JPH0828163B2 - 断続装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、周期的に接点を断続する断続装置に関す
る。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

従来のこの種の断続装置は、比較的に構造が複雑で、
製作コストが高くなるという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされ
たもので、接点を周期的に断続させることができ、しか
もマイクロスイッチ等のスイッチ機構を利用することに
より極めて簡単に構成でき、製作コストを著しく低減す
ることができる断続装置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〕

本発明による断続装置は、第一の接点と、第二の接点
と、前記第一の接点または第二の接点に選択的に接触さ
れる可動接点と、第一の位置と第二の位置との間を動く
ことができる可動部材と、前記可動部材が前記第一の位
置から前記第二の位置に向かって動かされて行き、前記
第一の位置と前記第二の位置との中間の所定の第一の通
過点を通過すると、前記可動接点が前記第一の接点から
離れて前記第二の接点に接触する一方、前記可動部材が
逆に前記第二の位置から前記第一の位置に向かって動か
されて行き、前記第二の位置と前記第一の位置との中間
の所定の第二の通過点を通過すると、前記可動接点が前
記第二の接点から離れて前記第一の接点に接触するよう
に、前記可動部材と前記可動接点とを機械的に連係する
連係機構と、前記可動部材を前記第一の位置に向かって
付勢するバネ手段と、前記可動部材が前記第一の位置に
あるときは記憶している長さより伸ばされた状態となっ
ている一方、前記記憶している長さに戻ろうとして収縮
すると、前記可動部材を前記第一の位置から前記第二の
位置に向かって動かすこととなるように前記可動部材に
機械的に連係されるとともに、一端側を前記第一の接点
に電気的に接続されたワイヤ状の形状記憶合金とを有し
てなるものである。

〔作用〕

本発明においては、例えば、形状記憶合金の他端側と
可動接点との間に電源を接続すると、可動部材が第一の
位置にあり、可動接点が第一の接点に接触しているとき
には、電源−可動接点−第一の接点−形状記憶合金−電
源の経路またはその逆の経路で電流が流れるので、形状
記憶合金はジュール熱により加熱される。すると、形状
記憶合金は、形状記憶効果により、記憶している長さに
戻ろうとして収縮して行くので、可動部材が第一の位置
から第二の位置にまで動かされるが、この際、可動部材
が第一の通過点を通過すると、可動接点が第一の接点か
ら離れて第二の接点に接触する。これにより、形状記憶
合金に対する通電、ひいては加熱が停止される。

また、上述のようにして形状記憶合金が通電加熱を停
止されることにより一定温度まで冷却して行くと、該形
状記憶合金は形状回復力を失うので、可動部材はバネ手
段の付勢力により第二の位置から第一の位置にまで戻さ
れて行き、これとともに形状記憶合金が再び伸び変形を
受けて行く。そして、この際、可動部材が第二の通過点
を通過すると、可動接点が第二の接点から離れて第一の
接点に再び接触し、再び形状記憶合金に電流が流れる。

以後、以上の動作が繰り返し行われることになり、可
動接点は第一の接点と第二の接点とに周期的に交互に接
触される。

なお、もし可動部材が第一の位置から第二の位置に向
かって動くと直ちに可動接点が第一の接点から離れて第
二の接点に接触するとともに、可動部材が逆方向に動く
と直ちに可動接点が第二の接点から離れて第一の接点に
接触するようになっているとすると、形状記憶合金が加
熱されると直ちに可動接点が第一の接点から離れて第二
の接点に接触するとともに、形状記憶合金が冷却すると
直ちに可動接点が第二の接点から離れて第一の接点に接
触することになるので、次のような不都合が生じてしま
う。すなわち、形状記憶合金に電流が流れ、形状記憶合
金が加熱されて形状回復力を発生し、可動部材が第一の
位置から第二の位置に向かって動くと、直ちに可動接点
が第一の接点から離れて第二の接点に接触し、形状記憶
合金に対する通電が停止され、すると形状記憶合金が冷
却し、形状回復力を失って、可動部材が第一の位置の方
に戻って直ちに可動接点が第二の接点から離れて第一の
接点に再び接触し、するとまた形状記憶合金に通電加熱
が行われて可動部材が第二の位置の方に向かって動き、
直ちに可動接点が第一の接点から離れて第二の接点に接
触し、形状記憶合金に対する通電加熱が停止され、それ
によりまた可動部材が第一の位置の方に戻って可動接点
が第二の接点から離れて第一の接点に接触するという動
作が過度に短い周期で繰り返し行われようとすることに
なり、実際には両接点が明確に断続されず、この断続装
置の出力はノイズのようなものになるという現象が生じ
てしまう。

