Thermally operated overload relay

本発明は、電磁接触器，配電用回路遮断器などに組み合わせて使用する熱動形過負荷継電器（サーマルリレー：thermal relay）に関し、詳しくは接点開閉機構の反転ばねを駆動する釈放レバーと整定電流設定用の調整ダイヤルとの連係構造に係わる。

まず、頭記した熱動形過負荷継電器の代表的な従来例の構造を図９に示す（例えば、特許文献１参照）。 図において、１はモールド樹脂製の外郭ケース、２は３相主回路の各相に対応する主バイメタル、２ａは加熱ヒータ、３は各相の主バイメタル２の先端（自由端）に連係させたシフター、４は上端を釈放レバー５に結合して前記シフター３に対向配置した入力レバー兼用の補償バイメタル（周囲温度の補償バイメタル）、６は釈放レバー５の出力をトリガーとして開閉動作する接点開閉機構である。 この接点開閉機構６は、釈放レバー５の押圧操作によりスナップアクション動作する反転ばね７と、反転ばね７の先端に結合したスライダー８と、該スライダー８の動きに応動する出力接点９（ｂ接点），１０（ａ接点）との組立体で構成されている。 また、１１は整定電流設定用の調整ダイヤル、１２は調整ダイヤル１１のカム部１１ａと前記釈放レバー５との間を連係する調整リンク、１３は接点開閉機構６を手動復帰させるリセットボタンである。

ここで、調整ダイヤル１１は円筒形のカム部（外接偏心カム）１１ａをケース内方に突き出して外郭ケース１の頂部に設置されている。 一方、調整リンク１２は、上下方向に延在するシーソー（seesaw）形のリンクで、その中央部に成形した軸受部１２ａを外郭ケース１に設けた主軸１ａ（調整リンク１２のホルダー）に嵌合して回動可能に枢支している。 また、調整リンク１２の上端にはカムフォロア１２ｂを設け、このカムフォロア１２ｂを前記カム部１１ａの周面に当接させている。 さらに、調整リンク１２の下端には可動軸１２ｃを設け、この可動軸１２ｃに前記釈放レバー５の一端を軸支して調整リンク１２と釈放レバー５との間を回動可能にリンク結合している。

また、前記調整リンク１２にリンク結合した釈放レバー５は、その先端から起立して反転ばね７の操作端７ａと対峙する出力端部５ａを有し、かつこの出力端部５ａの裏面には先記した補償バイメタル４の上端が固定的に結合されている。

上記の構成で、主回路の通電によるヒータ２ａの加熱を受けて主バイメタル２が湾曲し、これに連動してシフター３が図示矢印Ａの方向に変位すると、主バイメタル２の湾曲がシフター３，補償バイメタル４を介して釈放レバー５に伝わる。 これにより、釈放レバー５は調整リンク１２の可動軸１２ｃを支点にして反時計方向（矢印Ｂ）に回動し、その出力端部５ａが反転ばね７の操作端７ａを押す。 ここで、調整ダイヤル１１で設定した整定電流値を超える過電流が主回路に通電して主バイメタル２が大きく湾曲すると、釈放レバー５の出力端部５ａで押圧された反転ばね７がスナップアクション動作して反転し、この反転動作により接点開閉機構６のスライダー８が矢印Ｃ方向に移動して出力接点９，１０を切換える。 そして、この接点出力信号により、当該サーマルリレーに接続した電磁接触器が開極動作して主回路の過電流を遮断する。 なお、主回路を断路した後（断路の後に主バイメタル２は常温に戻って元の状態に復帰）に配電路の安全を確認してリセットボタン１３を押し込むと、スライダー８が左方向（矢印Ｃと反対方向）に移動して接点９，１０を復帰させるとともに、反転ばね７を当初の状態に強制反転させてサーマルリレーがリセットされる。

また、調整ダイヤル１１を回して整定電流の設定値を変更すると、調整ダイヤル１１のカム部１１ａと連係する調整リンク１２が主軸１ａを支点にして下端側の可動軸１２ｃが左右方向に移動し、これに従動して釈放レバー５の出力端部５ａと反転ばね７の操作端７ａとの相対位置が変位してサーマルリレーの動作ポイントが変更されることは周知の通りである。

なお、図９の従来例では、シーソー形の調整リンク１２を用いているが、これとは別な調整レバーとして該レバーの下端を外囲ケースに枢支し、上端を調整ダイヤルのカム部に当接させた上で、レバーの中間位置に釈放レバーをリンク結合した構造を採用したサーマルリレーも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−１１６３７０号公報（図４）

