(57)【要約】      （修正有）【課題】調整ダイヤルにより整定電流を変化させても、整定電流値に関わらず安定した反転特性を確保できるサーマルリレーを提供する。【解決手段】主バイメタルと、主バイメタルの自由端に連結したシフターの変位に従動する調整リンク５と、調整リンク５で駆動される接点開閉用の反転機構６とを備え、調整リンク５の基端に補償バイメタル５ａを連結し、調整リンク５の先端側に整定電流の調整を行う調整ダイヤル７を設け、調整ダイヤル７の電流設定値に応じて接点を切換えることにより、過電流の検出を行うサーマルリレーであり、ケースに作動ロッド１６の一端を回動可能に取付け、作動ロッド１６の他端に調整リンク５を回動可能に保持し、作動ロッド１６でケースと調整リンク５とを連結し、反転機構６の引張りスプリング８に対して直交する方向に作動ロッド１６を回動させて引張りスプリング８を押圧し、反転機構６を動作させている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に配置され、過電流に基づいて湾曲する主バイメタルと、該主バイメタルの自由端に連結したシフターの変位に従動する調整リンクと、該調整リンクで駆動される接点開閉用の反転機構とを備え、前記調整リンクの基端に前記シフターの変位が伝達される補償バイメタルを連結し、前記調整リンクの先端側に整定電流の調整を行う調整ダイヤルを設け、該調整ダイヤルの電流設定値に応じて接点を切換えることにより、過電流の検出を行うサーマルリレーにおいて、
前記ケースに作動部材の一端を回動可能に取付けるとともに、前記作動部材の他端に前記調整リンクを回動可能に保持し、前記作動部材によって前記ケースと前記調整リンクとを連結し、前記反転機構を構成する引張りスプリングの設置方向に対して直交する方向に前記作動部材を回動させ、前記作動部材にて前記引張りスプリングを押圧することにより、前記反転機構を動作させるようにしていることを特徴とするサーマルリレー。
【請求項２】
前記ケースの内壁には、押え部材と支持ブラケットとが上下に間隔を置いて設けられ、該支持ブラケットの上面には円柱状のボスが設けられており、前記作動部材の一端には取付孔が設けられ、前記押え部材と前記支持ブラケットとの間に前記作動部材の一端を挿入し、前記取付孔を前記ボスに嵌合させることにより、前記作動部材の一端が前記押え部材及び前記支持ブラケットにて上下移動を規制された状態で取付けられていることを特徴とする請求項１に記載のサーマルリレー。
【請求項３】
前記作動部材の一端下面には、挿入方向へ延在する凹溝が設けられ、前記ボスの上面は、前記作動部材の挿入方向へ沿って上り傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のサーマルリレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁接触器と組み合わせて使用するサーマルリレー（熱動形過負荷継電器）に係り、特にサーマルリレーの反転動作を安定させるための反転構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機などの過負荷保護対策として、その電源回路に接続した電磁接触器にサーマルリレーを組み合わせ、過負荷運転時に電磁接触器で電流を遮断して電動機の運転を停止するようにした方式が標準的な配電方式として一般に採用されている。  
【０００３】
図９及び図１０は従来のサーマルリレー（ｔｈｅｒｍａｌ  ｒｅｌａｙ）を示すものであり、図９は、調整リンク機構部を示す簡略図、図１０は図９の反転機構部を示す簡略図である。このサーマルリレーは、後述の調整ダイヤルの電流設定値に応じて接点を切換えることにより、過電流の検出を行うように構成されている。
そのため、図９及び図１０に示すように、絶縁ケース（ｃａｓｅ）１内には、３相回路に挿入され、ヒータ（ｈｅａｔｅｒ）２が巻回された主バイメタル（１相のみを示している、ｂｉｍｅｔａｌ）３と、該主バイメタル３の自由端に連結され、矢印Ａ方向へ移動可能に支承されたシフター（ｓｈｉｆｔｅｒ）４と、該シフター４の変位に従動する調整リンク（ｌｉｎｋ）５と、該調整リンク５で駆動される接点開閉用の反転機構６とが主な構成要素として収納されている。主バイメタル３は、過電流に基づいて加熱されたヒータ２の発熱により、矢印Ａ方向へ湾曲するようになっている。
【０００４】
