JP2017220348A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】電圧引外し部の電磁石のコイルの焼損を確実に防止するとともに、電圧引外し部の電磁石をＯＦＦ状態とする専用のスイッチを使用せず、電圧引外し機能の操作を容易とする。【解決手段】過電流、短絡故障などの際に負荷側への電流の流れを遮断する回路遮断本体部２と、指令電圧の印加により回路遮断本体部をトリップ動作させる電圧引外し部３と、電圧引外し部のトリップ動作を回路遮断本体部のトリップ動作として連動する引外し連動部材４１とを備えている。電圧引外し部は、指令電圧の印加により電磁力が発生する電磁コイル２８を有する電磁石２５と、電磁石が電磁力を発生したときに電圧引外し部をトリップ動作させるトリップ機構９、１０、１１とを備えているとともに、電圧引外し部がトリップ動作したときに、電磁石への指令電圧の印加が停止される。【選択図】図３

Description

本発明は、低圧配電系統の機器保護用に適用するサーキットプロテクタなどの回路遮断器に係り、外部指令によりトリップ動作させる電圧引外し機能を備えたものに関する。

回路遮断器は、本体ケース内部に固定接触子、可動接触子、開閉機構及び過電流引外し装置が搭載されており、過電流、短絡故障などの際に、負荷側への電流の流れを遮断する装置である。
回路遮断器の付属部品として、外部指令により回路遮断器のトリップ動作（固定接触子及び可動接触子ＯＦＦ状態）を行う電圧引外し装置が知られている（例えば、特許文献１）。
特許文献１の電圧引外し装置は、回路遮断器のトリップクロスバーを駆動させるトリップレバー付きの電磁石と、回路遮断器のトリップ動作を捉えて電磁石の励磁をＯＦＦ状態とするコイル焼損防止スイッチとを、本体ケースの内部に組み込んでいる。

特開平４−１６７３２３号公報

特許文献１の電圧引外し装置は、コイル焼損防止スイッチが電磁石に通電する時間を制限するので、電磁石の鉄心に巻装されているコイルの焼損を防止することができる。
しかし、特許文献１の電圧引外し装置は、コイル焼損防止スイッチを動作させるタイミングを高精度に設定しなければならず、電圧引外し装置の操作が難しい。
そこで、本発明は、電圧引外し部の電磁石のコイルの焼損を確実に防止するとともに、電圧引外し部の電磁石をＯＦＦ状態とする専用のスイッチを使用せず、電圧引外し機能の操作を容易とした回路遮断器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る回路遮断器は、過電流、短絡故障などの際に負荷側への電流の流れを遮断する回路遮断本体部と、指令電圧の印加により回路遮断本体部をトリップ動作させる電圧引外し部と、電圧引外し部のトリップ動作を回路遮断本部のトリップ動作として連動する引外し連動部材と、を備え、電圧引外し部は、指令電圧の印加により電磁力が発生する電磁コイルを有する電磁石と、電磁石が電磁力を発生したときに電圧引外し部をトリップ動作させるトリップ機構と、を備えているとともに、電圧引外し部がトリップ動作したときに、電磁石への指令電圧の印加が停止される。

本発明に係る回路遮断器によれば、電圧引外し部の電磁石のコイルの焼損を確実に防止するとともに、電圧引外し部の電磁石をＯＦＦ状態とする専用のスイッチを使用せず、電圧引外し機能の操作を容易とすることができる。

本発明に係る第１実施形態の回路遮断器を示す正面図である。 本発明に係る第１実施形態の回路遮断器を構成する電圧引外し部を示す側面図である。 本発明に係る第１実施形態の回路遮断器を構成する回路遮断本体部及び電圧引外し部のＯＮ状態を示す図である。 本発明に係る第１実施形態の回路遮断器を構成する回路遮断本体部及び電圧引外し部のトリップ状態を示す図である。 本発明に係る第１実施形態の回路遮断器を構成する引外し連動部材の形状を示す図である。 本発明に係る第１実施形態の引外し連動部材が電圧引外し部の引外し側ラッチ受けに係合している状態を示す図である。

次に、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す第１実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

