(57)【要約】【課題】ねじとナットのねじ部の個体差によるばらつきが過負荷遮断時間の調整に影響を及ぼさない、過負荷遮断機構と過負荷遮断時間の調整方法を提供する。【解決手段】過負荷遮断時間の調整は、トリップバーがトリップ点に達したところで、調整ナットをバイメタル方向に押しつけながら回して調整ナットとバイメタルの距離を既定値にセットし、固定ナットで固定することで行う。過負荷遮断は、バイメタルがナット側に湾曲して調整ナットを押しこみ、連動したトリップバーがトリップ点に達することで行う。【選択図】  図２
2015035345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が固定され、他端に穴を有し変位可能に構成されたバイメタルと、
前記バイメタルの他端と対向して配設され、このバイメタルの変位により移動し、回路遮断器をトリップするトリップバーと、
前記トリップバーに一方の側を固着され、前記バイメタルの変位により前記穴の軸方向に移動可能に構成された棒状のねじと、
前記ねじ上に、前記バイメタルとのギャップが調整可能に設置され、前記バイメタルの変位により、前記バイメタルと接触する第一のナットと、
前記バイメタルに対して、前記第一のナットより遠い側の前記ねじ上に設置された第二のナットと、を備え、
前記第一のナットは、前記バイメタルと所定のギャップに調整された後、前記第二のナットにより固定され、
前記バイメタルは、温度上昇により変位して、前記第一のナットに接触することにより、前記ねじを介して前記トリップバーを移動して前記回路遮断器を遮断することを特徴とする回路遮断器の過負荷遮断機構。
【請求項２】
前記バイメタルは温度上昇に伴って前記トリップバーから離れるように設置され、
前記第一のナットと第二のナットは、前記バイメタルに対して前記トリップバーと反対側のねじ上に取付けられ、
前記第一のナットは前記第二のナットにより、前記トリップバー側に押し付けられて前記ねじ上の所定の位置に固定されることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器の過負荷遮断機構。
【請求項３】
前記バイメタルは温度上昇に伴って前記トリップバーに近づくように設置され、
前記第一のナットと第二のナットは、前記バイメタルに対して前記トリップバーと同じ側のねじ上に取付けられ、
前記第一のナットは前記第二のナットにより、前記トリップバーと逆側に押し付けられて前記ねじ上の所定の位置に固定されることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器の過負荷遮断機構。
【請求項４】
前記バイメタルの穴の径は、バイメタルの使用温度範囲内において、バイメタルがねじに接触せず、かつ前記第一のナットの外径よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回路遮断器の過負荷遮断機構。
【請求項５】
一端が固定され、他端に穴を有し変位可能に構成されたバイメタルと、
前記バイメタルの他端と対向して配設され、このバイメタルの変位により移動し、回路遮断器をトリップするトリップバーと、
前記トリップバーに一方の側を固着され、前記バイメタルの変位により前記穴の軸方向に移動可能に構成された棒状のねじと、
このねじ上に、前記バイメタルとのギャップが調整可能に設置され、前記バイメタルの変位により、前記バイメタルと接触する第一のナットと、
前記バイメタルに対して、前記第一のナットより遠い側の前記ねじ上に設置された第二のナットと、を用いて、
前記トリップバーがトリップされた位置で、前記第一のナットを前記トリップバー側に押しつけながら、前記第一のナットのめねじ凸部の所定の面が、前記ねじのおねじ凸部に接触するまで回転させた後、第二のナットを所定の側から前記第一のナットに押し付けて固定することで、前記第一のナットと前記バイメタル間のギャップを調整することを特徴とする回路遮断器の過負荷遮断時間の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回路遮断器において過負荷を検知してトリップバーを引きはずす、過負荷遮断機構と、過負荷遮断時間の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の過負荷遮断機構は、下端が固定され上端が自由となっていてさらに上端付近に貫通穴のあいたバイメタルと、バイメタルの貫通穴に挿入された調整ねじと、調整ねじのバイメタルからの位置を固定するナットと、バイメタルと逆側に押圧することでラッチを外すトリップバーとから構成されている。トリップバーは過負荷に伴う温度上昇によってバイメタルが湾曲した際に調整ねじ先端が通る軌道上にあり、調整ねじ先端と接触して押圧されてトリップ点（ここで、トリップ点とは回路遮断器が過電流等により遮断動作する点。以下同様）に到達した際にラッチが外れることで、ばねが解放され可動接触子が固定接触子と離反して電路が遮断される。
