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発明の名称 熱動形過電流継電器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−196076
公開日 平成6年(1994)7月15日
出願番号 特願平4−346777
出願日 平成4年(1992)12月25日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】秋本 正実
発明者 小島 利晴
要約 目的
ヒータ部からの熱が接点開閉機構部に悪影響を及ぼすこどがない。

構成
隔壁21及び22に空隙14a〜14cを設けるので、室A1〜A3内でヒータ部によって発熱しても、その熱が空隙14a〜14cを経て外部に放出され、ヒータ部側の室内の温度が上昇するのを防げ、接点開閉機構部側の室内の温度が上昇するのを抑えることができる。これにより、接点開閉機構部の室A4内に影響を及ぼすことがなく、補正バイメタル7の温度をほぼ一様に下げておけるので、前記有効温度の範囲を大きくでき、接点開閉機構の動作特性を調整する調整温度の範囲を大きくでき、調整作業が向上し、組立性がより高まる。
特許請求の範囲
【請求項1】 隔室によって仕切られたヒータ室に配置され、発熱によって彎曲作動するヒータ部と、ヒータ部の彎曲作動により応動する連動板と、ヒータ室と隣接する接点開閉室に設けられ、前記連動板の応動により作動して接点を開離させる接点開閉機構部と、ヒータ室の熱を外部に放出し、接点開閉室の温度上昇を抑制する手段を有することを特徴とする熱動形過電流継電器。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば誘導電動機を過負荷による焼損等から保護するために使用される熱動形の過電流継電器に係り、特にヒータ部のバイメタルと接点開閉機構部のバイメタルとが良好に動作させるのに好適な熱動形過電流継電器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱動形過電流継電器の従来技術として、実開昭62−186343号公報(以下、第一の従来技術と云う),同じく62−184647号公報(以下、第二の従来技術と云う)に示される技術のものがある。第一の従来技術のものは、ヒータ部としての熱応動素子を収容するための個室が、隔壁によって形成されているが、これらの隔壁は、継電器のケースに一体的に設けられているので、該ケースに要求される材質に限定されてしまい、良好な熱遮断性能を得ることができず、そのため、隔壁の両側に熱伝導率の低い材料で構成された熱遮断材が取付けられ、夫々の個室での発熱を該熱遮断材によって遮断することにより、電流の流れている相の熱応動素子と電流の流れていない熱応動素子との変位量を適切に維持し得るように構成されている。第二の従来技術のものは、特定の相の熱応動素子に電流が流れて発熱した場合、電流の流れていない相の熱応動素子もその熱によって過熱され、変位することがあることから、夫々の熱応動素子の周りを熱絶縁スリーブで覆い、これにより、電流の流れている相の熱応動素子が発熱しても、その熱が熱絶縁スリーブによって遮断されるので、電流の流れていない相の熱応動素子に影響を与えないように構成したものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記に示す第一の従来技術では、個室を画成する隔壁の両側に熱伝導率の低い材質のものが取付けられ、また第二の従来技術では、熱応動素子の周りが絶縁スリーブによって覆われているので、何れの従来技術のものも、電流が流れ続けた場合、ヒータ部内部若しくは個室の内部に熱が蓄積されてしまい、その結果、蓄積された熱がヒータ部間や接点開閉機構部へ悪影響を及ぼすので、バイメタルの有効な彎曲量が減少すると云う問題がある。
【0004】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、ヒータ部の発熱で接点開閉機構部が悪影響を受けることがないようにした熱動形過電流継電器を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の熱動形過電流継電器においては、隔室によって仕切られたヒータ室に配置され、発熱によって彎曲作動するヒータ部と、ヒータ部の彎曲作動より応動する連動板と、ヒータ室と隣接する接点開閉室に設けられ、前記連動板の応動により作動して接点を開離させる接点開閉機構部と、ヒータ室の熱を外部に放出し、接点開閉室の温度上昇を抑制する手段を有することに特徴がある。
【0006】
