JPH0950753A - 過電流検出素子及び回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路遮断器に用いられる過電流検出素子の過
電流検出精度を高める。 【解決手段】 定格電流以上の電流が流れたときに加熱
変形する湾曲作動片３７と、電源端子に接離する導電性
の可動接点アーム１３に接続される第一の接続片３９
と、この第一の接続片３９と所定の距離を隔て配置され
て負荷端子に接続される第二の接続片４０とを、同一平
面内に一体的に形成する。したがって、一度のプレス抜
き加工のみによって過電流検出素子３６を製造すること
が可能となり、プレス抜き加工後の曲げ加工等が不要と
なる。これにより、過電流検出素子３６の加熱変形特性
が一定し、過電流検出精度が高まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、過電流検出素子及
び回路遮断器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電源端子と負荷端子との間の電路
に、固定接点と、可動接点を有する可動接点アームと、
バイメタルにより形成された過電流検出素子とを配列
し、過電流が生じた場合には、過電流検出素子の変形動
作により引き外し機構を作動させ、これにより、電路を
遮断するようにした回路遮断器がある。ところが、従来
の過電流検出素子は、ジャンパー線によって電路に接続
されているため、部品点数及び組立工数が増加し、コス
トが高くなる。特に、ジャンパー線をスポット溶接によ
り接続する場合には作業がさらに面倒であり、溶接時の
熱により過電流検出素子に熱的歪みが残る。この結果、
過電流検出素子の動作に影響が生じ、引き外し機構の性
能が低下してしまう。

【０００３】そこで、従来、過電流検出素子をジャンパ
ー線によらずに電路に接続する構造の回路遮断器が提案
され、例えば、実開昭５４−５０１６５号公報に開示さ
れている。本出願の発明者等は、このような構造の回路
遮断器を試作してみた。試作した回路遮断器を図６ない
し図８に示す。図６は回路遮断器を示す縦断側面図、図
７は過電流検出素子を示す斜視図、図８（ａ）は過電流
検出素子の平面図、同図（ｂ）は過電流検出素子の側面
図、同図（ｃ）は過電流検出素子の正面図である。

【０００４】図６において、１は回路遮断器である。こ
の回路遮断器１の筐体２は基台３とカバー４とをネジ
（図示せず）で結合することにより形成されている。基
台３の両側には電線接続ネジ５が螺合された角筒状の端
子金具６，７が設けられ、一方の端子金具６には板状の
電源端子８が接続され、他方の端子金具７には負荷端子
９が接続されている。電源端子８と負荷端子９との間の
電路には、スイッチ１０と過電流検出素子１１とが接続
されている。スイッチ１０は、電源端子８に固定された
固定接点１２と、基台３に一端がネジ止めされた起伏自
在の可動接点アーム（板バネ）１３と、この可動接点ア
ーム１３の先端に固定された可動接点１３ａとにより形
成されている。

【０００５】前記過電流検出素子１１は、熱膨張係数が
異なる二種の金属板を積層してなるバイメタルにより形
成されている。また、この過電流検出素子１１は、定格
電流以上の電流が流れたときに加熱変形する板状の湾曲
作動片１４と、コの字形に折曲された折曲部１５と、そ
れぞれ折曲部１５の両端から折曲する第一、第二の接続
片１６，１７とを一体に有している。コの字形の折曲部
１５は、湾曲作動片１４の下部の延長片１８と、この延
長片１８に対向する対向片１９と、延長片１８を対向片
１９に連続させる連続片２０とにより形成されている。
さらに、第一、第二の接続片１６，１７には取付孔２１
が形成され、連続片２０にはスリット状の切欠２２が形
成されている。この切欠２２は、過電流検出素子１１の
発熱量を所望の値に維持すべく抵抗値を定めるために、
第一の接続片１６から第二の接続片１７に向けて最短距
離で電流が流れることを防止するものである。

【０００６】このような過電流検出素子１１の第一の接
続片１６は、図６に示すように、前記可動接点アーム１
３の一端に重ね、第一の接続片１６の取付孔２１と可動
接点アーム１３の取付孔（図示せず）とに挿通したネジ
２３により基台３に固定されている。また、第二の接続
片１７は、前記負荷端子９の一端に重ね、第二の接続片
１７の取付孔２１と負荷端子９の取付孔（図示せず）と
に挿通したネジ２４により基台３に固定されている。

