JP2010282787A - Thermal tripping device, and circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば回路遮断器等に用いられる熱動式引き外し装置に関するものである。 The present invention relates to a thermal tripping device used for a circuit breaker, for example.
従来の熱動式引き外し装置は、電源側端子と固定接触子が接続され、固定接触子に当接するように可動接触子が配置されており、固定接触子と可動接触子で開閉接点部を構成する。可動接触子はバイメタルに接合されるとともに、開閉機構によって駆動されることで固定接触子との電気的接続、開離を切り替えている。バイメタルはトリップバーを押す開放端近傍においてトリップバーと対向しており、バイメタル温度の上昇によりトリップバー側に湾曲する向きに配置されている。バイメタル開放端近傍には可撓導体が接合されており、可撓導体の他端は負荷側端子に繋がっている。 In the conventional thermal tripping device, the power supply side terminal and the fixed contact are connected, and the movable contact is arranged so as to contact the fixed contact. Constitute. The movable contact is joined to the bimetal and is switched by an electrical connection / disengagement with the fixed contact by being driven by an opening / closing mechanism. The bimetal faces the trip bar in the vicinity of the open end that pushes the trip bar, and is arranged in a direction that curves toward the trip bar as the bimetal temperature rises. A flexible conductor is joined in the vicinity of the open end of the bimetal, and the other end of the flexible conductor is connected to the load side terminal.
しかしながら、従来の熱動式引き外し装置は、バイメタルに可撓導体を接合するには溶接を用いるのが一般的であり、溶接においてはバイメタルへの直接加熱は不可欠であり、直接加熱によりバイメタルの湾曲特性が変化してしまう恐れがあった。バイメタルの湾曲特性が変化すると、回路遮断器の過電流検出特性がばらついてしまう問題があった。 However, the conventional thermal tripping apparatus generally uses welding to join the flexible conductor to the bimetal, and in the welding, direct heating to the bimetal is indispensable. There is a risk that the bending characteristics may change. When the bimetal bending characteristic changes, there is a problem that the overcurrent detection characteristic of the circuit breaker varies.
この発明は、組立の際におけるバイメタルの湾曲特性の変化を防止した熱動式引き外し装置を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to obtain a thermal tripping device that prevents a change in the bending characteristics of a bimetal during assembly.
この発明に係る熱動式引き外し装置は、過電流により加熱されるバイメタルと、可撓導体が接合された導電性の延長部材を備える。延長部材はバイメタルと機械的接合により接合され、延長部材におけるバイメタルの開放端部から延長された一端部はバイメタルの湾曲によりトリップバーを押す。 The thermal tripping device according to the present invention includes a bimetal heated by an overcurrent and a conductive extension member joined with a flexible conductor. The extension member is joined to the bimetal by mechanical joining, and one end portion extended from the open end portion of the bimetal in the extension member pushes the trip bar due to the curvature of the bimetal.
この発明に係る熱動式引き外し装置は、バイメタルと延長部材とを機械的接合により接合したので、組立の際におけるバイメタルの湾曲特性の変化を防止することができる。 In the thermal tripping device according to the present invention, since the bimetal and the extension member are joined by mechanical joining, it is possible to prevent a change in the bending characteristics of the bimetal during assembly.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における熱動式引き外し装置を有する回路遮断器を示す一部破断側面図である。回路遮断器の絶縁筐体30は、何れも合成樹脂で形成された基台1と蓋体2とで構成される。電源側電線を着脱可能に接続する電源端子3および負荷側電線を着脱可能に接続する負荷端子6が基台1に装着される。一端に電源端子3が設けられた固定接触子4は基台1に装着される。固定接触子4に対向して接離する可動接触子5は、過電流に応じて開閉機構9を作動させる熱動式引き外し装置20に接続される。一端に負荷端子6が接続された可撓導体7は熱動式引き外し装置20に接続される。
Embodiment 1 FIG.
