JP5043814B2

JP5043814B2 - 回路遮断器

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Publication number: JP5043814B2
Application number: JP2008322222A
Authority: JP
Inventors: 大輔中村; 裕輔清水
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2028-12-18
Also published as: JP2010146838A

Description

本発明は、電路の過電流及び短絡電流を遮断する回路遮断器に係り、特に、開閉機構部を作動させる引外し手段の構成に関する。

本発明に関連した従来技術であって、特許文献に記載されたものとしては、例えば、特開平１１−３６４８号公報（特許文献１）、特開平１０−２６９９２２号公報（特許文献２）、特開２００５−３３９９９７号公報（特許文献３）及び特開平１１−２２４５８７号公報（特許文献４）に記載された技術がある。特開平１１−３６４８号公報には、電路の異常電流を検出したとき、ヒータ８により引き外し装置１６を駆動する方式の回路遮断器が記載され、特開平１０−２６９９２２号公報には、短絡電流を、ＰＴＣサーミスタ素子などの限流素子９と並列抵抗１０により限流する方式の限流素子付回路遮断器が記載されている。また、特開２００５−３３９９９７号公報や特開平１１−２２４５８７号公報には、短絡電流が流れたとき、開閉機構部を開動作させる引き外し装置を、バイメタル式の短絡電流検知部材と電磁式の短絡電流検知部材とにより駆動するとした回路遮断器が記載されている。

特開平１１−３６４８号公報特開平１０−２６９９２２号公報特開２００５−３３９９９７号公報特開平１１−２２４５８７号公報

例えば、上記特開平１１−３６４８号公報記載の技術では、短絡電流が電路に流れたとき、ヒータ８の温度上昇及び引き外し装置１６を駆動する部材の熱変形に時間がかかるため、回路遮断器内で短絡電流の通電時間が長くなり、電路上の部品が焼損するおそれがあるし、また、上記特開平１０−２６９９２２号公報記載の技術では、限流素子９や並列抵抗１０を接続するため、回路遮断器の全体寸法が増大しかつ製造コストも増大することが考えられる。また、特開２００５−３３９９９７号公報や特開平１１−２２４５８７号公報に記載の技術においては、短絡電流やいろいろな電流レベルの過電流を検知した全ての場合に、引き外し装置を電磁力で駆動することは不可能である。

本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、回路遮断器において、限流素子や抵抗を接続しなくとも、電路に短絡電流が流れた場合に部品の焼損などをなくすことができるようにするとともに、引き外し装置（引外し手段）の駆動手段として、バイメタルと電磁力を利用する熱動電磁式リレーまたは電磁力を利用する完全電磁式リレーのいずれかを選択することができるようにすることである。

本発明の目的は、かかる課題点を解決して、動作が安定で使い勝手が良く、部品の信頼性が確保された回路遮断器を提供することにある。

上記課題点を解決するために、本発明では、回路遮断器として、熱動電磁式リレーと完全電磁式リレーを択一的に組込み可能な構成とし、かつ、接点部の可動接点が固定接点に対し非接触状態となるように開閉機構部を作動させる引外し手段を、該両リレーのいずれかで駆動する。該引外し手段は、熱動電磁式リレーの可動部の変位に基づく外力を受け第１の支点周りに回動変位する第１の回動部材と、完全電磁式リレーの可動部の変位に基づく外力を受け第２の支点周りに回動変位する第２の回動部材と、該第１、第２の回動部材が互いに異なる位置において当接し、該第１、第２の回動部材の回動変位に付随して第３の支点周りに回動変位する第３の回動部材とを備え、該第３の回動部材の該回動変位により開閉機構部を作動させる構成とする。

本発明によれば、回路遮断器において、電流レンジに対応して、リレーとして熱動電磁式リレーまたは完全電磁式リレーのいずれかを適宜択一的に組込むことができる。また、限流素子を用いない構成であるため、電路に短絡電流が流れた場合には、部品を焼損等させることなく短時間で該短絡電流を遮断することができ、部品の信頼性を向上させることができる。また、電路に過電流が流れた場合には、電流遮断までの応答時間を電流レベルに応じて長くする（＝長限時領域を形成する）ことができ、回路遮断器の過敏な動作を回避して安定な動作を行わせることができ、使い勝手性を向上させることができる。さらに、回路遮断器の小形化も図ることができる。

以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。

図１〜図５は、本発明の実施例としての回路遮断器の説明図である。図１は、本発明の実施例としての回路遮断器の構造を示し、熱動電磁式リレーが組込まれたときの構造図、図２は、図１の回路遮断器における引外し手段の説明図、図３は、本発明の実施例としての回路遮断器の構造を示し、完全電磁式リレーが組込まれたときの構造図、図４は、図３の回路遮断器における引外し手段の説明図、図５は、図２、図４の引外し手段における第３の回動部材の平面構造を示す図である。