従来、上記技術に加えて調整ねじ先端にローラーを取り付けることで、トリップバーとの接触時のすべりによる過負荷遮断時間のばらつきを軽減したものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−４３４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の過負荷遮断機構では、調整ねじ先端とトリップ点の距離を調整する際、調整ねじを回転させるドライバーはトリップバーと逆側から押しつけており、調整後に位置固定するナットもトリップバーと逆側から締結している。
したがって、ナット締結前後で調整ねじとバイメタルの締結部のクリアランス（図４参照。ここでは図４中の記号“ＣＬ”で示した長さを意味する。バイメタル山、すなわち図４において、調整ナットのねじ山をトリップバー側の隣接ねじ山に当てたときの調整ナットのねじ山とトリップバーと逆側の隣接ねじ山の距離）の分、調整ねじ先端とトリップ点までの距離（２ｍｍ程度）が拡大する。該クリアランスは、調整ねじとバイメタルのそれぞれのねじ部の局所ピッチの個体差によってばらつくため、これにより調整ねじ先端とトリップ点との距離の調整精度が低下する。ここで局所ピッチについて具体的な値で説明を加えると、調整ねじとバイメタルのそれぞれのねじ部の公称ピッチの典型的な値としては、いずれも０．５ｍｍであり、このような場合において、ねじピッチは精度上、局所的に上述の公称ピッチからずれるため、その変動するピッチ自体の値を局所ピッチと呼ぶ。局所ピッチの値は、０．５±０．０３ｍｍ程度である。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ねじ部の個体差によるばらつきが調整精度に影響しない、新たな過負荷遮断機構と過負荷遮断時間の調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る回路遮断器の過負荷遮断機構は、
一端が固定され、他端に穴を有し変位可能に構成されたバイメタルと、
前記バイメタルの他端と対向して配設され、このバイメタルの変位により移動し、回路遮断器をトリップするトリップバーと、
前記トリップバーに一方の側を固着され、前記バイメタルの変位により前記穴の軸方向に移動可能に構成された棒状のねじと、
前記ねじ上に、前記バイメタルとのギャップが調整可能に設置され、前記バイメタルの変位により、前記バイメタルと接触する第一のナットと、
前記バイメタルに対して、前記第一のナットより遠い側の前記ねじ上に設置された第二のナットと、を備え、
前記第一のナットは、前記バイメタルと所定のギャップに調整された後、前記第二のナットにより固定され、
前記バイメタルは、温度上昇により変位して、前記第一のナットに接触することにより、前記ねじを介して前記トリップバーを移動して前記回路遮断器を遮断するように構成したものである。
【０００７】
また、この発明に係る回路遮断器の過負荷遮断時間の調整方法は、
一端が固定され、他端に穴を有し変位可能に構成されたバイメタルと、
前記バイメタルの他端と対向して配設され、このバイメタルの変位により移動し、回路遮断器をトリップするトリップバーと、
前記トリップバーに一方の側を固着され、前記バイメタルの変位により前記穴の軸方向に移動可能に構成された棒状のねじと、
このねじ上に、前記バイメタルとのギャップが調整可能に設置され、前記バイメタルの変位により、前記バイメタルと接触する第一のナットと、
前記バイメタルに対して、前記第一のナットより遠い側の前記ねじ上に設置された第二のナットと、を用いて、
前記トリップバーがトリップされた位置で、前記第一のナットを前記トリップバー側に押しつけながら、前記第一のナットのめねじ凸部の所定の面が、前記ねじのおねじ凸部に接触するまで回転させた後、第二のナットを所定の側から前記第一のナットに押し付けて固定することで、前記第一のナットと前記バイメタル間のギャップを調整するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、調整ナットとバイメタル間のギャップは、固定ナットによる固定前後で一定であるため、ねじとナットのねじ部個体差によるばらつきは、該ギャップのばらつきに影響を及ぼさず、過負荷遮断時間の調整精度の低下要因にならないため、その分、高精度の調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が対象とする遮断器の全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による遮断器の過負荷遮断機構を示す側面断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１による遮断器のトリップバー把持ならびにレーザー変位計によるバイメタル位置測定時の概念図である。
【図４】本発明の実施の形態１による遮断器の調整ナット調整時のねじ部拡大断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１による遮断器の調整ナット固定後のねじ部拡大断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２による遮断器の過負荷遮断機構を示す側面断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２による遮断器の調整ナット調整時のねじ部拡大断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２による遮断器の調整ナット固定後のねじ部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図１〜図４に基づいて説明する。