【作用】本発明では、上述の如く、ヒータ室の熱を外部に放出し、接点開閉室の温度上昇を抑制する手段を有するので、ヒータ部が発熱しても、その熱が前記抑制する手段により外部に放出されることにより、ヒータ室内の温度が上昇するのを防げ、接点開閉機構部側の室内の温度が上昇するのを抑えることができる。これにより、ヒータ部の熱が接点開閉室に影響を及ぼすことがなく、補正バイメタルの温度をほぼ一様に下げておけるので、前記有効温度の範囲を大きくでき、接点開閉機構の動作特性を調整する調整温度の範囲を大きくでき、調整作業が向上し、組立性がより高まる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図14により説明する。図1乃至図4は本発明による熱動形過電流継電器の第一の実施例を示している。熱動形過電流継電器は、大別すると、主回路の各相に流れる電流の大きさに従って発熱し、彎曲作動するヒータ部(符示せず)と、ヒータ部が発熱によって彎曲作動したときに応動する連動板6と、該連動板6の応動により接点を開離させる接点開閉機構部(符示せず)とを有して構成されている。前記ヒータ部は図1及び図2に示すように、バイメタル3a〜3cに絶縁紙5を介しヒータ2線が巻き付けられることによって構成され、主回路の各相に流れる電流によって発熱することにより、バイメタル3a〜3cが図1に示す破線の如く彎曲するようになっている。さらに詳細に述べると、熱動形過電流継電器のケース11は絶縁性の合成樹脂により成形されており、その内部に前記ヒータ部を収容するヒータ室(以下、単に室と略称す)A1〜A3が同列位置に複数形成されると共に、その一端側の室A1と隣接する位置に前記接点開閉機構部を収容する接点開閉室(以下、単に室と略称す)A4が形成されている。これら各室A1〜A3はケース11に設けられた隔壁21によって互いに仕切られ、また室A1と室A4とはケース11と一体的に形成された隔壁22によって仕切られている。また室A1〜A3に収容されたヒータ部は、ケース11に取付けられた電源側の端子1にヒータ線2の一端が溶接によって各相毎に接続され、該ヒータ線2の他端は、バイメタル3a〜3cの中間部に設けられた絶縁紙5に巻き付けられ、溶接により該バイメタル3a〜3cの先端部に接続されている。バイメタル3a〜3cの基部は負荷側の端子4に接続されている。そして、主回路の相に電流が流れると、その電流の大きさに従い各相に対応するヒータ線2が発熱することにより、該ヒータ線2の巻き付いているバイメタル3a〜3cが図1に示す破線の如く彎曲作動する。前記連動板6は、ケース11内において各室A1〜A4に跨るように配設されており、その途中位置にヒータ部のバイメタル3a〜3cの先端部と各々接触するように形成されている。そして、何れか一方のヒータ部の発熱によってそのバイメタル3a〜3cが彎曲作動すると、連動板6はそれに伴い図1に示す左方に応動する。連動板6のさらなる詳細は図4で後述する前記接点開閉機構部は、ケース11の室A4内に支持軸13を中心として回動可能に支持された調整レバー8と、中間部が調整レバー8の先端部8aと係合し、かつ一端部が連動板6の先端部と当接する補正バイメタル7と、接点10と共に接点部を構成するトリップ片9とを有している。そして、何れかのヒータ部の発熱によって連動板6が図1の左方に応動したとき、補正バイメタル7が調整レバー8の先端部8aを中心に時計方向に回動し、該補正バイメタル7の他端がトリップ片9の中脚部9aを押圧してトリップ片9が反時計方向に回り、トリップ片9の接点と接点10とが開離するようにしている。また、接点開閉機構は、ケース11に偏心させて取付けられ、かつ先端部が調整レバー8の他端8bと接するつまみ12を有し、該つまみ12を回転して調整レバー8の他端8bの位置を変化させると共に、連動板6に対する補正バイメタル7の位置も変えることにより、主回路に流れる通電電流の大きさに応じ、接点開閉機構の開離動作を調整し得るようにしている。さらに、補正バイメタル7は周囲温度が変化しても、各バイメタル3a〜3cとの距離が変化しないようそれらのバイメタル3a〜3cとほぼ同一の彎曲温度特性をもっている。実施例においては、ヒータ部を収容する各室A1〜A3を仕切る隔壁21及び21に空隙14bが設けられると共に、ヒータ部の室A1と接点開閉機構部の室A4とを仕切る隔壁22にも空隙14aが設けられている。これら空隙14a〜14cは、各壁21及び22の厚み方向の中央部に、図1に示す如く接点開閉機構部の室A4の高さ方向にわたり貫通して形成されたものであって、ヒータ部からの熱を外部に放出させることによってヒータ部の熱が接点開閉機構部に伝わるのを抑制し得るようにしている。このような空隙14a〜14cの大きさは大きいほど抑制効果があるが、大き過ぎると継電器全体が大型になるので、適宜に選定されるのが好ましい。
