JPWO2003083887A1 - 熱動式過電流継電器 - Google Patents
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Abstract
主回路電流に応動して湾曲するバイメタルと、このバイメタルの変位を伝達する連動板と、ケースから突出した軸により支持され使用可能な主回路電流の範囲に応じた所要範囲内で自在に回動する調整レバーと、この調整レバーによって支持され連動板から加えられる力で回動し接点の開閉状態を反転させる反転機構部に作用する作動レバーと、反転開始までに必要な連動板変位距離が変化させる調整つまみを備えた熱動式過電流継電器において、前記調整レバー支持軸はその断面形状が前記連動板の進行方向にあるケース内壁にむかって開く形で形成される鋭角な中心角を持つ略扇形突起であり、前記調整レバーは前記支持軸の中心角より大きな角度を有した前記支持軸に挿入される略扇形の軸穴が形成される。
Description
技術分野
この発明は、モータ等の過負荷保護の目的で使用される熱動式過電流継電器の動作電流調整機構に関するものである。
背景技術
例えば、特許第２８８０８４８号公報に従来の熱動式過電流継電器（サーマルリレー）が示されている。
また同様に、第１８図は従来の熱動式過電流継電器を示したものである。この種の熱動式過電流継電器は、主回路電流に応動して湾曲するバイメタル２と、バイメタル２の先端に当接しその変位を伝達する連動板４と、ケース１から突出した軸１ｚａにより支持され使用可能な主回路電流の範囲に応じた所要範囲内で自在に回動する調整レバー７Ａと、調整レバー７Ａにより支持され連動板４によって加えられる力で回動し接点の開閉状態を反転させる反転機構部に作用する作動レバー６と、調整レバー７Ａとの当接部に回転中心からの距離が徐々に小さくなる偏心カム部８ａを持つ調整つまみ８とを備える。
反転機構部は作動レバー６が回動することにより押圧され、所要押込量に達することで接点の開閉状態を反転させる。
この反転機構部への押込量は、調整レバー７Ａの回動量と作動レバー６の回動量の合計により定まる。
従って、調整つまみ８を回転させて偏心カム部８ａと調整レバー７Ａとの当接距離を変化させ調整レバー７Ａの回動範囲を規制することにより、接点の開閉状態を反転させるまでに要するバイメタル２の変位量を調整することができる。
上述したような熱動式過電流継電器には、調整レバー支持軸１ｚａと軸穴７Ａａにお互いが干渉することなく回動するための寸法差が必要となる。
ここで、例えば第１９図（ａ）のように支持軸１ｚａが円柱で軸穴７Ａａが円の場合、支持軸円柱の径と軸穴円の径の寸法差により第２０図に示すように調整レバーが上下左右方向にがたつき、また第２１図に示すように調整レバー７Ａの上部と下部が傾くといったような手前奥行き方向にがたつきが生じてしまう。
このように、支持軸１ｚａと軸穴７Ａａの寸法差によるがたつきによって調整レバー７Ａの位置が安定しないことから、調整レバー７Ａに支持される作動レバー６の回転中心（７Ａｈ）もずれ、連動板４によって加えられる力で回動するトリップ動作の変位量が安定しないので、狙い通りのバイメタル変位量で接点を開閉することが難しくなり、また動作毎に接点開閉ポイントが変わってしまうという動作特性ばらつきを生じる課題があった。
また、調整レバー７Ａが第１８図の反時計方向に回動しすぎると、連動板４と作動レバー６に一体化された周囲温度補償バイメタル５との当接部を支点として作動レバー６が回動し、動作板１１に過押圧がかかり動作板１１が変形してしまうため、接点開閉ポイントが変わってしまい動作特性にばらつきが生じるという課題があった。
また、力や熱などが加わることによって調整レバー支持軸１ｚａの傾きがに変化してしまうと、その度に調整レバー７ａの位置も変化するので、接点開閉ポイントも変わってしまうという動作特性ばらつきを生じる課題があった。
ここで、調整レバー支持軸１ｚａの傾きを防ぐために第１９図（ｂ）のようなリブ１ｚｒを立てた場合、調整レバー７Ａを構成する２枚の板のうち少なくとも一方は切欠部を設ける必要があり、この切欠部が小さすぎると調整レバー７Ａがリブ１ｚｒと干渉することで回動を規制してしまい、大きすぎると調整レバー７Ａの一方の板は第１８図における右方向の抜け止めがない状態となる。
そのため、調整レバー回動時に捻りが加わり易く調整レバー支持軸１ｚａと調整レバー軸穴７Ａａの寸法差分だけ調整レバー７Ａが斜めに傾いた状態になると、調整レバー７Ａに支持されている作動レバー６の回動軸も調整レバー支持軸１ｚａに対し平行ではなくなってしまうため作動レバー６の回動運動が調整レバー支持軸１ｚａに対して垂直な平面上で行われず狙い通りのバイメタル変位量で接点を開閉することが難しくなり、また調整レバー７Ａの傾きが動作毎に異なってしまうとその度に接点開閉ポイントが変わってしまうという動作特性ばらつきを生じる課題があった。
また、調整レバー７Ａと調整つまみ８の偏心カム部８ａの当接部が調整レバー７Ａを構成する２枚の板のうちのどちら側かに偏った位置にある場合、偏心カム部８ａに調整レバー７Ａが当接した状態で連動板４より力が加えられると、その力の方向は調整レバー支持軸１ｚａに対して垂直な方向ではなく当接部の偏りの分だけ捻る方向に働く。
そのため、調整レバー支持軸１ｚａと調整レバー軸穴７Ａａの寸法差分だけ調整レバー７Ａは斜めに傾いた状態となり、調整レバー７Ａに支持されている作動レバー６の回動軸も調整レバー支持軸１ｚａに対し平行ではなくなってしまうため、作動レバー６の回動運動が調整レバー支持軸１ｚａに対して垂直な平面上で行われず狙い通りのバイメタル変位量で接点を開閉することが難しくなり、また調整レバー７Ａの傾きが動作毎に異なってしまうとその度に接点開閉ポイントが変わってしまうという動作特性ばらつきを生じる課題があった。
さらに、調整レバー７Ａと調整つまみ８の偏心カム部８ａの当接位置が、調整レバー７Ａの所要回動範囲内において、第２２図（ａ）のように調整レバー７Ａの先端下部で当接している状態と第２２図（ｂ）のように調整レバー７Ａの先端上部で当接している状態の２つの状態に不連続に当接してしまうように調整レバー７Ａが構成されていると、調整レバー７Ａの所要回動範囲内で第２２図（ｃ）に示すθｎｇの範囲は当接位置が安定しない領域となってしまうため、その領域では動作特性が大きくばらつくという課題があった。
一方、特許第２８８０８４８号公報に記載の熱動式過負荷継電器（サーマルリレー）において、この公報に記載の技術では、ケース内周面に突設された円柱状の軸リブによって支持され互いに平行な略コ形の調整レバーを用いて動作電流を調整しているが、上述のような、調整レバーの位置が安定しないことを要因とする動作特性ばらつきが生じず精度の高い動作電流調整機構については何ら開示されていない。
発明の開示
本発明では、係る問題点を解決するためになされたもので、動作特性ばらつきが生じず精度の高い動作電流調整機構を備えた熱動式過電流継電器を得ることを目的とする。
この目的を達成するために、第１の観点によれば、主回路電流に応動して湾曲するバイメタルと、このバイメタルの変位を伝達する連動板と、ケースから突出した軸により支持され使用可能な主回路電流の範囲に応じた所要範囲内で自在に回動する調整レバーと、この調整レバーによって支持され連動板から加えられる力で回動し接点の開閉状態を反転させる反転機構部に作用する作動レバーと、反転開始までに必要な連動板変位距離を変化させる調整つまみを備えた熱動式過電流継電器において、調整レバー支持軸はその断面形状が前記連動板の進行方向にあるケース内壁にむかって開く形で形成される鋭角な中心角を持つ略扇形突起であり、調整レバーは支持軸の中心角より大きな角度を有した支持軸に挿入される略扇形の軸穴が形成するものである。
また、調整レバー支持軸の断面形状は、中心角部分に微小な半径の円弧が形成された扇形形状をなし、該微小半径の円弧上の２点で調整レバーの軸穴内壁面に当接するものである。
また、調整レバーは支持軸に対して垂直な２枚の板及びそれらと交差する形で結合した１枚の連結板によって構成される略コの字形状をしており、支持軸に挿入される調整レバーの２枚の板にもそれぞれ略扇形の軸穴が形成されるものである。
また、調整レバー支持軸の中心角と軸穴の中心角の差が使用可能な主回路電流の範囲に応じた調整レバーの所要回動範囲とほぼ等しい角度であるものである。
