JPH0718113Y2 - 温度ヒューズ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 １）産業上の利用分野 本考案は広く電気製品の異常による過熱を検知して電気
回路を開路する温度ヒューズに係わり、特に接点開離時
のチャッタを防ぐのに好適な座屈力を有するバネを備え
た温度ヒューズに関するものである。これらは電子応用
機器におけるノイズトラブルの対策となるものである。

また、収納ケースを高い熱伝導性・電気絶縁性の材料と
することによる温度検出の迅速化が計れる。さらに感温
材に直接、電流を流す必要がないため感温材の量は加減
が可能でこれを少量にすることにより小熱量で作動させ
ることができる。

これらの特徴は電子機器などで過熱現象の総発熱量が小
さくても確実迅速な検出が望まれていることに対するも
のである。

２）従来の技術 ・従来の温度ヒューズのうち接点方式のものは特公50−
37395号の記載のごとくであった。

（第９図）まず感温材は温度が上がると一斉に変形する
特性は持っているが、感温材内部の熱伝導に時間がかか
るので実際の変形は一斉には進まず熱源に近い方から先
に変形する。（第10図） 温度上昇につれ感温材が変形を始め、スプリングＢが伸
びて行き、伸びきる前にスプリングＡの押す力に近づ
く。接点圧（リード線Ａの頭と星型片の間の圧力）は、
スプリングＢの押す力とスプリングＡの押す力の差で与
えられるが、感温材の変形が進むに連れて徐々に弱くな
りスプリングＢとスプリングＡの力が等しくなったとき
（Ｃ点）接点圧はゼロになる。またこの後も接点は開離
を続けるが感温材を変形させるように押して行く力とし
ては既に伸びて弱くなったスプリングＢの力であり、そ
の開離速度は大きくはなくいわゆるアーキング現象を防
ぐ急速開離特性は期待しにくい。このように接点開離の
前後に中間状態が必ず現出しチャタリングあるいはアー
キングしやすい不安定状態になるが、この対策が構造上
なされていなかった。接点開離の実測結果からチャタリ
ングが認められた。

・また、感温材が何らかの熱的擾乱によって途中まで溶
融進行しその後温度が下がるという場合が予想される
が、この場合接点は半開状態で停止するという事態に陥
る。これについての対策も構造上配慮されていなかっ
た。

３）本考案が解決しようとする問題点 ・接点圧がゼロになる状態を短くするために接点開離時
の動作を迅速化。

・熱的擾乱に対する安定性確保。

・迅速確実な動作。

４）問題点を解決するための手段 ・接点開離動作の迅速化（チャタリング防止） 上記目的は接点の開離動作そのものが座屈バネのスナッ
プ性により迅速におこなわれる。（第１図。第２図。第
３図。）なお、開路時のアーク発生を防ぐ上でこの迅速
性は有効である。

また温度上昇によって変形の始まった感温材に対して、
座屈バネは中立点以降にてこれを押しつぶす方向に働く
ので、感温材の半変形状態を急速に終焉させることが可
能である。

・安定性（温度ヒューズの不要動作防止） また座屈バネは作動時に自己の中立点を有し温度ヒュー
ズが動作する必要のない中立点以前の熱的擾乱に対して
は接点を閉じつづける方向に座屈バネが働く。

これに対し、中立点を超える場合には半溶融状態の感温
材を押しつぶす方向に座屈バネ力が作用して接点を開路
する。いずれの場合にも動作領域は閉じつづけること
と、完全に開離することのいずれかであり、中間的な状
態の存在しない点が特徴である。

・迅速確実な動作 収納容器が電気絶縁材であるため電気回路などの発熱部
分に直接接触ができ、また熱伝導性材であるため迅速な
熱的反応が可能である。さらに感温材は通電されないた
め使用量に電気的制限を受けずこれらによって小熱量の
過熱現象に対しても確実な反応が可能となった。、 ５）作用 第１図、第２図に作動前の状態を示す。

導線１につながった接点を有する座屈バネ２は感温材３
により上方に押しつけられている。同じく導線５につな
がった押さえバネ４がこれを下方に押し下げている。座
屈バネ２と押さえバネ４と接点を形成し回路は閉じてい
る。これらの一式がケース６に収納されている。

