JP2001052579A - 温度作動スイッチ - Google Patents
温度作動スイッチInfo
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- JP2001052579A JP2001052579A JP2000159373A JP2000159373A JP2001052579A JP 2001052579 A JP2001052579 A JP 2001052579A JP 2000159373 A JP2000159373 A JP 2000159373A JP 2000159373 A JP2000159373 A JP 2000159373A JP 2001052579 A JP2001052579 A JP 2001052579A
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- JP
- Japan
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- actuator
- switch
- cavity
- housing
- end portion
- Prior art date
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H37/00—Thermally-actuated switches
- H01H37/02—Details
- H01H37/12—Means for adjustment of "on" or "off" operating temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H37/00—Thermally-actuated switches
- H01H37/02—Details
- H01H37/32—Thermally-sensitive members
- H01H37/323—Thermally-sensitive members making use of shape memory materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H61/00—Electrothermal relays
- H01H61/01—Details
- H01H61/0107—Details making use of shape memory materials
- H01H2061/0115—Shape memory alloy [SMA] actuator formed by coil spring
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Thermally Actuated Switches (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 形状記憶合金製のアクチュエータを有し、最
小の部品数であり、製造および組立が比較的簡単な改良
された温度作動スイッチを提供すること。 【解決手段】 開放および閉鎖位置の間で移動可能で、
形状記憶合金の細長いアクチュエータに対して垂直に延
びる弾発性スイッチブレードを有する。アクチュエータ
は、常温で伸長した変形形状をなし、高温で収縮した回
復形状をなす。アクチュエータがスイッチブレードに取
り付けられ、アクチュエータが変形形状と回復形状との
間で変化するにつれてスイッチブレードを開放位置と閉
鎖位置の間で移動させる。
小の部品数であり、製造および組立が比較的簡単な改良
された温度作動スイッチを提供すること。 【解決手段】 開放および閉鎖位置の間で移動可能で、
形状記憶合金の細長いアクチュエータに対して垂直に延
びる弾発性スイッチブレードを有する。アクチュエータ
は、常温で伸長した変形形状をなし、高温で収縮した回
復形状をなす。アクチュエータがスイッチブレードに取
り付けられ、アクチュエータが変形形状と回復形状との
間で変化するにつれてスイッチブレードを開放位置と閉
鎖位置の間で移動させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスイッチ技術分野に
関し、特に形状記憶合金製のアクチュエータを使用する
温度作動スイッチに関する。本発明は特に、形状記憶合
金製の細長いアクチュエータに対して全体的に垂直に延
びる弾発性のスイッチブレードを有する極めて小型のリ
レーあるいはサーモスタットに適用可能である。しかし
ながら、本発明はより広義の局面を有し、アクチュエー
タおよびスイッチブレードのその他の配置構成を有する
その他のタイプの温度作動スイッチにおいても使用可能
なことが認められる。
関し、特に形状記憶合金製のアクチュエータを使用する
温度作動スイッチに関する。本発明は特に、形状記憶合
金製の細長いアクチュエータに対して全体的に垂直に延
びる弾発性のスイッチブレードを有する極めて小型のリ
レーあるいはサーモスタットに適用可能である。しかし
ながら、本発明はより広義の局面を有し、アクチュエー
タおよびスイッチブレードのその他の配置構成を有する
その他のタイプの温度作動スイッチにおいても使用可能
なことが認められる。
【０００２】
【従来の技術】極めて小型のリレーやサーモスタット
は、比較的多数の部品を使用し、かつ極めて小さい寸法
の部品を安定して製造するのが困難なため極めて複雑で
ある。同じ理由からそのようなリレーやサーモスタット
は製造および組立が比較的困難になるので、そのためそ
れらを比較的高価なものにする。
は、比較的多数の部品を使用し、かつ極めて小さい寸法
の部品を安定して製造するのが困難なため極めて複雑で
ある。同じ理由からそのようなリレーやサーモスタット
