JPH01197933A - 回路プロテクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば蓄電池の充電回路に用いるに好適な
回路プロテクタに関する。

〔従来の技術〕

例えば、ニッケルーカドニウム電池は鉛蓄電池と比較し
、寿命が長く、重量・容積が小さく、高率放電特性が良
い等の特長を有することから、種々の機器操作用電源、
監視盤の予備電源等として広く用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようなニッケルーカドニウム電池を充電するにあた
っては、その充電完了により充電回路の電路を遮断する
必要があると共に、ニッケルーカドニウム電池は寿命に
より内部短絡を生じるため、その内部短絡による過電流
から充電回路を保護するため、過電流が流れたときに充
電回路の電路を迅速に遮断する必要がある。

この発明は、上記の点に着目してなされたもので、充電
回路等の電気回路を過電流時に迅速かつ確実に遮断でき
ると共に、過電流以外のときでも所要に応じて遮断でき
るよう適切に構成した回路プロテクタを提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段および作用〕上記目的を達
成するため、この発明では永久磁石と、この永久磁石と
相対的に変位可能に設けた導電性磁気補償部材と、この
導電性磁気補償部材に直列接続され、上記相対変化によ
り開閉制御される接点機構と、前記永久磁石の前記導電
性磁気補償部材に対する吸着力よりも弱い力でこれら永
久磁石および導電性磁気補償部材を互いに離すように偏
倚する弾性部材と、少なくとも１個の制御端子を有し、
該制御端子を経て供給される電流によって前記弾性部材
と協働して前記永久磁石および導電性磁気補償部材を互
いに離間させる離間手段とを具え、 前記導電性磁気補償部材および接点機構を通る電路に所
定値以上の電流が流れたときに前記吸着力を減少させて
、前記弾性部材により前記永久磁石および導電性磁気補
償部材を互いに離すように相対的に変位させて前記接点
機構を開放するよう構成すると共に、前記制御端子に所
要の電流を供給することによって前記弾性部材と協働し
て前記離間手段により、前記永久磁石および導電性磁気
補償部材を互いに離すように相対的に変位させて前記接
点機構を開放するよう構成する。

〔実施例〕

第１図ＡおよびＢはこの発明の一実施例を示すものであ
る。ケース本体１およびＭ２は非磁性および非導電性の
プラスチック等をもって構成し、これらケース本体１お
よび蓋２から突出させてＨ−ス本体１に一対のリード端
子３．４と１本の制御端子５とを設ける。リード端子３
はリード線６を介してケース本体１にねじ７により取り
付けた導電性の板ばね８に接続し、この板ばね８の先端
部に固定接点９を設ける。また、リード端子４には導電
性の板ばねｌＯを介して導電性の磁気補償部材１１　（
例えば鉄−ニッケル合金等の整磁鉋）を接続し、この磁
気補償部材１１に上記固定接点９と接離可能に可動接点
１２を設ける。

このようにして、リード端子４、仮ばね１０、磁気補償
部材１１、可動接点１２、固定接点９、板ばね８、リー
ド線６およびリード端子３を通る電路を形成する。なお
、仮ばね１０は上記電路に定格以下の電流が流れている
ときに、後述する永久磁石の磁気補償部材１１に対する
吸着力よりも弱い力で、可動接点１２が固定設定９から
離間するように磁気補償部材１１を回動偏倚させるよう
構成する。

また、ケース本体１にはねじ１５により板ばね１６を固
着し、この板ばね１６にコ字状のヨーク１７を固着する
。ヨーク１７はその両脚部１７ａ、　１７ｂが磁気補償
部材１１の幅方向において対向し、かつこれら両脚部１
７ａ、　１７ｂの端面が磁気補償部材１１と対向するよ
うに、連結部１７ｃを板ばね１６に固着する。このヨー
ク１７の両脚部１７ａ、　１７ｂ間には、両脚部１７ａ
。

１７ｂに接する面が着磁面となるように永久磁石１８を
装着し、これにより磁気補償部材１１をヨーク１７に磁
気的に吸着し得るようにする。なお永久磁石１８はその
磁束が、磁気補償部材１１において該磁気補償部材１１
を流れる電流による磁束と反発するように装着する。

板ばね１６はヨーク１７、したがって永久磁石１８を磁
気補償部材１１から離す方向に回動偏倚させるようにし
、その回動偏倚位置をケース本体１に設けたストッパ１
９ａ、　１９ｂに板ばね１６を当接させることにより規
制するようにする。また、板ばね１６にはケース本体１
および蓋２から突出させてリセット釦２０を装着し、可
動接点１２が固定接点９から離間した状態、すなわち磁
気補償部材１１が第１図Ａにおいて仮想線で示す位置に
ある状態で、リセット釦２０を介してヨーク１７および
永久磁石１８を板ばね１６の偏倚力に抗して回動させる
ことにより、永久磁石１８によってヨーク１７を介して
磁気補償部材１１を吸着し、その後板ばね１６をストッ
パ１９ａ、　１９ｂに当接する位置に復帰させることに
より、磁気補償部材１１をヨーク１７に吸着した状態で
可動接点１２が固定接点９に接触するよう構成する。

