JP5051184B2 - Thermal overload relay - Google Patents
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Description
この発明は、電磁開閉器などに組合せて使用する熱動形過負荷継電器(サーマルリレー)に搭載したバイメタルのヒータユニット支持構造に関する。 The present invention relates to a bimetal heater unit support structure mounted on a thermal overload relay (thermal relay) used in combination with an electromagnetic switch or the like.
まず、頭記の熱動形過負荷継電器(三相回路用)について、従来例の構造(例えば、特許文献1参照)を図5(a),(b)に示す。図において、1は主バイメタル2にヒータ導体3を巻き付けたR,S,T相の各相に対応するヒータユニット、1aはヒータユニット1の上端に設けた取付金具、4は各相の主バイメタル2に跨がってその先端(出力端)に連係配置したシフター、5はシフター4の端部に対向させた釈放レバー、6は釈放レバー5の駆動で開閉動作する出力接点機構、7は釈放レバー5と出力接点機構6の間を連係する反転バネ、8は釈放レバー5と調整ダイヤル9との間を連係する調整リンク、10はリセットボタン、11は電磁開閉器に接続する主回路のリード導体(バー導体)、12は負荷側端子、13は出力接点の外部端子であり、これら部品をモールド樹脂成形品の外郭ケース14に組み込んで熱動形過負荷継電器を構成している。
First, regarding the thermal overload relay described above (for a three-phase circuit), a conventional structure (see, for example, Patent Document 1) is shown in FIGS. In the figure, 1 is a heater unit corresponding to each of the R, S, and T phases in which the
ここで、前記外郭ケース14はモールド樹脂成形品になり、その内部にはR,S,T各相のヒータユニット1を左右に並べて1素子ずつ個別に収容するユニット室14a、出力接点機構6を収容する室、およびヒータユニット1と出力接点機構6の間を連係する操作機構(釈放レバー5など)を収容する室を画成し、各室の間を仕切壁14bで隔離するようにしている。また、前記ヒータユニット1は取付金具1aを介してユニット室14aの背壁にネジ止め固定されている。
上記構成になる熱動形過負荷継電器の動作は周知であり、主回路に整定電流を超えた過電流が流れると、ヒータ導体3の発熱により主バイメタル2が湾曲変位してシフター4を押し、釈放レバー5,反転バネ7を介して出力接点機構6を切換え動作させる。なお、欠相保護機能付の熱動形過負荷継電器(2Eサーマルリレー)では、前記シフター4として、欠相の検出機能を備えた作動増幅リンク機構が採用されている。
Here, the
The operation of the thermal overload relay configured as described above is well known. When an overcurrent exceeding the settling current flows through the main circuit, the
一方、最近になり、熱動形過負荷継電器の小形化、およびヒータユニットの組立性を改善した新型タイプとして、図6で示すように、外郭ケース14の内部に各相のヒータユニット1を1素子ずつ収容するユニット室14aと、前記の出力接点機構6および操作部を収容する室14cを左右に画成した上で、固定ネジを使わずにヒータユニット1を外郭ケース14へ圧入支持する組立構造の熱動形過負荷継電器が開発されている。
次に、図6におけるヒータユニット1の単体構造図を図7に、外郭ケース14の外形図を図8に示す。まず、図7に示すヒータユニット1は、主バイメタル2の基部(下端側)を支持プレート15(電気亜鉛メッキ鋼板のプレス加工品)の板面中央に開口した溝穴に嵌合してT継手接合(例えば、レーザ溶接法によりバイメタルの周縁をすみ肉溶接する)するとともに、主バイメタル2の周面にヒータ導体3を巻き付けてその導体の両端を主バイメタル2の板面および負荷側端子12に接続し、さらに支持プレート15に主回路のリード導体11を接合した組立体で構成している。
On the other hand, recently, as shown in FIG. 6, a
Next, a single structural diagram of the
また、図8に示す外郭ケース14には、ヒータユニット1を収容するR,S,T各相に対応するユニット室14aの底部側に左右の仕切壁14bから中央に向けて向かい合わせに突き出したリブ14dを設けておき、ヒータユニット1を組み込む際に前記支持プレート15を外郭ケース14の間口前方からリブ14dと外郭ケース底壁との間に押し込んで圧入し、この位置でヒータユニット1の主バイメタル2を垂直な直立姿勢に支持するようにしている。
Further, the
熱動形過負荷継電器の外郭ケース14について、最近では環境,資源のリサイクル化,および生産性の問題から外郭ケースの材質を熱硬化性樹脂から熱可塑性樹脂に代えて製作することが主流になっている。
ところで、外郭ケース14を熱可塑性樹脂のエンジニアリングプラスチック製とし、そのユニット室14aの左右仕切壁14bに設けたリブ14dの間に跨がってその下面側にヒータユニット1の支持プレート15を圧入して主バイメタル2を直立姿勢に保持した組立構造では、ヒータユニット1の支持機能について次記のような課題が残る。
すなわち、ユニット室14aの間口,およびリブ14dに対する支持プレート15の圧入代が0〜0.2mm程度となるよう支持プレートの横幅,厚さを設定した上で、外郭ケース14のユニット室14aにヒータユニット1を圧入支持した組立状態では、左右の仕切壁14bから中央に向けて向かい合わせに突き出したリブ14d(片持ち梁構造)に支持プレート15の圧入による残留応力が掛かるほか、さらにシフター4(図5参照)を介して開閉接点機構から主バイメタル2の先端に作用する機械的な反力,およびヒータ導体3の発熱によるヒータユニット1からの伝熱などに起因する応力も加わって長期に亙る実使用の間には、リブ14dに熱可塑性樹脂に特有なクリープ変形(熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂に比べて耐クリープ性が劣る)が生じる。このために、主バイメタル2の姿勢が傾いてシフター4(図5参照)と連係したバイメタル先端位置がサーマルリレーの組立当初に調整,設定した位置から微妙にずれ、これが原因であらかじめ設定した整定電流値に対してサーマルリレーの動作特性が変動してしまうことがある。
