JP6842452B2 - 過熱破壊スイッチ、過熱破壊ユニット及び過熱破壊部材の組立て方法、スイッチを備えたコンセント - Google Patents
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Description
本発明は過熱破壊スイッチ、過熱破壊ユニット及び過熱破壊部材の組立て方法、スイッチを備えたコンセントに関し、特に、ヒューズ及びバイメタルの切断構造とは異なり、電流の通過に依存することなく破壊を実行できる過熱破壊部材であって、熱エネルギーの伝達を通じて破壊を実行し、スイッチに導通を切断させる、過熱破壊スイッチ、過熱破壊ユニット及び過熱破壊部材の組立て方法、スイッチを備えたコンセントに関する。
従来のロッカースイッチは、制御スイッチを一定の角度範囲内で往復枢動させることで、スイッチの接続または切断を制御しており、例えば、中華民国特許第５６０６９０号「切替スイッチの火花遮蔽構造」は、スイッチの枢動時に位置決め部材を利用して第１位置または第２位置にスイッチを位置決めすることで、接続または切断を形成している。
従来の押しボタンスイッチは、毎回の押圧操作でスイッチの接続と切断を反復制御することができ、ボタンには従来の自動ボールペンの往復ボタンに似た構造を利用し、該スイッチのボタンを押すたびに下方位置または上方位置に位置決めしており、一例として中国特許第ＣＮ１０３４４１０１９号の「ボタンスイッチ」がある。
中華民国特許第３２１３５２号の「ワイヤ上スイッチ構造の改良」はヒューズを備えたスイッチ構造を開示しているが、該ヒューズが電源活線の経路中に配置されているため、保護作用が電流の通過に依存しており、特に過負荷の電流でやっと該ヒューズを切断させることができるもので、ヒューズの動作時に電流を通過させる必要があり、一方で電流が過大のときのみヒューズの切断が可能であるため、往々にして低融点の鉛錫合金、亜鉛を使用してヒューズとするが、その導電性は銅にはるかに及ばない。延長コンセントを例とすると、延長コンセントは主に銅を導電体として使用するが、延長コンセントに中華民国特許第３２１３５２号のスイッチを組み合わせて電源を制御する場合、ヒューズの導電率が優れず、エネルギー消費の問題が生じやすい。
中華民国特許第Ｍ３８２５６８号の「双極自動切断式安全スイッチ」は、バイメタル型の過負荷保護スイッチを開示しているが、バイメタルは同様に電流が通過する経路中に配置する必要があり、電流の通過によって変形を生じ、特に過負荷の電流でやっと該バイメタルを変形させて電気回路を中断させることができる。
中華民国特許第Ｍ２５０４０３号の「グループ式コンセントに用いる過負荷保護スイッチの構造」は、延長コンセントに応用した過負荷保護スイッチを開示しており、該特許の過負荷保護スイッチにはバイメタルが設置され、延長コンセント全体の総仕事率が超過したとき、該バイメタルが熱で変形して自動的にトリップし、電気を遮断して保護の作用を達成する。しかしながら、該バイメタルの過負荷保護作用は電流の通過に依存する必要があり、バイメタルの導電率は銅にはるかに及ばないため、エネルギー消費の問題が生じやすい。
また、電流の過負荷で過熱が引き起こされるほか、延長コンセントを例とすると、次の状況でいずれも任意のコンセントの過熱が発生する可能性がある。
１．プラグの金属刃が重度に酸化し、金属刃が酸化物に覆われると、プラグをコンセントに差し込んだとき、導電性が悪い酸化物によって抵抗が大きくなり、コンセントが過熱する。
２．プラグの金属刃をコンセントに差し込んだとき、差込みが不十分で、局部のみの接触となり、過小な接触面積がコンセントの過熱につながる。
３．プラグの金属刃が変形または摩損し、コンセントに差し込んだときの接触が不完全となり、過小な接触面積によってコンセントの過熱が引き起こされる。
４．プラグの金属刃またはコンセントの金属片に異物（埃や汚れなど）が付着し、導電性が悪くなり、抵抗が大きくなって過熱する。
上述の状況下では、コンセントの動作温度と過負荷保護スイッチの動作温度に大きな落差が生じる。
発明者は、米国特許出願第ＵＳ９６９８５４２号の「Ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｐｌｕｒａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｓｌｏｔｓ ｓｈａｒｉｎｇ ａｎ ｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇ ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｆｉｘｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ」において、銅片の距離と温度の差異の実験を開示しており、ＵＳ９６９８５４２号特許出願のＴＡＢＬＥ ２の試験では、上述の過熱したコンセントがＴＡＢＬＥ ２の実験の位置１０に位置し、上述の過負荷保護スイッチがＴＡＢＬＥ ２の実験の位置１に位置する場合、両者間の距離は９センチであり、コンセントの動作温度が２０２．９℃に達し、２５分経過後、過負荷保護スイッチの動作温度はわずか１１０．７℃であったことが分かった。つまり、コンセントと過負荷保護スイッチ間の距離が９センチのとき、コンセントの動作温度がすでに過熱して２０２．９℃に達し、燃焼事故が起こる可能性があるとき、過負荷保護スイッチのバイメタルはまだ１１０.７℃で、変形の温度に達しておらず、過負荷保護スイッチは自動的にトリップして電気を遮断しない。
