(57)【要約】【課題】２極漏電遮断器の動作信頼性と寿命の向上を図る。【解決手段】バイメタル６を可動接触子５を境にして漏電検出機構１２と反対側の電源端子３側に配置する。これにより、漏電検出機構１２がバイメタル６から遠くなり、プリント板２４上の電子部品がバイメタル６の発熱の影響を受けにくくなる。また、引外しコイル２５を開閉機構１３の左右中心に配置し、トリップ動作時に引外しコイル２５からの荷重をクロスバー１７の中心に作用させて、荷重の偏りによるクロスバー１７の破損を防止する。更に、引外しコイル２５のプランジャ２９でクロスバー１７を直接回動させ、引外し動作を安定させる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源端子から負荷端子に至る通電路に可動接点を備えた可動接触子を有し、この可動接触子を開閉機構の操作により開閉動作させるとともに、過電流発生時には前記通電路の一部を構成するバイメタルの湾曲により、また漏電発生時には漏電検出機構による引外しコイルの励磁により前記開閉機構を引き外し、前記可動接触子を開離動作させる２極漏電遮断器において、
前記バイメタルを前記可動接点を境にして前記漏電検出機構と反対側の電源端子側に配置したことを特徴とする２極漏電遮断器。
【請求項２】
前記引外しコイルを前記開閉機構の左右中心に配置したことを特徴とする請求項１記載の２極漏電遮断器。
【請求項３】
前記引外しコイルのプランジャで前記開閉機構のクロスバーを直接回動させるようにしたことを特徴とする請求項２記載の２極漏電遮断器。
【請求項４】
前記引外しコイルを前記開閉機構のフレームに支持させたことを特徴とする請求項３記載の２極漏電遮断器。
【請求項５】
前記フレームを磁性材で構成し、このフレームに前記引外しコイルのヨークを一体形成したことを特徴とする請求項４記載の２極漏電遮断器。
【請求項６】
前記バイメタルと前記電源端子とをＵ字状に湾曲させた可撓性の導電板を介して接続したことを特徴とする請求項１記載の２極漏電遮断器。
【請求項７】
前記バイメタルは湾曲に連れて前記導電板に当り、この導電板により前記バイメタルの通電路の一部が短絡されるようにしたことを特徴とする請求項６記載の２極漏電遮断器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタなどのＯＡ機器や一般家庭用の電気機器などに用いられる過負荷検出機能付きの２極漏電遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７〜図１１はこの種の漏電遮断器の従来構成を示すもので、図７は漏電遮断器の縦断面図、図８は図７の漏電遮断器のカバーを外した状態の平面図、図９（Ａ）は図７の漏電遮断器におけるバイメタルと負荷端子との接続状態を示す平面図、図９（Ｂ）はその側面図、図１０は図７の漏電遮断器みおける開閉機構の側面図、図１１（Ａ）は図７の漏電遮断器における引外しコイルの正面図、図１１（Ｂ）はその縦断面図である。まず、図７及び図８において、ケース１とカバー２とからなるモールドケース内に、左右２極の通電路が平行に形成され、各通電路は図の右端から、電源端子３、固定接触子４、可動接触子５、バイメタル６、リード線７及び負荷端子８からなっている。電源端子３と固定接触子４とは一体形成され、固定接触子４は固定接点９を備えている。可動接点１０を先端に備えた可動接触子５は板ばねからなり、バイメタル６に溶接された端部がねじ１１でケース１に締め付けられている。図９に示すように、リード線７は漏電検出機構１２を貫通し、その両端はバイメタル６と負荷端子８とにそれぞれ溶接されている。
【０００３】
図１０において、開閉機構１３は左右に側板が立ち上がるＵ字状のフレーム１４を有し、フレーム１４の上部には開閉ハンドル１５がピン１６により回動操作可能に支持され、またフレーム１４の負荷側（図１０の左側）にはクロスバー１７が下端部で回動可能に連結されるとともに、捩りばね１８により時計方向に付勢され、図示直立姿勢に保たれている。開閉ハンドル１５にはコ字形のリンク１９の一端が連結され、その他端にはヘ字形の上板を有する爪２０が連結されるとともに、この他端はフレーム１４の円弧状の長穴１４ａにスライド可能に案内されている。開閉機構１３は図７及び図８に示すように、ケース１の前後のほぼ中央に位置して、その左右中心にねじにより固定され、その両側に位置するバイメタル６の上端は、クロスバー１７の上端の調整ねじ２１に対向する。
