JPH029414B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH029414B2 JPH029414B2 JP3375881A JP3375881A JPH029414B2 JP H029414 B2 JPH029414 B2 JP H029414B2 JP 3375881 A JP3375881 A JP 3375881A JP 3375881 A JP3375881 A JP 3375881A JP H029414 B2 JPH029414 B2 JP H029414B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spring
- plunger
- coil
- temperature
- spring force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、回路遮断器等に適用される電路保護
センサに関する。
センサに関する。
いわゆる過電流、短絡電流等の事故電流から負
荷を保護するために回路遮断器等においては上記
電流を検出し電路を遮断するよう動作する電路保
護センサが内蔵されている。この種のセンサとし
ては既に種々の形式のものが提供されている。
荷を保護するために回路遮断器等においては上記
電流を検出し電路を遮断するよう動作する電路保
護センサが内蔵されている。この種のセンサとし
ては既に種々の形式のものが提供されている。
第１図はバイメタル方式にかかる一従来例を示
す。この構造のものは低膨張金属１と高膨張金属
２とからなるバイメタル３に事故電流が流れると
その発熱によりバイメタル３は矢視方向に撓みそ
の結果、このバイメタル３と対向配置された周知
のラツチ機構ないし引き外し機構（図示せず）を
作動させ回路を遮断させるようになつているが、
このような構成のセンサにおいては単一の事故電
流にしかその保護機能を発揮できないという欠点
がある。
す。この構造のものは低膨張金属１と高膨張金属
２とからなるバイメタル３に事故電流が流れると
その発熱によりバイメタル３は矢視方向に撓みそ
の結果、このバイメタル３と対向配置された周知
のラツチ機構ないし引き外し機構（図示せず）を
作動させ回路を遮断させるようになつているが、
このような構成のセンサにおいては単一の事故電
流にしかその保護機能を発揮できないという欠点
がある。
また、第２図はオイルダツシユポツトからなる
センサの一従来例で、過電流時はプランジヤ４が
徐々に上方へ移動し、上部に達したとき可動鉄片
４′が蓋部５に吸着され、一方短絡電流時には直
接可動鉄片４′が吸着され、これによりラツチ機
構を作動させるようになつているが、この構成に
おいては吸引力が小さく高速性に欠けるため、短
絡に対し充分な保護が望めない問題がある。
センサの一従来例で、過電流時はプランジヤ４が
徐々に上方へ移動し、上部に達したとき可動鉄片
４′が蓋部５に吸着され、一方短絡電流時には直
接可動鉄片４′が吸着され、これによりラツチ機
構を作動させるようになつているが、この構成に
おいては吸引力が小さく高速性に欠けるため、短
絡に対し充分な保護が望めない問題がある。
第３図はプランジヤ型短絡センサの従来例で、
短絡電流または極度に大きい過電流が流れた場
合、ソレノイド６の周りの磁束が増加し、プラン
ジヤ７は過電流による吸引力がバネ力を超えた時
点で進行を始め、このプランジヤ７の進行に伴い
ギヤツプが減少しピン８を外部へ押し出し、この
ピン８の出力がラツチ機構へ伝達され、引き外し
機構を作動させるようになつているが、過電流と
短絡電流の両方に対応させようとするとどうして
もコンパクトな構成が難しいという欠点がある。
短絡電流または極度に大きい過電流が流れた場
合、ソレノイド６の周りの磁束が増加し、プラン
ジヤ７は過電流による吸引力がバネ力を超えた時
点で進行を始め、このプランジヤ７の進行に伴い