図１において、１は、本発明の実施例としての回路遮断器、１０ａ、１０ｂは、回路遮断器１が接続される外部電路、１１ａは、外部電路１０ａに接続される回路遮断器１の電路接続用端子、１１ｂは、外部電路１０ｂに接続される回路遮断器１の電路接続用端子、１２は接点部を形成する固定接点、１３は接点部を形成する可動接点、１３ａは、可動接点１３が回動変位するときの回動支点、１４は、可動接点１３を回動支点１３ａ周りに回動変位させ、該可動接点１３を固定接点１２に対し、非接触状態から接触状態にするまたは接触状態から非接触状態にする開閉機構部、１５は、開閉機構部１４を、接点部の上記可動接点１３が上記固定接点１２に対し接触状態から非接触状態となるように作動させる引外し手段、１５１Ａは、引外し手段１５における第１の回動部材としての連動板、１５２は、引外し手段１５における第３の回動部材としてのトリップ金具、１５１Ａａは、第１の回動部材としての連動板１５１Ａが回動変位するときの回動支点（第１の支点）、１５２ａは、第３の回動部材としてのトリップ金具１５２が回動変位するときの回動支点（第３の支点）、１７はハンドル、１８は、可動接点１３が固定接点１２に対し接触状態から非接触状態になるときに該固定接点１２との間に発生するアークを抑える消弧部、１９はケース、２３は、開閉機構部１４内のフック、５は熱動電磁式リレー、５０は、熱動電磁式リレー５内のヒータ、５１は、熱動電磁式リレー５内のバイメタル、５５は、バイメタル５１の変形により変位する熱動電磁式リレー５の可動部、５３は、熱動電磁式リレー５内の電磁石を構成する固定コア、５４は、熱動電磁式リレー５内の電磁石を構成する可動コア、５２は、弾性復元力により可動コア５４を、固定コア５３との間の電磁力（磁気吸引力）に抗する方向に付勢するばねである。回路遮断器１の内部の電路（以下、内部電路という）は、端子１１ａ、１１ｂ間に固定接点１２、可動接点１３を介して形成される。以下、上記外部電路１０ａ、１０ｂと内部電路を総称して単に電路ということとする。固定接点１２と可動接点１３は接点部を構成し、該接点部は、電路に接続され、可動接点１３と固定接点１２との間の接触、非接触によって該電路を閉状態、開状態にする。ヒータ５０は、電路に過電流が流れたときにバイメタル５１が十分変形するように、バイメタル５１をバイアス的に加熱する。すなわち、過電流が流れたとき、バイメタル５１は、過電流により発生した熱とヒータ５０により発生した熱との和の熱により、十分な変形を生ずることができるようにしている。引外し手段１５は、その構成のうち、熱動電磁式リレー５に対応する部分を示す。

開閉機構部１４は、２節リンク機構を有して構成され、引外し手段１５により、可動接点１３を回動支点１３ａ周りに回動変位させて、該可動接点１３を固定接点１２に対して接続状態から非接続状態にすることができるとともに、ハンドル１７の操作によっても、可動接点１３を回動支点１３ａ周りに回動変位させて、該可動接点１３を固定接点１２に対して非接続状態から接続状態にしたり、接続状態から非接続状態にしたりすることができるようになっている。開閉機構部１４におけるフック２３は、引外し手段１５における第３の回動部材としてのトリップ金具１５２と接続されている。

熱動電磁式リレー５は、上記電路に過電流が流れたとき例えば定格電流の２倍程度の過電流が流れたときは、該過電流が、バイメタル５１中または該バイメタル５１に接続された導体中を流れ、抵抗により熱を発生し、該熱によりバイメタル５１が変形する。該変形により可動部５５が引外し手段１５側に変位し、該引外し手段１５を駆動する。定格電流の２倍程度を超える過電流が電路に流れた場合も同様である。また、短絡電流が流れたときは、電磁石の固定コイルに該短絡電流が通電されて固定コア５３が励磁され、ケース１９内の空気中に配された可動コア５４との間に電磁力（磁気吸引力）が働く。該可動コア５４は、該電磁力により、ばね５２の弾性復元力に抗して固定コア５３側に吸引され、可動部５５を引外し手段１５側に変位させる。該可動部５５の該変位は、該引外し手段１５を駆動し、開閉機構部１４を作動させる。

