CN115565817A - 热动型过载继电器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热动型过载继电器，在进行过载保护的双元件结构的热动型过载继电器中，将位移件的位移量放大地传递至反转机构。双金属件(21)在被加热时弯曲。位移件(22)在双金属件(21)弯曲时被双金属件(21)推压而位移。推杆(23)被支轴(63)以可转动的方式支承，在位移件(22)发生位移时，被位移件(22)推压而转动。反转机构(24)在推杆(23)转动时，被推杆(23)上的与被位移件(22)推压的位置相比靠径向外侧的位置推压，由此使触点反转。

Description

热动型过载继电器

技术领域

本发明涉及一种热动型过载继电器。

背景技术

热动型过载继电器(热继电器)在过电流持续流动时，双金属件因热而弯曲从而进行跳闸动作，通过切断电磁接触器或配线用断路器来保护主电路免受过载的影响。热动型过载继电器如专利文献1所示，当双金属件被加热而弯曲时，通过推动位移件(shifter)来使反转机构动作，成为跳闸状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-107023号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在热动型过载继电器(热继电器)中，存在进行过载保护的1E(一个要素)型和进行过载保护与缺相保护的2E(两个要素)型。1E型热继电器一般采用在U·W二相具有双金属件的双元件结构，2E型热继电器采用在U·V·W三相具有双金属件的三元件结构。即，双元件结构与三元件结构相比元件数量少，因此位移件的位移量相应地变小。

本发明的目的在于，在进行过载保护的双元件结构的热动型过载继电器中，将位移件的位移量放大地传递至反转机构。

解决问题的技术方案

本发明的一个方面的热动型过载继电器，是一种进行过载保护的双元件结构的热动型过载继电器，包括：在被加热时发生弯曲的双金属件；在所述双金属件弯曲时被所述双金属件推压而发生位移的位移件；推杆，其被支轴以可转动的方式支承，在所述位移件发生位移时被所述位移件推压而转动；和反转机构，其在所述推杆转动时，被从所述推杆上的与被所述位移件推压的位置相比靠径向外侧的位置推压而使触点反转。

发明效果

采用本发明，在双金属件弯曲时，由于从推杆上的与被位移件推压的位置相比靠径向外侧的位置推压反转机构，所以能够将位移件的位移量放大地传递到反转机构。

附图说明

图1是表示热动型过载继电器的图。

图2是表示位移件和推杆的图。

图3是表示外壳的图。

图4是表示位移件的图。

图5是表示推杆的立体图。

图6是表示推杆的投影图。

图7是说明位移件和推杆的动作的图。

图8是表示比较例的图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的实施方式进行说明。各图均是示意性的，有时与现实的产品不同。另外，以下实施方式例示了用于将本发明的技术思想具体化的装置、方法，但其结构并不限定于下述内容。即，本发明的技术思想能够在发明技术方案所述的技术范围内实施各种变更。

《一实施方式》

《结构》

在以下说明中，为方便起见，将彼此正交的三个方向称作纵向、宽度方向和进深方向。

图1是表示热动型过载继电器的图。

热动型过载继电器11也被称为热继电器，在过电流持续流动时进行跳闸动作，通过切断未图示的电磁接触器来保护主电路免受过载影响。在热动型过载继电器11中，存在进行过载保护的1E(一个要素)型和进行过载保护与缺相保护的2E(两个要素)型，此处采用1E型。图中表示将未图示的盖体拆下，从纵向的另一侧观察热动型过载继电器11的外壳12内部的状态。

外壳12的内部包括双金属件21、位移件22、推杆23、反转机构24和复位棒25。热动型过载继电器11采用在U·W二相具有双金属件21的双元件结构。

双金属件21形成为在进深方向上延伸且沿纵向和进深方向的板状，进深方向近前侧为固定端，里侧为自由端。双金属件21的进深方向近前侧与主端子连接，进深方向里侧与加热器(heater，热元件)26的一端接合。加热器26卷绕在双金属件21上，另一端在进深方向近前侧与连接端子27接合。连接端子27与未图示的电磁接触器连接。双金属件21在通常时呈直线状，但若成为过载状态，则自由端侧朝宽度方向的另一侧弯曲，并推压位移件22。

