(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端で固定支持されたバイメタルと、このバイメタルに重なるヒートエレメントとからなり、前記ヒートエレメントとバイメタルとは環状の板体からなるクリップにより伝熱的に結束される回路遮断器の過電流引外し装置において、
互いに幅の異なる2つの前記クリップを間隔を介して一体的に連結した複合クリップを設け、この複合クリップの幅が広い方の前記クリップで前記バイメタルの固定端部近傍を固く結束するとともに、幅が狭い方の前記クリップで前記バイメタルの略中央部を前記固定端部よりも緩く結束し、この緩い結束部では前記バイメタルの湾曲時に、このバイメタルと前記ヒートエレメント及びクリップとの間に滑りを許容させるようにしたことを特徴とする回路遮断器の過電流引外し装置。
【請求項２】
幅が狭い方の前記クリップの前記バイメタルと接する側に、このバイメタルの長手方向に延びる舌片を一体形成するとともに、この舌片を外側に屈曲させたことを特徴とする請求項1記載の回路遮断器の過電流引外し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バイメタルとヒートエレメントとの組み合わせからなり、配線用遮断器などの回路遮断器において過電流を検出する熱動形の過電流引外し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱動形の過電流引外し装置は、主回路電流に基づくジュール熱によりバイメタルを加熱湾曲させて過電流の検出を行うものであるが、この熱動形過電流引外し装置には、周知の通り主回路電流（負荷電流）をバイメタルに直に通流して加熱する直熱式と、バイメタルに発熱抵抗体からなるヒートエレメントを接触させ、このヒートエレメントに主回路電流を通流して、その発熱によりバイメタルを加熱する傍熱式とがある。しかして、傍熱式の過電流引外し装置として、バイメタルとヒートエレメントとをクリップで伝熱的に結束するものがある。図5にそのような過電流引外し装置の従来例を示す側面図である。
【０００３】
図５の過電流引外し装置１において、短冊形のバイメタル２は一端（下端）がバイメタル支え３により固定支持され、発熱抵抗体からなるヒートエレメント４は一端が主回路導体５に接続されている。ヒートエレメント４の他端は、負荷側端子６に接続されている。バイメタル２とヒートエレメント４とは重ねられ、図７に示すような環状の板体からなるクリップ７により、バイメタル２の略中央で伝熱的に結束されている。回路遮断器に組み込まれた過電流引外し装置１は、主回路導体５から図示しない負荷側端子に向う主回路電流がヒートエレメント４に通流され、そのジュール熱で発熱したヒートエレメント４によりバイメタル２が加熱される。加熱されたバイメタル２は鎖線で示すように湾曲するが、主回路電流が過負荷状態になると、その湾曲端（上端）で回路遮断器の図示しない引外し機構を押動し、回路遮断器をトリップさせる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図７は上記バイメタル湾曲時のクリップ近傍を示す拡大図である。バイメタル２はヒートエレメント４に比して熱膨張率が大きいため、非湾曲状態で図５の同一位置にあるバイメタル２のＰ点とヒートエレメント４のＱ点は、図７の湾曲状態でズレｚを生じようとする。ところが、従来はバイメタル２の略中央部がクリップ７により固く結束されているため、バイメタル２とヒートエレメント４との間の滑りが拘束され、結果としてバイメタル２の湾曲が制約を受けるという問題があった。バイメタル2の湾曲が制約を受けると湾曲変位量が低下するため、それを補うためにはバイメタル２を長くする必要があり、これは過電流引外し装置１の大形化を招くことになる。また、上記した湾曲の制約は湾曲変位量のバラツキをもたらし、引外し特性を悪化させる原因ともなる。
【０００５】
一方、クリップ７をバイメタル２の根元（固定端部近傍）に設けると、ヒートエレメント４の拘束は低く抑えられるが、ヒートエレメント４からバイメタル２に伝達される熱量が低下し、やはりバイメタル２の湾曲変位量が少なくなる。更に、バイメタル２を多く湾曲させるためにヒートエレメント４の抵抗を大きくすると、負荷側端子の温度が上昇して規格で定められた端子温度を満足できなくなるという問題が生じる。