は製造および組立が比較的困難になるので、そのためそ
れらを比較的高価なものにする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】温度作動スイッチを最
小数の部品で極めて小さい寸法で製造することが可能で
あり、比較的効率的かつ安定した要領で製造および組立
が出来ることが好ましい。
小数の部品で極めて小さい寸法で製造することが可能で
あり、比較的効率的かつ安定した要領で製造および組立
が出来ることが好ましい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】リレーのための重合体
（polymer）製のハウジングは弾発性のスイッチブレー
ドを受けれる空洞と、開放位置と閉鎖位置との間でスイ
ッチブレードを移動させる形状記憶合金製の細長いアク
チュエータとを有している。一対の端子部材が空洞内に
位置づけられた固定端子接点と、該端子接点からハウジ
ングの外向きに延びる端子リードとを有している。スイ
ッチブレードは該スイッチブレードが開放位置と閉鎖位
置との間で移動する際に固定端子接点の一方と協働する
可動ブレード接点を有している。
（polymer）製のハウジングは弾発性のスイッチブレー
ドを受けれる空洞と、開放位置と閉鎖位置との間でスイ
ッチブレードを移動させる形状記憶合金製の細長いアク
チュエータとを有している。一対の端子部材が空洞内に
位置づけられた固定端子接点と、該端子接点からハウジ
ングの外向きに延びる端子リードとを有している。スイ
ッチブレードは該スイッチブレードが開放位置と閉鎖位
置との間で移動する際に固定端子接点の一方と協働する
可動ブレード接点を有している。
【０００５】形状記憶合金製の細長いアクチュエータは
常温において伸長した変形形状を、高温では収縮した回
復形状を有している。アクチュエータの端部分は該アク
チュエータがその変形した形状と回復した形状との間で
変化するにつれてアクチュエータの長さの変動に伴って
その開放位置とその閉鎖位置との間でスイッチブレード
を移動させるようスイッチブレードに取り付けられてい
る。
常温において伸長した変形形状を、高温では収縮した回
復形状を有している。アクチュエータの端部分は該アク
チュエータがその変形した形状と回復した形状との間で
変化するにつれてアクチュエータの長さの変動に伴って
その開放位置とその閉鎖位置との間でスイッチブレード
を移動させるようスイッチブレードに取り付けられてい
る。
【０００６】好適実施例において、リレーは通常閉鎖さ
れ、可動接点は弾発性スイッチブレードの曲げ応力によ
って一方の端子接点と接触（engage）するよう弾圧され
ている。アクチュエータが高温においてその回復形状ま
で変化すると、アクチュエータの長さは収縮して、スイ
ッチブレードを可動接点を一方の固定端子接点から離れ
る方向に引張る。冷却すると、アクチュエータは伸長し
た変形した形状まで戻りスイッチブレードが可動接点を
一方の固定端子接点と接触させた状態でその閉鎖位置ま
で復帰し得るようにする。
れ、可動接点は弾発性スイッチブレードの曲げ応力によ
って一方の端子接点と接触（engage）するよう弾圧され
ている。アクチュエータが高温においてその回復形状ま
で変化すると、アクチュエータの長さは収縮して、スイ
ッチブレードを可動接点を一方の固定端子接点から離れ
る方向に引張る。冷却すると、アクチュエータは伸長し
た変形した形状まで戻りスイッチブレードが可動接点を
一方の固定端子接点と接触させた状態でその閉鎖位置ま
で復帰し得るようにする。
【０００７】一つの実施形態（配置構成）では、スイッ
チブレードは形状記憶合金製の細長いアクチュエータに
対して全体的に垂直方向に延び、アクチュエータはその
反対両端の中間の点においてスイッチブレードに取り付
けられている。
チブレードは形状記憶合金製の細長いアクチュエータに
対して全体的に垂直方向に延び、アクチュエータはその
反対両端の中間の点においてスイッチブレードに取り付
けられている。
【０００８】別の実施形態では、アクチュエータは複数
の巻回を有するコイルばねの形状をしており、ばねアク
チュエータが該ばねアクチュエータの端部分において隣
接するコイルの間でブレードを延在させることにより弾
発性スイッチブレードに取り付けられている。
の巻回を有するコイルばねの形状をしており、ばねアク
チュエータが該ばねアクチュエータの端部分において隣
接するコイルの間でブレードを延在させることにより弾
発性スイッチブレードに取り付けられている。
【０００９】別の実施形態では、ハウジングの空洞にお
ける掛け止め突起がスイッチブレードから遠隔のアクチ
ュエータの遠位端部分に取り付けられている。好適実施
例において、掛け止め突起はハウジングと一体物に一体
モールド成形され、ばねアクチュエータの遠位端部分に
おいて隣接するコイルの間を延びている。
ける掛け止め突起がスイッチブレードから遠隔のアクチ
ュエータの遠位端部分に取り付けられている。好適実施
例において、掛け止め突起はハウジングと一体物に一体
モールド成形され、ばねアクチュエータの遠位端部分に
おいて隣接するコイルの間を延びている。
【００１０】本発明の別の実施形態によれば、弾発性ス
イッチブレードは基部分によって接続された一対の概ね
平行なアームを有する全体的にＵ字形のスイッチブレー
ド部材である。アームの一方は他方のアームよりも長
く、弾発性のスイッチブレードを形成し、他方のアーム
は他方の端子接点と接触する。
イッチブレードは基部分によって接続された一対の概ね
平行なアームを有する全体的にＵ字形のスイッチブレー
ド部材である。アームの一方は他方のアームよりも長
く、弾発性のスイッチブレードを形成し、他方のアーム