コンセントに過熱を生じる状況はさまざまであり、かつコンセントと過負荷保護スイッチのバイメタルの距離によって極めて大きな温度差が生じるため、効果的に過熱保護を達成するには、延長コンセントの各コンセント上に過負荷保護スイッチのバイメタルを設置すべきであるが、バイメタル型の過負荷保護スイッチは価格が比較的高く、延長コンセントの各コンセントすべてに設置する場合、価格の大幅な上昇を免れず、逆に普及使用に不利となる。
現在のヒューズ、バイメタルの採用における欠点に鑑み、本発明の目的は、過熱破壊スイッチ、過熱破壊ユニット及び過熱破壊部材の組立て方法、スイッチを備えたコンセントを提供することにある。
本発明のスイッチの過熱破壊ユニットは、過熱破壊部材と、第１弾性部材を含む。該過熱破壊部材が被破壊部と支持部を含み、該被破壊部が破壊温度下で破壊され、該支持部が該被破壊部に連接され、該支持部の軸方向の外囲空間に移動空間が定義され、該被破壊部が該支持部の外縁に位置し、かつ該被破壊部が該移動空間の外に位置する。該第１弾性部材が該被破壊部に当接され、該破壊温度のとき、該被破壊部が該第１弾性部材に付勢され、該移動空間へ移動する。
さらに、該被破壊部と該支持部は同じ材質で一体成型される。
さらに、該被破壊部と該支持部は異なる材質であり、該支持部が過熱で破壊される温度を支持部破壊温度と定義し、該支持部破壊温度は該破壊温度より高い。
さらに、該被破壊部は該第１弾性部材の方向に突出した係着部を備え、該第１弾性部材が嵌着される。
本発明の過熱破壊スイッチは、前述のスイッチの過熱破壊ユニットを採用し、座体と、第１導電部材と、第２導電部材と、可動導電部材と、前述の過熱破壊部材と、操作ユニットと、第２弾性部材を含む。該座体が収納空間を備え、該第１導電部材が該座体に穿置され、該第２導電部材が該座体に穿置され、該可動導電部材が該収納空間内に設置され、該第１導電部材に電気的に接続されるとともに、該第２導電部材に選択的に接続され、該過熱破壊部材が破壊温度下で破壊され、該操作ユニットが該座体に組み込まれ、該操作ユニットが、操作部材と、該第１弾性部材を含み、該操作部材が、収容管部と、接触部材を含み、該収容管部が開口を備え、該過熱破壊部材が該開口から離れた組込み位置に固定して設置され、該第１弾性部材が該収容管部内に配置され、該第１弾性部材の第１端が該過熱破壊部材の被破壊部に接触し、該接触部材が該可動導電部材に接触し、該第１弾性部材が該接触部材と該過熱破壊部材の間で圧縮されて規制され、第１弾性力を具備する。該第２弾性部材が第２弾性力を備え、該第２弾性力が該操作部材に作用し、該操作部材が第１位置にあるとき、該第１弾性力が該接触部材を該可動導電部材に押圧させ、該可動導電部材を該第２導電部材に接触させて通電状態を形成し、該通電状態下で、電流が該第１導電部材、該可動導電部材、該第２導電部材を通過して熱エネルギーが生成され、該熱エネルギーが該接触部材、該第１弾性部材を介して該過熱破壊部材に伝達され、該被破壊部が該熱エネルギーを吸収し、該破壊温度下で破壊され、該被破壊部が該第１弾性部材に付勢され、該移動空間へ移動し、それにより該第１弾性力が小さくなるか失われ、このとき該第２弾性力が該第１弾性力より大きくなり、該第２弾性力が該操作部材を第２位置まで移動させ、それにより該可動導電部材が該第２導電部材を離脱して電力切断状態が形成される。
さらに、該操作部材が規制部材を含み、該規制部材が筒体であり、空間が定義され、該規制部材が該過熱破壊部材に当接され、該過熱破壊部材が該組込み位置に固定して設置され、該第１弾性部材が該空間内に挿入される。
さらに、該第１弾性部材がばねであり、かつ該第１弾性部材の該第１端が該過熱破壊部材の係着部に嵌着される。
さらに、該接触部材が空心状を呈する熱伝導ハウジングであり、該接触端が該可動導電部材に接触し、かつ該第１弾性部材の第２端が該接触部材内に挿入される。
本発明のスイッチを備えたコンセントは、前述の過熱破壊スイッチと、活線差込片と、活線導電部材と、中性線導電部材と、ハウジングを含み、そのうち、該ハウジングが活線差込口と、中性線差込口を含み、該活線差込片が該第１導電部材に電気的に接続され、該活線差込片が該活線差込口に対応する活線差込部を含み、該活線導電部材が活線連接端を含み、該活線連接端が該第２導電部材に電気的に接続され、該中性線導電部材が該中性線差込口に対応する中性線差込部を含む。
本発明のスイッチの過熱破壊部材の組立て方法は、過熱破壊部材を操作部材の収容管部内に入れて設置できる形態に設ける工程と、該過熱破壊部材を該収容管部の開口から挿入し、該過熱破壊部材を該開口から遠い組込み位置に配置する工程と、該過熱破壊部材を重力に抵抗して該組込み位置から離脱しないように該組込み位置に固定する工程と、第１弾性部材を該開口から該収容管部内に挿入し、該第１弾性部材の第１端を該過熱破壊部材の被破壊部に接触させる工程と、を含む。
さらに、該第１弾性部材がばねであり、かつ該第１弾性部材の該第１端が該過熱破壊部材の係着部に嵌着される。
さらに、該過熱破壊部材が、嵌合部、接着剤または規制部材により該収容管部に固定され、該過熱破壊部材が該組込み位置に固定される。
上述の技術的特徴に基づき、次の効果を達成することができる。
１．過熱破壊ユニットの形態がバイメタル及び一般的なヒューズと異なり、構造が簡単で、製造・組立てがしやすい。
２．過熱破壊部材が電流伝達経路上になく、電流の伝達を担わないため、本発明を電器製品や延長コンセントに使用したとき、過熱破壊部材の導電性が銅に及ばなくても、電器や延長コンセントの電力性能に直接影響しない。
３．全体構造が簡単で製造しやすく、スイッチの体積が明らかに増加することもなく、かつ製造コストが比較的低く、既知のロッカースイッチ、押しボタンスイッチ、その他スイッチに実施しやすい。
