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JP7126121B2 - 回路遮断器、及び分電盤 - Google Patents

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JP7126121B2
JP7126121B2 JP2018160888A JP2018160888A JP7126121B2 JP 7126121 B2 JP7126121 B2 JP 7126121B2 JP 2018160888 A JP2018160888 A JP 2018160888A JP 2018160888 A JP2018160888 A JP 2018160888A JP 7126121 B2 JP7126121 B2 JP 7126121B2
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Description

本開示は、回路遮断器、及び分電盤に関する。より詳細には、本開示は、過電流等の異常発生時に電路を強制的に遮断する回路遮断器、及び分電盤に関する。
従来、主接点を強制的に開極することにより回路遮断器を開放する引き外し装置が知られている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に記載の引き外し装置は、ハウジングに固定される固定鉄心と、固定鉄心に回動自在に支持される固定部材と、固定鉄心と対向するように固定部材に固定される可動鉄心と、固定鉄心と固定部材との間に装着される復帰ばねと、を備える。復帰ばねは、固定部材のストッパが固定鉄心に当接する方向に固定部材を付勢する。
特許文献1に記載の引き外し装置では、例えば、主接点が閉極した状態においてバイメタルの通過電流が短絡電流のような過大な電流である場合に、復帰ばねのばね力に抗して可動鉄心が固定鉄心に近づくように固定部材が回動する。そして、固定部材が回動することにより固定部材の腕片の押圧突起が引き外し部材の駆動片を押駆動し、これにより引き外し部材が回動して主接点を強制的に開極させる。
特開2002-222624号公報
特許文献1に記載の引き外し装置では、部品点数が多く、組立作業に時間を要することから、部品点数の削減が望まれていた。
本開示の目的は、遮断性能を確保しながらも部品点数を削減することができる回路遮断器、及び分電盤を提供することにある。
本開示の一態様に係る回路遮断器は、ラッチ部材がラッチ位置から非ラッチ位置に移動することによって開閉機構のラッチ状態が解除され、前記開閉機構が電路を遮断する。前記回路遮断器は、連動板と、可動子と、を備える。前記連動板は、規制位置と許可位置との間で移動する。前記規制位置は、前記ラッチ部材の前記非ラッチ位置への移動を規制する位置である。前記許可位置は、前記ラッチ部材の前記非ラッチ位置への移動を許可する位置である。前記可動子は、前記連動板と一体に設けられ、前記電路を流れる電流の大きさに応じて移動する。前記可動子は、前記可動子の厚さ方向に貫通する差込孔を有する。前記連動板は、前記可動子の前記差込孔に差し込まれる突起を有する。前記差込孔及び前記突起の各々の形状は、楕円状である。
本開示の一態様に係る分電盤は、上述の回路遮断器と、前記回路遮断器を収納するキャビネットと、を備える。
本開示によれば、遮断性能を確保しながらも部品点数を削減することができる、という効果がある。
図1は、一実施形態に係る回路遮断器のオン状態を示す断面図である。 図2は、同上の回路遮断器のオフ状態を示す断面図である。 図3は、同上の回路遮断器のオフ状態を示す別の断面図である。 図4は、一実施形態に係る分電盤の正面図である。 図5は、同上の回路遮断器の斜視図である。 図6は、同上の回路遮断器の分解斜視図である。 図7Aは、同上の回路遮断器に用いられる連動板を前方から見た斜視図である。図7Bは、同上の回路遮断器に用いられる連動板を後方から見た斜視図である。 図8Aは、同上の回路遮断器に用いられる可動鉄片の正面図である。図8Bは、図8AのX1-X1断面図である。 図9Aは、一実施形態の変形例1に係る回路遮断器に用いられる可動鉄片の正面図である。図9Bは、図9AのX1-X1断面図である。
(実施形態)
以下に説明する実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎない。本開示は、実施形態及び変形例に限定されることなく、この実施形態及び変形例以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。下記の実施形態及び変形例において説明する各図は模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
(1)概要
以下、本実施形態に係る回路遮断器2、及び分電盤1の概要について、図1~図4を参照して説明する。
以下の説明では、回路遮断器2の左右方向がX軸方向、上下方向がY軸方向、前後方向がZ軸方向と規定する。また、回路遮断器2の右方がX軸の正の向き、左方がX軸の負の向きと規定する。また、回路遮断器2の上方がY軸の正の向き、下方がY軸の負の向きと規定する。また、回路遮断器2の前方がZ軸の正の向き、後方がZ軸の負の向きと規定する。
