JPH0815039B2

JPH0815039B2 - 回路しや断器

Info

Publication number: JPH0815039B2
Application number: JP60215706A
Authority: JP
Inventors: 英幸北山
Original assignee: 和泉電気株式会社
Priority date: 1985-09-27
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPS6276123A

Description

【発明の詳細な説明】（ａ）技術分野この発明は、過大電流が流れた場合に回路をしゃ断し
てこの過大電流から電子機器等を保護するための回路し
ゃ断器に関する。

（ｂ）発明の概要この発明は、要約すれば、回路しゃ断器における電磁
コイルのコイルをヒータ線で形成し、かつ、コイル状の
形状記憶合金をこのコイルの周囲を覆うように配置する
ことにより、定格電流の異なる回路しゃ断器にも１種類
の形状記憶合金を共通部品として使用することができる
ようにしたものである。

（ｃ）従来技術とその欠点電磁コイルのコイルを形状記憶合金で形成し、このコ
イルによる磁力の他、ジュール熱によるコイル長の伸縮
によっても回路をしゃ断することができるようにした回
路しゃ断器が従来より提案されている（特願昭60−0774
81）。このような回路しゃ断器は、コイルを流れる電流
と回路をしゃ断する動作時間との間に第５図に示すよう
な関係を有する。すなわち、定格電流の100％を少し越
えた程度の過大電流に対しては形状記憶合金の伸縮が動
作を担当してある程度の遅延時間を設定し、定格電流の
100％を越えるような大きな過大電流に対してはコイル
の磁力が動作を担当して急速な回路しゃ断を行う。そし
て、このような回路しゃ断器は、第５図に示す特性が同
じ曲線を描くものを種々の定格電流について製作する必
要がある。

ところが、このように形状記憶合金に直接電流を通電
させる回路しゃ断器では、定格電流が変わってもトリッ
プ機構等は共通の部品を使用するので、形状記憶合金の
コイルを変えることによって特性が一定となるように調
整しなければならない。つまり、磁力（アンペア・ター
ン:AT）を一定にするために定格電流が小さくなるほど
コイルの巻数を増やし、また、一定の割合の過大電流に
対して同じ伸縮特性を得るためにコイルの線径や材質を
調節する必要がある。しかしながら、形状記憶合金のコ
イルは、多品種少量となる程製造コストが累積的に高く
なるために、定格電流ごとに別に製造していたのでは回
路しゃ断器が高価になるという欠点が生じていた。ま
た、形状記憶合金自身が通電により所定のジュール熱を
発生させるものでなければならないので、材質が限定さ
れ高価なものを使用しなければならない場合があり、こ
のためにも回路しゃ断器が高価になるという欠点が生じ
ていた。

（ｄ）発明の目的この発明は、このような事情に鑑みなされたものであ
って、コイルをヒータ線で形成するとともにコイル状の
形状記憶合金でこのコイルの周囲を覆い、この形状記憶
合金の収縮によっても接点が開閉されるようにすること
により、定格電流が異なる場合にも同じ形状記憶合金を
共通部品として使用することができる製造コストが安く
なる回路しゃ断器を提供することを目的とする。

（ｅ）発明の構成および効果この発明の回路しゃ断器は、電磁コイルに過大電流が
流れると、発生する磁力によりトリップ機構のアーマチ
ュアが固定鉄芯に吸引されて接点が開閉する回路しゃ断
器において、電磁コイルを固定鉄芯に巻回したヒータ線で形成する
とともに、２方向性形状記憶合金を高温時にコイル長を
収縮し低温時にコイル長を伸長するコイル状に形成して
ヒータ線からなるコイルの周囲を覆うように配置し、さ
らに、このコイル状の２方向性形状記憶合金の一端に係
止部を設けてこの係止部でトリップ機構のアーマチュア
を係止し、２方向性形状記憶合金のコイル長が収縮した
場合にこの係止部がアーマチュアを磁力による吸引と同
じ方向に牽引するように構成したことを特徴とする。