【0008】上記の如く、隔壁21及び22に空隙14a〜14cを設けているので、各室A1〜A3内でヒータ部によって発熱しても、その熱が空隙14a〜14cを経て外部に放出されるので、ヒータ部の室A1〜A3内の温度が上昇するのを防ぐことができ、それだけ接点開閉機構部の室A4内の温度が上昇するのも抑えることができる。従来技術では図15に示すように、各室A1〜A3間が単に隔壁21によって仕切られると共に、一方の室A1と室A4間も隔壁22によって仕切られているだけあるので、ヒータ部が発熱すると、その熱が隔壁22を伝わることによって室A4の温度が上昇する。そのため、接点開閉機構部では上昇した分だけ図3(a)に示す如く補正バイメタルの温度が上がるので、接点開閉機構部を動作させるに必要な有効温度(補正バイメタル7の温度とヒータ部のバイメタルの温度との差)の範囲が低くなってしまい、接点開閉機構部の動作特性を調整する調整温度の範囲が減少してしまう結果となっていた。本実施例によれば、上述の如く、室内の温度上昇を抑えることができるので、接点開閉機構部の室A4内に影響を及ぼすことがなく、そのため図3(b)に示す如く、補正バイメタル7の温度をほぼ一様に下げておくことができるので、図3(b)に示す如く前記有効温度の範囲を大きくすることができ、その結果、接点開閉機構の動作特性を調整する調整温度の範囲を大きくすることができ、それだけ調整作業が向上し、組立性がより高まり、またヒータ部の発熱を抑えるのでそれだけ低消費電力化することもできる。しかも、空隙14a〜14cを設けると、各々のヒータ部間の絶縁距離が大きくなるので、それだけ絶縁性能も向上する。さらに、ヒータ部からの熱を外部に放熱すると、何れかのヒータ部の欠相時においても連動板6の応動動作感度を高めることができる。即ち、図4に連動板6と補正バイメタルとの関係を示す。同図において、連動板6が第一の板6aと第二の板6bと作動レバー6cとで構成されている。ここで、作動レバー6cの基部には第一の板6aの一端部が軸支されると共に、作動レバー6cの途中位置に突設したピン6dに対し、第二の板6bの先端部が係合している。また第一の板6aに形成された三個の突起部と、第二の板6bに形成された三個の突起部との間には図4(a)に示す如く、各相に対応するヒータ部のバイメタル3a〜3cが挟まれており、この状態が無通電状態となる。そして、今、一方のバイメタル3bに電流が通電されず、他の二つのバイメタル3a,3cに通電された一相欠相状態が発生した場合、従来技術では、図4(b)に示すように、隣のヒータ部の発熱により欠相側の室内温度も上昇し、そのため、他の二つのバイメタル3a,3cが発熱によって彎曲動作し、第二の板6bが作動レバー6cのピン6dを左方に押圧するばかりでなく、欠相側のバイメタル3bが室内温度の上昇した分だけ寸法Lで左方に彎曲動作し、第一の板6aが寸法L分だけ左方向にずれることによって作動レバー6cの基部もずれる結果、作動レバー6cの動きが小さくなってしまい補正バイメタル7を押圧することができなくなることがあった。本発明の実施例では、上述の如く、隔壁21,22に設けた空隙14a〜14cによって各室A1〜A3における熱影響を抑えるので、図4(c)に示すように、欠相側のバイメタル3bが殆ど彎曲することがなく、第一の板6aが作動レバー6cの基部を押圧しないので、該基部の位置がずれず、従って、他のバイメタル3a,3cの彎曲動作によって第二の板6bが作動レバー6cのピン6dを押圧するだけであるので、作動レバー6cの動きを所定量に拡大させることができ、補正バイメタル7を確実に作動させることができ、欠相時における動作感度を向上できる。
【0009】図5乃至図14は本発明の熱動形過電流継電器の他の実施例を夫々示し、同図において図1及び図2と同一符号のものは夫々同じものを表している。図5,図6に示す実施例は、隔壁21及び22中に放熱用のフィン16a〜16cが取付けられ、該フィン16a〜16cがヒータ部の熱を接点開閉機構部に伝わるのを抑制する手段をなしたものである。該フィン16a〜16cは熱伝導率の良好な金属板などにより形成され、ケース11の隔壁21及び22の中に一体的に埋設されることにより、ヒータ部から伝わった熱を外部に放出し、ヒータ部からの熱が接点開閉機構部に悪影響を与えることがないようにしている。その場合、各フィン16a〜16cは図6に示すように、下端縁が隔壁21,22の下部に埋め込まれ、かつ上端縁が隔壁の上部表面から露出し、その露出した上端縁から熱を放出させることにより、放熱作用がいっそう良好となるようにしている。この実施例によれば、フィン16a〜16cを用いた場合、これが薄い板であるので、第一の実施例に比較すると、隔壁21及び22の厚みを増やす必要がなく、しかも隔壁21及び22の強度をアップできる。