［第１実施形態の回路遮断器の概要］
図1は、第１実施形態の電圧引外し機能を備えた回路遮断器１を示す正面図である。
第１実施形態の回路遮断器１は、電源及び負荷の間の主回路に接続されて過電流、短絡故障などの際に負荷側への電流の流れを遮断する単極の回路遮断本体部２と、回路遮断本体部２の幅方向に連接して配置され、外部指令（指令電圧）の入力により回路遮断本体部２をトリップ動作させる電圧引外し部３と、を備えている。

［電圧引外し部について］
電圧引外し部３は、回路遮断本体部２の幅方向（図1の左右方向）に連接して配置されており、電圧引外し部３の引外しケース５は、回路遮断本体部２の本体ケース４とで図1の左右方向に略２分割された形状の部材である。
そして、図２に示すように、引外しケース５及び本体ケース４の内部には、回路遮断本体部２及び電圧引外し部３を別空間として仕切る隔壁６が形成されている。
引外しケース５の外側には、入力側端子７と、出力側端子８が形成されている。

そして、引外しケース５と隔壁６とで囲まれた空間に、入力側端子７及び出力側端子８の間の回路を開閉する引外し側固定接触子９及び引外し側可動接触子１０と、引外し側固定接触子９に対して引外し側可動接触子１０の開閉操作を行う引外し側開閉機構１１と、引外し側開閉機構１１をトリップ動作させる電圧引外し装置１２と、が搭載されている。
引外し側開閉機構１１は、図２及び図３（ａ）、（ｂ）で示すように、引外し側操作ハンドル１３と、引外し側ラッチ１４と、引外し側ラッチ受け１５と、支軸１６と、開閉スプリング１７と、を備えている。

引外し側操作ハンドル１３は、引外しケース５内で回動自在に支持されているとともに、操作部１８が引外しケース５から外部に突出している。
引外し側ラッチ受け１５は、図３（ａ）、（ｂ）で示すように、可動板部１９と、支軸１６が貫通している軸固定部２０と、可動板部１９及び軸固定部２０を連結している連結アーム２１とで構成されている。また、引外し側可動接触子１０の上端部１０ａも支軸１６に固定されている。
引外し側ラッチ１４には、長手方向の一端が開口した長尺なスロット２２が形成されており、このスロット２２に一端の開口から支軸１６が挿入されている。そして、スロット２２の開口部側に係止凹部２３が形成されている。

開閉スプリング１７は、一端に引外し側ラッチ受け１５の可動板部１９が係合し、他端に、引外しケース５内の壁部（不図示）に係合している。
そして、図３（ｂ）で示すように、スロット２２に挿入された支軸１６が係止凹部２３で係止されており、引外し側可動接触子１０が引外し側固定接触子９に当接した閉状態（ＯＮ状態）のときに、開閉スプリング１７は、引外し側ラッチ受け１５及び引外し側可動接触子１０が反時計回りに回転するようにスプリング力を作用する。
電圧引外し装置１２は、図２に示すように、引外し側電磁石２５と、引外し側電磁石２５が発生する電磁力で吸引される引外し側トリップバー２６とを備えている。

引外し側電磁石２５は、鉄心２７に電磁コイル２８が巻回された装置であり、電磁コイル２８に入力側端子７から指令電圧が印加されると、鉄心２７の吸着面２７ａに引外し側トリップバー２６を吸着する電磁力が発生する。
引外し側トリップバー２６は、鉄心２７の吸着面２７ａに当接する位置から吸着面２７ａから離間する方向に回動自在に配置された部材であり、電磁コイル２８の電磁力で吸着されないときには、復帰スプリング２９のスプリング力が作用して吸着面２７ａから離間する方向に回動する。
引外し側トリップバー２６には、引外し側開閉機構１１の引外し側ラッチ受け１５に向けて延在するトリップ動作片３０が形成されている。そして、引外し側可動接触子１０が引外し側固定接触子９に当接した閉状態（ＯＮ状態）のときに、鉄心２７の吸着面２７ａに引外し側トリップバー２６が吸着されると、トリップ動作片３０が引外し側ラッチ受け１５に当接し、引外し側ラッチ受け１５が支軸１６回りに時計方向に回動する。

［回路遮断本体部について］
回路遮断本体部２は、図1では示していないが、本体ケース４の外側に、電源側に接続する電源側端子と、負荷側に接続する負荷側端子とを備えているとともに、本体ケース４の内部に、電源側端子及び負荷側端子の間の主回路を開閉する本体側固定接触子及び本体側可動接触子と、本体側固定接触子に対する本体側可動接触子の開閉動作を行う本体側開閉機構と、主回路に過電流が流れたときに本体側開閉機構をトリップ動作させる過電流引外し装置と、が搭載されている。

