JPS6026432Y2 - スイツチ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はスイッチ装置に関する。

スイッチ装置、特に熱的に作動する装置は器具、電気的
および電子的装置が危険な温度になるのを防ぐため種々
の装置に広く利用されている。

一般に、そのようなスイッチは二つの導体間の回路を開
閉するため解放自在に設置されている導体棒またはブリ
ッジ部材を備えている。

導体棒の位置づけは温度感知部材、典型的にはある温度
で融解しまたは寸法が縮む材料ペレットの状態に応答す
るはねによって遠戚される。

ペレットが特定の状態にあれば、伝導体が介在する導体
間の回路は閉じられる。

ペレットが他の状態、一般には融解状態に達すると、導
体棒は導体との接触が解放されて回路が開かれる。

該棒の解放はペレットの状態に応答するばねなどの作動
によって効果的になされる。

そのような熱的しゃ断装置の一つは米国特許第３９５２
２７４号に記載されている。

その装置は二つの導体の一つに作動的に接続される伝導
スプリングブレードを利用する。

のスプリングブレードは通常他方の導体から離れて偏倚
している。

この通常の偏倚は温度感知ペレットに係合する偏倚部材
によって克服される。

ペレットが縮小しまたは融解すると、偏倚部材によって
加えられる力はスプリングブレードの偏倚力を克服する
には不充分なものとなる。

従って、スプリングブレードは他方の導体から離れて回
路を開く。

そのような装置は互いに正反対に作用する一対のばねに
依存しているきとが明らかである。

これは温度感知ペレットの各段階または状態において共
働的に必要な力を加える選択ばねを必要とする。

米国特許第３９５６７２５号は一対の導体に対し伝導体
を回路開閉関係におくため共働的に相対するばね部材の
結合を利用する類似の熱的しゃ断スイッチを開示してい
る。

そのような熱的しゃ断スイッチに用いられている温度感
知ペレットはそれらの融点または融解範囲を基礎に選択
的される。

スイッチはその温度が監視されるべき要素の近くの熱的
伝導域に設けられる。

ペレットの融解は回路開トリガー事態である。

しかし、ペレットが作られる材料は昇華によりまたはそ
の他の理由で縮小し、その場合回路完成導体棒の位置づ
けに含まれた一または二以上のばねに対するペレットの
効果は変化することがある。

縮小の程度およびばねの関係により、ペレットの融解温
度に達しなくても回路が開くことがある。

そのためペレットの若干の縮小に適応するが、それを越
えると回路を開くようになっている回路開き機械を備え
ることが望ましい。

本考案のスイッチは空所を備えたハウジングと、該空所
中に延びる少なくとも二つの導体と、該導体間の電気回
路を選択的に完成する電導部材と、スイッチ作動部材と
、第１および第２の偏倚部材と、該第１の偏倚部材を該
第２の偏倚部材から絶縁するための絶縁装置を含み、該
装置は該スイッチ作動部材が第１の状態にありかつ該第
２の偏倚部材から独立に作用する該第１の偏倚部材が該
回路を完成するため該電導部材に対し力を加える場合に
回路完成状態を有し、そして該スイッチ作動部材が第２
の状態にありかつ該第１の偏倚部材から独立に作用する
該第２の偏倚部材が該回路を開くため該電導部材に対し
力を加える場合に回路の開いた状態を有する。

