JPS5851435A - Electric circuit protecting sensor - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明社電路保護センサーに関するものである。[Detailed description of the invention] This invention relates to a circuit protection sensor manufactured by the present invention.

電路体膜センサーとしてバイメタルを使用したものでは
消費電力が大きく、感度が低い欠点含有しておシ、オイ
ルダッシュポットを使用したもので杜、シリン、グにお
ける渦電流による鉄損が大きく、高速性に欠ける欠点が
ある。本発明は上記の欠点を改善し、高速動作がえられ
、かつ大きな吸引力かえられる電路保護センメサ−を提
供しようとするものでらる０ 次に本発明の実施例を図面について説明する０第１図は
本発明の電路保饅センサーを示すもので、図に＄？いて
、１拡有底円筒形のヨークでオシ、底部１ａｅｌｂの中
心にプランジャ及びピ′ンが通るための孔が設けられて
おり、底部１ｍには中心に孔を有するはは円筒形の固定
鉄心２が固着されており、外側に段部２ａが形成されて
いる０又他の底部１ｂには中空円筒形で一端に細径部３
ａ？有するコイル筒３の細径ｓ３ａが固着されておｐ。Bimetal membrane sensors that use bimetal as electrical circuit body membrane sensors have the drawbacks of high power consumption and low sensitivity, while those that use oil dashpots have large iron losses due to eddy currents in the coils, cylinders, and grooves, making it difficult to operate at high speeds. There are some shortcomings. The present invention aims to improve the above-mentioned drawbacks and provide a circuit protection sensor capable of high-speed operation and large attraction force. Figure 1 shows the circuit protection sensor of the present invention. The yoke is a cylindrical yoke with an expanded bottom.A hole is provided in the center of the bottom part 1aelb for the plunger and pin to pass through, and a cylindrical fixed iron core with a hole in the center is provided in the bottom part 1m. 2 is fixed to it, and a step part 2a is formed on the outside.The other bottom part 1b has a hollow cylindrical shape and a narrow diameter part 3 at one end.
a? The small diameter s3a of the coil tube 3 having the coil tube 3 is fixed to p.

固定鉄、心の孔にはピン４が遊嵌されてお９％又コイル
筒３の細径部３ａにはプランジャ５の径部５ａが遊嵌さ
れている０ブラｙジヤ５の本体は径部５ａよシ径が大き
く、かつ外側にツノく部５ｂ力五一体に形成すれている
。ピン４とプランジャ５とは一体に結合されているｏし
かして前記のツノ（部５ｂとコイル筒３の細径部３ａｌ
ｌとの間にａ　ＳＭＥ材すなわち記憶金属材よシなるコ
イルノζネ６が挿入されている。７はワッシャ會示すＯ ここに記憶金属材とはある規定の高温において整形し、
これを急冷すると、常温において所望の形状に変形させ
ておいても、再び高温゛になると、当初の形に復帰する
という性質な有するものである。こ（Ｄ種の金属として
は、Ａｇ−Ｃｄ　、　Ａｕ−Ｃｄ　。The pin 4 is loosely fitted into the hole in the fixed iron core, and the diameter part 5a of the plunger 5 is loosely fitted into the narrow diameter part 3a of the coil tube 3. The diameter of the portion 5a is larger than that of the portion 5a, and the horned portion 5b is integrally formed on the outside. The pin 4 and the plunger 5 are integrally connected to each other.
A coil nozzle 6 made of a SME material, that is, a memory metal material is inserted between the two. 7 indicates the washer assembly O Here, the memory metal material is shaped at a specified high temperature,
If it is rapidly cooled, it has the property that even if it is deformed into a desired shape at room temperature, it will return to its original shape when the temperature rises again. (D-type metals include Ag-Cd and Au-Cd.

Ｃｕ−Ａｔ−Ｎｉ　、　Ｃｕ−Ｚｎ−８ｔ−８ｎ−Ａｔ
−Ｃｄ合金などがある。本発明におけるコイルノ（ネ６
は常温では圧縮された形のバネであるが、加熱されると
伸びるものである。Cu-At-Ni, Cu-Zn-8t-8n-At
-Cd alloys, etc. Coil nozzle (ne 6) in the present invention
is a compressed spring at room temperature, but expands when heated.