本実施形態に係る回路遮断器2は、図1~図3に示すように、ラッチ部材25がラッチ位置から非ラッチ位置に移動することによって開閉機構33のラッチ状態が解除され、開閉機構33が電路100を遮断するように構成されている。本開示でいう「ラッチ位置」とは、開閉機構33のラッチ状態を保持する位置であって、図1に示すように、ラッチ部材25が連動板21に接触することによってラッチ部材25の移動が規制される位置である。また、本開示でいう「非ラッチ位置」とは、開閉機構33のラッチ状態を解除する位置であって、図2に示すように、連動板21によってラッチ部材25の移動が規制されておらず、ラッチ部材25が連動板21に接触しない位置である。ラッチ部材25がラッチ位置にある状態では、リンク27からの下向きの力によって開閉機構33が下向きに押し下げられており、電路100が閉じている。ラッチ部材25が非ラッチ位置にある状態では、開閉機構33が上向きに移動することによって電路100が開かれている(遮断されている)。
回路遮断器2は、連動板21と、可動子としての可動鉄片22と、を備えている。さらに、回路遮断器2は、固定鉄片232を備えている。つまり、本実施形態では、回路遮断器2は、固定鉄片232を更に備えており、可動子は、固定鉄片232と対向して設けられた可動鉄片22である。連動板21は、規制位置と許可位置との間で移動する。本開示でいう「規制位置」とは、ラッチ部材25が非ラッチ位置へ移動するのを規制する位置であって、図1に示すように、ラッチ部材25に接触する位置である。また、本開示でいう「許可位置」とは、ラッチ部材25が非ラッチ位置へ移動するのを許可する位置であって、図2に示すように、ラッチ部材25に接触しない位置である。可動子は、連動板21と一体に設けられ、電路100を流れる電流の大きさに応じて移動する。
また、本実施形態に係る分電盤1は、図4に示すように、回路遮断器2と、回路遮断器2を収納するキャビネット11と、を備えている。本実施形態では、回路遮断器2は、主幹ブレーカである。
本実施形態に係る回路遮断器2では、可動鉄片22が連動板21と一体に設けられている。そのため、可動鉄片22を保持させるための別部材が不要であり、部品点数を削減することができる。つまり、本実施形態に係る回路遮断器2によれば、遮断性能を確保しながらも部品点数を削減することができる。また、部品点数を削減することによって、組立作業に要する時間を短縮することもできる。
(2)詳細
以下、本実施形態に係る回路遮断器2、及び分電盤1の詳細について、図1~図8を参照して説明する。
(2.1)分電盤
本実施形態に係る分電盤1は、図4に示すように、主幹ブレーカとしての回路遮断器2と、複数の分岐ブレーカ3と、複数の電流計測装置4と、通信アダプタ5と、キャビネット11と、外蓋12と、を備えている。複数の分岐ブレーカ3と複数の電流計測装置4とは一対一に対応している。なお、通信アダプタ5は、分電盤1に含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。
キャビネット11は、例えば、合成樹脂製である。キャビネット11は、図4に示すように、前面が開口した箱状に形成されており、住宅の壁等に取り付けて使用される。キャビネット11は、回路遮断器2、複数の分岐ブレーカ3、複数の電流計測装置4、及び通信アダプタ5を収納する空間を有している。外蓋12は、キャビネット11の前面を閉塞する位置と開放する位置との間で移動可能な状態でキャビネット11に取り付けられる。
回路遮断器2は、一次側端子と、二次側端子と、を備えている。本実施形態に係る分電盤1では、配電方式として単相三線式を想定しているので、回路遮断器2の一次側端子には、系統電源(商用電源)の単相三線式の引き込み線が電気的に接続される。つまり、本実施形態では、回路遮断器2は、2つの電圧極と、1つの中性極と、を有している。回路遮断器2の二次側端子には、各分岐ブレーカ3が電気的に接続される。なお、回路遮断器2の詳細については、「(2.2)回路遮断器」の欄で説明する。
複数の分岐ブレーカ3は、中性極の導電バーの上側と下側とに分かれて、それぞれ複数個ずつ(図示例では11個ずつ)左右方向に並ぶように配置されている。各分岐ブレーカ3は、一次側端子と、二次側端子と、を備えている。
分岐ブレーカ3の一次側端子は、回路遮断器2の二次側端子に電気的に接続される。また、分岐ブレーカ3の二次側端子には、1以上の負荷が電気的に接続される。ここでいう「負荷」には、照明器具、及び給湯設備等の電気機器だけでなく、コンセント(アウトレット)、及び壁スイッチ等の配線器具も含まれる。
電流計測装置4は、分岐ブレーカ3に接続された負荷(電路)に流れる電流を計測するように構成されている。つまり、本実施形態に係る電流計測装置4では、分岐ブレーカ3に流れる電流を計測する。
通信アダプタ5は、回路遮断器(主幹ブレーカ)2に流れる電流を計測する主幹電流計測装置、及び電流計測装置4に電気的に接続されている。通信アダプタ5は、電流計測装置4及び主幹電流計測装置が計測した電流の値のそれぞれを電力値に変換する計測ユニットを有している。通信アダプタ5は、系統電源(商用電源)から供給される電力から駆動電力を生成する。
