JPS606983Y2 - 感熱スイツチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本案は、予め設定した周囲温度にて一対のリード線間を
電気的に導通させる感温スイッチに関する。

一般に、この種感温スイッチにおいては、比較的温度特
性が良く、且つ回路閉成動作か確実なものとして、感温
ペレットと可動接点及びこれを付勢する機械的スプリン
グ構成を組み合わせたものが好まれている。

然し、従来のこうしたものは、可動接点の動きを止めて
いた感温ペレットが設定温度（融点）にて溶融し、機械
的スプリングが功いて可動接点を固定接点に向けて移行
させる際、当該可動接点はスイッチハウジングの内壁に
沿つて動くため、摩擦が大きく、従ってスプリングに大
きな力のものを要して大型化したり、或いは可動接点の
姿勢に傾きを生んで動作不良を起こしたりする不都合が
あった。

本案は以上に鑑み、摩擦のない回路閉成を可能とし、且
つ可動部分の構造も単純化してスイッチの信頼性を上げ
ることを主目的としてなされたものである。

本案構成上の一つの特徴は、可動接点の動き方にあり、
常態では可動接点は、スイッチのハウジング内の空間で
その周囲の固定接点面に対し略々平行に姿勢付けられて
いるが、動作時には、スプリングの自己復帰力により、
一点を支点とした回転動をして相対的に斜めに傾き、先
端を固定接点面に当接゛させるのである。

従って、可動接点は、ハウジング内の空間で何にも邪魔
されずに動き、従来のもののようにハウジング内壁を擦
るが故に生ずる不都合がないのである。

以下、こうした特徴を含む本案実施例を添付の図面に即
して説明する。

第１，２図には本案第一の実施例の感熱スイッチの夫々
、常態及び動作後の縦断面図が示されている。

このスイッチは、先づ、中空のハウジング１を有し、こ
の場合は略々円筒形の外形を有した適当な金属材から成
り、軸方向一端１ａは開放し、他端１６は閉ざされてい
る。

以下、第１図示の常態及至完戊状態にて説明していくが
、開放したハウジング一端１ａには、絶縁ブッシング２
を介して第一のリード線３が貫入し、その貫入端３ａに
は可動接点４が連接している。

この場合の可動接点４は、一端４ａが第一のリード線貫
入端３ａに向いた軸状部分４ｂと、この軸状部分４ｂの
他端に取付けられた軸方向に向い半径方向に放射状に広
がる漏斗状乃至皿形状の頭部乃至自由端部４ｄとから戒
り、各部分は夫々導電材製である。

一般に、絶縁ブッシング２はハウジング開放端１ａ内に
所要量挿入された後、開放端１ａをかしめ、その上に更
に適当なプラスチック封止１３を施される等して固定さ
れ、また、このブッシング２を貫通する第一のリード線
３は、当該ブッシング貫通孔を小径として無理にこれを
貫通させることによって固定され、抜は止めについては
、一部を膨径部３ｂとしてこれをブッシングの段差面部
２ａに係合させることによっている。

可動接点４の軸部４ｂと第一のリード線３のハウジング
内貫入端３ａとの周りには、一連のコイルスプリング５
が付勢手段として設けられているが、このコイルスプリ
ング５は、第３図に模式的に示すように、リード線貫入
端３ａを取巻く部分５ａに対して、可動接点軸部４ｂを
取巻く部分５ｂが全体として角度ａを置くようにくせが
付けられている。

従って、第１図示のように、後述の接点係合固体手段に
より、可動接点４を、リード線貫入端３ａと同軸になる
ようにハウジング内空間でハウジング内壁面１Ｃに対し
て略々水平に維持している常態においては、このコイル
スプリング５には第３図示の原状に戻ろうとする力が溜
められており、従って、これが可動接点４を一端４ａの
周りに回転させて自由端４ｄをハウジング内壁面ＩＣへ
後述の如く当接させるように傾ける付勢力ｆとなる。

