TW202303650A - 熱動過載繼電器 - Google Patents
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Abstract
[課題]在避免過載影響之雙元件構造的熱動過載繼電器，使位移部的位移量增幅來傳達至反轉機構。
[解決手段]雙金屬片(21)被加熱時會彎曲。位移部(22)，在雙金屬片(21)彎曲時，會被雙金屬片(21)按壓而位移。推桿(23)，被支軸(63)支撐成可旋動，在位移部(22)位移時，被位移部(22)按壓而旋動。反轉機構(24)，在推桿(23)旋動時，被從推桿(23)之中比被位移部(22)按壓的位置還靠徑方向外側的位置來按壓，而使接點反轉。
Description
本發明關於熱動過載繼電器。
熱動過載繼電器(熱繼電器)，是在過電流持續流動時，因熱而使雙金屬片彎曲藉此跳閘動作，而使電磁接觸器或配線用斷路器斷路，藉此避免主電路過載。熱動過載繼電器，如專利文獻1所示般，當雙金屬片被加熱而彎曲時，會按壓位移部藉此使反轉機構動作，而成為跳閘狀態。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-107023號公報
[發明所欲解決之問題]
在熱動過載繼電器，有著避免過載的1E(單要件)形式與避免過載及缺相的2E(雙要件)形式。1E形式一般是在U、W的二相具備雙金屬片的雙元件構造，2E形式是在U、V、W的三相具備雙金屬片的三元件構造。亦即，雙元件構造與三元件構造相較之下元件數較少，於是位移部的位移量會變小。
本發明的目的，是在避免過載影響之雙元件構造的熱動過載繼電器，使位移部的位移量增幅來傳達至反轉機構。
[解決問題之技術手段]
本發明之一型態的熱動過載繼電器，是具有可避免過載影響之雙元件構造的熱動過載繼電器，具備：雙金屬片，其被加熱時會彎曲；位移部，其在雙金屬片彎曲時，被雙金屬片按壓而位移；推桿，其被支軸支撐成可旋動，在位移部位移時，被位移部按壓而旋動；以及反轉機構，其在推桿旋動後，被從推桿之中比被位移部按壓的位置還靠徑方向外側的位置來按壓，藉此使接點反轉。
[發明之效果]
根據本發明，在雙金屬片彎曲時，被從推桿之中比被位移部按壓的位置還靠徑方向外側的位置來按壓反轉機構，故可使位移部的位移量增幅來傳達至反轉機構。
以下，基於圖式來說明本發明的實施形態。又，各圖式只是示意者，有與現實不同的情況。且，以下的實施形態，是舉例出用來將本發明之技術性思維予以具體化的裝置或方法，並沒有特定成下述構造。亦即，本發明的技術性思維，可在申請專利範圍所述之技術性範圍內追加各種變更。
《一實施形態》
《構造》
在以下的說明，將互相正交的三方向，簡單稱之為縱方向、寬方向、及深度方向。
圖1是表示熱動過載繼電器的圖。
熱動過載繼電器11，亦被稱為熱繼電器，是在過電流持續流動時進行跳閘動作，而使未圖示的電磁接觸器斷路，藉此避免主電路過載。在熱動過載繼電器11，有著避免過載的1E(單要件)形式與避免過載及缺相的2E(雙要件)形式，在此是1E形式。圖是表示將未圖示的護罩予以拆卸來從縱方向的另一側觀看熱動過載繼電器11之外殼12之內部的狀態。
在外殼12的內部，具備：雙金屬片21、位移部22、推桿23、反轉機構24、重置棒25。熱動過載繼電器11，是在U、W的二相具有雙金屬片21的雙元件構造。
