JP2010232056A - 熱動形過負荷継電器 - Google Patents

Abstract

【課題】ケース内の常開接点及び常閉接点の配置スペースを小さくすることで、小型化を図ることができる熱動形過負荷継電器を提供する。
【解決手段】一端３５ａを支点とし他端３５ｂ側が揺動自在に配置された可動板３５と、支点を挟んで互いに逆側に位置する可動板の他端側及びばね支持部３２ａの間に張架され、回動した釈放レバーが係合することで可動板を反転させる反転ばね３６と、可動板に連動して支軸回りに回動する連動板３４とを備えている。そして、連動板の表面３４ａ近傍に常開接点３８が配置され、裏面３４ｂ近傍に常閉接点４２が配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、過電流を検知したときに接点の切り替えを行なう熱動形過負荷継電器に関するものである。

主回路に流れる過負荷電流を検知して作動する熱動形過負荷継電器として、例えば特許文献１の装置が知られている。
特許文献１の熱動形過負荷継電器を、図４を参照して説明する。
この熱動形過負荷継電器は樹脂モールド製の絶縁ケース１内に、三相の各電路に挿入され、ヒータ２ａが巻回された主バイメタル２と、これら主バイメタル２の自由端のそれぞれに係合され、絶縁ケース１に移動可能に支承されているシフタ３と、シフタ３の一端に係合可能に絶縁ケース１内に配置された開閉機構４と、開閉機構４の動作により接点の切り替えを行なう接点反転機構５が収納されている。

開閉機構４は、シフタ３の一端に係合する温度補償バイメタル７と、この温度補償バイメタル７の他端が固定されている釈放レバー８と、下端から突出したピン９を介して釈放レバー８に連結し、絶縁ケース１に回転自在に配置した調整ダイヤル１１（偏心カム１１ａの周面）に上端が当接している調整カム１２とを備えている。なお、釈放レバー８の回動角度は、調整ダイヤル１１の調整により、調整ダイヤル１１の偏心カム１１ａの周面に当接する調整カム１２の位置を変化させ、支軸１３回りに微小に回動させることで設定されている。

接点反転機構５は、釈放レバー８に下端部が固定されて上方に延在している反転ばね１４と、この反転ばね１４の先端部が係合しているとともに、常開側可動接点１５ｂ及び常閉側可動接点１６ａを移動させるスライダ１７と、スライダ１７を定常位置に手動で移動させるリセット棒１８とを備えている。また、接点反転機構５は、前述した常開側可動接点１５ｂ及び常閉側可動接点１６ａと、これらに対向配置された常開側固定接点１５ａ及び常閉側固定接点１６ｂとを備えている。反転ばね１４は、薄板ばね材の打ち抜きにより打ち抜き部（不図示）が形成され、打ち抜き部１４ａの周囲に皿ばね形状の湾曲面が形成された部材であり、図４の定常状態では、反転ばね１４は、右方向に凸状に湾曲している。

上記構成において、過負荷電流によってヒータ２ａが発熱して主バイメタル２が湾曲すると、その自由端の変位によってシフタ３が図４の符号Ｐの矢印方向に移動する。シフタ３が移動すると、温度補償バイメタル７の自由端が押圧されて釈放レバー８が揺動ピン９回りに反時計方向に回動する。
そして、釈放レバー８の反時計方向の回動が進行すると、反転ばね１４は左方向に凸状に湾曲するように変形し、この反転ばね１４の変形により、反転ばね１４の先端部に係合しているスライダ１７を、常開側可動接点１５ｂ及び常開側固定接点１５ａが閉状態となり、常閉側可動接点１６ａ及び常閉側固定接点１６ｂが開状態となるように移動させる。このような開閉機構４の反転動作により、常開側可動接点１５ｂ及び常開側固定接点１５ａの閉状態、常閉側可動接点１６ａ及び常閉側固定接点１６ｂの開状態の情報を基に、例えば主回路に接続した電磁接触器（不図示）を開極動作させて過負荷電流を遮断する。

