JP4206989B2 - リモートコントロール式回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、遠隔操作によりオンオフ操作可能なリモートコントロール式回路遮断器に関する。

従来、ハンドルによって駆動される主可動接点と電磁石装置によって駆動されるリレー可動接点とを対向配置したものがある（特許文献１参照）。このものは、主可動接点とリレー可動接点とが直接接触する構造である。したがって、主可動接点とリレー可動接点とが、１回目の短絡電流で消耗しても、２回目の短絡電流で主可動接点およびリレー可動接点間が溶着しないように、ある程度の大きさの接圧が必要である。このため、駆動力の大きい電磁石装置を必要とし電磁石装置が大型化する。

しかも、２極のリレー可動接点を同時に駆動する場合、そのような電磁石装置が２つ必要となるか、あるいはさらに大型の電磁石装置を使用しなければならず、器体が大型化してしまうという問題がある。

なお、上記従来例は、主接点装置とリレー接点装置とを分離した構造（例えば特許文献２参照）にすれば、リレー接点装置側の接圧は小さくすることができるので、２極のリレー可動接点を同時に駆動する場合でも、大きな電磁石装置を使用する必要はない。しかし、特許文献２は、主接点装置とリレー接点装置とが離れた位置にあるため、主接点装置とリレー接点装置とで別々の消弧室が必要となり、器体を小型化し難いという問題がある。
特開平5−290711号 実開昭60−163658号

したがって、本発明の目的は、器体が大きくなるのを極力抑えることができ、１極分の幅寸法（JIS協約形の幅寸法）で２極型にすることが容易となるリモートコントロール式回路遮断器を提供することである。

本発明のリモートコントロール式回路遮断器は、両端面に配設された２極の入出力端子を有し前記入出力端子間にそれぞれ電路を有し各電路が前記器体の両側面を結ぶ方向に並設された器体を有する。２つの主接点装置は、前記各電路に介在する主可動接点および主固定接点を有する。開閉・トリップ機構は、前記器体の上面に配設されるハンドルを有し前記ハンドルの開閉操作により各主可動接点を前記主固定接点に接離させるとともに異常電流が流れると前記各主可動接点を前記主固定接点から強制開極させる。２つのリレー接点装置は、前記各電路に前記主接点装置と直列に介在するリレー可動接点およびリレー固定接点を有する。１つの電磁石装置は、外部信号により前記リレー可動接点を前記リレー固定接点に接離させる可動鉄心を有する。前記主可動接点と前記主固定接点と前記リレー可動接点と前記リレー固定接点とは、前記器体の前記両側面を結ぶ方向に分割されて並ぶ２つの消弧室に各極毎に収納されている。

上記構成において、前記主接点装置が前記電磁石装置の上側に配設され、前記リレー接点装置が前記主接点装置に対して前記器体の両端を結ぶ方向の一方側に配設され、前記電磁石装置は、前記可動鉄心の動作方向が前記器体の両端を結ぶ方向としている。

上記構成において、前記電磁石装置は前記主接点装置側に永久磁石を有する有極型であり、かつ前記主接点装置と前記電磁石装置との間に鉄板を配設している。

上記構成において、前記主固定接点と前記リレー固定接点とを接続している。

上記構成において、前記主固定接点と前記リレー固定接点とを一枚の導板に固着している。

この発明のリモートコントロール式回路遮断器によれば、主接点装置とリレー接点装置とが分離され、主可動接点が主固定接点に接離し、リレー可動接点がリレー固定接点に接離するため、リレー接点装置側の接圧は小さくすることができるので、大きな電磁石装置を使用する必要がない。このため、１極分の幅寸法で2極型にすることが容易となる。特に、主可動接点と主固定接点とリレー可動接点とリレー固定接点とは、各極毎に前記器体の両端方向に対して直交する幅方向で分割した各消弧室に共に配設しているので、各極毎に器体の幅方向に同時に主接点装置とリレー接点装置とを収納することとなり、器体が大きくなるのを極力抑えることができる。

