JP5617782B2 - 多極回路遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、回路遮断器、特に１極分の開閉機構および過電流引きはずし素子を具備した単極用遮断器を複数個積層した多極回路遮断器に関し、詳しくは、単極用遮断器の動作に連動した複数のスイッチを内蔵する付属装置を当該単極用遮断器の側面に配設した多極回路遮断器に関するものである。

複数、例えば２組のスイッチでは、ｃ接点出力となる端子に接続されたそれぞれの板バネが、それぞれの回動部材を介して、ａ接点出力またはｂ接点出力となる固定接触子に、回路遮断器の動作に応じて、接離を繰り返しているが、このとき、回路遮断器の開閉機構部、または操作ハンドルに連動した一方の回動部材は補助スイッチとして機能し、他方の回動部材はＯＦＦ操作における、その回動の非拘束あるいは拘束によって、同様に補助スイッチあるいは警報スイッチとして、それぞれ機能している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２４３２６４号公報（第８頁第４０行〜第４９行）

従来の付属装置では、その接点出力として板バネを用いていたことから、その回動部材の大形化が避けられなかった。そのため、回動部材毎に、その回動中心を配設せねばならず、部品のコストダウンあるいは機構のコンパクト化の弊害となっていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、回動部材の小形化および機構のコンパクト化を図った付属装置を備えた多極回路遮断器を得ることを目的とするものである。

この発明に係る多極回路遮断器は、単極用遮断器の接点の導通および非導通を外部に知らしめる一方の補助信号出力と、単極用遮断器が過電流引きはずし動作したことを外部に知らしめる警報信号出力とを備え、一方の補助信号出力および警報信号出力は、マイクロスイッチとこのマイクロスイッチの内部接点を切り換えるアクチュエータ、およびマイクロスイッチの内部接点と電気的に接続される端子とでそれぞれ構成され、さらに、一方の補助信号出力のアクチュエータは、第一の回動部材と当接し、警報信号出力のアクチュエータは、第二の回動部材と当接し、第一の回動部材は、単極用遮断器の操作ハンドルの位置に応じてベースに設けた固定ピンを回動中心として回動し、第二の回動部材は、第一の回動部材の変位に、拘束部材により拘束されていないときに同じ固定ピンを回動中心として追従し、かつ、第二の回動部材が拘束部材により拘束されているときに、その拘束を解除できる解除部材を備えるとともに、この解除部材をベースに係合させ、拘束部材が第二の回動部材を常に拘束しないようにしたことで、警報信号出力を他方の補助信号出力として機能せしめた付属装置を複数個積層した単極用遮断器の側面に配設したものである。

この発明は以上説明したように、付属装置を構成する部品の小形化および削減を図った安価な多極回路遮断器を提供することができる。

この発明の実施の形態１および２における、単極用遮断器の左側面に付属装置を取り付けた多極回路遮断器の外観斜視図である。 この発明の実施の形態１における付属装置の内部構造図である。 この発明の実施の形態２における付属装置の内部構造図である。

実施の形態１．
図１は複数個（この場合は２個）積層した単極用遮断器１５１の左側面に付属装置１０１を取り付けた多極回路遮断器の外観斜視図、図２は付属装置１０１のカバー２を外し、図１紙面上Ａ方向から見た内部構造図であり、（ａ）はＯＦＦ状態を、（ｂ）はＯＮ状態を、（ｃ）はトリップ状態を、それぞれ表している。

図１において、電路の過電流を検出したとき、開閉機構部を開動作させ、過電流を遮断する周知の単極用遮断器１５１の操作ハンドル５１と付属装置１０１のハンドル１は図示しないピンなどによって連結されており、操作ハンドル５１の手動によるＯＮおよびＯＦＦ操作にハンドル１が連動している。また、単極用遮断器１５１のフタ５２は左側面にも設けられており、このフタ５２を外し、ラッチ同士、すなわち、カバー２より突出するラッチ３（図２参照）を単極用遮断器１５１の図示しないラッチと組み合わせることで、開閉機構部の過電流引き外し動作に伴うラッチの変位がラッチ３に伝わり、付属装置１０１は単極用遮断器１５１と同様、トリップ状態となり、後述するリセットつまみ１７ｄが、紙面上、上方向に移動する。なお、紙面上、上側が電源側端子５３、下側が負荷側端子５４であることから、操作ハンドル５１およびハンドル１はＯＦＦ状態を示しているが、このときトリップボタン４を押下すれば、上述したトリップ状態が再現できる。

