KR20000005894A - 가변온도조절기등의온도스위치 - Google Patents

Abstract

유압 팽창 캡슐이나 다이아스태트(5)로 작동하는 온도 조절기는 레버 기구(30)를 구비하여 다이아스태트와 스냅 스위치(20)의 스위치 스프링(21) 사이의 힘을 전달한다. 과부하에 대한 스위치 스프링의 보호를 위하여, 스위칭점에서 스위치 스프링의 조작력에 관련된 한계력 이상에서는 탄성적으로 유연하며, 한계력 이하에서는 대체로 변형이 없는 완충기 또는 쇼크 압소버가 레버 기구 안에 설치된다. 쇼크 압소버와 레버 기구에 의해 형성된 표준 유니트는 L 형상의 피봇 레버부(40)를 갖고, 개방 방향으로 초기인장된 일체형 개방 제한 클립 스프링(41)으로 구성된 판금 굴곡 부품의 형태인 로커(rocker; 31)에 의해 형성된다.

Description

가변 온도 조절기 등의 온도 스위치 {Temperature Switch, Particulary Adjustable Temperature Regulator}

본 발명은 청구항 1 의 전문에 따른 온도 스위치, 특히 가변 온도 조절기에 관한 것이다.

전제부에 따른 온도 스위치는 힘 또는 동력 전달 수단에 의해 스냅 스위치의 스위치 스프링에 작용하는 온도 감응 팽창 요소를 갖는다. 또한 스위치 스프링에 대한 과부하 안전장치도 있다. 과부하 안전장치는 일 이상의 쇼크 압소버 또는 완충기를 갖는데, 이것은 팽창 요소와 스위치 스프링 사이의 힘전달 수단과 상호작용하며, 특히 힘 전달 요소의 힘 작용선상에 설치된다. 쇼크 압소버는 스위치점에서 스위치 스프링의 조작력에 관련된 한계력 이상에서는 크기가 변하거나 유연하게 휘어지고, 한계 온도 이하에서는 대체적으로 휘어지지 않고 변형이 없다.

이러한 온도 스위치는 독일 특허 제 DE 196 27 969에 의해 알려졌다. 이 스위치는 힘전달 수단 또는 포스 트랜스미팅 힘전달 요소로 작용하는 로커를 갖는데, 이 힘전달 수단은 사이에 있는 쇼크 압소버 요소에 의해 열유압 팽창 시스템의 팽창 캡슐 또는 다이아스태트에 의해 작동되며, 스냅 스프링에 작용한다. 쇼크 압소버 요소는 양분되어 각각이 컵형상을 하며 서로 연결된 하나의 폐캡슐을 구비하는데, 그 둘 사이에는 압축 스프링이 초기인장(Pretensioned)되어 있다. 쇼크 압소버는 스냅 스프링 동작이 발생하는 힘의 범위에서 다이아스태트의 스위칭력을 완전히 변형없이 전달하고, 그 범위를 초과하는 과부하에서는 유연하게 휘어지며 축방향으로 신축이 자유롭게 서로 미끄러 진다. 세부분으로 된 쇼크 압소버 요소의 금속 캡슐 절반은 고정 경계조건으로 다이아스태트에 고정된다. 온도 조절기의 조립시 스프링이 삽입되는데, 그 스프링은 초기인장을 위하여 다른 캡슐부의 도움으로 압축되고 캡슐부들은 클로(claws) 위로 휘어 연결된다. 후속 조립시 팽창 요소에 고정된 쇼크 압소버 요소는 조작 레버에 장착된다. 이 시스템은 만족스럽게 기능하지만 특히 설치나 조립시 아주 복잡한 제작 과정이 요구된다.

본 발명이 이루고자 하는 과제는 값싸게 제작할 수 있고, 쉽게 조립될 수 있는 전술한 형식의 온도 스위치를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 온도 스위치의 한 실시예에 대한 종단면이다.

도 2(a) 는 일체형 판금 굴곡 부품으로 구성된 버퍼 레버 유니트의 측면도이다.

도 2(b) 는 도 2(a) 의 원 내부를 확대한 상세도이다.

도 3 은 도 2 의 버퍼 레버 유니트의 정면도이다.

도 4 는 도 2(a) 의 선IV-IV를 따라 짜른 단면에서 도 1 의 버퍼 레버 유니트의 평면도이다

도 5 는 편평 멤브레인 팽창 캡슐 또는 다이아스태트를 갖는 온도 조절기의 또다른 실시예이다.

도 6 은 상이한 일체형 버퍼 레버 유니트와 캐이싱과 결합된 절연체를 갖는 온도 조절기의 종단면에서 본 또다른 실시예이다.

도 7 은 도 6 의 실시예에 대한 단면도이다.

* 도면의 주요 부호의 설명 *

1 : 온도 조절기 2 : 열유압 팽창 시스템

3 : 온도 센서 4 : 모세관

5 : 다이아스태트(팽창요소) 6 : 니플

7 : 리테이닝 볼트 8 : 제어축

10 : 슬리브 14 : 세트 스크류

15 : 고정 클램프 16 : 베이스

17, 29 : 트위스트 스트랩 19 : 플랫 플러그 텅부

21 : 스위치 스프링 22 : 스위치 스프링 지지부

23 : 정지 부재(스위치 텅부 받침대) 25, 27 : 접점

30 : 레버 기구 32 : 절연 노브

35 : 금속 원판 36 : 굽은 스트랩

40 : 레버 41 : 클립 스프링

45 : 레버암 48, 49 : 지지 다리

50 : 나이프 엣지 베어링 51 : 돌기단

57, 58 : 횡방향 돌기부 66 : 베이스

67 : 스냅 스위치 69 : 전기절연 세라믹 물체

70 : 금속 원판 71 : 박판 금속 멤브레인

72 : 모세관 84 : 다이아스태트

85 : 절연 노브 86 : 클립 스프링

90 : 블라인드 구멍 91 : 볼트형 수직 러그(Lug)

이 과제는 청구항 1 의 특징을 갖는 온도 스위치에 의해 해결 될 수 있다.

