JP2502451Y2

JP2502451Y2 - 交流電磁石の操作力伝達装置

Info

Publication number: JP2502451Y2
Application number: JP282792U
Authority: JP
Inventors: 透古賀; 健片渕
Original assignee: 株式会社戸上電機製作所
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1996-06-26
Anticipated expiration: 2006-06-26
Also published as: JPH0562946U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、交流電磁石の操作力を
接点等の操作対象に伝達するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】過負荷継電器等において、電流作動形の
交流電磁石のコイルに負荷電流を流し、一定以上の負荷
電流が流れた時に前記電磁石の可動プランジャで接点を
作動させる場合がある。このような場合、電磁石の可動
プランジャはコイルの中心軸線に沿って直進運動を行う
ため、接点がその可動プランジャの運動の線上に位置し
ない配置であれば、伝達アームを用いて可動プランジャ
の直線運動を接点に伝達することが通常行われる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】可動プランジャと伝達
アームの基端とは軸と長孔等の結合手段で連結される
が、電磁石として交流電磁石を用いると、交流の周波数
の２倍およびそれ以上の高調波で可動プランジャが微振
動し、それが伝達アームに伝わって振動が拡大されたり
振動音を発生するという問題がある。

【０００４】本考案が解決すべき課題は、可動プランジ
ャが発生する微振動を伝達アームに伝わるのを抑制する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本考案の交流電磁石の操作力伝達装置は、交流電磁
石の可動プランジャの軸の頭部に連設された軸の先端に
引っ掛け部を形成し、中途部がケースに支承されて先端
部が被動体を作動させる伝達アームの基端に係合孔を設
け、この係合孔に、中央に軸挿通孔を有する弾性体にて
なるブッシュを装着し、このブッシュの軸挿通孔に、前
記可動プランジャの軸を挿通したことを特徴とする。

【０００６】

【作用】可動プランジャと伝達アームとは、弾性体のブ
ッシュで連結されているため、可動プランジャの微振動
がブッシュで吸収され、伝達アームに伝わることが抑制
される。

【０００７】

【実施例】以下、本考案を保護継電器に適用した実施例
について具体的に説明する。

【０００８】図１は本考案を適用した保護継電器の概略
構成図である。

【０００９】図１に示すように、電流検出素子として電
動機３３に流れる電流（以下負荷電流という）が、設定
値１を超えると作動し、前記負荷電流が設定値２以下に
なると復帰する電流作動形の交流電磁石（以下電流マグ
ネットという）３１，３２と、電流マグネット３１，３
２が復帰状態では、ベローズが圧縮してリセット状態に
あり、電流マグネット３１，３２が作動すると、空気流
入調整器を通して、密閉されたベローズ内に空気が流入
して、前記ベローズが徐々に伸び、一定時限後にベロー
ズのストロークが設定ストロークに達して接点を開くエ
アタイマ１３の構成とすることにより、図２に示すよう
に設定値以上の電流が流れると、その電流の大きさに拘
わらず常に一定の時限で作動する、いわゆるＬ特性を実
現できる。これによって、図８に示すような、電動機に
流れる電流と定格電流値に対する比が大きくなるにした
がって作動時間が短くなる反限時特性をもつ従来の保護
継電器の問題を解決できる。この反限時特性では、電動
機起動時の起動電流と正常運転時の定格電流の比が小さ
い電動機や、熱容量の小さい電動機では、過負荷、欠
相、拘束等の異常が発生した場合に確実に保護できず、
電動機が焼損する等の欠点があった。

【００１０】図１において電流マグネットは、３相のう
ち少なくとも２相に配置する。この電流マグネット３
１，３２は、電動機３３に流れる負荷電流を直接コイル
に流して起磁力を発生させ、前記負荷電流が設定値１を
超えると作動し、電流が設定値２以下になると復帰する
電流作動形の電磁石で、前記設定値１と２の関係は、電
動機の定格電流＜設定値２＜設定値１＜電動機の焼損電
流特性の関係にある。

