JPS5934033Y2 - バイメタル式タイムスイッチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はバイメタル式タイムスイッチに関するものであ
る。

従来電子式やゼンマイ式のタイムスイッチに比べて低コ
ストで操作が容易なことからバイメタル式タイムスイッ
チが広く使われているが、従来のバイメタル式タイムス
イッチにおいては、設定時間が経過し、「自動断」した
後直ちに「再セット」して連続使用しようとしても再セ
ットができず加熱されたバイメタルが冷却されるまで待
たねばならなかったり、途中での「手動筒」の操作が容
易でない等の欠点があり、実用上使いづらいものであっ
た。

本考案はバイメタルの加熱変位と冷却変位の１サイクル
により設定時間を制御しかつ途中で「手動筒」が容易に
行なえ、しかも「手動筒」のセット、「手動筒」、「再
セット」の全ての操作が同じ釦のブツシュ操作により容
易に行なえる操作性に優れかつ高精度なバイメタル式タ
イムスイッチを提供するものである。

本考案を自動車用窓ガラス霜取ヒーター用タイムスイッ
チに採用した実施例に従い説明する。

本実施例は自動車の車内と車外の温度差力吠きい時に空
気中の水蒸気が露結した窓ガラスを加熱乾燥して曇りを
除去するための霜取りヒーターを一定時間後に自動断し
て切り忘れを防ぎ、バッテリー電力を節約するためのタ
イムスイッチである第１図および第３図において、上ケ
ース１に出入自在の操作釦２には係止ピン３が１体的に
設けられるとともに釦復帰バネ１６により上方向に押圧
されながら取付板４により下ケース２ｏのガイド部２０
ａに摺動自在に取りつけられている。

取付板４にはスペーサ５と戻しバネ１０とともに支軸１
１により係止ピン３と係脱する位置に板カム６が戻しバ
ネ１０により常にスペーサ５に押圧されながら反時計方
向に力を加えられ、回動自在でかつカム面に対し垂直方
向に揺動自在に取り付けられている。

板カム６の切り起し部６ｂには軸８と戻しバネ９ととも
に一方向レバー７が戻しバネ９により押圧されながら回
動自在に取り付けられている。

操作釦２には接点バネ１２に押圧された可動接点１３が
ピン１４により、摺動自在に取付けられ、可動接点１３
は下ケース２０に端子１７．１８とともにかしめ取り付
けられた固定接点１５．１５’ に接触して第９図に示
す第１の接点Ｓ１を構成し３５に示す外部に設けられた
霜取ヒーター３５を通電加熱する。

第２図において下ケース２０の突出部２０ｂにはバイメ
タル加熱ヒーター２７に通電されるための固定接点２８
と、これに対向する位置に端子１８と導通する板バネ状
の可動接点３２が固定されて、第９図に示す第２の接点
Ｓ２を構成している。

突出部２０ｂに揺動自在に取り付けられ、多少のバネ性
を備えたアクチェーター１９と可動接点３２の間にはＵ
バネ２２が係止されバイメタルに応動して第２の接点Ｓ
２を連続的に開閉するとともに開および閉のいずれの位
置においても安定するよう構成されている。

下ケース２０には端子２１の延長部２１ａにネジ３１を
介して導通させられたＬ型板２９にバイメタル２３がネ
ジ止めされ、バイメタル２３には加熱冷却時間を長く設
定するため熱容量の大きい鋼球２４と伝熱板２５を一体
的に溶接し、伝熱板２５には絶縁フィルム２６の上から
さらにバイメタル加熱ヒーター２７が巻かれ、このバイ
メタル加熱ヒーター２７の一端は固定接点２８に接続さ
れ、他端は伝熱板２５に溶接され、鋼球２４、バイメタ
ル２３とＬ字板２９を介して端子２１に導通している。

バイメタル２３の曲げ部２３ａはバイメタル２３がバイ
メタル加熱ヒーター２７により加熱され、７０℃から１
１０℃の間において一方向レバー７と係止する位置に設
けられ、アクチェーター１９はバイメタル２３が１２０
℃に達した時に第２の接点Ｓ２を閉から開に切替えるよ
う位置決めされている。

第３図において前述の操作釦２には傾斜部２ａが一体的
に設けられ、操作釦２が実線の位置から点線に示す２′
の位置に上昇する際にはアクチェーター１９の接触部１
９ａと接触するよう構成され、全体は上ゲース１により
覆われている。

次に作用動作について説明する。

第１図において操作釦２′を指で軽く押すと係止ピン３
は第８図に示す板カム６の円弧部６ｄに当接し板カム６
を時計方向に回動させながら下方へ押し進み突出部６ｅ
に接する。

この時指を操作釦２から離すと係止ピン３は板カム６の
係止部６ｆに係止し、操作釦２は第１図に示す押し込ま
れた状態で保持され可動接片１３は固定接点１５．１５
’ と接し常温においては第４図に示すように可動接
点３２は固定接点２８と接し第９図に示すように霜取り
ヒーター３５がバッテリー３４により通電され窓ガラス
の霜取が開始されるとともにバイメタル加熱ヒーター２
７にも通電が始まる。

