JPS5848759Y2 - 温度ヒユ−ズ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、特定温度で溶融する感温剤を用いた無復帰型
の温度ヒユーズに関する。

電気機器の安全性の観点から温度過昇防止装置が用いら
れている。

温度過昇防止装置には大別して、バイメタルスイッチの
ような可復帰型のものと、可溶合金を用いた無復帰型の
ものとがあるが、最近では特定温度で溶融する絶縁性の
化学物質よりなる感温剤を用いた無復帰型の温度ヒユー
ズが賞用されている。

本考案はこの種の温度ヒユーズの改良に関するものであ
るから、本考案の詳細な説明を行なう前に、本考案の理
解に必要な範囲内で、従来の温度ヒユーズの構造と動作
について概略説明する。

第１図はその典型的な一例の縦断面図を示す。

図において、１は良導電性でがつ良熱伝導性の金属９例
えば銅等よりなる円筒状の金属ケースで、その一方端に
第１のリード線２ががしめ固定されている。

３はこの種温度ヒユーズの特徴とするところの、特定温
度で溶融する絶縁性の化学物質よりなる感温剤で、動作
温度に合致する融点を有する化学物質の粉末を円柱状に
プレス成型して形成されている。

４，５は後述する圧縮ばね６，１１の弾性力を感温剤３
および後述する可動接点７に対して平均化して与えるた
めの、圧力分散用の押板である。

６は前記押板４と５の間に圧縮状態で介在された閉路用
の無圧縮ばねである。

７は押板５の外方側に配設された可動接点で、良導電性
でがっ適度の弾力性を有する金属、例えば銀を主体とす
る合金により、周縁に複数の舌片を有する円形に形成さ
れており、前記舌片は折り曲げられて金属ケース１の内
壁面に弾性的に接触せしめられている。

８は金属ケース１の開口端部を閉止するセラミック等よ
りなる絶縁プラグで、その中心孔を第２のリード線９が
貫通しており、このリード線９の内方端に固定接点１０
が設けられている。

１１は前記可動接点７と絶縁プラグ８との間に圧縮状態
で介在されている開路用の弱圧縮ばねである。

１２は絶縁プラグ８の外表面に被着されたエポキシ樹脂
等よすなる絶縁封止剤である。

上記構成において、常温時は感温剤３が固体であり、無
圧縮ばね６はその弾性力が感温剤３で阻止されるため、
弱圧縮ばね１１の弾性力に抗して、可動接点７を固定接
点１０に強く押圧接触せしめる。

この結果、リード線２−金属ケース１−可動接点７−固
定接点１０−リード線９の径路で、リード線２とリード
線９との間が導通状態に保持されている。

この状態は、電気機器の通電により周囲温度が上昇して
も、その温度が正常温度上昇範囲内である限り保持され
る。

万一、電気機器の故障等による異常温度上昇によって、
周囲温度が感温剤３の融点を超えると、感温剤３が溶融
し、応じて無圧縮ばね６は感温剤３による弾性力の阻止
作用を解除されて、図示左方に伸張し、可動接点７に対
する押圧力が無くなる。

このため、弱圧縮ばね１１の弾性力が無圧縮ばね６の弾
性力を凌駕して弱圧縮ばね１１が伸張し、可動接点７を
図示左方に押圧移動せしめる。

この結果、可動接点７が固定接点１０から開離し、リー
ド線２とリード線９との間が非導通状態になる。

この動作後の状態が第２図に示されている。

なお、この状態は温度ヒユーズの作動により周囲温度が
降下しても維持され、所謂無復帰型の安全性を保障する
。

この種の温度ヒユーズは、化学物質よりなる感温剤３を
用いて、感温剤３として融点の異なるものを使用すれば
、原理的に同一構造で任意の動作温度の温度ヒユーズが
得られるという特長を有する。

しかしながら、可動接点が銀を主体とする合金で形成さ
れているので材料費が嵩むのみならず、まず銀合金板を
第３図のように周縁に複数個の舌片７ａを有するように
打ち抜くので材料利用率が悪く、続いて第４図に示すよ
うに各舌片７ａの先端部分を屈曲するので加工も面倒で
あり、結局可動接点が高価になるという欠点があった。

また、この可動接点７は、第４図Ｂに示すように、各舌
片７ａの外径φ２が、金属ケース１の内径φ１よりも大
きく（φ２〉φ１）ｅ、型されるので、感温剤３の溶融
時に、金属ケース１と可動接点７との摩擦抵抗が大きく
、従って可動接点７が固定接点１０から迅速に開離しな
いので、動作時にスパークを生じやすいし、かつ動作後
の可動接点７と固定接点１０との離間距離が十分とれず
耐電圧不良を生じやすい。