ギヤツプが減少しピン８を外部へ押し出し、この
ピン８の出力がラツチ機構へ伝達され、引き外し
機構を作動させるようになつているが、過電流と
短絡電流の両方に対応させようとするとどうして
もコンパクトな構成が難しいという欠点がある。
本発明は、上記の点に鑑み提案されたもので、
過電流と短絡電流の両方に対応でき、高速で、か
つ吸引力が大きく、しかもコンパクトな電路保護
センサを提供することを目的とするものである。
過電流と短絡電流の両方に対応でき、高速で、か
つ吸引力が大きく、しかもコンパクトな電路保護
センサを提供することを目的とするものである。
以下、本発明の一実施例を第４図に基づいて説
明する。
明する。
９は磁性材料よりなるヨークで、このヨーク９
内には中空筒状のコイル筒１０が配設される。こ
のコイル筒の外周には、回路遮断器等に適用した
場合その電路に直列的に介挿されるコイル１１が
巻装されている。このコイル１１は、定格電流の
100％通電時には後述のバネを変態温度まで上昇
させず、125％通電時にはそれを変態温度以上に
上昇させ得る温度上昇となるよう設定したヒータ
機能を有し、また短絡電流が流れたときには後述
のプランジヤを急速変位させる。
内には中空筒状のコイル筒１０が配設される。こ
のコイル筒の外周には、回路遮断器等に適用した
場合その電路に直列的に介挿されるコイル１１が
巻装されている。このコイル１１は、定格電流の
100％通電時には後述のバネを変態温度まで上昇
させず、125％通電時にはそれを変態温度以上に
上昇させ得る温度上昇となるよう設定したヒータ
機能を有し、また短絡電流が流れたときには後述
のプランジヤを急速変位させる。
１２は固定鉄芯で、ヨーク９の一方対向片に固
着されてコイル筒１０内の一端部側に配設され
る。この固定鉄芯１２は、中央部に貫通孔１２ａ
を有し、この貫通孔１２ａに駆動ピン１３が摺動
可能に配置される。
着されてコイル筒１０内の一端部側に配設され
る。この固定鉄芯１２は、中央部に貫通孔１２ａ
を有し、この貫通孔１２ａに駆動ピン１３が摺動
可能に配置される。
１４はプランジヤで、固定鉄芯１２に吸引可能
な状態でコイル筒１０内に配設される。従つてこ
のプランジヤ１４は、図における左方向動作は固
定鉄芯１２の端面に、右方向動作はヨーク９の他
方対向片にそれぞれ規制される範囲の動作ストロ
ークを有する。
な状態でコイル筒１０内に配設される。従つてこ
のプランジヤ１４は、図における左方向動作は固
定鉄芯１２の端面に、右方向動作はヨーク９の他
方対向片にそれぞれ規制される範囲の動作ストロ
ークを有する。
１５は復帰バネで、プランジヤ１４の大径の一
方段部１４ａと固定鉄芯１２の段部１２ｂとの間
に縮設される。この復帰バネ１５は、プランジヤ
１４にバイアスバネ力を付勢するもので、常時は
プランジヤ１４を図中右方向に押圧している。
方段部１４ａと固定鉄芯１２の段部１２ｂとの間
に縮設される。この復帰バネ１５は、プランジヤ
１４にバイアスバネ力を付勢するもので、常時は
プランジヤ１４を図中右方向に押圧している。
１６は例えばニツケル・チタン（Ni−Ti）合
金のような一方向性の形状記憶合金からなるバネ
で、復帰バネ１５と対向して、すなわちプランジ
ヤ１４の大径の他方段部１４ｂとヨーク９の他方
対向片間のプランジヤの周囲に配設される。この
バネ１６は、復帰バネ１５のバネ力に打ち勝つ所
定のバネ力になるよう高温で成形しておき、常温
では復帰バネ１５のバネ力より小さくなるよう設
定してある。従つて常温では、復帰バネ１５のバ
ネ力に押圧されてプランジヤ１４は第４図イの位
置にある。そしてバネ１６は、コイル１１に定格
電流の125％が通電されたとき、コイル１１の温
度上昇によりその温度が変態温度（例えば80℃）
を超えて高温成形時の状態に戻り、そのバネ力は
復帰バネ１５のバネ力に打ち勝つてプランジヤ１
４を第４図ロの位置に変位させ、駆動ピン１３を
突出させる。
