JPH02226634A - 電気スイッチ用トリップ装置およびこのトリップ装置を備えた電気スイッチ - 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】 この発明は、電気スイッチ用のトリップ装置に関するも
のである。このトリップ装置は、細長い電機子を支持す
る磁性体材料からなるヨークと、固定されている永久磁
石と、ばね手段と、少なくとも一つの磁石巻線と、バイ
メタル手段とから成り、前記電機子は動きうるように配
されており、前記電機子の端部分はヨークから外へ突出
しており、前記電機子と前記ヨークとは前記電機子を前
記永久磁石の磁界の作用により第１位置に保持する磁気
回路を形成しており、前記ばね手段は前記電機子に係合
し、前記磁石巻線は前記電機子を電磁的に第２位置へ動
かすためのものであり、電機子の前記端部分は、この第
２位置において、第１位置にある場合よりもより一層前
記ヨークの外へ突出しており、前記バイメタル手段は、
電機子を熱作用により第２位置に動かす役目をするもの
である。

この種の、いわゆる吸込・引入電機子の原理に基づいた
トリップ装置は、米国特許第４２８８７７０号によりす
でに開示されており、特に、配電設備を保護するスイッ
チの開閉機構を作動させるために用いられている。

この種の公知のトリップ装置は、磁性材料から成るほぼ
Ｕ字状のヨークを備えており、ヨークの脚部の間には、
少なくとも一つの磁石巻線と永久磁石とが互いに隣接し
て配されている。前記磁石巻線は、円筒状の形状を呈し
、この円筒の内部で、磁性材料から成るプランジャー型
の電機子が動くことができる。このような構成にあって
は、電機子の一端は永久磁石に向き合っており、他方、
仕切り壁に支えられている電機子の他端は、ヨークの開
放側より外部へ突出している。この突出端にはヘッド部
材が設けられ、また圧縮ばねが、このヘッド部材とヨー
クの仕切り壁との間に取り付けられている。この圧縮ば
ねは、ヨークから外に向う力を、電機子に対して加えて
いる。電機子にはバイメタル手段が係合しており、この
バイメタル手段は、トリップ装置が取り付けられている
スイッチのハウジング内の周辺温度に反応する。

通常の動作位置にあるとき、電機子は第１位置にあって
永久磁石の作用を受け、圧力ばねのカに抗して保持され
ている。電機子がこの位置にあるとき、前記の少なくと
も一つの磁石巻線は、電機子に作用することができる。

この磁石巻線は、例えば電流（モニターすべき電流）が
前もってセットした限界値を超えるや否や、電子回路に
より励磁される。このため磁界が発生し、この磁界によ
り電機子に力が加えられる。この力は、電機子に作用し
ている永久磁石の磁界の力に対抗するものであるが、そ
の作用方向は、圧縮ばねが電機子に及ぼしている力の方
向に等しい、磁石巻線と圧縮ばねが電機子に加える力が
、永久磁石が電機子に加える力よりも大きくなると、電
機子は第２位置に動かされる。そして、この電機子の運
動を利用して開閉機構を作動させることができる。

周辺温度が例えば過負荷のために、限界値を超えると、
電機子は、バイメタル手段の働きにより第２位置に動か
される。このことはつまり、過負荷電流が、周辺温度を
介して間接的にしか検知されない、ということを意味し
ている。そして、過負荷電流を間接的にしか検知しない
この種の装置によっては、実際上、基準電流／時間曲線
に従って、スイッチを充分に精確にＯＦＦにすることは
できない。

また米国特許第４７３１６９２号により、吸込電機子型
のトリップ装置が開示されている。このトリップ装置は
、電気スイッチに設けられて、あらかじめセットした限
界値を超える電流（例えば、短絡電流）を中断するもの
である。この装置の場合、電流が所定の限界値を超える
や否や、少なくとも一つの磁石＠線が励磁され、その結
果、電機子は発生した磁界の作用とばねの力とにより、
永久磁石の磁界の作用に抗して第２位置に動き、スイッ
チがＯＦＦされる。

しかし、電流が、トリップ装置に近接して配された導体
（例えば、導体レール）を流れるとき、この電流により
住じる磁界が相当に大きくなるため、この磁界が永久磁
石の磁界を打ち消すように働き、さらには永久磁石の磁
界を弱めて、電流が所定の限界値を超えていないのに、
電機子が圧縮ばねの作用により第２位置へ動くという事
態が生じうる。このような干渉効果を排除するために、
予備巻線を設けて、大きさは等しいが正反対の磁界を発
生させ、この磁界により永久磁石が電機子に及ぼす作用
を補助することにより、干渉性の磁界を補償している。

この予備巻線は、磁石巻線が電子回路よりスイッチ・オ
フ指令を受は取るやいなや、励磁状態から解除される。

トリップ装置を申し分のない仕方で作動させるには、ト
リップ装置に電子回路を設ける必要がある。しかし、電
子回路を設けるとなるとトリップ装置の総コストが上昇
するだけでなく、絶縁破壊の発生率も増大する。

以上述べたように、公知のトリップ装置は、主として、
所定の限界値を超える短絡電流を中断するために、スイ
ッチに設けられている。しかし、交流電流でも使えるよ
うにするには、重要な前提条件を満たさねばならない、
つまり、望ましくは、電流が所定の限界値を超えた瞬間
に、その電流の極性とは無関係に、その電流の遮断（ｓ
ｗｉｔｃｈｉｎｇｏｆｆ）が開始されねばならない。前
記の二つの米国特許による装置の場合いずれも、特別の
手段を講じない限り（例えば、電子回路を設ける）、遮
断機能は電流の極性に依存するものとなる。このことは
、電流の遮断が、ある条件下では、正確に行なわれない
こと、すなわち、電流の方向が、永久磁石の磁界を弱め
る電流方向と逆であるような半周期において、電流が所
定の限界値を超えて上昇するような場合には、電流の遮
断（ｓｗＨｃｈｉｎｇｏｆｆ）が正確に行なわれないこ
とを意味している。

実際の使用に際しては、配電設備とそれに一体化されて
いない別の装置（例えばモータ）とを、゛単に過負荷や
短絡から保護するだけでなく、アースへの漏電からも保
護しなければならないことは珍しくない、配電設備やモ
ータを、別体の装置を用いて、故障や漏電から保護する
ことができない訳ではないが、現在では、経済上の理由
のみならず信頼性への配慮から、一つの装置内に様々な
保護機能を組合せて設けることが、要望されている。

しかも、このような構成を採用する目的は、各機器の大
きさを出来るだけ小さくして、通例、これらの機器の組
立てに用いられている配電設備用ボックスの大きさをで
きるだけ小さくするか、もしくは、出来るだけ多くの機
器を、大きさの決められた配電設備用ボックスの内に収
容することにある。

そこで、この発明の目的は、まず第１に、導入部で述べ
たようなトリップ装置であって、前記保護機能の一つを
、もしくは、前記保護機能のうち二つ以上の機能の組合
せを、必要に応じて、簡単に内蔵でき、少なくとも短絡
電流保護機能と過負荷電流保護機能とが、電子制御回路
を用いなくても電流の極性とは無関係に働くようなトリ
ップ装置を提供することにある。また、このトリップ装
置の構造は、コンパクトなものである必要がある。

このような目的を達成するために、この発明では、前記
少なくとも一つの磁石巻線が、装置の作動時に、この磁
石巻線に流れる電流の極性とは無関係に、電機子を第２
位置へ動かす第２磁気回路の一部を成し、また、前記バ
イメタル手段は、電磯子を電熱作用により第２位置へ動
かすように配する、という構成を採用した。