４．過熱破壊部材が、嵌合部、接着剤または規制部材により組込み位置に固定され、前述の操作部材が逆さになったとき該過熱破壊部材が落下することがなく、後続の組立て工程が容易である。
５．過熱破壊部材の被破壊部と支持部は成型しやすいように同じ材質とすることができるが、異なる材質としてもよく、かつ該支持部が過熱により破壊される温度を被破壊部の破壊温度より高くすることで、該被破壊部が破壊されたとき該支持部を相対移動させることができる。
上述の技術的特徴を総合し、本発明の過熱破壊スイッチ、過熱破壊ユニット及び過熱破壊部材の組立て方法、スイッチを備えたコンセントの主な効果について、以下で実施例を挙げてはっきり説明する。
本発明の実施例１を図１と図２に示す。本実施例は過熱破壊スイッチであり、かつ本実施例においてはロッカースイッチであり、図１に該ロッカースイッチがオフの状態を示す。該ロッカースイッチは、座体１Ａと、第１導電部材２Ａ及び第２導電部材３Ａと、可動導電部材と、過熱破壊部材５Ａと、操作ユニット６Ａと、第２弾性部材７Ａを含む。
該座体１Ａは収納空間１１Ａを備えている。
該第１導電部材２Ａ及び第２導電部材３Ａはいずれも該座体１Ａに穿置される。
該可動導電部材は該収納空間１１Ａ内に設置され、該可動導電部材がロッキング導電部材４Ａであり、該ロッキング導電部材４Ａが該第１導電部材２Ａに跨設され、該第１導電部材２Ａに電気的に接続される。
動作温度が異常に上昇した場合、活線回路を切断することが最善であるため、該第１導電部材２Ａが使用上活線第１端、該第２導電部材３Ａが使用上活線第２端となっており、該ロッキング導電部材４Ａにより該第１導電部材２Ａと第２導電部材３Ａを導通させて、活線回路を形成する。
該過熱破壊部材５Ａは、破壊温度下で破壊され、該破壊温度が１００℃〜２５０℃であり、該過熱破壊部材５Ａは電流の持続的供給を維持するために用いるものではないため、例えばプラスチックなどの絶縁材料を選択して用いることができ、または非絶縁材料の低融点の合金を選択して用いることもできる。そのうち低融点の合金は、ビスマスとカドミウム、インジウム、銀、錫、鉛、アンチモン、銅のうちのいずれかまたは複数を組み合わせた合金、またその他融点が１００℃〜２５０℃の間の低融点金属または合金としてもよく、例えば錫ビスマス合金の融点は約１３８℃である。詳細には、該過熱破壊部材５Ａは、連接部５１Ａと、被破壊部５２Ａと、支持部５３Ａを含み、さらに軸方向に突出した係着部５４Ａを含むことができる。該支持部５３Ａは該連接部５１Ａと該被破壊部５２Ａに連接され、該支持部５３Ａの軸方向の外囲空間に移動空間５３１Ａが定義され、例えば該支持部５３Ａの直径の幅が該連接部５１Ａよりも小さく、該移動空間５３１Ａが形成される。該係着部５４Ａは該被破壊部５２Ａまたは該支持部５３Ａに連接される。続いて図２Ａを参照する。該被破壊部５２Ａは該支持部５３Ａの外縁５３０Ａに配置され（例えば該被破壊部５２Ａが該支持部５３Ａに対して径方向に突出する）、該被破壊部５２Ａは該移動空間５３１Ａの外に位置し、該連接部５１Ａ、該被破壊部５２Ａ、該支持部５３Ａ、該係着部５４Ａは同じ材質で一体成型することができるが、これに限らない。図２Ｂに示すように、該被破壊部５２Ａ’が該該支持部５３Ａ’の外縁５３０Ａ’に位置し、該被破壊部５２Ａ’と該支持部５３Ａ’は異なる材質としてもよく、例えば該連接部５１Ａ’、該支持部５３Ａ’、該係着部５４Ａ’はいずれも同じ材質とし、該被破壊部５２Ａ’のみ異なる材質とすることができる。詳細には、該支持部５３Ａ’が過熱によって破壊される温度を支持部破壊温度と定義し、該支持部破壊温度は該被破壊部５２Ａ’の該破壊温度より高く、該被破壊部５２Ａ’が破壊されたとき該支持部５３Ａ’に相対して移動させることができる。
再び図１を参照する。本実施例の該ロッカースイッチはさらに、操作ユニット６Ａを備え、該ロッキング導電部材４Ａを操作して該第１導電部材２Ａと該第２導電部材３Ａを連通させ、活線回路を形成するか、或いは該第１導電部材２Ａと該第２導電部材３Ａの導通を切断し、活線に切断を形成する。該操作ユニット６Ａは該座体１Ａ上に組み込まれ、操作部材６１Ａと、第１弾性部材６２Ａを含み、該操作部材６１Ａに枢着点６１０Ａが設けられ、該枢着点６１０Ａが該座体１Ａに枢着され、該枢着点６１０Ａを軸心として該操作部材６１Ａに一定限度内で往復枢動させることができ、該操作部材６１Ａがさらに収容管部６１１Ａと、接触部材６１２Ａを含み、該収容管部６１１Ａの該ロッキング導電部材４Ａから離れた一端に組込み位置６１１１Ａが設けられ、該組込み位置６１１１Ａは例えば槽底面であり、該収容管部６１１Ａの該ロッキング導電部材４Ａに近い一端に開口６１１２Ａが設けられ、該過熱破壊部材５Ａが該開口６１１２Ａから挿入され、該過熱破壊部材５Ａが該組込み位置６１１１Ａに配置され、かつ該過熱破壊部材５Ａの該連接部５１Ａが該組込み位置６１１１Ａに固定される。該第１弾性部材６２Ａが該開口６１１２Ａから該収容管部６１１Ａ内に挿入され、該第１弾性部材６２Ａの第１端６２１Ａが該被破壊部５２Ａに接触し、該接触部材６１２Ａが該開口６１１２Ａから該収容管部６１１Ａに設置され、該接触部材６１２Ａが該ロッキング導電部材４Ａに接触し、かつ該接触部材６１２Ａが該第１弾性部材６２Ａの第２端６２２Ａに接触し、例えば該接触部材６１２Ａが熱伝導ハウジングであり、該第２端６２２Ａに被せられ、該第１弾性部材６２Ａが該接触部材６１２Ａと該過熱破壊部材５Ａの間に圧縮されて規制され、第１弾性力を具備する。
