JPH0751717Y2 - 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 本発明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。

また収納ケースの一部又は全体を高い熱伝導性・電気絶
縁性の材料とすることによって温度検出の迅速化を計
る。感温材を直接通電に供する必要がないため感温材の
量は加減が可能となり小量にすることにより小熱量で作
動させることが可能である。

これらは電子応用機器等において、過熱現象の総熱量が
小なくとも被害が大きい場合、これを確実迅速に検出す
ることが望まれている需要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号に記載のように（第６図）のごとくであった。
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、熱伝導に時間を要す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７図）
に作動の状況を示す。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すでに伸びて弱くなったスプ
リングＢの力であり、その開離速度は多くは望めず、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、この対策が構造上配慮されていなかった。

接点開離の前後状況の実測した結果でもチャタリング現
象が認められる。

・また、感温材がなんらかの熱的擾乱によって途中まで
溶融進行したもののそのあと鎮静化し温度が下がるとい
う場合も予測されるが、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。

・従来の技術では溶融した感温材はケース内において流
れて移動するため溶融状態で電気絶縁性の劣る感温材は
一旦開離した接点に介在して再通電を起こす危険性があ
った。従って樹脂系感温材は吟味と特定が必要であった
し、低融点金属など金属系の感温材の使用は不可能であ
った。

３）本発明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
プ性により迅速に行なわれる。

（第１図）（第２図）（第３図）。なお開路時のアーク
発生を防ぐ見地からこの迅速性は望ましい。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潰す方向に働くので、感温材
の半変形状態を急速に終熄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力が働く。

反面中立点を越える場合には半溶融状態の感温材を押し
潰す方向に座屈バネ力が作用して接点を開路する。いず
れの場合にてもあらかじめ設定された動作領域からはず
れて中間的な状態が存在しないところを特徴とする。

・第１図、第２図及び第３図にあるとおり座屈ばね２の
周縁部がケース６と制止皿７に挟まれており感温材をケ
ース６と座屈皿ばね２により形成される空間に封入する
ことにより溶融した感温材による座屈皿ばね２と押さえ
皿ばね４の間の接点開離時の電気絶縁劣化を防ぐことが
出来るので、感温材自体の電気伝導度と無関係に感温材
を選定することが可能になる。

５）作用 第１図、第２図に動作前の状態を示す。

導体１につながった接点を有する座屈皿バネ２は感温材
３により押し上られている。

同じく導体５につながった可動接点４がこれを下方に押
さえ下げている。そして座屈皿バネ２と可動接点４とが
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がそ
の所定変形温度に達したとき変形を始める。

形式が一定量に達するまで即ち座屈皿バネ２が中立点に
達するまでは座屈皿バネには第２図における上向きにバ
ネ力が作用しており、接点の位置は下方に移動するが、
接点圧力は維持されている。状況を第４図、第５図に模
式的に示す。これは実施例において接点の電気抵抗値の
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
動作を起こさない理由はここにある。

感温材３の変形がさらに進んで座屈バネ２が押され座屈
バネ２のもつ個有の中立点を越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かいスプリング８の
力で接点４の押す方向と一致して感温材３を押さえる。
感温材３は既に軟化が始まっているうえ押さえる力が一
挙に増すことにより瞬時に押し潰される。また接点４は
中立点を越えたのちケース６に設けた制止皿７に押し当
って止まる。

（注）実用新案登録願番１−131083（実開昭３−69843
号）における第４図、第５図、第６図に示された「座屈
動作する皿バネによる温度ヒューズ」の構造ではこの制
止皿７を持たないが、本考案ではこれを有する点が相違
している。

座屈皿バネ２はこのとき押さえていた接点４から離れ、
接点は急速に開離するとともに接点間の開離距離が確保
される。

６）実施例 諸元： 座屈バネ 直径：φ10mm、厚さ:0.10mm、ベベリリュ
ウム銅合金 接点 直径：φ3mm、厚さ:0.30mmジルコニュウム
銅合金 感温材 200℃感温用 ケース 窒化アルミニュウム（感温材の接する部分
に組み込み）他は樹脂。

結果：温度に対する感度、チャタリング特性などが在来
品に比して改善された。

【図面の簡単な説明】

第１図 座屈皿バネによる温度ヒューズ。 作動前の状態 （ケースの中心線を含む半裁面による立体断面図。） 第２図 座屈皿バネによる温度ヒューズ。 作動前の状態（断面図） 第３図 座屈皿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 ２……座屈皿バネ ３……感温材 ４……押さえ皿ばね ５……導体 ６……高熱伝導性ケース ６−ａ……高熱伝導性ケースの底部分 ６−ｂ……高熱伝導性ケースの中間部分 ６−ｃ……高熱伝導性ケースのふた部分 ７……接点の制止皿（６−ｂの一部分を構成する） ８……スプリング 第４図 座屈皿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移動。 第５図 座屈皿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圧の変化。 第６図 特公50−37395号による温度ヒューズ（断面
図） 第７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】それぞれが導線に結線された上下一組の皿
   ばねが底部分、中間部分、ふた部分より成る電気絶縁性
   ケース内にあって下側の座屈皿ばねは所定温度で変形す
   る物質（感温材と称す）により支えられる一方、上側の
   押さえ皿ばねの中央部はコイルばねにより加圧されて両
   皿ばねが電気接点を形成しているが、感温材が溶融する
   とき上皿ばねの中央部分はコイルばねに押されてケース
   中間部分に備えられた制止皿により制止されるまで移動
   する、他方、下側の座屈ばねは反転して上皿ばねの中央
   部の移動に比してより大きく移動し、接点が開離する温
   度ヒューズであって、下側の座屈皿ばねは周辺部がケー
   スの底部分と、ケースの中間部分に挾まれており感温材
   をケースの底部分と下側座屈皿ばねによる空間に封入す
   ることにより溶融した感温材の漏洩を防いで、上下皿ば
   ね間の接点開離後の電気絶縁劣化を防ぐことを特徴とす
   る温度ヒューズ。