WO2016027496A1 - Actuator - Google Patents
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Abstract
In order to provide an actuator having a heat-generating element with high resistance to flexure associated with the movement of a bimetal, the actuator (10) of the present invention is provided with a movable body (5) and a power-supply section (4) that supplies power to the movable body (5). The movable body (5) is provided with the bimetal (1), an insulating layer (2) formed on a surface of the bimetal (1), and a metal resistor pattern (3) bonded thereto with the insulating layer (2) disposed therebetween. The power-supply section (4) supplies power to the metal resistor pattern (3) in a state in which the power-supply section (4) is insulated from the bimetal (1).
Description
この発明は、バイメタルを備えたアクチュエータに関する。
This invention relates to an actuator provided with a bimetal.
従来、バイメタルを用いたスイッチが知られている。前記スイッチは、所定の設定温度以上になると、バイメタルが反転して可動接点を動作させ、接点を切り替えるように構成されている。このようなスイッチでは、温度が上昇して接点が切り替わった後、温度が低下するとバイメタルは再び反転して、接点が元の状態に戻ってしまう。そこで、一旦接点が動作した後に、その状態を保持するために、例えば、バイメタルの反転に追従する可撓性を有した抵抗体をバイメタルの表面に設け、バイメタルが反転した際に前記抵抗体に通電してバイメタルを加熱するスイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
Conventionally, a switch using a bimetal is known. The switch is configured such that, when the temperature reaches or exceeds a predetermined set temperature, the bimetal is inverted to operate the movable contact and to switch the contact. In such a switch, after the temperature rises and the contact is switched, when the temperature falls, the bimetal is reversed again, and the contact returns to the original state. Therefore, in order to maintain the state after the contact once operates, for example, a flexible resistor that follows the inversion of the bimetal is provided on the surface of the bimetal, and when the bimetal is inverted, the resistor is A switch that energizes and heats the bimetal has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献１の技術では、抵抗体は、樹脂とカーボンを混合した粒子をエラストマーの中に配合して形成されるＰＴＣ抵抗体が用いられており、バイメタル表面に重合する、フィルム状に形成して粘着剤でバイメタルに重合する、印刷形成で重合する等の方法で形成される。しかし、このような抵抗体は耐久性が低いという問題がある。そのため、バイメタルの反転動作部に抵抗体を設けると、反転動作による屈曲で断線に至りやすかった。また、バイメタルの反転動作部を避けて抵抗層を設けると、反転動作部の温度を上げるための電力を多く要することになってしまう。
In the technique of Patent Document 1, the resistor is a PTC resistor formed by blending resin and carbon particles in an elastomer and is formed into a film shape that is polymerized on the bimetal surface. It is formed by a method such as polymerization to bimetal with an adhesive or polymerization by printing. However, there is a problem that such a resistor has low durability. For this reason, when a resistor is provided in the inversion operation portion of the bimetal, it is easy to cause disconnection due to bending by the inversion operation. Further, if a resistance layer is provided to avoid the bimetal inversion operation portion, a large amount of electric power is required to raise the temperature of the inversion operation portion.
本発明は上記問題点を解決するものであり、バイメタルの動作に伴う屈曲に対する耐性が高い発熱要素を有するアクチュエータを提供することを目的とする。
The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide an actuator having a heat generating element that is highly resistant to bending caused by bimetal operation.
上記目的を達成するために、本発明のアクチュエータは、可動体と、前記可動体へ給電する給電部とを備え、前記可動体は、バイメタルと、前記バイメタル表面に形成された絶縁層と、前記絶縁層を介して貼り付けられた金属抵抗体パターンとを備え、前記給電部は、前記バイメタルとは絶縁状態で前記金属抵抗体パターンへ給電することを特徴とする。
To achieve the above object, an actuator of the present invention includes a movable body and a power feeding unit that feeds power to the movable body, and the movable body includes a bimetal, an insulating layer formed on the bimetal surface, and the And a metal resistor pattern attached via an insulating layer, wherein the power feeding unit feeds power to the metal resistor pattern in an insulated state from the bimetal.
