JP2010097750A - 二重の感温遮断を行なう回路保護構造 - Google Patents

Abstract

【課題】二重の感温遮断の回路保護構造を提供する。
【解決手段】本発明は回路の二つの端子の間に、感温遮断装置、温度ヒューズ装置の二つの独立運転する感温遮断装置を設置する二重の感温遮断の回路保護構造である。過電流、過熱或いは環境の温度が高い場合、該感温遮断装置の弾性接触板は受熱して変形し、反対側に湾曲して遮断( OFF) する。更に、過電流、加熱或いは環境の温度が高い場合、該感温遮断装置が無反応、反応できない、或いは遮断( OFF) 、通電(ON）を繰り返すことで、回路の温度が持続して上昇するときは、更に温度ヒューズ装置の可溶合金を受熱して溶断することで、回路が遮断(OFF) する。本発明の二つの独立した感温遮断装置は、独自に温度を感温し、二重の温度感温遮断効果を具有するため、回路が一時に遮断してから再び通電、或いは完全に遮断(OFF) することで、回路が過熱或いは電線が発火するのを防止する
【選択図】 図3

Description

本発明は、二重の感温遮断を行なう回路保護構造に関し、特に、電気回路に感温遮断装置および温度ヒューズ装置が設置され、二つの独立して運転する感温遮断構造を形成する。過電流時、回路の過熱時または環境温度が高すぎる場合、感温遮断装置により通電回復が可能な一時的な遮断状態が形成される、或いは温度ヒューズ装置の可溶合金が溶断することによって永久的な回路遮断(OFF)状態が形成される二重の感温遮断を行なう回路保護構造に関する。

電力の使用は現代の人類社会において必要不可欠なことであり、各種電気製品と設備が生活環境を取巻いている。特に、コンピュータ化および情報化された産業、居住空間、交通、教育および娯楽などの分野においては電気がなければ成り立たない。相対的に、安全に電気を使用することは現代人にとって重要な課題となっている。

一般に、電気が提供される電気回路全体に電源を制御するメインスイッチを設ける。通常メインスイッチは通電（ON）状態であり、そこにヒューズまたは遮断器が設置される。電気回路が過電流、短路または過熱状態であるとき、ヒューズが溶断するか、遮断器がトリップして回路全体を遮断（OFF）状態にする。

また、回路全体内に回路保護構造を別に設けることもある。各個別の回路内に制御スイッチを設け、このスイッチで各個別の回路電流の通電（ON）および遮断（OFF）を実行する。電気使用の安全性を強化するために、多くのスイッチに過電流による過熱時に自動的に回路を遮断する機能が設けることで、過電流時、ヒューズまたは遮断器が即座に反応して回路全体を遮断（OFF）できずに電線が発火するのを防止する。

前述の回路全体または各個別の回路がヒューズ、遮断器およびスイッチを利用した過電流時または過熱時に自動的に回路の遮断（OFF）を行なう構造を有するほか、一部の高価な電子製品、データ処理設備または使用電量の多い電熱器などに、個別に感温遮断器を有する回路保護構造を設け、電気、電子製品などが過電流時または過熱時、即座に回路を遮断し、電気、電子製品そのものが焼損するのを防止する。また、電気、電子製品の問題が回路全体または個別の回路の過電流状態または過熱状態を引き起こし、回路中のその他の設備が運転できなくなる問題を防止する。

単一電子製品を使用する際の従来の感温遮断保護器は、図1、図2に示すように、回路に湾曲状の弾性接触板101を設置し、受熱後変形して反対側に湾曲する。弾性接触板の片端を第1端子102に固定し、別端は自由端とする。自由端に第1導電点103を設け、第2端子104は第二導電点105に固定する。第2導電点105は第1導電点103と対応する。図1に示すように、実施する際、弾性接触板101は第２端子104の方向に向けて湾曲することで、弾性接触板101の自由端の第1導電点103と第2端子104の第2導電点105が接触を維持して回路が連通した状態を保つ。過電流の際、弾性接触板101は受熱して変形し、反対側に湾曲することで、弾性接触板101の自由端の第1導電点103と第2導電点105が離れるため、電気が遮断(OFF)された状態となる。図2に示すように、確実に電子製品の回路が焼かれるのを防止することができる。しかし、従来技術の感温遮断保護器の欠点は下記のとおりである：