実開昭５３−９５１６８号公報（図１）

先記した従来の熱動形過負荷継電器では、整定電流値を設定する調整ダイヤル１１のカム部１１ａと釈放レバー５との間を別部品の調整リンク１２で連係し、調整ダイヤル１１で設定した整定電流値に合わせて釈放レバー５の動作ポイントを位置決めするようにしている。

このために、外郭ケース１には調整リンク１２を配置するスペースの確保、および調整リンク１２を外郭ケース１に枢支する主軸１ａが必要で、さらに調整リンク１２を調整ダイヤル１１のカム部１１ａに連係させるカムフォロア１２ｂおよびその調整機構も必要となるなど、サーマルリレーの組立構造が複雑，大形化する。

また、サーマルリレーの使用環境により、調整リンク１２の枢支部に磨耗，ガタツキなどが生じると、可動軸１２ｃにリンク結合した釈放レバー５の出力端部５ａも設定位置から変位して反転ばね７との相対位置が変わり、その結果として熱動形過負荷継電器の動作特性（調整ダイヤル１１で設定した整定電流値に対する出力接点の開閉動作ポイント）が変動してしまう。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的はサーマルリレーの使用環境に起因して動作特性に及ぼす影響を抑制し、併せて部品点数の削減，外郭ケースの省スペース化が図れるように調整ダイヤルと釈放レバーの連係構造を改良した熱動形過負荷継電器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、主回路電流の通電加熱を受けて湾曲する主バイメタルと、主バイメタルの湾曲に従動変位するシフタ−と、該シフタ−に連係して接点開閉機構の駆動用反転ばねに対峙させた釈放レバーと、整定電流値の設定に合わせて前記釈放レバーを位置決めする調整ダイヤルとの連係組立体を外郭ケースに内装配備し、過電流の通電による主バイメタルの湾曲を捉えて前記出力接点を開閉動作させる熱動形過負荷継電器において、
前記釈放レバーを調整ダイヤルに直接リンク結合した上で、調整ダイヤルを整定電流設定値に合わせて外郭ケースに位置決め固定するように構成する（請求項１）。

また、本発明では、前記の調整ダイヤル，およびその取付構造を次記のような具体的態様で構成することができる。
（１）釈放レバーとリンク結合した前記の調整ダイヤルを、その頂部を外郭ケースに形成したスライド溝に嵌合して移動可能に案内支持したスライダーで構成し、該スライダーを固定手段により所望の整定電流値に対応した設定位置に固定して釈放レバーを位置決めする（請求項２）。
（２）釈放レバーとリンク結合した前記の調整ダイヤルを、外周一部を外郭ケースの外方に突き出して回動可能に軸支した円盤で構成し、該円盤を固定手段により所望の整定電流値に対応した設定位置に固定して釈放レバーを位置決めする（請求項３）。
（３）ここで、前項（１）のスライダーの固定手段として、スライダーの頂部に螺設して外郭ケースに締結する固定ねじを設け、この固定ねじを介してスライダーを整定電流値の設定位置に固定する（請求項４）。 あるいは、外郭ケースのスライド溝に沿って形成した凹凸状の歯列と、スライダーに取付けて前記歯列に噛み合う係合ばねとの組み合わせからなるノッチ式ラッチ機構を介して外郭ケースに固定する（請求項５）。
（４）一方、前項（２）の円盤に対する固定手段として、円盤の中心に位置を合わせて外郭ケース，ないし円盤自身に螺設し、該円盤を外郭ケースに固定する支軸兼用の固定ねじを設ける（請求項６）。 あるいは、円盤の回動方向に沿ってその板面に形成した凹凸状の歯列と、外郭ケース側に取付けて前記歯列に噛み合う係合ばねとの組み合わせからなるノッチ式ラッチ機構を設け、該ラッチ機構を介して円盤を外郭ケースに固定する（請求項７）。

上記の構成によれば、次記の効果が得られる。
（１）従来構造における調整リンクを省略し、釈放レバーを調整ダイヤルに直接リンク結合した上で、釈放レバーの位置決めを調整ダイヤルから直接行うようにしたことにより、従来構造と比べて部品点数の削減，外郭ケースの省スペース化が図れる。 また、外郭ケースに軸支ホールドする調整レバーを省略したことにより、外郭ケースの変形に起因する調整リンクの変位が原因で動作特性に及ぼす影響を排除して製品の信頼性が向上する。
（２）また、調整ダイヤルをスライダーあるいは円盤で構成し、この調整ダイヤルを固定ねじ，あるいはノッチ式ラッチ機構を介して外郭ケースに固定して釈放レバーの位置を決めてこれを保持するようにしたことで、整定電流値の設定、変更を手動操作で簡単に行え、かつ調整ダイヤルが設定位置から変位するのを防ぐことができる。

