(57)【要約】【課題】最小目盛位置および中央目盛位置の２点でのみ電調を実施した場合でも、最大目盛位置においても良好な調整精度を確保し、かつ最小目盛位置から最大目盛位置に至るまでの調整範囲において、調整不能状態に陥りにくい熱動式過電流継電器の電調方法および熱動式過電流継電器を提供する。【解決手段】主回路電流に応動して湾曲するバイメタルと、このバイメタルの変位を伝達する連動板と、連動板との当接によりトリップ動作し接点の開閉状態を反転させる反転機構部と、反転機構部を移動させ接点の開閉状態が反転する位置を調整することができ、最小目盛方向調整側と最大目盛方向調整側それぞれに可動限界を備えた調整機構部を備えた熱動式過電流継電器において、中央目盛位置から最小目盛方向調整側の調整機構部可動限界までの回動量よりも、中央目盛位置から最大目盛方向調整側の調整機構部可動限界までの回動量の方が広くなるように定められている。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主回路電流に応動して湾曲するバイメタルと、このバイメタルの変位を伝達する連動板と、連動板との当接によりトリップ動作し接点の開閉状態を反転させる反転機構部と、反転機構部を移動させ接点の開閉状態が反転する位置を調整することができる調整機構部と、熱動式過電流継電器本体に表示され整定電流の最小値、中央値、最大値をそれぞれ示す、最小目盛、中央目盛、最大目盛を備えた目盛表示部とを備えた熱動式過電流継電器における、規格で定められた動作特性の範囲内で動作するように、熱動式過電流継電器個々の動作特性を調整する熱動式過電流継電器の電調方法において、
前記最小目盛位置と中央目盛位置が定められた所定数の熱動式過電流継電器を用いて、前記整定電流の最大値の１０５％から１２０％の範囲となる電流を供給しつつ前記調整機構部の角度を調整し、前記熱動式過電流継電器がトリップ動作する前記調整機構部の中央目盛位置からの角度をサンプル角度として実験的に求め、これら所定数の熱動式過電流継電器の中央目盛位置からのサンプル角度の平均値を、同一定格における最大目盛位置までの角度としてあらかじめ設定しておく第一の工程と、
前記最小目盛位置、中央目盛位置を熱動式過電流継電器の動作特性により定める第二の工程と、
前記第二の工程により定められた中央目盛位置から、前記第一の工程によりあらかじめ設定さられた同一定格における最大目盛位置までの角度を与えることにより、最大目盛位置を定める第三の工程と、
を有する熱動式過電流継電器の電調方法。
【請求項２】
前記実験的に求める所定数の熱動式過電流継電器の最大目盛位置は、中央目盛位置から最大目盛方向の角度を漸増させた位置で測定した最小動作電流値が、最大目盛値の１０５％から１２０％の範囲内であらかじめ定めた電流値となる目盛位置である、ことを特徴とする請求項１に記載の熱動式過電流継電器の電調方法。
【請求項３】
請求項１に記載の実験的に求める所定数の熱動式過電流継電器の最大目盛位置は、中央目盛位置から最大目盛方向へ調整機構部を少なくとも最大目盛値の１２０％でトリップ動作することのない位置まで移動させた状態で、最大目盛値の１０５％から１２０％の範囲内であらかじめ定めた電流をバイメタルの変形量が飽和するまでの時間通電した後、再度調整機構部を上記移動後の位置から中央目盛位置側へ移動させて、手動で強制トリップさせて定まる目盛位置である、ことを特徴とする請求項１に記載の熱動式過電流継電器の電調方法。
【請求項４】
主回路電流に応動して湾曲するバイメタルと、このバイメタルの変位を伝達する連動板と、連動板との当接によりトリップ動作し接点の開閉状態を反転させる反転機構部と、反転機構部を移動させ接点の開閉状態が反転する位置を調整することができ、最小目盛方向調整側と最大目盛方向調整側それぞれに可動限界を備えた調整機構部と、製品本体に表示され整定電流の最小値、中央値、最大値をそれぞれ示す、最小目盛、中央目盛、最大目盛を備えた目盛表示部と、
を備えた熱動式過電流継電器において、
前記調整機構部の可動限界は、前記中央目盛の位置から最小目盛方向調整側の調整機構部可動限界までの回動量よりも、中央目盛位置から最大目盛方向調整側の調整機構部可動限界までの回動量の方が広くなるように定められている、
ことを特徴とする熱動式過電流継電器。
【請求項５】
前記調整機構部のツマミと、熱動式過電流継電器本体のケースには、両者が相対する面にそれぞれ突起を備え、両突起が互いに当接することにより調整機構部の可動限界が定まる、ことを特徴とする請求項４に記載の熱動式過電流継電器。
【請求項６】
前記ツマミには、熱動式過電流継電器の生産工程にて該ツマミを滞りなく装着するために設けた、互いに平行な二面が形成され、それらの面の長さは該ツマミの半径以上の長さであり、かつ、該ツマミを最小目盛側可動限界と最大目盛側可動限界との間で回動する際、該ツマミに設けた二面の先端位置が、前記調整機構部の可動限界を定めるケースに設けられた突起と所定間隙離間している、ことを特徴とする請求項５に記載の熱動式過電流継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モーターの過負荷保護などの目的で使用される熱動式過電流継電器の電調方法及び熱動式過電流継電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱動式過電流継電器は、ヒーター部に接続された主回路の電流値が一定値以上になると、ヒーター部の発熱によりバイメタルが湾曲することで機器内の反転機構が作動し、この反転機構により、同じく機器内に設けられている接点が開閉することで、その際の接点信号出力を用いて電磁接触器のコイル励磁を解く等の手段により、モーター焼損等の事故を未然に防ぐ保護機器である。設定される電流値の範囲は、内蔵されたバイメタルやヒーターおよび反転機構部の特性によって決定される。
