JP2010092802A - サーマルリレー - Google Patents

Abstract

【課題】スライダとリレー本体との隙間を十分に小さくして、製品全体の小型化を図ることができるサーマルリレーを提供すること。
【解決手段】ケース１の内部に収容されたバイメタル（３）の変形を利用して接点を開閉するサーマルリレーにおいて、バイメタルが加熱されて変形することにより、定常位置からトリップ位置にスライド変位可能に配設されたスライダ１１と、スライダ１１に近接離反する態様で移動可能に配設され、自身の移動によってスライダ１１に摺接することによりスライダ１１をトリップ位置から定常位置に変位させるリセットバー１３とを備え、スライダ１１及びリセットバー１３の一方には、他方との摺接個所がスライダ１１の変位経路Ｌよりもケース１の内方側となる態様で傾斜部分１１ａが形成してある。
【選択図】 図３

Description

本発明は、サーマルリレーに関し、より詳細には、例えば配線用遮断器や電磁接触器等に適用され、リレー本体の内部に収容されたバイメタルの変形を利用して接点を開閉することによりモータ等の過電流保護及び欠相保護を行うサーマルリレーに関するものである。

従来、例えば配線用遮断器や電磁接触器等に適用され、リレー本体の内部に収容されたバイメタルの変形を利用して接点を開閉するサーマルリレーとして、スライダと、接点ユニットと、リセットバーとを備えて構成されたものが知られている。

スライダは、リレー本体の内部において、定常位置とトリップ位置との間でスライド変位可能に配設されている。このスライダは、常態においては定常位置に位置している。その一方、バイメタルが加熱されて変形した場合には、スライダは、反転機構等を介して定常位置からトリップ位置にスライド変位するものである。

接点ユニットは、常開接点と常閉接点とを備えて構成されている。常開接点は、リレー本体に固定された固定側常開接触子と、スライダに取り付けられ、スライダとともに変位可能な可動側常開接触子とを備えている。常閉接点は、リレー本体に固定された固定側常閉接触子と、スライダに取り付けられ、スライダとともに変位可能な可動側常閉接触子とを備えている。このような接点ユニットは、スライダが定常位置にある場合には、固定側常閉接触子と可動側常閉接触子とが接触して常閉接点が閉じ、固定側常開接触子と可動側常開接触子とが離間して非接触状態となって常開接点が開くものである。その一方、スライダがトリップ位置にある場合には、固定側常開接触子と可動側常開接触子とが接触して常開接点が閉じ、固定側常閉接触子と可動側常閉接触子とが離間して非接触状態となって常閉接点が開くものである。

リセットバーは、一部がリレー本体より外部に突出した状態で、スライダの変位方向と直交する方向に沿って移動可能に配設されている。このリセットバーは、押圧されて待機位置から下方に向けて移動することにより、常開接点を構成する部材、あるいはスライダの一部に摺接し、スライダをトリップ位置から定常位置に変位させるものである。これにより常閉接点が閉じ、常開接点が開くことになる。

このようなリセットバーには、待機位置においてスライダの変位経路よりもリレー本体の外方側となる個所に、スライダを変位させるための傾斜部分が形成されている。そして、リセットバーは、スライダの変位経路よりもリレー本体の外方側において上記部材、あるいはスライダの一部と摺接してスライダを変位させている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６２−２７４５２２号公報

ところが、上述したようなサーマルリレーにおいては、リセットバーがスライダ（特許文献１ではクロスバー）の変位経路よりもリレー本体の外方側において該スライダ、あるいは常開接点を構成する部材に摺接していたので、次のような問題があった。すなわち、リレー本体（リセットバーの一部が突出した状態で配設されたリレー本体の部分）と、スライダとの隙間を十分に確保する必要があり、その結果、リレー本体の容積を十分に大きくしなければ成らず、製品全体の小型化を図ることが困難であった。

本発明は、上記実情に鑑みて、スライダとリレー本体との隙間を十分に小さくして、製品全体の小型化を図ることができるサーマルリレーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るサーマルリレーは、リレー本体の内部に収容されたバイメタルの変形を利用して接点を開閉するサーマルリレーにおいて、バイメタルが加熱されて変形することにより、定常位置からトリップ位置にスライド変位可能に配設されたスライダと、スライダが定常位置にある場合には、常閉接点が閉じ、かつ常開接点が開く一方、スライダがトリップ位置にある場合には、常閉接点が開き、かつ常開接点が閉じる接点ユニットと、一部がリレー本体より外部に突出した状態で、スライダに近接離反する態様で移動可能に配設され、自身の移動によって前記スライダに摺接することにより該スライダをトリップ位置から定常位置に変位させるリセットバーとを備え、スライダ及びリセットバーの一方には、他方との摺接個所がスライダの変位経路よりもリレー本体の内方側となる態様で傾斜部分が形成してあることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るサーマルリレーは、上述した請求項１において、傾斜部分は、スライダに該スライダの変位経路よりもリレー本体の内方に向けて傾斜する態様で形成してあることを特徴とする。