본 발명에 따르면 쇼크 압소버와 힘전달 수단은 완충력 전달 유니트로 불리는 스탠다드 유니트를 구성한다. 즉, 스탠다드 유니트는 팽창 요소와 스위치 스프링 사이의 힘전달 기능과 한계력 이하에서는 변형없는 힘전달 요소로 작용하고 한계력 이상에서는 힘전달에 어떤 유연성을 도입하는 쇼크 압소버 기능을 결합한다. 본 발명은 근본적으로 하중에 의존하는 완충 또는 감쇠 힘전달 유니트와 스냅 스위치에 의하여 형성되는 완전한 스냅 동작 기구를 팽창 시스템과는 독립적으로 온도 스위치의 베이스에 서브 어셈블리로서 사전 장착 가능하게 한다. 후속 설치의 목적을 위하여 팽창 요소를 구비한 서브 어셈블리는 팽창 요소와 스냅 동작 기구 사이의 체결없이 장착될 수 있으며 선택적으로 조절될 수 있다. 힘 전달 수단에서 쇼크압소버에 의해 형성된 과압 방지 장치의 통합의 결과로서, 완전한 장치는 과부하 방지를 목적으로 스냅 동작 기구와 특히 스위치 스프링을 조작하는 힘 전달 수단에 설치되기 때문에 그러한 온도 스위치로 상업용 표준 팽창 요소를 사용하는 것이 가능하게 된다. 또한 완충 힘 전달 유니트의 경우에는 쇼크 압소버와 힘전달 수단의 상대 위치가 온도 스위치의 조립에 앞서 정해져 있어서 기하학적으로 발생하는 스위칭 부정확성의 최소화를 가능하게 한다.

바람직한 실시예에서 힘전달 수단은 일이상의 레버가 있는 레버 기구를 갖는데, 그 레버의 일측은 나이프 엣지 베어링 방식으로 지지되어 있으며 또한 가급적 점접촉 방식으로 스위치 스프링에 작용하는 레버 암을 갖는다. 레버는 힘전달이 유효 레버 길이에 의해 선택될 수 있는 단순한 힘전달 요소이다. 힘전달은 1대1로 전달될 수 있지만, 힘증가 또는 힘감소 방식으로 작용하는 것이 바람직하다. 스냅 스프링의 민감도를 높이기 위하여 전달 레버가 사용될 수도 있다. 특별히 간단한 실시예는 대체로 L 형상의 레버에 의해 구현되는데, 그 레버는 스위치 스프링 지지부 상에 걸려 지지되거나 스위치 스프링 지지부의 홈이나 스위치 베이스의 별도의 홈에 의해 안내되기도 한다.

스위치 스프링의 과부압을 방지하기에 특히 효과적인 한 실시예는 레버, 특히 스위치 스프링에 작용하는 레버암이 스위치 스프링에 대한 스위치점을 초과한 후 직접 지지되는 정지 부재가 있는 것을 특징으로 한다. 지지부는 희망하는 스위칭 과정이 발생한 후 스프링의 탄성 범위를 초과하기 훨씬 전에 레버 운동을 멈추게 할 수 있다. 탄성 범위의 초과는 초과 압력과 그로 인한 소성 변형에 의해 영구적으로 손상을 가할 수 있다. 정지 부재는 스위치 스프링 지지부의 돌출부와 특히 스위치 텅부 받침대에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 그러나 스위치 베이스의 돌출부나 일부분에 의해 정지 구조물의 형성이 가능하며, 또한 정지 부재나 레버의 몇몇 다른 곳에 의해 경로가 제한되는 레버암 상에 지지 기능을 하는 별도의 러그(lug)나 숄더(shoulder)를 부가하는 것도 가능하다. 레버가 정지 위치에 도달하고 팽창 요소가 계속 더 팽창할 때, 힘전달 요소의 쇼크 압소버는 팽창 요소와 나머지 온도 스위치 기구에 대한 과부압 방지 기능을 한다. 독일 특허 제 DE 196 27 969 호와 같은 선 발명에 따른 온도 스위치의 레버에 대하여 직접 정지 부재를 부가하는 것 또한 가능하다.

