(57)【要約】【課題】回路遮断器において、電路に過電流が流れた場合も、また、電路に過電流が流れなくとも回路遮断器が過熱状態となった場合も、電路の電流を遮断することができるようにする。【解決手段】回路遮断器の引外し手段を、その内部の磁気回路部材の固定側部分を、永久磁石と、温度上昇によって透磁率が低下する感温磁性材とを有する構成とし、かつ、磁気回路部材の可動側部分を、ばねの弾性復元力で、可動側部分と固定側部分との間に磁気吸引力に抗して付勢し、過電流が検出され磁気回路部材が励磁用コイルにより永久磁石による磁界を減らす方向に励磁されたとき、または、感温磁性材の温度が、予め設定された温度を超えたとき、磁気回路部材内で磁気吸引力がばねの弾性復元力よりも小さくなり、可動側部分がばねの弾性復元力によって移動変位する構成とする。【選択図】図２
2010140719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電路に接続され該電路の電流を検出し過電流を遮断する回路遮断器であって、
上記電路に接続され、可動接点と固定接点との間の接触、非接触によって該電路を閉状態、開状態にする接点部と、
上記電路の電流を検出する電流検出手段と、
上記可動接点を支点周りに回動変位させ、該可動接点を固定接点に対し接触状態または非接触状態にする開閉機構部と、
磁気回路部材と励磁用コイルを備え、上記電流検出手段が過電流を検出したとき、該励磁用コイルへの通電により該磁気回路部材の可動側部分が固定側部分に対して移動変位し、該変位により上記開閉機構部を、上記可動接点が上記固定接点に対し非接触状態となるように作動させる引外し手段と、
を備えて成り、
上記引外し手段は、
上記磁気回路部材の上記固定側部分が、永久磁石と、温度上昇によって透磁率が低下する感温磁性材を有して構成され、かつ、
上記磁気回路部材の可動側部分を、上記固定側部分との間の磁気吸引力に抗して弾性復元力により付勢するばねを備え、
上記電流検出手段が過電流を検出して上記励磁用コイルに通電され上記磁気回路部材が上記永久磁石による磁界を減らす方向に励磁されたとき、または、上記感温磁性材の温度が、予め設定された温度を超えたとき、上記可動側部分と上記固定側部分との間の磁気吸引力が上記ばねの弾性復元力よりも小さくなり、該可動側部分が該ばねの弾性復元力によって移動変位する構成である、
ことを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
上記引外し手段は、上記磁気回路部材の上記固定側部分の上記感温磁性材の温度が１５０℃を超えるとき、上記可動側部分と上記固定側部分との間の磁気吸引力が上記ばねの弾性復元力よりも小さくなる構成である請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項３】
上記引外し手段は、
上記磁気回路部材の上記可動側部分が、上記励磁用コイルの内部に挿入された棒状体であり、上記ばねが、該可動側部分に同心状にはめ込まれた圧縮コイルばねである
請求項１に記載の回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電路の過電流を遮断する回路遮断器に係り、特に、開閉機構部を作動させる引外し手段の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連した従来技術であって、特許文献に記載されたものとしては、例えば、特開平０４−７５２２８号公報（特許文献１）や特開２００５−１８４９２４号公報（特許文献２）に記載された技術がある。特開平０４−７５２２８号公報には、回路遮断器として、引外し部の引外しコイルに電子式過電流継電器から出力信号が入力されたとき、該引外し部の永久磁石の磁束を打消す方向に磁束が発生してアーマチュアがＵ字形枠の脚部から解離するとした構成が記載され、特開２００５−１８４９２４号公報には、感温スイッチとして、温度が高くなるにつれて透磁率が低下する感温磁性体を固定部に設け、可動部に設けた磁石部材との間で、感温磁性体が所定温度を超えないときは該磁石部材を該感温磁性体に吸着させ、感温磁性体が所定温度を超えたときは該磁石部材が該感温磁性体を離れて可動部が移動する感温アクチュエータを備えるとした構成が記載され、該可動部は、該移動時、ばね部材で押された可動側の電流通電用端子を該ばね部材の弾性復元力に抗して変位させ、接点部を固定側の電流通電用端子の接点部から離間させる構成とされている。
