熱動形過負荷継電器
【課題】過負荷電流発生時、或いは欠相発生時における押しシフタ、引きシフタ及び差動レバーの動作特性を安定させ、バイメタルの湾曲変位を効率良く接点機構に伝達することができる熱動形過負荷継電器を提供する。
【解決手段】収納空間仕切り壁１０及びバイメタル仕切り壁１５，１６にシフタ摺動用スリット１０ａ，１５ａ，１６ａを形成し、これらシフタ摺動用スリットに押しシフタ７及び引きシフタ８を挿入する。押しシフタ及び引きシフタのそれぞれに、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在するガイド長穴２２，２３，３０，３１を形成する。バイメタル仕切り壁のシフタ摺動用スリット１５ａ，１６ａのスリット面に、ガイド長穴２２，２３，３０，３１の長軸方向の内壁に係合する係合突起２４，２５，３２，３３を形成する。これらガイド長穴、係合突起をシフタ変位ガイド部として押しシフタ及び引きシフタが変位する。
【解決手段】収納空間仕切り壁１０及びバイメタル仕切り壁１５，１６にシフタ摺動用スリット１０ａ，１５ａ，１６ａを形成し、これらシフタ摺動用スリットに押しシフタ７及び引きシフタ８を挿入する。押しシフタ及び引きシフタのそれぞれに、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在するガイド長穴２２，２３，３０，３１を形成する。バイメタル仕切り壁のシフタ摺動用スリット１５ａ，１６ａのスリット面に、ガイド長穴２２，２３，３０，３１の長軸方向の内壁に係合する係合突起２４，２５，３２，３３を形成する。これらガイド長穴、係合突起をシフタ変位ガイド部として押しシフタ及び引きシフタが変位する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機などの過電流保護及び欠相保護を行う熱動形過負荷継電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば配線用遮断器、電磁接触器などとともに用いられ、電動機などの過電流保護及び欠相保護を行う熱動形過負荷継電器として、例えば特許文献１の装置が知られている。
この特許文献１の熱動形過負荷継電器は、ケース内に、昇温時における湾曲変位方向を一致させて列状に配置した複数のバイメタル及び各バイメタルに巻装したヒータエレメントからなるヒータと、差動シフタ機構と、接点が開閉する接点機構と、差動シフタ機構に連動して接点機構の開閉動作を行なう接点開閉機構とが収納されている。
差動シフタ機構は、バイメタルの湾曲変位に従動する平板状の押しシフタ及び引きシフタと、押しシフタ及び引きシフタに係合し、接点開閉機構を連動させる差動レバーとを備えている。
【０００３】
押しシフタは、バイメタルが延在する方向に対して直交する方向に面方向が延在し、各バイメタルの湾曲変位方向の一方の面に係合し、湾曲変位方向に略沿って変位可能に配置されている。また、引きシフタは、押しシフタと同一平面に配置され（厚み方向が押しシフタと同一平面となるように配置され）、複数のバイメタルの湾曲変位方向の他方の面に係合して湾曲変位方向に略沿って変位可能とされている。
そして、ヒータは、ケースに設けた第１収納空間に収納され、接点開閉機構は、第１収納空間に隣接してケースに設けた第２収納空間に収納され、差動シフタ機構の押しシフタ、引きシフタ及び差動レバーが第１及び第２収納空間に跨がった位置に収納され、差動レバーが接点開閉機構を直接に連動させる構造としている。
【０００４】
上記構成の熱動形過負荷継電器は、主回路に過負荷電流が流れると、ヒータエレメントの発熱による複数のバイメタルの湾曲変位で押しシフタが押されて変位し、それにより差動レバーが変位し、押しシフタ及び差動レバーとともに引きシフタも変位する。差動レバーが変位すると、接点開閉機構が連動して接点機構の接点を切替え動作させる。また、欠相発生時には、欠相の生じた相の湾曲変位しないバイメタルが引きシフタの変位を規制し、押しシフタは過負荷電流が流れたときと同様に変位する。このように、押しシフタ及び引きシフタの変位量に差が生じることで差動レバーが大きく変位し、過負荷電流が流れたときより早く接点開閉機構が連動し、接点機構の接点を切替え動作させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５９−２１１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、押しシフタ及び引きシフタは厚み方向が同一平面となるように配置されているが、これら押しシフタ及び引きシフタが、前記平面上においてバイメタルの湾曲変位方向に沿う方向に直交する方向は、バイメタルに係合せず変位が規制されていない（以下、湾曲変位方向に沿う方向に直交する方向を非規制方向と称する）。すなわち、押しシフタ及び引きシフタは、非規制方向の周縁部がケースの内壁との接触のみで支持されていることから、非規制方向へのガタが大きく、バイメタルが湾曲変形して押圧された押しシフタ及び引きシフタは、非規制方向に変位する場合がある。したがって、過負荷電流発生時、欠相発生時の押しシフタ及び引きシフタの湾曲変位方向への変位量が小さくなってしまい、差動シフタ機構の動作特性が安定しないという問題がある。
そこで、本発明は、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時における差動シフタ機構（押しシフタ、引きシフタ及び差動レバー）の動作特性を安定させ、バイメタルの湾曲変位を効率良く接点機構に伝達することができる熱動形過負荷継電器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る熱動形過負荷継電器は、ケース内に収納空間仕切り壁を間に設けて隣接して設けた第１収納空間及び第２収納空間と、昇温時の湾曲変位方向が前記第２収納空間を向くように一致させて前記第１収納空間に列状に配置した複数のバイメタルと、前記収納空間仕切り壁と平行に前記第１収納空間に設けられ、前記複数のバイメタルを個別に収納する複数のバイメタル仕切り壁と、前記第２収納空間に配置されて接点機構の開閉動作を行なう接点開閉機構と、厚み方向が同一平面となるように配置され、前記複数のバイメタルの自由端部に係合して前記第１収納空間及び前記第２収納空間に跨がりながら延在している平板状の押しシフタ及び引きシフタと、前記押しシフタ及び前記引きシフタの前記第２収納空間に位置する部位に係合した差動レバーと、を備え、前記複数のバイメタルの湾曲変位により前記押しシフタ及び前記引きシフタが変位して前記差動レバーが従動すると、当該差動レバーの変位が前記接点開閉機構の伝達部材に直接伝達されるようにした熱動形過負荷継電器において、前記押しシフタ及び前記引きシフタが直線状に変位するように支持するシフタ変位ガイド部を設けたことを特徴とする熱動形過負荷継電器である。
【０００８】
この発明によると、押しシフタ及び引きシフタは、シフタ変位ガイド部により湾曲変位方向に沿う方向以外の変位が規制され、押しシフタ、引きシフタ及び差動レバーの動作特性を安定させることができるので、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時のバイメタルの湾曲変位を効率良く接点機構に伝達させることが可能となる。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の熱動形過負荷継電器において、前記収納空間仕切り壁及び前記複数のバイメタル仕切り壁のそれぞれにシフタ摺動用スリットを形成し、これらシフタ摺動用スリットに前記押しシフタ及び前記引きシフタを挿入し、前記シフタ変位ガイド部として、前記押しシフタ及び前記引きシフタのそれぞれに形成され、前記湾曲変位方向に沿って直線状に延在する少なくとも２箇所のガイド長穴と、前記複数のバイメタル仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリットのスリット面に形成され、前記押しシフタ及び前記引きシフタの前記ガイド長穴の長軸方向の内壁に係合して入り込む係合突起と、を設け、前記係合突起の周面及び前記ガイド長穴の長軸方向の内壁が摺動しながら前記押しシフタ及び前記引きシフタが変位するようにした。
【００１０】
この発明によると、シフタ変位ガイド部として、押しシフタ及び引きシフタのそれぞれに形成したガイド長穴と、複数のバイメタル仕切り壁のシフタ摺動用スリットのスリット面に形成した係合突起とが互いに摺動するようにしたので、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時に、押しシフタ及び引きシフタが回動して湾曲変位方向への変位量が小さくなることが確実に解消される。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の熱動形過負荷継電器において、前記収納空間仕切り壁及び前記複数のバイメタル仕切り壁のそれぞれにシフタ摺動用スリットを形成し、これらシフタ摺動用スリットに前記押しシフタ及び前記引きシフタを挿入し、前記シフタ変位ガイド部として、前記押しシフタ及び前記引きシフタのそれぞれに形成され、前記湾曲変位方向に沿って直線状に延在する２箇所のガイド長穴と、前記収納空間仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリット及び前記収納空間仕切り壁に対して最も離間した前記バイメタル仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリットのスリット面に形成され、前記押しシフタ及び前記引きシフタの前記ガイド長穴の長軸方向の内壁に係合して入り込む係合突起と、を設け、前記係合突起の周面及び前記ガイド長穴の長軸方向の内壁が摺動しながら前記押しシフタ及び前記引きシフタが変位するようにした。