引外し手段１５において、第１の回動部材としての連動板１５１Ａは、該連動板１５１Ａ上に第１の係合部を有し、第３の回動部材としてのトリップ金具１５２は、該トリップ金具１５２上に上記第１の係合部と係合する第３の係合部を有する。電路に過電流または短絡電流が流れたとき、連動板１５１Ａは、上記熱動電磁式リレー５の可動部５５の変位に基づき第１の支点１５１Ａａ周りに回動変位する。該連動板１５１Ａの該回動変位により、該連動板１５１Ａ上の第１の係合部も第１の支点１５１Ａａ周りに該連動板１５１Ａと一体で回動変位する。該第１の係合部は、トリップ金具１５２と当接した状態で回動変位する。このとき、トリップ金具１５２も、該第１の係合部の回動変位に付随して第３の支点１５２ａ周りに回動変位する。該連動板１５１Ａが、予め設定された変位量を回動変位したとき、第１の係合部は、トリップ金具１５２上の第３の係合部と第１の位置において係合される。該係合により、トリップ金具１５２は、第３の支点１５２ａ周りにさらに連動板１５１Ａに近づく方向に回動変位する。トリップ金具１５２の、該連動板１５１Ａの回動変位に付随した回動変位により、引外し手段１５は、上記開閉機構部１４を作動させる。すなわち、トリップ金具１５２の回動変位により、該トリップ金具１５２とフック２３との係合が外れ、該フック２３が回転して可動接点１３を支点１３ａ周りに回動させ、固定接点１２から離間させて、可動接点１３、固定接点１２間を非接続状態にする。これによって、回路遮断器１内において電路がオフ状態とされ、過電流または短絡電流が遮断される。

以下、説明中で用いる図１の構成における構成要素には、図１の場合と同じ符号を付して用いる。

図２は、図１の回路遮断器１における引外し手段１５の説明図である。（ａ）は、熱動電磁式リレー５の可動部５５の変位に基づく外力が連動板１５１Ａに作用し始めるときの状態を示し、（ｂ）は、熱動電磁式リレー５の可動部５５の変位に基づく外力により、連動板１５１Ａが回動変位し、該連動板１５１Ａの第１の係合部が、トリップ金具１５２の第３の係合部と係合されたときの状態を示す。

図２において、１５１Ａｐは、第１の回動部材である連動板１５１Ａの第１の係合部（突起状の係合部）としての突起部、１５２ｈは、第３の回動部材であるトリップ金具１５２の第３の係合部（孔状の係合部）としての孔、Ｆ_Ａは、熱動電磁式リレー５の可動部５５の変位に基づく外力、Ｅ_１ａは、突起部１５１Ａｐの回動方向、Ｅ_２ａは、連動板１５１Ａの回動方向、Ｅ_３ａは、トリップ金具１５２の回動方向である。過電流または短絡電流が電路に流れたとき、熱動電磁式リレー５の可動部５５の変位に基づき、外力Ｆ_Ａが連動板１５１Ａに作用する。連動板１５１Ａは、該外力Ｆ_Ａによって、ＸＺ平面内で、反時計方向のＥ_２ａ方向に第１の支点１５１Ａａ周りに回動変位する。これによって、突起部１５１Ａｐも、トリップ金具１５２に当接したままＸＺ平面内で、反時計方向のＥ_１ａ方向に第１の支点１５１Ａａ周りに回動変位する。トリップ金具１５２は、連動板１５１Ａの突起部１５１Ａｐの回動変位に付随してＸＺ平面内で、時計方向のＥ_３ａ方向に第３の支点１５２ａ周りに回動変位する。連動板１５１Ａが、予め設定された変位量をＥ_２ａ方向に回動変位したとき、突起部１５１ＡｐはさらにＥ_１ａ方向に回動変位し、トリップ金具１５２上の孔１５２ｈ内に進入して該孔１５２ｈと係合される（該係合される位置を第１の位置という）。該係合により、トリップ金具１５２は、第３の支点１５２ａ周りに連動板１５１Ａにさらに近づく方向すなわちＥ_３ａ方向に回動変位する。連動板１５１Ａの回動変位に付随したトリップ金具１５２の該回動変位により、該トリップ金具１５２とフック２３との係合が外れ、該フック２３が回転して可動接点１３を支点１３ａ周りに回動させ、固定接点１２から離間させて、可動接点１３、固定接点１２間を非接続状態にし、電路をオフ状態にする。

