JP3361191B2 - 過電流保護スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、過電流保護スイッチに
係り、特に、小型の過電流保護スイッチに関する。

【０００２】〔発明の背景〕近年、家庭内等における電
化製品の普及に伴い、電化製品自体にサービスコンセン
トを設けたものが市場に多数提供されており、これによ
って、コンセントに接続される電化製品はますます増加
し、電力使用量も増大している。

【０００３】このような状況下において、各電化製品に
はそれぞれ供給可能な最大電流が定められており、この
最大電流を越える電流が流れようとした場合、過電流か
ら装置内部回路を保護するため、あるいは、サービスコ
ンセントに接続された電化製品を保護するために、この
ような電化製品には、一般に、「ヒューズを用いた過電
流保護装置」や、「バイメタルを用いたブレーカ等の過
電流保護スイッチ」が備えられている。

【０００４】そして、近時における消費者のニーズか
ら、上記過電流保護手段として、安価ではあるものの、
過電流によって一度短絡したヒューズは毎回交換しなく
てはならず、メンテナンスが面倒な「ヒューズを用いた
過電流保護装置」に代わって、多少コストアップとなっ
てもメンテナンスが容易な「過電流保護スイッチ」が使
用されることが望まれている。

【０００５】

【従来の技術】従来、このような過電流保護スイッチと
しては、例えば、図１７に示すようなサーキットブレー
カ１０１がある。

【０００６】図１７は、従来のサーキットブレーカ１０
１の動作を説明するための要部断面図である。

【０００７】このサーキットブレーカ１０１は、本体ケ
ース１０２、本体キャップ１０３、スイッチ部１０４、
絶縁部材１０５、復帰ボタン１０６、スプリング１０
７、負荷接続端子１０８，１０９から構成される過電流
保護スイッチである。

【０００８】本体ケース１０２は、左側本体ケース１０
２Ｌと、図示しない右側本体ケースとから構成される硬
質プラスチック製のケースであり、図１７（ａ）に示す
ように、左側本体ケース１０２Ｌに、丸穴１０２ａ，１
０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ、及び、長穴１０２ｅを形
成するとともに、右側本体ケース（図示せず）に、これ
ら丸穴１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ、及
び、長穴１０２ｅにそれぞれ係合する突起部を形成する
ことにより、左側本体ケース１０２Ｌ内部に、スイッチ
部１０４、絶縁部材１０５、復帰ボタン１０６、スプリ
ング１０７、負荷接続端子１０８，１０９等を配置した
状態で右側本体ケース（図示せず）を取り付け、さら
に、図１７中、左側から本体キャップ１０３を取り付け
ることによりサーキットブレーカ１０１が組み立てられ
る。

【０００９】スイッチ部１０４は、熱膨張率の異なる２
枚の金属を張り合わせた、いわゆる、バイメタルの端部
位置に金属接点１０４ａを形成したものであり、この金
属接点１０４ａと、後述する金属接点１０８ａとが接触
・非接触状態となることにより電流の導通・遮断制御を
行う。

【００１０】絶縁部材１０５は、略短冊状の不導電性材
料から構成され、一方端部において復帰ボタン１０６と
係合する係合部を形成するとともに、他方端側の所定位
置に導通孔１０５ａを穿設し、スイッチ部１０４が導通
状態のときは、導通孔１０５ａの位置において、前述の
金属接点１０４ａ及び１０８ａが接触し、スイッチ部１
０４ａが遮断状態のときは、前述の金属接点１０４ａ−
１０８ａ間に絶縁部材１０５が介在することにより、電
流を遮断する。

【００１１】復帰ボタン１０６は、遮断状態となったス
イッチ部１０４を導通状態に復帰させるためのボタンで
あり、スプリング１０７は、導通状態から遮断状態に移
行する際に絶縁部材に付勢力を与えるものであり、負荷
接続端子１０８，１０９は、所望の電流経路に過電流が
流れることを防止するために、当該電流経路に対して直
列に接続する端子である。

【００１２】以上の構成において、負荷接続端子１０
８，１０９を接続する電流経路に定格電流以下の電流が
流れている場合、図１７（ａ）に示すように、スイッチ
部１０４に形成された金属接点１０４ａと、負荷接続端
子１０８において金属接点１０４ａの対向位置に形成さ
れた金属接点１０８ａとが、絶縁部材１０５における導
通孔１０５ａの位置において接触している。