金のような一方向性の形状記憶合金からなるバネ
で、復帰バネ１５と対向して、すなわちプランジ
ヤ１４の大径の他方段部１４ｂとヨーク９の他方
対向片間のプランジヤの周囲に配設される。この
バネ１６は、復帰バネ１５のバネ力に打ち勝つ所
定のバネ力になるよう高温で成形しておき、常温
では復帰バネ１５のバネ力より小さくなるよう設
定してある。従つて常温では、復帰バネ１５のバ
ネ力に押圧されてプランジヤ１４は第４図イの位
置にある。そしてバネ１６は、コイル１１に定格
電流の125％が通電されたとき、コイル１１の温
度上昇によりその温度が変態温度（例えば80℃）
を超えて高温成形時の状態に戻り、そのバネ力は
復帰バネ１５のバネ力に打ち勝つてプランジヤ１
４を第４図ロの位置に変位させ、駆動ピン１３を
突出させる。
次に動作について説明する。バネ１６は、定格
電流の100％以下の通電時には変態温度以下であ
るため、そのバネ力は復帰バネ１５より小さく第
４図イの位置にある。
電流の100％以下の通電時には変態温度以下であ
るため、そのバネ力は復帰バネ１５より小さく第
４図イの位置にある。
この状態で過電流、すなわ定格電流の125％が
通電されると、コイル１１が温度上昇してバネ１
６を加熱し、やがてバネ１６が変態温度を超える
とそのバネ力は復帰バネ１５のバネ力に打ち勝つ
てプランジヤ１４を第４図ロの位置に変位させ
る。従つて駆動ピン１３は、外部に突出して周知
の引き外し機構を駆動し、電路を遮断する。
通電されると、コイル１１が温度上昇してバネ１
６を加熱し、やがてバネ１６が変態温度を超える
とそのバネ力は復帰バネ１５のバネ力に打ち勝つ
てプランジヤ１４を第４図ロの位置に変位させ
る。従つて駆動ピン１３は、外部に突出して周知
の引き外し機構を駆動し、電路を遮断する。
また電路が遮断されると、コイル１１の発熱が
なくなつてバネ１６の温度も低下し、わがてバネ
１６が逆変態温度に至るとバネ力も小さくなり、
復帰バネ１５のバネ力によりプランジヤ１４は第
４図イの位置に戻る。
なくなつてバネ１６の温度も低下し、わがてバネ
１６が逆変態温度に至るとバネ力も小さくなり、
復帰バネ１５のバネ力によりプランジヤ１４は第
４図イの位置に戻る。
また第４図イの状態で、短絡電流が流れた場合
はコイル１１が強く励磁されてプランジヤ１４と
固定鉄芯１２間に復帰バネ１５のバネ力よりはる
かに大きな吸引力が発生し、バネ１６とは無関係
に、プランジヤ１４は固定鉄芯１２に急速に吸引
される。
はコイル１１が強く励磁されてプランジヤ１４と
固定鉄芯１２間に復帰バネ１５のバネ力よりはる
かに大きな吸引力が発生し、バネ１６とは無関係
に、プランジヤ１４は固定鉄芯１２に急速に吸引
される。
次に、2A定格でプランジヤストローク3.5mm引
き外し機構駆動力50ｇのものにおける実験例を説
明する。
き外し機構駆動力50ｇのものにおける実験例を説
明する。
コイル１１は、ポリウレタン銅線0.65φmm、140
ターンとした。
ターンとした。
復帰バネ１５は、ステンレス銅線0.4φmm、有効
巻数９、巻径6φmm、自由長12.8mm、ストローク０
でのバネ長8.7mm（バネ力50ｇ）、ストローク3.5
mmでのバネ長5.2mm（バネ力93ｇ）とした。
巻数９、巻径6φmm、自由長12.8mm、ストローク０
でのバネ長8.7mm（バネ力50ｇ）、ストローク3.5
mmでのバネ長5.2mm（バネ力93ｇ）とした。
バネ１６は、Ni−Ti一方向性形状記憶合金
0.6φmm、有効巻数９、巻径6φmm、自由長18.8mm、
変態温度80℃、常温時ストローク０でのバネ長
7.5mm（バネ力50ｇ以下）、変態温度を超えたスト
ローク1.3mm（引き外し機構駆動時）でのバネ長
8.8mm（バネ力183ｇ）とした。
0.6φmm、有効巻数９、巻径6φmm、自由長18.8mm、
変態温度80℃、常温時ストローク０でのバネ長
7.5mm（バネ力50ｇ以下）、変態温度を超えたスト