【００１１】図３（（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図）
は、電流マグネット３１，３２とアーム８の接続の関係
を示す図で、アーム８は２つの電流マグネット３１，３
２を接続し、どちらか一方の電流マグネットが作動して
もアーム８が引っ張られる形状である。可動プランジャ
７とアーム８とは、ゴム等の弾性体にてなるブッシュ２
７を介して連結する。すなわち、図４（（ａ）はブッシ
ュ２７の正面図、（ｂ）は連結部の断面図）に示すよう
に、アーム８の基端にはブッシュ装着用の孔が形成され
ていて、これにリング状のブッシュ２７が装着される。
ブッシュ２７は周囲に嵌合用の溝２７ａが形成されてお
り、中央部は厚みが薄くなっていてそこに長孔にてなる
軸挿通孔２７ｂが形成されている。また凸部２７ｃが周
囲の肉厚部から中央部に向けて形成されており、これが
引っ掛け部７ａの外周とブッシュ内径７ｃの接触を点接
触とし、また、可動プランジャ７が作動し、ブッシュ２
７に力が作用したとき、厚みが薄いブッシュ２７の中央
部が前記作用力によって伸びることを防止する役目を果
たしている。ブッシュ２７の軸挿通孔２７ｂには、可動
プランジャ７の頭部から連設された軸７ｂが挿通され、
先端の引っ掛け部７ａが抜け止めの機能を果たしてい
る。

【００１２】図３（ｂ）に示すようにコイルの内側に挿
入される可動プランジャ７のストロークをＧとすると、
可動プランジャ７につながる引っ掛け部７ａの位置は前
記可動プランジャ７が復帰状態にあるとき、可動プラン
ジャ７の頭部とアーム間の距離Ｈが前記ストロークＧよ
りも大となる位置に設け、Ｈの間にはアーム８を拘束す
るものが無い。

【００１３】この状態で電動機３３が過負荷になった場
合およびＳ相電源線が断線し、欠相状態になった場合
は、電流マグネット３１，３２に流れる負荷電流が設定
値を超え作動する。またＲ相電源線が欠相した場合は、
Ｓ，Ｔ相の電流が増加するため、電流マグネット３２が
作動し、Ｔ相電源線が欠相した場合はＲ，Ｓ相の電流が
増加するため、電流マグネット３１が作動する。

【００１４】図５（（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図）
はＴ相が欠相した場合の図である。この場合、電流マグ
ネット３２には負荷電流が流れないため、復帰状態のま
まであるが、図３で示したＨの間はアーム８を拘束する
ものが無いため、電流マグネット３１によってアーム８
は引っ張られ、エアタイマ１３への作用が無くなる。ア
ーム８は中央部に支点をもつ回転体で、電流マグネット
３１，３２の動きをエアタイマ１３のベローズに伝達す
る。エアタイマ１３は図７に示すように内部にベローズ
２２をもつ時限機構で、電流マグネット３１，３２が復
帰状態にあるときは、アーム８に取り付けたリセットス
プリング１２によってベローズ２２は圧縮状態にある。
この状態で電流マグネット３１，３２に設定値以上の電
流が流れると、電流マグネット３１，３２は作動し、ア
ーム８を時計方向に回転させるため、ベローズ２２を圧
縮する力が無くなり、ベローズ２２は、空気流入調整器
２４から空気の供給を受け、ベローズ２２内に設けたス
プリング２６の作用を受けて徐々に伸び、一定時間かか
ってｓ＋αまで伸びる。ベローズ２２と連結される作動
棒１４はベローズ２２がｓ伸びた時点で可動接点１６に
接触し、残りαで接点を開く。

