JPH01124925A - 回路保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、負荷回路を過電流から保護する回路保護装
置に関する。

〔従来の技術〕 回路保護装置として、本願人は特開昭６０−１８２６３
４号公報において、磁性体より成る可動部材を永久磁石
によりヨークに当接する第１の位置に吸引して電路を閉
成し、前記ヨークに巻装したコイルに過電流が流れたと
きに前記永久磁石による前記可動部材の磁気的吸引力を
弱めて該可動部材を附勢手段により前記ヨークから離間
した第２の位置に変位させて電路を遮断するようにした
ものを既に提案している。

この回路保護装置によれば、ヨークにコイルを巻装して
、可動部材に永久ば石による磁気的吸引力に抗する磁束
を発生されるようにしているので、コイルの磁気回路の
磁気抵抗を極めて小さくできると共に、ヨークおよび可
動部材の磁性材のＢＨ特性を効率良く利用できる。した
がって、コイルの巻数が少なくても、微少な電流の増加
によって大きな磁束を発生させることができるので、電
路をばらつきなく瞬時に遮断でき、これにより応答性お
よび信顧性を向上させることができると共に、内部イン
ピーダンスも小さくでき、保護すべき負荷回路に何らの
悪影響を及ぼすこともないという効果がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した回路保護装置においては、電路
を自動的にリセットする機能がなく、過電流によって電
路が一旦遮断されたのちは、手動によって可動部材を附
勢手段に抗して第２の位置から第１の位置へ移動させて
永久磁石によりヨークに吸引保持させる必要があ°る。

このため、例えばレーザ等のシーズニング装置やスクリ
ーニング装置に適用した場合には、不良品が出る毎に電
路が遮断されるため、その都度手動により電路をリセッ
トする必要があり、操作が面倒になるという問題がある
。

このような問題を解決する方法としては、電磁ソレノイ
ド等を用いてリセットを自動的に行うことが考えられる
が、この場合には駆動電流として数アンペアの大きな電
流が必要になるため、省エネルギーの点で好ましくない
。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、過電流によって遮断された電路を自動的にリ
セットできると共に、エネルギーの消費も少なくて済む
よう適切に構成した回路保護装置を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕上記目的を
達成するため、この発明では、第１および第２の位置に
変位可能な磁性体より成る可動部材と、この可動部材を
第１の位置に磁気的に吸引する永久磁石と、前記可動部
材の第１の位置において該可動部材に当接して閉ループ
の磁路を画成するヨークと、このヨー゛りに巻装され、
前記永久磁石による前記可動部材の磁気的吸引力に抗す
る磁束を発生する第１のコイルと、前記可動部材を第２
の位置に附勢する附勢手段と、前記可動部材を第２位置
に選択的に保持するための第２のコイルと、前記可動部
材の変位に連動して変位する可動接点と、前記可動部材
が第１の位置にあるときに前記可動接点に接触する固定
接点と、前記可動部材が第１の位置にあるときに非導通
となり、第２の位置にあるときに導通する第１のスイッ
チング手段と、前記可動部材が第１の位置にある状態で
、前記第１のコイル、固定接点および可動接点を経て接
続される負荷回路の通電状態を検知する通電検知手段と
、前記可動部材が第２の位置にある状態で、前記第２の
コイルおよび第１のスイッチング手段を通るリセット通
路に電流を供給する電流源と、前記リセット通路に設け
た第２のスイッチング手段と、この第２のスイッチング
手段を前記通電検知手段の出力および外部から選択的に
入力されるリセット信号に基づいて制御するスイッチ制
御手段とを具え、 前記第１のコイルに過電流が流れたときに前記可動部材
を第１の位置から第２の位置に変位させて前記負荷回路
の電路を遮断すると共に、前記電流源から前記第１．第
２のスイッチング手段を通して前記第２のコイルに電流
を流して、前記可動部材を前記附勢手段および第２のコ
イルによる磁束によって第２の位置に保持するようにし
、この状態で前記通電検知手段の出力およびリセット信
号により前記スイッチ制御手段を介して前記第２のスイ
ッチング手段を非導通として前記第２のコイルへの電流
の供給を遮断することにより、前記可動部材を前記附勢
手段に抗して前記永久磁石により第１の位置に変位させ
て前記負荷回路の電路を自動的にリセットし得るよう構
成する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の第１実施例の全体の構成を示すブロ
ック図である。回路プロテクタ１にはコ字状のヨーク２
を設け、このヨーク２のそれぞれの脚部２ａ、２ｂに第
１のコイル３および第２のコイル４を巻装すると共に、
２れら脚部２ａ、２ｂ間に永久磁石５を設け、この永久
磁石５により磁性体より成る可動部材６をヨーク２の開
放端に当接するように磁気的に吸引するようにする。可
動部材６はヨーク２の開放端に当接する第１の位置と、
前記開放端から離間し、ストッパ７に当接する第２の位
置とに変位可能に設け、附勢手段８により第２の位置に
附勢する。また、可動部材６には作動片９を設け、この
作動片９により可動部材６の変位に連動して駆動される
ように可動接点１０を設けると共に、この可動接点１０
の両側に第１の固定接点第１および第２の固定接点１２
を設ける。

