JPS6026246B2 - 熱応答電気スイツチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は熱応答電気スイッチに係り、特に所定の温度に
達したとき自動的に開閉動作するスイッチの組立構成に
関するものである。

従来の技術 従来、この種の技術には、熱に応答して変形するバイメ
タル部村と電気回路を開閉する接点装置とを相互に関連
動作させるようにスイッチ本体に取り付けたものが種々
存在する。

これらの内、本発明に最も近い技術として米国特許第３
４１６１１５号明細書に記載された熱応答電気スイッチ
が挙げられる。この米国特許に記載された発明を第３図
に基づき説明する。

同図において、熱応答電気スイッチ１０は開放端６６を
有するカップ状のスイッチ本体１２を備え、このスイッ
チ本体の底部１４の内側には可動接点４２と固定接点２
５が設けられている。これら接点は正確に動作するよう
にスイッチ本体１２との関連で設定された基準面３０及
び５４に対して正確に位置決めされる。スイッチ本体１
２の開放端６６上にはガイド部材８６が設置される。そ
のガイド部村８６上に設けられた枠内には、皿状のバイ
メタル要素７４の周辺部が収容される。カップ状の熱伝
導性キャップ７８はスイッチ本体１２とガイド部材８６
とバイメタル要素７４を相互に離脱しないように固定す
る。動作伝達ピン７０は、ガイド部材８６の中央に設け
られた通路６８に滑動自在に隊合され、バイメタル要素
７４が所定の温度に応答して破線で図示するように逆皿
状に急変された時、可動接点４２を破線で図示したよう
に固定接点２５から離隔するように移動させる。発明が
解決しようとする問題点 このような熱応答電気スイッチにおいては、接点４２及
び２５に対しバイメタル要素７４及びキャップ７８を正
確に位置設定して不適当な応力がバイメタル要素に加わ
らないようにして、所定の温度で正確に応動するように
すると共に、その応動により動作伝達ピン７０が確実に
接点４２を開動作させるように移動することが必要であ
る。

しかし、この様な従来技術においては、ガイド部材８６
はスイッチ本体１２の開放端６６上に位置され、さらに
このガイド部材８６の上にバイメタル要素７４及びキャ
ップ７８が設置されているため、スイッチ本体１２の開
放端６６の表面又はその開放端に接するガイド部材８６
の部分における表面に何等かの欠陥が存在すると、接点
４２と２５の配置位置に対するバイメタル要素７４の位
置が不適当となり、所定温度に対し確実なスイッチ動作
を行いえないという問題を生ずる。特に、ガィド部村８
６の厚さにばらつきがあると、接点とバイメタル要素と
の位置的関係がさらに不正確になるばかりでなく、キャ
ップ７８の位置も不正確になる。なお、有機絶縁物質か
らなるガイド部材８６を厚さにばらつきを生ずることな
く成形することは非常に困難である。従って、この様な
従来技術では所定の温度で正確に熱応動するスイッチを
絵立てることは困難であった。従って、本発明の目的は
、バイメタル要素とスイッチ手段の接点との間にある運
動伝達ピンを案内するガイド部材がそのスイッチ接点に
対するバイメタル要素の位薄を正確に設定するのに妨げ
とならないように、そのガイド部材の位置設定をするに
ある。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために第１図及び第２図
に示すような構成をしている。

即ち、スイッチ本体１２は、スイッチ室２０の開放端の
周縁に環状の枠３０を有すると共に、その枠３０の内に
延在するように形成された肩部３０．１を有し、かつス
イッチ室２０の開放端に第２図に示すように間隔を置い
て肩部３０．１の中まで延在するよう形成された複数個
のスロット３２を有する。また、ガイド部材４８は、運
動伝達ピン５０の糟勤する通路４８．１を有する中央部
と、スイッチ本体に形成されたスロット３２に按合した
スイッチ接点４２及び３６に対して通路４８．１の位置
決めをする外周方向に突出した取付部４８．２とを有す
る。バイメタル要素５２はスイッチ室２０の開放端の肩
部３０．１上に配置される外周５２．１を有する。しか
も、キャップ５４は、スイッチ本体１２の枠１８及び３
０と鉄合し、かつバイメタル要素５２とガイド部材４８
をスイッチ本体１２上の所定位置に保持するための部分
５４．３及び５４．４を有する。作用 本発明によれば、第１図及び第２図に示すように、運動
伝達ピン５０を案内するガイド部材４８がスイッチ接点
４２及び３６に対するバイメタル要素５２又はキャップ
５４の正確な位置設定に影響しないようにするために、
スイッチ接点４２及び３６はスイッチ本体１２の底部１
４に対し一体的に形成された基準面１４．１及び１４．
２について位置設定がされ、バイメタル要素５２の周縁
が収容される眉部３０．１をスイッチ本体１２の開放端
に直接に形成し、スイッチ接点に対するバイメタル要素
５２を正確に位置設定できるようにし、更に、スイッチ
本体１２の凹部枠１８を底部１４と一体に構成し、この
凹部枠１８及びその端部の枠３０にキャップ６４を固定
するようにして、キャップをもバイメタル要素に対し正
確な位置設定をしている。