【００１２】
この発明によると、シフタ変位ガイド部として、押しシフタ及び引きシフタのそれぞれに形成したガイド長穴と、収納空間仕切り壁に形成したシフタ摺動用スリット及び収納空間仕切り壁に対して最も離間したバイメタル仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリットのスリット面に形成した係合突起とが互いに摺動するようにしており、収納空間仕切り壁のスリット面及び収納空間仕切り壁に対して最も離間したバイメタル仕切り壁のスリット面を使用することで、請求項２の発明と比較して、押しシフタ及び引きシフタを支持するピッチが長く設定されることになり、押しシフタ及び引きシフタをさらに直線状に変位させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る熱動形過負荷継電器によれば、押しシフタ及び引きシフタは、シフタ変位ガイド部により湾曲変位方向に沿う方向以外の変位が規制され、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時に押しシフタ及び引きシフタが回動して湾曲変位方向への変位量が小さくなることが解消されるので、押しシフタ、引きシフタ及び差動レバーの動作特性を安定させることができ、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時のバイメタルの湾曲変位を効率良く接点機構に伝達させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る熱動形過負荷継電器の内部構造を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の押しシフタ及び引きシフタとこれらを支持する構造を取付け側から示した図である。
【図３】本発明に係る第２実施形態の押しシフタ及び引きシフタとこれらを支持する構造を取付け側から示した図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示す熱動形過負荷継電器１は、三相交流の主回路を制御対象とし、過負荷電流が発生した場合、及び、欠相が生じた場合に接点を開閉し、電磁接触器等の回路遮断手段を動作させる装置である。
本実施形態の熱動形過負荷継電器１は、図１に示すように、ケース２内に、ヒータ３、差動シフタ機構４、接点機構５及び接点開閉機構６が収納されており、差動シフタ機構４は、平板状の押しシフタ７、引きシフタ８及び差動レバー９で構成されている。
【００１６】
ケース２は、例えば樹脂製のインジェクション成型品であり、このケース２の図１における上部に接点機構５が収納されている。
接点機構５は、過負荷保護時、又は欠相保護時に接点が開閉されるものであって、図示しない電磁接触器等の回路遮断器に接続される。
ケース２には、接点機構５と図１の下端の取付け板２ａとの間の内部空間を図１の左右の空間に仕切る仕切り壁１０が設けられており、図１の右側の空間が第１収納空間１１とされ、図１の左側の空間が第２収納空間１２とされている。なお、取付け板２ａ近傍の仕切り壁１０にはスリット１０ａが形成されている。
【００１７】
第１収納空間１１にはヒータ３が収納されており、第２収納空間１２には接点開閉機構６が収納されている。
ヒータ３は、三相交流のＲ，Ｓ，Ｔの各相に対応して設けられ、熱膨張率の異なった１対の金属板を層状に接合した帯板状の部材である３本のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔと、これらバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔにそれぞれ巻き付けられた抵抗線であるヒータエレメント１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔとで構成されており、ヒータエレメント１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔに加熱されるとバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔが湾曲変位する。
【００１８】
第１収納空間１１には、３本のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔを図１の左右方向に個別に収納するため、図１の上下方向に延在し、互いに平行な２箇所のバイメタル仕切り壁１５，１６が形成されており、これらバイメタル仕切り壁１５，１６の取付け板２ａ近傍にはスリット１５ａ，１６ａが形成されている。これらバイメタル仕切り壁１５，１６、仕切り壁１０及びケース２の側壁の間の空間に、各バイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔが略平行かつ等間隔に配列され、一方の端部（図１の上端部）が、支持金具１７を介してケース２に固定されているとともに、他方の自由端部（図１の下端部）が、差動シフタ機構４の押しシフタ７及び引きシフタ８と係合している。
【００１９】
各バイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの配列方向は、それらの厚み方向と略一致する図１の左右方向であり、各バイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの湾曲変位方向は配列方向に一致している。
そして、差動シフタ機構４の押しシフタ７及び引きシフタ８を、バイメタル仕切り壁１５，１６に設けたスリット１５ａ，１６ａ、仕切り壁１０に設けたスリット１０ａにスライド自在に配置し、差動シフタ機構４の差動レバー９を、第２収納空間１２に位置する押しシフタ７及び引きシフタ８に係合することで、差動シフタ機構４は、第１収納空間１１及び第２収納空間１２に跨がりながら、取付け板２ａに沿ってケース２内に収納されている。
【００２０】
接点開閉機構６は、差動シフタ機構４に連動して、接点機構５の接点を開閉駆動する伝達機構であり、差動シフタ機構４の差動レバー９に直接押圧される補償バイメタル６ａを備えている。
図２は、本発明に係る第１実施形態の差動シフタ機構４を構成する押しシフタ７、引きシフタ８及び差動レバー９を示すものである。なお、この図２では、破線で囲まれた四角形状の空間を第１収納空間１１とし、１点鎖線で囲まれた四角形状の空間を第２収納空間１２としている。
【００２１】
本実施形態の押しシフタ７及び引きシフタ８は、各相のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの延在方向に直交する方向に面方向が延在し、厚み方向が同一平面となるように配置された板状部材である。また、図２の矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向は、押しシフタ７及び引きシフタ８を配置した同一平面上で延在する方向であり、矢印Ｘ方向は、各相のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔが湾曲変位する方向（以下、湾曲変位方向Ｘと称する）。
【００２２】
押しシフタ７は、第１収納空間１１から第２収納空間１２まで延在して配置され、バイメタル仕切り壁１５，１６のスリット１５ａ，１６ａ及び仕切り壁１０のスリット１０ａに摺動する帯状部１８と、この帯状部１８の側縁部から突出して形成された３つの腕部１９Ｒ、１９Ｓ、１９Ｔと、これら腕部１９Ｒ、１９Ｓ、１９Ｔにそれぞれ形成され、各相のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔが加熱されて湾曲変位した際に押圧される当接部２０Ｒ、２０Ｓ、２０Ｔと、接点開閉機構６の補償バイメタル６ａ側に設けた腕部１９Ｔに形成され、湾曲変位方向Ｘに向けて突出している押圧部２１とを備えた部材である。
【００２３】
また、帯状部１８には、バイメタル仕切り壁１５，１６のスリット１５ａ，１６ａに摺動する部位に２箇所のガイド長穴２２，２３が形成されている。これらガイド長穴２２，２３は、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在する長穴である。そして、これら２箇所のガイド長穴２２，２３に、バイメタル仕切り壁１５，１６に形成したスリット１５ａ，１６ａのスリット面から突出する係合突起２４，２５がそれぞれ入り込んでいる。これら係合突起２４，２５は、これら係合突起２４，２５の周面がガイド長穴２２，２３の長軸方向の内壁に摺動自在となるように、ガイド長穴２２，２３の短軸方向の幅と略同一外径寸法の円筒形状に形成されている。