この電熱性バイメタル手段と、永久磁石の強度と、磁気
回路の構造と、ばね手段の強度とを適切に選択し、それ
らの相互の調和をはかることにより、この発明のトリッ
プ装置は、基準電流／時間曲線従って配電設備を保護す
る自動化電気スイッチに使用するのに特に通したものと
なった。

また、第２の磁気回路を追加して、例えば、前記少なく
とも一つの磁石巻線を直接流れる電流の作用により、電
機子に働らく磁気力に影響を与えて、電機子がばね手段
の作用により第２位置に動きうるようにしているため、
前記第２磁気回路により、電機子に直接作用する磁気力
を発生させる実施例や、また前記第２磁気回路により、
電機子に作用する永久磁石の磁界を発生させる実施例を
構想することが可能になった。以下の記載では、これら
の実施例を、それぞれ能動原理による実施例もしくは受
動原理による実施例と呼称する。もちろん、これら両原
理を組合せた実施例も可能である。

一般に、受動原理によるトリップ装置は、コンパクトに
設計できるが、外部の磁気作用を比較的受けやすい、他
方、能動原理に基づくトリップ装置は、外部の磁気作用
を極めて受けにくいが、その寸法は、−船釣に言って、
より大きなものとなる。

この発明のトリップ装置の、能動原理に基づく一実施例
の場合、前記第２ｉｆｉ気回路は、磁気材料から成り、
電機子の前記端部分を含む第２のヨークを備え、前記端
部分の端部は、電機子よりも磁気抵抗の大きなヘッド部
材に合体しており、前記ヘッド部材は、前記の第２のヨ
ークの表面から、外へ向けて突出しており、前記の端部
は、電機子が第１位置にある場合、ヘッド部材が突出し
ている第２のヨークの前記表面から距離をおいて位置し
ており、そして、前記少なくとも一つの磁石巻き線は、
電機子の端部分の周囲に配されている。

電機子が第１位置にあるとき、端部分とヘッド部材は、
第２のヨークと共に、第２磁気回路を形成している。こ
の磁気回路の磁気抵抗は、永久磁石がその一部を構成し
ている磁気回路の磁気抵抗に比べて大きい、このことは
、つまり、電機子の前記端部分には、永久磁石に由来す
る磁界が存在していないということ、またあったとして
も問題にならない程小さいということ、を意味している
。

しかし、前記の少なくとも一つの磁石巻線を通って流れ
る電流の作用により、磁界が、第２の磁気回路に生じる
。この磁界は、第２のヨークと、電機子の端部分を介し
て、閉じようとする。このため、この磁界の極性の如何
に拘らず、第２のヨークの表面（この表面から、ヘッド
部材が外へ突出している）の方に向いた磁力が、電機子
の端部分に働く、もし、この磁力が、永久磁石に由来し
電機子に作用する磁力よりも大きい場合は、電機子に作
用する力が発生し、その結果、電機子は、再びばね手段
の力を受けて、第２位置へと動かされる。

この発明のもう一つの実施例では、形態や寸法も小さく
してコンパクトな構造とするために、それぞれ開放した
Ｕ字状断面を備えた、もしくは閉鎖したあるいは事実上
閉鎖したＵ字状断面を備えた二つのヨークを、単一の構
造ユニット中で結合させて用いている。特に、ほぼ０字
状もしくはＳ字状もしくは８字状もしくは８の字状もし
くは９の字状断面を備えたヨークであって、その隣接面
に電機子用のフィードスルー用開口部を設けたヨークを
二つ結合させるのが好ましい。

この種の構造は、二つの別体のヨークから構成すること
ができるけれども、これら二つのヨークを一体化して単
一のユニットを形成するような構造にしてもよい、別体
のヨークを二つ用いる場合には、それらを固定する必要
から製作上の問題が色々と生じてくるが、二つのヨーク
を単一体として用いるとそのような問題を回避すること
ができ、加えて、電機子用のフィードスルー用開口部の
芯合せも不要になるばかりか、ヨークの接触面間の望ま
しからざるエアーギャップを防止する必要もなくなる。

この発明のバイメタル手段は、例えば、保護すべき電流
もしくはこの電流に由来する値（ｖｏｌｕｅ）を、バイ
メタルそれ自体に直接通して流すような直接加熱型のも
のであってもよい、このようなバイメタル手段を前記し
たような各実施例の電機子のヘッド部材に係合させるに
は、ヘッド部材をプラスチックから作ると有利である。

こうすることにより、良質の電気絶縁性と、第２磁気回
路の、希望通りの高い磁気抵抗とを得ることができる。

トリップ装置の熱特性は、ヘッド部材とこのヘッド部材
に係合するバイメタル手段との間隔を変えることにより
、変化させてもよい、ヘッド部材と電機子とが互いに他
方に部分的にぴったり嵌るように両者を固定すれば、熱
特性を変化させるのに適した実施例を形成することがで
きる。このような構造の場合、調整を柔軟に行える可能
性が生じる。従って、このような構造を選択する場合に
は、ピン／孔による連結方式やねじを用いた連結方式を
採用するのが、アセンブリ工学の観点から望ましいと言
える。

また、次のような構成の実施例により、電機子の端部分
とヘッド部材との良質な案内性と支持性を得ることがで
きる。すなわち、磁気不導体のスリーブを、電機子の前
記端部分と、第２ヨークの中にあるヘッド部材の部分と
の回りに、取り付け、前記スリーブの両端部は、電機子
用の前記第２のヨークのフィードスルー用開口部内に延
ばし、そして前記の少なくとも一つの磁石巻線を前記ス
リーブの回りに配するのである。

さらに、この発明のトリップ装置には、次のような実施
例も可能である。この実施例は、電機子を第２位置へ動
かす前述した受動原理に立脚するものである。この実施
例にあっては、前記第２磁気回路は、磁気導体よりなる
磁気的に互いに独立した少なくとも一対の分岐部（ｂｒ
ａｎｃｈ）からなり、この第２磁気回路は、第１磁気回
路に磁気的に直列に接続されており、前記の一対の分岐
部は、作動時に前記少なくとも一つの磁石＠線に流れる
電流により、互いに逆に磁化されるように、前記少なく
とも一つの磁石巻線に取り囲まれており、そのため、永
久磁石の磁界に比べて小さな力で電機子に作用する磁界
が生じて、電機子が第２位置へと動かされる。

さて、このトリップ装置の動作を以下に説明する。まず
、電機子が、永久磁石の磁界の作用を受けて、またばね
手段の作用に抗して、第１位置に位置しているとしよう
、ばね手段の作用により電機子を第２位置へと動かすに
は、磁気回路全体の磁界を適切に弱める必要がある。永
久磁石は、第２磁気回路の磁気的に互いに独立した一対
の分岐部が、その飽和領域の近くで、もしくは、その飽
和領域にある程度入った箇所で、あらかじめ磁化される
ように、選択されている。これらの分岐部が、それぞれ
等しい磁気特性を備え同じように磁石巻線を巻かれてい
るとすると、片方の分岐部に設けられた前記少なくとも
一つの磁石！！線を流れる電流によりひき起される磁界
増幅の大きさは、飽和領域への移行部における磁性体の
公知の非線形磁化特性に従って、もう一つの分岐部に同
時にひき起される磁界減衰の大きさに比べて小さい。

