JPS63501833A - バイメタル・サ−モスイッチ - Google Patents

バイメタル・サ−モスイッチ

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JPS63501833A JP61505786A JP50578686A JPS63501833A JP S63501833 A JPS63501833 A JP S63501833A JP 61505786 A JP61505786 A JP 61505786A JP 50578686 A JP50578686 A JP 50578686A JP S63501833 A JPS63501833 A JP S63501833A
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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】 バイメタル・サーモスイッチ 技術分野 この発明は、請求の範囲1の従来技術部分に列挙された特徴を有するバイメタル ・サーモスイッチに関する。
従来技術 このようなスイッチは、ドイツ特許−2916516AIに記載され、保持体と して印刷回路ボードに装着されたサーモスイッチからなる。一つまたは以上の加 熱抵抗が印刷回路基板に設けられ、サーモスイッチをリレイまたはタイム・リミ ット・リレイとして操作するようになっている。
知られたスイッチは、印刷回路基板が熱ストレスにより破壊され、そのため満足 すべきサーモスイッチの作用が保証できず、少なくともそのスイチイング温度が 変化するという欠点を有する。
発明の記述 最初に前記したような種類のもので、極めてフラットな構造のものとして製造で き、異なった温度ストレスのもとでも寸法的に安定し、数々の用途に使用し、適 合することができるバイメタル・サーモスイッチを提供づることが、この発明の 目的である。
該目的は、請求の範囲1に列挙された特徴を有するバイメタル・サーモスイッチ により達成される。この発明の望ましい一層の改良は、従属の請求の範囲により カバーされる。
新規のバイメタル・サーモスイッチは、支持体として、アルミナ・セラミックの 薄い平板を使用し、これは、半導体技術においては、ウェファ−として記載され ている。超高強度のこのようなアルミナ・セラミック平板の製造は、技術的に知 られている。しかしながら、以下に述べるような彼等の長所にも拘らず、そのよ うな平板は、保護的なバイメタル◆サーモスイッチの支持体として、これまで使 用されていない。
彼等の強度により、バイメタル・サーモスイッチの支持体として、使用されるア ルミナ・セラミック平板は、これまで、小形のオーブンサーモスイッチに使用さ れている射出成形プラスチックの支持体よりもずっと薄く、印刷回路基板よりも 薄い。その結果として、この発明により使用される支持体は、スイッチのリスポ ンス時間に高影響を与える比較的小さな熱容量のみをもつ。そのようなアルミナ ・セラミックスの支持体は、また、高い熱安定性を有し、特に、薄い平板の形で 使用された時、そうである。それは、プラスチック支持体または印刷回路基板よ りもずっと高い温度にまで使用できるにも拘らず、破損しない。他の利点は、プ ラスチックスよりも膨張係数が低いことにある。それに加え、アルミナ・セラミ ックスのスラブは、プラスチックの割出成形品よりも高い寸法安定性をもつよう に製造でき、その結果、支持体としてアルミナ・セラミック平板を有するバイメ タル・サーモスイッチの製造において、許容誤差問題を緩和できる。
さらに、アルミナ・セラミック平板には、印刷回路基板と全く同様に、8X電ス トリツプと電気部品を設けることができ、抵抗や他のアクチブまたはパッシブな 回路部材ならびに完成された回路すら支持体平板に一体化でき、この結果、スイ ッチがコンパクトで経済的なハイブリッド部材を構成する。
この発明による、特に単純で実用的に重要なスイッチの実施例は、アルミナ・セ ラミック支持体が一面に、従来知られているバイメタル・サーモスイッチの要素 を保持し、他面(下面)に抵抗層が設けられ、スイッチが薄いフィルム抵抗を構 成する点に特徴あるものである。