【０００３】
熱動式過電流継電器には、使用可能な電流の最小値から最大値までが表示され、これを整定電流の調整範囲と呼ぶ。また、最小値で最小目盛、最大値で最大目盛、最小値と最大値の概ね中央値で中央目盛がそれぞれ設けられ、各目盛の間はさらにいくつかの間隔に分割され、補間目盛が設けられる。一般的に熱動式過電流継電器は、外形（機種）が同じでヒーター部の仕様が異なり、整定電流の値および幅が異なる複数の仕様（定格）を品揃えしている。使用者は、モーター等の保護対象の仕様に合わせ、熱動式過電流継電器の機種および定格を選定する。
【０００４】
上記各目盛における整定電流値を基準とする、過電流通電時の熱動式過電流継電器の動作特性が、ＩＥＣ６０９４７−４−１（ＪＩＳ  Ｃ８２０１−４−１）等の規格で規定されている。この規定の一節に、整定電流の１０５％の電流を２時間通じでも動作しないが、この状態（整定電流の１０５％の電流を通電した状態）で温度一定となったのち、引き続き通電電流を整定電流の１２０％にした場合には、２時間以内に熱動式過電流継電器が動作しなければならないという規定がある。
【０００５】
しかし、バイメタルの板厚・幅・長さ・湾曲定数・体積抵抗率・先端部の初期位置、ヒーターの線径・長さ・体積抵抗率、またはそれぞれの部品の寸法精度のばらつき等によって、熱動式過電流継電器の動作する時間および電流値は、同一機種における同一定格の中でも、熱動式過電流継電器の製品個々において異なってしまう。
【０００６】
一方、熱動式過電流継電器は前記規格化された動作特性の範囲内で動作しなければならず、これを満たすように製造される必要があるため、熱動式過電流継電器の製品個々に動作特性を調整する必要がある。この調整作業を電調と呼ぶ。
【０００７】
例えば、特開２００７−２１３９９１号公報には、従来の熱動式過電流継電器の電調方法が示されている。具体的には、はじめに強制トリップにより最小目盛位置と中央目盛位置を定め、次に一般的にバイメタルの変形量が通電電流の２乗に比例することを利用し、算出された最小目盛位置と中央目盛位置との角度を用いて、最小・中央・最大のそれぞれの電流値から、中央目盛位置と最大目盛位置との間の角度を算出する技術が開示されている。（特許文献１）
【０００８】
すなわち、バイメタルの変形量が近似的にｎ・Ｉ２で与えられる。ここでｎは、バイメタルの湾曲定数や作動長や板圧およびバイメタルの抵抗値やヒーターの抵抗値から求められる定数であり、またＩは、バイメタルへの通電電流量を示す。上述より、最小目盛における動作電流をＩ１、中央目盛における動作電流をＩ２、最大目盛における動作電流をＩ３としたとき、最小目盛位置、中央目盛位置、最大目盛位置の各目盛位置におけるバイメタルの変形量はそれぞれ、ｎ・（Ｉ１）２  、ｎ・（Ｉ２）２、ｎ・（Ｉ３）２  となる。ここで、中央目盛におけるバイメタル変形量と最小目盛におけるバイメタル変形量との差ｎ・（Ｉ２）２−ｎ・（Ｉ１）２が最小目盛と中央目盛間の角度に比例し、最大目盛におけるバイメタル変形量と中央目盛におけるバイメタル変形量との差ｎ・（Ｉ３）２−ｎ・（Ｉ２）２が中央目盛と最大目盛間の角度に比例する。したがって、上記強制トリップにより求められる、最小目盛と中央目盛間の角度をθ１とし、中央目盛と最大目盛間の角度をθ２とすると、
θ２／θ１＝{（Ｉ３）２−（Ｉ２）２}／{（Ｉ２）２−（Ｉ１）２}・・・（式１）
となり、θ２を算出することができる。
【特許文献１】特開２００７−２１３９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上述の特許文献１の技術によれば、最小目盛と中央目盛間の角度θ１の熱動式過電流継電器製品個々のばらつきσに比べ、中央目盛と最大目盛間の角度θ２のばらつきがさらに大きくなるという課題があった。そのことにつき以下で詳細に説明する。
【００１０】
ここで、最小目盛位置の狙い値をθＬおよびそのばらつきをａ、中央目盛位置の狙い値をθＭおよびそのばらつきをｂとし、最小目盛位置はθＬ±ａ、中央目盛位置はθＭ±ｂで与えられるとすると、最小目盛と中央目盛間の角度θ１および熱動式過電流継電器製品個々のばらつきσは、下式で与えられる。
θ１＝（θＭ−θＬ）±（ａ＋ｂ）・・・（式２）
σ  ＝ａ＋ｂ                    ・・・（式３）
仮に最小目盛位置および中央目盛位置が完璧に狙い通りの動作特性が得られる位置となるように電調することができたのであれば、θ１＝θＭ−θＬでありσ＝０である。しかし実際には、上述の通り熱動式過電流継電器の動作特性は、熱動式過電流継電器製品個々において異なるため、最小目盛および中央目盛どちらにおいても、狙いの位置から多少なりとも外れるため、σは少なからず存在することになる。
【００１１】
ここで、最大目盛位置についても熱動式過電流継電器製品個々の動作特性に応じた位置を定めることの出来る電調方法を採用すれば、最大目盛位置の狙い値をθＨおよびそのばらつきをｃとし、最大目盛位置はθＨ±ｃで与えられる時、中央目盛と最大目盛間の角度θ２は、次式で与えられる。
θ２＝(θＨ−θＭ）±（ｂ＋ｃ）  ・・・（式４）
しかし、３点の目盛位置を個々に調整する方法においては、電調作業が煩雑になったり、特に最大電流側の電調作業時には大電流を流す必要があるために、電調作業の用いる装置の構造が複雑になるという問題点があることから、上述の特許文献１に記載されている電調方法、すなわち最小目盛および中央目盛の両目盛位置から３点目の最大目盛位置を算出する技術が用いられてきた。
【００１２】
この従来の技術によれば、上述の式１より{（Ｉ３）２−（Ｉ２）２}／{（Ｉ２）２−（Ｉ１）２}＝αとすると、θ２は次式で与えられる。