つぎにケース６は外側下方から熱を受け、感温材３が、
所定変形温度に達したとき変形を始める。変形が一定量
に達するまで、すなわち座屈バネ２が、中立点に達する
までは座屈バネ２には図中、上向きにバネ力が作用して
おり接点位置は下方に移動するが接点圧力は保持されつ
づける。状況を第７図、第８図に模式的に示す。これは
実施例において電気抵抗値の挙動に変動が少なく一定で
あったことからも確認できた。従って熱的擾乱が有った
場合もこの温度ヒューズが不要動作を起こさない特徴は
ここにあるわけである。またこの段階で、座屈バネ２と
押さえバネ４が重なったまま下方に移動するとき互いに
接触面を擦りあいながら下がって行くため新鮮で、電気
抵抗の低い接触が可能である。

感熱材３のの変形がさらに進み中立点を超えるときこの
温度ヒューズは作動点に達する。座屈バネ２は中立点を
超えるとこれまで上方に働いていたバネ力が、一転して
下方に向い押さえバネ４と方向が等しくなって感熱材３
を押さえる。感熱材３は既にかなり軟化している上、押
さえる力が一挙に増すことにより瞬時に押しつぶされ
る。座屈バネ２はこの時押さえバネ４から離れ接点は急
速に開離する。また押さえバネ４は中立点を超えた後バ
ネに設けた突起部分７がケース６に設けた制止溝８に引
っか掛かり開離後の接点間の距離が確保される。

６）実施例 （１）（板バネ型）座屈バネによる温度ヒューズ諸元：
（mm） 座屈バネ 幅;6、厚さ;0.1、長さ;19.8 ３％Ti−銅合金 押さえバネ 幅;6、厚さ;0.3、長さ;14.5 ４％Sn−0.2％Ｐ銅合金 感温材 100℃ 感温用 ケース 窒化アルミニューム 熱伝導率 200w/m・Ｋ 動作状況：接点の開離前の抵抗値に変動が少なくチャタ
リングの無い点が、従来技術による製品との比較におい
て明らかであった。

（２）座屈動作する皿バネによる温度ヒューズ これまでは、座屈バネには板バネを用いる場合について
述べたが、応用例として他にくぼみを持った皿バネを用
いても同様に、座屈動作する温度ヒューズが製作でき
る。（第４図、第５図、第６図）に応用例を示す。作動
原理、長所とも板バネの場合と同様であるが小型化出来
る特徴が有り用途によって、使いわけ得るものである。
なお、（第５図、第６図）における部品9.スプリングは
省略する場合もある。

【図面の簡単な説明】

第１図 座屈バネによる温度ヒューズ。 作動前の状態 （立体透視図） 第２図 座屈バネによる温度ヒューズ。 作動前の状態 （断面図） 第３図 座屈バネによる温度ヒューズ。 作動後の状態 （断面図） ・第１図、第２図、第３図における記号の説明 １……導体、５……導体 ２……座屈バネ、６……高熱伝導性ケース ３……感温材、７……押さえバネに設けた抑止用突起 ４……押さえバネ、８……ケースに設けた抑止用溝 第４図 座屈動作する皿バネによる温度ヒューズ。 作動前の状態 （立体透視図） 第５図 座屈動作する皿バネによる温度ヒューズ。 作動前の状態 （断面図） 第６図 座屈動作する皿バネによる温度ヒューズ。 作動後の状態 （断面図） ・第４図、第５図、第６図における記号の説明 １……導体、５……導体 ２……座屈皿バネ、６……高熱伝導性ケース ３……感温材、９……スプリング ４……押さえ皿バネ 第７図 座屈バネによる温度ヒューズの作動説明図 感温材の変形にともなう接点部位の変位 第８図 座屈バネによる温度ヒューズの作動説明図 感温材の変形にともなう設定圧の変化。 第９図 特公50−37395号による温度ヒューズの作動説
明図。 第10図 特公50−37395号による温度ヒューズの作動説
明図。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁物製ケース内に一端を固定して導体に
   結線し他端をケース内の凹みに遊挿し、その全長をケー
   ス内の直線距離よりも長く設定することにより屈曲しう
   る金属製平板ばねが、 導体に結線された押さえばねにより押されて接点を形成
   するとともに、 同平板ばねは感温材により下方から支えられており、 感温材の軟化変形ないし溶融により平板ばねが押さえば
   ねにより押され屈曲し座屈点に達し反転することにより 接点が開離することを特徴とする温度ヒューズ。