(57)【要約】【課題】  この発明は、可動接触子の跳ね返り動作を抑制することで、接点の距離が近づくことを避け、アーク電圧を高く維持し、遮断性能を向上した回路遮断器のトリップ機構を得る。【解決手段】  プランジャー、絶縁ロッド、圧縮ばね、可動接点の取り付けられた可動接触子、固定接点の取り付けられた固定接触子、クロスバー、圧縮ばねより、可動接触子の瞬時引き外し部は構成されている。絶縁ロッドと接触する可動接触子側に凹部を形成することで、可動接触子の瞬時引き外し動作時に、絶縁ロッドが斜めになり、跳ね返り動作を抑制する。また、ストッパの剛性を小さくすることで、跳ね返り動作を低減させる。【選択図】        図１
2010205599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接触子、上記固定接触子に接離する可動接触子、上記可動接触子に開閉駆動力を伝達する絶縁クロスバー、上記可動接触子と上記クロスバーとの間に装架され、上記可動接触子を介し上記固定接触子に押圧力を与えるばね部材、短絡電流を通電するコイル、短絡電流の大きさに応じて動作するプランジャー、上記プランジャーの一端に接触し他端を可動接触子に接触することで上記可動接触子を駆動する絶縁ロッド、上記絶縁ロッドを支持する軸受からなる回路遮断器のトリップ機構において、
上記可動接触子は、その一部に凹部が形成され、当該可動接触子の駆動中に、上記絶縁ロッドが上記可動接触子を押圧しつつ、上記凹部内に入り込むことを特徴とする回路遮断器のトリップ機構。
【請求項２】
絶縁ロッドが上記可動接触子の凹部内に入り込んだとき、上記絶縁ロッドの駆動軸方向に対して、上記可動接触子と上記絶縁ロッドとの接触により発生する力の方向が直角に近い方向となり、上記軸受位置で絶縁ロッドが傾斜する請求項１に記載の回路遮断器のトリップ機構。
【請求項３】
絶縁ロッドが上記可動接触子の凹部内に入り込み、駆動軸方向に対して傾斜した後で、絶縁クロスバーが回転し絶縁ロッドを水平方向に支持し、リセット動作を可能にすることを特徴とする請求項２に記載の回路遮断器のトリップ機構。
【請求項４】
固定接触子、上記固定接触子に接離する可動接触子、上記可動接触子に開閉駆動力を伝達する絶縁クロスバー、上記可動接触子と上記クロスバーとの間に装架され、上記可動接触子を介し上記固定接触子に押圧力を与えるばね部材、短絡電流を通電するコイル、短絡電流の大きさに応じて動作するプランジャー、上記プランジャーの一端に接触し他端を可動接触子に接触することで上記可動接触子を駆動する絶縁ロッド、上記絶縁ロッドを支持する軸受からなる回路遮断器のトリップ機構において、
短絡遮断時に、可動接触子はストッパに衝突し、上記ストッパが他の部材に運動エネルギーを伝達することを特徴とする回路遮断器のトリップ機構。
【請求項５】
固定軸の周りを揺動するレバー、一端が上記レバーに回動自在に軸支された上リンク、一端が上記上リンクに回動自在に軸支され他端の自由端が上記クロスバーと係合する下リンク、上記固定接触子と上記可動接触子の開閉を行うハンドルアーム、上記ハンドルアームに取り付けられたハンドル、上記上リンクと下リンクの結合ピンと上記ハンドルアーム間に張架され、上記ハンドル操作時に上記上リンクにスナップ動作を行わせて上記可動接触子に開閉駆動力を与える開閉ばね、短絡電流に応動して上記レバーのロックを解きトリップ動作を行わせるカケガネを備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の回路遮断器のトリップ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は回路遮断器のトリップ機構に関し、配線用遮断器や漏電遮断器などの駆動機構に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
回路遮断器のトリップ機構として、例えば特許文献１に記載された回路遮断器は、可動接触子を引き外すソレノイドはコイルとプランジャーからなり、短絡電流のような定格の数倍以上の電流がコイルに流れたとき、ソレノイド部の作動によりプランジャーの一端がまずカケガネを駆動してラッチを外し、可動接触子を強制的に引外す。ラッチは、先に外れているため、各リンク機構部が動作して、可動接触子開極位置になるような動きにより開極動作を完了させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭５９−４２９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の回路遮断器のトリップ機構は以上のように構成されていたが、短絡電流が大きい場合、可動接触子を強制的に引き外した後で、可動接触子の速度が大きくなった。そして、可動接触子の動きを止めるストッパなど壁の衝突後に、可動接触子の跳ね返りによる跳ね返り動作が生じ、反対方向の運動が生じることで、接点の距離が近くなり、遮断性能が悪化するという課題があった。
