JP2660545B2 - スイッチ装置 - Google Patents

スイッチ装置

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JP2660545B2
JP2660545B2 JP63132393A JP13239388A JP2660545B2 JP 2660545 B2 JP2660545 B2 JP 2660545B2 JP 63132393 A JP63132393 A JP 63132393A JP 13239388 A JP13239388 A JP 13239388A JP 2660545 B2 JP2660545 B2 JP 2660545B2
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  • Thermally Actuated Switches (AREA)

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【発明の詳細な説明】 イ.産業上の利用分野 本発明は、スイッチ装置に関し、特に、温度変化に対
応して開閉動作を行うスイッチ装置に関する。
ロ.従来技術 モータ等の電気機械は、異常状態になると発熱し、そ
の侭使用を続けると、巻線の絶縁被覆が焼けるなどして
使用不能に至る。これを防止するため、バイメタルを使
用して異常電流と異常温度によって接点を開くようにし
てOFF状態とするスイッチ装置(保護装置)が使用され
ている。
上記スイッチ装置には第7図〜第10図に示す構造のも
のがある。
第7図はスイッチ装置21の内部平面図、第8図は第7
図のVIII−VIII線矢視断面図、第9図は第8図の拡大部
分断面図である。
冷間圧延鋼材製の収容部22内にはその底上に絶縁板30
Aを介して第一の導電板25が設けられ、第一の導電板25
上には絶縁板30Bを介して第二の導電板28が設けられて
いる。第一の導電板25の端部には可動接点支持板23が熔
接によって固着され、可動接点支持板23の先端部には可
動接点24が取付けられている。第一の導電板25には固定
具31によってバイメタル板27が固定される。可動接点支
持板23はその貫通孔23bが固定具31に対して非接触で嵌
合し、可動接点24は第二の導電板28上に設けられた固定
接点29に接触している。この状態で、可動接点支持板23
の2個所の突部23a、23aはバイメタル板27に対して第9
図に示すd寸法だけ離れていて、可動接点支持板23の弾
性によって可動接点24が固定接点29に圧接し、第一、第
二の導電板25、28は電気的に接続し、スイッチ装置21は
ON状態にある。第一の導電板25の端子部25aはリード線3
3に、第二の導電板28の端子部はリード線32に夫々接続
する。端子部25a、28aは圧着端子であるが、圧着状態は
図示省略してある。スイッチ装置21は図示しない電気機
器(例えばモータ)内に取付けられ、電気機器と電源と
の間に直列に接続される。
電気機器が使用中に何等かのトラブルを起こして昇温
し、これに伴ってスイッチ装置21が昇温すると、或いは
大電流が流れて可動接点支持板23が加熱されると、バイ
メタル板27も昇温し変形して可動接点支持板23の突部23
a、23aに接触し、バイメタル板23の変形が更に進むと第
10図に示すように、バイメタル板27が可動接点支持板23
を押し上げて可動接点24は固定接点29から離れ、第一、
第二の導電板25、28は電気的に遮断されてスイッチ装置
21はOFF状態となり、電気機器を保護する。
ところが、第10図の状態になると、可動接点支持板23
やバイメタル板27は放熱して降温し、バイメタル板27は
元の形状に復帰して可動接点支持板23の突部23a、23aか
ら離れ、スイッチ装置は第9図の状態に戻って再びON状
態となる。このようにスイッチ装置21がOFF状態になっ
てから再びON状態になる迄の時間が短か過ぎると、スイ
ッチ装置21は、ON、OFFを短い周期で繰り返すことにな
って、不都合である。そこで、バイメタル板27と可動接
点支持板23の突部23a、23aとの間隔dを、バイメタル板