さらに、金属ケース１と可動接点７との摩擦抵抗が大き
ければ、当然それに打ち勝つ弱圧縮ばね１１の弾性力お
よびこの弱圧縮ばね１１の弾性力に打ち勝つ無圧縮ばね
６の弾性力も大きいものとする必要がある。

このように無圧縮ばね６の弾性力を大きくすると、感温
剤ｊ３に対する押圧力も大きくなるので、感温剤３の材
質によっては、温度ヒユーズが動作温度、すなわち感温
剤３の融点に近い高温に長時間曝された場合、感温剤３
が軟化変形し、接触抵抗の増大や誤動作を生ずるといっ
た欠点があった。

それゆえ、本考案の主たる目的は、改良された接点機構
を備える、安価でしかも動作特性の優れた温度ヒユーズ
を提供することにある。

本考案は要約すると、従来の銀合金板の打ち抜きによる
複雑な形状の可動接点に代えて、固定接点に接離する板
状接部材と、１本の線材を屈曲成型した自由状態ではケ
ースの内径よりも小さくがつ圧縮状態では放射方向に広
がりケース内面に接触する立ち上り部を有する圧縮ばね
接点を用いたことを特徴とする。

本考案の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面を
参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとなろ
う。

第５図は本考案の一実施例の温度ヒユーズの縦断面図を
示す。

構成において、本考案の特徴部分を除いては、第１図と
同一構成にしたので、第１図と同一部分には同一参照符
号を付し、その説明を省略する。

本実施例の特徴は、第１図に示すつる巻状の無圧縮ばね
６と銀合金板を打ち抜いて形成した複雑な形状の可動接
点７とに代えて、立ち上り部を有する圧縮ばねの接点の
一例として示す無圧縮ばね接点１３と、固定接点１０に
接離する板状接点部材１４とを用いたことである。

前記無圧縮ばね接点１３は、適度の弾力性を有する導電
性線材を適宜の長さに切断し、第７図に示すように、周
縁に適当数の突出部１３ａを有する略リング状で、かつ
前記各突出部１３ａを結ぶ外接円の平面に対して傾斜状
の立ち上り部１３ ｂを有するように折り曲げ成型され
たものである。

この無圧縮ばね接点１３は、自由状態においては、第７
図Ａおよび第７図Ｂに示すように、各突出部１３ａの外
接円の直径φ３が、金属ケース１の内径φ１より若干小
さく、シかも圧線状態では第８図Ａおよび第８図Ｂに示
すように、各突出部１３ ａが放射方向に押し広げられ
て、各突出部１３ａの外接円の直径φ４が、金属ケース
１の内径φ１よりも若干大きくなり得るように設計され
ている。

また、板状接点部材１４は良導電性金属、例えば銅板を
、その直径が金属ケース１の内径よりも小さい円形等に
打ち抜いて形成される。

この板状接点部材１４は前記無圧縮ばね、接点１３と弱
圧縮ばね１１との間に介在される。

次に、その組立方法について説明する。

まず、金属ケース１の一端にリード線２をがしめ固定し
た金属ケース組立体を造り、これを金属ケース１の開口
を上方に向けて直立状に支持しておく。

この状態で、金属ケース１内にその開口がら感温剤３、
押板４、無圧縮ばね接点１３、板状接点部材１４および
弱圧縮ばね１１を、今述べた順序で順に挿入していく。

一方、絶縁プラグ８の中心孔にリード線９を挿通した絶
縁プラグ組立体を用意しておき、前記弱圧縮ばね１１に
続いて、この絶縁プラグ組立体を金属ケース１内に、前
記無圧縮ばね接点１３および弱圧縮ばね１１の弾性力に
抗して挿入する。

しがるのち、絶縁プラグ８の端面がらはみ出す金属ケー
ス１の薄肉部分を、絶縁プラグ８の端面に沿って折り曲
げる。

最後に絶縁プラグ８の外端面に絶縁封止剤１２を被着し
て組立を完了する。

この組立後の状態においては、感温剤３が固体状態であ
り、無圧縮ばね接点１３の弾性力は感温剤３によって阻
止され、その反作用として無圧縮ばね接点１３は弱圧縮
ばね１１の弾性力に抗して板状接点部材１４を固定接点
１０に強く押圧接触せしめる。

一方、無圧縮ばね接点１３は圧縮応力を受け、立ち上り
部１３ｂに加えられた応力が各突出部１３ ａを放射方
向に押し広げて、各突出部１３ａを金属ケース１の内面
に強く押圧接触せしめる。