このようにして、可動部材６が第１の位置にあるときに
可動接点１０が第１の固定接点第１に接触するようにす
ると共に、可動接点１０と第２の固定接点１２とで第１
のスイッチング手段を構成して可動部材６が第２の位置
にあるときに可動接点１０が第２の固定接点１２に接触
するようにする。

第１のコイル３の一端は第１の固定接点第１に接続し、
この第１のコイル３の他端と可動接点１０との間に、電
源１３、通電検知回路１４および負荷回路１５を接続し
て、第１のコイル３、第１の固定接点第１および可動接
点１０を通る負荷回路１５の電路を形成するようにする
。また、第２のコイル４の一端は第２の固定接点１２に
接続し、この第２のコイル４の他端を第２のスイッチン
グ手段を構成する常閉のスイッチング回路１６を経て電
源１３の一端に接続して、可動接点１０、第２の固定接
点１２、第２のコイル４およびスイッチング回路１６を
通るリセット通路の電路を形成するようにすると共に、
このリセット通路におけるスイッチング回路１６を通電
検知回路１４の出力および外部からのリセット信号に基
づいてスイッチ制御回路１７により制御するようにする
。

ここで、第１のコイル３は通電により永久磁石５による
可動部材６の磁気的吸引力に抗する磁束を発生させるよ
うにし、負荷回路１５に定格以下の電流が流れていると
きは永久磁石５の磁気的吸引力の方が第１のコイル３の
減磁力および附勢手段８の附勢力よりも強くなるように
すると共に、定格を超える電流が流れたとき］よ第１の
コイル３の減磁力により附勢手段８の附勢力の方が永久
磁石５の磁気的吸引力よりも強くなるように設定する。

また、第２のコイル４は第１のコイル３と同様に通電に
より永久磁石５による可動部材６の磁気的吸引力に抗す
る磁束を発生させるようにし、これにより可動部材６を
第２の位置に有効に保持し得るようにする。

上記構成において、可動部材６が第１の位置にあり、可
動接点１０が第１の固定接点第１に接触−して負荷回路
１５に定格以下の電流が流れているときは、永久磁石５
の磁気的吸引力の方が第１のコイル３の減磁力および附
勢手段８の附勢力よりも強いので、可動部材６はヨーク
２に当接する第１の位置に保持され、したがって負荷回
路１５の通電状態は有効に維持される。この状態で、故
障等により負荷回路１５に流れる電流が増加すると、永
久磁力５による吸引力は第１のコイル３による反対方向
の磁束によって減少し、その電流値が定格値を越えると
永久磁石５による吸引力よりも附勢手段８の附勢力の方
が強くなり、これにより可動部材６はストッパ７に当接
する第２の位置に変位して負荷回路１５の電路が遮断さ
れて通電検知回路１４からスイッチ制御回路１７に電路
の遮断を示す遮断信号が供給されると共に、可動接点ｌ
Ｏが第２の固定接点１２に接触してリセット通路が閉成
され、このリセット通路の閉成により第２のコイル４に
電流が流れて永久磁石５による可動部材６の磁気的吸引
力に抗する磁束が発生する。したがって、負荷回路１５
に過電流が流れ、可動部材６が第２の位置に変位して負
荷回路１５の電路が遮断されても、これと同時にリセッ
ト通路が閉成して第２のコイル４に永久磁石５による可
動部材６の磁気的吸引力に抗する磁束が発生するように
電流が流れるので、可動部材６は附勢手段８によって第
２の位置に有効に保持されることになる。なお、この際
第２のコイル４に供給する電流は、ヨーク２において永
久磁石５による可動部材６の磁気的吸引力を弱める磁束
を発生させるだけでよいので、極めて小さくて済む。

