JPH02276123A - 電気スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は一般的に電気スイッチ、特に簡単な構造をもっ
て固定接点及び可動接点とそれぞれのスイッチ端子ブレ
ードとの強固な機械的、電気的接続を与える端子構造を
もった電気スイッチに関する。

（従来の技術） 典型的な従来技術のスイッチが本発明の譲受人に譲渡さ
れた米国特許第３．１６４．７０１号に開示されている
。この特許にはスイッチ空洞が形成された函体を有する
スイッチが示されている。

固定接点および可撓性、片持式可動接点腕がスイッチ空
洞内に載置されている。函体内には開口部が形成されて
おり、それは熱伝導キャップにより開成され前記キャッ
プと函体間にスナップ動作熱応答円板がはめられている
。動作伝達ビンが可動接点腕および円板間を延在する函
体内に滑動可能に配置されており、円板が一つの位置か
ら他の位置へスナップ動作する時にその動作が可動接点
腕へ伝達されて固定接点と可動接点腕との間の電気的接
続を開閉する。

この極のスイッチは非常に効果的であり世界中で伺万個
が製作販売されているが、固定接点及び可動接点と、ス
イッチの接続端子ブレードとの闇の強固な機械的、電気
的結合を得るため通常、ハンダ、プラスチックスのモー
ルド等に頼るため、構造が複雑になり組立、製造に時間
がかかるという問題があった。

（発明が解決せんとする問題点） 本発明は、上記のような従来技術の問題を解消して、簡
単な構造で、固定接点及び可動接点とスイッチの接続端
子との間の強固な機械的、電気的結合を得ることのでき
る電気スイッチを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の電気スイッチは、固定接点及び１」動接点の取
り付けられた各根部材の端部に複数の突起を設け、一方
これら板部材に接続されるべぎ各端子ブレードにその突
起を受は入れる複数の貫通孔を設けて、前記突起をこの
貫通孔に通して、その頭部をまるめて両者が金属体金属
接合によって機械的、電気的に結合されて、スイッチ本
体を格納するスイッチ函体に固定されるようにすること
により、前記の問題点を解決するものである。

（実施例） 以下、添付図面により本発明の実施例について説明する
が、その前に本発明の理解を容易にするため、本発明の
適用される電気スイッチの構成について先ず説明する。

第１ａ図において力および弾性率は特に後記する第２図
および第３図に示す実施例に適用する場合に次のように
算出できる。

１く一反力 Ｆ−一定力 ａ、ｂ、ｃ一部材の長さ ｘ、ｙ、ｚ−積分変数 Ｅ＝ギヤング数 Ｍ＝モーメント ｌ＝慣性モーメント Ｆに対する撓みに対して 時計方向モーメントを正と仮定すれば ｌ　およびｌｂ＞［、の場合に、は最初の二項を省いて
第３項のみが必要となり 従って ａおよびＣと同様な長さ１のまっすぐな片持式部材に対
して Ｉ こうして同じ長さに対して第１ａ図のモデルに対する弾
性率は１／３に低減される。部材ａおよびＣに対して選
定された良さを有する後記実施例に従って製作された装
置の弾性率は、従来技術の装置（７）１，７８３．４６
９／ＣＩＲ（１０ボンド／インチ）以上に較べ、およそ
３５６．６９９／ｃ＊（２ポンド／インチ）であった。

比較的低い弾性率を採用する他に第１ｂ図に示すように
部材Ｃを左へ変位させる反力Ｒにより所望値の接触力が
発生ずる。以下の実施例において１犬のブロックはこの
図のような形では存在しないが基本的には同様の構成が
適用できる。実際トこの変位はスプリングが取り付けら
れている１Ｊ動接点腕の厚さを利用したり、スプリング
を特殊構成する等のいくつかの方法により達成できる。

前記モデルに対して部材ａ、ｂは共に可撓性として計算
を行ったが、最適接触体勢すなわら静止接点に対するす
動接点の方向を確保づるには、■、および１ｂ）ＩＣと
仮定して部ｖＩａ、ｂを非可撓性とすることが望ましい
。

次に第２図および第３図に関して第１実施例の説明を行
う。サーモスタットスイッチ１０は対称的で一般的に、
底壁１２およびそれに結合された側壁１４をもった円筒
型のカップ型函体を有している。函体は硫化ポリフェニ
リンＳ＋脂に対するフィリップ石油社の登録商標である
ライドン等の適当な成形可能な電気的絶縁材で構成され
ている。