まず、遮断器全体の構成について、図１を用いて説明する。通電時の遮断器では、可動接触子と固定接触子で構成される接点部がばねの圧力により接触しており、このばねはラッチをトリップバー２に掛けることで圧力を保っている。バイメタル１が過負荷通電によって温度上昇すると、バイメタル１がナット側に湾曲して調整ナット４を押圧することで、ねじ３を介してトリップバー２が連動し、トリップ点に到達した際にトリップバー２に掛かったラッチが外れることで、ばねが解放され、可動接触子が矢印Ａの方向に離反して、接点部で可動接触子が固定接触子から離れ、電路が遮断される。
【００１１】
次に、過負荷遮断機構の構成について、図２を用いて示す。図２は本発明の実施の形態１による遮断器の過負荷遮断機構を示す断面図である。
その構成は、下端が固定され上端が自由となっているバイメタル１と、このバイメタル１側に押圧することでラッチを外すトリップバー２と、このトリップバー２に固定されたねじ３と、バイメタル１に対してトリップバー２の逆側からねじ部に取り付けられた調整ナット４と、調整ナットに対してトリップバーの逆側から調整ナットに押し当てることで調整ナット位置を固定する固定ナット５とから構成されている。
【００１２】
バイメタルは、温度上昇に伴ってトリップバーの逆側に向かって湾曲する向きに取り付けられている。ねじは全部分もしくは両端がおねじになっており、片側がトリップバーにあけた非貫通のねじ穴に差し込まれて固定されていて、もう一方側はバイメタルにあけた貫通穴を非接触で通り抜けてトリップバーの逆側に飛び出しており、その先端付近にはバイメタル側から順に調整ナット、固定ナットの２つのナットが取り付けられていて、さらに、調整ナットは固定ナットによってねじに対する位置が固定されている。バイメタルの貫通穴の径は、バイメタルの使用温度内（0〜100℃程度）でバイメタルがねじに接触せず、かつ調整ナットの外径よりも小さい径とすることで、バイメタルが湾曲する際に調整ナットのみに接触するようにした。そして、過負荷遮断機構を、温度上昇に伴って湾曲するバイメタルによって、トリップバーに固定されたねじ上に設けた調整ナットを押圧することで、連動したトリップバーがトリップ点に達し遮断されるようにした。
【００１３】
次に、過負荷遮断時間の調整について、図３〜図５を用いて示す。
過負荷遮断時間の調整は、ねじ上に取り付けた調整ナットを回転させ位置を動かし、調整ナットとバイメタル間のギャップ距離を調整することで行う。具体的にはまず、図３に示したようにチャックによりトリップバー２を把持してトリップ点（図示せず）に到達するまでトリップバーを移動させ、その位置で把持を継続したまま、トリップバーとそこに固定されたねじの位置が動かないように固定する。このトリップ点位置の検知は精度（10μｍオーダー）が要求されるため、サーボモータによって直線的に動作するチャックでトリップバーを把持したままトリップ点に近づけていき、トリップ点への到達を検知した時点で自動的にサーボモータを停止することで行う。上記のトリップバーとねじの位置は、チャックで保持したままサーボモータの動作を停止させることで、サーボモータの抵抗により固定される。
【００１４】
トリップ点到達の検知方法は、（１）ワークの電極間で微小電流を通電している状態にしておき、その電流値がトリップ点到達によって０(ゼロ)となった時点を検知する、（２）チャックにロードセルを組み込み、トリップバーを動かす際の抵抗力がトリップ点到達によって急激に低下する時点を検知する、（３）赤外線センサによってトリップ点到達によって連動するラッチ等の部位が動作した時点を検知する、といった方法を用いる。
【００１５】
この固定状態で調整ナットを回転して移動させ（例えば最大１０ｍｍ程度まで）、バイメタルのナット側の面から規定距離離れた位置（ここで、規定距離はJISで規定された遮断時間（機種ごとに異なる）を満たすように決定される。例えば２ｍｍ程度）に調整する。この調整において、バイメタルの位置情報は、ロードセルを組み込んだプローブをサーボモータで直線的に動作させバイメタルに押し当てることでロードセルが荷重を感知した瞬間のプローブ位置から取得するか（ただし現実には瞬間を捉えるのは難しいので、影響が無視できない場合には、その遅れ時間をオフセット調整して補正する）、または、図３に示したようにレーザー変位計によって非接触で位置情報を取得し、その座標を元に、バイメタルと調整ナットのギャップが規格上定められた遮断時間に対応する距離（上記参照）となるように調整ナットの調整位置を決定する。この調整中は、調整ナットをトリップバー方向に力をかけながら回転させることで、調整ナットとねじの関係は図４の調整時のねじ部拡大断面図に示したように、ナットのめねじ凸部のトリップバー側の面がねじのおねじ凸部に接触するようになっている。
【００１６】