この発明の回路しゃ断器を上記のように構成すると、
過負荷時の比較的小さな過大電流に対しては、ヒータ線
の材質やコイルの線径を調節することにより一定の発熱
特性を得ることができるので、定格電流が異なる場合に
も同じコイル状の２方向性形状記憶合金を使用して同じ
動作特性を得ることができる。また、短絡事故時の大き
な過大電流に対しては、ヒータ線のコイル巻数を調節す
ることにより一定の磁力を得ることができるので、２方
向性形状記憶合金とは無関係に動作特性を同じにするこ
とができる。このため、この発明の回路しゃ断器は、一
連の定格電流の異なる製品について２方向性形状記憶合
金を共通部品として使用することができ、しかも、発熱
特性による制約がなくなり価格の安い原材料の形状記憶
合金を使用することが可能となるので、製造コストの低
減を図ることができる。さらに、コイル状の２方向性形
状記憶合金の内側にヒータ線のコイルを配置することか
ら、傍熱効率が良くなり２方向性形状記憶合金の伸縮に
ムラが生じないので、回路しゃ断器の動作を安定させる
ことができる。加えて、２方向性形状記憶合金は、温度
変化のみによって伸縮動作を行うために動作後に正常時
の形状に復元するための弾性体等の部材を必要とせず、
また、２方向性形状記憶合金によるアーマチュアの動作
が、電磁コイルの磁力によるアーマチュアの動作と同方
向であるため、回路しゃ断器を部品点数の少ない極めて
簡単な構成にすることができる。

（ｆ）実施例（１）実施例の構成第１図はこの発明の実施例である回路しゃ断器の電磁
コイル部分の縦断面図である。

この実施例の回路しゃ断器は、電磁コイル１のコイル
２をヒータ線で形成するとともに、このコイルの周囲を
コイル状の形状記憶合金３で覆うことにより構成され
る。電磁コイル１は、内部に鉄芯４を挿入したボビン５
にコイル２を巻き付けたものであり、このコイル２に大
きな過大電流が流れることによりトリップ機構６のアー
マチュア７を鉄芯４に吸引して図外の接点を開き回路を
しゃ断するものである。コイル２は、材質および線径を
適宜選択したヒータ線をボビン５に所定回数だけ巻き付
けたものである。ヒータ線としては、例えば、銅・ニッ
ケル，ニッケル・クロム，鉄・クロム，マンガニン線等
が用いられ、またしんちゅう線等が用いられる場合もあ
る。形状記憶合金３は、形状記憶合金からなる線材を、
コイル２の外周に隙間を開けて嵌め込むことができる程
度のコイル径の圧縮コイルばね状に形成したものであ
る。この形状記憶合金３は、例えば温度が約80℃以上に
上昇するとコイル長が収縮し、温度が約60℃以下に低下
するとコイル長が伸長するように設定された２方向性形
状記憶合金を用いる。第１図は60℃以下の定常状態を示
す。この形状記憶合金３は、一端を上方に引き伸ばすと
ともに、この先端を水平に折り曲げて鉤部８を形成して
いる。この鉤部８は、トリップ機構６のアーマチュア７
の先端に係止して、このアーマチュア７の上方への揺動
を規制している。また、この形状記憶合金３の他端側
は、ボビン５の下端の鍔部に固定されている。回路しゃ
断器が検出する電流は、コイル２の一端側に接続された
接続線10からこのコイル２を通って他端側に接続された
接続線11に流出する。そして、この電流が定格電流を越
えるとヒータ線からなるコイル２の発熱により、形状記
憶合金３の温度が80℃以上となるように設計されてい
る。

（２）実施例の作用上記のように構成されたこの実施例の回路しゃ断器の
作用を第２図〜第４図を参照して説明する。

回路に短絡事故が発生してこの回路しゃ断器に大きな
過大電流が流れると、第２図に示すように、この電流に
より電磁コイル１のコイル２に大きな磁力が生じて瞬時
にトリップ機構６のアーマチュア７を吸引する。この場
合は、ヒータ線からなるコイル２の温度上昇により形状
記憶合金が収縮する前にアーマチュア７が吸引される。
次に、回路が過負荷となり比較的小さな過大電流が流れ
た場合には、コイル２の磁力による吸引力は弱いが、コ
イル２の発熱量が大きくなりある程度時間が経過すると
周囲に配置された形状記憶合金３の温度が上昇して80℃
を越えるようになるので、第３図に示すように、コイル
長が収縮して鉤部８がアーマチュア７を下方に牽引し、
磁力により吸引したと同様の状態となる。

