JP5018621B2

JP5018621B2 - 熱動形過負荷継電器

Info

Publication number: JP5018621B2
Application number: JP2008116732A
Authority: JP
Inventors: 文浩森下
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-04-28
Also published as: JP2009266711A

Description

本発明は、主バイメタルの温度上昇に伴う撓み変形を利用し、回路の異常発生時に接点装置を作動させる熱動形過負荷継電器に関する。

熱動形過負荷継電器（以下「サーマルリレー」という。）は、主バイメタルの温度上昇に伴う撓み変形を利用した過負荷継電器である。このようなサーマルリレーは、通常、電源及び電気的負荷を含む回路の異常発生時に作動力を発生するアクチュエータ機構と、このアクチュエータ機構から作動力を受けて接点装置を作動させる接点開閉機構と、これらの接点装置、アクチュエータ機構、接点開閉器機構を格納する装置の外郭部である装置ケーシングと、を備えている。このようなサーマルリレーとしては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。

上記特許文献１に記載されたサーマルリレーでは、そのアクチュエータ機構が、装置ケーシングの底面と平行な水平方向にそれぞれ設置された複数個の主バイメタルと、この主バイメタルの外周側に巻かれたコイル状の発熱体と、装置ケーシングの底面に平行な水平方向に設置され、主バイメタルの湾曲（撓み変形）に従って水平方向に移動するシフタと、このシフタに接続されて接点開閉機構に作動力を伝達する伝達レバーとを備えている。このサーマルリレーでは、アクチュエータ機構、接点開閉機構及び接点装置がそれぞれ単一の装置ケーシングに格納されている。

ところで、上記のようなサーマルリレーには、３相交流電流（Ｒ相、Ｓ相及びＴ相）にそれぞれ対応する３個の主バイメタルが設けられており、シフタは、３個の主バイメタルの先端部にシフタがそれぞれ係合するように本体ケーシングに組み付けられる。サーマルリレーでは、３個の主バイメタルからシフタを介して接点装置に作動力を適正に伝達するためには、３個の主バイメタルをそれぞれ精度良く所定の取付位置に配置し、かつ３個の主バイメタル同士の相対的な位置関係を適正なものにする必要がある。

しかし、主バイメタルをそれぞれ製造する際には、それぞれの主バイメタルに不可避的に寸法誤差が生じる。さらに、３個の主バイメタルをそれぞれケーシングに取り付ける際には、ケーシングに予め設定された取付位置に対して誤差を発生させることなく、本体ケーシングに取り付けることはできない。
このため、サーマルリレーの組立工程では、３個の主バイメタルをそれぞれ本体ケーシングに取り付けた後に、位置調整用の治具等を用い、３個の主バイメタルの先端部間の間隔である相関ピッチの調整、主バイメタルの長手方向に対する傾きの調整等の位置調整（微調整）が行われる。
特開２００４−１７２１２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたようなサーマルリレーでは、３個の主バイメタルがそれぞれ装置ケーシングの底板部上に配置されていることから、装置ケーシング内に他の装置部品が配置されている状態では、３個の主バイメタルに対する幅方向に沿った位置調整、傾き調整等の位置調整作業を行うことが困難になる。
このため、装置ケーシングに主バイメタル及び他の装置部品を取り付けた後に、主バイメタルに対する位置調整作業（再調整）が必要になった場合や、シフタとの関係で何れかの主バイメタルの交換が必要になった場合には、組立途中にあるサーマルリレーを分解しなければならず、その作業が非常に煩雑なものになる。
本発明の目的は、上記事実を考慮し、装置ケーシングを含む他の装置部品からの干渉により複数個の主バイメタルに対する位置調整作業の作業性が低下することを防止できる熱動形過負荷継電器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る熱動形過負荷継電器は、一方向に沿ってそれぞれ細長く形成され、温度変化に応じて所定の撓み方向に沿った湾曲量が変化する複数個の主バイメタル及び、前記主バイメタルの外周側に配置され、電源及び負荷を含む回路を流れる電流に応じた熱量を発生し、該発生熱を前記主バイメタルに伝達する発熱体を具備し、前記回路の異常発生時に前記主バイメタルにより作動力を発生するアクチュエータ機構と、前記回路に対する電流供給を制御するための接点信号を出力する接点装置と、前記アクチュエータ機構から作動力を受けて、前記接点装置を作動させる接点開閉機構と、前記アクチュエータ機構、前記接点装置及び前記接点開閉機構をそれぞれ格納する装置ケーシングと、を有する熱動形過負荷継電器であって、前記装置ケーシングは、少なくとも前記接点装置及び前記接点開閉機構を格納したケーシング本体部と、複数個の前記主バイメタルの先端がそれぞれ前記撓み方向に沿った自由端になるように、複数個の前記バイメタルを支持すると共に、前記ケーシング本体部に対して嵌込みにより嵌脱可能に固定され、前記ケーシング本体部と共に前記アクチュエータ機構の格納部を構成するアクチュエータフレームと、を有し、前記アクチュエータフレームに、前記主バイメタルの前記撓み方向に沿った傾き調整及び前記バイメタルの前記撓み方向に沿った位置調整を行うための調整手段を設け、該調整手段は、前記アクチュエータフレームに穿設された、その断面が前記撓み方向を長軸方向とする長円に形成された一対の長孔と、前記主バイメタルに穿設された一対のねじ孔と、前記一対の長孔を通して前記一対のねじ孔のそれぞれに捻じ込まれる一対のビスとにより構成されることを特徴とする。