負荷回路１５の電路の遮断状１において、負荷回路１５
の電路の遮断原因を解消し、スイッチ制御回路１７にリ
セット信号を供給すると、このリセット信号と通電検知
回路１４からの遮断信号とに基づいてスイッチ制御回路
１７からスイッチング回路１６に駆動信号が供給され、
これによりスイッチング回路１６においてリセット通路
の電路が遮断される。

その結果、第２の位置にあった可動部材６は永久磁石５
の磁気的吸引力により附勢手段８の附勢力に抗して吸引
されて第１の位置に変位し、これにより可動接点ｌＯが
第２の固定接点１２から第１の固定接点第１に接触して
、負荷回路１５の電路が自動的にリセットされる。

この実施例によれば、負荷回路１５の電路を過電流時に
迅速に遮断でき、かつその遮断状態を第２のコイル４に
小電流を流すことによって有効に保持できると共に、こ
の第２のコイル４への電流の供給をスイッチング回路１
６により遮断することによって負荷回路１５の電路のリ
セットを自動的に行うことができる。したがって、操作
性を向上できると共に、エネルギーの消費も少なくて済
む。

第２図Ａ−Ｄは第１図に示した回路プロテクタ１の具体
的構成の一例を示すものである。この回路プロテクタｌ
は、プラスチック等の非磁性体および非導電体より成る
ケース本体２０と、このケース本体２０と同様の材質か
ら成るＭＢ２と、０字状のメインヨーク２２と、このメ
インヨーク２２のそれぞれの脚部２２ａ、２２ｂに巻装
した第１のコイル２３および第２のコイル２４と、メイ
ンヨーク２２の両脚部２２ａ、２２ｂ間に装着した永久
磁石２５と、磁性体より成る可動部材２６とを具える。

可動部材２６は仮ばね２７を介してメインヨーク２２の
開放端に接する第１の位置と該開放端から離間する第２
の位置とに変化可能にケース本体２０−に取付けると共
に、この可動部材２６には作動片２８を取付ける。また
、ケース本体２０には可動部材２６によって変位される
ように可動接点３０を設けると共に、この可動接点３０
に選択的に接触するように第１、第２の固定接点３１．
３２を設け、可動部材２６が第１の位置にあるときに可
動接点３０を第１の固定接点３１に、第２の位置にある
ときに可動接点３０を第２の固定接点３２にそれぞれ接
触させるようにする。

この実施例では、メインヨーク２２を磁気飽和しにくい
形状とするために、その一方の脚部２２ａにおいて第１
のコイル２３に覆われる両端部に溝３５ａ〜３５ｄを形
成する。また、脚部２２ａには、第１、第２のコイル２
３．２４による磁束が通るように補助ヨーク３７の一端
部をねじ３８により固着すると共に、この補助ヨーク３
７の他端部を可動部材２６と対向する位置まで延在させ
てこの他端部に永久磁石３９を固着する。

ケース本体２０には、接続ピン４１．４２および４３を
取付け、接続ピン４１に第１のコイル２３の一端を、接
続ピン４２に可動接点３０を、接続ピン４３に第２のコ
イル２４の一端をそれぞれ接続し、第１のコイル２３の
他端を第１の固定接点３１に、第２のコイル２４の他端
を第２の固定接点３２にそれぞれ接続する。

このようにして、接続ピン４１と４２との間に、第１図
に示したように電源１３、通電検知回路１４および負荷
回路１５を接続して負荷回路１５の電路を構成するよう
にし、接続ピン４２と４３との間に電源１３を経てスイ
ッチング回路１６を接続してリセット通路を構成するよ
うにして、このリセット通路におけるスイッチング回路
１６を通電検知回路１４の出力および外部からのリセッ
ト信号に基づいてスイッチ制御回路１７により駆動制御
するようにする。

この回路プロテクタ１においては、可動部材２６が第１
の位置にあり、可動接点３ｏが第１の固定接点３１に接
触して負荷回路１５（第１図参照）に定格以下の電流が
流れているときは、永久磁石２５により可動部材２６を
メインヨーク２２に吸引する磁力の方が強いので、これ
により可動部材２６はメインヨーク２２に当接する第１
の位置に保持され、したがって負荷回路１５の通電状態
は有効に保持される。