θ２＝α・θ１                    ・・・（式５）
ここで、式２および式３により、式５は次式のようになる。
θ２＝α・（θＭ―θＬ）±α・σ  ・・・（式６）
式６により、θ１では±σであった目盛位置のばらつきが、θ２では±α・σとα倍になることがわかる。なお、式１で与えられるαは、Ｉ２が使用可能な最小電流Ｉ１と最大電流Ｉ３の概中央値であることから、αは次式に示す関係にある。
α＞１                            ・・・（式７）
例えば、使用可能な電流の最小値が２．８Ａ、最大値が４．４Ａの熱動式過電流継電器の場合、中央値は３．６Ａとなる。ここで式１よりα＝１．２５＞１となる。表１に熱動式過電流継電器の定格に対するαの値の一例を示す。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
一般的に、バイメタルの変形量が小さい位置では、周囲温度による影響や反転機構部からの作動圧により変形が押し戻される影響などが大きいため、バイメタルの変形量が小さい位置で動作する最小目盛位置側の方が、バイメタルの変形量が大きい位置で動作する最大目盛位置側に比べて、狙い位置からのばらつきが大きくなる傾向にあり、次式が成り立つ。
ａ＞ｂ＞ｃ                        ・・・（式８）
よって、
α・σ＝α・ａ＋α・ｂ＞ｂ＋ｃ    ・・・（式９）
となり、上述の特許文献１に記載されている技術を用いると、最小目盛位置、中央目盛位置、最大目盛位置の３点で電調を実施する場合よりも、ばらつきが大きくなってしまう。
【００１５】
従って、最小目盛位置および中央目盛位置の２点のみで電調を実施する場合では、最小目盛位置、中央目盛位置、最大目盛位置の３点で電調を実施する場合に比べて、中央目盛位置と最大目盛位置の間の角度のばらつきが大きくなり、強制トリップにより精度よく最小目盛位置および中央目盛位置を決定しても、最大目盛側において狙い位置に対して精度よく最大目盛位置を得られ難いという問題があった。
【００１６】
また、中央目盛と最大目盛間の角度θ２に含まれるばらつきが大きいため、θ２が本来の狙い値を超えて大きくなり、結果として整定電流の調整範囲角度（＝θ１＋θ２）が調整機構部におけるツマミの可動範囲を超えてしまい、最小目盛または最大目盛、もしくはそのどちらにおいても目盛位置まで調整することができない状態、すなわち調整不能状態に陥ってしまう場合があるという課題があった。
【００１７】
上述の通りバイメタルの変形量は通電電流の２乗に比例するため、通常は最小目盛位置と中央目盛位置間の角度θ１よりも、バイメタルへの通電電流が多くなる、中央目盛位置と最大目盛位置間の角度θ２の方が角度は広くなる。さらに上述の特許文献１に記載されている電調方法では、中央目盛位置と最大目盛位置間の角度θ２に上述の通り大きなばらつきα・σが含まれるため、θ２が過大に設定されてしまうことがあった。また、従来の熱動式過電流継電器においては、中央目盛位置から最小目盛側の可動限界までの角度と最大目盛側の可動限界の角度が等しい構造となっていた。以上のことより、中央目盛位置を基準として各目盛位置を設定する場合に、最小目盛位置を設定する際は、ツマミの最小目盛方向可動限界までの余裕度が大きいのに対して、最大目盛位置を設定する際は、中央目盛位置と最大目盛位置間の角度のバラツキが大きいために、結果的にツマミの最大目盛方向可動限界までの余裕度が小さくなる。そのことにより、最大目盛位置までツマミを回しきる前に、調整機構部においてツマミがケースに当接する等して可動限界に達してしまい、熱動式過電流継電器が調整不能に陥りやすいという問題があった。
【００１８】
上述の最大目盛位置までツマミを回しきる前に調整機構部におけるツマミが可動限界となってしまう問題を回避すべく、中央目盛位置から最大目盛方向調整側の可動限界までの調整範囲を広く確保するように構成すると、逆に中央目盛位置から最小目盛方向調整側の可動限界までの調整可能範囲が狭くなってしまう。従って、中央目盛を基準として最小目盛を設定する際に、最小目盛位置までツマミを回しきる前に調整機構部におけるツマミがケースに当接する等して可動限界となってしまい、熱動式過電流継電器が調整不能に陥りやすいという問題があった。
【００１９】
さらに、調整機構部のツマミを回す際には、ツマミが回動しながら、ケースと相対する面に対して垂直方向にも移動する。また、このツマミには、熱動式過電流継電器の生産工程においてツマミをパーツフィーダに通す際、ツマミが回転することなくパーツフィーダ内を滞りなく移動できるように、パーツフィーダ内の溝と当接する二面が設けられている。しかしながらこれらの面の高さが高いこと、及び上述のツマミが垂直方向に移動するために、整定電流の調整範囲角度（＝θ１＋θ２）が大きいと、最小目盛位置もしくは最大目盛位置までツマミを回しきる前に、上述のツマミに設けられた面がケース等と当接することにより、調整機構部が可動限界となり調整不能状態に陥ってしまうという問題があった。
【００２０】
本発明は上述の問題を鑑みてなされたものであり、最小目盛位置および中央目盛位置の２点でのみ電調を実施した場合でも、最小目盛位置、中央目盛位置だけでなく、最大目盛位置の各位置においても、ばらつきの少ない調整精度を確保する熱動式過電流継電器の電調方法、および最小目盛位置から最大目盛位置に至るまでの整定電流調整範囲において、調整不能状態に陥りにくい熱動式過電流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】
【００２１】