【００２４】
また、引きシフタ８は、第１収納空間１１から第２収納空間１２まで延在して配置され、スリット１５ａ，１６ａ及びスリット１０ａに摺動する帯状部２６と、この帯状部２６の側縁部から突出して形成された３つの腕部２７Ｒ、２７Ｓ、２７Ｔと、各相のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔが加熱されて湾曲変位する方向に対して反対側の部位に当接する当接部２８Ｒ、２８Ｓ、２８Ｔと、帯状部２６の第２収納空間１２に位置する部位に形成されたピン挿入穴２９とを備えた部材である。
【００２５】
そして、帯状部２６には、スリット１５ａ，１６ａに摺動する部位に２箇所のガイド長穴３０，３１が形成されている。これらガイド長穴３０，３１は、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在する長穴である。そして、これら２箇所のガイド長穴３０，３１に、スリット１５ａ，１６ａのスリット面から突出する係合突起３２，３３がそれぞれ入り込んでいる。これら係合突起３２，３３は、これら係合突起３２，３３の周面がガイド長穴３０，３１の長軸方向の内壁に摺動自在となるように、ガイド長穴３０，３１の短軸方向の幅と略同一外径寸法の円筒形状に形成されている。
【００２６】
一方、差動レバー９は、湾曲変位方向Ｘに直交する方向Ｙに沿って配置した板状部材であり、一端側に回転ピン３４が形成され、他端側に、接点開閉機構６の補償バイメタル６ａに当接する押圧部３５が形成され、回転ピン３４及び押圧部３５の間に、押しシフタ７の押圧部２１が当接する当接壁９ａが形成されている。
この差動レバー９は、引きシフタ８のピン挿入穴２９に回転ピン３４を挿入することで、引きシフタ８に対して回転ピン３４を回転中心として回動可能となるように連結されている。
【００２７】
次に、本実施形態の差動シフタ機構４の動作について説明する。
先ず、欠相が生じていない状態においては、主回路電流が通流されるヒータエレメント１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔによって、各相のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔは実質的に均等に加熱される。この加熱によってバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔは湾曲変位が生じ、それらの自由端部が、図２で示す湾曲変位方向Ｘに変位する。これによって、押しシフタ７の各当接部２０Ｒ，２０Ｓ，２０Ｔがバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの自由端部に押され、押しシフタ７は補償バイメタル６ａ側に変位する。この変位量は、バイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの湾曲変位量とほぼ一致する。また、このとき引きシフタ８は、押しシフタ７に追従して補償バイメタル６ａ側に変位する。その結果、差動レバー９も補償バイメタル６ａ側へ平行移動する。
【００２８】
そして、欠相が生じていない状態において、主回路に過負荷電流が流されると、バイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの温度は通常使用時よりも上昇し、湾曲変位が大きくなる。これによって、押しシフタ７、引きシフタ８、差動レバー９の補償バイメタル６ａ側への変位量が大きくなり、差動レバー９の押圧部３５が補償バイメタル６ａを押圧し、この押圧力は接点開閉機構６を介して接点機構５に伝達され、接点の開閉が行われて回路保護が働く。
【００２９】
次に、欠相が生じた場合の動作について説明する。ここでは、例として、Ｒ相が欠相した場合について説明する。Ｒ相が欠相すると、対応するバイメタル１２Ｒは他のバイメタル１２Ｓ，１２Ｔに対して加熱されず低温となるので、湾曲変位は発生しないか、湾曲変位が発生したとしても他のバイメタル１２Ｓ，１２Ｔに対して小さくなる。このようにバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの湾曲変位量が相ごとに変化すると、押しシフタ７は、最も湾曲変位が大きいバイメタル１２Ｓ，１２Ｔの変位量だけ補償バイメタル６ａ側に変位するが、引きシフタ８は最も湾曲変位が小さいバイメタル１２Ｒの変位量しか変位せず、押しシフタ７と引きシフタ８の変位量に差が生じる。このような差動が生じると、差動レバー９は、回転ピン３４回りに、図２における反時計回りに回動する。この回動によって、差動レバー９の押圧部３５の変位量は、押しシフタ７の変位量よりも大きくなり、欠相が生じた場合には、過負荷電流が流れたときより早く接点開閉機構６が動作し、欠相が生じていない場合に対して比較的小さい電流であっても回路保護が働く。
【００３０】
ここで、本実施形態では、押しシフタ７の帯状部１８には、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在する２箇所のガイド長穴２２，２３が形成されており、押しシフタ７が補償バイメタル６ａ側に変位する際には、２箇所のガイド長穴２２，２３が、バイメタル仕切り壁１５，１６のスリット１５ａ，１６ａから突出する係合突起２４，２５に係合し続ける。また、引きシフタ８の帯状部２６にも、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在する２箇所のガイド長穴３０，３１が形成されており、引きシフタ８が補償バイメタル６ａ側に変位する際には、２箇所のガイド長穴３０，３１が、バイメタル仕切り壁１５，１６のスリット１５ａ，１６ａから突出する係合突起３２，３３に係合し続ける。
【００３１】
このように、押しシフタ７は、ガイド長穴２２，２３及び係合突起２４，２５が係合することで、湾曲変位方向Ｘに直交する方向Ｙへの変位が規制される（湾曲変位方向Ｘ以外の変位が規制される）。また、引きシフタ８も、ガイド長穴３０，３１及び係合突起３２，３３が係合することで、湾曲変位方向Ｘに直交する方向Ｙへの変位が規制される（湾曲変位方向Ｘ以外の変位が規制される）。したがって、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時には、押しシフタ７及び引きシフタ８が回動して湾曲変位方向Ｘへの変位量が小さくなることが解消されるので、差動シフタ機構４の動作特性を安定させることができる。
したがって、本実施形態は、差動シフタ機構４の動作特性を安定させることができるので、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの湾曲変位を効率良く接点機構５に伝達させることができる熱動形過負荷継電器１を提供することができる。
【００３２】
次に、図３及び図４は、本発明に係る第２実施形態の差動シフタ機構４を示すものである。なお、図２に示す構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の差動シフタ機構４は、図２で示したものと略同形状の押しシフタ７及び引きシフタ８と、差動レバー３６とで構成されており、押しシフタ７及び引きシフタ８は、各相のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの延在方向に直交する方向に面方向が延在し、互いに同一平面上に配置されている。
【００３３】
本実施形態の押しシフタ７は、図２で示した帯状部１８のバイメタル仕切り壁１６のスリット１６ａに摺動する部位にガイド長穴２３を形成しておらず、代わりに、図３に示すように、仕切り壁１０のスリット１０ａに摺動する部位に、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在するガイド長穴３７が形成されている。そして、ガイド長穴３７には、仕切り壁１０のスリット１０ａのスリット面から突出する係合突起３８が入り込んでおり、この係合突起３８は、突起周面がガイド長穴３７の長軸方向の内壁に摺動自在となるように、ガイド長穴３７の短軸方向の幅と略同一外径寸法の円筒形状に形成されている。
【００３４】
また、引きシフタ８は、図２で示した帯状部２６のバイメタル仕切り壁１６のスリット１６ａに摺動する部位にガイド長穴２３を形成しておらず、代わりに、図３に示すように、仕切り壁１０のスリット１０ａに摺動する部位に、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在するガイド長穴３９が形成されている。そして、ガイド長穴３９には、仕切り壁１０のスリット１０ａのスリット面から突出する係合突起４０が入り込んでおり、この係合突起４０は、突起周面がガイド長穴３９の長軸方向の内壁に摺動自在となるように、ガイド長穴３９の短軸方向の幅と略同一外径寸法の円筒形状に形成されている。