は他方の端子接点と接触する。
【００１１】重合体製のハウジングは反対両端と、反対
両側部と、反対側の前面と後面とを有している。空洞は
ハウジングの反対両端に隣接して位置した両側の端の空
洞部分と、ハウジングの一方の側に隣接し、空洞の端部
分の間を延びる空洞接続部分を含む。全体的にU字形の
スイッチブレード部材は空洞の端部分に受け入れられた
そのアームと、空洞の接続部分に受け入れられた基部分
とを有している。
両側部と、反対側の前面と後面とを有している。空洞は
ハウジングの反対両端に隣接して位置した両側の端の空
洞部分と、ハウジングの一方の側に隣接し、空洞の端部
分の間を延びる空洞接続部分を含む。全体的にU字形の
スイッチブレード部材は空洞の端部分に受け入れられた
そのアームと、空洞の接続部分に受け入れられた基部分
とを有している。
【００１２】空洞は交差部分を有し、該交差部分から重
合体製のハウジングの反対両端の間を長手方向に延びて
いる脚部分を備えた全体的にＴ字形の部分を含む。弾発
性スイッチブレードが空洞の交差部分に受け入れられて
おり、一方アクチュエータが空洞の脚部分に受け入れら
れている。
合体製のハウジングの反対両端の間を長手方向に延びて
いる脚部分を備えた全体的にＴ字形の部分を含む。弾発
性スイッチブレードが空洞の交差部分に受け入れられて
おり、一方アクチュエータが空洞の脚部分に受け入れら
れている。
【００１３】ハウジングの前面は端子リードを受け入れ
るよう空洞とハウジングの反対両端部分の間を延びてい
る一対のノッチを有している。ノッチは、その他の位置
でも可能ではあるが、ハウジングの反対両側部の間で中
央に位置している。
るよう空洞とハウジングの反対両端部分の間を延びてい
る一対のノッチを有している。ノッチは、その他の位置
でも可能ではあるが、ハウジングの反対両側部の間で中
央に位置している。
【００１４】複数の固定用突起がハウジングの前面に超
音波溶接されており、空洞を閉鎖し、かつ端子をハウジ
ングに固定するためにハウジングの平坦な前面にカバー
を取り付けるために平坦なカバーの複数の固定具受入孔
に受け入れられるよう上向きに延びている。
音波溶接されており、空洞を閉鎖し、かつ端子をハウジ
ングに固定するためにハウジングの平坦な前面にカバー
を取り付けるために平坦なカバーの複数の固定具受入孔
に受け入れられるよう上向きに延びている。
【００１５】本発明の主要な目的は形状記憶合金製のア
クチュエータを有する改良された温度作動スイッチを提
供することである。
クチュエータを有する改良された温度作動スイッチを提
供することである。
【００１６】本発明の別の目的は最小数の部品を有し、
製造および組立が比較的簡単なスイッチを提供すること
である。
製造および組立が比較的簡単なスイッチを提供すること
である。
【００１７】本発明の別の目的は疲労による故障を最小
にするためにより厚くかつより強力なスイッチブレード
材料の使用を可能とするスイッチを提供することであ
る。
にするためにより厚くかつより強力なスイッチブレード
材料の使用を可能とするスイッチを提供することであ
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】図示が本発明の好適実施例を示す
目的であり、本発明を限定する目的ではない図面を参照
すれば、リレーあるいはサーモスタットＡは、反対両端
１０、１２と、反対両側部１４、１６と、反対側の前面
と後面１８、２０とを有する重合体製のハウジングＢを
含む。ハウジングＢは好適形態においては反対両端と、
反対両側部と、平坦で平行の面とを備えた矩形の中実の
ものとして示されているが、その他の形状も可能なこと
が認められる。
目的であり、本発明を限定する目的ではない図面を参照
すれば、リレーあるいはサーモスタットＡは、反対両端
１０、１２と、反対両側部１４、１６と、反対側の前面
と後面１８、２０とを有する重合体製のハウジングＢを
含む。ハウジングＢは好適形態においては反対両端と、
反対両側部と、平坦で平行の面とを備えた矩形の中実の
ものとして示されているが、その他の形状も可能なこと
が認められる。
【００１９】ハウジングＢは平坦な前面１８から内方に
延びた空洞を有し、反対両端１０、１２に隣接して位置
した空洞の反対両側部の端部分３０、３２と、側部１４
に隣接して空洞の端部分３０、３２の間を延びる空洞の
接続部分３４とを含む。
延びた空洞を有し、反対両端１０、１２に隣接して位置
した空洞の反対両側部の端部分３０、３２と、側部１４
に隣接して空洞の端部分３０、３２の間を延びる空洞の
接続部分３４とを含む。
【００２０】ハウジングＢにおける空洞は更に、空洞の
端部分３０から端部分３２に向って延び空洞の端部分３
２の手前で終端しているアクチュエータを受け入れる脚
部分３６を含む。空洞の端部分３０と脚部分３６とは一
緒になって全体的にＴ字形の空洞部分を形成しており、
端部分３０はＴ字形の空洞の交差部分であり、空洞部分
３６はＴ字形の空洞の脚部分である。
端部分３０から端部分３２に向って延び空洞の端部分３
２の手前で終端しているアクチュエータを受け入れる脚
部分３６を含む。空洞の端部分３０と脚部分３６とは一
緒になって全体的にＴ字形の空洞部分を形成しており、
端部分３０はＴ字形の空洞の交差部分であり、空洞部分
３６はＴ字形の空洞の脚部分である。
【００２１】一対の端子Ｃ，Ｄは空洞の端部分３０、３
２内に位置づけられた端子接点４０、４２と、ハウジン
グの両端１０、１２の端子接点４０、４２から外向きに
延びている両端子リード４４、４６とを有している。ハ
ウジングＢの前面１８は空洞の端部分３０、３２からハ
ウジングの反対両端１０、１２まで延びている中央ノッ
チ４８、５０を有している。端子リード４４、４６はノ
ッチ４８、５０に受け入れられ、ノッチの深さは端子リ