雙金屬片21，是於深度方向延伸，形成為沿著縱方向及深度方向的板狀，使深度方向的淺側為固定端，深側為自由端。雙金屬片21，使深度方向的淺側連接於主端子，使深度方向的深側接合於加熱器26的一端。加熱器26，捲繞於雙金屬片21，使另一端在深度方向的淺側接合於連接端子27。連接端子27，連接於未圖示的電磁接觸器。雙金屬片21，在通常時是直線狀，成為過載狀態的話自由端側會往寬方向的另一側彎曲，而按壓位移部22。
位移部22，是絕緣體，形成為沿著寬方向及縱方向的平板狀，以可在寬方向進退的狀態被支撐於外殼12。位移部22，卡合於雙金屬片21的自由端，在通常時雖位於寬方向的一側，但成為過載狀態時，雙金屬片21會彎曲而往寬方向的另一側位移。位移部22，為了使表面的摩擦係數變小，是藉由固體潤滑劑來塗敷處理基材的表面來形成。
推桿23，是藉由具有電絕緣性的樹脂來一體成形，於縱方向延伸，當檢測出過載狀態時使位移部22的位移量增幅來傳達至反轉機構24。
反轉機構24，是在檢測出過載時使接點反轉，亦即關閉a接點並打開b接點的機構，其具備：補償雙金屬片31、釋放推桿32、拉力彈簧33、可動板34、板簧35、連動板36。反轉機構24，由於不是實施形態的主要構造故僅概略說明。
補償雙金屬片31，是於深度方向延伸，形成為沿著深度方向及縱方向的平板狀，使深度方向的淺側固定於釋放推桿32，使深度方向的深側成為自由端，卡合於推桿23。
釋放推桿32，是於深度方向延伸，形成為沿著深度方向及縱方向的板狀，被沿著縱方向的支軸給支撐成可旋動，使深度方向的深側接觸於拉力彈簧33。
拉力彈簧33，將可動板34往深度方向的深側拉動。
可動板34，是沿著深度方向及縱方向的平板狀，以深度方向的深側為支點，可使深度方向的淺側於寬方向位移。可動板34，其直立的位置成為死點，在往寬方向之一側或另一側的力作用時，藉由拉力彈簧33的拉力來往寬方向的一側或另一側傾斜。而且，在通常時，雖往寬方向的一側傾斜，但成為過載狀態時，透過補償雙金屬片31而被釋放推桿32按壓，藉此往寬方向的另一側傾斜。可動板34，使深度方向的深側連接於補助端子的一方，在深度方向的淺側形成有可動接點。
板簧35，是於深度方向延伸且沿著深度方向及縱方向的平板狀，深度方向的深側連接於補助端子的另一方，在與可動板34相對向之深度方向的淺側形成有固定接點。在通常時，可動板34的可動接點對於板簧35的固定接點雖然為分離，但成為過載狀態時，可動板34往寬方向的另一側傾斜，藉此使可動板34的可動接點接觸於板簧35的固定接點。該等固定接點及可動接點構成a接點，當a接點關閉時成為跳閘狀態。
連動板36，形成為沿著寬方向及深度方向的板狀，被沿著縱方向的支軸給支撐成可旋動，使深度方向的深側卡合於可動板34。連動板36，與可動板34連動而旋動，藉此在圖中看不到的連動板36之內側，進行接點的開閉。亦即，雖然在通常時可動接點接觸於固定接點，但成為過載狀態時，連動板36會旋動，藉此使可動接點對於固定接點分離。該等固定接點及可動接點構成b接點，當b接點打開時成為跳閘狀態。
重置棒25，是從跳閘狀態復歸用的操作件，形成為以深度方向為軸方向的大致圓柱狀，在外殼12之中，在縱方向的另一側配置於寬方向的另一側。重置棒25，可於深度方向位移，且以可繞軸旋動的狀態被支撐於外殼12，此外還藉由於縱方向延伸的板簧47被往深度方向的淺側按壓。在重置棒25，有著：初始位置、手動重置位置、自動重置位置。初始位置，是深度方向的淺側比外殼12還突出的位置。手動重置位置，是只有從初始位置被往深度方向的深側按壓後的位置。自動重置位置，是從初始位置被往深度方向的深側按壓，且從深度方向的淺側觀看時順時鐘旋轉約90度藉此將深度方向的位置予以保持的位置。