この結果、全体としては、所定の瞬間の電流の極性には
関係なく、第２磁気回路の磁界が、事実上、減衰する。

二つの磁気回路は磁気的に直列に接続されているから、
片方＋７５４９気回路の磁界が、極性とは無関係に減衰
するわけである。

ここで指摘しておきたいのは、いわゆるヒンジ結合式電
機子の電気スイッチに用いられるトリップ装置がヨーロ
ッパ特許出願第００７３００２号により開示されており
、このトリップ装置の場合も、受動原理を利用して、ヒ
ンジ結合式電機子を電磁手段により極性とは無関係に動
かしている、ということである、このヒンジ結合式電機
子は、その設計並びに特性において、この発明の吸込式
電機子とは著しく相違している。ヒンジ結合式電機子の
場合、相当な構造上の変更を行なわなければこの発明が
主たる目的とする幾つかの保護機能を組合せた構成を実
現することは、できない、なぜなら、ヒンジ結合式電機
子の場合、吸込式電機子の場合と異なり、例えば一つも
しくはそれ以上の磁石巻線を用いて電機子に直接働きか
けることが、電機子が回転するために、そもそも不可能
だからである、従って、当業者が、この従来技術を参考
にしても、この発明が立脚している目的を実現するため
のヒントは、なんら得られないであろう。

また、受動原理に基づいたトリップ装置の実施例であっ
て、アセンブリ工学の観点から簡単な構成を備えたもう
一つの実施例にあっては、第２の磁気回路を、ヨークに
設けた少なくとも一つの開口部により形成し、この少な
くとも一つの開口部に隣接するヨークの部分により、相
互に磁気的に独立した少なくとも一対の分岐部を形成す
る。

互いに磁気的に独立した分岐部を、ヨークそれ自体に取
り付ける代りに、第２の磁気回路の互いに磁気的に独立
した少なくとも一対の分岐部を。

電機子の長さ方向に配された少なくとも一つの磁性体中
に形成してもよく、こうすれば、トリップ装置の寸法設
定がより自由になる。この磁性体の組成や特性は、ヨー
クや電機子を構成する磁性材料の組成や特性とは異なっ
ていてもよい。

また、もう一つの実施例にあっては、前記の少なくとも
一つの磁性体をほぼロッド形状に形成し、またこの磁性
体に、半径方向に延びる少なくとも一つの開口部を設け
て、長手方向から見て前記少なくとも一つの開口部に隣
合った前記磁性体の部分により、互いに磁気的に独立し
た少なくとも−対の分岐部を形成するようにする。

もし、永久磁石の強さと互いに磁気的に独立した分岐部
の大きさとが適切に選択されれば、少なくとも一つの磁
石＠線は、−壱の巻線であれば十分である、ということ
が判明した。また、もし大きさの設定が適切であるなら
、能動原理に立脚した上述の実施例の場合、少なくとも
一つの磁石巻線は、−巻もしくは数巻の巻線でれば十分
である。

その結果、前記少なくとも一つの磁石巻線は、保護すべ
自回路内に直接、設けることができ、そして、この磁石
巻線を製造するに当っては、保護すべき（交流）回路内
に短絡が生じたとしても、許容限界を超えた熱の放出や
力の作用が起きないような厚みのワイヤーを使用するこ
とができる。加えて、−巻もしくは数巻の磁石巻線を用
いると、トリップ装置の大きさを、多相交流電流回路を
保護するためにいくつかの磁石巻線を使うときにも、コ
ンパクトなものに維持することができる、という利点も
ある。もちろん、例えば一つもしくはそれ以上の電流変
圧器を使用して、前記の少なくとも一つの磁石巻線に、
典型的なモニター電流を給電してよい。

前述したように、実際の使用においては、スイッチは、
アースへの漏電が生じたとき、これに応答して電気設備
に電流が通じることのないようにするものでなければな
らない、一般にアースへの漏電は、環状鉄心変圧器（ｒ
ｉｎｇ　ｃｏｒｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｏｒ）により検
知されるが、検知したあとで必要に応じて、検知信号を
用いて電気スイッチを作動させてもよい。

電気スイッチを、このような極性から独立した検知信号
もしくはこの信号に由来するもう一つの信号により作動
させるには、トリップ装置に、第２の磁石巻線を前記第
１のヨークの内部で電機子の周囲に配して、もう一つの
別の電流により、前記第１ｉｆｔ気回路中の永久磁石の
磁界を電磁的に減衰させて、電機子を第２位置に動かす
ような実施例を構想すればよい。

この発明のトリップ装置にあっては、この第２の磁石巻
線以外に、第ｔｍ気回路の電機子の前記部分の周囲には
なにも配されていないから、トリップ装置の形状寸法を
拡大することなく、この第２の磁石巻線を何重もの巻線
で形成して、比較的小さな電流のみで所望の強さを持っ
た磁界を発生させるようにすることが可能である。また
、このような構成には、検知信号を極性に依存しないも
のとするための処理回路に、（電気的な）寸法の小さな
電子部品を使用することができるというメリットがある
。

前述したように、この発明のトリップ装置には電機子を
電熱的に動かすバイメタル手段が設けられている。この
トリップ装置のある有利な実施例にあっては、バイメタ
ル手段は、少なくきも一つの細長い電熱性のバイメタル
部材であり、このバイメタル部材の一端は、ヨークに固
定されており、またその他端は、外に突出している電機
子の端部分もしくはヘッド部材に、自由に動きうるよう
に係合して、作動時に、電機子をその第２位置へと動か
すものである。

バイメタル部材を細長い形状としたことにより様々なメ
リットが生じる。特に、バイメタル部材の長さが長くな
ればなる程、電機子を動かすバイメタル部材を所要変位
量だけ動かすのに要する電気エネルギーの量が、それに
応じて少なくなるということが分かった。換言すれば、
比較的小さな過負荷電流によりトリップ装置を作動させ
ることができるのである。過負荷電流が、例えばトリッ
プ装置のスイッチをオフにして除去された後、細長いバ
イメタル部材は、十分に迅速に冷やされ、その最初の位
置へ戻る。このため、トリップ装置を例えば手動で、リ
セットすることができる。このことは、いま問題にして
いる事例の場合、電機子がその第１位置に戻る、という
ことを意味している。

以上の点に立脚したこの発明のトリップ装置のもう一つ
の実施例にあっては、少なくとも一つのの細長いバイメ
タル手段を、その長手方向の軸が細長の電機子の長手方
向の軸と鋭角を成すように、配している。このように傾
けた構成にすると、上述のメリットを損なうことな（、
比較的長いバイメタル部材を用いることができる。比較
的長いバイメタル手段を用いることのできる他の構成に
ついては、以下の実施例に関する記載の中で触れること
にする。

バイメタル手段は、直接に加熱されるタイプのものでも
、あるいは間接的に加熱されるタイプのものでもよい０
間接的に加熱されるタイプのものには、トリップ装置を
例えば多相交流電流システムに使用した場合、バイメタ
ル手段に、位相の数に等しいだけの加熱部材を設けるこ
とができる、という利点がある。

配電設備は、一般に、一つの供給線路（ｓｕｐｐｌｙｌ
ｉｎｅ　）を備えており、幾つかのいわゆるグループ線
路（ｇｒｏｕｐ　１ｉｎｅｓ）がその供給線路に接続さ
れている。配電設備は、全体として、供給線路に内蔵さ
れたいわゆるメインヒユーズと、各グループ線路に内蔵
されたグループヒユーズにより保護されている。別体の
各グループヒユーズは、必要に応じて、サブグループ線
路にさらに分けてもよく、サブグループ線路には、それ
ぞれサブグループヒユーズを内蔵させる。配電設備に故
障が起きたときには、故障の生じた場所の前方でその場
所に最も近接した所にあるヒユーズのみが作動すればよ
いから、所望のスイッチを選択的にオフにできるように
、保護すべき公称電流強度の基準を設定してお（。

能動原理に立脚するトリップ装置の実施例の場合も、ま
た受動原理に立脚するトリップ装置の実施例の場合も、
もう一つの実施例に従って、第１磁気回路の磁界に影響
を与えるために、電機子と永久磁石の間に磁性材料から
成る分路（５ｈｕｎｔ）を設ければ、異なる公称電流強
度に反応するように適切に調節することができる。

