(57)【要約】【課題】熱動形過負荷の外郭ケースについて、相間隔壁を挟んで左右両側に隣接するＲ，Ｔ相からＳ相のヒータユニットに加わる熱的干渉を低く抑えて安定した過負荷，欠相動作特性を確保できるように外郭ケース構造を提供する。【解決手段】ケース１４の内部に相間隔壁１４ａを隔てて左右に並ぶＲ，Ｓ，Ｔ相のヒータユニット室１４Ｒ，１４Ｓ，１４Ｔを画成し、ここに各相のヒータユニット１を１素子ずつ個別に配置した構成において、Ｒ相とＴ相の間に挟まれたＳ相のヒータユニットに対するＲ相，Ｔ相から受ける熱的干渉を軽減する手段として、相間隔壁１４ａを挟んで左右に並ぶＲ相とＴ相との間に画成したＳ相のヒータユニット室１４Ｓの空間をその両側に隣接するＲ相，Ｔ相ヒータユニット室１４Ｒ，１４Ｔよりも縮小して仕切るように、外郭ケース１４にケース外方に向けて凹所１４ｄを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相主回路のＲ，Ｓ，Ｔ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熱動形過負荷継電器であり、前記外郭ケースの内部には相間隔壁を隔てて左右に並ぶＲ，Ｓ，Ｔ相のヒータユニット室を画成し、該ヒータユニット室の室内に前記各相のヒータユニットを１素子ずつ個別に配置した構成になるものにおいて、
相間隔壁を挟んでＲ相とＴ相との間に画成したＳ相のヒータユニット室について、該Ｓ相ヒータユニット室の空間をその両側に隣接するＲ相，Ｔ相ヒータユニット室よりも縮小して仕切るように、外郭ケースの一部に外壁面をケース外方に向けて凹所を形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、前記凹所をＳ相ヒータユニットの長手方向に沿って外郭ケースの背面側に形成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，および主バイメタルに連係する出力接点機構を収容した外郭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３，図４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側に配置したシフター、５はシフター４に連係する釈放レバー、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外郭ケース（モールド樹脂成形品）である。
【０００３】
ここで、外郭ケース１４の内部には、相間隔壁１４ａを隔ててＲ，Ｓ，Ｔ相のヒータユニット１を左右に並べて個別に収容するヒータユニット室１４Ｒ，１４Ｓ，１４Ｔ、および出力接点機構６の操作機構を収容する室１４ｂが画成されている。なお、１５は外郭ケース１４のカバーである。
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。
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）には、図３に示したシフター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（非特許文献１参照）。
【０００４】
また、最近になり熱動形過負荷継電器の小形，コンパクト化、および製作時の組立性，外部回路との配線性を改善する観点から外郭ケース１４を図５のような形状に変え、Ｒ，Ｓ，Ｔ各相のヒータユニット１を収容するヒータユニット室１４Ｒ，１４Ｓ，１４Ｔと、出力接点機構６および操作部を収容する室１４ｂを左右に画成した上で、各相のヒータユニット１をネジレス方式で外郭ケース１４に圧入支持するようにした熱動形過負荷継電器が開発されている。なお、図５におけるヒータユニット１の組立構造を図６に示す。
ここで、前記ヒータユニット１の組立体は、図６で示すように主バイメタル２の基部（下端側）を取付基部１ａにＴ継手接合した上で、主バイメタル２にヒータ導体３を巻き付けてそのヒータ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、さらに取付基部１ａには主回路のリード導体１１を接合した組立構造になる。一方、相間隔壁１４ａを隔てて外郭ケース１４の内部に仕切られたＲ，Ｓ，Ｔ各相に対応するヒータユニット室１４Ｒ，１４Ｓ，１４Ｔの底部側には、左右の側壁から内側に向けて突き出すリブ１４ｃを設け、前記ヒータユニット１の取付基部１ａを前方から前記リブ１４ｃと外郭ケース１４の底壁との間に圧入し、ヒータユニット１の主バイメタル２を直立姿勢に保持するようにしている。