(2.2)回路遮断器
本実施形態に係る回路遮断器2は、図5及び図6に示すように、連動板21と、複数(図示例では2つ)の可動鉄片22と、複数(図示例では2つ)の固定側部材23と、複数(図示例では2つ)のバイメタル24と、ラッチ部材25と、を備えている。複数の可動鉄片22は、複数の電圧極と一対一に対応している。つまり、本実施形態に係る回路遮断器2は、複数の極(電圧極)と一対一に対応する複数の可動鉄片22を備えている。さらに、回路遮断器2は、フレーム26と、リンク27と、プランジャ28と、ハンドル29と、第1軸31と、第2軸32と、開閉機構33(図1参照)と、筐体200と、を備えている。
筐体200は、例えば、合成樹脂製である。筐体200は、図5に示すように、ボディ201と、カバー202と、を有する。ボディ201は、前面が開口した箱状に形成されている。カバー202は、後面が開口した箱状に形成されている。そして、ボディ201の開口側とカバー202の開口側とを向かい合わせた状態で互いに組み合わせることで、筐体200が組み立てられる。カバー202の主面(前面)には、ハンドル29を露出させるための露出窓203が設けられている。
連動板21は、例えば、66ナイロン等の合成樹脂製である。連動板21は、図7A及び図7Bに示すように、主片211と、一対の支持片212と、一対の連結片213と、接触部214と、引掛部215と、を有する。
主片211は、左右方向に長い矩形の板状に形成されている。一対の支持片212の各々は、左右方向に長い矩形の板状に形成されている。一対の支持片212は、主片211の後端部で、かつ左右方向の両端部において、一対の連結片213を介して主片211に接続されている。
各支持片212は、第1面2121と、第2面2122と、を含む。第1面2121は、支持片212の下面であって、固定鉄片232との対向面(以下、「対向面2121」ともいう)である。第2面2122は、支持片212の上面であって、固定鉄片232と反対側の面である。第1面2121の中央には、下向きに突出する突起216が一体に設けられている。突起216の形状は、下側から見て、左右方向を長径、前後方向を短径とする楕円状である。
接触部214は、図7Bに示すように、第1片2141と、第2片2142と、を含む。第1片2141は、主片211の下端部で、かつ左右方向の中央から後方に突出している。第2片2142は、第1片2141の後端部から上向きに突出している。接触部214の形状は、左右方向から見てL字状である。接触部214の左右方向の両端面には、左向き又は右向きに突出する軸部217が一体に設けられている。連動板21は、後述するフレーム26の一対の主片261に設けられた一対の第1軸孔264に一対の軸部217を挿通させることで、回転可能な状態でフレーム26に支持される。
引掛部215は、図7Bに示すように、支持片2151と、引掛片2152と、を含む。支持片2151は、主片211の上面から上向きに突出している。支持片2151の形状は、左右方向から見て三角状である。引掛片2152は、支持片2151の先端部(上端部)から左向き(支持片2151の突出方向と交差する向き)に突出している。引掛片2152における左右方向の断面形状は円形である。つまり、引掛片2152は、左右方向に長い丸棒状に形成されている。
可動鉄片22は、例えば、電磁軟鉄(SUYP)からなる。可動鉄片22は、図8A及び図8Bに示すように、左右方向に長い矩形の板状に形成されている。可動鉄片22の中央には、上下方向(可動鉄片22の厚さ方向)に貫通する差込孔221が設けられている。差込孔221の形状は、上下方向から見て、左右方向を長径、前後方向を短径とする楕円状である。差込孔221の内径寸法は、支持片212の突起216の外径寸法よりもわずかに大きい。
ここで、本実施形態では、支持片212の突起216の形状、及び差込孔221の形状は、共に楕円状である。そして、連動板21の支持片212に可動鉄片22を取り付けた状態では、差込孔221の内周縁が突起216の外周縁に接触している。さらに、本実施形態では、支持片212に可動鉄片22を取り付けた状態において、可動鉄片22の前端縁が支持片212と連結片213との連接部位に接触している。これにより、支持片212に対する可動鉄片22の回転を規制することができる。言い換えると、可動鉄片22は、連動板21に取り付けられた状態において、可動鉄片22の外周縁の少なくとも一部、又は差込孔221の内周縁の少なくとも一部が連動板21に接触することで、軸P1(図1参照)回りの回転が規制される。軸P1は、可動鉄片22と固定鉄片232とが対向する対向方向に平行な軸である。本実施形態では、対向方向は上下方向である。
また、差込孔221の貫通方向(上下方向)における両側の開口端縁には、凹部222が設けられている(図8B参照)。本実施形態では、差込孔221の開口端縁において全周に亘ってC面取りを行うことによって、凹部222が形成されている。つまり、可動鉄片22は、連動板21の一部である突起216が差し込まれる差込孔221と、差込孔221の貫通方向において差込孔221と連続する凹部222と、を有している。