次に８はプランジャ復帰バネで、固定鉄心２０段部と、
プランジャ５のツバ１％１ｓ５ｂとの間に挿入されてお
り、９はｌＩｍ整］くネでワッシャ７と調整ロッド１０
との間に挿入されている０■はコイル筒３の周囲に巻回
されたコイルを示す０この調整ロッド妹第２図に示すと
−亡き形状をしている。ヨークに挿入されているピン１
０　ａ　′ｆｔ加減することによって、調整ロッドの上
面とヨークとの間ＩＩ？調節することができる０ 次に本発明のセンサーの動作について説明する０（ｉ）
　　短絡電流又は極度に大きい電流が流れた場合、コイ
ル１１による磁束が増加し、プランジャ５はこの電流に
比例し九速度で矢印Ｘ、方向に進行を始める０この動作
開始点はプランジャが吸引される力と復帰バネ８のバネ
力及び摩擦力によって定まる０プランジヤの進行につれ
て、ギャップが減少し、ピン・４′ｔ−左方に押し出し
、゛このピンの出力はラッチに伝えられ、開閉機構を作
動せしめる０ （ｉ）　　過電流時、コイルＨに過電流が流れ、コイル
が発熱すると、その熱はコイル筒３などを介してＳＭＥ
材のコイルバネ６に伝えられ、このノ（ネ紘材質及びｐ
ｉ！１バネによって設定された動作温度に達すると伸長
し、プランジャ５ｔ−動かす０このときの限時特性はコ
イルから８ＭＥ材の）（ネへの伝熱状態によってきまる
。この場合は第３図のよりなＩ−を特性が得られる。Ｓ
ＭＥ材のオーステナイト相における出力は大きく、従来
のバイメタルと比較しておよそ２００倍にもなる。Next, 8 is a plunger return spring, and the 20th step part of the fixed iron core,
It is inserted between the collar 1%1s5b of the plunger 5, and the washer 7 and the adjustment rod 10 are inserted with a lIm screw.
The symbol 0 inserted between the two indicates a coil wound around the coil tube 3. This adjustment rod has a slightly different shape as shown in FIG. Pin 1 inserted into the yoke
By adjusting 0 a'ft, the distance between the upper surface of the adjustment rod and the yoke II? The operation of the sensor of the present invention will now be explained.
When a short-circuit current or an extremely large current flows, the magnetic flux due to the coil 11 increases, and the plunger 5 starts moving in the direction of the arrow X at a speed proportional to this current.At this starting point, the plunger is attracted. As the plunger progresses, determined by the force, the spring force of the return spring 8, and the friction force, the gap decreases and the pin 4't is pushed to the left, and the output of this pin is transmitted to the latch, which operates the opening/closing mechanism. (i) When an overcurrent flows through the coil H and the coil generates heat, the heat is transferred to the SME through the coil tube 3, etc.
It is transmitted to the coil spring 6 of the material, and this material (Nehiro material and p
i! When the operating temperature set by the spring 1 is reached, the spring expands and the plunger 5t moves.The time-limiting characteristics at this time are determined by the state of heat transfer from the coil to the 8ME material.In this case, as shown in Figure 3. The property I- can be obtained.S
The output power in the austenite phase of the ME material is large, approximately 200 times that of conventional bimetals.

第３図において曲線Ａは過電流領域、Ｂは短絡電流領域
を−示す。In FIG. 3, curve A shows the overcurrent region, and curve B shows the short circuit current region.

本発明は斜上のようにプランジャとヨーク左の間に記憶
合金よりなるコイル状のバネを介在せしめることにより （イ）　センサーとして過電流及び短絡電流の両方に対
して兼用することができること、 （ロ）高速及び高パワーによる短絡保護を行いうろこと
、 （ハ）保護センサーの小型化をはかることができること などの効果を有するものである。By interposing a coiled spring made of a memory alloy between the plunger and the left side of the yoke as shown diagonally above, the present invention (a) can be used as a sensor for both overcurrent and short circuit current; (b) It provides short-circuit protection using high speed and high power, and (c) It has the following effects: the protection sensor can be made smaller.