この発明に係る熱動式過電流継電器の電調方法は、主回路電流に応動して湾曲するバイメタルと、このバイメタルの変位を伝達する連動板と、連動板との当接によりトリップ動作し接点の開閉状態を反転させる反転機構部と、反転機構部を移動させ接点の開閉状態が反転する位置を調整することができる調整機構部と、熱動式過電流継電器本体に表示され整定電流の最小値、中央値、最大値をそれぞれ示す、最小目盛、中央目盛、最大目盛を備えた目盛表示部とを備えた熱動式過電流継電器における、規格で定められた動作特性の範囲内で動作するように、熱動式過電流継電器個々の動作特性を調整する熱動式過電流継電器の電調方法において、前記最小目盛位置と中央目盛位置が定められた所定数の熱動式過電流継電器を用いて、前記整定電流の最大値の１０５％から１２０％の範囲となる電流を供給しつつ前記調整機構部の角度を調整し、前記熱動式過電流継電器がトリップ動作する前記調整機構部の中央目盛位置からの角度をサンプル角度として実験的に求め、これら所定数の熱動式過電流継電器の中央目盛位置からのサンプル角度の平均値を、同一定格における最大目盛位置までの角度としてあらかじめ設定しておく第一の工程と、前記最小目盛位置、中央目盛位置を熱動式過電流継電器の動作特性により定める第二の工程と、前記第二の工程により定められた中央目盛位置から、前記第一の工程によりあらかじめ設定さられた同一定格における最大目盛位置までの角度を与えることにより、最大目盛位置を定める第三の工程とを有することを特徴とする。
【００２２】
また、主回路電流に応動して湾曲するバイメタルと、このバイメタルの変位を伝達する連動板と、連動板との当接によりトリップ動作し接点の開閉状態を反転させる反転機構部と、反転機構部を移動させ接点の開閉状態が反転する位置を調整することができ、最小目盛方向調整側と最大目盛方向調整側それぞれに可動限界を備えた調整機構部と、製品本体に表示され整定電流の最小値、中央値、最大値をそれぞれ示す、最小目盛、中央目盛、最大目盛を備えた目盛表示部とを備えた熱動式過電流継電器において、前記調整機構部の可動限界は、前記中央目盛の位置から最小目盛方向調整側の調整機構部可動限界までの回動量よりも、中央目盛位置から最大目盛方向調整側の調整機構部可動限界までの回動量の方が広くなるように定められていることを特徴とする。
【００２３】
また、前記ツマミには、熱動式過電流継電器の生産工程にて該ツマミを滞りなく装着するために設けた、互いに平行な二面が形成され、それらの面の長さは該ツマミの半径以上の長さであり、かつ、該ツマミを最小目盛側可動限界と最大目盛側可動限界との間で回動する際、該ツマミに設けた二面の先端位置が、前記調整機構部の可動限界を定めるケースに設けられた突起と所定間隙離間していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように本発明に記載の熱動式過電流継電器の電調方法によれば、あらかじめ実施する電調により精度よく最小目盛位置および中央目盛位置を決定すれば、最小目盛位置・中央目盛位置に加えて、中央目盛位置を基準として上述の通り機種定格毎に定められた一定角度離れた位置にある最大目盛位置においても、従来技術と同等の動作精度を維持しつつ、調整ばらつきを抑制することができる。
【００２５】
また、本発明に記載の熱動式過電流継電器によれば、最小目盛から最大目盛に至るまでの整定電流調整範囲において、調整不能状態になりにくく、特に最大目盛位置までは確実に調整可能な熱動式過電流継電器を提供することができる。
【００２６】
さらに、ツマミのケースに相対する面に設けた二面の先端位置が、ツマミを最小目盛側可動限界から最大目盛側可動限界まで回動させる間においては、ツマミの可動限界を定めるケース突起に所定間隙離間しているように構成されているため、調整不能状態になりにくい、熱動式過電流継電器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
実施の形態１.
この発明による熱動式過電流継電器の電調方法及び熱動式過電流継電器の一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２８】
図１（ａ）から図１（ｅ）は、この熱動式過電流継電器の構成図であり、図１（ａ）は熱動式過電流継電器のカバーを取り外して正面から見た場合の内部構造図、図１（ｂ）は図１（ａ）の断面Ａ−Ａに沿う矢視図、図１（ｃ）は熱動式過電流継電器の左側面図、図１（ｄ）は熱動式過電流継電器の背面図、図１（ｅ）は熱動式過電流継電器の上面図である。また、図２は図１（ａ）の拡大図である。
【００２９】
図１（ａ）および図２において、熱動式過電流継電器は、各部品が収められているケース１と、ケース１を覆うカバー２と、主回路電流に応動して湾曲するバイメタル３と、バイメタル３に巻回され主回路に電流が通電されることにより発熱するヒーター４と、バイメタル３の変位を伝達する連動板５と、連動板５より加えられる力で接点の開閉状態を反転させる反転機構部２０とを有している。ここで、反転機構部２０は、温度補償バイメタル６と反転板７そして引きばね８およびそれらを支持する反転支持部材９により構成されている。そして、連動板５は、バイメタル３の先端に当接しバイメタル３の湾曲変位を反転機構部２０の温度補償バイメタル６に伝える。
【００３０】