【００３５】
本実施形態の差動レバー３６は、湾曲変位方向Ｘに直交する方向Ｙに沿って配置した部材であり、一端側に、一対の挟持板部４１，４２が形成され（図４参照）、一方の挟持板部４１から回転ピン４３が突出して形成され、他端側に、接点開閉機構６の補償バイメタル６ａに当接する押圧部４４が形成され、一対の挟持板部４１，４２と押圧部４４の間に、押しシフタ７の押圧部２１が当接する当接壁４５が形成されている。
【００３６】
一対の挟持板部４１，４２は、第２収納空間に位置する引きシフタ８の帯状部２６の一端側の表裏面を挟持する部材であり、図４に示すように、一方の挟持板部４１から突出した回転ピン４３に引きシフタ８のピン挿入穴２９に回転ピン４３を挿入することで、差動レバー３６が、引きシフタ８に対して回転ピン４３を回転中心として回動可能となるように連結されている。
【００３７】
ここで、回転ピン４３をピン挿入穴２９に挿入するには、先ず、他方の挟持板部４２が引きシフタ８の表面に当接しない位置、すなわち、図３において差動レバー３６を引きシフタ８の一端側の下方位置に配置し、その状態で回転ピン４３を引きシフタ８のピン挿入穴２９に挿入した後、回転ピン４３を回転中心として差動レバー３６を時計回りに略１８０°回転させる動作を行なう。
【００３８】
次に、本実施形態の差動シフタ機構４の動作について説明する。
欠相が生じていない状態において、主回路に過負荷電流が流されると、バイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの温度は通常使用時よりも上昇し、湾曲変位が大きくなり、押しシフタ７、引きシフタ８、差動レバー３６の補償バイメタル６ａ側への変位量が大きくなり、差動レバー３６の押圧部４４が補償バイメタル６ａを押圧し、この押圧力が接点開閉機構６を介して接点機構５に伝達され、接点の開閉が行われて回路保護が働く。
【００３９】
また、欠相が生じた場合（例えば、Ｒ相が欠相した場合）には、押しシフタ７は、最も湾曲変位が大きいバイメタル１２Ｓ，１２Ｔの変位量だけ補償バイメタル６ａ側に変位するが、引きシフタ８は最も湾曲変位が小さいバイメタル１２Ｒの変位量しか変位せず、押しシフタ７と引きシフタ８の変位量に差が生じる。このような差動が生じることにより、差動レバー３６は、回転ピン４３回りに、図３における反時計回りに回動する。この回動によって、差動レバー３６の押圧部４４の変位量は、押しシフタ７の変位量よりも大きくなり、欠相が生じた場合には、過負荷電流が流れたときより早く接点開閉機構６が動作し、欠相が生じていない場合に対して比較的小さい電流であっても回路保護が働く。
【００４０】
ここで、本実施形態では、押しシフタ７の帯状部１８には、第１実施形態で示した２箇所のガイド長穴２２，２３と比較して互いの距離が長い、２箇所のガイド長穴２２、３７が形成されており、押しシフタ７が補償バイメタル６ａ側に変位する際には、２箇所のガイド長穴２２，３７が、バイメタル仕切り壁１５のスリット１５ａから突出する係合突起２４と、仕切り壁１０のスリット１０ａから突出する係合突起３８に係合し続ける。
【００４１】
また、本実施形態の引きシフタ８の帯状部２６にも、第１実施形態で示した２箇所のガイド長穴３０，３１と比較して互いの距離が長い、２箇所のガイド長穴３０、３９が形成されており、引きシフタ８が補償バイメタル６ａ側に変位する際には、２箇所のガイド長穴３０，３９が、バイメタル仕切り壁１５のスリット１５ａから突出する係合突起３２と、仕切り壁１０のスリット１０ａから突出する係合突起４０に係合し続ける。
【００４２】
このように、本実施形態の押しシフタ７は、第１実施形態と比較して、ガイド長穴２２，３７及び係合突起２４，３８によって湾曲変位方向Ｘに直交する方向Ｙへの変位を規制する（湾曲変位方向Ｘ以外の変位を規制する）ための規制ピッチが長く設定されており、引きシフタ８も、第１実施形態と比較して、ガイド長穴３０，３９及び係合突起３２，４０によって湾曲変位方向Ｘに直交する方向Ｙへの変位を規制する（湾曲変位方向Ｘ以外の変位を規制する）ための規制ピッチが長く設定されているので、押しシフタ７及び引きシフタ８の変位方向は、ほとんど湾曲変位方向Ｘに沿った直線方向となる。
【００４３】
したがって、本実施形態では、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時には、押しシフタ７及び引きシフタ８の変位方向が湾曲変位方向Ｘに沿った直線方向となるので、差動シフタ機構４の動作特性をさらに安定させることができる。
また、本実施形態は差動シフタ機構４の動作特性をさらに安定させることができるので、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの湾曲変位を、さらに効率良く接点機構５に伝達させることができる熱動形過負荷継電器１を提供することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１…熱動形過負荷継電器、２…ケース、２ａ…取付け板、３…ヒータ、４…差動シフタ機構、５…接点機構、６…接点開閉機構、６ａ…補償バイメタル（伝達部材）、７…押しシフタ、８…引きシフタ、９…差動レバー、９ａ…当接壁、１０…仕切り壁（収納空間仕切り壁）、１０ａ…スリット（シフタ摺動用スリット）、１１…第１収納空間、１２…第２収納空間、１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔ…バイメタル、１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔ…ヒータエレメント、１５，１６…バイメタル仕切り壁、１５ａ，１６ａ…スリット（シフタ摺動用スリット）、１７…支持金具、１８…押しシフタの帯状部、１９Ｒ，１９Ｓ，１９Ｔ…押しシフタの腕部、２０Ｒ，２０Ｓ，２０Ｔ…押しシフタの当接部、２１…押しシフタの押圧部、２２，２３…押しシフタのガイド長穴、２４，２５…係合突起、２６…引きシフタの帯状部、２７Ｒ，２７Ｓ，２７Ｔ…引きシフタの腕部、２８Ｒ，２８Ｓ，２８Ｔ…引きシフタの当接部、２９…ピン挿入穴、３０…ガイド長穴、３０，３１…引きシフタのガイド長穴、３２，３３…係合突起、３４…回転ピン、３５…引きシフタの押圧部、３６…差動レバー、３７…押しシフタのガイド長穴、３８…係合突起、３９…引きシフタのガイド長穴、４０…係合突起、４１，４２…挟持板部、４３…回転ピン、４４…押圧部、４５…当接壁、Ｘ…湾曲変位方向、Ｙ…湾曲変位方向に直交する方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機などの過電流保護及び欠相保護を行う熱動形過負荷継電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば配線用遮断器、電磁接触器などとともに用いられ、電動機などの過電流保護及び欠相保護を行う熱動形過負荷継電器として、例えば特許文献１の装置が知られている。
この特許文献１の熱動形過負荷継電器は、ケース内に、昇温時における湾曲変位方向を一致させて列状に配置した複数のバイメタル及び各バイメタルに巻装したヒータエレメントからなるヒータと、差動シフタ機構と、接点が開閉する接点機構と、差動シフタ機構に連動して接点機構の開閉動作を行なう接点開閉機構とが収納されている。
差動シフタ機構は、バイメタルの湾曲変位に従動する平板状の押しシフタ及び引きシフタと、押しシフタ及び引きシフタに係合し、接点開閉機構を連動させる差動レバーとを備えている。
【０００３】
押しシフタは、バイメタルが延在する方向に対して直交する方向に面方向が延在し、各バイメタルの湾曲変位方向の一方の面に係合し、湾曲変位方向に略沿って変位可能に配置されている。また、引きシフタは、押しシフタと同一平面に配置され（厚み方向が押しシフタと同一平面となるように配置され）、複数のバイメタルの湾曲変位方向の他方の面に係合して湾曲変位方向に略沿って変位可能とされている。
そして、ヒータは、ケースに設けた第１収納空間に収納され、接点開閉機構は、第１収納空間に隣接してケースに設けた第２収納空間に収納され、差動シフタ機構の押しシフタ、引きシフタ及び差動レバーが第１及び第２収納空間に跨がった位置に収納され、差動レバーが接点開閉機構を直接に連動させる構造としている。
【０００４】