上記請求項１に係る熱動形過負荷継電器では、アクチュエータフレームが、複数個の主バイメタルの先端がそれぞれ撓み方向に沿った自由端になるように、複数個の前記主バイメタルをそれぞれ支持すると共に、ケーシング本体部に対して嵌込みにより嵌脱可能に固定され、ケーシング本体部と共にアクチュエータ機構の格納部を構成することにより、アクチュエータフレームをケーシング本体部に固定する前には、アクチュエータフレーム以外の装置部品からの干渉を受けることなく、このアクチュエータフレームによりそれぞれ支持された複数個の主バイメタルに対する位置調整作業を行え、またアクチュエータフレームをケーシング本体部に固定した後にも、ケーシング本体部からアクチュエータフレームを離脱させれば、このアクチュエータフレームと共にアクチュエータ機構をケーシング本体部から離脱させ、アクチュエータ機構を格納していた格納部から取り出した状態にできるので、ケーシング本体部及び、このケーシング本体部に格納された接点装置、接点開閉機構等からの干渉を受けることなく、すなわちアクチュエータフレーム以外の装置部品からの干渉を受けることなく、アクチュエータフレームによりそれぞれ支持された複数個の主バイメタルに対する位置調整作業を行える。
この結果、請求項１に係る熱動形過負荷継電器によれば、装置ケーシングを含む他の装置部品からの干渉により複数個の主バイメタルに対する位置調整作業の作業性が低下することを防止できる。

また本発明の請求項２に係る熱動形過負荷継電器は、請求項１記載の熱動形過負荷継電器において、前記アクチュエータフレームは、複数個の前記主バイメタルの先端側にそれぞれ面した部分が、前記主バイメタルの長手方向及び前記撓み方向に沿って延在するプレート状に形成されたことを特徴とする。
上記請求項２に係る熱動形過負荷継電器では、アクチュエータフレームにおける複数個の主バイメタルの先端側にそれぞれ面した部分が、これらの主バイメタルの長手方向及び撓み方向に沿って延在するプレート状に形成されたことにより、３個の主バイメタルの先端付近に対して外部から力を作用させて主バイメタルに対する位置調整作業を行う際に、アクチュエータフレームにおけるこれらの主バイメタルの先端側に面した部分がプレート状に形成されているので、アクチュエータフレーム自体が主バイメタルに対する位置調整作業に干渉することを効果的に防止でき、複数個の主バイメタルに対して位置調整する際の作業性を向上できる。

以上説明したように、本発明に係る熱動形過負荷継電器によれば、本体ケーシングを含む他の装置部品からの干渉により複数個の主バイメタルに対する位置調整作業の作業性が低下することを防止できる。

以下、本発明の実施形態に係るサーマルリレーについて図面を参照しながら説明する。
図１及び図２には、本発明の実施形態に係るサーマルリレーにおけるリレーケーシング及びアクチュエータ機構が示されている。図１に示されるように、リレーケーシング１０は、前面側が開口した筺体状に形成されており、下面側及び前面側がそれぞれ開口したケーシング本体部１２及び、このケーシング本体部１２の底面側に固定されたアクチュエータフレーム１３を備えている。ケーシング本体部１２には、装置（サーマルリレー）の高さ方向（矢印Ｈ方向）に沿った中間部に仕切板２４が形成されており、この仕切板２４は、リレーケーシング１０の内側を下側格納室１５と上側格納室１４とに区画している。上側格納室１４には、後述する接点開閉機構１３０（図４参照）等が格納される。また下側格納室１５には、アクチュエータ機構１６が格納されている。

図２に示されるように、ケーシング本体部１２には、装置の幅方向（矢印Ｗ方向）の両端部にそれぞれ略矩形状の側板部１８、２０が形成されると共に、一対の側板部１８、２０の後面側を閉塞する後板部２２が形成されている。ここで、一対の側板部１８、２０及び後板部２２はそれぞれ装置の外郭部の一部を構成している。
ケーシング本体部１２には、仕切板２４の上側に１枚の隔壁部２６が一体的に形成されると共に、仕切板２４の下側に２枚の隔壁部２８、３０が一体的に形成されている。ここで、図１に示されるように、隔壁部２６は、上側格納室１４を幅方向に沿って２個の隔室３２、３４に区画している。