【０００５】
また、ストッパなど壁について、形状や剛性等を考慮していないため、衝突後の跳ね返り動作が発生しやすいという課題があった。
【０００６】
また、短絡電流が消失した後には、プランジャーによる可動接触子の保持力がなくなるため、接点の距離が近くなり、遮断性能が悪化するという課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、可動接触子の跳ね返り動作を抑制することで、接点の距離が近づくことを避けて、アークの発生する電圧を高く維持できるため、遮断性能を向上した回路遮断器のトリップ機構を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る回路遮断器のトリップ機構は、可動接点の取り付けられた可動接触子が固定接点の取り付けられた固定接触子に押し付けられ、コイルに短絡電流が通電されたとき、駆動プランジャーにより絶縁ロッドが突き出され、可動接触子の凹部内に入り込み絶縁ロッドが傾斜することで、跳ね返り動作を抑制するものである。すなわち、この発明に係る回路遮断器のトリップ機構は、固定接触子、上記固定接触子に接離する可動接触子、上記可動接触子に開閉駆動力を伝達する絶縁クロスバー、上記可動接触子と上記クロスバーとの間に装架され、上記可動接触子を介し上記固定接触子に押圧力を与えるばね部材、短絡電流を通電するコイル、短絡電流の大きさに応じて動作するプランジャー、上記プランジャーの一端に接触し他端を可動接触子に接触することで上記可動接触子を駆動する絶縁ロッド、上記絶縁ロッドを支持する軸受からなる回路遮断器のトリップ機構において、
上記可動接触子の駆動中に、一部に凹部を形成した可動接触子と上記絶縁ロッド間の作用、反作用の力線の向きを変化させることで、上記絶縁ロッドが上記可動接触子の凹部内に入り込むようにしたものである。
【０００９】
また、可動接触子とストッパーの形状や剛性を小さくすることで、跳ね返り動作を低減させるものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、可動接触子の跳ね返り動作を抑制することで、接点の距離が近づくことを避けて、アークの発生する電圧を高く維持できるため、遮断性能を向上させることができる。
【００１１】
また、可動接触子とストッパーの衝突箇所の形状を工夫し、剛性を小さくすることで跳ね返り動作を低減し、リンク機構のトリップ開極時間が遅くなったときでも接点の距離が再接近する時間を遅くしてアーク電圧を高く維持することができ、遮断性能を確保するものである。
【００１２】
以上のような構成にすることで、この発明によれば、可動接触子の開極時の跳ね返り動作を低減し、遮断性能の向上した回路遮断器のトリップ機構を得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１による回路遮断器のトリップ機構を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による回路遮断器のトリップ機構の可動接触子を瞬時開極するための機構部の断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による可動接触子の開極初期の機構部の断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１による可動接触子が開極して所定の位置となったときの図である。
【図５】この発明の実施の形態２による絶縁ロッドにより可動接触子が開極して、さらにクロスバーが開極位置の最大の位置にきたときを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３による可動接触子の回転運動によりストッパに衝突し、曲げ変形が発生した図である。
【図７】この発明の実施の形態４の閉路状態における機構部詳細図である。
【図８】この発明の実施の形態４の閉路状態における機構部斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態４のトリップ状態における機構部詳細図である。
