(57)【要約】【課題】可動接触子のバウンス動作を抑制し、遮断性能を向上した回路遮断器を得る。【解決手段】固定接触子３に接離する可動接触子４と、可動接触子４が有する回転軸４ａを支持する絶縁クロスバー６と、絶縁クロスバー６に設けられ可動接触子４を加圧し可動接触子４を固定接触子３に押圧する圧縮バネ２９と、負荷電流を通電するコイル２６、負荷電流の大きさに応じて可動接触子４を固定接触子３から引き外す方向へ動作するプランジャー３１及び一端がプランジャー３１に接触し他端が可動接触子４に対向する絶縁ロッド３２を持つソレノイドと、コイル２６に短絡電流が流れた際に記固定接触子から引き外す方向へ可動接触子４が移動し衝突してストッパとして作用する壁部３５とを備えた回路遮断器において可動接触子４の壁部３５への衝突前後に可動接触子４と絶縁クロスバー６とが相互に摺動する摺動面を設けて可動接触子４に摩擦力を付与する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接触子と、上記固定接触子に接離する可動接触子と、上記可動接触子が有する回転軸を支持する絶縁クロスバーと、上記絶縁クロスバーに設けられ上記可動接触子を加圧し上記可動接触子を上記固定接触子に押圧する圧縮バネと、負荷電流を通電するコイル、上記負荷電流の大きさに応じて上記可動接触子を上記固定接触子から引き外す方向へ動作するプランジャー及び一端が上記プランジャーに接触し他端が上記可動接触子に対向する絶縁ロッドを有するソレノイドと、上記コイルに短絡電流が流れた際に上記固定接触子から引き外す方向へ上記可動接触子が移動し衝突してストッパとして作用する壁部とを備えた回路遮断器において、
上記可動接触子の上記壁部への衝突前後に上記可動接触子と上記絶縁クロスバーとが相互に摺動する摺動面を設けて上記可動接触子に摩擦力を付与することを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
上記可動接触子と上記絶縁クロスバーとが相互に摺動する上記摺動面は、上記回転軸と平行な面であることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項３】
上記可動接触子と上記絶縁クロスバーとが相互に摺動する上記摺動面は、上記回転軸と垂直な面であることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項４】
上記摺動面は、上記絶縁クロスバーの上記壁部に近い側の一部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の回路遮断器。
【請求項５】
固定接触子と、上記固定接触子に接離する可動接触子と、上記可動接触子が有する回転軸を支持する絶縁クロスバーと、上記絶縁クロスバーに設けられ上記可動接触子と接触し上記可動接触子を上記固定接触子に押圧する圧縮バネを保持するホルダーと、負荷電流を通電するコイル、上記負荷電流の大きさに応じて上記可動接触子を上記固定接触子から引き外す方向へ動作するプランジャー及び一端が上記プランジャーに接触し他端が上記可動接触子に対向する絶縁ロッドを有するソレノイドと、上記コイルに短絡電流が流れた際に上記固定接触子から引き外す方向へ上記可動接触子が移動し衝突してストッパとして作用する壁部とを備えた回路遮断器において、
上記可動接触子の上記壁部への衝突前後に上記可動接触子と接触する上記ホルダーの表面部分の表面粗度を他の表面部分の表面粗度より大きくしたことを特徴とする回路遮断器。
【請求項６】
固定接触子と、上記固定接触子に接離する可動接触子と、上記可動接触子が有する回転軸を支持する絶縁クロスバーと、上記絶縁クロスバーに設けられ上記可動接触子を加圧し上記可動接触子を上記固定接触子に押圧する圧縮バネと、負荷電流を通電するコイル、上記負荷電流の大きさに応じて上記可動接触子を上記固定接触子から引き外す方向へ動作するプランジャー及び一端が上記プランジャーに接触し他端が上記可動接触子に対向する絶縁ロッドを有するソレノイドと、上記コイルに短絡電流が流れた際に上記固定接触子から引き外す方向へ上記可動接触子が移動し衝突してストッパとして作用する壁部とを備えた回路遮断器において、
上記可動接触子の上記壁部への衝突前後に、上記可動接触子の先端が摺動するスライド壁を設けたことを特徴とする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、配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器に関し、特に、トリップ機構に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回路遮断器のトリップ機構として、例えば、特許文献１に記載されているように、固定接点とバネ力によって接離する可動接点を有する可動接触子と、過電流が流れた場合に可動接触子を作動させて可動接点を固定接点から引き離すソレノイドと、可動接触子に係合するリンク機構部と、リンク機構部の動作を係止するラッチ機構と、ラッチ機構に係合する引外し金具とを備えたものがある。