本発明のアクチュエータにおいて、前記金属抵抗体パターンの両端が、前記バイメタルの外側に引き出された引出部を有していることが好ましい。
In the actuator according to the present invention, it is preferable that both ends of the metal resistor pattern have a lead-out portion that is drawn to the outside of the bimetal.
前記金属抵抗体パターンは、クロム、ニッケル、マンガンおよびこれらの合金からなる群から選ばれる材料からなり、前記金属抵抗体パターンの断面積は、０．１ｍｍ２以下であることが好ましい。
The metal resistor pattern is made of a material selected from the group consisting of chromium, nickel, manganese, and alloys thereof, and the cross-sectional area of the metal resistor pattern is preferably 0.1 mm 2 or less.
本発明のアクチュエータにおいて、前記金属抵抗体パターンは、通電に寄与しない部分を有していることが好ましい。
In the actuator of the present invention, it is preferable that the metal resistor pattern has a portion that does not contribute to energization.
本発明のアクチュエータにおいて、前記バイメタルは、温度に応じて反転動作するスナップアクション型バイメタルであることが好ましい。
In the actuator of the present invention, it is preferable that the bimetal is a snap action type bimetal that reverses in response to temperature.
本発明のアクチュエータにおいて、前記金属抵抗体パターンの引出部に相対する部分の絶縁層が形成されていないことが好ましい。
In the actuator according to the present invention, it is preferable that an insulating layer corresponding to the lead portion of the metal resistor pattern is not formed.
前記において、前記金属抵抗体パターンの引出部の一方はバイメタルに電気的に接続され、他方には突起部が設けられていることが好ましい。
In the above, it is preferable that one of the lead portions of the metal resistor pattern is electrically connected to the bimetal, and the other has a protrusion.
本発明によれば、バイメタルの動作に伴う屈曲に対する耐性が高い発熱要素を有するアクチュエータを提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide an actuator having a heat generating element that is highly resistant to bending caused by bimetal operation.
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
The above object, other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定および制限されない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited or limited to the following examples.
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ１０の概略構成を示す分解斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ１０の斜視図である。図２（ａ）は定常時のアクチュエータ１０、図２（ｂ）は反転動作時のアクチュエータ１０である。 (First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of anactuator 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the actuator 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A shows the actuator 10 in a steady state, and FIG. 2B shows the actuator 10 in a reverse operation.
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ１０の概略構成を示す分解斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ１０の斜視図である。図２（ａ）は定常時のアクチュエータ１０、図２（ｂ）は反転動作時のアクチュエータ１０である。 (First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an
本実施形態のアクチュエータ１０は、可動体５と、可動体５へ給電する給電部４とを備えている。可動体５は、バイメタル１と、バイメタル１表面に形成された絶縁層２と、絶縁層２を介して貼り付けられた金属抵抗体パターン３とを備えている。絶縁層２がバイメタル１と金属抵抗体パターン３との間に配置されていることで、給電部４は、バイメタル１とは絶縁状態で金属抵抗体パターン３へ給電する。金属抵抗体パターン３は、通電によりジュール熱が発生する。この発熱によってバイメタル１が加熱されて動作する。アクチュエータ１０には、バイメタル１として、いわゆるスナップアクション型バイメタルを用いている。スナップアクション型バイメタルとは、非加熱時に第１主面が凸面、第２主面が凹面であり、加熱時に第１主面が凹面、第２主面が凸面となる曲板であって、非加熱時と加熱時とで前記凸面と凹面とがスナップ動作で反転するバイメタルである。
The actuator 10 of this embodiment includes a movable body 5 and a power feeding unit 4 that feeds power to the movable body 5. The movable body 5 includes a bimetal 1, an insulating layer 2 formed on the surface of the bimetal 1, and a metal resistor pattern 3 attached via the insulating layer 2. Since the insulating layer 2 is disposed between the bimetal 1 and the metal resistor pattern 3, the power supply unit 4 supplies power to the metal resistor pattern 3 while being insulated from the bimetal 1. The metal resistor pattern 3 generates Joule heat when energized. The bimetal 1 is heated by this heat generation and operates. For the actuator 10, a so-called snap action type bimetal is used as the bimetal 1. The snap action type bimetal is a curved plate in which the first main surface is convex and the second main surface is concave when not heated, the first main surface is concave and the second main surface is convex when heated, It is a bimetal in which the convex surface and the concave surface are reversed by a snap operation during heating and during heating.