本実施例のロッカースイッチはさらに第２弾性部材７Ａを備え、該第２弾性部材７Ａは本実施例においてばねであり、該第２弾性部材７Ａは第２弾性力を備え、該第２弾性力が該操作部材６１Ａに作用する。例えば、該操作部材６１Ａの該枢着点６１０Ａから離れた箇所に第１凸部６３Ａが設けられ、該座体１Ａの該第１凸部６３Ａに対応する箇所に第２凸部１０Ａが設置され、該第２弾性部材７Ａの両端が該第１凸部６３Ａと該第２凸部１０Ａにそれぞれ嵌着される。
図３と図１を参照する。以下で該過熱破壊部材５Ａの組立て方法をより詳細に説明する。
前述の過熱破壊部材５Ａを前述の操作部材６１Ａの収容管部６１１Ａ内に挿入できる形態に設ける。
該過熱破壊部材５Ａを該収容管部６１１Ａの開口６１１２Ａから挿入し、該過熱破壊部材５Ａを該開口６１１２Ａから離れた組込み位置６１１１Ａに配置させ、該過熱破壊部材５Ａを該組込み位置６１１１Ａに固定し、重力に抵抗して該組込み位置６１１１Ａを離脱しないようにする。例えば、該連接部５１Ａは嵌合部５１１Ａ（例えば連接部５１Ａと該収容管部６１１Ａが緊密に結合される部位、或いは凹凸嵌合の結合部位等の固定方式とすることができる）または／及び接着剤５１２Ａ（例えば接着剤、油脂等の粘性を備えた物質）で該収容管部６１１Ａに固定され、該過熱破壊部材５Ａを該組込み位置６１１１Ａに配置する。
前述の第１弾性部材６２Ａは該開口６１１２Ａから該収容管部６１１Ａ内に挿入され、該第１弾性部材６２Ａの第１端６２１Ａが該過熱破壊部材５Ａの被破壊部５２Ａに接触する。これにより、該過熱破壊部材５Ａを初歩的に組み込むことができ、前述の操作部材６１Ａが逆さにされても、該過熱破壊部材５Ａが脱落せず、後続の完全なスイッチの組立て工程を進めやすくなる。本実施例において、該第１弾性部材６２Ａはばねであり、かつ該第１弾性部材６２Ａの該第１端６２１Ａが該過熱破壊部材５Ａの係着部５４Ａに嵌着される。
該接触部材６１２Ａが該開口６１１２Ａから該収容管部６１１Ａに組込まれ、かつ該接触部材６１２Ａが該第１弾性部材６２Ａの第２端６２２Ａに接触される。追加説明すべきは、上述の組立て方法の組立て順序は説明した順序に限られず、例えば先に該過熱破壊部材５Ａと前述の第１弾性部材６２Ａを組み立てる、または先に前述の第１弾性部材６２Ａと該接触部材６１２Ａを組み立てることができ、主な目的はいずれも該過熱破壊部材５Ａを該組込み位置６１１１Ａに固定することで、前述の操作部材６１Ａが逆さにされたとき該過熱破壊部材５Ａが脱落しないようにすることにある。
続いて、図４に示すように、使用者が該操作部材６１Ａを操作して該枢着点６１０Ａの周りを枢動させ、該接触部材６１２Ａを該ロッキング導電部材４Ａ上で摺動させると、該ロッキング導電部材４Ａにシーソーのような運動形態で該第２導電部材３Ａと選択的に接触または分離させることができる。該接触部材６１２Ａが該ロッキング導電部材４Ａ上で該ロッキング導電部材４Ａ上の銀接点４１Ａの方向に摺動すると、該第１弾性力が該銀接点４１Ａを該第２導電部材３Ａに接触させて、通電状態を形成する。
続いて図５に示すように、第１導電部材２Ａまたは第２導電部材３Ａに接続された外部導電設備に異常な状態が発生したとき、例えば外部導電設備がコンセントである場合、プラグの金属刃とコンセントの間に酸化物や埃がある、金属刃の挿入が不完全である、金属刃が変形している等の現象があると、コンセントの導電部位に比較的大きな熱エネルギーが発生し、該熱エネルギーが第１導電部材２Ａまたは第２導電部材３Ａを介して該ロッキング導電部材４Ａに伝達され、さらに該接触部材６１２Ａ、該第１弾性部材６２Ａを介して該過熱破壊部材５Ａに伝達され、該過熱破壊部材５Ａの被破壊部５２Ａが該熱エネルギーを吸収して徐々にその材料の融点に達し、このとき、該過熱破壊部材５Ａの被破壊部５２Ａが徐々に剛性を失い始めるが、該被破壊部５２Ａの剛性が該支持部５３Ａより小さく、例えば、該過熱破壊部材５Ａの材質が錫ビスマス合金である場合、その融点は１３８℃であるが、融点に近付くときに剛性が失われ始め、同時に該第１弾性力の作用下で、該過熱破壊部材５Ａの被破壊部５２Ａが該第１弾性部材６２Ａの圧迫を受けて徐々に該移動空間５３１Ａの方向に移動され、それにより該第１弾性力が小さくなるか失われて、このとき該第２弾性力が該第１弾性力より大きくなる。本実施例において、前記第１導電部材２Ａと該第２導電部材３Ａの排列方向を縦方向と定義し、該操作部材６１Ａが該縦方向上に一定長さを備え、該第１弾性部材６２Ａが該長さの中央位置に設置され、該第２弾性部材７Ａの該長さにおける設置位置と、該中央位置の間には一定の距離がある。このため、該第２弾性力が該第１弾性力より大きくなると、該操作部材６１Ａがトルクの作用で、該枢着点６１０Ａを軸心として枢動され、該接触部材６１２Ａを動かして該ロッキング導電部材４Ａ上で摺動させ、該操作部材６１Ａがオフの位置に移動されるため、該ロッキング導電部材４Ａの銀接点４１Ａが該第２導電部材３Ａを離脱し、電力の切断状態が形成され、これにより過熱保護作用が達成される。
本発明の実施例２を図６と図７に示す。本実施例は過熱破壊スイッチであり、かつ本実施例においてはロッカースイッチであり、図６に該ロッカースイッチがオフの状態を示す。該ロッカースイッチは実施例１とほぼ同じであり、該過熱破壊スイッチも、座体１Ｂと、第１導電部材２Ｂと、第２導電部材３Ｂと、可動導電部材と、過熱破壊部材５Ｂと、操作ユニット６Ｂと、第２弾性部材７Ｂを含む。そのうち、該可動導電部材がロッキング導電部材４Ｂであり、該ロッキング導電部材４Ｂが該第１導電部材２Ｂに跨設され、該第１導電部材２Ｂに電気的に接続される。該操作部材６１Ｂに該枢着点６１０Ｂを軸心として一定限度内で往復枢動させることができ、該接触部材６１２Ｂを該ロッキング導電部材４Ｂ上で摺動させると、該ロッキング導電部材４Ｂにシーソーのような運動形態で該第２導電部材３Ｂと選択的に接触または分離させることができる。該接触部材６１２Ｂが該ロッキング導電部材４Ｂ上で該ロッキング導電部材４Ｂ上の銀接点４１Ｂの方向に摺動すると、該第１弾性力が該銀接点４１Ｂを該第２導電部材３Ｂに接触させ、通電状態を形成する。第２弾性部材７Ｂは本実施例においてばねであり、該第２弾性部材７Ｂが第２弾性力を備え、該第２弾性力が該操作部材６１Ｂに作用する。