位移件22是绝缘体，形成为沿宽度方向和纵向的平板状，以在宽度方向上可进退的状态被支承于外壳12。位移件22与双金属件21的自由端卡合，在通常时位于宽度方向的一侧，但若成为过载状态，则因双金属件21弯曲而向宽度方向的另一侧位移。为了减小表面的摩擦系数，位移件22利用固体润滑剂对基材的表面进行涂覆处理而形成。

推杆23由具有电绝缘性的树脂一体成形，沿纵向延伸，在检测出过载状态时将位移件22的位移量放大地传递至反转机构24。

反转机构24是在检测到过载时使触点反转即闭合a触点、断开b触点的机构，包括补偿双金属件31、释放杆32、拉伸弹簧33、可动板34、板簧35和连动板36。反转机构24不是实施方式的主要结构，因此只说明概要。

补偿双金属件31形成为在进深方向上延伸且沿进深方向和纵向的平板状，进深方向近前侧被固定于释放杆32，进深方向里侧为自由端，与推杆23卡合。

释放杆32形成为在进深方向上延伸且沿进深方向和纵向的板状，被沿纵向的支承轴以可转动的方式支承，进深方向里侧与拉伸弹簧33接触。

拉伸弹簧33将可动板34向进深方向里侧拉伸。

可动板34是沿进深方向和纵向的平板状，能够以进深方向里侧为支点，使进深方向近前侧在宽度方向上位移。可动板34在直立的位置为止点，在有向宽度方向的一侧或另一侧的力作用时，通过拉伸弹簧33的拉伸力而向宽度方向的一侧或另一侧倾斜。并且，在通常时，向宽度方向的一侧倾斜，但若成为过载状态，则经由补偿双金属件31被释放杆32推压，由此向宽度方向的另一侧倾斜。可动板34的进深方向里侧与一个辅助端子连接，在进深方向近前侧形成有可动触点。

板簧35为在进深方向上延伸且沿进深方向和纵向的平板状，进深方向里侧与另一个辅助端子连接，在与可动板34对置的进深方向近前侧形成有固定触点。通常时，可动板34的可动触点相对于板簧35的固定触点分离，但若成为过载状态，则可动板34向宽度方向的另一侧倾斜，从而可动板34的可动触点与板簧35的固定触点接触。这些固定触点和可动触点构成a触点，在a触点闭合时成为跳闸状态。

连动板36形成为沿宽度方向和进深方向的板状，被沿纵向的支轴以可转动的方式支承，进深方向里侧与可动板34卡合。连动板36通过与可动板34连动地转动，在图中未表示出的连动板36的背侧进行触点的开闭。即，在通常时，可动触点与固定触点接触，但若成为过载状态，则连动板36转动，从而可动触点相对于固定触点分离。这些固定触点和可动触点构成b触点，在b触点断开时成为跳闸状态。

复位棒25是用于从跳闸状态恢复的操作件，形成为以进深方向为轴向的大致圆柱状，在外壳12中，在纵向的另一侧配置于宽度方向的另一侧。复位棒25在能够沿进深方向位移且能够绕轴转动的状态下被支承于外壳12，进而被沿纵向延伸的板簧47向进深方向近前侧施力。复位棒25具有初始位置、手动复位位置和自动复位位置。初始位置是进深方向的近前侧相比外壳12更突出的位置。手动复位位置是仅从初始位置向进深方向里侧被推压后的位置。自动复位位置是从初始位置向进深方向里侧被推压、且从进深方向近前侧看来沿顺时针旋转大约90度从而使得进深方向的位置得到保持的位置。

当跳闸状态下复位棒25被向进深方向里侧推压时，板簧35和可动板34被复位棒25的进深方向里侧的端部向宽度方向的一侧推压，因此如果过载状态已解除，则再次断开a触点，闭合b触点。另一方面，当跳闸状态下复位棒25被向进深方向里侧推压，且从进深方向近前侧看来顺时针旋转了约90度，则复位棒25保持其进深方向的位置。并且，由于板簧35和可动板34被复位棒25的进深方向里侧的端部向宽度方向的一侧推压，因此在过载状态已解除时，自动地再次断开a触点，闭合b触点。

