JPH04112426A

JPH04112426A - 形状記憶合金を用いた接点開閉機構

Info

Publication number: JPH04112426A
Application number: JP22843890A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Yonezawa; 米沢　征寿; Yoshihiro Iwamoto; 岩本　吉博
Original assignee: Hakusan Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Hakusan Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1992-04-14

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、落雷、回路の短絡等に起因する過電流から
各種の機器を保護する接点開閉機構に係する。

（従来の技術〕従来のこの種の接点開閉機構としては、ヒユーズ、ノー
ヒユーズブレーカ等が知られている。ヒユーズは、簡単
な構成であるが、−度動作すると溶断してしまって再使
用できないという欠点がある。また、ノーヒユーズブレ
ーカは、−度動作してもリセフトすることにより何度で
も使用できるが、部品点数が多く構成が複雑であるため
、大型で価格が高いという欠点がある。

一方、これらの欠点を形状記憶合金を用いて解決しよう
とする試みが、特公平１−３６６４８号公報に開示され
ている。第４図は形状記憶合金を用いた従来の接点開閉
機構を示す構成図である。

この接点開閉機構は、形状記憶合金で形成した導体１０
１．１０２を平常時に変形させることにより、それらの
先端１０３．１０４が互いに接触するように支持部１０
５．１０６に固定したものである。そして、先端１０３
．１０４が接触する部分は、導体１０１．１０２が復元
する温度よりも低い融点を有する半田、樹脂等によって
接着されている。

また、導体１０１．１０２に過電流が流れると、導体１
０１．１０２の温度が自己発熱によって上昇し先端１０
３．１０４の半田等が溶融する。そしてさらに導体１０
１．１０２の温度が上昇すると、導体１０１．１０２の
形状が復元し、先端１０３．１０４が互いに離れて過電
流を遮断する。

そして、先端１０３．１０４が離れて過電流を遮断した
後、先端１０３．１０４が接触するように導体１０１．
１０２を変形させて、半田等で先端１０３．１０４を接
着して再使用する。このように、この接点開閉機構は簡
単な構成で再使用を図ろうとするものである。

〔発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような形状記憶合金を用いた従来の
接点開閉機構では、先端１０３．１０４の半田等が溶融
してから、導体１０１．１０２の形状が復元して先端１
０３．１０４が離れて通電流を遮断するまでの状態が、
非常に不安定であるという問題がある。すなわち、先端
１０３．１０４が半田等で接着されている間は、先端１
０３．１０４間の接触抵抗が十分に低い。ところが半田
等が溶融すると、先端１０３．１０４を接着する力がな
くなるばかりか、半田等の蕉発、流動、落下などを生し
ることがある。そのため、先端１０３．１０４間の接触
抵抗が高くなったり、先端１０３．１０４間が開放して
しまったりする。したがって、導体１０１．１０２を流
れる電流が変化して接点開閉機構の所期の特性が得られ
なくなる。

また、この接点開閉機構を繰り返し使用する場合、先端
１０３．１０４が互いに接触するように導体１０１．１
０２を変形させた後、半田等で先端１０３．１０４を接
着する必要があり、極めて煩雑であった。

そこで、この発明の目的は、安定した特性を有し、簡単
な操作で繰り返し使用できる接点開閉機構を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１記載の形状記憶合金を用いた接点開閉機構は、
形状記憶合金からなる可動部材と、この可動部材の一端
を着脱自在に接続した着脱端子と、上記可動部材の他端
を固定して接続した固定端子とを備え、上記可動部材に
は過電流による自己発熱によって上記可動部材の一端が
上記着脱端子から離脱する形状が記憶されたものである
。

請求項２記戦の形状記憶合金を用いた接点開閉機構は、
上記可動部材がコイルばね状であり、この可動部材には
過電流による自己発熱によって縮小して上記着脱端子か
ら離脱する形状が記憶されたことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