図２に示されるように、ケーシング本体部１２には、装置の奥行方向(矢印Ｄ方向）に沿った後端側であって、仕切板２４の下側に位置するコーナ部付近に矩形状の切欠部３６が形成されている。これにより、ケーシング本体部１２は、下面側及び前面側がそれぞれ開口すると共に、側面側及び後面側の一部がそれぞれ開口したものになっている。また一対の側板部１８、２０及び後板部２２の裏面側には、それぞれ切欠部３６の上端縁に沿って段差状に窪んだ係合段部３８が形成されている。

一対の側板部１８、２０には、その裏面側の下端付近にそれぞれ凹状の係止凹部４０、４２が２個ずつ形成されている。ここで、一方の側板部１８には、その前端部付近に１個の係止凹部４０が配置されると共に、残り１個の係止凹部４０が切欠部３６に対して僅かに前側となる部位に配置されている。他方の側板部２０にも、奥行方向Ｄに沿って側板部１８における２個の係止凹部４０と同一位置に、２個の係止凹部４２がそれぞれ配置されている。

また、ケーシング本体部１２の後板部２２にも、その裏面側に複数個（本実施形態では、４個）の係止凹部４４が形成されている。これらの係止凹部４４は、側板部１８、２０の係止凹部４０、４２と基本的に同一形状とされており、係合段部３８の僅かに上側となる部位にそれぞれ配置されている。これらの内、２個の係止凹部４４は後板部２２の幅方向両端部にそれぞれ配置され、残り２個の係止凹部４４は、後板部２２の幅方向両端部に配置された２個の係止凹部４４に対して内側に配置されている。ここで、４個の係止凹部４４の幅方向Ｗに沿ったピッチは互いに等しいものになっている。

一方、アクチュエータフレーム１３には、図２に示されるように、その下端側に略プレート状の支持プレート部４６が形成されている。またアクチュエータフレーム１３には、支持プレート部４６の両端部における後端側からそれぞれ上方（ケーシング本体部１２側）へ延出する矩形状の横パネル部４８、５０が形成されると共に、支持プレート部４６の後端部から上方へ延出する矩形状の後パネル部５２が形成されている。一対の横パネル部４８、５０の後端部はそれぞれ後パネル部５２の両端部に接合されている。これらのパネル部５０、５２、５４は、ケーシング本体部１２における切欠部３６に対応する形状を有している。

また横パネル部４８、５０及び後パネル部５２の上端縁部には、それぞれ側板部１８、２０及び後板部２２の係合段部３８に対応する係合片部５４が形成されている。係合片部５４は、アクチュエータフレーム１３をケーシング本体部１２に固定する際に、一対の側板部１８、２０及び後板部２２の内側（リレーケーシング１０の内部側）に挿入され、係合段部３８に係合すると共に、係合段部３８の内面側に密着する。

図２に示されるように、アクチュエータフレーム１３の支持プレート部４６には、その上面側に複数個（本実施形態では４個）の係止レバー５６、５８がそれぞれ上方へ突出するように形成されている。これらの内、２個の係止レバー５６は、支持プレート部４６の幅方向Ｗの一端側の縁部に配置されており、側板部１８における２個の係止凹部４０にそれぞれ対応するものになっている。また、残り２個の係止レバー５８は、支持プレート部４６の幅方向Ｗの他端側の縁部に配置されており、側板部２０における２個の係止凹部４２にそれぞれ対応するものになっている。

ここで、係止レバー５６、５８には、その先端部に楔状のフック部６０が形成されており、このフック部６０は、係止レバー５６、５８の基端側に対して幅方向Ｗに沿って外側へ突出している。フック部６０には、その上面側に幅方向内側から外側へ向かって下方へ傾斜したガイド面６４が形成されると共に、このガイド面６４の下面側に係止凹部４０の下端側の端面を係止可能とされた係止面６４が形成されている。

またアクチュエータフレーム１３には、後パネル部５２の内側からそれぞれ上方へ突出する複数個（本実施形態では４個）の係止レバー６６が形成されている。これら４個の係止レバー６６は、支持プレート部４６から上方へ突出する係止レバー５６、５８と基本的に同一の形状を有しており、後板部２２における４個の係止凹部４４にそれぞれ対応するものになっている。この係止レバー６６には、その基端側に対して奥行方向Ｄに沿って後側へ突出するフック部６８が形成されており、このフック部６８にも、係止レバー５６、５８と同様に、ガイド面６４及び係止面６６がそれぞれ形成されている。
なお、係止レバー５６、５８、６６はそれぞれ可撓性を有しており、係止レバー５６、５８は、その先端側が幅方向Ｗに沿って撓み変形可能とされ、係止レバー６６は、その先端側が奥行方向Ｄに沿って撓み変形可能とされている。

