JP2003187682A - 熱応動スイッチ - Google Patents
熱応動スイッチInfo
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Abstract
防止することができると共に、組み立てが容易な熱応動
スイッチの構造を提供する。 【解決手段】 有底状のハウジング1と、このハウジン
グ1の内底面に配設された固定接点3と、温度に応じて
反転可能な反転部5aを有し固定接点3と接離する可動
接点6が一端側に固着されたバイメタル片5と、このバ
イメタル片5の他端側が重ね合わされて片持ち状に固着
されると共にハウジング1の内底面に配設された固定端
子4とを備え、ハウジング1には、バイメタル片5の外
縁部と当接してバイメタル片5が反転部5aの反転方向
と交差する方向に回転移動するのを規制する金属材から
なる規制部材4dを形成した。
Description
関し、特にバイメタル片の熱応動によって可動接点を反
転させて電気接点を開閉させるスイッチの構造に関す
る。
金属を複数枚張り合わせた熱応動素子(バイメタル)を
可動片とする可動電極と、この可動電極と共に常時閉接
点形の回路を構成する固定電極とが設けられており、電
気機器の回路に接続されてその電気機器を保護してい
る。
応動スイッチは、その電気機器に過大な電流が流れた
り、周囲温度が異常に高くなった時には、バイメタルの
湾曲反転作用でスイッチ接点を開く構造になっているた
め、電気機器への給電が遮断されるようになっている。
そして、電気機器への給電が遮断されることにより周囲
温度が低下することで、バイメタルが自動復帰し、スイ
ッチ接点は再び閉じ給電を再開することから、危険防止
に役立つと共に電気機器を常に所定の温度範囲で動作さ
せることが可能となっている。
び図9に示す。図8はカバーを外した状態の平面図、図
9はバイメタル片の平面図である。
は、合成樹脂などの絶縁材で有底の箱状に形成されたハ
ウジング21の内底面に、導電性の金属からなる一対の
固定端子22、23が一定の間隔をおいて対向して配設
されている。この一方の固定端子22には固定接点24
が形成されており、また他方の固定端子23には一端側
に可動接点25が固着されたバイメタル片26が片持ち
状に固着されたものとなっている。
24と接離可能なように一定の間隔を開けて対向して配
設されており、また、前記バイメタル片26には、中央
にドーム状の反転部26aが形成されており、この反転
部26aが温度の変化に応じて反転可能なように形成さ
れている。なお、通常の状態では前記可動接点25は前
記固定接点24と接触されており、スイッチ回路はオン
の状態となっている。
端子23上にレーザ溶接などの方法で固着されており、
このレーザ溶接する位置としては、前記反転部を介して
前記可動接点25とは対向する他端側に形成されるもの
となっている。また、図示はしないが、前記バイメタル
片26が収納されたハウジング21の開口部を覆うよう
に板状のカバーが取り付けられている。
端子23上に固着する場合には、前記可動接点25が固
着された前記バイメタル片26を、バイメタル吸引治具
などを使用して前記ハウジング21の所定位置に位置決
めして前記固定端子23上に重ね合わせて組み込み、次
の工程において、ハウジング21の上面側からレーザ照
射装置によってレーザ溶接を行い組み立てていた。
た位置規制用溝部21aと、前記バイメタル片26に設
けられた位置規制用突起部26bとにより、前記バイメ
タル片26が前記反転部26aの反転方向と交差する方
向に回転移動するのを規制するようにしていた。
機器に取り付ける場合や、熱応動スイッチを実装した電
気機器へ他の部品を取り付ける場合に、超音波溶着を使
用する場合がある。この場合、上述した従来の熱応動ス
イッチは、前記バイメタル片26の固着をレーザー溶接
で行っており、構造上溶接ポイントが小さいことから、
超音波の振動により、前記バイメタル片26が回転して
しまい、樹脂製の前記ハウジング21の内壁と当接して
振動エネルギーで当接個所が溶けたり、前記可動接点2
5が剥離してしまうという問題があった。また、振動で
回転しないように溶接個所を増やすと、組み立てが煩雑
になるという問題があった。
