JP4576831B2 - 感温アクチュエータ及びそれを用いた感温スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、大電流の遮断に適した感温アクチュエータ及び感温スイッチに関する。

感温スイッチは、発熱する物体の温度を検知し、その温度に応じてスイッチをオンまたはオフにするものである。この感温スイッチには、バイメタルを利用するものや、例えば特許文献１のように感温磁性体と磁石を組み合わせたリードスイッチを用いるものがある。

また、特許文献２は、感温フェライトの温度が上昇したときに、戻しばねが磁石を感温フェライト（感温磁性体）から離脱する方向に付勢し、磁石に設けられたスピンドルがマイクロスイッチを切り換える感温センサーの構成を開示している。

また、特許文献３は、感温磁性体の温度が上昇したときに、感温磁性体に吸着する永久磁石が、永久磁石または磁性材料により形成され、空隙を介して設けられた吸着体に吸着することにより、永久磁石に設けられた作動子が電気接点を開放する熱応動スイッチを開示している。
特開昭５０−９０７７号公報 特開平１０−３８７０７号公報 特開昭５５−１２６２４号公報

ところで、一般に大電流を遮断するスイッチにおいては、端子でのジュール損による発熱や、接点におけるアーク放電を抑える必要がある。端子の発熱は、端子を形成する導体の抵抗率を小さくして端子の抵抗を低減することや、端子間の接圧を大きくして接点における接触抵抗を小さくすることにより低減することができ、アーク放電は、端子間が開放したときの接点ギャップを大きくすることや、端子の遮断速度を高速にすることにより抑えることができる。そのため、感温スイッチで大電流の遮断に適した構成とするためには、これらを実現するための構成を有する必要がある。

しかしながら、従来のバイメタルを用いた感温スイッチは、バイメタルの抵抗値が大きく、発熱が大きくなる。また、特許文献１に開示されている感温磁性材料と磁石とを組み合わせたリードスイッチは、構造が簡単であり小型化、低コスト化に優れるが、導体間の接圧を大きくすることができない。

また、特許文献２に開示されている感温センサーは、端子間の抵抗を小さくすることができるが、戻しばねの力で磁石とスピンドルを動作させるので、磁石とスピンドルを動作させる力が変位の大きさに応じて変化し、端子間が開放したときの接点ギャップを大きくする設計を行うことが困難である。特許文献３に開示されている熱応動スイッチは、端子間の抵抗を小さくすることができるが、感温磁性体に吸着する永久磁石が、大きな空隙を介して設けられた吸着体に吸着するので磁気効率が悪く、接点ギャップを大きくする設計を行うことは困難である。

上記のように、従来の感温スイッチは、大電流を遮断する目的に用いるのに十分に適したものではなかった。本発明は、上記事由を考慮してなされたもので、その目的とするところは、大電流の遮断に適した感温アクチュエータ及びそれを用いた感温スイッチを提供することにある。

上記課題を解決するために、本願発明は、軸と磁石部材とを有する可動部と、温度が高くなるにつれて透磁率が低下する感温磁性体と前記磁石部材に軸方向の力を与える磁性部材とを有する固定部と、をケースに備え、可動部は、感温磁性体の温度が所定の値を超えないときに前記磁石部材により感温磁性体に吸着し、感温磁性体の温度が前記所定の値を超えたときに前記磁石部材が感温磁性体から離れて軸方向に移動する感温アクチュエータであって、前記磁石部材は、着磁方向が軸方向に略直交するとともに軸方向に伸びる柱状部を備え、前記磁性部材に前記柱状部の一部を遊嵌できる筒状部を設けている。

本願発明の感温アクチュエータによれば、磁性部材の筒状部が軸方向に略直交する方向に着磁された磁石部材の柱状部を遊嵌した状態においては、主に筒状部の磁石部材側の端部と柱状部の側面との間で軸方向の力が生じるので、可動部のストローク変化に対して略一定の軸方向の力を得ることができ、大きな動作速度を得ることができる。また、軸方向に略一定の力を得られるストローク範囲は、筒状部と柱状部の長さを調整することにより定めることができるので、このストローク範囲を感温スイッチにおけるアーク放電を抑制できる接点ギャップを考慮して設定することにより、大電流の遮断に適したものにすることができる。

