JPH0443523A

JPH0443523A - 熱動素子

Info

Publication number: JPH0443523A
Application number: JP14730890A
Authority: JP
Inventors: Suketsugu Sako; 佐古　祐嗣
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-06-07
Filing date: 1990-06-07
Publication date: 1992-02-13

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】［産業上の利用分野コこの発明はモードルの焼損保護のために使用される熱動
式過電流継電器に使用される熱動素子に関し、特にヒー
タ線の溶接部の改良に関するものである。

［従来の技術］第６図は熱動式過電流継電器等に使用される従来の熱動
素子を示す側面図、第７図は同じく正面図である。図に
おいて、（１）はたんざく形状のバイメタルで、絶縁物
（２）により被覆されている。

この図では絶縁物（２）はスリーブ状となっていてバイ
メタル（１）に挿通されているが、テープ状の絶縁物を
巻回して被覆されることもある。（３）はヒータ線で、
バイメタル（１）に絶縁物（２）を介在して、巻回され
ている。（４）は電源側給電端子で、その１端（４ａ）
は平板状に形成されていて、この平板部にはヒータ線（
３）の電源側端末（３ａ）が溶接接合されている。また
、ヒータ線（３）の負荷側端末（３ｂ）はバイメタル（
１）の下端（１ａ）に溶接接合されている。バイメタル
（１）の上端（１ｂ）は負荷側給電端子（５）に溶接等
の方法で固定接続されている。

上記の様に構成された熱動素子は電流が電源側給電端子
（４）→ヒータ線（３）−バイメタル（１）→負荷側給
電端子（５）の経路を流れることによるヒータ線（３）
及びバイメタル（１）での発熱によりバイメタル（１）
が第６図に破線で示す様にわん曲する。このわん曲を利
用して、熱動式過電流継電器の場合は、過電流を検出す
る動作を行う。ところで、第６図及び第７図に示すヒー
タ線（３）は、ニクロム線あるいは銅ニツケル合金線等
の抵抗体用材料の線材が使用される。またその線材形状
は、線材の製造の至便さ、巻線作業の簡易性等から、断
面が円形の線材が使用されることが多い。

そこで従来装置において、これら円形断面線材のヒータ
線（３）と電源側給電端子の１端（４ａ）あるいはバイ
メタルの下端（１ａ）との溶接接合は第８図に示す様な
抵抗溶接により行なわれていた。

すなわち、第８図において（１０）は抵抗溶接のための
上部電極、（１１）は下部電極である。（３）はヒータ
線、（４）は電源側給電端子である（電源側給電端子（
４）をバイメタル（１）の下端（１ａ）におき換えても
同様である）。下部電極にはヒータ線（３）の円形断面
の曲率に合せた丸溝（ｌｌａ）が形成されている。

この図において、溶接電流が上部電極（ｌＯ）から下部
電極（１１）に向って流れると、ヒータ線（３）と電源
側給電端子（４）との当接点（２０）　（実際には一点
でなく線状であるが当接点ということにする）で最も大
きな電流集中が起り、この点の電気抵抗が大となるため
この点の発熱が大となって当接点（２０）からヒータ線
（３）及び端子（４）の溶融が開始し、溶接接合に到る
ことになる。つまり下部電極（１１）とヒータ線（３）
との間は、丸溝（ｌｌａ）を形成することで接触面積を
拡げ、電気抵抗を下げることにより当接点（２０）にの
み発熱を集中させることにより、安定で強固な溶接を得
ることに成功している。

しかしながら、第９図の様にヒータ線（３）が下部電極
の丸溝（ｌｌａ）から外れた場合は、発熱点が（２０）
と（２１）の２点となり、発熱が分散されて、同一条件
で接合しても第９図で接合した強度は第８図の場合より
劣る結果となる。