トリップ機構６のアーマチュア７が吸引または牽引に
より下方に揺動すると、第４図に示すように、このアー
マチュア７の後方端がアーマチュア復帰ばね12の付勢に
逆らって上方に揺動するので、トリップ板13の一端側の
係止が外れる。このトリップ板13は、回路しゃ断器のハ
ンドル14に連結された連接棒12の先端に中央の支点を支
持されているので、このトリップ板13の一端側の係止が
外れると他端側の可動接触子16に対する押圧力が解除さ
れる。この可動接触子16の押圧力が解除されると、接触
子ばね17の付勢力にしたがってこの可動接触子16の下端
に取り付けられた可動接点18が後方に移動するので、こ
の可動接点18と可動接点18に相対して配置された固定接
点19とからなる接点20が引き外されて回路をしゃ断する
ことができる。尚、この回路しゃ断器は、過大電流の原
因を取り除きトリップ機構６のアーマチュア７が定常位
置に戻った後にハンドル14を一端オフ位置（第４図の二
点鎖線の位置）に倒しトリップ板13を引き戻してから再
びオン位置（第４図の実線の位置）に戻せば、このトリ
ップ板13の一端側がアーマチュア７の後方端に係止し他
端側による可動接触子16への押圧が再開されるので、接
点20を再投入することができる。

（３）実施例の効果以上説明したように、この実施例の回路しゃ断器は、
コイル２の磁力による回路しゃ断の動作特性を一定にす
るためには、ヒータ線からなるコイル２の巻数を調整す
ればよい。また、形状記憶合金３の収縮による回路しゃ
断の動作特性を一定にするためには、定格電流に対する
過大電流の割合に応じてコイル２の発熱が同じになるよ
うにヒータ線の材質やコイル２の線径を調節すればよ
い。このため、トリップ機構６等の他に形状記憶合金３
も共通部品として使用し、安価に製造できるヒータ線か
らなるコイル２を調節するだけで定格電流を種々に変え
ることができる。また、形状記憶合金３も、温度に対す
る収縮特性のみを一定にすればよく、電気抵抗等の発熱
特性の制約が解除されるので、電気抵抗が大きいために
従来使用することができなかったニッケル・チタン系等
の比較的安価な材料のものを使用することも可能とな
る。さらに、形状記憶合金３の内側にコイル２を配置す
ることから、傍熱効率が良くなり形状記憶合金３の伸縮
にムラが生じないので、動作を安定させることができ
る。したがって、この実施例の回路しゃ断器は、種々の
定格電流を有する動作の安定した製品を安価に提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である回路しゃ断器の電磁コ
イル部分の縦断面図、第２図および第３図は同回路しゃ
断器の動作時における電磁コイル部分の縦断面図、第４
図は同回路しゃ断器のトリップ機構を説明するための内
部構造図、第５図は回路しゃ断器の動作特性を示す図で
ある。１……電磁コイル、２……コイル、３……形状記憶合
金、６……トリップ機構、７……アーマチュア、８……
鉤部（係止部）、20……接点。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁コイルに過大電流が流れると、発生す
る磁力によりトリップ機構のアーマチュアが固定鉄芯に
吸引されて接点が開閉する回路しゃ断器において、電磁コイルを固定鉄芯に巻回したヒータ線で形成すると
ともに、２方向性形状記憶合金を高温時にコイル長を収
縮し低温時にコイル長を伸長するコイル状に形成してヒ
ータ線からなるコイルの周囲を覆うように配置し、さら
に、このコイル状の２方向性形状記憶合金の一端に係止
部を設けてこの係止部でトリップ機構のアーマチュアを
係止し、２方向性形状記憶合金のコイル長が収縮した場
合にこの係止部がアーマチュアを磁力による吸引と同じ
方向に牽引するように構成したことを特徴とする回路し
ゃ断器。