【００１３】ここで、負荷接続端子１０８，１０９を接
続する電流経路に過電流が流れた場合、流れる電流量に
応じてスイッチ部１０４を構成するバイメタルの温度が
上昇して所定温度を越えると、図１７（ｂ）に示すよう
に、バイメタルが曲がって金属接点１０４ａと１０８ａ
とが離れ、スプリング１０７により付勢されている絶縁
部材１０５により金属接点１０４ａ−１０８ａ間が遮断
される。

【００１４】これによって、負荷接続端子１０８，１０
９を接続する電流経路に過電流が流れることを防止で
き、また、復帰ボタン１０６を押すことで、電流経路を
いつでも接続状態に復帰させることができる。

【００１５】

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、このよ
うな従来の過電流保護スイッチであるサーキットブレー
カ１０１にあっては、 スイッチ部１０４、絶縁部材１０
５、復帰ボタン１０６、スプリング１０７、負荷接続端
子１０８，１０９等を配置する本体ケース１０２（特
に、左側本体ケース１０２Ｌ）及び本体キャップ１０３
の構造が複雑であったため、その組み立てが面倒である
という問題点があった。

【００１７】〔目的〕本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、小型化を
図りつつ、組み立てが容易な過電流保護スイッチを提供
することにある。

【００１８】

【００１９】

【課題を解決するための手段】 請求項１記載の発明は、
過電流によりバイメタルの温度が上昇してバイメタルが
曲がることによってバイメタルスイッチの両接点が離れ
る際に、スプリングの付勢により前記両接点間に絶縁片
を介在させて電流を遮断する過電流保護スイッチにおい
て、 前記バイメタルスイッチを覆う内側ケースと、該内
側ケースを摺動自在に保持する外側ケースとを有し、該
外側ケースに形成した係止溝によって前記絶縁片の両端
部を固定するとともに、前記内側ケースの側面にスライ
ド溝を形成し、前記絶縁片をスライド自在にガイドする
ことにより、上記目的を達成している。

【００２０】さらに、この場合、前述の請求項１記載の
発明に加えて、請求項２記載の発明は、前記絶縁片は、
前記内側ケースに形成されたスライド溝に摺接するガイ
ド部を形成するＬ字状の絶縁体により構成することが好
ましい。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を、図１〜図１
５を参照して説明する。

【００２５】まず、本実施例の構成を説明する。

【００２６】図１は、本実施例におけるサーキットブレ
ーカ１を表側から見た斜視図であり、図２は、本実施例
におけるサーキットブレーカ１を裏側から見た斜視図で
ある。

【００２７】図１及び図２において、過電流保護スイッ
チであるサーキットブレーカ１は、大別して、外側ケー
ス２、内側ケース３、スイッチ本体４、絶縁片５、弾性
部材であるスプリング６から構成されている。

【００２８】図３は、外側ケース２の平面図であり、図
４は、図３における外側ケース２のＡ−Ａ’線断面図で
ある。

【００２９】図３に示すように、外側ケース２の上端面
位置には、復帰ボタンを兼用する突起部２１が突設さ
れ、この突起部２１内には、後述する内側ケース３に取
り付ける際に、内側ケース３に突設された突起部３１が
当たらないように切り欠き部２２が形成されている。

【００３０】また、外側ケース２の下端部左右位置に
は、後述する絶縁片５の両端部を固定する係止溝２３，
２３と、内側ケース３に取り付ける際に、当該内側ケー
ス３が外れないように係止部２４，２４が形成されてい
る。

【００３１】さらに、本実施例における外側ケース２
は、摺動自在に内側ケース３に取り付けられるが、後述
する内側ケース３の摺動溝３２内に係合する摺動規制部
２５が形成されることによって、外側ケース２の移動量
が規制されている。

【００３２】また、本実施例の外側ケース２は、外側ケ
ース２の全体が内側ケース３に対して摺動することによ
り、従来例での復帰ボタンと同様に、突起部３１が遮断
状態となったサーキットブレーカ１を導通状態に復帰さ
せるためのボタンとなる。

【００３３】図５は、内側ケース３の平面図、図６は、
内側ケース３の側面図、図７は、図５における内側ケー
ス３のＢ−Ｂ’線断面図である。

【００３４】図５に示すように、内側ケース３の上端面
位置には、後述するスプリング６を取り付けるための突
起部３１が突設され、また、前述したように、外側ケー
ス２の移動量を規制するための摺動規制部２５を係合さ
せる摺動溝３２が形成されている。