힘전달에 있어서 특히 작은 수의 유효 구성요소로 구성되어 결과적으로 결점이 발생할 가능성이 작은 실시예는 쇼크 압소버가 스프링 방향, 특히 팽창 방향으로 일이상의 자기 구속 또는 자기 제한 스프링 요소를 구비하는 것을 특징으로 한다. 그리하여 스프링 변형을 제한하기 위하여, 스프링으로부터 분리된 별도의 구성 요소들이 필요없다. 스프링 요소는 다리의 열림 방향으로 초기인장 되어 있고, 개방이 스프링 자체의 정지 부재에 의하여 제한되는 U 형상으로 굽어진 클립 스프링의 형태인 것이 바람직 하다. 다리를 압축하기에 적절한 하중 이하에서는 스프링 요소가 대체적으로 변형이 없거나 크기가 변하지 않으며, 한계력 이상에서는 다리가 압축될 수 있다. 스프링 요소의 자기 구속과 스프링 요소에 설치된 경로 제한을 구현하기 위하여 스프링 일부분, 예를 들어 다리에 일이상의 고리를 장착할 수 있으며, 이 고리는 특히 굽힘 스트랩이나 막대의 형태일 수 있다. 이 굽힘 스트랩은스프링의 또다른 일부분이나 다리에 있는 돌출부와 접촉할 수 있다. 정지 제한 상태에서는 스프링의 길이와 폭이 매우 정확히 정의될 수 있고, 스프링 요소의 여러차례에 걸친 과부하 및 연이은 해제의 경우에도 여전히 재현될 수 있도록 정지 부재 윗면에 선형 또는 점접촉면과 같은 작은 표면이 있는 것이 바람직하다.

버퍼 레버 서브 어셈블리라고도 불릴수 있는 하중에 의존하는 완충 또는 감쇠 힘전달 수단이 하나의 일체형 구성요소, 특히 판금 굴곡부를 갖는 스프링이라면 특히 쉽게 조립할 수 있고, 기능적으로 신뢰성이 있는 구조가 얻어진다. 레버로서 작용하는 부분과 또한 쇼크 압소버로서 작용하는 부분 모두를 가질 수 있으며, 특히 자기 구속 클립 스프링을 형성하는 부분을 가질 수 있다. 레버나 레버의 일부분이 L 형상을 가질 수 있고, 횡방향으로 서로 떨어져 있고 나이프 엣지 베어링을 형성하는 두개의 지지 다리를 가질 수 있다. 지지 다리 사이에는 쇼크 압소버를 형성하는 자기 제한 스프링 요소가 바람직하게 대칭으로 있고, 클립 스프링의 한쪽 다리는 양쪽 횡방향으로 인접한 지지 다리부와 함께 삼지창 배치를 형성하며, 대응하는 갈퀴는 완충 로커를 만들기 위하여 반대 방향으로 대응하여 굽어져 있다. 옆으로 돌출된 포크 부분의 돌출부는 U 형상의 클립 스프링의 나머지 다른 다리의 측면에 있는 둥글게 굽은 리테이닝 스트랩과 맞물리며, 결과적으로 클립 스프링의 자기 구속이 발생한다.

특히 팽창 유니트가 열유압 팽창 시스템의 팽창 캡슐이나 다이아스태트를 구비하면 영구적으로 조작을 신뢰할 수 있는 온도 스위치가 만들어질 수 있다. 본 발명의 결과로서 온도 스위치가 조립된 상태에 있을 때, 팽창 유니트와 특히 다이아스태트가 버퍼 레버 유니트나 스위치 캐이싱에 탄력적으로 고정된 절연체와 체결되지 않은 접촉 상태에 있는 것이 가능하다. 실질적인 접촉은 스크류나 납땜한 조인트와 같은 별도의 연결 수단의 필요없이 스위치를 설치할 때 발생할 수 있다. 그러한 온도 스위치는 마찬가지 이유로 손상된 부품을 교체할 때 쉽게 분해될 수 있다.

힘 전달 수단의 동작부품과 팽창 요소 사이의 선택적인 전기 절연은 버퍼 레버 서브어셈블리가 팽창 유니트상에 전기적으로 절연시키는 특히 세라믹 재료로 만들어진 내압강성이 큰 절연체에 의하여 지지되므로써 발생될 수 있다. 절연체는 서브어셈블리에 분해 가능 또는 분해 불가능한 방식으로 고정될 수 있으며, 팽창 요소와 함께 설치될 수 있다. 절연체는 또한 클립 스프링에 의해 캐이싱에 고정되어 캐이싱 어셈블리의 일부분을 형성하므로 움직일 수 있고 특히 탄력이 있다.

특히 납작하고 얕은 구조의 형태는 두개의 접시 형상의 박형 금속 멤브레인과 모세관용 중앙 니플을 갖는 다이아스태트 대신에, 캡슐의 원주 단부 근처에서 모세관이 대체로 반경방향으로 지나가고 별도의 니플 없이 메브레인 내부로 직접 들어가는 편평한 멤브레인으로 만들어 진다면 구현될 수 있다.

쇼크 압소버와 힘전달 수단 또는 레버 기구가 한개의 일체형 요소를 형성하는 또다른 실시예에 대해서 쇼크 압소버가 힘전달 수단에 단단히 연결될 수 있거나 연결된 요소, 그리고 온도 스위치의 조립에 앞서 힘전달 수단, 특히 로커 레버에 리벳 이음이나 용접과 같은 분리 불가한 방법으로 연결된 요소인 것 또한 가능하다. 길이를 변화할 수 있는 쇼크 압소버 요소는 압축 하중의 경우에 있어서 의도한 한계력 이하에서는 대체로 크기가 변하지 않고, 한계력 이상에서는 가역적으로 또한 축방향으로 신축이 자유롭게 압축되는 압력 요소로서 구성될 수 있다. 서로 접촉하며 초기인장 압축 스프링을 둘러싸는 두 캡슐부와 로커에 고정되어있는 한 캡슐부를 독일 특허 제 DE 196 27 969 호에 의해알려진 세 부분으로 된 버퍼 요소를 사용할 수도 있다.