【００１５】なおエアタイマ１３の時限は、電動機起動
時の起動電流継続時間よりも大きく電動機の焼損時間特
性よりも小さく設定されており、電動機起動時に流れる
起動電流によって一時的に電流マグネット３１，３２が
作動し、前記エアタイマ１３のベローズ２２が伸び始め
ても、起動電流が定格電流に戻った時点で電流マグネッ
ト３１，３２が復帰して、アーム８がベローズ２２を圧
縮するため電動機起動時に開閉器３４の出力接点が開く
ことはない。

【００１６】以上述べたように、設定電流以上の電流が
流れた場合、電流マグネット３１，３２は瞬時に作動
し、アーム８を引っ張ってエアタイマ１３のベローズ２
２を圧縮している力を取り除くため、エアタイマ１３は
電流マグネット３１，３２の動きとは無関係に自己のも
つ一定時限で開閉器３４の出力接点を開くことができ
る。

【００１７】図６は本考案の具体的実施例の断面図であ
り、図７はエアタイマ部の断面図である。

【００１８】これらの図において、１は電動機電源線を
接続する端子、２は端子１の端子ネジとコイル３を接続
するバーであり、コイル３は負荷電流が流れたとき、そ
の電流によって起磁力を発生する。４はコイル３によっ
て発生した磁束を導く磁性体からなるＵ字形ヨークで、
底部に可動プランジャ７が貫通する丸孔をもつ。５はＵ
字形ヨーク４の両極を接続して、閉磁路とするための蓋
で、可動プランジャ７と同一軸上に可動プランジャ外形
より大きい孔を有し、可動プランジャ７はこの蓋５を貫
通してコイルボビン６に挿入される。コイルボビン６は
パイプ状の絶縁物で作られ、外側にコイル３を巻きつけ
るとともに、内側は可動プランジャ７のガイドとなる。
可動プランジャ７はアーム８に力を伝達する引っ掛け部
７ａを有する円柱状の磁性体であり、コイルボビン６内
に挿入され、コイル３の起磁力によって吸引される。可
動プランジャ７の先端はＵ字形ヨーク４の底部からＧの
位置に配置され、前記引っ掛け部７ａはストロークＧよ
りも大きいＨにアーム８の厚みを加えた位置に設ける。
アーム８は、支点１９を軸として回転する絶縁体であ
り、一方は可動プランジャ７の引っ掛け部７ａと接し、
他方はエアタイマ１３の内部に収納されるベローズ２２
と連結されて連動する作動棒１４に接し、可動プランジ
ャ７の動きをベローズ２２に伝達する。９はケース２１
に固定され、可動プランジャ７が復帰状態、つまりコイ
ル３に流れる負荷電流が設定値以下のとき、可動プラン
ジャ７の引っ掛け部７ａと接触して可動プランジャ７の
振動を吸収する弾性体のストッパである。１０はケース
２１とヨーク４の間に配置され、可動プランジャ７が作
動し、ケース２１に衝突する時の衝撃を吸収する弾性体
の緩衝材である。１１は可動プランジャ７に作用し、リ
セットスプリング１２と組み合わせて設定値２（復帰電
流）を決定するスプリングで、可動プランジャ７外周と
コイルボビン６内周の間に設け、その荷重は可動プラン
ジャ７の吸引力特性により決定される。１２はアーム８
を反時計方向に回転させるように作用し、エアタイマ１
３の内部に収容したベローズ２２を圧縮し、リセット状
態にするためのリセットスプリングで、この荷重は、ベ
ローズ２２の圧縮荷重＋設定値１（作動電流）時の可動
プランジャ吸引力により設定され、本実施例では、電動
機の定格負荷電流を１００％としたとき、設定値１は１
１５％で作動するように調整する。