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−７５２２８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８４９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特開平０４−７５２２８号公報記載の技術においては、引外し部の引外しコイルに電子式過電流継電器から出力信号が入力されない場合には、アーマチュアが変位しないため、例えば、回路遮断器内の接点の劣化や電路への接続の不具合等がある場合には、電路の電流が過大でなくとも該電流に起因して回路遮断器が過熱状態となり、回路遮断器が焼損に至るおそれがある。また、上記特開２００５−１８４９２４号公報記載の技術においては、感温磁性体の温度が所定温度を超えないと感温アクチュエータの可動部が移動しないため、例えば、感温スイッチが接続される電路に過電流が流れた場合であっても感温磁性体の温度が所定温度を超えない場合には、感温アクチュエータの可動部が移動変位しない。このため、この場合には該電路の過電流は遮断されずに通電されたままとなり、該電路に接続された機器に焼損等が発生する。
【０００５】
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、回路遮断器において、電路に過電流が流れた場合も、また、電路に過電流が流れなくとも回路遮断器が予め設定した温度を超えて過熱状態となった場合も、電路の電流を遮断することができるようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決し、回路遮断器の信頼性をより一層向上させることができるとともに、広範に安全性を確保できる回路遮断器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題点を解決するために、本発明では、回路遮断器の引外し手段を、内部の磁気回路部材の固定側部分を、永久磁石と、温度上昇によって透磁率が低下する感温磁性材とを有する構成とし、かつ、該磁気回路部材の可動側部分を、ばねの弾性復元力で、可動側部分と上記固定側部分との間に磁気吸引力に抗して付勢し、過電流が検出され上記磁気回路部材が励磁用コイルにより上記永久磁石による磁界を減らす方向に励磁されたとき、または、上記感温磁性材の温度が、予め設定された温度を超えたとき、上記磁気回路部材内で上記磁気吸引力が上記ばねの弾性復元力よりも小さくなり、該可動側部分が該ばねの弾性復元力によって移動変位する構成とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回路遮断器において、電路に過電流が流れた場合も、また、電路に過電流が流れない状態で回路遮断器が過熱状態となった場合も、電路の電流を遮断することができ、回路遮断器の信頼性をより一層向上させることができるとともに、広範にわたる安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１〜図３は、本発明の実施例としての回路遮断器の説明図である。図１は、本発明の実施例としての回路遮断器の構造を示す図、図２は、図１の回路遮断器における引外し手段の非通電時の状態を示す図、図３は、図１の回路遮断器における引外し手段の通電または過熱時の状態を示す図である。
【０００９】
