(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主回路のしゃ断部、操作ハンドルと連繋して主回路接点を開閉する開閉機構部、熱動形過負荷・欠相引外し装置、および該引外し装置の機械的出力を開閉機構部のラッチ機構に伝達する引外しレバーを兼ねた温度補償バイメタルを装備した回路しゃ断器であり、前記温度補償バイメタル，およびそのバイメタルホルダ，調整ダイヤルをユニットホルダ上で合体させた組立ユニットを開閉機構部のフレームの一角に搭載した上で、開閉機構部とともにしゃ断器ケースに組み込んだものにおいて、
温度補償バイメタルの組立ユニットを開閉機構部のフレームに組付けてしゃ断器ケース内に内装した状態で、前記組立ユニットとこれに対峙するしゃ断器ケースの側壁との間に樹脂成形品のスペーサを圧入して開閉機構部および温度補償バイメタルの組立ユニットをケース内の定位置にくさび止めするとともに、前記スペーサに、その圧入位置で前記バイメタルホルダの軸部上端を保持するホルダ軸受部を設けたことを特徴とする回路しゃ断器。
【請求項２】
請求項１記載の回路しゃ断器において、スペーサに、その圧入位置で温度補償バイメタル組立ユニットのユニットホルダに係止して該ホルダを上方から押さえ込むストッパを設けたことを特徴とする回路しゃ断器。
【請求項３】
請求項１または２記載の回路しゃ断器において、スペーサに、その圧入位置でしゃ断器ケースの側壁内面に圧接するテーパーリブを設けたことを特徴とする回路しゃ断器。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の回路しゃ断器において、スペーサに、その圧入位置で該ケースの側壁上面に形成した位置決め用係合突起に圧入する嵌合部を設けたことを特徴とする回路しゃ断器。
【請求項５】
請求項１記載の回路しゃ断器において、組立ユニットのユニットホルダの上部に金属製の支軸ピンを植設し、該支軸ピンにバイメタルホルダを嵌挿保持した上で、支軸ピンの上端をスペーサのホルダ軸受部で保持したことを特徴とする回路しゃ断器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の給電回路に適用するオートブレーカなどを対象とした回路しゃ断器に関し、詳しくはその開閉機構部と組合せてしゃ断器ケースに組み込んだ熱動形過負荷・欠相引外し装置の温度補償バイメタル組立ユニットの支持構造に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
まず、頭記したオートブレーカを例に、本発明の実施対象となる回路しゃ断器の従来における組立構造を図１１〜図１７で説明する。まず、図１１(a),(b) において、１は上部ケース１ａ，中間ケース１ｂ，下部ケース１ｃの三分割構造になるしゃ断器ケース（樹脂ケース）、２は下部ケース１ｃに組み込んだ主回路接点のしゃ断部、３は上部ケース１ａに装着したロータリー式操作ハンドル、４は操作ハンドル３と連動して主回路接点を開閉する開閉機構部、５は操作ハンドル３と開閉機構部４との間を連結する歯車機構、６は過負荷・欠相引外し装置、７は主回路端子であり、これらは中間ケース１ｂに組み込まれている。
【０００３】
ここで、開閉機構部４は図１２，図１３に示すように、フレーム（金属製の組立枠）４ａにトグルリンク機構，開閉レバー，ラッチ機構などの部品を組付けた構造になり、歯車機構５を介してロータリー式操作ハンドル３に連繋している。また、過負荷・欠相引外し装置６は、よく知られているように主回路の各相に対応する熱動素子としての主バイメタル６ａ、各相の主バイメタル６ａに跨がって相互連繋した差動式のシフタ機構６ｂ、およびシフタ機構６ｂの機械的出力を前記開閉機構部４のラッチ機構に伝達して回路しゃ断器をトリップ動作するように、両者の間に跨がって設置した引外しレバー兼用の温度補償バイメタル９とからなる。また、温度補償バイメタル９はバイメタルホルダ１０に支持した上で、ユニットホルダ１１および調整ダイヤル１２と組合せた組立ユニット８（組立ユニット８の詳細構造については次記する）を開閉機構部４のフレーム４ａの一角に切欠き形成した凹所４ｂ（図１３参照）に組付けて搭載するようにしており、その組立ユニット８の詳細構造を図１４，図１５に示す。