上記構成の熱動形過負荷継電器は、主回路に過負荷電流が流れると、ヒータエレメントの発熱による複数のバイメタルの湾曲変位で押しシフタが押されて変位し、それにより差動レバーが変位し、押しシフタ及び差動レバーとともに引きシフタも変位する。差動レバーが変位すると、接点開閉機構が連動して接点機構の接点を切替え動作させる。また、欠相発生時には、欠相の生じた相の湾曲変位しないバイメタルが引きシフタの変位を規制し、押しシフタは過負荷電流が流れたときと同様に変位する。このように、押しシフタ及び引きシフタの変位量に差が生じることで差動レバーが大きく変位し、過負荷電流が流れたときより早く接点開閉機構が連動し、接点機構の接点を切替え動作させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５９−２１１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、押しシフタ及び引きシフタは厚み方向が同一平面となるように配置されているが、これら押しシフタ及び引きシフタが、前記平面上においてバイメタルの湾曲変位方向に沿う方向に直交する方向は、バイメタルに係合せず変位が規制されていない（以下、湾曲変位方向に沿う方向に直交する方向を非規制方向と称する）。すなわち、押しシフタ及び引きシフタは、非規制方向の周縁部がケースの内壁との接触のみで支持されていることから、非規制方向へのガタが大きく、バイメタルが湾曲変形して押圧された押しシフタ及び引きシフタは、非規制方向に変位する場合がある。したがって、過負荷電流発生時、欠相発生時の押しシフタ及び引きシフタの湾曲変位方向への変位量が小さくなってしまい、差動シフタ機構の動作特性が安定しないという問題がある。
そこで、本発明は、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時における差動シフタ機構（押しシフタ、引きシフタ及び差動レバー）の動作特性を安定させ、バイメタルの湾曲変位を効率良く接点機構に伝達することができる熱動形過負荷継電器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る熱動形過負荷継電器は、ケース内に収納空間仕切り壁を間に設けて隣接して設けた第１収納空間及び第２収納空間と、昇温時の湾曲変位方向が前記第２収納空間を向くように一致させて前記第１収納空間に列状に配置した複数のバイメタルと、前記収納空間仕切り壁と平行に前記第１収納空間に設けられ、前記複数のバイメタルを個別に収納する複数のバイメタル仕切り壁と、前記第２収納空間に配置されて接点機構の開閉動作を行なう接点開閉機構と、厚み方向が同一平面となるように配置され、前記複数のバイメタルの自由端部に係合して前記第１収納空間及び前記第２収納空間に跨がりながら延在している平板状の押しシフタ及び引きシフタと、前記押しシフタ及び前記引きシフタの前記第２収納空間に位置する部位に係合した差動レバーと、を備え、前記複数のバイメタルの湾曲変位により前記押しシフタ及び前記引きシフタが変位して前記差動レバーが従動すると、当該差動レバーの変位が前記接点開閉機構の伝達部材に直接伝達されるようにした熱動形過負荷継電器において、前記押しシフタ及び前記引きシフタが直線状に変位するように支持するシフタ変位ガイド部を設けたことを特徴とする熱動形過負荷継電器である。
【０００８】
この発明によると、押しシフタ及び引きシフタは、シフタ変位ガイド部により湾曲変位方向に沿う方向以外の変位が規制され、押しシフタ、引きシフタ及び差動レバーの動作特性を安定させることができるので、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時のバイメタルの湾曲変位を効率良く接点機構に伝達させることが可能となる。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の熱動形過負荷継電器において、前記収納空間仕切り壁及び前記複数のバイメタル仕切り壁のそれぞれにシフタ摺動用スリットを形成し、これらシフタ摺動用スリットに前記押しシフタ及び前記引きシフタを挿入し、前記シフタ変位ガイド部として、前記押しシフタ及び前記引きシフタのそれぞれに形成され、前記湾曲変位方向に沿って直線状に延在する少なくとも２箇所のガイド長穴と、前記複数のバイメタル仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリットのスリット面に形成され、前記押しシフタ及び前記引きシフタの前記ガイド長穴の長軸方向の内壁に係合して入り込む係合突起と、を設け、前記係合突起の周面及び前記ガイド長穴の長軸方向の内壁が摺動しながら前記押しシフタ及び前記引きシフタが変位するようにした。
【００１０】
この発明によると、シフタ変位ガイド部として、押しシフタ及び引きシフタのそれぞれに形成したガイド長穴と、複数のバイメタル仕切り壁のシフタ摺動用スリットのスリット面に形成した係合突起とが互いに摺動するようにしたので、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時に、押しシフタ及び引きシフタが回動して湾曲変位方向への変位量が小さくなることが確実に解消される。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の熱動形過負荷継電器において、前記収納空間仕切り壁及び前記複数のバイメタル仕切り壁のそれぞれにシフタ摺動用スリットを形成し、これらシフタ摺動用スリットに前記押しシフタ及び前記引きシフタを挿入し、前記シフタ変位ガイド部として、前記押しシフタ及び前記引きシフタのそれぞれに形成され、前記湾曲変位方向に沿って直線状に延在する２箇所のガイド長穴と、前記収納空間仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリット及び前記収納空間仕切り壁に対して最も離間した前記バイメタル仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリットのスリット面に形成され、前記押しシフタ及び前記引きシフタの前記ガイド長穴の長軸方向の内壁に係合して入り込む係合突起と、を設け、前記係合突起の周面及び前記ガイド長穴の長軸方向の内壁が摺動しながら前記押しシフタ及び前記引きシフタが変位するようにした。
【００１２】
この発明によると、シフタ変位ガイド部として、押しシフタ及び引きシフタのそれぞれに形成したガイド長穴と、収納空間仕切り壁に形成したシフタ摺動用スリット及び収納空間仕切り壁に対して最も離間したバイメタル仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリットのスリット面に形成した係合突起とが互いに摺動するようにしており、収納空間仕切り壁のスリット面及び収納空間仕切り壁に対して最も離間したバイメタル仕切り壁のスリット面を使用することで、請求項２の発明と比較して、押しシフタ及び引きシフタを支持するピッチが長く設定されることになり、押しシフタ及び引きシフタをさらに直線状に変位させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る熱動形過負荷継電器によれば、押しシフタ及び引きシフタは、シフタ変位ガイド部により湾曲変位方向に沿う方向以外の変位が規制され、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時に押しシフタ及び引きシフタが回動して湾曲変位方向への変位量が小さくなることが解消されるので、押しシフタ、引きシフタ及び差動レバーの動作特性を安定させることができ、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時のバイメタルの湾曲変位を効率良く接点機構に伝達させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る熱動形過負荷継電器の内部構造を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の押しシフタ及び引きシフタとこれらを支持する構造を取付け側から示した図である。
【図３】本発明に係る第２実施形態の押しシフタ及び引きシフタとこれらを支持する構造を取付け側から示した図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示す熱動形過負荷継電器１は、三相交流の主回路を制御対象とし、過負荷電流が発生した場合、及び、欠相が生じた場合に接点を開閉し、電磁接触器等の回路遮断手段を動作させる装置である。
本実施形態の熱動形過負荷継電器１は、図１に示すように、ケース２内に、ヒータ３、差動シフタ機構４、接点機構５及び接点開閉機構６が収納されており、差動シフタ機構４は、平板状の押しシフタ７、引きシフタ８及び差動レバー９で構成されている。
【００１６】
ケース２は、例えば樹脂製のインジェクション成型品であり、このケース２の図１における上部に接点機構５が収納されている。
接点機構５は、過負荷保護時、又は欠相保護時に接点が開閉されるものであって、図示しない電磁接触器等の回路遮断器に接続される。
ケース２には、接点機構５と図１の下端の取付け板２ａとの間の内部空間を図１の左右の空間に仕切る仕切り壁１０が設けられており、図１の右側の空間が第１収納空間１１とされ、図１の左側の空間が第２収納空間１２とされている。なお、取付け板２ａ近傍の仕切り壁１０にはスリット１０ａが形成されている。
【００１７】
第１収納空間１１にはヒータ３が収納されており、第２収納空間１２には接点開閉機構６が収納されている。