２本の平行に延在するスロット１６．１８が底壁１２に
形成されて、市販の青銅もしくはカドミウム銅等の適当
な導電材により形成されスイッチ端子として機能する第
１および第２の一般的に矩形の板部材０２０．０２２の
取付用孔を提供している。根部材０２０，０２２は円筒
壁１４内に形成されたスイッヂ空１１ｕｌ　２４内へ延
在している。例として壁１４の外径は１．２７ｎ（１／
２インチ）程度とすることが出来、スイッチ空洞２４内
の空間を非常に効率的に使用して電気的に有効であるば
かりでなく組立てが容易で安価な装置を製作しなければ
ならない。

第１の根部ＵＯ２０にはその本体０２６の主表面部に沿
って板部材０２０に取り付けられた平坦なスプリング部
材０５８が形成されている。スプリング０５８にはスプ
リングの中央部から打ち出された舌部０５９が形成され
スプリングの頂部から垂下してリベット０６１等により
非可撓性可動接点腕０７４へ取り付けられており、前記
接点腕は板部材０２０の自由端表面０３０上に枢持され
ている。舌部０５９が第１の板部ｖｉ０２０の側面から
ｑｌｌｌ腕０７４の厚みだけ変位して、第２の板部材か
ら離れる方向に曲がることにより可動腕と第１の板部材
０２０の間に必要な接触力が生じる。

すなわちこの構成により第１の根部材に対して可動腕の
反力が生じ、それは可動腕０７４の自由端内に載置され
た可動接点９０と第２の板部材Ｏ２２上に載置された固
定接点５０との間に作用する力に較べて充分に大きい。

例えば本発明に従って作られた装置において、第１の板
部材に対する可動腕の力はおよそ２８．３５９　（１オ
ンス）の接触力に較べて２２６．５ｇ＜半ボンド）程度
である。

すなわち この大きな反力により電流は板部材から直接可動腕へ通
過することが出来るため、電流を流すことについて考慮
することなくスプリングを設計することが出来る。こう
してスプリングは導電率に無１処係にステンレス鋼もし
くは他の高ｍｖＪで形成することが出来、ＴｊＶｌを流
すスプリング部材として高温において強度の制限される
銅合金等の高導電率材料を必要とした従来技術の装置に
較べ２３２．２℃（４５０下）もしくはそれ以上の高い
温度においてスイッチを使用することが出来る。

板部材０２０内に聞［」を設けて板部材のその部分との
干渉により可動腕０７４の旋回動作が抑止されないこと
を保証するのが望ましい。

動作はキャップ１０２を介して熱が伝達される熱応答ス
ナップ動作円板１００により可動腕０７４の動作伝達部
０８０へ伝達される。所定温度に加熱されると円板１０
０は一つの皿、状構成から反対に形成された皿状構成へ
スナップする、すなわら上向き凸状から上向き凹状へス
ナップして可１尭性電気的絶縁板９６へ動作を伝達し、
司動接点を実線接点係合位置から破線接点係合解除位置
へ移動させる。板９６の特定な構造の詳細を本発明の別
の実施例に関して後記する。

次の２つの実施例に示すように、低弾°性率スプリング
装置ハスプリングクリップを使用して１目種の反力を使
用することにより、所望値の接触力で使用することが出
来る。特に第４図〜第１６図においてスイッチ１０は第
２図に示すタイプの円筒カップ状函体を有している。

第８図に示すように第１の板部材２０は本体部２６を有
し、そこから２本の指状突起２８が上向きに延在して自
由端部３０において終止している。

第３の指状突起３２が横方向に延在してスプリング座を
提供するのに使用されている。少くとも１個、望ましく
は２Ｉｌｌの突起３４が本体部２６から下向きに突出し
て夫々端子ブレード３８内の開口３６内に受は止められ
ており（第１５図参照）、さらに突き出して図示（第４
図）の如くまるめて板部材２０を函体内に固定している
。ブレード３８の主表面領域を板部材２０の端部にぴっ
たりと接触１−ることにより、プラスチックもしくはハ
ンダ付けに頼ることなくしつかりした接続が得られる。

板部材２０を函体内へさらにしつかり載置して揺動等を
防止するために、函体の底壁１２内にボス４０が形成さ
れてさらに支持を行っている。

第２の板部材２２は一般的に本体部２６と同じサイズの
本体部４２により形成されており、それにはそこから垂
ドする突起３４が設けられており端子ブレード４４の開
口３６内に受は止められている。端子ブレード３８．４
４は函体から外向きに突起しているが所望する方向に湾
曲させることが出来る。板部材２２には枠４已により画
定される窓部４６が形成されている。枠４８の頂部底面
に窓４６を貫通するように固定接点５０が取り付けられ
ている。接点５０は溶接等の適切な方法により取り付け
られており、符号５２に示すように円筒型の外部接触面
が形成されている。後記する可動腕７４に載置された可
動接点９０も同じ形状の外部接触面を有しており、その
縦軸は接触面５２に直角とされ、そのため接点が開成す
なわち係合位置にある時に本質的に点接触係合が達成さ
れる。