金属抵抗体パターン３としては、パターン形成した金属箔を用いることができる。前記パターンは、例えば０．５ｍｍ以下の幅で形成されるが、このような細かい幅のパターンを形成するには、プレス加工、エッチング等の方法を好適に用いることができる。金属抵抗体パターン３は、クロム、ニッケル、マンガンおよびこれらの合金からなる群から選ばれる材料からなることが好ましく、断面積は、０．１ｍｍ２以下であることが好ましい。このような材料および断面積とすることで、金属抵抗体パターン３の抵抗値を大きくすることができるので、大電流を必要とせずに発熱させることができる。発熱要素として金属箔等の金属抵抗体パターン３を用いることで、バイメタル１の反転動作による屈曲により断線に至ることがない。また、バイメタル１と金属抵抗体パターン３を形成する材料の線膨脹係数を近接した値とすることができるので、温度変化による断線や剥がれも生じにくい。さらに、本実施形態における金属抵抗体パターン３の形状のように、金属抵抗体パターン３の形状をバイメタル１の屈曲に追随しやすい形状とすることで、前記の断線や剥がれを、より防止することができる。これらの効果は、特に温度に応じて反転動作するスナップアクション型バイメタルにおいて顕著であり、スナップアクション型バイメタルに好適に適用することができる。スナップアクション型バイメタルは、後述するスローアクション型バイメタルに比べて、動作が急激に起こるため、バイメタル表面に抵抗体を設ける場合に断線や剥がれが発生しやすいからである。なお。本発明においては、金属抵抗体パターン３の形状は、図１の態様に限定されず、例えば渦巻き形状等の形状とすることもできる。
As the metal resistor pattern 3, a patterned metal foil can be used. The pattern is formed with a width of, for example, 0.5 mm or less, and a method such as press working or etching can be suitably used to form a pattern with such a small width. The metal resistor pattern 3 is preferably made of a material selected from the group consisting of chromium, nickel, manganese, and alloys thereof, and the cross-sectional area is preferably 0.1 mm 2 or less. By using such a material and cross-sectional area, the resistance value of the metal resistor pattern 3 can be increased, so that heat can be generated without requiring a large current. By using the metal resistor pattern 3 such as a metal foil as the heat generating element, the bimetal 1 is not broken by bending due to the reversing operation. Moreover, since the linear expansion coefficient of the material forming the bimetal 1 and the metal resistor pattern 3 can be set to a close value, disconnection or peeling due to a temperature change hardly occurs. Furthermore, by making the shape of the metal resistor pattern 3 easy to follow the bending of the bimetal 1 like the shape of the metal resistor pattern 3 in the present embodiment, the above disconnection and peeling are further prevented. Can do. These effects are particularly noticeable in a snap action type bimetal that reverses in response to temperature, and can be suitably applied to a snap action type bimetal. This is because the snap action type bimetal operates more rapidly than the later-described slow action type bimetal, and therefore disconnection or peeling is likely to occur when a resistor is provided on the bimetal surface. Note that. In the present invention, the shape of the metal resistor pattern 3 is not limited to the embodiment shown in FIG. 1, and may be a spiral shape or the like.
絶縁層２は、バイメタル１と金属抵抗体パターン３とが電気的に絶縁状態とすることができればよいが、絶縁性接着剤、絶縁性接着シートおよび絶縁性両面テープ等を用いると、金属抵抗体パターン３を貼り付けることで容易に設けることができ、好ましい。
The insulating layer 2 is not limited as long as the bimetal 1 and the metal resistor pattern 3 can be electrically insulated. However, when an insulating adhesive, an insulating adhesive sheet, an insulating double-sided tape, or the like is used, the metal resistor It can be easily provided by pasting the pattern 3, which is preferable.