この種の磁気分路を適切に設置すれば、トリップ装置を
調節して、異なった電流強度で動くようにすることがで
きるだけでなく、製造公差により生じるずれ（ｄ６ｙｉ
ａｔｉｏｎ）をたやすく補正することができる０分路は
、可動のプレートで形成するのが、比較的簡単である。

もちろん、磁石巻線の巻数を増加もしくは減少させるこ
とによっても、トリップ装置を異なる電流強度に調節す
ることができる。能動原理に立脚するトリップ装置の場
合には、電機子と、電機子のヘッド部材の側部に位置す
る第２のヨークの面との間隔を拡大もしくは縮小するこ
とによっても、このような調節を行なうことができる。

このように、この発明のトリップ装置の製作にあっては
、前記の三つの保護機能を構造的に簡単かつコンパクト
に組み合せることができるだけでなく、同時に、一つの
保護機能だけをもしくは一つ以上の保護機能を内蔵させ
たり、能動原理もしくは受動原理もしくはその両者を選
択する自由もある。

様々な国内規格や国際規格により、電気設備の安全スイ
ッチに関する詳細なガイドラインが設けられている。特
に、電流強度の値とスイッチのオフ時間には、特定の限
界が課せられている。この発明のトリップ装置のもう一
つの実施例は、このトリップ装置を用いて、特にヨーロ
ッパ規格ＣＥＥ１９″小型電力スイッチ仕祿（自動化ス
イッチ）”に合致した電気設備用の安全スイッチを提供
することにある。この発明のトリップ装置は、また、“
国際電気工学委員会”の草案規定ｌＥＣ８９８に述べら
れた安全スイッチのスイッチオフ特性に関する改訂要件
をも、問題なく満たすものである。

従って、この発明は、少なくとも一対の接点部を備えた
ハウジングと、ばね装置と、ばね装置の作用により前記
一対の接点部を第１の位置もしくは第２の位置に動かす
駆動手段とを備え、前記駆動手段がこの発明のトリップ
装置から成っているような電気スイッチに関するもので
もある。

以下、この発明の実施例を添付の図面に関連させつつ詳
細に説明する。以下の記載においては、類似の機能や同
一の形状を備えた部品に同じ符号を付した。

第１図は、例えば、従来からある家庭用の単相配電設備
の図である。ボックス１に収容されているスイッチおよ
び配電手段は、電気エネルギーを入カケープル２からヒ
ユーズ３と電気消費表示メータ４とを介して配電用レー
ル５に供給される。

主自動スイッチ６は、配電用レール５とメータ４との間
に組み込まれている。この実施例においては、配電用レ
ール５は４つの出線グループ７．８．９．１０に分かれ
、これらのそれぞれに電気負荷が接続されている。自動
スイッチ１１．１２．１３．１４は、それぞれ配電用レ
ール５と各出線グル−プ？、８．９．１０との間にとり
はずし自在に組み込まれていて、出線グループを許容限
界を上回る過負荷や短絡電流から保護している。さらに
、自動スイッチ１１．１２．１３にはアース漏電を検出
するための検出装置１５．１６．１７が設けられている
。

実際上、自動スイッチは、普通、一対以上の接点部と、
それらに連結されているばね装置と、このばね装置の作
用によって接点部を開閉するための作動手段とから成っ
ている１作動手段は一般に１ｆ１手段と、加熱手段と、
手とにより動作させることができる。普通は、環状鉄心
式変圧器を用いて、アースや、−次巻線を形成する配電
設備のリード線および帰線へと流れる故障電流を検出す
る。

リード電流と帰り電流との差によって環状鉄心変圧器の
二次巻線に電圧が生じ、この電圧がスイッチオフ信号を
自動スイッチの作動手段に送る。

電力の供給をスイッチオフすることにより配電設備の出
線グループに必然的に障害が生じる時には、給電側から
見て漏電の生じた位置の手前のもっとも近くにある自動
スイッチだけが作動するのがもちろん望ましい、このよ
うなスイッチオフの選択を行うには、直列に接続された
ヒユーズ同士をそれぞれのスイッチオフ特性に対して互
いに同調させなければならない、配電設備のなかには、
大きな短絡電流が発生するために、例えば、スイッチオ
フ機構が反応する前に自動スイッチ内の接点部同士が固
く融合するものがある。このようなことを防止するには
、一般にヒユーズ３を配電設備の給電側に組み込むよう
にする。

過負荷電流の結果、配電設備の導電体やスイッチ手段が
熱を発して、例えば火事になるようなことがある。この
ようなことになるのは、導電体の熱容量や導体からその
環境部への熱伝達性や導電体のジャケットの表面積やに
応じて、導電体中を流れる電流が温度の上昇をひき起す
ためである。

特定の電流強度（以下公称電流強度と言う）以下である
と、環境部が許容限度を超えて熱を持つことはない、し
かし、過負荷電流、すなわち公称電流強度以上の強さを
有する電流であれば、時間が経過するにつれて、導電体
やその環境部を許容限度を超えて加熱する可能性がある
。過負荷電流が大きくなればなるほど、比温Ｉｔ（ｓｐ
ｅｃｉｆｉｃ　ｔｅｍｐｅｒｔｕｒｅ）の上昇速度が高
まることは明らかであろう。

一般に常に短絡電流はあってはならず、生じた場合はで
きたけ単筒、に遮断しなければならない。

第２図は、ヨーロッパ規格ＣＥＥ１９によるＬタイプと
Ｕタイプの自動スイッチにおける電流７時間曲ｉｓ（以
下、スイッチオフ曲線と言う）を示すグラフである。こ
のグラフでは、電流強度１は水子軸に示されており、こ
の電流の許容時間もは垂直軸に示されている。ヨーロッ
パ規格ＣＥＥ１９では自動スイッチが１時間以内に反応
してはならないとする第１電流リミツトＡ（非トリップ
電流Ｉｎｔと言う）と、自動スイッチが１時間以内に反
応しなければならないとする第２電流リミツト（トリッ
プ電流Ｉｋと言う）とを認めている。このように、ＣＥ
Ｅ規格は、自動スイッチがトリップしなければならない
帯域を指定している。

この図のカーブした部分は、過負荷電流の結果、スイッ
チがオフする領域（加熱スイッチオフ領域）であり、図
の右手の下降傾斜部分は短絡電流の結果、スイッチオフ
が生じる領域（磁石スイッチオフ領域）である。Ｌタイ
プの自動スイッチは、リード線の温度の上昇に適切に合
わせである。Ｕタイプの自動スイッチは、通常、配電設
備保護に利用される。

上記から明らかなように、配電設備を保護するための電
気スイッチ作動手段は、その方法の如何に拘わらず次の
３つのタイプの障害状況に反応できるものでなければな
らない、すなわち、ａ、相対的に低い過負荷電流 す、相対的に高い過負荷電流と短絡電流Ｃ，アースへの
漏電 実際、ａとｂで示した障害状況は、単一の組合せ装置に
よりモニターされるが、Ｃで示した機能はこの場合オプ
シヨナルなものである。しかし、示した障害状況の１つ
または２つだけでもモニターしなければならない場合も
ある。

第３ａ図と第３ｂ図は１つ以上の上記の障害状況によっ
てスイッチのスイッチ機構を作動させるための本発明に
よるトリップ装置の実施例をいろいろ示した図である。

第３ａ図は、軟鉄、綱などのような、磁性材料からなる
ほぼＳ状のヨーク１８をそなえ、かつ脚部１９．２０．
２１をそれぞれ互いに平行に配置せしめた、能動原理に
もとづいたトリップ装置の実施例を一部断面で示した側
面図である。例えば、ｆｅｒｒｏｘｄｕｒｅで作った永
久磁石２２を２つの脚部２０と２１の間に配置する。磁
石２３の南極と北極をそれぞれＳとＮで示しである０例
えば軟鉄または鋼のような磁気材料から作った棒状の電
機子２３は、永久磁石２２の磁軸の延長部に移動自在に
支持されているような構成になっている。隣接し合った
脚部１９と２０には、電機子２３を通すことができる通
し孔が設けられている。