続いて、図２に基づき、付属装置１０１の機能を説明する。電源側端子５３の隣極に相当する位置に、補助信号出力（以下、ＡＸと称す）となる端子ＡＸｃ、ＡＸａ、ＡＸｂが紙面上、上から配列されており、これら端子は、ＡＸ用マイクロスイッチ５のコモン（以下、Ｃと称す）端子５ｃ、ノーマルクローズ（以下、ＮＣと称す）端子５ｂ、ノーマルオープン（以下、ＮＯと称す）端子５ａ、にそれぞれ図示しないリード線により接続されている。一方、負荷側端子５４の隣極に相当する位置に、警報信号出力（以下、ＡＬと称す）となる端子ＡＬｃ、ＡＬａ、ＡＬｂが紙面上、上から配列されており、これら端子は、ＡＬ用マイクロスイッチ６のＣ端子６ｃ、ＮＯ端子６ａ、ＮＣ端子６ｂ、にそれぞれ図示しないリード線により接続されている。

これらＡＸ用マイクロスイッチ５およびＡＬ用マイクロスイッチ６の押しボタン５ｄおよび６ｄは、それぞれ、ＡＸ用アクチュエータ７およびＡＬ用アクチュエータ８によって操作されることで、その内部接点が切り換わり、端子ＡＸｃ、ＡＸａ、ＡＸｂ、およびＡＬｃ、ＡＬａ、ＡＬｂを介して使用者側にて配線されるＡＸおよびＡＬ表示（音声あるいはブザーなど）が変化する。すなわち、ＯＦＦ状態である（ａ）では、５ｃ−５ａ間が導通することで、ＡＸｃ−ＡＸｂ間を、また、６ｃ−６ｂ間が導通することで、ＡＬｃ−ＡＬｂ間を、それぞれ活用して、「投入されていない」および「トリップしていない」という当該多極回路遮断器の状態（以下、情報）を使用者は知り得ることができる。ＯＮ状態である（ｂ）では、５ｃ−５ｂ間が導通することで、ＡＸｃ−ＡＸａ間を、また引続きＡＬｃ−ＡＬｂ間を、それぞれ活用して、「投入された」および「トリップしていない」という情報を使用者は知り得ることができる。トリップ状態である（ｃ）では、再び５ｃ−５ａ間が導通することで、ＡＸｃ−ＡＸｂ間を、また、６ｃ−６ａ間が導通することで、ＡＬｃ−ＡＬａ間を、それぞれ活用して、「投入されていない」および「トリップした」という情報を使用者は知り得ることができる。

次に、本発明の要部となるＡＸ用アクチュエータ７およびＡＬ用アクチュエータ８の動作過程を、ＯＦＦからＯＮ、ＯＮからトリップ、トリップからＯＮの順に説明する。前述したように、操作ハンドル５１のＯＮ操作に伴い、ベース９のハンドル用固定ピン９ａに嵌入されたハンドル１が、このハンドル用固定ピン９ａを回動中心として時計方向に追従するが、このとき、ハンドル１にリンクピン１０で連結されたリンク１１の相対向する面を横貫するラッチピン１２が、引きバネ１３によって係着されたラッチ３とＡＸアーム１４（第一の回動部材）によって形成される「見かけ上のＵ字部の底」に位置することから、ＡＸアーム１４はＡＸメインバネ１５による時計方向の付勢力に抗して、ラッチ３とともにアーム用固定ピン９ｂを回動中心として反時計方向に回動を始める。