しかるに、本発明においては、前記連係機構により、
可動部材が第一の位置から第二の位置に向かって動かさ
れて行き、第一の位置と第二の位置との中間の所定の第
一の通過点を通過すると、可動接点が第一の接点から離
れて第二の接点に接触する一方、可動部材が逆に第二の
位置から第一の位置に向かって動かされて行き、第二の
位置と第一の位置との中間の所定の第二の通過点を通過
すると、可動接点が第二の接点から離れて第一の接点に
接触するようになっており、第一の位置から第二の位置
への可動部材の動きおよびその逆の第二の位置から第一
の位置への可動部材の動きに対して遅延して接点の切り
換えが行われるので、前記のような不都合の発生を防止
できる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

第１図および２図は本発明の一実施例の機械的構成お
よび電気的接続関係を示し、第３図はこの実施例の電気
的接続関係のみを示す。

この実施例において、１は従来公知のマイクロスイッ
チであり、このマイクロスイッチ１は次のように構成さ
れている。ケース２には、常閉端子３、常開端子４およ
び共通端子５が固定されている（なお、第１図および２
図は、ケース２から蓋を取り去った状態でマイクロスイ
ッチ１を示している）。前記常閉端子３には本実施例に
おいて第一の接点を構成する常閉固定接点６、また常開
端子４には本実施例において第二の接点を構成する常開
固定接点７がそれぞれ固定されている。前記ケース１に
は、押しボタン状の可動部材９が直線方向（矢印Ａ方
向）に移動可能に嵌合されており、この可動部材９は、
第１図に示される第一の位置（ケース２外に最も大きく
突出する位置）と第２図に示される第二の位置（ケース
２内に最も深く押し込まれる位置）との間を移動可能と
されている。

前記共通端子５には、回動レバー８の一端部が回動可
能に支持されている。この回動レバー８の他端部は可動
部材９のケース２内側の端部に対向されている。また、
前記回動レバー８の可動部材９側の端部付近には、可動
バネ10の一端部が取り付けられている。この可動バネ10
の他端部は、常閉固定接点６と常開固定接点７との間に
延びており、該他端部には、各固定接点6,7にそれぞれ
接離される可動接点11が固定されている。

前記可動バネ10は、可動接点11付近から可動部材９側
へ弧を描いて延びる湾曲部10aを有しており、この湾曲
部10aの可動部材９側の端部は自由端とされていて、共
通端子５の屈曲部に当接されている。そして、可動バネ
10は、可動部材９がどの位置にあるときも、湾曲部10a
の弾性により、回動レバー８の先端部を介して該可動部
材９をケース２外に向かって、すなわち第一の位置（第
１図の位置）に向かって付勢している。また、同時にこ
の可動バネ10は、湾曲部10aの弾性により、可動部材９
が第一の位置（第１図の位置）にあるときは、可動接点
11を常閉固定接点６に向かって付勢する一方、可動部材
９が第二の位置（第２図の位置）にあるときは、可動接
点11を常開固定接点７に向かって付勢するようになって
いる。なお、このように本実施例では、可動部材９を第
一の位置（第１図の位置）に向かって付勢する可動バネ
10が、同時に、可動部材９と可動接点11とを機械的に連
係する連係機構の一部をも構成している。

12,13はケース２に対し位置関係を固定された合金取
付端子であり、これらの端子12,13には、Ti−Ni合金か
らなるワイヤ状の形状記憶合金14の両端部が固定されて
いる。この形状記憶合金14は、その中間部をケース２外
において可動部材９に接触されており、かつこの接触部
において若干屈曲した状態となっている。ここで、可動
部材９が第一の位置（第１図の位置）にあるとき、形状
記憶合金14は記憶している長さより伸びた状態とされ
て、上述のように可動部材９に接触されている。

前記合金取付端子12およびマイクロスイッチ１の共通
端子５は、電源15の両極にそれぞれ接続されている。ま
た、前記合金取付端子12とマイクロスイッチ１の常開端
子４との間には、電球16が挿入されている。さらに、前
記合金取付端子13は、マイクロスイッチ１の常閉端子３
に接続されている。なお、第３図は本実施例の電気的接
続関係のみを示した回路構成図である。