이러한 그리고 더 심도있는 특징들은 청구범위, 상세한 설명, 그리고 도면들로부터 모여질 수 있으며, 개개의 특징들은 단독으로 또는 조합의 형태로 본 발명의 실시예에 구현될 수 있고 유리한 구조를 재현할 수 있다. 독립된 섹션으로 나눈 응용의 세분과 부제목들은 그 이하에 기술되어 있는 기재사항의 일반적 타당성을 결코 제한하지 못한다.

본 발명의 실시예들은 이하 첨부된 도면과 관련하여 아주 상세히 기재된다.

도 1 의 종단면은 열유압 팽창 시스템(2)과 상호 작용하는 온도 조절기(1)의 제 1 실시예의 스위칭 구성요소를 도시한다. 팽창 유체가 채워진 튜브 형태의 도식적으로 표시된 온도 센서(3)는 팽창 시스템에 속하며, 모세관(4)에 의하여 팽창 캡슐 또는 다이아스태트(5) 형태의 팽창 요소로 연결되어 있다. 다이아스태트는 두개의 접시 형상의 주름진 박판 금속 멤브레인을 구비하며, 이들 멤브레인은 누압(漏壓)이 방지되도록 위쪽으로 굽은 단부에서 용접이나 납땜에 의해 연결된다. 다이아스태트의 접시에서 가운데에 위치한 니플(6)에 의해 모세관(4)은 주름진 판금 접시들 사이에 형성된 동공(Cavity) 내부로 연결된다. 니플(6)의 윗면에는 리테이닝 볼트(7)가 그것과 함께 일체로 제공되며 중공의 제어축(8)과 맞물린다. 제어축은 박스 형상의 금속 캐이싱(13)의 윗면(12)에서 캐이싱과 일체로 구성되는 슬리브(10)내에 있는 암나사와 상호 작용하는 숫나사(9)를 가진다. 제어축(8)은 조절 노브를 비회전 방식으로 설치하기 위하여 일측이 편평하게 되어 있다. 제어축의 편평한 면에는 상하 조절을 위해 리테이닝 볼트(7)에 작용하는 셋스크류(setscrew, 14)가 제공된다.

캐이싱(13)은 박판 금속으로 만들어 지고 일부분이 떨어져 나간 사각형의 상자형태이며, 온도 조절기의 설치를 위하여 캐이싱의 윗면(12)에 고정 클램프(15)가 형성되어 있다. 캐이싱의 밑면은 스테아타이트나 몇몇 다른 세라믹 재료와 같은 크기가 안정된 내온(temperature-resistant) 전기 절연 재료로 된 베이스부(16)로 형성된다. 캐이싱(13)은 트위스트 스트랩(17)에 의해 베이스(16)에 고정된다.

판형 베이스(16)는 스위치 스프링 지지부(22)에 고정된 스위치 스프링(21)을 갖는 스냅 스위치(20)를 가지고 있다. 스위치 스프링 지지부(22)는 위쪽으로 향한 굴곡부 형태의 스위치 텅부 받침대(23)를 갖는 비교적 작은 솔리드 판금 부품이다. 스위치 텅부(24)는 스위치 텅부 받침대 위에 지지되며 대략 U 형상으로 움푹 들어간 것에 의해 스위치 스프링의 나머지 부분과 구별된다. 바깥쪽으로 굽은 것과 스위치 스프링에 가해진 초기인장의 결과로, 접촉점에서 먼 반대단부가 리벳으로 스위치 스프링 지지부에 고정된 스위치 스프링은 두개의 고정 스위칭 위치 사이의 스위칭점에서 그 전단부가 스위치 접점(25)을 지지하면서 닫혀있을 수 있다. 도 1 에 도시된 OFF 위치에서 스위치 스프링의 전단(Front end)은 베이스로부터 형성된 반대쪽 받침대를 형성하는 돌기(26)와 접촉한다. ON 위치에서는 접점(25)이 스프링에 의하여 제공되는 압력에 의하여 반대 접촉 브릿지(28)에 위치한 반대 접점(27)과접촉한다.

스냅 스위치 지지부(22)와 반대 접촉 브릿지(28)는 U 형 구조로, 한쪽은 트위스트 스트랩(29)으로 구성되며 다른 한쪽은 판형 베이스의 밑면에 전기 연결을 제공하는 돌려서 고정하는 플랫 플러그 텅부( Flat plug tongues, 19 )로 구성되는 마운팅 스트랩을 만든다.

스냅 스위치(20)는 힘전달 요소로서 팽창 요소(5)에 작용하는 레버 기구(30)에 의한 힘전달 방식에 있어서 기계적으로 매우 큰 연성을 가지므로, 요소(5)의 소정의 상하 수직방향 변위량 이상의 팽창은 접점(25, 27)을 열게 한다. 레버 기구 (30)는 구조가 도 2 내지 도 4 와 관련하여 설명될 완충 또는 감쇠 로커(31)를 구비한다. 로커의 윗면에 고정되어 있고 넓은 표면의 중앙에서 위쪽으로 구 형상의 곡선상면(33)에 의해 지지되는 세라믹 절연 노브(32)가 볼록접촉점에서 다이아스태트(5)의 밑면에 고정된 금속 원판(35)의 넓고 편평한 밑면(34)과 연결되어 있다. 로커(31)의 수직으로 돌출한 체결 스트랩(36)에 맞물린 세라믹 노브(32)의 압력에 대한 무변형 전기 절연 재질은 다이아스태트 바닥면에서 로커(31)로 수직운동의 변형없는 전달을 보장하며, 스냅 동작 기구(20, 30)의 움직이는 부품과 다이아스태트 (5) 사이에 필요한 전기적 절연을 이룬다. 다이아스태트의 위로 굽은 단부는 또한 스냅 동작 기구와 팽창 시스템 사이의 적당한 전기적 간격(electrical clearance)를 유지하는데 목적이 있다. 금속 원판(35)의 편평한 밑면에 의해 제공되는 절연체 (32)의 볼록한 윗면에 대한 넓고 편평한 접촉면은 압력비와 조절기의 스위칭 정확도가 대체로 다이아스태트의 미미한 위치 공차에는 무관함을 보장한다.