解決し、超音波溶着を行う際のバイメタル片の回転を防
止することができると共に、組み立てが容易な熱応動ス
イッチの構造を提供することを目的とする。
に本発明では第1の手段として、有底状のハウジング
と、このハウジングの内底面に配設された固定接点と、
温度に応じて反転可能な反転部を有し前記固定接点と接
離する可動接点が一端側に固着されたバイメタル片と、
このバイメタル片の他端側が重ね合わされて片持ち状に
固着されると共に前記ハウジングの内底面に配設された
固定端子とを備え、前記ハウジングには、前記バイメタ
ル片の外縁部と当接して前記バイメタル片が前記反転部
の反転方向と交差する方向に回転移動するのを規制する
金属材からなる規制部材を形成したことを特徴とする。
は、前記バイメタル片の一端側に固着された前記可動接
点とは反対側の前記固定端子に片持ち状に固着された他
端側の固着部近傍に形成したことを特徴とする。
を、前記固定端子に一体的に形成したことを特徴とす
る。
片に、下方へ折り曲げられた突片を形成すると共に、前
記固定端子に、一部が切り欠かれた開口部を形成し、前
記開口部に前記突片を係合することにより前記バイメタ
ル片が回転移動するのを規制するようにしたことを特徴
とする。
開口部に、対向する一対の腕部を形成し、この腕部を前
記バイメタル片の突片方向へ変形させ、前記腕部で前記
突片を挟み込むようにしたことを特徴とする。
図7に示す。図1は熱応動スイッチのカバーを外した状
態の平面図、図2は図1の2−2線における断面図、図
3は図1の3−3線における断面図、図4は可動接点を
固着した状態のバイメタル片の平面図、図5は同じく正
面図、図6は固定端子の平面図、図7は同じく平面図で
ある。
の絶縁材で上面が開口された箱状に形成されている。こ
のハウジング1の内底部には、後述する各端子が配設さ
れており、この各端子の一端部は前記ハウジング1の両
側面側から外方へ導出されたものとなっている。また、
前記ハウジング1の内底面の中央には、この内底面から
半球状に突出した支持突起部1aが設けられている。
方形状の溝部1bが形成されており、この溝部1bに、
後述するバイメタル片5の支持片部5bが係合され案内
されるものとなっている。
側から、後述する各端子の裏面に達するガイド穴1c、
1dが設けられている。このガイド穴1c、1dは、各
端子を前記ハウジング1内にインサート成形する場合
に、各端子の位置決めを行うための成形金型に設けられ
たガイドピンのピン跡である。
で平板状に形成されている。この第1の端子2の一端側
には、前記ハウジング1の内底面に表出する小円形の平
面からなる固定接点3が設けられており、この第1の端
子2の他端側には、前記ハウジング1の側面部から外方
へ導出されて他の電気機器の回路等に接続される接続端
子部2bが設けられている。
点3と前記接続端子部2bとの間で、前記固定接点3の
近傍に幅広状の窓孔部2cが設けられている。この窓孔
部2cは、前記第1の端子2の長手方向の、前記固定接
点3を通る中心線上に形成されており、かつ、前記第1
の端子2の幅方向に、前記窓孔部2cの幅が前記固定接
点3の外周幅よりも大きくなるように形成されている。
また、前記窓孔部2cは、前記固定接点3の外周に合わ
せて周回するように切り込み形成されたものとなってい
る。
2cを含む部分に傾斜部(図示せず)が設けられてお
り、この傾斜部を介して前記固定接点3と、前記接続端
子部2bとが接続された構成となっている。前記第1の
端子2が前記ハウジング1に取付けられる場合には、前
記傾斜部部分が前記ハウジング1の内底部に埋設されて
取付けられるものとなっている。
金属材で平板状に形成されている。この第2の端子4の
一端側には、プレスなどで偏肉させて突出部4aが形成
されており、この突出部4aは後述するバイメタル片5
の一端部を固着する溶着部となっている。また、この第
2の端子4の他端側には、前記ハウジング1の側面部か
ら外方へ導出されて他の電気機器の回路等に接続される
接続端子部4bが設けられている。
イメタル片5を固着する前記突出部4aと前記接続端子
部4bとの間で、前記突出部4aの近傍に幅広状の窓孔
部4cが設けられている。この窓孔部4cは、前記第2