As for the
By the way, the
That is, the width and thickness of the support plate are set so that the margin of press-fitting of the
さらに、前記リブ14dを図示のように根元部から先端まで板厚が同じ平坦断面としてその下面の全長域に支持プレート(平板)15の板面を押し当てるように圧挿すると、リブ14dには反力による押し上げ荷重が加わり、その残留応力はリブ14dの根元部分で最も高くなる。しかも、支持プレート15の寸法バラツキなどで圧入代が大きくなった場合にはリブの残留応力も高くなり、このためにリブ14dの根元にクラックが生じてヒータユニット1を正常な直立姿勢に維持できなくなる虞れもある。
この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、ヒータユニットの支持プレートを圧入支持するよう外郭ケースのユニット室の左右仕切壁に突き出し形成したリブについて、支持プレート圧入に伴うリブの残留応力を低減してクリープ変形を抑制し、長期の実使用でも主バイメタルを直立姿勢に維持して動作特性の安定確保が図れるように改良した信頼性の高い熱動形過負荷継電器のヒータユニット支持構造を提供することを目的とする。
Further, when the
The present invention has been made in view of the above points.For ribs protruding from the left and right partition walls of the unit chamber of the outer case so as to press-fit and support the support plate of the heater unit, the residual stress of the rib accompanying the press-fitting of the support plate is measured. Reducing the creep deformation and maintaining the main bimetal in an upright posture even in long-term actual use, and improving the reliability of the heater unit support structure for a thermal overload relay with high reliability The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、この発明によれば、主回路の各相に接続した主バイメタルのヒータユニット、および各相の主バイメタルにシフターと釈放レバーを介して連係した出力接点機構を外郭ケースに搭載した構成になる熱動形過負荷継電器であって、そのヒータユニットが、ヒータ導体を巻装した主バイメタルの基部を支持プレートの中央にT継手接合した構造になり、前記外郭ケースには各相のヒータユニットを1素子ずつ左右に並べて収容する複数のユニット室を画成するとともに、該ユニット室の底部側に左右側壁から向かい合わせに突き出すリブを設け、このリブの間に跨がりその下面側に前記支持プレートを圧挿して主バイメタルを直立姿勢に支持したものにおいて、
前記リブに対する支持プレートの板面当接位置をリブの先端側に限定して圧入支持するようにし(請求項1)、具体的には次記のような態様で構成するものとする。
(1)前記構成において、リブの先端側に支持プレートの板面に向けて膨出する凸状段部を形成し、この凸状段部に支持プレートの板面を押し当ててヒータユニットを直立姿勢に圧入支持する(請求項2)。
(2)前記構成において、支持プレートの板面中央域にリブの先端側に向けて膨出する凸状段部を形成し、この凸状段部をリブの先端に押し当ててヒータユニットを直立姿勢に圧入支持する(請求項3)。
(3)前記構成において、支持プレートの左右幅寸法をユニット室の間口よりも小さく設定するとともに、リブに対峙してユニット室の底部側には支持プレートを室内中央に位置決め保持する段付き台座を形成し、該台座とリブとの間に支持プレートを圧挿入してヒータユニットを直立姿勢に圧入支持する(請求項4)。
To achieve the above object, according to the present invention, a main bimetal heater unit connected to each phase of the main circuit, and an output contact mechanism linked to the main bimetal of each phase via a shifter and a release lever The thermal overload relay is configured to be mounted on the heater unit, and the heater unit has a structure in which the base of the main bimetal around which the heater conductor is wound is joined to the center of the support plate by a T joint, A plurality of unit chambers are arranged to house the heater units of each phase side by side on the left and right sides, and ribs projecting from the left and right side walls are provided on the bottom side of the unit chambers. In what supported the main bimetal in an upright posture by press-fitting the support plate on the lower surface side,
The plate surface contact position of the support plate with respect to the rib is limited to the front end side of the rib so as to be press-fitted and supported (claim 1), and specifically, configured in the following manner.