図２に示されるように、支持プレート部４６には、一対の横パネル部４８、５０との間に複数個（本実施形態では、３個）の基台部７４が配置されている。これら３個の基台部７４は幅方向Ｗに沿って直線的に配列されており、３個の基台部７４は、その幅方向Ｗに沿ったピッチが互いに等しいものになっている。基台部７４には、幅方向一端側（図２では、左側）に略矩形プレート状の挟持片７６が設けられると共に、他端側にも略矩形プレート状の挟持片７８が設けられている。これらの挟持片７６、７８は、その厚さ方向が幅方向Ｗに一致している。ここで、３個の基台部７４には、後述する３個のバイメタルユニット８０がそれぞれ配置される。

図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、バイメタルユニット８０は、一方向（長手方向、矢印Ｌ方向）に沿って細長いプレート状に形成された主バイメタル８２と、この主バイメタル８２の基端部に連結固定された金属製の連結プレート８４とを備えている。連結プレート８４は、主バイメタル８２の長手直角方向（矢印Ｓ方向）に沿って若干細長い略矩形状に形成されており、この連結プレート８４の前面中央部には、主バイメタル８２の基端部が突き当てられた状態で固定されている。また主バイメタル８２には、その先端側の一部を除く基端側の部分の外周側に筒状の絶縁スリーブ８６が被せられると共に、この絶縁スリーブ８６を介して細長い針金状の発熱体８８が螺旋状に巻き付けられている。発熱体８８は、その先端部が主バイメタル８２の先端付近に固着され、電気的に接続されている。

バイメタルユニット８０には、その基端側に連結プレート８４を介して主バイメタル８２の基端部に電気的に接続されたプレート状の端子台９０が設けられると共に、この端子台９０の下面側に絶縁状態で固定された導電板９２が設けられている。導電板９２は、その先端側が端子台９０から主バイメタル８２の先端側へ延出するように片持ち状態で支持されている。またバイメタルユニット８０は、細長い導電性材料からなり、クランク状に屈曲したリード端子９４を備えている。このリード端子９４は、その基端部が導電板９２の上面側に固着され、電気的に接続されている。またリード端子９４は、その先端部がリレーケーシング１０の前面側を閉塞するフロントパネル（図示省略）に配置された端子台に電気的に接続される。

本実施形態に係るサーマルリレーは、３相交流電流により駆動されるモータ等の負荷、３相交流電流を負荷に供給する電源を含む回路（図示省略）に適用されるものであり、サーマルリレーにおける３個の主バイメタル８２及び発熱体８８は、それぞれ３相交流の電流が流れる３本（Ｒ相、Ｓ相及びＴ相）の電力線に介装される。これにより、３個の発熱体８８は、それぞれ回路（３本の電力線）を流れる電流に応じた熱量を発生し、この発生熱を３個の主バイメタル８２にそれぞれ伝達する。

一方、主バイメタル８２は、発熱体８８から伝達される発生熱により加熱されて温度変化（昇温）すると、その先端（自由端）側が装置の幅方向Ｗと平行な撓み方向（図３（Ａ）の矢印Ｂ方向）へ撓み変形し、その温度変化に応じて撓み量（湾曲量）が変化する。この主バイメタル８２の形状変化は可逆的なものであり、主バイメタル８２からの伝達熱量が減少すると、主バイメタル８２の湾曲量は小さくなり、主バイメタル８２からの熱伝達がなくなり、常温付近まで冷却されると、主バイメタル８２は初期形状に復元する。

主バイメタル８２には、先端面から延出する矩形状のシフタ係合部９６が一体的に形成されている。シフタ係合部９６は、長手直角方向Ｓに沿った幅が主バイメタル８２に対して狭くなっており、主バイメタル８２の先端面中央部から前方へ延出している。アクチュエータ機構１６は、３個の主バイメタル８２のシフタ係合部９６とそれぞれ係合するシフタ１１８（図１及び図２参照）を備えており、シフタ１１８には、３個のシフタ係合部９６にそれぞれ対応する３個のバイメタル係合部１２０が形成されている。

リレーケーシング１０では、シフタ１１８がケーシング本体部１２における２個の隔壁部２８、３０とフロントパネル（図示省略）との間に挟持され、隔壁部２８、３０及びフロントパネルにより幅方向Ｗに沿ってスライド可能に支持される。またアクチュエータ機構１６には、シフタ１１８に係合するコイルスプリング等の付勢部材（図示省略）が設けられており、この付勢部材は、シフタ１１８を幅方向Ｗに沿って一方の側（例えば、図２の紙面上で左側）へ常に付勢している。