このＡＸアーム１４の反時計方向の回動により、第一凸部１４ａがＡＸ用アクチュエータ７と当接し、ＡＸ用アクチュエータ７はヒネリバネ１６による反時計方向への付勢力に抗して、アクチュエータ用固定ピン９ｃを回動中心として時計方向に回動する。一方、リンクピン１０は、ハンドル用固定ピン９ａとラッチピン１２を結ぶ線上に位置（このことを、以下、力線と呼ぶ）したのち、さらにハンドル１の回動により力線を越える、つまり、紙面上、ハンドル用固定ピン９ａとラッチピン１２を結ぶ線より上側に位置すると、ＡＸメインバネ１５の付勢力が、ハンドル１を時計方向へ回動せしめるよう働くため、ＡＸアーム１４を（ｂ）で示す位置に保持、すなわちＯＮ状態を保持させ、前述したようにＡＸ表示が変化する。

このＯＦＦからＯＮに関し、やはりアーム用固定ピン９ｂを回動中心とするＡＬアーム１７（第二の回動部材）は、その位置をほとんど変えていないことは、前述したＡＬ用マイクロスイッチ６の機能説明より明らかであるが、（ａ）と（ｂ）では、ＡＬアーム１７の第一凸部１７ａがトリップバー１８（拘束部材）に係合しているか否かの違いがある。これは前述したＯＮ操作の過程で、力線を越えるとハンドル１が、トリップバー用固定ピン９ｅを回動中心とするトリップバー１８の第一凸部１８ａに当接することで、押しバネ１９により時計方向に付勢されているトリップバー１８を反時計方向に回動せしめるためである。なお、ＡＬアーム１７はＡＬメインバネ２０により時計方向に付勢されているが、トリップバー１８との係合が解除される前、換言すると、第一凸部１８ａがハンドル１に当接するより前に、ＡＸアーム１４の第二凸部１４ｂがＡＬアーム１７に当接することで、その時計方向の回動を防いでいる。

なお、ＯＮからＯＦＦについては、前述したＯＦＦからＯＮの逆、すなわち、リンクピン１０が力線を下回れば、直ちにラッチ３およびＡＸアーム１４はＡＸメインバネ１５により時計方向に回動するが、このとき、力線に到達する前に押しバネ１９によりトリップバー１８は元の位置（ＯＦＦの位置）に戻るため、第一凸部１７ａと再び係合することで、第二凸部１４ｂによる拘束が解除されても、なお引続きＡＬアーム１７は、ほぼその位置に留まることになる。つまり、ＡＬアーム１７は、ＯＦＦ状態ではトリップバー１８によって、またＯＮ状態ではＡＸアーム１４によって、それぞれその動きが拘束されることで、ＯＮおよびＯＦＦ、換言すればトリップ以外では作動が必要ないＡＬ用アクチュエータ８のヒネリバネ２１の付勢力による、その反時計方向の回動を防いでいる。

続いて、過電流が流れて、単極用遮断器１５１がトリップした場合の、この付属装置１０１の動作、すなわちＯＮからトリップの動作を説明する。前述したように、単極用遮断器１５１の開閉機構部の過電流引き外し動作に伴う図示しないラッチの変位がラッチ３の係合ピン３ａを介して伝わり、ラッチ３は時計方向に回動する。すると、「見かけ上のＵ字部」の形態が崩れることで、ラッチピン１２による拘束が解かれたＡＸアーム１４も直ちに時計方向に回動し、この回動に伴い、第三凸部１４ｃに当接するラッチ３も引続き時計方向に回動する。一方、操作ハンドル５１の反時計方向への回動にハンドル１も追従することから、このハンドル１との当接が解かれたトリップバー１８は時計方向に回動するが、この回動より前に、第二凸部１４ｂとの当接が解かれたＡＬアーム１７は既に回動を始めていることから、「ＯＮからＯＦＦ」の項で述べた第一凸部１７ａとトリップバー１８の係合は行われない。したがって、ＡＸ用アクチュエータ７の反時計方向への回動とともに、ＡＬアーム１７が第二凸部１４ｂに当接するまで回動することでＡＬ用アクチュエータ８もアクチュエータ用固定ピン９ｄを回動中心として反時計方向に回動し、前述したようにＡＸおよびＡＬ表示が変化する。