第４図はコイルに電流を流した。、、帯金、センサー（ 内のコイル及び固定鉄心、ヨーク、ビンなどの温度上昇
を示すもので、図中曲線Ａはコイル、Ｂｉｉ固定鉄心、
ヨーク、ビンなどの温度上昇を示すもので、コイルの温
度上昇に対して固定鉄心、ヨーク、ビンは温度上昇が少
いことが判る。Figure 4 shows a current flowing through the coil. , , band, sensor (indicates the temperature rise of the coil, fixed core, yoke, bottle, etc. in the diagram. Curve A in the figure shows the temperature rise of the coil, fixed core, yoke, etc.
This shows the temperature rise in the yoke, bottle, etc., and it can be seen that the temperature rise in the fixed core, yoke, and bottle is smaller compared to the temperature rise in the coil.

しかしてＳＭＥ材を用いたセンサーにおいては、ＳＭＥ
材のバネ自体に電流を流して発熱することは耐熱性の面
より実現が困難であるので、コイルに発生した熱を速か
にＳＭＥ材のバネに伝えることが必要である。However, in sensors using SME materials, SME
Since it is difficult to generate heat by passing a current through the spring itself due to its heat resistance, it is necessary to quickly transfer the heat generated in the coil to the spring made of SME material.

この問題点を解決するため、コイル筒ｋｃｕ又はＭ等の
良伝熱体で構成する。これによりコイルの発熱社スムー
スにＳＭＥ材のバネへ移シ、立ち上がりの良い温度上昇
特性が実現できる。従って良好な電流一時間特性が得ら
れ、電線保護に′対し有効に作用できる。In order to solve this problem, the coil cylinder is constructed of a good heat conductor such as KCU or M. As a result, the heat generated by the coil can be smoothly transferred to the SME material spring, and a temperature rise characteristic with a good rise can be achieved. Therefore, a good one-hour current characteristic can be obtained, and the wire can be effectively protected.

第５図は本発明の他の実施例を示すもので、２１Ｌヒー
タでコイル筒３とＳＭＥ材のコイルバネ６との間に介在
されておシ、このヒータ２１はコイル１１と直列又り並
列に接続されているものである。FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, in which a 21L heater is interposed between the coil tube 3 and the coil spring 6 made of SME material, and this heater 21 is connected in series or in parallel with the coil 11. It is something that is connected.

この構成とすることによりコイルに過電流が流れた場合
、速かにＳＭＥ材よシなるコイルバネを加熱して、これ
を動作せしめることができる。With this configuration, when an overcurrent flows through the coil, the coil spring made of SME material can be quickly heated and activated.

尚この構成とすることにより、ヒータとＳＭＥ材のコイ
ルバネとの間に絶縁紙などをはさみ、その厚さを変化さ
せることによシ、保護センサーの保油レベルを多様に変
化させることができる。又コイルとヒータが分離される
ことにより、設計の裕度を大きくすることができる。With this configuration, the oil retention level of the protection sensor can be varied in various ways by inserting insulating paper or the like between the heater and the coil spring made of SME material and changing the thickness of the insulating paper. Furthermore, by separating the coil and heater, design latitude can be increased.