主な違いは、該操作部材６１Ｂがさらに規制部材６１３Ｂを含む点にあり、該規制部材６１３Ｂは例えば筒体であり、空間６１３１Ｂが定義され、該規制部材６１３Ｂが過熱破壊部材５Ｂに当接されることで、同様に該過熱破壊部材５Ｂを該収容管部６１１Ｂの組込み位置６１１１Ｂに配置することができ、実施例１の接着剤または嵌合部の利用に限定されず、第１弾性部材６２Ｂが該空間６１３１Ｂ内に挿入される。このほか、該収容管部６１１Ｂはさらに貫通孔６１１３Ｂを備え、該貫通孔６１１３Ｂは該収容管部６１１Ｂの開口６１１２Ｂに相対し、該貫通孔６１１３Ｂの径幅は該第１弾性部材６２Ｂの径幅より大きい。
続いて図８に示すように、第１導電部材２Ｂまたは第２導電部材３Ｂに接続された外部導電設備に異常な状態が発生したとき、例えば外部導電設備がコンセントである場合、プラグの金属刃とコンセントの間に酸化物や埃がある、金属刃の挿入が不完全である、金属刃が変形している等の現象があると、コンセントの導電部位に比較的大きな熱エネルギーが発生し、該熱エネルギーが第１導電部材２Ｂまたは第２導電部材３Ｂを介して該ロッキング導電部材４Ｂに伝達され、さらに該接触部材６１２Ｂ、該第１弾性部材６２Ｂを介して該過熱破壊部材５Ｂに伝達され、該過熱破壊部材５Ｂが該熱エネルギーを吸収して徐々にその材料の融点に達し、このとき該過熱破壊部材５Ｂが徐々に剛性を失い始める。例えば該過熱破壊部材５Ｂの材質が錫ビスマス合金である場合、その融点は１３８℃であるが、融点に近づくときに剛性が失われ始め、同時に該第１弾性力の作用下で、該過熱破壊部材５Ｂが該第１弾性部材６２Ｂの圧迫を受けて変形し、さらには破壊され、該第１弾性部材６２Ｂが該過熱破壊部材５Ｂを貫通して該貫通孔６１１３Ｂから突出され、それにより該第１弾性力が小さくなるか失われて、このとき該第２弾性力が該第１弾性力より大きくなる。続いて該操作部材６１Ｂがトルクの作用で、該枢着点６１０Ｂを軸心として枢動され、該接触部材６１２Ｂを動かして該ロッキング導電部材４Ｂ上で摺動させ、該操作部材６１Ｂがオフの位置に移動されるため、該ロッキング導電部材４Ｂの銀接点４１Ｂが該第２導電部材３Ｂを離脱し、電力の切断状態が形成され、これにより過熱保護作用が達成される。
本発明の実施例３を図９と図１０に示す。本実施例は過熱破壊スイッチであり、かつ本実施例においては押しボタンスイッチであり、図９に該押しボタンスイッチがオフの状態を示す。該押しボタンスイッチは、座体１Ｃと、第１導電部材２Ｃ及び第２導電部材３Ｃと、可動導電部材と、過熱破壊部材５Ｃと、操作ユニット６Ｃと、を含む。
該座体１Ｃは、収納空間１１Ｃと、突出部１２Ｃを備えている。
該第１導電部材２Ｃ及び第２導電部材３Ｃはいずれも該座体１Ｃに穿置される。
該可動導電部材は該収納空間１１Ｃ内に設置され、該可動導電部材がカンチレバー導電部材４Ｃである。
該過熱破壊部材５Ｃは、破壊温度下で破壊され、該破壊温度が１００℃〜２５０℃であり、該過熱破壊部材５Ｃは電流の持続的供給を維持するために用いるものではないため、例えばプラスチックなどの絶縁材料を選択して用いることができ、または非絶縁材料の低融点の合金を選択して用いることもできる。そのうち低融点の合金は、ビスマスとカドミウム、インジウム、銀、錫、鉛、アンチモン、銅のうちのいずれかまたは複数を組み合わせた合金、またその他融点が１００℃〜２５０℃の間の低融点金属または合金としてもよく、例えば錫ビスマス合金の融点は約１３８℃である。本実施例において、該過熱破壊部材５Ｃは円形片体として設けられるが、その他例えば棒体、帽子状体、放射状片体、ブロック体、球体または不規則体等も実施可能な実施例である。
動作温度が異常に上昇した場合、活線回路を切断することが最善であるため、該第１導電部材２Ｃが使用上活線第１端、該第２導電部材３Ｃが使用上活線第２端となっており、該カンチレバー導電部材４Ｃにより該第１導電部材２Ｃと第２導電部材３Ｃを導通させて、活線回路を形成する。
本実施例の該押しボタンスイッチはさらに操作ユニット６Ｃを備え、該カンチレバー導電部材４Ｃを操作して、該第１導電部材２Ｃと該第２導電部材３Ｃを連通させ、活線回路を形成するか、或いは該第１導電部材２Ｃと該第２導電部材３Ｃの導通を切断し、活線に切断を形成する。該操作ユニット６Ｃは該座体１Ｃに組み込まれ、操作部材６１Ｃと、第１弾性部材６２Ｃを含み、該操作部材６１Ｃが該突出部１２Ｃに被せて設置され、該操作部材６１Ｃは該突出部１２Ｃで一定限度内の往復移動をすることができる。操作ユニット６Ｃ全体の往復移動と位置決め構造は従来の自動ボールペンの押しボタン構造または先行技術で述べた中国特許第ＣＮ１０３４４１０１９号の「ボタンスイッチ」の構造と同じであるため、本実施例の図面では従来の位置決め構造を一部省略し、表示していない。該操作部材６１Ｃはさらに、収容管部６１１Ｃと、接触部材６１２Ｃと、規制部材６１３Ｃを含む。該収容管部６１１Ｃは、該カンチレバー導電部材４Ｃから離れた一端に組込み位置６１１１Ｃが設けられ、該組込み位置６１１１Ｃは例えば槽底面であり、該収容管部６１１Ｃの該カンチレバー導電部材４Ｃに近い一端に開口６１１２Ｃが形成される。