JPH0412572B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 産業上の利用分野 本発明は、自動車等の電気配線を保護するサー
キツトブレーカの構造に関する。

本発明は、従来のサーキツトブレーカが通電時
に接触圧が低下するのに対し、逆に一定範囲で接
触圧が増加して信頼性を高めるようにしたもので
ある。

従来の技術 サーキツトブレーカは、一般に逆皿状に湾曲し
て形成したバイメタルの中央部を支持し、両端部
に設けた接点を端子に接触させた構造を有し、バ
イメタルの下側（端子接触側）を高膨張材料、上
側（反対側）を低膨張材料で形成し、熱による膨
張率の差を利用してバイメタルを上側にそらせて
反転し、回路を遮断するようにしてある。

この作動原理は、熱により発生した応力がバイ
メタル本来の形状が有する応力を越えることによ
り反転する（すなわち、無負荷でも高温にさらす
と反転する）作用を利用したものである。

したがつて、温度上昇に伴いバイメタルの接点
と端子の接触圧が低下し、電気的接続状態の信頼
性が悪くなり、さらに接触圧が零になる前に反転
させないといわゆるチヤタリングが発生し、スパ
ーク等による接点の荒れを早めるなどの問題があ
つた。

解決しようとする問題点 本発明の目的は、上記のような問題点を解決
し、通電時に一定範囲で接触圧が増加しその電気
的接続の信頼性を高めると共にチヤタリングの起
きない安定作動するサーキツトブレーカを提供す
るにある。

〔発明の構成〕

問題点を解決するための手段 本発明は従来のバイメタルの作動原理とは異な
り、外部から加えられた応力が形状の有する応力
を越えることにより反転する（すなわち、温度が
一定でも荷重を加えると反転する）作用に着目し
てなされたものである。

すなわち、本発明のサーキツトブレーカの構造
は、円弧状に湾曲して形成したバイメタルの一端
を支持固定し、他端自由縁部に設けた接点を端子
に接触せしめてなるサーキツトブレーカにおい
て、前記バイメタルの端子接触側を低膨張材料、
その反対側を高膨張材料で形成し、前記接点と接
触する端子の接触片を、該バイメタルが解放され
て通常電流以下の電流が流れる低温時フリーの状
態で前記接点が前記支持固定部と接点との中間に
荷重を加えたときに反転する位置にある低温時反
転限界位置と、過電流が流れる高温時フリーの状
態で前記接点が反転する位置にある高温時反転限
界位置との中間に位置せしめ、通電による前記バ
イメタルの変位を前記接点の接圧増加側に働か
せ、接圧の増加によりバイメタルを反転させて回
路を遮断することを特徴とする。

以下、本発明を図面と共に具体的に説明する
と、第１図および第２図において、１は逆皿状に
湾曲形成されたバイメタルであつて、その中央部
は蓋２を有する合成樹脂製ケース３の底壁３ａに
ネジ４によつて上下移動可能に支持されている。
また、バイメタル１の両端部の接点５は、ケース
底壁３ａを貫通して固定した端子６の上端接触片
６ａと接触している。

以上は従来のサーキツトブレーカと同様の構造
であるが、本発明においては、バイメタル１の端
子接触側（下側）を低膨張材料１ａで、反対側
（上側）を高膨張材料１ｂでそれぞれ形成してあ
る。

低膨張材料１ａとしては、アンバーなどの鉄ニ
ツケル合金が、また高膨張材１ｂとしては黄銅、
鉄ニツケルクロム（マンガン）合金など、一般に
用いられる金属や合金を使用する。なお、上記バ
イメタル１は両端自由縁部を接点５とした例であ
るが、一端（例えば前記ネジ４による中央部）を
直接端子６に固定してもよい。

作 用 第３図イ，ロは本発明の作用状態説明図であつ
て、イはバイメタル１の温度による形状変化、ロ
はバイメタル１と端子位置（接触片６ａ）との相
互関係を示す。

すなわち、バイメタル１が通常電流以下の低温
であつて、端子６の接触片６ａ（以下、単に「端
子」という。）を省いたフリーの状態を仮定すれ
ば、バイメタル１は第３図イのＡの位置にある。

Ｂは低温時フリー状態のバイメタル１の中央部
に外力（荷重）を加えたときの反転限界位置、Ｃ
はその反転状態を示す。

以上はバイメタル１のいわば基準状態の示すも
のであるから、バイメタル１に過電流が流れて高
温になると、高膨張材料１ｂが上側であるからバ
イメタル１は下側に湾曲変形する。その結果、高
温時においては、前記位置Ａ，Ｂがそれぞれ下側
の位置A′，B′に変位する。