第６図は本発明の電路体膜センサーｕｔ−配線用遮断器
に適用した例を示すもので、図中１３は゛）−ンドル、
１４は可動接触子、１５は固定接点で、いまノ・ンドル
１３ヲ操作して可動接触子１４を固定接点１５に接触せ
しめた状態で、電路葆護センサーＶが作動すると、ビン
４がレバー１６ヲ押圧し、駆動機構１７を作動して可動
接触子１４を固定接点１５よシ開離するものである０１
８は消弧装置、１９．２０１１端子を示す０ 本発明は斜上のように、センサーとして過電流及び短絡
電流の両方に対して兼用することができ、かつ高速、高
パワーによる保護を行いうる効果を有する。FIG. 6 shows an example in which the electrical circuit body membrane sensor of the present invention is applied to a wiring circuit breaker.
Reference numeral 14 indicates a movable contact, and reference numeral 15 indicates a fixed contact. When the switch 13 is operated to bring the movable contact 14 into contact with the fixed contact 15, and the circuit protection sensor V is activated, the bottle 4 moves to the lever 16. 01 which operates the drive mechanism 17 to open the movable contact 14 from the fixed contact 15.
8 indicates an arc extinguishing device, 19.2011 terminal 0 As shown above, the present invention can be used as a sensor for both overcurrent and short circuit current, and can provide high speed and high power protection. have an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の電路保線センサーの断面図、第２図は
調整ロッドの斜視図、第３図は動作時間及び電流との関
係を示し、第４図は温度及び時間との関係、第５図は本
発明の他の実施例、第６図は配線用遮断器への応用例を
示す。 １・・・・・・ヨーク、２・・・・・・固定鉄心、３・
・・・・・コイル筒、４・・・・・・ビン、５・・・・
−・プランジャ、６・・・・・・ＳＭＥ材のコイルバネ
、７・・・・・・ワッシャ、８・・・・・・グランジャ
復帰バネ、９・・・・・・調整バネ、１０・・・・・・
調整ロット、１１・・・・・・コイル、井・・・・・・
電路保護センサー、１３・・・・・・ハンドル、１４・
・・・・・可動接触子、１５・・・・・・固定接点、１
６・・・・・・レバー、１７・・・・・・駆動機構、１
８−１・６０．消弧装置、１９．２０・・・・・・端子
、　２１・・・・・・ヒータ特許出願人　松下電工株式
会社Fig. 1 is a sectional view of the electric circuit maintenance sensor of the present invention, Fig. 2 is a perspective view of the adjustment rod, Fig. 3 is the relationship between operating time and current, and Fig. 4 is the relationship between temperature and time. FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows an example of application to a molded circuit breaker. 1...Yoke, 2...Fixed core, 3.
...Coil tube, 4...Bin, 5...
- Plunger, 6... Coil spring made of SME material, 7... Washer, 8... Granger return spring, 9... Adjustment spring, 10... ...
Adjustment lot, 11... Coil, well...
Electric circuit protection sensor, 13... Handle, 14.
...Movable contact, 15...Fixed contact, 1
6... Lever, 17... Drive mechanism, 1
8-1・60. Arc extinguishing device, 19.20... terminal, 21... heater patent applicant Matsushita Electric Works Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）　　ヨーク内を移動自在に配設されたプランジャ
と、前記のプランジャの外側に設けられたコイルと、前
記のコイルとプランジャとの間に位置し、かつ大電流の
コイルによる発熱によって伸延するコイル状の記憶合金
バネと、前記のコイル状のバネの一端は前記のプランジ
ャのツバ部に係合し、他端は冒−りの一方の底部に係合
し。 前記のツバ部の他側と固定鉄心との間に挿入され九動作
温度調整用のバネと、前記のヨークとの間に介在された
プランジャ復帰用バネとを備えてなる電路保護センサー
０(1) A plunger movably disposed within a yoke, a coil provided on the outside of the plunger, and a plunger located between the coil and the plunger, which is expanded by heat generated by the coil with a large current. a coiled memory alloy spring; one end of said coiled spring engages with the collar of said plunger, and the other end engages with one bottom of said plunger; An electric circuit protection sensor 0 comprising: a spring for adjusting operating temperature inserted between the other side of the collar portion and the fixed iron core; and a spring for returning the plunger interposed between the yoke. （２）　　ヨーク内を移動自在に配設されたプランジャ