熱動式過電流継電器は、さらに、反転板７に設けられた常閉可動接点７ａと、常閉固定接点１０ａが設けられた常閉固定接触子１０と、螺旋回転することで図２の上下方向に変位し反転機構支持部材９を回動させるための調整ねじ１１と、調整可能な範囲の電流値および目盛が印字された状態で調整ねじ１１にかぶせられるツマミ１２と、反転機構部２０の動作に応じて回転する回転レバー１３と、回転レバー１３に持ち上げられることで湾曲変形する常開可動接触子１４と、常開可動接触子１４に設けられた常開可動接点１４ａと、常開固定接点１５ａが設けられた常開固定接触子１５と、反転機構部２０をトリップ状態から定常状態へと戻すためのリセットバー１６と、リセットの方法を手動リセットまたは自動リセットに切り換えるための切換板１７と、反転機構支持部材９に押圧力を加える板ばね１８と、リセットバー１６に付勢力を与えるリセットばね１９を有している。ここで、調整ねじ１１とツマミ１２とおよび反転機構支持部材９および板ばね１８は、接点の開閉状態が反転する位置を調整する調整機構部２１を構成している。
【００３１】
まず、熱動式過電流継電器の基本的な動作について述べる。モーター等の負荷に何らかの異常が生じ主回路に通電されている電流値が大きくなると、ヒーター４の発熱量も大きくなる。これにより、バイメタル３が湾曲しその先端位置が変位する。この変位によって、連動板５が図２の左方向へと移動する。そして、その移動量が一定量に達すると温度補償バイメタル６の下端部６ｂと当接する。そこからさらに連動板５が図２の左方向へ移動すると、温度補償バイメタル６は連動板５に下端部６ｂを押圧されることによって反転機構支持部材９に設けられた温度補償バイメタル６の支点部９ａを支点として図２の時計方向へと回動する。
【００３２】
そして、温度補償バイメタル６に設けられた引きばね８の引掛け部６ａが、反転板７に設けられた引きばね８の引掛け部７ｂと反転機構支持部材９に設けられた反転板７の支点部９ｂとを結ぶ直線よりも図２における右側に位置したとき、引きばね８により反転板７に生じる力の方向が図２の反時計方向から時計方向へと反転するために、反転板７は支点部９ｂを軸に図２における時計方向へと回動を始める。反転板７が図２の時計方向へ回動することで、反転板７に設けられた常閉可動接点７ａと常閉固定接触子１０に設けられた常閉固定接点１０ａが開成する。つまり、温度補償バイメタル６、反転板７、引きばね８、および反転機構支持部材９から構成される反転機構部２０は、トグル機構の動作をする。
【００３３】
また、反転板７が回転レバー１３を押圧することで、回転レバー１３はケース１に設けられた突出軸１ａを中心として図２の反時計方向へと回転し、常開可動接触子１４は回転レバー１３の突出片１３ａによって持ち上げられ、常開可動接触子１４に設けられた常開可動接点１４ａと常開固定接触子１５に設けられた常開固定接点１５ａが閉成する。この一連の動作をトリップと呼び、トリップ動作によって接点の開閉状態が反転した状態（すなわち常閉接点が開き且つ常開接点が閉じた状態）をトリップ状態と呼ぶ。なお、トリップ状態においては、常開可動接触子１４および常開固定接触子１５は、回転レバー１３によって図２の上方向に持ち上げられることで湾曲変形し、回転レバー１３の回転が止まった位置で安定している。
【００３４】
リセットバー１６は、リセットばね１９により図２の上方向に付勢力を与えられた状態で、ケース１に組み付けられる。ここで、トリップ状態から、モータ等の負荷が異常状態から回復したことにより、接点の開閉状態を定常状態（すなわち常閉接点が閉じ且つ常開接点が開いた状態）へとリセットされるためには、上述のリセットばね１６の付勢力に抗してリセットバー１６を図２の下方向へ押圧することにより回転レバー１３を図２の時計方向へ回転させる。そのことにより、反転板７が回転レバー１３に押圧され図２の反時計方向へと回動し、反転板７の角度がリセットラインである反転機構支持部材９に設けられた反転板７の支点部９ｂと温度補償バイメタル６の支点部９ａとを結ぶ直線よりも図２における左側に倒れ込む。これにより、引きばね８により反転板７に生じる力の方向が再び図２の時計方向から反時計方向へと復転し、リセットすることができる。
【００３５】
ここで、熱動式過電流継電器において、上述のリセットをする方法としては手動リセットと自動リセットの２種類の方法がある。すなわち、切換板１７を切換板１７に設けられた軸１７ａを中心として、図２の反時計方向へと回動させることにより、リセットバー１６を使用者が押圧してリセットさせる手動リセット設定から、リセットバー１６を使用者が押圧する必要なくリセットする自動リセット設定へとリセット方法を変更することができる。
【００３６】
切換板１７により自動リセット設定となると、切換板１７の突出片１７ｂによって常開固定接触子１５が押し下げられ、常開固定接点１５ａと常開可動接点１４ａとの間の接点ギャップが小さくなると同時に回転レバー１３の反時計方向の回転量が抑制される。このため、反転板７に設けられた引きばね８の引掛け部７ｂのトリップ状態における位置が、リセットラインである反転機構支持部材９に設けられた反転板７の支点部９ｂと、温度補償バイメタル６の支点部９ａとを結ぶ直線よりも図２の右側へ倒れ込むことがないように構成される。そのことにより、負荷の異常が回復しヒーター４の発熱が抑えられてバイメタル３の湾曲がなくなり、連動板５が図２の右方向に移動することで温度補償バイメタル６に連動板５からの力が加わらなくなると、自動的に反転機構部２０が定常状態へと戻る。
【００３７】
ツマミ１２を図１（ｅ）の時計方向へ回すと、調整ねじ１１は螺旋回転しながら図２の下方向へ反転機構支持部材９を押圧し、反転機構支持部材９は反転機構支持部材９のＬ字曲げ部９ｚとケース１に設けられた突起１ｚとの係合部を支点として、図２の時計方向に回動する。逆にツマミ１２を図１（ｅ）の反時計方向へ回すと、調整ねじ１１は螺旋回転しながら図２の上方向へと戻り、反転機構支持部材９は板ばね１８からの押圧力により反転機構支持部材９のＬ字曲げ部９ｚとケース１に設けられた突起１ｚとの係合部を支点として、図２の反時計方向に回動する。
【００３８】
