム回転軸２６に回転自在に支持されている。また、引き外し杆２７は、第一端部のカギ爪２７Ａが形成されており、第二端部に凹部２７Ｂが形成されている。引き外し杆バネ２８は、一端部がアーム２１に係止され、他端部が凹部２７Ｂに接続されている。

引き外し杆バネ２８は、図２（Ｃ）に示す状態で反時計回りに回転させる回転力を引き外し杆２７に付与する。カギ爪２７Ａは、この回転力を用いて係止溝２１Ｂの壁面とで摺動軸１６を挟持する。これによって、連結部材１５とアーム２１とが連結される。

操作ハンドル１１がＯＦＦ位置にある時は、図３（Ａ）に示すように可動接触子５１が開位置にある。作業者が操作ハンドル１１をＯＦＦ位置からＯＮ位置に揺動させた場合、操作ハンドル１１の回転力が機構ハンドル１２及び連結部材１５を介してアーム２１に伝達される。これによって、アーム２１は、図３（Ｂ）に示すように、引き外しバネ２３に付与された回転力に抗して反時計回りに回転する。この回転に伴って、可動接触子５１が固定接触子５２に当接する閉位置に移動する。

回路遮断器１は、端子６１，６２を備えている。可動接触子５１が固定接触子５２に当接したＯＮ状態にある時、電流は、端子６１から固定接触子５２、可動接触子５１、電磁コイル３１を経て端子６２に流れる。

なお、アーム２１は可動接触子５１が閉位置に到達しても引き外しバネ２３によって時計回りに回転しようとするが、連結部材１５がストッパとなって回転を規制する。連結部材１５は、可動接触子５１が閉位置に到達した状態では、機構ハンドル１２に軸支された第二端部１５Ｂが機構ハンドル１２を時計回りに回転させる位置にまで移動している。操作ハンドル１１は、可動接触子５１が閉位置にある状態では時計回りに回らないように、図３（Ｂ）に示すように開放端１１Ａがケース４０に当接する。そのため、機構ハンドル１２及びアーム２１は回転ない。

一方、作業者が操作ハンドル１１を図３（Ｂ）に示すＯＮ位置から図３（Ａ）に示すＯＦＦ位置に揺動させた場合、操作ハンドル１１の回転によって機構ハンドル１２が反時計回りに回転し、連結部材１５の第二端部１５Ｂが機構ハンドル１２を反時計回りに回転させられる位置にまで移動する。これによって、引き外しバネ２３によりアーム２１が時計回りに回転する。この時のアーム２１の回転力によって機構ハンドル１２が反時計回りに回転し、操作ハンドル１１もＯＦＦ位置に移動する。また、アーム２１の時計回りの回転に伴って可動接触子５１も図３（Ａ）に示すように開位置に移動する。

トリップ機構３０は、電磁コイル３１、アーマチュア３２、アーマチュアバネ３３及びヨーク３４等を備え、可動接触子５１と固定接触子５２との間に過電流が流れようとする際に、過電流を検知して操作ハンドル１１と接触子開閉機構２０との連結を解除して閉位置にある可動接触子５１を開位置に退避させる。

電磁コイル３１は、導線３１Ａをボビン３１Ｂに巻回して形成され、ボビン３１Ｂの中空軸の軸孔を貫通するダッシュポット構造のポット３５を介してヨーク３４に固定支持されている。電磁コイル３１は、過電流が流れた際に発生する磁力によってアーマチュア３２の第一端部３２Ａを引き寄せる。

アーマチュア３２は、Ｌ字形状を呈し、屈曲部付近の第一端部３２Ａ側がヨーク３４の上端部によって回転自在に支持されている。また、アーマチュア３２は、屈曲部に係止解除部材３２Ｃを備えている。係止解除部材３２Ｃは、アーム２１に向かう方向に屈曲部から突出し、アーマチュア３２が電磁コイル３１に引き寄せられた際に引き外し杆２７に当接する。これによって、連結部材１５とアーム２１との連結が解除される（図４参照）。

