JP7819405B2 - Overcurrent detectors and circuit breakers - Google Patents
Overcurrent detectors and circuit breakersInfo
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Description
本開示は、過電流検知器および遮断器に関する。 This disclosure relates to overcurrent detectors and circuit breakers.
直流回路において、短絡が発生した際に流れる電流を遮断する遮断器が設けられている場合がある。遮断器は、過電流検知器を有している。過電流検知器は、電流を検知する。過電流検知器において、直流回路における電流の流れる方向の内、どちらか一方の方向に流れる電流のみを検知することが求められる場合がある。言い換えれば、過電流検知器は、極性を有することが求められる場合がある。極性を有する過電流検知器の一例として、実開昭52―53361号公報(特許文献1)には、固定鉄心と、可動鉄心と、スプリングと、永久磁石とを有する過電流検知器が開示されている。上記の過電流検知器によれば、固定鉄心は、導体を取り囲んでいる。スプリングは、可動鉄心にスプリング力を加えている。永久磁石は、可動鉄心を固定鉄心に吸着させている。導体に設定値以上の電流が流れたときに、当該電流に基づく磁束によって永久磁石の磁束が打ち消されることによって、可動鉄心が固定鉄心から引き離される。 DC circuits may be equipped with a circuit breaker that interrupts current flow in the event of a short circuit. The circuit breaker has an overcurrent detector. The overcurrent detector detects current. An overcurrent detector may be required to detect current flowing in only one direction within a DC circuit. In other words, an overcurrent detector may be required to have polarity. As an example of an overcurrent detector with polarity, Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 52-53361 (Patent Document 1) discloses an overcurrent detector having a fixed iron core, a movable iron core, a spring, and a permanent magnet. In this overcurrent detector, the fixed iron core surrounds the conductor. The spring applies a spring force to the movable iron core. The permanent magnet attracts the movable iron core to the fixed iron core. When a current greater than a set value flows through the conductor, the magnetic flux due to the current cancels out the magnetic flux of the permanent magnet, causing the movable iron core to be pulled away from the fixed iron core.
しかしながら、特許文献1に開示されている過電流検知器によれば、可動鉄心と固定鉄心との間における接触面の状態によって、永久磁石によって生じる可動鉄心と固定鉄心との間における吸着力が変動する。従って、可動鉄心が動作するために必要な電流値のばらつきが増大する。However, with the overcurrent detector disclosed in Patent Document 1, the attractive force between the movable iron core and the fixed iron core generated by the permanent magnet fluctuates depending on the state of the contact surface between the movable iron core and the fixed iron core. This increases the variability in the current value required for the movable iron core to operate.
本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動鉄心が動作するために必要な電流値のばらつきを低減できる過電流検知器および遮断器を提供することである。 The present disclosure has been made in consideration of the above, and its purpose is to provide an overcurrent detector and circuit breaker that can reduce the variation in the current value required for the movable core to operate.
本開示に係る過電流検知器は、導体に流れる直流電流を検知する過電流検知器である。過電流検知器は、固定鉄心と、可動鉄心とを備えている。固定鉄心は、ギャップを構成している。可動鉄心は、ギャップに配置されている。固定鉄心と可動鉄心とは、磁路を構成している。磁路は、導体を取り囲んでいる。導体に直流電流が流れていない場合において、可動鉄心は、固定鉄心から離間している。磁路は、磁束整流部を有している。導体において第1方向に直流電流が流れた場合に、磁束整流部の磁気抵抗は、小さくなる。導体において第1方向と反対の方向である第2方向に直流電流が流れた場合に、磁束整流部の磁気抵抗は、大きくなる。 The overcurrent detector disclosed herein is an overcurrent detector that detects direct current flowing in a conductor. The overcurrent detector includes a fixed iron core and a movable iron core. The fixed iron core defines a gap. The movable iron core is disposed in the gap. The fixed iron core and the movable iron core define a magnetic path. The magnetic path surrounds the conductor. When no direct current flows in the conductor, the movable iron core is spaced apart from the fixed iron core. The magnetic path includes a magnetic flux rectifier. When direct current flows in the conductor in a first direction, the magnetic resistance of the magnetic flux rectifier decreases. When direct current flows in the conductor in a second direction opposite to the first direction, the magnetic resistance of the magnetic flux rectifier increases.
本開示に係る過電流検知器によれば、固定鉄心と可動鉄心とが離間している。このため、可動鉄心および固定鉄心の各々の表面の状態は、可動鉄心が動作する電流値に影響を与えにくい。これによって、可動鉄心が動作するために必要な電流値のばらつきを低減できる。 In the overcurrent detector disclosed herein, the fixed iron core and the movable iron core are spaced apart. Therefore, the surface condition of the movable iron core and the fixed iron core is less likely to affect the current value at which the movable iron core operates. This reduces the variation in the current value required for the movable iron core to operate.
以下、図面に基づいて本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。 The following describes embodiments of the present disclosure based on the drawings. Note that the same or corresponding parts in the following drawings are given the same reference numerals, and their descriptions will not be repeated.
実施の形態1.
<遮断器の構成>
まず、図1を用いて実施の形態1に係る遮断器200の構成について説明する。図1に示されるように、遮断器200は、電気回路90に取り付けられる。電気回路90は、第1電源92と、負荷93と、第1導体91とを主に有している。第1導体91は、第1電源92と負荷93とを、電気的に直列に接続している。第1電源92は直流電源である。第1電源92は、負荷93に電流を供給する。
Embodiment 1.
<Circuit breaker configuration>
First, the configuration of a circuit breaker 200 according to the first embodiment will be described with reference to Fig. 1 . As shown in Fig. 1 , the circuit breaker 200 is attached to an electric circuit 90. The electric circuit 90 mainly includes a first power source 92, a load 93, and a first conductor 91. The first conductor 91 electrically connects the first power source 92 and the load 93 in series. The first power source 92 is a DC power source. The first power source 92 supplies current to the load 93.
遮断器200は、過電流検知器100と、ヒューズ84と、制御回路80とを主に有している。過電流検知器100は、電気回路90の第1導体91に取り付けられる。過電流検知器100は、第1導体91に流れる直流電流を検知する。具体的には、たとえば電気回路90において短絡が発生した際に第1導体91に流れる電流を検知する。過電流検知器100は、制御回路80に信号を入力する。ヒューズ84は、電気回路90に取り付けられる。制御回路80は、電気回路90から離間している。制御回路80が過電流検知器100から信号を受け取った場合に、制御回路80は、ヒューズ84を切断する。 The circuit breaker 200 mainly comprises an overcurrent detector 100, a fuse 84, and a control circuit 80. The overcurrent detector 100 is attached to the first conductor 91 of the electric circuit 90. The overcurrent detector 100 detects direct current flowing through the first conductor 91. Specifically, for example, it detects current flowing through the first conductor 91 when a short circuit occurs in the electric circuit 90. The overcurrent detector 100 inputs a signal to the control circuit 80. The fuse 84 is attached to the electric circuit 90. The control circuit 80 is separated from the electric circuit 90. When the control circuit 80 receives a signal from the overcurrent detector 100, the control circuit 80 blows the fuse 84.
制御回路80は、第2電源82と、第2導体81と、スイッチ83と、点火器85とを有している。第2電源82は、たとえば直流電源である。第2導体81は、第2電源82とスイッチ83と点火器85とを、電気的に直列に接続している。スイッチ83は、制御回路80の開閉を制御する。点火器85は、第2電源82から供給される電力を用いて、ヒューズ84を溶断または破断する。 The control circuit 80 has a second power supply 82, a second conductor 81, a switch 83, and an igniter 85. The second power supply 82 is, for example, a DC power supply. The second conductor 81 electrically connects the second power supply 82, the switch 83, and the igniter 85 in series. The switch 83 controls the opening and closing of the control circuit 80. The igniter 85 uses power supplied from the second power supply 82 to blow or break the fuse 84.
ヒューズ84と点火器85とは、ヒューズユニット89を構成している。ヒューズ84は、第1導体91に電気的に接続されている。ヒューズ84は、第1電源92および負荷93の各々と電気的に直列に接続されている。 The fuse 84 and the igniter 85 constitute a fuse unit 89. The fuse 84 is electrically connected to the first conductor 91. The fuse 84 is electrically connected in series with each of the first power source 92 and the load 93.
電気回路90において、第1電源92、遮断器200、負荷93の順に通る方向は、第1方向101とされる。第1方向101と反対の方向は、第2方向102とされる。別の観点から言えば、第2方向102は、電気回路90において、負荷93、遮断器200、第1電源92の順に通る方向である。 In the electrical circuit 90, the direction passing through the first power source 92, the circuit breaker 200, and the load 93 in this order is referred to as the first direction 101. The direction opposite to the first direction 101 is referred to as the second direction 102. From another perspective, the second direction 102 is the direction passing through the load 93, the circuit breaker 200, and the first power source 92 in this order in the electrical circuit 90.
電気回路90において、第1電源92から供給された電流は、たとえば第1方向101に流れる。言い換えれば、電気回路90において、第1方向101に流れる電流は、たとえば正極性の電流である。電気回路90において、第2方向102に流れる電流は、逆極性の電流である。遮断器200は、電気回路90において短絡が発生した際に流れる電流を検知して、電気回路90を遮断する。 In the electric circuit 90, the current supplied from the first power source 92 flows, for example, in the first direction 101. In other words, in the electric circuit 90, the current flowing in the first direction 101 is, for example, a current of positive polarity. In the electric circuit 90, the current flowing in the second direction 102 is a current of reverse polarity. The circuit breaker 200 detects the current flowing when a short circuit occurs in the electric circuit 90 and interrupts the electric circuit 90.