ここで、可動鉄片22の形状は、図8A及び図8Bに示すように、可動鉄片22の中心を通り、可動鉄片22の長手方向(左右方向)に平行なX軸に対して180度回転対称な形状である。また、可動鉄片22の形状は、可動鉄片22の中心を通り、可動鉄片22の幅方向(前後方向)に平行なZ軸に対して180度回転対称な形状である。さらに、可動鉄片22の形状は、可動鉄片22の中心を通り、可動鉄片22の厚さ方向(上下方向)に平行なY軸に対して180度回転対称な形状である。つまり、可動鉄片22の形状は、互いに直交する3軸(X軸、Y軸、Z軸)に対して180度回転対称な形状である。そのため、可動鉄片22の向きを考慮せずに可動鉄片22を連動板21に取り付けることができ、組立性が向上するという利点がある。また、本実施形態では、複数(図示例では2つ)の可動鉄片22の形状は同一形状である。
可動鉄片22は、本実施形態では、連動板21の支持片212の第1面2121に固定される。言い換えると、可動鉄片22は、連動板21における固定鉄片232との対向面2121に固定される。また、本実施形態では、複数(図示例では2つ)の可動鉄片22は、一対の支持片212によって1つの連動板21に固定される。
具体的には、可動鉄片22は、可動鉄片22の差込孔221に支持片212の突起216を差し込んだ状態で熱溶着を行うことによって、連動板21に結合(接合)される。本実施形態では、上述のように、差込孔221の貫通方向における差込孔221の開口端縁に、差込孔221と連続する凹部222が設けられている。そのため、熱溶着によって可動鉄片22を連動板21に結合させる場合に、溶け出した突起216の一部が凹部222へと流れ込むことで、連動板21に対して可動鉄片22を強固に固定することができる。本実施形態では、上述のように、可動鉄片22と連動板21との熱溶着が一箇所(突216)のみで行われている。
可動鉄片22が連動板21の支持片212に取り付けられた状態では、可動鉄片22の表面(下面)は露出している。言い換えると、可動鉄片22における固定鉄片232との対向部位は露出している。この構成によれば、上記対向部位が連動板21によって覆われている場合と比較して、短絡電流の検知精度が向上するという利点がある。
本実施形態に係る回路遮断器2では、上述のように、複数の可動鉄片22が連動板21と一体に設けられている。そのため、複数の可動鉄片22の各々を別々の連動板に取り付ける場合と比較して、部品点数を削減することができる。
固定側部材23は、可動鉄片22と同様、電磁軟鉄からなる。固定側部材23は、図6に示すように、主片231と、一対の固定鉄片232と、接続片233と、取付片234と、を有する。
主片231は、前後方向に長い矩形の板状に形成されている。主片231の中央には、上下方向(主片231の厚さ方向)に貫通する貫通孔235が設けられている。貫通孔235の形状は、上下方向から見て、前後方向に長い矩形状である。
一対の固定鉄片232は、主片231の左右方向の両端部から上向きに突出している。つまり、一対の固定鉄片232は、左右方向において互いに対向している。各固定鉄片232の形状は、左右方向から見てL字状である。
接続片233は、左右方向に長い矩形の板状であって、主片231の下端部において主片231と一体に形成されている。接続片233には、例えば溶接等によってバイメタル24が接続される。
取付片234は、主片231の左端部で、かつ一方(左側)の固定鉄片232の下側において主片231と一体に形成されている。取付片234の形状は、前後方向から見て矩形状である。取付片234の中央には、前後方向に貫通するねじ孔236が設けられている。この固定側部材23は、筐体200のボディ201の後面(底面)に設けられた貫通孔に挿通させた固定ねじを取付片234のねじ孔236にねじ込むことで、ボディ201に固定される。
バイメタル24は、図6に示すように、前後方向に長い矩形の板状に形成されている。バイメタル24の前端部には、調整ねじ300が取り付けられている。調整ねじ300は、バイメタル24に対して上下方向(バイメタル24の厚さ方向)に移動可能である。このバイメタル24では、バイメタル24の上面から突出する調整ねじ300の長さを調整することで、調整ねじ300の先端部が連動板21に接触するまでのバイメタル24の変位量を調整することができる。言い換えると、バイメタル24によって電路100を遮断する場合の遮断電流の大きさを調整することができる。バイメタル24は、その下端部において、例えば溶接等によって固定側部材23の接続片233に接続される。バイメタル24は、電路100の一部を構成する。ここで、本実施形態では、可動鉄片22、固定側部材23、及びバイメタル24等によって電磁石400が構成されている。
ラッチ部材25は、例えば、合成樹脂製である。ラッチ部材25は、図6に示すように、主片251と、一対の軸受片252と、接触片253と、を有する。
主片251は、前後方向に長い矩形の板状に形成されている。一対の軸受片252は、主片251の前端部で、かつ左右方向の両端部から上向きに突出している。各軸受片252の先端形状は、左右方向から見てU字状であって、フレーム26の主片261に設けられた軸部263を保持可能な形状である。