このように反転機構支持部材９が回動することで、反転機構支持部材９に設けられた反転板７の支点部９ｂおよび温度補償バイメタル６の支点部９ａの位置が移動し、なおかつ連動板５と温度補償バイメタル６の下端部６ｂとが当接するまでの距離も変化するため、トリップ動作までに必要となる連動板５の移動量を変化させることができる。
【００３９】
ここで、連動板５はバイメタル３の変位に応じて移動し、バイメタル３は主回路電流によるヒーター４の発熱量に応じて湾曲するから、ツマミ１２を回すことにより、熱動式過電流継電器がトリップ動作するのに要する電流値を調整することができる。そして、ツマミ１２には、ヒーター呼びと呼ばれる代表的電流値を概ね中央値として最小値から最大値までの使用可能電流域（これを整定電流の調整範囲と呼ぶ）およびそれらの目盛が表示される。
【００４０】
ところで、熱動式過電流継電器の動作特性は、バイメタル３の板圧・幅・長さ・湾曲定数・体積抵抗率、またはそれぞれの部品の寸法精度のばらつき等によって、熱動式過電流継電器製品個々にばらつきが生じる。そのため、熱動式過電流継電器を調整せずにＩＥＣ６０９４７−４−１（ＪＩＳ  Ｃ８２０１−４−１）等の規格で規定された特性を満足することは難しく、上述した、熱動式過電流継電器製品それぞれの動作特性を調整する、いわゆる電調工程が必要となる。この電調の具体的な作業の一つとして、最小・中央・最大それぞれの目盛における熱動式過電流継電器の最小動作電流をＵＴＣ（Ｕｌｔｉｍａｔｅ  Ｔｒｉｐ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）と定義すると、このＵＴＣが整定電流の１０５％から１２０％の範囲に入るように調整しなければならない。例えば、ヒーター呼び３．６Ａ（整定電流の調整範囲が２．８Ａから４．４Ａ）の熱動式過電流継電器の場合、最小目盛のＵＴＣは２．９４Ａから３．３６Ａの範囲に、中央目盛のＵＴＣは３．７８Ａから４．３２Ａの範囲に、最大目盛のＵＴＣは４．６２Ａから５．２８Ａの範囲に入る必要がある。
【００４１】
以下、図３、図４および図５を用いて、本実施の形態における熱動式過電流継電器の電調方法および熱動式過電流継電器について説明する。
【００４２】
本実施の形態における熱動式過電流継電器の電調方法は、熱動式過電流継電器製品個々の動作特性に応じて、あらかじめ最小目盛位置および中央目盛位置を定める。このための電調方法として、例えば特許第４０８５７２８号公報に開示されている方法や、特開２００７−２１３９９１号公報に開示されている方法がある。熱動式過電流継電器個々の動作特性に応じて最小目盛位置および中央目盛位置を定める方法については、どのような方法を用いてもよい。
【００４３】
次に、電調により決定された中央目盛位置を基準として、機種定格毎にあらかじめ算出された一定角度だけ離れた位置に最大目盛位置を定める。なお、中央目盛位置と最大目盛位置が成す一定角度の算出方法としては、熱動式過電流継電器の設計段階で、あらかじめ実験的に求める方法がある。例えば、電調を実施して最小目盛位置と中央目盛位置が定まった、ある機種定格の熱動式過電流継電器製品のサンプルを複数台用意し、それらのサンプルそれぞれで、中央目盛位置から少しずつ角度をずらした位置におけるＵＴＣを測定し、そのＵＴＣが最大目盛値の１１２．５％（１０５％と１２０％の中間値）となる目盛位置を求める。そのようにして求めた目盛位置を仮最大目盛位置とし、複数台のサンプルにおける中央目盛位置と仮最大目盛位置が成す角の平均値を、その機種定格における中央目盛位置と最大目盛位置の間の角度に決定する方法が考えられる。本発明による最大目盛位置の求め方は、特許文献１に記載されているような、熱動式過電流継電器製品個々に電調作業を行うことにより最大目盛位置を求める方法とは異なり、あらかじめ機種定格毎に中央目盛位置と最大目盛位置の間を決定しておくことにより、熱動式過電流継電器製品個々の特性に関らず、熱動式過電流継電器の最大目盛位置が定まることを特徴とする。なお、最大目盛位置を定めるＵＴＣの値は、上述の最大目盛値の１１２．５％に限られるわけではなく、１０５％から１２０％までの範囲内のいずれかにＵＴＣの目標値を定めればよい。ただし、上記複数台のサンプルすべて上記で定めた目標値と同一電流で最大目盛位置を定める必要がある。
【００４４】
また、中央目盛位置と最大目盛位置が成す一定角度の算出方法として、中央目盛位置から最大目盛方向へ調整機構部を大きく（少なくとも最大目盛値の１２０％でトリップ動作することのない位置まで）移動させた状態で、最大目盛値の１０５％から１２０％の範囲内であらかじめ定めた電流をバイメタルの変形量が飽和するまでの時間通電させる。その後、再度調整機構部を上記移動後の位置から中央目盛位置側へ移動させて、手動で強制トリップさせることにより、サンプルの最大目盛位置を定めてもよい。
【００４５】
中央目盛位置を基準として一定角度離れた位置に最大目盛を定める場合、最大目盛位置の狙い位置θＨに対しばらつきｃ’が含まれる。このばらつきｃ’は、上述の中央目盛位置と最大目盛位置が成す一定角度を算出するための実験的手法により、予め求めることができる。つまり、設定した一定角で定まる最大目盛位置に対して、各サンプルで求められた仮最大目盛位置とのばらつきがｃ’となる。一方中央目盛位置は、上述の通り様々な手法を用いて熱動式過電流継電器製品個々の特性に応じて定められ、θＭ±ｂで与えられる。以上より、本実施の形態における中央目盛位置と最大目盛位置間の角度θ２は、
θ２＝（θＨ−θＭ）±（ｂ＋ｃ’）        ・・・（式１０）
で与えられる。すなわち、±（ｂ＋ｃ’）が中央目盛位置と最大目盛位置間の角度θ２に含まれるばらつきとなる。一方、従来技術の方法によって定められる中央目盛位置と最大目盛位置間の角度θ２は、上述の発明が解決しようとする課題で示す通り
