JPH0586015B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、回路しや断器、回路保護器等の過
電流保護装置に適用される過電流検出装置に関す
るものである。

〔背景技術〕

一般にこの種の過電流検出装置には、流れる電
流にて反るバイメタルあるいは流れる電流による
磁気吸引にて可動する電磁装置がある。しかし、
通常負荷あるいは回路を保護する場合には両者の
組合せにより行つていたため、構造が複雑になる
と共に、バイメタルの時延動作は反り動作が徐々
に行なわれて成されるのでその動作の伝達に精密
な調整が必要であつた。また形状記憶合金ばねを
用いた場合はその変形動作が迅速ではあるが、そ
れでもなお接点開離時のゼロ接触圧による溶着な
どの接点トラブルが発生しやすかつた。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、接点トラブルが少なく、し
かも構造が簡単で精密な調整が不要な過電流検出
装置を提供することである。

〔発明の開示〕

この発明の過電流検出装置は、有極プランジヤ
と、この有極プランジヤをオン位置とトリツプ位
置に選択的に吸着保持するヨークと、前記有極プ
ランジヤを前記オン位置に吸着させるリセツト手
段と、短絡電流で前記有極プランジヤを前記オン
位置からトリツプ位置に駆動するコイルと、この
コイルの過電流による発熱で変態温度に加熱され
て変態動作により前記有極プランジヤを前記オン
位置からトリツプ位置に駆動する形状記憶合金ば
ねとを備えたものである。有極プランジヤをヨー
クに吸着した状態から吸着に抗して過電流の場合
形状記憶合金ばねによりまた短絡電流の場合コイ
ル励磁によりトリツプするため接点のゼロ接触圧
時間がほとんどなくなり溶着しにくくなる。その
ため反転機構が不要になるとともに有極プランジ
ヤのため復帰ばねが不要になり、構造が著しく簡
単になる。

実施例 この発明の第１の実施例を適用した回路しや断
器第１図ないし第３図に基づいて説明する。すな
わち、ケース１は側部に開口し、１極の場合は開
口をカバー（図示せず）で閉成し、複数極の場合
は他極のケース（図示せず）が開口に重ねられて
閉成される。電源側端子２は可動接点ばね３のＵ
字基端部を溶接してあり、ケース１の底部４の溝
５に挿着され、ケース１内の位置決め部６で位置
決めされる。可動接点ばね３の先端には可動接点
７が固着され、この可動接点７に対向して固定接
点８を有する横Ｕ字形固定接点板９がケース１の
溝１０に挿通され、可動接点ばね３のばね圧（接
点圧）で可動接点７が固定接点８に接触してい
る。負荷側端子１１はコイル１２の一端１２ａを
溶接しており、ケース１の底部４の溝１３に挿着
され、位置決め部１４で位置決めされ、コイル１
２の他端１２ｂは前記固定接点板９に溶接され
る。こうして、回路しや断器の電路は、電源側端
子２、可動接点ばね３、可動接点７、固定接点
８、固定接点板９、コイル１２、負荷側端子１１
で構成される。

コイル１２内にはコイル筒１５が配置され、コ
イル筒１５内には有極プランジヤ１６およびコイ
ル形の形状記憶合金ばね１７が配置されるが、こ
れらはヨーク１８により支持され、ヨーク１８が
ケース１の凹部１９に挿着されて支持される。こ
のヨーク１８は一端に内向き折曲部２０を有する
一対の略コ字形ヨーク片２１の一対で構成されて
いる。すなわちこれらのヨーク片２１の内向き折
曲部２０が相互に反対に位置するように両端を相
合せて組合され、コイル１２がその一方に配置さ
れる。ヨーク片２１の中間部は組合せ状態で内方
に突出する突出部を形成し、その一方をオン位置
２２とし、他方をトリツプ位置２３とし、その各
中心に貫通孔２４を形成している。前記コイル筒
１５の両端は突出部に嵌合して架設される。また
有極プランジヤ１６はたとえばトリツプ位置２３
側にＮ極、オン位置２２側にＳ極を有し、中心に
可動棒２５を一体貫通し、可動棒２５の両端を貫
通孔２４に通してスライド自在に支持させてい
る。この可動棒２４の駆動端部２６は可動接点ば
ね３の中間部に対向して可動棒２５の動作により
可動接点ばね３を開極する。また有極プランジヤ
１６はヨーク片２１の中間部から内向き折曲部２
０までの長さよりやや長く形成するとともに、中
間に段２７を形成してコイル形の形状記憶合金ば
ね１７を段２７とヨーク１８のオン位置２２との
間に介在している。この形状記憶合金ばね１７は
コイル１２のジユール熱により加熱され、コイル
１２に過電流が流れたときに加熱される温度を変
態温度とし、その変態動作は有極プランジヤ１６
をヨーク１８のトリツプ位置２３に移動させる程
度に伸長するように設定される。２８はリセツト
釦で、ケース１の孔２９に嵌装され、可動接点ば
ね３の開極位置に対向している。

