(57)【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と、主バイメタルの作動端に連繋させた差動シフタ機構と、差動シフタ機構の出力レバーと主回路接点の開閉機構部との間に介装して差動シフタ機構の出力を開閉機構部に伝達する引外しレバー兼用の温度補償バイメタルとの組合せからなる回路しゃ断器の過負荷・欠相引外し装置において、
一端を差動シフタ機構の出力レバーに対峙させた温度補償バイメタルの長手方向の中間部を揺動自在に軸支するとともに、温度補償バイメタルの先端と開閉機構部との間に温度補償バイメタルの動きに従動する梃子式の中間レバーを介装し、該中間レバーは温度補償バイメタルの支軸と平行な支軸に軸支され、かつ該支軸の両側に張り出した入力，出力側のアームをそれぞれ温度補償バイメタル，開閉機構部に対峙させるとともに、その梃子比を１より大に設定したことを特徴とする回路しゃ断器の過負荷・欠相引外し装置。
【請求項２】
請求項１記載の過負荷・欠相引外し装置において、中間レバーの入力，出力側の各アームを、支軸に対して同じ向きに張り出したことを特徴とする回路しゃ断器の過負荷・欠相引外し装置。
【請求項３】
請求項１記載の過負荷・欠相引外し装置において、中間レバーの入力，出力側の各アームを、支軸に対して逆向きに張り出したことを特徴とする回路しゃ断器の過負荷・欠相引外し装置。
【請求項４】
請求項１記載の過負荷・欠相引外し装置において、温度補償バイメタルを、その長手方向の中間をＵ字形に屈曲して配置したことを特徴とする回路しゃ断器の過負荷・欠相引外し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線用しゃ断器などを対象に、電動機の過電流・欠相保護を行う回路しゃ断器のバイメタル式過負荷・欠相引外し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、頭記した回路しゃ断器の過負荷・欠相引外し装置（３相回路用）の従来構造を図４(a),(b) に示す。図において、１U,１V,１W は主回路の各相に対応した主バイメタル、２は主バイメタル１U,１V,１W に巻装して主回路電流を流す加熱ヒータ、３は主バイメタルの作動端に連係配置して過電流，欠相を検出する差動シフタ機構、４は主回路接点の開閉機構部、５は差動シフタ機構３の作動レバーと開閉機構部４との間に敷設した差動シフタ機構３の出力を開閉機構部４のラッチ機構（ラッチ受け）に伝達する引外しレバー兼用の温度補償バイメタル、６は定格電流調整用ダイヤル、７はユニットケースである。
【０００３】
ここで、各相の主バイメタル１U,１V,１W は左右一列に並び、その下端が支持金具７ａを介してユニットケース７に支持されており、ヒータ２を介して主回路電流により加熱されて湾曲する。
また、差動シフタ機構３は、主バイメタル１U,１V,１W のの両側に敷設した第１のシフタ（押しシフタ）３Ｉと、第２のシフタ（引きシフタ）３IIと、第１シフタ３Ｉと第２シフタ３IIとの間にまたがって揺動自在にリンク結合した出力レバー (釈放レバー) ３III とからなり、第１シフタ３Ｉ, 第２シフタ３IIから突き出した腕部が各相の主バイメタル１U,１V,１W の作動端を左右から挟んで対峙している。なお、かかる構成の差動シフタ機構５の動作原理は周知であり、ここでは詳細な説明は省略する。
【０００４】
一方、温度補償バイメタル５は、前記のように主バイメタル１U,１V,１W の周囲温度変化に伴う湾曲を相殺する温度補償機能とともに、差動シフト機構３から出力する過電流，欠相検出信号（機械的な出力信号）を開閉機構部４のラッチ機構に伝達するアクチュエータとしての役目を果たすものであり、そのバイメタルを主バイメタルの周囲温度変化に対する湾曲特性と整合させてある。なお、図示例では温度補償バイメタル５を限られたユニットケース７のスペース内に収めるために、その長手方向の中間でＵ字形に折曲げて使用するようにし、その一端を定格電流調整ダイヤル６の調整カムに連繋したホルダ部品８に支軸ピン９を介して軸支し、他端を前記差動シフタ機構３の作動レバー３III に向かい合わせるように敷設した上で、バイメタル５から切り起こした先端部を開閉機構部４のラッチ受４ａに直接対峙させている。
