(57)【要約】      （修正有）【課題】熱動形過負荷継電器に搭載するヒータユニットの支持プレートを圧入支持する外郭ケースのユニット室の左右仕切壁に突き出し形成したリブに、圧入に伴うリブの残留応力を低減してクリープ変形を抑制し、長期に亙る実使用でも主バイメタルを直立姿勢に維持して動作特性の安定確保が図れるユニット支持構造の提供。【解決手段】主バイメタル２のヒータユニット１を外郭ケース１４に搭載し、ヒータユニット１は主バイメタル２を支持プレート１５の中央にＴ継手接合した構造になり、外郭ケース１４に画成したユニット室１４ａにはその左右側壁から向かい合わせにリブ１４ｄを設け、リブの間に跨がりその下面側に支持プレート１５を圧挿して主バイメタル２を直立姿勢に支持したものにおいて、前記リブ１４ｄの先端側に支持プレート１５に向けて凸状段部１４ｄ−１を形成し、支持プレート１５の板面を押し当ててヒータユニット１を直立姿勢に圧入支持する。【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と釈放レバーを介して連係した出力接点機構を外郭ケースに搭載した構成になる熱動形過負荷継電器であって、そのヒータユニットが、ヒータ導体を巻装した主バイメタルの基部を支持プレートの中央にＴ継手接合した構造になり、前記外郭ケースには各相のヒータユニットを１素子ずつ左右に並べて収容する複数のユニット室を画成するとともに、該ユニット室の底部側に左右側壁から向かい合わせに突き出すリブを設け、このリブの間に跨がりその下面側に前記支持プレートを圧挿して主バイメタルを直立姿勢に支持したものにおいて、
前記リブに対する支持プレートの板面当接位置をリブの先端側に圧入支持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、リブの先端側に支持プレートの板面に向けて膨出する凸状段部を形成し、この凸状段部に支持プレートの板面を押し当ててヒータユニットを直立姿勢に圧入支持したことを特徴とする熱動形過負荷継電器。
【請求項３】
請求項１に記載の熱動形過負荷継電器において、支持プレートの板面中央域にリブの先端側に向けて膨出する凸状段部を形成し、この凸状段部をリブの先端に押し当ててヒータユニットを直立姿勢に圧入支持したことを特徴とする熱動形過負荷継電器。
【請求項４】
請求項１に記載の熱動形過負荷継電器において、支持プレートの左右幅寸法をユニット室の間口よりも小さく設定するとともに、リブに対峙してユニット室の底部側には支持プレートを室内中央に位置決め保持する段付き台座を形成し、該台座とリブとの間に支持プレートを圧挿入してヒータユニットを直立姿勢に圧入支持し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熱動形過負荷継電器（サーマルリレー）に搭載したバイメタルのヒータユニット支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、頭記の熱動形過負荷継電器（三相回路用）について、従来例の構造（例えば、特許文献１参照）を図５（ａ），（ｂ）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の上端に設けた取付金具、４は各相の主バイメタル２に跨がってその先端（出力端）に連係配置したシフター、５はシフター４の端部に対向させた釈放レバー、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は電磁開閉器に接続する主回路のリード導体（バー導体）、１２は負荷側端子、１３は出力接点の外部端子であり、これら部品をモールド樹脂成形品の外郭ケース１４に組み込んで熱動形過負荷継電器を構成している。
【０００３】
ここで、前記外郭ケース１４はモールド樹脂成形品になり、その内部にはＲ，Ｓ，Ｔ各相のヒータユニット１を左右に並べて１素子ずつ個別に収容するユニット室１４ａ、出力接点機構６を収容する室、およびヒータユニット１と出力接点機構６の間を連係する操作機構（釈放レバー５など）を収容する室を画成し、各室の間を仕切壁１４ｂで隔離するようにしている。また、前記ヒータユニット１は取付金具１ａを介してユニット室１４ａの背壁にネジ止め固定されている。
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、主回路に整定電流を超えた過電流が流れると、ヒータ導体３の発熱により主バイメタル２が湾曲変位してシフター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。なお、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、前記シフター４として、欠相の検出機能を備えた作動増幅リンク機構が採用されている。