【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＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記のようにＲ，Ｓ，Ｔ各相に対応するヒータユニット１を左右に並置して外郭ケース１４のヒータユニット室１４Ｒ，１４Ｓ，１４Ｔに収容配置した熱動形過負荷継電器（欠相検出機能付）においては、相間隔壁１４ａを挟んで並ぶ各相のヒータユニット相互間に熱的な干渉が生じ、これが原因で熱動形過負荷継電器の過負荷，欠相保護特性に影響を及ぼすことが知見されている。
すなわち、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相の二つのヒータユニット１からの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はその通電電流に相応した過熱温度以上に昇温し、このためにＲ相，Ｔ相に比べてＳ相の主バイメタル２の湾曲度合いが大きくなる。
この場合に、相間隔壁１４ａを挟んで隣接するＲ相−Ｓ相間、およびＴ相−Ｓ相間の伝熱形態は伝導伝熱，対流伝熱，および放射伝熱があるが、特に主バイメタル２の略全長域に巻装したヒータ導体３を発熱源とする放射熱による影響が大きく、Ｒ相，Ｔ相のヒータ導体３から周囲に放散する放射熱の一部はＳ相との間の相間隔壁１４ａに吸熱され、その相間隔壁を熱貫流してＳ相のヒータユニット室１４Ｓに収設した主バイメタル２を加熱昇温させる。
【０００６】
そのために、あらかじめ調整ダイヤル９（図３参照）で設定した整定電流値よりも低い負荷電流でサーマルリレーが誤動作する畏れがある。また、欠相検出機能についても、例えば主回路の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相のヒータユニットから伝熱する熱的干渉によりＳ相の主バイメタル２が湾曲して欠相検出機能が阻害される畏れがある。
かかる点、従来の製品では外郭ケース１４を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設定してモールド成形している。したがって、相間隔壁１４ａは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小さく、過電流，欠相動作特性に与える影響は実用的に殆ど問題になることはない。
【０００７】
一方、最近では環境，資源リサイクル化の問題から、外郭ケース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。しかも、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、相間隔壁１４ａを薄肉化することで外郭ケース１４の小形，軽量化が可能となる利点もある。
しかしながら、外郭ケース１４に熱可塑性樹脂を採用して相間隔壁１４ａの厚さを薄肉に設定すると、隔壁自身の断熱性能（熱絶縁性）が低下してＲ相，Ｔ相のヒータユニット室１４Ｒ，１４ＴからＳ相のヒータユニット室１４Ｓに侵入する伝熱量が増加し、その結果としてヒータユニット相互間の熱的干渉が熱動形過負荷継電器の動作特性面に大きく影響するようになる。このことから、熱可塑性樹脂を使って外郭ケース１４を構成する場合には、外郭ケース１４を薄肉化してケースの小形化を推進することと併せて、Ｒ，Ｓ，Ｔ相ヒータユニット相互間の熱的干渉を如何にして小さく抑えるかが設計に課せられた大きな課題となる。
【０００８】
この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、熱可塑性樹脂で構成した先記構造の外郭ケースについて、相間隔壁を挟んで左右両側に隣接するＲ，Ｔ相からＳ相に加わる熱的干渉を低く抑えて安定した過負荷，欠相動作特性を確保できるように外郭ケースの内方に画成したヒータユニット室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】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明によれば、三相主回路のＲ，Ｓ，Ｔ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熱動形過負荷継電器であり、前記外郭ケースの内部には相間隔壁を隔てて左右に並ぶＲ，Ｓ，Ｔ相のヒータユニット室を画成し、該ヒータユニット室の室内に前記各相のヒータユニットを１素子ずつ個別に配置した構成になるものにおいて、