【０００５】
かかる構成で、周囲温度変化に伴う主バイメタル１U,１V,１W と温度補償バイメタル５の湾曲は互いに相殺し合い、差動シフタ機構３の出力レバー３III と温度補償バイメタル５の先端との相対位置を一定に保つ。一方、主回路に過電流が流れて主バイメタル１U,１V,１W が湾曲し、この湾曲に従動して差動シフタ機構３の出力レバー３III が主バイメタルの温度補償バイメタル５の先端を左方に押すと、温度補償バイメタル５は支軸ピン９を支点に時計方向に回動して開閉機構部４のラッチ受け４ａを釈放位置に押し、これにより回路しゃ断器がトリップ動作して主回路電流をしゃ断する。また、主回路に欠相が発生した場合は、差動シフタ機構３の出力レバー３III が反時計方向に回動して温度補償バイメタル５を押し、これにより回路しゃ断器がトリップ動作する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記過負荷引外し装置の従来構成では、特に温度補償バイメタル５は引外しレバーとしての機能面で次に記すような問題点がある。すなわち、
(1) 温度補償バイメタル５は撓み性のある肉薄な金属片を使って所定のバイメタル特性を付与するように作られており、レバーとしての機械的な剛性は比較的小さい。一方、引外しレバーとして使用する温度補償バイメタル５には、差動シフタ機構３の機械的な出力信号を開閉機構部４に伝達してそのラッチ受けをトリップ位置に駆動する際に、バイメタルを軸支する軸受部の摩擦抵抗，および開閉機構部４のラッチ受４ａをトリップ位置へ押すに必要な力が負荷荷重として加わる。このために、撓み性のある温度補償バイメタル５は曲げ剛性が小さいために、バイメタル自身が撓んでしまって差動シフタ機構３の出力（変位量）を開閉機構部４へ的確に伝達することができず、その結果、しゃ断器のトリップ動作特性が不安定になる。
【０００７】
そこで、従来では温度補償バイメタル５の撓みに起因する出力伝達効率の低下分を補うために、例えば過負荷・欠相検出部に大形の主バイメタルを使うなどしてその出力（変位量）を増加するようにしているが、そのために引外し装置ユニットが大型化するなどの問題がある。
(2) 配線用回路しゃ断器のように小形，コンパクトな組立構造になる回路しゃ断器では、ケース内に組み込む開閉機構部，過電流・欠相検出部のレイアウトが、両者の間を連繋する温度補償バイメタルによって制約され、このために設計面での自由度が低くなる。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、温度補償バイメタルを引外しレバーとして過負荷・欠相電流検出部の差動シフタ機構の出力を開閉機構部に伝達する際の伝達効率を高めて回路しゃ断器の引外し特性の安定化を図り、併せて開閉機構部，過電流・欠相検出部に対するレイアウトの自由度を高めることができるように出力伝達経路の構造を改良した回路しゃ断器の過負荷・欠相引外し装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、主回路の各相に接続した主バイメタルと、主バイメタルの作動端に連繋させた差動シフタ機構と、差動シフタ機構の出力レバーと主回路接点の開閉機構部との間に介装して差動シフタ機構の出力を開閉機構部に伝達する引外しレバー兼用の温度補償バイメタルとの組合せからなる回路しゃ断器の過負荷・欠相引外し装置において、
一端を差動シフタ機構の出力レバーに対峙させた温度補償バイメタルの長手方向の中間部を揺動自在に軸支するとともに、温度補償バイメタルの先端と開閉機構部との間に温度補償バイメタルの動きに従動する梃子式の中間レバーを介装し、該中間レバーは温度補償バイメタルの支軸と平行な支軸に軸支され、かつ該支軸の両側に張り出した入力，出力側のアームをそれぞれ温度補償バイメタル，開閉機構部に対峙させるとともに、その梃子比を１より大に設定するものとする。
【００１０】
(１) 前記構成において、中間レバーの入力，出力側の各アームを、支軸に対して同じ向きに張り出した構成とする（請求項２）。