抵抗層がスイッチをシャントするように構成されていれば、後者は、過温度スイ ッチとして使用でき、該スイッチは、予定の値をこえた温度上昇の後に自動的に 閉成せず、スイッチが開放し、電流が抵抗層のみを流れるとき、後者が加熱され 、バイメタル要素が、そのスイッチング温度以上に維持される熱量を発生し、バ イメタル要素へ送るので、開放されたままとなる。そのようなスイッチが、この 発明によりデザインされると、ドイツ特許明細93231136に記載された、 スイッチング温度以上に温度上昇した後でも開放のままとなっているスイッチよ りもコンパクトで経済的なものとなる。
スイッチの他の例では、二枚のフィルム抵抗が支持体平板の下側に設けられ、前 記抵抗の一方がスイッチをシャントし、他方がシリーズ抵抗としてアレンジされ 、二つのスイッチ接点に関連した二つの電気端子の一方に接続され、他端におい ては、第3の電気端子に接続される。この発明によるデザインにおいては、その ようなスイッチは、ドイツ実用新案13411838に記載されているような、 一層コンパクトで、一層経済的なデザインにより、比較できるスイッチから区別 される。
二つのフィルム抵抗以上のものが他の用途のために ゛支持体平板に設けること ができることを理解すべきである。
他の実施例においては、スイッチ接点とシリーズに接続された溶融性のワイヤが アルミナ・セラミック平板に設けることができる。保護的な過温度スイッチにお いては、そのような溶融性のワイヤは、スイッチング温度が越えたとき、スイッ チ接点が粘着するという理由などで、スイッチ接点が分離しない場合の付加的保 護を与える。そのような場合、溶融性ワイヤは、融点を越えて加熱され、回路が 遮断される。
アルミナ・セラミック平板は、電気出力信号を発生するためのセンサを設けるの に特に適している。そのようなセンサの出力信号は、加熱抵抗を作動させ°るの に用いられ、これは、支持体平板に設けられ、バイメタル要素を加熱して、スイ ッチを作動させる。
バイメタル・サーモスイッチの必要な電気接点は、支持体に、例えば、レーザー ビームの手段で穿孔した支持体における孔内に固着でき、端子を穿孔した孔にお いて、支持体に螺着されたり、リベット止めされる。しかしながら、支持体を一 部、特に、その底面を金属化することが最も好ましく、さらに、フォーク状の部 分をセパレートされた金属化領域において、支持体にフィツトさせることができ 、その後に支持体にハンダ付けされるフォーク状の端子を設けることもできるJ ハンダ付けは、経済的な、例えば、支持体をウェーブ・ソルダリングバスに通過 させることなどにおいて、電子品生産におけるコンベンショナルな自動プロセス により行なうことができる。
アルミナ・セラミック平板が金属化できるという事実は、固定接点が支持体の上 面の選択的金属化、特に、印刷プロセスにより形成できるちう、この発明により 与えられる利点を結果する。
さもなければ、電気端子は、また、スイッチの固定接点の支持体として、及び/ または、支持体に固定されるべき接点スプリングの端部の支持体として、使用さ れる。固定接点と一つの端子との間のジヨイントと、接点スプリングと他の端子 との間のジヨイントは、スポット溶接によるコンベンショナルな手段でなされる 。アルミナ・セラミックスの熱安定性により、溶接操作は、電気端子を支持体平 板に固着した後でもなされる。リフロープロセスは、端子を支持体に固定する他 のプロセスよりも特に好ましい。そのプロセスにおいては、ハンダが予定の固定 点における支持体に強制的にのせられ、この目的のためにフォーク状になってい る端子を前記ハンダにクランプさせ、ついで、ハンダ炉において、端子は、ハン ダ付けされる。
この発明により与えられる他の利点は、バイメタル・サーモスイッチの製造に、 比較的大きなアルミナ・セラミック平板が使用できることにあり、多数の並列さ せたバイメタル・サーモスイッチを前記平板上に形成でき、平板は、最後の製造 段階においてのみ、バイメタル・サーモスイッチの間の所定のラインにそって切 断されることができる。