【０００４】
すなわち、温度補償バイメタル９は、その後端に開閉機構部のラッチ機構に連繋させる操作アーム９ａを設け、バイメタルの中間部位を動作支点Ａとしてバイメタルホルダ１０に軸支されている。なお、９ｂは慣性モーメント補正用のバランスウエイトである。
バイメタルホルダ（樹脂成形品）１０は、前記支点Ａと偏芯して下方に突き出した軸部１０ａを回動支点Ｂとして次記のユニットホルダ１１の上に片持ち式に軸支されている。
【０００５】
ユニットホルダ（樹脂成形品）１１は、下方に突き出したクリップ部１１ａ、上面に開口して前記バイメタルホルダ１０の支軸１０ａを嵌入する縦向の軸受穴１１ｂを形成し、図１５で示すように軸受穴１１ｂにバイメタルホルダ１０の軸部１０ａを嵌入した上で、前記クリップ部１１ａを介して開閉機構部４のフレーム４ａ（図１３参照）に取付けるようにしている。また、ユニットホルダ１１にはその上部側に取付けた調整ダイヤル１２と連動する調整カム機構（図示せず）を備えており、該カム機構を介して調整ダイヤル１２とバイメタルホルダ１０との間を連繋し、ダイヤルの調整操作によりバイメタルホルダ１０を支点Ｂの回りに回動させて温度補償バイメタル９の動作支点Ａを変更するようにしている。
【０００６】
なお、かかる構成になる温度補償バイメタルの組立ユニット，およびその動作については、本発明と同一出願人より先に出願した特願２０００−６８９７９号の明細書で詳しく述べられている。
次に、在来の回路しゃ断器における開閉機構部４，および温度補償バイメタル組立ユニット８のケース内での支持構造を図１６に示す。すなわち、開閉機構部４はフレーム４ａの下端側に左右に張出す一対のねじ座４ａ-1を設け、締結ねじ１３により中間ケース１ｂの底面上の定位置にねじ止め固定している。また、温度補償バイメタルの組立ユニット８は、そのユニットホルダ１１から側方に突き出る取付座８ｃ-1を設け、該取付座８ｃ-1を開閉機構部４のフレーム４ａの一角に形成したねじ座４ａ-2の上に重ね合わせてねじ１３で締結している。
【０００７】
ところで、前記のように開閉機構部４，および温度補償バイメタル組立ユニット８を締結ねじ１３で工程する組立構造では、開閉機構部４から左右側方にねじ座４ａ-1，４ａ-2が張出すために、その分だけ開閉機構部４の占有スペースが増大して回路しゃ断器の小型，コンパクト化が困難となるほか、組立工程でもねじ締め操作に手間が掛かるなどの問題点がある。
【０００８】
そこで、前記の締結ねじ１３の代わりに楔状のスペーサを用い、このスペーサをしゃ断器ケースの内側に圧入して開閉機構部４，および温度補償バイメタル組立ユニット８をしゃ断器ケース内で定位置に固定するようにした組立構造が本発明と同一出願人より特願２０００−３２９９３１号として先に提案されており、その組立構造を図１７に示す。
【０００９】
図１７において、しゃ断器の中間ケース１ｂにはその底面から起立して開閉機構部４のフレーム４ａを左右から挟持する支持アーム１ｂ-1を一体成形し、さらに前記支持アーム１ｂ-1と中間ケース１ｂの左右側壁との間に楔状のスペーサ１４，１５を上方から圧入して開閉機構部４をケース内の定位置にくさび止めするようにしている。そして、回路しゃ断器の組立工程では、まず開閉機構部４をケース内に直立する左右の支持アーム１ｂ-1の間に嵌挿し、次に温度補償バイメタルの組立ユニット８を上方から挿入して開閉機構部４のフレーム４ａに搭載した組立状態で、支持アーム１ｂ-1と中間ケース１ｂの側壁その間に上方からスペーサ１４，１５を圧入すると、多少の撓み性を有する支持アーム１ｂ-1がスペーサ１４，１５に押されて開閉機構部４のフレーム４ａを左右か挟持する。また、開閉機構部４のフレーム４ａに搭載した温度補償バイメタル組立ユニット８に対しても、前記スペーサ１４の上半部に形成した撓み性の片持ち梁部１４ａがユニットホルダ１１の側面を押圧して定位置から動かないように固定する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した温度補償バイメタル組立ユニット８の支持構造では、回路しゃ断器の引外し動作特性面で次記のような問題点がある。