接触片253は、前後方向に長い矩形の板状であって、主片251の下端部から後向きに突出している。このラッチ部材25では、接触片253の先端部(後端部)が、連動板21の接触部214の先端部、つまり第2片2142の上端部に接触することで、開閉機構33のラッチ状態が保持される。
フレーム26は、例えば、金属製である。フレーム26は、図6に示すように、一対の主片261と、連結片262と、を有する。一対の主片261の各々は、左右方向を厚さ方向とする板状に形成されている。一対の主片261は、左右方向に間隔を空けた状態で連結片262を介して一体に接続されている。各主片261には、軸部263と、第1軸孔264と、第2軸孔265と、溝266とが設けられている。
軸部263は、各主片261における他の主片261との対向面から他の主片261に向けて突出している。フレーム26は、一対の軸部263が一対の軸受片252に保持されることによって、ラッチ部材25を回転可能に支持する。
第1軸孔264及び第2軸孔265は、主片261を厚さ方向に貫通している。一対の第1軸孔264には、連動板21の一対の軸部217が挿通され、これにより連動板21が回転可能にフレーム26に支持される。一対の第2軸孔265には、ハンドル29に取り付けられた第1軸31が挿通され、これによりハンドル29が回転可能にフレーム26に支持される。
溝266は、リンク27に取り付けられる第2軸32が移動するための溝である。溝266は、ハンドル29によって電路100を開閉する際に、第2軸32が移動可能な大きさに形成されている。
リンク27は、図6に示すように、一対のリンク片271と、連結片272と、ローラ273と、を有する。一対のリンク片271の各々は、一方向に長い板状に形成されている。一対のリンク片271は、左右方向に間隔を空けた状態で連結片272を介して一体に接続されている。一対のリンク片271の長手方向の一端部には、ローラ273が取り付けられ、一対のリンク片271の長手方向の他端部には、第2軸32が取り付けられる。
プランジャ28は、例えば、電磁軟鉄からなる。プランジャ28は、図6に示すように、プランジャ本体281と、引掛片282と、を有する。プランジャ本体281は、上下方向に長い角筒状に形成されている。引掛片282は、前後方向に長い板状であって、プランジャ本体281の下端部においてプランジャ本体281と一体に形成されている。プランジャ28は、電路100内において漏電、又は過電圧が発生した場合に磁力を発生させる電磁石の一部を構成する。このプランジャ28では、引掛片282が連動板21の引掛部215の引掛片2152に引っ掛けられている。そして、電路100内において漏電、又は過電圧が発生した場合には、磁力によってプランジャ28が上向きに移動し、これにより連動板21が上向きに引っ張られる。
ハンドル29は、例えば、合成樹脂製である。ハンドル29は、図6に示すように、ハンドル本体291と、支持部292と、を有する。ハンドル本体291の形状は、前方から見て矩形状である。支持部292は、ハンドル本体291の後面から後方に突出している。支持部292は、第1軸31が挿通される第1孔と、第2軸32が挿通される第2孔293と、を有する。ハンドル29の第1孔、及びフレーム26の一対の第2軸孔265に第1軸31を挿通させることによって、ハンドル29が回転可能な状態でフレーム26に保持される。また、ハンドル29の第2孔293、及びリンク27のリンク片271に設けられた一対の軸孔に第2軸32を挿通させることによって、互いに回転可能な状態でハンドル29とリンク27とが連結される。
開閉機構33は、電路100内に挿入されている固定接点と可動接点との間を開閉するように、前後方向に移動可能に構成されている。また、開閉機構33は、図1に示すように、リンク27の下側に配置されており、リンク27に対して上向きの力を作用させるように構成されている。
(3)遮断動作
以下、回路遮断器2の遮断動作について、図1~図3を参照して説明する。図1は、回路遮断器2のオン状態を示す断面図である。図2は、回路遮断器2のオフ状態であって、開閉機構33のラッチ状態が解除された瞬間の断面図である。図3は、回路遮断器2のオフ状態であって、開閉機構33のラッチ状態が解除された後の断面図である。
まず、可動鉄片22、固定側部材23、及びバイメタル24等で構成される電磁石400によって電路100を遮断する場合の動作について説明する。回路遮断器2のオン状態では、図1に示すように、リンク27のローラ273によって開閉機構33が下向きに押し下げられており、電路100内に挿入された固定接点と可動接点とが接触している。つまり、電路100が閉じられている。このとき、ラッチ部材25の接触片253の先端部(後端部)が連動板21の接触部214の先端部(上端部)に接触することで、開閉機構33のラッチ状態が保持されている。
電路100の一部を構成するバイメタル24に短絡電流が流れると、この短絡電流によって磁界が発生し、可動鉄片22、一対の固定鉄片232、及び主片231を通る磁路の磁気抵抗が小さくなるように、可動鉄片22と固定鉄片232との間に吸引力が作用する。連動板21は、この吸引力によって可動鉄片22が固定鉄片232に近づく向き(下向き)に移動することで、一対の軸部217を回転中心として、図1における反時計回りに回転する(図2参照)。
