(57)【要約】【課題】Ｒ，Ｓ，Ｔ各相のヒータユニットを左右に配列して収容する樹脂フレームに熱可塑性樹脂を採用して相間隔壁の薄肉化を図りつつ、該隔壁に高い遮熱性を確保してヒータユニット相互間の熱的干渉を抑止できるように樹脂フレームの構造を改良する。【解決手段】主回路のＲ，Ｓ，Ｔ相に接続した主バイメタル２のヒータユニット１、および各相の主バイメタル２に連係した出力接点機構をモールド樹脂成形品になる箱形の樹脂フレーム１４に搭載した熱動形過負荷継電器で、前記樹脂フレーム１４の内部には各相のヒータユニット１を個別に収容して立設する室が相間隔壁１４ａを隔てて左右に画成されているものにおいて、前記相間隔壁１４ａについては、少なくとも前記ヒータユニット１の基部を支える支持部側の領域を、中間空気層１４ｃを挟む二重壁１４ｄで構成して相間の断熱性を高める。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主回路の各相に接続した主バイメタルのヒータユニット、および各相の主バイメタルにシフター，釈放レバーを介して連係した出力接点機構をモールド樹脂成形品からなる箱形の樹脂フレームに搭載した構成の熱動形過負荷継電器であり、前記樹脂フレームの内部には、各相に対応するヒータユニットを１素子ずつ収容して立設する複数の室が相間隔壁を隔てて左右に画成されているものにおいて、
前記相間隔壁については、少なくとも前記ヒータユニットの基部を固定する支持部側の領域を、中間空気層を挟む二重壁で構成したことを特徴とする熱動形過負荷継電器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱動形過負荷継電器において、二重壁構造になる相間隔壁の中間空気層をフレームの外方に開放して周囲空気に連通させたことを特徴とする熱動形過負荷継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁開閉器などに組合せて使用する欠相検出機能付きの熱動形過負荷継電器（２Ｅサーマルリレー）に関し、詳しくは各相に対応する主バイメタル（熱動素子）のヒータユニット，主バイメタルに連係した出力接点機構を搭載するモールド樹脂ケースの構造に係わる。
【背景技術】
【０００２】
まず、頭記した熱動形過負荷継電器（三相回路用）の従来構造（例えば、特許文献１参照）を図４，図５に示す。図において、１は主バイメタル２にヒータ導体３を巻き付けたＲ，Ｓ，Ｔ相の各相に対応するヒータユニット、１ａはヒータユニット１の取付基部、４は各相の主バイメタル２に跨がってその先端に係合したシフター、５はシフター４の端部に連係した釈放レバー、５ａは温度補償バイメタル、６は釈放レバー５の駆動で開閉動作する出力接点機構、７は釈放レバー５と出力接点機構６の間を連係する反転バネ、８は釈放レバー５と調整ダイヤル９との間を連係する調整リンク、１０はリセットボタン、１１は電磁開閉器（不図示）の主回路端子に接続するリード導体、１２は主回路の負荷側端子、１３は出力接点の外部端子、１４は前記各部品を搭載した箱形の樹脂フレーム（モールド樹脂成形品）である。
【０００３】
ここで、前記樹脂フレーム１４には、Ｒ，Ｓ，Ｔ各相のヒータユニット１を左右に配列して１素子ずつ個別に収容する室，および出力接点機構６の操作機構を収容する室が画成され、各相のヒータユニット１を個別に収容する室の相互間が相間隔壁１４ａで隔離されている。なお、１５は樹脂フレーム１４の開放面を覆うカバーである。
上記構成になる熱動形過負荷継電器の動作は周知であり、主回路に過電流が流れるとヒータ導体３の発熱により主バイメタル２が湾曲してシフター４を押し、釈放レバー５，反転バネ７を介して出力接点機構６を切換え動作させる。
また、欠相保護機能付の熱動形過負荷継電器（２Ｅサーマルリレー）では、図４のシフター４として欠相を検出する作動増幅リンク機構が採用されている（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１１６３７０号公報（図３）
【非特許文献１】製品カタログ“２Ｅ（欠相検出機能付）サーマルリレー”、[online] 富士電機、［平成２０年１１月１０日検索］、インターネット、＜ＵＲＬ： http://www.fujielectric.co.jp/fcs/jpn/edc/catalog/dc11/pdf/a/dc11a4_16.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、Ｒ，Ｓ，Ｔ各相に対応するヒータユニット１を左右に配列して箱形の樹脂フレーム１４に収容配置した図４の熱動形過負荷継電器（欠相検出機能付）では、各相のヒータユニット相互間に加わる熱的干渉が過負荷，欠相保護の動作特性に影響を及ぼすことが知られている。
すなわち、左右端に並ぶＲ相とＴ相の間に挟まれたＳ相のヒータユニット１の主バイメタル２は、Ｒ相およびＴ相のヒータユニット１から相間隔壁１４ａを経由して伝熱する熱的干渉を受け易く、この熱的干渉によりＳ相の主バイメタル２は通電電流以上に加熱昇温して湾曲の度合いも大きくなる。そのために、あらかじめ調整ダイヤル９で設定した電流値よりも低い過負荷電流でサーマルリレーが誤動作するおそれがある。また、欠相検出機能についても、主回路のＳ相に欠相が生じた場合には、Ｓ相のヒータユニット１には電流が流れないにも係わらず、左右のＲ，Ｔ相から伝熱する熱的干渉により主バイメタル２が湾曲して欠相検出が阻害されるおそれもある。