在跳閘狀態將重置棒25往深度方向的深側按壓時，會藉由深度方向之深側的端部來將板簧35及可動板34往寬方向的一側按壓，故過載狀態被消除的話，會再次打開a接點，關閉b接點。另一方面，在跳閘狀態將重置棒25往深度方向的深側按壓，且從深度方向的淺側觀看時順時鐘旋轉約90度的話，重置棒25之深度方向的位置會被保持。然後，會藉由深度方向之深側的端部來將板簧35及可動板34往寬方向的一側按壓，故過載狀態被消除時，會自動地再次打開a接點，關閉b接點。
接著，針對位移部22及推桿23的構造進行說明。
圖2是表示位移部及推桿的圖。
在此，是表示從縱方向的另一側、寬方向的一側、及深度方向的深側來觀看外殼12的狀態。
圖3是表示外殼的圖。
在此，是表示從縱方向的另一側、寬方向的一側、及深度方向的深側來觀看外殼12的狀態。在外殼12的內側，形成有隔壁41~43、樑板44。
隔壁41~43，從寬方向的一側朝向另一側依序配置，於深度方向延伸，形成為沿著深度方向及縱方向的板狀。在隔壁41之寬方向的一側，配置有U相的雙金屬片21及連接端子27。在隔壁41與隔壁42之間，配置有V相的連接端子27。在隔壁42與隔壁43之間，配置有W相的雙金屬片21及連接端子27。在隔壁43之寬方向的另一側，配置有反轉機構24。在隔壁41~43，於深度方向之深側的端面之中，在縱方向的另一側，形成有朝向深度方向的深側成為凸狀之大致圓柱狀的突起部45，三個突起部45，是沿著寬方向並排在一直線上。只有隔壁42的突起部45，是使成為深度方向之深側的頭部往寬方向的另一側隆起。
在隔壁41~43，於深度方向之深側的端面之中，在縱方向的一側，亦形成有朝向深度方向的深側成為凸狀之大致圓柱狀的突起部45。一樣只有隔壁42的突起部45，是使成為深度方向之深側的頭部往寬方向的另一側隆起。設在縱方向之一側的突起部45，在V相亦採用具有雙金屬片的三元件構造之1E形式或2E形式時，嵌合有位移部。於是，外殼12是與三元件構造的1E形式或2E形式共通化。
樑板44，配置在深度方向的深側，於寬方向延伸，形成為沿著寬方向及縱方向的板狀。在樑板44，在比隔壁43還靠寬方向的另一側，且在縱方向之另一側的緣部，形成有朝向縱方向之一側成為凹陷且從深度方向觀看時成為大致U字狀的凹溝46。
圖4表示位移部的圖。
位移部22，是寬方向為長邊，且縱方向為短邊之大致方形的平板。在位移部22，於寬方向的一側，形成有於寬方向延伸且供隔壁41的突起部45嵌合的長孔51。在位移部22，於寬方向的另一側，形成有於寬方向延伸且供隔壁42的突起部45及隔壁43的突起部45嵌合的長孔52。長孔52，在寬方向的一側與另一側之縱方向的大小不同，寬方向的一側，是比隔壁42之突起部45的頭部還大，寬方向的另一側，是比隔壁42之突起部45的頭部還小。位移部22，是使長孔51嵌合於隔壁41的突起部45，而使長孔52嵌合於隔壁42的突起部45及隔壁43的突起部45，藉此可沿著寬方向位移。在隔壁42的突起部45位於長孔52之寬方向的一側時，可拆卸位移部22。在隔壁42的突起部45位於長孔52之寬方向的另一側時，突起部45的頭部被卡住，而無法拆卸位移部22。
在位移部22，於縱方向的一側，形成有卡合片53~55。卡合片53，配置在比隔壁41還靠寬方向的一側，朝向縱方向的一側之後朝向寬方向的一側突出。卡合片53之中，在朝向寬方向的一側的前端卡合有U相之雙金屬片21的自由端。卡合片54，配置在隔壁41與隔壁42之間，朝向縱方向的一側之後朝向寬方向的一側突出。卡合片55，配置在比隔壁43還靠寬方向的另一側，朝向縱方向的一側之後朝向寬方向的一側及另一側之雙方突出。卡合片53之中，在朝向寬方向的一側的前端卡合有W相之雙金屬片21的自由端，在朝向寬方向的另一側的前端56卡合有推桿23。