27の湾曲の程度に応じて、また上記OFF状態とする温度
(例えば70〜150℃の範囲内の所定の温度)に対応して
所定の寸法とするように、固定具31に設けられた図示し
ない微調整手段によってバイメタル板27の上下方向の位
置を調整するようにしている。例えば上記OFFとする温
度が70℃ではdを1mmに、100℃ではdを2mmとする。然
しながら、この微調整は一品毎に手作業で行わねばなら
ず、面倒であり、正確を期し難い。間隔dが大きすぎる
と、電気機器が異常状態に長時間おかれてからスイッチ
装置21がOFFとなり、電気機器の保護が不確実になる。
また、間隔dが小さ過ぎると、スイッチ装置21のON、OF
Fの繰り返し周期が小さくなり、例えば0.3秒間の周期で
ON、OFFが繰り返される(チャタリングと呼ばれる。)
ようになり、既にバイメタル板27や可動接点支持板23が
疲労を起こして正常な変形がなされなくなってON状態が
持続され、或いはスパークによる接点熔着が起こってON
状態が持続され、電気機器を保護できなくなってしま
う。
ハ.発明の目的 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであっ
て、温度変化に対応して変形する変形部材(例えばバイ
メタル)の精密な位置調整の必要がなく、チャタリング
を起こさず、また上記変形部材の疲労や接点熔着によっ
てスイッチ機能を失うことのない信頼性に優れたスイッ
チ装置を提供することを目的としている。
ニ.発明の構成 即ち、本発明は、収容部に対して固定されている固定
接点と、前記収容部に対して固定されている一端部と前
記固定接点に当接する可動接点を備えた他端部とを有
し、前記可動接点が前記固定接点に対して隔離または接
触することにより電気回路の開閉がなされるように配置
されている可動部材と、前記収容部に対して前記可動部
材の一端部と重なった状態で固定されている一端部と前
記可動部材の他端部とほぼ同一方向に延びる自由端部と
を有し、通常温度においては前記可動接点が前記固定接
点に接触するように前記自由端部が前記可動部材から離
れた第1の位置にあり、通常温度よりも高い所定温度以
上に温度が上昇すると前記可動接点を前記固定接点から
隔離させるように前記自由端部が前記一端部を支点とし
て前記第1の位置から前記可動部材を押動しながら第2
の位置へ変位する変位部材と、前記収容部に対して前記
可動部材の一端部と前記変位部材の一端部とを重ね合わ
せた状態で固定する固定部材とを具備してなることを特
徴とするスイッチ装置に係わる。
ホ.実施例 以下、本発明の実施例を説明する。
第1図及び第2図はスイッチ装置を示し、第1図はス
イッチ装置1の内部平面図、第2図は第1図のII−II線
矢視断面図である。
冷間圧延鋼板製の収容部2内にはその底上に絶縁板10
Aを介して導電板8が固定具15、15によって固定されて
いる。導電板8の一方の端部側には固定接点9が設けら
れ、他方の端部は端子8aとなっている。導電板8上には
樹脂の台14が位置し、台14上には下から順にバイメタル
板7の端部近くと可動接点支持板(可動接点を設けた可
動部材)3の端部とが重合わされ、更にその上に黄銅板
6が載置され、これらは固定具11によって樹脂の台14に
固定されている。この固定によってバイメタル板7の一
部、可動接点支持板3の端部側、黄銅板6は下からこの
順に密着している。黄銅板6及び固定具11の上面には絶
縁層10Bが設けられ、収容部2との間が絶縁される。
バイメタル板7は下方へ向かって湾曲していて、その
上記固定側とは逆の端部は自由端になっている。可動接
点支持板3の上記固定側とは逆の端部側には可動接点4
が設けられ、通常の状態では第2図に示すように可動接
点支持板3の弾性によって可動接点4が固定接点9に圧
接し、可動接点支持板3と導電板8とは電気的に接続し
ていて、スイッチ装置1はON状態となっている。可動接
点支持板3の上記固定部より先(図に於いて右側)の端
部には端子3aが、導電板8の固定接点9とは逆の(図に
於いて右側の)端部には端子8aが夫々形成され、端子3a
はリード線12に、端子8aはリード線13に夫々接続する。
これらの接続は圧着端子として接続されるのであるが、
