JPH02106839A - バイメタルスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、バイメタル部材がいわゆるスナップアクシ
ョンと呼ばれる急速な反転動作を行ない、電気的接点を
開閉するバイメタルスイッチの改良に関する。

（従来の技術） 英国特許筒６５７，４３４号、同じく英国特許９０３゜
８０７号の発明、及び日本国特開昭５９−５８７３０号
の発明ではいずれも外力が与えられていない場合、すな
わち自然の状態ではわん曲した形状のバイメタル部材が
用いられている。そしてこのバイメタル部材は電流が流
れると発熱し、異なる熱膨張率を有する２つのメタル部
分の変形によってスナップアクションを起こすのである
。このように従来は、スナップアクションを生じさせる
ためにバイメタル部材を予め曲面状に成形していた。

このようなバイメタル部材が用いられた従来のバイメタ
ルスイッチの一例を第６図に示す。この例におけるバイ
メタル部材５は、自然の状態では第７図に示すように舌
片６の先端部を頂点とする複雑な曲面に形成されている
。ここで両側部５Ｃ。

５Ｄの曲率半径ｒ１及び端部５Ａ、５Ｂの曲率半径ｒ２
等は経験によって決定されφものである。

自然の状態におけるバイメタル部材５の凸側か低膨張率
のメタル部であり、同様に凹側が高膨張率のメタル部で
ある。このバイメタル部材５は、方の端部５Ａの２箇所
で溶接により端子部材２に固着されている。バイメタル
部材５の舌片６には接点部材７か設けられている。この
接点部材７に当接するように端子部材１の先端部に接点
部材８が設けられている。端子部材１，２は保持部材９
によって保持されている。端子部材１，２間に電流か流
されると、その電流は端子部材１、接点部材８、接点部
材７、舌片６、端部５Ｂを経て２つの側部５Ｃ，５Ｄに
分岐し、端部５Ａで合流して端子部材２へ至る。この電
流によりバイメタル部材５が発熱すると、高膨張率のメ
タル部及び低膨張率のメタル部に生じる変形、内部歪が
大きくなり、これら２つのメタル部の材質、形状で決定
される平衡点を超えるとバイメタル部材５はスナップア
クションを起こし、第８図に示すようになる。

すなわち高膨張率のメタル部側か凸となり低膨張率のメ
タル部側が凹となる。このとき接点部材７は接点部材８
から離れ、このスイッチは開となる。

このとき以後バイメタル部材５には電流が流れなくなる
のでバイメタル部材５の温度は低下する。

そしてその温度かある点まで下がるとバイメタル部材５
はスナップアクションによって元の状態に戻る。

（発明が解決しようとする課題） このようにバイメタル部材のスナップアクションはその
曲面形状により決定されるものでおる。

そしての曲面形状は経験的、実験的に得られるものであ
る。しかしバイメタル部材をこのような曲面形状にする
にはプレス成型か必要であるため、製造か容易ではなく
、また、−旦形成された形状を変更することは困難でお
る。このため所望の電流値または温度で開閉するバイメ
タルスイッチを得ることは困難であった。

本発明の目的は、製造が容易でしかも所望の電流値また
は温度で開閉するバイメタルスイッチを提供することで
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明では、バイメタルの反転動作によって開閉するバ
イメタルスイッチにおいて、外力が与えられていないと
きは平板状のバイメタル部材と、このバイメタル部材が
わん曲するようにその両端を所定の間隔て支持する支持
手段を具備する構成となっている。

（作用） バイメタル部材は支持手段によって両端が支持され、わ
ん曲した状態となっている。バイメタル部材は温度が上
昇するとある時点でスナップアクションを起し、スイッ
チを開（または閉）とする。次にバイメタル部材は温度
が下降するとある時点で上記とは逆方向のスナップアク
ションを起し、スイッチを閉（または開）とする。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例の外観を示す。このバイメタ
ルスイッチのバイメタル部材１１は第２図に示すように
、外力が与えられていない状態では平板状である。そし
て舌片１２は、このバイメタル部（Ａ１１の基材である
長方形の部材かＵ字状の空間を有するように打ち抜かれ
て形成されたものである。舌片１２はこのバイメタル部
材１１の一方の端部１１Ａから他方の端部１１Ｂへ伸び
る形状とされている。この舌片１２の先端近傍には接点
部材１３が固着されている。