【０００４】
図１０の開閉機構はＯＦＦ状態にあり、この状態から開閉ハンドル１５を右に回動操作すると、爪２０はリンク１９を介して押し下げられる。その際、爪２０は左端がクロスバー１７のラチェット部１７ａに係止され、そのために時計方向に回動する。一方、図７において、爪２０と可動接触子５との間には、ケース１に上下にスライド自在に案内された絶縁物の作動板２２が介在している。そこで、爪２０が時計方向に回動すると、可動接触子５は作動板２２を介して押し下げられ、図７に示すようにＯＮする。その際、開閉ハンドル１５が時計方向に回動すると、可動接触子５からのばね力が作動板２２、爪２０及びリンク１９を介して開閉ハンドル１５に反時計方向に働くが、開閉ハンドル１５が図１０に破線で示すＯＮ位置まで倒れると、このばね力の作用が時計方向に反転し、開閉ハンドル１５はＯＮ状態に保持される。
【０００５】
漏電検出機構１２は、図７に示すように、リード線７を貫通させる零相変流器２３と、その二次出力を増幅するとともに、この二次出力が一定値を超えると漏電が発生したと判断して引外し信号を出力する電子回路とを備え、この電子回路はプリント板２４に搭載されている。上記引外し信号は引外しコイル２５に出力されるが、引外しコイル２５は図７及び図８に示すように、開閉機構１３の左右一方の側方に片寄せられて設置されている。ここで、図１１に示すように、引外しコイル２５はボビン２６、巻線２７、ポールピース２８、プランジャ２９、復帰スプリング３０などからなり、ポールピース２８はヨークを兼ねる支持版３１に固着されている。支持板３１にはアクチュエータ３２がピン３３により回動可能に支持され、プランジャ２９は頭部がアクチュエータ３２に係合している。この引外しコイル２５は支持板３１を介してケース１にねじで固定される。図７及び図８において、クロスバー１７の左右一方側には、引外しコイル２５に向って延びる突部１７ｂが形成されており、この突部１７ｂはアクチュエータ３２の上端部に対向している。
【０００６】
図７のＯＮ状態において、通電路を流れる電流が過負荷状態になると、図７の左方向に湾曲したバイメタル６は調整ねじ２１を介してクロスバー１７を反時計方向に回動させる。すると、爪２０の係止が外れ（図１０参照）、可動接触子５は押し下げ力から解放されて、自身のばね力でＯＦＦする（トリップ動作）。また、漏電の発生により左右の通電路に電流の不平衡が生じると、漏電検出機構１２から漏電信号が引外しコイル２５に加えられ、プランジャ２９が吸引される。これにより、アクチュエータ３２が図１１（Ｂ）の反時計方向に回動し、このアクチュエータ３２は突部１７ｂを介してクロスバー１７を反時計方向に回動させる。これによっても、上記したと同様にトリップが発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の漏電遮断器には、次のような問題があった。
▲１▼　バイメタル６が可動接点１０を境にして漏電検出機構１２と同側の負荷側に配置されている。従って、バイメタル６と漏電検出機構１２の電子回路とが近く、バイメタル６の熱により電子部品の故障が生じないように、バイメタル６の発熱を極力少なくする必要がある。そのため、従来構成では低い温度で大きく変形する高価なバイメタル６を使用したり、図７に示すようにバイメタル６に曲げ加工を施して全長を長くし、変形量を大きくしたりする必要があり、結果として材料費・加工費が高くなる。なお、漏電検出機構１２はトリップ後に電源側から切り離す必要から、可動接点１０を境にして負荷側に配置しなければならない。
▲２▼　引外しコイル２５は、スペース上の制約からケース１内で左右一方に片寄せられ、開閉機構１３の側方に配置されている。そのため、トリップ動作時にクロスバー１７に偏った荷重が加わり、引外し特性が不安定になったり、クロスバー１７が破損したりすることがある。
▲３▼　引外しコイル２５を保持する支持板３１が独立に設けられているため、狭いケース１内でのレイアウトに制約が多く、また部品点数が増える。