図7に示す実施例は、一方のヒータ部側の室A1と接点開閉機構部側の室A4とを仕切る隔壁22だけに、空隙14aが設けられている。これにより、ヒータ部の発熱によってその室A1〜A3内の温度が上昇しても、前記空隙14aによって放出することにより、ヒータ部からの熱が接点開閉機構部に影響を与えることがないようにしている。従って、本例では空隙14aを一カ所の隔壁22に設けただけであるので、空隙14a〜14cを設けた実施例に比較すると、それだけ構造が簡単となり、また小型化することができる。図8に示す実施例は、前述した実施例を組合わせたものであって、ヒータ部側の室A1〜A3間を仕切る隔壁21,21に空隙14b,14cが形成され、また一方の室A1と接点開閉機構部側の室A4間を仕切る隔壁22に放熱用のフィン16aが夫々設けられたものである。このように、隔壁21に空隙14b,14cを、隔壁22にフィン16aを設けることによってヒータ部からの熱が接点開閉機構部に伝わるのを抑制し、しかも空隙14b,14cによってヒータ部間の絶縁性能を向上できるので、実用上いっそう有益である。図9乃至図11に示す実施例は、ケース11とカバー31とに抑制手段としての通風穴が設けられたものである。即ち、ケース11において接点開閉機構部の補正バイメタル7付近と対応する部分に、複数の丸穴32a〜32dが補正バイメタル7の長さ方向に沿って穿設される一方、カバー31において前記補正バイメタル7付近と対応する部分に、長穴33が補正バイメタル7の全体に跨るよう穿設され、これら丸穴32a〜32d,長穴33からなる通風穴により、ヒータ部から室A4側に伝わった熱を外部に放出するようにしている。この実施例によれば、ケース11及びカバー31に複数の丸穴32a〜32d及び長穴33を設けたので、抑制手段としての部品を特に取付けたりすることが不要になり、それだけ簡単に構成することができる。しかも、本例のように、ケース11の上面側となる部分に複数の丸穴32a〜32dを設けるので、例えば長穴33をケース上面側に設けた場合に比較すると、ケース内にごみが入る込むのを防げる。図12乃至図14に示す実施例は、ヒータ部のバイメタル3a〜3cの彎曲作動に合わせ、接点開閉機構部の室A4内を外部に解放させることにより、補正バイメタル7が温度上昇するのを防ぐようにしたものである。具体的に述べると、図12に示すように、カバー31における補正バイメタル7部分の位置には長穴34が形成されている。一方、連動板6の先端部に図13に示すようにスライド板35と係合し得る突起6eが突設されている。スライド板35は図13に示すように長穴34を塞ぎ得る程度の幅をなすL字状に形成され、その一端がカバー31の内側に形成した溝31aに挿入され、該溝31a内を連動板6の応動方向に沿って摺動することにより、カバー31の長穴34を開閉するようにしている。従って、スライド板35はカバー31に対し長穴34を開閉し得るよう摺動可能に支持されている。またスライド板35の他端部には前記突起6eと係合し得る係合穴35aが穿設され、両者が係合することによってスライド板35が長穴34を図12に示す如く閉じ、ヒータ部の彎曲作動によって連動板6が左方向に応動すると、それに伴いスライド板35がカバー31の溝31a内を同方向に摺動し、長穴34を開けることにより、室A4を外部に解放させる。この実施例によれば、通電時、ヒータ部の発熱によってバイメタル3a〜3cが彎曲作動し、その彎曲作動に応じ連動板6も移動して補正バイメタル7を押圧するが、その際、連動板6の移動に伴いスライド板35が長穴34を開けるので、室A4より加熱された空気を外部に放出することができる。その場合、スライド板35による長穴34の開口度合いが、連動板6の移動量に応じて定まるので、室A4内の空気を必要以上に放出することがなく、補正バイメタル7が受ける温度上昇に応じて通風量を調節できる結果、補正バイメタル7の温度上昇を低く抑えることができ、しかも一定に保つことができる。また、スライド板35が長穴34を開閉するので、ごみなどがケース11の内部に入り込むのを防ぐこともできる。
【0010】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ヒータ室の熱を外部に放出し、接点開閉室の温度上昇を抑制する手段を有するように構成したので、接点開閉室内の温度が上昇するのを抑えることができ、ヒータ部の熱が接点開閉室に影響を及ぼすことがなく結果、接点開閉機構の動作特性を調整する調整温度の範囲を大きくでき、調整作業が向上し、組立性がより高まると云う効果がある。




 

 


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