好適な実施例では、スイッチ作動部材はある温度または
概して室温以上のある範囲の温度で融解しまたは軟化す
る材料のペレットである。

第１および第２の偏倚部材は互いに独立に作動するよう
に互いに他のものから作動的に絶縁されるばねである。

スイッチ作動部材が回路閉じ状態にあると、第１の偏倚
ばねは単独で伝導体部材に作用する。

ペレットが回路しゃ断状態になると、第１のばねは中立
の状態になりかつ第２の偏倚ばねは導体から離れるよう
に伝導体を押し、電気回路をしゃ断する。

絶縁装置は好ましくはフレーム部材であり、その一端は
ペレットの頂上に在りかつ反対側の他端は第２の偏倚ば
ねに係合される。

第１の偏倚ばねと共に伝導体部材は好ましくは絶縁装置
内に制限される。

ペレットが回路開状態になると、第１のばねの作用は中
立となり、そして第２のばねのみが伝導体部材を回路し
ゃ断装置に移動する力を加える。

第１図に関し説明すると、装置２０は主な本体部分２４
を限定するケース２２を含む。

ケース２２は好ましくは、熱的および電気的伝導材、例
えばアルミニウムまたは亜鉛合金のような金属で構成さ
れる。

スペード端子３０および３２と支柱３４および３６の部
分をそれぞれ含む一対の平行な導体２６および２８は主
体部分２４の端部３８から延びている。

端部３８は電気的に絶縁性の充填化合物によって備えら
れ、該化合物はケース２２と共に装置２０の他の要素を
完全に包囲するのが好ましい。

第２図は第１図の装置２０の分解図であって、そこでは
端部３８を形成する絶縁充填化合物は液体として供給さ
れるので省略されている。

第２図では底部から頂部にかけて、周囲の保持片４０を
有するケース２２は空所４２を限定している。

空所４２にはインサート４４がはめ込まれる。

剛性の電気的絶縁材で作られたインサート４４にはくぼ
み４６が備えられ、該くぼみはケース２２（温度感知ペ
レットを除いて）から電気的絶縁において装置の各種作
動要素を受けかつ保持する形状になっている。

円筒形のペレット４８は中央に長手方向に延びるくぼみ
４６の通路４９に滑動自在にかん合する。

ペレット４８の上に設置される円筒形の部材５０は相対
して概して平らな平行な端部５２と５４を有する。

所定位置にあれば、端部５２はペレット４８の近接端に
係合する。

部材５０には向き合った側壁６０と６２によって限定さ
れた相対して長手方向に延びる溝孔５６と５８が設けら
れている。

部材５０の端部５４はＴ形の片６４と６６をかしめるこ
とによって形成される。

この場合、横方向の溝孔６８は端部５４と側壁６０およ
び６２との間に設けられる。

部材５０内には適当な寸法の圧縮ばね７０が設置される
。

ばね７０と端部５４の間に設けられる導体棒７２は中央
に円形部分７４を有腰そこから相対する長方形の部分７
６および７８が延びている。

導体棒７２は部材５０内に滑動自在に保持される寸法に
なっており、中央の部分７４は横方向には壁６０と６２
によって制限されかつ長手方向には端部５２と５４の間
に制限される。

部分７６と７８は溝孔５６と５８を貫通しかつそれら溝
孔に沿って滑動自在になっている。

ばね７０は部材５０の端部５４に向って上方に導体棒７
２を押す。

第２の圧縮ばね７９は部材５０の上に設置されかつ部材
５０の端部５４に対し下方への偏倚力を加える。

好ましくはセラミック合成材で作られてインサート４４
の頂部にかん合してくぼみ４６内にばね７９を制限する
ような寸法の絶縁板８０はインサート４４のくぼみ４６
の溝孔８４に連通する平行な溝孔８２を備えている。

支柱３４と３６は溝孔８２および８４を通ってくぼみ４
６の内部に滑動して入る寸法になっている。

好ましくは板８０には中央にあって下方に向いたニップ
ル８５（第３図参照）が備えられ、該ニップルはばね７
９を所定位置に設置しかつ保持する助けとなっている。

支柱３４と３６の端部８６は以下に述べる理由で若干わ
ん曲しているのが好ましい。

各端部８６と端子３０および３２との間には反対方向の
アングル状の突起９０が設けられ、それらの突起はくぼ
み４６内で導体２６と２８を固く取付けかつ方向づける
役割を果たしている。