端子ブレードを板部材と一体としたい場合もある。第１
６図に示すようにこれは端子部５４および端子部５４の
いずれかの側に支柱部５６を設けることにより達成され
る。破線で承すように支柱部は板部材を取り付けた後に
外向きに湾曲され、板部材を函体へしつかり固定する。

特に第１２図〜第１４図に示す低弾性率スプリングクリ
ップ５８は２本の脚８２．６４を接合する湾曲部６０を
有する一般的に０字構成に形成されている。脚６２には
スロット６８が形成され、脚６４にはチャンネル部７０
が形成されその一部を貫通してスロット７２が形成され
ている。

板部材に使用されるような比較的非再また性となる厚さ
の適正な導電材で形成された可動接点腕７４は本体部７
６を有し、そこから４動接点部７８が横方向に延在しそ
の上に適正な方法で可動電気接点９０が載置されている
。本体部７６からは動作伝達部８０および枠部８２も延
在している。枠８２は’８８４を画定して下向きに延在
するし１部８６で終止している。枠８２の下面上で耳部
３６に向って下向きに延在する枠部分とその残部との接
合点に枢軸面８８が形成されている。

第１４ａ図に示すようにＬＴＪＩ！ｌ］腕７４の耳部８
６はスプリングクリップ５８のスロット６８内に配置さ
れ、スプリングは１８４を貫通し可動腕７４の脚６９は
ヂャンネル部７０内に受は止められている。次にスプリ
ングクリップ５８を担持する可動腕７４がスイッチ空洞
２４へ挿入され、枢軸面８８は第１の根部４１２０の自
由端部３０−しに配置されて下向きに押される。アセン
ブリのスプリング部が押下されると、スロット７２が根
部材２０の指状突起３２の自由端に隣接する位置にきて
、スプリングクリップ５８のその端部は脚６９から指状
突起３２へ移動される。

スプリング５８の脚６２を板部材２０の表面３０上に枢
持された可動接点部材７４の耳部８６上に配置し、脚６
４を指状突起３２土に配置すればスプリング部材が上方
に変位し所望の接触力が得られる。

第４図〜第６図に示１ように複数個の正確な形状の台部
９２が円筒壁１４の自由端に形成された棚部９４から上
向きに突出している。第６図に示すように芳香族熱可塑
性ボリイニド膜に対するデュポンネモアズ社の商品名で
あるカプトン等の適当な可１真性電気的絶縁材で製作さ
れ複数個の耳部９８を有する＆９６が棚部９４上に配置
されており、４部９８が台部９２の間に嵌合している。

熱応動スナップ動作円板１００が板９６の頂部に配置さ
れてＪ３す、アルミニウム等の適当な熱伝１１４４で形
成された熱伝導キャップ１０２を受は止め、函体の開放
端を閉成して板９６および円板１００を適所に維持する
。板９６は湾曲してスプリング装置を形成し円板１００
をキャップ１０２と最適熱伝達関係に維持することが望
ましい。例えば第６ａ図に示すように４部９８は板面か
ら外向きに湾曲して円板１００をキャップ１０２に対し
て押上げて最適熱伝達関係とする。耳部を上下に交互に
湾曲してアセンブリのいずれかの面を円板に隣接させる
ことが出来る。キャップ１０２には台部間に嵌合するよ
うにされた複数個の凹部１０４が形成されており、棚部
から特定距離だけ間隔がとられていてスナップ動作する
円板の受座を形成する。この構成により円板が産肉に受
は止められて斜め方向に捕捉されるのを避けられると共
に、台部の固い裏打ちによりキャップをつぶれないよう
に載置することが出来る。さらに函体の高さはスイッチ
ング素子をキャップ１０２から絶縁する板９６の４部９
８により与えられる板部材２０．２２の外端部からの電
気的絶縁の距離によって最小限とされる。

この熱伝導４ニヤツブ１０２は周囲から熱を伝導させて
円板１００へ伝達し、円板１００は所定温度に達すると
図示する上向き凸状構成から反対の上向き凹状構成にス
１ツブし、可撓板９６を介して可動腕７４の動作伝達部
８０をスプリング５８に抗して下向きに付勢し、破線位
置に示すように可動接点９０を固定接点５０から分離す
る。