該収容管部６１１Ｃの該カンチレバー導電部材４Ｃから離れた一端に貫通孔６１１３Ｃが設けられ、該過熱破壊部材５Ｃが該開口６１１２Ｃから該収容管部６１１Ｃに挿入され、該過熱破壊部材５Ｃが該組込み位置６１１１Ｃに配置される。該規制部材６１３Ｃは例えば筒体であり、空間６１３１Ｃが定義され、該規制部材６１３Ｃを過熱破壊部材５Ｃに当接させることで、該過熱破壊部材５Ｃが該収容管部６１１Ｃの組込み位置６１１１Ｃに配置され、かつ重力に抵抗し、該組込み位置６１１１Ｃから離脱することがない。該第１弾性部材６２Ｃの第１端６２１Ｃが該過熱破壊部材５Ｃに当接される。該接触部材６１２Ｃは位置規制柱６１２１Ｃと、支持座部６１２２Ｃを含み、該位置規制柱６１２１Ｃが該第１弾性部材６２Ｃの第２端６２２Ｃに挿入され、該第１弾性部材６２Ｃを該支持座部６１２２Ｃ上に当接させ、かつ該支持座部６１２２Ｃが該カンチレバー導電部材４Ｃに接触する。該過熱破壊部材５Ｃが該規制部材６１３Ｃに当接され、該第１弾性部材６２Ｃが該接触部材６１２Ｃと該過熱破壊部材５Ｃの間で圧縮されて規制され、第１弾性力を具備する。
本実施例の該押しボタンスイッチはさらに第２弾性部材を備え、該第２弾性部材はばね片７Ｃであり、かつ該第１導電部材２Ｃ、該ばね片７Ｃ、該カンチレバー導電部材４Ｃの三者が一体成形されており、該ばね片７Ｃが第２弾性力を有し、該第２弾性力は該操作部材６１Ｃに作用する。
使用者は自動ボールペンのボタンのように、該操作部材６１Ｃを操作して該突出部１２Ｃに相対して移動させることで、該カンチレバー導電部材４Ｃと該第２導電部材３Ｃを選択的に接触または分離させる。該操作部材６１Ｃがカンチレバー導電部材４Ｃに向かって移動され、位置決めされると、該接触部材６１２Ｃの支持座部６１２２Ｃによって該カンチレバー導電部材４Ｃが押圧されて銀接点４１Ｃの位置が近づき、該カンチレバー導電部材４Ｃが該第２導電部材３Ｃに接触して通電状態が形成される。同時に、該第１弾性部材６２Ｃがさらに圧縮され、該第１弾性力が大きくなり、このとき該第１弾性力が該第２弾性力より大きくなる。
図９に示すように、第１導電部材２Ｃまたは第２導電部材３Ｃに接続された外部導電設備に異常な状態が発生したとき、例えば外部導電設備がコンセントである場合、プラグの金属刃とコンセントの間に酸化物や埃がある、金属刃の挿入が不完全である、金属刃が変形している等があると、コンセントの導電部位に比較的大きな熱エネルギーが発生し、該熱エネルギーが第１導電部材２Ｃまたは第２導電部材３Ｃを介してカンチレバー導電部材４Ｃに伝達され、さらに該接触部材６１２Ｃの支持座部６１２２Ｃ、位置規制柱６１２１Ｃ、該第１弾性部材６２Ｃを介して該過熱破壊部材５Ｃに伝達され、該過熱破壊部材５Ｃが該熱エネルギーを吸収して徐々にその材料融点に達し、このとき過熱破壊部材５Ｃが徐々に剛性を失い始める。例えば該過熱破壊部材５Ｃの材質が錫ビスマス合金である場合、その融点は１３８℃であるが、融点に近づくときに剛性が失われ始め、同時に該第１弾性力の作用下で、該過熱破壊部材５Ｃが該第１弾性部材６２Ｃの圧迫を受けて変形し、さらには破壊されて、該第１弾性部材６２Ｃを規制できなくなり、該第１弾性部材６２Ｃが該過熱破壊部材５Ｃを貫通し、該貫通孔６１１３Ｃから突出され、それにより該第１弾性力が小さくなるか失われて、このとき該第２弾性力が該第１弾性力より大きくなるため、該カンチレバー導電部材４Ｃが元の位置を回復し、該カンチレバー導電部材４Ｃの銀接点４１Ｃが該第２導電部材３Ｃを離脱して電力切断状態が形成され、これにより過熱保護作用が達成される。
続いて図１２と図９及び図２を対照する。追加説明すべきは、上述の過熱破壊部材５Ｃの形態は円形片体に限定されない点であり、図１２に示す実施例４で採用された過熱破壊部材５Ｄは実施例１の過熱破壊部材５Ａの形態と同じであるが、寸法比率が若干異なる。これにより、図１３に示すように通電状態を形成するか、或いは図１４に示すように、過熱破壊部材５Ｄが破壊されたときに電力切断状態を形成することができる。作動原理は実施例３とほぼ同じであるため、ここでは説明を省略する。
図１５と図１６に本発明の実施例５を示す。本実施例は前述の実施例の過熱破壊スイッチを、スイッチを備えたコンセントに応用したもので、本実施例は３組のコンセント差込口８１を含む延長コンセントに応用しており、該延長コンセントが、ハウジング８と、活線導電部材９と、中性線導電部材１０と、３つの過熱破壊スイッチ２０を含む。
該ハウジング８が、上ハウジング８Ａと、下ハウジング８Ｂを有し、該上ハウジング８Ａが３組のコンセント差込口８１を含み、各コンセント差込口８１が活線差込口８１１と、中性線差込口８１２を含む。
該活線導電部材９は該ハウジング８に設置され、該活線導電部材９に、独立した３つの活線差込片９１に対応する３つの活線連接端９２が間隔をあけて設けられ、各活線差込片９１が活線差込部９１１を含み、かつ該活線差込部９１１が該活線差込口８１１に対応している。
該中性線導電部材１０は該ハウジング８に設置され、該中性線導電部材１０に、３つの中性線差込部１０１が間隔をあけて設けられ、かつ各中性線差込部１０１が該中性線差込口８１２に対応している。