これにより、ラッチ部材25の接触片253と連動板21の接触部214との接触状態が解除され、開閉機構33からの上向きの力によってリンク27が上向きに押し上げられる。リンク27は、開閉機構33からの上向きの力が加えられると、第2軸32を回転中心として、図1における反時計回りに回転する(図2参照)。このとき、リンク27は、ローラ273を介してラッチ部材25を後方に押す。またこのとき、リンク27の回転に伴って、第2軸32がフレーム26の溝266内を上向きに移動する(図2参照)。これにより、ハンドル29は、第1軸31を回転中心として、図1における時計回りに回転する(図2参照)。そして、開閉機構33が上向きに移動することによって可動接点が固定接点から離れ、電路100が遮断される(開かれる)。
電路100が遮断されると、電路100の一部を構成するバイメタル24に短絡電流が流れなくなり、短絡電流によって発生した磁界が消滅する。これにより、連動板21は、復帰ばねのばね力によって元の位置に復帰する(図3参照)。さらに、ラッチ部材25は、リンク27のローラ273によって後向きに押されておらず、元の位置に復帰する(図3参照)。
次に、バイメタル24によって電路100を遮断する場合について説明する。電路100の一部を構成するバイメタル24に、回路遮断器2の定格電流よりも大きく、かつ短絡電流よりも小さい過電流が流れると、この過電流による熱によってバイメタル24が湾曲する。これにより、バイメタル24の前端部に取り付けられた調整ねじ300の先端部によって連動板21の主片211が上向きに押される。連動板21は、調整ねじ300からの力によって、一対の軸部217を回転中心として、図1における反時計回りに回転する(図2参照)。なお、これ以降の動作については、上述の電磁石400と同様であり、ここでは説明を省略する。
さらに、プランジャ28を含む電磁石によって電路100を遮断する場合について説明する。電路100において漏電、又は過電圧が発生すると、プランジャ28の回りに磁界が発生し、この磁界による磁力によってプランジャ28が上向きに移動する。本実施形態では、プランジャ28の引掛片282が連動板21の引掛部215に引っ掛かっており、プランジャ28の移動に伴って連動板21が上向きに引っ張られる。その結果、連動板21は、一対の軸部217を回転中心として、図1における反時計回りに回転する(図2参照)。なお、これ以降の動作については、上述の電磁石400と同様であり、ここでは説明を省略する。
本実施形態に係る回路遮断器2では、短絡電流が電路100に流れると、この短絡電流によって電磁石400が作動し、これにより電路100を遮断することができる。また、回路遮断器2の定格電流よりも大きく、かつ短絡電流よりも小さい過電流が電路100に流れると、この過電流による熱によってバイメタル24が作動し、これにより電路100を遮断することができる。つまり、本実施形態に係る回路遮断器2は、第1センサ6と、第1センサ6とは異なる作動条件で作動する第2センサ7と、を備えている。言い換えると、回路遮断器2は、可動鉄片22(可動子)を含む第1センサ6とは異なる作動条件で作動する第2センサ7を更に備えている。そして、連動板21は、第2センサ7の作動時においても規制位置から許可位置に移動するように構成されている。第1センサ6は、可動鉄片22を含む電磁石400を用いた電磁式のセンサである。第2センサ7は、バイメタル24を用いた熱動式のセンサである。本実施形態に係る回路遮断器2によれば、作動条件が異なる2つの第1センサ6及び第2センサ7によって電路100を遮断することができる。
(4)変形例
上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
(4.1)変形例1
上述の実施形態では、差込孔221の開口端縁において全周に亘ってC面取りを行うことで凹部222を形成した。これに対して、図9A及び図9Bに示す可動鉄片22Aのように、差込孔221Aの開口端縁において全周に亘って可動鉄片22Aの厚さ方向に凹ませることで凹部222Aを形成してもよい。この場合においても、熱溶着によって溶け出した突起216の一部が凹部222Aに流れ込むことによって、連動板21の支持片212に対して可動鉄片22Aを強固に固定することができる。
(4.2)その他の変形例
以下、その他の変形例を列挙する。
上述の実施形態では、熱溶着によって可動鉄片22を連動板21に結合させたが、例えば、ねじ又は鋲を用いて可動鉄片を連動板に固定してもよいし、インサート成形によって可動鉄片と連動板とを一体に成形してもよい。
上述の実施形態では、第2センサ7としてバイメタル24を用いたが、バイメタル24に限らず、例えばトリメタルであってもよい。
上述の実施形態では、可動鉄片22が2つであったが、可動鉄片22の個数は1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。つまり、回路遮断器2の極数等に応じて適宜選択すればよい。
上述の実施形態では、可動鉄片22の材料が電磁軟鉄(SUYP)であったが、可動鉄片22の材料は電磁軟鉄に限らず、例えばSPCCであってもよい。