調整リンク５の基端には、シフター４の変位が伝達される補償バイメタル５ａが連結され、調整リンク５の先端側には、整定電流の調整を行う調整ダイヤル（ｄｉａｌ）７が設けられている。調整リンク５は、先端部５ｄが調整ダイヤル７のカム部７ａと接触した状態で、一端がケース１に固定されたスプリング５ｇによりケース軸１ａを中心として回動可能に保持されている。補償バイメタル５ａは、カシメ部５ｃにより釈放レバー５ｆに接合され、枢支ピン５ｆ２により釈放レバー５ｆと共に調整リンク５に回動自在に接合されている。
また、反転機構６は、可動側常開接点９ａが先端部に取付けられた可動板９と、該可動板９を反転動作させる引張りスプリング（ｓｐｒｉｎｇ）８とを備えており、ケース１側には、固定側常開接点１０ａが可動側常開接点９ａと対向して配設されている。可動板９の基端エッジ９ｂは、保持金具１１に形成されたＶ字状溝１１ａに挿入配置されている。そして、引張りスプリング８は、一端が可動板９に引っ掛けられ、他端が保持金具１１に形成された「のこぎり状」溝１１ｂに引っ掛けられて張架されており、引張りスプリング８の作用線が可動板９を支えるＶ字状溝１１ａを越えると、可動板９を反転動作させるように構成されている。
【０００５】
このようなサーマルリレーにおいて、過電流がヒータ２に流れると、該ヒータ２の発熱により主バイメタル３が図中の矢印Ａ方向へ湾曲し、連動するシフター４が補償バイメタル５ａを同方向へ押す。これに伴い、釈放レバー５ｆが枢支ピン５ｆ２を中心に時計方向へ回動し、釈放レバー５ｆの先端５ｆ１によって引張りスプリング８が図１０中の矢印Ｂ方向へ押されて移動する。引張りスプリング８が矢印Ｂ方向に変位することで、可動板９には基端エッジ９ｂを中心に矢印Ｃ方向への回動力が加わり、反転死点を越えると反転動作し、可動側常開接点９ａが固定側常開接点１０ａに接触して閉路されることになる。
【０００６】
ところで、従来のサーマルリレーには、通電時の過電流値をある範囲で検出できるようにすべく、調整ダイヤル７においてカム部７ａが設けられている。すなわち、図１０に示すように、調整ダイヤル７を回動させ、補償バイメタル５ａの先端とシフター４との隙間Ｅを変化させることで、過電流検出を調整している。
しかし、従来の反転機構６の構造では、図１０に示すように、調整ダイヤル７のカム部７ａの変位により隙間Ｅを調整すると、引張りスプリング８と当接する釈放レバー５ｆの先端５ｆ１の位置も寸法Ｇだけ変位し、引張りスプリング８の押し位置が変化してしまうことになる。その結果、過電流がヒータ２に流れて主バイメタル３が矢印Ａ方向へ湾曲しても、可動板９が反転死点を越えず、反転動作しないという不具合を生じ、反転特性が安定しないという問題点があった。
【０００７】
このような問題点を解決するための手段として、特許文献１（特開２００１−１６０３４６号公報）及び特許文献２（特開２００２−２３７２４９号公報）が提案されている。
すなわち、特許文献１においては、引張りスプリングの中腹に突起部が形成され、該引張りスプリングの突起部に釈放レバーの先端が当接するように構成されている。また、特許文献２においては、引張りスプリングのコイル部の中腹が膨出した算盤玉状に形成され、この膨出部に釈放レバーの先端が当接するように構成されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１６０３４６号公報
【特許文献２】特開２００２−２３７２４９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、上記特許文献１及び特許文献２に開示されたサーマルリレーでは、反転機構を構成する引張りスプリングとして、特殊な形状に形成した引張りスプリングを使用する必要があるので、安定したスプリング特性を確保することが困難であるとともに、スプリング部品のコスト高を招くおそれがあった。また、特許文献１及び特許文献２のサーマルリレーにあっては、調整ダイヤルにより整定電流の調整を行う場合、釈放レバーの先端による引張りスプリングの押し位置を調整することが難しいので、安定した反転特性が容易に得られないという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、反転機構を構成する引張りスプリングとして、安価でかつ安定したスプリング特性を有する引張りスプリングを使用でき、調整ダイヤルにより整定電流を変化させても、引張りスプリングの押し位置が変化せず、整定電流値に関わらず安定した反転特性を確保することが可能なサーマルリレーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、ケース内に配置され、過電流に基づいて湾曲