ード４４、４６の厚さと概ね同じである。
２内に位置づけられた端子接点４０、４２と、ハウジン
グの両端１０、１２の端子接点４０、４２から外向きに
延びている両端子リード４４、４６とを有している。ハ
ウジングＢの前面１８は空洞の端部分３０、３２からハ
ウジングの反対両端１０、１２まで延びている中央ノッ
チ４８、５０を有している。端子リード４４、４６はノ
ッチ４８、５０に受け入れられ、ノッチの深さは端子リ
ード４４、４６の厚さと概ね同じである。
【００２２】スイッチブレード部材Ｅは基部分６４によ
って接続された一対の離隔配置された全体的に平行なア
ーム６０、６２を含む全体的にＵ字形の形状を有してい
る。アーム６０および６２は空洞の端部分３０、３２に
受け入れられ、一方基部６４は空洞の接続部分３４に受
け入れられている。スイッチブレード部材Ｅのアーム６
２は端子接点４２と接触して曲げ応力を受けている。一
体のスイッチブレード部材Ｅのアーム６０はアーム６２
よりも長く、固定された端子接点４０と協働する可動接
点７０を有する弾発性のスイッチブレードを形成してい
る。
って接続された一対の離隔配置された全体的に平行なア
ーム６０、６２を含む全体的にＵ字形の形状を有してい
る。アーム６０および６２は空洞の端部分３０、３２に
受け入れられ、一方基部６４は空洞の接続部分３４に受
け入れられている。スイッチブレード部材Ｅのアーム６
２は端子接点４２と接触して曲げ応力を受けている。一
体のスイッチブレード部材Ｅのアーム６０はアーム６２
よりも長く、固定された端子接点４０と協働する可動接
点７０を有する弾発性のスイッチブレードを形成してい
る。
【００２３】形状記憶合金製の細長いアクチュエータＦ
は空洞の脚部分３６に受け入れられている。図示し、か
つ説明した装置構成においては、アクチュエータＦは複
数のコイル巻回を有するコイルばねの形状をしている。
ばねの一端部分７２は該一端部分７２において隣接する
コイル巻回の間でスイッチブレード６０を延在させるこ
とにより弾発性のスイッチブレード６０に取り付けられ
ている。アクチュエータＦはハウジングＢに掛け止めさ
れた反対側の遠位端部分７４を有している。好適実施例
においては、ハウジングＢと一体物に一体モールド成形
された掛け止め突起７６が空洞の脚部の遠位端７８に対
して離隔した関係で空洞の脚部３６から上向きに延びて
いる。
は空洞の脚部分３６に受け入れられている。図示し、か
つ説明した装置構成においては、アクチュエータＦは複
数のコイル巻回を有するコイルばねの形状をしている。
ばねの一端部分７２は該一端部分７２において隣接する
コイル巻回の間でスイッチブレード６０を延在させるこ
とにより弾発性のスイッチブレード６０に取り付けられ
ている。アクチュエータＦはハウジングＢに掛け止めさ
れた反対側の遠位端部分７４を有している。好適実施例
においては、ハウジングＢと一体物に一体モールド成形
された掛け止め突起７６が空洞の脚部の遠位端７８に対
して離隔した関係で空洞の脚部３６から上向きに延びて
いる。
【００２４】形状記憶合金製の細長いアクチュエータＦ
は常温において図１に示すように両接点４０、７０が閉
じている伸長した変形形状を有し、高温において図２に
示すように両接点４０、７０が開いている収縮した回復
形状を有している。アクチュエータＦが変形形状から回
復形状まで変化するとき、弾発性のスイッチブレード６
０を図１に示す位置から図２に示す位置まで引張り、可
動接点７０を固定端子接点４０との係合関係から移動さ
せる。冷却すると、アクチュエータＦはその伸長した変
形形状まで戻り、スイッチブレード６０を図１に示す位
置から後退する逆向きの運動を許容して両接点４０、７
０を再び閉じるようにすることが好ましい。
は常温において図１に示すように両接点４０、７０が閉
じている伸長した変形形状を有し、高温において図２に
示すように両接点４０、７０が開いている収縮した回復
形状を有している。アクチュエータＦが変形形状から回
復形状まで変化するとき、弾発性のスイッチブレード６
０を図１に示す位置から図２に示す位置まで引張り、可
動接点７０を固定端子接点４０との係合関係から移動さ
せる。冷却すると、アクチュエータＦはその伸長した変
形形状まで戻り、スイッチブレード６０を図１に示す位
置から後退する逆向きの運動を許容して両接点４０、７
０を再び閉じるようにすることが好ましい。
【００２５】スイッチは常閉よりも常開となるよう設計
し得ることが認められる。例えば、スイッチの通常位置
はスイッチブレード６０を開放状態で、かつ曲げ応力を
受けるように保持するよう形状記憶アクチュエータＦが
変形形状で長さが短くなっている図２に示すようにし得
る。形状記憶合金のオーステナイト変態温度において、
アクチュエータＦは接点を閉鎖するようスイッチブレー
ド６０が図２において左方へ移動し得るようにさせるた
めその伸長した回復形状に戻る。代替案として、固定接
点７０が図１においてスイッチブレード６０の反対側に
あり、可動接点がスイッチブレード６０とは反対側の他
の面まで移動するようにし得る。そうすれば、図１に示
す形態が常開状態となる。図２に示す位置まで移動する
と、移動させた固定接点と可動接点とは閉鎖する。
し得ることが認められる。例えば、スイッチの通常位置
はスイッチブレード６０を開放状態で、かつ曲げ応力を
受けるように保持するよう形状記憶アクチュエータＦが
変形形状で長さが短くなっている図２に示すようにし得
る。形状記憶合金のオーステナイト変態温度において、
アクチュエータＦは接点を閉鎖するようスイッチブレー
ド６０が図２において左方へ移動し得るようにさせるた
めその伸長した回復形状に戻る。代替案として、固定接
点７０が図１においてスイッチブレード６０の反対側に
あり、可動接点がスイッチブレード６０とは反対側の他