の端子4の長手方向の、前記突出部4aを通る中心線上
に形成されており、かつ、前記第2の端子4の幅方向
に、前記窓孔部4cの幅が前記突出部4aの幅よりも大
きくなるように形成されている。また、前記窓孔部4c
は、前記突出部4aの外周に合わせてほぼ周回するよう
に切り欠き形成されたものとなっている。
aの外周部から前記窓孔部4c内に向かって延出された
一対の腕部4d、4dが形成されており、この一対の腕
部4d、4dの間には、方形状に切り欠いた開口部4e
が設けられている。すなわち、前記窓孔部4c内に前記
開口部4eを挟んで対向して前記一対の腕部4d、4d
が形成されたものとなっている。前記開口部4eに、後
述するバイメタル片5の突片5cが挿入されて前記一対
の腕部4d、4dと係合されるものとなっている。
4cを含む部分に傾斜部4fが設けられており、この傾
斜部4fを介して後述するバイメタル片5が固着される
突出部4aと、前記接続端子部4bとが接続された構成
となっている。前記第2の端子4が前記ハウジング1に
取付けられる場合には、前記傾斜部4f部分が前記ハウ
ジング1の内底部に埋設されて取付けられるものとなっ
ている。
い材料からなる高膨張材と、電気抵抗の低い材料からな
る低膨張材との、熱膨張率の異なる2種類の金属材料を
平板状に積層接合して形成されている。このバイメタル
片5の自由端となる一端側には、前記固定接点3と接離
する、銀酸化錫等からなる可動接点6が電気溶接等の方
法で固着されており、一方、他端側は、前記第2の端子
4に設けられた前記突出部4aにレーザー溶接等の方法
で固着されたものとなっている。この場合、前記第2の
端子4と前記バイメタル片5の他端側との結合箇所は、
面全体ではなく、前記突出部4aのみとの部分的結合と
なることから、前記バイメタル片5が反転動作する場合
に動作特性を阻害しないようになっている。
反転作用を助長するための膨出したドーム状の反転部5
aが形成されており、この反転部5aを形成すること
で、前記バイメタル片5の、温度特性、すなわち、温度
に応じた反転動作を確実に行えるようにしている。
記第2の端子4との固着位置より外方には、前記反転部
5aの形成位置とは反対側に延出する支持片部5bが形
成されている。この支持片部5bは、前記可動接点6と
前記第2の端子4との固着部とを結ぶ中心線に対して直
交する方向で、且つ平面方向へそれぞれ対向して一対延
出した状態で形成されている。
に略直角に折り曲げられた突片5cが形成されており、
この突片5cが前記ハウジング1の前記溝部1bに表出
された前記第2の端子4の窓孔部4cに設けられた前記
開口部4eに挿入されて一対の前記腕部4d、4dと係
合されることにより、前記バイメタル片5が前記ハウジ
ング1に位置決めされるものとなっている。
前記支持片部5bとの間には、前記第2の端子4との結
合個所としての平坦部5dが形成されており、この平坦
部5dと前記第2の端子4の突出部4aとが溶接されて
固着されるものとなっている。
の端子4との固着部を介して、前記反転部5aの形成位
置とは反対側に延設されていることから、前記バイメタ
ル片5を前記ハウジング1に組込む際に、前記バイメタ
ル片5の反転部5aの変形を防止することができ、組立
を容易に行うことが可能となっている。
に略直角に折り曲げられた突片5cが形成されており、
この突片5cが前記第2の端子4の窓孔部4cに設けら
れた前記開口部4eに挿入されて一対の前記腕部4d、
4dと係合されることから、前記バイメタル片5の回転
方向の動きを効果的に抑制することが可能となり、位置
決め精度が向上されるものとなる。
記開口部4e及び一対の腕部4d、4dは、前記バイメ
タル片5の一端側に固着された前記可動接点6とは反対
側の片持ち状に固着された固着部近傍に形成されている
ので、前記バイメタル片5の前記可動接点6側が反転移
動する場合においてもお互いが擦れて動作不良になるこ
とがなく、確実に位置規制することができるものとなっ
ている。
置規制を行う規制部は、固定端子である前記第2の端子
4に一体的に形成されているので、新たに規制部材を設
ける必要がなく、部品点数を増やすことなく位置規制が
できるため、廉価対応が図れるものとなっている。
材から略板状に形成されたカバーが、前記ハウジング1