また、本願発明の感温スイッチによれば、本願発明の感温アクチュエータを用いるとともに、端子間を接触させ接圧を高めるばね部材を有するので、端子間の抵抗を低減することができる。そのため、端子間の発熱や接点におけるアーク放電を抑えて大電流の遮断に適したものにすることができる。

（第１の実施形態）
まず、本願発明に係る感温スイッチの第１の実施形態について、図１〜図１０に基づいて説明する。本願発明に係る感温スイッチは、可動部Ｍと固定部Ｓとをケース１に備える感温アクチュエータと、この感温アクチュエータにより接触した状態から離れた状態にされる端子７ａ，７ｂを有する端子部７と、端子７ａ，７ｂの接圧を高めるばね部材８とを主要構成部材としている。

ケース１は、図１に示すように、中央ケース１ａと、下部ケース１ｂと、上部ケース１ｄとを有して構成されており、そのそれぞれが耐熱性の樹脂で内外径の等しい有底円筒状に形成されている。中央ケース１ａと下部ケース１ｂは、耐熱性の樹脂で形成された円弧状の接続片１ｃを接着することにより、互いに開口部が向かい合うように接続され、その内部には可動部Ｍと固定部Ｓとが収納されている。上部ケース１ｄは、端子部７とばね部材８とを収納し、開口部が中央ケース１ａの底面に接着し固定されている。このようにして、ケース１は、中央ケース１ａと下部ケース１ｂと上部ケース１ｄの外周面が一致した円柱形状に形成されている。また、中央ケース１ａの底面中央には、後述の軸２ａの外径よりも大きな貫通孔１ａａが設けられており、上部ケース１ｄの内部には、底面が扇形の柱状に形成さればね部材８の横方向の変形を規制する変形止め部材１ｅが設けられている。

可動部Ｍは、可動部基体２と、磁石部材３と、ヨーク９（別の磁性部材に対応する）とを有して構成されている。可動部基体２は、異なる径の２つの円柱を同軸に積み重ねて接続したような断面視Ｔ字状にアルミニウムで形成されたものであり、小さい径の部分が軸２ａを、大きい径の方が大径部２ｂを形成している。この可動部基体２は、中央ケース１ａに底面側から軸２ａ、大径部２ｂの順に並ぶように収納されている。また、大径部２ｂは、中央ケース１ａの内径にすきまばめで嵌め合わされており、可動部基体２は、中央ケース１ａの内面に案内され、がたつかずに軸２ａ方向にスムーズに摺動することができる。そして、軸２ａは、中央ケース１ａの貫通孔１ａａを通り、その先端で端子７ｂを押すことができる。

磁石部材３は、例えばネオジウムなどの希土類の磁石材料を含有した永久磁石であり、第１磁石３ａと第２磁石３ｂにより構成されている。第１磁石３ａは、中央に貫通孔を有して円柱状に形成されている。この第１磁石３ａは、１つの直径方向に平行に着磁されており、貫通孔において軸２ａと嵌合されて大径部２ｂの軸２ａ側の面に接触するように設けられている。このようにして、第１磁石３ａは、着磁方向が軸方向に略直交するとともに軸方向に伸びる磁石部材３の柱状部を形成している。