<過電流検知器の構成>
次に、図2から図6を用いて本実施の形態に係る過電流検知器100の構成について説明する。図2に示される断面は、図1のII-II線に沿う断面である。図2に示される断面は、第1方向101に垂直であり且つ過電流検知器100と交差する断面である。図2において、第1導体91に直流電流が流れていない状態における過電流検知器100の構成が示されている。図2において、第1方向101に見た過電流検知器100の構成が示されている。図2に示されるように、過電流検知器100は、固定鉄心2と、可動鉄心3と、ストッパー6と、バネ4と、磁石5とを主に有している。
<Configuration of overcurrent detector>
Next, the configuration of the overcurrent detector 100 according to this embodiment will be described with reference to Figures 2 to 6. The cross section shown in Figure 2 is taken along line II-II in Figure 1. The cross section shown in Figure 2 is perpendicular to the first direction 101 and intersects with the overcurrent detector 100. Figure 2 shows the configuration of the overcurrent detector 100 in a state where no DC current flows through the first conductor 91. Figure 2 also shows the configuration of the overcurrent detector 100 as viewed in the first direction 101. As shown in Figure 2, the overcurrent detector 100 mainly includes a fixed iron core 2, a movable iron core 3, a stopper 6, a spring 4, and a magnet 5.
固定鉄心2は、第1ギャップ71を構成している。固定鉄心2は、第1導体91から離間している。固定鉄心2は、たとえば軟磁性体によって構成されている。固定鉄心2は、第1部材21と、第2部材22と、連結部材23と、第1張り出し部24と、第2張り出し部25とを有している。 The fixed core 2 defines a first gap 71. The fixed core 2 is spaced apart from the first conductor 91. The fixed core 2 is made of, for example, a soft magnetic material. The fixed core 2 has a first member 21, a second member 22, a connecting member 23, a first protrusion 24, and a second protrusion 25.
図2に示されるように、第1部材21は、上下方向Zに沿って延びている。上下方向Zは、第1方向101に垂直な方向である。第2部材22は、第1部材21から離間している。第2部材22は、第1導体91に対して第1部材21の反対側に設けられている。別の観点から言えば、第1導体91は、第1部材21と第2部材22との間に設けられている。第2部材22は、上下方向Zに沿って延びている。 As shown in FIG. 2, the first member 21 extends along the vertical direction Z. The vertical direction Z is a direction perpendicular to the first direction 101. The second member 22 is spaced apart from the first member 21. The second member 22 is provided on the opposite side of the first conductor 91 from the first member 21. From another perspective, the first conductor 91 is provided between the first member 21 and the second member 22. The second member 22 extends along the vertical direction Z.
連結部材23は、第1部材21と第2部材22との間に設けられている。連結部材23は、第1部材21および第2部材22の各々に連なっている。連結部材23は、左右方向Xに沿って延びている。左右方向Xは、第1方向101および上下方向Zの各々に垂直な方向である。 The connecting member 23 is provided between the first member 21 and the second member 22. The connecting member 23 is connected to both the first member 21 and the second member 22. The connecting member 23 extends along the left-right direction X. The left-right direction X is a direction perpendicular to both the first direction 101 and the up-down direction Z.
第1張り出し部24は、第1部材21に連なっている。第1張り出し部24は、第1部材21から第2部材22に向かう方向に沿って、第1部材21から延びている。上下方向Zにおいて、第1張り出し部24は、第1導体91に対して連結部材23の反対側に設けられている。別の観点から言えば、上下方向Zにおいて、第1導体91は、第1張り出し部24と連結部材23との間に設けられている。上下方向Zに沿っており、且つ第1張り出し部24から連結部材23に向かう方向は、第3方向103とされる。第3方向103と反対の方向は、第4方向104とされる。 The first protrusion 24 is connected to the first member 21. The first protrusion 24 extends from the first member 21 along a direction from the first member 21 toward the second member 22. In the vertical direction Z, the first protrusion 24 is provided on the opposite side of the connecting member 23 with respect to the first conductor 91. From another perspective, in the vertical direction Z, the first conductor 91 is provided between the first protrusion 24 and the connecting member 23. The direction along the vertical direction Z and extending from the first protrusion 24 toward the connecting member 23 is referred to as the third direction 103. The direction opposite to the third direction 103 is referred to as the fourth direction 104.
第2張り出し部25は、第2部材22に連なっている。第2張り出し部25は、第2部材22から第1部材21に向かう方向に沿って、第2部材22から延びている。第2張り出し部25は、第1張り出し部24から離間している。第2張り出し部25は、第1導体91に対して連結部材23の反対側に設けられている。別の観点から言えば、上下方向Zにおいて、第1導体91は、第2張り出し部25と連結部材23との間に設けられている。 The second protrusion 25 is connected to the second member 22. The second protrusion 25 extends from the second member 22 in a direction from the second member 22 toward the first member 21. The second protrusion 25 is spaced apart from the first protrusion 24. The second protrusion 25 is provided on the opposite side of the connecting member 23 from the first conductor 91. From another perspective, the first conductor 91 is provided between the second protrusion 25 and the connecting member 23 in the vertical direction Z.
固定鉄心2は、第1端面31と、第2端面32とを有している。第1端面31と第2端面32との間において、第1ギャップ71が構成されている。第1端面31は、第1張り出し部24によって構成されている。第1端面31は、上下方向Zに対して、第2部材22から第1部材21に向かう方向に傾斜している。第2端面32は、第2張り出し部25によって構成されている。第2端面32は、上下方向Zに対して、第1部材21から第2部材22に向かう方向に傾斜している。左右方向Xにおける第1ギャップ71の幅は、第4方向104に向かうにつれて大きくなっている。 The fixed core 2 has a first end face 31 and a second end face 32. A first gap 71 is defined between the first end face 31 and the second end face 32. The first end face 31 is defined by a first protruding portion 24. The first end face 31 is inclined in the direction from the second member 22 to the first member 21 with respect to the up-down direction Z. The second end face 32 is defined by a second protruding portion 25. The second end face 32 is inclined in the direction from the first member 21 to the second member 22 with respect to the up-down direction Z. The width of the first gap 71 in the left-right direction X increases toward the fourth direction 104.
図2に示されるように、可動鉄心3は、第1ギャップ71に配置されている。第1導体91に直流電流が流れていない場合において、可動鉄心3は、固定鉄心2から離間している。可動鉄心3は、第1張り出し部24および第2張り出し部25の各々の間に配置されている。可動鉄心3は、第1導体91に対して連結部材23の反対側に設けられている。別の観点から言えば、上下方向Zにおいて、第1導体91は、可動鉄心3と連結部材23との間に設けられている。可動鉄心3は、たとえば軟磁性体によって構成されている。 As shown in FIG. 2, the movable core 3 is disposed in the first gap 71. When no DC current flows through the first conductor 91, the movable core 3 is spaced apart from the fixed core 2. The movable core 3 is disposed between the first protrusion 24 and the second protrusion 25. The movable core 3 is disposed on the opposite side of the first conductor 91 from the connecting member 23. From another perspective, the first conductor 91 is disposed between the movable core 3 and the connecting member 23 in the vertical direction Z. The movable core 3 is made of, for example, a soft magnetic material.
可動鉄心3から第1導体91に向かう方向は、第3方向103である。可動鉄心3は上下方向Zに沿って移動可能である。可動鉄心3が移動する前における可動鉄心3の位置は、第1位置T1とされる。可動鉄心3の移動に起因して、過電流検知器100は、スイッチ83(図1参照)に信号を送る。別の観点から言えば、可動鉄心3の移動に起因して、ヒューズ84(図1参照)が切断される。 The direction from the movable core 3 toward the first conductor 91 is the third direction 103. The movable core 3 is movable along the vertical direction Z. The position of the movable core 3 before it moves is referred to as the first position T1. As the movable core 3 moves, the overcurrent detector 100 sends a signal to the switch 83 (see Figure 1). From another perspective, as the movable core 3 moves, the fuse 84 (see Figure 1) is blown.
可動鉄心3は、第1面41と、第2面42と、第3面43と、第4面44とを有している。第1面41は、第1導体91に最も近い可動鉄心3の面である。第1面41は、上下方向Zに垂直な方向に沿って拡がっている。第2面42は、第1面41の反対側にある。第2面42は、上下方向Zに垂直な方向に沿って拡がっている。左右方向Xにおいて、第2面42の幅は、第1面41の幅よりも大きい。 The movable core 3 has a first surface 41, a second surface 42, a third surface 43, and a fourth surface 44. The first surface 41 is the surface of the movable core 3 closest to the first conductor 91. The first surface 41 extends in a direction perpendicular to the up-down direction Z. The second surface 42 is located on the opposite side of the first surface 41. The second surface 42 extends in a direction perpendicular to the up-down direction Z. In the left-right direction X, the width of the second surface 42 is greater than the width of the first surface 41.
第3面43は、第1面41および第2面42の各々に連なっている。第3面43は、上下方向Zに対して第2部材22から第1部材21に向かう方向に傾斜している。第3面43は、固定鉄心2の第1端面31に対向している。第3面43は、第1端面31に実質的に平行であってもよい。 The third surface 43 is continuous with each of the first surface 41 and the second surface 42. The third surface 43 is inclined in the direction from the second member 22 to the first member 21 with respect to the vertical direction Z. The third surface 43 faces the first end surface 31 of the fixed core 2. The third surface 43 may be substantially parallel to the first end surface 31.
第4面44は、第1面41および第2面42の各々に連なっている。第4面44は、上下方向Zに対して第1部材21から第2部材22に向かう方向に傾斜している。第4面44は、固定鉄心2の第2端面32に対向している。第4面44は、第2端面32に実質的に平行であってもよい。左右方向Xにおける可動鉄心3の幅は、第4方向104に向かうにつれて大きくなっている。 The fourth surface 44 is continuous with each of the first surface 41 and the second surface 42. The fourth surface 44 is inclined in the direction from the first member 21 to the second member 22 with respect to the vertical direction Z. The fourth surface 44 faces the second end surface 32 of the fixed core 2. The fourth surface 44 may be substantially parallel to the second end surface 32. The width of the movable core 3 in the horizontal direction X increases toward the fourth direction 104.
