(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の固定接触子と、これらの固定接触子を橋絡する可動接触子とを各相電路に有し、前記可動接触子は直線移動自在に案内された可動接触子ホルダに保持され、接触スプリングにより前記固定接触子に押圧されて前記電路を閉路するとともに、過電流発生時には釈放スプリングに蓄勢した開閉機構により、開閉レバーを介して前記可動接触子ホルダが前記接触スプリングに抗して押動され、前記固定接触子から開離して前記電路を開路する回路遮断器において、
一端が前記可動接触子ホルダに連結され、他端が前記可動接触子ホルダの移動方向と直交する方向に移動可能に案内されたリンクを設け、このリンクの前記他端にその移動方向に沿ってばね力が作用するように前記接触スプリングを設置したことを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
前記リンクの前記可動接触子ホルダとの連結点を前記接触スプリングのばね力の作用線を越えて移動させるとともに、前記開閉レバーを前記可動接触子ホルダに対して、前記電路の閉路方向にも係合させたことを特徴とする請求項1記載の回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、互いに対向する一対の固定接触子に接触スプリングにより押圧された可動接触子を釈放スプリングに蓄勢した開閉機構により押動して電路を開路させる回路遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、この種の３極回路遮断器の閉路状態を示す縦断面図である。図７において、モールドケース１に収容された各相電路は互いに対向する一対の固定接触子２及び３と、それらを橋絡する可動接触子４とからなり、可動接触子４はモールドケース底部との間に挿入された圧縮コイルばねからなる接触スプリング５により固定接触子２,３に押圧され電路を閉路している。可動接触子４は絶縁物からなる３相一体の可動接触子ホルダ６に保持され、また可動接触子ホルダ６はモールドケース１により、図７の上下方向に直線移動自在に案内されている。
【０００３】
固定接触子２には電源側端子７が一体形成され、固定接触子３は過電流検出機構８のヒータ８ａの一端に接続され、ヒータ８ａの他端はコイル８ｂの一端に接続されている。また、コイル８ｂの他端は中継導体９に接続され、この中継導体９には負荷側端子１０が一体形成されている。固定接触子２の上方に設置された開閉機構１１は開閉軸１２を中心に回動する開閉レバー１３を有し、その一端は図示閉路状態において可動接触子ホルダ６の上方に待機している。開閉機構１１はモールドケース１から突出する操作ハンドル１４により操作され、開閉レバー１３の図示待機状態において、捩りばねからなる図示しない釈放スプリングに蓄勢した状態でラッチされている。
【０００４】
図７の閉路状態において、電流は電源側端子７から、固定接触子２、可動接触子４、固定接触子３及び過電流検出機構８のヒータ８ａ及びコイル８ｂを経て負荷側端子１０に流れる。いま、回路遮断器を通流する電流が過電流状態になると、過電流検出機構８が開閉機構１１に作用してラッチを外す。これにより、開閉レバー１３は釈放スプリングの蓄勢力により図７の時計方向に回転駆動され、可動接触子ホルダ６を接触スプリング５に抗して図７の下方に押動する。その結果、可動接触子４は、破線で示すように固定接触子２,３から開離して電路を開路させる。また、特に短絡電流のような大電流が流れると、可動接触子４は固定接触子２,３との間に作用する電磁反発力により、開閉機構１１の動作前に開離方向に瞬時に駆動され、次いで開閉機構１１の動作により開路位置に保持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来は図７に示すように、接触スプリング５のばね力は、可動接触子ホルダ６の移動方向に沿って可動接触子４に作用し、これを固定接触子２,３に押圧して電路を閉路している。一方、開路時には釈放スプリングに蓄勢した開閉機構１１が可動接触子ホルダ６を接触スプリング５に抗して押動し、可動接触子４を固定接触子２,３から開離させている。このような回路遮断器においては、接触スプリング５のばね力は可動接触子４が閉成している状態で最も小さく、可動接触子４が開離するにつれて次第に大きくなる。これに対し、開閉機構１１の釈放スプリングのばね力は、可動接触子４が閉成している状態で最も大きく、可動接触子４が開離するにつれて次第に小さくなる。
【０００６】