接着，对位移件22和推杆23的结构进行说明。

图2是表示位移件和推杆的图。

在此，表示从纵向的另一侧、宽度方向的一侧和进深方向里侧观察外壳12的状态。

图3是表示外壳的图。

在此，表示从纵向的另一侧、宽度方向的一侧和进深方向里侧观察外壳12的状态。在外壳12的内侧形成有间隔壁41～43和梁板44。

间隔壁41～43从宽度方向的一侧去往另一侧依次配置，形成为在进深方向上延伸且沿进深方向和纵向的板状。在间隔壁41的宽度方向的一侧配置有U相的双金属件21和连接端子27。在间隔壁41与间隔壁42之间配置有V相的连接端子27。在间隔壁42与间隔壁43之间配置有W相的双金属件21和连接端子27。在间隔壁43的宽度方向的另一侧配置有反转机构24。在间隔壁41～43中，进深方向里侧的端面上的纵向的另一侧形成有朝向进深方向里侧凸出的大致圆柱状的突起部45，三个突起部45沿着宽度方向在一条直线上排列。仅在间隔壁42的突起部45上，进深方向里侧的头部向宽度方向的另一侧隆起。

在间隔壁41～43中，进深方向里侧的端面上的纵向的一侧也形成有朝向进深方向里侧凸出的大致圆柱状的突起部45。同样，仅在间隔壁42的突起部45上，进深方向里侧的头部向宽度方向的另一侧隆起。在采用V相也具有双金属件的三元件结构的1E型或2E型热继电器时，使设置于纵向的一侧的突起部45与位移件嵌合。因此，外壳12与能够与三元件结构的1E型或2E型共用。

梁板44配置在进深方向里侧，形成为在宽度方向上延伸且沿宽度方向和纵向的板状。在梁板44上，在比间隔壁43靠宽度方向的另一侧处，在纵向的另一侧的缘部，形成有朝向纵向的一侧凹陷且从进深方向看来呈大致U字状的凹槽46。

图4是表示位移件的图。

位移件22是以宽度方向为长边、以纵向为短边的大致方形的平板。在位移件22中，在宽度方向的一侧形成有沿宽度方向延伸且供间隔壁41的突起部45嵌合的长孔51。在位移件22中，在宽度方向的另一侧形成有沿宽度方向延伸且供间隔壁42的突起部45和间隔壁43的突起部45嵌合的长孔52。长孔52的纵向的大小在宽度方向的一侧和另一侧不同，宽度方向的一侧比间隔壁42的突起部45的头部大，宽度方向的另一侧比间隔壁42的突起部45的头部小。位移件22通过使长孔51嵌合于间隔壁41的突起部45，长孔52嵌合于间隔壁42的突起部45和间隔壁43的突起部45，从而能够沿宽度方向位移。当间隔壁42的突起部45位于长孔52的宽度方向的一侧时，能够将位移件22拆下。当间隔壁42的突起部45位于长孔52的宽度方向的另一侧时，突起部45的头部成为防脱部，位移件22不能拆下。

在位移件22中，在纵向的一侧形成有卡合片53～55。卡合片53配置于比间隔壁41靠宽度方向的一侧，先朝向纵向的一侧突出然后再向宽度方向的一侧突出。在卡合片53中，去往宽度方向的一侧的前端与U相的双金属件21的自由端卡合。卡合片54配置在间隔壁41与间隔壁42之间，先朝向纵向的一侧突出然后再向宽度方向的一侧突出。卡合片55配置于比间隔壁43靠宽度方向的另一侧，先朝向纵向的一侧突出然后再向宽度方向的一侧和另一侧这双方突出。在卡合片55中，去往宽度方向的一侧的前端与W相的双金属件21的自由端卡合，去往宽度方向的另一侧的前端56与推杆23卡合。