この発明は、これらの問題に鑑みてなされたもので、クリップによるバイメタルの拘束を和らげながら伝熱量の低下を回避し、小形で特性の安定した過電流引外し装置を構成することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、互いに幅の異なる2つのクリップを間隔を介して一体的に連結した複合クリップを設け、この複合クリップの幅が広い方のクリップで前記バイメタルの固定端部近傍を固く結束するとともに、幅が狭い方の前記クリップで前記バイメタルの略中央部を前記固定端部よりも緩く結束し、この緩い結束部では前記バイメタルの湾曲時に、このバイメタルと前記ヒートエレメント及びクリップとの間に滑りを許容させるようにするものである（請求項１）。幅が狭い方の前記クリップの前記バイメタルと接する側に、このバイメタルの長手方向に延びる舌片を一体形成するとともに、この舌片を外側に屈曲させれば、バイメタルの熱膨張時にクリップがバイメタル表面の凹凸を乗り越えることが容易になる（請求項２）。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の実施の形態を示す過電流引外し装置を備えた回路遮断器の縦断面図、図２は図１における過電流引外し装置の拡大図で、 (Ａ)は平面図、(Ｂ)は側面図、図３は図２における複合クリップの斜視図である。まず、図１の回路遮断器において、各相の通電路は互いに対向する固定接触子８及び９と、これらの間を橋絡する可動接触子１０により形成され、図示ＯＮ状態において可動接触子１０は接触スプリング１１により固定接触子８,９に押圧されている。この状態で、電流は固定接触子８と一体の電源側端子１２から、固定接触子８、可動接触子１０、固定接触子９、過電流引外し装置１を経て、負荷側端子６に流れる。可動接触子１０は絶縁物の可動接触子ホルダ１３に保持され、可動接触子ホルダ１３はモールドケース１４に図１の上下に滑動自在に案内されている。過電流引外し装置１の動作により開閉機構１５がラッチが引き外されると、開閉レバー１６が図１の時計方向に回動して可動接触子ホルダ１３を押し下げ、接触スプリング１１に抗して可動接触子１０を固定接触子８,９から開離させる。
【０００８】
図２において、図示過電流引外し装置１は、過負荷電流を検出する時延引外し機構と、短絡電流などの大電流を検出する瞬時引外し機構とを備えた熱動・電磁形として、絶縁物のベース１７上に構成されている。時延引外し機構としての短冊形のバイメタル２は、瞬時引外し機構を形成するヨーク１８に、下端が溶接により固定支持されている。バイメタル２と同幅の板状発熱抵抗体からなるヒートエレメント４は、折り曲げ部４ａで逆Ｕ字状に折り返され、その一方の脚部４ｂ（図２(Ａ)）はバイメタル２に重ねられるとともに、その先端は固定接触子９に接合されている。ヒートエレメント４は、発熱抵抗体の薄板が複数枚積層されて構成され、可撓性を有するとともに、積層枚数の増減による抵抗値の調整が可能になっている。
【０００９】
ヒートエレメント４の他方の脚部４ｃは、図2（Ａ）に破線で示すように、ヨーク１８側に向ってやや斜めになっている。ヨーク１８の内側には絶縁物からなる中空円筒状のスリーブ１９が配置され、その内側には図1に示すように、磁性体からなるプランジャ２０がスライド自在に挿入されるとともに、図示しないバックスプリングにより、図1に示す位置に保持されている。スリーブ１９の外側には、瞬時引外しコイル２１が配置され、その一端はヒートエレメント４の脚部４ｃに接続されている。また、瞬時引外しコイル２１の他端は、ヨーク１８に向って延びる負荷側端子６の脚部６ａに接続されている。
【００１０】
ヒートエレメント４の脚部４ｂとバイメタル２とは、複合クリップ２２により伝熱的に結束されている。図３に示すように、複合クリップ２２は、互いに図３の上下方向の幅の異なる2つのクリップ２３及び２４が間隔Ｈを介して横幅の狭い連結片２５で一体的に連結された工の字状を呈し、クリップ２３の幅Ａの方がクリップ２４の幅Ｂのよりも広く形成されている（Ａ＞Ｂ）。複合クリップ２２は、例えば薄鋼鈑から一体形成され、各クリップ２３,２４は従来と同様、各結束箇所にプレス成形により環状に巻き付けられている。
【００１１】