圧着状態は図示省略してある。
第4図は、スイッチ装置1と電気機器(この図の例で
はモータ)との接続の一例を示す概略回路図である。
電気機器が使用中に何等かのトラブルを起こして昇温
し、これに伴ってスイッチ装置1が昇温すると、或いは
大電流が流れて可動接点支持板3が加熱されると、バイ
メタル板7が変形してその自由端が上方へ移動し、やが
てバイメタル板7の自由端が可動接点支持板3に設けら
れた耐摩耗接触板5に当接し、更にバイメタル板7の変
形が進行すると、第3図に示すように可動接点支持板3
は変形が進行したバイメタル板7に押されて上方へ反る
ようになり、可動接点4は固定接点9から離れ、スイッ
チ装置1はOFF状態となる。
本例で注目すべきことは、スイッチ装置1がON状態か
らOFF状態に至る過程で次のような現象が起こることで
ある。バイメタル板7は、第2図のON状態では下向きに
湾曲しており、第3図のOFF状態では第2図とは逆に上
向きに反るように変形している。第2図の状態からバイ
メタル板7が昇温して第3図の状態になろうとする初期
では、バイメタル板は、昇温に伴って徐々に変形が進行
し、所定の形状になると急速に変形が進行する。即ち、
バイメタル板7は、その変形量が閾値に達する迄は徐々
に変形が進行し、変形量がこの閾値に達すると急速に変
形が進行する。この変形初期の徐々に変形が進行する過
程は、クリープ(匍匐(ほふく))と呼ばれている。バ
イメタル板7のクリープを過ぎてからの急速な変形進行
(スナップアクション)によって可動接点支持板3は急
速に上方へ押し上げられ、従って可動接点4は固定接点
9から速やかに離れ、スパークによる接点熔着が起こる
ことがない。前記バイメタル板変形量の閾値はスイッチ
装置1をON状態からOFF状態にする温度によって変わ
り、この温度が高い程上記閾値は大きい。従って、第2
図で、バイメタル板7の自由端と可動接点支持板との距
離は、スイッチ装置1をON状態からOFF状態にする設定
温度に対応して決定すれば良い。換言すれば、バイメタ
ル板7の一端側は可動接点支持板3に密着、固定してい
るので、上記設定温度に対応した曲率のバイメタル板7
を選択すれば良い。従って、前述したような上記距離の
調整は必要なく、組立も簡単である上に、前述したよう
な上記距離の調整の誤差に起因するチャタリングや接点
熔着が起こることがない。
第3図のOFF状態から第2図のON状態に移行する場合
も、上記と同様にバイメタル板7は変形初期のクリープ
を経過してから変形が急速に進行し、可動接点4が固定
接点9に圧接する。バイメタル板7の上記のような変形
により、チャタリングを起こすことがなく、バイメタル
板7や可動接点支持板3が疲労して正常な動作をしなく
なることがなく、また接点熔着も起こらず、スイッチ装
置1は長期間に亘ってスイッチ機能を失わず、電気機器
の保護が確実になされる。
バイメタル板7はその一部が可動接点支持板3の一部
に密着し、更に可動接点支持板3の一部は黄銅板6に密
着している。従って、スイッチ装置1が第3図のOFF状
態から第2図のON状態に移行するとき、バイメタル板7
は、共に昇温している可動接点支持板3、黄銅板6から
熱伝導による熱の供給を受けるので、自然放冷の場合と
異なって降温がゆっくりと進行する。従ってこのときス
イッチ装置1は第3図のOFF状態にある時間が長くなっ
て、その間に電気機器の異常原因を排除するのに好都合
であり、電気機器のメンテナンスが容易になる。
第5図及び第6図は上記のスイッチ装置を取付けた電
動ドリルの把持部を示し、第5図は側面図、第6図は一
部破砕部分正面図である。
第5図に示すように、把持部17の側面の蓋17aに設け
られた貫通孔には、パワースイッチの釦16が突出してい
る。図中、19はヒューズボックス、20は蓋取外し用のレ
バーである。第5図に示すように、スイッチ装置1は蓋
17aの内側で把持部17に取付けられ、リード線12、13が
把持部17内の端子18A、18Bに接続される。
本発明に基づくスイッチ装置は、種々の電気機器の保
護に適用でき、その適用範囲は広いが、とりわけ、バッ
テリ(乾電池を含む)パックの短絡からの保護、小型モ