基準面１４．１及び１４．２、本体肩部３０．１及び開
放端面はすべて同一の側に形成されているので、それら
はスイッチ本体１２を一体成形することにより相互の位
置間係を正確に規制することができ、その結果、スイッ
チ本体を有機絶縁物質で成形することにより厚さにばら
つきを生じたとしても、スイッチ接点、バイメタル部材
及びキャップの位置を正確に設定できる。本発明では、
更にスイッチ本体１２の肩部３０．１に第２図に示すよ
うに一定の間隔を置いてスロット３２が形成され、また
、−このスロット３２に嫁合する取付部４８．‐′２が
ガイド部材４８の周囲に突出して形成され、この取付部
４８．２のバイメタル要素側表面が肩部３０．１・から
出ないようにすることによりバイメタル要素の周縁をそ
の肩部に正確に位置設定している。本発明では、また、
キャップ５４が凹部枠１８に正確に位置設定されるよう
に、ガイド部材４８の端部４８．４が凹部枠１８の表面
から突出しないように形成され、これにより、ガイド部
材の成形を容易にすると共に、スイッチの組立も容易に
している。実施例 以下、本発明に係る熱応答電気スイッチを第１図及び第
２図に示す実施例に基づいて詳細に説明する。

図示の熱応答電気スイッチは、例えばフェノ−ル樹脂の
ような電気的絶縁体でなる支持体すなわちスイッチ本体
１２を含んでいる。

図に示すように、スイッチ本体１２は底部１４、側壁１
６および凹部枠１８により形成される凹部を有し、該凹
部は端部が開放されたカップ状のスイッチ室２０を形成
する。凹部の底部１４はスイッチ本体１２の外面に形成
される溝２６，２８をそれぞれスイッチ室２０‘こ連通
させる一対の閉口２２，２４を有することが望ましい。
本発明によれば、スイッチ本体１２は凹部枠１８の端部
に環状の枠３０を有し、この枠３０‘まスイッチ室２０
の開放端の円周全体にわたって延長され且つ凹部枠１８
の端面と近接する肩部３０．１を形成する。さらに、特
に第２図に示されているように、スイッチ室２０の開放
機の枠３０の所々には等しい距離をおいて複数のスロッ
ト３２が形成されており、これらのスロット３２はそれ
ぞれ特に第１図に示すように凹部枠１８を放射方向に横
切って延長され、かつ凹部の肩部３０．１を貫通して凹
都側壁１６の予め選定された深さまで延長されている。
接点装置３４は、その可動接点が回路の開放位置と閉成
位贋との間を移動できかつ一方の位置にバイアスされる
ように、スイッチ本体１２、より好ましくは本体凹部の
底部１４に取り付けられる。

代表的例として、接点装置３４は銀の層３６．２に黄鋼
の層３６．１を接着して形成された固定Ｌ形接点アーム
３６を備え、このアーム３６はその一部が本体開口２４
中にはめ込まれ多層金属端子３８の孔を貫通しており、
３６．３で示されるように頭部が形成され本体溝２８中
の端子３８を締めつけるようになっている。