(1) In the above configuration, a convex stepped portion that bulges toward the plate surface of the support plate is formed on the leading end side of the rib, and the plate surface of the support plate is pressed against the convex stepped portion to erect the heater unit. It is press-fitted and supported in the posture (claim 2).
(2) In the configuration described above, a convex stepped portion that bulges toward the tip end of the rib is formed in the central region of the plate surface of the support plate, and the heater unit is erected by pressing the convex stepped portion against the tip of the rib. It is press-fitted and supported in the posture (claim 3).
(3) In the above-described configuration, the left and right width dimensions of the support plate are set to be smaller than the opening of the unit chamber, and a stepped pedestal for positioning and holding the support plate at the center of the chamber is provided on the bottom side of the unit chamber so as to face the rib. Then, a support plate is press-inserted between the pedestal and the rib to press-support the heater unit in an upright position.
上記の構成により、外郭ケースのユニット室にヒータユニットを圧入支持した組立状態では、ヒータユニットの支持プレートがリブの先端部分にのみ当接し、リブの根元部分とは離間しているので、リブの根元部には支持プレートから直接に押圧荷重が加わることがない。したがって、片持ち梁構造のリブはその先端部と根元部の間の中間部位が撓んで圧入荷重を受け止め、根元部に掛かる応力は従来の組立構造と比べて低減する。これにより、外郭ケースの材質を熱可塑性樹脂製としても、長期使用に伴って前記リブに生じるクリープ変形量を低減してヒータユニットを組立当初に設定した直立姿勢を保持でき、その結果として長期に亙り安定した過電流保護の動作特性を維持して熱動形過負荷継電器の信頼性向上が図れる。 With the above configuration, in the assembled state in which the heater unit is press-fitted and supported in the unit chamber of the outer case, the support plate of the heater unit abuts only on the tip portion of the rib and is separated from the root portion of the rib. A pressing load is not directly applied to the root portion from the support plate. Therefore, in the rib of the cantilever structure, the intermediate portion between the tip portion and the root portion is bent to receive the press-fitting load, and the stress applied to the root portion is reduced as compared with the conventional assembly structure. As a result, even if the material of the outer case is made of thermoplastic resin, the amount of creep deformation that occurs in the rib with long-term use can be reduced, and the upright posture set at the beginning of assembly of the heater unit can be maintained. This improves the reliability of the thermal overload relay by maintaining stable overcurrent protection operating characteristics.
以下、この発明の実施の形態を図1〜図4に示す実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on the examples shown in FIGS.