次に第１７図〜第２２図にスプリングクリップを使用し
た第２の実ｆＩＩ！ｉ例を示し、函体は前の実施例と同
様な材料で構成されていて円筒側壁１１４と底壁１１２
を有し平行スロットが底壁を貫通している。第４図の実
施例に較べてほぼ１日Ｕサイズのスイッチ函体を用いて
いるが、第１７図の実施例は端子３８．４４間に一層良
好な電気的絶縁を提供し、被監視面へスイッチを載置す
るのに使用する支持装置も提供する。スイッチ空洞１２
４は低い断面であるため根部材１２０．１２２は前記実
施例の同じ部材に較べて＾さが幾分低い。第２２図に示
すように第１の板部材１２０には本体部１２６から垂下
する突起１３４が形成されており、本体部１２６の上部
には自由端面１３０が形成されている。切込１３２が形
成されていてスプリング座を提供し、それと連絡するス
ロット１３３がありその目的については後記する。

第２の板部材１２２は本質的に板部材２２と同様に構成
されているが高さが低い。

可動腕７４は腕７４と同じ構成であるため説明を行わな
い。

第１９図〜第２１図に示すように弾性クリップ１５８は
脚１６２と１１０１１６４を接合する湾曲部を有する点
においてクリップ５８と幾分同様の構成を有しているが
、脚１６４はそれ自体が後へ湾曲して端部１６５を形成
している。開口１６９と共にスロット１６８が脚１６２
内に形成されている。

自由端面１６５には耳部１７１が形成されている。

第２０図にポすように指状突起１８３は開口１６９内に
受１ノ止められ、それとクリップ１５８の関連部と相補
的な形状に構成された工具１８１の表面部間に湾曲部１
６０を捕捉する。指状突起１８３は工員１８１０本体に
向ってスプリング付勢され（図示せず）破線位置へ移動
することが出来る。クリップ１５８は工具１８１により
捕えられ可動腕７４が固定接点１５０の下のｑ動接点９
０に対して適所に配置され枢軸面８８が第１の＠部材１
２０の端面１３０上に受は止められた後スイッチ室１２
４へ挿入される。指状突起１６２は（第１７図に示すよ
うに）可動腕７４の左側部へ滑り込み、脚１６４は窓８
４内に受は止められる。

脚１６４が函体の底壁１１２と係合すると指状突起１８
３が（第２２図のスロット１３３を通って破線位置へ移
動し、脚１６４の４部１７１を第１の根部材１２０内の
スプリング座スロット１３２へ押進させる。次に指状突
起１８３が開口１６９から離れてスプリングクリップが
入る。

スプリング１５８は可！ｌｌ腕７４を介して力を伝達し
可動腕を表面１３０上で旋回させて、所望する接触力に
より可動接点９０を固定接点１５０と係合させる。熱伝
導キャップ１０２が周囲から熱を伝導して円板１００へ
伝達し、円板１００は所定温度に達すると図示する上向
き凸状構成から反対の上向き凹状構成へスナップして可
動腕７４の動作伝達部８０を可１尭板９６を介してスプ
リング１５８の付勢に抗して下向きに付勢し、接点９０
を静止接点１５０から離す。

第２３図にもう一つの実施例を示し、第１の板部材３２
０は底壁１２を僅かに越えてスイッチ空洞２４へ延在し
ている。ベリリウム銅等の導電材で形成されたスプリン
グ３５８の平板部が溶接等により部材３２０へ取り付け
られている。スプリング３５８はおよそ２７０°の環状
帯に形成されており、第２の根部材３２２から離れた板
部材３２０の一側で変位して可動接点部へ一体に取り付
けられている。可動接点腕部３７４は長さに沿っていく
つかの肋状部３７５を形成することにより比較的非可撓
性とされている。接点３９０は可動接点腕部３７４の自
由端部に載置されており、第２の根部材３２２上に載置
された固定接点５０と係合および係合解除するようにさ
れている。電気的絶縁材の円板形状の補足動作伝達素子
３８１が側壁１４内に形成され、両方向に垂直に延在す
る１１１３８３内に滑動可能に受は止められている。こ
うして（図示往ぬ）円板１００からの動作は（図示せぬ
）可撓板９６および滑動部材３８１を介して可動接点腕
部３７４へ伝達される。

所望する場合第２３図のスイッチング素子を第１７図に
示すような低断面函体内に使用することが出来る。この
場合第２６図に示す動作伝達部材４８１を使用すること
が出来る。函体の側壁の溝内に受は止められる湾曲面は
円の一部を形成し、溝詰りの危険性なしに幾分揺動調整
を行うことが出来る。また部材４８１の中央部内の湾曲
面も円の一部を形成し、そのため函体内の部材４８１の
角方向がどうであっても円板から可動腕への動作の伝達
は均一となる。