更に、ヨーク１７にはその一方の脚部１７ａにボビンコ
イル２１を設け、このボビンコイル２１の−４をリード
線２２を介して制御端子５に接続し、他端をリード線２
３を介して板ばね１０に接続する。このようにして、磁
気補償部材１１がヨーク１７に吸着し、可動接点１２が
固定接点９に接触している状態で、制御端子５、リード
線２２、ボビンコイル２１、リード線２３、板ばね１０
、磁気補償部材１１、可動接点１２、固定接点９、板ば
ね８、リード線６およびリード端子３を経て、ボビンコ
イル２１により該ボビンコイル２１を設けたヨーク１７
の脚部１７ａにおいて永久磁石１８による磁束の方向と
は反対方向の磁束が発生するように所要の電流を供給し
、これにより永久磁石１８による磁気補償部材１１の吸
着力を弱めて板ばね１０と協働して磁気補償部材１１を
ヨーク１７から離間させて可動接点１２を固定接点９か
ら離間し得るようにする。

上記構成において、磁気補償部材１１は、定格以下の電
流が流れている状態ではその電流によって生じる熱が有
効に放熱され、板ばね１０の力に抗して永久磁石１８に
よりヨーク１７に吸着されて固定接点９および可動接点
１２の閉極状態を有効に維持するようにする。この状態
で、リード端子４、磁気補償部材１１、可動接点１２、
固定接点９、リード端子３を通る電路に定格電流を超え
る過電流が流れると、その過電流が比較的小さい場合に
は該電流による磁気補償部材１１の加熱によって該磁気
補償部材１１の透磁率が減少することにより、また過電
流が比較的大きいときにはその電流による磁束と永久磁
石１８の磁束との反発により、永久磁石１８による磁気
補償部材１１の吸着力が板ばね１０の偏倚力よりも弱く
なる。したがって、磁気補償部材１１は板ばね１０によ
り、過電流が比較的小さい場合には反限時特性をもって
、また過電流が比較的大きいときには磁気的反発により
ヨーク１７から迅速に離間し、これにより可動接点１２
は固定接点９から確実に離間して電路が遮断される。

また、制御端子５、ボビンコイル２１、磁気補償部材１
１、可動接点１２、固定接点９およびリード端子３を経
て所要の電流を供給して、ボビンコイル２１を設けたヨ
ーク１７の脚部１７ａに永久磁石１８による磁束の方向
とは反対方向の磁束を発生させると、永久磁石１８によ
る磁気補償部材１１の吸着力が弱められ、該吸着力が板
ばね１０の偏倚力よりも弱くなる。その結果、磁気補償
部材１１は板ばね１０によってヨーク１７から離間し、
可動接点１２が固定接点９から迅速に離間して電路が遮
断される。

なお、可動接点１２が固定接点９から離間した電路の遮
断状態は、リセット釦２０を押すことにより可動接点１
２が固定接点９に接触する導通状態にリセットすること
ができる。

第２図は第１図Ａ、　Ｂに示した回路プロテクタの使用
態様の一例を示すものである。この使用例は、ニッケル
ーカドニウム電池の充電回路を示すもので、商用電源３
０の交流電圧をトランス３１で降圧して整流器３２で直
流に変換し、該整流器３２の正極側出力端子を充電すべ
きニッケルーカドニウム電池３３の正極に、整流器３２
の負極側の出力端子を第１図Ａ、　Ｂに示した回路プロ
テクタ３５（第２図においては略して示しである）のリ
ード端子３にそれぞれ接続する。また、ニッケルーカド
ニウム電池３３の負極はサーモスタット３６を介して回
路プロテクタ３５のリード端子４に接続すると共に、制
限抵抗３７を介して回路プロテクタ３５の制御端子５に
接続する。なお、サーモスタット３６はニッケルーカド
ニウム電池３３の温度を検知し、電池３３が満充電にな
ると接点が開くようになっている。

上記充電回路において、電池３３が寿命に達していない
場合には、電池３３、サーモスタット３６、回路プロテ
クタ３５のリード端子４．３を経て定格の充電電流が流
れ、電池３３が充電される。電池３３が満充電となり、
サーモスタット３６の接点が開くと、充電電流は回路プ
ロテクタ３５において制御端子５、ボビンコイル２１、
磁気補償部材１１、可動接点１２、固定接点９、リード
端子３を経て流れることになり、これにより回路プロテ
クタ３５の固定接点９および可動接点１２が迅速に開極
し、充電電路が遮断される。この回路プロテクタ３５に
おける電路の遮断状態は、サーモスタット３６の接点が
再び閉極しても、回路プロテクタ３５においてリセット
釦２゜（第１図Ａ、Ｂ参照）を操作しない限り有効に保
持される。