ヒータ３は、三相交流のＲ，Ｓ，Ｔの各相に対応して設けられ、熱膨張率の異なった１対の金属板を層状に接合した帯板状の部材である３本のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔと、これらバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔにそれぞれ巻き付けられた抵抗線であるヒータエレメント１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔとで構成されており、ヒータエレメント１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔに加熱されるとバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔが湾曲変位する。
【００１８】
第１収納空間１１には、３本のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔを図１の左右方向に個別に収納するため、図１の上下方向に延在し、互いに平行な２箇所のバイメタル仕切り壁１５，１６が形成されており、これらバイメタル仕切り壁１５，１６の取付け板２ａ近傍にはスリット１５ａ，１６ａが形成されている。これらバイメタル仕切り壁１５，１６、仕切り壁１０及びケース２の側壁の間の空間に、各バイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔが略平行かつ等間隔に配列され、一方の端部（図１の上端部）が、支持金具１７を介してケース２に固定されているとともに、他方の自由端部（図１の下端部）が、差動シフタ機構４の押しシフタ７及び引きシフタ８と係合している。
【００１９】
各バイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの配列方向は、それらの厚み方向と略一致する図１の左右方向であり、各バイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの湾曲変位方向は配列方向に一致している。
そして、差動シフタ機構４の押しシフタ７及び引きシフタ８を、バイメタル仕切り壁１５，１６に設けたスリット１５ａ，１６ａ、仕切り壁１０に設けたスリット１０ａにスライド自在に配置し、差動シフタ機構４の差動レバー９を、第２収納空間１２に位置する押しシフタ７及び引きシフタ８に係合することで、差動シフタ機構４は、第１収納空間１１及び第２収納空間１２に跨がりながら、取付け板２ａに沿ってケース２内に収納されている。
【００２０】
接点開閉機構６は、差動シフタ機構４に連動して、接点機構５の接点を開閉駆動する伝達機構であり、差動シフタ機構４の差動レバー９に直接押圧される補償バイメタル６ａを備えている。
図２は、本発明に係る第１実施形態の差動シフタ機構４を構成する押しシフタ７、引きシフタ８及び差動レバー９を示すものである。なお、この図２では、破線で囲まれた四角形状の空間を第１収納空間１１とし、１点鎖線で囲まれた四角形状の空間を第２収納空間１２としている。
【００２１】
本実施形態の押しシフタ７及び引きシフタ８は、各相のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの延在方向に直交する方向に面方向が延在し、厚み方向が同一平面となるように配置された板状部材である。また、図２の矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向は、押しシフタ７及び引きシフタ８を配置した同一平面上で延在する方向であり、矢印Ｘ方向は、各相のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔが湾曲変位する方向（以下、湾曲変位方向Ｘと称する）。
【００２２】
押しシフタ７は、第１収納空間１１から第２収納空間１２まで延在して配置され、バイメタル仕切り壁１５，１６のスリット１５ａ，１６ａ及び仕切り壁１０のスリット１０ａに摺動する帯状部１８と、この帯状部１８の側縁部から突出して形成された３つの腕部１９Ｒ、１９Ｓ、１９Ｔと、これら腕部１９Ｒ、１９Ｓ、１９Ｔにそれぞれ形成され、各相のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔが加熱されて湾曲変位した際に押圧される当接部２０Ｒ、２０Ｓ、２０Ｔと、接点開閉機構６の補償バイメタル６ａ側に設けた腕部１９Ｔに形成され、湾曲変位方向Ｘに向けて突出している押圧部２１とを備えた部材である。
【００２３】
また、帯状部１８には、バイメタル仕切り壁１５，１６のスリット１５ａ，１６ａに摺動する部位に２箇所のガイド長穴２２，２３が形成されている。これらガイド長穴２２，２３は、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在する長穴である。そして、これら２箇所のガイド長穴２２，２３に、バイメタル仕切り壁１５，１６に形成したスリット１５ａ，１６ａのスリット面から突出する係合突起２４，２５がそれぞれ入り込んでいる。これら係合突起２４，２５は、これら係合突起２４，２５の周面がガイド長穴２２，２３の長軸方向の内壁に摺動自在となるように、ガイド長穴２２，２３の短軸方向の幅と略同一外径寸法の円筒形状に形成されている。
【００２４】
また、引きシフタ８は、第１収納空間１１から第２収納空間１２まで延在して配置され、スリット１５ａ，１６ａ及びスリット１０ａに摺動する帯状部２６と、この帯状部２６の側縁部から突出して形成された３つの腕部２７Ｒ、２７Ｓ、２７Ｔと、各相のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔが加熱されて湾曲変位する方向に対して反対側の部位に当接する当接部２８Ｒ、２８Ｓ、２８Ｔと、帯状部２６の第２収納空間１２に位置する部位に形成されたピン挿入穴２９とを備えた部材である。
【００２５】
そして、帯状部２６には、スリット１５ａ，１６ａに摺動する部位に２箇所のガイド長穴３０，３１が形成されている。これらガイド長穴３０，３１は、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在する長穴である。そして、これら２箇所のガイド長穴３０，３１に、スリット１５ａ，１６ａのスリット面から突出する係合突起３２，３３がそれぞれ入り込んでいる。これら係合突起３２，３３は、これら係合突起３２，３３の周面がガイド長穴３０，３１の長軸方向の内壁に摺動自在となるように、ガイド長穴３０，３１の短軸方向の幅と略同一外径寸法の円筒形状に形成されている。
【００２６】
一方、差動レバー９は、湾曲変位方向Ｘに直交する方向Ｙに沿って配置した板状部材であり、一端側に回転ピン３４が形成され、他端側に、接点開閉機構６の補償バイメタル６ａに当接する押圧部３５が形成され、回転ピン３４及び押圧部３５の間に、押しシフタ７の押圧部２１が当接する当接壁９ａが形成されている。
この差動レバー９は、引きシフタ８のピン挿入穴２９に回転ピン３４を挿入することで、引きシフタ８に対して回転ピン３４を回転中心として回動可能となるように連結されている。
【００２７】
次に、本実施形態の差動シフタ機構４の動作について説明する。
先ず、欠相が生じていない状態においては、主回路電流が通流されるヒータエレメント１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔによって、各相のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔは実質的に均等に加熱される。この加熱によってバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔは湾曲変位が生じ、それらの自由端部が、図２で示す湾曲変位方向Ｘに変位する。これによって、押しシフタ７の各当接部２０Ｒ，２０Ｓ，２０Ｔがバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの自由端部に押され、押しシフタ７は補償バイメタル６ａ側に変位する。この変位量は、バイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの湾曲変位量とほぼ一致する。また、このとき引きシフタ８は、押しシフタ７に追従して補償バイメタル６ａ側に変位する。その結果、差動レバー９も補償バイメタル６ａ側へ平行移動する。
【００２８】
そして、欠相が生じていない状態において、主回路に過負荷電流が流されると、バイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの温度は通常使用時よりも上昇し、湾曲変位が大きくなる。これによって、押しシフタ７、引きシフタ８、差動レバー９の補償バイメタル６ａ側への変位量が大きくなり、差動レバー９の押圧部３５が補償バイメタル６ａを押圧し、この押圧力は接点開閉機構６を介して接点機構５に伝達され、接点の開閉が行われて回路保護が働く。
【００２９】