ａ）弾性接触板101を製作するとき、各弾性接触板101の厚み、湾曲度および構造特性を完全に同一にすることができないため、弾性接触板101が受熱後、反対側に変形して湾曲する反応温度を制御することができず、感応温度設定の誤差が大きい。

（ｂ）弾性接触板101は受熱後反対側に変形して湾曲する敏感性が低く、電気製品の過電流時または過熱時の保護を即座に行なうことができない。

（ｃ）弾性接触板101は即座にトリップすることができない、或いはトリップが不完全である場合、回路は電流が導通したままとなって過熱状態となり、電子製品および回路全体が危険な状態となる。

過電流となって回路が過熱状態のとき、弾性接触板101が半遮断状態の場合、弾性接触板101が冷却されると、通電状態に戻り、通電、遮断が繰り返されることによって火花が発生して危険である。また、回路全体内の電子、電気製品は通電、遮断が繰り返されることによって電流が不安定となり、ダウンしたり、正常に運転されなかったりして使用寿命が短縮されたり、ひどい場合は完全に破損してしまう。
特許公表２００６−５２６９８１号公報

本発明の第1の目的は、二つの独立した感温遮断装置によって、過電流或いは回路過熱時、各自温度を感知し、回路を完全に遮断(OFF)することで、二重の感温遮断効果を具有することで、電気使用の安全性が確保できる二重の感温遮断の回路保護構造を提供することにある。
本発明の第2の目的は、過電流時、回路過熱時或いは環境温度が高すぎる際、まず感温遮断装置の弾性接触板が受熱時、反対側に湾曲変形し、回路を遮断(OFF)し、温度ヒューズ装置の可溶ブロックを溶断することで回路を遮断(OFF)する必要がない。過電流状態解除し、弾性接触板がクールダウンした後、再び通電(ON)の状態に回復するため、回路保護構造は持続使用することができる。新たな回路保護器を設置する必要がなく、時間とコストを節約できる二重の感温遮断の回路保護構造(四)を提供することにある。
本発明の第3の目的は、過電流或いは回路過熱時、感温遮断装置が無反応、反応が遅い或いは遮断(OFF)、通電(ON)を繰り返すことで、温度が持続して上昇する場合、温度ヒューズ装置の可溶合金が受熱すると温度を持続して上昇し、一定温度で溶断する特性を利用して回路を完全に遮断(OFF)することで、電気使用の安全性を確保し、各電気製品の回路を保護する二重の感温遮断の回路保護構造を提供することにある。

上述の目的を解決するために、本考案は二重の感温遮断の回路保護構造を提供することにある。従来技術の感温遮断保護器は僅か一つのみで弾性接触板が感温遮断装置であるため、有効的に遮断する感温値を設定できない。および、過電流過熱時、弾性接触板が即座にトリップできず、或いはトリップが不完全である場合、回路は電流が導通したまま、或いは通電、遮断を繰り返すことで火花が生じ、電流が不安定となり、電子製品がダウンしたり、正常に運転されなかったりして使用寿命が短縮されたり、ひどい場合は完全に破損するなど、様々な問題を解決する。