図８はこの関係を示した線図で、横軸は可動接触子４の開離ストローク[ｍｍ]、縦軸は釈放スプリング及び接触スプリング５のばね荷重[Ｎ]である。破線はばね荷重のバラツキによる上下限を示し、斜線部分は接触スプリング５の抵抗力に対する釈放スプリングの駆動力の余裕を示している。図８において、従来は釈放スプリングの最小のばね力が接触スプリング５の最大のばね力を上回るように、ばね特性を設計しなければならない。その場合、開離ストロークの終端付近では釈放スプリングの余力が小さくなり、場合によっては釈放力が足りなくなる。そのため、蓄勢状態での釈放スプリングのばね力は大きくならざるを得ず、これは釈放スプリングのへたりの原因になるとともに、操作ハンドル１４の操作力の増大、過電流検出機構８の引外し荷重の増加を招くという問題があった。また、短絡遮断時に電磁反発力によって可動接触子４が固定接触子２,３から引き離された場合に、可動接触子４に作用する接触スプリング５の復帰力が大きいため、いったん固定接触子２,３から離れた可動接触子４が再び固定接触子２,３に戻るまでの時間が短く、開閉機構１１の動作が間に合わなくなる可能性があった。
【０００７】
この発明は、接触スプリングのばね力は可動接触子が閉成している間だけ必要であることに着目してなされたもので、その課題は可動接触子の開離に伴なう接触スプリングのばね力の増大を抑制し、釈放スプリングや過電流検出機構に対する負荷を軽減して、回路遮断器の動作信頼性と遮断性能の向上を図ることにある。
【０００８】
【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、互いに対向する一対の固定接触子と、これらの固定接触子を橋絡する可動接触子とを各相電路に有し、前記可動接触子は直線移動自在に案内された可動接触子ホルダに保持され、接触スプリングにより前記固定接触子に押圧されて前記電路を閉路するとともに、過電流発生時には釈放スプリングに蓄勢した開閉機構により、開閉レバーを介して前記可動接触子ホルダが前記接触スプリングに抗して押動され、前記固定接触子から開離して前記電路を開路する回路遮断器において、一端が前記可動接触子ホルダに連結され、他端が前記可動接触子ホルダの移動方向と直交する方向に移動可能に案内されたリンクを設け、このリンクの前記他端にその移動方向に沿ってばね力が作用するように前記接触スプリングを設置するものである（請求項１）。この請求項１によれば、接触スプリングのばね力は可動接触子が閉成している状態で最も大きく、可動接触子が開離するにつれて低下するという特性が得られる。
【０００９】
請求項１において、前記リンクの前記可動接触子ホルダとの連結点を前記接触スプリングの作用線を越えて移動させるとともに、前記開閉レバーを前記可動接触子ホルダに対して、前記電路の閉路方向にも係合させれば、可動接触子の動作ストロークの途中で接触スプリングのばね力を反転させ、釈放スプリングの負荷を一層減らすことができる（請求項２）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施の形態を示す回路遮断器の閉路状態の縦断面図である。図１において、従来と相違するのは、一端（上端）がピン１５により可動接触子ホルダ６に連結され、他端（下端）が可動接触子ホルダ６の移動方向（図１の上下方向）と直交する方向（同じく左右方向）に移動可能に案内されたリンク１６が設けられ、このリンク１６の下端にその移動方向に沿ってばね力が作用するように、接触スプリング５が設置されている点である。リンク１６の下端には頭付きのばね受け軸１７がピン１８により連結され、ばね受け軸１７の端末は案内片１９によりモールドケース底面にスライド自在に拘束されている。接触スプリング５は圧縮コイルばねからなり、ばね受け軸１７の頭部と案内片１９との間で圧縮されるようにばね受け軸１７に被嵌されている。ばね受け軸１７は可動接触子ホルダ６の上下動に応じ、頭部がモールドケース底面上をスライドしながら左右に移動し、接触スプリング５を伸縮させる。
【００１１】
ここで、図１において、可動接触子ホルダ６が下方に移動し、可動接触子４が実線位置から破線位置まで開離すると、接触スプリング５が圧縮されてリンク１６の軸方向に抵抗力Ｐを生じ、その垂直成分Ｑが復帰力として可動接触子４に作用する。図４はこの力関係を拡大して示した作用線図である。図４において、可動接触子４の閉路状態での接触スプリング５の初期抵抗力をＰ1、その垂直成分をＱ1とし、可動接触子４がストロークＳだけ開離した時点の接触スプリング５の抵抗力をＰ2、その垂直成分をＱ2とすると、リンク１６の水平角度αが小さくなると可動接触子４に対する復帰力も小さくなることが分る（Ｑ2＜Ｑ1）。図５は、図１の回路遮断器における可動接触子４の開離ストロークとばね荷重との関係を示す線図である。図５に示すように、接触スプリング５の復帰力は閉路状態で最大であり、蓄勢状態での釈放スプリングのばね力をこの初期復帰力を上回るようにを設定しておくことにより、開離ストロークの全長に渡って常に駆動力の余裕を得ることができる。。