前記全ての実施例において比較的低弾性率のスプリング
装置を使用して、比較的非可撓性の可動接点腕を静止接
点へ向って付勢しスプリングの一部を変位させて所望値
の接触力を得ている。弾性率５Ａ＠により部品の許容誤
差は従来技術の装置はど重要ではなく校正を省くことが
出来る。いくつかの実施例において可動接点腕を静止接
点に向って付勢するのに使用するスプリングは、スプリ
ングを変位させる結果生じる大きな反力のため１２１！
を運ぶ必要はなく、そのため従来技術のスイッチよりも
高い湿度環境で作動するスイッチが得られる。常閉スイ
ッチについて図示および説明を行ってきたが、常開装置
を有するスプリング装置を使用することも本発明の範囲
内である。

前記したことから本発明のいくつかの目的および他の利
点が得られることがお判りいたＩどけることと思う。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図および第１ｂ図は適切な力および弾性率を機械
的に加えた場合の可動接点腕および付勢装置を示す概要
図、第２図は本発明に従った第１実施例の前両立面図、
第３図は第２図に使用するスプリングおよび第１の板部
材の側部立面図、第４図は本発明に従って作成した第２
の実施例の前両立面図、第５図はスイッチ構造を示すた
めに熱伝達キャップとスナップ動作円板と動作伝達板を
取り外した第４図の構造の頂部図、第６図はスナップ動
作円板および可撓性電気絶縁板を含む第５図と同様の図
、第６ａ図は可撓性電気絶縁板の透視図、第７図および
第８図は第４図の実施例に使用した第１および第２の板
部材を示す図、第９図〜第１１図は第４図の実施例に使
用した可動接点腕の異なる図、第１２図〜第１４図は第
４図の実施例に使用したスプリングの責なる図、第１４
ａ図はスイッチ空洞に挿入する前に「■動接点腕上に載
置するスプリングクリップを示す前両立面図、第１５図
は函体内に板部材を固定する一技法を示す第５図の線１
５−１５に沿った部分断面図、第１６図はもう一つの技
法を示す同様の図、第１７図は本発明に従った第４図の
実施例と同様の図、第１８図は熱伝導キャップとスナッ
プ動作円板と動作伝達板を取り外した第１７図の頂部図
、第１９図〜第２１図は第１７図の実施例に使用したス
ブリングの図、第２２図は第１７図の実施例に使用した
第１の板部材の立面図、第２３図は水元用の別の実施例
の第２図、第４図および第１７図と同様の図、第２４図
および第２５図は第２３図の実施例に使用した一体化さ
れた第１の板部材および一体化された可動接点腕および
スプリングを示す図、第２６図は別の動作伝達素子の立
面図である。 符号の説明 １０・・・・・・サーモスタットスイッチ、１２・・・
・・・底壁、１４・・・・・・側壁、１６．１８・・・
・・・スロット、０２０．０２２・・・・・・板部材、
５０・・・固定接点、０５８・・・・・・スプリング部
材、６２．６４・・・・・・垂下脚、０７４・・・・・
・非可撓性可動接触腕、０８０・・・・・・動作伝達部
、９０・・・・・・可動接点、９６・・・・・・可１尭
性電気的絶縁板、１ｏＯ・・・・・・熱応動スナップ動
作円板、１０２・・・・・・キャップ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２つの貫通孔の形成された底壁をもち、その中にスイッ
   チ空洞を画定する函体と、 前記２つの貫通孔の一方を通つて前記空洞内に延びる第
   １の導電性金属板部材と、 前記２つの貫通孔の他方を通って前記空洞内に延びる第
   ２の導電性金属板部材と、 前記第２の板部材と電気的に導通、非導通状態に移動で
   きるよう、前記空洞内で前記第１の板部材に移動自在に
   取り付けられ、かつそれと電気的に接続されている導電
   性の可動接点腕と、 ２つの金属性端子ブレードと、を備え、 前記第１、第２の板部材はそれぞれ複数の突起の形成さ
   れた平坦な端面を有し、前記２つの金属性端子ブレード
   はそれぞれ対向する２つの主表面と、該主表面間に延び
   る複数の開口を有し、該開口に前記板部材の端面に形成
   された前記突起が挿入され、該突起の頭部がまるめられ
   、それにより前記端子ブレードと前記板部材が他の補助
   材料に頼ることなく、金属対金属接合をもつて機械的、
   電気的に結合された状態でしつかりと前記函体に固定さ
   れるようになっていることを特徴とする電気スイッチ。