第１図はオン状態である。すなわち、有極プラ
ンジヤ１６は可動接点ばね３と反対側のオン位置
２２に位置して磁路Φ₁によりヨーク１８のオン
位置２２に吸着保持され、可動接点７は固定接点
８に接触している。したがつて前記電路を通じて
定格電流が通電される。

第２図は過電流トリツプである。すなわち、電
路に過電流が流れるとコイル１２のジユール熱に
より加熱された形状記憶合金ばね１７の温度が変
態温度に到達し、形状記憶合金ばね１７がコイル
形の収縮状態から伸長状態へ変態動作し、有極プ
ランジヤ１６をヨーク１８のトリツプ位置２３に
移動させる。このとき形状記憶合金ばね１７は変
態動作に伴つて有極プランジヤ１６の吸着力に打
勝つまでエネルギが蓄積されて一挙に有極プラン
ジヤ１６を駆動するため迅速な動作となり、また
途中からトリツプ位置２３に吸引されて吸着保持
されることとなる。このときの磁路Φ₂を矢印で
示す。また有極プランジヤ１６の移動に伴つて可
動棒２５の駆動端部２６で可動接点ばね３の中間
部を押し、可動接点７を固定接点８から開極する
とともに、可動接点ばね３をリセツト釦２８に接
近させる（リセツト釦２８が押込まれているとき
は押出す）。電路が開くとコイル１２のジユール
熱はなくなり、形状記憶合金ばね１７は自然冷却
されて常温になり元の収縮状態に復帰するが、有
極プランジヤ１６はヨーク１８のトリツプ位置２
３に吸着されているため復帰せず、可動接点ばね
３も開極位置に保持される。

第３図は短絡トリツプの状態である。第１図の
オン状態において電路に短絡電流が流れると、コ
イル１２のジユール熱により形状記憶合金ばね１
７が加熱されるよりも一層早く、過電流時よりも
大きい磁束がヨーク１８に発生し、電流の半波で
オン位置２２にＳ極が生じる（最大半サイクルの
待時間となる）と、有極プランジヤ１６のＳ極が
反発力を生じ、またヨーク１８の内向き折曲部２
０にＮ極が現れるため有極プランジヤ１６のＮ極
が反発し、これらの力が有極プランジヤ１６の吸
着力に打勝ち、勢いよくトリツプ位置２３側に移
動する。このとき有極プランジヤ１６が一たん動
作すると吸着力が激減し接点開極が高速となり接
点トラブルがなくなる。有極プランジヤ１６の移
動過程で可動接点７は開極するためコイル１２の
通電が断たれ、ヨーク１８のトリツプ位置２３の
Ｎ極はなくなるか、たとえ接点７，８間にアーク
が発生しても減衰しているため、有極プランジヤ
１６の磁極でトリツプ位置２３に吸着されること
となる。このとき磁路Φ₃を矢印で示す。そして
この開極状態を前記過電流トリツプと同様であ
る。

リセツトは、前記二種類のトリツプとも、リセ
ツト釦２８を押すことにより行われ、可動接点ば
ね３を介して可動棒２５を押し、有極プランジヤ
１６をオン位置２２に移動させる。このときも吸
引力が働くため迅速に可動棒２５が可動接点ばね
３から離れ、可動接点７はばね３により迅速に投
入される。

このように構成したため、この過電流検出装置
はつぎの作用効果がある。すなわち、 (1) 過電流時に形状記憶合金ばね１７は有極プラ
ンジヤ１６の吸着力に抗して変態動作し、また
短絡時にコイル励磁により駆動するため可動接
点７の開極動作が瞬時となり、接点７，８のゼ
ロ接触圧時間がほとんどなくなるため、溶着な
ど接点トラブルがない。またゼロ接触圧時間を
なくするための反転機構などが不要なため、お
よび復帰ばねが不要なため構造が簡単になる。