ストッパー6は、たとえば第1導体91に取り付けられている。ストッパー6は、可動鉄心3に対して第3方向103に設けられている。ストッパー6は、可動鉄心3の第3方向103における移動距離を制限する。ストッパー6は、可動鉄心3と第1導体91との間に設けられている。ストッパー6は、電気絶縁性の材料によって構成されている。 The stopper 6 is attached to the first conductor 91, for example. The stopper 6 is provided in the third direction 103 relative to the movable iron core 3. The stopper 6 limits the movement distance of the movable iron core 3 in the third direction 103. The stopper 6 is provided between the movable iron core 3 and the first conductor 91. The stopper 6 is made of an electrically insulating material.
バネ4は、可動鉄心3に取り付けられている。第2面42において、バネ4は、可動鉄心3に接している。バネ4は、復帰力Kを可動鉄心3に加える。復帰力Kは、バネ4の弾性力である。復帰力Kは、第4方向104に沿っている。別の観点から言えば、第4方向104は、第1導体91から可動鉄心3に向かう方向である。可動鉄心3が第1位置T1に位置している場合において、復帰力Kの大きさは、たとえば0より大きくてもよい。可動鉄心3は、たとえば過電流検知器100の筐体(図示せず)によって、第1位置T1から第4方向104への移動が制限されていてもよい。 The spring 4 is attached to the movable iron core 3. The spring 4 contacts the movable iron core 3 at the second surface 42. The spring 4 applies a return force K to the movable iron core 3. The return force K is the elastic force of the spring 4. The return force K is along the fourth direction 104. From another perspective, the fourth direction 104 is the direction from the first conductor 91 toward the movable iron core 3. When the movable iron core 3 is located at the first position T1, the magnitude of the return force K may be, for example, greater than 0. The movement of the movable iron core 3 from the first position T1 in the fourth direction 104 may be restricted, for example, by the housing (not shown) of the overcurrent detector 100.
磁石5は、たとえば第1部材21と第2部材22との間に設けられている。磁石5は、たとえば第1部材21および第2部材22の各々に接している。磁石5は、たとえば連結部材23に対して第1導体91の反対側に設けられている。別の観点から言えば、上下方向Zにおいて、連結部材23は、たとえば磁石5と第1導体91との間に設けられている。磁石5は、連結部材23から離間している。別の観点から言えば、磁石5と連結部材23との間に、空間99が形成されている。磁石5は、固定鉄心2に固定されている。 The magnet 5 is, for example, provided between the first member 21 and the second member 22. The magnet 5 is, for example, in contact with each of the first member 21 and the second member 22. The magnet 5 is, for example, provided on the opposite side of the connecting member 23 from the first conductor 91. From another perspective, the connecting member 23 is, for example, provided between the magnet 5 and the first conductor 91 in the vertical direction Z. The magnet 5 is spaced apart from the connecting member 23. From another perspective, a space 99 is formed between the magnet 5 and the connecting member 23. The magnet 5 is fixed to the fixed iron core 2.
磁石5の形状は、たとえば棒状である。磁石5は、左右方向Xに沿って延びている。磁石5は、たとえば永久磁石である。磁石5は、第1端部51と、第2端部52とを有している。第1端部51において、磁石5は、第1部材21に接している。第1端部51は、たとえばN極である。第2端部52は、第1端部51の反対側にある。第2端部52において、磁石5は、第2部材22に接している。第2端部52は、たとえばS極である。 The magnet 5 is, for example, rod-shaped. The magnet 5 extends along the left-right direction X. The magnet 5 is, for example, a permanent magnet. The magnet 5 has a first end 51 and a second end 52. At the first end 51, the magnet 5 contacts the first member 21. The first end 51 is, for example, a north pole. The second end 52 is located on the opposite side of the first end 51. At the second end 52, the magnet 5 contacts the second member 22. The second end 52 is, for example, a south pole.
磁石5と第1部材21と連結部材23と第2部材22とは、第2磁路12を構成している。第2磁路12は、空間99を取り囲んでいる。磁石5によって生じる磁束は、第1磁束F1とされる。第1磁束F1は、第2磁路12を通っている。第1方向101に見て、第1磁束F1の流れる方向は、たとえば時計回りである。 The magnet 5, the first member 21, the connecting member 23, and the second member 22 form the second magnetic path 12. The second magnetic path 12 surrounds the space 99. The magnetic flux generated by the magnet 5 is referred to as the first magnetic flux F1. The first magnetic flux F1 passes through the second magnetic path 12. When viewed in the first direction 101, the direction in which the first magnetic flux F1 flows is, for example, clockwise.
図2に示されるように、固定鉄心2と可動鉄心3と第1ギャップ71とは、第1磁路11を構成している。第1磁路11は、第1導体91およびストッパー6の各々を取り囲んでいる。第1磁路11は、第1導体91に電流が流れることに起因して生じる磁束の通り道である。 As shown in Figure 2, the fixed core 2, the movable core 3, and the first gap 71 form a first magnetic path 11. The first magnetic path 11 surrounds each of the first conductor 91 and the stopper 6. The first magnetic path 11 is a path for magnetic flux generated when a current flows through the first conductor 91.
第1磁路11は、磁束整流部7と、磁路部19とを有している。磁束整流部7は、磁石5から第1磁束F1が供給されている第1磁路11の部分である。別の観点から言えば、磁束整流部7において、第1磁路11は、第2磁路12と重なっている。なお、図2においては、説明の便宜のため、第2磁路12を示す2点鎖線と第1磁路11を示す2点鎖線とは、互いに重ならないようにずらして示されている。 The first magnetic path 11 has a magnetic flux rectifying section 7 and a magnetic path section 19. The magnetic flux rectifying section 7 is the portion of the first magnetic path 11 to which the first magnetic flux F1 is supplied from the magnet 5. From another perspective, in the magnetic flux rectifying section 7, the first magnetic path 11 overlaps with the second magnetic path 12. Note that in Figure 2, for ease of explanation, the two-dot chain line indicating the second magnetic path 12 and the two-dot chain line indicating the first magnetic path 11 are shown shifted so that they do not overlap each other.
磁束整流部7は、第1磁束F1によって、磁気飽和していてもよい。磁束整流部7は、たとえば連結部材23と、第1部材21の一部と、第2部材22の一部とによって構成されている。別の観点から言えば、連結部材23は、磁束整流部7の少なくとも一部を構成している。第1磁束F1の流れる方向に垂直な断面において、磁石5の断面積(第1断面積S1)は、磁束整流部7の断面積(第2断面積S2)よりも大きい。磁束整流部7を構成する固定鉄心2の部分であり、且つ第1磁束F1の流れる方向に垂直な断面において断面積が最も小さい部分の断面積が、第2断面積S2とされる。具体的には、第2断面積S2は、たとえば第1磁束F1の流れる方向に垂直な断面における連結部材23の断面積である。 The magnetic flux rectifying unit 7 may be magnetically saturated by the first magnetic flux F1. The magnetic flux rectifying unit 7 is composed of, for example, a connecting member 23, a portion of the first member 21, and a portion of the second member 22. From another perspective, the connecting member 23 constitutes at least a portion of the magnetic flux rectifying unit 7. In a cross section perpendicular to the direction in which the first magnetic flux F1 flows, the cross-sectional area of the magnet 5 (first cross-sectional area S1) is larger than the cross-sectional area of the magnetic flux rectifying unit 7 (second cross-sectional area S2). The cross-sectional area of the portion of the fixed core 2 that constitutes the magnetic flux rectifying unit 7 and that has the smallest cross-sectional area in a cross section perpendicular to the direction in which the first magnetic flux F1 flows is defined as the second cross-sectional area S2. Specifically, the second cross-sectional area S2 is, for example, the cross-sectional area of the connecting member 23 in a cross section perpendicular to the direction in which the first magnetic flux F1 flows.
磁路部19は、磁束整流部7と異なる第1磁路11の部分である。磁路部19は、磁石5から第1磁束F1が実質的に供給されていない第1磁路11の部分である。磁路部19は、たとえば磁束整流部7を除く第1磁路11の部分である。磁路部19は、第2磁路12から離間している。 The magnetic path section 19 is a portion of the first magnetic path 11 that is different from the magnetic flux rectifying section 7. The magnetic path section 19 is a portion of the first magnetic path 11 to which the first magnetic flux F1 is not substantially supplied from the magnet 5. The magnetic path section 19 is, for example, a portion of the first magnetic path 11 excluding the magnetic flux rectifying section 7. The magnetic path section 19 is spaced apart from the second magnetic path 12.
図3において、縦軸は、磁束整流部7における磁束密度および磁気抵抗の各々を示し、横軸は、第1導体91に流れる直流電流の電流値を示している。なお、本明細書において、電気の流れる量(電流)の大きさの絶対値を単に電流値と称する。図3において、実線で示される第1グラフG1は、磁束整流部7における磁束密度と第1導体91に流れる直流電流の電流値との関係を示している。図3において、破線で示される第2グラフG2は、磁束整流部7の磁気抵抗と第1導体91に流れる直流電流の電流値との関係を示している。 In Figure 3, the vertical axis represents the magnetic flux density and magnetic resistance in the magnetic flux rectifier unit 7, and the horizontal axis represents the current value of the direct current flowing through the first conductor 91. Note that in this specification, the absolute value of the amount of electricity flowing (current) is simply referred to as the current value. In Figure 3, the first graph G1 shown by a solid line represents the relationship between the magnetic flux density in the magnetic flux rectifier unit 7 and the current value of the direct current flowing through the first conductor 91. In Figure 3, the second graph G2 shown by a dashed line represents the relationship between the magnetic resistance of the magnetic flux rectifier unit 7 and the current value of the direct current flowing through the first conductor 91.