【００３５】また、内側ケース３の下端部においては、
４方向にフランジ３３が形成されており、本実施例にお
けるサーキットブレーカ１を取り付ける際には、予め、
このフランジ３３に嵌合する溝を形成しておくことによ
り、溝に嵌着する形で取り付けを行うことができる。

【００３６】さらに、内側ケース３の側面位置には、図
６に示すように、後述する絶縁片５がスライド自在に係
合するスライド溝３４と、後述するスイッチ本体４を係
止する係止溝３５とが押切成形により一体的に形成され
ている。

【００３７】図８は、スイッチ本体４の平面図であり、
図９は、図８におけるスイッチ本体４の底面図である。

【００３８】図８に示すように、スイッチ本体４は、バ
イメタルスイッチ４１、放熱板４２、基部４３、係止部
４４、負荷接続端子４５，４６から構成されている。

【００３９】バイメタルスイッチ４１は、熱膨張率の異
なる２枚の金属（例えば、熱膨張率の大きい黄銅等や、
熱膨張率の小さいニッケル等）を張り合わせたものであ
り、バイメタルスイッチ４１の端部位置には接点４１
ａ，４１ｂが形成されており、接点４１ａと４１ｂとが
接触・非接触状態となることにより電流の導通・遮断制
御を行うものである。

【００４０】放熱板４２は、バイメタルスイッチ４１が
温度上昇により曲がった状態になった後、効率良く放熱
を行うことによりバイメタルスイッチ４１を元の状態に
短時間で復帰させるものである。

【００４１】基部４３は、バイメタルスイッチ４１や放
熱板４２を保持するものであり、内側ケース３に取り付
ける際に、フランジ３３形成側の開口部に嵌着させるも
のである。

【００４２】係止部４４は、基部４３を嵌着させる際
に、容易に取り外しができないように、内側ケース３に
形成された係止溝３５に係止させるためのものである。

【００４３】負荷接続端子４５，４６は、所望の電流経
路に過電流が流れることを防止するために、電流経路に
対して直列にサーキットブレーカ１を接続するための接
続端子である。

【００４４】図１０は、絶縁片５を示す図であり、図１
１は、図１０における絶縁片５のＣ−Ｃ’線断面図であ
る。

【００４５】図１０に示すように、絶縁片５は、絶縁部
材である硬質プラスチックから形成されたＬ字状の部材
であり、その一方端部には、内側ケース３のスライド溝
３４にスライド自在に係合するガイド部５１が形成さ
れ、また、その略中央部位置には、規制溝５２が形成さ
れている。

【００４６】この規制溝５２は、スイッチ本体４が導通
状態のときは、接点４１ａ及び４１ｂが接触し、スイッ
チ本体４が遮断状態のときは、接点４１ａ−４１ｂ間に
絶縁片５の規制溝５２が介在することにより、電流を遮
断するものであり、スプリング６による付勢力によって
接点４１ａ−４１ｂ間に入り込みやすいように、厚みを
薄くしている。

【００４７】ちなみに、絶縁片５の厚みが薄すぎると、
接点４１ａ−４１ｂ間でのアークの発生により、絶縁片
５が変形するおそれが生じてくるが、本実施例では、規
制溝５２に絶縁片５の厚みと同じ厚さのリブ部分を残す
ことにより、変形を防止するとともに、このリブ部分に
より絶縁片５のスライド位置を規制している。

【００４８】次に、本実施例の動作（作用）を説明す
る。

【００４９】図１２は、本実施例におけるサーキットブ
レーカ１の通常時における状態を示す平面図、図１３
は、図１２におけるサーキットブレーカ１の側面図、図
１４は、本実施例におけるサーキットブレーカ１の電流
遮断時における状態を示す平面図であり、図１５は、本
実施例のサーキットブレーカの動作例を説明するための
要部断面図である。

【００５０】負荷接続端子４５，４６を接続する電流経
路に定格電流以下の電流が流れている場合、図１２及び
図１５（ａ）に示すように、スイッチ本体４１に形成さ
れた接点４１ａ及び４１ｂが接触しており、電流が流れ
ている状態となる。

