JPH0334169B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、バイメタルなど温度の相違によつて
形状を変える熱応動板を皿状に絞り成形して異な
る温度において急跳運動を行なうようにし、その
急跳運動を利用して接点の開閉を行なわせる熱応
動スイツチに係り、特に急跳運動をする前記熱応
動板の固定端近傍に固着した接続部材の他端を熱
応動板支持体に固着し、その接続部材と熱応動板
支持体との間に間隔設定部材を熱的及び電気絶縁
状態で配設する事により、後述の如く可動接点が
固定接点から開離する温度を希望値に正確に設定
する事を容易ならしめるとともに限界動作電流値
に対して何倍かの電流を流した時の動作時間を短
かくするという保護性能を高める効果のある熱応
動スイツチを提唱するものである。

以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。第１図に於て、１は左端に開口部１ａ
を有する容器にして鉄板などを絞り加工して作ら
れたものであり、２は蓋板にして例えば鉄板を円
板状に打抜いて作られている。容器１の開口部１
ａを蓋板２の外周近傍にリング溶接などの方法に
より接合固着し、これら両者によつて１個の密閉
容器が構成される。蓋板２には中心からずれた位
置に孔２ａが穿たれており、その孔２ａにはガラ
スなどの充填材３により電気的に絶縁して導電体
４が気密に固着してある。導電体４の図示左側即
ち密閉容器の外側に出ている部分はこの熱応動ス
イツチによつて保護される機器あるいは電源など
に接続されるが、本実施例ではそのための接続金
具９ｂが溶接などの方法により固着されている。
導電体４の図示右側即ち密閉容器の内側になる部
分には例えば銀合金などをクラツドした上面が部
分球面状をなした円板状の固定接点５ａを先端部
に固着した固定接点支持体５が固着されている。
固定接点支持体５は固有抵抗や溶着性などが目的
に合致するように選択された適当な金属板をＬ字
形に曲げて作られている。蓋板２の密閉容器内側
に面する一部にＬ字形の金属板で作られた熱応動
板支持体８が溶接などの方法で固着されている。
この熱応動板支持体８の右側には適当な金属板を
クランク形に曲げた接続部材７の右端が固着さ
れ、その接続部材７の左側には可動接点６ａを先
端近傍に固着したバイメタル或いはトリメタルか
ら成る熱応動板６が固着されている。この時前記
接続部材７は中央近傍をその両端部と比較して変
形し易い形状とし、後述する動作温度の較正時に
その固着部及び熱応動板支持体の変形を避ける作
用効果を有する構造とされている。熱応動板６の
中央部は浅い皿状に絞り成形されていて所定の温
度例えば120℃で急跳反転して点線にて示す状態
になり固定接点５ａから可動接点６ａをスナツプ
動作で開離させ、また例えば80℃で急跳復帰して
図示実線にて示す状態に接点間を閉成するもので
ある。熱応動板支持体８の先端近傍に螺合されて
いるねじのような間隔設定部材８ａは、熱応動板
６の取付けられた根元近傍の接続部材７の一部を
その下端で例えば碍子で作られた絶縁部材８ｂを
介して押圧する事により接続部材７の中央のやや
巾の狭い部分７ａを変形させて可動接点６ａと固
定接点５ａとの間に例えば常温で作用する接点圧
力を適当な値にして前述のスナツプ動作を確実に
させてその動作温度の較正を行ない較正後はその
位置に固定される。ねじのような間隔設定部材８
ａが電気絶縁物で作られていれば絶縁部材８ｂは
不要である。蓋板２の外側には密閉容器と同電位
側の外部回路への接続金具９ａが溶接などにより
固着されている。このような構成の熱応動スイツ
チを接続金具９ａ及び９ｂを介して保護すべきモ
ーターなどと直列に接続して電源に接続し、かつ
モーター巻線に対して熱交換関係状態に装着すれ
ばそのモーターの巻線の温度の影響及びモーター
の電流が熱応動板支持体８−接続部材７−熱応動
板６−可動接点６ａ−固定接点５ａ−固定接点支
持体５−導電体４を流れるのでこれら各部の抵抗
による発熱の影響を受け熱応動板６は温度上昇
し、異常時には熱応動板６が急跳反転して点線に
て示す状態となりモーターへの電流供給を遮断し
てモーターの巻線温度の異常上昇を保護する事が
出来る。尚、第１図には熱応動板支持体８が蓋板
２に固着され、固定接点支持体５が導電体４に固
着されているが、これとは逆に熱応動板支持体８
を導電体４に固着し、固定接点支持体５を蓋板２
に固着しても同様の作用を得る事は勿論である。