する主バイメタルと、該主バイメタルの自由端に連結したシフターの変位に従動する調整リンクと、該調整リンクで駆動される接点開閉用の反転機構とを備え、前記調整リンクの基端に前記シフターの変位が伝達される補償バイメタルを連結し、前記調整リンクの先端側に整定電流の調整を行う調整ダイヤルを設け、該調整ダイヤルの電流設定値に応じて接点を切換えることにより、過電流の検出を行うサーマルリレーにおいて、前記ケースに作動部材の一端を回動可能に取付けるとともに、前記作動部材の他端に前記調整リンクを回動可能に保持し、前記作動部材によって前記ケースと前記調整リンクとを連結し、前記反転機構を構成する引張りスプリングの設置方向に対して直交する方向に前記作動部材を回動させ、前記作動部材にて前記引張りスプリングを押圧することにより、前記反転機構を動作させるようにしている。
【００１２】
また、本発明において、前記ケースの内壁には、押え部材と支持ブラケットとが上下に間隔を置いて設けられ、該支持ブラケットの上面には円柱状のボスが設けられており、前記作動部材の一端には取付孔が設けられ、前記押え部材と前記支持ブラケットとの間に前記作動部材の一端を挿入し、前記取付孔を前記ボスに嵌合させることにより、前記作動部材の一端が前記押え部材及び前記支持ブラケットにて上下移動を規制された状態で取付けられているのが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明において、前記作動部材の一端下面には、挿入方向へ延在する凹溝が設けられ、前記ボスの上面は、前記作動部材の挿入方向へ沿って上り傾斜面に形成されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
上述の如く、本発明に係るサーマルリレーは、ケース内に配置され、過電流に基づいて湾曲する主バイメタルと、該主バイメタルの自由端に連結したシフターの変位に従動する調整リンクと、該調整リンクで駆動される接点開閉用の反転機構とを備え、前記調整リンクの基端に前記シフターの変位が伝達される補償バイメタルを連結し、前記調整リンクの先端側に整定電流の調整を行う調整ダイヤルを設け、該調整ダイヤルの電流設定値に応じて接点を切換えることにより、過電流の検出を行うものであって、前記ケースに作動部材の一端を回動可能に取付けるとともに、前記作動部材の他端に前記調整リンクを回動可能に保持し、前記作動部材によって前記ケースと前記調整リンクとを連結し、前記反転機構を構成する引張りスプリングの設置方向に対して直交する方向に前記作動部材を回動させ、前記作動部材にて前記引張りスプリングを押圧することにより、前記反転機構を動作させるようにしているので、整定電流を変化させるべく、調整ダイヤルを回動させても、作動部材による引張りスプリングの押し位置が変わらず、常に一定であり、反転機構の反転動作を安定して行わせることができる。
したがって、本発明のサーマルリレーによれば、整定電流値に関わらず常に安定した反転特性を確保でき、優れた品質の製品を提供することができる。しかも、本発明のサーマルリレーによれば、特殊形状の引張りスプリングを使用せずに済む上、作動部材として、ロッド部材や板状のアーム部材を用いれば、簡単なプレス加工で製作することが可能となり、材料コスト及び加工コストを低減させることができる。
【００１５】
また、本発明において、前記ケースの内壁には、押え部材と支持ブラケットとが上下に間隔を置いて設けられ、該支持ブラットの上面には円柱状のボスが設けられており、前記作動部材の一端には取付孔が設けられ、前記押え部材と前記支持ブラケットとの間に前記作動部材の一端を挿入し、前記取付孔を前記ボスに嵌合させることにより、前記作動部材の一端が前記押え部材及び前記支持ブラケットにて上下移動を規制された状態で取付けられているので、押え部材及び支持ブラケットとの係合作用によって作動部材を一定の方向へ確実に回動させることができ、より一層安定した反転特性を得ることができる。
【００１６】
さらに、本発明において、前記作動部材の一端下面には、挿入方向へ延在する凹溝が設けられ、前記ボスの上面は、前記作動部材の挿入方向へ沿って上り傾斜面に形成されているので、作動部材をケースに組み込む際、凹溝をボスの傾斜面に案内させながら円滑に作動部材をボスに嵌め込むことができ、組立性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るサーマルリレーについて、図面を参照しながら、その実施形態に基づき詳細に説明する。なお、図において、図９及び図１０に示す従来例と同一部位には同一符号を付してその説明を省略する。