電機子２３と永久磁石２３とは、ヨーク１８の脚部２０
と２１の間に置かれて、それぞれの脚部の形状に合わせ
た支持体２４により保持されている。支持体２４はプラ
スチック製のものがよく、ヨークの脚部も支持体２４が
ヨーク１８に対して固定した位置を取るように、部分的
に包まれている。はっきり分かるように、ヨークの脚部
と脚部の間の支持体２４の断面図を示した。

筒状のヘッド部材２５は、永久磁石２２に向いていない
電機子２３の端部分に固定されており、止め具２６と、
その止め具２６と脚１９の外方側部との間に固定された
圧縮ばね２７とを有している。よく分かるように、圧縮
ばね２７の断面図を示した。止め具２６から遠くにある
ヘッド部材２５の端部は、ピン状の延長部２８になって
いて、この延長部は電機子２３の長手方向に向かって穴
２９に挿入されている。この図面では、特徴がいろいろ
あるが、これらは点線で示している。ヘッド部材２５は
穴２９内のピン状の端部２８を介して電機子２３に固定
されている。ヘッド部材２５は、例えば電機子２３のそ
れよりも高い磁気抵抗を有するプラスチックのような材
料で作ったものでなければならない。

ヘッド部材２５を電機子２３に固定するには、電機子２
３に穴をうがつ代わりに、ヘッド部材２５に穴をうがち
、そこにｔｉ子２３に形成されたピン状端部を挿入する
こともできることは言うまでもない０例えば、接着剤に
よるとかねし結合による他の固定方法を利用してもよい
。

ヨーク１８の脚部１Ｓと２０の間にある電機子２３の周
りに磁石巻線３０を巻きつける０分かりやすいように、
この磁石巻線３０もその断面図を示しである。しかし、
その連結用端部は示していない、もし必要なら、非磁気
材料、または低磁気透過率を有する材料でできたスリー
ブ５３を、点鎖線で示しているように、脚部１９と２０
の間にある電機子２３の周りにとりつけてもよい０次に
、磁石巻線３０をスリーブ５３の周りに巻きつける。ス
リーブ５３の両端部をヨーク１８の脚１９と２０のそれ
ぞれの通し孔に通すことにより、電機子２３とヘッド部
材２５をうまくガイドし、かつ支持することができる。

さらに、磁気材料で作られ、脚２１と平行して移動可能
の分路板３１を永久磁石２２と、その磁石と逆の電機子
２３の端部分の磁石との間に取りつける６分路板３１は
脚部２０と２１とつながっているヨークの底側部３２に
対して近づいたり遠のいたりして移動することができる
。

磁石２２と、分路板３１と、脚部２０と２１自体はもち
ろん脚部２０と２１との間に位置する電機子２３と、ヨ
ークの底側部３２とにより第１磁気回路を形成する６脚
部１９と２０と、磁石巻線３０を巻きつけた電機子２３
の部分とにより第２磁気回路を形成する。

さらに、Ｌ状のバイメタル部材３３の一方の端部を底側
部３２に固着させ、もう一方の自由端部をヨーク１８の
脚部１９と電機子２３のヘッド部材２５の止め具２６と
の間においておく。

第３ｂ図は、第３ａ図で側面が示されている本発明によ
るトリップ装置の実施例の平面図である。

この図から、バイメタル部材３３の細長い部分が細長い
電機子２３の長手方向の軸と鋭角ｄを形成していること
がはっきりと分る。すでに示しているように、バイメタ
ル部材３３は、傾斜するように配置すると、電機子と平
行に配置した場合よりも長い素子と併用することができ
るようになる。

バイメタル部材が長ければ長いほど、バイメタル部材を
所要量だけ偏向させるのに必要なエネルギー供給量は少
なくてすみ、つまり過負荷電流に対する悪魔が増すこと
になる。同時に、バイメタル部材の冷却面がより大きく
なり、この結果、この素子は偏向した後、第３図に示す
ように、その元の状態により早急にもどるのである。従
って、熱過負荷の状態の後、トリップ装置によりスイッ
チオフしたスイッチを再びより迅速にスイッチオンする
ことができる。

もちろん、以上に示したのとは別の構成であっても、よ
り長いバイメタル部材を使用することは可能である。従
って、バイメタル部材３３を電機子２３の縦軸に対して
直角に向きを変えて、ヨークの底側部３２に取りつけて
もよい、このような偏心状に配置した場合は、電機子２
３の方向に屈曲させたバイメタル部材３３の部分は、バ
イメタル部材３３を電機子２３の中心線と平行に位置せ
しめた時よりももっと長くしてもよい、また、バイメタ
ル部材３３をヨークの底側部３２の、電機子２３の縦軸
に隣接する一方側に取り付け、かつ電機子２３の縦軸の
もう一方の側にあるバイメタル部材３３の端部をヘッド
部材２５の止め具２６と係合させることも可能である。

これまで述べてまたバイメタル部材３３は、いわゆる間
接的に加熱されるタイプのもので、抵抗線である加熱巻
線５４の形をした別体の加熱部材をそなえている。この
加熱部材は断面が示されており、保護しようとする回路
に内蔵され、または保護しようとする電流と比例するも
う１つの電流が供給されるようになっている。多相電流
を使用するには、バイメタル部材をいくつか用いるか、
或いはいくつかの加熱部材を有するバイメタル部材なら
１つでよい０間接加熱タイプのバイメタル部材の代わり
に、いわゆる直接加熱タイプのバイメタル部材を用いて
もよいことはもちろんであり、この場合はバイメタル部
材の両端部の近くに柔軟性のある導電性結線を設ける（
図示省略）。

第３図に示されているのが第１位置にあるトリップ装置
で、この位置で電機子２３は第１磁気回路を介して永久
磁石２２の磁気力により分路板３１に抗している。第３
ａ図から分かるように、電機子２３のもう一方の端部は
脚２０に向いている１１１９の面から離れた位置にある
。ヘッド部材２５により比較的高い磁気抵抗が生じた場
合、その結果として第２磁気回路には事実上永久磁石２
２の磁界がなくなる。

磁石巻線３０を通過する電流は第２磁気回路に磁界を生
ずるが、この磁界は、孔２９や脚部１９．２０を含めた
電機子２３の領域を介して閉じようとする。磁界の極性
に拘わらず、磁力が電機子２３に作用して、脚部１９の
方に向わせ、第２磁気回路を磁気的に閉じることになる
。磁石巻線３０内の電流が所定の闇値（この閾値では、
電機子に作用する磁力が第１磁気路回の永久磁石２２が
電機子に加える磁力よりも大きくなる）より大きくなる
と、電機子２３は引張られて分路板３１からはなれ、圧
縮ばね２７の作用を受けてさらに移動して第２位置に移
動し、ヘッド部材２５は第３図に示されているよりもさ
らに突出する。この場合、必要に応じて電機子２３の移
動は磁石巻線を通る電流の方向とは関係がなく、従って
交流電流により直接励磁されるのに適している。

多相装置の場合は、もちろんいくつかの磁石巻線３０を
ヨーク１８の脚部１Ｓと２０の間に配置してもよい、電
機子２３が第２ｉｆｆ気回路内を磁界により移動する闇
値は、なかんずく、圧縮２７ばねの力、永久磁石２２の
力、ヨーク１８や電機子２３に使用されている磁気材料
、第２磁気回路内の磁気抵抗などにより決まる。

