JP2006099978A - サーモプロテクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 動作バラツキの要素を少なくしたサーモプロテクタを提供する
【解決手段】 ケース１１に取り付けられた固定側の引き出し端子４３および可動側の引き出し端子４４の対と、引き出し端子４３および引き出し端子４４に基端がそれぞれ固定されてケース１１内に配設された板バネ材より成る可動接片４１および固定接片４２対と、可動接片４１および固定接片４２の先端側に取り付けられている可動接点４５および固定接点４６対と、開口１１１に対向して底壁１１０下面に取り付けられた感熱板１０と、感熱板１０に一端が固定端５３０’とされると共に他端が自由端５３０とされた細長片バイメタル５３と、上面に案内桿５２１を形成すると共に側面に係合溝５２２を形成したスライダ５２と、一端を係合溝５２２に係合する可動端５１１とすると共に他端をケース係合端５１２とするクリック反転弓形バネ５１とを具備するサーモプロテクタ。
【選択図】 図１

Description

この発明は、サーモプロテクタに関し、特に、過度の温度上昇を感知して電気回路を遮断するサーモプロテクタに関する。

図５を参照してサーモプロテクタの従来例を説明する（特許文献１ 参照）。
図５において、２は細長片状の接点ばねであり、その自由端に可動接点１を固着している。３は接触部を屈曲形成した固定接点であり、端子５と共に絶縁ケース４に固定されている。７はガイド体であり、絶縁ケース４の上端に載置固定されている。ガイド体７はその中心部に貫通孔を形成して絶縁材料よりなる伝達棒６を上下動自在に摺動支持している。８は皿形バイメタルであり、周縁部をガイド体７上端周縁に載置して伝達棒６の上側に位置決めされている。９は金属製キャップであり、皿形バイメタル８をその上から被覆する状態で絶縁ケース４にかしめ付けられている。

以上のサーモプロテクタは、その周囲温度が上昇すると、皿形バイメタル８は或る設定温度でその湾曲方向を反転し、この反転により伝達棒６が下向きに押圧される。その結果、接点ばね２は伝達棒６を介して駆動されて下向きに変位し、可動接点１と固定接点３との間は開離するに到る。このサーモプロテクタは、結局、皿形バイメタル８の温度変化に起因する反転を利用して電気回路を遮断する構造となっている。
ところで、以上のサーモプロテクタによる電気回路の遮断においては、その遮断動作時に大きな接点間隔と充分な接点開離速度が得られることが望ましい。この点で、上述した皿形バイメタル８のスナップ動作を利用するサーモプロテクタは好ましい構成と考えられている。しかし、この皿形バイメタルには以下の通りの問題を抱えている。

即ち、皿形バイメタルは熱膨張係数の相異なる２種類の金属板を相互に溶着或いはろう付けした後、プレス加工を施して製造される。この場合、出来上がりの皿形状のばらつきが生じ易く、皿形状のばらつきによって反転動作する温度にばらつきが生じるため、所定の温度で動作するものを事前に加熱して選別する必要があり、このような選別を組み立て工程の前工程で例えば自動機を使用して効率的に行うためには多大な設備投資が必要となっていた。
実公昭５８−４６４９７

以上の多大な設備投資を必要とするという問題を解消するに、当該特許出願人の出願に係わる以下の先行例が開発された（参考文献１ 参照）。
図６を参照して説明するに、この先行例は、絶縁樹脂製ケース１１と、そのケース１１に取り付けられた一対の端子４３、４４と、それら端子に基端がそれぞれ固定されて上記ケース内に配設された板ばね材よりなる一対の可動接片４１、４２と、それら可動接片４１、４２の先端側に取り付けられて互いに接触している一対の接点４５，４６と、上記ケース１１を囲むように取り付けられた金属製カバー３１と、そのカバー３１の内面に配置され、一端が固定端とされ、他端が自由端とされた短冊状バイメタル５３と、そのバイメタル５３の自由端と上記一対の接点４５、４６との間に介在されたスライダ５２と、一端が上記ケース１１の内面に位置決めされ、他端が上記一対の可動接片４１、４２のうち、上記スライダ５２と反対側に位置する可動接片の先端と係合された弓形ばね５１とを備えるサーモプロテクタである。温度上昇により上記一対の接点４５、４６が上記スライダ５２を介して上記自由端に押されて変位することにより、上記弓形ばね５１によって弓形ばね５１と係合されている可動接片４１、４２がスナップ動作して上記一対の接点４５、４６が開離する。