在采用了三元件结构的1E型热继电器的情况下，在卡合片54中，去往宽度方向的一侧的前端与V相的双金属件的自由端卡合。因此，位移件22能够与三元件结构的1E型共用。

图5是表示推杆的立体图。

图中(a)表示从纵向的另一侧、宽度方向的一侧和进深方向里侧观察推杆23的状态，图中(b)表示从纵向的一侧、宽度方向的另一侧和进深方向近前侧观察推杆23的状态。

图6是表示推杆的投影图。

图中(a)表示从进深方向里侧观察推杆23并显示了隐藏线的状态，图中(b)表示从宽度方向的另一侧观察推杆23的状态，图中(c)表示(b)的A-A截面。

在推杆23的纵向的一侧形成有一对对置板61和62。对置板61和62形成为沿纵向和宽度方向的平板状，在进深方向上隔开间隔的状态下彼此对置，并由沿进深方向延伸的圆柱状的支轴63连结。对置板61和62的间隔距离比梁板44的厚度稍大，支轴63的直径比凹槽46稍小。推杆23在对置板61和62夹着梁板44的状态下，将支轴63嵌合于凹槽46，从而被支轴63支承为能够相对于外壳12转动。在推杆23上，遍及纵向的另一侧的大致一半地形成有面向宽度方向的一侧的端面64。端面64是沿纵向和进深方向的平面，与位移件22中的卡合片53的前端56卡合。在推杆23的纵向的另一侧形成有面向宽度方向的另一侧的端面65。端面65是向着宽度方向的另一侧凸出的沿进深方向的曲面，与翻转机构24中的补偿双金属件31的自由端卡合。如图6所示，从进深方向看来，将支轴63的中心与端面65中最凸出到宽度方向的另一侧的位置连结的虚线所示的直线L1是沿纵向延伸的。

《动作》

接着，对一实施方式的主要动作进行说明。

图7是说明位移件和推杆的动作的图。

在此，表示从进深方向里侧观察外壳12的状态。通常时，位移件22位于宽度方向的一侧，推杆23由于端面65被补偿双金属件31推压，从而纵向的另一侧位于宽度方向的一侧。

而当成为过载状态时，由于双金属件21弯曲，位移件22的卡合片53和卡合片55中的至少一个受推压而向宽度方向的另一侧位移。于是，由于位移件22向宽度方向的另一侧位移，在推杆23中，端面64被卡合片55的前端56推压而从进深方向里侧看来逆时针转动，纵向的另一侧向宽度方向的另一侧位移。由此，由于补偿双金属件31的自由端侧向宽度方向的另一侧位移，反转机构24成为将a触点闭合、将b触点断开的跳闸状态。

然后，当过载状态解除时，双金属件21恢复为直线状，自由端侧恢复至宽度方向的一侧。当复位棒25位于手动复位位置或自动复位位置时，反转机构24恢复为将a触点断开、将b触点闭合的通常时的状态，补偿双金属件31的自由端侧向宽度方向的一侧位移。由此，推杆23因端面65被补偿双金属件31推压而从进深方向里侧看来顺时针转动，纵向的另一侧向宽度方向的一侧位移。由此，位移件22因卡合片55被推杆23的端面64推压而向进深方向的一侧复原。

《作用》

接着，对一实施方式的主要作用进行说明。

进行过载保护的双元件结构的热动型过载继电器11包括双金属件21、位移件22、推杆23和反转机构24。双金属件21在被加热时弯曲。位移件22在双金属件21弯曲时被双金属件21推压而位移。推杆23被支轴63以可转动的方式支承，在位移件22发生位移时，被位移件22推压而转动。反转机构24在推杆23转动时，被推杆23上的与被位移件22推压的位置相比靠径向外侧的位置推压，由此使触点反转。

由此，推杆23能够将位移件22的位移量放大地传递至反转机构24。即，双元件结构与三元件结构相比元件数量少，因此位移件22的位移量相应地减小，但能够通过推杆23的放大作用来补偿位移件22的位移量。从而，为了在双元件结构下得到与三元件结构同等的位移量，不需要重新进行加热器26的设计。另外，不需要针对双元件结构和三元件结构单独地设计加热器26，能够使之共用。因此，能够抑制制造成本的增大，并且组装工序中的各部件的管理也变得容易。推杆23由于与支轴63一体成形，因此能够抑制部件数量的增多，组装作业的容易性也得到提高。

推杆23能够通过调整作为转动中心的支轴63的位置、被位移件22推压的位置以及推压反转机构24的位置，来调整对位移件22的位移量的放大倍率。例如，从进深方向看来，越使支轴63的位置靠近被位移件22推压的位置，以及越使被位移件22推压的位置远离推压反转机构24的位置，则放大倍率越大。像这样，能够任意地调整放大倍率并传递至反转机构24。取决于放大倍率，能够使补偿双金属件31的位移量比三元件结构更大，因此能够抑制反转机构24的动作不良，提高可靠性。

在推杆23中，在双金属件21未弯曲时即通常时，从支轴63的轴向看来，作为转动中心的支轴63的位置和推压反转机构24的位置在推压反转机构24的方向的正交方向上排列。即，从进深方向看来，使直线L1相对于纵向所成的角度θ尽可能地小，其中，该直线将支轴63的中心与端面65中最凸出到宽度方向的另一侧的位置连结。这是因为，直线L1相对于纵向所成的角度θ越小，在杆23转动时，端面65中最凸出到宽度方向的另一侧的位置的轨道越在宽度方向上较大地位移。因此，推压反转机构24的位置的轨道在宽度方向上最容易位移，能够提高对位移件22的位移量的放大倍率。