回路遮断本体部２の本体ケース４の内部に搭載されている本体側固定接触子、本体側可動接触子及び本体側開閉機構は、電圧引外し部３の引外しケース５の内部に搭載されている引外し側固定接触子９、引外し側可動接触子１０及び引外し側開閉機構１１と略同一形状の部材であり、隔壁６を挟んで左右対称の位置に配置されている。
すなわち、図３（ａ）に示すように、回路遮断本体部２の本体側操作ハンドル３１は電圧引外し部３の引外し側操作ハンドル１３と同一形状であり、本体ケース４の外部に、電圧引外し部３の操作部１８が一体に形成されている。

また、回路遮断本体部２の本体側ラッチ３２、本体側ラッチ受け３３、支軸３４、開閉スプリング（不図示）も、電圧引外し部３の引外し側ラッチ１４と、引外し側ラッチ受け１５と、支軸１６と、開閉スプリング１７に対して隔壁６を挟んで左右対称の位置に配置されている。
本体側ラッチ３２には、長手方向の一端が開口し、支軸３４が挿入されているスロット（不図示）と、このスロットの開口部側に係止凹部が形成されている。
本体側ラッチ受け３３は、可動板部３５と、支軸３４が貫通している軸固定部３６と、可動板部３５及び軸固定部３６を連結している連結アーム３７とで構成されている。

また、回路遮断本体部２の過電流引外し装置も、電圧引外し部３の電圧引外し装置１２と同様に、図３（ａ）に示すように、本体側電磁石３８と、本体側電磁石３８が発生する電磁力で吸引される本体側トリップバー３９とを備えている。
本体側電磁石３８は、鉄心（不図示）に電磁コイル（不図示）が巻回された装置であり、電源側端子から電磁コイルに定格電流を超える電流が流れると、鉄心に本体側トリップバー３９を吸着させる電磁力が発生する。そして、本体側電磁石３８の鉄心に吸着された本体側トリップバー３９が回動することで、本体側トリップバー３９のトリップ動作片４０が本体側ラッチ受け３３に当接し、本体側ラッチ３２との係止状態が解除された本体側ラッチ受け３３が回動することで、本体側固定接触子及び本体側可動接触子が開状態（トリップ状態）となる。

［引外し連動部材について］
次に、図５は、電圧引外し部３の引外し側ラッチ受け１５及び回路遮断本体部２の本体側ラッチ受け３３に係合する引外し連動部材４１を示す図である。
引外し連動部材４１は，一対の連動棒４２，４３と、互いに平行に配置した一対の連動棒４２，４３の間に配置された連結板４４と、一対の連動棒４２，４３にアーム４５を介して固定されている軸受部４６と、を備えている。

この引外し連動部材４１の軸受部４６の軸穴４６ａには、図６に示すように、回転軸４７が回転自在に挿入されており、この回転軸４７は、回路遮断本体部２及び電圧引外し部３を別空間として仕切っている隔壁６の一部に開けた開口部（不図示）を通過して電圧引外し部３の引外し側ラッチ１４及び回路遮断本体部２の本体側ラッチ３２に支持されている。
そして、引外し連動部材４１は、図３（ａ）に示すように、一方の連動棒４２が、電圧引外し部３の引外し側ラッチ受け１５を構成している可動板部１９と、回路遮断本体部２の本体側ラッチ受け３３を構成している可動板部３５に下側から係合可能に対向しているとともに、他方の連動棒４３が、引外し側ラッチ受け１５の可動板部１９と、本体側ラッチ受け３３の可動板部３５に上側から係合可能に対向して配置されている。

［第１実施形態の回路遮断器の動作について］
次に、第１実施形態の回路遮断器１の回路遮断本体部２がＯＮ状態のとき、電圧引外し部３が回路遮断本体部２をトリップ状態とする動作について説明する。
回路遮断本体部２がＯＮ状態のとき、図３（ｂ）に示すように、電圧引外し部３は、引外し側開閉機構１１の支軸１６が、引外し側ラッチ１４のスロット２２の開口側に形成した係止凹部２３で係止されており、引外し側可動接触子１０が引外し側固定接触子９に当接した閉状態（ＯＮ状態）とされている。
そして、電圧引外し装置１２の電磁コイル２８に、入力側端子７から指令電圧を印加すると、鉄心２７の吸着面２７ａに引外し側トリップバー２６を吸着する電磁力が発生する。

