JPS601713A - リ−ドスイツチ - Google Patents

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】 本発明は磁気によって開閉するリードスイッチに関する
ものである。

一般に、封止接点のリードスイッチの典型的なものは、
接点を有した一対の磁性リードをガラス容器に封入して
いる。両方のリードは各々の自由端部で空隙をおいて、
お互に重なり合った片持ばねの形でガラス容器に封じ込
まれている。磁場源から磁場が与えられると両リードは
接触して電気通路となり、磁場が除去されると電気通路
を遮断するようにはね戻る。

近年、この種のリードスイッチの改良が進むにつれて大
きな負荷を開閉する事が可能になってきたが、この種の
リードスイッチはリードに流れる電流によって発生する
磁場の影響が接点劣化を早めるように働き、結果としで
あるレベル以上の大きな負荷を開閉出来ないという欠点
があった。

本発明はこれらの欠点を除去するだけでなく。

リードに流れる電流によって発生する磁場の影響や静電
吸引力を逆に利用し、接点劣化を少なりシ。

大きな負荷を開閉出来るリードスイッチ、及びそのリー
ドスイッチと感温磁性体、永久磁石の組合せからなる大
きな接点容量をもつ感温スイッチを提供する事を目的と
する。

本発明の構成は基本的に次の通電である。接点を有した
一対のリードをガラス容器に封入している。片側のリー
ドは主磁性リードであり、他のリードは機能的に非磁性
のリードである。各々の自由端部は互に重り合った片持
支持の形で接点をもち、適当な抑圧で接触している状態
でガラス容器に封じ込まれている。主磁性リードはばね
性を有し。

そのスティフネスは磁気吸引力によってたわみが出る大
きさである。さらに主磁性リードの自由端部の非磁性リ
ードの接点とは反対の面と空隙を介して対向する自由端
部を持つように補助の磁性リードがガラス容器、又は非
磁性リードに固定されている。補助の磁性リードのステ
ィフネスは磁気吸引力によるたわみがほとんどない程度
に大きく。

主磁性リードの自由端部と補助の磁性リードの自由端部
の空隙は磁場を与えると磁気吸引力が発生する大きさで
ある。

本発明のリードスイッチは基本的に以上のような構成に
なっている事を特徴としており、磁場源から磁場が発生
していないと接点は閉成しており。

主磁性リードと非磁性リードが電気通路となる。

磁場が発生すると主磁性リードと補助の磁性ＩＪ−ドが
吸引し、接点は開離し、電気通路は遮断する。

以下２本発明を図を参照し々がら説明する。

一般に典型的なリードスイッチは第１図に示すような構
造になっており、一対の磁性リード２゜２′が自由端部
で適当な空隙を有した接点をもつ。

ガラス容器３の内には不活性ガス４が封入されている。

外部の磁場源より磁場を与えると磁性り一ド２，２′の
接点部に相反した磁極が発生し、接点は閉成する。この
時、リード２，２′が第２図に示すような電源５をもっ
た外部回路に接続されていると、磁性リード２，２′に
電流が流れる。磁性リード２，２′に電流が流れると２
通電電流によって磁性リード２，２′の円周方向に磁場
が発生し、外部からの磁場によってリード２，２′の長
さ方向に向いているスピン磁気モーメントは円周方向の
磁場によって磁性リード２，２′を軸に螺旋方向に向く
。結果として、磁性ＩＪ−１’２．２’の長さ方向の磁
束密度が下る。通電電流によって磁性リード２゜２′の
長さ方向の磁束密度が下るとリードスイッチとして次の
ような現象が生ずる。

（１）　リードスイッチの接点が開離するアン４アター
ン値即ち開放値が通電電流の大きさに比例して上る。

（２）通電電流がある大きさ以上になると、リードスイ
ッチの接点の開離時に通電電流が零になるとリード２，
２′の磁束密度が上シ磁気吸引力が再び大きくなシ、接
点が閉成する。この繰シ返しによって電磁的なチャタリ
ングを発生する。

尚、　（１）　、　（２）についての詳細は、電気学会
磁気応用研究会資料番号ＡＭ−７９−６３ｒサーマルリ
ードスイッチの接点開閉に関する一考察ｊ　（１９７９
年１２月２１日）を参照されたい。

（１）の現象から、リードスイッチの接点にとって。

磁気吸引力による抑圧が２通電電流が大きくなるにつれ
て、小さくなる。抑圧が小さくなると接点の接触抵抗が
大きくなり、接点部の発熱が大きくなる。温度が上昇す
ると開離時に起きる接点の損傷が烈しくなる。又１通電
電流が交流の時、リードスイッチを開閉させるだめの外
部からの磁場の変化が交流の周波数に比べて遅い場合は
２通電電流が最大になった時、接点が開離する。即ち、
接点にとって、交流電流の一番厳しい時に開離する。