本発明は、二重の感温遮断を行なう回路保護構造を提供するものであり、蓋体、感温遮断装置、温度ヒューズ装置および台座を含む。蓋体は導電体であり、第１端子と接続する。感温遮断装置は弾性接触板および導電接続部を含み、弾性接触板の一端は蓋体の内側に固定し、自由端に第１導電点を設ける。該導電接続部に第１導電点と対応する第２導電点を設置する。温度ヒューズ装置は可溶合金、第2端子を含み、可溶合金の両端にそれぞれ導電接続部と第2端子を電気接続する。導電接続部、可溶合金、第2端子はそれぞれ台座に嵌合する。過電流、過熱或いは環境の温度が高い場合、先ず、感温遮断装置が遮断（OFF）し、冷却した後、自動的に通電（ＯＮ）状態に回復する。過電流、過熱時または環境温度が高すぎる場合、感温遮断装置が即座に遮断（OFF）しない、或いは遮断（OFF）できない場合、該温度ヒューズ装置の可溶合金が受熱持続して昇温し、設定温度に達したときに溶断することで、導電体の自由端と第2端子が分離し、回路が完全に遮断（OFF）の状態を形成する。
本発明は以下の特徴を有する。
（１）蓋体、感温遮断装置、温度ヒューズ装置、台座を含み、
該蓋体は導電体であり、第1端子を接続し、
該感温遮断装置は弾性接触板、導電接続部を含み、
該弾性接触板は弾性のある金属の板体であり、アーチ状を形成し、両側に湾曲することができ、弾性接触板が受熱するときに変形して反対側に曲がり、
該弾性接触板の片端を前記蓋体に固定し、弾性接触板の自由端に第１導電点を設け、該導電接続部は概ね板状とし、サイドに第2導電点を設け、該第2導電点は第１導電点と対応し、
温度ヒューズ装置は可溶合金と第2端子を含み、可溶合金の片端に前記感温遮断装置の導電接続部と接続し、別端は第2端子と電気接続し、
該台座に収納槽を設け、前述の導電接続部、可溶合金を収納槽に嵌合し、
一般的に、該感温遮断装置の弾性接触板の第1導電点と第2導電点が接触を保つことで、回路連通(ON)の状態を形成する。過電流、過熱或いは使用環境の温度が高い場合、感温遮断装置の弾性接触板は受熱して反対側に変形することで、第1導電点と第2導電点が分離し、回路が遮断(OFF)状態になり、弾性接触板が冷却すると、再び反対側に変形することで、第1導電点と第2導電点が接触して、回路の再連通(ON)状態を形成し、
過電流、過熱或いは使用環境の温度が高い場合、該感温遮断装置が直ちに遮断或いは遮断(OFF)できない場合、該温度ヒューズ装置の可溶合金は持続して熱を受けて温度が上昇し、一定の設定温度に達すると、可溶合金が中央より溶断することで、感温遮断装置の導電接続部と第2端子が分離して、回路が完全に遮断(OFF)の状態を形成することを特徴とする二重の感温遮断を行なう回路保護構造。
（２）前記感温遮断装置の弾性接触板は複合金属の薄板であることを特徴とする（１）記載の二重の感温遮断を行なう回路保護構造。
（３）前記感温遮断装置の導電接続部が延伸して、切断面を縮小した回路接続端を形成し、
該温度ヒューズ装置の可溶合金は概ね円柱状を呈し、該第2端子は延伸し、切断面を縮小した回路接続端を形成し、
可溶合金の両端はそれぞれ前記導電接続部の回路接続端と、第2端子の回路接続端と電気接続することを特徴とする（１）記載の二重の感温遮断を行なう回路保護構造。
（４）前記台座のサイド側に挟合溝を設け、該第2端子を台座の挟合槽に固定することを特徴とする（１）記載の二重の感温遮断を行なう回路保護構造。

過電流、過熱或いは環境の温度が高い場合、先ず、感温遮断装置が遮断（OFF）し、冷却した後、自動的に通電（ＯＮ）状態に回復する。過電流、過熱時または環境温度が高すぎる場合、感温遮断装置が即座に遮断（OFF）しない、或いは遮断（OFF）できない場合、該温度ヒューズ装置の可溶合金が受熱して持続して昇温し、設定温度に達したときに溶断することで、導電体の自由端と第2端子が分離し、回路が完全に遮断（OFF）の状態を形成する。

図3〜図6に示すのは、本発明の立体分解図、立体組立図、蓋体を省いた俯瞰略図、組立断面図である。本発明の二重感温遮断の回路保護構造は、蓋体10、感温遮断装置20、温度ヒューズ装30置および台座40を含む。蓋体10は導電体であり、第１端子と接続する。

感温遮断装置20は弾性接触板21および導電接続部22を含む。弾性接触板21は弾性を具有する金属板であり、アーチ状を形成し、板の両側に湾曲する。弾性接触板21は受熱時に変形し、反対側に湾曲する。該弾性接触板21は複合の金属薄板とし、一端を蓋体30の内側に固定し、自由端に第１導電点211を設ける。該導電接続部22は概ね板状とし、サイドに第2導電点221を設け、該第2導電点221は第１導電点と対応する。導電接続部22のサイド板が延伸して切断面を縮小した回路接続端222を形成し、少なくとも結合穴223を一つ設ける。

