JP4424870B2 - プロテクタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばモータ等に取り付けられるプロテクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、この種のモータには、過負荷状態による原因等で加熱状態になった場合にモータを保護するためプロテクタが用いられているが、このようなプロテクタには例えば以下に示すようなものがある。
【0003】
図10に示すように、この種のプロテクタ100は、モータの電源回路(図示せず)から同一方向に延びる二つの電線の端末部分に接続されるもので、固定接点101を有する固定電極板102と、可動接点103を有する可動電極板104とを備えている。
【0004】
これらの固定接点101及び可動接点103は、通常、互いに接触することにより、モータの電源回路を閉じるようにしているが、モータが加熱状態になった場合には、バイメタル105が加熱されて反転することにより、可動電極板104が跳ね上げられ、これにより、可動接点103が固定接点101から離れてモータの電源回路を切断している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図10に示すようなプロテクタ100においては、可動電極板104と固定電極板102の絶縁性を保つためこれらの間に絶縁性樹脂106を介在させているが、この樹脂106の一部106aを突起状にした部分に、可動電極板104とバイメタル105の双方を重ね合わせた状態で通し、その突起部分106aに例えば熱や超音波によるかしめを施すことにより、可動電極板104とバイメタル105をともに固定している。
【0006】
しかしながら、このように可動電極板104とバイメタル105が樹脂の熱かしめより固定された場合には、かしめられた部分106aが加熱されて溶けると、可動電極板104とバイメタル105ががたつくため、プロテクタ100のもつ信頼性が低下し、例えば生産時の検査工程においてプロテクタ100の歩留まりが悪くなるという問題がある。
【0007】
一方、図11に示すように、可動電極板104とバイメタル105を、ともに一対の金属板107、108で挟んだ状態でこれらに溶接を施すことによって固定することも考えられるが、この場合においても、溶接不良に起因して可動電極板104とバイメタル105ががたつくためプロテクタ100の信頼性が低下する問題を解決することはできない。
【0008】
本発明は、このような技術的課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、可動電極とバイメタルのがたつきを防止して信頼性の安定したプロテクタを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた好ましい発明は、固定接点を有する固定電極と、固定電極と接続可能な電極であって、固定接点と接触可能な可動接点が移動可能に構成された可動電極と、温度変化により反転可能に構成されたバイメタル部材と、可動電極及びバイメタル部材の双方を固定電極から絶縁する絶縁体と、絶縁体の一部に挿入可能な金属性の部材であって、可動電極及びバイメタル部材の双方を絶縁体上に固定するように構成された固定部材とを備えたことを特徴とするプロテクタである。
【0010】
好ましい発明によれば、可動電極及びバイメタル部材の双方を、これらを貫通して固定電極と絶縁された状態の固定部材の一部に例えばかしめを施して固定することにより、可動電極板とバイメタルのがたつきを防止してプロテクタの信頼性を安定させることができる。
【0011】
好ましい態様の発明において、固定電極は、固定部材を通すための開口部を有し、開口部の周囲には、固定部材と所定の絶縁距離を保ちつつ所定の電流を流すために十分な大きさの断面積をもつ異形状通電部が形成されていることも効果的である。
【0012】
好ましい態様の発明の場合、同じ側の固定電極及び可動電極を有するプロテクタに金属の固定部材を用いたことに伴い、固定電極が固定部材と近接するその部分を、固定部材と適切な絶縁距離を保ちつつ、所定の電流を流すのに十分な断面積を有する形状にすることにより、固定部材を通して固定電極と可動電極との間で生じるショートに起因してプロテクタの本来の機能が発揮しないような事態を防ぎ、しかも、固定電極につき固定部材から逃げた形状の部分が固定電極の発熱を防ぎ、その結果、バイメタル部材が誤作動するような事態をも防ぐことができるため、可動電極及びバイメタルの取り付け強度を補強しつつ、プロテクタの信頼性を維持することができる。
