JPH0620571A - サーモプロテクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度上昇により過電流を検出し、接点を開く
ことにより電流を遮断するサーモプロテクタの形状を大
きくすることなく、感度，応答速度を改善する。 【構成】 バイメタル７の近傍に、接点２，６と直列に
接続されたフィルム状抵抗体８を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はサーモプロテクタに関す
る。サーモプロテクタとは、温度上昇を検出することに
より過電流等の異常を検出し、電流を遮断する装置であ
る。

【０００２】

【従来の技術】サーモプロテクタは、所定温度において
湾曲方向が反転するいわゆる反転型バイメタルを用いた
サーモスタットにより形成することができる。

【０００３】反転型バイメタルの湾曲方向が反転する
と、バイメタルに隣接して配置されている可動接点板が
変形する。この結果、可動接点板上の可動接点と可動接
点に隣接して配置されている固定接点の間が開閉する。

【０００４】過電流等により即かにバイメタルの温度を
上昇させるために種々の提案がなされている。

【０００５】第１の提案は、金属抵抗体を内蔵させたサ
ーモプロテクタである。

【０００６】第２の提案は、アルミナ基板上に形成した
抵抗体を内蔵させたサーモプロテクタである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】第１の提案のサーモプ
ロテクタは、抵抗値の小さいものしか作ることができな
い。従って過電流に対する感度の高いサーモプロテクタ
を作ることが困難であった。第２の提案のサーモプロテ
クタは、抵抗体の形状が大きいので、小形化することが
困難であるばかりでなく熱容量が大きくなり、また発熱
部からバイメタルへの熱伝達効率が悪く、過電流に対す
る応答速度を速くすることが困難であった。

【０００８】本発明は、小形でありながら抵抗値を高く
することが可能であり、その結果感度が高く応答速度も
速いサーモプロテクタを提案することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、一端に固定
接点が設けられている固定板と、固定接点に対応する位
置に可動接点が設けられている可動板と、所定温度より
高くなると変形し上記固定接点から上記可動接点が離れ
るように上記可動板を変形させるバイメタルと、上記固
定板と可動板に直列に接続されている抵抗体と、上記固
定板と可動板と抵抗体からなる直列回路を外部回路に接
続するための第１と第２の端子を備えるサーモプロテク
タにおいて、上記抵抗体がフィルム状抵抗体であること
を特徴とするサーモプロテクタによって解決された。

【００１０】上記フィルム状抵抗体は、耐熱性を有する
導電性合成樹脂フィルムを所定形状に切り取り加工する
ことによって実現することができる。必要に応じて導電
性フィルムの両面に電極を設けることが好ましい。

【００１１】耐熱性を有する絶縁性合成樹脂および導電
性合成樹脂としては、例えばカプトンという商品名で市
販されているポリイミド系合成樹脂を使用することがで
きる。

【００１２】上記フィルム状抵抗体は、厚さが０．５ミ
リメートル程度の絶縁性基板の上に導電性コーティング
することによっても実現することができる。

【００１３】上記フィルム状抵抗体は、第１または第２
の端子が設けられている端子板の表面に導電性コーティ
ングを設けることによっても実現することができる。

【００１４】種々の比抵抗の耐熱性の導電性フィルムお
よび絶縁性フィルムが市販されており、さらにジグザグ
形状等に切り取ることができるので、自由に抵抗値を設
定することができる。さらにフィルム状あるいはスペー
サ状であるので占有体積が極めて小さく、設計に際して
抵抗体の占有体積はほとんど無視することができる。フ
ィルム状抵抗体とバイメタルはともに可動板の上に配置
されているので、両者間の熱伝達効率は高い。したがっ
て発熱すると熱が外部に逃げる前にバイメタルの温度が
上昇し、即かに接点が開く。

【００１５】

【実施例】図１は本発明に係るサーモプロテクタの主要
部の分解斜視図、図２はフィルム状抵抗体の実施例の斜
視図、図３，図４はフィルム状抵抗体の断面図、図５は
表面に導電性フィルムを設けた端子板の斜視図、図６は
図１のサーモプロテクタの上面断面図、図７は図６のＡ
−Ａ断面図である。

【００１６】図１，図６，図７を用いてサーモプロテク
タの構造および機能を先ず説明する。

【００１７】第１の端子１が設けられている端子板は固
定接点２が設けられている導電性材料から成る固定板３
と共通である。すなわち固定板３の一端には第１の端子
１が設けられ、他端には固定接点２が設けられている。