図3において、第1基準線61は、直流電流の電流値が0である位置を示している。第1基準線61から第1矢印C1側に位置している第1グラフG1および第2グラフG2の部分は、第1方向101(正方向)に直流電流が流れた場合における磁束密度および磁気抵抗を示している。第1基準線61から第2矢印C2側に位置している第1グラフG1および第2グラフG2の部分は、第2方向102(逆方向)に直流電流が流れた場合における磁束密度および磁気抵抗を示している。 In Figure 3, the first reference line 61 indicates the position where the current value of the DC current is 0. The portions of the first graph G1 and second graph G2 located on the first arrow C1 side of the first reference line 61 indicate the magnetic flux density and magnetic resistance when a DC current flows in the first direction 101 (forward direction). The portions of the first graph G1 and second graph G2 located on the second arrow C2 side of the first reference line 61 indicate the magnetic flux density and magnetic resistance when a DC current flows in the second direction 102 (reverse direction).
図3に示されるように、第1導体91に直流電流が流れていない場合において、磁束整流部7は、実質的に磁気飽和している。第1導体91に直流電流が流れていない場合において、磁束整流部7における初期磁束密度B1は、たとえば固定鉄心2の飽和磁束密度B2の0.9倍以上1倍以下である。 As shown in Figure 3, when no DC current flows through the first conductor 91, the magnetic flux rectifier 7 is substantially magnetically saturated. When no DC current flows through the first conductor 91, the initial magnetic flux density B1 in the magnetic flux rectifier 7 is, for example, 0.9 to 1 times the saturation magnetic flux density B2 of the stator core 2.
図3に示されるように、第1導体91に直流電流が流れていない場合において、磁束整流部7の磁気抵抗(第1磁気抵抗Rm1)は、磁路部19の磁気抵抗(第2磁気抵抗Rm2)よりも大きい。 As shown in Figure 3, when no DC current flows through the first conductor 91, the magnetic resistance of the flux rectifier section 7 (first magnetic resistance Rm1) is greater than the magnetic resistance of the magnetic path section 19 (second magnetic resistance Rm2).
図4に示されるように、第1導体91において直流電流が流れる場合、第2磁束F2が生じる。第2磁束F2は、第1磁路11を通る。第1導体91において第1方向101に直流電流が流れる場合、第1方向101に見て、第2磁束F2が流れる方向は時計回りである。別の観点から言えば、第1導体91において第1方向101に直流電流が流れる場合、磁束整流部7において、第1磁束F1と第2磁束F2とは、互いに反対の方向に流れる。この場合、磁束整流部7において、第1磁束F1と第2磁束F2とが互いに打ち消し合う。言い換えれば、図3に示されるように、第1導体91において直流電流が流れていない場合と比較して、第1導体91において第1方向101に直流電流が流れる場合、磁束整流部7における磁束密度は小さくなる。 As shown in FIG. 4, when a direct current flows through the first conductor 91, a second magnetic flux F2 is generated. The second magnetic flux F2 passes through the first magnetic path 11. When a direct current flows through the first conductor 91 in the first direction 101, the direction in which the second magnetic flux F2 flows is clockwise as viewed in the first direction 101. From another perspective, when a direct current flows through the first conductor 91 in the first direction 101, the first magnetic flux F1 and the second magnetic flux F2 flow in opposite directions in the flux rectifier unit 7. In this case, the first magnetic flux F1 and the second magnetic flux F2 cancel each other out in the flux rectifier unit 7. In other words, as shown in FIG. 3, when a direct current flows through the first conductor 91 in the first direction 101, the magnetic flux density in the flux rectifier unit 7 is smaller than when no direct current flows through the first conductor 91.
図3に示されるように、第1グラフG1の横軸に対する傾きが大きくなるにつれて、磁束整流部7の磁気抵抗は小さくなる。反対に、第1グラフG1の横軸に対する傾きが小さくなるにつれて、磁束整流部7の磁気抵抗は大きくなる。言い換えれば、任意の電流値の直流電流が第1導体91に流れる場合において、磁束整流部7の磁気抵抗は、磁束整流部7の磁束密度の変化量を直流電流の電流値の変化量で割った値に反比例している。 As shown in Figure 3, as the slope of the first graph G1 relative to the horizontal axis increases, the magnetic resistance of the flux rectifier unit 7 decreases. Conversely, as the slope of the first graph G1 relative to the horizontal axis decreases, the magnetic resistance of the flux rectifier unit 7 increases. In other words, when a DC current of any current value flows through the first conductor 91, the magnetic resistance of the flux rectifier unit 7 is inversely proportional to the value obtained by dividing the change in magnetic flux density of the flux rectifier unit 7 by the change in the current value of the DC current.
図3に示されるように、第1導体91において電流が流れていない場合と比較して、第1導体91において第1方向101に直流電流が流れる場合、第1グラフG1の横軸に対する傾きが大きくなる。第1導体91において電流が流れていない場合と比較して、第1導体91において第1方向101に直流電流が流れる場合、磁束整流部7の磁気抵抗は小さくなる。第1導体91において流れる直流電流の電流値に関わらず、第2磁気抵抗Rm2は実質的に一定であってもよい。 As shown in Figure 3, when a direct current flows in the first conductor 91 in the first direction 101, the slope of the first graph G1 with respect to the horizontal axis is larger than when no current flows in the first conductor 91. When a direct current flows in the first conductor 91 in the first direction 101, the magnetic resistance of the magnetic flux rectifier unit 7 is smaller than when no current flows in the first conductor 91. The second magnetic resistance Rm2 may be substantially constant regardless of the current value of the direct current flowing in the first conductor 91.
図4に示されるように、第2磁束F2が、固定鉄心2から可動鉄心3を通って固定鉄心2に流入する場合、第1端面31および第4面44の各々はN極になり、且つ第2端面32および第3面43の各々はS極になる。この場合、可動鉄心3と固定鉄心2との間に磁気吸引力が生じる。具体的には、可動鉄心3において、第3面43から第1端面31に向かう方向に、第1磁気吸引力M1が加わり、第4面44から第2端面32に向かう方向に、第2磁気吸引力M2が加わる。第1磁気吸引力M1と第2磁気吸引力M2とが合成されることによって、可動鉄心3において電磁駆動力M3が加わる。電磁駆動力M3は、第3方向103に沿う方向の力である。 As shown in FIG. 4 , when the second magnetic flux F2 flows from the stator core 2 through the movable core 3 and into the stator core 2, the first end face 31 and the fourth face 44 each become north poles, and the second end face 32 and the third face 43 each become south poles. In this case, a magnetic attraction force is generated between the movable core 3 and the stator core 2. Specifically, a first magnetic attraction force M1 is applied to the movable core 3 in the direction from the third face 43 toward the first end face 31, and a second magnetic attraction force M2 is applied to the movable core 3 in the direction from the fourth face 44 toward the second end face 32. The first magnetic attraction force M1 and the second magnetic attraction force M2 are combined to apply an electromagnetic driving force M3 to the movable core 3. The electromagnetic driving force M3 is a force in the third direction 103.
第1導体91において第1方向101に直流電流が流れる場合、磁束整流部7の磁気抵抗が小さくなるため、固定鉄心2から可動鉄心3を通って固定鉄心2に流入する磁束が増大する。固定鉄心2から可動鉄心3を通って固定鉄心2に流入する磁束が増大するにつれて、電磁駆動力M3は大きくなる。電磁駆動力M3が復帰力Kよりも大きい場合、可動鉄心3は第3方向103に移動する。 When a direct current flows in the first direction 101 in the first conductor 91, the magnetic resistance of the magnetic flux rectifier 7 decreases, and the magnetic flux flowing from the fixed core 2 through the movable core 3 into the fixed core 2 increases. As the magnetic flux flowing from the fixed core 2 through the movable core 3 into the fixed core 2 increases, the electromagnetic driving force M3 increases. When the electromagnetic driving force M3 is greater than the restoring force K, the movable core 3 moves in the third direction 103.
図4に示されるように、第1導体91において第1方向101に直流電流が流れることによって、可動鉄心3が第1位置T1から第3方向103に移動する。可動鉄心3がストッパー6に接したときにおける可動鉄心3の位置は、第2位置T2とされる。別の観点から言えば、第2位置T2は、可動鉄心3の動作が完了した状態における可動鉄心3の位置である。ストッパー6によって、可動鉄心3は、第2位置T2から第3方向103への移動が制限されている。 As shown in FIG. 4, when a direct current flows in the first direction 101 in the first conductor 91, the movable core 3 moves from the first position T1 to the third direction 103. The position of the movable core 3 when it contacts the stopper 6 is the second position T2. From another perspective, the second position T2 is the position of the movable core 3 when its operation is complete. The stopper 6 limits the movement of the movable core 3 from the second position T2 to the third direction 103.
可動鉄心3が第2位置T2に位置しているとき、可動鉄心3は、たとえば固定鉄心2から離間している。別の観点から言えば、可動鉄心3が第2位置T2に位置しているとき、第1張り出し部24と可動鉄心3との間において、第2ギャップ72が構成されている。可動鉄心3が第2位置T2に位置しているとき、第2張り出し部25と可動鉄心3との間において、第3ギャップ73が構成されている。 When the movable core 3 is located at the second position T2, the movable core 3 is separated from, for example, the fixed core 2. From another perspective, when the movable core 3 is located at the second position T2, a second gap 72 is formed between the first protrusion 24 and the movable core 3. When the movable core 3 is located at the second position T2, a third gap 73 is formed between the second protrusion 25 and the movable core 3.