前記主接点装置と前記リレー接点装置と前記電磁石装置とを、それぞれ相対位置関係からみて、前記主接点装置が前記器体の上側に配設され、前記リレー接点装置が前記主接点装置に対して前記器体の両端方向の一方側に配設され、前記電磁石装置が前記主接点装置に対して前記器体の下側に配設され、前記電磁石装置は、前記可動鉄心の動作方向が前記器体の両端を結ぶ方向とすると、２つの電路の並び方向に跨がって電磁石装置を配置することができるので電磁石装置を小さくすることがなく、大きい駆動力で２つのリレー可動接点を同時に駆動することができ、リレー可動接点をリレー固定接点に十分な接圧で接離させることができる。この際、電磁石装置の可動鉄心が動作する器体の両端方向の一方側にリレー接点装置が位置しているので、リレー接点装置を電磁石装置に駆動させ易くすることができる。

前記電磁石装置は前記主接点装置側に永久磁石を有する有極型であり、かつ前記主接点装置と前記電磁石装置との間に鉄板を配設したため、永久磁石の磁束に主接点装置に流れる電流の向きによる磁束が重畳して永久磁石の磁束が弱くなったり強くなったりする影響を回避することができる。

前記主固定接点と前記リレー固定接点とを接続すると、主接点装置とリレー接点装置とを各固定接点同士で直列接続するので、主接点装置とリレー接点装置との電路が動いて断線するようなことがなく、接続信頼性が良い。

前記主固定接点と前記リレー固定接点とを一枚の導板に固着するため、各固定接点間をリード線で接続する必要がなく、各固定接点間の接続点を少なくすることができ、接続点の接続信頼性が更に向上するとともに、接続不良に伴う温度上昇を少なくできる。

本発明の一実施の形態の２極型のリモートコントロール式回路遮断器を図１から図２４により説明する。器体１は側面が開口したケース２と、その開口を塞ぐ側面カバー３と、入力側中仕切り部材４および出力側中仕切り部材５とからなっている。入力側中仕切り部材４および出力側中仕切り部材５は、器体１の両端において、ケース２と側面カバー３との間に介在され、器体１の幅方向すなわち器体１の両側面を結ぶ方向の中間を仕切る。

器体１内の電路は各極ごとに、入力側端子６、可撓電線導体１１、異常電流検出装置７、可撓電線導体１２、主接点装置８、リレー接点装置９、可撓電線導体１３および出力側端子１０で構成されている。各電路は器体１の両端を結ぶ方向に延び、器体１の幅方向に並設されるように中仕切り部材４、５で仕切られたスペースにそれぞれ配設されている。

開閉・トリップ機構３０および電磁石装置３１は各極に共用され、器体１の両端を結ぶ方向の中央部すなわち中仕切り部材４、５間に配設されている。開閉・トリップ機構３０はケース２に設けられた絶縁隔壁３２の上側に配置され、電磁石装置３１は絶縁隔壁３２の下側に配置されている。

開閉・トリップ機構３０は主にハンドル１４、リンク１５、レバー１６、可動枠１７、開極ばね１９、引外し部材２０で構成されている。ハンドル１４は軸１４ａが器体１のケース２および側面カバー３間に回動自在に軸支されており、ケース２の上面に形成された開口１８から一部が突出している。反転リンク１５は一端がハンドル１４に連結され、他端がレバー１６の支点となる中間部に連結されている。レバー１６の一端は引外し部材２０に係止し、他端は可動枠１７に係止する。可動枠１７は軸１７ａがケース２および側面カバー３間に回動自在に軸支されている。開極ばね１９は可動枠１７とケース２内に設けたばね受け２１との間に圧縮介在され、可動枠１７を図１で時計回りに付勢している。引外し部材２０は軸２０ａがケース２および側面カバー３間に軸支され、係止部２２がレバー１６の一端に係止する方向（図１で反時計回り）に復帰ばね２３により付勢されている。主接点装置８の主可動接触子８ａは、基端部が可動枠１７の凹部１７ｂに挿通され接点圧付与ばね３４により凹部１７ｂ内に保持されている。そして可撓電線導体１２と主接点装置８の主可動接触子８ａの基端部とが接続されている。