また、ケースから突出した調整レバー支持軸は、連動板の進行方向にあるケース内壁から突き出た調整レバー支持軸の太さよりも幅の狭いリブによって支持軸とケース内壁が支持軸の上部を除いて連結され、調整レバー支持軸の根元に近い方の板と支持軸との係合部は支持軸と連結されたリブの幅よりも大きくかつ支持軸の太さよりも小さい切欠部が設けられた逆Ｃ形をしており、調整レバーが使用可能な主回路電流の範囲に応じた所要の回動を行ってもリブとは干渉せずなおかつ常に支持軸との引っ掛かり部を持つものである。
また、調整レバー支持軸に垂直な調整レバーを構成する２枚の板間のほぼ中央に、調整レバーと調整つまみの当接部が位置するものである。
さらに、調整レバー先端に設けられる調整つまみの偏心カム部との当接部に円弧部が形成され、調整レバーの所要回動範囲内において、調整つまみの偏心カム部との当接位置は常にその円弧部内のいずれかで当接するように形成されるものである。
発明を実施するための最良の形態
この発明による熱動式過電流継電器の一実施形態を第１図から第１４図を用いて説明する。
第１図は、本実施の形態における熱動式過電流継電器の構成を示した図、第２図は、側面断面図である。
図において、１はケース、２は主回路電流に応動して湾曲する各相毎に設けられたバイメタルであり、主回路電流が流れて発熱するヒータ３により加熱されて破線で図示したように図中左方向に湾曲変形する。
４はバイメタル２の先端に当接しその変位を伝達する連動板であり、各極のバイメタル２の先端に当接し、バイメタル２の湾曲量に応じて連動板４は第１図の左方向へと移動しその左端部で周囲温度補償バイメタル５の下端部を押圧するように配置されている。
５は周囲温度補償バイメタル、６は調整レバー７により支持され連動板４によって加えられる力で回動し接点の開閉状態を反転させる反転機構部に作用する作動レバー、７はケース１から突出した軸１ｚｂにより支持され使用可能な主回路電流の範囲に応じた所要範囲内で自在に回動する調整レバー、８は調整レバー７との当接部に回転中心からの距離が徐々に小さくなる偏心カム部８ａを持つ調整つまみ、９は中央の円筒部９ａがケース１に設けられた突出軸１ｚに挿通され、回転自在に保持された略Ｙの字形状の回転レバー、１０は反転板、１１は動作板、１２は反転機構支持部材、１３はケース１に圧入固定された常開固定側端子、１４はケース１に圧入固定された常開可動側端子、１５は電源側主回路端子、１６はＬ字形状を有した負荷側主回路端子、１７はリセット動作を行うためのリセットバー、１８はリセット動作の手動、自動を切り換える切換板、１９は締付ネジ、２０は負荷側主回路（外部回路）接続用の端子ネジである。
第３図は、電源側、負荷側主回路端子及びバイメタルの構成を示す図である。図において、負荷側主回路端子１６は、Ｌ字形状の一端１６ａには端子ネジ２０が螺着されており、他端１６ｂは溶接等の手段によりバイメタル支持部材２１に電気的・機械的に接続している。ここで、バイメタル支持部材２１は、その舌部２１ａにバイメタル２の上端を溶接等の手段で電気的・機械的に接合固定している。
電源側主回路端子１５は、その一端１５ａがヒータ３の上端部３ａと溶接等の手段により電気的に接続され、他端１５ｂが電磁接触器（図示せず）等の電源回路の端子に螺着される。
耐熱性を有する樹脂からなるヒータ支持対２２は、その第１溝部２２ａで電源側主回路端子１５を挟持することにより固定し、第２溝部２２ｂでバイメタル支持部材２１の舌部２１ａとバイメタル２の上端の接合部を各々挟持することにより固定している。また、その右端部に形成した円柱状のピン２２ｃをバイメタル支持部材２１の上端に穿った穴２１ｃに挿通している。
すなわち、ヒータ支持対２２は、第３図に示すように、電源側主回路端子１５、バイメタル支持部材２１、バイメタル２、ヒータ３等の主回路および加熱素子周辺部品を連結一体化する機能を有している。
このように一体化されて第３図のように組立てられた加熱素子はケース１に収納され、このとき、ヒータ支持対２２のピン２２ｃの先端は、ケース１の穴１ｘに挿通され、このピン２２ｃを中心とした回転自在の状態において、バイメタル２の先端が各相の相互位置で等しくなるように調整された後、締付ネジ１９でバイメタル支持部材２１の下端２１ｂがケース１に固定される。
第４図は、熱動式過電流継電器の端子部を示した外観図である。
図において、常閉固定側端子２３、常閉可動側端子２４は、ケース１に圧入固定されている。
なお常閉接点の構造としては、第７図に示される如く、常閉可動側端子２３には、弾性及び導電性を有する金属薄板よりなり、かしめ等の手段で電気的・機械的に常閉可動側端子２３に接続固定されているる常閉可動接触子２５が存在する。常閉固定側端子２４の上部には常閉可動接触子２５の接点２５ａに対抗配置されるように固定接点２４ａが形成され、外力を作用させないときにこの固定接点２４ａに接触するように常閉可動接触子２５はばね力を有している。
これら接点２５ａと接点２４ａの当接開離により常閉接点が構成されている。
第５図〜第１１図は、内部構造の詳細を示す構成図である。
図において、２６、２７はいずれも弾性及び導電性を有する金属薄板よりなり、常開固定側端子１３、常開可動側端子１４に各々その右端部をかしめ等の手段により電気的・機械的に接続固定されている常開固定接触子、常開可動接触子である。
また、常開固定接触子２６と常開可動接触子２７は、各々かしめ側と逆端部に、互いに対向するように接点２６ａ及び接点２７ａが設けられており、これら接点２６ａと接点２７ａの当接開離により常開接点が構成されている。
そして、常開可動接触子２７は回転レバー９によって操作され、反転機構部と連動して常開接点の開閉を行う。
作動レバー６は、Ｌ字形板６ａとそれに連結された２枚の側面板６ｘ及び６ｙにより構成され、側面板６ｘ及び６ｙにはそれら２枚を貫通する軸穴６ｈが穿たれる。
Ｌ字形板６ａの中央下部には周囲温度補償バイメタル５の上部が溶接などの手段で固定され、作動レバー６と周囲温度補償バイメタル５は一体化して形成されている。
調整レバー７の下部には調整レバーを構成する２枚の板７ｘ及び７ｙを貫通する軸穴７ｈが穿たれ、作動レバー６の軸穴６ｈと調整レバーの軸穴７ｈと同軸にピン２８が挿入され、作動レバー６と調整レバー７はピン２８によって連結される。
なお、調整レバー７は、第８図（ａ）（ｂ）に示すように、ケース１から突出し、連動板４の進行方向にあるケース内壁１ｎにむかって開く形で形成される鋭角な中心角θｂ１（例えば、１１０°）を持ちその角の先端部は微小な半径（ｒ１＝０．２ｍｍ）の円弧である略扇形突起の軸１ｚｂにより支持され、この支持軸１ｚｂに対して垂直な２枚の板７ｘと７ｙ及びそれらと交差する形で結合した１枚の連結板７ｚによって構成される略コの字形状である。
調整レバーを構成する２枚の板７ｘと７ｙには、それぞれ前記調整レバー支持軸と同様に鋭角な中心角θｂ２（例えば、１４０°）を持ち、その角の先端部は微小な半径の円弧である略扇形軸穴７ｂが穿たれ、支持軸の中心角θｂ１は軸穴の中心角θｂ２よりも小さく、かつ支持軸１ｚｂの鋭角先端部円弧の半径は、軸穴７ｂの鋭角先端部の半径（ｒ２＝０．１７ｍｍ）よりも大きくなるように形成されている。
そして、調整レバー７を構成する２枚の板７ｘと７ｙにそれぞれ形成された略扇形軸穴７ｂにケース１から突出した支持軸１ｚｂが挿通され、調整レバー７は支持軸１ｚｂを支点部として回動を行う。
調整つまみ８は、ケース１に回転自在に取り付けられ、偏心カム部８ａは回転に応じて徐々に半径が小さくなるように形成される。
ここで、第１図において、周囲温度補償バイメタル５の下端部が連動板４の左端部によって押圧されることにより、作動レバー６と調整レバー７は時計方向に回動する。そして調整レバー７がある範囲まで回動すると、調整レバー７の上端部に形成される凸部７ｄと調整つまみ８の偏心カム部８ａが当接することで、調整レバー７の回動が規制される。
また、調整つまみ８が回転することで偏心カム部８ａと調整レバー７の上端部に形成される凸部７ｄが当接するまでの距離が変化するため、あらかじめ任意の位置に調整つまみ８を回転させておくことで、調整レバー７の回動範囲をつまみの位置に応じて任意に調節することができる。なお、接点の開閉状態を反転させるまでに必要な反転機構部への押込量は、作動レバー６と調整レバー７の回動量の合計によって決まる。