▲４▼　バイメタル６と端子８とは、リード線７を介して接続されている。そのため、リード線７の取り回しや他の部品との接触の具合によりリード線部分の放熱量が変化し、その結果としてリード線７に接続されたバイメタル６の温度（変形量）が一定せず動作特性が安定しない。
▲５▼　突入電流や短絡電流などの大電流でバイメタル６が必要以上に変形すると、バイメタル６が他の部品と干渉して永久変形したり、その熱で他の部品が溶融するなどの不具合が生じる。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、部品相互の関係を改善して動作特性の安定とコストの低減を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、電源端子から負荷端子に至る通電路に可動接点を備えた可動接触子を有し、この可動接触子を開閉機構の操作により開閉動作させるとともに、過電流発生時には前記通電路の一部を構成するバイメタルの湾曲により、また漏電発生時には漏電検出機構による引外しコイルの励磁により前記開閉機構を引き外し、前記可動接触子を開離動作させる２極漏電遮断器において、前記バイメタルを前記可動接点を境にして前記漏電検出機構と反対側の電源端子側に配置するものとする（請求項１）。これにより、漏電検出機構がバイメタルから遠くなり、電子部品がバイメタルの発熱の影響を受けにくくなる。
【００１０】
請求項１において、前記引外しコイルを前記開閉機構の左右中心に配置するのがよい（請求項２）。これにより、トリップ動作時に引外しコイルからの荷重がクロスバーの中心に作用し、荷重の偏りによる不具合がなくなる。その場合、前記引外しコイルのプランジャで前記開閉機構のクロスバーを直接回動させるようにすれば、動作信頼性が一層向上する（請求項３）。
【００１１】
請求項３において、前記引外しコイルは前記開閉機構のフレームに支持させるのがよい（請求項４）。開閉機構のフレームを引外しコイルの支持に兼用することにより、部品点数が減るとともに引外しコイルの設置スペースも小さくなる。その場合、前記フレームを磁性材で構成し、このフレームに前記引外しコイルのヨークを一体形成するのがよく（請求項５）、これにより部品点数がより少なくなる。
【００１２】
請求項１において、前記バイメタルと前記電源端子とをＵ字状に湾曲させた可撓性の導電板を介して接続するとよい（請求項６）。これにより、バイメタル周りの放熱が一定し、動作特性が安定する。その場合、前記バイメタルは湾曲に連れて前記導電板に当り、この導電板により前記バイメタルの通電路の一部が短絡されるようにするのがよい（請求項７）。これにより、バイメタルがある程度湾曲すると、その通電路の一部が導電板で短絡されて発熱が減り、過度の変形による他の部品と干渉が防止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。ここで、図１は漏電遮断器の縦断面図、図２はそのカバーを外した状態の平面図、図３は図１における開閉機構部分の要部縦断面図、図４は図３の要部斜視図、図５は図１におけるバイメタル部分の側面図、図６はこのバイメタル部分の異なる実施の形態を示す側面図である。なお、従来例と対応する部分には同一の符号を用いるものとする。図１及び図２において、従来と相違するのは、まず電源端子３と固定接触子４とが分離され、固定接触子４の電源端子側端部に短冊状のバイメタル６がリベット３４により結合されるとともに、バイメタル６と電源端子３とは可撓性の導電板３５を介して接続されている点である。導電板３５は、例えば銅の薄板からなり、図示の通りＵ字状に屈曲され、両端が電源端子３及びバイメタル６に溶接されている。
【００１４】
バイメタル６の上端部は、調整ねじ２１を介してクロスバー１７に連結されているが、クロスバー１７はＹ字状の正面形状を有している。すなわち、図１〜図４、特に図４において、樹脂成形品からなるクロスバー１７は、支柱１７ｃの上部両側から左右一対の腕部１７ｄがＹ字状に立ち上げられ、左右の腕部１７ｄは開閉機構１３側に延び出すコ字状の枠部１７ｅで互いに連結されている。支柱１７ｃにはラチェット部１７ａ（図３）が設けられている。クロスバー１７は、開閉機構１３のフレーム１４にピン３６を介して回動可能に連結され、フレーム１４との間に挿入された圧縮ばね３７により図３の反時計方向に付勢されている。バイメタル６の調整ねじ２１は、クロスバー１７の腕部１７ｄにねじ込まれている。