次に、本実施例の動作を説明する。

可動部材９が第１図のように第一の位置にあるとき
は、可動接点11は、常閉固定接点６に接触している。し
たがって、この状態では、電源15−共通端子５−可動バ
ネ10−可動接点11−常閉固定接点６−常閉端子３−合金
取付端子13−形状記憶合金14−合金取付端子12−電源15
の経路に電流が流れるので、形状記憶合金14はジュール
熱により加熱される。すると、形状記憶合金14は、形状
記憶効果により、記憶している長さに戻ろうとして収縮
して行き、可動部材９は第二の位置（第２図の位置）に
向かってケース２内側に（すなわち、図上下方に）押し
込めて行く。

すると、回動レバー８が図上反時計方向に回動されて
行くと同時に、可動バネ10の可動部材９側の端部が図上
下方に移動されて行く。そして、可動部材９が第一の位
置（第１図の位置）から第二の位置（第２図の位置）に
至る途中の所定の第一の通過点を通過すると、可動バネ
10の湾曲部10aが今度は可動接点11を常開固定接点７側
に付勢するようになるので、可動接点11は常閉固定接点
６から離れて常開固定接点７に接触される。これによ
り、今度は、電源15−共通端子５−可動バネ10−可動接
点11−常開固定接点７−常開端子４−電球16−合金取付
端子12−電源15の経路に電流が流れるようになり、形状
記憶合金14には電流が流れなくなる。したがって、電球
16が点灯する一方、形状記憶合金14は加熱を停止され
る。

可動部材９は前記第一の通過点を通過した後、前記形
状記憶合金14の収縮により、第二の位置（第２図の位
置）まで押し込まれるが、上述のようにして形状記憶合
金14が通電加熱を停止されることにより、一定温度まで
冷却して行くと、該合金14が形状回復力を失うので、可
動バネ10の湾曲部10aの付勢力により、可動部材９は再
び外側に突出されて行く。また、これにより、回動レバ
ー８が第２図において時計方向に回動されて行くととも
に可動バネ10の可動部材９側の端部が図上上方に移動さ
れて行き、可動部材９が第二の位置（第２図の位置）か
ら第一の位置（第１図の位置）に至る途中の所定の第二
の通過点を通過すると、該バネ10の湾曲部10aは再び可
動接点11を常閉固定接点６に向って付勢するようにな
り、可動接点11が常開固定接点７から離れて再び常閉固
定接点６に接触する。これにより、再び形状記憶合金14
に電流が流れるとともに、電球16には電流が流れなくな
り、電球16は消灯する。

可動部材９は前記第二の通過点を通過した後、第一の
位置（第１図の位置）に至るが、前記のように形状記憶
合金14に再び電流が流されることにより、以後、これま
で述べた動作が繰り返し行われることになり、形状記憶
合金14が周期的に通電されて、マイクロスイッチ１の可
動部材９を周期的に押し、可動接点11が常閉固定接点６
と常開固定接点７とに交互に周期的に接触される結果、
電球16は周期的に点滅する。

ここで、もし可動部材９が第一の位置（第１図の位
置）から第二の位置（第２図の位置）に向かって動くと
直ちに可動接点11が常閉固定接点６から離れて常開固定
接点７に接触するとともに、可動部材９が逆方向に動く
と直ちに可動接点11が常開固定接点７から離れて常閉固
定接点６に接触するようになっているとすると、形状記
憶合金14が加熱されると直ちに可動接点11が常閉固定接
点６から離れて常開固定接点７に接触するとともに、形
状記憶合金14が冷却すると直ちに可動接点11が常開固定
接点７から離れて常閉固定接点６に接触することになる
ので、次のような不都合が生じてしまう。すなわち、形
状記憶合金14に電流が流れ、形状記憶合金14が加熱され
て形状回復力を発生し、可動部材９が第一の位置から第
二の位置に向かって動くと、直ちに可動接点11が常閉固
定接点６から離れて形状記憶合金14に対する通電が停止
され、形状記憶合金14が冷却し、形状回復力を失い、可
動部材９が第一の位置の方に戻って可動接点11が常閉固
定接点６に再び接触し、するとまた形状記憶合金14に通
電加熱が行われて可動部材９が第二の位置の方に向かっ
て動き、直ちに可動接点11が常閉固定接点６から離れて
形状記憶合金14に対する通電加熱が停止され、それによ
りまた可動部材９が第一の位置の方に戻って可動接点11
が常閉固定接点６に接触するという動作が過度に短い周
期で繰り返し行われることになり、実際には可動接点11
が常閉固定接点６および常開固定接点７に対して明確に
断続されず、常閉端子３および常開端子４の出力はノイ
ズのようなものになるという現象が生じてしまう。