鉄心２７の吸着面２７ａに引外し側トリップバー２６が吸着されると、トリップ動作片３０が引外し側ラッチ受け１５に当接し、引外し側ラッチ受け１５が支軸１６回りに時計方向に回動する。
引外し側ラッチ受け１５が時計方向に回動すると、引外し側ラッチ１４の係止凹部２３に対する支軸１６の係合が解除され、開閉スプリング１７のスプリン力が引外し側可動接触子１０に作用して、引外し側可動接触子１０が引外し側固定接触子９から離間した開状態（ＯＦＦ状態）となる（図４（ｂ）参照）。

また、引外し側ラッチ受け１５が時計方向に回動することで、この引外し側ラッチ受け１５に係合している引外し連動部材４１も、その連動棒４２に引外し側ラッチ受け１５の可動板部１９が下側から押し上げることで時計方向に回動する。
引外し連動部材４１が時計方向に回動すると、その連動棒４３が回路遮断本体部２の本体側ラッチ受け３３の可動板部３５を下側から押し上げる。
そして、本体側ラッチ受け３３が時計方向に回動することで、本体側ラッチ３２と本体側ラッチ受け３３との係合が解除され、回路遮断本体部２は、本体側固定接触子及び本体側可動接触子が開状態（トルップ状態）となる。

次に、第１実施形態の回路遮断器１の回路遮断本体部２がＯＮ状態のとき、電源側端子に過電流が流れるときについて説明する。
過電流、短絡故障などにより電源側端子に流れた過電流が、本体側電磁石３８の電磁コイルに流れると、本体側電磁石３８の鉄心が本体側トリップバー３９を吸着し、本体側トリップバー３９のトリップ動作片４０が本体側ラッチ受け３３に当接し、本体側ラッチ３２との係止状態が解除された本体側ラッチ受け３３が回動することで、本体側固定接触子及び本体側可動接触子が開状態（トリップ状態）となる。
この回路遮断本体部２のトリップ状態は、引外し連動部材４１を介して電圧引外し部３に伝達され、電圧引外し部３もトリップ状態となる。
ここで、本発明に係る電磁石が引外し側電磁石２５に対応しており、本発明に係るトリップ機構が、引外し側固定接触子９、引外し側可動接触子１０及び引外し側開閉機構１１に対応している。

［第１実施形態の回路遮断器の作用効果について］
次に、第１実施形態の回路遮断器１の作用効果について説明する。
第１実施形態の回路遮断器１は、回路遮断本体部２の本体側固定接触子及び本体側可動接触子をトリップ状態とするときに、電圧引外し部３の引外し側電磁石２５に指令電圧を印加して電磁コイル２８に電磁力を発生させているが、回路遮断本体部２のトリップ状態と同時に、電圧引外し部３の引外し側可動接触子１０及び引外し側固定接触子９も開状態（ＯＦＦ状態）となり、電磁コイル２８への指令電圧の印加時間が制限されるので、電磁コイル２８の焼損を防止することができる。
また、電圧引外し部３は、引外し側電磁石２５の電磁コイル２８に対して指令電圧の供給を停止するための専用スイッチを使用していないので、電圧引外し機能の操作を容易とした回路遮断器１を提供することができる。

また、電圧引外し部３の引外し側開閉機構１１を構成する引外し側ラッチ受け１５と、回路遮断本体部２の本体側開閉機構を構成する本体側ラッチ受け３３との間に引外し連動部材４１を連結し、引外し側開閉機構１１の引外し側可動接触子１０及び引外し側固定接触子９が開状態（ＯＦＦ状態）となったときの引外し側ラッチ受け１５の回動を、引外し連動部材４１を介して回路遮断本体部２の本体側開閉機構に連動させて本体側固定接触子及び本体側可動接触子を開状態（トルップ状態）としている。
このように、第１実施形態の回路遮断器１は、電圧引外し部３の引外し側開閉機構１１の機械的な動作を引外し連動部材４１を介して回路遮断本体部２の本体側開閉機構に連動させてトリップ状態としているので、簡便な構造で、製造コストの低減化を図ることが可能な回路遮断器１を提供することができる。