【０００７】さらに、前記基台３の中央部には、前記可
動接点アーム１３を前記固定接点１２に対して引き離す
引き外し機構２５が設けられている。この引き外し機構
２５は、可動接点１３ａ側（上方）に付勢された開閉板
２６と、ピン２７によりフレーム２８に回動自在に保持
されたハンドル２９と、このハンドル２９に上端が回動
自在に保持されたコの字形の連杆３０と、この連杆３０
の下端に揺動自在に保持された揺動体３１と、この揺動
体３１の方向に付勢されて前記過電流検出素子１１の加
熱変形動作により揺動体３１から離反する係止体３２と
よりなる。ここで、揺動体３１の左端３１ａは開閉板２
６の上縁に対向され、右端３１ｂは係止体３２の内面に
形成された爪３３に係止されるように構成されている。
また、フレーム２８には、連杆３０の下端を案内し、そ
の移動方向を規制する溝３４が形成されている。

【０００８】このような構造の回路遮断器の作用につい
て説明する。電源端子８は電線を介して商用電源に接続
され、負荷端子９は電線を介して負荷に接続されてい
る。電路が遮断された図６に示す状態から、ハンドル２
９を左方のオン方向に回動させると、連杆３０は溝３４
により下降の軌跡が定められている下端で揺動体３１を
押しながら下降する。すると、右端３１ｂが係止体３２
の内面の爪３３で支えられた揺動体３１は、その右端３
１ｂを支点として左下がりの姿勢で下降して左端３１ａ
で開閉板２６を押圧する。これにより、可動接点アーム
１３が開閉板２６により押され可動接点１３ａが固定接
点１２に接触し、電路が接続される。このとき、連杆３
０の上端は、連杆３０の下端とピン２７とを結ぶ直線の
左側から右側に変位するため、このときのトグル作用に
よりハンドル２９はオン状態に維持される。

【０００９】この状態で、電路に過電流が流れると、過
電流検出素子１１の湾曲作動片１４が加熱変形により係
止体３２を揺動体３１から離す方向に反るため、係止体
３２が右方に回動して揺動体３１の右端３１ｂを開放す
る。これにより、揺動体３１においては、その右端３１
ｂが係止体３２の爪３３から脱落するため、上方に付勢
されている開閉板２６によって左端３１ａが押し上げら
れる。したがって、可動接点アーム１３は、自らの弾性
により上方に復帰し、可動接点１３ａを固定接点１２か
ら離反させて電路を遮断する。この際、開閉板２６の上
昇により連杆３０も上昇するため、ハンドル２９が回動
して右方のオフ位置に位置付けられる。

【００１０】以上のように、電路に過電流が流れた場合
に湾曲作動片１４が加熱変形する過電流検出素子１１
は、一体に備えた第一、第二の接続片１６，１７を介し
て電路に接続されるため、ジャンパー線を省略して部品
点数及び組立工数を少なくすることができる。また、第
一の接続片１６をその取付孔２１に通したネジ２３によ
り可動接点アーム１３に電気的に接続するとともに機械
的に結合することができ、第二の接続片１７をその取付
孔２１に通したネジ２４により負荷端子９に電気的に接
続するとともに機械的に結合することができる。このよ
うに、電気的接続及び機械的結合のためにスポット溶接
を必要としないので、組立時に過電流検出素子１１に熱
的歪みを与えることがない。したがって、過電流検出精
度を高め、引き外し機構２５を正常に動作させることが
できる。もちろん、電気的接続及び機械的結合のため
に、ネジ２３，２４に代えてリベットを用いても同様の
効果を得ることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、過電流
検出素子としてバイメタルや形状記憶合金を用いる場
合、これを曲げ加工すると加熱変形特性が変化してしま
うことが判明した。このため、図６ないし図８に例示し
た試作品や実開昭５４−５０１６５号公報に開示された
回路遮断器では、過電流検出素子の加熱変形特性が一定
せず、したがって、過電流発生時の電路遮断動作が不安
定になってしまうという問題がある。