【0013】
好ましくは、固定電極の異形状通電部は、絞り形状やバーリング形状に形成されていることも効果的である。
【0014】
好ましい態様によれば、固定電極に絞り加工又はバーリング加工を施すことにより異形状通電部を所望の形状にすることができる。
【0015】
好ましくは、固定電極と絶縁体とが一体的に形成され、絶縁体には、固定電の異形状通電部を外側に配置した状態で固定部材を貫通可能な貫通孔が設けられていることも効果的である。
【0016】
好ましい態様によれば、固定電極と絶縁体とを一体的な構成にすることによりそれ自体の強度を向上させ、これに取り付けられる可動電極及びバイメタル部材の取り付け強度の向上をさらに図ることができる。
【0017】
好ましくは、絶縁体との間に可動電極及びバイメタル部材を挟むことが可能な押え部材を備え、押え部材には、絶縁体の貫通孔と連通可能な貫通孔が設けられていることも効果的である。
【0018】
好ましい態様によれば、押え部材と絶縁体の間に可動電極及びバイメタル部材の双方を挟んだ状態で固定部材にかしめを施すことができる。
【0019】
好ましくは、固定部材は、可動電極及びバイメタル部材を挟んだ状態の絶縁体及び押え部材の双方からはみ出ないような長さで形成されていることも効果的である。
【0020】
好ましい態様によれば、プロテクタをケースに収容可能な構成にした場合、固定部材がプロテクタの本体部分からはみ出ないため、ケースをプロテクタを収容可能な大きさにすれば足りる。
【0021】
好ましくは、固定部材は、リベットであることも効果的である。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るプロテクタの好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態のプロテクタの概略構成を示す正面図である。図2は、同プロテクタのプロテクタ組立体の概略構成を示す図であり、図2(a)は平面図、図2(b)は正面図である。
図3は、同プロテクタ組立体を構成する固定電極体の概略構成を示す図であり、図3(a)は平面図、図3(b)は正面図、図3(c)は下面図である。
図4は、同固定電極体を構成する固定電極板の概略構成を示す図であり、図4(a)は正面図、図4(b)は下面図である。
図5は、同プロテクタ組立体を構成する押え部材の概略構成を示す図であり、図5は(a)平面図、図5(b)は正面図である。
図6(a)(b)は、同プロテクタ組立体の固定方法を示す図である。図7は、同プロテクタの要部の概略構成を示す図であり、図6は(a)正面図、図6は(b)右側面図である。
【0023】
図1に示すように、本実施の形態のプロテクタ1は、モータの電源回路(図示せず)を構成し同一方向に延びる二つの電線2、3の端末部分に接続されるもので、プロテクタ組立体10と、プロテクタケース20とを有する。
【0024】
図2(a)(b)に示すように、プロテクタ組立体10は、固定電極体11と、可動電極板14、バイメタル(バイメタル部材)15及び押え部材16とが、リベット(固定部材)17を用いて一体的に構成され、さらに、固定電極体11は、固定電極板12と、絶縁体13とから一体的になる。
【0025】
本実施の形態に用いられるリベット17は、耐熱性及び加工性の観点から、例えば黄銅のような金属を用いて、ヘッド部17aを有する中空円筒状に形成されたものである。
【0026】
図3(a)〜(c)又は図4(a)(b)に示すように、絶縁体13は、絶縁性及び耐熱性の高い樹脂を用いて略ブロック状に形成されている。この後端部分(図3の左側部分)には、リベット17を貫通させるための貫通孔13aが上下方向(絶縁体13の厚さ方向)に形成され、この貫通孔13aの下部の周囲には、リベット17のヘッド部17aを埋め込んだ状態でこれと当接可能な座ぐり13bが形成されている。
【0027】
絶縁体13の下面には、固定電極板12が配置されているが、この固定電極板12は、絶縁体13を形成する際にインサート成型によって絶縁体13の一部に溶着されている。
【0028】
固定電極板12は、電気伝導率の高い金属を用いて略平板状に形成されている。固定電極板12の後端部分には、一方の電線2と接続するための接続端子12aが形成され、この接続端子12aは、絶縁体13から後方側にはみ出るようになっている。
【0029】
固定電極板12の前方部分は、絶縁体13からはみ出ており、その先端部分には、突状の固定接点12bが埋め込まれている。
【0030】