磁気抵抗は、ヘッド部材２５の材料や、脚部１９の内側
面とこれに対向する電機子２３の端部分との間の距離に
より決定する。ヘッド部材２５と電機子２３とを例えば
ねじにより互いに結合する場合は、脚部１９と電機子２
３の対向端部との間の距離を変えるのは、従って第２磁
気回路の磁気抵抗を、従って閾値を変えることは簡単で
ある。

この闇値で比較的簡単に変えるのは、第１磁気回路内の
磁界に影響を与えることのできる分路板３１を用いて行
えばよい。分路板３１をヨーク１８の底側部３２の方へ
移動させれば、電機子２３に作用する吸引力は減少し、
その結果トリップ装置の励磁特性が変化することが分る
。分路板３１によって、許容差を簡単に補正することが
できる。

つまり、例えば回路内の一連の自動スイッチから冒頭で
述べたように所要のものを選択するためには、トリップ
装置を調節して特定の基準電流に対応するようにしても
よい。

上述したように、磁石巻線３０の巻数や脚部１９とそれ
に対向する電機子２３の端部分との間の距離を変えるこ
とによって、基準電流の設定を行ってもよい。

第１磁気回路内の電機子２３に作用する磁力は、また第
１磁気回路内にある電機子２３の部分の断面を変えるこ
とによりＵｊ４節してもよい。第３ａ図では、分路板に
近い電機子２３の端部分の断面は小さくなっており、そ
の結果、電機子は第１位置にある時は永久磁石の作用で
事実上、磁気的に飽和される。電機子がいわゆる「固着
（ｓｔｉｃｋｉｎｇ）　Ｊするのを防ぐには、分路板３
１と対向位置にある端部を適当に丸くする（図示省略）
か、分路板３１の断面を不均等にすればよい。

また、アース漏電を検出したことにより電機子２３を移
動させるには、ヨーク１８の脚部２０と２１との間にあ
る電機子２３の周りにもう１つの磁石巻線を配置すれば
よい。第３ａ図にこのためのもう１つの磁石巻線を破線
で示しである。導入部ですでに述べたように、位相電流
とゼロ電流との間に好ましくない差が生じたことは、通
常環状鉄心変圧器により検出し、その検出信号は例えば
直流の形で得られる。この直流を磁石巻線３４に送り込
むことにより、第１磁気回路の永久磁石２２により生じ
た磁界を弱めれば、電機子２３を圧縮ばね２７により移
動させることができる。

配置設備を過熱させる恐れがないとして時として、容認
される過負荷電流は、バイメタル部材３３により検出さ
れる。このバイメタル部材３３は、加熱されると、自由
端部が電機子のヘッド部材２５の止め具２６の方へ曲が
るような構成になっている。これによって、やがて第１
磁気回路が破断し、電機子２３が圧縮ばね２７により第
２位置へと移行する。バイメタル部材３３の役目は第１
磁気回路を破断するのに必要な力を供給するだけのもの
であるから、バイメタル部材は比較的軽量の構成、つま
り質量の小さなものであってもよい。

直接加熱タイプのバイメタル部材の場合、望ましくない
電流の通過を阻止するには、バイメタル部材３３は電気
的に絶縁した状態で電機子と係合する必要がある。この
ためには、例えば、止め具２６は、電機絶縁材で作った
ものか、あるいは電気絶縁材を適当に被覆させたもので
ありでもよい。

もちろん、バイメタル部材３３の自由端部に、止め具２
６に係合する適切な電気絶縁手段を設けてもよい、さら
に、バイメタル部材３３をヨーク１８に電気絶縁状態に
固定するようにしてもよい。

第３ａ図および第３ｂ図の実施例では、Ｕ字状のヨーク
を組み合わせて１つのほぼＳ字状の構造としたものを第
１と第２の磁気回路に使用している。しかし、Ｕ字状の
ヨークを組み合わせてほぼ８字状にしてもよいことは明
らかである。

Ｕ字状ヨークにおいて磁界分布が非対称になった結果、
ある側の方へ電機子が引張られ過ぎないように、閉じた
または事実土間じたＵ字状ヨークを開いたＵ字状ヨーク
の代わりに用いてもよい。

原則としては、ヨーク１８は単一の構成部品であっても
よいし、いくつかの別々のヨークから成ったものであっ
てもよい、しかし、構造的観点からは、いくつかのヨー
クを用いる場合には電機子に対してそれぞれの送り孔の
心を合わせるよう、←したり、ヨークとヨークとを固定
させてできるだけ空気の入るすきまを作らないようにし
なければならないという不利な点がある。図示の実施例
以外のものとしては、ヘッド部材２５を、例えば、接着
剤により電機子２３の関連のある端部面に接着させても
よい。

第４ａ図は、一部が断面で示された本発明のトリップ装
置の実施例の側面図で、この装置には底側部３２と脚部
２０を有する磁気材料からなるほぼＵ字状のヨーク３５
がそなえられている。永久磁石２２は脚部２０と２１の
間に配置されている。

磁気材料からなる棒杖の電機子２３は永久磁石２２の磁
気軸（Ｎ−Ｓ）の延長部に移動自在に支持されるような
構成になっている。ｍ部２０には通し孔が設けられてい
て、電機子２３の一部がヨーク３５の外に突出できるよ
うになりている。

電機子２３と永久磁石２２とは、支持体２４によりヨー
ク２５の脚部２０と２１との間にそれぞれの形状に合わ
せて支持されている。はっきりと示すために、脚部２０
と２１との間にある支持体２４の部分は断面図で示され
ている。

円筒状のヘッド部材３６は外に突出する電機子の端部に
形成されており、ヨークの脚２０に向いているヘッド部
材の側部は外に突出する電機子２３の部分の周りにとり
つけられた圧縮ばね２７用の止め具を形成している。こ
の圧縮ばねのもう一方の端部は外方に向いている脚部２
０の表面に接している。

Ｕ字状のバイメタル部材３７の細長い底側部３８がヨー
クの脚部２０と２１とから一定の距離をおいて位置する
ように、Ｕ字状のバイメタル部材３７をヨークの底側部
３０と電機子２３との間に取り付けている。バイメタル
部材３７は、その−方の脚部３９がヨークの脚部２１に
しっかりと取り付けられており、もう一方の脚部４０で
電機子２３のヘッド部材３６に自由に係合することがで
きる。

永久磁石２２と、ヨーク３５内に位置する電機子２３の
部分と、底側部３２と、これに結合するヨーク３５の脚
部２０．２１の部分と、脚部２０．２１内にある電機子
２３の端部と永久磁石２２との間に移動自在に配置され
ている磁気材料からなる分路板３１と、により第１ｔｔ
ｉ気回路が形成される。

第４ｂ図のトリップ装置は、電機子２３がヨーク３５の
外側に突出している側部から見たものである０例えば、
脚部２０の自由端部は段状にくびれており、Ｔ字状のね
じり張り部４１をそなえていて、これによってヨークを
基板に公知の方法で取り付けることができる。

先に示した支持体２４をヨーク３５に対して固定するの
は、脚部２０の自由端部をくびらせてできた段４２によ
り行う、ヨークの脚部２１はこれに応じてくびらせ、ね
じり張り部４１を設ける。

第４Ｃ図は、ヨークの底側部３２から見たトリップ装置
を示している０図示のバイメタル部材３７は直接加熱タ
イプのもので、その脚部３９と４０に柔軟性のある導電
性結線（図示省略）をそなえている、もちろん、直接加
熱タイプのパイメタ小部材の代わりに間接加熱タイプの
バイメタル部材をこの実施例に用いてもよい、同じ実施
例で多相電流を使用するには、バイメタル部材は直接加
熱タイプのものをいくつか用いるか、または、間接加熱
タイプのものはいくつかの加熱部材をそなえたものを１
つ用いればよい、どの場合も、望ましくない漏電を避け
るために絶縁処理をほどこさねばならない、直接加熱タ
イプのバイメタル部材の場合、望ましくない漏電を避け
るのにヘッド部材３６を、例えば、電気絶縁材で作るか
、あるいはヘッド部材に電気絶縁材で作った適当なケー
シングを設ければよい。もちろん、バイメタル部材の脚
部４０に電機子３２、またはそのヘッド部材３６に係合
するための適当な電気絶縁手段を設けてもよい。

