(57)【要約】【課題】    溶着した可動接点と固定接点の剥離力を飛躍的に向上させた開閉機構を有する回路遮断器を得る。【解決手段】  可動接点５と固定接点７の溶着時に、ハンドル１５を開路位置へ移動するとき、ハンドル１５に連動するハンドルアーム１４に設けた第一の突起部１４ａを、可動接点５と固定接点７の接触面にほぼ平行な方向に、可動接点５と固定接点７の溶着により静止している、下リンク８をクロスバー２に連結するクロスバーピン１０へ当接させることで、可動接点５と固定接点７の接触面をずらす剪断力が得られるよう構成する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定フレームに回動可能に枢支され、ハンドルにより操作されるハンドルアームと、上リンクと下リンクを有しその連結部分と上記ハンドルアーム間に開閉スプリングが張架されたトグルリンク機構と、上記下リンクにクロスバーピンにより連結されて上記トグルリンク機構の動作により回動するクロスバーと、一端に可動接点を有し、他端が回動可能に枢支され、上記クロスバーの回動に連動する可動接触子と、上記可動接点と接離する固定接点を有した固定接触子とを備えた回路遮断器において、
上記可動接点と上記固定接点の溶着時に、上記ハンドルを開路位置へ移動するとき、上記ハンドルアームが、上記可動接点と上記固定接点との接触面にほぼ平行な方向に上記クロスバー若しくは上記クロスバーピンと当接するように構成されたことを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
上記ハンドルアームが上記クロスバーピンに当接するように構成された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】
上記ハンドルアームの上記クロスバーピンとの当接点と上記ハンドルアームの枢支点の距離が、上記ハンドルの操作部と上記ハンドルアームの枢支点の距離よりも小さく構成されたことを特徴とする請求項２に記載の回路遮断器。
【請求項４】
上記ハンドルアームの上記クロスバーピンとの当接点が、上記ハンドルアームの枢支点の近傍に位置するように構成された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】
上記クロスバーの回転中心と、上記ハンドルアームの上記クロスバー若しくは上記クロスバーピンとの当接点と、上記可動接点と上記固定接点の接触部が、ほぼ一直線上に配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の回路遮断器。
【請求項６】
上記ハンドルアームが、上記ハンドルが閉路位置のときに、上記クロスバーの移動代を維持する位置に上記クロスバーを付勢するように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の回路遮断器。
【請求項７】
上記ハンドルアームに設けた突起が、上記クロスバーピンに当接するように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の回路遮断器。
【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、詳しくは溶着した接点を強制的に開離させる機能を持たせた開閉機構を有する回路遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
閉路状態にある回路遮断器の可動接点と固定接点が溶着した場合には、回路遮断器のハンドルを開路位置側に起倒させることで、強制的に溶着を開離させることが知られている。従来の回路遮断器においては、この開離手段として、可動接点を有した可動接触子が開く方向と同一の方向に、ハンドルアームが可動接触子を枢支するクロスバーを引っ張りあげる構成にしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３０２５３４号公報（段落番号００１４、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に回路遮断器は、その遮断性能を向上させるために、可動接点と固定接点の開離距離を長くし、両接点間に発生するアークを引き伸ばして、早く消弧させるようにしている。この開離距離を、限られたスペース内で確保するために、クロスバーの回転中心近くを駆動させようとするが、その結果、このクロスバーの回転中心と、ハンドルと一体に動くハンドルアームの回転中心は近づけざるを得ない。さらに、ハンドルの操作部とハンドルアームの回転中心の距離と、両接点の接触点とハンドルアームの回転中心の距離は、これもまた、回路遮断器としての形態の制約上、ほぼ等しくなっている。