ローク1.3mm（引き外し機構駆動時）でのバネ長
8.8mm（バネ力183ｇ）とした。
かかる電路保護センサを周囲温度25℃の雰囲気
において、コイル１１に定格電流の100％を通電
した場合、コイル１１は38.3℃、バネ１６は29.0
℃の温度上昇となり、従つてバネ１６自体は54℃
であつて変態温度に達せず、プランジヤ１４は変
位しない。
において、コイル１１に定格電流の100％を通電
した場合、コイル１１は38.3℃、バネ１６は29.0
℃の温度上昇となり、従つてバネ１６自体は54℃
であつて変態温度に達せず、プランジヤ１４は変
位しない。
次にコイル１１に定格電流の125％を通電した
場合、コイル１１は76.3℃、バネ１６は59.9℃の
温度上昇となり、従つてバネ１６自体は84.9℃と
なつて変態温度に達し、プランジヤ１４は変位し
た。この際の引き外し機構駆動時、復帰バネ１５
はストローク０でのバネ長より1.3mm縮められて
いるが、そのバネ力は93ｇより小さくそして引き
外し機構駆動力50ｇを加えてもバネ１６のバネ力
は十分大きい。
場合、コイル１１は76.3℃、バネ１６は59.9℃の
温度上昇となり、従つてバネ１６自体は84.9℃と
なつて変態温度に達し、プランジヤ１４は変位し
た。この際の引き外し機構駆動時、復帰バネ１５
はストローク０でのバネ長より1.3mm縮められて
いるが、そのバネ力は93ｇより小さくそして引き
外し機構駆動力50ｇを加えてもバネ１６のバネ力
は十分大きい。
なお、引き外し機構駆動時、すなわちストロー
ク1.3mm時点でのバネ１６のバネ力−温度特性を
見てみると、変態温度（本例では80℃）で急激に
所定のバネ力が発生するのではなく、65℃付近か
らバネ力が増大し始め、変態温度まで略直線的に
バネ力が上昇する。また一旦変態温度を超えた後
温度が低下する場合、変態温度以下になつて直ち
にバネ力も低下するのでなく、60℃（逆変態温
度）付近から低下し始め、45℃付近まで略直線的
に低下するというヒステリシスを示す。すなわち
このような電路保護センサの使用温度範囲を拡が
るには、変態温度と逆変態温度の差が小さいも
の、あるいはバネ力−温度特性曲線の傾きが急激
であるものが望ましい。
ク1.3mm時点でのバネ１６のバネ力−温度特性を
見てみると、変態温度（本例では80℃）で急激に
所定のバネ力が発生するのではなく、65℃付近か
らバネ力が増大し始め、変態温度まで略直線的に
バネ力が上昇する。また一旦変態温度を超えた後
温度が低下する場合、変態温度以下になつて直ち
にバネ力も低下するのでなく、60℃（逆変態温
度）付近から低下し始め、45℃付近まで略直線的
に低下するというヒステリシスを示す。すなわち
このような電路保護センサの使用温度範囲を拡が
るには、変態温度と逆変態温度の差が小さいも
の、あるいはバネ力−温度特性曲線の傾きが急激
であるものが望ましい。
第５図は本発明の電路保護センサを適用した回
路遮断器を示すもので、駆動ピン１３の先端が駆
動杆１７を押圧・回動せしめ、適宜のリンク機構
を含んでなる引き外し機構を動作させ、可動接点
１８を固定接点１９から開離させ電路を遮断する
ようになつている。
路遮断器を示すもので、駆動ピン１３の先端が駆
動杆１７を押圧・回動せしめ、適宜のリンク機構
を含んでなる引き外し機構を動作させ、可動接点
１８を固定接点１９から開離させ電路を遮断する
ようになつている。
以上の通り本発明によれば、周囲にコイルが配
設された固定鉄芯とプランジヤ間の復帰バネと対
向して過負荷時にコイルからの熱により伸長する
形状記憶合金からなるバネを配置して構成したか
ら、過電流と短絡電流の両方に対し電路保護セン
サとして用いることができ、かつ短絡動作時に形
状記憶合金からなるバネに関係なく電磁吸引力に
より高速動作を達成し得、加えて構成が簡単であ
るのでコンパクト化を実現することができる等の
利点を有する。
設された固定鉄芯とプランジヤ間の復帰バネと対