採用三元件構造之1E形式的情況，是在卡合片54之中，在朝向寬方向的一側的前端卡合有V相之雙金屬片的自由端。於是，位移部22，與三元件構造的1E形式共通化。
圖5，是表示推桿的立體圖。
圖中的(a)，是表示從縱方向的另一側、寬方向的一側、及深度方向的深側來觀看推桿23的狀態，圖中的(b)，是表示從縱方向的一側、寬方向的另一側、及深度方向的淺側來觀看推桿23的狀態。
圖6是表示推桿的投影圖。
圖中的(a)，是表示從深度方向的深側來觀看推桿23且顯示隱藏線的狀態，圖中的(b)，是表示從寬方向的另一側來觀看推桿23的狀態，圖中的(c)是表示(b)的A-A剖面。
在推桿23，於縱方向的一側，形成有一對的對向板61及62。對向板61及62，形成為沿著縱方向及寬方向的平板狀，以在深度方向分離的狀態互相對向，被於深度方向延伸之圓柱狀的支軸63給連結。對向板61及62的間隔距離，只比樑板44的厚度還稍微大些，支軸63的直徑只比凹溝46還稍微小些。推桿23，在對向板61及62包夾樑板44的狀態下，使支軸63嵌合於凹溝46，藉此對於外殼12以支軸63來支撐成可旋動。在推桿23，遍及縱方向之另一側的大致一半，形成有朝向寬方向之一側的端面64。端面64，是沿著縱方向及深度方向的平面，卡合於位移部22之卡合片53的前端56。在推桿23，於縱方向的另一側，形成有朝向寬方向之另一側的端面65。端面65，是朝向寬方向之另一側而成為凸狀且沿著深度方向的曲面，卡合於反轉機構24之補償雙金屬片31的自由端。如圖6所示般，從深度方向觀看時，將支軸63的中心與端面65之中最往寬方向之另一側隆起的位置予以連結的虛線所示之直線L1，是沿著縱方向延伸。
《動作》
接著，針對一實施形態的主要動作進行說明。
圖7是說明位移部及推桿之動作的圖。
在此，表示從深度方向的深側來觀看外殼12的狀態。在通常時，位移部22位於寬方向的一側，推桿23的端面65被補償雙金屬片31按壓，藉此使縱方向的另一側位於寬方向的一側。
然後，若為過載狀態的話，位移部22，使雙金屬片21彎曲，藉此使卡合片53及卡合片55的至少一方被按壓而往寬方向的另一側位移。藉此，推桿23，使位移部22往寬方向的另一側位移，藉此使端面64被卡合片55的前端56按壓，而從深度方向的深側來觀看時繞逆時鐘旋動，使縱方向的另一側往寬方向的另一側位移。藉此，反轉機構24，使補償雙金屬片31的自由端側往寬方向的另一側位移，藉此成為關閉a接點、打開b接點的跳閘狀態。
然後，若過載狀態消除的話，雙金屬片21會回到直線狀，自由端側往寬方向的一側復歸。此外，若重置棒25位於手動重置位置或自動重置位置的話，反轉機構24，回歸到打開a接點、關閉b接點之通常時的狀態，補償雙金屬片31，使自由端側往寬方向的一側位移。藉此，推桿23，使端面65被補償雙金屬片31按壓，而從深度方向的深側來觀看時繞順時鐘旋動，使縱方向的另一側往寬方向的一側位移。藉此，位移部22，使卡合片55被推桿23的端面64按壓，藉此往深度方向的一側復歸。
《作用》
接著，針對一實施形態的主要作用進行說明。
可避免過載影響之雙元件構造的熱動過載繼電器11，具備：雙金屬片21、位移部22、推桿23、反轉機構24。雙金屬片21，被加熱時會彎曲。位移部22，在雙金屬片21彎曲時，會被雙金屬片21按壓而位移。推桿23，被支軸63支撐成可旋動，在位移部22位移時，被位移部22按壓而旋動。反轉機構24，在推桿23旋動時，被從推桿23之中比被位移部22按壓的位置還靠徑方向外側的位置來按壓，而使接點反轉。