該温度ヒューズ装置30は可溶合金31、第2端子32を含む。可溶合金31は概ね円柱状を形成し、該第2端子32は可溶合金31の片側から延伸した切断面を縮小した回路接続端321と対応する。可溶合金31の両端はそれぞれ導電接続部22の回路接続端222と、第2端子32の回路接続端321と電気接続する。本実施例では、可溶合金32と導電接続部22の回路接続端222の接続箇所および、可溶合金32と第2端子32の回路接続端321の接続箇所を、溶接の方法で接続する。また、前述の可溶合金32の両端の接続箇所に溶解補助剤を加えることで、溶解温度を下げて溶解接続をやりやすくする。

前記導電接続部22の回路接続端222、第2端子32の回路接続端321の切断面を縮小した目的は、電流が面積の比較的小さい箇所を流れると、温度が相対的に上がる特性を利用し、切断面を縮小して温度を高めることで、感温をアップする。回路温度が可溶合金32の設定温度に達した場合、導電接続部22の回路接続端222、第2端子32の回路接続端321の可溶合金31の溶断を加速するため、確実に回路遮断することで、遮断(OFF)の安全性ニーズに達する。

該台座40に収納槽41を設け、該収納槽41の内部に棒42を設置し、台座40のサイド側に挟合溝43を設ける。

組み立てる際、図5に示すように、導電接続部22の結合穴223を台座40収納槽41の棒42と対応することで、導電接続部22、可溶合金31を収納槽41の中に嵌合し、第2端子32を台座40の挟合溝43の中に固定する。

本発明は一般の状態では、図5、図6に示すように、該感温遮断装置20の弾性接触板21は下向きに湾曲した状態を保つことで、弾性接触板21の第1導電点211と導電接続部22の第2導電点221が接触し続ける。形成した電流は第1端子11から蓋体10、弾性接触板21、第1導電点211、第2導電点221、導電接続部22、回路接続端222、可溶合金31、回路接続端321、第2端子32までの回路が連通(ON)した状態となる。

図7に示すように、過電流、過熱或いは環境の温度が高い場合、該感温遮断装置20は一時遮断(OFF)し、冷却した後、自動的に通電(ON)状態に回復する。つまり、感温遮断装置20の弾性接触板21は受熱すると変形し、反対側に(上向きに)湾曲することで、第1導電点211と第2導電点221が分離して、回路が遮断(OFF)する。図6に示すように、温度が下がると、該感温遮断装置20の弾性接触板21が冷却し、弾性接触板21は再び変形して反対側に(下向きに)湾曲することで、第1導電点211と第2導電点221と接触するため、回路が連通(ON)状態になる。

過電流、過熱或いは環境の温度が高い場合、該感温遮断装置20の弾性接触板21が直ちに或いは受熱して変形できず、反対側に湾曲(上向きに)して遮断(OFF)すると、該温度ヒューズ装置30の可溶合金31は持続して受熱するために、温度が上昇し続ける。設定温度に達すると、可溶合金31は中央から溶断し、二つの残余合金ブロック31`を形成し、それぞれ両側にある導電接続ブロック22の回路接続端222と、第2端子32の回路接続端321に収縮付着する。表面張力作用により、該二つの残余合金ブロック31`は概ね円球体を呈す。図8に示すように、該導電接続部22の回路接続端222と第二端子32の回路接続端321の間隔が離れているため、回路を完全に遮断(OFF)の状態を形成することで、回路の完全遮断(OFF)状態を確保し、通電(ON)に回復することがない。

本発明は過電流、過熱或いは環境の温度が高い場合、まず感温遮断装置20の弾性接触板21が受熱変形して、反対側に湾曲することで遮断(OFF)する。感温遮断装置20が無反応、反応できない、或いは遮断(OFF)と通電(ON)を反復して温度が持続して上昇する場合は、更に温度ヒューズ装置30の可溶合金31を溶断することで、感温遮断装置20の導電接続部22と第2端子32を分離することで、回路を完全に遮断(OFF)し、再び通電(ON)状態に戻らない。本発明は二つの独立した感温遮断装置を具有し、二重の感温遮断の回路保護構造であり、回路の完全遮断(OFF)するのを確保する。