かくして、端子位置Ｄを第３図ロのように反転
限界位置ＢとB′との間に予め設けておくと、低
温時には位置ＢがＤより上にあるためバイメタル
１は反転せず、過電流による高温時には位置Ｄが
B′より上になるため円滑に反転し、回路が遮断
される。また、バイメタル１が通電により昇温す
る過程では、第３図イのように位置ＡがA′まで
下がるために、端子と接点５の接触圧が増加す
る。

このように、本発明の構造によると、バイメタ
ルが通電により温度が上昇する一定範囲におい
て、その接触圧が増加し、電気的接続が安定化
し、信頼性が向上する。

これに対して、従来のバイメタルの作用状態を
示すと第４図イ，ロのようになる。

すなわち、第４図イにおいて、位置ａは低温時
フリー状態、ｂは高温時、ｃは反転後の状態を示
し、また、b′は低温時における荷重による反転限
界位置を示す。この場合、バイメタル１′の位置
は、温度（通電量）に比例して位置ａ，ｂ間にあ
り、過電流通電時には、ｂを越えて一気にｃまで
反転し、その状態を維持することになる。

そこで、第３図ロと同様にバイメタル１′と端
子位置との相互関係をみると、第４図ロのように
端子位置ｄがａ，ｂ間にある場合は、過電流通電
時であつてもバイメタル１′が一気に前記位置ｃ
を越えなれてば、ｄを越えて一旦遮断されても温
度が下がり、通電が再開されるために前記したチ
ヤタリングが発生する。一方、端子位置ｄをb′に
近づけると、定格電流に通い電流でも簡単に遮断
されるという弊害が生ずる。

従つて、端子位置ｄは、ｂ，b′の間でできるだ
けｂに近い位置に設定する必要があり、しかも接
触圧が温度（通電量）により減少するという問題
があつた。

実施例 第１図のように逆皿状のバイメタルの上側を黄
銅板、下側をアンバー材で接合して形成し、その
温度（通電量）と接触圧との関係を調べ、第５図
のような結果を得た。

図から明らかなように、本発明品は温度と共に
接触圧が増加し、安定な接続状態が得られるのに
対し、黄銅材とアンバー材を上下逆にした従来品
では接触圧が減少した。また、本発明と従来品で
は反転限界温度に多少ずれが生じているが、これ
は第４図ロで説明した位置ｂ，b′間における端子
位置ｄの取り方などで種々異なつてくる。

第６図及び第７図の実施例においては、バイメ
タル１′は一端において端子６′の一方にスポツト
溶接され、他端の接点５′が他方の端子６′の接点
６a′に接離するもので、前記同様に端子接触側が
低膨張材料で形成され、中間の切欠部１c′におい
てブリツジ状の急速反転バネ部１d′を有してい
る。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、従来のような通
電温度上昇による接触圧の低下がないため、安定
した通電が得られ、しかもチヤタリングが発生し
ないのでスパークによる接点の荒れなどがないサ
ーキツトブレーカを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるサーキツトブレーカの
斜視図、第２図はその中央縦断面図、第３図イ，
ロは本発明の作用状態説明図であつて、イはバイ
メタル１の温度による形状変化、ロはバイメタル
１と端子位置との相互関係を示す。第４図イ，ロ
はそれぞれ従来例の作用状態説明図、第５図は本
発明品と従来品の温度（通電量）と接触圧との関
係を示すグラフ、第６図は他の実施例の斜視図、
第７図は同上の作動状態における断面図である。 １…バイメタル、１ａ…低膨張材料、１ｂ…高
膨張材料、２…蓋、３…ケース、４…ネジ、５…
接点、６…端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円弧状に湾曲して形成したバイメタルの一端
   を支持固定し、他端自由縁部に設けた接点を端子
   に接触せしめてなるサーキツトブレーカにおい
   て、 前記バイメタルの端子接触側を低膨張材料、そ
   の反対側を高膨張材料で形成し、前記接点と接触
   する端子の接触片を、該バイメタルが解放されて
   通常電流以下の電流が流れる低温時フリーの状態
   で前記接点が前記支持固定部と接点との中間に荷
   重を加えたときに反転する位置にある低温時反転
   限界位置と、過電流が流れる高温時フリーの状態
   で前記接点が反転する位置にある高温時反転限界
   位置との中間に位置せしめ、通電による前記バイ
   メタルの変位を前記接点の接圧増加側に働かせ、
   接圧の増加によりバイメタルを反転させて回路を
   遮断することを特徴とするサーキツトブレーカの
   構造。