本実施形態においては、バイメタル１の外側に、金属抵抗体パターン３の両端が引き出された引出部６を有している。引出部６は、給電やアクチュエータ１０の位置決めに用いることができる。このような構造とすると、金属抵抗体パターン３の端部を引き出して固定した状態で給電できるので、接触不良による動作不良を防止することができる。また、本実施形態では、引出部６の途中まで絶縁層２が形成されているので、バイメタル１のエッジと金属抵抗体パターン３との短絡に起因する誤動作を防止することができる。
In this embodiment, it has the extraction | drawer part 6 from which the both ends of the metal resistor pattern 3 were pulled out on the outer side of the bimetal 1. FIG. The drawer 6 can be used for power feeding and positioning of the actuator 10. With such a structure, power can be supplied with the end of the metal resistor pattern 3 being pulled out and fixed, so that malfunction due to poor contact can be prevented. In the present embodiment, since the insulating layer 2 is formed partway through the lead-out portion 6, it is possible to prevent malfunction caused by a short circuit between the edge of the bimetal 1 and the metal resistor pattern 3.
本実施形態のアクチュエータ１０は、定常時にも給電できるという特徴を有している。例えば、特許文献１に開示の熱応動スイッチの技術では、所定温度以上になるとバイメタルが反転動作し、その反転後の形状となることで通電してバイメタルが加熱され、バイメタルの反転状態が保持される。これに対して、アクチュエータ１０は、定常時にも給電できるので、環境温度の変化によらず、通電により意図的に反転動作を可能とすることができる。
The actuator 10 of the present embodiment has a feature that power can be supplied even in a steady state. For example, in the technology of the thermally responsive switch disclosed in Patent Document 1, the bimetal reverses when the temperature exceeds a predetermined temperature, and the bimetal is heated by energizing the inverted shape, and the bimetal inversion state is maintained. The On the other hand, since the actuator 10 can supply power even in a steady state, it can intentionally perform a reversing operation by energization regardless of changes in the environmental temperature.
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係るアクチュエータ２０の、定常時の概略構成を示す図である。図３（ａ）は定常時のアクチュエータ２０の斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩ－Ｉ断面を示す断面図、図３（ｃ）は定常時のアクチュエータ２０の端部（図３（ｂ）で二点鎖線で囲んだ部分）の拡大断面図である。また、図４は、本発明の第２の実施形態に係るアクチュエータ２０の、反転動作時の概略構成を示す図である。図４（ａ）は反転動作時のアクチュエータ２０の斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩ－Ｉ断面を示す断面図、図４（ｃ）は反転動作時のアクチュエータ２０の端部（図４（ｂ）で二点鎖線で囲んだ部分）の拡大断面図である。 (Second Embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of theactuator 20 according to the second embodiment of the present invention at a steady state. 3A is a perspective view of the actuator 20 in a steady state, FIG. 3B is a cross-sectional view showing a II cross section of FIG. 3A, and FIG. 3C is an end portion of the actuator 20 in a steady state. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a part surrounded by a two-dot chain line in FIG. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration during the reversing operation of the actuator 20 according to the second embodiment of the present invention. 4A is a perspective view of the actuator 20 during the reversing operation, FIG. 4B is a cross-sectional view showing the II cross section of FIG. 4A, and FIG. 4C is the cross-sectional view of the actuator 20 during the reversing operation. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of an end portion (portion surrounded by a two-dot chain line in FIG. 4B).
