JP4134621B2

JP4134621B2 - 回路遮断器

Info

Publication number: JP4134621B2
Application number: JP2002212340A
Authority: JP
Inventors: 進 ▲たか▼橋; 征浩伏見
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2022-07-22
Also published as: JP2004055381A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、負荷に流れる電流を開閉するコンビネーションスタータとして、電磁接触器と直列接続される回路遮断器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、例えば実開昭５０−６８２６４号公報、またはＪＩＳＣ８２０１−４−１に示された従来のコンビネーションスタータの構成図である。
図において、１００は電路３０に流れる負荷電流に基づいて動作し開閉動作を行う回路遮断器、４０は電路３０から電力が供給されて稼動する、例えば電動機などの負荷、５０は回路遮断器１００に直列接続され負荷４０に流れる電流を入切して負荷４０の起動停止を行う電磁接触子、５１は可動接点５１ａを有し、固定接点５２に接離する電磁接触子５０の可動接触子、６０は電磁接触子５０に直列接続されて電路３０に流れる過電流を検出する後述のサーマルリレー７１のヒータである。
【０００３】
７０は電磁接触子５０の開閉を制御する開閉制御回路で、過電流を検出したヒータ６０により開閉されるサーマルリレー７１、電磁接触子５０を開閉させる電圧コイル７２、入用押ボタン７３、切用押ボタン７４が直列接続されて構成されている。
【０００４】
図８は、図７のコンビネーションスタータを構成する回路遮断器の断面図で、例えば、実開昭５９−１７８８４３号公報に示されたものである。
図において、１００は回路遮断器、１はカバー、２はベースで、カバー１とベース２により筐体を構成している。
筐体内には遮断機構Ａが内蔵されており、遮断機構Ａは電路３０に流れる負荷電流を開閉する開閉手段である反発接触子３及びこの反発接触子３に接離する可動接触子４、過電流が流れたときに可動接触子４を反発接触子３から開離させるトグルリンク機構Ｔ、電磁引外し機構や熱動引外し機構からなる応動装置Ｒ、及び消弧板５を有している。
【０００５】
反発接触子３には反発接点３ａ、可動接触子４には可動接点４ａが夫々対向して配設されており、これらの反発接点３ａ、可動接点４ａの近傍に消弧板５が配置されている。
６は絶縁材から成るアームで、可動接触子４はアーム６に保持されており、軸７を中心としてアーム６と共に回動するようになっている。
【０００６】
８はアーム６に軸着されたピンで、このピン８にはトグルリンク機構Ｔの一部を構成する下部リンク９の下端部が結合している。下部リンク９の上端部はピン１０によって上部リンク１１の下端部と結合されており、上部リンク１１の上端部はピン１２によってクレドル１３に結合されている。クレドル１３は軸１４に回動自在に軸支されており、自由端において係止部１３ａを有している。１５は操作レバー１６とピン１０との間に張設されたスプリングである。
【０００７】
応動装置Ｒは、電流リレー１７、バイメタル１８、トリップバー１９、ラッチ２０、係止レバー２１等により構成されている。
２２は電路３０の電源側に接続される電源側端子、２３は電源側端子２２と反発接触子３とを電気的に接続するシャント、２４は電路３０の負荷側に接続される負荷側端子である。
【０００８】
図９は、図７のコンビネーションスタータにおいて、電路に短絡電流などの大電流が流れたときの動作を示すタイムチャートである。
次に、図７から図９を用いて従来のコンビネーションスタータの動作について説明する。
（１）回路遮断器１００の操作レバー１６を図８の上方向に操作することにより上部リンク１１と下部リンク９が伸長され、アーム６が軸７を中心として時計方向の回動力を与えられることにより可動接点４ａが反発接点３ａに接触する。このとき、クレドル１３の係止部１３ａは係止レバー２１に係止しているので、上部リンク１１と下部リンク９の伸長状態が保持され、反発接点３ａ、可動接点４ａは接触を保持し、回路遮断器１００は閉路状態となる。
【０００９】