第１図中、１５．１６は端子部材であり、夫々を第３図
、第４図に示す。これら端子部材１５．１６は第１図に
示すように、モールド成型により得られる保持部材１７
によってその中間部が保持されている。

端子部材１６は、他の部分よりも幅が広くなっている幅
広部１６Ａと、外部との電気的接続を行なう端子部１６
Ｂとを有している。幅広部１６Ａは第５図に示すように
折り曲げられた形状に形成されており、端子部１８Ｂを
延長した面との間に空隙を有する形状とされている。更
にその先端部分は上記の延長面に対し略９０°方向に折
り曲げられた形状となっでいる。幅広部１６Ａの先端部
分には突起１６Ｃが設けられている。この突起１６Ｃに
は、保持部材１７に対向する面側に７字状の溝１６Ｄが
設けられている。

バイメタル部材１１は、端部１１Ａを溝１６［）で保持
され、端部１１Ｂを幅広部１６Ａの保持部材１７側の２
箇所に溶接され、端子部材１５の先端側に凸となる２次
曲面状にわん曲した状態とされている。常温では、この
バイメタル部材１１は低膨張率のメタル部側が凸であり
、高膨張率のメタル部側が凹となっている。端子部材１
５の先端部には接点部材１９が固着されている。この接
続部材１９は、常温のときは舌片１２設けられている接
点部材１３に当接するようにされている。

次にこのように構成された本実施例の動作を説明する。

まず、常温では接点部材１３．１９は当接している。

この状態で端子部材１５．１６間に電流が流されるとバ
イメタル部材１１は発熱し、高膨張率のメタル部側が低
膨張率のメタル部側よりも伸びる力が大きく作用し、あ
る温度になるとスナップアクションを起こし、凹凸が反
転する。このため接点部材１３は接点部材１９から離間
し、端子部材１５．１６は開となる。この時点からバイ
メタル部材１１は周囲の空気によって冷却され、常温に
近いある温度になると高膨張率、低膨張率のいずれのメ
タル部にも元の状態に戻ろうとする力が生じてスナップ
アクションを起こし、凹凸が反転する。このため接点部
材１３と接点部材１９とは再び当接し、端子部材１５゜
１６間には再び電流が流れる状態となる。尚、所望の電
流値、あるい温度でこのスイッチを開、閉させるには、
第５図に示すように幅広部１６Ａに支持されているバイ
メタル部材１１の両端間の距離ｄを変化させるように幅
広部１６Ａあるいは突起１６Ｃを変形させると良い。

本実施例では端子部材１６の幅広部１６Ａ及び突起１６
Ｃが支持手段になっている。このため部品点数が少なく
、構造が簡単なバイメタルスイッチを作成することがで
きる。

本実施例において、バイメタル部材１１の端部１１Ａは
直接、溝１６Ｄに保持されるようにしたが、突起１６Ｃ
にこの突起１６Ｃとは異なる絶縁部材を取付け、この絶
縁部材に溝１Ｂ［）を設けるようにすれば電流を効果的
にバイメタル部材１１に流すことかできる。

また、本実施例では、バイメタル部材自身に電流が流れ
て発熱する型のスイッチであるか、バイメタル部材には
電流が流れず、その反転による力のみが利用されて接点
を開閉するスイッチでも良い。

また、本実施例では、バイメタル部材の一端は溶接され
他端は突起に設けられたＶ字状の溝に保持されるように
したが、バイメタル部材の支持手段はこれに限定されな
い。

［発明の効果］ 本発明によれば、自然の状態では平板状のバイメタル部
材を用いることができるので、平板状の部材を曲面形状
にプレス成型する必要がなくなり、バイメタルスイッチ
を容易に製造することができる。また本発明によれば、
支持手段によって支持されているバイメタル部材の両端
間の距離を変化させるだけで、そのわん曲形状が変化す
るので、開閉時の温度、電流値等のようなスイッチの動
作点を容易に調節することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図乃至第４図
はその構成部品を示す図、第５図は本発明の一実施例の
側面図、第６図乃至第８図は従来例を示す図である。 １１・・・バイメタル部材 １５、１６・・・端子部材 １３、１９・・・接点部材 １７・・・保持部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バイメタルの反転動作によって開閉するバイメタルスイ
   ッチにおいて、外力が与えられていないときは平板状の
   バイメタル部材と、このバイメタル部材がわん曲するよ
   うにその両端を所定の間隔で支持する支持手段とを具備
   することを特徴とするバイメタルスイッチ。