ソレノイドは、負荷電流を流すコイルと一端が引外し金具に小隙間を介して対向し他端が可動接触子に係合する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過電流がコイルに流れたとき、プランジャーの一端がまず引外し金具を駆動してラッチ機構部の係止を外し、次いで可動接触子を強制的に引外す。ラッチ機構部の係止は、先に外れているため、リンク機構部が可動接触子開極位置になるような動きに動作し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（第２頁−第３頁、第１図−第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のような従来の回路遮断器のトリップ機構は、短絡電流のような大きな電流がコイルに流れた場合、可動接触子を強制的に固定接触子から引き外した後で、可動接触子の速度が大きくなり、可動接触子の動きを止めるストッパ壁などに衝突した後に、可動接触子の跳ね返りによるバウンス動作が生じ、可動接触子が固定接触子へ接近する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問題があった。
【０００５】
また、ストッパ壁について、形状や剛性等を考慮していないため、衝突後のバウンス動作が発生しやすいという問題があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、可動接触子のバウンス動作を抑制することで、可動接触子の接点と固定接触子の接点と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ようにし、遮断性能を向上した回路遮断器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る回路遮断器は、固定接触子と、上記固定接触子に接離する可動接触子と、上記可動接触子が有する回転軸を支持する絶縁クロスバーと、上記絶縁クロスバーに設けられ上記可動接触子を加圧し上記可動接触子を上記固定接触子に押圧する圧縮バネと、負荷電流を通電するコイル、上記負荷電流の大きさに応じて上記可動接触子を上記固定接触子から引き外す方向へ動作するプランジャー及び一端が上記プランジャーに接触し他端が上記可動接触子に対向する絶縁ロッドを有するソレノイドと、上記コイルに短絡電流が流れた際に上記固定接触子から引き外す方向へ上記可動接触子が移動し衝突してストッパとして作用する壁部とを備えた回路遮断器において、
上記可動接触子の上記壁部への衝突前後に上記可動接触子と上記絶縁クロスバーとが相互に摺動する摺動面を設けて上記可動接触子に摩擦力を付与するものである。
【０００８】
また、固定接触子と、上記固定接触子に接離する可動接触子と、上記可動接触子が有する回転軸を支持する絶縁クロスバーと、上記絶縁クロスバーに設けられ上記可動接触子と接触し上記可動接触子を上記固定接触子に押圧する圧縮バネを保持するホルダーと、負荷電流を通電するコイル、上記負荷電流の大きさに応じて上記可動接触子を上記固定接触子から引き外す方向へ動作するプランジャー及び一端が上記プランジャーに接触し他端が上記可動接触子に対向する絶縁ロッドを有するソレノイドと、上記コイルに短絡電流が流れた際に上記固定接触子から引き外す方向へ上記可動接触子が移動し衝突してストッパとして作用する壁部とを備えた回路遮断器において、
上記可動接触子の上記壁部への衝突前後に上記可動接触子と接触する上記ホルダーの表面部分の表面粗度を他の表面部分の表面粗度より大きくしたものである。
【０００９】
また、固定接触子と、上記固定接触子に接離する可動接触子と、上記可動接触子が有する回転軸を支持する絶縁クロスバーと、上記絶縁クロスバーに設けられ上記可動接触子を加圧し上記可動接触子を上記固定接触子に押圧する圧縮バネと、負荷電流を通電するコイル、上記負荷電流の大きさに応じて上記可動接触子を上記固定接触子から引き外す方向へ動作するプランジャー及び一端が上記プランジャーに接触し他端が上記可動接触子に対向する絶縁ロッドを有するソレノイドと、上記コイルに短絡電流が流れた際に上記固定接触子から引き外す方向へ上記可動接触子が移動し衝突してストッパとして作用する壁部とを備えた回路遮断器において、
上記可動接触子の上記壁部への衝突前後に、上記可動接触子の先端が摺動するスライド壁を設けたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る回路遮断器によれば、可動接触子のバウンス動作を抑制することができるので、可動接触子と固定接触子と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て長寿命化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明に係る回路遮断器の実施の形態１を示す断面図である。
【図２】図１の可動接触子を瞬時開極するための開極機構部の拡大断面図である。
【図３】図１の可動接触子の開極初期の機構部の拡大断面図である。
【図４】可動接触子に対する作用を説明する断面図である。
【図５】この発明に係る回路遮断器の実施の形態１における他の例を示す断面図である。
【図６】この発明に係る回路遮断器のトリップ機構の実施の形態２を示す断面図である。
【図７】この発明に係る回路遮断器の実施の形態３を示す正面図（ａ）及びＡ−Ａ断面図である。