この発明に係る接点開閉機構では、形状記憶合金からな
る可動部材の一端が着脱自在に端子に接続され、可動部
材の他端が固定して端子に接続され、保護すべき配線に
接続される。両端子間に過電流が流れると、可動部材の
温度はジュール熱によりマルテンサイト変態温度を超え
る。すると、形状記憶合金が逆変態して母相に至り、可
動部材は記憶された形状に変形しようとする。その結果
、可動部材の復元力が可動部材の一端を端子に接続して
いる挟持力よりも太いため、可動部材の一端が端子から
離脱して電流を遮断する。この動作は瞬時に行われるの
で、可動部材の一端が端子に接続された部分すなわち接
点の動作前における接触抵抗は動作前では非常に安定し
ている。

また、可動部材をコイルばね状にすると、形状記憶前後
の変位量が大きくとれ、端子間の離脱が確実に行われる
。

さらに、一端が端子から離脱した可動部材は、変形を加
えることにより、一端が端子に再び接続される。

〔実施例〕

第１１ないし第３図はこの発明に係る接点開閉Ｗｊ、横
の一実施例を示し、第１図は接点開閉機構およびその取
付台を示す斜視図、第２図は接点開閉機構を取付台に取
付けた状態を示す斜視図、第３図は第２図において可動
部材がマルテンサイト変態温度以上になった場合を示す
斜視図である。

以下、これらの図面に基づき詳細に説明する。

接点開閉機構１０は、形状記憶合金からなる可動部材１
２と、可動部材１２の一端１４を着脱自在に接続した着
脱端子１６と、可動部材１２の他端１８を固定して接続
した固定端子２０とから概略構成されている。そして、
可動部材１２には過電流による自己発熱によって可動部
材１２の一端１４が着脱端子１６から離脱する形状が記
憶されている。

可動部材１２は、形状記憶合金でコイルばね状に形成さ
れている。そして、可動部材１２は、母相において一端
１４が着脱端子１６から離脱するように縮小した状態に
形状記憶処理が施されており、マルテンサイト相におい
て一端１４が着脱端子１６に接続するように伸長した状
態に変形が加えられている。また、可動部材１２の一端
１４には圧着により接続された略細長円柱状の挿入部２
６が設けられている。挿入部２６は、径小の先端２８と
径大の鍔状基端３０とを有している。

着脱端子１６は、挿入部２６と係合する略細長円筒状の
受容部３２を有している。受容部３２には、先端に開口
端３４が形成され、開口端３４から基端４０へ設けられ
た切り割り３６．３６によって挟持片３８．３８が形成
されている。挟持片３８．３８の弾性力に抗して開口端
３４を拡開させ、挿入部２６の先端２８を開口端３４か
ら挿入することによって、挿入部２６が受容部３２に挟
持され電気的接続が得られる。換言すれば、挿入部２６
が受容部３２に挟持されることによって、可動部材１２
の一端１４が着脱端子１６に着脱自在に接続される。な
お、受容部３２０基端４０には導線４２が圧着され、導
線４２には取付片４４が圧着されている。

固定端子２０は、可動部材１２の他＠１Ｂが圧着された
取付片４６によって構成されている。

なお、着脱端子１６、固定端子２０、挿入部２６、受容
部３２等は、導電性の良好な金属で形成されている。ま
た、上記の圧着とは機械的に固着させて電気的接続を得
るための方法である。

取付台５０は、電気的絶縁性を有する合成樹脂等から成
り、取付部５２．５２Ｌこは、導電性の良好な金属から
なる接続片５４．５４が設けられている。

接点開閉機構１０は、取付片４４．４６の透孔５６．５
６にネジ５８．５８をそれぞれ挿通させ、ネジ５８．５
８を接続片５４．５４のネジ穴６０．６０へそれぞれ螺
合させることにより取付台５０へ取付けられる。また、
取付台５０には、被保護回路の導線６２．６２がネジ６
４．６４によって接続片５４．５４のネジ穴６６．６６
へそれぞれ接続される。

なお、可動部材１２の構造は、■字状、Ｗ字状、リング
状、うずまき状等に形成してもよいが、コイルばね状が
変位量を大きくできるので最も好ましい。また、可動部
材１２をなす形状記憶合金は、Ｎｉ−Ｔｉ合金、Ｎｉ−
Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌなどの銅
系合金等を用いる。