以上述べた如き構造の熱応動スイツチにおい
て、モーターなどを保護する上で必要な特性とし
て限界動作電流値（以下UTCと表す）及びその
UTCの何倍かの値の電流をスイツチに通じた時
に熱応動板が所定の急跳反転温度に達して接点を
開く迄の動作時間（以下STと表す）がある。周
知の如くUTCはモーターの定格負荷運転電流に
合わせなければならない。UTCがこの定格電流
以下であればそのモーターは充分に運転されず過
敏に保護する熱応動スイツチのために運転率を低
下させられるという不具合を生ずる。逆にUTC
が定格電流の150％以上も高くてはモーターが過
負荷運転された時に巻線等が過熱して絶縁が劣化
してしまう危険を生ずる。従つて例えば定格負荷
運転電流の105％乃至125％位の範囲にUTCは選
定される。次にモーターのトルクが負荷のトルク
に負けて回転子が廻らずいわゆる回転子拘束状態
においてはモーターの巻線には定格電流の何倍か
の電流が流れるが、この時には速やかに電流の供
給を遮断して巻線の過熱を防止しなければならな
い。このような場合に熱応動スイツチのST特性
が問題とされる。

保護すべきモーターの定格電流に対して好まし
い範囲に熱応動スイツチのUTCを合わせるため
には、熱応動スイツチの各部要素の低抗値を選定
しなければならないが、各部要素の機械的強度も
考慮して使用する材料の固有抵抗値と寸法を設計
する。UTCのみをモーターの定格電流に合わせ
るのならば比較的設計は楽であるが、最近はモー
ターの巻線が過電流（回転子拘束時）に対して熱
的に余裕のない設計となつているため熱応動スイ
ツチのSTは短かくする事が要求される。即ち
UTCを変えないでSTを短かくする事が望まれる
のである。この要望を満たすべく熱応動スイツチ
の各部要素の抵抗値を全抵抗値（第１図に示した
ものの接続金具９ａ乃至９ｂ間の抵抗）に対して
どのような比率にすると良いかと云う問題につい
て種々調べたころ、全抵抗値に対して比率を高く
すべき部分は熱応動板６であり、次いで熱応動板
６の自己発生熱を伝導によつて逃がさないように
するために接続部材７の固有抵抗を比較的高く選
定する必要のある事が判つた。接続部材７の大き
さは熱応動板６や熱応動板支持体８の大きさに比
較して小さいのでこの部分の低抗値としては直接
比較すれば大きい方ではないが電流の通路の長さ
当りの抵抗値としては高く選定しなければならな
いという意味である。長さ当りの抵抗値を高くと
れば、この部分で発生する熱がこの部分の両端に
接続されている熱応動板６から熱応動板支持体８
への熱の移動を遮断するように極めて有効に作用
する。従つて同一のUTCに設計された熱応動ス
イツチに於て、接続部材７の部分が長さ当りの抵
抗値の大なるものと小なるものとではSTが可成
り相違するのである。