相間隔壁を挟んで左右に並ぶＲ相とＴ相との間に画成したＳ相のヒータユニット室について、該Ｓ相ヒータユニット室の空間をその両側に隣接するＲ相，Ｔ相ヒータユニット室よりも縮小して仕切るように、外郭ケースの一部に外壁面をケース外方に向けて凹所を形成する（請求項１）ものとし、具体的には前記凹所をＳ相ヒータユニットの長手方向に沿って外郭ケースの背面側にする（請求項２）。
【発明の効果】
【００１０】
ヒータユニット相互間の熱的干渉を低減する手段として、Ｒ相とＴ相との間に挟まれたＳ相のヒータユニット室の空間をＲ相とＴ相よりも縮小して仕切るように、外郭ケースの一部に外壁面をケース外方に向けて凹所を形成することにより、Ｓ相とＲ相との間，およびＳ相とＴ相との間を仕切る相間隔壁の実効面積は従来構造と比べて縮小し、しかもその凹所を仕切る壁面はケース外方の外気側に開放している。
これにより、外郭ケースの相間隔壁を伝熱してＲ相，Ｔ相側からＳ相のヒータユニット室内に侵入する伝熱量は従来構造の外郭ケースよりも小さくなり、しかもＲ相，Ｔ相ヒータユニットのヒータ導体から放散する放射熱の一部は前記凹所の壁面を通じて直接ケース外方に熱放散される。その結果として、Ｒ相，Ｔ相からの伝熱によるＳ相ヒータユニットの主バイメタルが受ける熱的干渉を小さく抑えることができ、これにより熱動形過負荷継電器の安定した過負荷，欠相保護動作特性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施例に係わる熱動形過負荷継電器の外郭ケースの外観斜視図である。
【図２】図１における外郭ケースの要部構造図であり、（ａ）は外郭ケースに形成した凹所部分の側視断面図、（ｂ）は（ａ）における矢視Ｘ−Ｘ断面図である。
【図３】熱動形過負荷継電器の一般的な組立構造を表す正面図である。
【図４】図３の側視断面図である。
【図５】図１に対応する従来例の外郭ケースの外観斜視図である。
【図６】図５の外郭ケースに搭載したヒータユニットの組立構造図である。
【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２に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図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。
すなわち、この実施例においては、Ｒ相とＴ相の間に挟まれて外郭ケース１の中央に画成されたＳ相のヒータユニット室１４Ｓについて、その室内空間（容積）を左右に隣接するＲ相，Ｔ相のヒータユニット室１４Ｒ，１４Ｔよりも縮小して仕切るように、外郭ケース１の背面にはケース外方に向けて凹所１４ｄが形成されている。この凹所１４ｄはヒータユニット１の長手方向に延在し、Ｒ相，Ｔ相のヒータユニット室１４Ｒ，１４Ｔとの間を仕切る左右の相間隔壁１４ａと、Ｓ相ヒータユニット室１４Ｓの背壁との三面で囲むように形成されており、その各壁面がケース外方に向けて露呈している。
上記の構成によれば、図５に示した従来構造と比べて、凹所１４ｄが占有する空間に相当する分だけＲ相−Ｓ相，およびＴ相−Ｓ相間を仕切る相間隔壁１４の実効面積が小さくなる。これにより、外郭ケース１の相間隔壁１４ａを伝熱してＲ相，Ｔ相側からＳ相のヒータユニット室内に侵入する伝熱量は少なくなり、しかもＲ相，Ｔ相のヒータユニット１のヒータ導体３から放散する放射熱の一部は前記凹所１４ｄの壁面を通じて直接ケース外方に熱放散される。
【００１３】
その結果として、Ｒ相，Ｔ相からの伝熱によるＳ相のヒータユニット１の主バイメタル２が受ける熱的干渉を小さく抑えることができ、これにより熱動形過負荷継電器の安定した過負荷，欠相保護動作特性を確保できる。
【符号の説明】
【００１４】
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    外郭ケース
１４ａ  相間隔壁
１４Ｒ  Ｒ相ヒータユニット室
１４Ｓ  Ｓ相ヒータユニット室
１４Ｔ  Ｔ相ヒータユニット室
【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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