なお、前記調整ダイヤルをスライダーで構成し、このスライダーを釈放レバーの動作方向に合わせて外郭ケースに形成したスライド溝に沿って案内支持するようにすれば、調整ダイヤルで行う整定電流の設定操作に合わせて釈放レバーを精度よく位置決めすることができて有利である。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図８に示す実施例に基づいて説明する。 なお、図１は本発明の実施例１に係わる主要部の構成，動作説明図、図２は図１における調整ダイヤルと釈放レバーとの連係組立体の外形図、図３〜図８は調整ダイヤルの形状，および調整ダイヤルを外郭ケースに固定する構造の異なる実施例を示すものであり、各実施例の図中で図９に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。

図１は本発明の請求項１，２および４に対応する熱動形過負荷継電器の主要部の組立構成図、図２は図１における調整ダイヤルと釈放レバーとの連係組立体の斜視図、図３（ａ），（ｂ）は調整ダイヤルを整定電流設定値に合わせて外郭ケースに固定する構造図である。 まず、図１において、外郭ケース１には主バイメタル２，シフター３，補償バイメタル４，釈放レバー５，反転ばね７を含む接点開閉機構６，および調整ダイヤル１１の各部品を図１０に示した従来の熱動形過負荷継電器と同様に配置しているが、釈放レバー５と調整ダイヤル１１との連係構造が次記のように構成されている。

すなわち、図示実施例では図９の従来構造における調整リンク１２を省略し、釈放レバー５の一端を調整ダイヤル１１に直接リンク結合している。 ここで調整ダイヤル１１は、その頂部を外郭ケース１に形成したスライド溝１ｂに嵌入して移動可能に案内支持したスライダー１４であり、その下部に可動軸１６を介して釈放レバー５をリンク結合している。 なお、スライド溝１ｂは釈放レバー５の動作方向と平行に形成している。 また、可動軸１６はスライダー１４（モールド樹脂製）に一体成型してもよい。

また、スライダー１４の頂部に形成した凸状段部１４ａには調整用の把手を兼ねた固定ねじ（化粧ねじ）１５を螺設し、図３（ａ），（ｂ）で示すように外郭ケース１の外方から螺合した前記固定ねじ１５を締め付けてスライダー１４を所望の整定電流設定位置で外郭ケース１に締結するようにしている。 なお、前記固定ねじ１５は、そのねじ頭の直径をスライド溝１ｂの溝幅より径大に設定し、ねじの締め付けにより外郭ケース１をスライダー１４と固定ねじ１５で挟み込むようにしている。

上記した調整ダイヤル１１の組立構造でサーマルリレーの整定電流値を設定，変更するには、固定ねじ１５を緩めた状態で調整ダイヤルの目盛に合わせてスライダー１４を所望の整定電流値の位置にスライドし、この位置で固定ねじ１５を締め付けて固定する。 これにより、スライダー１４にリンク結合した釈放レバー５が整定電流値に対応した位置に位置決め保持されることになる。

次に、前記スライダー１４の固定手段について、図３の構造一部を変えた応用実施例を図４（ａ），（ｂ）に示す。 なお、図４（ｂ）では、スライダー１４の固定構造を理解し易くするために、外郭ケース１をスライド溝１ｂに沿って分割して描かれている。 この実施例では、スライダー１４の頂部１４ａを断面Ｈ形の形状として、外郭ケース１に形成したスライド溝１ｂに嵌合した上で、頂部１４ａに螺合した固定ねじ１５の先端を外郭ケース１の板面に押し当ててスライダー１４を所望の位置に固定するようにしている。 また、スライダー１４の断面Ｈ形の頂部１４ａを外郭ケース１のスライド溝１ｂに嵌合するために、スライド溝１ｂの端部には溝幅を広げた挿入溝部１ｂ−１を形成している。

次に、先記実施例１の応用実施例として、本発明の請求項５に対応する実施例を図５（ａ），（ｂ）に示す。 この実施例は、先記実施例１に示した固定ねじ１５の代わりにノッチ式ラッチ機構を設け、このラッチ機構により調整ダイヤル１１のスライダー１４を所望の整定電流設定位置に固定するようにしている。

すなわち、この実施例ではスライダー１４の頂部には図４と同様な断面Ｈ形頂部１４ａを形成して外郭ケース１のスライド溝１ｂに嵌合して移動可能に案内支持している。 ここで、スライド溝１ｂには長手方向に沿って凹凸状のノッチ歯列１ｃを形成するとともに、このノッチ歯列１ｃに対向してスライダー１４には板ばねで作られた逆Ｖ字形の係合ばね１７を取付け、該係合ばね部材１７の凸端を前記ノッチ歯列１ｃの凹部に嵌入して調整ダイヤル１１を選択した整定電流値設定位置に位置決め保持する。 なお、１４ｃはスライダー１４の頂部に形成した把手である。 この実施例の構成により、固定ねじを使用せずに、把手１４ｃをスライドして調整ダイヤル１１の調整操作を行うことができる。