図１において、１は、本発明の実施例としての回路遮断器、１０ａ、１０ｂは、回路遮断器１が接続される外部電路、１１ａは、外部電路１０ａに接続される回路遮断器１の電路接続用端子、１１ｂは、外部電路１０ｂに接続される回路遮断器１の電路接続用端子、１２は固定接点、１３は可動接点、１３ａは、可動接点１３の回動支点、１４は、可動接点１３を回動変位させ、該可動接点１３を固定接点１２に対し、非接触状態から接触状態にするまたは接触状態から非接触状態にする開閉機構部、１５は、開閉機構部１４を、上記可動接点１３が上記固定接点１２に対し接触状態から非接触状態となるように作動させる引外し手段、１６は、電路の電流を検出する電流検出手段としての変流器、１７はハンドル、１８は、可動接点１３が固定接点１２に対し接触状態から非接触状態になるときに該固定接点１２との間に発生するアークを抑える消弧部、１９はケース、２１は、引外し手段１５の機械的出力を受けて回転する開閉機構部１４内のトリップレバー、２２は、開閉機構部１４内のトリップ金具、２３は、開閉機構部１４内のフックである。回路遮断器１の内部の電路（以下、内部電路という）は、端子１１ａ、１１ｂ間に固定接点１２、可動接点１３を介して形成される。上記外部電路１０ａ、１０ｂと内部電路を総称して単に電路ということにする。固定接点１２と可動接点１３は接点部を構成し、該接点部は、電路に接続され、可動接点１３と固定接点１２との間の接触、非接触によって該電路を閉状態、開状態にする。開閉機構部１４は、４節リンク機構を有して構成され、引外し手段１５により、可動接点１３を回動支点１３ａ周りに回動変位させて、該可動接点１３を固定接点１２に対して接続状態から非接続状態にすることができるとともに、ハンドル１７の操作によっても、可動接点１３を回動支点１３ａ周りに回動変位させて、該可動接点１３を固定接点１２に対して非接続状態から接続状態にしたり、接続状態から非接続状態にしたりすることができるようになっている。
【００１０】
引外し手段１５は、磁気回路部材と励磁用コイルを備え、該磁気回路部材が、永久磁石を含む固定側部分と、磁性材を有する可動側部分と、該可動側部分を固定側部分との間の磁気吸引力に抗して弾性復元力により付勢するばねとを備えて構成され、電流検出手段としての変流器１６が電路（内部電路）の過電流を検出したとき、該励磁用コイルに電流が通電され、該電流通電により上記磁気回路部材が上記永久磁石による磁界を減らす方向に励磁される結果、可動側部分と固定側部分との間の磁気吸引力が上記ばねの弾性復元力よりも小さくなり、該可動側部分が、該ばねの弾性復元力により、固定側部分に対して移動変位し、該変位により上記開閉機構部１４を、上記可動接点１３が上記固定接点１２に対し接続状態から非接触状態となるように作動させる。これによって、回路遮断器１内において電路がオフ状態とされ、過電流が遮断される。
【００１１】
引外し手段１５は、また、電路に通電中、通電電流が過電流レベルに達していない場合であっても、回路遮断器１内の温度が上昇して予め設定された温度を超えた場合には、励磁用コイルに電流が通電されない状態で、上記開閉機構部１４を、上記可動接点１３が上記固定接点１２に対し接続状態から非接触状態となるように作動させる。すなわち、引外し手段１５は、その磁気回路部材の固定側部分内に、温度上昇によって透磁率が低下する感温磁性材を有し、回路遮断器１内の温度が上昇して該感温磁性材の温度が予め設定された温度を超えた場合には、該感温磁性材の透磁率が低下し、磁気回路の磁気抵抗を増大させて磁気回路内の磁束量を減少させる。この結果、可動側部分と固定側部分との間の磁気吸引力が上記ばねの弾性復元力よりも小さくなり、該可動側部分が、該ばねの弾性復元力により、固定側部分に対して移動変位し、該変位により上記開閉機構部１４を、上記可動接点１３が上記固定接点１２に対し接続状態から非接触状態となるように作動させる。これによって、回路遮断器１内において電路がオフ状態とされ、通電電流が遮断される。
【００１２】