以上の本発明の詳細な説明は、本発明の好適な実施例を示すものであり、本発明の実施範囲を制限するものではない。本発明の特許請求の範囲に基づく同等効果の変更および修飾は全て本発明の特許請求の範囲に含まれる。

従来技術の組立断面図である、導電(ON)の状態を示す。 従来技術の組立断面図である、遮断(OFF)の状態を示す。 本発明の実施例の立体分解図である。 本発明の実施例の立体組立図である。 本発明の実施例の蓋体を加えない俯瞰略図である。本発明実施例の導電(ON)の状態を示す。 本発明の実施例の組立断面図である、本発明実施例の導電(ON)の状態を示す。 本発明の実施例の組立断面図である。本発明実施例の一般状態の遮断(OFF)状態を示す。 本発明の実施例の蓋体を加えない俯瞰略図である。本発明の実施例が過電流する際、感温遮断装置が直ちに遮断しない或いは遮断できない場合、温度ヒューズ装置の可溶合金が受熱して溶断することで、回路が完全に遮断(OFF)を形成する略図である。

符号の説明

10 蓋体
11 第1端子
20 感温遮断装置
21 弾性接触板
211 第1導電点
22 導電接続部
221 第2導電点
222 回路接続端
223 結合穴
30 温度ヒューズ装置
31 可溶合金
31` 残余合金ブロック
32 第2端子
321 回路接続端
40 台座
41 収納槽
42 棒
43 挟合溝
101 弾性接触板
102 第1端子
103 第1導電点
104 第2端子
105 第2導電点

Claims (4)

1. 蓋体、感温遮断装置、温度ヒューズ装置、台座を含み、
   該蓋体は導電体であり、第1端子を接続し、
   該感温遮断装置は弾性接触板、導電接続部を含み、
   該弾性接触板は弾性のある金属の板体であり、アーチ状を形成し、両側に湾曲することができ、弾性接触板が受熱するときに変形して反対側に曲がり、
   該弾性接触板の片端を前記蓋体に固定し、弾性接触板の自由端に第１導電点を設け、該導電接続部は概ね板状とし、サイドに第2導電点を設け、該第2導電点は第１導電点と対応し、
   温度ヒューズ装置は可溶合金と第2端子を含み、可溶合金の片端に前記感温遮断装置の導電接続部と接続し、別端は第2端子と電気接続し、
   該台座に収納槽を設け、前述の導電接続部、可溶合金を収納槽に嵌合し、
   一般的に、該感温遮断装置の弾性接触板の第1導電点と第2導電点が接触を保つことで、回路連通(ON)の状態を形成する。過電流、過熱或いは使用環境の温度が高い場合、感温遮断装置の弾性接触板は受熱して反対側に変形することで、第1導電点と第2導電点が分離し、回路が遮断(OFF)状態になり、弾性接触板が冷却すると、再び反対側に変形することで、第1導電点と第2導電点が接触して、回路の再連通(ON)状態を形成し、
   過電流、過熱或いは使用環境の温度が高い場合、該感温遮断装置が直ちに遮断或いは遮断(OFF)できない場合、該温度ヒューズ装置の可溶合金は持続して熱を受けて温度が上昇し、一定の設定温度に達すると、可溶合金が中央より溶断することで、感温遮断装置の導電接続部と第2端子が分離して、回路が完全に遮断(OFF)の状態を形成することを特徴とする二重の感温遮断を行なう回路保護構造。
2. 前記感温遮断装置の弾性接触板は複合金属の薄板であることを特徴とする請求項1記載の二重の感温遮断を行なう回路保護構造。
3. 前記感温遮断装置の導電接続部が延伸して、切断面を縮小した回路接続端を形成し、
   該温度ヒューズ装置の可溶合金は概ね円柱状を呈し、該第2端子は延伸し、切断面を縮小した回路接続端を形成し、
   可溶合金の両端はそれぞれ前記導電接続部の回路接続端と、第2端子の回路接続端と電気接続することを特徴とする請求項1記載の二重の感温遮断を行なう回路保護構造。
4. 前記台座のサイド側に挟合溝を設け、該第2端子を台座の挟合槽に固定することを特徴とする請求項1記載の二重の感温遮断を行なう回路保護構造。

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