図5に示されるように、第1導体91において第2方向102に直流電流が流れる場合、第1方向101に見て、第2磁束F2の流れる方向は、反時計回りである。別の観点から言えば、第1導体91において第2方向102に直流電流が流れる場合、磁束整流部7において、第1磁束F1と第2磁束F2とは、同じ方向に流れる。言い換えれば、図3に示されるように、第1導体91において直流電流が流れていない場合と比較して、第1導体91において第2方向102に直流電流が流れる場合、磁束整流部7における磁束密度が大きくなる。 As shown in Figure 5, when a direct current flows in the first conductor 91 in the second direction 102, the direction of flow of the second magnetic flux F2 is counterclockwise when viewed in the first direction 101. From another perspective, when a direct current flows in the first conductor 91 in the second direction 102, the first magnetic flux F1 and the second magnetic flux F2 flow in the same direction in the magnetic flux rectifier unit 7. In other words, as shown in Figure 3, when a direct current flows in the first conductor 91 in the second direction 102, the magnetic flux density in the magnetic flux rectifier unit 7 is greater than when no direct current flows in the first conductor 91.
図3に示されるように、第1導体91において電流が流れていない場合と比較して、第1導体91において第2方向102に直流電流が流れる場合、横軸に対する第1グラフG1の傾きが小さくなる。第1導体91において電流が流れていない場合と比較して、第1導体91において第2方向102に直流電流が流れた場合に、磁束整流部7の磁気抵抗は大きくなる。 As shown in Figure 3, when a direct current flows in the first conductor 91 in the second direction 102, the slope of the first graph G1 with respect to the horizontal axis is smaller than when no current flows in the first conductor 91. When a direct current flows in the first conductor 91 in the second direction 102, the magnetic resistance of the magnetic flux rectifier unit 7 is larger than when no current flows in the first conductor 91.
図6において、縦軸は、可動鉄心3に加わる電磁駆動力M3の大きさを示しており、横軸は、第1導体91に流れる直流電流の電流値を示している。図6において、第3グラフG3は、可動鉄心3に加わる電磁駆動力M3の大きさと、第1導体91に流れる直流電流の電流値との関係を示している。 In Figure 6, the vertical axis shows the magnitude of the electromagnetic driving force M3 applied to the movable iron core 3, and the horizontal axis shows the current value of the DC current flowing through the first conductor 91. In Figure 6, the third graph G3 shows the relationship between the magnitude of the electromagnetic driving force M3 applied to the movable iron core 3 and the current value of the DC current flowing through the first conductor 91.
図6において、第2基準線62は、第1導体91に流れる直流電流の電流値が0である位置を示している。第2基準線62から第1矢印C1側に位置している第3グラフG3の部分は、第1方向101(正方向)に直流電流が流れた場合における電磁駆動力M3の大きさを示している。第2基準線62から第2矢印C2側に位置している第3グラフG3の部分は、第2方向102(逆方向)に直流電流が流れた場合における電磁駆動力M3の大きさを示している。 In Figure 6, the second reference line 62 indicates the position where the current value of the DC current flowing through the first conductor 91 is 0. The portion of the third graph G3 located on the first arrow C1 side from the second reference line 62 indicates the magnitude of the electromagnetic driving force M3 when a DC current flows in the first direction 101 (forward direction). The portion of the third graph G3 located on the second arrow C2 side from the second reference line 62 indicates the magnitude of the electromagnetic driving force M3 when a DC current flows in the second direction 102 (reverse direction).
図6に示されるように、第3グラフG3の形状は、第2基準線62に対して非対称である。直流電流の電流値が同じであるとき、第1方向101に直流電流が流れる場合における電磁駆動力M3の大きさは、第2方向102に直流電流が流れる場合における電磁駆動力M3の大きさよりも大きい。 As shown in Figure 6, the shape of the third graph G3 is asymmetric with respect to the second reference line 62. When the current value of the DC current is the same, the magnitude of the electromagnetic driving force M3 when the DC current flows in the first direction 101 is greater than the magnitude of the electromagnetic driving force M3 when the DC current flows in the second direction 102.
図6において、可動鉄心3が第1位置T1(図2参照)に位置している場合における復帰力Kの大きさは、初期復帰力K1として示されている。可動鉄心3が第2位置T2(図4参照)に位置している場合における復帰力Kの大きさは、移動後復帰力K2として示されている。移動後復帰力K2は、初期復帰力K1よりも大きい。 In Figure 6, the magnitude of the return force K when the movable core 3 is located at the first position T1 (see Figure 2) is shown as the initial return force K1. The magnitude of the return force K when the movable core 3 is located at the second position T2 (see Figure 4) is shown as the post-movement return force K2. The post-movement return force K2 is greater than the initial return force K1.
図6に示されるように、第1導体91において第1方向101に直流電流が流れる場合、電磁駆動力M3が初期復帰力K1よりも大きくなる直流電流の電流値が存在する。第1方向101に直流電流が流れる場合において、電磁駆動力M3の大きさが復帰力Kの大きさと同じになる直流電流の電流値は、動作電流値Aとされる。別の観点から言えば、動作電流値Aは、可動鉄心3(図4参照)が移動を開始する際における第1方向101に流れる直流電流の電流値である。言い換えれば、第1導体91において第1方向101に流れる直流電流の電流値が、動作電流値A以上である場合、過電流検知器100は、制御回路80(図1参照)に信号を入力する。 As shown in Figure 6, when a DC current flows in the first direction 101 in the first conductor 91, there exists a DC current value at which the electromagnetic driving force M3 is greater than the initial return force K1. When a DC current flows in the first direction 101, the DC current value at which the magnitude of the electromagnetic driving force M3 is the same as the magnitude of the return force K is referred to as the operating current value A. From another perspective, the operating current value A is the current value of the DC current flowing in the first direction 101 when the movable iron core 3 (see Figure 4) begins to move. In other words, when the current value of the DC current flowing in the first direction 101 in the first conductor 91 is equal to or greater than the operating current value A, the overcurrent detector 100 inputs a signal to the control circuit 80 (see Figure 1).
図6に示されるように、第1導体91に流れる直流電流の電流値が0であるとき、電磁駆動力M3は、移動後復帰力K2よりも小さい。別の観点から言えば、可動鉄心3が第2位置T2に位置しており、且つ第1導体91に直流電流が流れていないとき、復帰力Kは、電磁駆動力M3より大きい。 As shown in Figure 6, when the current value of the DC current flowing through the first conductor 91 is 0, the electromagnetic driving force M3 is smaller than the post-movement return force K2. From another perspective, when the movable iron core 3 is located at the second position T2 and no DC current is flowing through the first conductor 91, the return force K is greater than the electromagnetic driving force M3.
図6に示されるように、第1導体91において第2方向102に流れる直流電流の電流値が動作電流値A以下である場合に、電磁駆動力M3の大きさは、初期復帰力K1よりも小さい。別の観点から言えば、第1導体91において第2方向102に流れる直流電流の電流値が動作電流値A以下である場合に、可動鉄心3は移動しない。たとえば、第1導体91において第2方向102に流れる直流電流の電流値が動作電流値Aの3倍以下である場合においても、可動鉄心3は移動しなくてもよい。第1導体91において第2方向102に直流電流が流れる場合、直流電流の電流値に関わらず、可動鉄心3は移動しなくてもよい。 As shown in Figure 6, when the current value of the DC current flowing in the first conductor 91 in the second direction 102 is equal to or less than the operating current value A, the magnitude of the electromagnetic driving force M3 is smaller than the initial return force K1. From another perspective, when the current value of the DC current flowing in the first conductor 91 in the second direction 102 is equal to or less than the operating current value A, the movable iron core 3 does not move. For example, even when the current value of the DC current flowing in the first conductor 91 in the second direction 102 is equal to or less than three times the operating current value A, the movable iron core 3 does not need to move. When a DC current flows in the first conductor 91 in the second direction 102, the movable iron core 3 does not need to move, regardless of the current value of the DC current.
図3に示されるように、第1導体91において第1方向101に流れる直流電流の電流値が、動作電流値A以下である場合、磁束整流部7の磁気抵抗は、磁路部19の磁気抵抗(第2磁気抵抗Rm2)よりも大きい。 As shown in Figure 3, when the current value of the direct current flowing in the first direction 101 in the first conductor 91 is less than the operating current value A, the magnetic resistance of the flux rectifier unit 7 is greater than the magnetic resistance of the magnetic path unit 19 (second magnetic resistance Rm2).
<磁気抵抗の比較方法>
次に、図7を用いて、磁路の磁気抵抗の比較方法について説明する。たとえば計測コイル111と電圧計112とを用いて磁気抵抗が比較される。図7に示されるように、計測コイル111が、たとえば磁束整流部7に巻かれる。計測コイル111の両端は、電圧計112に接続される。
<Method for comparing magnetic resistance>
Next, a method for comparing magnetic resistance of a magnetic path will be described with reference to Fig. 7. For example, the magnetic resistance is compared using a measurement coil 111 and a voltmeter 112. As shown in Fig. 7, the measurement coil 111 is wound around, for example, the magnetic flux rectifier 7. Both ends of the measurement coil 111 are connected to the voltmeter 112.
第1導体91に、電流値が経時的に変化する電流が流される。具体的には、第1導体91に、たとえば電流の流れる方向が経時的に入れ替わる交流電流が流される。第1導体91に流れる電流に起因して生じた磁束が、磁束整流部7に流れる。第1導体91に流れる電流の電流値が経時的に変化することによって、磁束整流部7に流れる磁束が増減する。これによって、計測コイル111に誘導起電力が生じる。計測コイル111に生じる誘導起電力の大きさは、磁束整流部7に流れる磁束の単位時間あたりの変化量に実質的に比例する。従って、電圧計112を用いて、計測コイル111に生じる誘導起電力の大きさを測定することによって、磁束整流部7に流れる磁束の単位時間あたりの変化量を測定できる。 A current whose value changes over time is passed through the first conductor 91. Specifically, for example, an alternating current whose direction of flow changes over time is passed through the first conductor 91. Magnetic flux generated by the current flowing through the first conductor 91 flows through the magnetic flux rectifier 7. As the value of the current flowing through the first conductor 91 changes over time, the magnetic flux flowing through the magnetic flux rectifier 7 increases or decreases. This generates an induced electromotive force in the measurement coil 111. The magnitude of the induced electromotive force generated in the measurement coil 111 is substantially proportional to the amount of change per unit time of the magnetic flux flowing through the magnetic flux rectifier 7. Therefore, by using the voltmeter 112 to measure the magnitude of the induced electromotive force generated in the measurement coil 111, the amount of change per unit time of the magnetic flux flowing through the magnetic flux rectifier 7 can be measured.