なお、前述したように、ラッチ３は引きバネ１３によりＡＸアーム１４に係着されていることから、再び「見かけ上のＵ字部」の形態が現れ、ハンドル１の反時計方向への回動に伴い移動してくるラッチピン１２を捕捉、つまり、（ｃ）に示すように、再び、その底部にラッチピン１２が位置することになる。また、ＡＬアーム１７にはベース９に設けた表示窓９ｆから臨める表示部１７ｃを具備しており、この状態、すなわち表示部１７ｃが現れたことでも、使用者は当該多極回路遮断器がトリップしたことを知り得ることができるようになっている。つまり、これまでの説明で明らかなように、（ａ）で示したＯＦＦと、この（ｃ）で示したトリップとでは、ＡＬアーム１７およびこのＡＬアーム１７に従動するＡＬ用アクチュエータ８を除く各回動部材の位置は変わらない。

過電流トリップの原因を取り除いたのち、再び当該多極回路遮断器を配設した電路を導通、すなわち、このトリップからＯＮに至る単極用遮断器１５１の動作に伴う、付属装置１０１の動作については、前述したように、ハンドル１、ひいては操作ハンドル５１の位置がＯＦＦと同じであることから、前述したＡＬ用アクチュエータ８およびＡＬアーム１７の回動が加わる以外は、先に説明した「ＯＦＦからＯＮ」と同じである。つまり、第二凸部１４ｂに当接しているＡＬアーム１７が、ＡＸアーム１４の反時計方向の回動に追従することで、第二凸部１７ｂがＡＬ用アクチュエータ８と当接し、このＡＬ用アクチュエータ８をヒネリバネ２１による反時計方向への付勢力に抗して時計方向に回動させることが加わり、この結果、「ＯＦＦからＯＮ」で説明したＡＸ表示と、ＡＬアーム１７およびＡＬ用アクチュエータ８が第二凸部１４ｂに拘束されることによるＡＬ表示が、それぞれ変化することで、トリップ状態からＯＮ状態への移行を確認することができる。なお、ＡＬアーム１７の回動過程において、一旦はトリップバー１８と係合するが、直ちにその係合が解除されることは、「ＯＦＦからＯＮ」の項で述べた通りである。

なお、過電流トリップの原因を取り除くまでは、当然ながらＡＬ表示は変化しないため、場合によっては、使用者側にて設置された音声やブザーが鳴り続けることが考えられる。これを解消するにあたり、原因を取り除く前に、前述したＯＮ操作を施すことは得策とは言い難い。特に、本発明を適用する多極回路遮断器は、これまでの説明でも明らかなように、トリップとＯＦＦにおける操作ハンドル５１の位置が同じであることから、単極用遮断器１５１に対しての何らかの操作は期待できない。そこで、前述した、付属装置１０１におけるトリップとＯＦＦの違いに着目し、ＡＬアーム１７をトリップバー１８に係合、すなわち（ａ）に示すＯＦＦ状態を形成するために、表示部１７ｃの先端に表示窓９ｆより突出するリセットつまみ１７ｄを具備させた。（ｃ）において、このリセットつまみ１７ｄを反時計方向に回動させれば、「トリップからＯＮ」で説明した第二凸部１４ｂに代わって、ＡＬ用アクチュエータ８の時計方向への回動およびそれに伴うトリップバー１８との係合が図れ、ＡＸ表示は不動のままＡＬ表示のみを変化させることができる。換言すると、リセットつまみ１７ｄによってＡＬアーム１７を回動させることが「トリップからＯＦＦ」に相当する。