(2) 形状記憶合金ばね１７を使用しているため過
電流検出センサ部が小形コンパクトになる。

(3) ヨーク１８は同一部品のヨーク片２１を組合
せて構成しているので、製造しやすく、小形か
つ安価になる。

この発明の第２の実施例を第４図および第５図
に示す。第１の実施例とオンおよびトリツプの機
構が共通するが、常開接点部３′，７′，８′とし
たこと、接点部３′，７′，８をヨーク１８のオン
位置２２側に位置したこと、常開接点ばね３′で
可動棒２５の駆動端部２６′をトリツプ方向に付
勢していること、および可動棒２５の反対側をト
リツプ表示兼リセツト釦３０とし、ケース１の貫
通孔３１に位置させていることが異なる。

オン状態では有極プランジヤ１６の吸着力で常
開接点ばね３′を押し可動接点７′を固定接点８′
に押圧している。過電流トリツプ時には第５図の
ように、形状記憶合金ばね１７の変態動作で有極
プランジヤ１６を駆動するが、常開接点ばね３′
が助勢するため迅速かつ確実な開極動作となる。
短絡トリツプも同様である。またこれらのトリツ
プにおいて第５図のようにトリツプ表示兼リセツ
ト釦３０がケース１から突出するためトリツプ表
示となり、またリセツトを兼ねるためトリツプ表
示、リセツト手段がきわめて簡単になり小形化で
きる。

なお、前記各実施例の回路しや断器は交流を整
流したものまたは直流にも適用できることはもち
ろんである。この場合、コイルの巻方向または通
電方向がオン位置２２にＳ極が生じるように指定
される。またヨーク１８は内向き折曲部２０がな
くてもよく、有極プランジヤ１６の可動範囲の両
端にまたがるものであればよい。さらに第２の実
施例のトリツプ表示兼リセツト釦３０は可動棒２
５と一体でなく連動したものでもよく、第１の実
施例にも適用することができる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、有極プランジヤを形状記憶
合金ばねで過電流トリツプするためゼロ接触圧時
間を短縮でき接点溶着をなくすことができ、しか
も構造が簡単で小形かつ安価にできるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例のオン状態の
カバーを外した状態の断面図、第２図は過電流ト
リツプ状態の断面図、第３図は短絡トリツプ状態
の断面図、第４図は第２の実施例のオン状態の断
面図、第５図は過電流トリツプ状態の断面図であ
る。 １２……コイル、１６……有極プランジヤ、１
７……形状記憶合金ばね、１８……ヨーク、２２
……オン位置、２３……トリツプ位置、２８……
リセツト釦（リセツト手段）、３０……トリツプ
表示兼リセツト釦（リセツト手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有極プランジヤと、この有極プランジヤをオ
   ン位置とトリツプ位置に選択的に吸着保持するヨ
   ークと、前記有極プランジヤを前記オン位置に吸
   着させるリセツト手段と、短絡電流で前記有極プ
   ランジヤを前記オン位置からトリツプ位置に駆動
   するコイルと、このコイルの過電流による発熱で
   変態温度に加熱されて変態動作により前記有極プ
   ランジヤを前記オン位置からトリツプ位置に駆動
   する形状記憶合金ばねとを備えた過電流検出装
   置。 ２ 前記ヨークは、一端に内向き折曲部を有する
   一対のコ字形ヨーク片からなり、一対のコ字形ヨ
   ーク片の両端を相互に向い合せかつ前記内向き折
   曲部が反対に位置するように相合せて構成され、
   前記オン位置およびトリツプ位置は前記コ字形ヨ
   ーク片の中間部に相当し、かつ、前記コイルは前
   記コ字形ヨーク片の一方の内側に配置される特許
   請求の範囲第１項記載の過電流検出装置。 ３ 前記有極プランジヤはばねで前記トリツプ位
   置の方向に付勢され、かつ、前記有極プランジヤ
   はトリツプ状態で前記リセツト手段を外部へ突出
   させる特許請求の範囲第１項記載の過電流検出装
   置。