【図１０】この発明の実施の形態４のトリップ状態における機構部斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態４の開路状態における機構部詳細図である。
【図１２】この発明の実施の形態４の開路状態における機構部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の好適な実施の形態を図面を用いて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による回路遮断器のトリップ機構を示す断面図、図２は可動接触子を瞬時開極するための機構部の断面図、図３は可動接触子の開極初期の機構部の断面図、図４は可動接触子が開極して所定の位置となったときの図である。
【００１５】
図１において、遮断器本体はモールド製のカバー１とモールド製のベース２で覆われ、固定接触子３には固定接点３ａが設けられている。固定接触子３に対向して接離する可動接触子４は回転支点４ａを中心に回転し、可動接点４ｂが設けられている。消弧板５は、固定接触子３と可動接触子４付近に設けられ、可動接触子４を保持している絶縁クロスバー６には回転軸６ａが設けられている。下リンク９の右端部は、絶縁クロスバー６と連結ピン８で結合されている。上リンク１１は、下リンク９と結合ピン１０で連結されており、結合ピン１０がひじ部となりトグルリンク機構を構成する。レバー１３は、上リンク１１の一端部とレバー１３とを回転連結するためのバーリング加工による連結部１３ａで結合されている。レバー１３の支点となる軸１４で、レバー１３はこの支点を中心に回転する。開閉動作を行うハンドル１６のアーム部は、ハンドルアーム１５であり、支点１５ａを中心に回転する。結合ピン１０とハンドルアーム１５に設けられた引掛け部１５ｂの間には、引張力を与える開閉ばねが張架されている。カケガネ２１は、軸２１ａを支点にして、回転ばね２０により時計方向への付勢がなされている。ラッチ２２は回転軸２２ａを中心に回転し、一端である係止部２２ｂをカケガネ２１と係合している。端子２４は、可撓性を備えた導体２３、バイメタル部２５、コイル２６を介して固定接触子３を接続されている。同様に、端子２８は、可撓性を備えた導体２７、可動接触子４を介して接続されている。圧縮ばねを用いた接圧ばね２９で可動接触子４の可動接点４ｂに接圧を与えている。プランジャー３１、圧縮ばね３３、ヨーク３４、絶縁ロッド３２により可動接触子４を駆動する。
【００１６】
次に動作について説明する。図１における閉路状態において、下リンク９および上リンク１１は、結合ピン１０に作用する開閉ばねからの引張力により、上リンク１１のレバー１３に対する連結部１３ａの回転中心と結合ピン１０の中心点とを結ぶ上リンク軸線と、下リンク９のクロスバー６に対する連結ピン８の中心点と、結合ピン１０の中心点とを結ぶ下リンク軸線とが、ほぼ一直線をなすように伸張され、クロスバー６は回転軸６ａを中心に図１の時計方向の回転力を受け、可動接触子４を固定接触子３に押圧している。
【００１７】
図２のような状態において、定格の数倍以上の短絡電流がコイル２６に流れると、プランジャー３１とヨーク３４の磁気回路により、プランジャー３１は右方向に動作を開始し一端はカケガネ２１（図示せず。図１参照）を反時計方向に回転させ、次いで絶縁ロッド３２を介して、可動接触子４を強制的に引き外す動作を開始する。
【００１８】
そして、図３のようにプランジャー３１とヨーク３４のギャップがなくなったところで、プランジャー３１は移動しなくなる。一方、絶縁ロッド３２はプランジャー３１により加速されたときの運動エネルギーと、圧縮ばね２９を押し縮めるときばねに蓄積される位置エネルギー、可動接触子４に蓄えられる運動エネルギーとのバランスで移動する。実際に短絡電流が発生したとき、絶縁ロッド３２の質量と速度により決定する運動エネルギーが十分に大きいため、可動接触子４の速度は徐々に増加していく。
【００１９】
そして、絶縁ロッド３２は軸受の役割も果たすヨーク３４に沿って突出していくと、圧縮ばね２９が押し縮められるため可動接触子４は時計方向への力を発生することになる。すると絶縁ロッド３２は、ヨーク３４との軸受クリアランスが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度にしているため右下向きの傾斜が発生する。
【００２０】
さらに、絶縁ロッド３２が突出して可動接触子４が反時計方向に回転していくと、図４のように、絶縁ロッド３２は可動接触子４の凹部４ｃに入り込むことになる。すると、絶縁ロッド３２が可動接触子４から受ける力は下向きになる。