固定側部材23の主片231は、上述のように、可動鉄片22及び固定鉄片232と共に磁路を形成している。そのため、主片231に貫通孔235が設けられている場合には磁気飽和しやすくなる。したがって、磁気飽和しにくくするためには、貫通孔235については省略されていることが好ましい。
上述の実施形態では、回路遮断器2を主幹ブレーカに適用したが、回路遮断器の適用対称は主幹ブレーカに限らず、分岐ブレーカであってもよい。
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様に係る回路遮断器(2)は、ラッチ部材(25)がラッチ位置から非ラッチ位置に移動することによって開閉機構(33)のラッチ状態が解除され、開閉機構(33)が電路(100)を遮断する。回路遮断器(2)は、連動板(21)と、可動子(22,22A)と、を備える。連動板(21)は、規制位置と許可位置との間で移動する。規制位置は、ラッチ部材(25)の非ラッチ位置への移動を規制する位置である。許可位置は、ラッチ部材(25)の非ラッチ位置への移動を許可する位置である。可動子(22,22A)は、連動板(21)と一体に設けられ、電路(100)を流れる電流の大きさに応じて移動する。
この態様によれば、可動子(22,22A)を連動板(21)と一体に設けているので、可動子(22,22A)を保持させるための別部材が不要であり、部品点数を削減することができる。つまり、この態様によれば、遮断性能を確保しながらも部品点数を削減することができる。
第2の態様に係る回路遮断器(2)は、第1の態様において、可動子(22,22A)を含む第1センサ(6)とは異なる作動条件で作動する第2センサ(7)を更に備える。連動板(21)は、第2センサ(7)の作動時においても規制位置から許可位置に移動するように構成されている。
この態様によれば、作動条件が異なる2つの第1センサ(6)及び第2センサ(7)によって電路(100)を遮断することができる。
第3の態様に係る回路遮断器(2)では、第2の態様において、第1センサ(6)は、可動子(22,22A)を含む電磁石(400)を用いた電磁式のセンサである。第2センサ(7)は、バイメタル(24)を用いた熱動式のセンサである。
この態様によれば、作動条件が異なる2つの第1センサ(6)及び第2センサ(7)によって電路(100)を遮断することができる。
第4の態様に係る回路遮断器(2)は、第1~3のいずれかの態様において、固定鉄片(232)を更に備える。可動子(22,22A)は、固定鉄片(232)に対向して設けられた可動鉄片(22,22A)である。
この態様によれば、固定鉄片(232)及び可動鉄片(22,22A)を通る磁路の磁気抵抗が小さくなるように、可動鉄片(22,22A)と固定鉄片(232)との間に吸引力が作用する。これにより、連動板(21)が規制位置から許可位置に移動し、その結果、電路(100)を遮断することができる。
第5の態様に係る回路遮断器(2)は、第4の態様において、複数の極と一対一に対応する複数の可動鉄片(22,22A)を備える。複数の可動鉄片(22,22A)は、1つの連動板(21)に固定される。
この態様によれば、複数の可動鉄片(22,22A)を1つの連動板(21)に固定するので、複数の可動鉄片を別々の連動板に固定する場合と比較して、部品点数を削減することができる。
第6の態様に係る回路遮断器(2)では、第4又は5の態様において、可動鉄片(22,22A)は、連動板(21)における固定鉄片(23)との対向面(2121)に固定される。
この態様によれば、連動板(21)における固定鉄片(23)と反対側の面(2122)に可動鉄片(22,22A)を固定する場合と比較して、短絡電流の検知精度が向上するという利点がある。
第7の態様に係る回路遮断器(2)では、第4~6のいずれかの態様において、可動鉄片(22,22A)は、熱溶着によって連動板(21)に結合される。
この態様によれば、可動鉄片(22,22A)と連動板(21)とを安価に結合させることができる。
第8の態様に係る回路遮断器(2)では、第4~7のいずれかの態様において、可動鉄片(22,22A)における固定鉄片(23)との対向部位は露出している。
この態様によれば、可動鉄片(22,22A)における固定鉄片(23)との対向部位が覆われている場合と比較して、短絡電流の検知精度が向上するという利点がある。
第9の態様に係る回路遮断器(2)では、第4~8のいずれかの態様において、可動鉄片(22,22A)の形状は、互いに直交する3軸(X軸、Y軸、Z軸)に対して180度回転対称な形状である。
この態様によれば、可動鉄片(22,22A)の向きを考慮せずに可動鉄片(22,22A)を連動板(21)に取り付けることができ、組立性が向上するという利点がある。
第10の態様に係る回路遮断器(2)は、第4~9のいずれかの態様において、複数の極と一対一に対応する複数の可動鉄片(22,22A)を備える。複数の可動鉄片(22,22A)は同一形状である。
この態様によれば、各極における検知精度を同程度に設定することができる。
第11の態様に係る回路遮断器(2)では、第4~10のいずれかの態様において、可動鉄片(22,22A)は、連動板(21)の一部(例えば突起216)が差し込まれる差込孔(221,221A)を有する。可動鉄片(22,22A)は、連動板(21)に取り付けられた状態において、可動鉄片(22,22A)の外周縁の少なくとも一部、又は差込孔(221,221A)の内周縁の少なくとも一部が連動板(21)に接触することによって、軸(P1)回りの回転が規制される。軸(P1)は、可動鉄片(22,22A)と固定鉄片(232)とが対向する対向方向に平行な軸である。