調整レバー７の回動量を規制することで、接点の開閉状態を反転させるまでに必要となる作動レバー６の回動量を変化させることができ、それはつまり、接点の開閉状態を反転させるまでに必要となる連動板４の変位量を変化させることを意味する。
この連動板４の変位量はバイメタル２の湾曲量に応動しており、バイメタル２の湾曲量は動作電流の大きさに応じて決まることから、調整つまみ８によって、動作電流の大きさに応じた任意の反転位置を調整することができる。
略Ｙの字形状の回転レバー９は、その中央の円筒部９ａがケース１に設けられた突出軸１ｚに挿通され、回転自在に保持されている。
また、上記円筒部９ａを中心として３方向に伸びる第１腕９ｂ、第２腕９ｃ及び第３腕９ｄにより構成され、第１腕９ｂは先端が２つの突出片９ｅ及び９ｆに分かれており、この２つの突出片で反転板１０の上部先端部分を挟持している。
また、第１腕９ｂの略中間には、常閉接触子２５を駆動するための突出部９ｋが形成されており、初期状態においてこの突出部９ｋと常閉接触子２５との間にはある一定の隙間を保持するように配置されている。
第２腕９ｃもまた先端が２つの突出片９ｇと９ｈに分かれており、この２つの突出片の間に常開可動接触子２７の左端部が入るように配置される。
そして、第３腕９ｄの先端は、第９図に示すように折れ曲がった表示片９ｊとなっており、この表示片９ｊがケース１の窓１ｗの方向へ突出している。
反転機構部が反転することで回転レバー９が回転し、突出片９ｋによって常閉接点が開かれ突出片９ｇによって常閉可動接触子２７が持ち上げられることで常開接点は閉じられる。
従って、表示片９ｊが窓１ｗから見えるかどうかで、接点の開閉状態を確認することができる。
反転機構支持部材１２は、その下部に第１の支点１２ａが、上部に第２の支点１２ｂが形成されている。
動作板１１に形成されたエッジ部１１ｅは反転機構支持部材１２の第１の支点１２ａに、反転板１０に形成されたエッジ部１０ｅは反転機構支持部材１２の第２の支点１２ｂに各々当接し、動作板１１の上部に穿った穴１１ａと反転板１０の上部に穿った穴１０ａとの間に引張コイルバネ２９が張架されている。
第１２図は、リセットバー及び切換板が組み付けられた後ケースに取り付けられるリセットバーケースの構造を示す図である。
図において、リセットバー１７はその両側面をリセットバーケース３０のガイド３０ａ及び３０ｂに摺動支持され、第１図において上下動可能に構成されており、そのバネ受け部１７ａとリセットバーケース３０に設けられたバネ受け部３０ｃとの間に戻しバネ３１を圧縮附勢して組み付けており、リセットバー１７は戻しバネ３１により上方に附勢されている。
また、リセットバー１７の下部の突起１７ｂは常開固定接触子２６の上面を押圧すべく配置される。
切換板１８はリセットバーケース３０の溝３０ｄに切換板１８の側面に形成される突起部１８ａを埋め込んで組み付けられており、切換板１８がリセットバーケース３０の溝３０ｄに沿って左右に移動することで、装置の接点動作後の復帰方式を手動復帰または自動復帰に切り換えることが可能となっている。
なお、第１図に示す状態は、手動復帰の状態を示すものである。
自動復帰の場合は、切換板１８を第１図の左方向に移動させることでリセットバー１７の凹部１７ｃに切換板を挿入させ、切換板１８の下面１８ｂとリセットバー１７の凹部１７ｃの切換板当接面１７ｄとの高低差の分だけリセットバーが下に移動することでリセットバー１７の下部の突起１７ｂが常開固定接触子２６の上面を一定量押し下げ、一度閉じた常開接点がバイメタル２からの力が働かなくなることで自動で開くように構成される。
次に、本発明の実施の形態に示す熱動式過電流継電器の動作について説明する。
第１図において、負荷が過負荷の状態になると、主回路電流が増大するのでバイメタル２の湾曲が大きくなり、このため連動板４がバイメタル２の先端に押圧されて左方向へ移動し、連動板４の左端部によって周囲温度補償バイメタル５の下端部を左方向に押圧する。
ここで、周囲温度補償バイメタル５は、作動レバー６と固定されているため、連動板４によって周囲温度補償バイメタル５が押圧されることで、作動レバー６は調整レバー７との連結ピン２８を中心として時計方向に回動する。
また同時に、調整レバー７も調整つまみ８の偏心カム部８ａに当接するまで時計方向に回動する。
調整レバー７の回動が規制されると、作動レバー６の回動中心である連結ピン２８の位置はそれ以上移動しなくなるため、作動レバー６は連結ピン２８を支点として動作板１１を時計方向に押圧する。
作動レバー６のＬ字形板６ａが動作板１１を押圧し時計方向に押し込むことで、動作板１１は反転機構支持部材１２の第１の支点１２ａを中心に時計方向に回動する。
この動作により動作板１１の穴１１ａは第１図の右方向へ移動し、動作板１１の穴１１ａと反転板１０の穴１０ａとを結ぶ直線上の引張コイルバネ２９が、反転板１０の穴１０ａと反転機構支持部材１２の第２の支点１２ｂとを結ぶ直線を右側に越える状態（デッドポイント）まで動作板１１が回動したとき、反転板１０に働く引張コイルバネ２９の引張力が反転機構支持部材１２の第２の支点１２ｂを中心として時計方向の力に反転するため、反転板１０は急速に時計方向の回動運動（トリップ動作）を行う。
このデットポイントに至るまでは、引張コイルバネ２９の引張力は反転機構支持部材１２の第２の支点１２ｂを中心とした反時計方向の力として反転板１０に作用する。
デットポイントを越えることで反転板１０が時計方向に回動すると、その上先端部によって回転レバー９の突出片９ｆが右方向に押圧され、回転レバー９はケース１の突出軸１ｚを中心として反時計方向に回転する。
この時、回転レバー９の突起部９ｋに常閉可動接触子２５が押圧されて変形し、接点２５ａは常閉固定接点２４ａより開離し開路する。
そして、回転レバー９の突出片９ｇに押圧されることで常開可動接触子２７は変形し、接点２７ａは常開固定接触子２６の接点２６ａと当接し閉路する。
上記反転動作完了状態（トリップ状態）において、ヒータ３の熱が充分に冷めるとバイメタル２の湾曲変形はもとの状態に戻る。
この時、リセットバー１７を、戻しバネ３１の弾性力に抗して手動により下方向に押し下げると、リセットバー１７の下部の突起１７ｂが常開固定接触子２６の上面を押圧し、常開固定接触子２６は下方向へ押し下げられる。
トリップ状態においては、常開固定接触子２６の接点２６ａと常開可動接触子２７の接点２７ａは当接しているため、常開固定接触子２６が押し下げられることで常開可動接触子２７を介して回転レバー９の第２腕９ｃの突出片９ｇも下方向に押し下げられることになる。
これにより、回転レバー９はケース１の突出軸１ｚを中心として時計方向に回転し、第１腕９ｂの突出片９ｆに押されて反転板１０は左に移動する。
そして、反転板１０の穴１０ａが、反転機構支持部材１２の第１の支点１２ａと第２の支点１２ｂを結ぶ直線よりも左側に移動したとき、反転板１０に働く引張コイルバネ２９の引張力が反転機構支持部材１２の第２の支点１２ｂを中心として反時計方向に反転するため、反転板１０は急速に反時計方向の回動運動（リセット動作）を行う。
反転板１０がリセット動作を行うことで、反転板１０の上先端部が回転レバー９の第１腕の突出片９ｅを左方向へ押圧し、回転レバー９はケース１の突出軸１ｚを中心として反転板１０の作用力により時計方向に回転する。
従って、リセットバー１７では、反転板１０がリセット動作を開始する位置まで常開固定接触子２６を押し下げればよく、その後リセットバー１７は戻しバネ３１の弾性力によりもとの状態に戻る。
回転レバー９は反転板１０の作用力により時計方向に回転し初期状態（リセット状態）に戻り、常開接点は開路され常閉接点は閉路される。なお、以上の説明は手動復帰の場合のリセット方式である。
自動復帰の場合は、切換板１８をリセットバー１７の凹部１７ｃに挿入することでリセットバー１７を下方に移動させ突起部１７ｂで常開固定接触子２６を押し下げた状態でリセットバー６６が固定される。
従って、ヒータ３の熱が冷えると、反転板１０に働く引張コイルバネ２９の引張力が自動的に時計方向から反時計方向へと反転し、リセットバー１７を手動で押圧せずとも自動的にリセット動作が行われる。
次に、この発明による熱動式過電流継電器の調整レバー７の軸１ｚｂを支点部とした回転動作について説明する。
本実施の形態において、調整レバー７の略扇形軸穴中心角θｂ２と調整レバー７を支持するための略扇形支持軸中心角θｂ１との角度差が、使用可能な主回路電流の範囲に応じた調整レバー７の所用回動範囲とほぼ等しく、調整レバー７が必要以上に回動することを抑制するように形成されている。