【０００４】
一方、最近になり、熱動形過負荷継電器の小形化、およびヒータユニットの組立性を改善した新型タイプとして、図６で示すように、外郭ケース１４の内部に各相のヒータユニット１を１素子ずつ収容するユニット室１４ａと、前記の出力接点機構６および操作部を収容する室１４ｃを左右に画成した上で、固定ネジを使わずにヒータユニット１を外郭ケース１４へ圧入支持する組立構造の熱動形過負荷継電器が開発されている。
次に、図６におけるヒータユニット１の単体構造図を図７に、外郭ケース１４の外形図を図８に示す。まず、図７に示すヒータユニット１は、主バイメタル２の基部（下端側）を支持プレート１５（電気亜鉛メッキ鋼板のプレス加工品）の板面中央に開口した溝穴に嵌合してＴ継手接合（例えば、レーザ溶接法によりバイメタルの周縁をすみ肉溶接する）するとともに、主バイメタル２の周面にヒータ導体３を巻き付けてその導体の両端を主バイメタル２の板面および負荷側端子１２に接続し、さらに支持プレート１５に主回路のリード導体１１を接合した組立体で構成している。
【０００５】
また、図８に示す外郭ケース１４には、ヒータユニット１を収容するＲ，Ｓ，Ｔ各相に対応するユニット室１４ａの底部側に左右の仕切壁１４ｂから中央に向けて向かい合わせに突き出したリブ１４ｄを設けておき、ヒータユニット１を組み込む際に前記支持プレート１５を外郭ケース１４の間口前方からリブ１４ｄと外郭ケース底壁との間に押し込んで圧入し、この位置でヒータユニット１の主バイメタル２を垂直な直立姿勢に支持するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１１６３７０号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
熱動形過負荷継電器の外郭ケース１４について、最近では環境，資源のリサイクル化，および生産性の問題から外郭ケースの材質を熱硬化性樹脂から熱可塑性樹脂に代えて製作することが主流になっている。
ところで、外郭ケース１４を熱可塑性樹脂のエンジニアリングプラスチック製とし、そのユニット室１４ａの左右仕切壁１４ｂに設けたリブ１４ｄの間に跨がってその下面側にヒータユニット１の支持プレート１５を圧入して主バイメタル２を直立姿勢に保持した組立構造では、ヒータユニット１の支持機能について次記のような課題が残る。
すなわち、ユニット室１４ａの間口，およびリブ１４ｄに対する支持プレート１５の圧入代が０〜０．２mm程度となるよう支持プレートの横幅，厚さを設定した上で、外郭ケース１４のユニット室１４ａにヒータユニット１を圧入支持した組立状態では、左右の仕切壁１４ｂから中央に向けて向かい合わせに突き出したリブ１４ｄ（片持ち梁構造）に支持プレート１５の圧入による残留応力が掛かるほか、さらにシフター４（図５参照）を介して開閉接点機構から主バイメタル２の先端に作用する機械的な反力，およびヒータ導体３の発熱によるヒータユニット１からの伝熱などに起因する応力も加わって長期に亙る実使用の間には、リブ１４ｄに熱可塑性樹脂に特有なクリープ変形（熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂に比べて耐クリープ性が劣る）が生じる。このために、主バイメタル２の姿勢が傾いてシフター４（図５参照）と連係したバイメタル先端位置がサーマルリレーの組立当初に調整，設定した位置から微妙にずれ、これが原因であらかじめ設定した整定電流値に対してサーマルリレーの動作特性が変動してしまうことがある。
【０００８】
さらに、前記リブ１４ｄを図示のように根元部から先端まで板厚が同じ平坦断面としてその下面の全長域に支持プレート（平板）１５の板面を押し当てるように圧挿すると、リブ１４ｄには反力による押し上げ荷重が加わり、その残留応力はリブ１４ｄの根元部分で最も高くなる。しかも、支持プレート１５の寸法バラツキなどで圧入代が大きくなった場合にはリブの残留応力も高くなり、このためにリブ１４ｄの根元にクラックが生じてヒータユニット１を正常な直立姿勢に維持できなくなる虞れもある。