このため、リード線２−金属ケース１−無圧縮ばね接点
１３一板状接点部材１４−固定接点１０−リード線９の
径路で、リード線２とリード線９との間が導通状態に保
持される。

周囲温度が上昇して感温剤３の融点が超えると、感温剤
３が溶融する。

すると、感温剤３による無圧縮ばね接点１３の弾性力に
対する阻止作用が消失し、無圧縮ばね接点１３が圧縮応
力がら解放されて自由状態となり、従って各突出部１３
ａは中心方向に縮径し、金属ケース１の内面から離れる
。

応じて無圧縮ばね接点１３の板状接点部材１４に対する
押圧力が抜けるため、弱圧縮ばね１１の弾性力が無圧縮
ばね接点１３の弾性力を凌駕して、弱圧縮ばね１１が伸
長する。

このため、板状接点部材１４は図示左方に押しやられ、
固定接点１０がら開離する。

このとき、前述のとおり、無圧縮ばね接点１３が縮径し
て各突出部１３ａが金属ケース１の内面がら離れている
ので摩擦抵抗が無視でき、板状接点部材１４が固定接点
１０から迅速に開離するので、スパークは発生しない。

かくして、板状接点部材１４が固定接点１０から開離す
ることによって、リード線２とリード線９との間が非導
通状態になる。

第６図はこの動作後の状態を示す縦断面図である。

この動作後の状態において、前述のとおり、無圧縮ばね
接点１３と金属ケース１との摩擦抵抗が無視でき、板状
接点部材１４の移動距離、すなわち固定接点１０との間
の離間距離を十分大きくとれることによって、動作後の
耐電圧を十分大きなものとなし得る。

なお、感温剤３の溶融時における無圧縮ばね接点１３と
金属ケース１の摩擦抵抗を無視できることによって、弱
圧縮ばね１１の弾性力を小さいものとなし得、応じてこ
の弱圧縮ばね１１の弾性力に打ち勝つべき無圧縮ばね接
点１３の弾性力も小さいものとなし得る。

この結果、第５図の状態において、無圧縮ばね接点１３
の弾性力に基づいて感温剤３に加えられる応力が小さく
なり、温度ヒユーズを感温剤３の融点に近い高温度に長
時間保持した場合の感温剤３の変形を防止し得、接触抵
抗の増大や誤動作を防止できる。

第９図ないし第１１図は無圧縮ばね接点の異なる実施例
を示す。

まず第９図Ａおよび第９図Ｂは、立ち上り部１３ｂの各
先端に彎曲部１３ Ｃを形成した無圧縮ばね接点１３Ａ
を示す。

このように彎曲部１３を設けた場合は、圧縮応力を受け
て彎曲部１３が当接した後に、彎曲部１３ Ｃ相互が滑
り合うので、部品の寸法差を吸収できるという利点があ
る。

次に第１０図Ａおよび第１０図Ｂは、立ち上り部１３ｂ
の各先端に各突出部１３ａを含む面と平行な平面部１３
ｄを形成した無圧縮ばね接点１３Ｂを示す。

このような平面部１３ｄを形成した場合は、前記第９図
の無圧縮ばね接点１３Ａと同様な効果が得られるのみな
らず、前記平面部１３ｄによって、金属ケース１内で無
圧縮ばね接点１３Ｂの傾きが防止できるという利点があ
る。

さらに第１１図Ａおよび第１１図Ｂは、第７図ないし第
１０図の実施例とは若干形状が異なるが、基本的には同
様のものである。

すなわち、１本の線材を花弁状に、しかも截頭円錐形状
に屈曲成型して、各花弁１３ ｅの先端に突出部１３
ａを形威し、またこの突出部１３ａと基部１３ ｆとの
間に立ち上り部１３ｂを形成した無圧縮ばね接点１３Ｃ
を示す。

このような形状であれば、各立ち上り部１３ｂの押圧に
よって各突出部１３ ａが放射方向に拡がす、シかも各
基部１３ ｆと立ち上がり部１３ｂの自由端を結ぶ平面
が前記第１０図の平面部１３ｄと同様の機能を有するの
で、第１０図の実施例と同様の効果が得られる。

なお、上記実施例に示すように、無圧縮ばね接点１３．
１３ Ａ、１３ Ｂ、１３ Ｃが、第１図の無圧縮ばね
６を兼ねる場合は、第１図と第５図を比較すれは゛明ら
かなように、金属ケース１の長さを短くでき、それだけ
金属ケース１の絞り加工が容易になるため、材料費、加
工費共低減でき、しかも部品点数を少なくできる利点が
あるが、本考案はこのような実施例に限定されるもので
はなく、第１図と同様に無圧縮ばね６と押板５を用い、
押板５と板状接点部材１４との間に圧縮ばね接点を介在
せしめてもよい。