図３は、本発明の第２の実施形態に係るアクチュエータ２０の、定常時の概略構成を示す図である。図３（ａ）は定常時のアクチュエータ２０の斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩ－Ｉ断面を示す断面図、図３（ｃ）は定常時のアクチュエータ２０の端部（図３（ｂ）で二点鎖線で囲んだ部分）の拡大断面図である。また、図４は、本発明の第２の実施形態に係るアクチュエータ２０の、反転動作時の概略構成を示す図である。図４（ａ）は反転動作時のアクチュエータ２０の斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩ－Ｉ断面を示す断面図、図４（ｃ）は反転動作時のアクチュエータ２０の端部（図４（ｂ）で二点鎖線で囲んだ部分）の拡大断面図である。 (Second Embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
第２の実施形態に係るアクチュエータ２０では、金属抵抗体パターン３の引出部６に相対する部分に、絶縁層２が形成されていない。図３（ｂ）および（ｃ）に示すように、定常時において、引出部６はバイメタル１に接していない。したがって、定常時は、金属抵抗体パターン３の引出部６を給電部４として用いて給電すると、金属抵抗体パターン３に電流が流れてジュール熱でバイメタル１が反転する。
In the actuator 20 according to the second embodiment, the insulating layer 2 is not formed on the portion of the metal resistor pattern 3 that faces the lead portion 6. As shown in FIGS. 3B and 3C, the drawer 6 is not in contact with the bimetal 1 in a steady state. Therefore, in a steady state, when the lead portion 6 of the metal resistor pattern 3 is used as the power feeding portion 4 to supply power, a current flows through the metal resistor pattern 3 and the bimetal 1 is inverted by Joule heat.
反転動作後は、図４（ｂ）および（ｃ）に示すように、引出部６がバイメタル１のエッジと接触する。バイメタル１の抵抗値は金属箔（金属抵抗体パターン３）の抵抗値より小さいため、引出部６がバイメタル１のエッジと接触すると、給電部４、４間の抵抗値が小さくなる。このとき、給電部４、４間の抵抗値をモニタリングすることで、アクチュエータ２０の動作を検知することができる。バイメタル１の反転動作による抵抗値の減少変化を検知して通電を止めると、バイメタル１は、自然冷却で定常時の状態に戻る。このような動作により、アクチュエータ２０では容易に連続駆動が可能となる。なお、前記において通電を止めないと、バイメタル１に電流が流れ続け、これにより冷却に時間がかかってしまうため、通電を止めるほうが好ましい。
After the reversing operation, as shown in FIGS. 4B and 4C, the lead-out portion 6 comes into contact with the edge of the bimetal 1. Since the resistance value of the bimetal 1 is smaller than the resistance value of the metal foil (metal resistor pattern 3), the resistance value between the power feeding units 4 and 4 becomes small when the lead-out portion 6 contacts the edge of the bimetal 1. At this time, the operation of the actuator 20 can be detected by monitoring the resistance value between the power feeding units 4 and 4. When the decrease in resistance value due to the reversal operation of the bimetal 1 is detected and the energization is stopped, the bimetal 1 returns to the steady state by natural cooling. By such an operation, the actuator 20 can be easily continuously driven. If the energization is not stopped in the above description, it is preferable that the energization is stopped because the current continues to flow through the bimetal 1 and it takes time for cooling.
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係るアクチュエータ３０の、定常時の概略構成を示す図である。図５（ａ）は定常時のアクチュエータ３０の斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＩ－Ｉ断面を示す断面図、図５（ｃ）は定常時のアクチュエータ３０の端部（図５（ｂ）で二点鎖線で囲んだ部分）の拡大断面図である。また、図６は、本発明の第３の実施形態に係るアクチュエータ３０の、反転動作時の概略構成を示す図である。図６（ａ）は反転動作時のアクチュエータ３０の斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＩ－Ｉ断面を示す断面図、図６（ｃ）は反転動作時のアクチュエータ３０の端部（図６（ｂ）で二点鎖線で囲んだ部分）の拡大断面図である。 (Third embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of theactuator 30 according to the third embodiment of the present invention at a steady state. 5A is a perspective view of the actuator 30 in a steady state, FIG. 5B is a cross-sectional view showing a II cross section of FIG. 5A, and FIG. 5C is an end portion of the actuator 30 in a steady state. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a portion surrounded by a two-dot chain line in FIG. FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration during the reversing operation of the actuator 30 according to the third embodiment of the present invention. 6A is a perspective view of the actuator 30 during the reversing operation, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 6A, and FIG. 6C is a cross-sectional view of the actuator 30 during the reversing operation. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of an end portion (portion surrounded by a two-dot chain line in FIG. 6B).
