JPH06275184A - 熱動継電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過負荷に対する保護動作が安定、かつ確実に
成される熱動継電器を提供する。 【構成】 絶縁性のケース１に固定接点２．２、ヒータ
４を取り付ける一方、保持杆３の固定部７に可動接点
６．６を有するバイメタル５をコイルばね８で押し付け
て保持する。保持杆３に装着した耐熱性の絶縁体１５の
短絡防止片１４で、ヒータ４が熱変形してバイメタル５
に接触するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電動機等、使用している
電気機器を過負荷状態から保護する熱動継電器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種継電器の一般的なものとしては、
例えば特開平４−１８８５２７号公報の第４図に示すよ
うに、電動機などの負荷回路に介挿されたヒーターと一
対の固定接点と、そしてコイルバネで調節ネジの頭部に
押付けられ、固定接点と接触する可動接点を有した皿型
バイメタルとより成り、何らかの原因でヒーターに過電
流が流れる過負荷状況となると、バイメタルが反転して
固定接点と急速に離れ電源を遮断し、通常の負荷状態に
戻ると閉路状態に復帰するような開閉動作をして保護す
る熱動継電器（以下、従来品と記す）がある。

【０００３】ここで過負荷状況が頻繁に続くようだとバ
イメタルは開閉を繰り返し、その過程で可動接点と固定
接点間のスパークで両接点が溶着を起こし、ヒータが断
線しない場合は、上述の従来品であるとバイメタルは調
節ネジの頭部で完全に抜け止めされているので、溶着し
たまま電動機に過大電流が流れて電動機の焼損を起こ
す。

【０００４】この接点溶着時の異常を防止する目的で、
同公報の第１図に示すように改良された熱動継電器（以
下改良品と記す）が提案されている。

【０００５】すなわち、調節ネジを２分割してハンダ等
で結合された頭部とし、接点溶着等が発生した場合、ハ
ンダ等が溶融して調節ネジが分離し、その時コイルバネ
の力で皿型バイメタルを弾性的に押し上げて接点を開放
するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来品、改
良品を問わず、熱動継電器が動作する際は電流が通常よ
り大きくなる為、ヒータ自身の発熱量も大きくなりヒー
タが変形するおそれがある。ここでバイメタルはその熱
応動性を良くするために一般にヒータの近傍の位置に配
設されている。従ってヒータが変形すると、最悪の場合
バイメタルと接触し短絡回路が形成されてしまい、継電
器を含めた保護装置全体の固有抵抗が減少する。これは
ヒータの発熱量が通常より減少するので、電動機等に異
常があった際には、バイメタルを開作動するほどの高い
温度状況にならず保護ができなくなってしまうと言う問
題があった。

【０００７】そこで第１の発明は簡単な構成によってヒ
ータが変形してもバイメタルに接触することを確実に防
ぎ、信頼性の高い保護動作を約束できる熱動継電器を提
供することを目的とする。

【０００８】一方、改良品構造で接点溶着の異常時に対
処できるようになるが、その接点解除はコイルバネによ
って行っている。ところが、コイルバネは異常時に高温
状態にさらされる等、隔差の大きい熱的変化を受け、そ
のばね特性が変化したり、また伸縮の繰り返される経年
的使用で弾性力が低下したりする懸念があって、所要の
押し上力を保有できず、接点溶着時の分離動作を安定し
て成し得なくなるという問題を抱えている。

【０００９】そこで第２の発明ではこのコイルバネに形
状記憶合金材を使用して、常に一定状態に復元して異常
動作に対する保護動作を確実かつ安定して果すことので
きる熱動継電器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、固定接点と、
負荷電流の流れるヒータと、このヒータの近傍に配され
該ヒータの熱に応動して前記固定接点と接離するバイメ
タルとを備えた熱動継電器において、前記ヒータとバイ
メタルとの間に耐熱性の絶縁体を介在させたことを特徴
としたものである。

【００１１】また、本発明は固定接点と、負荷電流の流
れるヒータと、このヒータの近傍に配され該ヒータの熱
に応動して前記固定接点と接離するバイメタルと、先端
には可溶性金属により結合された固定部を有した保持杆
と、この保持杆に装着されて前記バイメタルを前記固定
部に押しつけ保持している弾性部材とを備えた熱動継電
器において、前記弾性部材は、過電流状態の熱にて弾性
力の増大する形状に戻る形状記憶合金にて形成されたこ
とを特徴としたものである。

【００１２】

【作用】過電流が流れ、ヒータ自身がその発熱で変形
し、バイメタルに接触しそうになっても、ヒータとバイ
メタル間に配置した耐熱性の絶縁体で防止され、継電器
が故障又は動作の信頼性が低下するのを防げる。また接
点溶着の異常時、形状記憶合金で形成の弾性部材は、あ
る一定温度以上となるとあらかじめ記憶された元の形
状、すなわち弾性力が増大し、バイメタルを確実に押し
出す形状に戻り、異常時の保護動作は常に安定して成さ
れる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【００１４】図１乃至図５は第１の発明に係る熱動継電
器１０Ａを示す。円筒状をして絶縁部材より成るケース
１には一対の固定接点２，２が取り付けられると共に、
バイメタルを取り付けるための保持杆３の周りを巡るよ
うにヒータ４が複雑に曲げられて配設されている。

【００１５】５は両端に可動接点６，６を有した皿型の
バイメタルにして、前記保持杆３の先端に形成した径大
の固定部７に弾性部材であるコイルばね８によって押し
付けられて保持されている。保持杆３はそのネジ部３ｂ
とナット４によってケース１に取付固定されて、コイル
ばね８のばね力を調整できるようにしている。１１は電
源側の接続端子であり、１２は電動機など負荷側の接続
端子である。