第４ｃ図から分かるように、長方形の開口４３をヨーク
の底側部３２に形成して、この開口の位置でヨークの外
周部と連結する底側部３２の部分により２つの磁気分岐
部４４と４５を形成するが、これらは空気により隔てら
れている。これら２つの磁気的に独立した分岐部４４と
４５は第２磁気回路を形成し、これを第１磁気回路と磁
気的に直列接続せしめている。２つの分岐部は、第５図
の斜視図に拡大して示されているように、導電材からな
る１本の磁石線４６を巻き回しされている。

支持体２４は、アースへの漏電が検出され、それによっ
て電機子２３を移動させるために、必要ならばもう１つ
の磁石線３４を電機子２３に巻きつけることができるよ
うな形状にしである。そのいろいろな特徴は第４ａ図に
示しである通りである。トリップ装置の機能について以
下に説明する。

第６図で示したヒステリシスループ４７を有する磁気材
料からヨーク３５を作ったとする。ヒステリシスループ
の両端部は、磁気材料が磁気的に飽和している領域であ
る。永久磁石２２の磁界の強さＨは、ヨーク３５の飽和
の開始点を例えば第６図で示された設定点Ａの近くに設
定するようなものとする。永久磁石２２により電機子２
３に加えられる引力と、圧縮ばね２７により電機子に加
えられる反発力とは互いにつり合っているために、トリ
ップ装置の始動位置では永久磁石に向かって作用する合
力が電機子に加えられる０次に引力が影響を受けて圧縮
ばね２７の加える力が優勢になりはじめると、電機子２
３のヘッド部材３６はコ一りの脚部２０から離れる方向
に移動する。この移動によって、例えば回路を破断する
ための電気スイッチの接点部を開放させることができる
。

さて、第５図について検討する。磁気的には独立の二つ
の同じ分岐部４４と４５はそれぞれ８の字形に績んだ磁
石巻線４６に巻かれているので、磁石巻線４６に流れる
電流によって分岐部４４と４５に発生した磁界は、それ
ぞれ大きさは等しいが逆の磁界である。その結果、永久
磁石２２により発生した磁界は一方の分岐部では強くな
り、もう一方の分岐部では弱くなる。先述したように、
ヨークが第６図のＡ点に磁気的にあらかじめセットされ
ている場合、回路内の全磁気誘導がヒステリシスループ
が非線形となった結果として減少することは明らかであ
ろう。この減少が十分大きければ、電機子は圧縮ばねに
より移動する。電流の磁石巻！１１４６内に流れる方向
は、磁束の減少に影響しないので、短絡電流に対するス
イッチオフの特性と比較的大きい過負荷電流とは、この
特定の場合には、スイッチオフしようとする電流の極性
とは関係がない。

永久磁石２２の磁界の強さと、圧縮ばね２７のばね作用
と、ヨーク３５と電機子２３の磁気特性とを適切に選択
すれば、磁気回路内の磁界を１本の線による磁気巻線に
より減衰させて電機子を移動させることができる＝この
構成には、この磁気巻線４６を保護しようとする回路に
直接内蔵し、かつそのワイヤの厚さを予想さるべき最大
短絡電流に合わせた厚さにすることができるという利点
がある。例えばいくつかの開口部４３を介して磁気回路
にいくつかの互いに独立した分岐部を形成すれば、第５
図の１本の磁気巻線４６を設けることによって磁界をよ
り一層減衰させることができる。磁気的に互に絶縁状態
にあるいくつかの磁気巻線を設けるとによって、例えば
１つのトリップ装置を用いて簡単に多相の配電設備を保
護することができる、もちろん、各位相に磁気巻線４６
をそなえた開口部４３を別個に設けてもよい。

加熱すると、その自由端部がヨークの脚部２０と２１か
ら離れるような方向に曲がるようにバイメタル部材３７
を設置する。バイメタル部材３７の底側部３８がヨーク
からさらに離れるのでバイメタル部材の脚部４０は、あ
る位置から、ヨークの脚部２０からはなれる方向に向か
って電機子のヘッド部材３６に力を加える。その結果、
第１磁気回路は破断し、その結果、その磁気抵抗が増大
し、電機子２３を圧縮ばね２７によりヨークに対して外
の方へ移動させる。

ヨークに対するバイメタル部材の偏向は、バイメタル部
材をＵ字状にした結果、比較的小さなままである。この
ために、過負荷電流をスイッチオフした後は、バイメタ
ルは第４Ｃ図に示すように比較的早くその始めの位置に
もどるので、電機子は第４ａ図に示すように、比較的早
く外力により再びその始めの位置にもどることができる
。

少しのスペースしかとらず、比較的小さい自動スイッチ
のケーシングに収納でき、かさばらず感度の高い構造は
、トリップ装置のいろいろな構成部品を選択的に配置す
ることにより可能となる。

もし例えば、スイッチにトリップ装置を設ける時に磁気
巻線４６の位置が問題となれば、磁気的に独立した分岐
部を備え、第１磁気回路と直列に接続された第２Ｖｉ気
回路を内蔵するためにもう１つ別の本体を使用できると
いう利点がある。

第７図は、この目的に用いられる磁気材料からなる細長
い円筒体４８の斜視図であり、この円筒体は、例えば、
永久磁石２２と、この磁石２２の磁気軸（Ｎ−３）の方
向を向いた縦軸を有する電機子２３との間に介在させて
もよい。

円筒体４８に半径方向に作られた開口部４９によって、
２つの分岐部５０と５１は空気により互いに磁気的に隔
てられており、ヨークの底側部３２の磁気的に独立した
分岐部４４と４５に匹敵するものとなっている。第５図
に示したように、磁石巻線４６を挿入するため凹部５２
が円筒体４８のジャケット表面の分岐部５０と５１の位
置に形成されている。

円筒体４８は、他の適当な形状にしてもよく、また必要
なら磁気的に独立したいくつかの分岐部を設けてもよい
。このような別体の円筒体４８を使用した場合、永久磁
石２２は、少なくともこの円筒体４８をその飽和点にま
たはその飽和点の近くに設置しておくような強さを有す
るものでなくてはならない。

本発明は図示した実施例に限定されるものではなく、バ
イメタル部材の位置や形状、電機子やヨークの形状、分
路板の選択的使用、またアース漏電の場合スイッチオフ
するための第２の磁石巻線などに関して、この発明の枠
や範囲を超えることなくいろいろ修正したり、別の特徴
をもたせたり、互いに組み合わせたりすることが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、４つの出線グループをそなえた従来からある
単相式配電綬備を示した図、第２図は、配電設備用自動
スイッチの電流／時間の種々の曲線を対数目盛上に示し
た図、第３ａ図と第３ｂ図とは能動原理にもとづいたこ
の発明のトリップ装置の１実施例をそれぞれ示した図、
第４ａ図馳第４ｃ図は受動原理にもとづいたこの発明の
トリップ装置の好ましい実施例を示した図、第５図は、
組立磁石巻線を有する第４図の実施例の拡大詳細斜視図
、第６図は磁気材料のヒステリシスループを示した図、
第７図は磁気的に独立した２つの分岐部を有する円筒体
を示した図。 １８．３５・・・・・・ヨーク、２２・・・・・・永久
磁石、２３・・・・・・電機子、　　　　２５・・・・
・・ヘッド部材、３０・・・・・・磁石巻線、 ３３．３７・・・・・・バイメタル手段。 特許出願人　ホーレック　シスチーメン　エンコンボー
ネンテン　ビー　ヴ工− 同　代理人　鎌 田 文 ■ ０ロ