ここで、図２から分るように、幅が広い方のクリップ２３はバイメタル２の固定端部近傍を結束し、幅が狭い方のクリップ２４はバイメタル２の略中央部を結束するように、複合クリップ２２の寸法及び取付位置が設定されている。しかも、バイメタル２の固定端部近傍ではクリップ２３がバイメタルに食い込むほどに固く結束が施される一方、バイメタル２の略中央部では、バイメタル２の湾曲時に、このバイメタル２とヒートエレメント４及びクリップ２４との間で滑りが許容される程度に緩く結束が施されている。すなわち、バイメタル2の湾曲時にヒートエレメント４との位置ずれの大きいバイメタル略中央部ではクリップ２４の幅Ｂを小さく、かつ結束を緩やかにして拘束を弛め、位置ずれの小さいバイメタル固定端部近傍ではクリップ２３の幅Ａを大きく、かつ結束を固くして複合クリップ２２の位置決めを強固にしている。
【００１２】
図４は、異なる実施の形態を示す複合クリップ２２の斜視図である。この実施の形態では、幅が狭い方のクリップ２４のバイメタル２と接する側に、バイメタル２の長手方向に延びる舌片２４ａが上下各一対ずつ一体形成され、この舌片２４ａは外側にくの字状に曲げられている。この舌片２４ａは、バイメタル２が湾曲変形してクリップ２４との間に滑りが生じた際にシューの役目を果たし、バイメタル２の表面に凹凸があった場合に、舌片２４ａはこの凹凸を乗り越えやすくする作用をする。
【００１３】
再び、図１において、電源側端子１２から固定接触子８、可動接触子１０を経て固定接触子９に至った負荷電流は、過電流引外し装置１内をバイメタル２、ヒートエレメント４、瞬時引外しコイル２１、負荷側端子６の順で流れる。この負荷電流が過負荷状態になると、ヒートエレメント４からの伝熱により湾曲したバイメタル２は、図示しない伝動機構を介して引外し機構の一部を構成するトリップクロスバー２６を時計方向に回動させる。その結果、開閉機構１５はすでに述べたように開閉レバー１６を回動させて、可動接触子１０を固定接触子８,９から開離させる。上記したバイメタル２の湾曲において、その中央部のクリップ２４による結束は緩くなっているため、バイメタル２は熱膨張率の異なるヒートエレメント４との間で滑って容易に変形し、湾曲変形量が抑えられることがない。
【００１４】
また、舌片２４ａが形成されたクリップ２４においては、バイメタル２との間の相対運動の過程でその表面の凹凸を円滑に乗り越える。負荷電流が短絡電流のような大電流になった場合には、プランジャ２０が下向きに瞬時に吸引されて、トリップクロスバー２６を回動させ、可動接触子１０の開離が行われる。なお、その場合には、吸引されたプランジャ２０により、押し棒２７を介して可動接触子１０が押動され、上記開閉機構１５の動作に先立って固定接触子８,９から開離するが、この点はこの発明の範囲外であるのでそれ以上の説明は省略する。
【００１５】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、幅の異なる2つのクリップを有する複合クリップを用いて、バイメタルの略中央部は緩く結束し、バイメタルの固定端部近傍は固く結束することにより、バイメタルの略中央部ではヒートエレメントからの伝熱を良好に保ちながらバイメタルの十分な湾曲量を確保し、バイメタルの固定端部近傍では複合クリップを確実に位置決め保持して、安定した時延引外し特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す過電流引外し装置を備えた回路遮断器の縦断面図である。
【図２】図１における過電流引外し装置を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】図２における複合クリップの斜視図である。
【図４】この発明の異なる実施の形態を示す複合クリップの斜視図である。
【図５】従来例を示す過電流引外し装置の側面図である。
【図６】図５の結束部の湾曲状態における拡大図である。
【図７】図５におけるクリップの斜視図である。
【符号の説明】
１    過電流引外し装置
２    バイメタル
４    ヒートエレメント
６    負荷側端子
８    固定接触子
９    固定接触子
１０    可動接触子
１２    電源側端子
１５    開閉機構
１６    開閉レバー
２１    瞬時引外しコイル
２２    複合クリップ
２３    クリップ
２４    クリップ
２４ａ  舌片
【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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