熱動電磁式リレー５において、電路に過電流が流れたときの熱動電磁式リレー５のバイメタル５１の変形量及び変形速度は過電流の電流レベルによって異なる。すなわち、過電流の電流レベルが高い場合は、バイメタル５１の変形量は大きく、変形速度も速いが、過電流の電流レベルが低い場合は、バイメタル５１の変形量は小さく、変形速度も遅い。このため、過電流の電流レベルが低く、予め設定された電流レベルに達していない場合は、バイメタル５１の変形量が小さいために可動部５５の変位量が小さく、該可動部５５が連動板１５１Ａに当接しない。この場合は、連動板１５１Ａは回動変位せず、引外し手段１５は駆動されない。過電流の電流レベルが、予め設定された電流レベルに達している場合であって、該電流レベルが相対的に低い場合は、バイメタル５１は相対的に長い時間をかけて変形し、可動部５５も、該バイメタル５１の変形に付随して相対的に長い時間をかけて変位する。このため、この場合は、可動部５５が連動板１５１Ａに長い時間の後、当接することになり、かつ、該当接後も、該連動板１５１Ａを、長い時間をかけて回動変位させる。この結果、この場合は、電路に過電流が流れた時点から連動板１５１Ａが回動変位を開始するまでの時間も、また、連動板１５１Ａが回動変位を開始した時点から、開閉機構部１４が作動され、電路がオフ状態にされるまでの時間も、相対的に長い。また、過電流の電流レベルが、相対的に高い場合は、バイメタル５１は、上記過電流の電流レベルが低い場合よりは相対的に短い時間をかけて変形し、可動部５５も、該バイメタル５１の変形に付随して上記過電流の電流レベルが低い場合よりは相対的に短い時間をかけて変位する。このため、過電流の電流レベルが、相対的に高い場合は、可動部５５が連動板１５１Ａに上記過電流の電流レベルが低い場合よりは短い時間の後、当接することになり、かつ、該当接後も、可動部５５は、該連動板１５１Ａを、上記過電流の電流レベルが低い場合よりは短い時間をかけて回動変位させる。この結果、過電流の電流レベルが相対的に高い場合は、電路に過電流が流れた時点から連動板１５１Ａが回動変位を開始するまでの時間も、また、連動板１５１Ａが回動変位を開始した時点から、開閉機構部１４が作動され、電路がオフ状態にされるまでの時間も上記過電流の電流レベルが低い場合よりは相対的に短い。このように、回路遮断器が、熱動電磁式リレー５が組込まれている構成のとき、電路に過電流が流れた場合には、電流遮断までの応答時間が電流レベルに応じて長くなる（＝長限時領域が形成される）ようになっているため、過電流の電流レベルが低い場合に過敏な応答をせず、回路遮断器としての動作の安定性と使い勝手性とを向上させることができる。

また、熱動電磁式リレー５において、電路に短絡電流が流れたときには、電磁石の固定コイルに通電されて固定コア５３が直ちに励磁され、ケース１９内で空気中に配されている可動コア５４との間に電磁力（磁気吸引力）が働き、該可動コア５４が該電磁力により瞬時に固定コア５３側に吸引され、可動部５５を引外し手段１５側に瞬時に大きく変位させ、該変位により、極めて短時間のうちに、該引外し手段１５の連動板１５１Ａを回動変位させ、これに付随させてトリップ金具１５２を回動変位させて開閉機構部１４を作動させ、電路をオフ状態にする。このように、回路遮断器１が、熱動電磁式リレー５が組込まれている構成のとき、電路に短絡電流が流れた場合には、電流遮断までの応答時間が極めて短くなるため、該短絡電流による部品の焼損なども回避され、回路遮断器としての信頼性を向上させることができる。