［発明が解決しようとする課題］上記のような従来の熱動素子では、ヒータ線の接合にお
いて、ヒータ線が下部電極の丸溝から外れた場合溶接不
良が発生するという不具合があった。このことはヒータ
線の接合を多数個行ったときに、下部電極の丸溝（ＩＬ
ａ）が摩耗して丸溝（ｌｌａ）の曲率が変化した場合も
、同様の溶接不良を発生する危険性がある。また熱動素
子の通電定格が異なるとヒータ線（３〉の直径が変わる
ため、これらに曲率を合わせた丸溝を持つ下部電極を複
数個用意しておきこれらを交換しながら溶接を行なわね
ばならない等の不便さがあった。以上の様な問題点はヒ
ータ線の接合を無人自動化しようとする場合に特にクロ
ーズアップされる事項であり、多種の定格を自動溶接す
るときの段取り替え、即ち下部電極の交換、ヒータ線の
位置決め、即ち丸溝へのヒータ線の合わせ、連続溶接時
の下部電極丸溝の摩耗状態の監視等無人化自動化を阻害
する要因となっていた。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、連続溶接を行ったときの溶接強度の安定性、熱動
素子の定格が変わったときに溶接電極の交換を要しない
熱動素子の構造を得るために成されたもので、以上によ
り溶接の無人化自動化を達成して安価な熱動素子を得る
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明の第１発明に係る熱動素子は、円形断面のヒー
タ線からなる発熱部と、少なくともこの発熱部により加
熱されて変形するバイメタルと、ヒータ線に接合された
端子とを有し、端子とヒータ線との接合は、ヒータ線の
端部と端子に設けられた平板部との抵抗溶接によるもの
において、ヒ−夕線の端部外周の溶接位置とは反対側と
なる部分に平面部が設けられているものである。

また、この発明の第２発明に係る熱動素子は、円形断面
のヒータ線からなる発熱部と、少なくともこの発熱部に
より加熱されて変形するバイメタルと、ヒータ線に接合
された端子とを有し、端子とヒータ線との接合は、ヒー
タ線の端部と端子に設けられた平板部との抵抗溶接によ
るものにおいて、ヒータ線の端部外周の溶接位置とは反
対側となる部分に平面部が設けられており、かつ、ヒー
タ線と端子との溶接箇所はヒータ線に複数の山形の凹凸
が形成されて溶接されているものである。

［作　用］この発明の第１発明においては、ヒータ線の端部外周の
溶接位置とは反対側となる部分に平面部を設けたから、
溶接電極にヒータ線用の丸溝を形成する必要がなくなる
ため、連続溶接を行ったときの溶接強度が安定し、また
、丸溝がないためヒータ線の線径が異なる場合の電極交
換を必要としない。

また、この発明の第２発明においては、ヒータ線の端部
外周の溶接位置とは反対側となる部分に平面部を設け、
かつ、ヒータ線と端子との溶接箇所はヒータ線に複数の
山形の凹凸を形成して溶接したから、溶接電極にヒータ
線用の丸溝を形成する必要がなくなるため、連続溶接を
行ったときの溶接強度が安定し、また、丸溝がないため
ヒータ線の線径が異なる場合の電極交換を必要としない
。

さらに、複数の山形の凹凸の部分で発熱集中が一層助長
される。

［実施例］以下、この発明の第１実施例を図について説明する。熱
動素子全体の形状構成は従来例の第６図及び第７図と同
一であるので省略する。接合部分のヒータ線（３）の形
状を第１図により説明する。

第１図はヒータ線（３）と電源側給電端子（４）との溶
接部の説明図で、溶接接合前の状態を示している。第２
図は溶接の原理図を示し、（１０）は上部電極、（１１
）は下部電極を示す。

第１図において、ヒータ線（３）の端部外周は、電源側
給電端子（４）の平板部（４ａ）に対向する面（３ｃ）
は元の円形形状で、当接点（２０）の反対側、即ち、ヒ
ータ線（３）の端部外周の溶接位置とは反対側となる部
分は、図示の通り平面形状に形成されている。この平面
形状に形成された平面部（３ｄ）は、溶接の前工程でプ
レスあるいは研削により形成される。このヒータ線（３
）の端部（３ａ）と電源側給電端子（４）に設けられた
平板部（４ａ）との溶接接合部の斜視図を第３図に示す
。

第２図は溶接の原理を示すが、ヒータ線（３）が下部電
極（１１）に対向する側は前述の通り平面状となってい
るので、従来例にあった下部電極の丸溝がなくなってい
る。

即ち、溶接電流が流れる際の下部電極（１１）とヒータ
線（３）との間は、ヒータ線（３）の平面部（３ｄ）表
面が平面形状であるため、下部電極（１１）も平面状と
しても、溶接面が広くなるので電気抵抗が小さくなり、
当接点（２０）のみで発熱集中が起り、安定した溶接が
得られることになる。つまり、ヒータ線の位置ずれが発
生しても同じ条件で溶接が完遂される。

次に、第２実施例について説明する。

第４図は第２実施例におけるヒータ諜と電源側給電端子
との溶接部の説明図であるが、ヒータ線（３）が端子（
４）に当接する部分も、より接触抵抗が高くなる様に山
形の凹凸（３ｅ）が形成されている。