次に（２）の現象から接点の開離時に長い電磁的チャタ
リングが発生すると、接点にスポットエロージョンが発
生し、接点を損傷する。

以上、述べたように第１図に示すように従来のリードス
イッチ１は磁性を使用しないタイプのスイッチに比べ、
大きな電流を開閉する場合、接点劣化の点からみると不
利である。

本発明は、このような不利を解消するものである。

第３図〜第６図に本発明のリードスイッチの種種の実施
例を示す。代表として、第３図の実施例について動作原
理を説明する。接点９，９′をそれぞれ有した主磁性リ
ード５と非磁性リード６がガラス容器８に封入しである
。両リード５，６は外部回路と接続できるように容器外
部に引き出されている。この時、接点９．９′は適当な
抑圧で接触している。磁性リード５は、ばね性を有し、
そのスティフネスは磁気吸引力によってたわみが出る大
きさとする。非磁性リード６に略々平行に主磁性リード
５の自由端部とは空隙をもった補助磁性リード７がガラ
ス容器８に固定されている。空隙は磁場を４えると両磁
性！７−１’５１７が吸引出来る大きさである。補助磁
性リード７のスティフネスは、磁気吸引力でたわみがほ
とんど出ない大きさが好ましい。磁場が与えられていな
い状態で接点９，９′は閉成しており、磁場が与えられ
ると磁性リード５が磁性リード７に吸引され接点９，９
′は開離する。（以後開離する時の磁場の大きさを開放
値と呼ぶ）。さらに磁場を再び小さくしていくと接点９
，９′は閉成する（以後、閉成する時の磁場の大きさを
閉成値と呼ぶ）。次にこのリードの時接点９，９′は閉
成しておりリード５，６には電流が流れる。この時、主
磁性リード５の長さ方向の磁束密度は通電電流によって
小さくなる。これは第１図に示す従来のリードスイッチ
１と同じである。しかし１本発明のリードスイッチの場
合。

接点の抑圧は磁性リード５のバネ力である（従来のリー
ドスイッチは磁気吸引力である）。そして。

接点を開離する力は磁性リード７との磁気吸引力である
（従来のリードスイッチは磁性リード１゜１′のバネ力
である）。このため２通電電流によって磁性リードの長
さ方向の磁束密度が下るとＩＪ−ドスイッチの接点につ
いて次のことが言える。

（イ）通電電流に比例して接点９，９′の押圧が大きく
なる。

（ロ）通電電流が交流の時は、外部磁場の変化が交流の
周波数と比べて遅い時は通電電流が最小となったときに
接点が開離する。

（ハ）接点９，９′が開離して通電電流が零になると、
磁気吸引力が増し開離力が強くなるため、電磁的チャタ
リングは起きない。

以上のように本発明のリードスイッチは従来のリードス
イッチの欠点が逆に長所となり、磁性を使用しないタイ
プのスイッチ例えばバイメタル等の機械的スイッチに比
べ１通電電流が零近傍で切れるため、大きな電流を開離
する場合、接点劣化の点からみると有利となることが判
る。

第４図から、第６図のもの゛は変形例で、基本的には第
３図のものと同様である。

第４図（ａ）に示すリードスイッチは、補助磁性リード
７を絶縁物１０を介してリード６に支持させたものであ
り、（ｂ）に示すリードスイッチは、絶縁物１０をガラ
ス１１で固定したものである。第５図のリードスイッチ
は、補助磁性リード７をガラス容器に封止して引き出し
線を出し、リード６を補助磁性リード７に固定し、ガラ
ス容器内の補助磁性リード先端部の主磁性リード５に対
向する側に絶縁膜１２を取シ付けたものである。・図で
は絶縁膜１２を補助磁性リード７側に取り付けたが。

主磁性リード５側に取シ付けても良い。第６図のリード
スイッチはり−ド６を一部磁性体とし、接点９′の近傍
の部分６′のみを非磁性とし２機能的には非磁性のリー
ドとして働くようにしだもので。

主に磁性リード５とリード６を容器８の封止上の箇所で
同一の条件とする事を目的としている。同様の目的で第
３，４図の磁性リード５の容器８の封止部近傍の材質を
リード６と同様に非磁性としても良い。

本発明のリードスイッチを交流電源をもつ外部回路と接
続した際、接点が開離時に主磁性リード５と補助磁性リ
ード７との間に交流の電圧によって起きる静電吸引力を
発生させれば静電吸引力が小さい時、即ち電圧が小さい
時に接点が閉成する。