また、調整レバー７の略扇形軸穴の中心角θｂ２側半径ｒ２と調整レバー７を支持するための略扇形支持軸中心角θｂ１側半径ｒ１との関係は、支持軸１ｚｂの半径ｒ１の方が大きく形成されている。
ここで、負荷が過負荷の状態ではなく熱動式過電流継電器に流れる電流に異常がない場合では、第１３図（ａ）に示されるように調整レバー７の支持軸１ｚｂと軸穴７ｂには干渉を避けるための寸法差が存在し、この寸法差のため調整レバー７には自由にがたついてしまう。
しかし、負荷が過負荷の状態となりバイメタル２が湾曲することで連動板４が第１図の左方向へと移動して周囲温度補償バイメタル５を同じく左方向へと押圧すると、調整レバー７にも左方向への力が加わることになる。
その結果、第１３図（ｂ）に示すように、調整レバー支持軸１ｚｂの鋭角先端部円弧は軸穴７ｂにおける内壁Ｖ字部のいずれかの壁面と当接し（この時の接点をＡ１とおく）、さらに連動板４にて左方向へと力が加えられることにより接点Ａ１はスライドして行きいずれは第１３図（ｃ）のように接点Ａ１およびＡ２の２点で当接することになる。
このように、調整レバー支持軸１ｚｂの鋭角先端部円弧が調整レバー軸穴７ｂの内壁Ｖ字部と２点で当接した後は、調整レバー７は支持軸１ｚｂの鋭角先端部円弧の円周上にある２当接点Ａ１およびＡ２から引いた２本の法線の交わる点（ｘ、ｙ）を中心として回動運動を行うことになる。また、負荷が過負荷の状態ではバイメタル２は湾曲した状態であるため、調整レバー７は常に左方向に力を受けるから、調整レバー軸穴７ｂは支持軸１ｚｂの鋭角先端部円弧と常に２点で当接することになり、回動中心（ｘ、ｙ）の位置も必ず同じ位置に定まることになるため、調整レバー７はがたつきが生じることなく確実に位置が決定される。
調整レバー７の回動中心（ｘ、ｙ）が必ず同じ位置に定まると、あらかじめ任意の位置につまみ８を回転させた後でその状態を保持しておけば、第１４図に示すように、調整レバー７の上端部に形成される凸部７ｄと調整つまみ８の偏心カム部８ａの当接点（ｔｘ、ｔｙ）および調整レバー７に設けられた作動レバー６の回動中心となる連結ピン２８の中心座標（ｓｘ、ｓｙ）も、それぞれ確実に同じ位置に定まるため、狙い通りの位置で接点を開閉することが可能となり、動作特性ばらつきを生じにくい、精度の高い調整機構となる。
一方、第１３図（ｄ）に示すように、調整レバー軸穴７ｂの中心角θｂ２側半径ｒ２よりも調整レバー支持軸１ｚｂの中心角θｂ１側半径ｒ１の方が小さく形成されていると、支持軸１ｚｂと軸穴７ｂは２点で当接することなく１点で当接し、その接点Ａ３は軸穴７ｂの内壁Ｖ字部および円弧部を自由に移動できるので、回動中心が定まることはなく、調整レバー７の位置も確実に決定することができない。
また、調整レバー７は上下２枚の板で構成されているため、２枚の板それぞれに定まる回動中心点をを結んだ直線が調整レバー７の回動中心軸として確実に同じ位置に定まることで、上下左右方向のがたつきだけでなく手前奥行き方向のがたつきにも強く動作特性ばらつきを生じにくい、精度の高い調整機構となる。
また、調整レバー７の略扇形軸穴中心角θｂ２と、調整レバー７を支持するための略扇形支持軸中心角θｂ１との角度差が、使用可能な主回路電流の範囲に応じた調整レバー７の所用回動範囲を考慮して形成されているため、調整レバー７が必要以上に回動することが抑制され、調整レバー７の過押圧にによる動作板の変形を防止することができ、動作特性のばらつきの生じにくい精度の高い調整機構となる。
実施の形態２．
この発明による熱動式過電流継電器の一実施の形態を第１５図において説明する。
本実施の形態では、実施の形態１に記載の熱動式過電流継電機において、ケース１より突出した軸１ｚｂは、その太さよりも幅の狭いリブ１ｚｒによって軸１ｚｂの上部を除いてケース内壁１ｎと連結される。
一方、調整レバー７を構成する２枚の板のうち軸１ｚｂの根元に近い側の板７ｙは、軸１ｚｂとの係合部の形状がリブ１ｚｒの幅よりも広く軸１ｚｂの太さよりも小さい切欠部７ｋが設けられた略逆Ｃ形をしており、調整レバー７が使用可能な主回路電流の範囲に応じた所用の回動を行っても、リブ１ｚｒと干渉せずなおかつ常に軸１ｚｂとの引っ掛かり部をもつように形成される。
そのため、調整レバー支持軸１ｚｂが傾くことを防ぎつつ調整レバー７はリブとは干渉せず支持軸１ｚｂとは常に引っかかり部を持つため左右方向への抜け止めとなり、支持軸１ｚｂの傾きによる動作特性ばらつきと調整レバー７の傾きによる動作特性ばらつきを抑制することができる。
実施の形態３．
本実施の形態では、第１６図に示される如く、調整レバー７の２枚の板７ｘと７ｙのほぼ中央に、調整レバー７が調整つまみ８の偏心カム部８ａと当接する凸部７ｄが位置するように形成されたものである。
そのため、調整レバー７に連動板４からの力が加わる時の力の方向が、調整レバー支持軸１ｚｂに対し垂直方向となり、調整レバー７の回動に捻りがなくなり、動作特性ばらつきを生じにくい、精度の高い調整機構となる。
実施の形態４．
本実施の形態では、第１７図に示される如く、調整レバー７の上端部に形成される凸部７ｄ上に円弧部７ｄｒが形成され、調整レバー７の所要回動範囲内において調整つまみ８の偏心カム部８ａと常にこの円弧部７ｄｒ上で当接するように調整レバー７が構成されるから、調整時に当接位置が不安定な領域が存在することなく、動作特性がばらつかず動作精度の高い調整機構となる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかる熱動式過電流継電器は、モータ等の過負荷保護の目的でトリップ動作を行う熱動式過電流継電器の動作特性ばらつき抑制に用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明による熱動式過電流継電器の内部構造を示した図である。
第２図は、この発明による熱動式過電流継電器の側面断面図である。
第３図は、電源側、負荷側主回路端子及びバイメタルの構成を示す図である。
第４図は、熱動式過電流継電器の端子部を示した外観図である。
第５図は、熱動式過電流継電器の内部構造の詳細を示す構成図である。
第６図は、熱動式過電流継電器の内部構造の詳細を示す構成図である。
第７図は、熱動式過電流継電器の内部構造の詳細を示す構成図である。
第８図は、調整レバー支持軸及び調整レバーを示した状態図である。
第９図は、回転レバーの構造を示した構成図である。
第１０図は、熱動式過電流継電器の内部構造の詳細を示す構成図である。
第１１図は、熱動式過電流継電器の内部構造の詳細を示す構成図である。
第１２図は、リセットバーケースの構造を示す構造図である。
第１３図は、調整レバー支持軸の鋭角先端部円弧と調整レバー軸穴の内壁Ｖ字部との当接関係を示した状態図である。
第１４図は、調整レバーと調整つまみ及び作動レバーの位置関係を示した図である。
第１５図は、調整レバー支持軸及び調整レバーを示した状態図である。
第１６図は、調整レバーを示した構造図である。
第１７図は、従来の熱動式過電流継電器の内部構造を示した図である。
第１８図は、調整レバーと調整つまみ偏心カム部との当接位置関係を示した図である。
第１９図は、従来の調整レバー支持軸の構造を示した図である。
第２０図は、従来の調整レバー支持軸及び調整レバー軸穴の位置関係を示した状態図である。
第２１図は、従来の調整レバー支持軸及び調整レバー軸穴の位置関係を示した状態図である。
第２２図は、従来の調整レバーと調整つまみ偏心カム部との当接位置関係を示した図である。
この発明は、モータ等の過負荷保護の目的で使用される熱動式過電流継電器の動作電流調整機構に関するものである。
背景技術
例えば、特許第２８８０８４８号公報に従来の熱動式過電流継電器（サーマルリレー）が示されている。
また同様に、第１８図は従来の熱動式過電流継電器を示したものである。この種の熱動式過電流継電器は、主回路電流に応動して湾曲するバイメタル２と、バイメタル２の先端に当接しその変位を伝達する連動板４と、ケース１から突出した軸１ｚａにより支持され使用可能な主回路電流の範囲に応じた所要範囲内で自在に回動する調整レバー７Ａと、調整レバー７Ａにより支持され連動板４によって加えられる力で回動し接点の開閉状態を反転させる反転機構部に作用する作動レバー６と、調整レバー７Ａとの当接部に回転中心からの距離が徐々に小さくなる偏心カム部８ａを持つ調整つまみ８とを備える。