Φ=I/Rm ・・・(数式1)
数式1において、Φは、導体を取り囲んでいる磁路に流れる磁束を示している。Iは、当該導体に流れる電流の電流値を示している。Rmは、当該磁路の磁気抵抗を示している。数式1に示されるように、磁路の磁気抵抗が大きいほど、当該磁路に流れる磁束は少なくなる。従って、第1導体91に同じ交流電流を流した場合、磁路の磁気抵抗が大きいほど、当該磁路に流れる磁束の単位時間あたりの変化量は小さくなる。このため、磁路に流れる磁束の単位時間あたりの変化量を比較することによって、磁路の磁気抵抗を比較できる。
Φ=I/Rm...(Formula 1)
In Equation 1, Φ represents the magnetic flux flowing in the magnetic path surrounding the conductor. I represents the current value of the current flowing in the conductor. Rm represents the magnetic resistance of the magnetic path. As shown in Equation 1, the greater the magnetic resistance of the magnetic path, the less magnetic flux flows in the magnetic path. Therefore, when the same AC current is passed through the first conductor 91, the greater the magnetic resistance of the magnetic path, the smaller the amount of change per unit time of the magnetic flux flowing in the magnetic path. Therefore, the magnetic resistance of the magnetic path can be compared by comparing the amount of change per unit time of the magnetic flux flowing in the magnetic path.
具体的には、電流の流れる方向が第1方向101であるときにおける磁束整流部7に流れる磁束の単位時間あたりの変化量と、電流の流れる方向が第2方向102であるときにおける磁束整流部7に流れる磁束の単位時間あたりの変化量とが比較される。これによって、第1導体91において第1方向101に電流が流れる場合における磁気抵抗と、第1導体91において第2方向102に電流が流れる場合における磁気抵抗とを比較できる。 Specifically, the amount of change per unit time of the magnetic flux flowing through the magnetic flux rectifier 7 when the current flows in the first direction 101 is compared with the amount of change per unit time of the magnetic flux flowing through the magnetic flux rectifier 7 when the current flows in the second direction 102. This makes it possible to compare the magnetic resistance when current flows in the first conductor 91 in the first direction 101 with the magnetic resistance when current flows in the first conductor 91 in the second direction 102.
Rm=L/μS ・・・(数式2)
数式2において、Rmは、磁路の磁気抵抗を示している。Lは、当該磁路の長さを示している。μは、当該磁路の透磁率を示している。Sは、当該磁路の断面積を示している。数式2に示されるように、磁路の長さが長くなるにつれて、当該磁路の磁気抵抗は大きくなり、且つ磁路の断面積が大きくなるにつれて、当該磁路の磁気抵抗は小さくなる。異なる2つの磁路の磁気抵抗を比較する場合、2つの磁路の各々の長さが実質的に同じであり、且つ2つの磁路の各々の断面積が実質的に同じになるように測定箇所が決定される。
Rm=L/μS (Equation 2)
In Equation 2, Rm represents the magnetic resistance of the magnetic path. L represents the length of the magnetic path. μ represents the magnetic permeability of the magnetic path. S represents the cross-sectional area of the magnetic path. As shown in Equation 2, as the length of the magnetic path increases, the magnetic resistance of the magnetic path increases, and as the cross-sectional area of the magnetic path increases, the magnetic resistance of the magnetic path decreases. When comparing the magnetic resistance of two different magnetic paths, the measurement points are determined so that the lengths of the two magnetic paths are substantially the same and the cross-sectional areas of the two magnetic paths are substantially the same.
磁束整流部7の磁気抵抗と磁路部19の磁気抵抗とを比較する場合、磁束整流部7に第1計測コイル(図示せず)が巻かれ、且つ磁路部19に第2計測コイル(図示せず)が巻かれる。具体的には、測定される磁束整流部7の部分の長さと測定される磁路部19の部分の長さとが実質的に同じであり、且つ測定される磁束整流部7の部分の断面積と測定される磁路部19の部分の断面積とが実質的に同じになるように、磁束整流部7および磁路部19の各々に計測用コイルが巻かれる。第1導体91に、電流値が経時的に変化する電流が流される。磁束整流部7に流れる磁束の単位時間あたりの変化量と、磁路部19に流れる磁束の単位時間あたりの変化量とが比較される。これによって、磁束整流部7の磁気抵抗と磁路部19の磁気抵抗とを比較できる。 When comparing the magnetic resistance of the magnetic flux rectifier unit 7 with that of the magnetic path unit 19, a first measurement coil (not shown) is wound around the magnetic flux rectifier unit 7, and a second measurement coil (not shown) is wound around the magnetic path unit 19. Specifically, measurement coils are wound around each of the magnetic flux rectifier unit 7 and the magnetic path unit 19 so that the length of the portion of the magnetic flux rectifier unit 7 to be measured and the length of the portion of the magnetic path unit 19 to be measured are substantially the same, and the cross-sectional area of the portion of the magnetic flux rectifier unit 7 to be measured and the cross-sectional area of the portion of the magnetic path unit 19 to be measured are substantially the same. A current whose value changes over time is passed through the first conductor 91. The amount of change per unit time of the magnetic flux flowing through the magnetic flux rectifier unit 7 is compared with the amount of change per unit time of the magnetic flux flowing through the magnetic path unit 19. This allows the magnetic resistance of the magnetic flux rectifier unit 7 to be compared with that of the magnetic path unit 19.
次に、実施の形態1に係る過電流検知器100および遮断器200の作用効果について説明する。 Next, the effects of the overcurrent detector 100 and circuit breaker 200 of embodiment 1 will be explained.
実施の形態1に係る過電流検知器100は、固定鉄心2と、可動鉄心3とを有している。第1導体91に直流電流が流れていない場合において、可動鉄心3は、固定鉄心2から離間している。このため、可動鉄心3が動作する際に、可動鉄心3と固定鉄心2との間に生じる摩擦力の影響を低減できる。これによって、可動鉄心3が動作するために必要な電流値のばらつきを低減できる。 The overcurrent detector 100 according to embodiment 1 has a fixed iron core 2 and a movable iron core 3. When no DC current flows through the first conductor 91, the movable iron core 3 is spaced apart from the fixed iron core 2. This reduces the effect of frictional forces that occur between the movable iron core 3 and the fixed iron core 2 when the movable iron core 3 operates. This reduces the variation in the current value required for the movable iron core 3 to operate.
実施の形態1に係る過電流検知器100によれば、第1磁路11は、磁束整流部7を有している。第1導体91において、第1方向101に直流電流が流れた場合に、磁束整流部7の磁気抵抗は小さくなる。第1導体91において、第2方向102に直流電流が流れた場合に磁束整流部7の磁気抵抗は大きくなる。このため、固定鉄心2から可動鉄心3を通って固定鉄心2に流入する磁束について考えると、第1方向101に直流電流が流れた場合における当該磁束は、第2方向102に直流電流が流れた場合における当該磁束よりも大きい。これによって、過電流検知器100は、第2方向102に流れる直流電流を検出することなく、第1方向101に流れる直流電流を検出することができる。 In the overcurrent detector 100 according to embodiment 1, the first magnetic path 11 includes a flux rectifier 7. When a direct current flows in the first direction 101 through the first conductor 91, the magnetic resistance of the flux rectifier 7 decreases. When a direct current flows in the second direction 102 through the first conductor 91, the magnetic resistance of the flux rectifier 7 increases. Therefore, when considering the magnetic flux flowing from the fixed core 2 through the movable core 3 into the fixed core 2, the magnetic flux when the direct current flows in the first direction 101 is greater than the magnetic flux when the direct current flows in the second direction 102. This allows the overcurrent detector 100 to detect a direct current flowing in the first direction 101 without detecting a direct current flowing in the second direction 102.
実施の形態1に係る過電流検知器100は、バネ4を有している。バネ4は、復帰力Kを可動鉄心3に加える。このため、第1導体91において第1方向101に直流電流が流れることによって可動鉄心3が動作した後に、第1導体91に電流が流れなくなった場合に、復帰力Kによって可動鉄心3は、可動鉄心3が移動する前における可動鉄心3の位置(第1位置T1)に自動で復帰することができる。 The overcurrent detector 100 according to embodiment 1 has a spring 4. The spring 4 applies a return force K to the movable core 3. Therefore, when a direct current flows in the first direction 101 through the first conductor 91, causing the movable core 3 to move, and then the current stops flowing through the first conductor 91, the return force K allows the movable core 3 to automatically return to the position it was in before it moved (first position T1).
実施の形態1に係る過電流検知器100によれば、可動鉄心3が第2位置T2に位置している場合に、可動鉄心3は、固定鉄心2から離間している。このため、磁石5によって生じる第1磁束F1は、ほとんど可動鉄心3に供給されない。これによって、第1導体91に直流電流が流れなくなったとき、可動鉄心3に加わる磁気吸引力を小さくすることができる。言い換えれば、第1磁束F1に起因して、可動鉄心3に磁気吸引力が加わることを抑制できる。 In the overcurrent detector 100 according to embodiment 1, when the movable core 3 is located at the second position T2, the movable core 3 is separated from the fixed core 2. Therefore, the first magnetic flux F1 generated by the magnet 5 is hardly supplied to the movable core 3. This reduces the magnetic attraction force acting on the movable core 3 when direct current stops flowing through the first conductor 91. In other words, the magnetic attraction force acting on the movable core 3 due to the first magnetic flux F1 can be suppressed.