θ２＝α・（θＭ―θＬ）±α・σ          ・・・（式６）
で表される。すなわち、±α・σが従来技術で定められた中央目盛位置と最大目盛位置間の角度に含まれるばらつきとなる。以上及び上述の、
α＞１                                    ・・・（式７）
から
α・σ＝α・ａ＋α・ｂ＞（ｂ＋ｃ’）    ・・・（式１１）
が成り立てば、従来方法に比べ中央目盛位置と最大目盛位置間の角度θ２に含まれるばらつきが小さいといえる。以下で式１１が成り立つことについて説明する。
【００４６】
一般的に、バイメタルの変形量が小さい位置では、周囲温度による影響や反転機構部からの作動圧により変形が押し戻される影響などが大きいため、バイメタルの変形量が小さい位置で動作する最小目盛位置側の方が、バイメタルの変形量が大きい位置で動作する最大目盛位置側に比べて、狙い位置からのばらつきが大きくなる傾向にある。従って、バイメタル３の変形量が小さい位置で動作を行う最小目盛位置側の方が、バイメタル３の変形量が大きい位置で動作を行う最大目盛位置側に比べて、狙い位置からのばらつきが大きくなる傾向にある。すなわち、
ａ＞ｂ＞ｃ’                          ・・・（式１２）
となり、次式が成り立つ。
α・ａ＋α・ｂ＞（ｂ＋ｃ’）            ・・・（式１３）
よって、上述の式１１が成り立ち、従来方法に比べ中央目盛位置と最大目盛位置間の角度θ２に含まれるばらつきが小さいといえる。
【００４７】
そのため、あらかじめ実施する電調により精度よく最小目盛位置および中央目盛位置を決定すれば、従来技術と同等の動作精度を維持しつつ、最小目盛位置・中央目盛位置に加えて、中央目盛位置を基準として、上述の通り設計段階で機種定格毎に定められた一定角度離れた位置にある、最大目盛位置の調整ばらつきを少なくすることができる。
【００４８】
ここで、あらかじめ定められた２つの目盛位置をもとに、簡易的に３つ目の目盛位置を算出する手段としては、中央目盛位置と最大目盛位置の２点で電調を実施し、中央目盛位置から一定角度離れた位置に最小目盛位置を定めるといった方法も考えられる。しかし、式９や式１２の関係があるため、本実施の形態のように、狙い位置からのばらつきが大きくなる最小目盛位置や中央目盛位置は、熱動式過電流継電器製品個々の特性に応じた位置決めを実施する電調によりその位置を求めることで、熱動式過電流継電器としての動作精度を確保し、一方ばらつきの小さな最大目盛位置は中央目盛位置からの一定角度で決定するという方法のほうが、精度よく各目盛位置を決定することができる。
【００４９】
また、上述の熱動式過電流継電器の調整機構部には、ツマミ１２の空回りを防止する目的で、また、反転機構支持部材９が回動限界に至る前にその回動を止めるために、最小目盛方向調整側と最大目盛方向調整側にそれぞれ可動限界を設けている。
【００５０】
ここで回動限界について以下に詳述する。反転機構支持部材９は、Ｌ字曲げ部９ｚとケース１に設けられた突起１ｚとの係合部を支点として時計方向および反時計方向へ回動する。突起１ｚの先端は鋭角なＶ字状になっており、この１ｚのＶ字先端と９ｚのＬ字曲げ部との角度差分により反転機構支持部材９の回動限界が定まる。
【００５１】
反転機構支持部材９が回動限界になった状態で調整ねじ１１を押込む方向へツマミ１２を回し続ける（空回りさせる）と、調整ねじ１１と反転機構支持部材９との当接部に力が加わり続けることにより該当接部が変形してしまい，熱動式過電流継電器を継続して使用できない状態になる恐れがある。また、逆に調整ねじ１１が突き出る方向へツマミ１２を回しすぎると、調整ねじ１１が抜けてしまう恐れがある。これらの状態に陥ることを防ぐために、本実施の形態においては、ツマミ１２の中央目盛位置でかつケース１に相対する面に突起１２ａを設け、またケース１のツマミ１２に相対する面に突起１ｂを設けており、これら２個の突起が当接することにより調整機構部の可動限界が定まるように構成している。
【００５２】
以下、上記ツマミ１２に設けた突起１２ａとケース１に設けた突起１ｂとの位置関係を詳述する。図３（ａ）から図３（ｆ）はツマミ１２の構造図であり、図３（ａ）はツマミ１２を図１（ｅ）の正面から見たときの正面図、図３（ｂ）はツマミ１２の右側面図、図３（ｃ）はツマミ１２の背面図、図３（ｄ）はツマミ１２の左側面図、図３（ｅ）はツマミ１２を図３（ａ）の斜め左方向から見たときの斜視図、図３（ｆ）はツマミ１２を図３（ｄ）の斜め左方向から見たときの斜視図である。また、図４（ａ）および図４（ｂ）はケース１のうちツマミ１２が取り付けられる部分を拡大した構造図であり、図４（ａ）は図１（ｅ）の正面から見たときのケース１の構造図、図４（ｂ）はケース１を図４（ａ）の斜め右方向から見た場合の斜視図である。さらに、図５（ａ）は図１（ａ）のツマミ部分の拡大図であり、図５（ｂ）は中央目盛位置におけるツマミの突起とケースの突起の位置関係を示す図である。
【００５３】
図５（ｂ）において、中央目盛位置（すなわち図５に示す状態）からツマミ１２を図５の時計方向へ回すと、図３（ｆ）に示すツマミ１２に設けられた突起１２ａもツマミ１２に連動して時計方向に回動する。そして、その回動量が図５に示すθ２’になったとき、図３（ｆ）に示す突起１２ａの側面１２ａｒと、図４（ｂ）に示す突起１ｂの側面１ｂｒとが当接することにより、ツマミ１２がθ２’を超える位置に回動することが不可能となる。すなわち、その位置が調整機構部の最大目盛方向側可動限界となる。
【００５４】