引外し手段１５の磁気回路部材の可動側部分が、ばねの弾性復元力により移動変位したとき、該移動変位に基づき、開閉機構部１４内において、トリップレバー２１が回転し、これによって該トリップレバー２１とトリップ金具２２との係合が外れ、トリップ金具２２が回転して、該トリップ金具２２とフック２３との係合が外れ、該フック２３が回転して可動接点１３を支点１３ａ周りに回動させ、固定接点１２から離間させて、可動接点１３、固定接点１２間を非接続状態にする。
以下、説明中で用いる図１における回路遮断器１の構成要素には、図１の場合と同じ符号を付して用いる。
【００１３】
図２は、図１の回路遮断器における引外し手段１５の非通電時の状態を示す図である。
図２において、１５１は永久磁石、１５２は、温度上昇によって透磁率が低下する感温磁性材、１５３はブロック状の固定ヨーク、１５４は筒状の固定ヨーク、１５５は平板状の固定ヨーク、１５６は棒状体とされた可動ヨーク、１５７は励磁用コイル、１５８はボビン、１５９は、可動ヨーク１５６に対しＸ軸方向に弾性復元力を作用させる「ばね」としての圧縮コイルばね、１６０は、可動ヨーク１５５に固定され、圧縮コイルばね１５９と係合されたばね係合部材、２００は永久磁石１５１による磁束である。永久磁石１５１、感温磁性材１５２、固定ヨーク１５３、１５４、１５５及び可動ヨーク１５６は、磁気回路部材を構成し、このうち、永久磁石１５１、感温磁性材１５２、固定ヨーク１５３、１５４、１５５が該磁気回路部材の固定側部分を構成し、可動ヨーク１５６が該磁気回路部材の可動側部分を構成している。磁気回路は、これらの磁気回路部材によって形成され、図２の構成では、永久磁石１５１から出た磁束２００が、磁気回路部材中を、固定ヨーク１５４、１５５、可動ヨーク１５６、固定ヨーク１５３、感温磁性材１５２の順に通って、永久磁石１５１に戻るようにされている。可動ヨーク１５６は、固定ヨーク１５３にａ位置で接し、励磁用コイル１５７に電流が通電されない場合には、永久磁石１５１の磁束２００による磁気吸引力で、固定ヨーク１５３側に、圧縮コイルばね１５９の弾性復元力に抗して−Ｘ軸方向に吸引されている。感温磁性材１５２は、その温度が１５０℃を超えたとき、透磁率が、例えば常温時の透磁率の６０％以下にまで低下する特性を有するものを用いる。感温磁性材１５２の透磁率が、常温時の透磁率の６０％以下になったとき、図２の状態において可動ヨーク１５６に作用する磁気吸引力は、圧縮コイルばね１５９のＸ軸方向の弾性復元力よりも小さくなるようにされている。逆に、圧縮コイルばね１５９は、Ｘ軸方向の弾性復元力が、上記透磁率低下時の磁気吸引力よりも大きくなるように設計されているものとする。また、可動ヨーク１５６は、励磁用コイル１５７の内部に挿入され、圧縮コイルばね１５９は、可動ヨーク１５６の一部に同心状にはめ込まれている。なお、感温磁性材１５２の温度と回路遮断器１全体の温度はほぼ等しく、感温磁性材１５２の温度が１５０℃を超えるときには、回路遮断器１全体の温度も１５０℃を超える。引外し手段１５において可動ヨーク１５６をＸ軸方向に移動変位させる温度１５０℃は、発明者による実験によれば、回路遮断器１が焼損や破壊を起こさない限界温度である。これよりも高温では回路遮断器１内に焼損や破壊が起こるおそれがあるし、これよりも低温では感温磁性材１５２の透磁率の低下が少ない。
以下、説明中において用いる図２の構成の構成要素には、図２の場合と同じ符号を付して用いる。
【００１４】
図３は、図１の回路遮断器１における引外し手段１５の励磁用コイル１５７に電流が通電された時、または、該回路遮断器１が電路の通電電流に起因して過熱状態となり、感温磁性材の温度が１５０℃を超えた時の引外し手段１５の状態を示す図である。
図３において、１５３ａは、固定ヨーク１５３の可動ヨーク１５６との対向面、１５６ａは、可動ヨーク１５６の固定ヨーク１５３との対向面である。図３は、永久磁石１５１の磁束による可動ヨーク１５６に対する磁気吸引力が、図２の状態時よりも低下して圧縮コイルばね１５９のＸ軸方向の弾性復元力よりも小さくなり、可動ヨーク１５６が圧縮コイルばね１５９の弾性復元力でＸ軸方向に移動変位した場合である。