(２) 前記構成 において、中間レバーの入力，出力側の各アームを、支軸に対して逆向きに張り出した構成とする（請求項３）。
(３) 前記構成において、温度補償バイメタルを、その長手方向の中間をＵ字形に屈曲して配置する（請求項４）。
上記のように、温度補償バイメタルの先端と開閉機構部との間に梃子式の中間レバーを介装することにより、しゃ断器ケース内に組み込んだ開閉機構部のラッチ受けの位置と差動シフタ機構の出力レバーの位置とが上下，ないし左右にずれていても、バイメタルの形を変えることなしに中間レバーの部品形状を前項(１)あるいは(２) のように変えることで差動シフタ機構の出力を的確に開閉機構部のラッチ受けに伝達できるので、設計面で高い自由度が得られる。また、(３)項のように温度補償バイメタルをＵ字形に折曲げて使用すれば、占有スペースを縮小できる。
【００１１】
また、温度補償バイメタルと開閉機構部との間を連繋する中間レバーの梃子比を１より大に設定しておけば、差動シフタ機構の出力で開閉機構部をトリップ動作させる際の駆動力を、中間レバーの梃子作用により増幅して開閉機構部に伝達することができ、その分だけ温度補償バイメタルに掛かる負荷荷重が軽減してバイメタル自身の撓み量も小さく抑えられる。これにより、従来構造で問題となっていたバイメタルの撓みに起因する伝達効率の低下を補償して過電流・欠相検出部の出力を的確に開閉機構部に伝えて安定したしゃ断器の引外し特性を確保できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本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、各実施例の図中で図４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〕
図１(a) 〜(c) において、一端を差動シフタ機構の出力レバー３III に対向して配置した引外しレバー兼用の温度補償バイメタル５は、その長手方向の中間部位で左右両側縁から突き出す支軸５ａが形成されており、この支軸５ａを介してホルダ８に軸支されている。また、ホルダ８は定格電流調節ダイアル６の支持台６ａに支軸８ａを介して回動可能に軸支されており、かつホルダ８の端面が前記ダイアル６のカム面に対峙している。さらに、本発明により温度補償バイメタル５の先端と開閉機構部４（図４参照）のラッチ受４ａとの間を連繋するように梃子式の中間レバー１０が設置されている。なお、１１はホルダ８をダイアル６のカム面に押圧する付勢ばねである。
【００１３】
ここで、中間レバー１０は支軸１０ｃを介して前記支持台６ａに組付けられており、この支軸１０ｃを中心に入力側のアーム１０ａと出力側のアーム１０ｂが同じ方向で左右に位置をずらして上下に張り出した構造になる。そして、組立状態では入力側のアーム１０ａが温度補償バイメタル５の先端の上面側に対峙し、出力側のアーム１０ｂが開閉機構部４（図４参照）のラッチ受け４ａの下面側に対峙している。また、支軸１０ｃを起点としたアーム１０ａのアーム長Ｌ1 はアーム１０ｂのアーム長Ｌ2 よりも長くしてその梃子比（Ｌ1 ／Ｌ2)を例えば1.２に設定している。なお、前記した支軸５ａ（軸支点Ａ），支軸８ａ（軸支点Ｂ），支軸１０ｃ（軸支点Ｃ）は全て平行である。
【００１４】
次に前記構成の動作を図１(c) で説明する。すなわち、過電流，欠相電流の検出動作により差動シフタ機構の出力レバー３III の出力Ｆが温度補償バイメタル５を押すと、バイメタル５は軸支点Ａを中心に時計方向に揺動し、その先端が中間レバー１０のアーム１０ａを押し上げる。これにより、中間レバー１０は軸支点Ｃを中心に時計方向に揺動し、出力側のアーム１０ｂを介してラッチ受４ａをトリップ動作位置に駆動する。この場合に、中間レバー１０の梃子比を前記のように１よりも大に設定しておけば、その梃子作用によりラッチ受４ａをトリップ動作位置に動かす駆動力が増幅される。これにより、温度補償バイメタル５に掛かる負荷荷重が小さくて済み、したがって温度補償バイメタル５はバイメタル自身の撓みを低く抑えて差動シフタ機構３の出力信号を効率よく開閉機構部４へ的確に伝達でき、その結果として回路しゃ断器の引外し動作が安定する。
