JPH01206532A - 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、負荷回路を過電流から保護する回路プロテ
クタに関する。

〔従来の技術〕

回路プロテクタとして、本願人は特開昭６０−１８２６
３４号公報において、磁性体より成る可動部材を永久磁
石によりヨークに当接する位置に吸引して電路を閉成し
、前記ヨークに巻装したコイルに過電流が流れたときに
前記永久磁石による前記可動部材の磁気的吸引力を弱め
て該可動部材を附勢手段により前記ヨークから離間した
位置に変位させて電路を遮断するようにしたものを既に
提案している。

この回路プロテクタによれば、ヨークにコイルを巻装し
て、可動部材に永久磁石による磁気的吸引力に抗する磁
束を発生させるようにしているので、コイルの磁気回路
の磁気抵抗を極めて小さくできると共に、ヨークおよび
可動部材の磁性材のＢＨ特性を効率良く利用できる。し
たがって、コイルの巻数が少なくても、微少な電流の増
加によって大きな磁束を発生させることができるので、
電路をばらつきなく瞬時に遮断でき、これにより応答性
および信頼性を向上させることができると共に、内部４
ンピーダンスも小さくでき、保護すべき負荷回路へ何ら
の悪影響を及ぼすこともないという効果がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、本発明者による種々の実験によれば、上
記の回路プロテクタには次のような改良すべき点がある
ことが判明した。ななわち、負荷回路としてコンデンサ
やモータ等の作動時に過渡的に突入電流が流れる素子を
有する場合には、その負荷回路の作動の瞬時に突入電流
によって電路が遮断され、負荷回路を作動させることが
できなくなるという問題がある。

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、作動時に突入電流が流れる負荷回路に対しても安定
して使用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。

〔問題点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、この発明では負荷回路に直列に接続され
、電路を閉成および遮断する固定接点および可動接点と
、この可動接点を前記固定接点に対して接触および離間
させる第１および第２の位置に変位可能な磁性体より成
る可動部材と、この可動部材を第１の位置に磁気的に吸
引する永久磁石と、前記可動部材の第１の位置において
該可動部材に当接して閉ループの磁路を画成するヨーク
と、このヨークに巻装され、前記負荷回路に直列に接続
されて前記永久磁石による前記可動部材の磁気的吸引に
抗する磁束を発生する第１のコイルと、前記ヨークに巻
装され、前記磁気的吸引力を助長する磁束を発生する第
２のコイルと、前記可動部材を第２の位置に附勢する附
勢手段とを具え、前記負荷回路に突入電流が流れる間、
前記第２のコイルに電流を供給するようにして、前記負
荷回路の定常状態においてのみ、前記第１のコイルに過
電流が流れたときに前記可動部材を第１の位置から第２
の位置に変位させて前記電路を遮断し得るようにする。

〔実施例〕

第１図Ａ−Ｄはこの発明の一実施例を示すものである。

この回路プロテクタは、プラスチック等の非磁性体およ
び非導電体より成るケース本体２０と、このケース本体
２０と同様の材質から成るＩ［２１と、Ｕ字状のメイン
ヨーク２２と、このメインヨーク２２のそれぞれの脚部
２２ａ、　２２ｂに巻装した第１のコイル２３および第
２のコイル２４と、メインヨーク２２の両脚部２２ａ、
　２２ｂ間に装着した永久磁石２５と、磁性体より成る
可動部材２６とを具える。可動部材２６は導電性の板ば
ね２７を介してメインヨーク２２の開放端に接する第１
の位置と該開放端から離間する第２の位置とに変位可能
にケース本体２０に取付けると共に、この可動部材２６
に可動接点２８を取付ける。また、可動部材２６がメイ
ンヨーク２２の開放端に当接する第１の位置にある状態
で、可動接点２８と確実に接触するように固定接点２９
を導電性の板ばね３０を介してケース本体２０に取付け
る。

この実施例では、メインヨーク２２を磁気飽和しにくい
形状とするために、その一方の脚部２２ｂにおいてコイ
ル２４に覆われる両端部に溝４５ａ〜４５ｄを形成する
。また、脚部２２ｂには、第１．第２のコイル２３．２
４による磁束が通るように補助ヨーク３１の一端部をね
じ３２により固着すると共に、この補助ヨーク３１の他
端部を可動部材２６と対向する位置まで延在させてこの
他端部に永久磁石３３を固着する。更に、可動部材２６
にはケース本体２０および蓋２１に形成した窓２１ａか
ら突出させてリセット釦３４を固着すると共に、補助ス
イッチを構成する可動接点３６を２個の固定接点３７．
３８に選択的に接触させるための突起部３５を設ける。

