Circuit breaker

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】

この発明は、配線用遮断器などの小型の回路遮断器に関する。

【従来の技術】

第８図は回路遮断器（３極配線用遮断器）の全体構成を示すもので、各機構はケース１とこれを覆うカバー２
とからなる樹脂成形品の外箱に収納されている。 図示投入状態において、電流は電源側端子を兼ねた固定接触子３→可動接触子４→リード線５→接続板６→過電流引外し装置７→導体８→負荷側端子９の経路で流れる。 可動接触子４は樹脂成形品のホルダ10に各極ごとに保持されているが、これらのホルダ10は一体成形された開閉軸11で互いに連結されるとともに、この開閉軸11がケース１の相間隔壁1aに設けられた図示しないＵ字溝に嵌め込まれて回転自在に支持されている。 なお、Ｕ字溝に嵌め込まれた開閉軸11には絶縁バリヤがつば状に形成され、この絶縁バリヤはＵ字溝の周縁に設けられた溝に納められている。 可動接触子４はホルダ10を介して開閉機構12で開閉駆動されるが、開閉機構12は可動接触子４の両側に側板を有するフレーム13に支持されたラッチ14がラッチ受け15
に係止されることにより、図示セット状態に保持されている。 ラッチ受け15はラッチ14から図の時計方向に回転力を受けるが、その背面に係合するトリップクロスバー
16の爪17により回動を阻止されている。 また、ケース１の相間隔壁1aに嵌め込まれた開閉軸11
は、フレーム13の側板に外側に折り曲げ形成されたホルダ押さえ18により浮き上がらないように押さえられている。 ちなみに、フレーム13は第10図に示すように鉄板からＵ字状に折り曲げ構成されており、左右の側板を連結する底板13aと、その反対端で側板に切り曲げ形成された取付片13bとでケース１の図示しない支持台にねじで締め付けられている。 13cはラッチ受け15の支軸を通す穴、13dはトリップクロスバー16の支軸を通す溝穴である。 ラッチ14などの支軸を通す穴は省略してある。 このような状態で、過負荷電流や短絡電流が流れると、過電流引外し装置７が作動してトリップクロスバー
16を反時計方向に回動させ、爪17とラッチ受け15との係合を外す。 これにより、ラッチ受け15が時計方向に回動してラッチ14の係止が解け、開閉機構12の動作により可動接触子４は一点鎖線で示した位置まで開離して停止する。 ところで、回路遮断器の開極時には可動接触子４を所定の開離距離で停止させる必要がある。 そのため、従来は図示の通りカバー２にストッパ19を設けるか、開閉機構12を支持するフレーム13にストッパを設けるかして、
このストッパに開離動作の終端位置で可動接触子４を衝突させるようにしていた。 ところが、可動接触子４をストッパに衝突させると、大電流遮断時に高温に熱せられた可動接触子４が変形する恐れがあり、またフレーム12
にストッパを設けたものでは衝撃でラッチ14とラッチ受け15との係合、あるいはラッチ受け15と爪17との係合が外れ、回路遮断器をトリップ状態にしてしまう危険がある。 そこで、その対策として、ケース隔壁のＵ字溝に嵌め込まれる開閉軸11に絶縁バリヤを兼ねた腕を一体に設けるとともに、Ｕ字溝の周縁にこの腕を収納する溝を形成し、可動接触子の開離時に前記腕を溝の周壁に当接させて可動接触子の開離位置を規制するようにしたものが提案されている（実開昭59−178843号公報参照）。 このような構成を第９図により改めて簡単に説明する。 ここで、第９図（Ａ）はＵ字溝部分の側面図、第９
図（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 なお、第８図と対応する部分には同一の符号を付けてある。 図において、1aはケース１の相間隔壁、20は相間隔壁1aに形成されたＵ字溝、21はＵ字溝20の周縁に形成された溝、
11はＵ字溝20に嵌め込まれた開閉軸、22は開閉軸11に一体形成され溝21に収納された絶縁バリヤを兼ねる腕、23
は溝20,21の上部を埋めて隙間を塞ぎ、かつ絶縁距離を増やすための駒である。 図は可動接触子が開離した状態にあり、腕22は先端が溝21の周壁21aに当接して可動接触子の開離位置を規制している。