藉此，推桿23，可使位移部22的位移量增幅來傳達至反轉機構24。亦即，雙元件構造比起三元件構造，元件數量較少，於是位移部22的位移量會變小，但是可藉由推桿23的增幅作用來彌補位移部22的位移量。於是，不必為了以雙元件構造得到與三元件構造同等的位移量來改變加熱器26的設計。且，不必在雙元件構造與三元件構造個別地設計加熱器26，可以共通化。因此，可抑制製造成本的增加，且組裝工程之各零件的管理亦為容易。推桿23，是使支軸63一體成形，故抑制零件個數的增加，亦提升安裝作業的容易性。
推桿23，調整成為旋動中心的支軸63之位置、被位移部22按壓的位置、及按壓反轉機構24的位置，藉此調整位移部22之位移量的增幅倍率。例如，從深度方向來觀看，支軸63的位置與被位移部22按壓的位置越接近，或是被位移部22按壓的位置與按壓反轉機構24的位置越遠離，則增幅倍率越大。如上述般，可任意調整增幅倍率來傳達至反轉機構24。藉由增幅倍率而可使補償雙金屬片31的位移量比三元件構造還大，故可抑制反轉機構24的動作不良，提升可靠性。
推桿23，在雙金屬片21沒有彎曲時，也就是在通常時，從支軸63的軸方向來看，其成為旋動中心的支軸63之位置、及按壓反轉機構24的位置，是在按壓反轉機構24的方向的正交方向並排。亦即，從深度方向觀看時，將支軸63的中心與端面65之中最往寬方向之另一側隆起的位置予以連結的直線L1，對於縱方向所夾的角度θ是盡可能地變小。這是因為在使推桿23旋動時，端面65之中最往寬方向之另一側隆起的位置的軌道，是直線L1對於縱方向所夾的角度θ越小，則越會於寬方向較大地位移。於是，按壓反轉機構24的位置之軌道最容易往寬方向位移，可提高位移部22之位移量的增幅倍率。
位移部22，是使被雙金屬片21按壓的位置與按壓推桿23的位置，沿著位移方向配置在一直線上。如上述般，由於施力點與作用點配置在一直線上，故位移部22在被雙金屬片21按壓時，從深度方向的深側來看，可防止繞順時鐘的力矩作用的情況。於是，從深度方向來觀看位移部22的形狀時，就沒有必要使比被雙金屬片21按壓的位置還往縱方向的一側較大地擴大等以重量平衡來謀求抑制力矩，可實現輕量化或省空間化。
位移部22是平板狀，推桿23是使支軸63於位移部22的面直角方向延伸，且於位移部22的面方向旋動。藉此，可抑制熱動過載繼電器11往深度方向大型化的情況。
接著，針對比較例進行說明。
圖8是表示比較例的圖。
在此，表示從深度方向的深側來觀看外殼12的狀態。熱動過載繼電器71，具備位移部72，與一實施形態的位移部22不同形狀。在比較例的熱動過載繼電器71，被雙金屬片21按壓的位移部72是直接按壓反轉機構24，藉此成為跳閘狀態。雙元件構造與三元件構造相較之下元件數較少，於是位移部72的位移量會變小。為了以雙元件構造得到與三元件構造同等的位移量，必須改變加熱器26的設計，但這反而會在三元件構造使發熱量變大，有著各端子的上昇溫度超過規格範圍的可能性。亦即，必須得在雙元件構造與三元件構造個別地設計加熱器26，無法共通化。
且，位移部72，按壓補償雙金屬片31的位置是比被雙金屬片21按壓的位置還靠縱方向的另一側，施力點與作用點並非沿著寬方向配置在一直線上。因此，位移部72，在被雙金屬片21按壓時，從深度方向的深側來看，會作用有繞順時鐘的力矩，而成為對突起部45的滑動阻抗。在此，從深度方向來觀看位移部72的形狀時，使比被雙金屬片21按壓的位置還往縱方向的一側較大地擴大，藉此以重量平衡來謀求抑制力矩。於是，會妨礙輕量化或省空間化。