以下、説明中で用いる図２の構成における構成要素には、図２の場合と同じ符号を付して用いる。

図３は、本発明の実施例としての回路遮断器１の構造を示し、完全電磁式リレーが組み込まれたときの構造図である。

図３において、１は、本発明の実施例としての回路遮断器、１０ａ、１０ｂは、回路遮断器１が接続される外部電路、１１ａは、外部電路１０ａに接続される回路遮断器１の電路接続用端子、１１ｂは、外部電路１０ｂに接続される回路遮断器１の電路接続用端子、１２は接点部を形成する固定接点、１３は接点部を形成する可動接点、１３ａは、可動接点１３が回動変位するときの回動支点、１４は、可動接点１３を回動支点１３ａ周りに回動変位させ、該可動接点１３を固定接点１２に対し、非接触状態から接触状態にするまたは接触状態から非接触状態にする開閉機構部、１５は、開閉機構部１４を、接点部の上記可動接点１３が上記固定接点１２に対し接触状態から非接触状態となるように作動させる引外し手段、１５１Ｂは、引外し手段１５における回動部材（第２の回動部材）としての回動レバー、１５２は、引外し手段１５における回動部材（第３の回動部材）としてのトリップ金具、１５１Ｂａは、第２の回動部材としての回動レバー１５１Ｂが回動変位するときの回動支点（第２の支点）、１５１Ｂｐは、回動レバー１５１Ｂ上に設けられトリップ金具１５２に係合する係合部（第２の係合部）としての突起部、１５２ａは、第３の回動部材としてのトリップ金具１５２が回動変位するときの回動支点（第３の支点）、１７はハンドル、１８は、可動接点１３が固定接点１２に対し接触状態から非接触状態になるときに該固定接点１２との間に発生するアークを抑える消弧部、１９はケース、２３は、開閉機構部１４内のフック、６は完全電磁式リレー、６１は、完全電磁式リレー６内の励磁用コイル、６４ａは、完全電磁式リレー６の可動部、６２は、完全電磁式リレー６内のオイルダッシュポット、６６は、オイルダッシュポット６２内に配され、電磁力によりオイル中を移動変位する可動コア、６５は、完全電磁式リレー６内の固定コア、６３は、完全電磁式リレー６内のヨーク、６４は、完全電磁式リレー６内の可動鉄片、６７は、弾性復元力により可動鉄片６４を、固定コア６５との間の電磁力（磁気吸引力）に抗する方向に付勢するばねである。可動部６４ａは、可動鉄片６４に結合され、該可動鉄片６４の変位に対応して変位するようになっている。引外し手段１５は、その構成のうち、完全電磁式リレー６に対応する部分を示す。

完全電磁式リレー６は、電路に過電流が流れたとき例えば定格電流の２倍程度の過電流が流れたときは、該過電流が励磁用コイル６１中を流れ、該過電流と該励磁コイル６１によって形成された磁界に基づき可動コア６６に電磁力が作用する。可動コア６６は該電磁力により、オイルダッシュポット６２内をＺ軸方向に移動変位する。可動コア６６がオイルダッシュポット６２内の最上部に到達すると、ケース１９内の空気中に配された可動鉄片６４が固定コア６５側に電磁力（磁気吸引力）によって吸引される。この結果、可動部６４ａが引外し手段１５側に変位し、該引外し手段１５を駆動する。定格電流の２倍程度を超える過電流が電路に流れた場合も同様である。また、短絡電流が流れたときは、励磁用コイル６１に該短絡電流が通電されて固定コア６５が励磁され、オイルダッシュポット６２内の可動コア６６のＺ軸方向への移動変位を待たずに、該固定コア６５と可動鉄片６４との間に大きな電磁力（磁気吸引力）が働く。可動鉄片６４は、該電磁力により、ばね６７の弾性復元力に抗して固定コア６５側に吸引され、可動部６４ａを引外し手段１５側に変位させる。該可動部６４ａの該変位は、該引外し手段１５を駆動し、開閉機構部１４を作動させる。

引外し手段１５において、第２の回動部材としての回動レバー１５１Ｂは、該回動レバー１５１Ｂ上に第２の係合部を有し、第３の回動部材としてのトリップ金具１５２は、該トリップ金具１５２上に上記第２の係合部と係合する第４の係合部を有する。電路に過電流または短絡電流が流れたとき、回動レバー１５１Ｂは、上記完全電磁式リレー６の可動部６４ａの変位に基づき第２の支点１５１Ｂａ周りに回動変位する。該回動レバー１５１Ｂの該回動変位により、該回動レバー１５１Ｂ上の第２の係合部も第２の支点１５１Ｂａ周りに該回動レバー１５１Ｂと一体で回動変位する。該第２の係合部は、トリップ金具１５２に当接した状態で回動変位する。このとき、トリップ金具１５２も、該第２の係合部の回動変位に付随して第３の支点１５２ａ周りに回動変位する。該回動レバー１５１Ｂが、予め設定された変位量を回動変位したとき、第２の係合部は、トリップ金具１５２上の第４の係合部と第２の位置において係合される。該係合により、トリップ金具１５２は、第３の支点１５２ａ周りにさらに回動レバー１５１Ｂに近づく方向に回動変位する。トリップ金具１５２の、該回動レバー１５１Ｂの回動変位に付随した回動変位により、引外し手段１５は、上記開閉機構部１４を作動させる。すなわち、トリップ金具１５２の回動変位により、該トリップ金具１５２とフック２３との係合が外れ、該フック２３が回転して可動接点１３を支点１３ａ周りに回動させ、固定接点１２から離間させて、可動接点１３、固定接点１２間を非接続状態にする。これによって、回路遮断器１内において電路がオフ状態とされ、過電流または短絡電流が遮断される。