この状態を「セット」の状態と呼ぶ。

さて、第２図においてバイメタル加熱ヒーター２７の通
電により発生したジュール熱は絶縁フィルム２６、伝熱
板２５、鋼球２４を径でバイメタル２３に伝熱していく
わけであるが、鋼球２４の熱容量が大きいためバイメタ
ル２３が設定温度に達するまでには比較的長い時間（約
４分）を要する。

これは後述する冷却時間約４分を加えて、計８分間窓ガ
ラスの霜取をするよう設計したためである。

なお・、鋼球２４は体積に比べて表面積が小さく放熱量
が少ないので表面を特に断熱材等で覆う必要がなく量産
時において放熱量のバラツキを少なく押え、高い時間精
度を確保できる。

時間が経過し第５図においてバイメタル２３が加熱され
て矢印Ｅ方向に撓むと曲げ部２３ａは一方向レバー７に
接し図中点線で示すように軸８を中心に一方向レバー７
を僅かに回動させるが加熱がさらに進むと一方向レバー
７は離れて戻しバネ９の働らきにより元の状態に戻る。

なお、この時の温度Ｔ１を１１０℃に設定している。

さらに加熱が進みバイメタル２３の温度がＴ２＝１２０
℃に達すると第６図のようにバイメタル２３はアクチェ
ーター１９に矢印Ｆ方向に変位を与えるので可動接点３
２は固定接点２８から離れ、Ｕバネ２２の働らきにより
、離れた状態が維持され第１０図に示すように第２の接
点Ｓ２は開きバイメタル２３は冷却を始める。

しかしながら前述のとうり、第２図における鋼球２４は
多量の熱量を蓄積しているため、Ｔ３＝７０℃まで冷却
するには約４分を要する。

時間が経過しバイメタル２３がＴ３＝７０℃まで冷却さ
れると第７図に示すようにバイメタル２３は矢印Ｇ方向
に戻り曲げ部２３ａは一方向レバー７とともに板カム６
を矢印ＢＣ方向に持ち上げて板カム６と係止していた係
止ピン３を解除させる。

この時板カム６は戻しバネ１０の力によりＣＤからＤＡ
力方向戻され、取付板４の切起部４ａに当接して安定す
る。

同時に第１図における係止ピン３は操作釦２と一体とな
って釦復帰バネ１６により押し上げられそれぞれ３’、
２’の位置に復帰して止まる。

この復帰により可動接点１３は固定接点１５．１５’
から離れ第１１図に示す第１の接点Ｓ１は開き窓ガラス
を乾燥させていた霜取ヒーター３５への通電は「自動断
」する。

なお、操作釦２が押し上げられる過程において傾斜部２
ａは第７図に示す第２の接点Ｓ２が開いて傾いた状態の
アクチェーター１９の接触部１９ａを第４図のごとく垂
直状態に押し戻すので、これにより第１１図に示す第２
の接点Ｓ２は閉じて次回の操作を待機している。

第１２図に示すのはチャート図である。

常温Ｔｏにおいて操作釦２を操作して「セット」するこ
とにより第１の接点Ｓ１を閉じるとバイメタル２３は加
熱され約４分後にバイメタル２３の温度はＴ１（１１０
℃）を経てＴ２（１２０℃）に達し、このちの時点で第
２の接点Ｓ２が開き、バイメタル２３は冷却を始める。

その後さらに４分が経過してｔ３になるとバイメタル２
３の温度はＴ３（７０℃）になるがこの時前述のとうり
板カム６から係止ピン３が解除され第１の接点Ｓ１は開
き、霜取ヒーター回路は「自動断」する。

「再セット」シたい時は再び操作釦２を操作すると （
この時の温度をＴ４とする。

）バイメタル２３は前述と同様に加熱され始めＴ２を経
てＴ３に冷却されたｔ３′の時点で「自動断」する。

以上説明したように第５図、第７図に示す一方向レバー
７の働らきによりバイメタル２３の加熱変位と冷却変位
の１サイクルにより設定時間を制御できるので、「自動
断」後、直ちに操作釦２を押した場合にもバイメタル２
３は既に冷却されているため「再セット」が可能であり
、従来のように「再セット」する場合に加熱されたバイ
メタル２３が冷却するのを待つ必要がない。

またセット後、窓ガラスの霜取が早く完了した時等に「
手動断」の操作をする時は操作釦２を指で軽く押すと第
６図において係止ピン３は板カム６の傾斜部６ａに接触
し、釦復帰バネ１６の力により、板カム６を第６図紙面
手前方向に持ち上げ、点線で示す３′の位置に戻る。