【発明が解決しようとする課題】

このような構成において、腕22は可動接触子開離時の大きな衝撃力に耐えられるように単なる絶縁バリヤの場合よりも肉厚が大きくされているが、腕22を収容する溝
21は相間隔壁1aの板厚の範囲内で形成されるためその幅寸法には限度があり、腕22の肉厚にも制約がある。 その結果、周壁21aに当接する腕22の先端部分が潰れたり、
周壁21aの当接面が窪んだりし易い。 ところが、腕22の潰れや周壁21aの窪みが生じると、
開離状態から開閉軸11を逆方向に回動させて可動接触子を閉成状態にしようとする際の腕22と周壁21aとの間の摺動抵抗が増え、また腕22や隔壁1aの磨耗粉が開閉軸11
とＵ字溝20との間に侵入して開閉軸11の回動抵抗が増えるため投入荷重が大きくなる。 更に、腕22の停止位置が変化するため、可動接触子４の開離位置やホルダ10の回動角度も変化し、可動接触子４が開閉機構の構成部品と干渉したり、ホルダ10の回動により操作される内蔵付属品、例えば補助スイッチなどの動作に悪影響を与える。 一方、すでに述べたように、第９図に示す従来例では溝21の巾寸法に制約があるため、腕22は第９図（Ｂ）に示す通り溝21の幅一杯に納まり、溝21の幅方向にはほとんど余裕が生じない。 そのため、相間隔壁1aに嵌め込まれる駒23は溝21の側壁と腕22の側面との間の隙間Ｇに入り込めず、図示の通り開閉軸11及び腕22の上面のみを覆うような構造となっている。 その結果、Ｕ字溝20部分を側方から見た場合、第９図（Ａ）に示すように駒23と開閉軸11との間に三角形状の隙間24が生じ、短絡遮断などの大電流遮断時の相間絶縁に問題が生じる。 なお、隙間
24を埋めるような先端が尖った駒23を樹脂成形することは難しく、仮に成形したとしても取り扱い中に先端が欠けてしまう可能性がある。 そこで、この発明の第１の目的は、ホルダとケース隔壁との当接により可動接触子の開離位置を規制するようにして、開離動作時の可動接触子や開閉機構を支持するフレームに対する衝撃を回避しながら、ホルダや相間隔壁の当接部分の損傷を少なくし、同時に相間の絶縁性能に問題が生じないようにした回路遮断器を提供することにある。 再び第８図において、開閉軸11は開閉機構12を支持するフレーム13の一部に設けられたホルダ押さえ18で上方に浮き上がらないように押さえられている。 しかし、このような構成では開閉動作時、特に投入時に可動接触子４に生じる衝撃が開閉軸11を通してフレーム13に伝わる。 そのため、フレーム13に支持されたラッチ14、ラッチ受け15及び爪17の相互の係合が外れて投入不能となる危険がある。 これを避けるためには、フレーム13の板厚や幅寸法を大きくして剛性を増したり、トリップクロスバー16の復帰スプリング25のばね力を大きくしたりすればよいが、フレーム13の剛性を大きくするとそれに連れてケース１が大型化する問題があり、また復帰スプリング25のばね力を大きくすると過電流引外し特性が悪化する問題がある。 また、第８図において、固定接触子３及び可動接触子４をそれぞれ流れる電流の向きは矢印で示すように互いに逆になっており、これら電流間には互いに反発しようとする電磁力が作用する。 すなわち、短絡電流のような大電流が流れた時に、この電磁反発力を利用して可動接触子４を急速に開離方向に駆動するように構成されているのであるが、その際、開閉軸11にはホルダ押さえ18を支点として非常に大きな曲げ応力が発生する。 そのため、この応力による開閉軸11の折損を避けるためにはその直径を太くしたり、強度の大きい材料を使用しなければならず、その結果としてやはりケース１が大型化し、
コストが高くなる。 そこで、この発明の第２の目的は、投入時に開閉機構を支持するフレームに衝撃が加わらないようにするとともに、大電流が流れた時に接触子間の電磁反発力により開閉軸に加わる応力を緩和するようにした回路遮断器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