開閉・トリップ機構３０のオン状態は図１に示す状態であり、レバー１６の一端が係止部２２に係止した状態で、ハンドル１４により可動枠１７を回動させて開極ばね１９を圧縮し、その付勢力でハンドル１４を開口１８の縁部に係止している。オフ状態はオン状態のハンドル１４を図４に示すように反対側に操作した状態であり、ハンドル１４の回動に伴って反転リンク１５が反転し開極ばね１９の付勢力によって可動枠１７が時計回りに回動し可動接触子８ａがオフ動作するとともに、レバー１６が押し上げられる。オフ状態からオン動作はその反対の動作となる。トリップ状態はオン状態において、異常電流検出装置７の動作により引外し部材２０が復帰ばね２３に抗して時計回りに回動し、係止部２２がレバー１６から離脱するようにレバー１６を引き外す。そのため開極ばね１９の付勢力により可動枠１７が時計回りに回動してレバー１６を押し上げるとともに、可動接触子８ａをオフ動作させ、ハンドル１４がハンドル１４をオフ方向に付勢するばね（図示せず）によりオン位置との間の中立姿勢へと回動する。なおハンドル１４を中立姿勢の状態からオフ方向に操作すると、オフ状態にすることができる。

電磁石装置３１は、ラッチ型の有極電磁石を用いており、可動鉄心となるプランジャ３６の動作方向が器体１の両端を結ぶ方向となるように器体１内で横向きに配置され、図１７に示すように器体１の両側を結ぶ幅方向はケース２の内側面と側面カバー３の内側との間のスペースの全体を占めている。電磁石装置３１の構成を図２２に示す。コイル枠３７の中心にプランジャ３６を挿通し、コイル枠３７の外周にコイル３８を巻装している。固定鉄心となる一対の内ヨーク３９がコイル３８の上下両側に配置され、その各外側に固定鉄心となる略コ字形の一対の外ヨーク４０が配置され、外ヨーク４０と内ヨーク３９の中央部間にその両ヨークを異極化する永久磁石４１が介在され、さらにプランジャ３６の両端部で外ヨーク４０と内ヨーク３９の両端部間に接極板４２が設けられている。プランジャ３６の一端部にはリレー接点装置９のリレー可動枠４４が軸３６ａで連結されている。リレー可動枠４４は軸４４ａがケース２と側面カバー３との間に軸支されている。リレー可動枠４４の両側に凹部４４ｂを有し凹部４４ｂにリレー可動接触子９ａを挿通するとともに、リレー可動接触子９ａを接点圧付与ばね４５で保持している。そしてリレー可動接触子９ａと出力側端子１０とが可撓電線導体１３で接続されている。またプランジャ３６の一端部にリレー可動枠４４を介して対向したスイッチ４７を有するプリント基板４９を配設し、他端部に対向してスイッチ４８を有するプリント基板５０を配設している。プランジャ３６の一端部でリレー可動枠４４を回動しリレー可動枠４４のスイッチ押圧部４４ｃでスイッチ４７を押し、プランジャ３６の他端部でスイッチ４８を直接押すようにしている。いずれのスイッチ４７、４８もプランジャ３６の端部でスイッチ４７、４８を押して電流を停止するように回路構成する。プリント基板４９、５０には交流を整流してコイル３８に通電するための一対のダイオードおよびサージ吸収素子を実装し、プリント基板４９、５０およびコイル３８間はリード線５２により配線されている。

図２２はプランジャ３６をオンにしたオン状態であり、永久磁石４１によりプランジャ３６の一端部を外部に突出した状態にラッチしている。図２３はプランジャ３６のオフ状態であり、コイル３８に一方向に通電することによりプランジャ３６を反対側に動作させ、かつ永久磁石４１によりラッチしている。コイル３８に上記と反対向きに通電すると、オフ状態からオン状態になる。