しかし、この先行例は、スライダ５２、可動接片４１、４２、弓形バネ５１をバイメタル５３で押し上げる構成を採用している。可動接片４１、４２の強さ、弓形バネ５１の荷重で動作にバラツキが発生する要素が多く存在した。
ここで、この発明は、バイメタル５３で押し上げる部品の数を必要最小限のスライダ５２および弓形バネ５１の２点に抑え、動作バラツキの要素を小さくしたサーモプロテクタを提供するものである。
参考文献１：特願２００３−１６９１８６号 明細書

底壁１１０に開口１１１を形成すると共に頂壁１１０’に貫通孔１１２を形成し、開口壁に係合凹部１１３を形成ケース１１と、ケース１１に取り付けられた固定側の引き出し端子４３および可動側の引き出し端子４４の対と、固定側の引き出し端子４３および可動側の引き出し端子４４に基端がそれぞれ固定されてケース１１内に配設された板バネ材より成る可動接片４１および固定接片４２対と、可動接片４１および固定接片４２の先端側に取り付けられている可動接点４５および固定接点４６対と、開口１１１に対向してケース１１の底壁１１０下面に取り付けられた感熱板１０と、感熱板１０に一端が固定端５３０’とされると共に他端が自由端５３０とされた細長片バイメタル５３と、上面に案内桿５２１を形成すると共に側面に係合溝５２２を形成したスライダ５２と、一端をスライダ５２の係合溝５２２に係合する可動端５１１とすると共に他端を係合凹部１１３に係合するケース係合端５１２とするクリック反転弓形バネ５１とを具備し、案内桿５２１を貫通孔１１２に挿通してスライダ５２を開口１１１に位置決めした状態で細長片バイメタル５３の自由端５３０をスライダ５２の下面に係合すると共に、クリック反転弓形バネ５１を可動接片４１の下側においてスライダ５２の係合溝５２２とケースの係合凹部１１３に係合したサーモプロテクタを構成した。

この発明においては、バイメタルは単純な片持ち梁の形状構造のものを採用して、これを製造するに際して単に平板に構成すれば事足りるので、皿形状に製造する場合と比較して製造にバラツキの生ずる恐れは小さくなる。従って、サーモプロテクタを組み立てるに際して、バイメタルを加熱して動作特性が適切であるか否かの検査選別をする必要が無くなる。
そして、弓形バネとスライダの間の係合部の位置変化によるスナップアクションを採用することで、大きな接点間隔を確保すると共に、充分な接点開離速度を得ることができる。

また、弓形バネとスライダによるスナップアクションで接片を押し上げる構成を採用しているので、遮断直前まで接点間の接触圧力を充分に保持することができる。
更に、本体上部にスライダの突出する孔を形成したことにより、スライダを押し込むだけで簡単に復帰動作させることができる。
特に、この発明は、バイメタルで押し上げる部品の数をスライダおよび弓形バネの必要最小限の２点に抑えることにより、動作バラツキの要素を小さくしたサーモプロテクタを提供することができる。

発明を実施するための最良の形態を図の実施例を参照して説明する。
図１および図２を参照するに、１１は合成樹脂により形成されるケースである。詳細な説明は省略するが、この成るケース１１は、金型を使用したモールド成型により容易に製造することができる。このケース１１は、その底壁１１０に開口１１１を形成すると共に頂壁１１０’に貫通孔１１２を形成し、開口の壁に係合凹部１１３を形成している。
ケース１１には、その側壁に固定側の引き出し端子４３と可動側の引き出し端子４４が対向して固定されている。

可動接片４１および固定接片４２の対は板バネ材より成り、固定側の引き出し端子４３および可動側の引き出し端子４４に基端がそれぞれ固定されてケース１１内に配設されている。可動接片４１および固定接片４２の先端側には可動接点４５および固定接点４６が取り付けられている。そして、可動接片４１には、後で説明されるスライダ５２の案内桿５２１を挿通する開孔が形成されている。
１０は感熱板であり、アルミニウム或いはステンレス鋼の如き熱伝導性金属板により形成されている。感熱板１０は、開口１１１に対向してケース１１の底壁１１０下面に取り付けられている。