尚、この実施例では、可動接点４とリード線貫入端とは
単に対向する端面４ａを当接させているたけなので、コ
イルスプリング５は両者を連結状態に維持する連結機能
を持っており、そのために、このコイルスプリングの内
径は夫々可動接点軸部４ｂ及びリード線貫入端３ａの径
より微か小さ目で、これ等に無理底めするようになして
いる。

また、リード線貫入端３ａと可動接点４の対応する軸部
４ａとは、夫々曲面形状の浅い凹、凸面に依る嵌め合い
関係を持っていて、リード線貫入端３ａと可動接点４と
の組立ての時の位置決めをなし乍ら、後述の可動接点動
作時の回転支点としての摩擦を減じ、また、動作時には
これ等部材は電流路となるから、その抵抗値減少を図っ
ている。

抵抗値減少ということでは、コイルスプリング５を通常
の金属製とすることにより、ころが並列線路となるとい
う利点もある。

さて、ハウジング１の内部空間において、こうした可動
接点４と対向する位置、一般には閉塞端１ｂに接した位
置には、融点にて速やかに溶融する周知の感温ペレット
６が固対状態で一定の体積を占めて配されていて、その
可動接点に向いた表面には、シリコン・ゴム、テフロン
等、適度な弾性と望ましくは断熱性を持ったシート７が
配されている。

その表面側には、圧縮状態で第二のコイルスプリング８
があって、この実施例では球形の接点保合用固体部材９
を可動接点４側に向けて押圧している。

固体部材９は絶縁性が望ましく、プラスチック製、ゴム
製、ガラス製等で良いが、一般にはこの種小球として安
価であり、耐熱性も良く剛性も高いガラスが良い。

そして、この固体部材９の球径は、圧縮されたコイルス
プリング８と可動接点４の最先端との距離よりは大きく
しておく。

これにより、第１図示の常態では、この球面状の接点係
合用固体部材９は、その可動接点４側の球面の一部が可
動接点自由端部４ｄの皿形状の中に嵌入し、一方、球面
の対向部分が第二コイルスプリング８、シート７を介し
て感温ペレット６にて押さえられているため、可動接点
の自由端部は、その皿形状の外縁部分で当該固体部材９
により、付勢手段乃至コイルスプリング５の付勢力ｆに
抗して水平状態に維持される。

この時の力配分を考えると、コイルスプリング５による
上述の図面上斜め下方への付勢力ｆの軸方向成分子′が
固体部材９を押し、また、圧縮状態にある第二のコイル
スプリング８の付勢力の軸方向一方向成分Ａがシート７
を押していることになる。

但し、勿論、この常態では、こうした力成分は、感温ペ
レット６が固体であって一定の体積を占めているが故に
その作用を阻止されている。

この状態にあって、可動接点４の周りを半径方向に離間
して取り巻く部分に固定接点面１０を設けるが、この場
合、ハウジング１が金属製であることに鑑で、その内壁
部分１Ｃを固定接点面１０として流用している。

そして、この固定接点面１０に電気的に接続すべきもう
一方のリード線１１は、この場合、ハウジング閉塞端１
ｂに一端をかしめ止めされることにより機械的に固定す
るをもって当該固定部位からハウジング胴体を電流路と
してこの固定接点面１０に電気的に連通ずるようになっ
ている。

このように、常態では常開スイッチとなっている本スイ
ッチは、第一、第二リード線３，１１で使用者が所要の
電気回路に接続して用いられるが、次に、この使用下に
おいての設定温度検出時の動作に就き説明する。

本スイッチの周囲環境が用いる感温ペレットの融点に応
じて設計した設定温度に至ると、感温ペレット６は周知
の性質により速やかに溶融する。

すると、それ迄、当該ペレット６によりシート７を介し
て固体部材９との間で圧縮されていた第二コイルスプリ
ング８は、ペレット６が液相となって支持力を失うこと
により溜め込んでいた伸張力を解放し、先の矢印Ａ方向
にシート７を押圧、移動させ、背後のペレット６をシー
ト７とハウジング内壁１０との隙間１０との隙間１２か
ら手前側に押し出す。