の面まで移動するようにし得る。そうすれば、図１に示
す形態が常開状態となる。図２に示す位置まで移動する
と、移動させた固定接点と可動接点とは閉鎖する。
【００２６】アクチュエータはコイルばねの好ましい形
態であるが、アクチュエータがその変形形状と回復形状
との間で変化するにつれて、収縮且つ伸長を提供する他
の形状が可能であることが認められる。例えば、アクチ
ュエータは正弦波のように若干波打つか、あるいはベロ
ーあるいはアコーデオンのような形状で、但し曲がりは
鋭くなくむしろ滑らかな曲がりで若干逆方向に曲がり得
る。
態であるが、アクチュエータがその変形形状と回復形状
との間で変化するにつれて、収縮且つ伸長を提供する他
の形状が可能であることが認められる。例えば、アクチ
ュエータは正弦波のように若干波打つか、あるいはベロ
ーあるいはアコーデオンのような形状で、但し曲がりは
鋭くなくむしろ滑らかな曲がりで若干逆方向に曲がり得
る。
【００２７】スイッチブレード部材Ｅはベリリウム銅あ
るいはその他の適切な材料で作ることが出来る。形状記
憶性アクチュエータＦによって提供される大きな力によ
ってスイッチブレード部材Ｅのためにより厚く、かつよ
り強力な平坦な材料の使用を可能とすることによって弾
発性スイッチブレード６０は疲労による故障を蒙ること
なくより多くの開閉サイクルを実行し得る。更に、より
厚い材料のためスイッチブレード６０が比較的大きな力
で固定端子接点４０と接触するよう可動接点７０を自動
的に弾圧し得るようにして抵抗を最小とする。
るいはその他の適切な材料で作ることが出来る。形状記
憶性アクチュエータＦによって提供される大きな力によ
ってスイッチブレード部材Ｅのためにより厚く、かつよ
り強力な平坦な材料の使用を可能とすることによって弾
発性スイッチブレード６０は疲労による故障を蒙ること
なくより多くの開閉サイクルを実行し得る。更に、より
厚い材料のためスイッチブレード６０が比較的大きな力
で固定端子接点４０と接触するよう可動接点７０を自動
的に弾圧し得るようにして抵抗を最小とする。
【００２８】形状記憶性アクチュエータＦの製造におい
て、ワイヤがコイルばねの形態に巻回され、形状記憶合
金のオーステナイト変態温度まで加熱される。マルテン
サイト状態まで冷却された後、アクチュエータＦは図１
で示す用途で使用するために所望の長さまで延伸され
る。アクチュエータＦがオーステナイト変態温度まで再
度加熱されると、図２に示すように延伸される前に有し
ていた長さまで収縮または長手方向に収縮する（contra
cts or longitudinally shrinks back）。延伸された長
さは一般に常温で形状記憶性アクチュエータが有する変
形形状として知られている。アクチュエータの収縮した
形状はオーステナイト変態温度においてとる回復形状と
して知られている。アクチュエータは冷却されると伸長
して接点を再度閉鎖し得るようにするマルテンサイト状
態に戻るように処理されることが好ましい。
て、ワイヤがコイルばねの形態に巻回され、形状記憶合
金のオーステナイト変態温度まで加熱される。マルテン
サイト状態まで冷却された後、アクチュエータＦは図１
で示す用途で使用するために所望の長さまで延伸され
る。アクチュエータＦがオーステナイト変態温度まで再
度加熱されると、図２に示すように延伸される前に有し
ていた長さまで収縮または長手方向に収縮する（contra
cts or longitudinally shrinks back）。延伸された長
さは一般に常温で形状記憶性アクチュエータが有する変
形形状として知られている。アクチュエータの収縮した
形状はオーステナイト変態温度においてとる回復形状と
して知られている。アクチュエータは冷却されると伸長
して接点を再度閉鎖し得るようにするマルテンサイト状
態に戻るように処理されることが好ましい。
【００２９】アクチュエータＦはニッケルチタニウムの
形状記憶合金製であることが好ましい。しかしながら、
銅−亜鉛−アルミニウムおよび銅−ニッケル−アルミニ
ウムを含む銅ベースの三元合金のようなその他の合金を
使用することも可能である。合金がその変形形状から回
復形状まで変化する遷移温度範囲は種々の形状記憶合金
成分を選定し、かつ熱処理方法を変えることによって変
更可能である。
形状記憶合金製であることが好ましい。しかしながら、
銅−亜鉛−アルミニウムおよび銅−ニッケル−アルミニ
ウムを含む銅ベースの三元合金のようなその他の合金を
使用することも可能である。合金がその変形形状から回
復形状まで変化する遷移温度範囲は種々の形状記憶合金
成分を選定し、かつ熱処理方法を変えることによって変
更可能である。
【００３０】ハウジングＢはこれと共に一体物に一体モ
ールド成形され、平坦な前面１８から上向きに突出して
いる複数の固定具突起８０−８３を有している。図３に
示す平坦で矩形の重合体製のハウジングカバーＧは複数
の固定具受入れ貫通孔を有しており、その中の２個のみ
を図３において９２と９３とで示す。孔は数が固定具８
０−８３の数と等しく、カバーの孔を通して固定用突起
８０−８３を受け入れるよう位置づけられている。固定
用突起８０−８３の方はカバーＧをハウジングＢの外側
面１８に取り付けるために変形し、ハウジングの空洞全
体を閉鎖し、端子Ｃ、Ｄをハウジング組立体に固定す
る。
ールド成形され、平坦な前面１８から上向きに突出して
いる複数の固定具突起８０−８３を有している。図３に
示す平坦で矩形の重合体製のハウジングカバーＧは複数
の固定具受入れ貫通孔を有しており、その中の２個のみ
を図３において９２と９３とで示す。孔は数が固定具８
０−８３の数と等しく、カバーの孔を通して固定用突起
８０−８３を受け入れるよう位置づけられている。固定