突起９０と端部８６との間のばね片９２は導体２６と２
８の挿入の際に押込められ、支柱３４と３６の側面に一
致するようになっている。

支柱３４と３６がくぼみ４６内に所望の距離挿入される
と（即ち絶縁板８０を通過すると）、ばね片９２は横方
向の制限がなくなり、それらの通常の偏倚作用により支
柱３４および３６から横方向内側に延びて導体２６と２
８を所定位置に錠止する。

第３図には、第２図に示された各種の要素が定位置に収
められた状態で示されている。

ペレット４８は通路４９の下端に長手方向に設けられて
いる。

部材５０の端部５２はペレット４８の頂上に在ってそれ
に係合している。

ばね７０は圧縮または負荷されると、導体棒７２と部材
５０の端部５２との間に閉じ込められる。

導体棒７２の部分７６と７８に対し押圧する導体２６お
よび２８の端部８６によって、導体棒７２は部材５０の
端部５４から離れた所定位置に保持される。

端部５４と導体棒７２との間の間隔はペレット４８の高
さおよびくぼみ４６の中に延びる導体２６および２８の
距離によって決められる。

ペレット４８を除き、インサート４４板８０はくぼみ４
６の中に設けられた要素をケース２２から電気的に絶縁
する。

第４図に見られるように、導体２６と２８はそれぞれ端
部７６と７８の近くで導体棒７２に接触する。

第５図、第６図および第７図は好適な実施例の作動の３
段階を示す。

第５図ではペレット４８は回路完成段階で示され、即ち
ペレットは固体形状であって、導体棒７２が導体２６と
２８の端部８６に対して押されて導体間に完成した回路
を与えるような通路４９の深さを占めている。

前記したように、導体２６と２８の端部８６は若干凸状
のわん曲を有する。

この形状は端部８６が全く平らなものによって遠戚され
る場合より端部８６と棒７２との間に良好な電気接触を
与える。

通路４９、部材５０、導体２６と２８、およびペレット
４８の寸法は棒７２が第５図の数字８８によって示され
た予定の距離を部材５０の端部５４から離れるような値
になっている。

第６図ではペレット４８は距離８８に等しい値だけ長さ
が減少している。

ペレット４８のこの縮小はある時間にわたる昇華に依る
こともある。

部材５０の端部５２はばね７９の作用によりペレット４
８に係合したままである。

正味の結果は端部５４の底部が導体棒７２に係合するよ
うに移動することである。

ここで明らかなように、は゛ね７０は棒７２に関し中立
の状態（まだ除荷されていない）に達し、かつもしペレ
ット４８がかなり軟化しまたは融解するような場合ペレ
ット４８が占める通路４９の深さがさらに減少しまたは
ペレット４８によって部材５０に加えられる力が減少す
れば、部材５０をさらに下降しそして制限された棒７２
の最初の下降移動を行なう。

従って、第６図ではペレット４８は回路完成状態の限界
に在る。

第７図ではペレット４８は状態の変化を受け（例えば昇
華または融解によりさらに縮小）、そして回路量または
しゃ断状態と言われる状態になる。

はね７９は引続き部材５０を下方に押しかつその結果棒
７２も押下ける。

導体２６と２８との電気的接触はしゃ断されて回路は開
く。

電気的接触は両方の導体２６と２８においてしゃ断され
ることに注意されたい。

このことは導体の一つが導体棒に溶着しても回路のしゃ
断を妨げないので望ましい。

第８図は板９３に装置２０を取付けた状態を示す。

ケース２２の主体部分２４から延びる取付板９４はねじ
９６または類似の取付装置を受ける孔を有する。

取付板９４の前部で本体部分２４から角度方向に延びる
方向付は突片９８は板９３の孔に挿入される。

主体部分２４はそのため板９３に関し上方にかつ角度方
向に配置されるので、端子３０と３２は板９３から完全
に離れており、端子の接続において装置を短絡する機会
は最も少なくなる。

第９図は第２の実施例を示し、第１〜８図の装置と同じ
要素は同じ数字で示しである。

第９図の実施例では部材５０がただ一つの側壁６０を有
すること以外は好適な実施例の要素と本質的に同じ要素
を利用する。

第１０図の実施例（同じ要素には同じ数字が付しである
）は、部材５０と同じ機能を有するものが中央に在って
長手方向に延びる支柱１０２であり、ばね７０はその支
柱を取巻いている点で前記の実施例とは異なっている。