この接点装置３４はまた弾力性のある導電体からなる可
動嬢点ア−ム４０を備え、このアーム４０は一端におい
て電気接点４２を有し、その中間部においてへこみのあ
る力伝達領域４０．１を有し、その他端は可動接点アー
ム支持体４４に固定されている。支持体４４は４４．１
に示すように可動アーム４０１こリベット締めされるこ
とが望ましく、こうすることにより、アーム４０は支持
体４４から片持ちばねの間係をもって伸長するようにな
り、可動接点は弾力性をもって閉路位置にバイアスされ
対をなす固定接点アーム３６に係合する。支持体４４の
反対端はスイッチ本体１２の関口２２を貫通するととも
に、多層端子４６中の孔を貫通して４４．２で示される
ような頭部が形成され、溝２６中の端子４６を締め付け
る。第１図に示すように、固定酸点アーム３６と可動ア
ーム４０はそれぞれ基準面１４．１と１４．２（これら
はスイッチ本体凹部の基準面の一部と考えることができ
る）とを係合させて、接点装置をスイッチ本体１２に対
して正確に配置させることが望ましい。このような代表
的接点装置は例えば米国特許第３４１６１１５号明細書
に記載されているので、ここではこれ以上俊点装置３４
に関する説明を行わない。本発明によれば、ガイド部材
４８はフェノール樹脂あるいはそれと同種のもので適当
にモールドされており、中央ガイド通路４８．１と、外
周面上に突出している複数個の取付部４８．２とを備え
ており、複数の取付部４８．２はそれぞれ比較的薄い延
長部４８．３と、この延長部の外端から直立するように
形成される端部４８．４とを有している。

ガイド部材の取付部４８．２はそれぞれスイッチ本体１
２の対応したスロット３２に配設され、各ガイド取付部
の延長部４８．３は本体肩部３０．１のレベルより下方
にはめ込まれ、ガイド部材の各端部４８．４は第１図に
示すように本体の枠１８及び３０の外端と実質的に同一
平面に一致するように取付られる。好ましくは剛性セラ
ミック材料またはこれと同種のものからなる運動伝達ピ
ン５０はガイド通路４８．１内に糟動可能に配置されて
いる。

皿状の熱応答バイメタル部材または要素５２は第１図に
示すようにスイッチ室２０の開放端に取付られ、熱伝導
性金属あるいはそれと同種のものからなるキャップ５４
は本体室の開放端から突出して取付られている。キャッ
プ５４はカップ状をなし、底部５４．１と、側壁５４．
２および該キャップの開放端に近接する肩部５４．３と
を有し、さらに枠部５４．４を有する。図に示すように
、キャップの縁はスイッチ本体の凹部枠１８の周囲に間
隙をもって取付られ、キャップを摩擦力により本体１２
に固定し、キャップ肩部５４．３は端部枠３０‘こ係合
しており、キャップは接点装置３４および本体凹部２０
の開放端における肩部３０．１に対して正確に位置決め
される。このように構成することにより、バイメタル要
素５２の外周５２．１は本体の肩部３０．１とキャップ
の肩部５４．３の間に配設され、バイメタル要素５２は
伝達ピン５川こ関連させて配されることとなる。所望に
より、本体凹所の側壁１６を１６．１で示すように段状
にし、キャップの枠５４．４をこの側壁の段を越えて延
長するようにでき、このようにすると、キャップの枠５
４．４は側壁の段においてわずかに下がり、キャップ５
４が本体１２によりしっかり固定される。一般の熱功６
答バイメタル要素５２は第１図に示すようにはじめは皿
状の形をしており、該要素５２が熱せられて予め選定さ
れた温度になると瞬間的な動きで逆皿状の形となり、該
要素５２が十分に冷やされて上記予め選定された温度以
下になると瞬間的にもとの形にもどる。次に、スイッチ
１０の動作について説明する。通常、可動接点アーム４
０は偏向して接点４２を接点アーム３６に係合させてお
き端子３８と４６との間のスイッチ回路を閉成しており
、一方、バイメタル要素５２は第１図に示す位置にある
。そして、バイメタル要素５２が予め選定された温度ま
で熱せられると、バイメタル要素５２は瞬間的に第１図
の破線５２ａで示される位置まで動き、このバイメタル
要素５２の動きに応じてピン５０は破線５０ａで示され
る位置まで動いて可動接点アーム４０の力伝達領域４０
．１を押圧し、接点アーム４０を破線４０ａで示される
位置まで移動させ、スイッチ回路を開放する。続いて、
バイメタル要素５２が冷却されると該要素５２は瞬間的
に第１図に示す形にもどり、接点アーム４０は自己のバ
イアス力によりスイッチ回路を再び閉成するとともに伝
達ピン５０を第１図の実線で示した位置に戻す。発明の
効果 このようなスイッチ構造において、本体１２の凹部枠１
８と肩部３０．１は本体１２に取り付けられた接点装置
３４の基底部である基準本体面１４．１と１４．２に関
連づけて配置される。