用突起８０−８３の方はカバーＧをハウジングＢの外側
面１８に取り付けるために変形し、ハウジングの空洞全
体を閉鎖し、端子Ｃ、Ｄをハウジング組立体に固定す
る。
【００３１】厳密には例示であって、限定的ではない
が、ハウジング部材Ｂは反対両端１０、１２の間の長さ
が約１４．２７４ミリ（０．５６２インチ)であり、反
対両側部１４、１６の間の幅が約８．６３６ミリ（０．
３４０インチ）であり、前面と後面１８、２０の間の厚
さが約２．８１９ミリ（０．０１０インチ）である。突
起８０―８３は前面１８から約０．２５４ミリ（０．０
１０インチ）上向きに延びている。弛緩した未設置状態
のばねＦの長さはその反対両端の間で測定して約６．９
９ミリ（０．２７５インチ）である。ばねＦは直径が約
０．２５４ミリ（０．０１０インチ）の円形のワイヤか
ら作られ、内径が約１．７７８ミリ（０．０７０イン
チ）である円筒形のコイルに形成される。スイッチブレ
ード部材Ｅは厚さが約０．２５４ミリ（００１０イン
チ）であり、幅が約１．７７８ミリ（０．０７０イン
チ）である。スイッチブレード６０とアーム６２との外
向きに面する面の間のスイッチブレード部材Ｅの長さは
約１０．０３３ミリ（０．３９５インチ）である。
が、ハウジング部材Ｂは反対両端１０、１２の間の長さ
が約１４．２７４ミリ（０．５６２インチ)であり、反
対両側部１４、１６の間の幅が約８．６３６ミリ（０．
３４０インチ）であり、前面と後面１８、２０の間の厚
さが約２．８１９ミリ（０．０１０インチ）である。突
起８０―８３は前面１８から約０．２５４ミリ（０．０
１０インチ）上向きに延びている。弛緩した未設置状態
のばねＦの長さはその反対両端の間で測定して約６．９
９ミリ（０．２７５インチ）である。ばねＦは直径が約
０．２５４ミリ（０．０１０インチ）の円形のワイヤか
ら作られ、内径が約１．７７８ミリ（０．０７０イン
チ）である円筒形のコイルに形成される。スイッチブレ
ード部材Ｅは厚さが約０．２５４ミリ（００１０イン
チ）であり、幅が約１．７７８ミリ（０．０７０イン
チ）である。スイッチブレード６０とアーム６２との外
向きに面する面の間のスイッチブレード部材Ｅの長さは
約１０．０３３ミリ（０．３９５インチ）である。
【００３２】本発明を好適実施例を参照して示し、かつ
説明してきたが、本明細書を読み、かつ理解すると当業
者には均等な代替案および修正が想起されることは明ら
かである。本発明はそのような均等な代替案や修正を全
て包含しており、特許請求の範囲によってのみ限定され
る。
説明してきたが、本明細書を読み、かつ理解すると当業
者には均等な代替案および修正が想起されることは明ら
かである。本発明はそのような均等な代替案や修正を全
て包含しており、特許請求の範囲によってのみ限定され
る。
【図１】本願に従って構成され、スイッチブレードを閉
鎖位置で示しているリレーあるいはサーモスタットの上
面図である。
鎖位置で示しているリレーあるいはサーモスタットの上
面図である。
【図２】スイッチブレードを開放位置で示す図１と類似
の図面である。
の図面である。
【図３】図１および図２に示すリレーと共に使用される
ハウジングカバーの側面図である。
ハウジングカバーの側面図である。
【図４】図１と図２とに示すリレーあるいはサーモスタ
ットの側面図である。
ットの側面図である。
Ａ リレー Ｂ ハウジング Ｃ、Ｄ 端子 Ｅ スイッチプレート Ｆ アクチュエータ １０、１２ ハウジングの端部 １４、１６ ハウジングの側部 １８ ハウジングの前面 ２０ ハウジングの後面 ３０、３２ 空洞の端部分 ３４ 空洞の接続部分 ３６ 空洞の脚部分 ４０、４２ 端子接点 ４４、４６ 端子リード ４８、５０ ノッチ ６０、６２ スイッチブレードのアーム ６４ スイッチブレードの基部分 ７０ 可動接点 ７６ 掛け止め突起 ９２、９３ 固定具受入れ孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム エフ、クイン アメリカ合衆国 オハイオ、グリニッチ、 2644 エス、アール、13 (72)発明者 マーク エイ、ロバーツ アメリカ合衆国 オハイオ、マンスフィー ルド、ウッドワード アベニュー 504 (72)発明者 リチャード イー、ウェルチ アメリカ合衆国 オハイオ、レキシント ン、フレドリック ストリート 39 (72)発明者 デビッド ダブリュ、クロウ アメリカ合衆国 ミシガン、スプリング レイク、ハイランド ドライブ 16319
Claims (29)
- 【請求項１】 空洞を内部に有する重合体製のハウジン
グと、前記空洞における端子接点と、前記端子接点から
前記ハウジングの外向きに延びている端子リードとを有
する一対の端子と、前記端子接点の一方と通常接触して
いる可動ブレード接点を有し、前記端子接点の他方と導
電関係で接続されている弾発性スイッチブレードと、前
記空洞に位置づけられた形状記憶合金製の細長いアクチ
ュエータであって、一方の端部分が前記スイッチブレー
ドに取り付けられ、反対側の端部分が前記ハウジングに
取り付けられ、前記ブレード接点が一方の前記端子接点
と接触する常温において伸長した変形した形状を有し、
前記アクチュエータが前記スイッチブレードを一方の前
記端子接点から離れる方向に折り曲げて前記ブレード接
点を一方の前記端子接点から分離する高温において収縮
した回復形状を有する前記アクチュエータとを含むこと
を特徴とする温度作動のスイッチ。 - 【請求項２】 前記アクチュエータがコイルばねの形状
をしていることを特徴とする、請求項１に記載のスイッ
チ。 - 【請求項３】 前記コイルばねが複数の巻回を有し、前
記スイッチブレードが前記アクチュエータの一方の前記
端部において前記コイルの隣接する巻回の間に受け入れ
られていることを特徴とする、請求項２に記載のスイッ