図１は本発明の実施形態に係る調整リンク及び反転機構部を備えたサーマルリレーの構成図、図２は本実施形態における反転機構の反転動作を説明するものであり、不要部品を削除して示すリセット状態の構成図、図３は本実施形態における反転機構の反転動作を説明するものであり、不要部品を削除して示す反転後の状態の構成図、図４は本実施形態における調整リンク及び反転機構の関係を示す斜視図、図５は本実施形態の調整ダイヤルを回動させた場合における調整リンク及び反転機構の関係を示す側面図、図６は本実施形態の作動部材をケースと調整リンクに取付ける前の状態を示す斜視図である。
【００１８】
本発明の実施形態に係るサーマルリレーが従来例と大きく相違する点は、図１〜図６に示すように、釈放レバーの代わりに作動ロッド（作動部材）１６を用い、この作動ロッド１６にて引張りスプリング８を矢印Ｂ方向に押圧し、可動板９を含む反転機構６を動作させるようにしている点にある。また、調整リンク５は、上下方向に沿って延在する帯状体で形成されており、中間部分のリンク軸部５ｂの基端には、シフター４の変位が伝達される補償バイメタル５ａがカシメ等の方法（本実施形態ではカシメ部５ｃ）で連結されている。調整リンク５の先端部５ｄは、リンク軸部５ｂの上部を調整ダイヤル７側へ向かって屈曲させることにより形成されており、調整ダイヤル７のカム部７ａの外周面と接触するようになっている。
【００１９】
本実施形態の作動ロッド１６は、図１及び図４〜図６に示すように、一端がケース１に回動可能に取付けられ、作動ロッド１６の他端には、調整リンク５が回動可能に保持されている。そのため、作動ロッド１６は、ケース１の内壁と調整リンク５との間を掛け渡すことが可能な長さを有し、当該作動ロッド１６によってケース１と調整リンク５とが互いに連結されている。また、作動ロッド１６の一端側は平坦面形状に形成され、その一端には、後述するボスと嵌合させる取付孔１６ａが設けられている。
【００２０】
一方、ケース１の内壁面には、図６に示すように、押え部材１ｃと支持ブラケット１ｄとが上下に一定の間隔を置いて突出して設けられており、支持ブラケット１ｄの上面中央には、円柱状のボス１ｂが立設されている。作動ロッド１６の一端は、これを押え部材１ｃと支持ブラケット１ｄとの上下間に横方向から挿入し、取付孔１６ａをボス１ｂに嵌合させることにより、押え部材１ｃ及び支持ブラケット１ｄにて上下移動を規制された状態で、ボス１ｂ部に嵌合した取付孔１６ａを中心にして引張りスプリング８の設置方向に対して直交する方向に回動可能に取付けられている。
【００２１】
また、調整リンク５のリンク軸部５ｂの基端近傍には、図４〜図６に示すように、作動ロッド１６の他端に保持させるための保持部５ｅが設けられている。この保持部５ｅは、調整リンク５の両側に設けられる一対のＣ型形状の保持片から形成されており、調整リンク５は、作動ロッド１６の他端に当該保持片を嵌め込むことにより、回動自由な状態で保持されている。
【００２２】
なお、本実施形態のサーマルリレーでは、図１〜図３に示すように、２つのレバー片から構成されるトリップレバー１２が中間部分の嵌合孔１２ｃを介してケース軸１ａに回動可能に取付けられており、トリップレバー１２の一方の基端部には、略Ｕ字状の先端溝１２ａが設けられている。可動板９の先端９ｃは、トリップレバー１２の基端溝１２ａにて保持されており、可動板９が図３中の矢印Ｃ方向へ反転動作すると、トリップレバー１２は、ケース軸１ａを中心にして反時計方向へ回動し、他方の先端部１２ｂにて可動側常閉接点１３ａを固定側常閉接点１３ｂから開離して、開路するように構成されている。
また、本実施形態のサーマルリレーにおいては、図１に示すように、反転後に接点機構をリセットするためのリセット棒１４が設けられており、該リセット棒１４をケース１内に向かって押すと、先端部１４ａが固定側常開接点１０ａを図１で左方に戻すことでリセット動作が完了するように構成されている（図２参照）。リセット棒１４の中間箇所には、当該リセット棒１４を原位置に復帰させるリセットスプリング１４ｂが設けられている。
【００２３】
このような本発明の実施形態に係るサーマルリレーにおいて、過電流がヒータ２に流れると、該ヒータ２の発熱により主バイメタル３が図１中の矢印Ａ方向へ湾曲し、シフター４を介して補償バイメタル５ａを図４中の矢印Ａ方向へ押す。補償バイメタル５ａが図４中の矢印Ａ方向へ押されると、作動ロッド１６は、ケース１側のボス１ｂ部に嵌合した取付孔１６ａを中心に、引張りスプリング８の設置方向に対して直交する方向に回動し、引張りスプリング８を図４中の矢印Ｂ方向へ押すことになる。引張りスプリング８が矢印Ｂ方向に押されて変位することで、可動板９が反転死点を越えて反転動作し、可動側常開接点９ａが固定側常開接点１０ａに接触して常開接点が閉路されることになる。