1 is a partially broken side view showing a circuit breaker having a thermal tripping device according to Embodiment 1 of the present invention. An
熱動式引き外し装置20は、バイメタル11と、バイメタル11の下端部にリベット14で固定されたサポート12、ヨーク13と、バイメタル11の上端部にリベット15で固定され調整ねじ16を設けた延長部材10で構成される。固定接触子4に対し可動接触子5を開閉動作させる開閉機構9はトリップバー8を有し、トリップバー8が熱動式引き外し装置20で押圧されることにより作動する。定格電流を超過した過電流が流れた場合の動作を以下に説明する。
The
バイメタル11に過電流が流れることにより、バイメタル11はジュール熱によって温度が上昇する。バイメタル11の温度の上昇に伴ってバイメタル11は湾曲する。バイメタル11の湾曲量が大きくなり調整ねじ16がトリップバー8に当接し、さらにバイメタル11の湾曲量が大きくなることで熱動式引き外し装置20がトリップバー8を押す。トリップバー8が熱動式引き外し装置20で押圧されることにより開閉機構9が作動し、瞬時に可動接触子5が固定接触子4から開離して電源端子3から負荷端子6に至る電路である主回路を遮断する(トリップする)。
When an overcurrent flows through the
熱動式引き外し装置20について詳述する。図2は図1の回路遮断器における熱動式引き外し装置の側断面図である。サポート12は主回路の通電経路を構成する部材として可動接触子5とバイメタル11との間を連結すると同時に、バイメタル11を基台1に固定するものである。ヨーク13は主回路に短絡電流が流れた場合に電流によって生じる磁界により、図示しないアーマチュアがヨーク13に吸引されて動作し、開閉機構9を作動させる。ヨーク13、サポート12、バイメタル11はリベット14によって一体にかしめられてお互いに固定されている。
The
バイメタル11の下端部はサポート12を介して基台1に固定された固定端部であり、バイメタル11の上端部はバイメタル11の湾曲によって固定端部を支点にして回動する開放端部である。バイメタル11の上端部には延長部材10がリベット15により固定され、即ち延長部材10はバイメタル11と機械的接合により接合されている。延長部材10にはねじ穴が設けられており、調整ねじ16が組み付けられている。調整ねじ16はバイメタル11が湾曲するとトリップバー8に当接する位置に取り付けられている。
The lower end portion of the
調整ねじ16は熱動式引き外し装置20とトリップバー8との距離を調整するものである。この例に示した調整ねじ16による方式の他に調整用部材を接合する方式や、調整用部材の曲げ加工により調整する方式などがあり、これらの方式を用いることもできる。また、調整ねじ16のような調整用部材がバイメタル11側ではなくトリップバー8に組み込まれていてもよい。
The adjusting
延長部材10の下端部には可撓導体7の一端が接合されており、可撓導体7の他端は負荷側端子6に接合されている。可撓導体7にはバイメタル11の湾曲を妨げないように可撓性のある導電性部材、例えば銅撚り線が用いられる。可撓導体7と延長部材10との接合は溶接あるいはリベットを用いたかしめにより接合する。
One end of the
従来、可撓導体7とバイメタル11との接合は、温度上昇をできるだけ防止するためにロウ材を用いて溶接していた。実施の形態1では、可撓導体7と延長部材10との溶接を延長部材10とバイメタル11との接合より前に行なう場合は、可撓導体7と延長部材10との溶接においてロウ材を用いる必要がない。したがって従来に比し作業が簡略され、安価に接合できる。
Conventionally, the
また、従来、バイメタル11と可撓導体7との接合にかしめ加工を用いることは難しかった。回路遮断器に用いられるバイメタル11は、バイメタル11と可撓導体7との接合にかしめ加工を用いるとバイメタル11への加圧が不均一となりクラックが生じやすいためである。しかしながら、実施の形態1では、可撓導体7を熱動式引き外し装置20にかしめにより接合する場合、可撓導体7をバイメタル11にかしめ加工する従来とは異なり、可撓導体7と延長部材10とをかしめ加工するので、バイメタル11にクラックが生じることはない。したがって、従来必要だったロウ材を用いる必要がなく、従来に比し作業が簡略され、安価に接合できる。
Conventionally, it has been difficult to use caulking for joining the
バイメタル11に通電するにはバイメタル11の異なる2箇所において主回路の導体を接続する必要がある。実施の形態1では、一方はバイメタル11の下端部に回路遮断器の基台1への固定を兼ねて銅や鉄、アルミニウムといった導電性素材からなるサポート12を接続している。他方はバイメタル11の上端部に延長部材を機械的接合により接合している。負荷端子6に接続された可撓導体7はバイメタル11の湾曲変位を妨げないように延長部材に接続されている。
In order to energize the
実施の形態1における熱動式引き外し装置20は、負荷端子6に接続された可撓導体7を延長部材10に接続し、延長部材10をバイメタル11の上端部に機械的接合により接合したので、主回路を構成する際にバイメタル11を加熱することがない。したがって可撓導体7をバイメタル10に溶接で接合していたためにバイメタル11への加熱が避けられず、加熱によってバイメタル11の湾曲特性が変化してしまう恐れがあった従来とは異なり、バイメタル11の湾曲特性が変化することがなく、バイメタル11の湾曲特性を維持することができる。また延長部材10をバイメタル11の上端部に機械的接合により接合したので、バイメタル11の使用量を低減することができる。
In the
実施の形態1では従来とは異なりバイメタル11の長手方向の長さを短くする。即ちバイメタル11の開放端部を固定端部に近づける。その代わりに短くなったバイメタル11の開放端部に延長部材10を接合している。延長部材10はバイメタル11と異なる金属で構成されるで、バイメタル11とは異なり、延長部材10は温度が上昇しても湾曲することは無い。そのため、実施の形態1では、バイメタル11の固定端部から延長部材10の先端までの長さが全てバイメタルである従来の熱動式引き外し装置と比較して、調整ねじ16の位置におけるバイメタル11の湾曲による変位量は少なくなる。しかしながら、その変位量の減少は以下の理由により熱動式引き外し装置20の動作にはほとんど影響しない。
In the first embodiment, unlike the conventional case, the length of the