この状態で、故障等により負荷回路１５に流れる電流が
増加すると、永久磁石２５による吸引力は第１のコイル
２３による反対方向の磁束によって減少し、その電流値
が定格値を越えると、永久磁石３９と可動部材２６との
間に生じる吸引力が２．激に増大して、その吸引力が永
久磁石２５によるメインヨーク２２への可動部材２６の
吸引力よりも°大きくなる。その結果、可動部材２６は
メインヨーク２２から離間した第２の位置において永久
磁石３９に吸引保持され、これにより可動接点３０は第
１の固定接点３１から離間して第２の固定接点３２に接
触して第２のコイル２４に電流が流れると共に、第１図
において説明したように通電検知回路１４からスイッチ
制御回路１７に遮断信号が供給される。

ここで、メインヨーク２２および可動部材２６は、第１
のコイル２３に流れる電流が大きく増大して定格電流を
越える場合でも、メインヨーク２２は溝３５ａ〜３５ｄ
を有し、これら溝部分で反磁界が形成される磁気飽和さ
れにくい形状となっているので、メインヨーク２２およ
び可動部材２６は第１のコイル２３を流れる電流の急激
な変化による磁束によって磁化されることはない、した
がって、可動部材２６は第１のコイル２３に比較的小さ
い過電流が流れる場合でも、またきわめて大きな過電流
が流れる場合でも、迅速かつ確実に離間する。このよう
にして、過電流時に負荷回路１５の電路を迅速に遮断し
て負荷回路１５を過電流から保護すると共に、この遮断
状態をリセット通路の第２のコイル２４に小電流を流す
ことにより有効に保持する。

その後、第１図において説明したように、負荷回路１５
の電路の遮断原因を解消し、スイッチ制御回路１７にリ
セット信号を供給することにより、このリセット信号と
通電検知回路１４からの遮断信号とに基づいてスイッチ
制御回路１７からスイッチング回路１６に駆動信号を供
給し、これによりスイッチング同郡１６においてリセッ
ト通路の電路を遮断して、第２の位置にあった可動部材
２６を永久磁石２５の磁気的吸引力により第１の位置に
変位させて可動接点３０を第２の固定接点３２から第１
の固定接点３１に接触させて負荷回路１５の電路を自動
的にリセットする。

第３図はこの発明の第２実施例を示すものである。この
実施例は、第２のコイル４を可動部材６の第２の位置側
においてヨーク４５に巻装して設け、その一端を第２の
固定接点１２に、他端を常閉のスイッチング回路１６を
経て電源１３に接続して、可動部材６を第２の位置にお
いて吸引保持するようにすると共に、スイッチ制御回路
１７によりスイッチング回路１６のスイッチを開放する
ことにより可動部材６を永久磁石５の吸引力によって第
１の位置に変位させて負荷回路１５の電路を自動的にリ
セットするようにしたもので、その他の構成は第１実施
例と同様である。したがって、第１実施例と同様の効果
を得るどとができる。

第４図はこの発明の第３実施例を示すものである。この
実施例は、第３図においてヨーク２の脚部２ｂに第３の
コイル４６を巻装し、その一端を第２の固定接点１２に
、他端を常開のスイッチング回路４７を経て電源１３に
接続して、可動部材６の第２の位置を第２のコルイ４に
よって保持し、リセット時はスイッチ制御回路１７によ
ってスイッチング回路１６をオフ、スイッチング回路４
７をオンすることにより、第３のコイル４６によって永
久磁石５による吸引力を助長する磁束を発生させるよう
にしたもので、その他の構成は第２実施例と同様である
。したがって、この実施例によれば第１実施例の効果に
加え可動部材６を第２の位置から第１の位置に移動させ
るリセット速度をより速くすることができる。なお、こ
の実施例において第３のコイル４６の一端は可動接点ｌ
Ｏに接続してもよい。

第５図はこの発明の第４実施例を示すものである。この
実施例は、第２実施例において第１のコイル３をヨーク
２の脚部２ａ、２ｂに巻装した２つのコイル３−１およ
び３−２をもって構成し、これらを並列あるいは直列に
接続して永久磁石５による磁気的吸引力に抗する磁束を
発生させるようにしたもので、その他の構成は第２実施
例と同様である。したがって、この実施例においても第
１実施例と同様の効果を得ることができる。

なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形または変更が可能である０例えば
、第２図Ａ−Ｄに示した回路プロテクタ１においては、
メインヨーク２２の一方の脚部２２ａに４個の溝３５ａ
〜３５ｄを形成してメインヨーク２２を磁気飽和されに
くい形状としたが、その溝の個数は任意でよく、またそ
の成形場所も他方の脚部２２ｂや両脚部を連結す゛る部
分の任意の位置に形成することもできるし、その形状も
溝に限らず、例えば部分的に球状にする等、任意に形成
することができると共に、メインヨーク２２の変わりに
、あるいはメインヨーク２２と共に可動部材２６を同様
にして磁気飽和されにくい形状とすることもできる。ま
た、このような磁気飽和されにくい形状とする構成を除
くこともできる。更に、第２図に示した回路プロテクタ
においてはメインヨーク２２に補助ヨーク３７を連結す
ると共に、この補助ヨーク３７に永久磁石３９を装着し
て、可動部材２６をメインヨーク２２から離間する方向
に附勢するようにしたが、このような補助ヨーク３７お
よび永久磁石３９に変えてばね等により可動部材２６を
メインヨーク２２から離間する方向に附勢するようにし
てもよい、また、上述した実施例では負荷回路の電源を
共用して第２のコイルを有するリセット通路に電流を供
給するようにしたが、負荷回路用とリセット通路用との
別々の電源を用いるようにしてもよい。更にまた、上述
した実施例ではリセット通路における第１のスイッチン
グ手段を可動接点と第２の固定接点とで構成したが、こ
の第１のスイッチング手段は無接点スイッチを用い、こ
れを可動部材によって駆動するよう構成することもでき
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば負荷回路の電路を
過電流時に迅速に遮断でき、かつその遮断状態を第２の
コイルに小電流を流すことによって有効に保持できると
共に、こ、の第２のコイルへの電流の供給を遮断するこ
とにより、遮断された負荷回路の電路を自動的にリセッ
トすることができる。したがって、操作性を向上できる
と共に、エネルギーの消費も少なくて済むという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す図、第２図Ａ−Ｄ
は第１図に示す回路プロテクタの具体的構成の一例を示
す図、 第３図はこの発明の第２実施例を示す図、−第４図は同
じく第３実施例を示す図、第５図は同じく第４実施例玉
示す図である。 ｌ・・・回路プロテクタ　　２・・・ヨーク３・・・第
１のコイル　　　４・・・第２のコイル５・・・永久磁
石　　　　　６・・・可動部材７・・・ストッパ　　　
　　８・・・附勢手段９・・・作動片　　　　　　１０
・・・可動接点第１・・・第１の固定接点　　１２・・
・第２の固定接点１３・・・電源　　　　　　　１４・
・・通電検知回路１５・・・負荷回路　　　　　１６・
・・スイッチング回路１７・・・スイッチ制御回路 第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１および第２の位置に変位可能な磁性体より成る
   可動部材と、 この可動部材を第１の位置に磁気的に吸引 する永久磁石と、 前記可動部材の第１の位置において該可動 部材に当接して閉ループの磁路を画成するヨークと、 このヨークに巻装され、前記永久磁石によ る前記可動部材の磁気的吸引力に抗する磁束を発生する
   第１のコイルと、 前記可動部材を第２の位置に附勢する附勢 手段と、 前記可動部材を第２の位置に選択的に保持 するための第２のコイルと、 前記可動部材の変位に連動して変位する可 動接点と、 前記可動部材が第１の位置にあるときに前 記可動接点に接触する固定接点と、 前記可動部材が第１の位置にあるときに非 導通となり、第２の位置にあるときに導通する第１のス
   イッチング手段と、 前記可動部材が第１の位置にある状態で、 前記第１のコイル、固定接点および可動接点を経て接続
   される負荷回路の通電状態を検知する通電検知手段と、 前記可動部材が第２の位置にある状態で、 前記第２のコイルおよび第１のスイッチング手段を通る
   リセット通路に電流を供給する電流源と、 前記リセット通路に設けた第２のスイッチ ング手段と、 この第２のスイッチング手段を前記通電検 知手段の出力および外部から選択的に入力されるリセッ
   ト信号に基づいて制御するスイッチ制御手段とを具え、 前記第１のコイルに過電流が流れたときに 前記可動部材を第１の位置から第２の位置に変位させて
   前記負荷回路の電路を遮断すると共に、前記電流源から
   前記第１、第２のスイッチング手段を通して前記第２の
   コイルに電流を流して、前記可動部材を前記附勢手段お
   よび第２のコイルによる磁束によって第２の位置に保持
   するようにし、この状態で前記通電検知手段の出力およ
   びリセット信号により前記スイッチ制御手段を介して前
   記第２のスイッチング手段を非導通として前記第２のコ
   イルへの電流の供給を遮断することにより、前記可動部
   材を前記附勢手段に抗して前記永久磁石により第１の位
   置に変位させて前記負荷回路の電路を自動的にリセット
   し得るよう構成したことを特徴とする回路保護装置。