（２）次に、入用押ボタン７３を閉にすると電路３０からサーマルリレー７１、切用押ボタン７４を介して電圧コイル７２に電圧が印加され、電磁接触子５０が閉となり負荷４０に電力が供給され、負荷４０が稼動する。
（３）負荷４０、または回路遮断器１００の下流の電路３０において、短絡電流のような大電流が流れる(図９−イに示す)と、回路遮断器１００内の電流リレー１７が作動し、トリップバー１９を軸１９ａを中心として時計方向へ回動させ、ラッチ２０を軸２０ａを中心として反時計方向へ回動させる。
【００１０】
（４）ラッチ２０と係止レバー２１との係合が解除され、係止レバー２１は図示しないスプリングの付勢力により軸２１ａを中心として反時計方向に回動して、クレドル１３の係止部１３ａが係止レバー２１から外れる。
（５）上部リンク１１と下部リンク９が座屈し、アーム６が軸７を中心として反時計方向の回動力を受けるので可動接点４ａは反発接点３ａから開離(図９−ロに示す)を開始する。
なお、このとき反発接触子３も可動接触子４と反発接触子３に流れる反対方向の電流による電磁反発力を受けて軸３ｂを中心として時計方向に回動し、可動接触子４から開離し、電路３０に流れる電流はアーク(図９−ハに示す)を伴いながら遮断(図９−ニに示す)される。
【００１１】
また、上記動作中において、電路３０に流れる電流(図９−ａに示す)は電磁接触子５０にも通電されており、電磁接触子５０の可動接触子５１が電磁反発力を受けることにより開路と閉路を繰り返す現象(以下、チャタリング現象という。)を呈する。（図９−ニに示す）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のコンビネーションスタータは以上のように構成されているので、短絡電流のような大電流が流れたときに、回路遮断器１００の電流リレー１７が作動した後、可動接触子４が開離完了するまで、電磁接触子５０に短絡電流が流れ続け、電磁接触子５０の可動接触子５１が電磁反発力を受け、チャタリング現象(図９−ニに示す)によって、可動接触子５１の可動接点５１ａおよび固定接点５２が異常摩耗や溶着を生じるという問題があった。
【００１３】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、電磁接触子の可動接触子の可動接点および固定接点が異常摩耗や溶着することがなく、該電磁接触子と直列接続され、確実に負荷電流を開閉するコンビネーションスタータが構築できる回路遮断器を提供することを目的としている。
【００１９】
この発明に係る回路遮断器は、筐体と、この筐体に収納され複数極の電路に流れる負荷電流を開閉する開閉手段と、複数極の電路の夫々に配設され、短絡電流などの大電流のときに応動する複数の電流リレーと、この電流リレーの動作に基づいて開閉手段を動作させて電路を開路させるトグルリンク機構と、電流リレーの動作に基づいて開閉される制御スイッチと、この制御スイッチの開閉信号を出力する出力端子とを備え、複数の電流リレーおよび制御スイッチの双方に係合する連結棒により、複数の電流リレーの少なくともいずれか一つの電流リレーが動作したときに制御スイッチが開閉されるとともに、電流リレーは、短絡電流などの大電流が流れたときに磁束を発生する電流コイルと、磁束に基づいて往復動して連結棒を回動せしめるプランジャと、電路に流れる電流が小さいときに連結棒を回動せしめないようにプランジャを付勢する弾性部材とにより構成されるものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるコンビネーションスタータの構成図である。
図において、１０１は電路３０に流れる負荷電流に基づいて動作し開閉動作を行う回路遮断器、４０は電路３０から電力が供給されて稼動する、例えば電動機などの負荷、５０は回路遮断器１００に直列接続され負荷４０に流れる電流を入切して負荷４０の起動停止を行う電磁接触子、５１は可動接点５１ａを有し、固定接点５２に接離する電磁接触子５０の可動接触子、６０は電磁接触子５０に直列接続されて電路３０に流れる過電流を検出する後述のサーマルリレー７１のヒータである。
【００２１】
なお、回路遮断器１０１には後述の電流リレー１７０の動作に基づいて開閉される制御スイッチ２５が内蔵されており、制御スイッチ２５の開閉信号は引出線２６を介して出力端子２７から外部へ取り出される。
７０は電磁接触子５０の開閉を制御する開閉制御回路で、過電流を検出するヒータ６０により開閉されるサーマルリレー７１、電磁接触子５０を開閉させる電圧コイル７２、入用押ボタン７３、切用押ボタン７４、及び制御スイッチ２５が直列接続され、両端が電路３０に接続されている。