調整ナットの位置を調整した後、固定ナットをトリップバーと逆側から回し進めて調整ナットに押し付けて締結することで、調整ナットの位置を固定する。固定後の調整ナットと固定ナットとねじの関係は図５の固定後のねじ部拡大断面図に示したように、調整ナットは調整時と同様に、ナットのめねじ凸部のトリップバー側の面がねじのおねじ凸部に接触するようになっており、また、固定ナットは調整ナットとの接触面から逆向きに力がかかるので、ナットのめねじ凸部のトリップバーと逆側の面がねじのおねじ凸部に接触するようになっている。なお、固定ナットで調整ナットを固定した際に、トリップバー側のねじが変形するなどにより調整ナットの位置がずれる可能性がある場合には、これを防止するため、トリップバー側のねじについては、予め、調整ナットの剛性より、その剛性が大きいものを採用するなどにより対応する。
【００１７】
この調整方法によれば、ナット固定前後で調整ナット位置が変化しないため、ねじとナットのねじ部の局所ピッチ（公称ピッチが０．５ｍｍでは、０．５ｍｍを中心にして±０．０３ｍｍ程度は変動していると考えられる）の個体差は調整ナットとバイメタルのギャップ（最大で１０ｍｍ程度）に影響せず、従って、過負荷遮断時間（一般的には２００ｓｅｃ程度が典型的な値である）の調整精度にも影響しないため、その分、高精度の調整が可能となる。
【００１８】
実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２について図６〜図８に基づいて説明する。
まず、過負荷遮断機構の構成について、図６を用いて示す。図６は本発明の実施の形態２による遮断器の過負荷遮断機構を示す断面図である。
その構成は、下端が固定され上端が自由となっているバイメタル１と、バイメタルと逆側に押圧することでラッチを外すトリップバー２と、トリップバーに固定されたねじ３と、バイメタルとトリップバーの間のねじ部に取り付けられた調整ナット４と、調整ナットに対してトリップバー側に取り付けられ、調整ナットに押し当てることで調整ナット位置を固定する固定ナット５とから構成されている。
【００１９】
バイメタルは、実施の形態１とは逆に、温度上昇に伴ってトリップバーに向かって湾曲する向きに取り付けられている。ねじは全部分もしくは両端がおねじになっており、片側がトリップバーにあけた非貫通のねじ穴に差し込まれて固定されていて、もう一方側はバイメタルの方向に向いており、その先端付近にはバイメタル側から順に固定ナット、調整ナットの２つのナットが取り付けられていて、さらに、調整ナットは固定ナットによってねじに対する位置が固定されている。バイメタルには湾曲した際にねじの先端が入る位置に貫通穴が開いており、貫通穴の径は、バイメタルの使用温度内でバイメタルがねじに接触せず、かつ調整ナットの外径よりも小さい径とすることで、バイメタルが湾曲する際に調整ナットのみに接触するようにした。なお、図６において、バイメタルが湾曲した際にねじの先端が入る位置に設けた穴は貫通穴として説明したが、必ずしも貫通していなくてもよく、ねじの先端が入る深さが確保されている穴(窪み)であれば、同様に有効である。
【００２０】
次に、過負荷遮断時間の調整について、図７〜図８を用いて示す。
過負荷遮断時間の調整は、実施の形態１と同様に、ねじ上に取り付けた調整ナットを回転させ位置を動かし、上記調整ナットとバイメタル間のギャップ距離を調整することで行う。この固定状態で調整ナットを回転し、バイメタルのトリップバー側の面から上記規定距離離れた位置に調整する。この調整中は、実施の形態１とは逆に調整ナットをバイメタル方向に力をかけながら回転させることで、調整ナットとねじの関係は図７の調整時のねじ部拡大断面図に示したように、ナットのめねじ凸部のバイメタル側の面がねじのおねじ凸部に接触するようになっている。
【００２１】
調整ナットの位置を調整した後、固定ナットをトリップバー側から回し進めて調整ナットに押し付けて締結することで、調整ナットの位置を固定する。固定後の調整ナットと固定ナットとねじの関係は図８の固定後のねじ部拡大断面図に示したように、調整ナットは調整時と同様に、ナットのめねじ凸部のバイメタル側の面がねじのおねじ凸部に接触するようになっており、また、固定ナットは調整ナットとの接触面から逆向きに力がかかるので、ナットのめねじ凸部のトリップバー側の面がねじのおねじ凸部に接触するようになっている。なお、固定ナットで調整ナットを固定した際に、トリップバー側のねじが変形するなどにより調整ナットの位置がずれる可能性がある場合には、これを防止するため、トリップバー側のねじについては、予め、調整ナットの剛性より、その剛性が大きいものを採用するなどにより対応する。
【００２２】
この調整方法によれば、実施の形態１と同様に、ナット固定前後で調整ナット位置が変化しないため、ねじとナットのねじ部の個体差は過負荷遮断時間の調整精度に影響せず、その分、高精度の調整が可能となる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１  バイメタル、２  トリップバー、３  ねじ、４  調整ナット、５  固定ナット。
【図２】
2015035345.tif 000003
【図５】
2015035345.tif 000004
【図６】
2015035345.tif 000005
【図７】
2015035345.tif 000006
【図８】
2015035345.tif 000007
【図１】
2015035345.tif 000008
【図３】
2015035345.tif 000009
【図４】
2015035345.tif 000010