先ず、この発明の請求項2に係わる実施例1の構成を図1,図2に示す。
この実施例においては、図6の従来構造と同様に外郭ケース14のユニット室14aの左右仕切壁14bから中央に向けて突き出し形成したリブ14dについて、各リブ14dの先端下面側に凸状段部14d−1を形成している。そして、ユニット室14aの間口前方からヒータユニット1を圧挿した際に、図1(b)で示すように支持プレート15を前記凸状段部14d−1に押し当て、ヒータユニット1を直立姿勢に圧入支持するようにしている。なお、14eはリブ14dの下方に対峙してユニット室14aの底部に設けた支持プレート受けの台座で、支持プレート15はリブ14dと台座14eとの間に挟持される。
上記構成により、図1(a)のようにヒータユニット1を外郭ケース14のユニット室1aに圧入支持した状態では、リブ14dに対して支持プレート15は前記凸状段部14d−1にのみ当接し(図1(b),図2(b)参照)、リブ14dの根元部と支持プレート15の両端との間は離間している。したがって、支持プレート15の押込み反力でリブ14dに加わる押圧荷重は図1(b)の図中に表したP部に集中し、この押圧荷重でリブ14d(片持ち梁)は根元部との間の中間部位がばね性を持って上向きに撓んで支持プレート15を支持する。これにより、支持プレート15の圧入によってリブ14dの根元部に生じる残留応力が小さくなる。また、熱動形過負荷継電器の開閉機構部からの反力,ヒータユニット1からの伝熱を受けてリブ14dに生じる経時的なクリープ変形量も低減し、ヒータユニット1を組立当初に設定した直立姿勢に安定維持できる。その結果として、長期に亙る熱動形過負荷継電器の実使用でも常に安定した動作特性を確保して製品の信頼性を高めることができる。
First, FIG. 1 and FIG. 2 show the configuration of
In this embodiment, as in the conventional structure of FIG. 6, with respect to the
With the above configuration, in the state in which the
次に、この発明の請求項3に係わる実施例2の構成を図3に示す。この実施例では、先記した実施例1とは逆に、ヒータユニット1の支持プレート15の上面中央域にリブ14dの先端側に向けて膨出する凸状段部15aを形成しておき、ヒータユニット1をユニット室14aに組み込む際に、支持プレート15の凸状段部15aをリブ14dの先端部分に押し込んでヒータユニット1を直立姿勢に圧入保持するようにしている。
この構成によれば、図3(b)で表すように支持プレート15がリブ14dの先端部分(図3(b)のP部)にのみ当接し、リブ14dの根元部との間は離間した状態で圧入保持される。したがって、実施例1で述べたと同様に、支持プレート15の圧挿による荷重はリブ14dの先端部分に加わることになり、これによりリブ14dの根元部の残留応力が小さくなり、熱動形過負荷継電器の長期実使用に伴うリブの14dのクリープ変形を低減して安定した動作特性を維持できる。
Next, FIG. 3 shows the configuration of
According to this configuration, as shown in FIG. 3B, the
次に、この発明の請求項4に係わる実施例4の構成を図4に示す。この実施例では、ヒータユニット1の支持プレート15の横幅寸法Dをユニット室14aの間口よりも小さく設定した上で、この支持プレート15を室内の中央位置に位置決め保持するために、ユニット室14aの底部側には左右に段付き台座14fを形成しておき、各段付き台座14fの段差部14f−1の間隔Lを支持プレート15の横幅Dに合わせて設定しておく。
そして、外郭ケース14のユニット室14aにヒータユニット1を組み付ける際には、支持プレート15を前記段付き台座14fの段差部14f−1に位置合わせて前方からリブ14dとの間に圧挿して(図4(e)参照)ヒータユニット1を直立姿勢に圧入保持する。
これにより、ヒータユニット1の圧入支持状態では図4(b)で表すように支持プレート15はリブ14dの先端部にのみ当接して挟持される。したがって、先記の実施例1,2と同様にリブ14dの基部に掛かる残留応力,クリープ変形を低減して熱動形過負荷継電器の動作特性を安定維持できる。
Next, FIG. 4 shows the configuration of
When the
Thereby, in the press-fit support state of the
1 ヒータユニット
2 主バイメタル
14 外郭ケース
14a ユニット室
14b 仕切壁
14d リブ
14d−1 凸状段部
14f 段付き台座
15 支持プレート
15a 凸状段部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記リブに対する支持プレートの板面当接位置をリブの先端側に圧入支持したことを特徴とする熱動形過負荷継電器。 This is a thermal overload relay that consists of a main bimetal heater unit connected to each phase of the main circuit and an output contact mechanism linked to each phase main bimetal via a shifter and release lever in the outer case. The heater unit has a structure in which the base of the main bimetal around which the heater conductor is wound is joined to the center of the support plate by a T-joint, and the outer case houses the heater units of each phase side by side. A plurality of unit chambers are defined, and ribs protruding from the left and right side walls are provided on the bottom side of the unit chambers. The support plate is press-fitted on the lower surface of the ribs so that the main bimetal stands upright. In what supported the posture,
A thermal overload relay, wherein the plate surface contact position of the support plate with respect to the rib is press-fitted and supported on the tip side of the rib.
2. The thermal overload relay according to claim 1, wherein the left and right width dimensions of the support plate are set smaller than the opening of the unit chamber, and the support plate is placed in the center of the room at the bottom side of the unit chamber so as to face the rib. A thermal overload relay, wherein a stepped base for positioning and holding is formed, and a heater plate is press-fitted and supported in an upright position by inserting a support plate between the base and the rib.
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