向して過負荷時にコイルからの熱により伸長する
形状記憶合金からなるバネを配置して構成したか
ら、過電流と短絡電流の両方に対し電路保護セン
サとして用いることができ、かつ短絡動作時に形
状記憶合金からなるバネに関係なく電磁吸引力に
より高速動作を達成し得、加えて構成が簡単であ
るのでコンパクト化を実現することができる等の
利点を有する。
第１図は従来のバイメタル型の電路保護セン
サ、第２図は従来のオイルダツシユポツト式の電
路保護センサ、第３図は従来のプランジヤ型のセ
ンサ、第４図は本発明にかかる電路保護センサの
実施例で、イ図は同上の断面図、ロ図は動作状態
を示す断面図、第５図は本発明を回路遮断器に適
用した場合の断面説明図である。 ９……ヨーク、１０……コイル筒、１１……コ
イル、１２……固定鉄芯、１３……駆動ピン、１
４……プランジヤ、１５……復帰バネ、１６……
形状記憶合金。
サ、第２図は従来のオイルダツシユポツト式の電
路保護センサ、第３図は従来のプランジヤ型のセ
ンサ、第４図は本発明にかかる電路保護センサの
実施例で、イ図は同上の断面図、ロ図は動作状態
を示す断面図、第５図は本発明を回路遮断器に適
用した場合の断面説明図である。 ９……ヨーク、１０……コイル筒、１１……コ
イル、１２……固定鉄芯、１３……駆動ピン、１
４……プランジヤ、１５……復帰バネ、１６……
形状記憶合金。
Claims (1)
- １ ヨークと、このヨーク内に配置されるコイル
筒の周囲に設けられたコイルと、前記コイル筒内
に配置された固定鉄芯と、この固定鉄芯に吸引可
能な前記コイル筒内に配設されたプランジヤと、
このプランジヤと固定鉄芯との間に縮設された復
帰バネと、この復帰バネと対向し、かつ前記プラ
ンジヤの周囲にプランジヤを押圧可能に設けられ
た形状記憶合金からなるバネとを備えてなる電路
保護センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3375881A JPS57148856A (en) | 1981-03-11 | 1981-03-11 | Circuit protecting sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3375881A JPS57148856A (en) | 1981-03-11 | 1981-03-11 | Circuit protecting sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57148856A JPS57148856A (en) | 1982-09-14 |
| JPH029414B2 true JPH029414B2 (ja) | 1990-03-01 |
Family
ID=12395325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3375881A Granted JPS57148856A (en) | 1981-03-11 | 1981-03-11 | Circuit protecting sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57148856A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0815039B2 (ja) * | 1985-09-27 | 1996-02-14 | 和泉電気株式会社 | 回路しや断器 |
-
1981
- 1981-03-11 JP JP3375881A patent/JPS57148856A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57148856A (en) | 1982-09-14 |
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