JPH0375971B2 - - Google Patents

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−
182634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、可動部材に永久磁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。したがつて、コ
イルの巻数が少なくても、微少な電流の増加によ
つ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
応答性および信頼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ツトする機能がなく、過
電流によつて電路が一旦遮断されたのちは、手動
によつ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
セツトする必要があり、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ツ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、過電流によつて遮断された電
路を自動的にリセツトできると共に、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
ツチング手段と、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
スイツチング手段を通るリセツト通路に電流を供
給する電流源と、前記リセツト通路に設けた第２
のスイツチング手段と、この第２のスイツチング
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ツト信号に基づいて制御す
るスイツ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のスイツチング手段を通
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
束によつて第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ツト信
号により前記スイツチ制御手段を介して前記第２
のスイツ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
を自動的にリセツ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
示すブロツク図である。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、これら脚部２ａ，２
ｂ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、ストツパ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１１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１
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のスイツチング手段
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１１に
接続し、この第１のコイル３の他端と可動接点１
０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１１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のスイツチ
ング手段を構成する常閉のスイツチング回路１６
を経て電源１３の一端に接続して、可動接点１
０、第２の固定接点１２、第２のコイル４および
スイツチング回路１６を通るリセツト通路の電路
を形成するようにすると共に、このリセツト通路
におけるスイツチング回路１６を通電検知回路１
４の出力および外部からのリセツト信号に基づい
てスイツチ制御回路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は第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１１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、したがつて負荷回路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つて減少し、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はストツパ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からスイツチ制御回路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１０が第２の固定接点１２に接触してリセツト
通路が閉成され、このリセツ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。したがつて、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、これと同時にリセツト通
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によつて第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の電路の遮断状態において、負荷
回路１５の電路の遮断原因を解消し、スイツチ制
御回路１７にリセツト信号を供給すると、このリ
セツト信号と通電検知回路１４からの遮断信号と
に基づいてスイツチ制御回路１７からスイツチン
グ回路１６に駆動信号が供給され、これによりス
イツチング回路１６においてリセツト通路の電路
が遮断される。その結果、第２の位置にあつた可
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１０が第２の固定接
点１２から第１の固定接点１１に接触して、負荷
回路１５の電路が自動的にリセツトされる。

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つて有効に
保持できると共に、この第２のコイル４への電流
の供給をスイツチング回路１６により遮断するこ
とによつて負荷回路１５の電路のリセツトを自動
的に行うことができる。したがつて、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１は、プラスチツク等の非磁性体お
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蓋２１と、Ｕ
字状のメインヨーク２２と、このメインヨーク２
２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は板ばね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によつて変位されるよう
に可動接点３０を設けると共に、この可動接点３
０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２２
ａ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２３，２４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３７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２
３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
経てスイツチング回路１６を接続してリセツト通
路を構成するようにして、このリセツト通路にお
けるスイツチング回路１６を通電検知回路１４の
出力および外部からのリセツト信号に基づいてス
イツチ制御回路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２
６が第１の位置にあり、可動接点３０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、したがつて負荷回路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つて減少し、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急激に増大して、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３
１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
ツチ制御回路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２
２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つ
ているので、メインヨーク２２および可動部材２
６は第１のコイル２３を流れる電流の急激な変化
による磁束によつて磁化されることはない。した
がつて、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ツト
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、スイツチ制
御回路１７にリセツト信号を供給することによ
り、このリセツ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ツチ制御回路１７から
スイツチング回路１６に駆動信号を供給し、これ
によりスイツチング回路１６においてリセツト通
路の電路を遮断して、第２の位置にあつた可動部
材２６を永久磁石２５の磁気的引力により第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ツトする。

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
閉のスイツチング回路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、スイツチ制御回路１７に
よりスイツチング回路１６のスイツチを開放する
ことにより可動部材６を永久磁石５の吸引力によ
つて第１の位置に変位させて負荷回路１５の電路
を自動的にリセツ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。したがつ
て、第１実施例と同様の効果を得ることができ
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ツチング
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によつて保持し、
リセツト時はスイツチ制御回路１７によつてスイ
ツチング回路１６をオフ、スイツチング回路４７
をオンすることにより、第３のコイル４６によつ
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。したがつて、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ツト速度を
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１０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をもつて構成し、
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。したがつて、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。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ツト通路に電流を供
給するようにしたが、負荷回路用とリセツト通路
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ツト通路におけ
る第１のスイツ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のスイツチング
手段は無接点スイツチを用い、これを可動部材に
よつ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つ
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ツトすることがで
きる。したがつて、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
図は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実施例を示す図であ
る。 １……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……ストツパ、８……
附勢手段、９……作動片、１０……可動接点、１
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……スイツチング回路、１７
……スイツチ制御回路。

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
   スイツチング手段と、 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のスイツチング手段を通
   るリセツト通路に電流を供給する電流源と、 前記リセツト通路に設けた第２のスイツチング
   手段と、 この第２のスイツ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
   ツト信号に基づいて制御するスイツチ制御手段と
   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のスイツチング手段を通
   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
   束によつて第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ツト信
   号により前記スイツチ制御手段を介して前記第２
   のスイツ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
   を自動的にリセツトし得るよう構成したことを特
   徴とする回路保護装置。