これと同時に、可動接点４に対して斜めに傾ける方向へ
付勢力ｆを示していたコイルスプリング５の当該付勢力
ｆの軸方向成分子′も、ペレット６が液相となって抗力
を失うことにより作用して、球状の固体手段９を第二コ
イルスプリング８、シート７ともども、図面上、左方へ
押しやる。

これにより、コイルスプリング５の付勢力ｆが自由に作
用できるようになり、第２図示のように、コイルスプリ
ング５は第３図示の原状に復すべく屈曲して、可動接点
４を傾け、当該接点の皿状自由端４ｄの周縁の一部を固
定接点面１０としてのハウジング内壁１ｃに接触させる
。

かくして、設定温度を検出して第一、第二り−ド線３，
１１間を導通させる回路閉成動作が完了する。

このように、本案スイッチでは、設定温度にて回路閉成
動作時に、可動接点４はハウジング内空間で摩擦のない
運動ができるため、動作の信頼性は充分に高められる。

尚、原理的には、上述の実施例で用いた第二コイルスプ
リング等の補助付勢手段８、シート７等は不要である。

即ち、原理上は、固体状態にある感温ペレット６の表面
に直接に固体手段９が接していても良いのである。

この状態を考えると、可動接点４の自由端部４ｄを介し
てコイルスプリング５の付勢力の軸方向成分子′のみが
、設定温度にてペレット６が液化した時に固体部材９を
可動接点の傾動に支障のない位置に押しやる力となるが
、それでも、コイルスプリング５の力を設計的に勘案す
れば充分な力とすることができるからである。

しかし、一般に、球形の固体部材９が感温ペレット６の
表面に直接するとなると、それは点接触となるので、固
体状態でそれ程丈夫でないペレット６がその当接部位で
崩れる慮れがある。

そのために、シート７を設けて、この応力集中を排除し
た望ましい実施例を示したのである。

また、このシート７は、ペレット表面の平面性が必ずし
も良くないことから、これを補って、第二コイルスプリ
ング８を設ける場合、このスプリングを安定に支える役
目も持っている。

第二コイルスプリング８は、上記の説明から顕らかなよ
うに、設定温度にて溶融したペレット６をそれ以前の所
定位置から確実に追い出し、主たる付勢手段５の軸方向
成分子′にて固体手段９を追いやる動作を助けるもので
あって、これを用いると、動作は増々信頼度を増し、高
速化も期待でき、また、比較的小さい部材となる主たる
付勢手段５の負担を軽減できることから、該付勢手段５
の設計自由度を増すことができる。

第４，５図及び第６，７図に夫々示す各実施例は、基本
動作は勿論第一の実施例と同様であるが、各構成子に主
として形態的な変異を施したものの、また施し得ること
を説明するための実施例である。

機械的に同一乃至類似の構成子には第−実施例中と同一
の符号を付しておく。

第４，５図示の実施例では、先づ、可動接点４に常態で
係合してその動きを阻止する固体部材９の形状が円錐形
状のものに変えられている。

その円錐の頂点近傍が可動接点自由端４ｄの漏斗形状の
中に若干穴るようにして、その漏斗状の周縁を掛は留め
ることにより、コイルスプリング５を無理に直線状にし
ていることの反力（付勢力）ｆを受は止めていて、一方
、ペレット６側への当接面部は、円錐形の底面として平
面なものとし、安定性を増しているのである。

また、ペレット６と固体部材９との間に挿入しであるシ
ート７は、この場合、第一実施例のそれよりも充分厚く
、弾力性充分なものとしていて、組立時にはこのシート
７が圧縮された状態となるように各部を寸法付けること
により、第５図示の回路閉成動作に至る時に、先の実施
例で第二コイルスプリング８が果たしていた役目と同様
の役目、即ちペレット６への軸方向押圧成分Ａをも持つ
機能を兼ね備えさせている。

また、細かな変更ではあるが、第一実施例では、可動接
点４が、軸部４ｂと自由端部４ｄとを別途に作って組み
合わせた形態で図示していたものに替え、一本の軸棒に
ついて加工した一体型のものを例示している。