以下、説明中で用いる図３の構成における構成要素には、図３の場合と同じ符号を付して用いる。

図４は、図３の回路遮断器１における引外し手段１５の説明図である。（ａ）は、完全電磁式リレー６の可動部６４ａの変位に基づく外力が回動レバー１５１Ｂに作用し始めるときの状態を示し、（ｂ）は、完全電磁式リレー６の可動部６４ａの変位に基づく外力により、回動レバー１５１Ｂが回動変位し、該回動レバー１５１Ｂの第２の係合部が、トリップ金具１５２の第４の係合部と係合されたときの状態を示す。

図４において、１５１Ｂｐは、第２の回動部材である回動レバー１５１Ｂの第２の係合部（突起状の係合部）としての突起部、１５２ｔは、第３の回動部材であるトリップ金具１５２の第４の係合部（切欠状の係合部）としての端面部、Ｆ_Ｂは、完全電磁式リレー６の可動部６４ａの変位に基づく外力、Ｅ_１ｂは、突起部１５１Ｂｐの回動方向、Ｅ_２ｂは、回動レバー１５１Ｂの回動方向、Ｅ_３ｂは、トリップ金具１５２の回動方向である。過電流または短絡電流が電路に流れたとき、完全電磁式リレー６の可動部６４ａの変位に基づき、外力Ｆ_Ｂが回動レバー１５１Ｂに作用する。回動レバー１５１Ｂは、該外力Ｆ_Ｂによって、ＸＺ平面内で、時計方向のＥ_２ｂ方向に第２の支点１５１Ｂａ周りに回動変位する。これによって、突起部１５１Ｂｐも、トリップ金具１５２に当接したままＸＺ平面内で、時計方向のＥ_１ｂ方向に第２の支点１５１Ｂａ周りに回動変位する。トリップ金具１５２は、回動レバー１５１Ｂの突起部１５１Ｂｐの回動変位に付随してＸＺ平面内で、時計方向のＥ_３ｂ方向に第３の支点１５２ａ周りに回動変位する。回動レバー１５１Ｂが、予め設定された変位量をＥ_２ｂ方向に回動変位したとき、突起部１５１Ｂｐは、さらにＥ_１ｂ方向に回動変位し、トリップ金具１５２のＺ軸方向の端面部１５２ｔに乗り上げ、該端面部１５２ｔに側面（突起部１５１Ｂｐの側面）が当接された状態で係合される（該係合される位置を第２の位置という）。該係合により、トリップ金具１５２は、第３の支点１５２ａ周りに回動レバー１５１Ｂにさらに近づく方向すなわちＥ_３ｂ方向に回動変位する。回動レバー１５１Ｂの回動変位に付随したトリップ金具１５２の該回動変位により、該トリップ金具１５２とフック２３との係合が外れ、該フック２３が回転して可動接点１３を支点１３ａ周りに回動させ、固定接点１２から離間させて、可動接点１３、固定接点１２間を非接続状態にし、電路をオフ状態にする。