この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、ヒータユニットの支持プレートを圧入支持するよう外郭ケースのユニット室の左右仕切壁に突き出し形成したリブについて、支持プレート圧入に伴うリブの残留応力を低減してクリープ変形を抑制し、長期の実使用でも主バイメタルを直立姿勢に維持して動作特性の安定確保が図れるように改良した信頼性の高い熱動形過負荷継電器のヒータユニット支持構造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】
【０００９】
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と釈放レバーを介して連係した出力接点機構を外郭ケースに搭載した構成になる熱動形過負荷継電器であって、そのヒータユニットが、ヒータ導体を巻装した主バイメタルの基部を支持プレートの中央にＴ継手接合した構造になり、前記外郭ケースには各相のヒータユニットを１素子ずつ左右に並べて収容する複数のユニット室を画成するとともに、該ユニット室の底部側に左右側壁から向かい合わせに突き出すリブを設け、このリブの間に跨がりその下面側に前記支持プレートを圧挿して主バイメタルを直立姿勢に支持したものにおいて、
前記リブに対する支持プレートの板面当接位置をリブの先端側に限定して圧入支持するようにし（請求項１）、具体的には次記のような態様で構成するものとする。
（１）前記構成において、リブの先端側に支持プレートの板面に向けて膨出する凸状段部を形成し、この凸状段部に支持プレートの板面を押し当ててヒータユニットを直立姿勢に圧入支持する（請求項２）。
（２）前記構成において、支持プレートの板面中央域にリブの先端側に向けて膨出する凸状段部を形成し、この凸状段部をリブの先端に押し当ててヒータユニットを直立姿勢に圧入支持する（請求項３）。
（３）前記構成において、支持プレートの左右幅寸法をユニット室の間口よりも小さく設定するとともに、リブに対峙してユニット室の底部側には支持プレートを室内中央に位置決め保持する段付き台座を形成し、該台座とリブとの間に支持プレートを圧挿入してヒータユニットを直立姿勢に圧入支持する（請求項４）。
【発明の効果】
【００１０】
上記の構成により、外郭ケースのユニット室にヒータユニットを圧入支持した組立状態では、ヒータユニットの支持プレートがリブの先端部分にのみ当接し、リブの根元部分とは離間しているので、リブの根元部には支持プレートから直接に押圧荷重が加わることがない。したがって、片持ち梁構造のリブはその先端部と根元部の間の中間部位が撓んで圧入荷重を受け止め、根元部に掛かる応力は従来の組立構造と比べて低減する。これにより、外郭ケースの材質を熱可塑性樹脂製としても、長期使用に伴って前記リブに生じるクリープ変形量を低減してヒータユニットを組立当初に設定した直立姿勢を保持でき、その結果として長期に亙り安定した過電流保護の動作特性を維持して熱動形過負荷継電器の信頼性向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明による第１実施例の構成図であり、（ａ）は外郭ケースのユニット室にヒータユニットを組み付けた組立状態の外形斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部の拡大正面図である。
【図２】図１の補足説明図であり、（ａ）はユニット室内の要部構造を表す斜視図、（ｂ）は図１の（ｂ）に対応する組立状態の斜視図である。
【図３】この発明による第２実施例の構成図であり、（ａ）は外郭ケースのユニット室にヒータユニットを搭載した組立状態の外形斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ部の拡大正面図、（ｃ）はユニット室内の要部構造を表す斜視図、（ｄ）は（ｂ）に対応する組立状態の斜視図である。
【図４】この発明による第３実施例の構成図であり、（ａ）は外郭ケースのユニット室にヒータユニットを組み付けた組立状態の外形斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ部の拡大正面図、（ｃ）はユニット室内の要部構造を表す斜視図、（ｄ）は（ｂ）に対応する組立状態の斜視図である。
【図５】従来製品の熱動形過負荷継電器の組立構造図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】図５と異なる新型タイプの外郭ケースのヒータユニットを搭載した組立状態の俯瞰図である。
【図７】図６におけるヒータユニット単体の組立構造を表す斜視図である。