【００１２】そこで、本発明は、過電流検出精度を高め
ることができる過電流検出素子及び回路遮断器を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の過電流検
出素子の発明は、定格電流以上の電流が流れたときに加
熱変形する平板状の湾曲作動片と；湾曲作動片に同一平
面内で連続して形成され、電源端子又は負荷端子のいず
れか一方に接離する導電性の可動接点アームに接続され
る第一の接続片と；第一の接続片と所定の距離を隔てて
湾曲作動片に同一平面内で連続して形成され、電源端子
又は負荷端子のうち可動接点アームに接続されない他方
に接続される第二の接続片と；を備える。したがって、
電路に過電流が流れた場合に湾曲作動片が加熱変形する
過電流検出素子は、一体に備える第一、第二の接続片を
介して電路に接続される。そして、湾曲作動片と第一の
接続片と第二の接続片とが全て同一平面内に形成されて
いるため、一度のプレス抜き加工のみによって過電流検
出素子を製造することが可能となり、プレス抜き加工後
の曲げ加工等が不要となる。これにより、過電流検出素
子の加熱変形特性が一定し、過電流検出精度が高まる。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の過
電流検出素子であって、可動接点アーム、負荷端子又は
電源端子に対してリベット又はネジにより結合される取
付孔が第一の接続片又は第二の接続片に形成されてい
る。したがって、可動接点アーム、負荷端子又は電源端
子に対する第一、第二の接続片の接続時に、過電流検出
素子に熱的歪みを与えることがない。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１記載の過
電流検出素子であって、第一の接続片と第二の接続片と
の間に切欠が形成されている。したがって、切欠の形状
及び寸法を変更するだけで、機種毎に発熱量及び加熱変
形特性の異なる過電流検出素子を設計することが可能と
なる。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項３記載の過
電流検出素子であって、湾曲作動片と切欠とは、略同一
の大きさ及び形状に形成されている。したがって、ある
過電流検出素子の切欠部に他の過電流検出素子の湾曲作
動片を連続させるような材料取りパターンで素材のプレ
ス抜き加工をすることで、プレス抜き加工後のスクラッ
プが少なくなる。

【００１７】請求項７記載の回路遮断器の発明は、電源
端子又は負荷端子に接離させる導電性の可動接点アーム
と；可動接点アームと負荷端子又は電源端子との間に接
続された請求項１ないし６のいずれか一記載の過電流検
出素子と；過電流検出素子の動作により可動接点アーム
を変位させて電路を遮断する引き外し機構と；を備え
る。したがって、電路に過電流が流れた場合に湾曲作動
片が加熱変形する過電流検出素子を一度のプレス抜き加
工のみによって製造することが可能となり、プレス抜き
加工後の曲げ加工等が不要となる。これにより、過電流
検出素子の加熱変形特性が一定し、回路遮断器における
過電流検出精度が高まる。

【００１８】以上の各発明において、過電流検出素子
は、例えば、熱膨張係数が異なる複数種類の金属板を積
層したバイメタルによって一体的に形成され（請求項
５）、あるいは、形状記憶合金によって一体的に形成さ
れている（請求項６）。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
及び図２に基づいて説明する。図６ないし図８に基づい
て説明した部分と同一部分は同一符号で示し、説明も省
略する（以下の実施の形態において同様）。図１は過電
流検出素子と可動接点アーム及び負荷端子との接続構造
を示す斜視図、図２は過電流検出素子の材料取りパター
ンを例示する模式図である。本実施の形態の過電流検出
素子３６は、湾曲作動片３７の一端両側に、寸法及び形
状が湾曲作動片３７と略同一の切欠３８を間にして対向
配置された第一の接続片３９及び第二の接続片４０を同
一平面内で連続させて形成したものである。このような
過電流検出素子３６は、一度のプレス抜き加工だけによ
って形成される。そして、過電流検出素子３６を回路遮
断器１の基台３に組み込む場合には、第一の接続片３９
を可動接点アーム１３又は負荷端子９に、第二の接続片
４０を負荷端子９又は可動接点アーム１３に、それぞれ
リベット４１あるいはネジにより電気的に接続するとと
もに機械的に結合する。そして、可動接点アーム１３を
ネジ２３により、負荷端子９をネジ２４により、それぞ
れ基台３（図６参照）に取り付ける。

【００２０】このような構成において、過電流検出素子
３６は、湾曲作動片３７と第一、第二の接続片３９，４
０とが同一平面内に配列されているため、一度のプレス
抜き加工だけで容易に製作することができる。この場
合、プレス抜き加工後の曲げ加工等が不要となるため、
過電流検出素子の加熱変形特性が一定し、過電流検出精
度が高まる。また、湾曲作動片３７と切欠３８との寸法
形状が略同一であるため、一定幅の長尺の材料を間欠的
にプレス機に供給して過電流検出素子１１をプレス抜き
加工するときに、図２に例示するような材料取りパター
ンで行えば、材料取りが有効に行なわれる。これによ
り、スクラップの発生が少なくなり、材料費が安くな
る。さらに、切欠３８の形状及び寸法を変更することに
より、基台３に対する取り付け寸法を変更することなく
機種毎に発熱量及び加熱変形特性の異なる過電流検出素
子を設計することが可能となる。