以上述べた事柄を具体的数値を挙げて説明する
次の如くである。UTCを測定する方法は雰囲気
温度60℃一定の電気的に絶縁性の流体中に熱応動
スイツチを置き温度を周囲の温度に充分なじませ
てから接続金具９ａ及び９ｂ間に通電を開始し予
想UTCより数アンペア低い電流値から10分間で
１アンペアの割合で増加させていつて接点が開離
した時の電流値を読む。STを測定する方法は雰
囲気温度25℃一定の恒温槽中でスイツチを周囲温
度に充分なじませてから接続金具９ａ及び９ｂ間
に60アンペア一定電流を通じて通電開始から接点
が開離して電流が遮断される迄の時間を測る。実
験に供した熱応動スイツチは第１図に示した通り
のものと、これと比較するために間隔設定部材８
ａを黄銅製のねじにしてその下端を絶縁部材８ｂ
を介さないで直接に接続部材７の熱応動板に固着
した部分へ当接したものについて行なつた。第１
図実施例のものは絶縁部材８ｂとしてアルミナ磁
器製の小片を用いているが全抵抗は2.5ｍΩでそ
のうち熱応動板６が1.2ｍΩ、接続部材７が0.3ｍ
Ωであり熱応動板支持体８が0.3ｍΩ、両接点間
が接触抵抗を含めて0.2ｍΩ、固定接点支持体５
が0.3ｍΩ、導電体が0.2ｍΩであつた。これと比
較するための絶縁部材８ｂを省略したものは全抵
抗は2.5ｍΩでそのうち熱応動板６が1.2ｍΩ、接
続部材７が黄銅製のねじでバイパスされたために
0.01ｍΩ熱応動板支持体８の材質を固有抵抗値の
高いものに代えて0.59ｍΩ、両接点間が接触抵抗
を含めて0.2ｍΩ、固定接点支持体５が0.3ｍΩ、
導電体が0.2ｍΩであつた。そして実施例のもの
はUTCが34.5アンペアでSTが12秒、比較品は
UTCが34.3アンペアでSTが16秒であつた。STが
30％長くなる事は回転子拘束時の保護において非
常に危険な温度上昇を招来する事を意味するもの
であり保護性能は極めて劣ると云える。

以上述べた如く本発明は、急跳反転及び復帰す
る熱応動板６が長さ当りの抵抗値の高い接続部材
７を介して熱応動板支持体８に支承され、その熱
応動板支持体８の先端近傍と接続部材７との間隔
を熱的電気的に絶縁した状態で間隔設定部材８ａ
により設定したもので、可動接点６ａが固定接点
５ａから開離する温度の較正を適確かつ容易なら
しめるとともにUTCを下げないでSTを短かく出
来る秀れた保護性能を有する熱応動スイツチを得
る事が出来る。尚、間隔設定部材としては第１図
に示したねじのような形状以外に第２図に示すよ
うなものであつてもよい。即ち第２図には第１図
の熱応動板支持体８の先端近傍をとりまく部分に
相当する部分が拡大して示されており、磁器など
絶縁物製のくさび１０が熱応動板支持体８と接続
部材７の間に挿入され、このくさび１０を固定す
るための金属製アーム１１が示されている。アー
ム１１はその左端が熱応動板支持体８の一部に溶
接などの方法で固着され、右端はくさび１０を押
して行くと同時に適当な位置でくさび１０と固着
されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る密閉形熱応動ス
イツチの縦断面図である。第２図は他の実施例に
係る第１図の部分拡大相当図である。 １…容器、１ａ…開口部、２ａ…孔、２…蓋
板、４…導電体、３…充填材、５ａ…固定接点、
５…固定接点支持体、６ａ…可動接点、６…熱応
動板、８…熱応動板支持体、７…接続部材、８
ａ，１０…間隔設定部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一端に開口部を有する容器とその開口部に接
   合固着して密閉容器を構成する蓋板、その蓋板に
   穿たれた孔に電気絶縁性の充填材によつて固着さ
   れた導電体、その導電体と前記蓋板の容器内側の
   一部分に熱応動板支持体と固定接点支持体とをそ
   れぞれ固着し、前記熱応動板支持体の先端近傍に
   は異なる温度において急跳反転及び急跳復帰する
   熱応動板が接続部材を介して固着され、その熱応
   動板の可動端に設けられた可動接点と接触或いは
   開離する固定接点が前記固定接点支持体に固着さ
   れてなる密閉形熱応動スイツチにおいて、前記接
   続部材はその中央部近傍を両端部と比較して変形
   し易い形状とし又その先端近傍と熱応動板支持体
   の先端近傍との間に間隔設定部材が熱絶縁及び電
   気絶縁状態で挿入されていて前記接続部材と熱応
   動板支持体の先端近傍との間隔を加減する事によ
   り前記固定接点と可動接点との間の接触圧力を増
   減して可動接点が固定接点から開離する温度を較
   正する事を特徴とする密閉形熱応動スイツチ。