反転機構部は作動レバー６が回動することにより押圧され、所要押込量に達することで接点の開閉状態を反転させる。
この反転機構部への押込量は、調整レバー７Ａの回動量と作動レバー６の回動量の合計により定まる。
従って、調整つまみ８を回転させて偏心カム部８ａと調整レバー７Ａとの当接距離を変化させ調整レバー７Ａの回動範囲を規制することにより、接点の開閉状態を反転させるまでに要するバイメタル２の変位量を調整することができる。
上述したような熱動式過電流継電器には、調整レバー支持軸１ｚａと軸穴７Ａａにお互いが干渉することなく回動するための寸法差が必要となる。
ここで、例えば第１９図（ａ）のように支持軸１ｚａが円柱で軸穴７Ａａが円の場合、支持軸円柱の径と軸穴円の径の寸法差により第２０図に示すように調整レバーが上下左右方向にがたつき、また第２１図に示すように調整レバー７Ａの上部と下部が傾くといったような手前奥行き方向にがたつきが生じてしまう。
このように、支持軸１ｚａと軸穴７Ａａの寸法差によるがたつきによって調整レバー７Ａの位置が安定しないことから、調整レバー７Ａに支持される作動レバー６の回転中心（７Ａｈ）もずれ、連動板４によって加えられる力で回動するトリップ動作の変位量が安定しないので、狙い通りのバイメタル変位量で接点を開閉することが難しくなり、また動作毎に接点開閉ポイントが変わってしまうという動作特性ばらつきを生じる課題があった。
また、調整レバー７Ａが第１８図の反時計方向に回動しすぎると、連動板４と作動レバー６に一体化された周囲温度補償バイメタル５との当接部を支点として作動レバー６が回動し、動作板１１に過押圧がかかり動作板１１が変形してしまうため、接点開閉ポイントが変わってしまい動作特性にばらつきが生じるという課題があった。
また、力や熱などが加わることによって調整レバー支持軸１ｚａの傾きがに変化してしまうと、その度に調整レバー７ａの位置も変化するので、接点開閉ポイントも変わってしまうという動作特性ばらつきを生じる課題があった。
ここで、調整レバー支持軸１ｚａの傾きを防ぐために第１９図（ｂ）のようなリブ１ｚｒを立てた場合、調整レバー７Ａを構成する２枚の板のうち少なくとも一方は切欠部を設ける必要があり、この切欠部が小さすぎると調整レバー７Ａがリブ１ｚｒと干渉することで回動を規制してしまい、大きすぎると調整レバー７Ａの一方の板は第１８図における右方向の抜け止めがない状態となる。
そのため、調整レバー回動時に捻りが加わり易く調整レバー支持軸１ｚａと調整レバー軸穴７Ａａの寸法差分だけ調整レバー７Ａが斜めに傾いた状態になると、調整レバー７Ａに支持されている作動レバー６の回動軸も調整レバー支持軸１ｚａに対し平行ではなくなってしまうため作動レバー６の回動運動が調整レバー支持軸１ｚａに対して垂直な平面上で行われず狙い通りのバイメタル変位量で接点を開閉することが難しくなり、また調整レバー７Ａの傾きが動作毎に異なってしまうとその度に接点開閉ポイントが変わってしまうという動作特性ばらつきを生じる課題があった。
また、調整レバー７Ａと調整つまみ８の偏心カム部８ａの当接部が調整レバー７Ａを構成する２枚の板のうちのどちら側かに偏った位置にある場合、偏心カム部８ａに調整レバー７Ａが当接した状態で連動板４より力が加えられると、その力の方向は調整レバー支持軸１ｚａに対して垂直な方向ではなく当接部の偏りの分だけ捻る方向に働く。
そのため、調整レバー支持軸１ｚａと調整レバー軸穴７Ａａの寸法差分だけ調整レバー７Ａは斜めに傾いた状態となり、調整レバー７Ａに支持されている作動レバー６の回動軸も調整レバー支持軸１ｚａに対し平行ではなくなってしまうため、作動レバー６の回動運動が調整レバー支持軸１ｚａに対して垂直な平面上で行われず狙い通りのバイメタル変位量で接点を開閉することが難しくなり、また調整レバー７Ａの傾きが動作毎に異なってしまうとその度に接点開閉ポイントが変わってしまうという動作特性ばらつきを生じる課題があった。
さらに、調整レバー７Ａと調整つまみ８の偏心カム部８ａの当接位置が、調整レバー７Ａの所要回動範囲内において、第２２図（ａ）のように調整レバー７Ａの先端下部で当接している状態と第２２図（ｂ）のように調整レバー７Ａの先端上部で当接している状態の２つの状態に不連続に当接してしまうように調整レバー７Ａが構成されていると、調整レバー７Ａの所要回動範囲内で第２２図（ｃ）に示すθｎｇの範囲は当接位置が安定しない領域となってしまうため、その領域では動作特性が大きくばらつくという課題があった。
一方、特許第２８８０８４８号公報に記載の熱動式過負荷継電器（サーマルリレー）において、この公報に記載の技術では、ケース内周面に突設された円柱状の軸リブによって支持され互いに平行な略コ形の調整レバーを用いて動作電流を調整しているが、上述のような、調整レバーの位置が安定しないことを要因とする動作特性ばらつきが生じず精度の高い動作電流調整機構については何ら開示されていない。
発明の開示
本発明では、係る問題点を解決するためになされたもので、動作特性ばらつきが生じず精度の高い動作電流調整機構を備えた熱動式過電流継電器を得ることを目的とする。
この目的を達成するために、第１の観点によれば、主回路電流に応動して湾曲するバイメタルと、このバイメタルの変位を伝達する連動板と、ケースから突出した軸により支持され使用可能な主回路電流の範囲に応じた所要範囲内で自在に回動する調整レバーと、この調整レバーによって支持され連動板から加えられる力で回動し接点の開閉状態を反転させる反転機構部に作用する作動レバーと、反転開始までに必要な連動板変位距離を変化させる調整つまみを備えた熱動式過電流継電器において、調整レバー支持軸はその断面形状が前記連動板の進行方向にあるケース内壁にむかって開く形で形成される鋭角な中心角を持つ略扇形突起であり、調整レバーは支持軸の中心角より大きな角度を有した支持軸に挿入される略扇形の軸穴が形成するものである。
また、調整レバー支持軸の断面形状は、中心角部分に微小な半径の円弧が形成された扇形形状をなし、該微小半径の円弧上の２点で調整レバーの軸穴内壁面に当接するものである。
また、調整レバーは支持軸に対して垂直な２枚の板及びそれらと交差する形で結合した１枚の連結板によって構成される略コの字形状をしており、支持軸に挿入される調整レバーの２枚の板にもそれぞれ略扇形の軸穴が形成されるものである。
また、調整レバー支持軸の中心角と軸穴の中心角の差が使用可能な主回路電流の範囲に応じた調整レバーの所要回動範囲とほぼ等しい角度であるものである。
また、ケースから突出した調整レバー支持軸は、連動板の進行方向にあるケース内壁から突き出た調整レバー支持軸の太さよりも幅の狭いリブによって支持軸とケース内壁が支持軸の上部を除いて連結され、調整レバー支持軸の根元に近い方の板と支持軸との係合部は支持軸と連結されたリブの幅よりも大きくかつ支持軸の太さよりも小さい切欠部が設けられた逆Ｃ形をしており、調整レバーが使用可能な主回路電流の範囲に応じた所要の回動を行ってもリブとは干渉せずなおかつ常に支持軸との引っ掛かり部を持つものである。
また、調整レバー支持軸に垂直な調整レバーを構成する２枚の板間のほぼ中央に、調整レバーと調整つまみの当接部が位置するものである。
さらに、調整レバー先端に設けられる調整つまみの偏心カム部との当接部に円弧部が形成され、調整レバーの所要回動範囲内において、調整つまみの偏心カム部との当接位置は常にその円弧部内のいずれかで当接するように形成されるものである。
発明を実施するための最良の形態
この発明による熱動式過電流継電器の一実施形態を第１図から第１４図を用いて説明する。
第１図は、本実施の形態における熱動式過電流継電器の構成を示した図、第２図は、側面断面図である。
図において、１はケース、２は主回路電流に応動して湾曲する各相毎に設けられたバイメタルであり、主回路電流が流れて発熱するヒータ３により加熱されて破線で図示したように図中左方向に湾曲変形する。
４はバイメタル２の先端に当接しその変位を伝達する連動板であり、各極のバイメタル２の先端に当接し、バイメタル２の湾曲量に応じて連動板４は第１図の左方向へと移動しその左端部で周囲温度補償バイメタル５の下端部を押圧するように配置されている。