【００２１】なお、実施に当たっては、過電流検出素子
３６をバイメタルによって形成しても良い。

【００２２】本発明の第二の実施の形態を図３に基づい
て説明する。図３は、過電流検出素子と係止体と変換片
との配置関係を示す斜視図である。つまり、本実施の形
態では、係止体３２がＴ字形形状に形成され、ピン４１
によって回路遮断器１の基台３（図６参照）に回動自在
に取り付けられている。そして、過電流検出素子３６
は、二つ設けられ、第一の実施の形態と直交する方向に
向けられて基台３に図示しないネジで固定されている。
さらに、過電流検出素子３６と係止体３２との間には、
過電流検出素子３６における湾曲作動片３７が加熱変形
した場合、その加熱変形方向を直角方向に変換して係止
体３２に伝達する変換片４２が設けられている。それら
の変換片４２は、ピン４３によって基台３に回動自在に
取り付けられている。

【００２３】ここで、過電流検出素子３６を回路遮断器
１の基台３に組み込む場合には、第一の接続片３９を可
動接点アーム１３又は負荷端子９に、第二の接続片４０
を負荷端子９又は可動接点アーム１３に、それぞれリベ
ット４１あるいはネジにより電気的に接続するとともに
機械的に結合する。この場合、可動接点アーム１３及び
負荷端子９に９０度のひねり加工を施し、可動接点アー
ム１３及び負荷端子９に対する第一及び第二の接続片３
９，４０の連結を可能とする。そして、可動接点アーム
１３をネジ２３により、負荷端子９をネジ２４により、
それぞれ基台３（図６参照）に取り付ける。

【００２４】このような構成において、電路に過電流が
流れると、過電流検出素子３６の湾曲作動片３７が加熱
変形し、変換片４２を介して係止体３２を揺動体３１か
ら離す方向に回動させる。これにより、揺動体３１の右
端３１ｂが開放されて係止体３２の爪３３から脱落する
ため、上方に付勢されている開閉板２６によって揺動体
３１の左端３１ａが押し上げられる。したがって、可動
接点アーム１３は、自らの弾性により上方に復帰し、可
動接点１３ａを固定接点１２から離反させて電路を遮断
する（以上、図６参照）。

【００２５】ここで、本実施の形態では、過電流検出素
子３６の配置方向が第一の実施の形態と直交する方向に
向けられている。このため、回路遮断器１がその幅方向
に狭い形状となり、よって、一つの回路遮断器１の中に
複数個の回路手段機構を備えさせるような場合、回路遮
断器１の幅寸法が小さくなり、装置の小型化が図られ
る。

【００２６】なお、実施に当たっては、一つの係止体３
２に対して一つの過電流検出素子３６が対応するような
構成としても良い。

【００２７】図４に示す過電流検出素子３６は、本発明
の第一又は第二の実施の形態の過電流検出素子３６の変
形例である。過電流検出素子３６は、図４に示すような
コの字形状に形成されていても良い。そして、この場
合、図５に例示するような材料取りパターンとすること
で、材料取りがより有効に行われ、プレス加工後のスク
ラップの発生を皆無にすることも可能である。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載の過電流検出素子の発明
は、平板状の湾曲作動片と第一の接続片と第二の接続片
とを、全て同一平面内に一体的に形成し、一度のプレス
抜き加工のみによって過電流検出素子を製造するように
したので、プレス抜き加工後の曲げ加工等を不要とする
ことができ、したがって、過電流検出素子の加熱変形特
性を一定にし、過電流検出精度を高めることができる。

【００２９】請求項２記載の発明は、可動接点アーム、
負荷端子又は電源端子に対してリベット又はネジにより
結合される取付孔を第一の接続片又は第二の接続片に形
成したので、可動接点アーム、負荷端子又は電源端子に
対する第一、第二の接続片の接続時に、過電流検出素子
に熱的歪みを与えてしまうことが防止され、これによ
り、過電流検出素子の加熱変形特性を一定にし、過電流
検出精度を高めることができる。