すなわち、上記基準本体面は絶縁スイッチ本体１２の同
じ側に配置され、互いに正確に位置決めすることを容易
にしている。従って、キャップ５４は本体凹部枠１８と
肩部３０．１と脇勤してバイメタル５２を接点装置に関
連づけて正確に配置することができる。ガイド部材取付
部の延長部４８．３は本体肩部３０．１の平面の下には
め込まれるので、例え、ガイド部村の厚ご‘こ変動があ
ってもバイメタル要素５２は正確な位置におくことがで
きる。ガイド部村取付部の端部４８．４は凹部枠１８と
実質的に同一平面にあり、従って、金属キャップ５４は
ガイド部材の端部４８．４をその取付スロット３２中に
保持でき、金属キャップ５４の枠部５４．４はスロット
３２をおおつて装着され、これらのスロット３２は実質
的に閉塞される。そして、スイッチ本体およびガイド部
材は簡単に製造でき、また接点装置３４、ピン５０、バ
イメタル５２およびキャップ５４を簡単かつ正確に組み
合わせることができる。従って、低コストで信頼性の高
い熱応答電気スイッチを提供できる。なお、上記実施例
のスイッチは本発明の範囲内において種々変形できるの
はもちろんであり、また、本発明は特許請求の範囲内の
すべての変形および等化的置換を含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例であるスイッチを垂直軸に沿っ
て切断して示す断面図、第２図はスイッチキャップが敬
外された状態の第１図のスイッチを示す底面図、第３図
は本発明に係る従来技術を示す断面図である。 １０・・・・・・スイッチ、１２・・・・・・スイッチ
本体、１４・・・・・・底部、１６・・・・・・側壁、
１８・・・・・・枠、２０・・・…スイッチ室、２２，
２４……関口、２６，２８・・・・・・溝、３０・・・
・・・枠、３０．１・・・・・・肩部、３２・・・・・
・スロット、３４・・・・・・接点装置、３６・・・・
・・固定接点アーム、４０・・・・・・可動接点アーム
、４０．１・・・…力伝達領域、４８・・・・・・ガイ
ド部材、４８．１・・・・・・ガイド通路、４８．２・
・・・・・ガイド取付部、５０・・・・・・動作伝達ピ
ン、５２・・・・・・バイメタル部材、５４・・・…キ
ャップ、５４．３・・・・・・キャップの肩部。 耳鴇．１・Ｚ均．Ｚ． ＦＩＧ．３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 開放端を有する室を備えた電気絶縁本体、該室内に
   おいて開路位置と閉路位置との間を移動可能でかつ通常
   はそれらの位置の一方に位置されている接点装置、前記
   室の前記開放端上において前記本体に配置された皿状の
   熱応答バイメタル要素であつて、所定温度に応答して逆
   皿状に急変する該熱応答バイメタル要素、該バイメタル
   要素を前記本体に固定するように前記室の前記開放端上
   に取り付けられた熱導通材料からなる開放端を有するカ
   ツプ状のキヤツプ、前記バイメタル要素と前記接点装置
   との間において前記本体に取り付けられ１つの通路を有
   するガイド部材、及び前記バイメタル要素が逆皿状に変
   化されたとき前記接点装置を前記位置の他方に移動させ
   るように前記通路内を滑動しうる運動伝達ピン、からな
   る熱応答電気スイツチにおいて、 前記本体は前記室の前記開放端の周縁に枠を有すると共
   に、前記室の前記開放端において前記枠の内に延在する
   ように形成された肩部を有し、かつ前記室の前記開放端
   に間隔を置いて前記肩部の中まで延在するように形成さ
   れた複数個のスロツトを有し、前記ガイド部材は前記通
   路を有する中央部と、前記各スロツト内に収容された前
   記接点装置に対し前記通路の位置決めをする周辺取付部
   とを有し、前記バイメタル要素は前記スロツトの上を延
   在する前記肩部上に配置され、前記接点装置に対して該
   バイメタル要素を正確に位置決めするための外周を有し
   、しかも前記キヤツプは、前記本体の前記枠と嵌合し、
   該キヤツプを前記バイメタル要素に対して正確に位置決
   めし、かつ前記バイメタル要素と前記ガイド部材を前記
   本体上の所定位置に保持するための部分を有する、こと
   を特徴とする熱応答電気スイツチ。