特公平７−１６６５号公報

ところで、上記従来の熱動形過負荷継電器の接点反転機構５は、常開接点（常開側可動接点１５ｂ及び常開側固定接点１５ａ）、常閉接点（常閉側可動接点１６ａ及び常閉側固定接点１６ｂ）の接点切り替えを行なうスライダ１７を、絶縁ケース１内の主バイメタル２の上部領域に平面的に配置し、しかも、スライダ１７を移動させる反転ばね１４を、スライダ１７の配置領域とは異なる絶縁ケース１内に配置しているので、絶縁ケース１内に大きなスペースが必要となり、熱動形過負荷継電器の小型化の面で問題がある。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ケース内の常開接点及び常閉接点の配置スペースを小さくすることで、小型化を図ることができる熱動形過負荷継電器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る熱動形過負荷継電器は、ケース内に、過負荷電流を検知して湾曲変位する主バイメタルと、この主バイメタルに連動するシフタの変位に従動する釈放レバーと、この釈放レバーの回動により接点を切り替える接点反転機構とを配置した熱動形過負荷継電器において、前記接点反転機構は、一端を支点とし他端側が揺動自在に配置された可動板と、前記支点を挟んで互いに逆側に位置する前記可動板の他端側及びばね支持部の間に張架され、回動した前記釈放レバーが係合することで前記可動板を反転させる反転ばねと、前記可動板に連動して支軸回りに回動する連動板とを備え、前記接点は、前記連動板の表面及び裏面の近傍に常開接点及び常閉接点をそれぞれ配置した。

この発明によると、常開接点及び常閉接点は連動板の回動により切り替え動作を行うとともに、これら接点は、連動板の表面及び裏面の近傍に配置されているので、従来装置と比較して、ケース内の接点を配置するスペースを大幅に小さくすることができ、熱動形過負荷継電器の小型化が図られる。
また、本発明に係る熱動形過負荷継電器は、常開接点及び前記常閉接点が、前記支軸の回転中心線を含んだ仮想面に対して略面対称の位置に配置されている。

この発明によると、振動、衝撃等の外乱が入力しても、閉状態となっている接点の可動接点が固定接点から離間しにくくなり、接点の誤動作を防止することができる。
また、本発明に係る熱動形過負荷継電器は、前記常開接点及び前記常閉接点の一方が、前記可動板の前記他端側に前記可動接点を設け、前記連動板の回動が前記可動板に反転動作の荷重として伝達されることで前記可動接点及び固定接点の切り替えが行なわれる。

この発明によると、熱動形過負荷継電器の部品点数の低減化を図ることができるとともに、ケース内の接点を配置するスペースをさらに小さくすることができる。

本発明に係る熱動形過負荷継電器によれば、常開接点及び常閉接点は、連動板の回動により切り替え動作を行うとともに、連動板の表面及び裏面の近傍に配置されているので、従来装置と比較して、ケース内の接点を配置するスペースを大幅に小さくすることができ、熱動形過負荷継電器の小型化を図ることができる。

本発明に係る熱動形過負荷継電器の要部の定常状態を示す図である。 （ａ）は定常状態の接点反転機構の常開接点（ａ接点）を示す図、（ｂ）はトリップ状態の接点反転機構を示す図である。 （ａ）は定常状態の接点反転機構の常閉接点（ｂ接点）を示す図、（ｂ）はトリップ状態の接点反転機構を示す図である。 従来の熱動形過負荷継電器の要部の定常状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図４に示した構成と同一構成部材には、同一符号を付してその説明を省略する。
図１から図３は、本発明に係る熱動形過負荷継電器の１実施形態を示すものであり、図１は熱動形過負荷継電器要部の定常状態を示す図、図２（ａ）は定常状態の接点反転機構及び常開接点（ａ接点）を示す図、図２（ｂ）はトリップ状態の接点反転機構を示す図、図３（ａ）は定常状態の接点反転機構及び常閉接点（ｂ接点）を示す図、図３（ｂ）はトリップ状態の接点反転機構及び常閉接点（ｂ接点）を示す図である。

図１に示すように、本実施形態の熱動形過負荷継電器は、絶縁ケース１内に、主バイメタル２の自由端に係合したシフタ３の変位に従動する調整機構２０と、調整機構２０の動作により接点が切り替わる接点反転機構２１と、接点反転機構２１をリセットするリセット棒４３とを備えている。
調整機構２０は、調整リンク２２と、この調整リンクに回動自在に支持された釈放レバー２３と、この釈放レバー２３に固定され、シフタ３に係合する温度補償バイメタル２４とを備えている。

調整リンク２２は、釈放レバー２３を支持するリンク支持部２５と、リンク支持部２５の一側から下方に延在している脚部２６とで構成されている。
絶縁ケース１の下部側の内壁には、支軸２７が絶縁ケース１内に突出して設けられており、この支軸２７の縮径された先端部を脚部２６に形成した軸受穴２６ａに挿入することで、調整リンク２２全体が、支軸２７を中心として回動自在に絶縁ケース１に支持される。