５は周囲温度補償バイメタル、６は調整レバー７により支持され連動板４によって加えられる力で回動し接点の開閉状態を反転させる反転機構部に作用する作動レバー、７はケース１から突出した軸１ｚｂにより支持され使用可能な主回路電流の範囲に応じた所要範囲内で自在に回動する調整レバー、８は調整レバー７との当接部に回転中心からの距離が徐々に小さくなる偏心カム部８ａを持つ調整つまみ、９は中央の円筒部９ａがケース１に設けられた突出軸１ｚに挿通され、回転自在に保持された略Ｙの字形状の回転レバー、１０は反転板、１１は動作板、１２は反転機構支持部材、１３はケース１に圧入固定された常開固定側端子、１４はケース１に圧入固定された常開可動側端子、１５は電源側主回路端子、１６はＬ字形状を有した負荷側主回路端子、１７はリセット動作を行うためのリセットバー、１８はリセット動作の手動、自動を切り換える切換板、１９は締付ネジ、２０は負荷側主回路（外部回路）接続用の端子ネジである。
第３図は、電源側、負荷側主回路端子及びバイメタルの構成を示す図である。図において、負荷側主回路端子１６は、Ｌ字形状の一端１６ａには端子ネジ２０が螺着されており、他端１６ｂは溶接等の手段によりバイメタル支持部材２１に電気的・機械的に接続している。ここで、バイメタル支持部材２１は、その舌部２１ａにバイメタル２の上端を溶接等の手段で電気的・機械的に接合固定している。
電源側主回路端子１５は、その一端１５ａがヒータ３の上端部３ａと溶接等の手段により電気的に接続され、他端１５ｂが電磁接触器（図示せず）等の電源回路の端子に螺着される。
耐熱性を有する樹脂からなるヒータ支持対２２は、その第１溝部２２ａで電源側主回路端子１５を挟持することにより固定し、第２溝部２２ｂでバイメタル支持部材２１の舌部２１ａとバイメタル２の上端の接合部を各々挟持することにより固定している。また、その右端部に形成した円柱状のピン２２ｃをバイメタル支持部材２１の上端に穿った穴２１ｃに挿通している。
すなわち、ヒータ支持対２２は、第３図に示すように、電源側主回路端子１５、バイメタル支持部材２１、バイメタル２、ヒータ３等の主回路および加熱素子周辺部品を連結一体化する機能を有している。
このように一体化されて第３図のように組立てられた加熱素子はケース１に収納され、このとき、ヒータ支持対２２のピン２２ｃの先端は、ケース１の穴１ｘに挿通され、このピン２２ｃを中心とした回転自在の状態において、バイメタル２の先端が各相の相互位置で等しくなるように調整された後、締付ネジ１９でバイメタル支持部材２１の下端２１ｂがケース１に固定される。
第４図は、熱動式過電流継電器の端子部を示した外観図である。
図において、常閉固定側端子２３、常閉可動側端子２４は、ケース１に圧入固定されている。
なお常閉接点の構造としては、第７図に示される如く、常閉可動側端子２３には、弾性及び導電性を有する金属薄板よりなり、かしめ等の手段で電気的・機械的に常閉可動側端子２３に接続固定されているる常閉可動接触子２５が存在する。常閉固定側端子２４の上部には常閉可動接触子２５の接点２５ａに対抗配置されるように固定接点２４ａが形成され、外力を作用させないときにこの固定接点２４ａに接触するように常閉可動接触子２５はばね力を有している。
これら接点２５ａと接点２４ａの当接開離により常閉接点が構成されている。
第５図〜第１１図は、内部構造の詳細を示す構成図である。
図において、２６、２７はいずれも弾性及び導電性を有する金属薄板よりなり、常開固定側端子１３、常開可動側端子１４に各々その右端部をかしめ等の手段により電気的・機械的に接続固定されている常開固定接触子、常開可動接触子である。
また、常開固定接触子２６と常開可動接触子２７は、各々かしめ側と逆端部に、互いに対向するように接点２６ａ及び接点２７ａが設けられており、これら接点２６ａと接点２７ａの当接開離により常開接点が構成されている。
そして、常開可動接触子２７は回転レバー９によって操作され、反転機構部と連動して常開接点の開閉を行う。
作動レバー６は、Ｌ字形板６ａとそれに連結された２枚の側面板６ｘ及び６ｙにより構成され、側面板６ｘ及び６ｙにはそれら２枚を貫通する軸穴６ｈが穿たれる。
Ｌ字形板６ａの中央下部には周囲温度補償バイメタル５の上部が溶接などの手段で固定され、作動レバー６と周囲温度補償バイメタル５は一体化して形成されている。
調整レバー７の下部には調整レバーを構成する２枚の板７ｘ及び７ｙを貫通する軸穴７ｈが穿たれ、作動レバー６の軸穴６ｈと調整レバーの軸穴７ｈと同軸にピン２８が挿入され、作動レバー６と調整レバー７はピン２８によって連結される。
なお、調整レバー７は、第８図（ａ）（ｂ）に示すように、ケース１から突出し、連動板４の進行方向にあるケース内壁１ｎにむかって開く形で形成される鋭角な中心角θｂ１（例えば、１１０°）を持ちその角の先端部は微小な半径（ｒ１＝０．２ｍｍ）の円弧である略扇形突起の軸１ｚｂにより支持され、この支持軸１ｚｂに対して垂直な２枚の板７ｘと７ｙ及びそれらと交差する形で結合した１枚の連結板７ｚによって構成される略コの字形状である。
調整レバーを構成する２枚の板７ｘと７ｙには、それぞれ前記調整レバー支持軸と同様に鋭角な中心角θｂ２（例えば、１４０°）を持ち、その角の先端部は微小な半径の円弧である略扇形軸穴７ｂが穿たれ、支持軸の中心角θｂ１は軸穴の中心角θｂ２よりも小さく、かつ支持軸１ｚｂの鋭角先端部円弧の半径は、軸穴７ｂの鋭角先端部の半径（ｒ２＝０．１７ｍｍ）よりも大きくなるように形成されている。
そして、調整レバー７を構成する２枚の板７ｘと７ｙにそれぞれ形成された略扇形軸穴７ｂにケース１から突出した支持軸１ｚｂが挿通され、調整レバー７は支持軸１ｚｂを支点部として回動を行う。
調整つまみ８は、ケース１に回転自在に取り付けられ、偏心カム部８ａは回転に応じて徐々に半径が小さくなるように形成される。
ここで、第１図において、周囲温度補償バイメタル５の下端部が連動板４の左端部によって押圧されることにより、作動レバー６と調整レバー７は時計方向に回動する。そして調整レバー７がある範囲まで回動すると、調整レバー７の上端部に形成される凸部７ｄと調整つまみ８の偏心カム部８ａが当接することで、調整レバー７の回動が規制される。
また、調整つまみ８が回転することで偏心カム部８ａと調整レバー７の上端部に形成される凸部７ｄが当接するまでの距離が変化するため、あらかじめ任意の位置に調整つまみ８を回転させておくことで、調整レバー７の回動範囲をつまみの位置に応じて任意に調節することができる。なお、接点の開閉状態を反転させるまでに必要な反転機構部への押込量は、作動レバー６と調整レバー７の回動量の合計によって決まる。
調整レバー７の回動量を規制することで、接点の開閉状態を反転させるまでに必要となる作動レバー６の回動量を変化させることができ、それはつまり、接点の開閉状態を反転させるまでに必要となる連動板４の変位量を変化させることを意味する。
この連動板４の変位量はバイメタル２の湾曲量に応動しており、バイメタル２の湾曲量は動作電流の大きさに応じて決まることから、調整つまみ８によって、動作電流の大きさに応じた任意の反転位置を調整することができる。
略Ｙの字形状の回転レバー９は、その中央の円筒部９ａがケース１に設けられた突出軸１ｚに挿通され、回転自在に保持されている。
また、上記円筒部９ａを中心として３方向に伸びる第１腕９ｂ、第２腕９ｃ及び第３腕９ｄにより構成され、第１腕９ｂは先端が２つの突出片９ｅ及び９ｆに分かれており、この２つの突出片で反転板１０の上部先端部分を挟持している。
また、第１腕９ｂの略中間には、常閉接触子２５を駆動するための突出部９ｋが形成されており、初期状態においてこの突出部９ｋと常閉接触子２５との間にはある一定の隙間を保持するように配置されている。
第２腕９ｃもまた先端が２つの突出片９ｇと９ｈに分かれており、この２つの突出片の間に常開可動接触子２７の左端部が入るように配置される。
そして、第３腕９ｄの先端は、第９図に示すように折れ曲がった表示片９ｊとなっており、この表示片９ｊがケース１の窓１ｗの方向へ突出している。
反転機構部が反転することで回転レバー９が回転し、突出片９ｋによって常閉接点が開かれ突出片９ｇによって常閉可動接触子２７が持ち上げられることで常開接点は閉じられる。
従って、表示片９ｊが窓１ｗから見えるかどうかで、接点の開閉状態を確認することができる。
反転機構支持部材１２は、その下部に第１の支点１２ａが、上部に第２の支点１２ｂが形成されている。
動作板１１に形成されたエッジ部１１ｅは反転機構支持部材１２の第１の支点１２ａに、反転板１０に形成されたエッジ部１０ｅは反転機構支持部材１２の第２の支点１２ｂに各々当接し、動作板１１の上部に穿った穴１１ａと反転板１０の上部に穿った穴１０ａとの間に引張コイルバネ２９が張架されている。