第２磁石３ｂは、互いに合同な大径部２ｂと同じ径の半円板状に形成され、板厚方向に着磁された２つの磁石３ｂａ，３ｂｂにより構成されている。第２磁石３ｂは、図４に示すように、着磁方向が互いに異なるように磁石３ｂａ，３ｂｂを円板状に組み合わせて形成され、大径部２ｂと同じ径の円板状の磁性体１０を介して大径部２ｂの軸２ａ側の面に対して反対側の面に設けられている。ここで、大径部２ｂと磁性体１０との間と、磁性体１０と第２の磁石との間とは、例えば接着剤で接着するなどして固定されている。この第２磁石３ｂは、後述の感温磁性体４に吸着する。ここで、第２磁石３ｂは、大径部２ｂにより第１磁石３ａから一定の距離を有して設けられているので、第１磁石３ａを通る磁路と、第２磁石３ｂを通る磁路とが互いに干渉しないようにしている。

ヨーク９は、図３に示すように、磁性材料で中心角が約９０°の円弧状に形成された互いに合同なヨーク片９ａ，９ｂを有している。ヨーク片９ａ，９ｂはともに第１磁石３ａの磁極面に設けられており、ヨーク片９ａは、第１磁石３ａのＳ極側に、ヨーク片９ｂは、第１磁石３ａのＮ極側に可動部基体２の大径部２ｂの軸２ａ側の面に接するように固定されている。このとき、ヨーク片９ａ，９ｂは、それぞれ第１磁石３ａの異種の磁極間をまたがないように設けられている。それは、異種の磁極にまたがって設けると、Ｎ極から生じるほとんどの磁束がヨーク９を通ってＳ極に向かうため、軸２ａ方向の力に寄与する磁束が生じにくくなるためである。このヨーク９は、その外径が第１磁石３ａに固定された状態で大径部２ｂの径と同じ径になるようになっている。また、ヨーク９は、後述のフランジ５の可動部Ｍ側の端部に向かう面を有している。

固定部Ｓは、感温磁性体４と、フランジ５（磁性部材に対応する）と、第３磁石１１（別の磁石部材に対応する）とを有して形成されている。感温磁性体４は、感温磁性材料により中央ケース１ａ及び下部ケース１ｂと同じ外径の円板状に形成されたものであり、図１及び図５に示すように、中央ケース１ａと下部ケース１ｂとの間に設けられ、その外周面の一部が接続片１ｃによって覆われている。ここで用いられている感温磁性材料は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒを含む合金で、温度が高くなるにつれて透磁率が低下するものである。この温度を高くしていくと、透磁率は空気とほぼ同じとなり、それ以上は低下しなくなる。このときの温度をキュリー温度という。感温磁性材料は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒの混合比率を変化させることにより、その透磁率やキュリー温度を設定することができる。また、感温磁性体４は、図５に示すように、その一部が感温スイッチの表面に露出されており、熱源を直に接触させることができる。

フランジ５は、磁性材料で有底円筒状に形成されており、中央ケース１ａの内周面にしまりばめで嵌め合わされ、フランジ５の底面と中央ケース１ａの底面とが接触するように収納されている。そして、このフランジ５は、磁石部材３に軸２ａ方向の力を与えるものであり、図２に示すように、内径が第１磁石３ａの外径よりもやや大きくされ、第１磁石３ａを遊嵌できる筒状部５ａを有している。

この筒状部５ａは、第１磁石３ａの側面と筒状部５ａの内面が、空隙を介して互いに平行になるように第１磁石３ａを遊嵌する。そのため、第１磁石３ａが筒状部に遊嵌された状態で軸２ａ方向に移動しても、主に軸２ａ方向の力を発生させる部分である第１磁石３ａから筒状部５ａに向かう磁束の流れはほとんど変化しない。また、第１磁石３ａのうち、筒状部５ａに遊嵌された部分から生じる磁束は、対向する筒状部５ａの内面に向かうので、この磁束の流れの方向は、軸２ａ方向に略直交することになる。そのため、第１磁石３ａの筒状部５ａに遊嵌された部分は、可動部Ｍを軸２ａ方向に移動させる力には寄与しない。そのため、筒状部５ａが第１磁石３ａを遊嵌しているときには、可動部Ｍは、略一定の軸２ａ方向の力を受ける。