固定電極板12の後端部分の、絶縁体13の貫通孔13a及び座ぐり13bの周囲には、異形状通電部12cが形成されている。この異形状通電部12cは、絞り加工によって所定の外径D1及び深さD2で閉じた円筒状(いわゆる絞り形状の一種)に形成し、さらに、その底部に所定の内径D3で円形の開口部12dが形成されたものである。
【0031】
ここで、図7(a)(b)に示すように、異形状通電部12cの外径D1、深さD2及び開口部12dの内径D3は、リベット17に対する絶縁性及び固定電極板12に生じる発熱を抑制する観点から決定される。具体的には、固定電極板12の異形状通電部12cのこのような形状は、絶縁体13を介したリベット17に対して、固定電極板が絶縁状態におかれる程度に離れる絶縁距離L1をほぼ一定に保ち、かつ、固定電極板12に流れる電流についての流通断面S1の面積を所定の大きさの電流が流れる程度の大きさに保つような条件に基づいて定められる。
【0032】
一方、図3(a)(b)に示すように、絶縁体13の上面には、バイメタル15を載置可能な載置部13cが形成され、さらに、この載置部13cの両側部分には、可動電極板14及びバイメタル15の双方と、これらを押さえ付けるための押え板16との取り付け位置を定めるガイド部13dが形成されている。
【0033】
図2(a)(b)に示すように、可動電極板14は、固定電極板12とほぼ同じ大きさで略平板状に形成されている。可動電極板14の後端部分には、他方の電線3と接続するための接続端子14aが形成され、この接続端子14aは、押え部材16から後方側にはみ出て固定電極板12の接続端子12aと同じ側に配置されるようになっている。可動電極板14の前方部分は、固定電極板12の固定接点12bに接近する方向に折り曲げられ、その先端部分には、突状の可動接点14bが埋め込まれている。
【0034】
そして、この可動接点14bは、可動電極板14がリベット17とともに押え部材16によって押し付けられた場合、固定電極板12の固定接点12bと接触する位置に配置されるようになっている。
【0035】
バイメタル15は、例えば、ニッケルと鉄の組合せのように、熱膨張率の異なる2種の金属を張り合わせたもので、温度変化により反転するように構成されている。
【0036】
そして、バイメタル15は、可動電極板14と絶縁体13との間でリベット17とともに押え部材16によって押し付けられた場合、バイメタル15自身の反転により可動電極板14を跳ね上げることによって可動接点14bを固定接点12bから離すことが可能な位置に配置されるようになっている。
なお、可動電極板14及びバイメタル15の双方には、リベットを貫通可能な孔が形成されている。
【0037】
図5(a)(b)又は図2(b)に示すように、押え部材16は、金属からなるもので、絶縁体13のガイド部13dからはみ出ない程度の厚さの平板状に形成されている。また、この押え部材16には、リベット17を貫通可能な貫通孔16aが形成されるが、その上部には、リベット17の加工の際に塑性変形した部分を受けるための受部16bがテーパ状に形成されている。
【0038】
そして、このような可動電極板14及びバイメタル15を押え部材16とともに固定電極体11に固定するには、図6(a)(b)に示すように、リベット17をこのヘッド部17aを下側にして図示しないピンに挿入した後、順次、このリベット17に固定電極体11、バイメタル15、可動電極板14、押え部材16を挿入する。
【0039】
そして、リベット17のヘッド部17aを絶縁体13の座ぐり13bに突き当てた状態で、リベット17の上端部分にかしめ用ロッド4を打ち込む。これにより、リベット17は、この上端部分がかしめられることにより押え部材16の受部16bに沿って塑性変形し、絶縁体13と押え部材16との間に可動電極板14及びバイメタル15の双方を隙間なく強固に挟み込む。
【0040】
一方、図1に示すように、プロテクタケース20は、プロテクタ組立体10をほぼ隙間なく収容可能な大きさで形成されている。そして、このような観点から、リベット17の長さは、押え部材16の上面および絶縁体13の下面からはみ出ない程度に定められている。
【0041】
このような構成を有する本実施の形態においては、プロテクタ1の各接続端子12a、14aのうち、例えば、固定電極板12の接続端子12aをプラス端子として、可動電極板14の接続端子14aをマイナス端子として、モータの電源回路の一部に接続する。そして、モータを作動すると、プロテクタ1内では、固定電極板12と可動電極板14とが、固体端子12bと可動接点14bとの接触によりモータの電源回路に対して閉じた電流経路を形成する。
【0042】