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性材料から成るヨークと、固定して配された永
   久磁石と、ばね手段と、少なくとも一つの磁石巻線と、
   バイメタル手段とを備え、前記ヨークは動きうるように
   配された細長い電機子を支持しており、前記電機子の端
   部分はヨークの外へ突出しており、前記電機子と前記ヨ
   ークとは、永久磁石の磁界の作用により前記電機子を第
   １位置に保持する磁気回路を構成しており、前記ばね手
   段は前記電機子に係合し、前記磁石巻線は前記電機子を
   電磁的に第２位置へ動かすためのものであり、前記電機
   子の前記端部分は、この第２位置においては、第１位置
   にある場合に比べて、ヨークからさらに一層外へ突出し
   、前記バイメタル手段は前記電機子を熱作用により第２
   位置へ動かす役目をする、電気スイッチに用いられるト
   リップ装置において、 前記磁石巻線が、装置の作動中にこの磁石巻線を流れる
   電流の極性とは無関係に前記電機子を第２位置へ動かす
   第２磁気回路の一部を成し、また、前記バイメタル手段
   が前記電機子を電熱作用により第２位置へ動かすように
   配されていることを特徴とするトリップ装置。
2. （２）前記第２磁気回路が磁性材料からなる第２のヨー
   クを備え、前記電機子の前記端部分がヨークの内側に入
   れられており、前記端部分の端は、電機子よりも磁気抵
   抗の大きなヘッド部材に合体し、前記ヘッド部材は、第
   ２ヨークの表面から外へ向いて突出し、前記電機子が第
   １位置にある場合、前記端部分の端は、前記ヘッド部材
   が突出している第２ヨークの表面から、離れて位置し、
   前記少なくとも一つの磁石巻線は前記電機子の前記端部
   分の回りに配されていることを特徴とする請求項１記載
   のトリップ装置。
3. （３）前記の二つのヨークが単一の構造ユニット中で結
   合されており、前記ヨークがそれぞれ開放されたＵ字状
   断面もしくは閉鎖されたＵ字状断面もしくは事実上閉鎖
   されたＵ字状断面を備えていることを特徴とする請求項
   ２記載のトリップ装置。
4. （４）前記二つのヨークが全体として、ほぼＵ字状、Ｓ
   字状、Ｅ字状、８の字状もしくは９の字状の断面を備え
   、それらの隣接する二面に電機子用のフィードスルー用
   開口部が設けられていることを特徴とする請求項３記載
   のトリップ装置。
5. （５）前記二つのヨークが一体化されていることを特徴
   とする請求項４記載のトリップ装置。
6. （６）前記ヘッド部材と前記電機子が、互いに他方の中
   に部分的に嵌り込むように固定されていることを特徴と
   する請求項２記載のトリップ装置。
7. （７）前記ヘッド部材と前記電機子が、ピン／孔接合部
   により互いに固定されていることを特徴とする請求項６
   記載のトリップ装置。
8. （８）前記ピン／孔接合部がねじ切り接合部であること
   を特徴とする請求項７記載のトリップ装置。
9. （９）前記ヘッド部材がプラスチックからなることを特
   徴とする請求項２記載のトリップ装置。
10. （１０）前記電機子の端部分と、第２ヨークの内に入っ
    ている前記ヘッド部材の部分との周囲に、磁気不導体か
    らなるスリーブを取り付け、前記スリーブの両端は、前
    記電機子用の第２ヨークのフィードスルー用開口部内に
    延びており、前記少なくとも一つの磁石巻線は前記スリ
    ーブの回りに配されていることを特徴とす請求項２記載
    のトリップ装置。
11. （１１）前記第２磁気回路は、磁気導体からなる磁気的
    に互いに独立した少なくとも一対の分岐部を備え、前記
    第２磁気回路は第１磁気回路に磁気的に直列に接続され
    ており、前記一対の分岐部は、作動中に前記少なくとも
    一つの磁石巻線に流れる電流により互いに逆に励磁され
    るように、前記少なくとも一つの磁石巻線に取り囲まれ
    ており、そのため、永久磁石の磁界に比べて小さな力で
    電機子に作用する磁界が生じて、前記電機子を第２位置
    へ動かすことを特徴とする請求項１記載のトリップ装置
    。
12. （１２）前記第２磁気回路が、ヨークに設けられた少な
    くとも一つの開口部により形成され、この開口部に隣接
    するヨークの部分により、互いに磁気的に独立した少な
    くとも一対の分岐部が形成されていることを特徴とする
    請求項１１記載のトリップ装置。
13. （１３）第２磁気回路の、互いに磁気的に独立した少な
    くとも一対の分岐部が、電機子の長手方向に置かれた少
    なくとも一つの磁性体に形成されていることを特徴とす
    る請求項１１記載のトリップ装置。
14. （１４）前記少なくとも一つの磁性体をほぼロッド形状
    に形成し、また、この磁性体に半径方向に延びる少なく
    とも一つの開口部を設けて、長手方向から見て前記開口
    部に隣接する前記磁性体の部分により、互いに磁気的に
    独立した少なくとも一対の分岐部を形成することを特徴
    とする請求項１３記載のトリップ装置。
15. （１５）もう一つの磁石巻線を、第１のヨークの内部で
    前記電機子の周囲に設けて、第１磁気回路中の永久磁石
    の磁界を、もう一つの電流により電磁的に減衰させ、前
    記電機子を第２位置へと動かすことを特徴とする請求項
    １記載のトリップ装置。
16. （１６）前記電機子と前記永久磁石との間に、磁気材料
    からなる分路を置いて、第１磁気回路中の磁界に影響を
    与えることを特徴とする請求項１記載のトリップ装置。
17. （１７）前記分路が、動きうるように配されたプレート
    であることを特徴とする請求項１６記載のトリップ装置
    。
18. （１８）前記電機子の断面が前記永久磁石の近くで小さ
    くなっており、第１位置にある場合に前記電機子は、断
    面が小さくなっているその箇所において、前記永久磁石
    により事実上磁気的に飽和させられていることを特徴と
    する請求項１記載のトリップ装置。
19. （１９）前記バイメタル手段が少なくとも一つの細長い
    電熱性バイメタル部材から成り、前記バイメタル部材の
    一端はヨークに固定されており、その他端は、外に突出
    した前記電機子の端部分にもしくはヘッド部材に、運動
    自在に係合して、作動時に前記電機子を第２位置へと動
    かすことを特徴とする請求項１記載のトリップ装置。
20. （２０）前記少なくとも一つの細長いバイメタル部材は
    、その長手方向の軸が細長い電機子の長手方向の軸と鋭
    角をなすように、配されていることを特徴とする請求項
    １９記載のトリップ装置。
21. （２１）前記少なくとも一つのバイメタル部材は、ほぼ
    Ｕ字状をなし、またその底側部が前記電機子にほぼ平行
    になるように配されており、さらにこのバイメタル部材
    の一方の脚部は、前記電機子を外に突出させている第１
    ヨークの側面に固定されており、そのもう一方の脚部は
    、外へ突出する前記電機子の端部分にもしくはヘッド部
    材に係合しうることを特徴とする請求項１９記載のトリ
    ップ装置。
22. （２２）少なくとも一対の接点部を備えたハウジングと
    、ばね装置と、前記一対の接点部をばね装置の作用によ
    り第１位置もしくは第２位置へと動かす駆動手段とから
    成り、前記駆動手段が請求項１記載のトリップ装置から
    成ることを特徴とする電気スイッチ。