以上，雖參照有限數量的實施形態來進行了說明，但權利範圍並不限定於該等，本技術領域中具有通常知識者，自可基於上述揭示來進行實施形態的改變。
11:熱動過載繼電器
12:外殼
21:雙金屬片
22:位移部
23:推桿
24:反轉機構
25:重置棒
26:加熱器
27:連接端子
31:補償雙金屬片
32:釋放推桿
33:拉力彈簧
34:可動板
35:板簧
36:連動板
41:隔壁
42:隔壁
43:隔壁
44:樑板
45:突起部
46:凹溝
47:板簧
51:長孔
52:長孔
53:卡合片
54:卡合片
55:卡合片
56:前端
61:對向板
62:對向板
63:支軸
64:端面
65:端面
71:熱動過載繼電器
72:位移部
[圖1]表示熱動過載繼電器的圖。
[圖2]表示位移部及推桿的圖。
[圖3]表示外殼的圖。
[圖4]表示位移部的圖。
[圖5]表示推桿的立體圖。
[圖6]表示推桿的投影圖。
[圖7]說明位移部及推桿之動作的圖。
[圖8]表示比較例的圖。
11:熱動過載繼電器
12:外殼
21:雙金屬片
22:位移部
23:推桿
24:反轉機構
26:加熱器
31:補償雙金屬片
41:隔壁
42:隔壁
43:隔壁
44:樑板
45:突起部
51:長孔
52:長孔
53:卡合片
54:卡合片
55:卡合片
56:前端
63:支軸
64:端面
65:端面
Claims (9)
- 一種熱動過載繼電器，是具有可避免過載影響之雙元件構造的熱動過載繼電器，其特徵為，具備： 雙金屬片，其被加熱時會彎曲； 位移部，其在前述雙金屬片彎曲時，被前述雙金屬片按壓而位移； 推桿，其被支軸支撐成可旋動，在前述位移部位移時，被前述位移部按壓而旋動；以及 反轉機構，其在前述推桿旋動後，被從前述推桿之中比被前述位移部按壓的位置還靠徑方向外側的位置來按壓，藉此使接點反轉。
- 如請求項1所述之熱動過載繼電器，其中，調整前述推桿之成為旋動中心的前述支軸之位置、被前述位移部按壓的位置、以及按壓前述反轉機構的位置，藉此調整前述位移部之位移量的增幅倍率。
- 如請求項1或2所述之熱動過載繼電器，其中，前述推桿，在前述雙金屬片沒有彎曲時，從前述支軸的軸方向來看，其成為旋動中心的前述支軸之位置、以及按壓前述反轉機構的位置，是在按壓前述反轉機構的方向的正交方向並排。
- 如請求項1或2所述之熱動過載繼電器，其中，前述位移部，其被前述雙金屬片按壓的位置與按壓前述推桿的位置，是沿著位移方向配置在一直線上。
- 如請求項3所述之熱動過載繼電器，其中，前述位移部，其被前述雙金屬片按壓的位置與按壓前述推桿的位置，是沿著位移方向配置在一直線上。
- 如請求項1或2所述之熱動過載繼電器，其中， 前述位移部是平板狀， 前述推桿，其前述支軸於前述位移部的面正交方向延伸，於前述位移部的面方向旋動。
- 如請求項3所述之熱動過載繼電器，其中， 前述位移部是平板狀， 前述推桿，其前述支軸於前述位移部的面正交方向延伸，於前述位移部的面方向旋動。
- 如請求項4所述之熱動過載繼電器，其中， 前述位移部是平板狀， 前述推桿，其前述支軸於前述位移部的面正交方向延伸，於前述位移部的面方向旋動。
- 如請求項5所述之熱動過載繼電器，其中， 前述位移部是平板狀， 前述推桿，其前述支軸於前述位移部的面正交方向延伸，於前述位移部的面方向旋動。
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