この発明は、開閉軸で互いに連結された各極のホルダにそれぞれ可動接触子が保持され、これらのホルダは前記開閉軸がケースの相間隔壁のＵ字溝に嵌め込まれて前記ケースに回動自在に支持された回路遮断器を対象とし、上記第１の目的を達成するために、ケースの相間隔壁側面にストッパ部を形成し、このストッパ部にホルダの一部を前記開閉軸の半径方向外側で当接させて可動接触子の開離位置を規制するものとする。 その場合、ストッパ部にホルダとの当接面から突出するようにダンパを装着し、開離動作時に前記ホルダをこのダンパに衝突させた後、前記当接面に当接させてホルダとストッパ部との間の衝撃を緩和することができる。 また、上記第２の目的を達成するために、この発明は、Ｕ字溝に開閉軸に被さる駒を嵌め込み、この駒を前記ケースを覆うカバーで押さえるようにするものとする。

【作用】

ホルダを相間隔壁側面のストッパ部に当接させて可動接触子の位置規制を行うことにより、可動接触子の損傷や開閉機構の支持フレームに対する衝撃がなくなる。 しかも、相間隔壁の溝に納める絶縁バリヤには本来の絶縁機能だけを持たせればよいので肉厚を薄くでき、溝内で絶縁バリヤの幅方向に余裕が持たせて、この部分の隙間に駒を差し込み絶縁性を高めることが可能となる。 またその場合、ホルダを開閉軸の半径方向外側でストッパ部に当接させることにより、開閉軸の軸心からホルダ当接部までの腕の長さを大きく取り、ホルダ当接時の衝撃を小さく抑えるとともに、可動接触子の位置規制精度を高めることができる。 また、ホルダを当接させるストッパ部にダンパを装着し、ホルダをこのダンパに衝突させて運動エネルギを減衰させた後、ストッパ部に当接させて開離位置規制を行うことにより、衝撃による誤作動をより確実に防止でき、更に当接部の負担を少なくして位置精度を向上させることができる。 一方、Ｕ字溝に開閉軸に被さる駒を嵌め込み、この駒を介してカバーで開閉軸を押さえることにより、開閉時の衝撃がフレームに直接加わらなくなる。 また、相間隔壁に嵌め込んだ駒で開閉軸を押さえることにより、相間隔壁の内側に位置するフレームの側板で開閉軸を押さえる場合に比べて、左右極の可動接触子により近い位置で開閉軸を押さえることが可能となり、電磁反発力で開閉軸に生じる曲げ応力を軽減できる。 しかも、駒と開閉軸との接触面はフレーム側板に比べて幅広く、かつ円弧面に構成することが容易なので、開閉軸の回動が滑らかとなり、軸受面の傷付きも少なくなる。 更に、相間隔壁のＵ溝部に駒を装着することで相間の隙間が塞がれ絶縁性能が向上する。