【００１９】エアタイマ１３は内部にベローズ２２を収
容し、ベローズ２２の内側は空気孔２４を通して、空気
流入調整器２５と接続されており、可動プランジャ７が
復帰状態のときは作動棒１４を通してベローズ２２は圧
縮され、可動プランジャ７が作動すると、ベローズ圧縮
力がなくなり、ベローズ２２は空気流入調整器２５から
空気の供給を受け、ベローズ２２内に設けたスプリング
２６の作用を受け一定時間、たとえば４秒かかってスト
ロークｓ＋α移動する。作動棒１４はベローズ２２に連
結されて可動接点１６に作用する。連動スプリング１５
はアーム８と作動棒１４の間に装着され、可動プランジ
ャ７が吸引されて、作動する時に発生する振動が作動棒
１４に伝達されるのを防止するもので、作動棒１４に固
定され、他方はアーム８に設けた凸部の外周がガイドと
なるだけで固定はされず、可動プランジャ７が作動して
アーム８が時計方向に回転した時にアーム８から離れ、
作動棒１４がｓ＋α移動してもアーム８に接触しない形
に配置される。１６はバネ性の可動部をもつ可動接点
で、作動棒１４の作用を受けて固定接点１７から離れ、
作動棒１４の作用が無くなると自己のバネ力で再び固定
接点１７と接触する。１８は可動接点１６と固定接点１
７にそれぞれ独立して接続される１組の出力接点端子
台、１９はアーム８の支点である。２０はコイル３の巻
き終わりで図１に示す電動機の電源を入・切する開閉器
の負荷端子Ｕ，Ｗへ接続する。２３はベローズ２２を外
気と遮断する遮断板で、空気孔２４を通してベローズ内
部と空気流入調整器２５を接続する。

【００２０】２７は中央部に可動プランジャ７の引っ掛
け部７ａを貫通する楕円の孔を有するゴム等の弾性体に
てなるブッシュであり、アーム８に装着され、可動プラ
ンジャ７の微振動を吸収する。

【００２１】以下に本実施例の作動を説明する。

【００２２】電動機電源入・切用の開閉器３４が開の場
合、コイル３には、負荷電流が流れないため、可動プラ
ンジャ７は復帰状態にあり、アーム８はリセットスプリ
ング１２によって、反時計方向に回転して、作動棒１４
に作用し、エアタイマ１３のベローズ２２は圧縮状態に
ある。

【００２３】この状態で前記開閉器が閉じると、電動機
に電圧が印加され回転を始める。この時コイル３には負
荷電流が流れるが、電動機が起動する時に流れる起動電
流は定格電流の３〜６倍であり、作動電流値が定格負荷
電流の１１５％に設定された可動プランジャ７が作動
し、Ｇの距離移動する。

【００２４】可動プランジャ７には、アーム８を引っ掛
ける引っ掛け部７ａを設けているため、アーム８は支点
１９を軸として時計方向に回転し、作動棒１４への作用
が無くなるため、ベローズ２２はスプリング２６の力に
よって空気流入調整器２５から空気を吸い込み、伸び始
めるが、電動機は通常１秒以内に起動を完了し、定格運
転になるため、負荷電流は定格電流に戻る。

【００２５】本考案を構成する電流マグネットは、コイ
ル３、ヨーク４、蓋５、可動プランジャ７からなる有限
長ソレノイドであり、作動状態では、可動プランジャ７
はコイル３によって発生する磁界中に宙吊りの形でバラ
ンスして停止しているため、負荷電流が１００％に戻る
と、作動値が１１５％に設定された可動プランジャ７も
スプリング１１とリセットスプリング１２の力により元
に戻る。

【００２６】したがってアーム８は再び作動棒１４に係
合することになり、ベローズ２２はストロークｓの移動
時間４秒に対し１秒間の移動距離ｓ／４分だけ伸びた所
で再び圧縮されることになり、可動接点１６は開かず電
動機は運転を続ける。しかしながら、この状態において
も可動プランジャ７は交番磁界による作用を受けるため
微振動を発生しており、この振動をアームに装着したブ
ッシュ２７で吸収することにより、引っ掛け部７ａとア
ーム８との間の振動音を防止する。