【００１５】
なお、定格電流調整ダイアル６を回して設定を変えると、ホルダ８が軸支点Ｂの回りに回動してバイメタル５の軸支点Ａの位置が上下方向に移動し、これによりバイメタル５と出力レバー３III との間のギャップが増減変化する。
〔実施例２〕
図２(a),(b) は本発明の請求項３に対応する応用実施例を示すものである。この実施例においては、中間レバー１０が、その支軸１０ｃを中心に出力側アーム１０ｂと入力側アーム１０ａとが軸対称に張り出しており、その他の構造，および動作は先記実施例１と同様である。
【００１６】
この実施例は、開閉機構部４のラッチ受４ａが図１と異なる位置（図面上で右側に寄っている）に配置されている場合に有効であり、中間レバー１０の形状を図１（実施例１），あるいは図２のように変えることで、温度補償バイメタル５の形状を変えずに、回路しゃ断器のケースに組み込む開閉機構部，過電流・欠相引外し装置のレイアウトの自由度が高くなる。
【００１７】
〔実施例３〕
図３は本発明の請求項４に対応した別な応用実施例を示すものである。この実施例においては、図１（実施例１）と同様な中間レバー１０を採用し、一方では温度補償バイメタル５をその長手方向で中間をＵ字形に屈曲して支軸５ａをホルダ８に軸支するとともに、屈曲部から後方に向けて切り起こした先端部５ｂを中間レバー１０の入力側アーム１０ａの下面側に対峙させている。
この構成によれば、温度補償バイメタル５の所要長さを変えずに、その占有スペースを縮減して引外し装置をコンパクトに組立てることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の構成によれば、温度補償バイメタルの先端と開閉機構部との間に梃子式の中間レバーを介装することにより、しゃ断器ケース内に組み込んだ開閉機構部のラッチ受けの位置と差動シフタ機構の出力レバーの位置とが上下，ないし左右にずれていても、バイメタルの形は変えずに中間レバーの部品形状を変えることにより、差動シフタ機構の出力を開閉機構部のラッチ受けに伝達できて設計面での高い自由度が得られる。
【００１９】
また、温度補償バイメタルと開閉機構部との間を連繋する中間レバーの梃子比を１より大に設定することにより、差動シフタ機構の出力を開閉機構部に伝えてトリップ動作させる際に、温度補償バイメタルから中間レバーに加えた力を梃子作用により増幅して開閉機構部に伝達することができ、その分だけ温度補償バイメタルに加わる負荷荷重が軽減してバイメタル自身の撓み量も小さく抑えられる。これにより、従来構造で問題となっていたバイメタルの撓みに起因する伝達効率の低下を補償して過電流・欠相検出部の出力を的確に開閉機構部に伝えて安定したしゃ断器の引外し特性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に対応する過負荷・欠相引外し装置の要部構成図であり、(a),(b) はそれぞれ平面図，および側面図、(c) はその動作説明図
【図２】本発明の実施例２に対応する過負荷・欠相引外し装置の要部構成図であり、(a),(b) はそれぞれ平面図，および側面図
【図３】本発明の実施例３に対応する過負荷・欠相引外し装置の要部の平面図
【図４】従来における回路しゃ断器の過負荷・欠相引外し装置の全体構成図であり、(a),(b) はそれぞれ平面図，側面図
【符号の説明】
１U,１V,１W   主バイメタル
３    差動シフタ機構
３III 出力レバー
４    開閉機構部
４ａ  ラッチ受
５    温度補償バイメタル
５ａ  支軸
１０    中間レバー
１０ａ  入力側アーム
１０ｂ  出力側アーム
１０ｃ  支軸
Ｌ1   入力側アームのアーム長
Ｌ2   出力側アームのアーム長
【図１】
0003985418.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003985418.tif 000004
【図４】
0003985418.tif 000005