【実施例】

以下、図に基づいてこの発明の実施例を説明する。 なお、従来例と対応する部分には同一の符号を付けるものとする。 第１図は３極配線用遮断器の要部の分解斜視図である。 図において、10は図示しない可動接触子を各極ごとに保持するモールド樹脂成形品のホルダで、各極のホルダ10は一体成形された開閉軸11により互いに連結されている。 開閉軸11の中央にはつば状の絶縁バリヤ26が一体形成されている。 ホルダ10は円弧状の底部で左右の側壁が連結された二股状で、図示しない可動接触子は側壁間にピンを介して保持される。 一方、モールド樹脂成形品のケース１は相間隔壁1aよって３相分の遮断室に区画され、各遮断室には図示しないが各極の通電路が収納される。 相間隔壁1aにはホルダ
10を連結する開閉軸11が嵌め込まれるＵ字溝20が上面から切り欠かれるように設けられ、更にこのＵ字溝20の周縁には絶縁バリヤ26を収納する溝21が形成されている。
また、相間隔壁1aの外側面には、ホルダ10の一部を当接させて可動接触子の開離位置を規制するための方形のストッパ部27が一体に形成されている。 そして、ホルダの側面には段部10aが形成されており、後述するように可動接触子の開離時にこの段部10a
が相間隔壁1aのストッパ部27に当接するようになっている。 なお、28は開閉機構のトグルリンクとホルダ10との連結するピンを通す穴である。 第２図はケース１にホルダ10を支持させた状態を示すもので、第２図（Ａ）は要部平面図、同（Ｂ）はそのＢ
−Ｂ線に沿う断面図である。 図に示すように、開閉軸11
は相間隔壁1aのＵ字溝20に嵌め込まれ、ホルダ10はケース１に回動自在に支持されている。 また、絶縁バリヤ26
はＵ字溝20の周縁の溝21内に納められている。 図は２点鎖線で示した可動接触子４が開離した状態にあり、この状態でホルダ側面の段部10aが相間隔壁1aのストッパ部2
7に開閉軸11の半径方向外側で当接し、可動接触子４の開離位置を規制している。 このような構成によれば、ホルダ10とストッパ部27との当接は相間隔壁1aの外側で行われるため、相間隔壁1a
の幅寸法に制約されることなく当接部に必要十分な肉厚を与え、潰れや窪みの発生を抑えることが可能となる。 また、図示の通り、ホルダ10を開閉軸11の半径方向外側でストッパ部27に当接させ、開閉軸11の軸心からホルダ当接部までの腕の長さを大きく取ることで、ホルダ当接時の衝撃を小さく抑えるとともに、可動接触子４の位置規制精度を高めることができる。 第３図は相間隔壁1aのＵ字溝20に嵌め込まれる駒を示し、第３図（Ａ）は側面図、第３図（Ｂ）はその正面図である。 図において、駒23は溝21に挿入される胴体部分
29と、Ｕ字溝20に挿入される両翼部分30とからなり、いずれも開閉軸11に被さる部分が円弧状に切り欠かれ、更に胴体部分29のこの円弧状の切欠面には絶縁バリヤ26を逃げるための溝29aが形成されている。 第４図は駒23が嵌め込まれた相間隔壁1aの要部を示すもので、第４図（Ａ）は側面図、第４図（Ｂ）はそのＢ
−Ｂ線に沿う断面図である。 図において、相間隔壁1aの溝21に挿入された絶縁バリヤ26の幅方向には、第４図（Ｂ）に示すように空きスペース21aがあり、この部分に駒23の胴体部分29が入り込み、絶縁バリヤ26の上半部分を覆っている。 そのため、第７図の従来構成で隙間を生じた三角形状の部分24は胴体部分29で塞がれて隙間が生じない。 ここで、第１図に戻って、カバー２にはケース１の相間隔壁1aに対応して相間隔壁2aが設けられており、その下端面はカバー２がケース１に装着されたときに、ケース１の相間隔壁1aの上面に密接するようになっている。
その結果、Ｕ字溝20に嵌め込まれた駒23は相間隔壁2aで押さえられて固定され、開閉軸11は駒23を介してカバー２により押さえられる。 第５図は駒23で開閉軸11を押さえる場合と、従来のホルダ押さえ18で開閉軸11を押さえる場合とを比較して示す平面図で、第８図のフレーム13を２点鎖線により同時に示してある。 図において、左右極の可動接触子４から駒23までの距離L ₁と、同じくホルダ押さえ18までの距離
L ₂とを比較すると、ホルダ押さえ18は相間隔壁1aの内側にあるため、L ₂ ＞L ₁となる。 したがって、可動接触子４
に働く電磁反発力により開閉軸11が受ける曲げ応力は、
駒23で開閉軸11を押さえる場合の方が小さくなる。 また、駒23を介してカバー２で開閉軸を押さえる構成では、開閉時の衝撃が直接フレーム13に加わらず、フレーム13に支持されたラッチ14、ラッチ受け15、トリップクロスバー16の爪17（第６図）の相互の係合が振動で外れることがない。 更に、駒23が軸受の役割をして開閉軸
11の回動が円滑になり、かつ相間の隙間がなくなって絶縁性能が向上する。 次に、第６図及び第７図はホルダを当接させるストッパ部にダンパを装着したこの発明の別の実施例を示すもので、第６図は要部分解斜視図、第７図（Ａ）は第６図の平面図、同（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う開離状態の断面図、同（Ｃ）は同じく閉成状態の断面図である。 なお、第１図の実施例と同一ないしは対応する部分には同一の符号を付けてある。 図において、ホルダ10には後方（負荷側）に延びる突起10aが側壁と一体に形成され、一方、ケース隔壁1aの側面には、可動接触子４の開離時に突起10aが当接するストッパ部27が一体に形成されている。 そして、ストッパ部27には底付き円筒状の孔31が垂直にあけられ、その中に圧縮ばね32とゴム製の緩衝材33とからなるダンパ34
が納められている。 緩衝材33はばね32に支えられ、第７
図（Ｃ）の閉成状態ではストッパ部27の当接面27aから浮き上がっている。 ここで、可動接触子４が閉成状態から開離すると、突起27は先ず緩衝材33に衝突し、これをばね32に抗して押し下げた後、第７図（Ｂ）に示すようにストッパ部27に当接して停止する。 このような構成によれば、ホルダ10
や可動接触子４の持つ運動エネルギは突起10aがストッパ部27に当接する前にダンパ34に吸収され、突起10aはストッパ部27に緩やかに当接して停止する。 したがって、突起10aやストッパ部27の損傷がより少なくなるとともに、これらの設計条件が緩和され、この部分の小型化が可能となる。