在位移件22中，被双金属件21推压的位置和推压推杆23的位置被配置在沿位移方向的一条直线上。像这样，由于力点和作用点配置在一条直线上，因此位移件22在被双金属件21推压时，能够防止从进深方向里侧看来受到顺时针力矩的作用。因此，不需要通过重量平衡——例如，在进深方向看来针对位移件22的形状使其相比被双金属件21推压的位置更向纵向的一侧大幅扩大等——来实现力矩的抑制，能够实现轻量化、省空间化。

位移件22为平板状，推杆23的支轴63在与位移件22的面垂直的方向上延伸，并在位移件22的面方向上转动。由此，能够抑制热动型过载继电器11在进深方向上大型化。

接着说明比较例。

图8是表示比较例的图。

在此，表示从进深方向里侧观察外壳12的状态。热动型过载继电器71具有位移件72，其形状与一实施方式的位移件22不同。在作为比较例的热动型过载继电器71中，被双金属件21推压的位移件72直接推压反转机构24而成为跳闸状态。双元件结构与三元件结构相比元件数量少，因此位移件的位移量相应地变小。为了在双元件结构下得到与三元件结构同等的位移量，需要重新进行加热器26的设计，但反过来在三元件结构下会导致发热量增大，各端子的上升温度有可能超出规格范围。即，必须针对双元件结构和三元件结构单独地设计加热器26，不能使之共用。

另外，在位移件72中，推压补偿双金属件31的位置相比被双金属件21推压的位置靠纵向的另一侧，力点和作用点没有被配置在沿宽度方向的一条直线上。因此，位移件72在被双金属件21推压时，从进深方向里侧看来受到顺时针力矩作用，成为对突起部45的滑动阻力。因此，针对位移件72的形状，从进深方向看来使其相比被双金属件21推压的位置向纵向的一侧大幅扩大，由此通过重量平衡来实现力矩的抑制。因此，这有碍于轻量化、省空间化。

以上参照有限数量的实施方式进行了说明，但发明的保护范围不限于这些，基于上述公开内容对实施方式作出的改变，对于本领域技术人员而是不言自明的。

附图标记说明

11…热动型过载继电器，12…外壳，21…双金属件，22…位移件，23…推杆，24…反转机构，25…复位棒，26…加热器，27…连接端子，31…补偿双金属件，32…释放杆，33…拉伸弹簧，34…可动板，35…板簧，36…连动板，41…间隔壁，42…间隔壁，43…间隔壁，44…梁板，45…突起部，46…凹槽，47…板簧，51…长孔，52…长孔，53…卡合片，54…卡合片，55…卡合片，56…前端，61…对置板，62…对置板，63…支轴，64…端面，65…端面，71…热动型过载继电器、72…位移件。

Claims (5)

1.一种进行过载保护的双元件结构的热动型过载继电器，其特征在于，包括：

在被加热时发生弯曲的双金属件；

在所述双金属件弯曲时被所述双金属件推压而发生位移的位移件；

推杆，其被支轴以可转动的方式支承，在所述位移件发生位移时被所述位移件推压而转动；和

反转机构，其在所述推杆转动时，被从所述推杆上的与被所述位移件推压的位置相比靠径向外侧的位置推压而使触点反转。

2.根据权利要求1所述的热动型过载继电器，其特征在于：

通过调整所述推杆的作为转动中心的所述支轴的位置、被所述位移件推压的位置以及推压所述反转机构的位置，来调整对所述位移件的位移量的放大倍率。

3.根据权利要求1或2所述的热动型过载继电器，其特征在于：

在所述推杆中，当所述双金属件未弯曲时，从所述支轴的轴向看来，作为转动中心的所述支轴的位置和推压所述反转机构的位置在推压所述反转机构的方向的正交方向上排列。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的热动型过载继电器，其特征在于：

在所述位移件中，被所述双金属件推压的位置和推压所述推杆的位置被配置在沿位移方向的一条直线上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的热动型过载继电器，其特征在于：

所述位移件为平板状，

在所述推杆中，所述支轴在与所述位移件的面垂直的方向上延伸，并在所述位移件的面方向上转动。

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