図５は、本発明の第３の実施形態に係るアクチュエータ３０の、定常時の概略構成を示す図である。図５（ａ）は定常時のアクチュエータ３０の斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＩ－Ｉ断面を示す断面図、図５（ｃ）は定常時のアクチュエータ３０の端部（図５（ｂ）で二点鎖線で囲んだ部分）の拡大断面図である。また、図６は、本発明の第３の実施形態に係るアクチュエータ３０の、反転動作時の概略構成を示す図である。図６（ａ）は反転動作時のアクチュエータ３０の斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＩ－Ｉ断面を示す断面図、図６（ｃ）は反転動作時のアクチュエータ３０の端部（図６（ｂ）で二点鎖線で囲んだ部分）の拡大断面図である。 (Third embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the
第３の実施形態に係るアクチュエータ３０では、第２の実施形態に係るアクチュエータ２０と同様に、金属抵抗体パターン３の引出部６に相対する部分に、絶縁層２が形成されていない。アクチュエータ３０では、さらに、金属抵抗体パターン３の一方の引出部６Ａはバイメタル１に電気的に接続され、他方の引出部６Ｂには突起部７が設けられている。本実施形態においては、引出部６Ａは、導電層８によってバイメタル１に電気的に接続されている。導電層８としては、導電性接着剤等を用いることができる。
In the actuator 30 according to the third embodiment, the insulating layer 2 is not formed on the portion of the metal resistor pattern 3 that faces the lead-out portion 6 as in the actuator 20 according to the second embodiment. In the actuator 30, one lead portion 6 </ b> A of the metal resistor pattern 3 is electrically connected to the bimetal 1, and the projection portion 7 is provided on the other lead portion 6 </ b> B. In the present embodiment, the lead portion 6 </ b> A is electrically connected to the bimetal 1 by the conductive layer 8. As the conductive layer 8, a conductive adhesive or the like can be used.
アクチュエータ３０は、図５（ｂ）および（ｃ）に示すように、定常時において、引出部６Ａは導電層８を介してバイメタル１と接しているが、引出部６Ｂはバイメタル１と接していない。したがって、定常時は、金属抵抗体パターン３の引出部６Ａ、６Ｂを給電部４、４として用いて給電すると、金属抵抗体パターン３に電流が流れてジュール熱でバイメタル１が反転する。
As shown in FIGS. 5B and 5C, the actuator 30 is in contact with the bimetal 1 through the conductive layer 8 in the steady state, but the drawer 6B is not in contact with the bimetal 1. . Accordingly, when power is supplied using the lead portions 6A and 6B of the metal resistor pattern 3 as the power supply portions 4 and 4 in a steady state, a current flows through the metal resistor pattern 3 and the bimetal 1 is inverted by Joule heat.
反転動作後は、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、引出部６Ｂは、突起部７がバイメタル１と接触する。これにより、給電部４、４間の抵抗値が小さくなる。このとき、給電部４、４間の抵抗値をモニタリングすることで、第２の実施形態と同様に、アクチュエータ３０の動作を検知することができる。本実施形態においては、引出部６Ａは定常時においてもバイメタルと電気的に接続されているので、反転動作によってバイメタル１と接触する金属抵抗体パターン３の引出部は、引出部６Ｂの一つだけになり、また、引出部６Ｂには突起部７が設けられているので、引出部とバイメタルとの間の接触不良が生じにくく、接触信頼性を高めることができる。
After the reversing operation, as shown in FIGS. 6B and 6C, the protruding portion 7B of the lead-out portion 6B comes into contact with the bimetal 1. Thereby, the resistance value between the electric power feeding parts 4 and 4 becomes small. At this time, the operation of the actuator 30 can be detected by monitoring the resistance value between the power feeding units 4 and 4 as in the second embodiment. In the present embodiment, since the lead portion 6A is electrically connected to the bimetal even in a steady state, the lead portion of the metal resistor pattern 3 that contacts the bimetal 1 by the reversing operation is only one of the lead portions 6B. In addition, since the protruding portion 7 is provided in the lead-out portion 6B, poor contact between the lead-out portion and the bimetal hardly occurs, and contact reliability can be improved.