【図８】この発明に係る回路遮断器の実施の形態３を示す正面図（ａ）及びＡ−Ａ断面図である。
【図９】この発明に係る回路遮断器の実施の形態４を示す断面図である。
【図１０】この発明に係る回路遮断器の実施の形態５を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明に係る回路遮断器の実施の形態１を示す断面図、図２は、図１の可動接触子を瞬時開極するための開極機構部の拡大断面図、図３は、図１の可動接触子の開極初期の機構部の拡大断面図、図４は、可動接触子に対する作用を説明する断面図である。
【００１３】
図１に示したように、樹脂モールド製のカバー１及び樹脂モールド製のベース２の内部に、固定接触子３、固定接触子３に対向して接離する可動接触子４、消弧板５、開極機構部７、開極機構部７に係合する下リンク９及び上リンク１１からなるリンク機構部、ラッチ２２、ラッチ２２を係止するカケガネ２１、リンク機構部に連結されたレバー１３、レバー１３を駆動するハンドルアーム１５、ハンドルアーム１５を手動で回動させるハンドル１６、バイメタル部２５、外部負荷に接続される端子２４及び端子２８、可動接触子４に対してストッパとして作用する壁部３５を備え、端子２４は可撓性の導体２３でバイメタル部２５に接続され、端子２８は可撓性の導体２７で可動接触子４に接続されている。
【００１４】
固定接触子３には固定接点３ａが設けられている。可動接触子４は、可動接点４ｂが設けられており、後述の絶縁性材料からなる絶縁クロスバー６に支持された回転軸４ａを中心に回動して固定接触子３と接離する。
【００１５】
下リンク９と上リンク１１は連結ピン１０で連結され、連結ピン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の一端部と回動連結するためのバーリング加工による連結部１３ａを備え、軸１４を中心に回動する。ハンドルアーム１５は、支点１５ａを中心に回動する。連結ピン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、引張力を与える図示しない開閉ばねが張架されている。
【００１６】
ラッチ２２は、回転軸２２ａを中心に回動するように構成され、一端がレバー１３と係合されてレバー１３を係止し、他端の係止部２２ｂがカケガネ２１と係合されている。カケガネ２１は、軸２１ａを支点にして、回転ばね２０により時計方向へ回動する力が付勢されている。
【００１７】
開極機構部７は、下リンク９をピン８で連結する絶縁クロスバー６、ソレノイド１２が設けられ、絶縁クロスバー６は、樹脂モールド製ベースに支持された回転軸６ａを中心として反時計方向へ回動できるように構成され、可動接触子４の可動接点４ｂに接圧を与える圧縮ばね２９を収納したホルダ３０を備えている。
【００１８】
ソレノイド１２は、負荷電流が流れるコイル２６、負荷電流の大きさに応じて可動接触子４を固定接触子３から引き外す方向へ動作するプランジャー３１、一端がプランジャーに接触子他端が可動接触子４に対向する絶縁ロッド３２、圧縮バネ３３、ヨーク３４を備えている。
【００１９】
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、連結ピン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と連結ピン１０の中心点とを結ぶ上リンク軸線と、下リンク９の絶縁クロスバー６に対する連結ピン８と、連結ピン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、絶縁クロスバー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に押し付けている。
【００２０】
このようなＯＮ状態で過電流が流れた場合、バイメタル部２５が発熱して変形し、カケガネ２１に作用し、カケガネ２１とラッチ２２係止部２２ｂが外され、レバー１３がラッチ２２から外されて、リンク機構部のひじ部である連結ピン１０が下方に変位し、絶縁クロスバー６が回動して可動接触子４が固定接触子３から引き外される。
【００２１】
図２に示したＯＮ状態において、定格の数倍以上の短絡電流がコイル２６に流れた場合には、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１参照）を反時計方向に回動させ、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。
【００２２】
そして、図３に示したように、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、圧縮バネ３３を押し縮めるときに圧縮バネ３３に蓄積される位置エネルギー及び可動接触子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ことになる。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され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、プランジャー３１がヨーク３４とのギャップがなくなり移動しなくなった後も、与えられた運動エネルギーよって与えられた初速度で引き外し方向へ移動し、ストッパである壁面３５に衝突後、バウンス動作する。