また、第１実施形態の回路遮断器１は、回路遮断本体部２が内部に搭載されている本体ケース４と、電圧引外し部３が内部に搭載されている引外しケース５とを、幅方向に連接した簡便な構成としているので、さらに製造コストの低減化を図ることができる。
なお、第１実施形態の回路遮断器１は、単極の回路遮断本体部２を備えた構造としたが、複数の極を有する回路遮断本体部２を備えた構造であっても同様の効果を奏することができる。

１ 回路遮断器
２ 回路遮断本体部
３ 電圧引外し部
４ 本体ケース
５ 引外しケース
６ 隔壁
７ 入力側端子
８ 出力側端子
９ 引外し側固定接触子
１０ 引外し側可動接触子
１１ 引外し側開閉機構
１２ 電圧引外し装置
１３ 引外し側操作ハンドル
１４ 引外し側ラッチ
１５ 引外し側ラッチ受け
１６ 支軸
１７ 開閉スプリング
１８ 操作部
１９ 可動板部
２０ 軸固定部
２２ スロット
２３ 係止凹部
２５ 引外し側電磁石
２６ 引外し側トリップバー
２７ 鉄心
２７ａ 吸着面
２８ 電磁コイル
２９ 復帰スプリング
３０ トリップ動作片
３１ 本体側操作ハンドル
３２ 本体側ラッチ
３３ 本体側ラッチ受け
３４ 支軸
３５ 可動板部
３６ 軸固定部
３７ 連結アーム
３８ 本体側電磁石
３９ 本体側トリップバー
４０ トリップ動作片
４１ 引外し連動部材
４２，４３ 連動棒
４４ 連結板
４５ アーム
４６ 軸受部

Claims (4)

1. 過電流、短絡故障などの際に負荷側への電流の流れを遮断する回路遮断本体部と、
   指令電圧の印加により前記回路遮断本体部をトリップ動作させる電圧引外し部と、
   前記電圧引外し部のトリップ動作を前記回路遮断本体部のトリップ動作として連動する引外し連動部材と、を備え、
   前記電圧引外し部は、前記指令電圧の印加により電磁力が発生する電磁コイルを有する電磁石と、前記電磁石が前記電磁力を発生したときに前記電圧引外し部をトリップ動作させるトリップ機構と、を備えているとともに、前記電圧引外し部がトリップ動作したときに、前記電磁石への前記指令電圧の印加が停止されることを特徴とする回路遮断器。
2. 前記回路遮断本体部は、本体側固定接触子に離接する本体側可動接触子と、前記本体側可動接触子の開閉操作を行う本体側開閉機構と、前記本体側可動接触子が前記本体側固定接触子から開離するように前記本体側開閉機構をトリップ動作させる過電流引外し装置と、を備え、前記本体側開閉機構は、本体側ラッチと、前記本体側可動接触子が前記本体側固定接触子に接している状態で前記本体側ラッチに係止している本体側ラッチ受けと、を備え、前記本体側ラッチと前記本体側ラッチ受けとの係止が外れたときに、前記本体側可動接触子を前記本体側固定接触子から開離させる機構であり、
   前記電圧引外し部の前記トリップ機構は、引外し側固定接触子に離接する引外し側可動接触子と、引外し側ラッチと、前記引外し側可動接触子が前記引外し側固定接触子に接している状態で前記引外し側ラッチに係止している引外し側ラッチ受けと、を備え、前記引外し側ラッチと前記引外し側ラッチ受けとの係止が外れたときに、前記引外し側可動接触子を前記引外し側固定接触子から開離させる機構であり、
   前記回路遮断本体部の前記本体側ラッチ受けと、前記電圧引外し部の前記トリップ機構の前記引外し側ラッチ受けとに、前記引外し連動部材が連結されていることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
3. 前記電圧引外し部は、前記電磁石が電磁力を発生することで吸着されて回動するトリップバーを備えており、前記トリップバーの接触により前記引外し側ラッチ受けが回動して前記引外し側ラッチとの係止が外れることを特徴とする請求項２記載の回路遮断器。
4. 前記回路遮断本体部が内部に搭載されている本体ケースと、前記電圧引外し部が内部に搭載されている引外しケースとが、幅方向に連接して構成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の回路遮断器。

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