【００１８】固定板３の上に絶縁体から成る第１の絶縁
板４が固定されている。第１の絶縁板４の上に２本の柱
状突起４ａ，４ｂが設けられている。柱状突起４ａ，４
ｂは、後述する可動板，フィルム状抵抗体，端子板等に
設けられた穴を貫通している。

【００１９】第１の絶縁板４の上に弾性を有する導電性
材料から成る可動板５が固定される。可動板５の一端に
は上記柱状突起４ａ，４ｂに対応する位置に２つの穴５
ａ，５ｂが設けられ、この穴５ａ，５ｂを上記柱状突起
４ａ，４ｂが貫通する。

【００２０】可動板５の一端の近くには可動接点６が設
けられている。可動接点６は、図７から分るように、固
定接点２に隣接して配置されている。

【００２１】可動板５は弾性を有する材料からなり、２
本の柱状突起４ａ，４ｂと２つの穴５ａ，５ｂによって
固定されているだけであるので、変形可能である。変形
することにより固定接点２と可動接点６の間が開閉す
る。

【００２２】可動板５の先端部と、柱状突起４ａ，４ｂ
の近傍にバイメタルを固定するための爪５ｃ，５ｄ，５
ｅが設けられている。爪５ｃ，５ｄ，５ｅを用いてバイ
メタル７が可動板５の上面に組合わされる。

【００２３】バイメタル７は爪５ｃ，５ｄ，５ｅを用い
て可動板５に組合わされているだけであるので、自由に
変形可能であり、所定温度以上になると湾曲方向が反転
する。この結果、可動板が変形し、可動接点６と固定接
点２が離れる。バイメタル７の反転による可動板の変形
をできるだけ大きくするために、可動板５の中央部には
円形の突起５ｆが設けられている。

【００２４】可動板５の柱状突起４ａ，４ｂ近傍の上面
には、フィルム状抵抗体８が載置され、柱状突起４ａ，
４ｂに対応する位置に設けられた２つの穴８ａ，８ｂを
上記柱状突起４ａ，４ｂが貫通する。フィルム状抵抗体
８の構造については後に詳述する。

【００２５】なおバイメタル７は爪５ｃを用いて可動板
に噛合わせ、柱状突起４ａ，４ｂに対応する穴を設け、
柱状突起４ａ，４ｂを貫通させ、その上にフィルム状抵
抗体８を配置することも可能である。このとき、フィル
ム状抵抗体とバイメタルが直接に接触するので、発生熱
に対する応答性が速くなり、この結果、過電流に対する
応答性が速くなる。なお、この際バイメタル７と可動板
５は柱状突起４ａ，４ｂの近傍でスポット溶接すること
が好ましい。

【００２６】フィルム状抵抗体８の上面には、端子板９
が載置され、端子板９にも穴９ａ，９ｂが設けられ、上
記柱状突起４ａ，４ｂが貫通する。端子板９の一端は長
く延び第２の端子１０となっている。

【００２７】端子板９の上面には絶縁体から成る第２の
絶縁板１１が載置されている。第２の絶縁板１１にも穴
１１ａ，１１ｂが設けられ、上記柱状突起４ａ，４ｂ
は、穴１１ａ，１１ｂを貫通している状態で、第２の絶
縁板１１に融着あるいは接着されている。このように組
立られたアセンブリは図６，図７に示すように、ハウジ
ングＨの中に組込まれ、レジンＲＺ等で封止される。

【００２８】電流は第１の端子１，固定板３，固定接点
２，可動接点６，可動板５，フィルム状抵抗体８，端子
板９，第２の端子の順、またはこれと逆の順に流れる。

【００２９】フィルム状抵抗体８は、図２に示すように
薄片状である。図３の実施例のフィルム状抵抗体は、耐
熱性の絶縁性合成樹脂から成るポリイミドフィルムＦの
両面を導電性コーティング（銀ペースト）Ｍ１，Ｍ２で
被覆し、必要な形状に打抜加工したものである。導電性
フィルムとしてはポリイミドフィルムが最適で、例えば
デュポン社のＫＡＰＴＯＮ ＢＬＡＣＫ １３０ＸＣ５
００を使うことができる。これ以外の材料としては、ポ
リエステルフィルム，ポリエーテルサルフォン（ＰＥ
Ｓ），ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等のポリマーフ
ィルム，および金属系抵抗材料薄膜，金属メッキされた
繊維を使うことができる。さらに厚さの薄い導電性セラ
ミック，炭素や金属の粉末を混合した厚さの薄い合成樹
脂を用いることもできる。