次に、欠相が生じた場合の動作について説明する。ここでは、例として、Ｒ相が欠相した場合について説明する。Ｒ相が欠相すると、対応するバイメタル１２Ｒは他のバイメタル１２Ｓ，１２Ｔに対して加熱されず低温となるので、湾曲変位は発生しないか、湾曲変位が発生したとしても他のバイメタル１２Ｓ，１２Ｔに対して小さくなる。このようにバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの湾曲変位量が相ごとに変化すると、押しシフタ７は、最も湾曲変位が大きいバイメタル１２Ｓ，１２Ｔの変位量だけ補償バイメタル６ａ側に変位するが、引きシフタ８は最も湾曲変位が小さいバイメタル１２Ｒの変位量しか変位せず、押しシフタ７と引きシフタ８の変位量に差が生じる。このような差動が生じると、差動レバー９は、回転ピン３４回りに、図２における反時計回りに回動する。この回動によって、差動レバー９の押圧部３５の変位量は、押しシフタ７の変位量よりも大きくなり、欠相が生じた場合には、過負荷電流が流れたときより早く接点開閉機構６が動作し、欠相が生じていない場合に対して比較的小さい電流であっても回路保護が働く。
【００３０】
ここで、本実施形態では、押しシフタ７の帯状部１８には、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在する２箇所のガイド長穴２２，２３が形成されており、押しシフタ７が補償バイメタル６ａ側に変位する際には、２箇所のガイド長穴２２，２３が、バイメタル仕切り壁１５，１６のスリット１５ａ，１６ａから突出する係合突起２４，２５に係合し続ける。また、引きシフタ８の帯状部２６にも、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在する２箇所のガイド長穴３０，３１が形成されており、引きシフタ８が補償バイメタル６ａ側に変位する際には、２箇所のガイド長穴３０，３１が、バイメタル仕切り壁１５，１６のスリット１５ａ，１６ａから突出する係合突起３２，３３に係合し続ける。
【００３１】
このように、押しシフタ７は、ガイド長穴２２，２３及び係合突起２４，２５が係合することで、湾曲変位方向Ｘに直交する方向Ｙへの変位が規制される（湾曲変位方向Ｘ以外の変位が規制される）。また、引きシフタ８も、ガイド長穴３０，３１及び係合突起３２，３３が係合することで、湾曲変位方向Ｘに直交する方向Ｙへの変位が規制される（湾曲変位方向Ｘ以外の変位が規制される）。したがって、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時には、押しシフタ７及び引きシフタ８が回動して湾曲変位方向Ｘへの変位量が小さくなることが解消されるので、差動シフタ機構４の動作特性を安定させることができる。
したがって、本実施形態は、差動シフタ機構４の動作特性を安定させることができるので、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの湾曲変位を効率良く接点機構５に伝達させることができる熱動形過負荷継電器１を提供することができる。
【００３２】
次に、図３及び図４は、本発明に係る第２実施形態の差動シフタ機構４を示すものである。なお、図２に示す構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の差動シフタ機構４は、図２で示したものと略同形状の押しシフタ７及び引きシフタ８と、差動レバー３６とで構成されており、押しシフタ７及び引きシフタ８は、各相のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの延在方向に直交する方向に面方向が延在し、互いに同一平面上に配置されている。
【００３３】
本実施形態の押しシフタ７は、図２で示した帯状部１８のバイメタル仕切り壁１６のスリット１６ａに摺動する部位にガイド長穴２３を形成しておらず、代わりに、図３に示すように、仕切り壁１０のスリット１０ａに摺動する部位に、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在するガイド長穴３７が形成されている。そして、ガイド長穴３７には、仕切り壁１０のスリット１０ａのスリット面から突出する係合突起３８が入り込んでおり、この係合突起３８は、突起周面がガイド長穴３７の長軸方向の内壁に摺動自在となるように、ガイド長穴３７の短軸方向の幅と略同一外径寸法の円筒形状に形成されている。
【００３４】
また、引きシフタ８は、図２で示した帯状部２６のバイメタル仕切り壁１６のスリット１６ａに摺動する部位にガイド長穴２３を形成しておらず、代わりに、図３に示すように、仕切り壁１０のスリット１０ａに摺動する部位に、湾曲変位方向Ｘに沿って直線状に延在するガイド長穴３９が形成されている。そして、ガイド長穴３９には、仕切り壁１０のスリット１０ａのスリット面から突出する係合突起４０が入り込んでおり、この係合突起４０は、突起周面がガイド長穴３９の長軸方向の内壁に摺動自在となるように、ガイド長穴３９の短軸方向の幅と略同一外径寸法の円筒形状に形成されている。
【００３５】
本実施形態の差動レバー３６は、湾曲変位方向Ｘに直交する方向Ｙに沿って配置した部材であり、一端側に、一対の挟持板部４１，４２が形成され（図４参照）、一方の挟持板部４１から回転ピン４３が突出して形成され、他端側に、接点開閉機構６の補償バイメタル６ａに当接する押圧部４４が形成され、一対の挟持板部４１，４２と押圧部４４の間に、押しシフタ７の押圧部２１が当接する当接壁４５が形成されている。
【００３６】
一対の挟持板部４１，４２は、第２収納空間に位置する引きシフタ８の帯状部２６の一端側の表裏面を挟持する部材であり、図４に示すように、一方の挟持板部４１から突出した回転ピン４３に引きシフタ８のピン挿入穴２９に回転ピン４３を挿入することで、差動レバー３６が、引きシフタ８に対して回転ピン４３を回転中心として回動可能となるように連結されている。
【００３７】
ここで、回転ピン４３をピン挿入穴２９に挿入するには、先ず、他方の挟持板部４２が引きシフタ８の表面に当接しない位置、すなわち、図３において差動レバー３６を引きシフタ８の一端側の下方位置に配置し、その状態で回転ピン４３を引きシフタ８のピン挿入穴２９に挿入した後、回転ピン４３を回転中心として差動レバー３６を時計回りに略１８０°回転させる動作を行なう。
【００３８】
次に、本実施形態の差動シフタ機構４の動作について説明する。
欠相が生じていない状態において、主回路に過負荷電流が流されると、バイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの温度は通常使用時よりも上昇し、湾曲変位が大きくなり、押しシフタ７、引きシフタ８、差動レバー３６の補償バイメタル６ａ側への変位量が大きくなり、差動レバー３６の押圧部４４が補償バイメタル６ａを押圧し、この押圧力が接点開閉機構６を介して接点機構５に伝達され、接点の開閉が行われて回路保護が働く。
【００３９】
また、欠相が生じた場合（例えば、Ｒ相が欠相した場合）には、押しシフタ７は、最も湾曲変位が大きいバイメタル１２Ｓ，１２Ｔの変位量だけ補償バイメタル６ａ側に変位するが、引きシフタ８は最も湾曲変位が小さいバイメタル１２Ｒの変位量しか変位せず、押しシフタ７と引きシフタ８の変位量に差が生じる。このような差動が生じることにより、差動レバー３６は、回転ピン４３回りに、図３における反時計回りに回動する。この回動によって、差動レバー３６の押圧部４４の変位量は、押しシフタ７の変位量よりも大きくなり、欠相が生じた場合には、過負荷電流が流れたときより早く接点開閉機構６が動作し、欠相が生じていない場合に対して比較的小さい電流であっても回路保護が働く。
【００４０】
ここで、本実施形態では、押しシフタ７の帯状部１８には、第１実施形態で示した２箇所のガイド長穴２２，２３と比較して互いの距離が長い、２箇所のガイド長穴２２、３７が形成されており、押しシフタ７が補償バイメタル６ａ側に変位する際には、２箇所のガイド長穴２２，３７が、バイメタル仕切り壁１５のスリット１５ａから突出する係合突起２４と、仕切り壁１０のスリット１０ａから突出する係合突起３８に係合し続ける。
【００４１】
また、本実施形態の引きシフタ８の帯状部２６にも、第１実施形態で示した２箇所のガイド長穴３０，３１と比較して互いの距離が長い、２箇所のガイド長穴３０、３９が形成されており、引きシフタ８が補償バイメタル６ａ側に変位する際には、２箇所のガイド長穴３０，３９が、バイメタル仕切り壁１５のスリット１５ａから突出する係合突起３２と、仕切り壁１０のスリット１０ａから突出する係合突起４０に係合し続ける。
【００４２】
このように、本実施形態の押しシフタ７は、第１実施形態と比較して、ガイド長穴２２，３７及び係合突起２４，３８によって湾曲変位方向Ｘに直交する方向Ｙへの変位を規制する（湾曲変位方向Ｘ以外の変位を規制する）ための規制ピッチが長く設定されており、引きシフタ８も、第１実施形態と比較して、ガイド長穴３０，３９及び係合突起３２，４０によって湾曲変位方向Ｘに直交する方向Ｙへの変位を規制する（湾曲変位方向Ｘ以外の変位を規制する）ための規制ピッチが長く設定されているので、押しシフタ７及び引きシフタ８の変位方向は、ほとんど湾曲変位方向Ｘに沿った直線方向となる。
【００４３】