【００１２】
図２は、この発明の異なる実施の形態を示す回路遮断器の縦断面図、図３は図２のＡ部の拡大図で、図３の（Ａ）は開路時、（Ｂ）は閉路時の動作を示している。この実施の形態においては、リンク１６の可動接触子ホルダ６との連結点（ピン）１５が接触スプリング５のばね力の作用線Ｌを越えて移動するように構成され、また開閉レバー１３は可動接触子ホルダ６に対して、電路の閉路方向（図２の上方向）にも係合するように、可動接触子ホルダ６の立ち上げ部６ａに形成された凹部６ｂに嵌入している。図２において、実線で示す閉路状態では接触スプリング５のばね力の垂直成分は可動接触子４に対して上向きに作用しているが、可動接触子４が開離してピン１５が作用線Ｌを上から下に越えると作用が反転して、接触スプリング５のばね力の垂直成分は下向きとなり、可動接触子４に対して開離方向に作用する。
【００１３】
図６は、図２における開離ストロークとばね荷重との関係を示すものである。図６から分るように、可動接触子４は動作ストロークの途中で、開閉レバー１３の回動範囲を越えて自力で開離する。すなわち、図３（Ａ）において、可動接触子ホルダ６が鎖線閉路位置から鎖線位置まで下降すると、接触スプリング５のばね力の垂直成分が上向きから下向きに反転し、実線開路位置まで自力で解離してそのまま保持される。そのため、電磁反発力で可動接触子４が先に動作した場合にも、可動接触子４が接触スプリング５の抵抗力で戻され、再導通することがなくなる。ストローク終端に達した可動接触子４を閉成させるには、開閉機構１１のリセット時に開閉レバー１３で可動接触子ホルダ６を持ち上げる。その際、図３（Ｂ）において、可動接触子ホルダ６が破線開離位置から鎖線位置まで持ち上げられると、接触スプリング５のばね力の垂直成分が下向きから上向きに反転し、実線位置まで自力で上昇する。その場合、可動接触子４は接触スプリング５のばね力により開閉レバー１３の操作速度に関係なく移動するので、安定した投入動作が得られる。
【００１４】
なお、図２において、可動接触子ホルダ６は、図示は省略するが図２の右方向に若干スライド可能に構成されており、電磁反発力により可動接触子４が破線位置まで先行して開離駆動され、次いで開閉レバー１３が釈放スプリングで回転駆動される場合、可動接触子ホルダ６は開閉レバー１３の先端で押し退けられて右に移動し、開閉レバー１３を凹部６ｂに浸入させる。可動接触子ホルダ６は接触スプリング５のばね力の図２の左向きの成分により、常時は図示位置に押圧保持されている。
【００１５】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、接触スプリングのばね力は可動接触子の閉成状態で最も強く、可動接触子が解離するにつれて小さくなるので、釈放スプリングの負担が軽減されてその動作信頼性が向上するとともに、可動接触子の開離速度が増大し、回路遮断器の遮断性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す回路遮断器の縦断面図である。
【図２】この発明の異なる実施の形態を示す回路遮断器の縦断面図である。
【図３】図２のＡ部の拡大図で、（Ａ）は開路時、（Ｂ）閉路時の動作を示す。
【図４】可動接触子に作用する接触スプリングのばね力の作用線図である。
【図５】図１の回路遮断器における可動接触子の開離ストロークと釈放スプリング#及び接触スプリングのばね荷重との関係を示す線図である。
【図６】図２の回路遮断器における可動接触子の開離ストロークと釈放スプリング#及び接触スプリングのばね荷重との関係を示す線図である。
【図７】従来例を示す回路遮断器の縦断面図である。
【図８】図７の回路遮断器における可動接触子の開離ストロークと釈放スプリング#及び接触スプリングのばね荷重との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１    モールドケース
２    固定接触子
３    固定接触子
４    可動接触子
５    接触スプリング
６    可動接触子ホルダ
７    電源側端子
８    過電流検出機構
９    中継導体
１０    負荷側端子
１１    開閉機構
１２    開閉軸
１３    開閉レバー
１４    操作ハンドル
１６    リンク
１７    ばね受け軸
１９    案内片
【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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