の開口部上に取り付けられ、前記ハウジング1の内部に
配設された前記第1、第2の端子2、4、前記バイメタ
ル片5、及び前記可動接点6、前記固定接点3等への塵
埃やガスなどの影響を防止するものとなっている。
組立について説明する。まず、所定間隔で送り孔を形成
した帯状の金属板をプレス成形して形成した前記第1、
第2の端子2、4を前記ハウジング1の内底部にインサ
ート成形などの方法で一体的に埋設し、多数のハウジン
グ1が帯状に連続形成されたフープ材を形成する。
タル片5の平坦部5dを吸着保持して、前記ハウジング
1に、前記固定接点3と可動接点6とが対向し、かつ前
記第2の端子4の突出部4aと一端部が重なり合った状
態で前記バイメタル片5を組み込む。この時、前記バイ
メタル片5には、前記可動接点6の固着方向とは反対側
で、かつ長手方向とは直交する方向に延出する支持片部
5bが形成されており、この支持片部5bが前記ハウジ
ング1の前記溝部1bに係合されることにより、前記バ
イメタル片5が前記ハウジング1に案内されるものとな
る。
前記突片5cが、前記第2の端子4の窓孔部4cに設け
られた前記開口部4eに挿入されて一対の前記腕部4
d、4dと係合されることから、前記バイメタル片5の
回転方向の動きを効果的に抑制することが可能となり、
位置決め精度が向上されるものとなる。また、構成が簡
易なため、組み立ての作業性も向上されるものとなる。
4d、4dを前記バイメタル片5の前記突片5cの方向
にプレスなどの方法で変形させてやることで、前記腕部
4d、4dで前記突片5cを挟み込むようにすることに
より、お互いの隙間を小さくでき、更に強固に前記バイ
メタル片5cの回転を規制することができるものとな
る。
前記バイメタル片5の一端部の上面に、溶接時のバイメ
タル片5の固定及び吸熱を行う当て板を当接させた状態
で、前記ハウジング1の底面に形成された前記ガイド穴
1cから前記固定端子4の底面にレーザ照射装置により
溶接用のレーザ光を照射して、前記バイメタル片5を前
記固定端子4の突出部4aに接合させる。
に、カバーを取り付け、フープ材から個々の熱応動スイ
ッチに切断して分離することで組立が完了する。
動作について説明する。常温及び通常の使用温度におい
ては、お互いに対向されて配置されている前記可動接点
6と前記固定接点3は、お互いに接触して接点がオン状
態となっている。この状態から何らかの原因で温度が上
昇すると、前記可動接点6が固着されている前記バイメ
タル片5に設けられた前記反転部5aが、温度の上昇に
応じて反転動作を行う。この時、前記バイメタル片5に
固着されている前記可動接点6は、前記バイメタル片5
と共に駆動され、前記固定接点3から離間することとな
り、接点がオフ状態となる。この場合、反転した前記バ
イメタル片5の前記反転部5aは、その膨出部が反転
し、前記固定接点3の方向、即ち、前記ハウジング1の
内底面の方向へ突出する。
温に戻ると、前記バイメタル片5の前記反転部5aは温
度の下降に応じて反転復帰し、前記固定接点3の方向と
は反対の方向へ突出することから、前記可動接点6が前
記固定接点3に接触して接点がオン状態となり、初期の
状態に復帰するものとなる。
においては、前記バイメタル片5の中央部に、温度に応
じて反転する際の、反転作用を助長するための膨出した
ドーム状の反転部5aが形成されていることから、反転
動作が確実に行われるものとなる。
持突起部1aを設けている。そのため、温度の下降時
に、万が一、前記反転部5aが徐々に温度が変化した
(徐冷された)ことにより反転されずに復帰した場合に
は、前記反転部5aがこの支持突起部1aに当接するこ
とから、前記可動接点6と前記固定接点3との接触が離
間状態に保たれ、温度上昇時に再度反転する場合の可動
接点6と固定接点3との接点のチャタリングの発生防止
が図れるものとなっている。
ジング1に配設される固定端子である前記第2の端子4
の一部に、前記バイメタル片5の一部を切り曲げて形成
した前記突片5cと当接して、前記バイメタル片5が反
転部5aの反転方向と交差する方向に回転移動するのを
規制するための前記一対の腕部4d、4dと開口部4e
を設けるようにしてあるので、金属製の前記第2の端子