また、フランジ５の底面中央には、軸２ａよりもやや大きい径の貫通孔５ｂを有している。そして、フランジ５は、その内方において底面に接触するように、樹脂でドーナツ状に形成されたガイド１３を有している。ガイド１３の内径は、軸２ａをがたつきなくスムーズに案内できるように設定されている。

第３磁石１１は、第２磁石３ｂと同様に希土類の磁石材料を含有する永久磁石であり、板厚方向に着磁された２つの磁石１１ａ，１１ｂにより形成されており、第２磁石３ｂと合同に形成されている。この第３磁石１１は、下部ケース１ｂの底面に、自身と径の同じ円板状の磁性体１２を介して設けられ、磁性体１２側と反対側の面において感温磁性体４に吸着している。第３磁石１１が吸着している感温磁性体４の面は、第２磁石３ｂの吸着している面に対して反対側の面であり、第２磁石３ｂと第３磁石１１の磁極の配置は、感温磁性体４に対して対称となっている。そのため、第３磁石１１は、感温磁性体４の磁性が失われたときに第２磁石３ｂに反発力を与える。

端子７は、第１端子７ａと、第２端子７ｂの２つの端子を有して形成されている。第１端子７ａと第２端子７ｂは、それぞれ、銅などの導電材料で板状に形成され、端部に設けられた凸状の接点部７ａａ，７ｂａが上部ケース１ｄ内、接続部７ａｂ，７ｂｂが上部ケース１ｄ外となるように、上部ケース１ｄを貫通して設けられている。第１端子７ａと第２端子７ｂは、接点部７ａａ，７ｂａが接触しているときに、それぞれ、軸２ａ方向に直交するように設けられている。そして、第２端子７ｂの方が第１端子７ａよりも長く、接点部７ａａ，７ｂａは、上部ケース１ｄの側面近傍で接点を形成する。この第２端子７ｂは、軸２ａにより押されることにより第１端子７ａから離れ、端子間に流れる電流を遮断する。ここで、端子７は、２つの端子を有するものに限る必要はなく、それ以上の数の端子間をオフするものであってもよい。

ばね部材８は、コイルばねであり、上部ケース１ｄの底面と第２端子７ｂとの間に、第２端子７ｂを第１端子７ａに押しつけるように付勢された状態で設けられている。このため、ばね部材８は、接点部７ａａ，７ｂａにおける接点抵抗を小さくしている。ばねの力は、電気的に見れば抵抗が小さくなるので強い程良いが、ばねが強くなりすぎるとスイッチの切れるスピードが遅くなりアーク放電が生じる可能性がある。したがって、ばねの強さは、これらの点を考慮して設定する。

次に、第１の実施形態の動作について説明する。まず、感温磁性体４の温度が感温磁性材料が強磁性を示す温度であるときには、図１に示すように、可動部Ｍは、第２磁石３ｂにより、感温磁性体４に吸着した状態になっている。このとき、図６に示すように、感温磁性体４の近傍の磁気回路だけを取り出すと、第２磁石３ｂ（磁石３ｂｂ）→感温磁性体４→第２磁石３ｂ（磁石３ｂａ）→磁性体１０→第２磁石３ｂ（磁石３ｂｂ）の順で磁束が流れる磁路ＭＣ１と、第３磁石１１（磁石１１ｂ）→感温磁性体４→第３磁石１１（磁石１１ａ）→磁性体１２→第３磁石１１（磁石１１ｂ）の順で磁束が流れる磁路ＭＣ２が形成されている。ここで、感温磁性体４は、強磁性を示しており、磁路ＭＣ１，ＭＣ２はともに閉磁路となっているため、第２磁石３ｂも、第３磁石１１も大きな保持力で感温磁性体４に吸着している。

この状態で、例えば熱源を接触させるなどして感温磁性体４の温度を上昇させると、感温磁性体４の透磁率が低下するため、第２磁石３ｂと感温磁性体４との間の吸着力が低下する。そして、第３磁石１１は、感温磁性体４の磁性が失われたときに第２磁石３ｂと反発する磁極位置に設けているので、第２磁石３ｂと感温磁性体４との間の吸着力はさらに低下する。