本発明によれば、スライダ及びリセットバーの一方には、他方との摺接個所がスライダの変位経路よりもリレー本体の内方側となる態様で傾斜部分が形成してあるので、リレー本体とスライダとの離間距離を大きくする必要がない。よって、リレー本体とスライダとの隙間を小さくすることができ、製品全体の小型化を図ることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係るサーマルリレーの好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明のサーマルリレーの内部構造を示す斜視図である。ここで例示するサーマルリレーは、例えば配線用遮断器や電磁接触器等に適用され、モータ等の過電流保護及び欠相保護を行うためのものであり、リレー本体であるケース１を備えている。

ケース１は、例えば樹脂等から形成された筐体であり、ヒートエレメント２、シフタ機構６及び反転ばね機構７が内部に取り付けてある。

ヒートエレメント２は、主回路のＵ、Ｖ、Ｗの各相に対応する熱応動素子である。このようなヒートエレメント２は、主回路のＵ、Ｖ、Ｗの各相に対応するバイメタル３の外周にヒータ線４を巻回し、バイメタル３とヒータ線４とを直接に接続した上でここに主回路電流を通流し、その発熱によりバイメタル３を湾曲変形させるようにしたものである。ここで、バイメタル３は、それぞれ一端が支持金具５を介してケース１に固定されている。

シフタ機構６は、各相のヒートエレメント２の先端側操作端、より詳細には各相のバイメタル３の先端側操作端に連繋してスライド移動可能に配置したものである。このシフタ機構６は、図２に示すように、押シフタ６ａ、引シフタ６ｂ及び差動板６ｃを備えて構成されている。押シフタ６ａ及び引シフタ６ｂは、各相のヒートエレメント２の先端側操作端を左右から挟み込むように設けてある。差動板６ｃは、押シフタ６ａと引シフタ６ｂとの間に跨って回動自在にリンク結合してある。

反転ばね機構７は、シフタ機構６に連動して接点機構部１０を動作させるものである。この反転ばね機構７は、釈放レバー８を介して差動板６ｃに連繋してあり、差動板６ｃが回動することにより反転するものである。

図３は、上記接点機構部１０を模式的に示す図であり、一部を断面で示している。ここで例示する接点機構部１０は、図１においてヒートエレメント２の上方域に配設してあり、スライダ１１と、接点ユニット１２と、リセットバー１３とを備えて構成してある。

スライダ１１は、例えば板状体であり、ケース１の内部において定常位置（図３に示す位置）とトリップ位置（図４に示す位置）との間で水平方向に沿ってスライド変位可能に配設してある。このスライダ１１は、常態においては定常位置に位置している。

このようなスライダ１１には、反転ばね機構７が連繋してある。この反転ばね機構７が、バイメタル３が加熱されることにより変形した場合に反転することにより、スライダ１１は、定常位置からトリップ位置にスライド変位するものである。

上記スライダ１１には、傾斜部分１１ａが形成してある。傾斜部分１１ａは、スライダ１１のリセットバー１３を臨む個所に形成してあり、スライダ１１の水平延在端部１１ｂよりケース１の内方側（図３においては下方側）に漸次傾斜する態様で形成してある。つまり、傾斜部分１１ａは、スライダ１１の変位経路Ｌ、すなわちスライダ１１の変位方向に沿ってする直線よりもケース１の内方側に向けて傾斜する態様で形成してある。

接点ユニット１２は、常開接点１２ａと常閉接点１２ｂとを備えて構成してある。常開接点１２ａは、ケース１に固定された固定側常開接触子１２ａ１と、スライダ１１に取り付けられ、スライダ１１とともに変位可能な可動側常開接触子１２ａ２とを備えている。常閉接点１２ｂは、ケース１に固定された固定側常閉接触子１２ｂ１と、スライダ１１に取り付けられ、スライダ１１とともに変位可能な可動側常閉接触子１２ｂ２とを備えている。

このような接点ユニット１２は、スライダ１１が定常位置にある場合には、固定側常閉接触子１２ｂ１と可動側常閉接触子１２ｂ２とが接触して常閉接点１２ｂが閉じ、固定側常開接触子１２ａ１と可動側常開接触子１２ａ２とが離間して非接触状態となって常開接点１２ａが開くものである。