일체형 스프링강 굽힘 부품으로 구성된 로커(31)는 힘전달과 과부압방지의 범주 내에서 여러 기능을 수행한다. 힘전달용 전달 레버로서 작용하는 대체로 L 형상의 레버부(40)와 쇼크 압소버로서 작용하며 그 다리(42, 43)가 클립 스프링의 열림 방향으로 초기인장되어 있어 정지 부재에 의하여 제한되는 소정의 최대 수직 변위까지 열수 있는, 일체로 구성된 U 형상의 클립 스프링(41)을 구비한다. 따라서 그것은 과부하 감쇠 수단이 결합된 일체형 로커이다.

명확히 정의된 압력비를 만들기 위하여 레버 또는 레버부(40)는 스위치 스프링의 횡방향 비드 형상의 작용점(47)에서 점접촉 방식으로 작용하는 중앙의 토로이달 엠보싱(toroidal embossing)이나 스탬핑(45)이 있는 레버암(46)을 갖는다. 길이보다 폭이 더 넓은 레버의 반대단에는 아래쪽으로 직각으로 구부러져 있고, 횡방향 간격이 크며, 하단부가 나이프 엣지 베어링(50)을 형성하여 베이스(16)의 표면에서 지지되는 두개의 지지 다리(48, 49)가 있다. 도 3 에서 볼 수 있듯이 지지 다리 (48, 49)의 굽은 아래쪽 엣지의 결과로써 명확히 정의된 지지 조건의 확보가 보장된다.

두 지지 다리 중 어느 한쪽면으로 부터 상기 다리가 오목부에서 안내되도록 스위치 스프링 지지부(22)의 옆면 단부의 한 오목부로 돌출되어 있다. 지지 다리 안쪽면에 있는 돌기단부(projecting nose, 51)는 갈고리 구조를 가지며 상기 레버 (40)가 위로부터 오목부 안으로 눌려 힘을 받고 난 이후 들리지 않도록 보장한다.

S자 형상의 위로 튀어 나온 레버암(46)의 전단 아래에 레버암(46)에 대한 수직 방향 정지 기구를 형성하는 스위치 텅부 받침대(23)가 놓인다. 레버 형상과 정지 기구 높이가 서로 잘 조화되어 스위치 스프링에 작용하는 레버암(46)은 스위치 스프링의 스위칭점을 초월하여 결과적으로 도 1 에서 도시된 바와 같이 접점이 열린후, 스위치 스프링이 탄성 범위를 벗어나 과도하게 눌리고 또는 스위치 스프링 지지부(22)나 베이스(16) 상에서 눌려지기 전에 정지 부재(23)에 직접 지지된다. 레버 운동의 정지에 의한 제한의 결과로서 스위치 스프링에 대하여 확실히 효과적인 과부압 방지가 가능하다. 독일 특허 제 DE 196 27 969 호에 따른 다른 온도 스위치에 그런 과부압 방지를 제공하는 것 또한 가능하다.

로커(41)는 전하중 범위에서 대체로 변형이 없는 종래의 레버가 아니라, 대신에 다이아스태트(5)에 의해 레버암(46) 및/또는 스위치 스프링에서 발생하는 힘의 확실한 분리가 가능하도록, 소정의 한계력 이하에서는 대체로 압력에 대해 변형이 없고 크기가 안정하지만 그 한계력 이상에서는 크기가 변하거나 유연한 상태가 된다. 이 완충 기능은 정지에 의해 제한되는 방식으로 열리고 자기 구속 또는 자기 제한 스프링 요소를 형성하는 클립 스프링(41)에 의해 발생한다. 대칭의 압력비를 만들기 위하여 클립 스프링(41)은 지지 다리(48, 49) 사이에서 대칭으로 설치된다. 스탬핑(45)까지 연결된 광폭 보강 주름(52)에 의한 굽힘에 대해 안정한 하부 다리 (42)는 레버암(46)을 편평하고 일체형으로 신장시킨 것이다. U 형상의 굴곡부(53)에 의해, 하부 다리(42)는 움푹 들어간 주름(54)에 의해 안정되며 스프링이 완전 개방된 상태(도 1 내지 도 3)에서 하부 다리와 평행한 상부 다리(43)로 연결되며, 체결 스트랩(36)은 상부 다리(43)의 가운데에서 위로 굽어 있다.

상부 다리(43) 자유단 근처의 스트랩(36) 아래 영역에는 횡방향으로 U 형상의 벤딩 스트랩(55, 56)이 형성되어 있는데, 이 스트랩은 도시된 아래의 수직 방향으로 굽은 상태로 레버암(46)의 횡방향 사각 돌기부(57, 58)와 접촉한다. 도 2(b) 에서 볼 수 있듯이 특정 돌기부(57)와 접촉하는 벤딩 스트랩(55)의 접촉부는 돌기부 방향으로 볼록하게 굽어 있어서 스프링이 정지에 의해 제한되는 방식으로 완전 개방될 때, 벤딩 스트랩(55)은 돌기부(57)의 밑면에 있는 점접촉 또는 선접촉점(59)에서 작은 면에서만 지지된다. 정확한 지지 효과의 결과로서 이 영역에는 레버암(46)에 수직한 로커의 정확한 수직 높이가 재현된다.