したがって、感温磁性体４により第２磁石３ｂに働く力と感温磁性体４の温度との関係は、軸２ａ方向に働く力を正の値にすると、例えば図８の曲線Ｃａのようになる。そのため、この特性を有する感温スイッチを横置きで使用する場合には、可動部Ｍは、感温磁性体４の温度が約８０℃を越えないときには、第２磁石３ｂにより感温磁性体４に吸着し、感温磁性体４の温度が約８０℃を越えたときには第２磁石３ｂが感温磁性体４から離れて軸２ａ方向に移動する。

また、この感温スイッチを縦置きで使用するときには、可動部Ｍは、軸２ａ方向に可動部Ｍの重量に対応する力を、向きによって加えるもしくは差し引いた力が生じる温度で動作を始めることになる。この温度は、第２磁石３ｂ及び第３磁石１１の大きさや残留磁束密度、各部の寸法によって調整可能であり、設計者が予め設定することができる。

可動部Ｍが移動を始めると、可動部Ｍは、主に第１磁石３ａとフランジ５との間に働く力により軸２ａ方向に移動する。このとき、第１磁石３ａとフランジ５の近傍の磁気回路だけを取り出すと図７のようになる。図７は、第１磁石３ａの直径を通り、着磁方向ＭＤに平行な面で切った断面図である。ここでは、簡単にするため、第１磁石３ａ内の軸２ａを無視し、その部分が磁石で埋められているものとして説明する。また、ストロークＳＴは、フランジ５の内方の底面と第１磁石３ａの対向面との間の距離とする。

第１磁石３ａとフランジ５の近傍の領域には、２つの磁路が存在する。そのうちの１つは、第１磁石３ａ→空気→フランジ５（筒状部５ａ）→空気→第１磁石３ａの順に磁束の流れる磁路ＭＣ３で、もう１つは、第１磁石３ａ→ヨーク９（ヨーク片９ｂ）→空気→フランジ５（筒状部５ａから底面部）→空気→第１の磁石３ａの順に磁束の流れる磁路ＭＣ４である。

ストロークＳＴが大きく、第１の磁石３ａが筒状部５ａに遊嵌されていないときには、軸２ａ方向の力は、主に磁路ＭＣ３により生じる。しかしながら、磁路ＭＣ３内に含まれる空気の部分が大きくなるため、磁路ＭＣ３の磁気抵抗が大きくなる。そのため、図９の領域Ｒ３における曲線Ｃｂで示されるように、可動部Ｍ（第１磁石３ａ）に発生する軸２ａ方向の力は小さくなる。

ストロークが小さくなり、第１磁石３ａが筒状部５ａに遊嵌されるようになると、磁路ＭＣ３に含まれる空気の部分が小さくなるので、磁路ＭＣ３により第１磁石３ａに発生する軸２ａ方向の力は大きくなる。このとき、この軸２ａ方向の力は、主に第１磁石３ａの側面から筒状部５ａの第１磁石３ａ側の端面に向かう磁束により生じる。第１磁石３ａのうち遊嵌された部分から生じる磁束は、軸方向に略直交するので、軸２ａ方向の力にはあまり寄与しない。そして、第１磁石３ａの側面から筒状部５ａの第１磁石３ａ側の端面に向かう磁束はほとんど変化しないので、図９の領域Ｒ２における曲線Ｃｂで示されるように、第１磁石３ａが筒状部５ａに遊嵌されている間、略一定の軸２ａ方向の力を生じることになる。一方、磁路ＭＣ４による軸２ａ方向の力は、磁路ＭＣ４に含まれる空気の部分が大きいときには、あまり生じない。