この態様によれば、可動鉄片(22,22A)の軸(P1)回りの回転を規制することができる。
第12の態様に係る回路遮断器(2)では、第4~11のいずれかの態様において、可動鉄片(22,22A)は、差込孔(221,221A)と、凹部(222,222A)と、を有する。差込孔(221,221A)は、連動板(21)の一部(例えば突起216)が差し込まれる。凹部(222,222A)は、差込孔(221,221A)の貫通方向(可動鉄片22の厚さ方向)において差込孔(221,221A)と連続する。
この態様によれば、例えば可動鉄片(22,22A)を連動板(21)に熱溶着させる場合には、連動板(21)に対して可動鉄片(22,22A)を強固に固定することができる。
第13の態様に係る分電盤(1)は、第1~12のいずれかの態様に係る回路遮断器(2)と、回路遮断器(2)を収納するキャビネット(11)と、を備える。
この態様によれば、上述の回路遮断器(2)を用いることによって、遮断性能を確保しながらも部品点数を削減することができる。
第2~12の態様に係る構成については、回路遮断器(2)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
1 分電盤
2 回路遮断器
6 第1センサ
7 第2センサ
11 キャビネット
21 連動板
22,22A 可動鉄片(可動子)
24 バイメタル
25 ラッチ部材
33 開閉機構
100 電路
221,221A 差込孔
222,222A 凹部
232 固定鉄片
400 電磁石
2121 対向面
P1 軸

Claims (13)

  1. ラッチ部材がラッチ位置から非ラッチ位置に移動することによって開閉機構のラッチ状態が解除され、前記開閉機構が電路を遮断する回路遮断器であって、
    前記ラッチ部材の前記非ラッチ位置への移動を規制する規制位置と前記ラッチ部材の前記非ラッチ位置への移動を許可する許可位置との間で移動する連動板と、
    前記連動板と一体に設けられ、前記電路を流れる電流の大きさに応じて移動する可動子と、を備え、
    前記可動子は、前記可動子の厚さ方向に貫通する差込孔を有し、
    前記連動板は、前記可動子の前記差込孔に差し込まれる突起を有し、
    前記差込孔及び前記突起の各々の形状は、楕円状である、
    回路遮断器。
  2. 前記可動子を含む第1センサとは異なる作動条件で作動する第2センサを更に備え、
    前記連動板は、前記第2センサの作動時においても前記規制位置から前記許可位置に移動するように構成されている、
    請求項1に記載の回路遮断器。
  3. 前記第1センサは、前記可動子を含む電磁石を用いた電磁式のセンサであり、
    前記第2センサは、バイメタルを用いた熱動式のセンサである、
    請求項2に記載の回路遮断器。
  4. 固定鉄片を更に備え、
    前記可動子は、前記固定鉄片に対向して設けられた可動鉄片である、
    請求項1~3のいずれか1項に記載の回路遮断器。
  5. 複数の極と一対一に対応する複数の前記可動鉄片を備え、
    前記複数の可動鉄片は、1つの前記連動板に固定される、
    請求項4に記載の回路遮断器。
  6. 前記可動鉄片は、前記連動板における前記固定鉄片との対向面に固定される、
    請求項4又は5に記載の回路遮断器。
  7. 前記可動鉄片は、熱溶着によって前記連動板に結合される、
    請求項4~6のいずれか1項に記載の回路遮断器。
  8. 前記可動鉄片における前記固定鉄片との対向部位は露出している、
    請求項4~7のいずれか1項に記載の回路遮断器。
  9. 前記可動鉄片の形状は、互いに直交する3軸に対して180度回転対称な形状である、
    請求項4~8のいずれか1項に記載の回路遮断器。
  10. 複数の極と一対一に対応する複数の前記可動鉄片を備え、
    前記複数の可動鉄片は同一形状である、
    請求項4~9のいずれか1項に記載の回路遮断器。
  11. 前記可動鉄片は、前記連動板の一部が差し込まれる差込孔を有し、
    前記可動鉄片は、前記連動板に取り付けられた状態において、前記可動鉄片の外周縁の少なくとも一部、又は前記差込孔の内周縁の少なくとも一部が前記連動板に接触することによって、前記可動鉄片と前記固定鉄片とが対向する対向方向に平行な軸回りの回転が規制される、
    請求項4~10のいずれか1項に記載の回路遮断器。
  12. 前記可動鉄片は、
    前記連動板の一部が差し込まれる差込孔と、
    前記差込孔の貫通方向において前記差込孔と連続する凹部と、を有する、
    請求項4~11のいずれか1項に記載の回路遮断器。
  13. 請求項1~12のいずれか1項に記載の回路遮断器と、
    前記回路遮断器を収納するキャビネットと、を備える、
    分電盤。
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