클립 스프링(41)은 다리의 개방 방향으로 스위치 스프링의 조작력이 스위칭점에 도달했을 때 스트랩(36)이나 돌기부(57, 58)의 근처에서 대체로 다리의 종방향에 수직하게 작용하는 한계력보다 분명히 더 큰 초기인장을 갖는다. 스프링 강도의 이 정의는 다이아스태트(5)에 의한 압축하중의 경우에, 클립 스프링(41)은 스위치 스프링의 스위칭점을 초과하여 접점(25, 27)을 열 때까지 변형이 없는 힘전달 요소로서 충분한 시간 동안 작용하는 것을 보장한다. 클립 스프링 다리에서 이 범위 이상 신장시키는 힘은 다리들의 압축을 일으킬 수 있어서, 다이아스태트(5)와 스위치 스프링 사이의 힘 작용선상에 과부압 방지를 보장하는 가역적인 유연성이 존재한다.

베이스(16)에 스냅 동작 기구(20, 30)의 조립을 위해 간단한 삽입과 굽힘 과정만이 필요하고 스냅 동작 기구의 다이아스태트(5)로의 연결은 오직 금속 원판 (35)의 넓고 편평한 밑면(34)과 절연 노브(32)의 컵형상 윗면(33) 사이의 단순 연결 접촉에 의해 가능하기 때문에 본 발명에 따른 온도 조절기의 조립은 특히 쉽다.힘전달 수단에 대한 다이아스태트의 횡방향 위치가 조금 부정확한 경우라도 스위칭비는 실질적으로 변하지 않는다.

완전한 스냅 동작 기구는 베이스(16)에 서브 어셈블리로서 미리 조립될 수 있다. 이 목적을 위하여 스냅 스위치 부품들은 편평한 플러그 텅부(19)와 트위스트 스트랩(17, 29)를 해당 슬롯에 삽입하고 돌려 베이스(16)에 고정한다. 일체형 판금 굴곡 부품으로서 다루기 쉬운 로커(31)는 스냅 스위치 지지부 위에서 위로부터 눌려지며, 그 곳에서 돌기단(51)에 의해 발생하는 스냅 고정 동작에 의해 잠긴다. 절연 노브(32)는 로커가 조립되기 전이나 후에 체결 스트랩(36) 위에 장착될 수도 있다. 조립된 상태와 조립된 스위치의 조작시에 노브(32)는 압축 하중만 받기 때문에 스트랩(36)의 들림이나 올림을 방지하기 위한 고정은 불필요하다.

내부가 채워져 있고 납땜된 센서/모세관/다이아스태트(5) 어셈블리는 리테이닝 볼트(7)에 고정된다. 팽창 유니트는 절연체(32)를 위한 압력면의 제공에 대한 필요성을 제외하고는 스냅 동작 기구에 따라 맞출 필요가 없기 때문에 표준화된 팽창 요소나 다이아스태트를 사용할 수 있다.

셋스크류(14)에 의한 설정과 조정이 발생한다. 작동시 제어축(8)은 주어진 온도를 설정하기 위하여 회전되어 나사산(9, 10)에 의해 다이아스태트(5)가 제어축의 축(60)을 따라 주어진 위치에 놓여질 수 있다. 이 설정의 결과로서, 스위치 스프링(21)은 더 크거나 또는 작은 정도로 초기인장을 받게 되며 스위칭점으로부터의 거리 변화를 가져 온다.

온도 센서(3)를 가열하면 내포된 팽창 유체가 팽창하며 다이아스태트(5)를편평하게 펴서 금속 원판(35)이 아래로 움직이며 레버(46)가 스위치 스프링을 통하여 작용하는 힘에 반대 방향, 즉 반시계 방향으로 회전하게 된다.

스위치 스프링은 무부하 상태에서 외측단(outer end)이 반대 접점(27)에서 접점(25)과 접촉하여 스위치가 닫히는 방식으로 지지되어 있다. 편평한 플러그 텅부에 의해 연결된 회로는 스냅 스프링에 의해 닫혀 스위치가 켜진다.

스위칭점을 초과하여 스위치 스프링이 아래로 더 움직여 스냅 동작이 발생하여 돌기부(26)에 놓이면 스위치는 꺼진다. 조작 위치(47)에서 이 스위칭점에 발생하는 조작력에는 크기, 레버의 배치 및 해당 압력점의 함수로서 클립 다리(42, 43)를 압축하는 방향으로 한계력이 존재한다. 스트랩(36)의 근처에서 다리에 수직하게 작용하며 나이프 엣지 베어링(50)에 대해 변위를 일으키는 힘은 다리(42, 43)를 압축하지 않고 클립 스프링(41)에 의해 전달되어 로커 전체가 무변형 작동 요소로서 작용하게 된다.

보통의 운전시에는 조절기가 작동하고 센서(3)에 작용하는 임의의 전기 가열 장치나 다른 수단에 의한 가열이 결과적으로 보통 꺼지기 때문에 접점(25, 27)의 개방 후 다이아스태트에 더 이상의 현저한 팽창이 발생하지 않는다. 도시 되지 않은 조작 노브에 의해 제어축(8)을 돌림으로써 사용자가 조절기를 낮은 온도에 설정하거나 혹은 꺼기를 원한다면 사용자는 로커의 방향, 즉 OFF 방향으로 다이아스태트를 더 옮기면 된다.