4と前記バイメタル片5との組み合わせによって、前記
バイメタル片5の回転移動を規制する係合部の当接個所
が金属同士となるように形成されている。
付ける場合や、熱応動スイッチを実装した電気機器へ他
の部品を取り付ける場合に、超音波溶着を使用する場合
においても、超音波の振動により、前記バイメタル片5
が回転してしまい、樹脂製の前記ハウジング1の内壁と
当接して振動エネルギーで当接個所が溶けたり、前記可
動接点6が剥離してしまうということがなくなり、ま
た、振動で回転しないように、固定端子である前記第2
の端子4との溶接個所を増やす必要がなく、組み立てを
容易に行えるものとなっている。
イッチは、有底状のハウジングと、このハウジングの内
底面に配設された固定接点と、温度に応じて反転可能な
反転部を有し固定接点と接離する可動接点が一端側に固
着されたバイメタル片と、このバイメタル片の他端側が
重ね合わされて片持ち状に固着されると共にハウジング
の内底面に配設された固定端子とを備え、ハウジングに
は、バイメタル片の外縁部と当接してバイメタル片が反
転部の反転方向と交差する方向に回転移動するのを規制
する金属材からなる規制部材を形成したことから、金属
製の規制部材とバイメタル片との組み合わせによって、
当接個所が金属同士となるため、超音波溶着の際の振動
エネルギーで当接個所が溶けることがなく、固定端子と
の溶接個所を中心としたバイメタル片の回転移動を阻止
することができる。また、溶接個所を増やす必要がない
ため、組み立てを容易に行うことができる。
に固着された可動接点とは反対側の固定端子に片持ち状
に固着された他端側の固着部近傍に形成したことから、
バイメタル片の可動接点側が反転移動する場合において
も擦れて動作不良になることがなく、確実に位置規制す
ることができる。
成したことから、部品点数を増やすことなく位置規制が
でき、廉価対応が図れる。
れた突片を形成すると共に、固定端子に、一部が切り欠
かれた開口部を形成し、開口部に突片を係合することに
よりバイメタル片が回転移動するのを規制するようにし
たことから、構成が簡易となり、組み立て作業性の向上
が図れる。
の腕部を形成し、この腕部をバイメタル片の突片方向へ
変形させ、腕部で突片を挟み込むようにしたことから、
お互いの隙間を小さくでき、更に強固にバイメタル片の
回転を規制することができる。
ーを外した状態を示す平面図である。
る。
る。
片を示す平面図である。
片を示す正面図である。
示す平面図である。
を示す平面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 有底状のハウジングと、このハウジング
の内底面に配設された固定接点と、温度に応じて反転可
能な反転部を有し前記固定接点と接離する可動接点が一
端側に固着されたバイメタル片と、このバイメタル片の
他端側が重ね合わされて片持ち状に固着されると共に前
記ハウジングの内底面に配設された固定端子とを備え、
前記ハウジングには、前記バイメタル片の外縁部と当接
して前記バイメタル片が前記反転部の反転方向と交差す
る方向に回転移動するのを規制する金属材からなる規制
部材を形成したことを特徴とする熱応動スイッチ。 - 【請求項2】 前記規制部材は、前記バイメタル片の一
端側に固着された前記可動接点とは反対側の前記固定端
子に片持ち状に固着された他端側の固着部近傍に形成し
たことを特徴とする請求項1記載の熱応動スイッチ。 - 【請求項3】 前記規制部材を、前記固定端子に一体的
に形成したことを特徴とする請求項2記載の熱応動スイ
ッチ。 - 【請求項4】 前記バイメタル片に、下方へ折り曲げら
れた突片を形成すると共に、前記固定端子に、一部が切
り欠かれた開口部を形成し、前記開口部に前記突片を係
合することにより前記バイメタル片が回転移動するのを
規制するようにしたことを特徴とする請求項3記載の熱
応動スイッチ。 - 【請求項5】 前記固定端子の開口部に、対向する一対
の腕部を形成し、この腕部を前記バイメタル片の突片方
向へ変形させ、前記腕部で前記突片を挟み込むようにし
たことを特徴とする請求項4記載の熱応動スイッチ。
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