細長片バイメタル５３は、図１において下側を高膨張側面５３１とし、上側を低膨張側面５３２としている。バイメタル５３は、一端が固定端５３０’とされると共に他端が自由端５３０とされ、感熱板１０に固定されている。
５２はスライダであり、上面に案内桿５２１を形成すると共に側面に係合溝５２２を形成している。
５１はクリック反転弓形バネである。このクリック反転弓形バネ５１は、一端をスライダ５２の係合溝５２２に係合する可動端５１１とすると共に他端を係合凹部１１３に係合するケース係合端５１２としている。

ここで、サーモプロテクタの組み立てについてを説明する。固定側の引き出し端子４３と固定接片４２と固定接点４６の組み立て体、および可動側の引き出し端子４４と可動接片４３と可動接点４５の組み立て体の双方は、ケース１１に側方から側壁に押し込んで組み込む。クリック反転弓形バネ５１をスライダ５２の係合溝５２２とケースの係合凹部１１３に係合して、案内桿５２１を可動接片４１の開孔および頂壁の貫通孔１１２に挿通した状態で、この組み立て体を開口１１１を介してケース１１に収容位置決めし、次いで、一体化されている感熱板１０および細長片バイメタル５３を図面において垂直な方向から底壁に押し込み組み込み、細長片バイメタル５３の自由端５３０をスライダ５２の下面に係合した状態とする。

図３を参照してサーモプロテクタの実施例の動作を説明する。
（ａ） 初期状態
固定側の引き出し端子４３と可動側の引き出し端子４４は、固定接片４２、固定接点４６、可動接点４５、および可動接片４１を介して導通状態にある。
（ｂ） 加温状態
バイメタル５３の自由端５３０は上向きに変位する。即ち、バイメタル５３は、その一方の端はケース１１の底壁と感熱板１０に固定されているので、片持ち梁として自由端５３０が上向きに変位する。バイメタル５３は温度上昇に伴ってスライダ５２を上向きに徐々に押し上げる。

（ｃ） 遮断状態
感熱板１０に更に熱が加わると、バイメタル５３の動きは更に増大してスライダ５２は更に上向きに押し上げられる。クリック反転する弓形バネ５１とスライダ５２の係合部が図２（ｂ）の状態を越えた瞬間に、弓形バネ５１は荷重印加方向が上向きにクリック反転し、急速な遮断動作をするに到る。
図３を参照して他の実施例を説明する。
バイメタル５３を２重に構成して使用する。即ち、バイメタル５３を上側バイメタル５３１と下側バイメタル５３２を重ねて２重に構成することにより、スライダ５２を押し上げる力を大きく取ることができる。これにより、応答速度の高速化、遮断温度を広範囲に亘って調整することができる。

実施例を説明する図。 実施例の構成部材を説明する図。 実施例の動作を説明する図。 他の実施例を説明する図。 従来例を説明する図。 先行例を説明する図。

符号の説明

１０ 感熱板 １１ ケース
１１０ 底壁 １１０’頂壁
１１１ 開口 １１２ 貫通孔
１１３ 係合凹部 ４１ 可動接片
４２ 固定接片 ４３ 固定側の引き出し端子
４４ 可動側の引き出し端子 ４５ 可動接点
４６ 固定接点 ５１ クリック反転弓形バネ
５１１ 可動端 ５１２ ケース係合端
５２ スライダ ５２１ 案内桿
５２２ 係合溝 ５３ 細長片バイメタル
５３０ 自由端 ５３０’固定端
５３１ 高膨張側面 ５３２ 低膨張側面

Claims (1)

1. 底壁に開口を形成すると共に頂壁に貫通孔を形成し、開口壁に係合凹部を形成ケースと、ケースに取り付けられた固定側の引き出し端子および可動側の引き出し端子の対と、固定側の引き出し端子および可動側の引き出し端子に基端がそれぞれ固定されてケース内に配設された板バネ材より成る可動接片および固定接片対と、可動接片および固定接片の先端側に取り付けられている可動接点および固定接点対と、開口に対向してケースの底壁下面に取り付けられた感熱板と、感熱板に一端が固定端とされると共に他端が自由端とされた細長片バイメタルと、上面に案内桿を形成すると共に側面に係合溝を形成したスライダと、一端をスライダの係合溝に係合する可動端とすると共に他端を係合凹部に係合するケース係合端とするクリック反転弓形バネとを具備し、
   案内桿を貫通孔に挿通してスライダを開口に位置決めした状態で細長片バイメタルの自由端をスライダの下面に係合すると共に、クリック反転弓形バネを可動接片の下側においてスライダの係合溝とケースの係合凹部に係合したことを特徴とするサーモプロテクタ。

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