【００１６】バイメタル５とヒータ４とは直列接続され
て負荷とつながる。従って負荷電流がヒータ４に流れて
発熱する。ここで、過負荷となってヒータ４の発熱量が
増すと、その熱をバイメタル５は受け、所定温度にまで
高まるとバイメタル５は反転し、固定接点２，２から離
れて負荷を電源から遮断する。負荷電流が減少すればバ
イメタル５は復帰し、再び通電状態とする。こうしてバ
イメタル５の固定接点２，２との開閉動作で過負荷状態
が続かないように保護されるが、ヒータ４に過大電流が
流れることで、ヒータ４が発熱し、この発熱によってヒ
ータ４自身が変形し、バイメタル５と接触しかねない。
そこで図２および図３に示すように、耐熱性に優れた絶
縁部材より形成されると共に、下端に短絡防止片１４を
水平に延出させた円筒状の絶縁体（例えばプリミックス
など）１５を、保持杆３の軸部に嵌め込んで装着してい
る。この絶縁体１５はコイルスプリング８とケース１の
凹段部１６との間に介挿され、短絡防止片１４はヒータ
４とバイメタル５との間に介在し、ヒータ４が熱変形で
バイメタル５に届きそうになるのを阻止し、短絡を防止
している。ここで短絡防止片１４は特にヒータ４が変形
しやすい箇所（ヒータが密集している部分、ヒータが曲
がっている部分）に対応させることで、より短絡防止効
果を得るようにする。また絶縁体１５は実施例では保持
杆３に装着したが、これに限ることはなく、ヒータ４と
バイメタル５との間に介在し、両者の短絡を防止するよ
うな取り付け方であれば良い。

【００１７】なお、組み立て方は図４に示す通りで、ヒ
ータ４をケース１の基底に装着後、本発明の絶縁体１５
をケース１の凹段部１６に嵌合保持した後、保持杆３を
通し、ナット９で締め付けることでバイメタル５が組み
込まれる。１８は最後に取り付けられるキャップであ
る。

【００１８】次に図６乃至図７に基いて第２の発明を説
明する。

【００１９】なお、第２の発明における熱動継電器１０
Ｂも第１の発明の熱動継電器１０Ａと殆んど構成を同じ
くしており、共通する部分は同一番号で示している。こ
の熱動継電器１０Ｂの場合、固定部７はハンダなどの可
溶融金属２１で保持杆３の先端に結合し、分離可能とし
ている。そしてバイメタル５をこの固定部７に押し付け
保持し、ハンダが溶融する異常時にバイメタル５を押し
出させる作用をするコイルばね８Ｂであるが、本発明で
は、これらの効果をより確実なものとするため、このコ
イルばね８Ｂに形状記憶合金を使用している。すなわち
常態時は収縮したコイルばねの形状であるが、ある一定
温度以上になると元の形状、すなわち伸長した形状のコ
イルばねになるように記憶されている。この伸長する時
は恰も弾性力の増大した状況と言える。従ってある一定
温度以上の異常が発生し、ハンダが溶融し、固定部７が
外れるとコイルばね８Ｂは急激に伸び、元の記憶された
形状に戻る。この戻る時に上方へのストロークが得ら
れ、バイメタル５を確実に押し上げて固定接点２と可動
接点６の溶着を防止する。この場合、コイルばね８Ｂの
戻るストローク距離は常に一定であり、そのストローク
距離を十分に設定することで、従来のコイルばね８の反
撥力よりはるかに大きい復元力を得られ、確実な動作を
させることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、過
負荷を保護する熱動継電器内部のヒータが発熱によって
変形してバイメタルに接触することを、ヒータとバイメ
タル間に耐熱性の優れた絶縁体を装着するだけの簡単な
構成でその短絡事故を防止でき、保護動作は安定して発
揮される。

【００２１】また、第２の発明によれば、バイメタルを
押し上げ保持するコイルばねに形状記憶合金を使用する
ことで、接点溶着時の事故に対し、確実にバイメタルを
固定接点から押し上げ離させることができ、従来の金属
製コイルばねより、異常時の保護動作が万全に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】バイメタルおよび短絡防止用の絶縁体を除去し
た状態の第１の発明に係る熱動継電器の平面図。

【図２】絶縁体を装着している同熱動継電器の平面図。

【図３】ヒータを装着し、組み立て完成した同熱動継電
器の縦断側面図。

【図４】同熱動継電器の組立分解図。

【図５】絶縁体の構造図。

【図６】第２の発明に係る熱動継電器の縦断面図。

【図７】ハンダ付けされる固定部を備えるバイメタル装
着用の保持杆の構造図。

【符号の説明】 ２ 固定接点 ３ 保持杆 ５ バイメタル ６ 可動接点 ７ 固定部 ８，８Ｂ コイルばね １４ 短絡防止片 １５ 絶縁体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定接点と、負荷電流の流れるヒータ
   と、このヒータの近傍に配され該ヒータの熱に応動して
   前記固定接点と接離するバイメタルとを備えた熱動継電
   器において、 前記ヒータとバイメタルとの間に耐熱性の絶縁体を介在
   させたことを特徴とする熱動継電器。
2. 【請求項２】 固定接点と、負荷電流の流れるヒータ
   と、このヒータの近傍に配され該ヒータの熱に応動して
   前記固定接点と接離するバイメタルと、先端には可溶性
   金属により結合された固定部を有した保持杆と、この保
   持杆に装着されて前記バイメタルを前記固定部に押しつ
   け保持している弾性部材とを備えた熱動継電器におい
   て、 前記弾性部材は、過電流状態の熱にて弾性力の増大する
   形状に戻る形状記憶合金にて形成されたことを特徴とす
   る熱動継電器。