チ。 - 【請求項４】 前記空洞が内部に掛け止め突起を有し、
該掛け止め突起が前記アクチュエータの反対側の前記端
部分において前記コイルの隣接する巻回の間に受け入れ
られていることを特徴とする、請求項３に記載のスイッ
チ。 - 【請求項５】 前記ハウジングが該ハウジングの反対側
の両端を有し、前記端子のリードが前記ハウジングの反
対側両端において前記ハウジングから外向きに延びてい
ることを特徴とする、請求項１に記載のスイッチ。 - 【請求項６】 前記空洞が交差部分と該交差部分から延
びている脚部分とを有する全体的にＴ字形部分を含み、
前記スイッチブレードと一方の前記端子接点とが前記空
洞の前記交差部分に位置しており、前記アクチュエータ
が前記脚部分に位置していることを特徴とする、請求項
１に記載のスイッチ。 - 【請求項７】 前記空洞の前記脚部分が前記交差部分か
ら遠隔の遠位端部分を有し、前記空洞の前記遠位端部分
における掛け止め突起と、前記アクチュエータの前記反
対側の端部分とが前記掛け止め突起に取り付けられてい
ることを特徴とする、請求項１に記載のスイッチ。 - 【請求項８】 前記アクチュエータが複数の巻回を有す
るコイルばねの形状をしており、前記スイッチブレード
が前記アクチュエータの一方の前記端部における前記コ
イルの隣接する巻回の間を延びており、前記掛け止め突
起が前記アクチュエータの前記反対側の端部における前
記コイルの隣接する巻回の間を延びていることを特徴と
する、請求項７に記載のスイッチ。 - 【請求項９】 基部によって接続された一対の離隔配置
されたアームを備えた全体的にＵ字形の一体物のスイッ
チブレード部材を含み、前記スイッチブレードが一方の
前記アームによって画成され、他方の前記アームが他方
の前記端子接点と接触していることを特徴とする、請求
項１に記載のスイッチ。 - 【請求項１０】 一方の前記アームの長さが他方の前記
アームの長さよりも著しく長いことを特徴とする、請求
項９に記載のスイッチ。 - 【請求項１１】 前記ハウジングが反対両端と反対両側
部とを有し、前記端子が、前記端子リードを前記ハウジ
ングの反対側の両端で該ハウジングの外向きに延びるよ
うにさせて前記反対両端に隣接して位置しており、前記
空洞がその端部分を前記ハウジングの端部分に隣接して
位置させて、かつその端部分を前記ハウジングの一方の
側部に隣接して前記空洞の端部分の間を延びる該空洞の
接続部分によって接続された全体的にＵ字形の空洞部分
を有し、前記空洞が該空洞の接続部分から離隔し、該空
洞の端部分の一方から該空洞の他方に向って延びている
脚部分を有し、前記空洞の脚部分が該空洞の他方の端部
分に隣接しているが離隔配置された遠位端部分を有し、
前記スイッチブレードが、前記空洞の端部分に受け入れ
られたスイッチブレード部材のアームと前記空洞の接続
部分に受け入れられたスイッチブレード部材の基部分と
を有する、全体的にＵ字形のスイッチブレード部材の一
部であり、前記スイッチブレードが前記スイッチブレー
ド部材のアームの一方によって画成され、前記スイッチ
ブレード部材のアームの他方が前記端子接点の他方と接
触しており、前記アクチュエータが前記空洞の脚部分に
位置づけられていることを特徴とする、請求項１に記載
のスイッチ。 - 【請求項１２】 前記アクチュエータが複数の巻回を有
するコイルばねの形状をしており、前記スイッチブレー
ドが前記アクチュエータの一方の端部分において前記コ
イルの巻回の中の隣接する巻回の間に受け入れられ、前
記空洞の前記脚部分の前記遠位端部分が前記アクチュエ
ータの他方の端部分において前記コイルの巻回の中の隣
接する巻回の間に受け入れられた掛け止め突起を有する
ことを特徴とする、請求項１１に記載のスイッチ。 - 【請求項１３】 前記空洞を閉鎖するカバーを含み、前
記ハウジングがそこから突出した複数の一体の固定用突
起を有し、前記カバーが、該カバーを前記ハウジングに
取り付けるために前記固定用突起がそこを通して延びる
固定用突起受入れ孔を有していることを特徴とする、請
求項１に記載のスイッチ。 - 【請求項１４】 反対両端と、反対両側部と、反対側に
ある前面と後面とを有する重合体製のハウジングと、前
記前面にある空洞と、前記前面にあり前記空洞と前記反
対両端との間を延びるノッチと、該ノッチに受け入れら
れた端子リードと前記空洞に位置づけられた端子接点と
を有する一対の端子と、前記空洞に位置づけられ、前記
端子接点の一方と通常接触しているブレード接点を有す
るスイッチブレードであって、前記端子接点の他方と導
電関係で接続されている前記スイッチブレードと、端部
分が前記スイッチブレードに取り付けられている形状記
憶合金製の細長いアクチュエータであって、前記ブレー
ドが一方の前記端子接点と接触している常温においては
伸長した変形形状であり、前記スイッチブレードが一方
の前記端子接点から分離している開放位置まで該スイッ
チブレードが移動する高温において収縮した回復形状で
あるアクチュエータとを含むことを特徴とするスイッチ
組立体。 - 【請求項１５】 前記ノッチが深さを有し、前記端子リ
ードが厚さを有し、前記ノッチの深さは前記端子リード
の厚さと概ね同じであることを特徴とする、請求項１４
に記載のスイッチ組立体。 - 【請求項１６】 前記前面に取り付けられて前記空洞を
閉鎖し、前記端子を前記ハウジングに対して固定するカ
バーを含むことを特徴とする、請求項１５に記載のスイ
ッチ組立体。 - 【請求項１７】 前記ハウジングの前記前面から上向き
に延びている固定用突起を含み、前記カバーが該カバー
を前記ハウジングに取り付けるために固定用突起がそこ
を通して延びる固定用突起受け入れ孔を内部に有してい
ることを特徴とする、請求項１６に記載のスイッチ組立