【０００５】
すると、可動接点と固定接点が溶着した場合に、可動接点が開く方向と同一方向に、ハンドルアームがクロスバーを引っ張りあげようとしても、ハンドルを強制的に開路位置側に起倒させる力が、そのまま両接点の剥離力として発生するに過ぎず、より強固な溶着には、対応できないという欠点があった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、溶着した可動接点と固定接点の剥離力を飛躍的に向上させた開閉機構を有する回路遮断器を得ることを目的とするものである。
【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においては、ハンドルを開路位置へ移動する際、ハンドルアームが、可動接点と固定接点が溶着した場合にのみ、両接点の接触面にほぼ平行な方向にクロスバー若しくはクロスバーピンに当接するよう構成されたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は以上説明したように、固定フレームに回動可能に枢支され、ハンドルにより操作されるハンドルアームと、上リンクと下リンクを有しその連結部分と上記ハンドルアーム間に開閉スプリングが張架されたトグルリンク機構と、上記下リンクにクロスバーピンにより連結されて上記トグルリンク機構の動作により回動するクロスバーと、一端に可動接点を有し、他端が回動可能に枢支され、上記クロスバーの回動に連動する可動接触子と、上記可動接点と接離する固定接点を有した固定接触子とを備えた回路遮断器において、上記可動接点と上記固定接点の溶着時に、上記ハンドルを開路位置へ移動するとき、上記ハンドルアームが、上記可動接点と上記固定接点との接触面にほぼ平行な方向に上記クロスバー若しくはクロスバーピンと当接するように構成したので、溶着した上記可動接点と上記固定接点の剥離力を飛躍的に向上させた開閉機構を有する回路遮断器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は回路遮断器の閉路状態を示す断面図、図２は図１の開閉機構部の要部側断面図、図３は回路遮断器の開路状態を示す断面図、図４は図３の開閉機構部の要部側断面図、図５は回路遮断器のトリップ状態を示す断面図、図６は回路遮断器の接点溶着状態を示す断面図、図７は図６の開閉機構部の要部側断面図である。
【００１０】
図１において、合成樹脂材料で形成されたクロスバー２の両端が、合成樹脂材料で形成されたベース１またはベース１に装着された固定フレーム３に回動自在に支承されている。このクロスバー２の内部には、クロスバー２が回動したとき連動して回動するようになされた、一端に可動接点５を有する可動接触子４が軸支されている。この可動接点５と接離する固定接点７を有する固定接触子６がベース１に装着されている。図２において、クロスバー２には、クロスバーピン１０によって下リンク８の下端が連結されており、この下リンク８の上端は、リンク連結ピン１１によって、上リンク９の下端と連結されている。この上リンク９の上端は、一端が引き外し装置１３に係合された引き外し用レバー１２に連結されている。リンク連結ピン１１と、合成樹脂材料で形成されたハンドル１５と連動するハンドルアーム１４の間には、開閉スプリング１６が張架されている。なお、下リンク８、上リンク９、およびリンク連結ピン１１でトグルリンク機構１７が構成されており、ハンドル１５を紙面上右方向に操作すると、開閉スプリング１６の作用線がトグルリンク機構１７のデッドポイントを越えることで、トグルリンク機構１７は急激に伸長し、回路遮断器の閉路状態を保つことができる。なお、この際の可動接点５の接触圧力は、一端がクロスバー２に掛けられ、他端が可動接触子４の他端側に掛けられた接圧スプリング１８が、可動接触子４を固定接点７方向に付勢することで生じるようになされている。
【００１１】