【００１５】
次に、引外しコイル２５は、開閉機構１３のフレーム１４に支持されている。すなわち、図３及び図４において、左右に側板を有するＵ字状断面のフレーム１４は磁性材（鋼鈑）からなり、このフレーム１４の電源端子側の左右中心には、一方の側板からの切り抜き・折り曲げにより、コイル保持脚１４ａがＬ字状に立ち上げ形成されている。そこで、引外しコイル２５は、ボビン２６の凹部を介してコイル保持脚１４ａに嵌め込まれ、フレーム１４に支持されている。磁性材からなるフレーム１４は、引外しコイル２５のヨークを兼ねている。なお、いまの場合、従来例のポールピース２８（図１１参照）は省かれており、引外しコイル２５が励磁されたときは、プランジャ２９はコイル保持脚１４ａに吸引される。フレーム１４に支持された引外しコイル２５は、クロスバー１７の支柱１７ｃの上方空間において、左右腕部１７ｄの内側中心に位置している。ここで、クロスバー１７の枠部１７ｅの左右中心部には上面から切欠１７ｆが設けられ、引外しコイル２５のプランジャ２９は頭部が切欠１７ｆに係合している。
【００１６】
図１〜図４において、開閉機構１３のフレーム１４には、開閉ハンドル１５がピン１６を介して、またラッチ３８（図３）がピン３９を介して、それぞれ回動可能に支持されている。開閉ハンドル１５は左右両側に下向きに延びる腕部１５ａを有し、腕部１５ａに可動接触子５（図１）の上端部が回動可能に支承されている。ラッチ３８の上端部には左右にＴ字状に突出する軸３８ａが一体に設けられ、軸３８ａと可動接触子５との間には、引張ばねからなる開閉スプリング４０が掛けられている。図１のＯＮ状態において、ラッチ３８は開閉スプリング４０の復元力によりピン３９（図３）を支点に反時計方向に回転力を受けているが、ラッチ３８は下端部がクロスバー１７にラチェット部１７ａを介して係止され、図示姿勢を保っている。
【００１７】
開閉ハンドル１５の腕部１５ａと可動接触子５とは、トグルリンクを構成している。しかして、図１において、可動接触子５は開閉スプリング４０の復元力により上端部を支点に反時計方向に回転力を受け、固定接触子４に押圧されて図示ＯＮ状態に保たれている。この状態から、開閉ハンドル１５を左に回動操作するとトグルリンクの死点越えが生じ、可動接触子５に対する開閉スプリング４０の作用が反転して、可動接触子５は固定接触子４から開離する（ＯＦＦ動作）。
【００１８】
一方、通電路に過負荷電流が流れると、図１の右方向に湾曲するバイメタル６は調整ねじ２１を介してクロスバー１７を時計方向に回動させる。これにより、ラッチ３８は係止が解かれ、ピン３９を支点に反時計方向に回動する。その結果、トグルリンクの死点越えが発生し、可動接触子５が開離する（トリップ動作）。また、通電路に短絡電流などの大電流が流れると、プランジャ２９が瞬時に吸引され、枠部１７ｅを介してクロスバー１７を時計方向に回動させる。これによってもラッチ３８の係止が解かれ、トリップが行われる。なお、トリップにより係止が解かれたラッチ３８をクロスバー１７のラチェット部１７ａに再係合（リセット）させるには、開閉ハンドル１５をＯＦＦ方向（図３の反時計方向）に回動させ、ラッチ３８から左右側方に突出形成された耳片３８ｂを開閉ハンドル１５の腕部１５ａで押し、ラッチ３８を時計方向に回動させる。これにより、ラッチ３８はクロスバー１７を圧縮ばね３７に抗してクロスバー１７を押し退け、ラチェット部１７ａと係合する。
【００１９】
図１〜図５に示した漏電遮断器において、バイメタル６は、可動接点１０を境にして漏電検出機構１２と反対側の電源端子側に配置されている。従って、漏電検出機構１２がバイメタル６から遠く、プリント板２４に搭載された電子部品がバイメタル６の発熱の影響を受けることがない。その結果、バイメタル６の動作温度を従来に比べて高くすることができ、変形量を大きくするためにバイメタル６に高価な材料を使用したり、バイメタル６に曲げ加工を施して全長を長くする必要がない。
【００２０】