【００２２】
図２は、図１のコンビネーションスタータを構成する回路遮断器の断面図、図３は、図２の回路遮断器を構成する電流リレーの拡大断面図である。
図２において、１０１は回路遮断器、１はカバー、２はベースで、カバー１とベース２により筐体を構成している。
筐体内には遮断機構Ｂが内蔵されており、遮断機構Ｂは電路３０に流れる負荷電流を開閉する開閉手段である反発接触子３及びこの反発接触子３に接離する可動接触子４、過電流が流れたときに可動接触子４を反発接触子３から開離させるトグルリンク機構Ｔ、電磁引外し機構や熱動引外し機構からなる応動装置Ｒ、及び消弧板５を有している。
【００２３】
反発接触子３には反発接点３ａ、可動接触子４には可動接点４ａが夫々対向して配設されており、これらの反発接点３ａ、可動接点４ａの近傍に消弧板５が配置されている。
６は絶縁材から成るアームで、可動接触子４はアーム６に保持されており、軸７を中心としてアーム６と共に回動するようになっている。
【００２４】
８はアーム６に軸着されたピンで、このピン８にはトグルリンク機構Ｔの一部を構成する下部リンク９の下端部が結合している。下部リンク９の上端部はピン１０によって上部リンク１１の下端部と結合されており、上部リンク１１の上端部はピン１２によってクレドル１３に結合されている。クレドル１３は軸１４に回動自在に軸支されており、自由端において係止部１３ａを有している。１５は操作レバー１６とピン１０との間に張設されたスプリングである。
【００２５】
応動装置Ｒは、電流リレー１７０、バイメタル１８、トリップバー１９、ラッチ２０、係止レバー２１等により構成され、電流リレー１７０は、図３に示すように、短絡電流などの大電流が流れたときに磁束を発生する電流コイル１７１、電流コイル１７１を収納するボビン１７２、電流コイル１７１で発生した磁束を導磁するヨーク１７３、電流コイル１７１で発生した磁束に基づいて往復動して制御スイッチ２５（図２に示す）を開閉させるプランジャ１７４、プランジャ１７４に対向して配設されプランジャ１７４を吸引する磁極であるポール１７５、電路３０に流れる電流が小さいときに制御スイッチ２５が閉を保持するようにプランジャ１７４を付勢する弾性部材であるスプリング１７６とにより構成されている。
【００２６】
なお、電流リレー１７０のプランジャ１７４は、押圧部１７４ａが制御スイッチ２５の作動レバー２５ａに係合（図２に示す）しており、プランジャ１７４の往復動（図３の上下方向）により制御スイッチ２５が開閉動作を行う。
２２は電路３０の電源側に接続される電源側端子、２３は電源側端子２２と反発接触子３とを電気的に接続するシャント、２４は電路３０の負荷側に接続される負荷側端子である。
【００２７】
図４は、図１のコンビネーションスタータにおいて、電路に短絡電流などの大電流が流れたときの動作を示すタイムチャートで、以下、図１から図４を用いてこの発明の実施の形態１によるコンビネーションスタータの動作について説明する。
【００２８】
（１）回路遮断器１０１の操作レバー１６を図２の上方向に操作することにより上部リンク１１と下部リンク９が伸長され、アーム６が軸７を中心として時計方向の回動力を与えられることにより可動接点４ａが反発接点３ａに接触する。このとき、クレドル１３の係止部１３ａは係止レバー２１に係止しているので、上部リンク１１と下部リンク９の伸長状態が保持され、反発接点３ａ、可動接点４ａは接触を保持し、回路遮断器１０１は閉路状態となる。
なお、このとき、電流リレー１７０のプランジャ１７４の押圧部１７４ａは制御スイッチ２５の作動レバー２５ａを押圧しておらず、制御スイッチ２５は閉状態である。
【００２９】
（２）次に、入用押ボタン７３を閉にすると電路３０からサーマルリレー７１、切用押ボタン７４を介して電圧コイル７２に電圧が印加され、電磁接触子５０が閉となり負荷４０に電力が供給され、負荷４０が稼動する。
（３）負荷４０または回路遮断器１０１の下流の電路３０において、短絡電流のような大電流が流れる（図４−イに示す）と、電流リレー１７０の電流コイル１７１に同一の電流が流れ、ヨーク１７３、プランジャ１７４、ポール１７５で形成される磁気回路に磁束が発生する。
【００３０】
（４）プランジャ１７４はスプリング１７６の付勢力に抗して磁気回路の空隙を埋めるようにポール１７５に吸引される。
（５）トリップバー１９を軸１９ａを中心として時計方向へ回動させ、ラッチ２０を軸２０ａを中心として反時計方向へ回動させる。