온도 조절기 과부압 방지 장치가 작동한다. 클립 스프링의 한계력이 초과되지 않는한 다리(42, 43)는 압축될 수 없으며, 클립 스프링의 운동은 순전히 틸팅운동 뿐이다. 한계력은 더 큰 과부하가 걸리면 레버암(46)이 정지 부재(23)에 놓여질 때까지 스위치 스프링이 초기에 더 많이 움직일 수 있도록 설정된다. 또한 스위치 스프링의 최대 과부압 상태에서 스위치 스프링 상에 작용하는 힘과 굽힘 효과가 여전히 탄성 범위에도 미치지 않아서 영구 변형은 발생하지 않는다. 신장이 계속 더 증가하면 한계력을 초과하게 되고 앞서 무변형이었던 클립 스프링은 탄성적으로 유연하게 된다. 다리(42, 43)가 압축을 받게 되면 후퇴하므로 어떤 과부압 손상에 대해서 자신과 팽창 유니트 그리고 온도 스위치를 보호한다. 구조상 이미 베이스의 표면 높이가 충분히 낮지 않다면 선택적으로 베이스(16)나 스위치 스프링 지지부(22)는 스트랩(55, 56)과 접촉될 수도 있는 오목부를 갖는다. 클립 스프링의 최대 과부압 경로는 스트랩 내 개방된 프레임의 높이에 따라 제한될 수 있다. 반대로 이 필요 높이는 멤브레인의 최대 팽창이나 최대 행정에 의하여 미리 정해진다.

과부하의 제거, 즉 설정 장치를 식히자마자 다이아스태트(5)는 수축하고 쇼크 압소버로서 작용하는 클립 스프링(41)은 명확히 정의된 최대 다리 개방 폭을 갖는 도 1 내지 3 에 도시된 초기 형상으로 복구된다.

일체형 로커(31)에 의해 만들어지는 쇼크 압소버(41)와 조작 레버(40)의 쇼크 압소버 레버 유니트는 결과적으로 동작중에는 절대적으로 압력에 의한 변형이 없으며 단지 과부하의 경우에만 유연해지지만 그 후 정확히 원래 형상으로 복구되어 다이아스태트와 스냅 스위치 사이의 힘전달 수단의 전달 부재를 재현한다. 이 쇼크 압소버에서 스프링 탄성은 단지 스위칭이 이미 발생한 경우에만 영향을 미치고, 스위치 스프링의 과부하를 방지하는 역할만 하지만, 또한 선택적으로 실제 로커와 팽창 유니트의 과부하 방지 역할도 한다.

도 5 에 도시된 온도 스위치의 실시예는 도 1 의 실시예와 비교할 때 특히 전체 높이가 낮다. 일체형 로커(68)뿐만 아니라 베이스(66)와 스냅 스프링(67)의 영역에서 도 1 과 비교하여 변함이 없는 구조와 함께, 이 실시예에는 더 편평한 전기 절연 세라믹 물체(69)가 있는데, 온도 스위치가 반구형의 곡면을 갖는 절연체의 윗면과 조립될 때 납작한 멤브레인 다이아스태트(71)의 밑면에 연결된 금속 원판 (70)의 평탄한 밑면과 압력 점접촉한다. 도 1 의 접시형상 다이아스태트(5)의 경우와는 달리 모세관은 납작한 멤브레인 면에서 다이아스태트(71)의 주름진 납작한 박판 금속 내부를 직접 반경방향으로 지나간다. 편평한 멤버레인으로 구성된 다이아스태트와 모세관(72)을 횡방향으로 도입한 것은 이 실시예의 전고를 특히 낮추는 목적에 도움을 주며 조립과 기능이 도 1 의 실시예와 비교하여 다르지 않다.

도 6 과 도 7 에 도시된 온도 조절기(75)의 실시예는 쇼크 압소버 레버 유니트의 일체형 로커의 형상과 스냅 동작 기구와 팽창 유니트 사이의 전기 절연의 제공에 있어서 상기 기재된 실시예와 근본적으로 다르다. 도 1 과 비슷한 위로 굽은 단부를 갖는 팽창 유니트에 대하여 기재되었지만 도 5 의 팽창 유니트와 같이 납작한 멤브레인을 사용하는 것 또한 가능하다. 로커(76)에는 앞서 기재된 실시예와 비교할 때, 클립 스프링의 다리 길이의 실질적인 변화없이 U 굴곡부(77) 쪽으로 길어진 레버부(78)가 있어서, 나이프 엣지 베어링을 형성하는 지지 다리(80, 81)가 제어축(82)으로부터 U 굴곡부 근처로 옮겨지게 된다. 제어축 영역에는 절연체에 대한 리테이닝 스트랩을 대신하여 상부 클립 다리의 반구 형상으로 위로 향한스탬핑(83)이 존재한다.

팽창 유니트(84)에 대하여 로커를 전기적으로 절연하는 절연체(85)는 로커에 고정되지 않는 대신에 도 7 의 단면도에서 도시된 클립 스프링(86)에 의해 움직이며, 그것의 자유 다리는 캐이싱의 바깥쪽으로 돌출된 반대편 수평 주름(87, 88)에 지지된다. 절연체(85)는 로커의 반구부(83) 위에 점접촉 방식으로 지지되는 편평한 밑면(89)을 가지며, 절연체 윗면에는 축방향 블라인드 구멍(90)이 있어 팽창 유니트(84)의 밑면에서 볼트 같은 수직한 자루(91)가 삽입된다.