体。 - 【請求項１８】 前記アクチュエータが前記反対両端の
間の方向を延び、前記スイッチブレードに取り付けられ
る一方の前記端部分から離隔した遠位端部分を有し、掛
け止め突起が前記空洞に位置し前記ハウジングと一体物
になされ、前記遠位端部分が前記掛け止め突起に取り付
けられていることを特徴とする、請求項１４に記載のス
イッチ組立体。 - 【請求項１９】 前記アクチュエータが複数のコイルを
有するコイルばねの形状をしており、前記アクチュエー
タが該アクチュエータを前記スイッチブレードに取り付
けるために該アクチュエータの一方の前記端部分におい
て前記複数のコイル中の隣接するコイルを通して延びて
いることを特徴とする、請求項１４に記載のスイッチ組
立体。 - 【請求項２０】 前記ばねが一方の前記端部分とは反対
側の遠位端部分および前記遠位端部分において前記コイ
ルの中の隣接するコイルの間に受け入れられた前記空洞
内における掛け止め突起を有することを特徴とする、請
求項１９に記載のスイッチ組立体。 - 【請求項２１】 その軸線に沿って延びる形状記憶合金
製の細長いアクチュエータと、前記アクチュエータの軸
線を横切る方向に延びている弾発性のスイッチブレード
とを含むスイッチ組立体であって、該スイッチ組立体が
固定接点を有しており、前記スイッチブレードが可動接
点を有しており、前記スイッチブレードが前記接点の閉
鎖位置と開放位置との間で移動可能であり、前記アクチ
ュエータが前記スイッチブレードに取り付けられた端部
分を有し、前記アクチュエータが常温において延伸した
変形形状を、高温において収縮した回復形状を有してお
り、前記接点は前記アクチュエータが前記形状の一方で
あるときに前記閉鎖位置にあり、前記アクチュエータが
前記形状の他方であるときに前開放位置にあることを特
徴とするスイッチ組立体。 - 【請求項２２】 前記アクチュエータがコイルばねの形
状をしていることを特徴とする、請求項２１に記載のス
イッチ組立体。 - 【請求項２３】 前記コイルばねが複数の巻回を有し、
前記スイッチブレードが前記アクチュエータの一方の前
記端部分において前記コイルの巻回の中の隣接する巻回
の間に受け入れられていることを特徴とする、請求項２
２に記載のスイッチ組立体。 - 【請求項２４】 前記空洞が内部に掛け止め突起を有
し、前記掛け止め突起が前記アクチュエータの反対側の
端部分において前記コイルの巻回の中の隣接する巻回の
間に受け入れられていることを特徴とする、請求項２３
に記載のスイッチ組立体。 - 【請求項２５】 前記ハウジングが該ハウジングの反対
側の両端を有し、前記端子のリードが前記ハウジングの
反対側の両端において該ハウジングから外向きに延びて
いることを特徴とする、請求項２１に記載のスイッチ組
立体。 - 【請求項２６】 前記空洞が交差部分と該交差部分から
延びている脚部分とを有する全体的にＴ字形の部分を含
み、前記スイッチブレードと前記端子接点の一方が前記
空洞の前記交差部分にあり、前記アクチュエータが前記
脚部分にあることを特徴とする、請求項２１に記載のス
イッチ組立体。 - 【請求項２７】 前記空洞の前記脚部分が前記交差部分
から離れた遠位端部分、および前記空洞の前記遠位端部
分に位置する掛け止め突起を有しており、前記アクチュ
エータの反対側の端部分が前記掛け止め突起に取り付け
られていることを特徴とする、請求項２１に記載のスイ
ッチ組立体。 - 【請求項２８】 前記アクチュエータが複数の巻回を有
するコイルばねの形状をしており、前記スイッチブレー
ドが前記アクチュエータの一方の前記端部分において前
記コイルの巻回の中の隣接する巻回の間を延び、および
前記掛け止め突起が前記アクチュエータの反対側の端部
分において前記コイルの巻回の中の隣接する巻回の間を
延びていることを特徴とする、請求項２７に記載のスイ
ッチ組立体。 - 【請求項２９】 基部分によって接続された一対の離隔
配置されたアームを備えた全体的にＵ字形である一体物
のスイッチブレードを含み、前記スイッチブレードが前
記アームの一方によって画成され、前記アームの他方が
他方の前記端子接点と接触していることを特徴とする、
請求項２１に記載のスイッチ組立体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US369729 | 1999-08-06 | ||
| US09/369,729 US6239686B1 (en) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | Temperature responsive switch with shape memory actuator |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP2000159373A Pending JP2001052579A (ja) | 1999-08-06 | 2000-05-30 | 温度作動スイッチ |
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|---|---|
| US (1) | US6239686B1 (ja) |
| EP (1) | EP1075009A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001052579A (ja) |
| KR (1) | KR20010020843A (ja) |
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| TW (1) | TW464893B (ja) |
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