図２４はコイル３８の給電回路図である。一対の逆並列のダイオードＤ１、Ｄ２は整流用であり、これらの一端にスイッチ４７、４８が図のように接続され、他端に遠隔スイッチＳＷを接続している。Ｚはサージ吸収素子である。図（ａ）はプランジャ３６のオフ状態からのオン動作を示している。すなわち遠隔スイッチＳＷをダイオードＤ１側がオンでダイオードＤ２側がオフとなるように操作すると、スイッチ４７は常閉接点ＮＣが閉じているので矢印のようにコイル３８を半波整流が流れる。これにより、プランジャ３６は駆動されて、スイッチ４８を押した状態から離れ、ついでスイッチ４７、４８が共に離れた状態となり、つぎにスイッチ４７を押した状態に至る。スイッチ４８を押した状態から離れると、接点は常開接点ＮＯから常閉接点ＮＣに切り替わる。スイッチ４７を押すと常閉接点ＮＣが開き常開接点ＮＯが閉じ、これによりコイル３８の通電が停止するとともに図（ｃ）の状態になる。図（ｂ）はコイル３８を流れる電流波形図である。図（ｃ）はプランジャ３６のオン状態からのオフ動作を示している。すなわち遠隔スイッチＳＷをダイオードＤ２側がオンでダイオードＤ１側がオフとなるように上記と反対に操作すると、スイッチ４７は常開接点ＮＯが閉じ、スイッチ４８は常閉接点ＮＣが閉じているので矢印のように上記と反対向きにコイル３８を半波整流が流れる。各スイッチ４７、４８に１／２ずつ電流が流れる。これにより、プランジャ３６はオフ側に駆動されて、スイッチ４７を押した状態から離れ、ついでスイッチ４７、４８が共に離れた状態となり、つぎにスイッチ４８を押した状態になる。スイッチ４７を押した状態から離れると、接点は常開接点ＮＯから常閉接点ＮＣに切り替わる。スイッチ４８を押すと常閉接点ＮＣが開き常開接点ＮＯが閉じ、これによりコイル３８の通電が停止するとともに図（ａ）の状態になる。図（ｄ）はそのコイル３８の電流波形図を示している。

なお、リレー可動枠４４には表示用レバー５４がケース２の上端部に向かって延出している。ケース２の上端部にはハンドル用の開口１８に隣接して表示用開口５５が形成され、その内側にリレーの状態表示用の表示体５６の軸部５６ａがケース２と出力側中仕切り部材５間に軸支されている。表示体５６には係合部５６ｂが切欠形成され、表示用レバー５４の上端部が係合部５６ｂに係合している。プランジャ３６の動作によりリレー可動枠４４がオンまたはオフに回動するのに伴って表示体５６が回動し、表示体５６に表したＯＮまたはＯＦＦの表示が開口５５に現れる。

つぎに、主接点装置８とリレー接点装置９と電磁石装置３１との配置関係において、主接点装置８が器体１の上側に配設され、リレー接点装置９が主接点装置８に対して器体１の両端方向の出力側遠隔制御端子９０側に配設され、電磁石装置３１が主接点装置８に対して器体１の下側に配設されている。この場合、主接点装置８と電磁石装置３１の永久磁石４１との間の外ヨーク４０は主接点装置８を流れる電流による磁束の永久磁石４１への影響を回避する磁性体例えば鉄板の役割を兼用する。また各極の主接点装置８とリレー接点装置９は、器体１内の開閉・トリップ機構３０および電磁石装置３１の出力側端子１０側スペースに配置されている。主接点装置８は、主可動接点６０を先端側に固着した主可動接触子８ａと、主固定接点６１を先端側に固着するととともに基端側を主可動接触子８ａの基端側に対向する形で延出させた主固定接触子８ｂとを有する。リレー接点装置９は、先端側にリレー固定接点６２を固着したリレー固定接触子９ｂと、リレー可動接点６３を先端側に固着するとともに基端側をリレー固定接触子９ｂの基端側とは、例えば反対方向に延出させたリレー可動接触子９ａとを有する。そして、主固定接点６１およびリレー固定接点６２が主可動接点６０およびリレー可動接点６３よりも電磁石装置３１側となるように、各々配設されている。

主可動接点６０と主固定接点６１の組、およびリレー可動接点６３とリレー固定接点６２の組が図１に示すように横並びに隣接配置され、器体１の両側部を結ぶ方向に分割して並ぶように器体１のケース２および中仕切り部材５内にそれぞれ形成した各極毎の消弧室６４に共に収納されている。主固定接点６１とリレー固定接点６２の配置関係は、主固定接点６１が器体１の上下方向のうちの上方に向き、リレー固定接点６２は器体１の両端方向のうちの出力側端子１０のある方向に向けている。各極の消弧室６４の排気孔６４ａは器体１の上面と出力側の端面とのコーナ部に形成している。