그리하여 절연 노브(85)는 탄력적인 박판 금속 부품(86)에 의해 멤브레인 (84)에서 축방향으로 눌리며, 캐이싱에 대해 움직일 수 있게 고정되어 조립된 서브 어셈블리 캐이싱의 일부분이 된다. 절연체와 함께 클립 스프링이 캐이싱에 삽입되고 이어서 팽창 요소도 설치되면, 클립 스프링(86)에 의하여 제공되는 윗방향의 축방향 초기인장은 조정 또는 제어 유니트 근처에서 가능한 어떠한 축방향 틈새도 제거할 수 있으며, 설정의 정확도를 높일 수 있다.

조절기를 조립하고 나면 절연체(85)의 평탄한 밑면(89)과 미끄럼 표면으로서 작용하는 로커의 필수적인 반구(83) 사이의 제어축 근처에 압력점(92)이 형성된다. 팽창 유니트의 편평한 밑면과 절연체의 반구 정점 사이에 상기의 실시예서와 기능적으로 대응하는 압력점이 존재한다. 도 6 과 7 에 따른 실시예서 압력점은 낮다. 즉 나이프 엣지 베어링(79) 평면에 가깝다. 나이프 엣지 베어링이 제어축(82)과 일치하는 압력축으로부터 멀리 떨어져 있어서 압력점(92)과 나이프 엣지 베어링(79) 사이에 형성된 로커(76)의 레버암은 도 1 내지 도 5 에 따른 실시예에서의 해당 레버암보다 압력축(82)과 예를 들어 60도의 더 뭉툭한 각을 이룬다. 스위칭점에서 발생하는 로커의 틸팅 운동으로 도 1 내지 도 5 의 실시예와 비교할 때 밑면(89)에서 반구(83)의 미끄럼 운동과 연관된 횡방향 운동이 분명히 줄어든다. 바람직하지 못한 경우에 있어, 서로 미끄러지는 부품을 함께 걸거나 기울임으로써 방해받을 수 있는 횡방향 운동을 감소시킨 결과, 조절기의 스위칭 정확도가 증가할 수도 있다.

쇼크 압소버와 레버 기구 사이에 형성된 서브 어셈블리의 결과로서 상기 서브 어셈블리가 함께 장착될 수 있는 모든 실시예에 대하여 공통된 장점이 있으며, 온도 조절기의 완전한 제작은 오직 다이아스태트와 버퍼 레버 표준 유니트에 별도의 고정 수단이나 방책에 의하여 고정되는 절연체를 갖는 캐이싱 서브 어셈블리 없이 보통 캐이싱에 이미 고정된 캐이싱 장착 절연체에 의해 선택적으로 절연되기도 하는 팽창 유니트의 버퍼 레버 유니트 상에서 정확한 위치에 장착되므로써 이루어 질 수 있다. 그 결과로서 모든 실시예에서 표준화된 다이아스태트를 사용할 수 있어 생산 비용을 줄일 수 있다. 전기 절연은 쇼크 압소버 레버 유니트, 캐이싱, 또는 팽창 유니트에 연결될 수 도 있다. 집적 쇼크 압소버를 갖는 스냅 동작 기구의 완전한 선조립의 가능성은 레버의 명확히 정의된 피봇 마운팅의 결과로서 스냅 동작 시스템의 작동점은 항상 정확히 같다는 잇점을 준다. 스냅 동작 기구에 대한 제어축의 위치의 제작 공차는 쇼크 압소버 레버 유니트와 팽창 유니트 또는 절연체 사이의 넓고 편평한 접촉면으로 인한 스위칭 정확도에 미치는 영향은 없거나 미미할 뿐이다.

Claims (5)

1. 힘전달 수단에 의해 스냅 스위치의 스위치 스프링에 작용하는 팽창 요소와, 힘전달 수단과 상호 작용하고 스위칭점에서 스위치 스프링의 조작력에 연관된 한계력 이상에서 형상이 변할 수 있는 일 이상의 완충 수단을 갖는 스위치 스프링의 과부하 방지 수단을 구비한 가변 온도 조절기등의 온도 스위치에 있어서, 상기 힘전달 수단과 상기 완충 수단이 구성 유니트(constructional unit)를 형성하는 것을 특징으로 하는 가변 온도 조절기 등의 온도 스위치.
2. 제 1 항에 있어서, 힘전달 수단이 일측에서 나이프 엣지 베어링(knife-edge bearing) 방식으로 지지되고 스위치 스프링(21)에 작용하는 레버암(46)을 구비하는 일 이상의 레버(40)를 구비한 레버 기구(30)를 갖는 것을 특징으로 하는 온도 스위치.
3. 제 1 항에 있어서, 정지 부재(23)를 구비하여 스위치 스프링(21)에 작용하는 레버(40)가 스위치 스프링에 대한 스위칭점을 초과한 후에 상기 부재에 직접 지지되는 것을 특징으로 하는 온도 스위치.
4. 제 1 항에 있어서, 완충 수단이 스프링 방향으로 자기 구속성을 갖는 일 이상의 초기인장된 스프링 요소를 구비하고, 클립 스프링 다리(42, 43)의 개방 방향으로 초기인장된 개방 제한 클립 스프링( Stop-limited opening clip spring; 41 )의 형태인 것을 특징으로 하는 온도 스위치.
5. 제 1 항에 있어서, 완충 수단과 힘전달 수단의 구성 유니트가 일체형 요소인 것을 특징으로 하는 온도 스위치.