しかるに、本発明においては、可動部材９が第一の位
置から第二の位置に向かって動かされて行き、第一の位
置と第二の位置との中間の所定の第一の通過点を通過す
ると、可動接点11が常閉固定接点６から離れて常開固定
接点７に接触する一方、可動部材９が逆に第二の位置か
ら第一の位置に向かって動かされて行き、第二の位置と
第一の位置との中間の所定の第二の通過点を通過する
と、可動接点11が常開固定接点７から離れて常閉固定接
点６に接触するようになっており、第一の位置から第二
の位置への可動部材９の動きおよびその逆の第二の位置
から第一の位置への可動部材９の動きに対して遅延して
各接点の切り換えが行われるので、前記のような不都合
の発生を防止できる。

なお、本実施例では、可動部材９が第一の位置（図１
の位置）から第二の位置（第２図の位置）に向かう過程
では、可動接点11が常閉固定接点６に接触した状態で可
動バネ10が回動するのに対し、可動部材９が第二の位置
から第一の位置に向かう過程では、可動接点11が常開固
定接点７に接触した状態で可動バネ10が回動する（すな
わち、前記二つの場合おいて可動バネ10は若干ずれた位
置において回動する）ので、第一の通過点の第二の通過
点とは一致せず、位置がずれている。

また、前述のような接点切り換えの周期は、形状記憶
合金14の長さを変化することにより調整でき、一般に、
形状記憶合金14の長さを長くすると、前記周期は長くな
り、形状記憶合金14の長さを短くすると、前記周期も短
くする。また勿論、前記接点切り換えの周期は、形状記
憶合金14に与える電力を変えたり、第一の位置と前記第
一の通過点との間の間隔および第二の位置と第二の通過
点との間の間隔を変えることによっても調整できる。

第４図は本発明の他の実施例を示す。この実施例にお
いては、形状記憶合金14には、シリコンゴム等からなる
断熱性を有するチューブ17が被せられている。他の構成
は、前記実施例と同様である。

この実施例においては、形状記憶合金14にチューブ17
が被せられているため、形状記憶合金14の放熱が抑制さ
れるので、形状記憶合金14に対する通電が停止されたと
きの該合金14の温度低下が遅くなるので、合金14が可動
部材９を押している１回当りの時間が長くなる。したが
って、一回当りの電球16の点灯時間を長くすることがで
きる。

第５図から７図までは、本発明のさらに他の実施例を
示す。前記各実施例は、ピン押しボタン型のマイクロス
イッチを使用した例であるが、この実施例においては、
ロータリ型のマイクロスイッチ21を使用している。この
ロータリ型のマイクロスイッチ21も従来公知の構造を有
しており、スイッチ軸を構成する可動部材22に外部から
力が作用されていないときは、該可動部材22は図示しな
いバネの付勢力により第５図の位置（第一の位置）に回
転されている。そして、可動部材22がこの第一の位置に
あるときは、可動接点（図示せず）は、常閉端子23に電
気的に接続されている常閉固定接点（図示せず）に前記
バネの付勢力により接触しているが、可動部材22が外力
により第５図の矢印Ｂ方向（時計方向）に一定以上回転
されると、前記可動接点が常開端子24に電気的に接続さ
れている常開固定接点（図示せず）に接触するようにな
っている。

前記マイクロスイッチ21のケース25に対して位置関係
を固定された合金取付端子26,27には、Ti−Ni合金から
なるワイヤ状の形状記憶合金の両端部が取り付けられて
いる。この形状記憶合金14の一部は、可動部材22の先端
部に径方向に設けられた切り割り22aに嵌合されてい
る。ここで、可動部材22が第一の位置（第５図の位置）
にあるときは、形状記憶合金14は切り割り22aの両端部
で屈曲され、その記憶している長さより伸びた状態にな
っている。

次に、本実施例の動作を説明する。

第５図のように可動部材22が第一の位置にある状態に
おいては、前述のように前記可動接点が常閉固定接点に
接触しているので、電源30−共通端子29−常閉端子23−
合金取付端子27−形状記憶合金28−合金取付端子26−電
源30の経路に電流が流れるので、形状記憶合金28はジュ
ール熱により加熱される。すると、形状記憶合金28は、
形状記憶効果により、記憶している長さに戻ろうとして
収縮して行き、可動部材22を第６図に示される第二の位
置に向かって、すなわち第５図の矢印Ｂ方向に回転させ
て行く。