すなわち、従来の温度補償バイメタル組立ユニット８では、図１５で示すようにバイメタルホルダ１０から下方に突き出た軸部１０ａをユニットホルダ１１の上面に開口する軸受穴１１ｂに嵌入して直立するように片持ち式に支持している。このために、過負荷・欠相引外し装置６（図１２参照）の出力（主バイメタル６ａの変位出力）を温度補償バイメタル９を介して開閉機構部４のラッチ機構に伝達する際に、開閉機構部４の引外し荷重の反力により温度補償バイメタル８の支持部材であるバイメタルホルダ１０の軸部（樹脂材）１０ａにモーメント荷重が加わって軸が撓む、あるいは軸部１０ａとユニットホルダ１１の軸受穴１１ｂとの間の遊び隙間（ガタ）によりバイメタルホルダ１０の姿勢が外側に傾き、これに伴い温度補償バイメタル９の軸支支点Ａが定位置から変位する。その結果、トリップ動作点が変動して回路しゃ断器の引外し特性が不安定となる。
【００１１】
そこで、バイメタルホルダ１０の撓みに起因する温度補償バイメタル９の支点変位を補償するように、主バイメタル６ａの湾曲量を大きくして十分な駆動力を確保するなどの対策を試みたが、この方法では主バイメタル６ａの長さ，厚さが増して大形化するなどの問題がある。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、図１７に示したスペーサ１４によるくさび止め方式を基本として、スペーサの圧入により開閉機構部および温度補償バイメタルの組立ユニットをしゃ断器ケース内で定位置に安定，かつ強固に保持できるように改良して、過負荷・欠相引外し動作特性の安定化を図った回路しゃ断器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、主回路のしゃ断部、操作ハンドルと連繋して主回路接点を開閉する開閉機構部、熱動形過負荷・欠相引外し装置、および該引外し装置の機械的出力を開閉機構部のラッチ機構に伝達する引外しレバーを兼ねた温度補償バイメタルを装備した回路しゃ断器であり、前記温度補償バイメタル，およびそのバイメタルホルダ，調整ダイヤルをユニットホルダ上で合体させた組立ユニットを開閉機構部のフレームの一角に搭載した上で、開閉機構部とともにしゃ断器ケースに組み込んだものにおいて、
温度補償バイメタルの組立ユニットを開閉機構部のフレームに組付けてしゃ断器ケース内に内装した状態で、前記組立ユニットとこれに対峙するしゃ断器ケースの側壁との間に樹脂成形品のスペーサを圧入して開閉機構部および温度補償バイメタルの組立ユニットをケース内の定位置にくさび止めするとともに、前記スペーサの頂部に、その圧入位置で前記バイメタルホルダの軸部上端を保持するホルダ軸受部を設け、回路しゃ断器の組立状態でバイメタルホルダの軸部を上下二箇所で安定よく支持するようにする（請求項１）。
【００１３】
また、本発明では、前記スペーサを活用して温度補償バイメタル組立ユニットの支持をより一層安定，強化するために、次記のような態様で構成することができる。
(1) スペーサに、その圧入位置で温度補償バイメタル組立ユニットのユニットホルダに係止して該ホルダを上方から押さえ込むストッパを設け、外部から加わる振動等によって組立ユニットが定位置から浮き上がるのを確実に阻止するようにする（請求項２）。
【００１４】
(2) スペーサに、その圧入位置でしゃ断器ケースの側壁内面に圧接するテーパーリブを設け、スペーサをしゃ断器ケースに圧入した状態で、十分なくさび止め効果を発揮できるようにする（請求項３）。
(3) スペーサに、その圧入位置で該ケースの側壁上面に形成した位置決め用係合突起に圧入する嵌め合い嵌合部を設け、組立工程での位置決めと併せて組立作業の簡便化を図るようにする（請求項４）。
【００１５】
(4) 温度補償バイメタル組立ユニットに対して、そのユニットホルダの上部に曲げ剛性の高い金属製の支軸ピンを植設し、該支軸ピンにバイメタルホルダを嵌挿保持した上で、支軸ピンの上端をスペーサのホルダ軸受部で保持する（請求項５）。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１０に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図１２〜図１７に対応する部材には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