また、図５（ｂ）において、中央目盛位置（すなわち図５（ｂ）に示す状態）からツマミ１２を図５の反時計方向へ回すと、図３（ｆ）に示すツマミ１２に設けられた突起１２ａもツマミ１２に連動して反時計方向に回動する。そして、その回動量が図５に示すθ１’になったとき、図３（ｆ）に示す突起１２ａの側面１２ａｌと、図４（ｂ）に示す突起１ｂの側面１ｂｌとが当接することにより、ツマミ１２がθ１’を超える位置に回動することが不可能となる。すなわち、その位置が調整機構部の最小目盛方向側可動限界となる。
【００５５】
ここで、本実施の形態においては、最大目盛方向側可動限界θ２’が、最小目盛方向側可動限界θ１’よりも大きくなるように、上述のツマミ１２に設けられた突起１２ａとケース１に設けられた突起１ｂとを配置する。すなわち、θ２’＞θ１’として中央目盛位置から最大目盛方向の可動限界までの角度を広くしておく。そのことにより、通電電流が大きいためにバイメタル３の変形量が大きく、中央目盛位置と最大目盛位置間の角度θ２が大きくなり、最大目盛位置を設定する際に、最大目盛位置までツマミを回しきる前に調整機構部が可動限界となる、いわゆる調整不能が発生しやすい最大方向目盛側で調整不能状態になることを防ぐ。
【００５６】
また、本実施の形態においては、中央目盛位置と最大目盛位置間の角度θ２は、電調により決定された中央目盛位置を基準として、機種定格毎にあらかじめ定められる一定角度であるため、ケース１とツマミ１２を設計する段階であらかじめθ２’＞θ２となるように、ツマミ１２に設けられた突起１２ａとケース１に設けられた突起１ｂとを配置することにより、最大目盛位置まで確実にツマミ１２の位置を調整することができる。
【００５７】
ここで、上述の通りθ２は一定角度であるため、従来の技術のように、中央目盛位置と最大目盛位置間の角度のばらつきが大きいことに対応するために、θ２’を過剰に大きく設定しておく必要はなく、θ２’はθ２にケース１やツマミ１２の寸法誤差や、ケース１とツマミ１２の組合せ精度誤差、目盛印字位置の誤差それぞれの値を加えた角度に設定しておけば十分である。なお、ここで挙げた誤差は、従来技術においても同じように考慮する必要があった。
【００５８】
さらに、上述の通りθ２’を過剰に大きく設定する必要がないため、最大目盛側可動限界が小さくなるようにツマミ１２の突起１２ａとケース１の突起１ｂの位置関係を定めることができる。そのことにより、バイメタルの変形量が小さい位置で動作するためにばらつきが大きくなる、最小目盛方向側の可動限界を大きく確保することができるため、最小目盛位置で調整不能状態となることを防ぐことができる。以上より、従来技術に比べて、本発明による過電流継電器は、最小目盛から最大目盛に至るまでの整定電流調整範囲において、調整不能状態になることを防ぎ、特に最大目盛位置までは確実に調整可能である。なお、ケース１の突起１ｂおよびツマミ１２の突起１２ａの位置は、図４（ａ）や図５（ｂ）に示す位置に限られず、上述のθ２’＞θ１’が成り立つ位置関係で、かつ可動限界において両突起が互いに当接する位置関係であれば、それぞれケース１、ツマミ１２のどこに配置してもよい。さらに、可動限界を定めるための突起は，本発明のようなツマミ、ケースに限らず，どこに設けても良い。
【００５９】
ここで、ツマミ１２には、図３（ｃ）に示すように互いに平行な２つの面１２ｂｒおよび１２ｂｌを形成し、その長さＬ２は図３（ｃ）に示すようにツマミ１２の半径Ｌ１とほぼ等しいか、または半径Ｌ１以上の長さとなるように構成する。これは、熱動式過電流継電器の生産工程においてツマミ１２をパーツフィーダに通す際、面１２ｂｒおよび面１２ｂｌの長さが短いと、これらの面がパーツフィーダの溝とうまくかみ合わないために、ツマミ１２がパーツフィーダの中で一定方向を保つことができないということを防ぐために、上述の通り面１２ｂｒおよび面１２ｂｌの長さをツマミ１２の半径Ｌ１とほぼ等しいか、または半径Ｌ１以上の長さとしている。そのことにより、これらの面がパーツフィーダの溝と確実にかみ合い、ツマミ１２をパーツフィーダの中で一定方向に保ちながら供給することができるようにしている。
【００６０】
上記ツマミ１２の中心から面１２ｂｒ（または面１２ｂｌ）の頂点部までの半径ｒ１は、図４（ａ）におけるケース１に設けられた突起１ｂの外周部から調整ねじ１１の中心までの半径ｒ２よりも短くなるように構成されている。さらに、熱動式過電流継電器の生産工程において、パーツフィーダ内の溝と当接する上記ツマミ１２の２つの面の高さを低くした。以上のことより、ツマミ１２を回動させるときに、最小目盛位置もしくは最大目盛位置までツマミを回しきるよりも前に、調整機構部の可動限界を定めるケース１に設けられた突起１ｂと、ツマミ１２とは干渉することはないため、ツマミを回動する際、最小目盛側可動限界と最大目盛側可動限界との間に位置する限りは、上述のツマミに設けられた面がケース等と当接することにより調整機構部が可動限界となる、調整不能状態になることを防ぐ。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】熱動式過電流継電器の構成を示す図である。
【図２】熱動式過電流継電器の内部構造を示す拡大図である。
【図３】ツマミの構造を示す構造図である。
【図４】ケースのうちツマミが取り付けられる部分を拡大した構造図である。
【図５】ツマミ部分の拡大図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  ケース、１ａ  ケース側突起、２  カバー、５  連動板、６  温度補償バイメタル、１２  ツマミ、１２ｂ  ツマミ側突起、１３  回転レバー、１４  常開可動接触子、２０  反転機構部、２１  調整機構部。
【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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