【００２４】
また、本発明の実施形態に係るサーマルリレーにおいて、整定電流の調整を行うため、調整ダイヤル７を回動させた場合、図５に示すように、カム部７ａが距離Ｄにわたり変位する。これに伴い、調整リンク５は作動ロッド１６を中心に回動し、補償バイメタル５ａの先端が寸法Ｅだけ変化することになる。
この時、作動ロッド１６は、基端の取付孔１６ａによりケース１側のボス１ｂに回動可能に保持されているため、調整ダイヤル７の変位に関わらず、作動ロッド１６の引張りスプリング８への押し位置は常に一定に保持されて変化しない。
【００２５】
このように本発明の実施形態に係るサーマルリレーでは、整定電流の調整を行う際に調整ダイヤル７を回動させても、作動ロッド１６による反転機構６の引張りスプリング８への押し位置が一定に保持されて変化しないので、整定電流値に関わらず安定した反転特性を確保できる。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更及び変形が可能である。
例えば、図７に示すように、既述の実施の形態における作動ロッド１６の一端下面には、押え部材１ｃと支持ブラケット１ｄとの間への挿入方向（幅方向）に延在する凹溝１６ｂが設けられ、ケース１側のボス１ｂの上面は、作動ロッド１６の挿入方向へ沿って上り傾斜面１ｂ１に形成されていても良い。このような構成によって、作動ロッド１６の一端を押え部材１ｃと支持ブラケット１ｄとの間に容易に挿入し、取付孔１６ａをボス１ｂに円滑に嵌め込むことができる。
また、既述の実施の形態における作動ロッド１６に代えて、図８に示すような板状の作動アーム２６を用いても同様の作用効果を奏する。この作動アーム２６の一端には、ボス１ｂに嵌め込む取付孔２６ａが設けられ、他端には、調整リンク５の保持部２５に形成した一対の保持溝２５ａに引っ掛ける係止片２６ｂが設けられており、作動アーム２６の他端にて調整リンク５の保持部２５を挟み込んだ後、係止片２６ｂを矢印Ｆ方向に曲げ加工することにより、調整リンク５が回動可能に保持されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る調整リンク及び反転機構部を備えたサーマルリレーの構成図である。
【図２】本実施形態における反転機構の反転動作を説明するものであり、不要部品を削除して示すリセット状態の構成図である。
【図３】本実施形態における反転機構の反転動作を説明するものであり、不要部品を削除して示す反転後の状態の構成図である。
【図４】本実施形態における調整リンク及び反転機構の関係を示す斜視図である。
【図５】本実施形態の調整ダイヤルを回動させた場合における調整リンク及び反転機構の関係を示す側面図である。
【図６】本実施形態の作動部材をケースと調整リンクに取付ける前の状態を示す斜視図である。
【図７】本実施形態の第１変形例に係る作動部材の一端をケースに取付ける前の状態を示す斜視図である。
【図８】本実施形態の第２変形例に係る作動部材の他端を調整リンクに取付ける前の状態を示す斜視図である。
【図９】従来のサーマルリレーにおける調整リンク機構部を示す簡略図である。
【図１０】従来のサーマルリレーにおける反転機構部を示す簡略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ケース  
１ａ  ケース軸
１ｂ  ボス
１ｃ  押え部材
１ｄ  支持ブラケット
２  ヒータ
３  主バイメタル
４  シフター
５  調整リンク
５ａ  補償バイメタル
５ｂ  リンク軸部
５ｃ  カシメ部
５ｄ  先端部
５ｅ  保持部
６  反転機構
７  調整ダイヤル
７ａ  カム部
８  引張りスプリング
９  可動板
９ａ  可動側常開接点
１０ａ  固定側常開接点
１１  保持金具
１６  作動ロッド（作動部材）
１６ａ  取付孔
２５  保持部
２５ａ  保持溝
２６  作動アーム（作動部材）
２６ａ  取付孔
２６ｂ  係止片
【図１】
2009283266.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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