ケース本体２０には、主回路用の一対の接続ピン３９．
４０および補助回路用の一対の接続ピン４９．５０を取
付け、接続ピン３９に第１のコイル２３の一端を、接続
ピン４０に図示しない導電線を介して板ばね２７をそれ
ぞれ接続し、第１のコイル２３の他端を板バネ３０に接
続する。また、接続ピン４９．５０には第２のコイル２
４の両端を接続する。このようにして、接続ピン３９−
第１のコイル２３−板ばね３〇−固定接点２９−可動接
点２８−板ばね２７−接続ピン４０を通る主回路の電流
通路を構成すると共に、接続ピン４９−第２のコイル２
４−接続ピン５０を通る補助回路の電流通路を構成する
。また、ケース本体２０には補助スイッチ用の接続ピン
４１．４２および４３を取付け、接続ピン４１を可動接
点３６に、接続ピン４２を一方の固定接点３７に、接続
ピン４３を他方の固定接点３８にそれぞれ接続する。

上記主回路用の接続ピン３９．４０は、第２図に負荷回
路との接続状態の一列を示すように、負荷回路５１が接
続される直流電源５２に直列に接続し、接続ピン４９．
５０は負荷回路５１に設けたコンデンサ５３を有するラ
イン５４に直列に接続して、第１のコイル２３によって
メインヨーク２２に永久磁石２５により生じる磁束とは
反対方向の磁束を発生させ、第２のコイル２４によって
永久磁石２５による磁束と同方向の磁束をメインヨーク
２２に発生させるようにする。また、永久磁石３３は第
１のコイル２３により補助ヨーク３１に生じる磁束とは
反対方向の磁束を補助ヨーク３１に与えるようにする。

さらに、永久磁石２５による磁力は、主回路に定格電流
以下の電流が流れている定常状態において、可動部材２
６をメインヨーク２２に有効に吸引して第１の位置に保
持し得るように設定し、これにより可動接点２８を固定
接点２９に接触させるようにすると共に、補助スイッチ
の可動接点３６を固定接点３７に接触させるようにする
。

上記構成において、負荷回路５１を作動させると、その
作動時にコンデンサ５３を有するライン５４に突入電流
が流れて負荷回路５１の電流が過渡的に定格電流よりも
大きくなり、その結果筒１のコイル２３によってメイン
ヨーク２２に永久磁石２５による可動部材２６の磁気的
吸引力に抗する磁束が発生するが、ライン５４の突入電
流は第２のコイル２４を通して流れるので、これによっ
てメインヨーク２２に永久磁石２５による可動部材２６
の磁気的吸引力を助長する磁束が発生する。したがって
、突入電流により第１、第２のコイル２３．２４で発生
する磁束は相殺され、可動部材２６は電路を閉成する第
１の位置に有効に保持される。コンデンサ５３が十分充
電され、負荷回路５１が定常状態になると、ライン５４
シたがって第２のコイル２４には殆んど電流が流れなく
なり、可動部材２６は第１のコイル２３を流れる電流に
よって制御されることになる。すなわち、この定常状態
で負荷回路５１に流れる電流が増加すると、永久磁石２
５による吸引力は第１のコイル２３による反対方向の磁
束によって減少し、その電流値が定格値を超えると、永
久磁石３３と可動部材２６との間に生じる吸引力が急激
に増大して、その吸引力が永久磁石２５によるメインヨ
ーク２２への可動部材２６の吸引力よりも大きくなる。

その結果、可動部材２６はメインヨーク２２から離間し
た第２の位置において永久磁石３３に吸引保持され、こ
れにより可動接点２８は固定接点２９から離間し、補助
スイッチ用の可動接点３６は突起部３５によって固定接
点３８に接触する。