その一方、スライダ１１がトリップ位置にある場合には、固定側常開接触子１２ａ１と可動側常開接触子１２ａ２とが接触して常開接点１２ａが閉じ、固定側常閉接触子１２ｂ１と可動側常閉接触子１２ｂ２とが離間して非接触状態となって常閉接点１２ｂが開くものである。

リセットバー１３は、例えば円柱状の形態を成し、一部がケース１より外部に突出した状態で、スライダ１１の変位方向と直交する方向に沿って移動可能に配設してある。つまり、リセットバー１３は、スライダ１１に近接離反する態様で移動可能に配設してある。このリセットバー１３は、押圧されて待機位置から下方に向けて移動することにより、常開接点１２ａを構成する部材、あるいはスライダ１１の一部に摺接し、スライダ１１をトリップ位置から定常位置に変位させるものである。これにより常閉接点１２ｂが閉じ、常開接点１２ａが開くことになる。

以上のような構成を有するサーマルリレーにおいて、主回路に過負荷電流が流れると、ヒータ線４及びバイメタル３の発熱により、バイメタル３自身が湾曲変形する。これによりヒートエレメント２の先端側操作端（バイメタル３の先端側操作端）が変位して、シフタ機構６の押シフタ６ａを押圧する結果、差動板６ｃが回動する。これにより、図４に示すように、反転ばね機構７が反転し、接点機構部１０を構成するスライダ１１が定常位置からトリップ位置にスライド変位する（図４中の矢印方向にスライド変位する）。

このようにスライダ１１が定常位置からトリップ位置にスライド変位すると、このスライダ１１に取り付けられた可動側常閉接触子１２ｂ２及び可動側常開接触子１２ａ２もスライド変位することになる。これにより、スライダ１１とともに接点機構部１０を構成する接点ユニット１２では、固定側常開接触子１２ａ１と可動側常開接触子１２ａ２とが接触して常開接点１２ａが閉じ、固定側常閉接触子１２ｂ１と可動側常閉接触子１２ｂ２とが離間して非接触状態となって常閉接点１２ｂが開く。

バイメタル３が冷却された後、スライダ１１を定常位置に変位させるために、リセットバー１３の頂部を押圧することにより、該リセットバー１３をスライダ１１に近接する態様で移動させる。リセットバー１３がスライダ１１に近接する態様で移動することにより、リセットバー１３の先端縁部は、スライダ１１に形成された傾斜部分１１ａに当接した後、該傾斜部分１１ａと摺接する。このようにリセットバー１３がスライダ１１の傾斜部分１１ａに摺接することにより、スライダ１１は、図５に示すようにトリップ位置から定常位置に向けてスライド変位する。このとき、反転ばね機構７も反転する。

このようにスライダ１１がトリップ位置から定常位置にスライド変位すると、このスライダ１１に取り付けられた可動側常閉接触子１２ｂ２及び可動側常開接触子１２ａ２もスライド変位することになる。これにより、スライダ１１とともに接点機構部１０を構成する接点ユニット１２では、固定側常閉接触子１２ｂ１と可動側常閉接触子１２ｂ２とが接触して常閉接点１２ｂが閉じ、固定側常開接触子１２ａ１と可動側常開接触子１２ａ２とが離間して非接触状態となって常開接点１２ａが開く。

ところで、上述したようにスライダ１１に形成した傾斜部分１１ａは、スライダ１１の変位経路Ｌよりもケース１の内方側に向けて傾斜しているために、スライダ１１とリセットバー１３とは、互いの摺接個所がスライダ１１の変位経路Ｌよりもケース１の内方側となる。これにより、ケース１とスライダ１１との離間距離を大きくする必要がない。

ここで、図６及び図７に本実施の形態の比較用として接点機構部の比較例を模式的に示す。尚、本実施の形態におけるサーマルリレーと同様の構成を有するものには同一の符号を付してある。ここで例示する比較例は、スライダ１１０とリセットバー１３０との構成が上記本実施の形態のものとは異なる。つまり、スライダ１１０は、傾斜部分が形成されておらず、孔部１１１が形成してある。リセットバー１３０は、先端部に傾斜部分１３０ａが形成してある。

このような比較例において、図６に示すトリップ位置にあるスライダ１１０を定常位置にスライド変位させる場合には、リセットバー１３０をスライダ１１０に近接する態様で移動させることになる。移動するリセットバー１３０の傾斜部分１３０ａが、スライダ１１０の孔部１１１のリセットバー１３０側の開口縁部に摺接することにより、図７に示すようにスライダ１１０はトリップ位置から定常位置にスライド変位する。

かかる比較例においては、スライダ１１０とリセットバー１３０とは、互いの摺接個所がスライダ１１０の変位経路Ｌよりもケース１の外方側となる。これにより、上記特許文献１と同様に、ケース１とスライダ１１０との隙間Ｄを十分に確保する必要がある。