【００３０】図４の実施例のフィルム状抵抗体は、絶縁
性の物質からなる厚さが約０．５〜１ｍｍの薄片Ｂの表
面を導電性コーティングＭで被覆することにより形成し
た抵抗体である。

【００３１】絶縁性の物質としては、例えばアルミナセ
ラミック，アラミド繊維を用いた耐熱絶縁紙（例えばデ
ュポン社のＮＯＭＥＸ），絶縁性フィルム，耐熱性樹脂
を使うことができる。

【００３２】導電性コーティングとしては、炭素粉末，
鉄酸化物粉末，金属粉末等を含有するペーストによるコ
ーティング、あるいは無電解メッキ等を用いたコーティ
ングを使用することができる。

【００３３】フィルム状抵抗体８と可動板５あるいは端
子板９の間の接触抵抗を小くするために、それらに接触
する位置に電極Ｅ１，Ｅ２を設けることが好ましい。

【００３４】電極Ｅ１，Ｅ２は、銀ペースト，銅ペース
ト、あるいは溶融金属粉末を吹き付ける金属溶射によっ
て形成することができる。

【００３５】図５のフィルム状抵抗体は、端子板９の可
動板５と接触する位置を導電性コーティング１２で被覆
し、さらにその表面に電極Ｅ３を設けたものである。導
電性コーティング１２としては、炭素，金属酸化物，金
属の粉末を含むペースト、あるいは金属，導電性金属酸
化物の溶射によって形成することができる。電極は銀，
銅ペースト、あるいは金属溶射によって形成することが
できる。

【００３６】図５の例では端子板にフィルム状抵抗体が
形成されているが、可動板に設けることも可能である。
さらに、固定板３と第１の端子を分離し、その中間に形
成することも可能である。

【００３７】

【発明の効果】発熱体が中心部に、バイメタルの近傍に
配置されているので、外部温度の影響が小さくまた感度
および応答性が良好である。フィルム状抵抗体の組付が
容易であり、そのための大きな設備を必要としない。構
成部材および組立のためのコストが低いので安価であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサーモプロテクタの主要部の分解
斜視図。

【図２】フィルム状抵抗体の実施例の斜視図。

【図３】フィルム状抵抗体の一例の断面図。

【図４】フィルム状抵抗体の他の例の断面図。

【図５】表面に導電性フィルムを設けた端子板の斜視
図。

【図６】図１のサーモプロテクタの上面断面図（図７の
Ｂ−Ｂ矢視断面図）。

【図７】図６のＡ−Ａ断面図。

【符号の説明】

１ 第１の端子 ２ 固定接点 ３ 固定板 ４ 第１の絶縁板 ４ａ，４ｂ 柱状突起 ５ 可動板 ６ 可動接点 ７ バイメタル ８ フィルム状抵抗体 ９ 端子板 １０ 第２の端子 １１ 第２の絶縁板 １３ 導電性コーティング

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に固定接点が設けられている固定板
   と、固定接点に対応する位置に可動接点が設けられてい
   る可動板と、所定温度より高くなると変形し上記固定接
   点から上記可動接点が離れるように上記可動板を変形さ
   せるバイメタルと、上記固定板と可動板に直列に接続さ
   れている抵抗体と、上記固定板と可動板と抵抗体からな
   る直列回路を外部回路に接続するための第１と第２の端
   子を備えるサーモプロテクタにおいて、上記抵抗体がフ
   ィルム状抵抗体であることを特徴とするサーモプロテク
   タ。
2. 【請求項２】 上記抵抗体が、耐熱性の導電性合成樹脂
   からなるフィルムであることを特徴とする請求項１記載
   のサーモプロテクタ。
3. 【請求項３】 上記抵抗体が電気的に絶縁性の薄い基板
   の上に導電性材料でコーティングすることにより形成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のサーモプロテ
   クタ。
4. 【請求項４】 上記抵抗体が、第１または第２の端子が
   設けられている端子板の表面に導電性材料でコーティン
   グすることにより形成されていることを特徴とする請求
   項１記載のサーモプロテクタ。
5. 【請求項５】 上記バイメタルが先端において上記可動
   板に噛合し、基部において可動板と共締めされ、バイメ
   タルに接触するように上記抵抗体が配置されていること
   を特徴とする請求項１記載のサーモプロテクタ。
6. 【請求項６】 上記バイメタルと上記可動板が共締めさ
   れている部分でスポット溶接されていることを特徴とす
   る請求項５記載のサーモプロテクタ。