第１２図は、リセットバー及び切換板が組み付けられた後ケースに取り付けられるリセットバーケースの構造を示す図である。
図において、リセットバー１７はその両側面をリセットバーケース３０のガイド３０ａ及び３０ｂに摺動支持され、第１図において上下動可能に構成されており、そのバネ受け部１７ａとリセットバーケース３０に設けられたバネ受け部３０ｃとの間に戻しバネ３１を圧縮附勢して組み付けており、リセットバー１７は戻しバネ３１により上方に附勢されている。
また、リセットバー１７の下部の突起１７ｂは常開固定接触子２６の上面を押圧すべく配置される。
切換板１８はリセットバーケース３０の溝３０ｄに切換板１８の側面に形成される突起部１８ａを埋め込んで組み付けられており、切換板１８がリセットバーケース３０の溝３０ｄに沿って左右に移動することで、装置の接点動作後の復帰方式を手動復帰または自動復帰に切り換えることが可能となっている。
なお、第１図に示す状態は、手動復帰の状態を示すものである。
自動復帰の場合は、切換板１８を第１図の左方向に移動させることでリセットバー１７の凹部１７ｃに切換板を挿入させ、切換板１８の下面１８ｂとリセットバー１７の凹部１７ｃの切換板当接面１７ｄとの高低差の分だけリセットバーが下に移動することでリセットバー１７の下部の突起１７ｂが常開固定接触子２６の上面を一定量押し下げ、一度閉じた常開接点がバイメタル２からの力が働かなくなることで自動で開くように構成される。
次に、本発明の実施の形態に示す熱動式過電流継電器の動作について説明する。
第１図において、負荷が過負荷の状態になると、主回路電流が増大するのでバイメタル２の湾曲が大きくなり、このため連動板４がバイメタル２の先端に押圧されて左方向へ移動し、連動板４の左端部によって周囲温度補償バイメタル５の下端部を左方向に押圧する。
ここで、周囲温度補償バイメタル５は、作動レバー６と固定されているため、連動板４によって周囲温度補償バイメタル５が押圧されることで、作動レバー６は調整レバー７との連結ピン２８を中心として時計方向に回動する。
また同時に、調整レバー７も調整つまみ８の偏心カム部８ａに当接するまで時計方向に回動する。
調整レバー７の回動が規制されると、作動レバー６の回動中心である連結ピン２８の位置はそれ以上移動しなくなるため、作動レバー６は連結ピン２８を支点として動作板１１を時計方向に押圧する。
作動レバー６のＬ字形板６ａが動作板１１を押圧し時計方向に押し込むことで、動作板１１は反転機構支持部材１２の第１の支点１２ａを中心に時計方向に回動する。
この動作により動作板１１の穴１１ａは第１図の右方向へ移動し、動作板１１の穴１１ａと反転板１０の穴１０ａとを結ぶ直線上の引張コイルバネ２９が、反転板１０の穴１０ａと反転機構支持部材１２の第２の支点１２ｂとを結ぶ直線を右側に越える状態（デッドポイント）まで動作板１１が回動したとき、反転板１０に働く引張コイルバネ２９の引張力が反転機構支持部材１２の第２の支点１２ｂを中心として時計方向の力に反転するため、反転板１０は急速に時計方向の回動運動（トリップ動作）を行う。
このデットポイントに至るまでは、引張コイルバネ２９の引張力は反転機構支持部材１２の第２の支点１２ｂを中心とした反時計方向の力として反転板１０に作用する。
デットポイントを越えることで反転板１０が時計方向に回動すると、その上先端部によって回転レバー９の突出片９ｆが右方向に押圧され、回転レバー９はケース１の突出軸１ｚを中心として反時計方向に回転する。
この時、回転レバー９の突起部９ｋに常閉可動接触子２５が押圧されて変形し、接点２５ａは常閉固定接点２４ａより開離し開路する。
そして、回転レバー９の突出片９ｇに押圧されることで常開可動接触子２７は変形し、接点２７ａは常開固定接触子２６の接点２６ａと当接し閉路する。
上記反転動作完了状態（トリップ状態）において、ヒータ３の熱が充分に冷めるとバイメタル２の湾曲変形はもとの状態に戻る。
この時、リセットバー１７を、戻しバネ３１の弾性力に抗して手動により下方向に押し下げると、リセットバー１７の下部の突起１７ｂが常開固定接触子２６の上面を押圧し、常開固定接触子２６は下方向へ押し下げられる。
トリップ状態においては、常開固定接触子２６の接点２６ａと常開可動接触子２７の接点２７ａは当接しているため、常開固定接触子２６が押し下げられることで常開可動接触子２７を介して回転レバー９の第２腕９ｃの突出片９ｇも下方向に押し下げられることになる。
これにより、回転レバー９はケース１の突出軸１ｚを中心として時計方向に回転し、第１腕９ｂの突出片９ｆに押されて反転板１０は左に移動する。
そして、反転板１０の穴１０ａが、反転機構支持部材１２の第１の支点１２ａと第２の支点１２ｂを結ぶ直線よりも左側に移動したとき、反転板１０に働く引張コイルバネ２９の引張力が反転機構支持部材１２の第２の支点１２ｂを中心として反時計方向に反転するため、反転板１０は急速に反時計方向の回動運動（リセット動作）を行う。
反転板１０がリセット動作を行うことで、反転板１０の上先端部が回転レバー９の第１腕の突出片９ｅを左方向へ押圧し、回転レバー９はケース１の突出軸１ｚを中心として反転板１０の作用力により時計方向に回転する。
従って、リセットバー１７では、反転板１０がリセット動作を開始する位置まで常開固定接触子２６を押し下げればよく、その後リセットバー１７は戻しバネ３１の弾性力によりもとの状態に戻る。
回転レバー９は反転板１０の作用力により時計方向に回転し初期状態（リセット状態）に戻り、常開接点は開路され常閉接点は閉路される。なお、以上の説明は手動復帰の場合のリセット方式である。
自動復帰の場合は、切換板１８をリセットバー１７の凹部１７ｃに挿入することでリセットバー１７を下方に移動させ突起部１７ｂで常開固定接触子２６を押し下げた状態でリセットバー６６が固定される。
従って、ヒータ３の熱が冷えると、反転板１０に働く引張コイルバネ２９の引張力が自動的に時計方向から反時計方向へと反転し、リセットバー１７を手動で押圧せずとも自動的にリセット動作が行われる。
次に、この発明による熱動式過電流継電器の調整レバー７の軸１ｚｂを支点部とした回転動作について説明する。
本実施の形態において、調整レバー７の略扇形軸穴中心角θｂ２と調整レバー７を支持するための略扇形支持軸中心角θｂ１との角度差が、使用可能な主回路電流の範囲に応じた調整レバー７の所用回動範囲とほぼ等しく、調整レバー７が必要以上に回動することを抑制するように形成されている。
また、調整レバー７の略扇形軸穴の中心角θｂ２側半径ｒ２と調整レバー７を支持するための略扇形支持軸中心角θｂ１側半径ｒ１との関係は、支持軸１ｚｂの半径ｒ１の方が大きく形成されている。
ここで、負荷が過負荷の状態ではなく熱動式過電流継電器に流れる電流に異常がない場合では、第１３図（ａ）に示されるように調整レバー７の支持軸１ｚｂと軸穴７ｂには干渉を避けるための寸法差が存在し、この寸法差のため調整レバー７には自由にがたついてしまう。
しかし、負荷が過負荷の状態となりバイメタル２が湾曲することで連動板４が第１図の左方向へと移動して周囲温度補償バイメタル５を同じく左方向へと押圧すると、調整レバー７にも左方向への力が加わることになる。
その結果、第１３図（ｂ）に示すように、調整レバー支持軸１ｚｂの鋭角先端部円弧は軸穴７ｂにおける内壁Ｖ字部のいずれかの壁面と当接し（この時の接点をＡ１とおく）、さらに連動板４にて左方向へと力が加えられることにより接点Ａ１はスライドして行きいずれは第１３図（ｃ）のように接点Ａ１およびＡ２の２点で当接することになる。
このように、調整レバー支持軸１ｚｂの鋭角先端部円弧が調整レバー軸穴７ｂの内壁Ｖ字部と２点で当接した後は、調整レバー７は支持軸１ｚｂの鋭角先端部円弧の円周上にある２当接点Ａ１およびＡ２から引いた２本の法線の交わる点（ｘ、ｙ）を中心として回動運動を行うことになる。また、負荷が過負荷の状態ではバイメタル２は湾曲した状態であるため、調整レバー７は常に左方向に力を受けるから、調整レバー軸穴７ｂは支持軸１ｚｂの鋭角先端部円弧と常に２点で当接することになり、回動中心（ｘ、ｙ）の位置も必ず同じ位置に定まることになるため、調整レバー７はがたつきが生じることなく確実に位置が決定される。