（６）（５）と略同時に電流リレー１７０のプランジャ１７４の押圧部１７４ａが制御スイッチ２５の作動レバー２５ａを押圧し、制御スイッチ２５を開にする。(図４−ロに示す)
【００３１】
（７）ラッチ２０が回動することにより、ラッチ２０と係止レバー２１との係合が解除され、係止レバー２１は図示しないスプリングの付勢力により軸２１ａを中心として反時計方向に回動して、クレドル１３の係止部１３ａが係止レバー２１から外れる。
（８）上部リンク１１と下部リンク９が座屈し、アーム６が軸７を中心として反時計方向の回動力を受けるので可動接点４ａは反発接点３ａから開離(図４−ハに示す)を開始する。
【００３２】
（９）一方、制御スイッチ２５が開になると、開閉制御回路７０の電圧コイル７２に電路３０から供給されていた電力が供給されなくなり、電磁接触子５０の可動接触子５１は開離（図４−ニに示す）を開始する。
（１０）電路３０に流れる電流は、可動接点４ａの反発接点３ａからの開離及び電磁接触子５０の可動接触子５１の開離に伴って、アーク（図４−ホに示す）を伴いながら遮断（図４−ヘに示す）される。
【００３３】
以上のように構成された本発明の実施の形態１によるコンビネーションスタータは、電路３０に短絡電流などの大電流が流れたときに、電流リレー１７０の動作により制御スイッチ２５が開路し、開閉制御回路７０の電圧コイル７２に電路３０から供給されていた電力が供給されなくなり電磁接触子５０を開路させるので、可動接触子５１が電磁反発力を受けてチャタリング現象を生じることがなく、電磁接触子５０の可動接触子５１の可動接点５１ａ、固定接点５２が異常摩耗や溶着することがない。
【００３４】
なお、上記の実施例では、制御スイッチ２５を開閉制御回路７０の制御手段として用いたが、制御スイッチ２５の信号でブザーやランプを制御することにより、短絡電流などの大電流により回路遮断器１０１が作動したことを表示させる表示検出手段として用いても良い。
【００３５】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２によるコンビネーションスタータを構成する回路遮断器の断面図、図６は、図５の回路遮断器を構成する連結棒の拡大斜視図である。
図５において、１０２は回路遮断器で筐体内には遮断機構Ｃが内蔵されている。
２８は、例えば樹脂成形品から成る連結棒で、カバー１とベース２により形成される筐体に回動自在に保持される支軸２８ａ、支軸２８ａから放射状に凸設された複数の第１の腕２８ｂ、及び第２の腕２８ｃが一体的に形成されている。
【００３６】
複数の第１の腕２８ｂは、複数極の電路３０の夫々に配設された複数の電流リレー１７０のプランジャ１７４の夫々に係合し、第２の腕２８ｃが制御スイッチ２５の作動レバー２５ａに係合しており、電路３０に配設された電流リレー１７０のうち少なくともいずれか１つの電流リレー１７０が動作すると連結棒２８が回動して制御スイッチ２５が開閉される。
【００３７】
なお、コンビネーションスタータの構成については実施の形態１における図１と同様である。
また、回路遮断器１０２の構成については実施の形態１における図２に示す回路遮断器１０１と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
さらに、回路遮断器１０２およびコンビネーションスタータの動作については上述した実施の形態１と同様であり、説明を諸略する。
【００３８】
以上のように構成された実施の形態２の回路遮断器は、複数極の電路のコンビネーションスタータにおいて、１つの制御スイッチ２５を配設するだけで、短絡電流などの大電流が流れたときに、電流リレー１７０のプランジャ１７４の動作により連結棒２８が回動して制御スイッチ２５が開路し、開閉制御回路７０の電圧コイル７２に電路３０から供給されていた電力が遮断され電磁接触子５０を開路させるので、可動接触子５１がチャタリング現象を生じることがなく、電磁接触子５０の可動接触子５１の可動接点５１ａ、固定接点５２が異常摩耗や溶着することがない。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、この発明の回路遮断器を使用したコンビネーションスタータによれば、電磁接触子の開閉を制御する開閉制御回路と、電路に短絡電流などの大電流が流れたときに電磁接触子を開路させるように開閉制御回路を制御する制御スイッチとを備え、電路に短絡電流などの大電流が流れたときに、電流リレーの動作により制御スイッチが開路し電磁接触子を開路させるので、可動接触子がチャタリング現象を生じることがなく、電磁接触子の可動接触子の可動接点、固定接点が異常摩耗や溶着することがない。