第１１図は取付用絶縁体１０４の中に挿入される本考案
によって構成された装置２０を示す。

導体２６は支柱３４にいて直角の曲部を有する。

第１２図では、第１１図の結合体が電気回路の一部とし
て示されている。

取付用絶縁体１０４の中に挿入される装置２０は順次に
板１０６の上に取付けられる。

備えられた回路１０８はスイッチ１１０１サーモスタツ
ト１１２、導体ピン１１４およびスイッチ１１６を含む
。

スイッチ１１０と１１６が閉じると、ペレット４８が回
路完成状態にある限り回路１０８は完成している。

ペレット４８が融解またはその寸法が予定量以上に縮小
することにより回路状態に変ると、導体棒７２は導体２
６と２８との電気的接触から離れるように押され、回路
はしゃ断される。

この考案の装置は主に熱的しゃ断スイッチとして作用す
るようになっている。

それは監視されるべき要素または環境に対し熱的伝導近
接域に取付けられる。

一般には、この装置は熱的および電気的伝導面に取付け
られるが、セラミックやその他・の有機または無機質の
絶縁材のような電気的絶縁面に取付けることもできる。

ペレット４８は監視される状態に応答する材質で作るこ
とができる、適切な温度感知ペレットは米国特許第３１
８０９５８号、第３２９１９４５号および第３５１９９
’Ｍに開示されている。

好ましくは、ペレットはかなり鋭い融点を有しかつ電気
的に非伝導性であるべきである。

ペレットの融解は通常の回路しゃ新事態であるが、ペレ
ットの成分は昇華または他の原因による縮小を受は得る
。

本考案の装置は典型的にはペレットの元の長さの５０％
以上まで、縮小してもそれを補償するように設計されて
いる。

本考案の著し゛い特徴はばね７０と７９が独立に作用し
て、それらのばねの非対抗関係の結果として比較的高い
電気的接触力と比較的高い分離力を可能にしている。

部材５０とばね７０および７９に軸線方向に整合するペ
レット４８は部材５０を介腰二つのばね７０と７９の反
作用部材として作用する。

始めの高さ０．２５ｃｍのペレットの典型的な用途では
、ばね７０は約０．９ｋｇ（２ポンド）の力をおよぼす
。

ペレットが回路開状態に達すると、部材５０の端部５４
（それと共にその際上方に閉じ込められた導体棒７２）
に作用するばね７９は導体との接触をしゃ断するのに十
分な力をおよぼす。

ばね７０が導体棒７２に関しこの点で中立になるので、
ばね７９によって加えられた力は本質的に導体棒７２に
負荷された力のみである。

従ってばね７９はばね７０の本来の力の定格より大、等
または小の本来の力の定格を有する。

一般に、ばね７９はばね７０より大きな定格を有するが
、０．９〜１．８ｋｐ （２〜４ポンド）のオーダーで
ある。

上記のように、少なくとも若干のペレットの成分は昇華
などによる縮小を受けるようになっている。

本考案の装置はケース２２と端部３８を形成する充填化
合物により本質的に気密になっているのが好ましい。

充填化合物は装置が組立てられた後に空所４２の中に注
入される。

エポキシ樹脂は好適な充填化合物である。

充填化合物は注入および硬化のための温度を要しないで
、装置の作用、特に温度感知ペレットの融解に干渉しな
いものが選択される。

インサート４４は導体棒７２と部材５０の移動を制限す
る役割を果たし、充分に移動された位置（ペレット４８
が回路開状態）では部材５０はケース２２のベースから
約０．０４ｃｍのすき間を有する。

本考案の装置の寸法を決める設計パラメータとしては、
選定された作動範囲にわたりペレットの長さの変化のた
めばね７９によって加えられる所望の接触力、最小のペ
レット作動長さにおける望ましい回路開き力、移動され
たまたは回路開き位置での部品間の適切なギャップ、お
よび各種絶縁体およびメタルケースの厚さを含む。