調整レバー７の回動中心（ｘ、ｙ）が必ず同じ位置に定まると、あらかじめ任意の位置につまみ８を回転させた後でその状態を保持しておけば、第１４図に示すように、調整レバー７の上端部に形成される凸部７ｄと調整つまみ８の偏心カム部８ａの当接点（ｔｘ、ｔｙ）および調整レバー７に設けられた作動レバー６の回動中心となる連結ピン２８の中心座標（ｓｘ、ｓｙ）も、それぞれ確実に同じ位置に定まるため、狙い通りの位置で接点を開閉することが可能となり、動作特性ばらつきを生じにくい、精度の高い調整機構となる。
一方、第１３図（ｄ）に示すように、調整レバー軸穴７ｂの中心角θｂ２側半径ｒ２よりも調整レバー支持軸１ｚｂの中心角θｂ１側半径ｒ１の方が小さく形成されていると、支持軸１ｚｂと軸穴７ｂは２点で当接することなく１点で当接し、その接点Ａ３は軸穴７ｂの内壁Ｖ字部および円弧部を自由に移動できるので、回動中心が定まることはなく、調整レバー７の位置も確実に決定することができない。
また、調整レバー７は上下２枚の板で構成されているため、２枚の板それぞれに定まる回動中心点をを結んだ直線が調整レバー７の回動中心軸として確実に同じ位置に定まることで、上下左右方向のがたつきだけでなく手前奥行き方向のがたつきにも強く動作特性ばらつきを生じにくい、精度の高い調整機構となる。
また、調整レバー７の略扇形軸穴中心角θｂ２と、調整レバー７を支持するための略扇形支持軸中心角θｂ１との角度差が、使用可能な主回路電流の範囲に応じた調整レバー７の所用回動範囲を考慮して形成されているため、調整レバー７が必要以上に回動することが抑制され、調整レバー７の過押圧にによる動作板の変形を防止することができ、動作特性のばらつきの生じにくい精度の高い調整機構となる。
実施の形態２．
この発明による熱動式過電流継電器の一実施の形態を第１５図において説明する。
本実施の形態では、実施の形態１に記載の熱動式過電流継電機において、ケース１より突出した軸１ｚｂは、その太さよりも幅の狭いリブ１ｚｒによって軸１ｚｂの上部を除いてケース内壁１ｎと連結される。
一方、調整レバー７を構成する２枚の板のうち軸１ｚｂの根元に近い側の板７ｙは、軸１ｚｂとの係合部の形状がリブ１ｚｒの幅よりも広く軸１ｚｂの太さよりも小さい切欠部７ｋが設けられた略逆Ｃ形をしており、調整レバー７が使用可能な主回路電流の範囲に応じた所用の回動を行っても、リブ１ｚｒと干渉せずなおかつ常に軸１ｚｂとの引っ掛かり部をもつように形成される。
そのため、調整レバー支持軸１ｚｂが傾くことを防ぎつつ調整レバー７はリブとは干渉せず支持軸１ｚｂとは常に引っかかり部を持つため左右方向への抜け止めとなり、支持軸１ｚｂの傾きによる動作特性ばらつきと調整レバー７の傾きによる動作特性ばらつきを抑制することができる。
実施の形態３．
本実施の形態では、第１６図に示される如く、調整レバー７の２枚の板７ｘと７ｙのほぼ中央に、調整レバー７が調整つまみ８の偏心カム部８ａと当接する凸部７ｄが位置するように形成されたものである。
そのため、調整レバー７に連動板４からの力が加わる時の力の方向が、調整レバー支持軸１ｚｂに対し垂直方向となり、調整レバー７の回動に捻りがなくなり、動作特性ばらつきを生じにくい、精度の高い調整機構となる。
実施の形態４．
本実施の形態では、第１７図に示される如く、調整レバー７の上端部に形成される凸部７ｄ上に円弧部７ｄｒが形成され、調整レバー７の所要回動範囲内において調整つまみ８の偏心カム部８ａと常にこの円弧部７ｄｒ上で当接するように調整レバー７が構成されるから、調整時に当接位置が不安定な領域が存在することなく、動作特性がばらつかず動作精度の高い調整機構となる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかる熱動式過電流継電器は、モータ等の過負荷保護の目的でトリップ動作を行う熱動式過電流継電器の動作特性ばらつき抑制に用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明による熱動式過電流継電器の内部構造を示した図である。
第２図は、この発明による熱動式過電流継電器の側面断面図である。
第３図は、電源側、負荷側主回路端子及びバイメタルの構成を示す図である。
第４図は、熱動式過電流継電器の端子部を示した外観図である。
第５図は、熱動式過電流継電器の内部構造の詳細を示す構成図である。
第６図は、熱動式過電流継電器の内部構造の詳細を示す構成図である。
第７図は、熱動式過電流継電器の内部構造の詳細を示す構成図である。
第８図は、調整レバー支持軸及び調整レバーを示した状態図である。
第９図は、回転レバーの構造を示した構成図である。
第１０図は、熱動式過電流継電器の内部構造の詳細を示す構成図である。
第１１図は、熱動式過電流継電器の内部構造の詳細を示す構成図である。
第１２図は、リセットバーケースの構造を示す構造図である。
第１３図は、調整レバー支持軸の鋭角先端部円弧と調整レバー軸穴の内壁Ｖ字部との当接関係を示した状態図である。
第１４図は、調整レバーと調整つまみ及び作動レバーの位置関係を示した図である。
第１５図は、調整レバー支持軸及び調整レバーを示した状態図である。
第１６図は、調整レバーを示した構造図である。
第１７図は、従来の熱動式過電流継電器の内部構造を示した図である。
第１８図は、調整レバーと調整つまみ偏心カム部との当接位置関係を示した図である。
第１９図は、従来の調整レバー支持軸の構造を示した図である。
第２０図は、従来の調整レバー支持軸及び調整レバー軸穴の位置関係を示した状態図である。
第２１図は、従来の調整レバー支持軸及び調整レバー軸穴の位置関係を示した状態図である。
第２２図は、従来の調整レバーと調整つまみ偏心カム部との当接位置関係を示した図である。
Claims (7)
- 主回路電流に応動して湾曲するバイメタルと、このバイメタルの変位を伝達する連動板と、ケースから突出した軸により支持され使用可能な主回路電流の範囲に応じた所要範囲内で自在に回動する調整レバーと、この調整レバーによって支持され連動板から加えられる力で回動し接点の開閉状態を反転させる反転機構部に作用する作動レバーと、反転開始までに必要な連動板変位距離が変化させる調整つまみを備えた熱動式過電流継電器において、
前記調整レバー支持軸はその断面形状が前記連動板の進行方向にあるケース内壁にむかって開く形で形成される中心角を持つ略扇形突起であり、前記調整レバーは前記支持軸の中心角より大きな角度を有した前記支持軸に挿入される略扇形の軸穴が形成されることを特徴とする熱動式過電流継電器。 - 調整レバー支持軸の断面形状は、中心角部分に微小な半径の円弧が形成された扇形形状をなし、該微小半径の円弧上の２点で調整レバーの軸穴内壁面に当接することを特徴とする請求の範囲１に記載の熱動式過電流継電器。
- 調整レバーは支持軸に対して垂直な２枚の板及びそれらと交差する形で結合した１枚の連結板によって構成される略コの字形状をしており、支持軸に挿入される調整レバーの２枚の板にもそれぞれ略扇形の軸穴が形成されることを特徴とする請求の範囲１または２に記載の熱動式過電流継電器。
- 調整レバー支持軸の中心角と軸穴の中心角の差が使用可能な主回路電流の範囲に応じた調整レバーの所要回動範囲とほぼ等しい角度であることを特徴とする請求の範囲１乃至３何れかに記載の熱動式過電流継電器。
- ケースから突出した調整レバー支持軸は、連動板の進行方向にあるケース内壁から突き出た調整レバー支持軸の太さよりも幅の狭いリブによって支持軸とケース内壁が支持軸の上部を除いて連結され、調整レバー支持軸の根元に近い方の板と支持軸との係合部は支持軸と連結されたリブの幅よりも大きくかつ支持軸の太さよりも小さい切欠部が設けられた逆Ｃ形をしており、調整レバーが使用可能な主回路電流の範囲に応じた所要の回動を行ってもリブとは干渉せずなおかつ常に支持軸との引っ掛かり部を持つことを特徴とする請求の範囲１乃至４何れかに記載の熱動式過電流継電器。
- 調整レバー支持軸に垂直な調整レバーを構成する２枚の板間のほぼ中央に、調整レバーと調整つまみの当接部が位置することを特徴とする請求の範囲１乃至５何れかに記載の熱動式過電流継電器。
- 調整レバーの上端部に形成される凸部上に円弧部が形成され、調整レバーの所要回動範囲内において調整つまみの偏心カム部と常にこの円弧部上で当接するように調整レバーが構成されることを特徴とする範囲１乃至６何れかに記載の熱動式過電流継電器。
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