バイメタル11の全体が均一に温度上昇した場合を考える。従来のバイメタル11の長手方向の長さを50mmとし、先端から20%の長さを延長部材10で置き換えたとする。従来の長さのバイメタルの開放端における変位量が3mmとなる温度であるとき、延長部材10を接続した場合には、熱動式引き外し装置20の開放端における変位量の減少は約4%の減少に留まる。これは、熱動式引き外し装置20の開放端での変位に大きく影響するのはバイメタルの下部、即ち固定端部側での湾曲であり、相対的に上部、即ち開放端部側での湾曲は影響が小さいためである。4%程度の変位量の減少であれば、ほとんど影響ない程度であるといえる。したがってバイメタル11と延長部材10の接合体における接合部から開放端までの延長部材10の長さを接合体の全長の20%以下にすることで、回路遮断器における開閉機構9等を再設計することなく、熱動式引き外し装置20を実施の形態1のものに置き換えることができる。すなわち、開放端における変位量の減少が3mmの4%である0.12mm程度であれば、調整ねじ16を調整することで、調整ねじ16とトリップバー8との距離を実施の形態1のものに置き換え前と同じにすることができる。
Consider a case where the temperature of the entire bimetal 11 rises uniformly. Assume that the length of the conventional bimetal 11 in the longitudinal direction is 50 mm, and 20% of the length from the tip is replaced with the
また、実施の形態1では従来のバイメタル11における開放端部を延長部材10に置き換えることにより、当然のことながらバイメタル11と延長部材10との接合工程が増えることになる。しかしながら、バイメタル11は一般の導体材料に比べると高価であるため、接合工程が増えることによるコスト増加よりもバイメタル使用量削減でのコスト低減の方が大きく、熱動式引き外し装置20全体ではコスト低減となる。したがって、実施の形態1の熱動式引き外し装置20を組み込んだ回路遮断器のコストも低減することがきる。
Moreover, in Embodiment 1, the joining process of the bimetal 11 and the
過電流が流れたときの動作特性(引き外し特性)はJIS等の規格により範囲が規定されており、製品はこれを満たす必要がある。一般的に、引き外し機構の作動点、すなわち、熱動式引き外し装置20がトリップバー8を押す位置が、熱動式引き外し装置20及び開閉機構9を構成する各部品の加工・組立誤差、材料特性のばらつき等、製造ばらつきの累積によりばらついて、引外し特性にばらつきが生じる。そこで、このような製造ばらつきを吸収するために、組立工程において調整ねじ16とトリップバー8との距離(ギャップ)を調整・検査作業を行っている。
The range of operating characteristics (tripping characteristics) when an overcurrent flows is defined by standards such as JIS, and products must satisfy this range. In general, the operating point of the tripping mechanism, that is, the position where the thermal tripping
実施の形態1の回路遮断器は、熱動式引き外し装置20を基台1に組み込んで主回路を構成する際にバイメタル11の湾曲特性が変化することがないので、回路遮断器の過電流検出特性が大きくばらつくことがない。したがって、回路遮断器の過電流検出特性が大きくばらつくことがないので、調整ねじ16とトリップバー8との距離(ギャップ)を調整することがめったにない。したがって熱動式引き外し装置20の検査・調整工程の時間を短縮することができる。
Since the circuit breaker of the first embodiment does not change the bending characteristics of the bimetal 11 when the
以上のように、この発明の実施の形態1における熱動式引き外し装置20によれば、過電流により加熱されるバイメタル11と、可撓導体7が接合された導電性の延長部材10を備え、延長部材10はバイメタルと機械的接合により接合され、延長部材10におけるバイメタル11の開放端部から延長された一端部はバイメタルの湾曲によりトリップバーを押すので、従来のバイメタルの湾曲特性が変化してしまう恐れがあったものとは異なり、組立の際におけるバイメタルの湾曲特性の変化を防止することができる。
As described above, the thermal tripping
この発明の実施の形態1における回路遮断器によれば、熱動式引き外し装置20が、過電流により加熱されるバイメタル11と、可撓導体7が接合された導電性の延長部材10を備え、延長部材10はバイメタルと機械的接合により接合され、延長部材10におけるバイメタル11の開放端部から延長された一端部はバイメタルの湾曲によりトリップバーを押すので、回路遮断器の過電流検出特性が大きくばらつくことがない。
According to the circuit breaker in Embodiment 1 of the present invention, the
なお、バイメタル11と延長部材10との機械的接合としてリベット15を用いる例で説明したが、ねじを用いた接合や、はめ込みによる接合であっても構わない。
In addition, although the example which uses the
また、可撓導体7と延長部材10との接合を延長部材10とバイメタル11との接合した後に行なってもよい。この場合でも可撓導体7はバイメタル11に直接接合されないので、従来に比しバイメタル11への熱の伝道を低減でき、組立の際におけるバイメタルの湾曲特性の変化を防止することができる。延長部材10とバイメタル11との接合した後に可撓導体7と延長部材10とを溶接する場合は、ロウ材を用いることでバイメタル11への熱の伝道を低減できる。
Alternatively, the
また、延長部材11と可撓導体7との接合部位を延長部材11の下端部とした例で説明したが、調整作業を妨げない位置であれば他の場所に接合してもよい。例えば、延長部材11の中央部、あるいは左右方向に部材を延長して接合用スペースを設けてもよい。
Moreover, although the example in which the joint portion between the
また、バイメタル11に近接して加熱体を配置して、加熱体からバイメタル11を間接的に加熱する方式とバイメタル11を直接加熱する方式とを併用しても構わない。 Further, a heating body may be disposed in the vicinity of the bimetal 11 and a method of indirectly heating the bimetal 11 from the heating body and a method of directly heating the bimetal 11 may be used in combination.