ストロークＳＴがさらに小さくなり、ヨーク９と筒状部５ａの第１磁石３ａ側の端面との間隔が小さくなると、磁路ＭＣ４に含まれる空気の部分が小さくなるため、磁路ＭＣ４の磁気抵抗が低下する。そのため、磁路ＭＣ４により生じる軸２ａ方向の力の割合が大きくなる。ヨーク９と筒状部５ａの第１磁石３ａ側の端面とは対向する面を有しているので、磁路ＭＣ４のヨーク９から筒状部５ａに向かう磁束は、磁路ＭＣ３の第１磁石３ａから筒状部５ａに向かう磁束よりも軸２ａ方向に向いている。したがって、図９の領域Ｒ１における曲線Ｃｂで示されるように、大きな軸２ａ方向の力が生じる。

本実施形態においては、図１に示すように、第１磁石３ａは筒状部５ａに常に遊嵌されているので、図９の曲線Ｃｂのうち領域Ｒ１と領域Ｒ２の特性を用いることになる。そのため、可動部Ｍは、感温磁性体４から離れたあと、領域Ｒ２のストロークＳＴで略一定の軸２ａ方向の力を受け、軸２ａによりコイルばね８により付勢された第２端子７ｂを押しながら移動し、最終的に第２端子７ｂを第１端子７ａから離し、図１０のようになる。このとき、可動部Ｍは、図９の領域Ｒ１のストロークＳＴにおける曲線Ｃｂで示される強い力により固定されるため、自己復帰しない。

このように、第１の実施形態の感温スイッチにおいては、フランジ５の筒状部５ａが軸２ａ方向に略直交する方向に着磁された磁石部材３の柱状部を形成する第１磁石３ａを遊嵌し、主に筒状部５ａの磁石部材３側の端面と第１磁石３ａの側面との間で軸２ａ方向の力が生じるので、ストローク変化に対して略一定の軸２ａ方向の力を得ることができ、大きな動作速度を得ることができる。また、軸２ａ方向に略一定の力を得られるストローク範囲は、筒状部５ａと柱状部を形成する第１磁石３ａの長さを調整することにより定めることができので、このストローク範囲を感温スイッチにおいてアーク放電を抑制できる接点ギャップを考慮して設定することにより、大電流の遮断に適したものにすることができる。

また、端子７間を接触させ接圧を高めるばね部材８を有するので、端子７間の抵抗を低減することができる。そのため、端子間の発熱を抑えて大電流の遮断に適したものにすることができる。

（第２の実施形態）
次に、本願発明の第２の実施形態について、図１１に基づいて説明する。この第２の実施形態は、第１の実施形態の感温スイッチと比較して、ケース１と、可動部Ｍと、固定部Ｓが角柱状もしくは角形筒状に形成されていることが異なっており、その他は同じ構成である。

本実施形態は、フランジ５が有底角形筒状に形成され、第１磁石３ａが角柱状、第２磁石３ｂ，第３磁石１１が角形板状に形成されるなどの点が異なるが、動作原理は第１の実施形態と同様であるため、動作原理の説明は省略する。

第１の実施形態においては、例えば感温スイッチの組立時などに可動部Ｍが軸２ａを中心に回転することにより、第２磁石３ｂと第３磁石１１の磁極の対向面が回転方向にずれることがある。そのため、第３磁石１１が第２磁石３ｂに及ぼす反発力を低減するおそれがある。しかしながら、本実施形態においては、図１１に示すように、角形の中央ケース１ａ内に角形の第２磁石３ｂが収納されているので、第２磁石３ｂと中央ケース１ａは、可動部Ｍ（第２磁石３ｂ）の回転方向の運動を制限する回転防止手段１４を構成している。このように、回転防止手段１４を設けることにより、回転方向のずれによる第３磁石１１が第２磁石３ｂに及ぼす反発力の低減を抑制することができる。