次に、接点開閉機構５０の動作を述べる。

接点開閉機構ＩＯを、保護すべきｍｓと直列に配線に接
続する。ここで、落雷、回路短絡等に起因して着脱端子
１６と固定端子２０との間に過電流が流れると、可動部
材１２の有する抵抗値によって温度が上昇し、可動部材
１２を構成する形状記憶合金のマルテンサイト変態温度
を越える。ここで、このマルテンサイト変態温度が例え
ば８０°Ｃであったとすれば、可動部材１２の温度が８
０°Ｃを越えると、形状記憶合金が逆変態して母相に至
り、可動部材１２は記憶された長さに縮小しようとする
。その結果、可動部材１２の復元力が一端１４を着脱端
子１６に接続している挟持力よりも大きいため、一端１
４が着脱端子１６から離脱する。こうして、接点開閉機
構５０は電流を遮断して機器へ過を流が流れることを防
ぐ。

また、接点開閉機構５０は、過電流により記憶された長
さに縮小した可動部材１２が冷えてマルテンサイト相に
至った後、可動部材１２を引き伸ばして変形を加えるこ
とにより再使用できる。すなわち、可動部材１２の一端
１４に接続された挿入部２６の先端２８を指で摘み、可
動部材１２を引き伸ばす。そして、着脱端子１６の受容
部３２の開口端３４に挿入部２６の先端２日をあてがい
、挟持片３日、３８の弾性力に抗して開口端３４を拡開
させ、開口端３４が鍔状基端３０に当接するまで先端２
８を挿入する。こうして、接点開閉機構１０の導通が回
復する。

なお、この実施例では人間の手によってリセットされる
が、バイアスばねを並設して自動的にリセットされるよ
うにしてもよい。

また、この実施例で使用した可動部材１２は、Ｎｉ−Ｔ
ｉ合金の直径０．３ｍｍの線材を用いて、外径５ｍｍで
５回巻のコイルばねを形成し、５００°Ｃで３０分間の
加熱処理後、急冷することにより形状記憶処理を行った
ものである。この可動部材１２は、マルテンサイト変態
温度が約６０°Ｃ５抵抗値が約ｌΩであった。そして、
この可動部材１２を用いた接点開閉機構ＩＯと５Ωの抵
抗器との直列回路を、５０Ｈｚ、１００ｖの商用電源に
接続したところ、約０．３秒で接点開閉機構１０が動作
し過電流を遮断した。

なお、接点開閉機構１０は、可動部材１２の材質、構造
、着脱端子１６の挟持力等によって所望の特性が得られ
る。

〔発明の効果〕

この発明に係る形状記憶合金を用いた接点開閉機構によ
れば、形状記憶合金からなる可動部材を着脱自在に端子
に接続することにより、機械的な接触のみによって接点
を構成できる。その結果、安定した特性を得ることがで
き、簡単な操作で繰り返し使用できる。

また、上記可動部材をコイルばね状にすると変位量を大
きくでき動作を確実にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明に係る接点開閉機構の一
実施例を示し、第１図は接点開閉機構およびその取付台
を示す斜視図、第２図は接点開閉機構を取付台に取付け
た状態を示す斜視図、第３図は第２図において可動部材
がマルテンサイト変態温度以上になった場合を示す斜視
図、第４図は形状記憶合金を用いた従来の接点開閉機構
を示す構成図である。ｌＯ・・・接点開閉機構１２・・・可動部材１４・・・可動部材の一端１６・・・着脱端子１８・・・可動部材の他端２０・・・固定端子特許出願人・・・株式会社　白山製作所代　理　人・・
・弁理士　吉１）芳春

Claims

【特許請求の範囲】

（１）形状記憶合金からなる可動部材と、この可動部材
の一端を着脱自在に接続した着脱端子と、上記可動部材
の他端を固定して接続した固定端子とを備え、上記可動
部材には過電流による自己発熱によって上記着脱端子か
ら離脱する形状が記憶された形状記憶合金を用いた接点
開閉機構。
（２）請求項１記載の形状記憶合金を用いた接点開閉機
構において、上記可動部材がコイルばね状であり、この
可動部材には過電流による自己発熱によって縮小して上
記着脱端子から離脱する形状が記憶されたことを特徴と
する形状記憶合金を用いた接点開閉機構。