【０００５】
かかる点、従来製品では樹脂フレーム１４を一般に熱硬化性樹脂のモールド成形品で構成しており、この場合には熱硬化性樹脂の成形流動性による制約もあって、各相のヒータユニット１の相互間を隔離する相間隔壁１４ａは最低でも１．５mm以上の厚みとなるようにモールド成形している。そのために、この厚みの相間隔壁１４ａが断熱性の高い断熱壁として機能するので、ヒータユニット相互間の熱的干渉は実用上で差程問題になることはない。
一方、最近では環境，資源リサイクル化の問題から、樹脂フレーム１４の材質を熱硬化性樹脂から熱可塑性樹脂に変更する傾向にある。この場合に、熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂に比べて成形流動性が高いことから、その分だけ相間隔壁１４ａを薄肉化することで樹脂フレーム１４の小形，軽量化も可能である。
【０００６】
しかしながら、樹脂フレーム１４に熱可塑性樹脂を採用して相間隔壁１４の厚さを薄肉に設計すると、隔壁自身の断熱性能（熱絶縁性）が低くなった分だけ伝熱量が増えてヒータユニット相互間の熱的干渉の影響が大きく現れるようになる。このことから、熱可塑性樹脂を採用して樹脂フレーム１４を構成する場合には、フレーム厚さの薄肉化と、ヒータユニット相互間の熱的干渉防止とを如何にして両立させるかが大きな課題となる。
この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、各相のヒータユニットを左右に配列して収容する樹脂フレームに熱可塑性樹脂を採用して相間隔壁の薄肉化を図りつつ、該隔壁に高い遮熱性を確保してヒータユニット相互間の熱的干渉を低く抑えることができるように樹脂フレームの構造を改良した熱動形過負荷継電器を提供することを目的とする。
【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、この発明によれば、主回路の各相に接続した主バイメタルのヒータユニット、および各相の主バイメタルにシフター，釈放レバーを介して連係した出力接点機構をモールド樹脂成形品になる箱形の樹脂フレームに搭載した構成の熱動形過負荷継電器で、前記樹脂フレームの内部には相間隔壁を隔てて各相のヒータユニットを１素子ずつ左右に配列して収容，支持する室が画成されているものにおいて、
前記の相間隔壁については、少なくとも前記ヒータユニットの基部を固定する支持部側の領域を、中間空気層を挟む二重壁で構成する（請求項１）。
また、前記構成において、二重壁構造になる前記相間隔壁の中間空気層をフレームの外方に開放して周囲空気に連通させる（請求項２）。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように各相のヒータユニットを個別に収容する室を仕切る樹脂フレームの相間隔壁について、ヒータユニット相互間の伝熱経路となる領域を、樹脂材に比べて熱伝導率が一桁低い空気層（断熱層）を挟む二重壁で構成したことにより、１枚壁で構成した従来の相間隔壁と比べて、高い断熱性を確保してヒータユニット相互間の熱的干渉を低く抑えことができ、これにより安定した熱動形過負荷継電器の過負荷，欠相保護動作特性を確保できる。
また、二重壁構造になる前記相間隔壁の中間空気層を樹脂フレーム外方に開放して周囲空気と連通させることにより、前記空気層と周囲空気との自然対流による放熱効果も加わってヒータユニットの相互間を隔離する相間隔壁の遮熱性能を高めて熱的干渉の影響をより一層低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を図１〜図３に示す実施例に基づいて説明する。なお、図１は第１の実施例の組立構造図で、（ａ）は樹脂フレームにヒータユニットを搭載した状態の俯瞰図、（ｂ）は樹脂フレームの外観斜視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＡ部の拡大図、図２は第２の実施例の樹脂フレームの構造図で、（ａ）はフレーム全体の斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部の拡大図、図３は樹脂フレームに搭載するヒータユニットの組立構造図であり、図４，図５に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
【実施例１】
【００１０】
図１（ａ）に示す熱動形過負荷継電器の構造は、基本的に図４，図５に示した従来例と同様であるが、各機能部品を搭載する樹脂フレーム１４には、Ｒ，Ｓ，Ｔ各相のヒータユニット１を左右に配列して収容するヒータユニット収容部（詳細構造を後記する）と、出力接点機構６，およびその開閉機構（不図示）を搭載するメカ収容部１４ｂが左右に分けて画成されている。ここで、各相のヒータユニット１は、図示のように主バイメタル２の取付基部を下に向けた起立姿勢で樹脂フレーム１４のユニット収容部に立設されている。