釈放レバー２３は、調整リンク２２のリンク支持部２５に回転自在に支持される回動軸２３ｅが形成されており、回動軸２３ｅを挟んで下部に反転ばね押圧部２３ｆが形成され、且つ上部にカム接触部２３ｇが形成されているとともに、自由端が下方に位置する温度補償バイメタル２４の一端が固定されている。

接点反転機構２１は、図２（ａ）に示すように、絶縁ケース１内に配置した反転機構支持部３２と、この反転機構支持部３２の近傍に配置され、絶縁ケース１の内壁に設けた支軸３３に回動自在に支持された連動板３４と、反転機構支持部３２に当接した下部３５ａを支点として上部３５ｂが揺動自在に配置されている可動板３５と、可動板３５の上部３５ｂ側に設けた係合穴（不図示）及び下部３５ａの下方位置である反転機構支持部３２のばね支持部３２ａの間に張架された引張りコイルばねからなる反転ばね３６とを備えている。

また、連動板３４の表面３４ａ側には、可動板３５の反転動作、復帰動作とともに連動板３４を支軸３３回りに回動させる第１係合ピン３９ａ及び第２係合ピン３９ｂが、可動板３５に係合可能に設けられている。また、反転機構支持部３２には、常開接点（ａ接点）側板ばね３７が自由端を上方に延在した状態で並設されており、この板バネ３７の自由端側に、ａ接点３８の固定接点３８ａが固定され、可動板３５の上部３５ｂに、固定接点３８ａに接続するａ接点３８の可動接点３８ｂが固定されている。

図３（ａ）に示すように、連動板３４の裏面３４ｂ側には、常閉接点（ｂ接点）側板ばね４０が自由端を上方に延在した状態で配置されているとともに、この板ばね４０に対向した状態で接点支持板４１が配置されている。板バネ４０は、自由端が連動板３４の一部に係合しており、連動板３４の回動とともに同一方向に回動する。そして、板バネ４０の自由端側にｂ接点４２の可動接点４２ｂが固定され、接点支持板４１に、可動接点４２ｂに接続するｂ接点４２の固定接点４２ａが固定されている。

そして、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、連動板３４の表面３４ａ側及び裏面３４ｂ側に配置したａ接点３８及びｂ接点４２は、連動板３４を回動自在に支持している支軸３３の回転中心線を含み、上下方向に延在している仮想面Ｋに対して、略対称となる位置に配置されている。
また、リセット棒４３は、図１に示すように、絶縁ケース１内に手動で押し込むリセットボタン４３ａと、図２（ｂ）のａ接点側板ばね３７に接触することでトリップ状態となっている可動板３５を初期位置（定常状態）に戻す斜面４３ｂとを備えている。

次に、本実施形態の熱動形過負荷継電器の動作について説明する。
図１に示すように、過負荷電流によってヒータ２ａが発熱して主バイメタル２が湾曲すると、その自由端の変位によってシフタ３が図１の符号Ｑの矢印方向に変位する。変位したシフタ３によって温度補償バイメタル２４の自由端が押圧されると、温度補償バイメタル２４に一体化された釈放レバー２３が、調整リンク２２に支持された回動軸２３ｄ，２３ｅ回りに時計方向に回動していき、釈放レバー２３の反転ばね押圧部２３ｆが反転ばね３６を押圧する。

そして、釈放レバー２３の時計方向の回動が進行し、反転ばね押圧部２３ｆの押圧力が反転ばね３６のばね付勢力を上回ると、可動板３５が下部３５ａを支点として反転動作を行なう。また、この可動板３５の反転動作とともに、第１係合ピン３９ａを介して可動板３５の反転動作が伝達された連動板３４も、支軸３３回りに回動する（図２（ｂ）、図３（ｂ）参照）。

これにより、図２（ａ）の開状態となっていたａ接点３８の固定接点３８ａ及び可動接点３８ｂが接続し、図２（ａ）の閉状態となっていたｂ接点４２の固定接点４２ａ及び可動接点４２ｂが接続し、これらａ接点３８及びｂ接点４２の情報を基に、例えば主回路に接続した電磁接触器（不図示）を開極動作させて過負荷電流を遮断する。

そして、主回路電流の遮断後、主バイメタル２の湾曲が十分に戻ったところで、リセットボタン４３ａを押し込むと、リセット棒４３の斜面４３ｂが、図２（ｂ）のトリップ状態となっている可動板３５に対してａ接点側板ばね３７を介してリセット荷重を作用し、可動板３５を初期状態の位置に戻すとともに、第２係合ピン３９ｂを介して連動板３４を初期状態（定常状態）の位置に戻すことで、熱動形過負荷継電器をリセットする。