すなわち、図示実施例における開閉機構部４，およびそのフレーム４ａの一角に搭載した温度補償バイメタル組立ユニット８の構造、並びにしゃ断器ケース１ｂにスペーサ１４を圧入して開閉機構部４を定位置にくさび止めする支持構造は基本的に図１７に示した特開２０００−３２９９３１号の組立構造と同様であるが、本発明の実施例では温度補償バイメタルの組立ユニット８，およびスペーサ１４が次記のように構成されている。
【００１７】
まず、スペーサ１４の詳細構造を図４(a) 〜(c) に示す。樹脂成形品で作られたスペーサ１４には、その頂部から内側に向け張り出したアーム状のホルダ軸受部１４ｂ、側方に張り出したアーム状の位置決め嵌合部１４ｃ、スペーサの中段箇所から内側に向けて突き出た角状のストッパ部１４ｄ、しゃ断器ケース側壁との対面側に形成したテーパーリブ１４ｅが形成されており、前記のホルダ軸受部１４ｂには後記のようにバイメタルホルダ１０の軸部上端に嵌入する軸受穴１４ｂ-1が、また位置決め嵌合部１４ｃには後記のようにしゃ断器ケースの側壁上面に設けた嵌合突起に嵌まり合う嵌合穴１４ｃ-1が開口している。
【００１８】
一方、図５(a) 〜(c) で示すように、温度補償バイメタル組立ユニットのユニットホルダ１１には、図１４で述べた二股状のクリップ部１１ａ，軸受穴１１ｂに加えて、ホルダの上面には図４のスペーサ１４に形成したストッパ部１４ｄが嵌入する凹所１１ｃが形成されている。そして、図６(a) のようにユニットホルダ１１に添わせて上方からスペーサ１４を押し込むと、図６(b) のようにスペーサ１４のストッパ部１４ｄが前記凹所１１ｃに嵌まり込んでユニットホルダ１１を上方から押さえ込む。
【００１９】
また、図７および図８(a),(b) で表すように、温度補償バイメタル９，バイメタルホルダ１０，ユニットホルダ１１，および調整ダイヤル１２を合体した組立ユニット８にスペーサ１４を組合せた状態では、バイメタルホルダ１０の上面側に突き出た軸部１０ａの上端１０ａ-1にホルダ軸受部１４ｂの軸受穴１４ｂ-1（図４参照）が上方から嵌合して軸部１０ａの上端を軸支保持する。これにより、バイメタルホルダ１０はその軸部１０ａが上下から支持されることになる。
【００２０】
さらに、開閉機構部４および温度補償バイメタル組立ユニット８をしゃ断器ケース内に組み込んだ状態で、スペーサ１４を上方からしゃ断器ケースの側壁内側に圧入すると、図１(b) で示すようにスペーサ１４の側面に形成したテーパーリブ１４ｅが中間ケース１ｂの側壁面に圧接する。同時に、図２，図３で示すように中間ケース１ｂの側壁上面に形成した嵌合突起１ｂ-2にスペーサ１４に形成した嵌合部１４ｃの嵌合穴が圧入され、これによりスペーサ１４が定位置からずれたり，抜け出ないように強固に固定される。
【００２１】
上記の説明から判るように、開閉機構部４および温度補償バイメタル組立ユニット８をしゃ断器ケース内に組み込んだ状態で、スペーサ１４を上方から圧入することにより、開閉機構部４の挟持固定と同時に、スペーサ１４が温度補償バイメタル組立ユニット８を上方から押さえ込んでユニットホルダ１１の浮き上がりを阻止するとともに、バイメタルホルダ１０の軸部上端を支持する。また、スペーサ自身も定位置からずれたり，抜け出ることがないように定位置に強固に固定される。これにより、過負荷，欠相引外し装置６の動作時に、バイメタルホルダ１０の軸支姿勢が傾いて温度補償バイメタル９の動作支点が変位するおそれがなくなり、回路しゃ断器の引外し動作特性が安定する。
【００２２】
次に、本発明の応用実施例を図９(a),(b) および図１０に示す。この実施例では、ユニットホルダ１１の上面側に植設した金属製の支軸ピン１６をバイメタルホルダ１０の回動支点Ｂとして、バイメタルホルダ１０に穿孔した軸穴を前記支軸ピン１６に嵌入して軸支保持するようにし、さらにバイメタルホルダ１０の上面側に突き出た支軸ピン１６の上端を先記実施例で述べたスペーサ１４のホルダ軸受部１４ｂに嵌入し、これで支軸ピン１６を上下から両持ち支持するようにしている。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の構成によれば、しゃ断器ケースに開閉機構部および温度補償バイメタル組立ユニットを組み込んだ状態で、しゃ断器ケースの側壁との間に圧入したスペーサにより、開閉機構部の挟持固定と同時に、スペーサ自身が温度補償バイメタル組立ユニットを上方から押さえ込んでユニットホルダの浮き上がりを阻止するとともに、バイメタルホルダの回動支点となる支軸の上端を保持することができる。