【００１５】
電流検出手段としての変流器１６によって電路（内部電路）の過電流が検出されたときには、引外し手段１５の励磁用コイル１５７に電流が通電され、該電流通電により、磁気回路部材が永久磁石１５１による磁界が減る方向に励磁される。この結果、可動ヨーク１５６と固定ヨーク１５３との間の磁気吸引力が低下して圧縮コイルばね１５９のＸ軸方向の弾性復元力よりも小さくなり、該可動ヨーク１５６が、該圧縮コイルばね１５９の弾性復元力により、Ｘ軸方向に移動変位する。可動ヨーク１５６の該変位により開閉機構部１４のトリップレバー２１、トリップ金具２２及びフック２３が作動され、該作動によって可動接点１３が回動され、固定接点１２に対し接続状態から非接触状態に変化する。これによって、回路遮断器１内において電路がオフ状態とされ、過電流が遮断される。
【００１６】
また、電路に通電中、通電電流が過電流レベルに達していない場合であっても、回路遮断器１内の温度が上昇して過熱状態となり、引外し手段１５の磁気回路部材の固定側部分の感温磁性材１５２の温度が予め設定された温度である１５０℃を超えた場合には、該感温磁性材の透磁率が常温時の６０％以下に低下し、磁気回路の磁気抵抗を増大させて磁気回路内の磁束量を減少させる。この結果、可動ヨーク１５６と固定ヨーク１５３との間の磁気吸引力が低下して圧縮コイルばね１５９のＸ軸方向の弾性復元力よりも小さくなり、該可動ヨーク１５６が、該圧縮コイルばね１５９の弾性復元力により、Ｘ軸方向に移動変位する。可動ヨーク１５６の該変位により開閉機構部１４のトリップレバー２１、トリップ金具２２及びフック２３が作動され、該作動によって可動接点１３が回動され、固定接点１２に対し非接触状態に変化する。これによって、回路遮断器１内において電路がオフ状態とされ、通電電流が遮断される。
【００１７】
上記本発明の実施例の回路遮断器１によれば、電路に過電流が流れた場合も、また、電路に過電流が流れない状態で該回路遮断器１が過熱状態となった場合も、電路の電流を遮断することができ、回路遮断器の信頼性をより一層向上させることができるとともに、広範にわたる安全性を確保することができる。
【００１８】
なお、上記実施例の場合は、感温磁性材１５２は、その温度が１５０℃を超えた場合に透磁率が常温時の６０％以下に低下する特性のものであるとしたが、本発明はこれに限定されず、図２の状態における圧縮コイルばね１５９の弾性復元力を大きくし、感温磁性材が１５０℃を超えた場合に可動ヨークに作用する磁気吸引力が該弾性復元力よりも小さくなるようにしておけば、感温磁性材は、その温度が１５０℃を超えた場合に透磁率が常温時の６０％を超える値であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例としての回路遮断器の構造を示す図である。
【図２】図１の回路遮断器における引外し手段の非通電時の状態を示す図である。
【図３】図１の回路遮断器における引外し手段の通電または過熱時の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１…回路遮断器、
１０ａ、１０ｂ…外部電路、
１１ａ、１１ｂ…電路接続用端子、
１２…固定接点、
１３…可動接点、
１４…開閉機構部、
１５…引外し手段、
１５１…永久磁石、
１５２…感温磁性材、
１５３、１５４、１５５…固定ヨーク、
１５６…可動ヨーク、
１５７…励磁用コイル、
１５８…ボビン、
１５９…圧縮コイルばね、
１６０…ばね係合部材、
１６…変流器、
１７…ハンドル、
１８…消弧部、
１９…ケース、
２１…トリップレバー、
２２…トリップ金具、
２３…フック、
２００…磁束。
【図１】
2010140719.tif 000003
【図２】
2010140719.tif 000004
【図３】
2010140719.tif 000005