該３つの過熱破壊スイッチ２０は、前述の実施例１から実施例４で述べたとおりであり、そのうち、該過熱破壊スイッチ２０の第１導電部材２０１が該活線導電部材９の活線連接端９２または該活線差込片９１に連接され、該第２導電部材２０２が該活線差込片９１または該活線導電部材９の活線連接端９２に連接される。本実施例は該第１導電部材２０１が該活線差込片９１に連接され、該第２導電部材２０２が該活線導電部材９の活線連接端９２に連接された例である（この部分の連接の特徴はすでに前の実施例で説明済みであるため、ここでは説明を省略する）。これにより、該延長コンセントのいずれかの活線差込片９１の動作温度が異常に高くなったとき、熱エネルギーが第１導電部材２０１または第２導電部材２０２から所属する該過熱破壊スイッチ２０に伝達され、該過熱破壊スイッチ２０が過熱によって電気回路を切断し、電源供給が停止され、このとき温度異常が発生した該活線差込片９１はすぐに電源を終止し、動作温度の上昇が継続されず、動作温度を下げることができる。各過熱破壊スイッチ２０が独立して１組の活線差込口８１１と中性線差込口８１２を制御するため、いずれか１組の過熱破壊スイッチ２０が過熱で電気回路を切断しても、その他の組の活線差込口８１１と中性線差込口８１２は正常な使用を継続することができる。
上述の実施例の説明を総合すると、本発明の操作、使用及び本発明の効果について充分に理解することができる。以上の実施例は、本発明の最良の実施例に基づくものであり、これらを以って本発明の実施の範囲を限定することはできず、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に基づいた同等効果の簡単な変化や修飾はすべて本発明の範囲内に含まれる。
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 座体
１１Ａ、１１Ｃ 収納空間
１２Ｃ 突出部
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ 第１導電部材
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 第２導電部材
４Ａ、４Ｂ ロッキング導電部材
４Ｃ カンチレバー導電部材
４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ 銀接点
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ 過熱破壊部材
５１Ａ、５１Ａ’ 連接部
５１１Ａ 嵌合部
５１２Ａ 接着剤
５２Ａ 被破壊部
５３Ａ、５３Ａ’ 支持部
５３０Ａ、５３０Ａ’ 外縁
５３１Ａ 移動空間
５４Ａ、５４Ａ’ 係着部
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ 操作ユニット
６１０Ａ、６１０Ｂ 枢着点
６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ 操作部材
６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃ 収容管部
６１１１Ａ、６１１１Ｂ、６１１１Ｃ 組込み位置
６１１２Ａ、６１１２Ｂ、６１１２Ｃ 開口
６１１３Ｂ、６１１３Ｃ 貫通孔
６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃ 接触部材
６１２１Ｃ 位置規制柱
６１２２Ｃ 支持座部
６１３Ｂ、６１３Ｃ 規制部材
６１３１Ｂ、６１３１Ｃ 空間
６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ 第１弾性部材
６２１Ａ 第１端
６２２Ａ、６２２Ｃ 第２端
６３Ａ 第１凸部
７Ａ、７Ｂ 第２弾性部材
７Ｃ ばね片
８ ハウジング
８Ａ 上ハウジング
８Ｂ 下ハウジング
８１ コンセント差込口
８１１ 活線差込口
８１２ 中性線差込口
９ 活線導電部材
９１ 活線差込片
９１１ 活線差込部
９２ 活線連接端
１０ 中性線導電部材
１０１ 中性線差込部
１０Ａ 第２凸部
２０ 過熱破壊スイッチ
２０１ 第１導電部材
２０２ 第２導電部材
１１Ａ、１１Ｃ 収納空間
１２Ｃ 突出部
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ 第１導電部材
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 第２導電部材
４Ａ、４Ｂ ロッキング導電部材
４Ｃ カンチレバー導電部材
４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ 銀接点
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ 過熱破壊部材
５１Ａ、５１Ａ’ 連接部
５１１Ａ 嵌合部
５１２Ａ 接着剤
５２Ａ 被破壊部
５３Ａ、５３Ａ’ 支持部
５３０Ａ、５３０Ａ’ 外縁
５３１Ａ 移動空間
５４Ａ、５４Ａ’ 係着部
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ 操作ユニット
６１０Ａ、６１０Ｂ 枢着点
６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ 操作部材
６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃ 収容管部
６１１１Ａ、６１１１Ｂ、６１１１Ｃ 組込み位置
６１１２Ａ、６１１２Ｂ、６１１２Ｃ 開口
６１１３Ｂ、６１１３Ｃ 貫通孔
６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃ 接触部材
６１２１Ｃ 位置規制柱
６１２２Ｃ 支持座部
６１３Ｂ、６１３Ｃ 規制部材
６１３１Ｂ、６１３１Ｃ 空間
６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ 第１弾性部材
６２１Ａ 第１端
６２２Ａ、６２２Ｃ 第２端
６３Ａ 第１凸部
７Ａ、７Ｂ 第２弾性部材
７Ｃ ばね片
８ ハウジング
８Ａ 上ハウジング