バイメタルユニット８０には、連結プレート８４の下端部にベースプレート９８が連結固定されている。ベースプレート９８は、連結プレート８４の下端部から主バイメタル８２の先端側へ延出しており、図３（Ｂ）に示されるように、ベースプレート９８には、その基端側及び先端側にそれぞれねじ孔１００、１０２が穿設されている。一方、支持プレート部４６における一対の挟持片７６、７８（図２参照）間には、ねじ孔１００、１０２にそれぞれ対応する長孔１０４、１０６が穿設されている。これらの長孔１０４、１０６は、その断面が幅方向Ｗを長軸方向とする長円により形成されている。なお、支持プレート部４６の上面側には、図３（Ｂ）に示されるように、長孔１０４、１０６の外周縁に沿って環状のボス部１０８、１１０が上方へ突出するように形成されている。

図２に示されるように、サーマルリレーでは、バイメタルユニット８０が基台部７４を介してアクチュエータフレーム１３に取り付けられている。バイメタルユニット８０をアクチュエータフレーム１３に取り付ける際には、バイメタルユニット８０における連結プレート８４を一対の挟持片７６、７８間と後パネル部５２との間に挿入すると共に、バイメタルユニット８０の基端側を一対の挟持片７６、７８間に嵌挿する。

次いで、一対の挟持片７６、７８間に嵌挿されたバイメタルユニット８０を、そのベースプレート９８がアクチュエータフレーム１３における一対のボス部１０８、１１０の上端面に当接し、かつ端子台９０の先端部の下面側が挟持片７６の上端面に当接する位置まで押し込む。これにより、バイメタルユニット８０がアクチュエータフレーム１３における所定の調整前基準位置に位置決めされる。この調整前基準位置は、主バイメタル８２の高さ方向Ｈに沿った位置精度が所定の許容誤差に対しては満足したものになっているが、主バイメタル８２の幅方向Ｗ及び傾き方向に沿った位置精度がそれぞれ所定の許容誤差に対しては保障されない位置である。このため、サーマルリレーの組立工程では、原則的に、３個のバイメタルユニット８０をアクチュエータフレーム１３に一時的に固定した後（仮止めした後）に、３個の主バイメタル８２を幅方向Ｗに沿って精密に調整すると共に、傾き方向に沿った位置を精密に調整する必要がある。

上記のようにしてバイメタルユニット８０をアクチュエータフレーム１３における調整前基準位置に位置決めした後、図３（Ｂ）に示されるように、支持プレート部４６における長孔１０４、１０６にそれぞれビス１１２を挿入すると共に、これらのビス１１２の先端側をベースプレート９８における一対のねじ孔１００、１０２に所定の締結トルクが生じるまで捻じ込む。これにより、バイメタルユニット８０が調整前基準位置に仮止めされた状態になる。なお、ビス１１２の軸部の外周側には、平ワッシャ１１４及びスプリングワッシャ１１６が嵌め込まれており、これらの平ワッシャ１１４及びスプリングワッシャ１１６は、ビス１１２の頭部と支持プレート部４６の下面との間に加圧状態で挟持される。

サーマルリレーの組立工程では、３個のバイメタルユニット８０をアクチュエータフレーム１３におけるそれぞれの調整前基準位置に仮止めした後、３個の主バイメタル８２の幅方向Ｗに沿った位置調整及び傾き方向に沿った調整（傾き調整）が行われる。
なお、本実施形態に係るサーマルリレーでは、アクチュエータフレーム１３におけるボス部１０８、１１０にそれぞれ穿設された長孔１０４、１０６、バイメタルユニット８０におけるベースプレート９８に穿設されたねじ孔１００、１０２及び、長孔１０４、１０６を通してねじ孔１００、１０２にそれぞれ捻じ込まれるビス１１２が主バイメタル８２の傾き調整及び幅方向Ｗに沿った位置調整を行うための調整手段として構成されている。

主バイメタル８２に対する傾き調整を行う際には、ベースプレート９８における先端側のねじ孔１０２に捻じ込まれたビス１１２を緩めた状態とする。これにより、基端側のねじ孔１００に捻じ込まれたビス１１２を中心としてバイメタルユニット８０が回動可能になり、バイメタルユニット８０を回動させることで、主バイメタル８２の傾き調整が可能になる。このとき、主バイメタル８２の断面中心を通過する中心軸線Ｃ(図３(Ａ)参照)の奥行方向Ｄに対する傾き角が、所定の許容誤差の範囲内になるように、３個の主バイメタル８２がそれぞれ傾き調整される。
主バイメタル８２に対する傾き調整完了後には、ベースプレート９８における先端側のねじ孔１０２に捻じ込まれたビス１１２を所定の締結トルクが生じるまで、再び締め付けることで、主バイメタル８２が傾き方向に沿って固定される。