【００２１】
絶縁ロッド３２は可動接触子４の凹部４ｃの傾斜した接触面から力を受けるため、プランジャー３１の方へ引き戻されず、また、可動接触子４も絶縁ロッド３２にその動きを妨げられ、可動接触子の跳ね返り動作を抑制することができる。
【００２２】
可動接触子４の凹部４ｃがない場合は、可動接触子４から絶縁ロッド３２へ作用する力の方向が下向きに変わらないため、ストッパ３５へ衝突した後に可動接触子４の跳ね返り動作によりプランジャー３１の方へ復帰してしまい、可動接触子４と固定接触子３が接近するため、アーク電圧が低くなり遮断性能が低下する。
【００２３】
実施の形態２．
図５は、絶縁ロッドにより可動接触子が開極して、さらにクロスバーが開極位置の最大の位置にきたときを示す図である。
【００２４】
図４の状態から、リンク機構部の動作により回転軸６ａを中心にクロスバー６が反時計方向に回転することで、クロスバー懐部６ｂは絶縁ロッド３２を下方向から上方向へ変位させることで図５の状態になる。リセット動作を行う場合は、クロスバー６を時計方向に回転し、可動接触子４から受ける時計方向からの力により、絶縁ロッド３２の傾斜角は水平を保ったまま、ヨーク３４の軸受部をスライドして左方向に移動する。
【００２５】
実施の形態３．
図４の状態から変化し、可動接触子４の回転運動によりストッパ３５に衝突し、曲げ変形が発生した状態を図６に示している。そして、ストッパ３５を端子２８の立ち上がった導体部２８ａに衝突させることで、そのエネルギーを吸収させ、可動接触子４の速度を低減することができる。
【００２６】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４の閉路状態における機構部詳細図を示し、図８はそのときの斜視図を示している。図９はこの発明の実施の形態４のトリップ状態における機構部詳細図を示し、図９はそのときの斜視図を示している。なお、従来と同一の部品については、記号も同一にして、その説明を省略する。
【００２７】
図７における閉路状態における動作は、実施の形態１で説明したものと同様の状態であり、開閉ばね１７が作用することで、クロスバー６は回転軸６ａを中心に時計方向の回転力を受け、可動接触子４を固定接触子３に押圧している。
【００２８】
ここに短絡電流が流れると、実施の形態１で説明したようにコイル、プランジャー、ヨークからなる短絡電流検出装置により、カケガネ２１が軸２１ａを中心に反時計方向に回転することで、ラッチ２２との係合がはずれ、ラッチ２２は時計方向に回転し始める。さらに、レバー１３との係合がはずれてロックが解かれ、開閉ばねの引張力が上リンク１１を介して作用することにより軸１４を中心に時計方向に回転する。それに伴って、上リンク１１と下リンク９はハンドル１６の下側でくの字状に屈曲され、クロスバー６は図７の反時計方向に回動駆動され(本段落での上記一連の動作をまとめてトリップ動作と呼ぶ)、図９のトリップ状態となる。
【００２９】
このような動作をすることで、実施の形態２に示すように、クロスバー懐部６ｂが絶縁ロッド３２を下方向から上方向へ変位させて、水平方向の姿勢となりリセット動作を行うことが可能となる。
【００３０】
また、図９に示すトリップ状態からハンドル１６を把持して反時計方向に回動操作すると、レバー１３に作用することにより、レバー１３は軸１４を中心に反時計方向に回動し、ラッチ２２とカケガネ２１は所定の位置に戻され係合され、図１１の開路状態となり、リセットされる。
【００３１】
この開路状態からハンドル１６を把持して時計方向に回動操作すると、開閉ばねが上リンク軸線を下から上に通過する死点を境に、結合ピン１０に張架された開閉ばねの作用力の方向が再び反転し、上リンクと下リンクが伸張されるスナップ動作によりクロスバー６が時計方向に回動駆動されて、可動接触子４を固定接触子３に押圧し、図７の閉路状態となる。
【符号の説明】
【００３２】
３  固定接触子、３ａ  固定接点、４  可動接触子、４ａ  回転支点、４ｂ  可動接点、４ｃ  凹部、６  クロスバー、６ａ  回転軸、２６  コイル、２９  圧縮ばね、３１  プランジャー、３２  絶縁ロッド、３３  圧縮ばね、３４  ヨーク、３５  ストッパ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010205599.tif 000013
【図１２】
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