ータの巻線に直結してその過負荷から保護するのに好適
である。
以上の実施例のほか、本発明の技術思想に基づいて種
々の変形が可能である。例えば、バイメタルの形状はク
リープが起こる適宜の形状として良く、可動接点の取付
け位置もスイッチ装置の構造、形状に応じて適宜の形状
として良い。また、バイメタルに替えて、温度変化に対
応して変形する他の変形部材を使用して良い。
また、保護の対象は、モータその他の電気機器のほ
か、種々の機械、装置を電気的に保護或いは制御するの
にも本発明に基づくスイッチ装置は適用可能である。
ヘ.発明の効果 以上説明したように、本発明に基づくスイッチ装置
は、温度変化に対応して変形する変形部材と可動接点を
設けた可動部材とが可動接点とは別の位置でそれぞれの
一端部を互いに重ね合わせて(密着して)固定され、か
つ上記変形部材の他端部が自由端となっているので、上
記変形部材の自由端と上記可動部材との距離は常にスイ
ッチ切換時の温度の設定に適応した所望の距離とするこ
とができる。従って、従来のスイッチ装置に於けるよう
な変形部材と可動部材との間の距離を調整する必要がな
く、組立が容易である。また、この調整の誤差に基づく
チャタリングや接点熔着が起こることがなくなり、電気
機器等の保護が長期間に亘って確実になされ、信頼性が
高い。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第6図は本発明の実施例を示すものであって、 第1図はスイッチ装置の内部平面図、 第2図は第1図のII−II線矢視断面図、 第3図はOFF状態にあるスイッチ装置の断面図、 第4図はスイッチ装置とモータとの接続の概略回路図、 第5図及び第6図はスイッチ装置を備えた電動ドリルの
把持部を示し、第5図は側面図、第6図は一部破砕正面
図 である。 第7図〜第10図は従来例を示すものであって、 第7図はスイッチ装置の内部平面図、 第8図は第7図のVIII−VIII線矢視断面図、 第9図は第7図の部分拡大図、 第10図はOFF状態にあるスイッチ装置の断面図 である。 なお、図面に示された符号に於いて、 1、21……スイッチ装置 3、23……可動接点支持板(可動部材) 24……可動接点 6……黄銅板 7、27……バイメタル板 8、25、28……導電板 9、29……固定接点 11、31……固定具 12、13、32、33……リード線 14……樹脂の台 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭52−113262(JP,U) 実開 昭60−123933(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】収容部に対して固定されている固定接点
    と、 前記収容部に対して固定されている一端部と前記固定接
    点に当接する可動接点を備えた他端部とを有し、前記可
    動接点が前記固定接点に対して隔離または接触すること
    により電気回路の開閉がなされるように配置されている
    可動部材と、 前記収容部に対して前記可動部材の一端部と重なった状
    態で固定されている一端部と前記可動部材の他端部とほ
    ぼ同一方向に延びる自由端部とを有し、通常温度におい
    ては前記可動接点が前記固定接点に接触するように前記
    自由端部が前記可動部材から離れた第1の位置にあり、
    通常温度よりも高い所定温度以上に温度が上昇すると前
    記可動接点を前記固定接点から隔離させるように前記自
    由端部が前記一端部を支点として前記第1の位置から前
    記可動部材を押動しながら第2の位置へ変位する変位部
    材と、 前記収容部に対して前記可動部材の一端部と前記変位部
    材の一端部とを重ね合わせた状態で固定する固定部材と を具備してなることを特徴とするスイッチ装置。
JP63132393A 1988-05-30 1988-05-30 スイッチ装置 Expired - Fee Related JP2660545B2 (ja)

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