完全電磁式リレー６において、電路に過電流が流れたときのオイルダッシュポット６２内の可動コア６６のＺ軸方向への移動変位量及び移動速度は過電流の電流レベルによって異なる。すなわち、過電流の電流レベルが高い場合は、可動コア６６の移動変位量は大きく、移動速度も速いが、過電流の電流レベルが低い場合は、可動コア６６の移動変位量は小さく、移動速度も遅い。このため、過電流の電流レベルが低く、予め設定された電流レベルに達していない場合は、可動コア６６の移動変位量が小さいために該可動コア６６はオイルダッシュポット６２内の最上部に到達せず、可動鉄片６４は固定コア６５側に吸引されないか、または吸引されたとしても固定コア６５側への移動変位量が小さいため、可動部６４ａが回動レバー１５１Ｂに当接しない。この場合は、回動レバー１５１Ｂは回動変位せず、引外し手段１５は駆動されない。また、過電流の電流レベルが、予め設定された電流レベルに達している場合であって、該電流レベルが相対的に低い場合は、オイルダッシュポット６２内の可動コア６６は相対的に長い時間をかけてＺ軸方向に移動し、可動鉄片６４及び可動部６４ａも、該可動コア６６のかかる移動変位動作に対応して、電路に過電流が流れた時点からは相対的に長い時間の後に、相対的に長い時間をかけて変位する。このため、この場合は、可動部６４ａは、過電流が流れた時点から長い時間の後に回動レバー１５１Ｂに当接することになり、かつ、該当接後も、該可動部６４ａは、該回動レバー１５１Ｂを、長い時間をかけて回動変位させる。この結果、この場合は、電路に過電流が流れた時点から回動レバー１５１Ｂが回動変位を開始するまでの時間も、また、回動レバー１５１Ｂが回動変位を開始した時点から、開閉機構部１４が作動され、電路がオフ状態にされるまでの時間も、相対的に長くなる。また、過電流の電流レベルが、相対的に高い場合は、オイルダッシュポット６２内の可動コア６６は、上記過電流の電流レベルが低い場合よりは相対的に短い時間のうちにＺ軸方向に移動し、可動鉄片６４及び可動部６４ａも、該可動コア６６の移動動作に対応して上記過電流の電流レベルが低い場合よりは相対的に短い時間のうちに変位する。このため、過電流の電流レベルが、相対的に高い場合は、可動部６４ａが回動レバー１５１Ｂに上記過電流の電流レベルが低い場合よりは短い時間の後当接することになり、かつ、該当接後も、可動部６４ａは、該回動レバー１５１Ｂを、上記過電流の電流レベルが低い場合よりは短い時間内で回動変位させる。この結果、過電流の電流レベルが相対的に高い場合は、電路に過電流が流れた時点から回動レバー１５１Ｂが回動変位を開始するまでの時間も、また、回動レバー１５１Ｂが回動変位を開始した時点から、開閉機構部１４が作動され、電路がオフ状態にされるまでの時間も上記過電流の電流レベルが低い場合よりは相対的に短い。このように、回路遮断器１に完全電磁式リレー６が組込まれている構成のとき、電路に過電流が流れた場合には、電流遮断までの応答時間が電流レベルに応じて長くなる（＝長限時領域が形成される）ようになっているため、過電流の電流レベルが低い場合に過敏な応答をせず、回路遮断器としての動作の安定性と使い勝手性とを向上させることができる。

また、完全電磁式リレー６において、電路に短絡電流が流れたときには、該短絡電流が励磁用コイル６１に通電されて固定コア６５が直ちに励磁され、ケース１９内で空気中に配されている可動鉄片６４と該固定コア６５との間に大きな電磁力（磁気吸引力）が働き、該可動鉄片６４が該電磁力により瞬時に固定コア６５側に吸引され、可動部６４ａを引外し手段１５側に瞬時に大きく変位させ、該変位により、極めて短時間のうちに、該引外し手段１５の回動レバー１５１Ｂを回動変位させ、これに付随させてトリップ金具１５２を回動変位させて開閉機構部１４を作動させ、電路をオフ状態にする。このように、回路遮断器１に完全電磁式リレー６が組込まれている構成のとき、電路に短絡電流が流れた場合には、回路遮断器１においては、電流遮断までの応答時間が極めて短くなるため、該短絡電流による部品の焼損なども回避され、回路遮断器としての信頼性を向上させることができる。

以下、説明中で用いる図４の構成における構成要素には、図４の場合と同じ符号を付して用いる。

上記のように、引外し手段１５において、第３の回動部材であるトリップ金具１５２は、第１の回動部材である連動板１５１Ａと第２の回動部材である回動レバー１５１Ｂとのいずれによっても駆動される構成を有する。

図５は、トリップ金具１５２の平面構造を示す図である。

図５において、１５２ａｃは、トリップ金具１５２の回動中心すなわち第３の支点１５２ａ（図１〜図４）の中心である。回路遮断器１において、熱動電磁式リレー５が組込まれた構成においては、本トリップ金具１５２は、連動板１５１Ａの突起部１５１Ａｐと当接した状態ですなわち本トリップ金具１５２の面上を突起部１５１Ａｐの先端が摺動する状態で、該連動板１５１Ａの回動変位に付随して、第３の支点１５２ａ周りに回動し、孔１５２ｈに連動板１５１Ａの突起部１５１Ａｐが合う位置（第１の位置）において、該孔１５２ｈ（第３の係合部）と該突起部１５１Ａｐ（第１の係合部）とが係合され、また、完全電磁式リレー６が組込まれた構成においては、本トリップ金具１５２は、回動レバー１５１Ｂの突起部１５１Ｂｐと当接した状態すなわち本トリップ金具１５２の面上を突起部１５１Ｂｐの先端が摺動した状態で、該回動レバー１５１Ｂの回動変位に付随して第３の支点１５２ａ周りに回動し、端面部１５２ｔに回動レバー１５１Ｂの突起部１５１Ｂｐの側面が乗り上げる位置（第２の位置）で、該端面部１５２ｔ（第４の係合部）と該突起部１５１Ｂｐ（第２の係合部）とが係合される。第１の位置と第２の位置はトリップ金具１５２上において異なった位置となる。

