JP2502451Y2 - 交流電磁石の操作力伝達装置 - Google Patents

交流電磁石の操作力伝達装置

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JP2502451Y2
JP2502451Y2 JP282792U JP282792U JP2502451Y2 JP 2502451 Y2 JP2502451 Y2 JP 2502451Y2 JP 282792 U JP282792 U JP 282792U JP 282792 U JP282792 U JP 282792U JP 2502451 Y2 JP2502451 Y2 JP 2502451Y2
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透 古賀
健 片渕
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株式会社戸上電機製作所
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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、4 U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 (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
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