【００２４】
これにより、熱動形過負荷，欠相引外し装置の動作時に、従来構造（バイメタルホルダの軸部を片持ち支持）のように、軸部の撓み変形によりバイメタルホルダの軸支姿勢が傾いて温度補償バイメタルの動作支点が変位するおそれがなくなり、これにより回路しゃ断器の引外し動作特性が安定する。
また、スペーサ自身にホルダ軸受部，位置決め嵌合部，ストッパ部，およびテーパーリブを設けたことにより、回路しゃ断器の組立工程でしゃ断器ケースにスペーサを圧入するだけの簡易な作業で、ケース内に組み込んだ開閉機構部，温度補償バイメタル組立ユニットの各部品，およびスペーサ自身を一括して定位置に強固に固定することかできて組立作業性の簡素化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による回路しゃ断器の構成図であり、(a) は内部構造を表す平面図、(b) は要部の縦断側面図
【図２】図１におけるしゃ断器ケース，温度補償バイメタル組立ユニット，およびスペーサの相対的な組立位置関係を表す正面図
【図３】図２に対応する組立後の状態を表す要部の拡大平面図
【図４】図１におけるスペーサの詳細構造図であり、(a),(b),(c) はそれぞれ平面図、正面図、および(a) の矢視Ｘ−Ｘ断面図
【図５】図１におけるユニットホルダの詳細構造図であり、(a),(b),(c) はそれぞれ平面図、正面図、および(a) の矢視Ｘ−Ｘ断面図
【図６】図４のスペーサと図５のユニットホルダとの相対的な組立位置関係を表す図であり、(a),(b) はそれぞれスペーサの圧入前，後の状態を表す縦断面図
【図７】図１における温度補償バイメタル組立ユニットとスペーサとの相対的な組立位置関係を表す図
【図８】図７に対応する組立後の状態を表す図であり、(a),(b) はそれぞれ平面図および正面図
【図９】本発明の応用実施例による温度補償バイメタル組立ユニットの構成図であり、(a) はユニットホルダ単独の正面図、(b) は(a) のユニットホルダにバイメタルホルダを組付ける前の状態を表す組立ユニットの分解図
【図１０】図９に対応する組立ユニットの組立後の状態を表す図であり、(a),(b) はそれぞれ平面図および正面図
【図１１】本発明の実施対象となる回路しゃ断器の構成概要図であり、(a),(b) はそれぞれ平面図および正面図
【図１２】従来における回路しゃ断器の内部構造を表す平面図
【図１３】図１２における開閉機構部をハンドル，歯車機構とともに表した外形斜視図
【図１４】図１２における温度補償バイメタル組立ユニットの組立構造を表す図であり、(a),(b) はそれぞれ平面図および正面図
【図１５】図１３の温度補償バイメタル組立ユニットの分解正面図
【図１６】しゃ断器ケース内で開閉機構部，温度補償バイメタル組立ユニットをねじ締結した従来の組立構造を表す断面側視図
【図１７】しゃ断器ケース内で開閉機構部，温度補償バイメタル組立ユニットをスペーサを介してくさび止めした従来の組立構造を表す断面側視図
【符号の説明】
１    しゃ断器ケース
１ｂ  中間ケース
１ｂ-2  嵌合突起
４    開閉機構部
４ａ  フレーム
６    熱動形過負荷・欠相引外し装置
６ａ  主バイメタル
６ｂ  シフタ機構
８    温度補償バイメタル組立ユニット
９    温度補償バイメタル
１０    バイメタルホルダ
１０ａ  軸部
１０ａ-1  軸部上端
１１    ユニットホルダ
１１ａ  クリップ部
１１ｂ  軸受孔
１１ｃ  凹所
１２    調整ダイヤル
１４    スペーサ
１４ｂ  ホルダ軸受部
１４ｃ  位置決め嵌合部
１４ｄ  ストッパ部
１４ｅ  テーパーリブ
１６    金属製の支軸ピン
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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