以上説明したように本実施の形態であるサーマルリレーによれば、スライダ１１とリセットバー１３との摺接個所がスライダ１１の変位経路Ｌよりもケース１の内方側にしたことにより、ケース１とスライダ１１との離間距離を大きくする必要がないので、リセットバー１３の一部が突出した状態で配設されたケース１と、スライダ１１との隙間ｄを小さくすることができる。その結果、接点機構部１０の省スペース化を図ることができ、製品全体の小型化を図ることができる。

このように接点機構部１０の省スペース化を図ることができるので、サーマルリレーにおける接点機構部１０の取付けの自由度を向上させることができ、更に低コスト化を図ることが可能になる。

またケース１とスライダ１１との隙間ｄを小さくすることができるので、製品自体を従来と同じ大きさにした場合には、スライダ１１より内方側の領域（図３において矢印ｅで示す領域）のスペースを相対的に大きく確保することができる。かかるスペースを大きく確保することができることにより、各種部品の寸法のバラツキ等を吸収する構成を採用することができ、製品自体の性能の向上を図ることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

すなわち、上述した実施の形態では、スライダ１１に傾斜部分１１ａを形成していたが、本発明では、スライダ１１とリセットバー１３との摺接個所がスライダ１１の変位経路Ｌよりもケース１の内方側となる態様で傾斜部分が形成されていれば、スライダ１１ではなく、リセットバー１３に形成されていても構わない。

また、上述した実施の形態において、リセットバー１３は、スライダ１１をトリップ位置から定常位置にスライド変位させる場合には、該スライダ１１に近接する態様で移動していたが、本発明では、該スライダから離反する態様で移動しても構わない。ここで、スライダに近接離反する態様で移動するものとしては、直線的なものに限られず、回転しながらでも構わないし、軸心回りに回動しながらでも構わない。

また、上述した実施の形態では、リセットバー１３の形状を円柱状として説明したが、本発明では、種々の形態を採用することができる。

また、上述した実施の形態では、過負荷電流が流れた場合の接点機構部１０の動作について説明したが、過負荷電流が流れた場合は一例であり、欠相が生じた場合にも同様の動作を行うことができる。

以上のように、本発明に係るサーマルリレーは、例えば配線用遮断器や電磁接触器等に適用され、モータ等の過電流保護及び欠相保護を行うのに有用である。

本発明のサーマルリレーの内部構造を示す斜視図である。 図１に示したシフタ機構を模式的に示す図である。 図１に示した接点機構部を模式的に示す図であり、一部を断面で示している。 図３に示した接点機構部のスライダがトリップ位置にある場合を模式的に示す図であり、一部を断面で示している。 図３に示した接点機構部のスライダがトリップ位置から定常位置に変位する場合を模式的に示す図であり、一部を断面で示している。 本実施の形態における接点機構部の比較例を模式的に示す図であり、一部を断面で示している。 本実施の形態における接点機構部の比較例を模式的に示す図であり、一部を断面で示している。

符号の説明

１ ケース
２ ヒートエレメント
３ バイメタル
４ ヒータ線
６ シフタ機構
６ａ 押シフタ
６ｂ 引シフタ
６ｃ 差動板
７ 反転ばね機構
１０ 接点機構部
１１ スライダ
１１ａ 傾斜部分
１１ｂ 水平延在端部
１２ 接点ユニット
１２ａ 常開接点
１２ｂ 常閉接点
１３ リセットバー
ｄ 隙間
Ｌ 変位経路

Claims (2)

1. リレー本体の内部に収容されたバイメタルの変形を利用して接点を開閉するサーマルリレーにおいて、
   前記バイメタルが加熱されて変形することにより、定常位置からトリップ位置にスライド変位可能に配設されたスライダと、
   前記スライダが定常位置にある場合には、常閉接点が閉じ、かつ常開接点が開く一方、前記スライダがトリップ位置にある場合には、常閉接点が開き、かつ常開接点が閉じる接点ユニットと、
   一部が前記リレー本体より外部に突出した状態で、前記スライダに近接離反する態様で移動可能に配設され、自身の移動によって前記スライダに摺接することにより該スライダをトリップ位置から定常位置に変位させるリセットバーと
   を備え、
   前記スライダ及び前記リセットバーの一方には、他方との摺接個所が前記スライダの変位経路よりも前記リレー本体の内方側となる態様で傾斜部分が形成してあることを特徴とするサーマルリレー。
2. 前記傾斜部分は、前記スライダに該スライダの変位経路よりも前記リレー本体の内方に向けて傾斜する態様で形成してあることを特徴とする請求項１に記載のサーマルリレー。

Images