更に、上述の両実施例では、可動接点４の自由端部４ｄ
と固体部材９の対応停台面とは、凹凸関係でも固体部材
９の方が凸となっていたが、これは逆にすることもでき
る。

第６，７図示のものはそうした実施例の一つであって、
可動接点４は全体が球面形状のものとされている。

これに応じ、第一リード線貫入端３ａとのコイルスプリ
ング５による付勢力ｆを伴う連結も、この球体に軸方向
の盲孔４ｅを穿ち、一方、対応するリード線貫入端３ａ
にも整合した軸方向孔３ｃを穿って、この中にコイルス
プリングの部分５ｂ、５ａをやや無理に挿入することに
より行なっている。

勿論、コイルスプリング５の部分５ａと５ｂとは第３図
に示した屈曲関係が自然状態である。

可動接点４の変形に応じて、固体部材９の形態も、この
可動接点４の突出端球面を収める凹み９ａを持つ板状の
ものとなっている。

この構成の場合、常態において可動接点４に留めを掛け
ている構成が曲面相互の当接であって比較的滑り易いた
め、特にこの実施例ではシート７の厚味等、諸寸法に注
意して、シート７がペレットを押圧する力Ａの反力とし
ての固体部材９を押圧する力Ａ′を充分大きなものとし
、固体部材９と可動接点４との当接関係を確実にしてや
るのが望ましい。

設定温度にてのペレット６の溶融に始まる回路閉成動作
は、上記と同様であるので、第７図に結果を示すに留め
る。

尚、この固体部材９と可動接点４の相係合し合う係合面
形状は図示以外にも更に多（のものが考えられる。

勿論、第二、第三実施例でもシート７を省略することも
できるし、逆に、第一実施例のようにシート７と固体部
材９との間に第二コイルスプリング８を挿入しても良い
。

また、以上の実施例では、可動接点４の周りに配される
固定接点面１０が、ハウジング１を導電性のものとした
ためにその内壁１ｃ自体としているが、例えばハウジン
グ１を絶縁性材から作った場合には、その内周面に別途
、導電性の固定接点面を作れば良いし、一対のリード線
３，１１についても、図示の場合はいづれも対向方向に
引出されて所謂アキシャル型となっているが、一方のリ
ード線１１をハウジング側部又は開放端１ｃ等に固定す
れば同一方向引出型（ラジアル型）に改変することも容
易である。

ともかくも、本案に依れば、設定温度にての可動接点の
動作がハウジング内空間での跳躍動であって他の部材を
擦り乍ら進行するものと異なり、極めて低摩擦環境下で
行うことができるから、可動接点の引掛かり等による誤
動作や製品ごとの公差がなく、高信頼かつ高速な感熱ス
イッチが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案感熱スイッチの第一の実施例の常態におけ
る縦断面図、第２図は同じく第一実施例の設定温度にお
ける動作時の縦断面図、第３図は付勢手段の説明図、第
４図及び第５図は、夫々、第二の実施例の第１図、第２
図に対応する縦断面図、第６図及び第７図は、夫々、第
三の実施例の第１図、第２図に対応する縦断面図、であ
る。 図中、１はハウジング、３は第一リード線、４は可動接
点、５は付勢手段、６は感温ペレット、１０は固定接点
面、である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハウジング内の空間に第一のリード線を貫入させてその
   貫入端に可動接点を連設し、該可動接点の周りには半径
   方向に離間して該可動接点を囲む固定接点面を設けてこ
   の固定接点面にハウジング外方へ伸出す第二のリード線
   を接続すると共に、上記可動接点に対して、上記固定接
   点面から離れた第一の位置から該固定接点面へ当接する
   第二の位置へ向けて付勢する付勢手段を設ける一方、ハ
   ウジング内空間において上記可動接点に対向する位置に
   は融点以下の常態において固体であって一定の体積を占
   める感温ペレットを設け、該感温ペレットと可動接点と
   の間には、該可動接点に係合して上記付勢手段の付勢力
   に抗して上記第一の位置を保持させる固体部材を介在さ
   せたことを特徴とする感温スイッチ。