永久磁石の断面積が大きくなるにつれて、永久磁石から生じる磁束は増大する。実施の形態1に係る過電流検知器100によれば、磁石5は、永久磁石である。第1磁束F1の流れる方向に垂直な断面において、磁石5の断面積は、磁束整流部7の断面積よりも大きい。このため、磁石5から磁束整流部7に供給される磁束を増大することができる。 As the cross-sectional area of a permanent magnet increases, the magnetic flux generated by the permanent magnet increases. According to the overcurrent detector 100 of embodiment 1, the magnet 5 is a permanent magnet. In a cross section perpendicular to the direction in which the first magnetic flux F1 flows, the cross-sectional area of the magnet 5 is larger than the cross-sectional area of the magnetic flux rectifier 7. Therefore, the magnetic flux supplied from the magnet 5 to the magnetic flux rectifier 7 can be increased.
上記において、第1導体91が電気回路90を構成しており、過電流検知器100は第1導体91を有していない構成について説明したが、実施の形態1に係る過電流検知器100の構成は、上記の構成に限定されない。過電流検知器100は、第1導体91を有していてもよい。過電流検知器100の一部である第1導体91が、第1電源92および負荷93の各々に電気的に接続されていてもよい。 In the above, a configuration has been described in which the first conductor 91 constitutes the electrical circuit 90 and the overcurrent detector 100 does not have the first conductor 91, but the configuration of the overcurrent detector 100 according to embodiment 1 is not limited to the above configuration. The overcurrent detector 100 may have the first conductor 91. The first conductor 91, which is part of the overcurrent detector 100, may be electrically connected to each of the first power source 92 and the load 93.
磁石5は、電磁石であってもよい。第2位置T2において、可動鉄心3は、固定鉄心2に接していてもよい。過電流検知器100は、ガイド(図示せず)を有していてもよい。ガイドは、可動鉄心3が第3方向103に沿って移動するように、可動鉄心3の移動方向を制限する。これによって、可動鉄心3が移動する際に、可動鉄心3と固定鉄心2とが接することを抑制できる。 The magnet 5 may be an electromagnet. At the second position T2, the movable core 3 may be in contact with the fixed core 2. The overcurrent detector 100 may have a guide (not shown). The guide limits the direction of movement of the movable core 3 so that the movable core 3 moves along the third direction 103. This prevents the movable core 3 from coming into contact with the fixed core 2 as the movable core 3 moves.
実施の形態2.
次に、図8を用いて実施の形態2に係る過電流検知器100の構成について説明する。実施の形態2に係る過電流検知器100は、主に、第1導体91が第2磁路12に取り囲まれている点において、実施の形態1に係る過電流検知器100の構成と異なっており、その他の点については、実施の形態1に係る過電流検知器100の構成と同様である。以下、実施の形態1に係る過電流検知器100の構成と異なる点を中心に説明する。
Embodiment 2.
Next, the configuration of the overcurrent detector 100 according to embodiment 2 will be described using Fig. 8. The overcurrent detector 100 according to embodiment 2 differs from the overcurrent detector 100 according to embodiment 1 in configuration mainly in that the first conductor 91 is surrounded by the second magnetic path 12, but in other respects is similar to the configuration of the overcurrent detector 100 according to embodiment 1. The following description will focus on the differences from the configuration of the overcurrent detector 100 according to embodiment 1.
図8に示されているように、第1導体91は、第2磁路12に取り囲まれている。別の観点から言えば、第1導体91は、磁石5と、磁束整流部7との間に位置している。第1導体91は、空間99に位置している。上下方向Zにおいて、磁石5は、第1導体91と可動鉄心3との間に位置している。磁石5は、連結部材23に対して第4方向104に設けられている。磁石5は、第1磁路11に取り囲まれている。第1方向101に見て、第1磁束F1の流れる方向は、反時計回りである。ストッパー6は、磁石5に接している。 As shown in Figure 8, the first conductor 91 is surrounded by the second magnetic path 12. From another perspective, the first conductor 91 is located between the magnet 5 and the magnetic flux rectifier 7. The first conductor 91 is located in the space 99. In the vertical direction Z, the magnet 5 is located between the first conductor 91 and the movable iron core 3. The magnet 5 is arranged in the fourth direction 104 relative to the connecting member 23. The magnet 5 is surrounded by the first magnetic path 11. When viewed in the first direction 101, the direction in which the first magnetic flux F1 flows is counterclockwise. The stopper 6 is in contact with the magnet 5.
磁石5は永久磁石である場合、磁石5は定磁束源である。このため、磁石5の磁気抵抗は、磁路部19の磁気抵抗よりも大きい。この結果、第1導体91に直流電流が流れることによって生じる磁束(第2磁束F2)は、第1磁路11を通る。 When the magnet 5 is a permanent magnet, the magnet 5 is a constant magnetic flux source. Therefore, the magnetic resistance of the magnet 5 is greater than the magnetic resistance of the magnetic path section 19. As a result, the magnetic flux (second magnetic flux F2) generated by the flow of DC current through the first conductor 91 passes through the first magnetic path 11.
実施の形態2に係る過電流検知器100によれば、第1導体91は、第2磁路12に取り囲まれている。このため、過電流検知器100の製造において、着磁されていない磁石5を用いて過電流検知器100を組み立てた後に、第1導体91に直流電流を流すことによって、磁石5を着磁させることができる。これにより、あらかじめ着磁されている磁石5を用いて過電流検知器100を組み立てる場合と比較して、磁石5の磁力によって、過電流検知器100の部品が移動することを抑制できる。結果として、過電流検知器100の組み立てに必要な時間を低減できる。 In the overcurrent detector 100 according to embodiment 2, the first conductor 91 is surrounded by the second magnetic path 12. Therefore, in manufacturing the overcurrent detector 100, after assembling the overcurrent detector 100 using an unmagnetized magnet 5, the magnet 5 can be magnetized by passing a direct current through the first conductor 91. This prevents the components of the overcurrent detector 100 from moving due to the magnetic force of the magnet 5, compared to assembling the overcurrent detector 100 using a magnetized magnet 5 in advance. As a result, the time required to assemble the overcurrent detector 100 can be reduced.
実施の形態3.
次に、図9を用いて実施の形態3に係る過電流検知器100の構成について説明する。実施の形態3に係る過電流検知器100は、主に、2つの磁石部とヨーク8とを有している点において、実施の形態1に係る過電流検知器100の構成と異なっており、その他の点については、実施の形態1に係る過電流検知器100の構成と同様である。以下、実施の形態1に係る過電流検知器100の構成と異なる点を中心に説明する。図9に示される断面模式図は、図2に示される断面模式図に対応している。
Embodiment 3.
Next, the configuration of the overcurrent detector 100 according to embodiment 3 will be described using Fig. 9. The overcurrent detector 100 according to embodiment 3 differs from the overcurrent detector 100 according to embodiment 1 in configuration mainly in that it has two magnet portions and a yoke 8, but is otherwise similar to the overcurrent detector 100 according to embodiment 1. The following description will focus on the differences from the configuration of the overcurrent detector 100 according to embodiment 1. The cross-sectional schematic diagram shown in Fig. 9 corresponds to the cross-sectional schematic diagram shown in Fig. 2.
図9に示されるように、磁石5は、第1磁石部58と、第2磁石部59とを有していてもよい。第1磁石部58は、固定鉄心2に対して第4方向104に位置している。第1磁石部58は、第3端部53と、第4端部54とを有している。第3端部53は、たとえばN極である。第4端部54は、第3端部53の反対側にある。第4端部54は、たとえばS極である。第3端部53において、第1磁石部58は、たとえば第1部材21および第1張り出し部24の各々に接している。 As shown in FIG. 9, the magnet 5 may have a first magnet portion 58 and a second magnet portion 59. The first magnet portion 58 is positioned in the fourth direction 104 relative to the fixed core 2. The first magnet portion 58 has a third end 53 and a fourth end 54. The third end 53 is, for example, a north pole. The fourth end 54 is located opposite the third end 53. The fourth end 54 is, for example, a south pole. At the third end 53, the first magnet portion 58 is in contact with, for example, the first member 21 and the first protrusion 24.
第2磁石部59は、固定鉄心2に対して第4方向104に位置している。第2磁石部59は、第1磁石部58から離間している。第2磁石部59は、第5端部55と、第6端部56とを有している。第5端部55は、たとえばN極である。第6端部56は、第5端部55の反対側にある。第6端部56は、たとえばS極である。第6端部56において、第2磁石部59は、たとえば第2部材22および第2張り出し部25の各々に接している。 The second magnet portion 59 is positioned in the fourth direction 104 relative to the fixed core 2. The second magnet portion 59 is spaced apart from the first magnet portion 58. The second magnet portion 59 has a fifth end 55 and a sixth end 56. The fifth end 55 is, for example, a north pole. The sixth end 56 is located opposite the fifth end 55. The sixth end 56 is, for example, a south pole. At the sixth end 56, the second magnet portion 59 is in contact with, for example, the second member 22 and the second protrusion 25.
過電流検知器100は、ヨーク8を有している。ヨーク8は、第1磁石部58および第2磁石部59の各々に接している。具体的には、第4端部54において、第1磁石部58は、ヨーク8に接している。第5端部55において、第2磁石部59は、ヨーク8に接している。ヨーク8と固定鉄心2とによって、第1磁石部58および第2磁石部59の各々は挟まれている。ヨーク8は、軟磁性体によって構成されている。 The overcurrent detector 100 has a yoke 8. The yoke 8 is in contact with each of the first magnet portion 58 and the second magnet portion 59. Specifically, the first magnet portion 58 is in contact with the yoke 8 at the fourth end 54. The second magnet portion 59 is in contact with the yoke 8 at the fifth end 55. The first magnet portion 58 and the second magnet portion 59 are sandwiched between the yoke 8 and the fixed core 2. The yoke 8 is made of a soft magnetic material.