次に、樹脂フレーム１４の詳細構造を図１（ｂ），（ｃ）に、またヒータユニット１の組立構造を図３で説明する。まず、図３において、主バイメタル２は上端をシフター４（図４参照）に対峙する操作端として周面には絶縁チューブ３ａを介してヒータ導体３を巻き付けた上で、該ヒータ導体３の一端を主回路の負荷側端子１２に接続し、他端は主バイメタル２の板面にロウ付けしている。また、主バイメタル２の下端には端子兼ねた鍔状のユニット取付座１ａを結合し、このユニット取付座１ａから前方に接続導体１１（バー導体）を引き出している。
【００１１】
一方、樹脂フレーム１４の内部には、図１（ｂ），（ｃ）で示すようにＲ，Ｓ，Ｔの各相に対応するヒータユニット１を１素子ずつ分けて個別に収容する室が相間隔壁１４ａを隔てて左右に画成されている。そして、この相間隔壁１４ａ，およびメカ収容部１４ｂとの間の仕切隔壁には、前記ヒータユニット１のユニット取付座１ａを支える下部側の壁領域が図示のように二重壁で構成されており、この二重壁は相間隔壁１４ａの壁面との間に中間空気層１４ｃを挟んでＬ字形のリブ壁１４ｄが室の内側に向けて張り出した構造になる。なお、この二重壁を相間隔壁１４ａの下部側に形成したのは、限られたフレーム内部のスペースで通電により湾曲変位する主バイメタル２の上端と相間隔壁１４ａとの間にスペースを確保するためである。
また、図示実施例の構造では、室内に収容したヒータユニット１を支持するために、前記二重壁のリブ壁１４ａと室内空間を挟んで対峙する反対側の壁には室内の中央に向けてヒータユニット１の支持枠１４ｅを突設し、この支持枠１４ｅとフレーム１４の底壁との間の隙間にヒータユニット１の取付座１ａ（図３参照）を前方から差し込んでヒータユニット１を起立姿勢に支持するようにしている。なお、ヒータユニット１の支持構造は図示構造に限定されるものでなく、例えば前記取付座１ａをフレーム１４の底壁に直接ねじ止めするなどして固定支持するようにしてもよい。
【００１２】
なお、前記樹脂フレーム１４をモールド成形するに当たっては、前記の相間隔壁１４ａおよびリブ壁１４ｄを含めて樹脂フレーム１４の壁の厚さが全域で均一な肉厚となるようにモールド金型を設計しておき、モールド成形後に金型をから取り出した成形品の不均一な成形収縮に起因する“ひけ”（モールド成形品の表面歪み）の発生を防ぐように配慮している。
上記のように樹脂フレーム１４の相間隔壁１４ａについては、左右の室に個別収容したヒータユニット１の相互間の伝熱経路となるユニット取付部側の壁領域を、断熱層として機能する中間空気層１４ｃを挟んで室内に張り出すリブ壁１４ｄを形成した二重壁とすることにより、図４のように相間隔壁１４ａを一枚壁で構成した従来構造と比べて断熱性能が大幅に向上してする。
【００１３】
これにより、資源のリサイクルが可能な熱可塑性樹脂を採用して樹脂フレーム１４をモールド成形し、かつ小形，軽量化を図るようにフレーム壁の厚さを薄肉にしても、前記二重壁構造により各相に対応するヒータユニット相互間の不要な熱的干渉を抑えて過負荷，欠相保護の安定した動作特性を確保できる。
【実施例２】
【００１４】
次に、先記実施例１の応用例として、この発明の請求項２に係わる第２の実施例を図２（ａ），（ｂ）に示す。この実施例では、実施例１（図１（ｂ），（ｃ）参照）と同様に相間隔壁１４ａの下部側にリブ壁１４ａが室内に向けて張り出す二重壁で構成した上で、相間隔壁１４ａの壁面とリブ壁１４ｄとの間に挟まれた前記の中間空気層１４ｃが、周囲空気と連通するようにフレーム１４の下面側に開放されている。
上記構成によれば、中間空気層１４ｃとフレーム外方の周囲空気との間の自然対流による放熱効果も加わって、左右に配列した各相のヒータユニット１の相互間を隔離する相間隔壁１４ａの遮熱性能を高めて熱的干渉の影響をより一層低減できる効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の第１の実施例に係わる組立構造図であり、（ａ）は各相のヒータユニットを搭載した状態での樹脂フレームの俯瞰図、（ｂ）は（ａ）の樹脂フレーム単独の斜視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＡ部の拡大図である。
【図２】この発明の第２の実施例に係わる樹脂フレームの構造を表す図であり、（ａ）は樹脂フレーム全体の俯瞰図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部の拡大図である。
【図３】図１（ａ）に示したヒータユニットの組立構造を表す外形斜視図である。
【図４】熱動形過負荷継電器の従来例の組立構造を表す正面図である。
【図５】図４の側視断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１    ヒータユニット
２    主バイメタル
３    ヒータ導体
４    シフター
５    釈放レバー
６    出力接点機構
１４    樹脂フレーム
１４ａ  相間隔壁
１４ｃ  中間空気層
１４ｄ  リブ壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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