一方で、使用者側にて配線されるＡＸ表示およびＡＬ表示を確認、いわゆるシーケンスチェックを行うにあたり、ＡＸ表示については、当該多極回路遮断器のＯＮおよびＯＦＦ操作を行うことで容易に実現できるが、ＡＬ表示については、本発明を適用する多極回路遮断器がトリップボタンを備えていない場合が多いことから、やはり単極用遮断器１５１に対しての何らかの操作は期待できない。だからと言って、電路にわざわざ過電流を流すことは言うまでもなく現実的とは言い難い。そこで、（ａ）に示すように、トリップバー１８とＡＬアーム１７が唯一係合するＯＦＦ状態に着目し、トリップバー１８の近傍に、押しバネ２２により紙面上、上方向に付勢されるトリップボタン４（解除部材）を配設した。このＯＦＦ状態で、トリップボタン４を押下すると、斜面４ａが第二凸部１８ｂに当接し、なお押下を続けると、トリップバー用固定ピン９ｅを回動中心としてトリップバー１８は反時計方向に回動するので、拘束が解除されたＡＬアーム１７が時計方向に回動し、「ＯＮからトリップ」で述べたようにＡＬ表示が変化することで、使用者はそのシーケンスチェックを行うことができる。つまり、（ａ）と（ｃ）は、トリップボタン４あるいはリセットつまみ１７ｄを操作することで、互いの状態を容易に実現させることができる。

このように、ＡＸおよびＡＬを、マイクロスイッチおよびこのマイクロスイッチの内部接点を切り換えるアクチュエータを介して表示させるようにしたので、単極用遮断器の動作をアクチュエータに伝達させる各回動部材の小形化が図れる。よって、これら各回動部材の回動中心を一箇所にまとめることができたので、機構のコンパクト化はもとよりその耐久信頼性も高めることが可能となる。

実施の形態２．
特許文献１では、１組のＡＸと１組のＡＬの組み合わせ、もしくは２組のＡＸの組み合わせが選択できる付属装置であったが、この選択を同様に実現させることを実施の形態２として説明する。なお、図３はこの実施の形態２における図２相当図である。

図３において、紙面上、右側にＡＸとなる端子ＡＸｃ、ＡＸａ、ＡＸｂが配列されていることは実施の形態１と同様であるが、左側もＡＸとなる端子ＡＸｃ、ＡＸｂ、ＡＸａが配列されており、これら端子は、ここではＡＸ用となるマイクロスイッチ６のＣ端子６ｃ、ＮＯ端子６ａ、ＮＣ端子６ｂ、にそれぞれ図示しないリード線により接続されている。なお、左側の端子配列が、ＡＬ時（実施の形態１）は上からｃ・ａ・ｂに対し、このＡＸ時はｃ・ｂ・ａとなるのは、端子同士のリード線による接続は活かしつつ２組のＡＸへの切換を実現させることに他ならない。

その切換であるが、図２の（ａ）（ｂ）（ｃ）を見比べると明らかなようにＯＦＦ時における、ＡＸ用アクチュエータ７と、ここではＡＸ用となるアクチュエータ８の位置が唯一異なっていることから、このアクチュエータ８の時計方向への回動を解除すべく、ここではＡＸ用となるアーム１７とトリップバー１８を非係合とすることで実現させた。すなわち、図３に示すように、トリップボタン４の押下により凸部４ｂと第二凸部１８ｂの当接状態を保持させることで、アーム１７とトリップバー１８の係合ポイントに対しトリップバー１８を若干、反時計方向に回動させておけば、ＯＮからＯＦＦへの移行に際し、実施の形態１で説明したようなアーム１７の拘束継続はなされない。ただし、やはり実施の形態１で説明したように、トリップボタン４は押しバネ２２により上方向に付勢されているため、この付勢力を抑えるために、トリップボタン４にスナップ部４ｃおよびベース９に係合孔９ｇ（図１も参照）を設けた。これにより、トリップボタン４の押下でスナップ部４ｃが係合孔９ｇに係合され、前述した「当接状態」が保持されることになる。