と、前記のプランジャの外側に設ゆられ九コイルと、前
記のコイルとプランジャとの関に位置し、かつ大電流の
コイルによる発熱によって伸延するコイル状の記憶合金
バネと、前記のコイル状のバネの一端は前記のプランジ
ャのツバ部に係合し、他端はヨークの一方の底部に係合
し、前記のツバ部の他側とｂ！１１足鉄心との間に挿入
された動作温度調整用のバネと、前記のヨークとの間に
介在されたプランジャ復帰用バネとを備えてなるセンサ
ーにおいて、前記のコイルと記憶合金バネとの間に介在
せしめられているコイル筒を熱伝導率の良好な材質で構
成することを特徴とする電路保謙センサー０(2) A plunger disposed movably within the yoke, nine coils disposed outside the plunger, and a coil disposed between the coil and the plunger that is expanded by the heat generated by the coil with a large current. one end of the coiled spring engages with the collar of the plunger, the other end engages with one bottom of the yoke, and the other end of the coiled spring engages with the other side of the collar. b! 11 In a sensor comprising a spring for adjusting operating temperature inserted between the leg iron core and a spring for returning the plunger interposed between the yoke, there is a spring between the coil and the memory alloy spring. A circuit maintenance sensor 0 characterized in that a coil tube interposed in the coil tube is made of a material with good thermal conductivity. （３）　　ヨーク内を移動自在に配設された１ランジヤ
と、前記のプランジャの外側に設けられたコイルと、前
記のコイルと１ランジヤとの間゛に位置し、かつ大電流
のコイルによる発熱によって伸延するコイル状の記憶合
金バネと、前記のコイル状のバネの一端は前記のフラン
シャのツバ部に係合し、他端はヨークの一方の底部に係
合し、前記のツバ部の他−と固定鉄心との間に挿入され
た動作温度１ＩＩＩｉＩｉ用のバネと、前記のヨークと
の間に介在されたプランジャ復帰用バネとを備えてなる
センサーにおいて、コイルと記憶合金バネとの間にヒー
タを配設し、前ｄピヒータを前記コイルと接続すること
を特徴とする電路保饅センサー。(3) Heat generation by a first rungear movably disposed within the yoke, a coil provided outside the plunger, and a coil with a large current that is located between the first coil and the first rungeer. one end of the coiled spring is engaged with the collar of the flange, the other end is engaged with one bottom of the yoke, and the other end of the coiled spring is engaged with the collar of the flange. - a spring for operating temperature 1IIIiIi inserted between the coil and the fixed iron core, and a plunger return spring interposed between the yoke and the coil and the memory alloy spring; 1. A circuit maintenance sensor characterized in that a heater is provided and a front dpi heater is connected to the coil. （４）　　ヨーク内を移動自在に配設されたプランジャ
と、前記のプランジャの外側に設けられたコイルと、前
記のコイルとプランジャとの間に位置し、かつ大電流の
□コイルによる発熱によって伸延するコイル状の記憶合
金バネと、前記のフィル状のバネの一端は前記のプラン
ジャのツバ部に係合し、他端はヨークの一方の底部に係
合し。 前記のツバ部の他側と固定鉄心との間に挿′入された動
作温度調整用のバネと、前記のヨークとの間に介在され
たプランジャ復帰用バネとを備えてなるセンサーにおい
て、調整バネの一端を１ランジヤのツバ部に係合し、他
端をヨークの一方の底部に設け、ヨークとの間の距離を
調節しうる調整ロッドに係合せしめてなる特許請求の範
囲＠１項記載の電路体験、センサー。(4) A plunger disposed movably within the yoke, a coil provided outside the plunger, and a large-current One end of the coil-shaped memory alloy spring and the fill-shaped spring are engaged with the collar of the plunger, and the other end is engaged with one bottom of the yoke. In a sensor comprising an operating temperature adjustment spring inserted between the other side of the flange and the fixed iron core, and a plunger return spring interposed between the yoke and the yoke, the adjustment Claim 1 wherein one end of the spring is engaged with the collar of the 1 langier, and the other end is provided at the bottom of one of the yoke and engaged with an adjustment rod that can adjust the distance between the spring and the yoke. Electric circuit experience, sensor.