すると、前記実施例の場合と同様にして、前記可動接
点が前記常閉固定接点から離れて前記常開固定接点に接
触されるので、電源30−共通端子29−常開端子24−電球
31−合金取付端子26−電源30の経路に電流が流れるよう
になり、形状記憶合金28には電流が流れなくなる。した
がって、電球31が点灯する一方、形状記憶合金28は加熱
を停止される。

前記形状記憶合金28の収縮により可動部材22は第二の
位置（第６図の位置）に至り、このとき形状記憶合金28
は真直ぐな状態となるが、上述のようにして形状記憶合
金28が通電加熱を停止され、一定温度まで冷却して行く
と、該合金28は形状回復力を失うので、可動部材22は前
記バネにより第一の位置（第５図の位置）に戻されて行
き、前記実施例の場合と同様にして再び前記可動接点が
常閉固定接点に接触する。これにより、再び形状記憶合
金28に電流が流れるとともに、電球31には電流が流れな
くなり、電球31は消灯する。

以下、同様の動作が繰り返し行われることにより、形
状記憶合金28が周期的に通電されて周期的にマイクロス
イッチ21の可動部材22を往復回転させる結果、電球31は
周期的に点滅する。

なお、前記各実施例においては、形状記憶合金として
Ti−Ni合金を使用しているが、本発明においては、他の
種の形状記憶合金を使用することも可能である。

また、前記各実施例においては、マイクロスイッチを
使用しているが、本発明においては、必ずしもマイクロ
スイッチを使用する必要はなく、他のスイッチ機構を採
用してもよい。

また、前記各実施例においては、直流電源を使用して
いるが、本発明においては、形状記憶合金に通電するた
めの電源は交流電源であってもよい。

さらに、前記各実施例では、本発明による断続装置を
電球に接続して電球を点滅させているが、本発明による
断続装置は他の種の電気部品および機器にも接続できる
ものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明による断続装置は、接点を周期的
に断続させることができ、しかもマイクロスイッチ等の
スイッチ機構を利用することにより極めて簡単に構成で
き、製作コストを著しく低減することができるという優
れた効果を得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による断続装置の一実施例を示す正面図
（ただし、マイクロスイッチは蓋を取った状態で示して
ある）、第２図は他の動作状態における該実施例を示す
正面図、第３図は該実施例の電気的接続関係のみを示す
回路構成図、第４図は本発明による断続装置の他の実施
例を示す正面図、第５図は本発明による断続装置のさら
に他の実施例を示す正面図、第６図は他の動作状態にお
ける該実施例を示す正面図、第７図は第６図のVII−VII
線における断面図である。 １……マイクロスイッチ、５……共通端子、６……常閉
固定接点（第一の接点）、７……常開固定接点（第二の
接点）、８……回動レバー、９……可動部材、10……可
動バネ、11……可動接点、14……形状記憶合金、21……
マイクロスイッチ、22……可動部材、28……形状記憶合
金。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第一の接点と、第二の接点と、前記第一の
   接点または第二の接点に選択的に接触される可動接点
   と、第一の位置と第二の位置との間を動くことができる
   可動部材と、前記可動部材が前記第一の位置から前記第
   二の位置に向かって動かされて行き、前記第一の位置と
   前記第二の位置との中間の所定の第一の通過点を通過す
   ると、前記可動接点が前記第一の接点から離れて前記第
   二の接点に接触する一方、前記可動部材が逆に前記第二
   の位置から前記第一の位置に向かって動かされて行き、
   前記第二の位置と前記第一の位置との中間の所定の第二
   の通過点を通過すると、前記可動接点が前記第二の接点
   から離れて前記第一の接点に接触するように、前記可動
   部材と前記可動接点とを機械的に連係する連係機構と、
   前記可動部材を前記第一の位置に向かって付勢するバネ
   手段と、前記可動部材が前記第一の位置にあるときは記
   憶している長さより伸ばされた状態となっている一方、
   前記記憶している長さに戻ろうとして収縮すると、前記
   可動部材を前記第一の位置から前記第二の位置に向かっ
   て動かすこととなるように前記可動部材に機械的に連係
   されるとともに、一端側を前記第一の接点に電気的に接
   続されたワイヤ状の形状記憶合金とを有してなる断続装
   置。