この山形の凹凸（３ｅ）で発熱集中をさらに助長して、
安定した溶接を得んとするものである。

第５図は第４図に示すヒータ線の接合部分の斜視図であ
る。

第３図あるいは第５図の斜視図に示す様な平面部（３ｄ
）及び山形の凹凸（３ｅ）の形成は手作業の場合（無人
化自動化を行われない場合）には１工程の形成作業が増
えることになるが、自動化を行うに当たっては自動化ラ
インの溶接の前にこの作業を組み入れることによる作業
時間の損失は少く、かつこれを行うことにより自動化が
達成されることによる作業スピードの迅速化は上記を補
填して余りあるものである。

なお、上記実施例は、バイメタル（１）にヒータ線（３
）を巻回したものについて述べたが、ヒータ線（３）は
発熱部としての機能を有していればよく、この発熱部に
より加熱されてバイメタル（１）が変形して、例えば１
電流を検出するものであればよ（、その構造は実施例の
ものに限定するものではない。

また、実施例はヒータ線（３）とバイメタル（１）とが
直列に接続されており、バイメタル（１）自身も発熱す
るようになっているが、ヒータ線（３）のみによってバ
イメタルが加熱されるものであってもよい。

また、ヒータ線（３）の一方の端部（３ｂ）は、たんざ
く形状のバイメタル（１）の下端（１ｂ）に接合されて
いるが、この場合はバイメタル（１）の下端（１ｂ）が
端子の役割をはたしており、かつ、下端（１ｂ）は端子
（４）の平板部（４ａ）に相当する機能を持っており、
また下端（１ｂ）、つまり平板部のみによって端子が構
成されていると見ることができる。そこで、この明細書
で「端子」というときは、端子として独立したもののほ
かに、バイメタル（１）の下端（ｌｂ）のように端子の
役割をはたす部分も含めて端子というものとする。

［発明の効果コこの発明の第１発明は以上説明したとおり、ヒータ線の
端部外周の溶接位置とは反対側となる部分に平面部を設
けたので、溶接用電極にヒータ線用の丸溝が不要となる
ため、ヒータ線のずれによる溶接不良、丸溝の摩耗によ
る溶接不良等がなくなり安定した溶接が得られると共に
、ヒータ線の線径が変化したときの電極の交換も不要と
なる。

従って、ヒータ線溶接の自動化、無人化が達成されて、
安価な装置を供給出来るという効果がある。

また、この発明の第２発明は以上説明したとおり、ヒー
タ線の端部外周の溶接位置とは反対側となる部分に平面
部を設け、かつヒータ線と端子との溶接箇所はヒータ線
に複数の山形の凹凸を形成して溶接したから、第１発明
の効果に加え、複数の山形の凹凸の部分で発熱集中が一
層助長され、より一層安定した溶接接合が得られる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示しヒータ線と電源側
給電端子との溶接部の説明図、第２図は同じくヒータ線
と電源側給電端子との溶接の原理を説明する説明図、第
３図はヒータ線の溶接部の斜視図、第４図はこの発明の
第２実施例を示しヒータ線と電源側給電端子との溶接部
の説明図、第５図は第２実施例におけるヒータ線の溶接
部の斜視図、第６図は熱動素子の側面図、第７図は熱動
素子の正面図、第８図は従来の熱動素子のヒータ線と端
子との溶接の原理を説明する説明図、第９図は従来の熱
動素子と端子との溶接の不具合を説明する説明図である
。図において、（１）はバイメタル、（３）はヒータ線（
発熱部）　、（３ｄ）は平面部、（３ｅ）は山形の凹凸
、（４）は電源側給電端子、（４ａ）は平板部、（２０
）は当接点である。なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。第図代理人　弁理士　佐々木　宗　治第２図第図ｅ１：バイメタル３：し−ｙ繞Ｇ１鱈＃）第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）円形断面のヒータ線からなる発熱部と、少なくと
もこの発熱部により加熱されて変形するバイメタルと、
前記ヒータ線に接合された端子とを有し、前記端子と前
記ヒータ線との接合は、前記ヒータ線の端部と前記端子
に設けられた平板部との抵抗溶接による接合である熱動
素子であって、前記ヒータ線の端部外周の溶接位置とは
反対側に平面部が設けられていることを特徴とした熱動
素子。
（２）円形断面のヒータ線からなる発熱部と、少なくと
もこの発熱部により加熱されて変形するバイメタルと、
前記ヒータ線に接合された端子とを有し、前記端子と前
記ヒータ線との接合は、前記ヒータ線の端部と前記端子
に設けられた平板部との抵抗溶接による接合である熱動
素子であって、前記ヒータ線の端部外周の溶接位置とは
反対側に平面部が設けられており、かつ、前記ヒータ線と前記端子との溶接箇所は前記ヒー
タ線に複数の山形の凹凸が形成されて溶接されているこ
とを特徴とした熱動素子。