なお、ここでは、回転防止手段１４として、断面を四角形にするものについて説明したが、それに限ることなく、多角形であれば良い。

（第３の実施形態）
次に、本願発明の第３の実施形態について、図１２に基づいて説明する。この第３の実施形態は、第１の実施形態の感温スイッチと比較して、可動部基体２の大径部２ｂをなくして、第２磁石３ｂが第１磁石３ａとヨーク９とに接触するように設けた点が異なっており、その他は第１の実施形態と同じ構成である。

このような構成にすることにより、第２磁石３ｂを、感温磁性体４に吸着するときだけでなく、フランジ５に向けて移動する際に軸２ａ方向の力を生じるためにも用いることができる。そのため、可動部Ｍは、軸２ａ方向に大きな力を得ることができ、大きな動作速度を得ることができる。

（第４の実施形態）
次に、本願発明の第４の実施形態について、図１３に基づいて説明する。この第４の実施形態は、第１の実施形態の感温スイッチと比較して、可動部基体２の大径部２ｂと、第３磁石１１と磁性体１２とをなくしたことが異なっており、その他は第１の実施形態と同じ構成である。

ここで、第１磁石３ａは、第１の実施形態の第２磁石３ｂと同様に感温磁性体４に吸着する機能も有する。このように、第１の実施形態よりも部品点数を減らしても、筒状部５ａが柱状部である第１磁石３ａを遊嵌する形状を有しているので、図９に示したストローク特性を得ることができ、大電流の遮断に適する感温スイッチを構成することができる。

（第５の実施形態）
次に、本願発明の第５の実施形態について、図１４〜図１６に基づいて説明する。この第５の実施形態は、第１の実施形態と比較して、端子７の構成と、磁性体１０，１２に回転防止手段１４，１５を有している点が異なっており、その他は第１の実施形態と同じ構成である。端子７は、上部ケース１ｄに固定された２つの第１端子７ａと、コイルばね８に固定され第１端子７ａ間を導通させる第２端子７ｂを有して構成されている。このため、可動部Ｍが移動して軸２ａが第２端子７ｂを押して第１端子７ａから離すとき、ばね部材８は、左右に振れずに真っ直ぐに撓むので、スイッチ動作の安定性を増すことができる。

磁性体１０は、可動部基体２の大径部２ｂと同じ径の円板の直径上に、この直径よりも長くケース１の外径よりも短い直方体を円板の中心に対して対称になるように積み重ねたような形状の凸部１５が設けられており、凸部１５の高さは第２磁石３ｂの厚さと同じになっている。また、磁性体１２は、磁性体１０と合同な形状となっており、凸部１６を有している。さらに、中央ケース１ａ及び下部ケース１ｂの内面に溝１７を有しており、Ｅ−Ｅ断面においては、図１５に示すように、凸部１５と溝１７とが嵌め合わされて磁性体１０を案内するようにしている。そのため、可動部Ｍは、回転方向の運動が凸部１５と溝１７と制限されるので、凸部１５と溝１７とは回転防止手段１４を構成している。

同様に、磁性体１２においても凸部１６と溝１７により回転防止手段１４が構成されるため、第３磁石は回転しない。そのため、第２磁石３ｂと第３磁石１１とが反発力が大きくなる状態で位置決めされるので、回転方向のずれによる、第３磁石１１が第２磁石３ｂに及ぼす反発力の低減を抑制することができる。

なお、回転防止手段１４として、ケース１に溝１７を、磁性体１０，１２に凸部１５，１６を設けたものについて説明したが、その逆に構成しても同様の効果を得ることができる。

なお、実施形態を通じて、第１磁石３ａが軸２ａ方向に直交して平行着磁されているものについて説明したが、それに限るものではなく、軸２ａ方向に直交するとともに半径方向に着磁されているものであっても、長いストロークで略一定の軸２ａ方向の力を得ることができるという本願発明の効果を奏することができる。

また、磁性部材５として、磁性体で形成されたフランジ５を用いるものについてのみ説明したが、例えば、第１磁石３ａを半径方向に着磁し、フランジ５を軸方向に着磁して、第１磁石３ａの外周面に現れる磁極を引きつけるようフランジ５の第１磁石３ａ側の端部に磁極を発生するようにすれば、フランジ５を永久磁石を用いて形成することもできる。