図２からもわかるように、回路遮断器の閉路状態においては、ハンドルアーム１４とクロスバーピン１０は離れている。この状態から、ハンドル１５を開路位置側、つまり紙面上左方向へ起倒させると、再び開閉スプリング１６の作用線がトグルリンク機構１７のデッドポイントを越え、トグルリンク機構１７は屈曲する。つまり、下リンク８がクロスバーピン１０を引っ張りあげ、クロスバー２が紙面上反時計方向に回動し、これにより可動接触子４が持ちあげられるので、図４に示すように、可動接点５と固定接点７が開離する。なお、この場合も、ハンドルアーム１４が、図２で示す位置から図４で示す位置へ移動する前に、クロスバーピン１０が図４で示す位置へ移動するため、やはりハンドルアーム１４とクロスバーピン１０は互いに干渉しない。また、図５に示すように、回路遮断器の引き外し装置１３が働く、つまり回路遮断器のトリップ状態への移行においても、引き外し用レバー１２の引き外し装置１３に対する係合解除による紙面上時計方向への回動に連動したトグルリンク機構１７の屈曲によるクロスバーピン１０の移動は、ハンドルアーム１４との干渉なしに行われる。
【００１２】
さて、ここで、閉路状態にある回路遮断器に、例えばパルス状の電流等が流れ、可動接点５と固定接点７が溶着したとする。この状態で、回路の保守点検等の必要から、回路遮断器を開路するため、ハンドル１５を図１紙面上左方向へ移動させると、下リンク８がクロスバーピン１０を引っ張りあげるが、クロスバー２は溶着した可動接触子４に当接して回転を止められ、クロスバーピン１０は静止する。同時に、ハンドル１５の紙面上左方向への移動に連動するように、ハンドルアーム１４も紙面上反時計方向に回動するが、ハンドルアーム１４の回動軌跡上に、クロスバーピン１０が静止しているため、図７に示すように、ハンドルアーム１４の第一の突起部１４ａとクロスバーピン１０は当接する。このとき、図からもわかるように、ハンドルアーム１４の第一の突起部１４ａは、クロスバーピン１０に対し、可動接点５と固定接点７の接触面（この場合は溶着面）とほぼ平行な方向に当接している。なお、この図では、可動接点５と固定接点７の溶着までに至る電流では、引き外し装置１３が働かない、つまり、引き外し用レバー１２と引き外し装置１３の位置関係が図１と変わらない場合を示したが、溶着までに至る電流で、引き外し装置１３が働き、引き外し用レバー１２の引き外し装置１３に対する係合解除がなされた場合も、クロスバー２、可動接触子４、クロスバーピン１０の位置関係は図７とほぼ同等である。
【００１３】
また、同様に図からもわかるように、ハンドルアーム１４の固定フレーム３に対する枢支点（以下、枢支点３ａとする）と、この状態からハンドル１５を紙面上左方向に起倒させるにあたり、ハンドル１５を手で挟持する点（以下、挟持点１５ａとする）の距離Ｌ２は、ハンドルアーム１４の第一の突起部１４ａとクロスバーピン１０の当接点（以下、当接点１０ａとする）と枢支点３ａの距離Ｌ１の約３倍である。したがって、前述のハンドル１５を紙面上左方向に起倒させる力をＦ２とすると、ハンドルアーム１４の第一の突起部１４ａがクロスバーピン１０を押し込む力Ｆ１は、次式で表される。
Ｆ１×Ｌ１＝Ｆ２×Ｌ２、またＬ２＝Ｌ１×３から、
Ｆ１×Ｌ１＝Ｆ２×Ｌ１×３、故にＦ１＝Ｆ２×３
つまり、回路遮断器の形態の制約上、当接点１０ａと枢支点３ａの距離が、枢支点３ａと挟持点１５ａの距離に比べて短い（この場合は約１／３）ことを利用し、ハンドル１５を紙面上左方向に起倒させることで、クロスバーピン１０に対し、大きな押し込み力（この場合は、ハンドル１５を紙面上左方向に起倒させる力の約３倍）を与えることができる。
【００１４】
この大きな押し込み力は、可動接点５と固定接点７の溶着部に対し、当接点１０ａ、およびクロスバー２の回転中心が、一直線上に配置されていれば、ロス（損失）が小さく、剪断力として有効に作用する。さらに、可動接点５と固定接点７の溶着面、当接点１０ａ、およびクロスバー２の回転中心が、一直線に配置されていれば、つまり、当接点１０ａとクロスバー２の回転中心の距離Ｌ３が零のときは、ほぼそのまま可動接点５と固定接点７の溶着面をずらす剪断力として奏されることになる。したがって、回路遮断器の形態上、枢支点３ａと挟持点１５ａの距離Ｌ２がほぼ不変であることを考慮すれば、当接点１０ａと枢支点３ａの距離Ｌ１は、短いほどより効果的に大きな剪断力を得る、つまり溶着開離能力を高めることができる。
【００１５】
なお、この大きな押し込み力（Ｆ１）と溶着面をずらす剪断力の関係は、クロスバー２の回転中心と可動接点５と固定接点７の接触面の距離Ｌ４に左右されない。このことは、接点開離距離を伸ばすために、Ｌ４を長くした回路遮断器にも有効に作用させることができる。一方、図７からもわかるように、可動接点５と固定接点７の溶着面に対し、当接点１０ａ、およびクロスバー２の回転中心は、必ずしも平行な位置に配置されていない分、剪断力の若干の低下は否定できないが、そもそも、この実施の形態では、当接点１０ａをクロスバーピン１０にもたせたので、特別な部品を追加することなく、コンパクトな構成を有した回路遮断器を得ることができる。