上記本発明の実施例としての回路遮断器１によれば、電流レンジに対応して、リレーとして熱動電磁式リレー５または完全電磁式リレー６のいずれかを適宜択一的に組込むことができる。また、限流素子を用いない構成であるため、電路に短絡電流が流れた場合には、部品を焼損等させることなく短時間で該短絡電流を遮断することができ、部品の信頼性を向上させることができる。また、電路に過電流が流れた場合には、電流遮断までの応答時間を電流レベルに応じて長くする（＝長限時領域を形成する）ことができ、回路遮断器の過敏な動作を回避して安定な動作を行わせることができ、使い勝手性を向上させることができる。さらに、回路遮断器の小形化も図ることができる。

本発明の実施例としての回路遮断器の構造を示し、熱動電磁式リレーが組込まれたときの構造図である。図１の回路遮断器における引外し手段の説明図である。本発明の実施例としての回路遮断器の構造を示し、完全電磁式リレーが組込まれたときの構造図である。図３の回路遮断器における引外し手段の説明図である。図２、図４の引外し手段における第３の回動部材の平面構造を示す図である。

符号の説明

１…回路遮断器、
５…熱動電磁式リレー、
５０…ヒータ、
５１…バイメタル、
５２、６７…ばね、
５３、６５…固定コア、
５４、６６…可動コア、
５５、６４ａ…可動部、
１０ａ、１０ｂ…外部電路、
１１ａ、１１ｂ…電路接続用端子、
１２…固定接点、
１３…可動接点、
１４…開閉機構部、
１５…引外し手段、
１５１Ａ…連動板、
１５１Ａａ…第１の支点、
１５１Ａｐ、１５１Ｂｐ…突起部、
１５１Ｂ…回動レバー、
１５１Ｂａ…第２の支点、
１５２…トリップ金具、
１５２ａ…第３の支点、
１５２ｈ…孔、
１５２ｔ…端面部、
１７…ハンドル、
１８…消弧部、
１９…ケース、
２３…フック、
６…完全電磁式リレー、
６１…励磁用コイル、
６２…オイルダッシュポット、
６３…ヨーク、
６４…可動鉄片。

Claims

電路に接続され該電路の過電流及び短絡電流を遮断する回路遮断器であって、
上記電路に接続され、可動接点と固定接点との間の接触、非接触によって該電路を閉状態、開状態にする接点部と、
上記可動接点を支点周りに回動変位させ、該可動接点を固定接点に対し接触状態または非接触状態にする開閉機構部と、
上記電路に過電流が流れたときは、バイメタルの変形により可動部が変位し、短絡電流が流れたときは、空気中に配された可動コアの電磁力に基づく移動変位により上記可動部が変位する熱動電磁式リレー、または、上記電路に過電流が流れたときは、オイルダッシュポット中に配された可動コアの電磁力に基づく移動変位により可動部が変位し、短絡電流が流れたときは、空気中に配された可動コアの電磁力に基づく移動変位により上記可動部が変位する完全電磁式リレーのいずれか一方と、
上記熱動電磁式リレーの上記可動部の変位に基づく外力を受け第１の支点周りに回動変位する第１の回動部材と、上記完全電磁式リレーの上記可動部の変位に基づく外力を受け第２の支点周りに回動変位する第２の回動部材と、該第１、第２の回動部材が互いに異なる位置において当接し、該第１、第２の回動部材の回動変位に付随して第３の支点周りに回動変位する第３の回動部材とを備えて成り、該第３の回動部材の該回動変位により上記開閉機構部を、上記接点部の可動接点が固定接点に対し非接触状態となるように作動させる引外し手段と、
を備えたことを特徴とする回路遮断器。
上記第３の回動部材は、上記第１の回動部材とは、当接後、該第３の回動部材上の第１の位置において係合状態となり、上記第２の回動部材とは、当接後、該第３の回動部材上の第２の位置において係合状態となる構成である請求項１に記載の回路遮断器。
上記第１、第２の回動部材はそれぞれ、突起状の係合部を有し、上記第３の回動部材は、上記第１の位置に、該第１の回動部材の該突起状の係合部が挿入される孔状の係合部が形成され、かつ上記第２の位置に、該第２の回動部材の該突起状の係合部の側面が当接される切欠状の係合部が形成された構成である請求項２に記載の回路遮断器。
上記熱動電磁式リレーの上記可動部の変位に基づき上記第１の回動部材が回動変位する方向と、上記完全電磁式リレーの上記可動部の変位に基づき上記第２の回動部材が回動変位する方向とは、互いに逆方向である請求項１に記載の回路遮断器。