各極の主接点装置８とリレー接点装置９の接続関係について、各極の主接点装置８とリレー接点装置９とはアーク駆動体６６で電気的に接続している（図１５参照）。アーク駆動体６６は、主固定接触子８ｂの基端側から主可動接触子８ａの基端側を横切るように主可動接触子８ａの側方を通過して主固定接触子８ｂと反対側に延出する連結片６７と、この連結片６７から主可動接触子８ａに対向する形で主可動接触子８ａの先端側に向って略平行に延出するアーク駆動片６８とを有する。さらにアーク駆動片６８の先端部にリレー固定接触子９ｂの基端部を接続している。これにより、アーク駆動体６６を介して主固定接点６１とリレー固定接点６２とが接続される。主固定接触子８ｂ、連結片６７、アーク駆動片６８およびリレー固定接触子９ｂは一枚の導板によりプレス成形されかつ折曲され、主固定接点６１とリレー固定接点６２とをその導板に固着している。この場合、リレー固定接触子９ｂのリレー固定接点６２の表面が、主接点装置８の固定接点６１側とは反対側となるように固着され、またリレー固定接触子９ｂの基端部側の主接点装置８側には鉄板７０を取着している。さらに主固定接点６１の回りのリレー固定接触子９ｂ、鉄板７０、アーク駆動片６８、連結片６７および主固定接触子８ｂの主固定接点６１に向く表面を、主固定接点６１に対して覆うように形成されて消弧室６４の内壁を形成する絶縁体９５をアーク駆動体６６に配設している。またリレー可動接触子９ａは、リレー可動接点６３を固着した位置から先端側に延出する延出片６９が形成され、鉄板７０にはその両側から延出片６９側に折曲した両側片７０ａが形成され、両側片７０ａに対向する例えば鉄製の磁性体７１が延出片６９に取着されている。

ここで、主接点装置８とリレー接点装置９の動作状態を説明する。図１、図２および図４から図７はリレー可動接点６３がともにオン状態のままでハンドル１４を操作することによりオン、オフまたはトリップした状態である。図８から図１１はリレー接点装置９がオフ状態で主接点装置８がオンまたはオフの状態を示している。

器体１の各極において、異常電流検出装置７は、図１３に示すように、短絡電流の回りに発生する磁束により固定側磁性体７５ｂに対して電磁吸引動作する可動側磁性体７５ａを有する短絡検出手段７５と、バイメタルを用いた過電流検出手段７６からなっている。一極においては、入力側中仕切り部材４に設けた軸７８に動作レバー７７の中間部が軸支され、可動側磁性体７５ａまたはバイメタルに押されて動作レバー７７が時計回りに動作する。動作レバー７７がリンク７９を介して引外し部材２０に連結されており、短絡検出または過電流検出で動作レバー７７が動作すると引外し部材２０を復帰ばね２３に抗して時計回りに回動させレバー１６を引外し動作させる。他極においては、異常電流検出装置７の可動側磁性体７５ａおよびバイメタルに押圧される２つの動作レバー部７７ａが引外し部材２０に設けられている。

また各極において、電路の入力側端子６は器体１の両端方向の一端に配設され、主幹ブレーカ（図示せず）に接続されたバー（図示せず）に接触するプラグイン端子であり、バーに器体１の一部を嵌め込むため器体１の端部に溝８０を形成し、溝８０内に入力側端子６を配置している。出力側端子１０は電線導体８５を速結する鎖錠ばね８２を用いた速結端子であり、ケース２に形成した電線導体挿入孔８３の内側に配置され、解錠部材８４で解錠可能にしている。解錠部材８４は中間部に孔８４ｂを有し、孔８４ｂを軸９８が貫通し、軸９８の両端が出力側中仕切り部材５を通してケース２と側面カバー３とに支持され、これにより解錠部材８４が軸支されている。解錠部材８４の下端部は一部が鎖錠ばね８２に載り、また電線導体挿入孔８３より鎖錠ばね８２を通過した電線導体８５の先端に係合する係合片８６を設けている。解錠部材８４の上端部はケース２に形成した排気孔６４ａの一部より露出し、上端部の露出した部分に表示部８４ａを設けている。表示部８４ａは電線導体８５に押されていない状態では排気孔６４ａの器体１のハンドル側縁部に位置し、電線導体８５の先端で係合片８６を押動して反時計回りに回動することにより、解錠部材８４の表示部８４ａがケース２の排気孔６４ａ内を図２０から図２１に示すように少し移動し、表示部８４ａの表示面（斜線部分）を露出させる。これにより電線導体８５が確実に挿入されたことが表示される。