そのような場合、圧縮ばね接点の弾性力はそれほど要求
されず、従って材料の選択範囲が増し、より導電性の良
好な材料を用い得る。

また、上記実施例は、常温時に板状接点部材１４が固定
接点に押圧接触しており、異常高温時に開離する、いわ
ゆる常閉型温度ヒユーズについて説明したが、これとは
逆に、感温剤３を省略し弱圧縮ばね１１に代えて円筒状
の感温剤を配置して、常温時に板状接点部材１４が固定
接点１０から離隔しており、異常高温時に接触する、い
わゆる常開型温度ヒユーズに適用することもで゛きる。

以上のように本考案によれば、従来の複雑な形状で高価
な可動接点に代えて、線材を屈曲して成型した自由状態
で金属ケースの内径より小径で圧縮状態で金属ケースの
内面に接触する圧縮ばね接点と、固定接点に接離する板
状接点部材とを用いたから、圧縮ばね接点は材料利用率
が１００％になるし、板状接点部材は弾力性を必要とし
ないから、十分厚くすることが可能で、例えば銅板を打
ち抜いて形成できるため、材料費が著しく低減され、こ
の種温度ヒユーズを安価に提供できる。

また、圧縮ばね接点は感温剤の溶融時に金属ケース内面
との摩擦抵抗が無視できるので、感温剤が溶融した際の
板状接点部材の移動動作が円滑かつ迅速となり、特に常
閉型温度ヒユーズでは火花発生がなくなるのみならず、
動作後の板状接点部材と固定接点との離間距離も大きく
なり、耐電圧が大きくなる。

さらに前記摩擦抵抗が無視できるので、弱圧縮ばねおよ
び無圧縮ばね接点（あるいは無圧縮ばね）の弾性力を小
さくできるため、感温剤の融点に近い高温度に長時間曝
されても、感温剤が軟化変形して接触抵抗が増大したり
誤動作を生ずるといった欠点が防止できるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温度ヒユーズの縦断面図、第２図は第１
図の温度ヒユーズの動作後の状態を示す縦断面図、第３
図および第４図は第１図の温度ヒユーズに用いる可動接
点の製造方法の説明図で、第３図Ａは第１工程終了後の
平面図、第３図Ｂはその縦断面図、第４図Ａは第２工程
終了後の平面図、第４図Ｂはその側面図、第５図は本考
案の一実施例の温度ヒユーズの縦断面図、第６図は第５
図の温度ヒユーズの動作後の状態を示す縦断面図、第７
図および第８図は第５図の温度ヒユーズに用いられてい
る無圧縮ばね接点の説明図で、第７図Ａは自由状態の平
面図、第７図Ｂはその側面図、第８図Ａは圧縮状態の平
面図、第８図Ｂはその側面図、第９図ないし第１１図は
無圧縮ばね接点の他の実施例を示し、第９図Ａ、第１０
図Ａ、第１１図Ａはその平面図、第９図Ｂ、第１０図Ｂ
、第１１図Ｂはその側面図である。 １・・・・・・金属ケース、２，９・・・・・・リード
線、３・・・・・・感温剤、８・・・・・・絶縁プラグ
、１０・・・・・・固定接点、１１・・・・・・弱圧縮
ばね、１３・・・・・・圧縮ばね接点、１３ａ・・・・
・・突出部、１３ｂ・・・・・・立ち上り部、１４・・
・・・・板状導電部材、φ１・・・・・・金属ケースの
内径、φ３・・・自由状態における外接円の直径、φ４
・・・・・・圧縮状態における外接円の直径。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 少なくとも内面が導電性であるケースと、ケースの開口
   端を閉止している絶縁プラグと、この絶縁プラグを貫通
   し内方端に固定接点を有するリード線と、前記ケース内
   に前記固定接点と接離する板状接点部材と、前記板状接
   点部材の固定接点とは反対側に配設された圧縮ばね接点
   と、前記ケースの開口端には反対側端と前記圧縮ばね接
   点との間または前記板状接点部材と絶縁プラグとの間に
   配設された特定温度で溶融する感温材とを備えるものに
   おいて、 前記圧縮ばね接点は、１本の線材を屈曲成型して、周辺
   に自由状態ではその外接円がケースの内径よりも小径の
   複数個の突出部を円環状に有するとともに、前記外接円
   の平面に対して各突出部がら他端が接触ないし接近する
   複数個の傾斜状の立ち上り部を有し、圧縮状態では前記
   立ち上り部の他端同士が押し合い、その反動として前記
   外接円が径大化してケース内面に押圧接触するものであ
   ることを特徴とする温度ヒユーズ。