次に、本発明の請求項３，６に対応する実施例を図６（ａ），（ｂ）、および図７に示す。 この実施例では、調整ダイヤル１１を外郭ケース１に軸支してケース外方から回動操作できるように設けた円盤１８で構成し、その円盤１８に釈放レバー５をリンク結合して整定電流値の設定，位置決めを行うようにしている。

すなわち、外郭ケース１には調整ダイヤルの取付位置にスリット状の窓穴（角穴）１ｄ，および窓穴１ｄを挟んでその中央位置に軸受部１ｅを形成し、前記窓穴１ｄに円盤１８を挿入した上で、軸受部１ｅに螺合した支軸兼用の固定ねじ１９を円盤１７の中心穴１８ａに通して回動可能に支持している。 また、釈放レバー５は円盤１８の周縁下部（外郭ケース１の内側）に形成した可動軸１６にリンク結合している。

また、前記した支軸兼用の固定ねじ１９はその軸上に径大軸部１９ａと径小軸部１９ｂを形成した上で、図６の構造では径大軸部１９ａにねじ（雄ねじ）を切り、外郭ケース１の軸受部１ｅの内周面に形成した雌ねじに螺合するとともに、径小軸部１９ｂを円盤１８の中心軸穴１８ａに通して円盤１８を軸支している。 この構成で固定ねじ１９を締め付けると、図６（ｂ）のように径大軸部１９ａの端面を円盤１８に押しつけて調整ダイヤルをこの位置に固定する。 また、図７の構造では固定ねじ１９の径小軸部１９ｂにねじ（雄ねじ）を形成し、軸受部１ｅに形成したねじ穴に螺合して調整ダイヤルの円盤１８を締め付け固定するようにしている。

上記の組立構造で整定電流値を設定，変更するには、支軸兼用の固定ねじ１９を緩めた状態で調整ダイヤルの目盛に合わせて円盤１７を所望の整定電流値の位置に回し、この位置で固定ねじ１９を締め付けて固定する。 これにより、円盤１８にリンク結合した釈放レバー５が整定電流値に対応した位置に位置決め保持されることになる。

次に、先記実施例３の応用実施例として、本発明の請求項７に対応する実施例を図８に示す。 すなわち、この実施例では円盤１８の固定手段として、固定ねじの代わりにノッチ式ラッチ機構を採用して調整ダイヤルの円盤１８を整定電流の設定位置に固定するようにしている。

すなわち、円盤１８は支軸２０を介して外郭ケース１の軸受部１ｅに軸支されており、さらに円盤１８の表面には周方向に沿って凹凸状のノッチ溝列１８ｃを形成するとともに、このノッチ溝列１８ｃに対向して外郭ケース１には板ばねで作られた係合ばね２１を設け、該係合ばね２１の先端をノッチ溝１８ｃに嵌合して調整ダイヤルの円盤１８を所望の整定電流値設定位置に位置決め保持するようにしている。

これにより、先記の実施例２（図５参照）と同様に、固定ねじの締結によらずに調整ダイヤルを調整操作することができる。

本発明の実施例１に係わる熱動形過負荷継電器の組立構成図

図１における調整ダイヤルと釈放レバーとの組立体の斜視図

図２の組立構造図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は外郭ケースに締結した状態の縦断面図

図３に対応する応用実施例の組立構造の説明図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は縦断面図

本発明の実施例２に係わる調整ダイヤルの構造図で、（ａ）は外郭ケースに装着した組立状態の斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるノッチ式ラッチ機構の構造を表す分解斜視図

本発明の実施例３に係わる調整ダイヤルの組立構造図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組立状態の縦断面図

図６の応用実施例を示す組立状態の縦断面図

本発明の実施例４に係わる調整ダイヤルの組立構造を表す斜視図

熱動形過負荷継電器の従来例の構成図

符号の説明

１ 外郭ケース １ｂ スライド溝 １ｃ ノッチ歯列 ２ 主バイメタル ３ シフター ４ 補償バイメタル ５ 釈放レバー ６ 出力接点開閉機構 ７ 反転ばね ９，１０ 出力接点１１ 調整ダイヤル１４ スライダー１５ 固定ねじ１６ 可動軸１７ 係合ばね１８ 円盤１８ａ 軸穴１８ｂ ノッチ歯列２０ 支軸兼用の固定ねじ２１ 係合ばね