本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、バイメタル１の反転動作による抵抗値の減少変化を検知して通電を止めると、バイメタル１は、自然冷却で定常時の状態に戻る。このような動作により、アクチュエータ３０では容易に連続駆動が可能となる。
Also in the present embodiment, as in the second embodiment, when the decrease in resistance value due to the reversal operation of the bimetal 1 is detected and the energization is stopped, the bimetal 1 returns to the steady state by natural cooling. By such an operation, the actuator 30 can be easily continuously driven.
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係るアクチュエータ４０の斜視図である。アクチュエータ４０において、金属抵抗体パターン３は、通電に寄与しない部分である延長部９を有している。延長部９を有することで、金属抵抗体パターン３の抵抗値を小さくすることなくパターンの面積を増やせるので、バイメタル１（絶縁層２）との接着信頼性を高めることができる。 (Fourth embodiment)
FIG. 7 is a perspective view of anactuator 40 according to the fourth embodiment of the present invention. In the actuator 40, the metal resistor pattern 3 has an extension 9 that is a portion that does not contribute to energization. Since the extension portion 9 is provided, the area of the pattern can be increased without reducing the resistance value of the metal resistor pattern 3, so that the reliability of adhesion with the bimetal 1 (insulating layer 2) can be improved.
図７は、本発明の第４の実施形態に係るアクチュエータ４０の斜視図である。アクチュエータ４０において、金属抵抗体パターン３は、通電に寄与しない部分である延長部９を有している。延長部９を有することで、金属抵抗体パターン３の抵抗値を小さくすることなくパターンの面積を増やせるので、バイメタル１（絶縁層２）との接着信頼性を高めることができる。 (Fourth embodiment)
FIG. 7 is a perspective view of an
（第５の実施形態）
図８は、本発明の第５の実施形態に係るアクチュエータ５０の斜視図である。図８（ａ）は定常時のアクチュエータ５０、図８（ｂ）は屈曲動作時のアクチュエータ５０である。アクチュエータ５０では、バイメタル１Ａがスローアクション型バイメタルである。スローアクション型バイメタルを用いた場合、金属抵抗体パターン３への通電量に比例した変位を得ることができる。本実施形態に示すように、本発明は、スナップアクション型バイメタルに限られず、他のタイプのバイメタルを可動体５に適用することができ、いずれの場合においても、バイメタルの動作に伴う屈曲に対する耐性が高い発熱要素を有するアクチュエータを得ることができる。 (Fifth embodiment)
FIG. 8 is a perspective view of anactuator 50 according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 8A shows the actuator 50 in a steady state, and FIG. 8B shows the actuator 50 in a bending operation. In the actuator 50, the bimetal 1A is a slow action type bimetal. When a slow action type bimetal is used, a displacement proportional to the amount of current applied to the metal resistor pattern 3 can be obtained. As shown in the present embodiment, the present invention is not limited to the snap action type bimetal, and other types of bimetal can be applied to the movable body 5, and in any case, resistance to bending caused by the operation of the bimetal. Thus, an actuator having a high heat generating element can be obtained.