ペレットは概して５０％の縮小ファクターを許容される
ので、ばね７９のばね率は０．１２５ｃｍ （０，０５
インチ）の許容長さ変化にわたりばね力が如何に変化す
るかを決めるファクターである、ばね率が低いほど、力
は一定になる。

しかし、低いばね率を遠戚するには、コイル数を多くす
る必要がありばねの長さを大きくする。

それ故、力およびばね率の望ましいばね特性は装置の寸
法に多大の影響を有する。

ばね７０の高い接触力、例えば始めのペレット長さで０
．９に９（２ポンド）から始めの長さの５０％での０．
５９ｋｇ （１，３ポンド）に変る力は、装置の寿命に
わたって低い電気抵抗を保証する。

ばね７９によって加えられる比較的高い移動力は、長い
期間にわたって常温溶着となり得る接触を分離する能力
により、装置の信頼性を向上する。

導体は絶縁板８０によって支持されかつ伝導性のケース
から電気的に絶縁されている。

絶縁板を貫通する導体の部分の肩は導体が押圧力を受け
たときに内方への移動を防止する。

引く力は端子の側部から突出する突片９２によって抵抗
を受ける。

突片９２は絶縁板８０の内面に当ると、板ばねとして作
用腰かつ導体が絶縁板８０の長方形の溝孔８２を貫通す
ると、たわんで平らな位置にくる。

図示の導体は標準の０．６２５ｃｍのブレード型の導体
であるが、かしめ、ねじ、はんだまたは溶接の端子をも
つ他の形の導体であっても容易に設置できる。

ケースは絶縁板８０の外面から０．２ｃｍの距離を延び
ており充填材が硬化する間それを入れる溜めになってい
る。

このことが充填作用を単純化し、充填材の厚い区域を与
え、気密性を増す。

ケースは導体および機構から二つの絶縁体４４と８０に
よって電気的に絶縁されるが、ペレットはケースと密接
に接触している。

このことがケースからペレットへの有効な熱伝達を可能
にしている。

本考案による装置の組立は第２図から容易に明らかであ
る。

部材５０は始めは端部５４で開く。ばね７０は部材５０
の内側に設置され、次いで導体棒７２を部材５０内のば
ね７０の頂部におく。

導体棒７２はばね７０に対し押下げられる。

始めは向き合うフラップの形をした部材５０の端部５４
はフラップを下方にかつ互いに向き合わせて曲げること
によって形成される。

次いでインサート４４がケース２２の中に落される。

その後ペレット４８をくぼみ４６に下降し、部材５０の
部分組立を行なう。

ばね７９をくぼみ４６に設置した後、絶縁板８０を取付
ける。

絶縁板８０は突片４０を板８０の面取りされた縁に係合
するように曲げることによって所定位置に固定される。

導体２６と２８は支柱３４と３６の突起９０が板８０の
上面に対し着座するまで板８０の溝孔８２を通して押さ
れる。

板８０とケース２２の上部対向縁間の面との間の空所は
適当な充填材によって充填される。

本考案のはね系は信頼性の高い、低コストの熱的しゃ断
装置を与える。

高い接触力と移動力によって、部品に施す高価なめつき
は最も少なくなり、完全に除去され、または安価なめっ
き材で置きかえることができる。

ばねは注意深く組合せる必要がなく、従って別々に寸法
を合わせ得るので、装置の設計が単純化される。

溶着の可能性をなくすため移動ばね（ばね７９）に対し
ては充分な移動力で設計される。

中空のケージ状に設計される部材５０は導体棒７２に対
する移動ばね７９の力が作動時までにバイパスされるよ
うになっている絶縁ばね７０と７９の一つの装置である
。

第９図と第１０図は付随的な実施例を示している。

本考案によって備えられた二つの整合はねを支持する単
一のベレットは熱的しゃ断装置の作用に対する単純で信
頼性のあるアプローチを示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の好適な実施例の斜視図、第２図は第１