【００２３】
この発明では、図４に示したように、円滑な引き外し挙動が要求される期間（例えば引き外し初期）には摩擦力を発生させず、摩擦力が必要なバウンス前後に可動接触子４と絶縁クロスバー６とが摺動するように可動接触子４の部位Ａと絶縁クロスバー６の部位Ｂとの摺動面を設け、摺動面の面粗度を粗くする、あるいはクリアランスを調節することにより摺動面同士の接触圧力を大きくすることで、バウンス前の可動接触子４の反時計回りの引き外し動作に対し、摩擦力Ｆａを時計回り方向に発生させて抗力として作用させる。その結果、壁部３５の面への衝突時の衝撃を緩和することができ、バウンス時の衝撃力が低減できる。同様に、バウンス後においても可動接触子の時計回りの挙動に対し、摩擦力Ｆｂを反時計回り方向に発生させてバウンス後の挙動の抗力として作用させる。これにより、可動接触子４の減速効果により接点間が再接近する時間を遅くすることができ、遮断性能を向上させることができる。
【００２４】
また、図５に示すように、円滑な引き外し挙動が要求される期間に相当するＹの間は摺動させず、バウンス前後に相当するＸの間を引き外し回転角に依存して摺動面の面粗度を変え、摩擦力を分布させる。これにより、バウンス前には摩擦力を次第に大きくして壁部３５の面への衝突時の衝撃を緩和することができる。図５では、絶縁クロスバー６に摩擦力を分布させる構造Ｘ，Ｙを設けているが、可動接触子４に同様な構造を設けてもよい。
【００２５】
実施の形態２．
図６は、この発明に係る回路遮断器の実施の形態２を示す断面図である。図６に示したように、可動接触子４の平面部の部位Ｃとこれに対向する絶縁クロスバー６の平面の部位Ｄとの間に摩擦力が発生する摺動面を設けている。回転軸４ａに対し、摩擦力発生箇所の回転半径を大きく確保でき、摺動面積も広範囲に設定することができるので、精度、安定度ともに信頼性が向上される。摺動面の構造は実施の形態１と同様に接触圧力を加えた構造も可能である。
【００２６】
実施の形態３．
図７及び図８は、この発明に係る回路遮断器の実施の形態３を示し、図７及び図８において、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図７に示したように、この実施の形態３では、可動接触子４の部位Ｃと摺動する絶縁クロスバー６の部位Ｄを壁部３５に近い側の一部に設けることで回転角に依存して摩擦力を分布させることができる。図７では、テーパ形状にした先端近傍を摺動面としているが、テーパー形状でなくストレートでもよく、また、上記一部が先端近傍以外の部分でもよい。また、図８に示したように、絶縁クロスバー６の部位Ｄにばね性を持たせた構造とすることで、可動接触子４の部位Ｃと絶縁クロスバー６の部位Ｄとの接触面を安定したものとし、組立誤差による性能ばらつきを低減することができる。
【００２７】
実施の形態４．
図９は、この発明に係る回路遮断器の実施の形態４を示す断面図である。図９に示したように、この実施の形態４では、可動接触子４とホルダ３０とが接する可動接触子４の部位Ｅとホルダ３０の部位Ｆにおいて、可動接触子４の回転角が大きくなったバウンス前後において可動接触子４の部位Ｅと摺動するホルダ３０の表面部分の表面粗度を他の表面部分の表面粗度より大きくする。ホルダ３０は絶縁クロスバー６と比較して形状も単純であり加工性もよく精度の良い摩擦力を発生することができる。また、例えば、金属製とすることでさらに加工精度も向上して摩擦力発生の高精度化が可能となる。
【００２８】
実施の形態５．
図１０は、この発明に係る回路遮断器の実施の形態５を示す断面図である。図１０に示したように、この実施の形態５では、可動接触子４の先端部Ｇが引き外し時に摺動するように、傾斜した壁面３５ｂを設ける。実施の形態３記載の効果と同様回転半径の最も大きな部位であり精度よく摩擦力を発生することができる。この実施の形態５ではバウンス前後のみの摩擦力が発生するので、円滑な引き外し挙動が要求される期間（例えば引き外し初期）には摩擦力を発生させず、摩擦力が必要なバウンス前後でのみ摩擦力を発生させることが可能となり、摩擦力による遮断性能低減を防止しつつバウンス動作の低減が可能となる。
【符号の説明】
【００２９】
１  樹脂モールド製カバー、２  樹脂モールド製ベース、３  固定接触子、
３ａ  固定接点、４  可動接触子、４ａ，６ａ，２２ａ  回転軸、４ｂ  可動接点、
５  消弧板、６  絶縁クロスバー、７  開極機構部、８，１０  ピン、９  下リンク、
１１  上リンク、１２  ソレノイド、１３  レバー、１３ａ  連結部、１４  軸、
１５  ハンドルアーム、１５ａ  支点、１５ｂ  引掛け部、１６  ハンドル、
２０  回転バネ、２１  カケガネ、２２  ラッチ、２３，２７  導体、
２４，２８  端子、２６  コイル、２９，３３  圧縮バネ、３０  ホルダ、
３１  プランジャー、３２  絶縁ロッド、３４  ヨーク、３５  壁部（ストッパ）、
３５ｂ  スライド壁。
【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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