第１の実施形態の感温スイッチの電流通電時の状態を示す中央断面図である。 第１の実施形態の感温スイッチのＡ−Ａ断面図である。 第１の実施形態の感温スイッチのＢ−Ｂ断面図である。 第１の実施形態の感温スイッチのＣ−Ｃ断面図である。 第１の実施形態の感温スイッチのＤ−Ｄ断面図である。 第１の実施形態の感温スイッチの感温磁性体近傍の磁性部材を示す断面斜視図である。 第１の実施形態の感温スイッチの筒状部近傍の磁性部材を示す断面斜視図である。 第１の実施形態の感温スイッチにおいて感温磁性体に接する位置で第２磁石が受ける軸方向の力の温度特性を示すグラフである。 第１の実施形態の感温スイッチにおいて可動部Ｍの受ける軸方向の力のストローク特性を示すグラフである。 第１の実施形態の感温スイッチの電流遮断時の状態を示す中央断面図である。 第２の実施形態の感温スイッチの図４に相当する断面図である。 第３の実施形態の感温スイッチの電流通電時の状態を示す中央断面図である。 第４の実施形態の感温スイッチの電流通電時の状態を示す中央断面図である。 第５の実施形態の感温スイッチの電流通電時の状態を示す中央断面図である。 第５の実施形態の感温スイッチのＥ−Ｅ断面図である。 第５の実施形態の感温スイッチの電流遮断時の状態を示す中央断面図である。

符号の説明

１ ケース
２ 可動部基体
２ａ 軸
２ｂ 大径部
３ 磁石部材
３ａ 第１磁石（柱状部）
３ｂ 第２磁石
４ 感温磁性体
５ フランジ（磁性部材）
７ 端子
７ａ 第１端子
７ｂ 第２端子
８ ばね部材
９ ヨーク
９ａ ヨーク片
９ｂ ヨーク片
１０ 磁性体
１１ 第３磁石
１２ 磁性体
１３ ガイド
１４ 回転防止手段
Ｍ 可動部
Ｓ 固定部

Claims (5)

1. 軸と磁石部材とを有する可動部と、温度が高くなるにつれて透磁率が低下する感温磁性体と前記磁石部材に軸方向の力を与える磁性部材とを有する固定部と、をケースに備え、可動部は、感温磁性体の温度が所定の値を超えないときに前記磁石部材により感温磁性体に吸着し、感温磁性体の温度が前記所定の値を超えたときに前記磁石部材が感温磁性体から離れて軸方向に移動する感温アクチュエータであって、
   前記磁石部材は、着磁方向が軸方向に略直交するとともに軸方向に伸びる柱状部を備え、
   前記磁性部材に前記柱状部の一部を遊嵌する筒状部を設けたことを特徴とする感温アクチュエータ。
2. 可動部は、前記筒状部の可動部側の端部に向かう面を有する前記磁性部材とは別の磁性部材を前記柱状部の磁極面に異種の磁極間をまたがないように設けたことを特徴とする請求項１記載の感温アクチュエータ。
3. 感温磁性体は、略板状に形成され、固定部は、前記磁石部材が感温磁性体に吸着する面に対して反対側の面に前記磁石部材とは別の磁石部材を備え、前記別の磁石部材は、感温磁性体の磁性が失われたときに前記磁石部材に反発力を与えるものであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の感温アクチュエータ。
4. 可動部の回転方向の運動を制限する回転防止手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の感温アクチュエータ。
5. 請求項１乃至４に記載の感温アクチュエータを有し、少なくとも２つの端子と、端子間を接触させ接圧を高めるばね部材とを前記ケースに備え、感温磁性体の温度が前記所定の値を越えたときに可動部が軸方向に移動し、軸が前記端子間を接触した状態から離れた状態にすることを特徴とする感温スイッチ。

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