また、主バイメタル８２に対する幅方向に沿った位置調整を行う際には、ベースプレート９８における一対のねじ孔１００、１０２にそれぞれ捻じ込まれた一対のビス１１２を緩めた状態とする。これにより、一対の長孔１０４、１０６の範囲内でバイメタルユニット８０が幅方向に沿って移動可能になり、主バイメタル８２を幅方向に沿って移動させれば、主バイメタル８２の幅方向Ｗに沿った位置調整が可能になる。このとき、３個の主バイメタル８２は、シフタ１１８における３個のバイメタル係合部１２０を基準として、それぞれ幅方向Ｗに沿って位置調整される。具体的には、３個の主バイメタル８２は、そのシフタ係合部９６とシフタ１１８に対応するバイメタル係合部１２０との幅方向Ｗに沿ったクリアランスが、それぞれ所定の許容誤差の範囲内になるように位置調整される。

主バイメタル８２に対する幅方向Ｗの位置調整完了後には、ベースプレート９８における一対のねじ孔１００、１０２にそれぞれ捻じ込まれた一対のビス１１２を所定の締結トルクが生じるまで、再び締め付けることで、主バイメタル８２が幅方向Ｗに沿って固定される。
３個の主バイメタル８２は、上記のようにして傾き調整及び幅方向Ｗに沿った位置調整が行われた後、２個のビス１１２によりアクチュエータフレーム１３に固定されることにより、幅方向Ｗに沿ったピッチ（相間ピッチ）が十分に高い精度で所定の目標値に調整されると共に、シフタ係合部９６における３個のバイメタル係合部１２０にそれぞれ対応する取付位置に精度良く位置決めされる。

なお、主バイメタル８２に対する幅方向Ｗの位置調整及び傾き調整は、必ずしも別々の時期に行う必要はなく同時に行うこともできるし、あるいは傾き調整を先に行った後に幅方向Ｗの位置調整を行っても、幅方向Ｗの位置調整を先に行った後に傾き調整を行っても良い。
サーマルリレーの組立工程では、上記のようにして３個の主バイメタル８２に対する傾き調整及び幅方向Ｗに沿った位置調整が完了すると、アクチュエータフレーム１３をケーシング本体部１２に取り付ける取付作業が行われる。この取付作業では、図２に示されるように、アクチュエータフレーム１３の上面側をケーシング本体部１２の底面側（開口）に正対させつつ、アクチュエータフレーム１３の上面側をケーシング本体部１２の底面側に嵌め込む。

このとき、アクチュエータフレーム１３の後パネル部５２がケーシング本体部１２の後板部２２に一致し、かつアクチュエータフレーム１３の一対の横パネル部４８、５０がケーシング本体部１２の一対の側板部１８、２０に一致するように、アクチュエータフレーム１３を位置決めしつつ、ケーシング本体部１２に嵌め込む。このとき、アクチュエータフレーム１３の横パネル部４８、５０及び後パネル部５２がケーシング本体部１２の切欠部３６に嵌め込まれ、横パネル部４８、５０及び後パネル部５２により切欠部３６が閉塞されると共に、アクチュエータフレーム１３の支持プレート部４６によりケーシング本体部１２の底面側が閉塞される。

アクチュエータフレーム１３をケーシング本体部１２に嵌め込む際には、係止レバー５６、５８のガイド面６２が側板部１８、２０の下端部に圧接すると共に、係止レバー６６のガイド面６２が後板部２２の下端部に圧接する。これにより、係止レバー５６、５８、６６がそれぞれガイド面６２、６４により生じる分力により内側へ撓みつつ、側板部１８、２０及び後板部２２の内側へ案内される。

次いで、係止レバー５６、５８のフック部６０及び係止レバー６６のフック部６８が係止凹部４０、４２、４４に達すると、フック部６０及びフック部６８が係止凹部４０、４２、４４にそれぞれ挿入されて、係止面６４により係止凹部４０、４２、４４が係止されると共に、撓み変形していた係止レバー５６、５８、６６がそれぞれ復元する。これにより、図１に示されるように、アクチュエータフレーム１３がケーシング本体部１２の底面側に嵌め込みより固定され、ケーシング本体部１２及びアクチュエータフレーム１３によりリレーケーシング１０が組み立てられる。

また、フック部６０及びフック部６８が係止凹部４０、４２、４４に達すると略同時に、アクチュエータフレーム１３の係合片部５４がケーシング本体部１２の係合段部３８の内側に挿入され、係合片部５４と係合段部３８とが互いに係合すると共に、アクチュエータフレーム１３の支持プレート部４６の両端部がそれぞれケーシング本体部１２の側板部１８、２０の下端面に圧接する。

また、アクチュエータフレーム１３がケーシング本体部１２に固定されると、３個のバイメタルユニット８０の間にそれぞれケーシング本体部１２における２枚の隔壁部２８、３０が挿入される。これにより、バイメタルユニット８０の発熱体８８からの輻射熱を隔壁部２８、８０により遮断できるので、任意のバイメタルユニット８０の発熱体８８の発生熱が他のバイメタルユニット８０に伝達されることを効果的に抑制できる。