【図８】図６におけるヒータユニットを外郭ケースに組み込む直前の状態を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態を図１〜図４に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
先ず、この発明の請求項２に係わる実施例１の構成を図１，図２に示す。
この実施例においては、図６の従来構造と同様に外郭ケース１４のユニット室１４ａの左右仕切壁１４ｂから中央に向けて突き出し形成したリブ１４ｄについて、各リブ１４ｄの先端下面側に凸状段部１４ｄ−１を形成している。そして、ユニット室１４ａの間口前方からヒータユニット１を圧挿した際に、図１（ｂ）で示すように支持プレート１５を前記凸状段部１４ｄ−１に押し当て、ヒータユニット１を直立姿勢に圧入支持するようにしている。なお、１４ｅはリブ１４ｄの下方に対峙してユニット室１４ａの底部に設けた支持プレート受けの台座で、支持プレート１５はリブ１４ｄと台座１４ｅとの間に挟持される。
上記構成により、図１（ａ）のようにヒータユニット１を外郭ケース１４のユニット室１ａに圧入支持した状態では、リブ１４ｄに対して支持プレート１５は前記凸状段部１４ｄ−１にのみ当接し（図１（ｂ），図２（ｂ）参照）、リブ１４ｄの根元部と支持プレート１５の両端との間は離間している。したがって、支持プレート１５の押込み反力でリブ１４ｄに加わる押圧荷重は図１（ｂ）の図中に表したＰ部に集中し、この押圧荷重でリブ１４ｄ（片持ち梁）は根元部との間の中間部位がばね性を持って上向きに撓んで支持プレート１５を支持する。これにより、支持プレート１５の圧入によってリブ１４ｄの根元部に生じる残留応力が小さくなる。また、熱動形過負荷継電器の開閉機構部からの反力，ヒータユニット１からの伝熱を受けてリブ１４ｄに生じる経時的なクリープ変形量も低減し、ヒータユニット１を組立当初に設定した直立姿勢に安定維持できる。その結果として、長期に亙る熱動形過負荷継電器の実使用でも常に安定した動作特性を確保して製品の信頼性を高めることができる。
【実施例２】
【００１４】
次に、この発明の請求項３に係わる実施例２の構成を図３に示す。この実施例では、先記した実施例１とは逆に、ヒータユニット１の支持プレート１５の上面中央域にリブ１４ｄの先端側に向けて膨出する凸状段部１５ａを形成しておき、ヒータユニット１をユニット室１４ａに組み込む際に、支持プレート１５の凸状段部１５ａをリブ１４ｄの先端部分に押し込んでヒータユニット１を直立姿勢に圧入保持するようにしている。
この構成によれば、図３（ｂ）で表すように支持プレート１５がリブ１４ｄの先端部分（図３（ｂ）のＰ部）にのみ当接し、リブ１４ｄの根元部との間は離間した状態で圧入保持される。したがって、実施例１で述べたと同様に、支持プレート１５の圧挿による荷重はリブ１４ｄの先端部分に加わることになり、これによりリブ１４ｄの根元部の残留応力が小さくなり、熱動形過負荷継電器の長期実使用に伴うリブの１４ｄのクリープ変形を低減して安定した動作特性を維持できる。
【実施例３】
【００１５】
次に、この発明の請求項４に係わる実施例４の構成を図４に示す。この実施例では、ヒータユニット１の支持プレート１５の横幅寸法Ｄをユニット室１４ａの間口よりも小さく設定した上で、この支持プレート１５を室内の中央位置に位置決め保持するために、ユニット室１４ａの底部側には左右に段付き台座１４ｆを形成しておき、各段付き台座１４ｆの段差部１４ｆ−１の間隔Ｌを支持プレート１５の横幅Ｄに合わせて設定しておく。
そして、外郭ケース１４のユニット室１４ａにヒータユニット１を組み付ける際には、支持プレート１５を前記段付き台座１４ｆの段差部１４ｆ−１に位置合わせて前方からリブ１４ｄとの間に圧挿して（図４（ｅ）参照）ヒータユニット１を直立姿勢に圧入保持する。
これにより、ヒータユニット１の圧入支持状態では図４（ｂ）で表すように支持プレート１５はリブ１４ｄの先端部にのみ当接して挟持される。したがって、先記の実施例１，２と同様にリブ１４ｄの基部に掛かる残留応力，クリープ変形を低減して熱動形過負荷継電器の動作特性を安定維持できる。
【符号の説明】
【００１６】
１    ヒータユニット
２    主バイメタル
１４    外郭ケース
１４ａ  ユニット室
１４ｂ  仕切壁
１４ｄ  リブ
１４ｄ−１  凸状段部
１４ｆ  段付き台座
１５    支持プレート
１５ａ  凸状段部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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