アーマチュアバネ３３は、一端部がアーマチュア３２の屈曲部に接続され、他端部がヨーク３４に接続されている。アーマチュアバネ３３は、図１（Ｂ）に示した状態で時計回りに回転させる回転力をアーマチュア３２に付与する。これによって、アーマチュア３２は、第二端部３２Ｂがヨーク３４の壁面に当接し、図１（Ｂ）に示す状態で回転が規制される。ヨーク３４は、電磁コイル３１、アーマチュア３２、アーマチュアバネ３３を一体的に保持し、ケース４０に支持されている。

図４は、過電流発生時の回路遮断器１の動作を示す説明図である。図４（Ａ）は過電流発生時の回路遮断器１の状態を示し、図4（Ｂ）は過電流が発生した後に回路遮断器１がトリップした状態を示す。

電磁コイル３１に過電流が流れると、電磁コイル３１がアーマチュア３２を吸引する。これによって、図４（Ａ）に示すようにアーマチュア３２が反時計回りに回転して係止解除部材３２Ｃが引き外し杆２７に当接する。そのため、引き外し杆２７が上方に押し上げられ、連結部材１５の摺動軸１６の係止が解除される。アーム２１は、ストッパとなっていた連結部材１５との連結が解除されたので、引き外しバネ２３によって図４（Ｂ）に示すように時計回りに回転する。

この時、摺動軸１６は、係止溝２１Ｂから外れる。また、操作ハンドル１１は、ハンドルバネ１３によって機構ハンドル１２を介してＯＮ位置からＯＦＦ位置に向かって揺動するが、ストッパ１２Ａの突出部１２ＡＡが延出部２１Ｃに当接し、一定位置で機構ハンドル１２の回転を規制する。そのため、操作ハンドル１１は、ＯＦＦ位置にまで戻らず、図４（Ｂ）に示すようにＯＦＦ位置とＯＮ位置との中間位置となるトリップ位置で回転が停止する。

この時、図１（Ａ）に示すスリット５０から操作ハンドル１１がトリップ位置にある状態を表示する識別標識が露出する。これにより、作業者が回路遮断器１がトリップした状態をすぐに認識することができる。識別標識は、機構ハンドル１２の外周面において操作ハンドル１１がトリップ位置にある状態でスリット５０に露出する箇所に形成されている。本実施形態では、識別標識として赤色の塗料を用いてる。

なお、突出部１２ＡＡとアーム２１の延出部２１Ｃとの当接タイミングは、ハンドルバネ１３及び引き外しバネ２３の調整により行うことができる。

図５は、本発明の実施形態に係る回路遮断器１をトリップ状態から復帰させる手順を示す説明図である。図５は、ハンドル部１０及び接触子開閉機構２０の一部の構成を示す拡大図である。図５（Ａ）は、図４（Ｂ）に示す状態と同様に回路遮断器１がトリップした状態を示す。図５（Ｂ）は、操作ハンドル１１をトリップ位置からＯＦＦ位置に揺動させる時の状態を示す。図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）は、操作ハンドル１１がＯＦＦ位置及びＯＮ位置にある状態を示す。

図４（Ｂ），図５（Ａ）に示すトリップ状態を解除（リセット）するには、図５（Ｂ），図５（Ｃ），図５（Ｄ）に示す順に一度操作ハンドル１１をＯＦＦ位置に戻して連結部材１５とアーム２１とを再度連結させ、その後にＯＮ位置に揺動させればよい。図５（Ａ）に示すように操作ハンドル１１をＯＦＦ位置に向けて揺動させると、機構ハンドル１２の回転によって延出部２１Ｃが突出部１２ＡＡに当接しつつ摺動していく。

これによって、図５（Ｂ）に示すように、アーム２１が反時計回りに回転し、且つ、摺動軸１６が機構ハンドル１２の回転によって係止溝２１Ｂ内に進入する方向に移動する。そのため、操作ハンドル１１がＯＦＦに到達した時には、図５（Ｃ）に示すように、摺動軸１６が係止溝２１Ｂに係止された状態となり、操作ハンドル１１とアーム２１とが連結状態となる。