図に示された実施例の各種要素の分解図、第３図は第１
図の実施例の線３−３に沿って取った断面図、第４図は
第３図の線４−４に沿って取った断面図、第５図は第１
図の実施例の線５−５に沿って取った断面図で要素は始
めの回路完成状態におかれた図、第６図および第７図は
第５図に類似の断面図であって異なった後の作用段解を
示す図、第８図は第１図の実施例の取付は状態を示す断
面図、第９図は本考案の第２の実施例の縦断面図、第１
０図は本考案の第３の実施例の縦断面図、第１１図は側
面図であって絶縁要素と共に本考案の装置の若干の部分
が断面で示された図、第１２図は第１１図の組立体が取
付けられた状態の斜視図でかつ電気回路を図式的に示し
た図である。 図中、２０・・・・・・スイッチ装置、２２・・・・・
・ハウジング、２６，２８・・・・・・導体、４２・・
・・・・空所、４８・・・・・・スイッチ作動部材、７
０・・・・・・第１の偏倚部材、７２・・・・・・電導
部材、７９・・・・・・第２の偏倚部材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 空所を備えたハウジングと、少なくとも２個の導体
   と、該導体の間に電気回路を選択的に完成するために前
   記空所内に配置された可動な電導部材と、第１および第
   ２の偏倚部材の力に抗して前記電気回路を完成すべく前
   記電導部材を支持した溶解しうるペレットとを有し、該
   ペレットは所定の温度で溶解して前記電気回路を開くべ
   く前記偏倚部材が前記電導部材を動かすのを許容するよ
   うになした温度スイッチにおいて、前記電導部材を取り
   囲む平行な端部５２゜５４を有する機械的な隔離部材５
   ０を具備し、前記電導部材は前記隔離部材の内部におい
   て該隔離部材の前記の平行な端部の間で移動可能であり
   、前記隔離部材は前記空所内で移動可能であり、前記第
   １の偏倚部材７０は前記隔離部材内に配置されて、前記
   空所の一方の端部に最も近い前記隔離部材の一方の端部
   へ向かって前記電導部材を押圧し、前記第２の偏倚部材
   ７９は前記空所の前記一方の端部と前記隔離部材との間
   に配置されて前記一方の端部とは反対の前記空所の端部
   へ向かって前記隔離部材を押圧し、前記の溶解可能なペ
   レット４８は前記第２の偏倚部材の力に抗して前記隔離
   部材を支持して前記電導部材を第１の偏倚部材により前
   記導体間に電気回路を完成させる位置へもたらし、かつ
   前記ペレットは所定の温度で溶解すると前記電導部材を
   前記導体から離して前記回路を開くべく前記第２の偏倚
   部材が前記隔離部材を移動させるのを許容するようにな
   したことを特徴とする温度スイッチ。 ２ 前記ハウジング２２は熱伝導性であり、前記の溶解
   可能なペレット４８は前記ハウジングと熱伝導接触して
   いる実用新案登録の範囲第１項に記載の温度スイッチ。 ３ 前記の第１および第２の偏倚部材７０．７９は圧縮
   スプリングである実用新案登録の範囲第１項または第２
   項に記載の温度スイッチ。 ４ 前記導体２６，２８および前記電導部材７２を前記
   ハウジング２２から電気的に絶縁するために絶縁体４４
   を有する実用新案登録請求の範囲第１項または第２項に
   記載の温度スイッチ。 ５ 前記の第１および第２の偏倚部材７０．７９は軸方
   向に整合せしめられている実用新案登録請求の範囲第１
   項に記載の温度スイッチ。 ６ 前記導体２６．２８は平行で前記空所の前記一端部
   に延びており、前記電導部材７２は電気回路を閉じる状
   態で前記導体の端に接触して前記導体を電気的に接続し
   ている実用新案登録請求の範囲第１項乃至第５項のいず
   れか一項に記載の温度スイッチ。