図８は、本発明の第５の実施形態に係るアクチュエータ５０の斜視図である。図８（ａ）は定常時のアクチュエータ５０、図８（ｂ）は屈曲動作時のアクチュエータ５０である。アクチュエータ５０では、バイメタル１Ａがスローアクション型バイメタルである。スローアクション型バイメタルを用いた場合、金属抵抗体パターン３への通電量に比例した変位を得ることができる。本実施形態に示すように、本発明は、スナップアクション型バイメタルに限られず、他のタイプのバイメタルを可動体５に適用することができ、いずれの場合においても、バイメタルの動作に伴う屈曲に対する耐性が高い発熱要素を有するアクチュエータを得ることができる。 (Fifth embodiment)
FIG. 8 is a perspective view of an
１０、２０、３０、４０、５０ アクチュエータ
１、１Ａ バイメタル
２ 絶縁層
３ 金属抵抗体パターン
４ 給電部
５ 可動体
６、６Ａ、６Ｂ 引出部
７ 突起部
８ 導電層
９ 延長部 10, 20, 30, 40, 50 Actuator 1, 1A Bimetal 2 Insulating layer 3 Metal resistor pattern 4 Power feeding part 5 Movable body 6, 6A, 6B Lead part 7 Projection part 8 Conductive layer 9 Extension part
１、１Ａ バイメタル
２ 絶縁層
３ 金属抵抗体パターン
４ 給電部
５ 可動体
６、６Ａ、６Ｂ 引出部
７ 突起部
８ 導電層
９ 延長部 10, 20, 30, 40, 50
Claims (7)
- 可動体と、前記可動体へ給電する給電部とを備え、
前記可動体は、バイメタルと、前記バイメタル表面に形成された絶縁層と、前記絶縁層を介して貼り付けられた金属抵抗体パターンとを備え、
前記給電部は、前記バイメタルとは絶縁状態で前記金属抵抗体パターンへ給電することを特徴とするアクチュエータ。 A movable body, and a power feeding unit that feeds power to the movable body,
The movable body includes a bimetal, an insulating layer formed on the bimetal surface, and a metal resistor pattern attached via the insulating layer,
The actuator, wherein the power feeding unit feeds power to the metal resistor pattern in an insulated state from the bimetal. - 前記金属抵抗体パターンの両端が、前記バイメタルの外側に引き出された引出部を有している、請求項１記載のアクチュエータ。 2. The actuator according to claim 1, wherein both ends of the metal resistor pattern have a drawn portion that is drawn to the outside of the bimetal.
- 前記金属抵抗体パターンは、クロム、ニッケル、マンガンおよびこれらの合金からなる群から選ばれる材料からなり、前記金属抵抗体パターンの断面積は、０．１ｍｍ２以下である、請求項１または２記載のアクチュエータ。 The metal resistor pattern is made of a material selected from the group consisting of chromium, nickel, manganese, and alloys thereof, and the cross-sectional area of the metal resistor pattern is 0.1 mm 2 or less. Actuator.
- 前記金属抵抗体パターンは、通電に寄与しない部分を有している、請求項１から３のいずれか一項に記載のアクチュエータ。 The actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal resistor pattern has a portion that does not contribute to energization.
- 前記バイメタルが、温度に応じて反転動作するスナップアクション型バイメタルである、請求項１から４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。 The actuator according to any one of claims 1 to 4, wherein the bimetal is a snap action type bimetal that reversely operates according to temperature.
- 前記金属抵抗体パターンの引出部に相対する部分の絶縁層が形成されていない、請求項５記載のアクチュエータ。 The actuator according to claim 5, wherein an insulating layer is not formed at a portion facing the lead portion of the metal resistor pattern.
- 前記金属抵抗体パターンの引出部の一方はバイメタルに電気的に接続され、他方には突起部が設けられている、請求項６記載のアクチュエータ。 The actuator according to claim 6, wherein one of the lead portions of the metal resistor pattern is electrically connected to the bimetal, and the other is provided with a protrusion.
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|---|---|---|---|
| JP2014169498 | 2014-08-22 | ||
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| WO2016027496A1 true WO2016027496A1 (en) | 2016-02-25 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH05144356A (en) * | 1991-11-21 | 1993-06-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Thermoswitch and heater with thermoswitch |
| WO2012070324A1 (en) * | 2010-11-26 | 2012-05-31 | 株式会社村田製作所 | Actuator |
-
2015
- 2015-04-01 WO PCT/JP2015/060309 patent/WO2016027496A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05144356A (en) * | 1991-11-21 | 1993-06-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Thermoswitch and heater with thermoswitch |
| WO2012070324A1 (en) * | 2010-11-26 | 2012-05-31 | 株式会社村田製作所 | Actuator |
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