この事は閉成時の接点の損傷を小さくする。第５図のリ
ードスイッチの絶縁膜１♀を薄くするか。

絶縁膜１２と第４図のリードスイッチの絶縁体１０．１
１を誘電体にすれば実現できる。もちろん、誘電体の抵
抗値は絶縁物に近い抵抗値でなければならない。なお、
リードスイッチに使用している容器は、ガラス以外の絶
縁性をもつ材質ならば同様に使用出来る事は言うまでも
ない。

第７図に本発明のリードスイッチ１５を使用し。

感温磁性体１３と永久磁石１４を組合せた感温スイッチ
の実施例を示す。これ以外の磁気回路をもつ感温スイッ
チを構成しても、同様に接点特性の良い感温スイッチが
得られるのは言うまでもない。

以上の如く２本発明のリードスイッチは比較的高電流の
負荷を開閉する際従来のリードスイッチがもつ欠点を除
去しただけでなく、他の磁性を使用しないタイプのスイ
ッチに比べて、接点特性に於いて優れたリードスイッチ
である。これによって１本来リードスイッチが持ってい
る耐環境性が良く、高信頼性のスイッチである長所と合
わさって優れたスイッチを提供する事が出来、産業上。

有益な発明である。又１本発明のリードスイッチを組込
んだ感温スイッチは本発明のリードスイッチの長所が最
っとも生かされる用途である。それは感温スイッチでは
温度変化が比較的緩るやかなため、リードスイッチに与
えられる磁場の変化が小さく、大きな負荷を制御する感
温スイッチの接点特性は、良好なものが必要だからであ
る。従って本発明のリードスイッチを使用した感温スイ
ッチは接点容量が大きく、信頼性が高く、シかも接点開
閉時のノイズの小さい感温スイッチと々す。

家庭電機、自動車、事務機等用の感温スイッチとして有
用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のリードスイッチを示す側断面図。 第２図はリードスイッチの一使用状態を示す回路図、第
３図〜第６図は本発明のリードスイッチの種々の実施例
を示す側断面図、第７図（ａ）〜（Ｃ）は本発明のリー
ドスイッチを用いた種々の感温スイッチの側面図である
。 １・・・従来のリードスイッチ、　２　、２’・・・磁
性り−ド、３・・・ガラス容器、４・・・封入ガス、５
・・・主磁性リード、６・・・リード、７・・・補助磁
性リード、８・・・ガラス容器、　９　、９’・・・接
点、１０・・・絶縁物、］１・・・ガラス、１２・・・
絶縁膜、　１３’　、　１３’・・・感温磁性体、１４
・・・永久磁石、１５・・・本発明のリードスイッチ、
１６・・・磁気ギャップ、１７・・・電源、１８・・・
負荷。 厭　転　駅 −５９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　絶縁容器内に片持バネ型に封止されかつ自由端に
   第１の接点を有する磁性体よりなり容器外部の第１の引
   出し線と接続した第１のリードと。 の接点を含む該自由端近傍が非磁性金属で構成されかつ
   容器外部の第２の引出し線と接続した第２のリードと、
   該容器内に自由端が上記第１のリードの自由端と該第２
   の接点とは反対側の面で空隙を持って対向するように片
   持支持状態に配置された磁性体よりなる第３のリードと
   を有すること。 および外部磁界の存在によって上記第１のリードの自由
   端が上記第３のリードの自由端に接触した状態で該第１
   のリードから該第３のリードを通って上記第２の引き出
   し線へ到る電流通路の形成を遮断するために該通路の途
   中に電気的絶縁物を介在させたことを特徴とするリード
   スイッチ。 ２、特許請求の範囲第１項のリードスイッチにおいて、
   上記第３のリードは上記容器内壁上に上記第１および第
   ２のリードとは異なる位置で支持されており、これによ
   り上記電気的絶縁物が容器の壁部の一部で構成されてい
   ることを特徴とするリードスイッチ。 ３、特許請求の範囲第１項のリードスイッチにおいて、
   上記第３のリードが電気的絶縁物を介して上記第２のリ
   ード上に片持支持されていることを特徴とするリードス
   イッチ。 ４、特許請求の範囲第１項のリードスイッチにおいて、
   上記第３のリードは上記第２のリード上に直接片持支持
   され、かつ該第３のリードの自由端の上記第１のリード
   の自由端との対向面上に電気的絶縁膜が設けられている
   ことを特徴とするリードスイッチ。 ５、特許請求の範囲第１．第２．第３．あるいは第４項
   のリードスイッチを、永久磁石および感温磁性体と組合
   わせて構成する感温スイッチのリードスイッチとして用
   いることを特徴とする感温スイッチ用リードスイッチ。