８Ｂ 下ハウジング
８１ コンセント差込口
８１１ 活線差込口
８１２ 中性線差込口
９ 活線導電部材
９１ 活線差込片
９１１ 活線差込部
９２ 活線連接端
１０ 中性線導電部材
１０１ 中性線差込部
１０Ａ 第２凸部
２０ 過熱破壊スイッチ
２０１ 第１導電部材
２０２ 第２導電部材
Claims (11)
- スイッチの過熱破壊ユニットであって、過熱破壊部材と、第１弾性部材を含み、
該過熱破壊部材が被破壊部と支持部を含み、該被破壊部が破壊温度下で破壊され、該支持部が該被破壊部に連接され、該支持部の軸方向の外囲空間に移動空間が定義され、該被破壊部が該支持部の外縁に位置し、かつ該被破壊部が該移動空間の外に位置し、
該第１弾性部材が該被破壊部に当接され、該被破壊部が該第１弾性部材の方向に突出した係着部を備え、該第１弾性部材が嵌着され、該破壊温度のとき、該被破壊部が該第１弾性部材に付勢され、該移動空間へ移動する、
ことを特徴とする、スイッチの過熱破壊ユニット。 - 前記被破壊部と該支持部が同じ材質で一体成型されたことを特徴とする、請求項１に記載のスイッチの過熱破壊ユニット。
- 前記被破壊部と該支持部は異なる材質であり、該支持部が過熱で破壊される温度を支持部破壊温度と定義し、該支持部破壊温度が該破壊温度より高いことを特徴とする、請求項１に記載のスイッチの過熱破壊ユニット。
- 請求項１乃至３のいずれかに記載のスイッチの過熱破壊ユニットを含む過熱破壊スイッチであって、該過熱破壊スイッチが、座体と、第１導電部材と、第２導電部材と、可動導電部材と、操作ユニットと、第２弾性部材を含み、
該座体が収納空間を備え、
該第１導電部材が該座体に穿置され、
該第２導電部材が該座体に穿置され、
該可動導電部材が該収納空間内に設置され、該第１導電部材に電気的に接続されるとともに、該第２導電部材に選択的に接続され、
該操作ユニットが該座体に組み込まれ、該操作ユニットが、操作部材と、該第１弾性部材を含み、該操作部材が、収容管部と、接触部材を含み、該収容管部が開口を備え、該過熱破壊部材が該開口から離れた組込み位置に固定して設置され、該第１弾性部材が該収容管部内に配置され、該第１弾性部材の第１端が該被破壊部に接触し、該接触部材が該可動導電部材に接触し、該第１弾性部材が該接触部材と該過熱破壊部材の間で圧縮されて規制され、第１弾性力を具備し、
該第２弾性部材が第２弾性力を備え、該第２弾性力が該操作部材に作用し、
該操作部材が第１位置にあるとき、該第１弾性力が該接触部材を該可動導電部材に押圧させ、該可動導電部材を該第２導電部材に接触させて通電状態を形成し、該通電状態下で、電流が該第１導電部材、該可動導電部材、該第２導電部材を通過して熱エネルギーが生成され、該熱エネルギーが該接触部材、該第１弾性部材を介して該過熱破壊部材に伝達され、該被破壊部が該熱エネルギーを吸収し、該破壊温度下で破壊され、該被破壊部が該第１弾性部材に付勢され、該移動空間へ移動し、それにより該第１弾性力が小さくなるか失われ、このとき該第２弾性力が該第１弾性力より大きくなり、該第２弾性力が該操作部材を第２位置まで移動させ、それにより該可動導電部材が該第２導電部材を離脱して電力切断状態が形成されることを特徴とする、過熱破壊スイッチ。 - 前記操作部材がさらに規制部材を含み、該規制部材が筒体であり、空間が定義され、該規制部材が該過熱破壊部材に当接され、該過熱破壊部材が該組込み位置に固定して設置され、該第１弾性部材が該空間内に挿入されることを特徴とする、請求項４に記載の過熱破壊スイッチ。
- 前記第１弾性部材がばねであり、かつ該第１弾性部材の該第１端が該過熱破壊部材の係着部に嵌着されることを特徴とする、請求項４に記載の過熱破壊スイッチ。
- 前記接触部材が空心状を呈する熱伝導ハウジングであり、該接触端が該可動導電部材に接触し、かつ該第１弾性部材の第２端が該接触部材内に挿入されることを特徴とする、請求項４に記載の過熱破壊スイッチ。
- スイッチを備えたコンセントであって、請求項４乃至７のいずれかに記載された過熱破壊スイッチと、活線差込片と、活線導電部材と、中性線導電部材と、ハウジングを含み、そのうち、
該ハウジングが、活線差込口と、中性線差込口を含み、
該活線差込片が該第１導電部材に電気的に接続され、該活線差込片が活線差込部を含み、該活線差込部が該活線差込口に対応し、
該活線導電部材が活線連接端を含み、該活線連接端が該第２導電部材に電気的に接続され、
該中性線導電部材が中性線差込部を含み、かつ該中性線差込部が該中性線差込口に対応していることを特徴とする、スイッチを備えたコンセント。 - スイッチの過熱破壊部材の組立て方法であって、
過熱破壊部材を操作部材の収容管部内に入れて設置できる形態に設ける工程と、
該過熱破壊部材を該収容管部の開口から挿入し、該過熱破壊部材を該開口から遠い組込み位置に配置する工程と、
該過熱破壊部材を重力に抵抗して該組込み位置から離脱しないように該組込み位置に固定する工程と、
第１弾性部材を該開口から該収容管部内に挿入し、該第１弾性部材の第１端を該過熱破壊部材の被破壊部に接触させる工程と、
を含むことを特徴とする、スイッチの過熱破壊部材の組立て方法。 - 前記第１弾性部材がばねであり、かつ該第１弾性部材の該第１端が該過熱破壊部材の係着部に嵌着されることを特徴とする、請求項９に記載のスイッチの過熱破壊部材の組立て方法。
- 前記過熱破壊部材が、嵌合部、接着剤または規制部材により該収容管部に固定され、該過熱破壊部材が該組込み位置に固定されることを特徴とする、請求項９に記載のスイッチの過熱破壊部材の組立て方法。
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