【００５１】ここで、負荷接続端子４５，４６を接続す
る電流経路に過電流が流れた場合、流れる電流量により
バイメタルスイッチ４１の温度が上昇して所定温度を越
えると、バイメタルが曲がり、図１４及び図１５（ｂ）
に示すように、スプリング６の付勢力により絶縁片５が
接点４１ａ−４１ｂ間に入り込み、接点４１ａ−４１ｂ
間が遮断される。

【００５２】これによって、負荷接続端子４５，４６を
接続する電流経路に過電流が流れることを防止でき、ま
た、この場合、図１４に示す状態において、突起部２１
を押すことで、電流経路をいつでも接続状態に復帰させ
ることができる。

【００５３】

【００５４】

【００５５】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００５６】例えば、上記実施例では、図１５に示すよ
うに、接点４１ａ，４１ｂ部分の接触点位置が絶縁片５
側にある場合を例に採り説明したが、図１６に示すよう
に、接点位置を変更することにより、絶縁片５の形状を
より最適化することが好ましい。

【００５７】図１６は、他の実施例のサーキットブレー
カの動作例を説明するための要部断面図である。

【００５８】すなわち、接点４１ｂは、直方体状の金属
から切り出されるため、断面形状が四角形となっている
が、絶縁片５’の形状を台形状とし、接点４１ｂ側にテ
ーパを形成することにより、絶縁片５’を接点４１ａ−
４１ｂ間に入り込みやすくするようにしたものである。

【００５９】

【００６０】

【００６１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例におけるサーキットブレーカを表側か
ら見た斜視図である。

【図２】本実施例におけるサーキットブレーカを裏側か
ら見た斜視図である。

【図３】外側ケースの平面図である。

【図４】図３における外側ケースのＡ−Ａ’線断面図で
ある。

【図５】内側ケースの平面図である。

【図６】内側ケースの側面図である。

【図７】図５における内側ケースのＢ−Ｂ’線断面図で
ある。

【図８】スイッチ本体の平面図である。

【図９】図８におけるスイッチ本体の底面図である。

【図１０】絶縁片を示す図である。

【図１１】図１０における絶縁片のＣ−Ｃ’線断面図で
ある。

【図１２】本実施例におけるサーキットブレーカの通常
時における状態を示す平面図である。

【図１３】図１２におけるサーキットブレーカの側面図
である。

【図１４】本実施例におけるサーキットブレーカの電流
遮断時における状態を示す平面図である。

【図１５】本実施例のサーキットブレーカの動作例を説
明するための要部断面図である。

【図１６】他の実施例のサーキットブレーカの動作例を
説明するための要部断面図である。

【図１７】従来のサーキットブレーカの動作を説明する
ための要部断面図である。

【符号の説明】

１ サーキットブレーカ（過電流保護スイッ
チ） ２ 外側ケース ２１ 突起部 ２２ 切り欠き部 ２３ 係止溝 ２４ 係止部 ２５ 摺動規制部 ３ 内側ケース ３１ 突起部 ３２ 摺動溝 ３３ フランジ部 ３４ スライド溝 ３５ 係止溝 ４ スイッチ本体 ４１ バイメタルスイッチ ４２ 放熱板 ４３ 基部 ４４ 係止部 ４５ 負荷接続端子 ４６ 負荷接続端子 ５ 絶縁片 ５１ ガイド部 ５２ 規制溝 ６ スプリング １０１ サーキットブレーカ １０２ 本体ケース １０３ 本体キャップ １０４ スイッチ部 １０５ 絶縁部材 １０６ 復帰ボタン １０７ スプリング １０８，１０９ 負荷接続端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 73/30 H01H 37/52

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 過電流によりバイメタルの温度が上昇
   してバイメタル が曲がることによってバイメタルスイッ
   チの両接点が離れる際に、スプリング の付勢により前記
   両接点間に絶縁片を介在させて電流を遮断する過電流保
   護ス イッチにおいて、 前記バイメタルスイッチを覆う内
   側ケースと、該内側ケースを摺動自在に保持する外側ケ
   ースとを有し、該外側ケースに形成した係止溝に よって
   前記絶縁片の両端部を固定するとともに、前記内側ケー
   スの側面にスラ イド溝を形成し、前記絶縁片をスライド
   自在にガイドすることを特徴とする過電流保護スイッ
   チ。
2. 【請求項２】 前記絶縁片は、前記内側ケースに形成
   されたスライド 溝に摺接するガイド部を形成するＬ字状
   の絶縁体により構成することを特徴とする請求項１記載
   の過電流保護スイッチ。