ここで、メインヨーク２２および可動部材２６は、第１
のコイル２３に流れる電流が大きく増大して定格電流を
超える場合でも、メインヨーク２２は溝４５ａ〜４５ｄ
を有し、これら溝部分で反磁界が形成される磁気飽和さ
れにくい形状となっているので、メインヨーク２２およ
び可動部材２６は第１のコイル２３を流れる電流の急激
な変化による磁束によって磁化されることはない。した
がって、可動部材２６は定常状態において第１のコイル
２３に比較的小さい過電流が流れる場合でも、またきわ
めて大きな過電流が流れる場合でも、迅速かつ確実にメ
インヨーク２２から離間する。このようにして、過電流
時に電路を迅速に遮断して負荷回路５１を過電流から保
護する。なお、補助スイッチはパイロットランプや警報
装置を駆動するのに用い、これにより負荷回路の電路の
閉成および遮断状態を表示し得るようにする。

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
、第３図に示すように、負荷回路６１が直流モータ６２
を有する場合には、直流モータ６２と並列に、直列接続
した抵抗６３およびコンデンサ６４を有する補助回路６
５を、その時定数が直流モータ６２に突入電流が流れる
時間よりも長く設定して接続し、この補助回路６５を流
れる電流を第２のコイル２４に供給するようにすること
により、この発明を有効に適用することができる。また
、このように負荷回路に設けたコンデンサを利用するこ
となく、第４図に示すように第２のコイル２４を負荷回
路６７とは別にタイマー回路６８を介して直流電源６９
に接続し、負荷投入に同期したトリガーパルスによりタ
イマー回路６８を起動して負荷回路６７に突入電流が流
れる間、直流電源６９から第２のコイル２４に永久磁石
２５による可動部材２６の磁気的吸引力を助長するよう
な電流を供給するようにしてもよい。更に、第４図にお
いて第２のコイル２４の直流電源６９として負荷回路用
の直流電源５２を共用することもできる。また、上述し
た実施例ではメインヨーク２２の一方の脚部２２ｂに４
個の溝４５ａ〜４５ｄを形成してメインヨーク２２を磁
気飽和されにくい形状としたが、その溝のｉ数は任意で
よく、またその成形場所も他方の脚部２２ａや両脚部を
連結する部分の任意の位置に形成することもできるし、
その形状も溝に限らず、例えば部分的に球状にする等、
任意に形成することができる。また、メインヨーク２２
の変わりに、あるいはメインヨーク２２と共に可動部材
２６を同様にして磁気飽和されにくい形状とすることも
できるし、このような磁気飽和されにくい形状とする構
成を除くこともできる。

更に、上述した実施例ではメインヨーク２２に補助ヨー
ク３１を連結すると共に、この補助ヨーク３１に永久磁
石３３を装着して、可動部材２６をメインヨーク２２か
ら離間する方向に附勢するようにしか、このような補助
ヨーク３１および永久磁石３３に変えてばね等により可
動部材２６をメインヨーク２２から離間する方向に附勢
するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば負荷回路の過度状
態に流れる突入電流による不所望な電路の遮断を有効に
防止し、定常状態において過電流が流れたときにのみ電
路を遮断し得るよう構成したので、常に安定して使用で
き、信頼性の高い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−Ｄはこの発明の一実施例を示す図、第２図は
使用態様の一例を示す概略図、第３図は同じ（他の例を
示す図、 第４図は同じく更に他の例を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、負荷回路に直列に接続され、電路を閉成および遮断
   する固定接点および可動接点と、 この可動接点を前記固定接点に対して接触 および離間させる第１および第２の位置に変位可能な磁
   性体より成る可動部材と、 この可動部材を第１の位置に磁気的に吸引 する永久磁石と、 前記可動部材の第１の位置において該可動 部材に当接して閉ループの磁路を画成するヨークと、 このヨークに巻装され、前記負荷回路に直 列に接続されて前記永久磁石による前記可動部材の磁気
   的吸引に抗する磁束を発生する第１のコイルと、 前記ヨークに巻装され、前記磁気的吸引力 を助長する磁束を発生する第２のコイルと、前記可動部
   材を第２の位置に附勢する附勢 手段とを具え、 前記負荷回路に突入電流が流れる間、前記 第２のコイルに電流を供給するようにして、前記負荷回
   路の定常状態においてのみ、前記第１のコイルに過電流
   が流れたときに前記可動部材を第１の位置から第２の位
   置に変位させて前記電路を遮断し得るよう構成したこと
   を特徴とする回路プロテクタ。