この動作はバイメタル２３が加熱中でも冷却中でもいず
れの場合にも可能である。

また、バイメタル２３が冷却途中の状態においても操作
釦２を押してセットすることができることは言うまでも
ない。

以上は係止ピンを係合する板カム６に一方向レバー７を
設けた実施例に従がい説明したが、第１５図に示すよう
に操作釦２″に設けられたハート型カム３９を係合する
係止ピン４３を有するストッパー４０とこのストッパー
４０をハート型カム３９に向って付勢し、かつストッパ
ー４０に反時計方向に回動力を与える第２のバネ４１と
、ストッパー４０に回動自在に取付けられた一方向レバ
ー７を設けても同じ効果が得られる。

この構成において、「手動断」の動作を行なう場合は操
作釦２″を下方向に押すとハートカムの係止部３９Ａに
係合していた係止ピン４３がバネ４１の回動力により係
合が解除されて操作釦２″は第１のバネ１６の力により
上方に押し戻され、可動接点１３は固定接点１５．１５
’ から離れるものである。

また、一方向レバー７を板カム６やカムレバー４０に設
けずバイメタル側に設けても同じ効果が得られることは
図示するまでもない。

以上説明したように本考案によれば「セット」「手動断
」「再セット」の全ての動作が１つの釦のブツシュ動作
により容易に行なえ、便利でかつ高精度で長時間動作の
可能なバイメタル式タイムスイッチの構成が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のバイメタル式タイムスイッチの一実施
例の正面断面図、第２図は第１図におけるバイメタル式
タイムスイッチのＡＡ’断面図、第３図は第１図におけ
るスイッチ部ＢＢ’断面図第４図はバイメタル加熱開始
時の要部分解斜視図、第５図はバイメタル加熱中の要部
分解斜視図、第６図はバイメタル加熱完了時の要部分解
斜視図、第７図は自動断瞬間の要部分解斜視図、第８図
は板カムの詳細図、第９図はバイメタル加熱中の回路図
、第１０図はバイメタル冷却中の回路図、第１１図は非
作動時の回路図、第１２図は同動作チャート、第１３図
は他の変形実施例を示す要部斜視図である６１・・・・
・・上ケース、２・・・・・・操作釦、３・・・・・・
係止ピン、４・・・・・・取付板、６・・・・・・板カ
ム、７・・・・・・一方向レバー、８・・・・・・軸、
９・・・・・・戻しバネ、１０・・・・・・戻しバネ、
１１・・・・・・支軸、１２・・・・・・接点バネ、１
３・・・・・・可動接点、１５，１５’・・・・・・固
定接点、１６・・・・・・釦復帰バネ、１９・・・・・
・アクチェーター、２０・・・・・・下ケース、２２・
・・・・・Ｕバネ、２３・・・・・・バイメタル、２４
・・・・・・鋼球、２５・曲・伝熱板、２７・・・・・
・バイメタル加熱ヒーター、２８・・曲固定接点、２９
・・・・・・Ｌ字板、３２・・・・・・可動接点、３４
・・・・・・バッテリー、３５・・・・・・霜取ヒータ
ー、３９・・間ハート型係止カム、４０・・・・・・ス
トッパー、４１・・曲コイルバネ。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）釦復帰バネにより常に上方に付勢され、上下に摺
   動可能でかつ凸起部を有する操作釦と、前記操作釦の摺
   動により開閉される第１の接点と、この操作釦に固定さ
   れた係止ピンと、一端を係止され、他端近傍に前記係止
   ピンに係合脱離する係止部を有する揺動自在な板カムと
   、この板カムを前記操作釦に向って付勢し、かつ回動力
   を与える戻しバネと、一端を固定されたバイメタルおよ
   び、前記操作釦の凸起部に係合脱離するアクチェータを
   有し、このアクチェータの変位により開閉し、かつ前記
   バイメタルに設けられたバイメタル加熱ヒータを直列に
   接続された第２の接点と、一端を板カムに当接し、他端
   を前記バイメタルに係合自在で、かつ前記板カムとは略
   直角方向に回動自在で、前記板カムにその略中央を支持
   された一方向レバーと、この一方向レバーに回動力を与
   える戻しバネとを有し前記板カムは前記係止部に隣接し
   て前記操作釦を摺動させたときに前記係止部から解除す
   るための傾斜部と前記操作釦を摺動させたときに、前記
   係止ピンを係止部に案内するガイド部を有するバイメタ
   ル式タイムスイッチ。
2. （２）一方向レバーは一端をバイメタルに当接し、他端
   を前記板カムに係合自在で、かつ前記板カムとは略直角
   方向に回動自在で前記バイメタルにその略中央を支持さ
   れた、実用新案登録請求の範囲第１項記載のバイメタル
   式タイムスイッチ。
3. （３）一端を係止され、かつ第２のバネによって操作釦
   に向かつて付勢されると共に回動力を与えられた板状ス
   トッパーを有し、前記係上ピンはこの板状ストッパーに
   固定され、前記一方向レバーはこの板状ストッパーの他
   端近傍またはバイメタルに回動自在に取付けられ、前記
   係止ピンは操作釦に設けられたハート型カムに係合する
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のバイメタル式タイ
   ムスイッチ。