サーマルリレーの組立工程では、リレーケーシング１０の組立完了後に、図４に示されるように、リレーケーシング１０に接点開閉機構１３０及び接点装置（図示省略）が組み付けられ、これらの接点開閉機構１３０及び接点装置がそれぞれ上側格納室１４における一方の隔室３２内に格納された状態とされる。
サーマルリレーの組立工程では、接点開閉機構１３０及び接点装置をリレーケーシング１０に組付ける作業と併行し、シフタ１１８及びフロントパネルを含む他の装置部品がリレーケーシング１０に組み付けられる。このとき、シフタ１１８は、３個のバイメタル係合部１２０をそれぞれ３個の主バイメタル８２のシフタ係合部９６に係合させる。これにより、シフタ１１８は、主バイメタル８２が撓み方向Ｂへ撓み変形すると、その撓み量に応じた量だけ幅方向Ｗに沿って移動する。

接点開閉機構１３０は、負荷及び電源を含む回路における過電流、欠相、相の不平衡及び逆相などのような異常電流発生時に、アクチュエータ機構１６が発生した作動力を受けて接点装置を作動させるものである。また接点装置は、接点開閉機構１３０により作動すると、電流遮断用の接点信号を電磁接触器等の電流制御装置（図示省略）へ出力される。またサーマルリレーは、接点装置を作動させた後、外部からの操作によりリセットされると、接点装置を非作動状態に復帰させる。これにより、接点装置は、電流遮断用の接点信号の出力を中断する。

図４に示されるように、サーマルリレーでは、リレーケーシング１０の上面部に調整ダイヤル１３２及びリセットボタン１３４が配置されている。調整ダイヤル１３２は、使用者が回路遮断時（トリップ）の感度を調整する時に操作され、またリセットボタン１３４は、回路に対する電流遮断後にサーマルリレーをリセットする際に押下される。接点開閉機構１３０は、シフタ１１８の撓み方向Ｂへの移動に応じて回動される温度補償バイメタル１３６と、温度補償バイメタル１３６の一端部と接続され温度補償バイメタル１３６の回動時に一体となって回動する釈放レバー１３８と、釈放レバー１３８の回動時に釈放レバー１３８により押さえられながら接点装置を閉路位置または開路位置に切り換える反転ばね機構１４０を備えている。

反転ばね機構１４０は、その一端部に可動接点が設けられ、他端部には固定された２つの板バネとこの板バネに接続されたコイルバネから構成される。反転ばね機構１４０は、所定の圧力が加わると上方に膨れる状態から下方に膨れる状態に反転され、又はその逆に反転される。
反転ばね機構１４０の可動接点に対向する位置に固定接点が設置されている。反転ばね機構１４０の可動接点と固定接点は、負荷に正常的に電流が流れる正常状態では開放されている常時開路接点として構成されている。

反転ばね機構１４０は、使用者がサーマルリレーをリセットさせるために、リセットボタン１３４を押すと、中心部位が上方に膨れる状態に反転して接点が開放され、それにより、接点装置による電流遮断用の接点信号の出力が停止する。
一方、リセットボタン１３４は、リンク１４２を介して可動接点に連結されており、このリンク１４２は、回路に正常的な電流が流れる正常状態では常時閉路接点の可動接点を加圧し、可動接点を固定接点と接触させている。またリンク１４２は、回路の異常状態の発生時に反転ばね機構１４０が反転すると、反転ばね機構１４０からの駆動力をリセットボタン１３４に伝達してリセットボタン１３４を上方に押し上げ、リセット前の位置に復帰させる。

以上説明した本実施形態に係るサーマルリレーでは、アクチュエータフレーム１３が、３個の主バイメタル８２の先端がそれぞれ撓み方向Ｂに沿った自由端になるように、３個の主バイメタル８２をそれぞれ片持ち状態で支持すると共に、ケーシング本体部１２に対して嵌込みにより嵌脱可能に固定され、ケーシング本体部１２と共にアクチュエータ機構１６の格納部である下側格納室１５を構成することにより、アクチュエータフレーム１３をケーシング本体部１２に固定する前には、アクチュエータフレーム１３以外の装置部品からの干渉を受けることなく、アクチュエータフレーム１３によりそれぞれ支持された３個の主バイメタル８２に対する位置調整作業を行える。

また本実施形態に係るサーマルリレーでは、アクチュエータフレーム１３をケーシング本体部１２に固定した後にも、ケーシング本体部１２からアクチュエータフレーム１３を簡単に取り外すことができるので、ケーシング本体部１２からアクチュエータフレーム１３を取り外せば、アクチュエータフレーム１３と共にアクチュエータ機構１６をケーシング本体部１２から離脱させ、アクチュエータ機構１６を格納していた下側格納室１５からも取り出した状態にできるので、ケーシング本体部１２及び、このケーシング本体部１２に格納された接点開閉機構１３０等からの干渉を受けることなく、すなわちアクチュエータフレーム１３以外の装置部品からの干渉を受けることなく、アクチュエータフレーム１３によりそれぞれ支持された３個の主バイメタル８２に対する位置調整作業を行える。