したがって、本実施形態では、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時には、押しシフタ７及び引きシフタ８の変位方向が湾曲変位方向Ｘに沿った直線方向となるので、差動シフタ機構４の動作特性をさらに安定させることができる。
また、本実施形態は差動シフタ機構４の動作特性をさらに安定させることができるので、過負荷電流発生時、或いは欠相発生時のバイメタル１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔの湾曲変位を、さらに効率良く接点機構５に伝達させることができる熱動形過負荷継電器１を提供することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１…熱動形過負荷継電器、２…ケース、２ａ…取付け板、３…ヒータ、４…差動シフタ機構、５…接点機構、６…接点開閉機構、６ａ…補償バイメタル（伝達部材）、７…押しシフタ、８…引きシフタ、９…差動レバー、９ａ…当接壁、１０…仕切り壁（収納空間仕切り壁）、１０ａ…スリット（シフタ摺動用スリット）、１１…第１収納空間、１２…第２収納空間、１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔ…バイメタル、１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔ…ヒータエレメント、１５，１６…バイメタル仕切り壁、１５ａ，１６ａ…スリット（シフタ摺動用スリット）、１７…支持金具、１８…押しシフタの帯状部、１９Ｒ，１９Ｓ，１９Ｔ…押しシフタの腕部、２０Ｒ，２０Ｓ，２０Ｔ…押しシフタの当接部、２１…押しシフタの押圧部、２２，２３…押しシフタのガイド長穴、２４，２５…係合突起、２６…引きシフタの帯状部、２７Ｒ，２７Ｓ，２７Ｔ…引きシフタの腕部、２８Ｒ，２８Ｓ，２８Ｔ…引きシフタの当接部、２９…ピン挿入穴、３０…ガイド長穴、３０，３１…引きシフタのガイド長穴、３２，３３…係合突起、３４…回転ピン、３５…引きシフタの押圧部、３６…差動レバー、３７…押しシフタのガイド長穴、３８…係合突起、３９…引きシフタのガイド長穴、４０…係合突起、４１，４２…挟持板部、４３…回転ピン、４４…押圧部、４５…当接壁、Ｘ…湾曲変位方向、Ｙ…湾曲変位方向に直交する方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に収納空間仕切り壁を間に設けて隣接して設けた第１収納空間及び第２収納空間と、昇温時の湾曲変位方向が前記第２収納空間を向くように一致させて前記第１収納空間に列状に配置した複数のバイメタルと、前記収納空間仕切り壁と平行に前記第１収納空間に設けられ、前記複数のバイメタルを個別に収納する複数のバイメタル仕切り壁と、前記第２収納空間に配置されて接点機構の開閉動作を行なう接点開閉機構と、厚み方向が同一平面となるように配置され、前記複数のバイメタルの自由端部に係合して前記第１収納空間及び前記第２収納空間に跨がりながら延在している平板状の押しシフタ及び引きシフタと、前記押しシフタ及び前記引きシフタの前記第２収納空間に位置する部位に係合した差動レバーと、を備え、前記複数のバイメタルの湾曲変位により前記押しシフタ及び前記引きシフタが変位して前記差動レバーが従動すると、当該差動レバーの変位が前記接点開閉機構の伝達部材に直接伝達されるようにした熱動形過負荷継電器において、
前記押しシフタ及び前記引きシフタが直線状に変位するように支持するシフタ変位ガイド部を設けたことを特徴とする熱動形過負荷継電器。
【請求項２】
前記収納空間仕切り壁及び前記複数のバイメタル仕切り壁のそれぞれにシフタ摺動用スリットを形成し、これらシフタ摺動用スリットに前記押しシフタ及び前記引きシフタを挿入し、
前記シフタ変位ガイド部として、前記押しシフタ及び前記引きシフタのそれぞれに形成され、前記湾曲変位方向に沿って直線状に延在する少なくとも２箇所のガイド長穴と、
前記複数のバイメタル仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリットのスリット面に形成され、前記押しシフタ及び前記引きシフタの前記ガイド長穴の長軸方向の内壁に係合して入り込む係合突起と、を設け、
前記係合突起の周面及び前記ガイド長穴の長軸方向の内壁が摺動しながら前記押しシフタ及び前記引きシフタが変位することを特徴とする請求項１記載の熱動形過負荷継電器。
【請求項３】
前記収納空間仕切り壁及び前記複数のバイメタル仕切り壁のそれぞれにシフタ摺動用スリットを形成し、これらシフタ摺動用スリットに前記押しシフタ及び前記引きシフタを挿入し、
前記シフタ変位ガイド部として、前記押しシフタ及び前記引きシフタのそれぞれに形成され、前記湾曲変位方向に沿って直線状に延在する２箇所のガイド長穴と、
前記収納空間仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリット及び前記収納空間仕切り壁に対して最も離間した前記バイメタル仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリットのスリット面に形成され、前記押しシフタ及び前記引きシフタの前記ガイド長穴の長軸方向の内壁に係合して入り込む係合突起と、を設け、
前記係合突起の周面及び前記ガイド長穴の長軸方向の内壁が摺動しながら前記押しシフタ及び前記引きシフタが変位することを特徴とする請求項１記載の熱動形過負荷継電器。
【請求項１】
ケース内に収納空間仕切り壁を間に設けて隣接して設けた第１収納空間及び第２収納空間と、昇温時の湾曲変位方向が前記第２収納空間を向くように一致させて前記第１収納空間に列状に配置した複数のバイメタルと、前記収納空間仕切り壁と平行に前記第１収納空間に設けられ、前記複数のバイメタルを個別に収納する複数のバイメタル仕切り壁と、前記第２収納空間に配置されて接点機構の開閉動作を行なう接点開閉機構と、厚み方向が同一平面となるように配置され、前記複数のバイメタルの自由端部に係合して前記第１収納空間及び前記第２収納空間に跨がりながら延在している平板状の押しシフタ及び引きシフタと、前記押しシフタ及び前記引きシフタの前記第２収納空間に位置する部位に係合した差動レバーと、を備え、前記複数のバイメタルの湾曲変位により前記押しシフタ及び前記引きシフタが変位して前記差動レバーが従動すると、当該差動レバーの変位が前記接点開閉機構の伝達部材に直接伝達されるようにした熱動形過負荷継電器において、
前記押しシフタ及び前記引きシフタが直線状に変位するように支持するシフタ変位ガイド部を設けたことを特徴とする熱動形過負荷継電器。
【請求項２】
前記収納空間仕切り壁及び前記複数のバイメタル仕切り壁のそれぞれにシフタ摺動用スリットを形成し、これらシフタ摺動用スリットに前記押しシフタ及び前記引きシフタを挿入し、
前記シフタ変位ガイド部として、前記押しシフタ及び前記引きシフタのそれぞれに形成され、前記湾曲変位方向に沿って直線状に延在する少なくとも２箇所のガイド長穴と、
前記複数のバイメタル仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリットのスリット面に形成され、前記押しシフタ及び前記引きシフタの前記ガイド長穴の長軸方向の内壁に係合して入り込む係合突起と、を設け、
前記係合突起の周面及び前記ガイド長穴の長軸方向の内壁が摺動しながら前記押しシフタ及び前記引きシフタが変位することを特徴とする請求項１記載の熱動形過負荷継電器。
【請求項３】
前記収納空間仕切り壁及び前記複数のバイメタル仕切り壁のそれぞれにシフタ摺動用スリットを形成し、これらシフタ摺動用スリットに前記押しシフタ及び前記引きシフタを挿入し、
前記シフタ変位ガイド部として、前記押しシフタ及び前記引きシフタのそれぞれに形成され、前記湾曲変位方向に沿って直線状に延在する２箇所のガイド長穴と、
前記収納空間仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリット及び前記収納空間仕切り壁に対して最も離間した前記バイメタル仕切り壁に形成した前記シフタ摺動用スリットのスリット面に形成され、前記押しシフタ及び前記引きシフタの前記ガイド長穴の長軸方向の内壁に係合して入り込む係合突起と、を設け、
前記係合突起の周面及び前記ガイド長穴の長軸方向の内壁が摺動しながら前記押しシフタ及び前記引きシフタが変位することを特徴とする請求項１記載の熱動形過負荷継電器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１６５４９２（Ｐ２０１１−１６５４９２Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７３８８（Ｐ２０１０−２７３８８）
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（５０８２９６７３８）富士電機機器制御株式会社 (299)
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（５０８２９６７３８）富士電機機器制御株式会社 (299)
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