この発明に係る熱動式引き外し装置は、組立の際におけるバイメタルの湾曲特性の変化を防止することができるので、電路の開閉を行なう開閉機構を有する回路遮断器等に好適に適用できる。 Since the thermal tripping device according to the present invention can prevent a change in the bending characteristics of the bimetal during assembly, it can be suitably applied to a circuit breaker having an opening / closing mechanism for opening / closing an electric circuit.
1 基台 2 蓋体
4 固定接触子 5 可動接触子
7 可撓導体 8 トリップバー
9 開閉機構 10 延長部材
11 バイメタル 20 熱動式引き外し装置
30 絶縁筐体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
可撓導体が接合された導電性の延長部材を備え、
前記延長部材は前記バイメタルと機械的接合により接合され、
前記延長部材における前記バイメタルの開放端部から延長された一端部は、前記バイメタルの湾曲により前記トリップバーを押すことを特徴とした熱動式引き外し装置。 A thermal trip device that pushes the trip bar by bending of the bimetal heated by overcurrent,
A conductive extension member joined with a flexible conductor;
The extension member is joined to the bimetal by mechanical joining,
One end portion of the extension member extended from the open end portion of the bimetal pushes the trip bar by bending of the bimetal.
前記熱動式引き外し装置は請求項1乃至3のいずれか1項に記載の熱動式引き外し装置であることを特徴とした回路遮断器。 An insulating housing composed of a base and a lid, a fixed contact mounted on the base of the insulating housing, a movable contact installed facing the fixed contact, and a trip bar. An open / close mechanism that opens and closes the movable contact with respect to the fixed contact; and a thermal trip device that is connected to the movable contact and operates the open / close mechanism in response to an overcurrent.
4. The circuit breaker according to claim 1, wherein the thermal trip device is the thermal trip device according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009134105A JP2010282787A (en) | 2009-06-03 | 2009-06-03 | Thermal tripping device, and circuit breaker |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102820181A (en) * | 2012-08-27 | 2012-12-12 | 德力西电气有限公司 | Thermal trip actuating mechanism of air circuit breaker |
DE102012013433A1 (en) * | 2012-07-05 | 2014-01-09 | Abb Ag | Installation switching device i.e. circuit breaker, has thermomechanical transducers comprising partial strip, which is made of thermal bimetal/shape memory alloy, and coupling unit coupling transducers with switching device at other strip |
-
2009
- 2009-06-03 JP JP2009134105A patent/JP2010282787A/en active Pending
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DE102012013433A1 (en) * | 2012-07-05 | 2014-01-09 | Abb Ag | Installation switching device i.e. circuit breaker, has thermomechanical transducers comprising partial strip, which is made of thermal bimetal/shape memory alloy, and coupling unit coupling transducers with switching device at other strip |
DE102012013433B4 (en) * | 2012-07-05 | 2014-04-17 | Abb Ag | Installation switching device with a thermomechanical converter |
CN102820181A (en) * | 2012-08-27 | 2012-12-12 | 德力西电气有限公司 | Thermal trip actuating mechanism of air circuit breaker |
CN102820181B (en) * | 2012-08-27 | 2015-05-20 | 德力西电气有限公司 | Thermal trip actuating mechanism of air circuit breaker |
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