ここで、突出部１２ＡＡによってアーム２１を反時計回りに回転させるのは、摺動軸１６を係止溝２１Ｂに進入させるためである。そのため、突出部１２ＡＡの突出量は、摺動軸１６を係止溝２１Ｂに係止させられるだけの量であればよい。したがって、ストッパ１２Ａは、操作ハンドル１１をトリップ位置で停止させる機能に加えて、操作ハンドル１１とアーム２１との連結を復帰させる機能とを有する。

以上のように、機構ハンドル１２に係合部材であるストッパ２１を一体的に形成するこで、操作ハンドル１１をトリップ位置で停止させる装置を別途設ける必要がなく、単純な構成で操作ハンドル１１のトリップ位置への固定を行うことができる。また、操作ハンドルがトリップ位置にあることを表示する装置を別途設ける必要がなく、単純な構成で操作ハンドル１１のトリップ位置の表示を行うことができる。さらに、機構ハンドル１２と一体的に形成できるのでコストアップを抑制することができる。

なお、本発明の実施形態では操作部材として揺動式のハンドルを用いて説明したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、スライド式の操作部材を適用しても上述と同様の効果を奏することができる。

この発明の実施形態に係る接触子開閉機構を備えた回路遮断器の簡単な構成を示す上面図及びケースの一方を取り外した状態の側面図である。 同接触子開閉機構の簡単な構成を示す説明図である。 同接触子開閉機構について操作ハンドルをＯＦＦ位置からＯＮ位置に揺動させた際の動作状態を示す説明図である。 同接触子開閉機構を備えた回路遮断器の過電流発生時の動作を示す説明図である。 同回路遮断器をトリップ状態から復帰させる手順を示す説明図である。

符号の説明

１−回路遮断器
１０−ハンドル部
１１−操作ハンドル
１２−機構ハンドル
１２Ａ−ストッパ
１２ＡＡ−突出部
１５−連結部材
２０−接触子開閉機構
２１−アーム
２１Ｂ−係止溝
２１Ｃ−延出部
３０−トリップ機構
５１−可動接触子
５２−固定接触子

Claims (3)

1. 位置固定された固定接触子に当接する閉位置と前記固定接触子から離間する開位置との間を移動自在な可動接触子と、ＯＦＦ位置とＯＮ位置との間を移動自在な操作部材に連結部材を介して連結された連結状態で前記操作部材の移動により前記可動接触子を前記閉位置と前記開位置との間で移動させるアームと、を有する接触子開閉機構、及び、過電流により駆動するトリップ機構を筐体の内部に有し、過電流による前記トリップ機構の駆動によって前記連結状態を解除して前記閉位置にある前記可動接触子を前記開位置に退避させる回路遮断器において、
   前記ＯＮ位置から前記ＯＦＦ位置に移動させる力を前記操作部材に付与する操作弾性部材と、
   前記可動接触子を前記閉位置から前記開位置に退避させる退避方向の力を前記アームに付与する引き外し弾性部材と、を備え、
   前記トリップ機構による前記連結状態が解除された際に、前記ＯＮ位置から前記ＯＦＦ位置に向かって移動する前記操作部材をトリップ位置で前記アームと係合させて停止させる係合部材であって、前記操作部材が前記トリップ位置から前記ＯＦＦ位置に移動した際、アームとの係合を解除して再び前記連結状態を復帰させる係合部材を前記操作部材に形成したことを特徴とする回路遮断器。
2. 前記筐体は、前記操作部材の外側面の一部を外部に露出させるスリットを有し、
   前記操作部材は、前記トリップ位置にあることを示す識別標識であって、前記トリップ位置で停止した時に前記スリットから露出する前記外周面の位置に形成された識別標識を有することを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. 前記アームは、前記連結部材の第一端部に形成された軸を係止する係止溝を有し、
   前記連結部材は、第二端部が前記操作部材に接続され、
   前記トリップ機構は、前記軸と前記係止溝との係止状態を解除し、
   前記係合部材は、前記操作部材の前記外側面から突出し、前記操作部材が前記トリップ位置に到達した時に前記アームの先端部に当接する突出部を備え、
   前記突出部は、前記トリップ位置に停止している前記操作部材が前記ＯＦＦ位置に向かって移動した時に、前記アームを前記退避方向とは反対方向に移動させ、前記軸を再び前記係止溝に係止させる突出量だけ、前記操作部材の外側面から突出していることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。

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