図9に示されるように、固定鉄心2、第1磁石部58、ヨーク8および第2磁石部59によって、第2磁路12が構成されている。別の観点から言えば、ヨーク8は、第1磁石部58と第2磁石部59とを繋ぐ磁路を構成している。第2磁路12は、第1導体91および可動鉄心3の各々を取り囲んでいる。 As shown in Figure 9, the fixed core 2, the first magnet portion 58, the yoke 8, and the second magnet portion 59 form the second magnetic path 12. From another perspective, the yoke 8 forms a magnetic path connecting the first magnet portion 58 and the second magnet portion 59. The second magnetic path 12 surrounds each of the first conductor 91 and the movable core 3.
実施の形態3に係る過電流検知器100によれば、ヨーク8と固定鉄心2とによって、磁石5は挟まれている。言い換えれば、磁石5は、別体である2つの部品によって挟まれている。このため、過電流検知器100の製造において、一体の部品(たとえば固定鉄心2)に挟まれるように磁石5を配置する場合と比較して、磁石5の配置が容易になる。これによって、過電流検知器100の組み立てに必要な時間を低減できる。 In the overcurrent detector 100 according to embodiment 3, the magnet 5 is sandwiched between the yoke 8 and the fixed core 2. In other words, the magnet 5 is sandwiched between two separate components. This makes it easier to position the magnet 5 during the manufacture of the overcurrent detector 100 compared to when the magnet 5 is positioned so that it is sandwiched between an integrated component (such as the fixed core 2). This reduces the time required to assemble the overcurrent detector 100.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲により示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。The embodiments disclosed herein should be considered in all respects to be illustrative and not restrictive. The scope of the present disclosure is indicated by the claims, not the above description, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope thereof.
2 固定鉄心、3 可動鉄心、4 バネ、5 磁石、6 ストッパー、7 磁束整流部、8 ヨーク、11 第1磁路、12 第2磁路、19 磁路部、21 第1部材、22 第2部材、23 連結部材、24 第1張り出し部、25 第2張り出し部、31 第1端面、32 第2端面、41 第1面、42 第2面、43 第3面、44 第4面、51 第1端部、52 第2端部、53 第3端部、54 第4端部、55 第5端部、56 第6端部、58 第1磁石部、59 第2磁石部、61 第1基準線、62 第2基準線、71 第1ギャップ、72 第2ギャップ、73 第3ギャップ、80 制御回路、81 第2導体、82 第2電源、83 スイッチ、84 ヒューズ、85 点火器、89 ヒューズユニット、90 電気回路、91 第1導体、92 第1電源、93 負荷、99 空間、100 過電流検知器、101 第1方向、102 第2方向、103 第3方向、104 第4方向、111 計測コイル、112 電圧計、200 遮断器、A 動作電流値、B1 初期磁束密度、B2 飽和磁束密度、C1 第1矢印、C2 第2矢印、F1 第1磁束、F2 第2磁束、G1 第1グラフ、G2 第2グラフ、G3 第3グラフ、K 復帰力、K1 初期復帰力、K2 移動後復帰力、M1 第1磁気吸引力、M2 第2磁気吸引力、M3 電磁駆動力、Rm1 第1磁気抵抗、Rm2 第2磁気抵抗、S1 第1断面積、S2 第2断面積、T1 第1位置、T2 第2位置、X 左右方向、Z 上下方向。2 Fixed iron core, 3 Movable iron core, 4 Spring, 5 Magnet, 6 Stopper, 7 Magnetic flux rectifier, 8 Yoke, 11 First magnetic path, 12 Second magnetic path, 19 Magnetic path portion, 21 First member, 22 Second member, 23 Connecting member, 24 First protruding portion, 25 Second protruding portion, 31 First end face, 32 Second end face, 41 First surface, 42 Second surface, 43 Third surface, 44 Fourth surface, 51 First end, 52 Second end, 53 Third end, 54 Fourth end, 55 Fifth end, 56 Sixth end, 58 First magnet portion, 59 Second magnet portion, 61 First reference line, 62 Second reference line, 71 First gap, 72 Second gap, 73 Third gap, 80 Control circuit, 81 Second conductor, 82 Second power source, 83 Switch, 84 Fuse, 85 Igniter, 89 fuse unit, 90 electric circuit, 91 first conductor, 92 first power source, 93 load, 99 space, 100 overcurrent detector, 101 first direction, 102 second direction, 103 third direction, 104 fourth direction, 111 measuring coil, 112 voltmeter, 200 circuit breaker, A operating current value, B1 initial magnetic flux density, B2 saturation magnetic flux density, C1 first arrow, C2 second arrow, F1 first magnetic flux, F2 second magnetic flux, G1 first graph, G2 second graph, G3 third graph, K returning force, K1 initial returning force, K2 returning force after movement, M1 first magnetic attractive force, M2 second magnetic attractive force, M3 electromagnetic driving force, Rm1 first magnetic resistance, Rm2 second magnetic resistance, S1 first cross-sectional area, S2 second cross-sectional area, T1 first position, T2 2nd position, X horizontal direction, Z vertical direction.
Claims (6)
ギャップを構成している固定鉄心と、
前記ギャップに配置されている可動鉄心とを備え、
前記固定鉄心と前記可動鉄心とは、前記導体を取り囲む磁路を構成しており、
前記導体に前記直流電流が流れていない場合において、前記可動鉄心は、前記固定鉄心から離間しており、
前記磁路は、磁束整流部を有し、
前記導体において第1方向に前記直流電流が流れた場合に、前記磁束整流部の磁気抵抗は、小さくなり、
前記導体において前記第1方向と反対の方向である第2方向に前記直流電流が流れた場合に、前記磁束整流部の磁気抵抗は、大きくなり、
バネをさらに備え、
前記導体において前記第1方向に前記直流電流が流れた場合における前記可動鉄心の移動方向を第3方向とした場合、
前記バネは、前記第3方向と反対の方向である第4方向に沿う復帰力を前記可動鉄心に加え、
前記可動鉄心に対して前記第3方向に設けられているストッパーをさらに備え、
前記導体において前記直流電流が流れた場合に前記可動鉄心に磁気吸引力が生じ、
前記可動鉄心が移動する前における前記可動鉄心の位置を第1位置とし、前記導体において前記第1方向に前記直流電流が流れることにより前記可動鉄心が前記第1位置から前記第3方向に移動し前記ストッパーに接したときにおける前記可動鉄心の位置を第2位置とした場合、
前記可動鉄心が前記第2位置に位置しているとき、前記可動鉄心は、前記固定鉄心から離間しており、
前記可動鉄心が前記第2位置に位置しており、且つ前記導体に前記直流電流が流れていないとき、前記復帰力は、前記可動鉄心に加えられる前記磁気吸引力よりも大きい、過電流検知器。 An overcurrent detector that detects a direct current flowing in a conductor,
a fixed core forming a gap;
a movable core disposed in the gap,
the fixed core and the movable core form a magnetic path surrounding the conductor,
When the DC current is not flowing through the conductor, the movable iron core is separated from the fixed iron core,
the magnetic path has a magnetic flux rectifying portion,
When the DC current flows in the conductor in a first direction, the magnetic resistance of the magnetic flux rectifier unit is reduced,
When the DC current flows in the conductor in a second direction opposite to the first direction, the magnetic resistance of the magnetic flux rectifier unit increases ,
It also has a spring.
When the DC current flows in the conductor in the first direction, the moving direction of the movable iron core is defined as a third direction.
the spring applies a restoring force to the movable core along a fourth direction that is a direction opposite to the third direction;
a stopper provided in the third direction with respect to the movable iron core,
When the DC current flows through the conductor, a magnetic attraction force is generated in the movable iron core,
When a position of the movable iron core before the movable iron core moves is defined as a first position, and a position of the movable iron core when the movable iron core moves from the first position in the third direction and comes into contact with the stopper due to the DC current flowing in the conductor in the first direction is defined as a second position,
When the movable core is located at the second position, the movable core is spaced apart from the fixed core,
an overcurrent detector , wherein when the movable core is located at the second position and the direct current is not flowing through the conductor, the restoring force is greater than the magnetic attractive force applied to the movable core ;
前記導体において前記第2方向に流れる前記直流電流の電流値が前記動作電流値以下である場合に、前記可動鉄心は移動しない、請求項1に記載の過電流検知器。 When the current value of the DC current flowing in the first direction at which the movable iron core starts to move is defined as an operating current value,
The overcurrent detector according to claim 1 , wherein the movable core does not move when a current value of the direct current flowing in the second direction in the conductor is equal to or less than the operating current value.
前記導体に流れる前記直流電流の電流値が前記動作電流値以下である場合に、前記磁束整流部の磁気抵抗は、前記磁路部の磁気抵抗よりも大きい、請求項2に記載の過電流検知器。 the magnetic path has a magnetic path portion different from the magnetic flux rectifying portion,
3. The overcurrent detector according to claim 2 , wherein when the current value of the DC current flowing through the conductor is equal to or less than the operating current value, the magnetic resistance of the magnetic flux rectifier portion is greater than the magnetic resistance of the magnetic path portion.
前記磁束整流部には、前記磁石から磁束が供給されている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の過電流検知器。 Equipped with a magnet,
The overcurrent detector according to claim 1 , wherein the magnetic flux rectifier is supplied with magnetic flux from the magnet.
前記磁束の流れる方向に垂直な断面において、前記磁石の断面積は、前記磁束整流部の断面積よりも大きい、請求項4に記載の過電流検知器。 the magnet is a permanent magnet,
5. The overcurrent detector according to claim 4 , wherein a cross-sectional area of the magnet is larger than a cross-sectional area of the magnetic flux rectifier in a cross section perpendicular to a direction in which the magnetic flux flows.
前記導体と電気的に接続されているヒューズとを備え、
前記可動鉄心の移動に起因して前記ヒューズが切断される、遮断器。 An overcurrent detector according to any one of claims 1 to 3 ;
a fuse electrically connected to the conductor;
The circuit breaker, wherein the fuse is cut off due to movement of the movable core.
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