【００２７】このような状態において、何らかの理由に
より電動機が過負荷になり、負荷電流が定格電流の１１
５％を超えた場合について説明すると、可動プランジャ
７は再び作動状態となり、作動棒１４への作用が無くな
る。したがってエアタイマ１３のベローズ２２は伸び始
め、この状態が設定値の４秒に達すると、ベローズ２２
はストロークｓ＋αを移動し、作動棒１４が可動接点１
６を押し、接点が開く。このｂ接点を利用して電動機を
入・切する開閉器を開くことにより、電動機の焼損を防
止できる。

【００２８】次に３相のうち電流マグネットが接続され
ている３相の１相が断線し、欠相した場合を説明する
と、欠相した側の可動プランジャ７は負荷電流が流れな
いため、復帰状態のままで不作動となるが、３相の他の
２相には定格負荷電流の１７３％の電流が流れることか
ら、電流マグネットの作動設定値の１１５％を超えるこ
とになる。

【００２９】本考案の保護継電器は３相のうち２相に電
流マグネットが接続されているため、少なくとも１個の
電流マグネットには前記１７３％の電流が流れ作動す
る。

【００３０】電流マグネットは１個でも十分アーム８を
引っ張る力を発生する設計であり、また可動プランジャ
７はストロークＧよりも大きな距離Ｈの部分はアーム８
の動きを拘束しない形状であるため、欠相して復帰状態
にある可動プランジャがアーム８を拘束することなく作
動する。したがって前記過負荷時と同様に、一定時限後
に可動接点１６が開いて電動機の焼損を防止できる。

【００３１】

【考案の効果】以上に述べたように、本考案によれば、
可動プランジャと伝達アームとを、弾性体のブッシュで
連結したことにより、可動プランジャの微振動がブッシ
ュで吸収され、伝達アームに伝わることが抑制されるた
め、振動や騒音の発生が低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を保護継電器に適用した実施例の概略
構成図である。

【図２】本考案実施例の保護継電器の作動特性曲線図
である。

【図３】電流マグネットとアームの接続関係図であ
る。

【図４】本考案に係る可動プランジャと伝達アームと
の連結部の実施例を示す説明図である。

【図５】欠相状態の説明図である。

【図６】本考案の実施例を示す断面図である。

【図７】本考案に係るエアタイマの実施例を示す断面
図である。

【図８】従来の保護継電器の作動特性曲線図である。

【符号の説明】

１端子、２バー、３コイル、４Ｕ字形ヨーク、
５蓋、６コイルボビン、７可動プランジャ、７ａ
引っ掛け部、７ｂ軸、７ｃ内径、８アーム、９
ストッパ、１０緩衝材、１１スプリング、１２
リセットスプリング、１３エアタイマ、１４作動
棒、１５連動スプリング、１６可動接点、１７固
定接点、１８出力接点端子台、１９支点、２０コ
イルの巻き終わり、２１ケース、２２ベローズ、２
３遮断板、２４空気孔、２５空気流入調整器、２
６スプリング、２７ブッシュ、２７ａ溝、２７ｂ
軸挿通孔、２７ｃ凸部、３１，３２電流マグネッ
ト、３３電動機、３４開閉器

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】交流電磁石の可動プランジャの頭部に連
設された軸の先端に引っ掛け部を形成し、中途部がケー
スに支承されて先端部が操作対象を作動させる伝達アー
ムの基端に係合孔を設け、この係合孔に、中央に軸挿通
孔を有する弾性体にてなるブッシュを装着し、このブッ
シュの軸挿通孔に、前記可動プランジャの軸を挿通した
ことを特徴とする交流電磁石の操作力伝達装置。
【請求項２】ブッシュは中央の軸挿通孔形成部が肉薄
であり、周囲の肉厚部から前記肉薄部に向けて複数の凸
部が形成されている請求項１記載の交流電磁石の操作力
伝達装置。