【発明の効果】

この発明によれば、相間隔壁の側面に突起を設け、これにホルダの一部を当接させて可動接触子の開離位置を規制することにより、可動接触子をストッパに当接させることによる可動接触子の損傷や、このストッパを開閉機構のフレームに設けることによる不測のトリップ状態の発生がなく、また絶縁バリヤを兼ねた腕を相間隔壁に当接させる場合に生じる隙間による絶縁性能の低下を防止することができる。 その際、ホルダとストッパ部との当接はケース隔壁の外側で行われることから、これらの当接部に必要十分な肉厚を与えて強度を確保し、またホルダを開閉軸の半径方向外側でストッパ部に当接させることにより、開閉軸の軸心からホルダ当接部までの腕の長さを大きく取り、ホルダ当接時の衝撃を小さく抑えるとともに、可動接触子の位置規制精度を高めることができ、更にダンパを装着して衝撃を緩和することができる。 また、この発明によれば、相間隔壁のＵ字溝に嵌め込んだ駒をカバーで押さえて開閉軸を押さえることにより、開閉機構を支持するフレームで開閉軸を押さえた場合のような開閉時の衝撃によるトリップ状態の発生の必要がなくなり、かつ電磁反発力により開閉軸に加わる曲げ応力が小さくなる。 更に、相間隔壁に駒を嵌め込むことにより、開閉軸の回動が円滑になるとともに、相間絶縁性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の要部分解斜視図、第２図（Ａ）は第１図のケースにホルダを支持させた状態の要部平面図、第２図（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図、
第３図（Ａ）は駒の側面図、第３図（Ｂ）はその正面図、第４図（Ａ）は第２図の相間隔壁に第３図の駒を嵌め込んだ状態の要部側面図、第４図（Ｂ）はそのＢ−Ｂ
線に沿う断面図、第５図は左右極の可動接触子から開閉軸を押さえる点までの距離を比較するための要部平面図、第６図はこの発明の別の実施例の分解斜視図、第７
図（Ａ）は第６図の平面図、第７図（Ｂ）はそのＢ−Ｂ
線に沿う開離状態の断面図、第７図（Ｃ）は同じく閉成状態の断面図、第８図は従来例の縦断面図、第９図（Ａ）は従来例の要部拡大側面図、第９図（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図、第10図は第８図におけるフレームの斜視図である。 １……ケース、1a……相間隔壁、２……カバー、10……
ホルダ、11……開閉軸、20……Ｕ字溝、23……駒、27…
…ストッパ部、34……ダンパ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅川 浩司 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 野沢 英司 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 実開 平１−41948（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−178843（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl. ⁶ ，ＤＢ名) H01H 73/02 C H01H 73/06 B