この場合、固定電極板12の異形状通電部12cが、リベット17との間に十分な絶縁距離L1を保っているため、固定電極板12と、可動電極板14に接続されたリベット17との間に電流経路が形成されるおそれがない。すなわち、固定電極板12の異形状通電部12cは、リベット17と絶縁状態を保ったまま、固定電極板12と可動電極板14との間に電流を流してモータの運転を持続させる一方で、バイメタル15を作動可能な状態にしておく。
【0043】
そして、モータが過剰に加熱されるような事態が生じた場合には、その熱を受けたバイメタル15自身が反転することにより可動電極板14を跳ね上げ、モータの電源回路を切断してモータを加熱状態から保護する。
【0044】
一方、固定電極板12の異形状通電部12cを、リベット17と絶縁距離L1を保ちつつ、そこに電流が流れる流通断面S1の面積につき所定の電流を流せる程度の大きさにしたため、その異形状通電部12cは過剰に発熱することはない。
【0045】
以上述べたように本実施の形態によれば、可動電極板14及びバイメタル15の双方をリベット17を用いたかしめにより固定するようにしたことから、可動電極板14とバイメタル15のがたつきを防止してプロテクタ1の信頼性を安定させることができる。
【0046】
また、本実施の形態によれば、固定電極板12と絶縁体13とを固定電極体11として一体的な構成にしたことから、その固定電極体11自体の強度を向上させてこれに取り付けられる可動電極板14及びバイメタル15の取り付け強度の向上をさらに図ることができる。
【0047】
一方、本実施の形態の場合、同一方向に延びる二つの電線2、3と接続するプロテクタ1に金属のリベット17を用いたことに伴い、固定電極板12がリベット17と近接するためその部分をリベット17から逃がすような形状を採らざるを得ないが、その部分を異形状通電部12cとして、リベット17と適切な絶縁距離L1を保ちつつ、十分な電流容量を確保するような形状にしたことから、リベット17を通して固定電極板12と可動電極板14との間で生じるショートに起因してプロテクタ1の本来の機能が発揮しないような事態を防ぎ、しかも、固定電極板12につきリベット17から逃げた形状の部分で生じる発熱に起因してバイメタル15が誤作動するような事態をも防ぐことができるため、可動電極板14及びバイメタル15の取り付け強度を補強しつつ、プロテクタ1の信頼性を維持することができる。
【0048】
図8は、本発明の第2の実施の形態のプロテクタの要部の概略構成を示す(a)正面図、(b)右側面図である。
図8(a)(b)に示すように、本実施の形態のプロテクタ1Aは、固定電極板12の異形状通電部12c1の形状のみが第1の実施の形態と異なる。
【0049】
本実施の形態の場合、固定電極板12の異形状通電部12c1は、バーリング加工によって所定の外径D4及び深さD5で開口した円筒状(いわゆるバーリング形状)に形成されたものである。
【0050】
この異形状通電部12c1の絶縁距離L2及び流通断面S2の面積の大きさを第1の実施の形態と同一にすれば、放射部の形状が、絞り形状又はバーリング形状のいずれであってもかまわないが、バーリング形状については、絶縁体13の中腹部分に固定電極板12の異形状通電部12c1の折れ曲がった部分がないため、絶縁体13を固定電極板12とともにインサート成型する際に、絶縁体13の原材料の流れが良い点で第1の実施の形態の場合より有利である。
【0051】
一方、固定電極板12が絶縁体13により強固にくいつく点では、第1の実施の形態の場合の方が有利であり、固定電極板12の異形状通電部に、第1、第2の実施の形態のいずれの形状を用いるかについてはかかる観点から決定すればよい。
【0052】
図9は、本発明の第3の実施の形態のプロテクタの要部の概略構成を示す(a)正面図、(b)右側面図である。
図9(a)(b)に示すように、本実施の形態のプロテクタ1Bは、固定電極板12の異形状通電部12c2の形状のみが第1、2の実施の形態と異なる。
【0053】
本実施の形態の場合、固定電極板12の異形状通電部12c2は、打ち抜き加工によって所定の外径D6で円形状の孔に形成されたものである。
【0054】
本実施の形態のように、固定電極板12の幅Wが大きく、絶縁距離L3を差し引いても流通断面S3の面積の大きさが十分である場合には、固定電極板12の異形状通電部12c3の形状を、絞り形状又はバーリング形状のように絶縁体13の内部側に折り曲げなくても、単に孔形状にすれば足りるため、このような加工に要するパンチの型が簡素な構成で済む点で第1、第2の実施の形態の場合より有利である。