【００３０】請求項３記載の発明は、第一の接続片と第
二の接続片との間に切欠を形成したので、切欠の形状及
び寸法を変更するだけで、機種毎に発熱量及び加熱変形
特性が異なる過電流検出素子を容易に設計することがで
きる。

【００３１】請求項４記載の発明は、湾曲作動片と切欠
とを略同一の大きさ及び形状に形成したので、ある過電
流検出素子の切欠部に他の過電流検出素子の湾曲作動片
を連続させるような材料取りパターンで素材のプレス抜
き加工をすることで、プレス抜き加工後のスクラップを
少なくすることができ、したがって、材料費を節約する
ことができる。

【００３２】請求項７記載の回路遮断器の発明は、電源
端子又は負荷端子に接離させる導電性の可動接点アーム
と、可動接点アームと負荷端子又は電源端子との間に接
続された請求項１ないし６のいずれか一記載の過電流検
出素子と、過電流検出素子の動作により可動接点アーム
を変位させて電路を遮断する引き外し機構とを備えてい
るので、過電流検出素子を一度のプレス抜き加工のみに
よって製造し、プレス抜き加工後の曲げ加工等を不要と
することができ、したがって、過電流検出素子の加熱変
形特性を一定にし、過電流検出精度を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態として、可動接点ア
ーム及び負荷端子に対する過電流検出素子の接続構造を
拡大して示す斜視図である。

【図２】過電流検出素子の材料取りパターンを例示する
模式図である。

【図３】本発明の第二の実施の形態として、過電流検出
素子と係止体と変換片との配置関係を示す斜視図であ
る。

【図４】第一又は第二の実施の形態における過電流検出
素子の変形例を示す正面図である。

【図５】図４に変形例として示す過電流検出素子の材料
取りパターンを例示する模式図である。

【図６】本出願の発明者等が試作した回路遮断器を示す
縦断側面図である。

【図７】図６の回路遮断器に用いられている過電流検出
素子を拡大して示す斜視図である。

【図８】図６の回路遮断器に用いられている過電流検出
素子を拡大して示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）
は側面図、（ｃ）は正面図である。

【符号の説明】

８： 電源端子 ９： 負荷端子 １３：可動接点アーム ２１：取付孔 ２５：引き外し機構 ３６：過電流検出素子 ３７：湾曲作動片 ３８：切欠 ３９：第一の接続片 ４０：第二の接続片

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定格電流以上の電流が流れたときに加熱
   変形する平板状の湾曲作動片と；前記湾曲作動片に同一
   平面内で連続して形成され、電源端子又は負荷端子のい
   ずれか一方に接離する導電性の可動接点アームに接続さ
   れる第一の接続片と；前記第一の接続片と所定の距離を
   隔てて前記湾曲作動片に同一平面内で連続して形成さ
   れ、前記電源端子又は前記負荷端子のうち前記可動接点
   アームに接続されない他方に接続される第二の接続片
   と；を備えることを特徴とする過電流検出素子。
2. 【請求項２】 可動接点アーム、負荷端子又は電源端子
   に対してリベット又はネジにより結合される取付孔が第
   一の接続片又は第二の接続片に形成されていることを特
   徴とする請求項１記載の過電流検出素子。
3. 【請求項３】 第一の接続片と第二の接続片との間に切
   欠が形成されていることを特徴とする請求項１記載の過
   電流検出素子。
4. 【請求項４】 湾曲作動片と切欠とは、略同一の大きさ
   及び形状に形成されていることを特徴とする請求項３記
   載の過電流検出素子。
5. 【請求項５】 湾曲作動片と第一及び第二の接続片と
   は、熱膨張係数が異なる複数種類の金属板を積層したバ
   イメタルによって一体的に形成されていることを特徴と
   する請求項１記載の過電流検出素子。
6. 【請求項６】 湾曲作動片と第一及び第二の接続片と
   は、形状記憶合金によって一体的に形成されていること
   を特徴とする請求項１記載の過電流検出素子。
7. 【請求項７】 電源端子又は負荷端子に接離させる導電
   性の可動接点アームと；前記可動接点アームと負荷端子
   又は電源端子との間に接続された請求項１ないし６のい
   ずれか一記載の過電流検出素子と；前記過電流検出素子
   の動作により前記可動接点アームを変位させて電路を遮
   断する引き外し機構と；を備えることを特徴とする回路
   遮断器。