【００４０】
また、回路遮断器に内蔵された大電流に応動する電流リレーの動作に基づいて制御スイッチが開閉するので、特別に大電流に応動する電流リレーを配設することがなく、低コストでコンビネーションスタータを構成させることができる。
【００４１】
また、複数極の電路のコンビネーションスタータにおいて、複数極の電路の夫々に配設され短絡電流などの大電流に応動する複数の電流リレーと、この複数の電流リレーおよび制御スイッチに係合し、複数の電流リレーの少なくともいずれか一つの電流リレーが動作したときに制御スイッチを開閉させる連結棒とを備えたことで、一つの制御スイッチを配設するだけで、短絡電流などの大電流が流れたときに、電流リレーのプランジャの動作により連結棒が回動して制御スイッチが開路され、開閉制御回路の電圧コイルに電路から供給されていた電力が遮断され電磁接触子を開路させるので、可動接触子がチャタリング現象を生じることがなく、電磁接触子の可動接触子の可動接点、固定接点が異常摩耗や溶着することがない。
【００４２】
また、電流リレーは短絡電流などの大電流が流れたときに磁束を発生する電流コイルと、
前記磁束に基づいて往復動して制御スイッチを開閉させるプランジャと、電路に流れる電流が小さいときに制御スイッチが閉を保持するようにプランジャを付勢する弾性部材とにより構成させたので、制御スイッチの開閉動作が確実であると共に安価に構成できる。
【００４３】
また、この発明の回路遮断器は、短絡電流などの大電流に応動する電流リレーと、電流リレーの動作に基づいて開閉される制御スイッチと、この制御スイッチの開閉信号を出力する出力端子とを備えたので、短絡電流などの大電流の検出信号を確実に出力させることができ、電磁接触子を制御する開閉制御回路の制御手段、回路遮断器が短絡電流などの大電流により作動したことを表示させるブザーやランプを制御する表示検出手段として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるコンビネーションスタータの構成図である。
【図２】図１のコンビネーションスタータを構成する回路遮断器の断面図である。
【図３】図２の回路遮断器を構成する電流リレーの拡大断面図である。
【図４】図１のコンビネーションスタータにおいて電路に短絡電流などの大電流が流れたときの動作を示すタイムチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２によるコンビネーションスタータを構成する回路遮断器の断面図である。
【図６】図５の回路遮断器を構成する連結棒の拡大斜視図である。
【図７】従来のコンビネーションスタータの構成図である。
【図８】図７のコンビネーションスタータを構成する回路遮断器の断面図である。
【図９】図７のコンビネーションスタータにおいて電路に短絡電流などの大電流が流れたときの動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
３反発接触子（開閉手段）、４可動接触子（開閉手段）、Ｔトグルリンク機構、
２５制御スイッチ、２８連結棒、３０電路、４０負荷、５０電磁接触子、
７０開閉制御回路、１７０電流リレー、１７１電流コイル、
１７４プランジャ、１７６弾性部材。

Claims

筐体と、
この筐体に収納され複数極の電路に流れる負荷電流を開閉する開閉手段と、
前記複数極の電路の夫々に配設され、短絡電流などの大電流のときに応動する複数の電流リレーと、
この電流リレーの動作に基づいて前記開閉手段を動作させて前記電路を開路させるトグルリンク機構とを備えた回路遮断器において、
前記電流リレーの動作に基づいて開閉される制御スイッチと、
この制御スイッチの開閉信号を出力する出力端子とを備え、
前記複数の電流リレーおよび前記制御スイッチの双方に係合する連結棒により、前記複数の電流リレーの少なくともいずれか一つの電流リレーが動作したときに前記制御スイッチが開閉されるとともに、
前記電流リレーは、前記短絡電流などの大電流が流れたときに磁束を発生する電流コイルと、前記磁束に基づいて往復動して前記連結棒を回動せしめるプランジャと、前記電路に流れる電流が小さいときに前記連結棒を回動せしめないように前記プランジャを付勢する弾性部材とにより構成されていることを特徴とする回路遮断器。