【0055】
なお、上記実施の形態においては、可動電極板とバイメタルの固定にリベットを用いたが、本発明は、これに限られることなく、温度変化により自己反転式の可動電極板のみを絶縁体上に固定する場合にも、上記実施の形態のように、リベットを用い、これに伴って固定電極板に異形状通電部を設ければよい。
【0056】
また、上記実施の形態においては、中空状のリベットを用いたが、中実状のリベットを用いることも可能である。ただし、プロテクタの組立工程において、リベットを位置決めピンとして各部材をこれに挿入したり、リベットにかしめ用ロッドを打ち込む点では、中空状のリベットを用いることが好ましい。
【0057】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、可動電極とバイメタルのがたつきを防止して信頼性の安定したプロテクタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のプロテクタの概略構成を示す正面図である。
【図2】(a)(b):同プロテクタのプロテクタ組立体の概略構成を示す平面図及び正面図である。
【図3】(a)〜(c):同プロテクタ組立体を構成する固定電極体の概略構成を示す平面図、正面図及び下面図である。
【図4】(a)(b):同固定電極体を構成する固定電極板の概略構成を示す正面図及び下面図である。
【図5】(a)(b):同プロテクタ組立体を構成する押え部材の概略構成を示す平面図及び正面図である。
【図6】(a)(b):同プロテクタ組立体の固定方法を示す図である。
【図7】(a)(b):同プロテクタの要部の概略構成を示す正面図及び右側面図である。
【図8】(a)(b):本発明の第2の実施の形態のプロテクタの要部の概略構成を示す正面図及び右側面図である。
【図9】(a)(b):本発明の第3の実施の形態のプロテクタの要部の概略構成を示す正面図及び右側面図である。
【図10】従来のプロテクタの概略構成を示す正面図である。
【図11】従来のプロテクタの概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
12…固定電極板 12b…固定接点 12c…異形状通電部 15…バイメタル(バイメタル部材) 16…押え部材 17…リベット(固定部材)
Claims (6)
- プロテクタ組立体と当該プロテクタ組立体を収容するプロテクタケースとを備えたプロテクタであって、
前記プロテクタ組立体は、
前方部分に固定接点が形成され、後端部分に、開口部を含む異形状通電部を介して第1の接続端子が形成された固定電極板と、
前方部分に前記固定接点と接触可能な可動接点が移動可能に形成され、後端部分に第2の接続端子が形成された可動電極板と、
前記可動電極板の下方に配置され、温度変化により反転したとき前記可動接点を前記固定接点から離れさせるバイメタル部材と、
前記固定電極板にインサート成型によって一体に構成された絶縁体であって、当該絶縁体の上面には前記可動電極板および前記バイメタル部材の双方を載置する載置部が形成され、前記載置部の両側にはガイド部が形成され、前記載置部の厚さ方向には前記異形状通電部の開口部から絶縁距離を有するように貫通孔が形成される前記絶縁体と、
前記絶縁体の貫通孔内に挿入可能な金属性の固定部材と、
前記ガイド部によって位置を定められ、かつ前記可動電極板上に配置される押え部材とを有し、
前記固定部材は、前記絶縁体、前記バイメタル部材、前記可動電極板および前記押え部材にそれぞれ形成された貫通孔を通り、前記押え部材と前記載置部との間に前記バイメタル部材および前記可動電極板の端部を固定し、
前記第1および第2の接続端子は、前記押え部材から後方側にそれぞれ対向するようにはみ出され、
前記プロテクタケースの端末部分において、前記第1および第2の接続端子が第1および第2の電線にそれぞれ接続される、プロテクタ。 - 前記異形状通電部は、絞り形状により前記開口部を形成する、請求項1記載のプロテクタ。
- 前記異形状通電部は、バーリング形状により前記開口部を形成する請求項1記載のプロテクタ。
- 前記押え部材の貫通孔には、前記固定部材の一方の端部を塑性変形させるためのテーパ状の受部が形成されている、請求項1に記載のプロテクタ。
- 前記固定部材の一方の端部は、前記押え部材の上面からはみ出ないような長さである、請求項4記載のプロテクタ。
- 前記固定部材は、リベットである、請求項1ないし5いずれか1項記載のプロテクタ。
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