また、本実施形態に係るサーマルリレーでは、アクチュエータフレーム１３における３個の主バイメタル８２の先端側にそれぞれ面した部分が、これらの主バイメタル８２の長手方向及び撓み方向Ｂに沿って延在する支持プレート部４６として形成されたことにより、３個の主バイメタル８２の先端付近に対して外部から力を作用させて主バイメタル８２に対する位置調整作業を行う際に、これらの主バイメタル８２の先端側に面した部分が支持プレート部４６とされ、この支持プレート部４６の上面側が略平坦な面により形成されているので、アクチュエータフレーム１３自体が主バイメタル８２に対する位置調整作業に干渉することを効果的に防止でき、３個の主バイメタル８２に対して位置調整する際の作業性を向上できる。
この結果、本実施形態に係るサーマルリレーによれば、リレーケーシング１０を含む他の装置部品からの干渉により３個の主バイメタル８２に対する位置調整作業の作業性が低下することを防止できる。

本発明の実施形態に係るサーマルリレーにおけるリレーケーシング及びアクチュエータ機構の構成を示す斜視図である。本発明の実施形態に係るサーマルリレーにおけるリレーケーシング及びアクチュエータ機構の構成を示す分解斜視図である。図１に示されるバイメタルユニットの構成を示す斜視図及び側面図である。図１に示されるリレーケーシングにおける上側格納室に格納される接点開閉機構の構成を示す正面図である。

符号の説明

１０リレーケーシング
１２ケーシング本体部
１３アクチュエータフレーム
１４上側格納室
１５下側格納室
１６アクチュエータ機構
１８、２０側板部
２１ケーシング本体部
２２後板部
２４仕切板
２６、２８隔壁部
３２隔室
３６切欠部
３８係合段部
４０、４２、４４係止凹部
４６支持プレート部
４８横パネル部
５０パネル部
５４係合片部
５６、５８係止レバー
６０フック部
６４ガイド面
６４係止面
６６係止レバー
６８フック部
７４基台部
７６、７８挟持片
８０バイメタルユニット
８２主バイメタル
８４連結プレート
８６絶縁スリーブ
８８発熱体
９０端子台
９２導電板
９４リード端子
９６シフタ係合部
９８ベースプレート
１００、１０２ねじ孔（調整手段）
１０４、１０６長孔（調整手段）
１０８、１１０ボス部（調整手段）
１１２ビス（調整手段）
１１４平ワッシャ（調整手段）
１１６スプリングワッシャ（調整手段）
１１８シフタ
１２０バイメタル係合部
１３０接点開閉機構
１３２調整ダイヤル
１３４リセットボタン
１３６温度補償バイメタル
１３８釈放レバー
１４０反転ばね機構

Claims

一方向に沿ってそれぞれ細長く形成され、温度変化に応じて所定の撓み方向に沿った湾曲量が変化する複数個の主バイメタル及び、前記主バイメタルの外周側に配置され、電源及び負荷を含む回路を流れる電流に応じた熱量を発生し、該発生熱を前記主バイメタルに伝達する発熱体を具備し、前記回路の異常発生時に前記主バイメタルにより作動力を発生するアクチュエータ機構と、
前記回路に対する電流供給を制御するための接点信号を出力する接点装置と、
前記アクチュエータ機構から作動力を受けて、前記接点装置を作動させる接点開閉機構と、
前記アクチュエータ機構、前記接点装置及び前記接点開閉機構をそれぞれ格納する装置ケーシングと、を有する熱動形過負荷継電器であって、
前記装置ケーシングは、
少なくとも前記接点装置及び前記接点開閉機構を格納したケーシング本体部と、
複数個の前記主バイメタルの先端がそれぞれ前記撓み方向に沿った自由端になるように、複数個の前記バイメタルを支持すると共に、前記ケーシング本体部に対して嵌込みにより嵌脱可能に固定され、前記ケーシング本体部と共に前記アクチュエータ機構の格納部を構成するアクチュエータフレームと、
を有し、
前記アクチュエータフレームに、前記主バイメタルの前記撓み方向に沿った傾き調整及び前記主バイメタルの前記撓み方向に沿った位置調整を行うための調整手段を設け、
該調整手段は、前記アクチュエータフレームに穿設された、その断面が前記撓み方向を長軸方向とする長円に形成された一対の長孔と、前記主バイメタルに穿設された一対のねじ孔と、前記一対の長孔を通して前記一対のねじ孔のそれぞれに捻じ込まれる一対のビスとにより構成されることを特徴とする熱動形過負荷継電器。
前記アクチュエータフレームは、複数個の前記主バイメタルの先端側にそれぞれ面した部分が、前記主バイメタルの長手方向及び前記撓み方向に沿って延在するプレート状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の熱動形過負荷継電器。