【００１６】
以上、この構成によれば、可動接点５と固定接点７の溶着時に、ハンドル１５を紙面上左方向に起倒させることで、ハンドルアーム１４の第一の突起部１４ａとクロスバーピン１０が当接後も、さらにハンドル１５を紙面上左方向に起倒させる力を継続すれば、容易に、可動接点５と固定接点７の溶着を剥がすことができ、このとき、開閉スプリング１６の作用線がトグルリンク機構１７のデッドポイントを越えているため、トグルリンク機構１７が屈曲するので、回路遮断器を開路することができる。このことは、回路遮断器の形態を大きく変えることなく、具体的には、クロスバー２の回転中心とハンドルアーム１４の回転中心の位置関係を大きく変更することなく、接点の溶着剥離強度を高めた回路遮断器を得ることができることを意味する。
【００１７】
また、ハンドルアーム１４の第一の突起部１４ａをクロスバーピン１０に当接させたので、前述した回路遮断器の通常の閉路および開路状態、あるいは回路遮断器のトリップ状態における、ハンドルアーム１４とクロスバーピン１０がより干渉しなくなるので、回路遮断器の開閉機構部を大きくする必要がない。さらにまた、クロスバーピン１０に当接させたことで、当接時に発生する大きな力によるクロスバー２の変形を防止することができる。
【００１８】
また、図３に示すように、回路遮断器が開路状態において、クロスバー２は固定フレーム３に対して、クロスバー２の移動代に相当するガタａを持たせておく。そして、図１に示すように、回路遮断器の閉路時に、ハンドルアーム１４の第二の突起部１４ｂにより、クロスバー２を、ガタａを利用し、剪断力とは逆方向に付勢しておく。これにより、可動接点５と固定接点７の溶着時に、ハンドル１５を開路方向に操作するとき、クロスバー２、換言すれば、クロスバーピン１０を剪断力の作用する方向に必要なストロークだけ移動でき、さらに、溶着開離能力を高めることができる。
【００１９】
ところで、可動接点５と固定接点７の溶着が強固であり、これまで説明した手段をもってしても、溶着が剥がせなかった場合では、ハンドルアーム１４、あるいは第一の突起部１４ａは、クロスバーピン１０がストッパーとなり、図６紙面上右方向への、これ以上の移動が拘束される。したがって、ハンドル１５の開路方向への操作が不能、つまり、ハンドル１５は図で示す位置で停止するため、可動接点５と固定接点７が溶着時に、ハンドル１５に対して、オフロック機能が装着されない、いわゆるアイソレーション機能を有した回路遮断器を提供することも可能である。
【００２０】
なお、上記説明では回路遮断器について述べたが、この種の開閉器にも利用できることは当然であり、かつ接点接触面と平行な接点開離力を与える構成であれば伝動経路に変更がなされても発明の範囲を逸脱することにはならない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態を示す回路遮断器の閉路状態を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態を示す回路遮断器の閉路状態を示す開閉機構部の要部側断面図である。
【図３】この発明の実施の形態を示す回路遮断器の開路状態を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態を示す回路遮断器の開路状態を示す開閉機構部の要部側断面図である。
【図５】この発明の実施の形態を示す回路遮断器のトリップ状態を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態を示す回路遮断器の接点溶着状態を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態を示す回路遮断器の接点溶着状態を示す開閉機構部の要部側断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
２  クロスバー、３  フレーム、４  可動接触子、５  可動接点、
６  固定接触子、７  固定接点、８  下リンク、９  上リンク、
１０  クロスバーピン、１４  ハンドルアーム、１４ａ  第一の突起部、
１４ｂ  第二の突起部、１５  ハンドル、１６  開閉スプリング、
１７  トグルリンク機構、ａ  ガタ
【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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