電磁石装置３１の遠隔制御端子９０は器体１の一端面の出力側端子１０の下側に設けられ、プリント基板４９に端部が実装されている。

本発明の一実施の形態のリモートコントロール式回路遮断器のオン状態の断面図である。 その平面図である。 分解斜視図である。 オフ状態の断面図である。 その平面図である。 トリップ状態の断面図である。 その平面図である。 リレー接点がオフ状態の断面図である。 その平面図である。 主接点およびリレー接点がオフ状態の断面図である。 その平面図である。 オン状態の外観斜視図である。 異常電流検出装置の側面図である。 電磁石の断面図である。 アーク駆動導体の分解斜視図である。 可動接触子およびリレー可動接触子が接触した状態の側面図である。 図４のＡ−Ａ線断面図である。 器体の部分破断図である。 器体の出力側端面図である。 器体の出力側の部分平面図である。 電線導体を接続した状態の解錠部材の動作を示す部分平面図である。 オン状態の電磁石装置の断面図である。 そのオフ状態の断面図である。 電磁石装置のオン、オフ状態の回路図および電流波形図である。

符号の説明

１ 器体
６ 入力側端子
８ 主接点装置
８ａ 主可動接触子
８ｂ 主固定接触子
９ リレー接点装置
９ａ リレー可動接触子
９ｂ リレー固定接触子
１０ 出力側端子
１４ ハンドル
３０ 開閉・トリップ機構
３１ 電磁石装置
３６ プランジャ
３９ 内ヨーク
４０ 外ヨーク
６０ 主可動接点
６１ 主固定接点
６２ リレー固定接点
６３ リレー可動接点
６４ 消弧室
６６ アーク駆動体

Claims (5)

1. 両端面に配設された２極の入出力端子を有し前記入出力端子間にそれぞれ電路を有し各電路が前記器体の両側面を結ぶ方向に並設された器体と、前記各電路に介在する主可動接点および主固定接点を有した２つの主接点装置と、前記器体の上面に配設されるハンドルを有し前記ハンドルの開閉操作により各主可動接点を前記主固定接点に接離させるとともに異常電流が流れると前記各主可動接点を前記主固定接点から強制開極させる開閉・トリップ機構と、前記各電路に前記主接点装置と直列に介在するリレー可動接点およびリレー固定接点を有した２つのリレー接点装置と、外部信号により前記リレー可動接点を前記リレー固定接点に接離させる可動鉄心を有する１つの電磁石装置とを備えたリモートコントロール式回路遮断器において、
   前記主可動接点と前記主固定接点と前記リレー可動接点と前記リレー固定接点とは、前記器体の前記両側面を結ぶ方向に分割されて並ぶ２つの消弧室に各極毎に収納されていることを特徴とするリモートコントロール式回路遮断器。
2. 前記主接点装置が前記電磁石装置の上側に配設され、前記リレー接点装置が前記主接点装置に対して前記器体の両端を結ぶ方向の一方側に配設され、前記電磁石装置は、前記可動鉄心の動作方向が前記器体の両端を結ぶ方向とした請求項1記載のリモートコントロール式回路遮断器。
3. 前記電磁石装置は前記主接点装置側に永久磁石を有する有極型であり、かつ前記主接点装置と前記電磁石装置との間に鉄板を配設した請求項２記載のリモートコントロール式回路遮断器。
4. 前記主固定接点と前記リレー固定接点とを接続した請求項１から請求項３のいずれか一項記載のリモートコントロール式回路遮断器。
5. 前記主固定接点と前記リレー固定接点とを一枚の導板に固着した請求項４記載のリモートコントロール式回路遮断器。
   
   

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