また、開閉機構１３のフレーム１４に支持された引外しコイル２５は、クロスバー１７の上方空間においてその中心に位置し、プランジャ２９はクロスバー１７と直接係合している。そのため、クロスバー１７と引外しコイル２５の設置空間が共通化される結果、トリップ動作時にはクロスバー１７の中心に直に荷重を加えることができ、安定した引外し特性が得られるとともに、引外しコイル２５の支持板やこれをケース１に固定するねじなどの部品が不要である。
【００２１】
更に、バイメタル６と電源端子３とは距離が短く、かつその間は可撓性の導電板３５を介して接続されている。そのため、従来の不定形のリード線７（図７参照）に比べてバイメタル周りの放熱が一定し、安定した動作特性が得られる。
【００２２】
ここで、図６は導電板３５の異なる実施の形態を示すバイメタル部分の側面図である。図６において、導電板３５のＵ曲げ部にバイメタル６側に突き出る突部３５ａが曲げ形成されている。そこで、バイメタル６が図６の右方向に湾曲すると、このバイメタル６は図６に破線で示すようにやがて突部３５ａに接触する。そのため、この接触以降はバイメタル６の図示Ｓの範囲が導電板３５により短絡され、その分、発熱が減少して変形量が抑えられる。このような導電板３５によれば、大電流によりバイメタル６が必要以上に変形しようとする場合、バイメタル６が導電板３５に当ることにより過度の変形が抑えられ、バイメタル６が永久変形したり、他の部品と干渉してこれを溶融させたりすることが防止される。
【００２３】
バイメタルの湾曲に連れて、導電板によりバイメタルの通電路の一部を短絡させる手段として、図５に破線で示すように、Ｕ字状に形成した導電板３５のバイメタル側の脚部３５ｂをバイメタル６に沿うように湾曲させ、この脚部３５ｂとバイメタル６との接触範囲がバイメタル６の湾曲に連れて下側に拡大するようにする構成も可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、漏電検出機構がバイメタルの発熱の影響を受けにくくすることで、バイメタルの材料の選定や形状が簡易となり、材料費・加工費が低減する。また、トリップ動作時に引外しコイルからの荷重をクロスバーの中心に作用させることで、クロスバーの寿命信頼性と動作特性が向上する。更に、引外しコイルを開閉機構のフレームに支持させることで、引外しコイルの設置スペースが縮小するとともに、部品点数が少なくなる。更にまた、バイメタルを導電板を介して端子に接続することで、バイメタル周りの放熱が一定し、動作特性が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す漏電遮断器の縦断面図である。
【図２】図１の漏電遮断器のカバーを外した状態の平面図である。
【図３】図１における開閉機構及び引外しコイルの要部縦断面図である。
【図４】図４の要部斜視図である。
【図５】図１におけるバイメタル接続部分の側面図である。
【図６】バイメタル接続部分の異なる実施の形態を示す側面図である。
【図７】従来例を示す漏電遮断器の縦断面図である。
【図８】図７の漏電遮断器のカバーを外した状態の平面図である。
【図９】図７の漏電遮断器におけるバイメタルと負荷端子との接続状態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１０】図７の漏電遮断器における開閉機構の側面図である。
【図１１】図７の漏電遮断器における引外しコイルを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【符号の説明】
３　　電源端子
４　　固定接触子
５　　可動接触子
６　　バイメタル
８　　負荷端子
１０　　可動接点
１２　　漏電検出機構
１３　　開閉機構
１４　　フレーム
１５　　開閉ハンドル
１７　　クロスバー
２３　　零相変流器
２４　　プリント板
２５　　引外しコイル
２９　　プランジャ
３５　　導電板
３８　　ラッチ
４０　　開閉スプリング
【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】
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