また、電池３３が既に寿命に達していたり、あるいは充
電中に寿命に達すると、その内部短絡によりサーモスタ
ット３６および回路プロテクタ３５のリード端子４．３
を通して定格を越える過電流が流れるため、これにより
回路プロテクタ３５において固定接点９および可動接点
１２は瞬時に開極して電路が遮断される。したがって、
過電流によるトランス３１等の焼損を有効に防止するこ
とができる。

なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば
上述した実施例では制御端子５、ボビンコイル２１、磁
気補償部材１１、可動接点１２、固定接点９およびリー
ド端子３を経て所要の電流を供給するようにしたが、専
用の２個の制御端子を設け、これら制御端子間にボビン
コイル２１ヲ接続することもできる。このようにすれば
、例えば外部からボビンコイル２１に所要の電流を供給
することによりリード端子３．４が接続される回路の電
路を定格電流下において任意に遮断することができると
共に、複数の回路が並列に接続されている場合において
所望の回路で発生する異常信号等をボビンコイル２１に
供給することにより、その信号発生時に全ての回路への
電源の供給を遮断することもできる。

また、ボビンコイル２１に代えて、磁気補償部材１１の
永久磁石１８による吸着位置の近傍にヒータを設け、こ
のヒータに制御端子を経て所要の電流を供給するように
して磁気補償部材工１を加熱してその透磁率を減少させ
、これにより永久磁石１８による吸着力を弱めて板ばね
１０により磁気補償部材１１を吸着位置から離間させて
固定接点９および可動接点１２を開極させるよう構成す
ることもできる。

更に、板ばねＩＯに沿ってヒータを巻装したバイメタル
を配置し、このヒータに制御端子を経て所要の電流を供
給するようにしてバイメタルを加熱し、その変形により
板ばね１０をそのばね力が助長する方向に変位させて磁
気補償部材１１を吸着位置から離間させ、電路を遮断す
るよう構成することもできる。また、ヨーク１７の他方
の脚部１７ｂに更にボビンコイルを設けたり、あるいは
上記のヒータやバイメタル等を用いて複数の離間手段を
設け、その各々に独立して所要の電流を供給するように
して、いずれか１つの離間手段に所要の電流が供給され
たときに電路を遮断するよう構成することもできる。

更に、上述した実施例ではケース本体１に制御端子５を
設けたが、離間手段を構成する上記のボビンコイルやヒ
ータのリード線をケース本体１から突出させて制御端子
とすることもできる。

更にまた、上述した実施例では仮ばね１０により磁気補
償部材１１を永久磁石１８による吸着位置から離間させ
るように附勢したが、磁気補償部材１１の一端をケース
本体ｌに回動自在に枢着してコイルばねにより離間させ
るよう構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば簡単な構成で、電
路を過電流時に迅速かつ確実に遮断できると共に、過電
流以外のときでも所要に応じて電路を遮断できる回路プ
ロテクタを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ＡおよびＢはこの発明の一実施例を示す平面図お
よび断面図、 第２図は第１図Ａ、　Ｂに示す回路プロテクタの使用態
様の一例を示す図である。 １・・・ケース本体　　　　２・・・蓋３．４・・・リ
ード端子　　５・・・制御端子６・・・リード線　　　
　　７・・・ねじ８・・・板ばね　　　　　　９・・・
固定接点１０・・・板ばね　　　　　　１１・・・磁気
補償部材１２・・・可動接点　　　　　１５・・・ねじ
１６・・・板ばね　　　　　　１７・・・ヨーク１８・
・・永久磁石　　　　　１９ａ、　１９ｂ・・・ストッ
パ２０・・・リセット釦　　　　２１・・・ボビンコイ
ル２２、２３・・・リード線　　　３５・・・回路プロ
テクタ特許出願人　　武　　井　　信　　子 代理人弁理士　　　杉　　村　　暁　　秀（同　　　弁
理士　　　　杉　　　村　　　興　　　作第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、永久磁石と、この永久磁石と相対的に変位可能に設
   けた導電性磁気補償部材と、この導電性磁気補償部材に
   直列接続され、上記相対変化により開閉制御される接点
   機構と、前記永久磁石の前記導電性磁気補償部材に対す
   る吸着力よりも弱い力でこれら永久磁石および導電性磁
   気補償部材を互いに離すように偏倚する弾性部材と、少
   なくとも１個の制御端子を有し、該制御端子を経て供給
   される電流によって前記弾性部材と協働して前記永久磁
   石および導電性磁気補償部材を互いに離間させる離間手
   段とを具え、 前記導電性磁気補償部材および接点機構を 通る電路に所定値以上の電流が流れたときに前記吸着力
   を減少させて、前記弾性部材により前記永久磁石および
   導電性磁気補償部材を互いに離すように相対的に変位さ
   せて前記接点機構を開放するよう構成すると共に、前記
   制御端子に所要の電流を供給することによって前記弾性
   部材と協働して前記離間手段により、前記永久磁石およ
   び導電性磁気補償部材を互いに離すように相対的に変位
   させて前記接点機構を開放するよう構成したことを特徴
   とする回路プロテクタ。