この押下および係合により、ＯＮおよびトリップ状態では、前述した通り、この付属装置１０１に変化は見られないが、ＯＦＦ状態に限り、トリップバー１８とアーム１７の係合解除による、このアーム１７の時計方向の回動により、表示部１７ｃが表示窓９ｆに現れる。この表示部１７ｃは、実施の形態１では、「トリップ情報」として扱われていたが、ＡＬを具備しない、この実施の形態２では、「非導通情報」として扱われることになる。したがって、ＡＸ表示を２組、それぞれ独立させて活用できる、というメリットがある半面、この「非導通情報」だけでは、その非導通に至った経緯、すなわち、ＯＦＦ操作が施されたのか、それとも過電流トリップが発生したのか、は判別することはできない。よって、（ａ）と（ｃ）の各回動部材の位置は全く同一であるとともに、リセットつまみ１７ｄは、この場合、その機能を停止させることになる。

なお、係合孔９ｇに例えばドライバーなどを差し込み、スナップ部４ｃの係合を解除すれば、トリップボタン４は押しバネ２２の付勢力により元の位置、すなわち実施の形態１に示す位置に戻るため、左側を再度、ＡＬ端子として活用することができる。このように、１組のＡＸと１組のＡＬの組み合わせ、もしくは２組のＡＸの組み合わせが選択できることで、例えば、多極回路遮断器を配電盤などに設置工事時は、そのシーケンスチェックの融通性を高めるために２組のＡＸとて使用し、実通電後は、一方をＡＬとして活用する、といった使用者側のニーズに応じた付属装置を提供することが可能となる。しかも、その切換を、特別な切換部材を具備させることなく、既存の部品（本発明ではトリップボタン４）の形状などを一部工夫しただけで実現させたので、そのコストパフォーマンスも極めて高い。また、特許文献１のように、切換部材を具備することは、ＡＸ設定時であっても、トリップボタンが押下なされる状況を導出してしまうことを意味し、このため、押下による不作動をもって、異常と勘違いされるケースも考えられるが、本発明では、ＡＸ設定時には既にトリップボタン４はベース９との係合により、その機能を停止させているので、誤って押下なされる状況が導出されない、という副次的効果も期待できる。

４ トリップボタン、５ ＡＸ用マイクロスイッチ、
６ （ＡＬ用）マイクロスイッチ、７ ＡＸ用アクチュエータ、
８ （ＡＬ用）アクチュエータ、９ ベース、９ｂ アーム用固定ピン、
１４ ＡＸアーム、１７ （ＡＬ）アーム、１８ トリップバー、５１ 操作ハンドル、
１０１ 付属装置、１５１ 単極用遮断器。

Claims (1)

1. １極分の開閉機構および過電流引きはずし素子を具備した単極用遮断器を複数個積層し、かつ上記単極用遮断器の側面にカバーおよびベースから成る付属装置を配設した多極回路遮断器において、
   上記付属装置は、
   上記単極用遮断器の接点の導通および非導通を外部に知らしめる一方の補助信号出力と、
   上記単極用遮断器が過電流引きはずし動作したことを外部に知らしめる警報信号出力とを備え、
   上記一方の補助信号出力および警報信号出力は、マイクロスイッチとこのマイクロスイッチの内部接点を切り換えるアクチュエータ、および上記マイクロスイッチの内部接点と電気的に接続される端子とでそれぞれ構成され、
   上記一方の補助信号出力のアクチュエータは、第一の回動部材と当接し、
   上記警報信号出力のアクチュエータは、第二の回動部材と当接し、
   上記第一の回動部材は、上記単極用遮断器の操作ハンドルの位置に応じて上記ベースに設けた固定ピンを回動中心として回動し、
   上記第二の回動部材は、上記第一の回動部材の変位に、拘束部材により拘束されていないときに上記固定ピンを回動中心として追従し、
   かつ、上記第二の回動部材が上記拘束部材により拘束されているときに、その拘束を解除できる解除部材を備えるとともに、この解除部材を上記ベースに係合させ、上記拘束部材が上記第二の回動部材を常に拘束しないようにしたことで、上記警報信号出力を他方の補助信号出力として機能せしめたことを特徴とする多極回路遮断器。

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