次に、本実施形態の熱動形過負荷継電器の作用効果について説明する。
本実施形態の接点反転機構２１は、ａ接点３８及びｂ接点４２が連動板３４及び可動板３５の回動により切り替え動作を行うとともに、連動板３４の表面３４ａ側及び裏面３４ｂ側の近傍に配置されているので、従来装置と比較して、絶縁ケース１内のａ接点３８及びｂ接点４２を配置するスペースを大幅に小さくすることができ、熱動形過負荷継電器の小型化を図ることができる。

また、ａ接点３８及びｂ接点４２は、連動板３４を回動自在に支持する支軸３３の回転中心線を含み、上下方向に延在している仮想面Ｋに対して、略対称となる位置に配置されているので、熱動形過負荷継電器に、振動、衝撃等の外乱が入力しても、図３（ａ）で示す定常状態で閉状態となっているｂ接点４２の可動接点４２ｂが、固定接点４２ａから離間しにくくなり、接点の誤動作を防止することができる。

また、ａ接点３８の可動接点３８ｂは可動板３５の上部３５ｂに設けられており、可動板３５の反転動作とともにａ接点３８の切り替え動作が行なわれるので、熱動形過負荷継電器の部品点数の低減化を図ることができるとともに、絶縁ケース１内のａ接点３８を配置するスペースが小さくなって、さらに熱動形過負荷継電器の小型化を図ることができる。

なお、本実施形態では、可動板３５の反転動作によりａ接点３８が切り替え動作を行なうようにしたが、可動板３５の反転動作によりｂ接点が切り替え動作を行なうようにしてもよい。

１…絶縁ケース（ケース）、２…主バイメタル、２ａ…ヒータ、３…シフタ、１１…調整ダイヤル、１１ａ…偏心カム、２０…調整機構、２１…接点反転機構、２２…調整リンク、２３…釈放レバー、２３ｅ…回動軸、２３ｆ…反転ばね押圧部、２３ｇ…カム接触部、２４…温度補償バイメタル、２５…リンク支持部、２６…脚部、２６ａ…軸受穴、２７…支軸、３２…反転機構支持部、３２ａ…ばね支持部、３３…支軸、３４…連動板、３４ａ…連動板の表面、３４ｂ…連動板の裏面、３５…可動板、３５ａ…下部（可動板の一端）、３５ｂ…上部（可動板の他端）、３６…反転ばね、３７…ａ接点側板ばね、３８…ａ接点（常開接点）、３８ａ…ａ接点（常開接点）の固定接点、３８ｂ…ａ接点（常開接点）の可動接点、３９ａ…第１係合ピン、３９ｂ…第２係合ピン、４０…ｂ接点側板ばね、４１…接点支持板、４２…ｂ接点（常閉接点）、４２ｂ…ｂ接点（常閉接点）の可動接点、４２ａ…ｂ接点（常閉接点）の固定接点、４３…リセット棒、４３ａ…リセットボタン、４３ｂ…斜面、Ｋ…連動板を回動自在に支持する支軸の回転中心線を含む仮想面

Claims (3)

1. ケース内に、過負荷電流を検知して湾曲変位する主バイメタルと、この主バイメタルに連動するシフタの変位に従動する釈放レバーと、この釈放レバーの回動により接点を切り替える接点反転機構とを配置した熱動形過負荷継電器において、
   前記接点反転機構は、一端を支点とし他端側が揺動自在に配置された可動板と、前記支点を挟んで互いに逆側に位置する前記可動板の他端側及びばね支持部の間に張架され、回動した前記釈放レバーが係合することで前記可動板を反転させる反転ばねと、前記可動板に連動して支軸回りに回動する連動板とを備え、
   前記接点は、前記連動板の表面及び裏面の近傍に常開接点及び常閉接点をそれぞれ配置していることを特徴とする熱動形過負荷継電器。
2. 前記常開接点及び前記常閉接点は、前記支軸の回転中心線を含んだ仮想面に対して略面対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の熱動形過負荷継電器。
3. 前記常開接点及び前記常閉接点の一方は、前記可動板の前記他端側に前記可動接点を設け、前記連動板の回動が前記可動板に反転動作の荷重として伝達されることで前記可動接点及び固定接点の切り替えが行なわれることを特徴とする請求項１又は２記載の熱動形過負荷継電器。

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