スイチの所期の目的に基づいて、接点スプリングそれ自体は、サーモスタットバ イメタルから作られ(過電流スイッチとしての使用のため)、あるいは、接点ス プリング作動のため、セパレートなバイメタル要素が設けられるでもよい。後者 の場合、バイメタル・スナップアクション・プレートの使用が好ましく、接点ス プリングと支持体の間の設けられる。スナップアクション・プレートは、キャン バ−をもつようにエンボスされたプレートであり、そのキャンバ−により、相互 に反対の反りをもつ二つの安定した形態をとることができる。そのようなプレー トにおいて、二つの形状の間の変化は、突然に起きる。スナップアクション・バ イメタル・プレートは、接点スプリングの頂部または底部に形成され、スナップ アクション・バイメタル・プレートをそのエツジにおいて保持し、少なくとも一 部を抱くフックとラグの手段により保持され、センター位置決めされる。しかし 、スナップアクション・バイメタル・プレートの孔に遊嵌され、接点スプリング に固定され支持体の孔に遊嵌突出するか、または、支持体に固定され、接点スプ リングの孔に遊嵌、突出するかのプラスチックビンを設けることが、さらに好ま しい。そのようなビンは、接点スプリングと前記二つの部材を離隔するためのカ ラーをもつスナップアクション・バイメタル・プレートとの間に適当に設けられ る。
さもなければ、接点スプリングには、例えば、深い引き扱き操作などにより、ス ナップアクション・バイメタル・プレートの孔に遊嵌し、支持体の孔に遊嵌する 突出部を設けてもよい。
スナップアクション・バイメタル・プレートと接点スプリングを離隔し、接点ス プリングからスナップアクション・バイメタル・プレートへのジュール熱の伝達 が防止できれば、ぞれは、重要である。このような目的のため、接点スプリング とスナップアクション・バイメタル・プレートとの間に絶縁プラスチック部材を 設けることをリコメンドでき、これは、バイメタル・プレートの孔に挿入するか 、接点スプリングの孔に挿入するか、さらに必要に応じて、結合させてもよい。
接点スプリングとスナップアクション・バイメタル・プレートの間の熱伝導を最 低にするためには、プラスチク部材−同様に、前記したピンのカラーが可及的に 大きな面をもち、接点スプリングからスナップアクション・バイメタル・プレー トを熱絶縁するため使用できるようにする。
接点スプリングからセパレートのバイメタルプレートへの熱伝導を抑止する最善 の方法は、支持体の一方の側におけるバイメタルプレートを接点スプリングから 離して対面させるものである。
接点スプリングとバイメタル要素は、支持体の同じ側面に設けられる。しかし、 多用途のためには、接点スプリングを支持体の一方の側面に、バイメタル要素を 支持体の他方の側面に設け、介在する支持体による電流キャリー接点スプリング の熱的影響からバイメタル要素が保護される。この場合、バイメタル要素と接点 スプリングの間の要求される操作接続は、バイメタル要素と接点スプリングとの 間の支持体の孔に配置される作動部材により適当に設けられる。
作動部材は、支持体の孔を構成するボアにブツシュロッドを長さ方向の軸方向に 案内されるブツシュロッドからなるものでよい。そのようなブツシュロッドの紛 失をなくすため、それは、バイメタル要素に固定されてもよい。しかし、バイメ タル要素のスイッチング特性に対する影響を最小にするためには、ブツシュロッ ドを接点スプリングに固定することがより望ましい。他の特に望ましい実施例で は、ブツシュロッドは、接点スプリングにもバイメタル要素にも接合されず、支 持体のボア内でそれらの間にルーズに配置されることが望ましい。ルーズな配置 により、接点スプリングからブツシュロッドを経てバイメタル要素への熱伝導は 、最低になる。ルーズに配置されているブツシュロッドの紛失を防ぐため、プッ シュロドの一端には、支持体の孔よりも大径の頭部が設けられる。このような頭 部は、接点スプリングとバイメタル要素との間の熱シールド性を改善する。ブツ シュロッドが、ブツシュロッドの頭部が面する方向へ支持体からスリップできな いようにすることを確実にするため、ボアの直径を頭部下のブツシュロッドの径 を実質的に越えてはならない。これによって、ブツシュロッドは傾斜して支持体 のボアから接点スプリングを過ぎることなく、常に、一端が接点スプリング、他 端がバイメタル要素の間に捕捉される。ブツシュロッドの改良された案内と接点 スプリングにおけるブツシュロッドの改良されたセンター決めは、ブツシュロッ ドの頭部の上に延長部が設けられ、それが適当な位置において接点スプリングに 形成された孔を貫通する延長部であることによって達成できる。
この発明による、特に望ましいバイメタル・サーモスイッチの実施例は、作動部 材が一方でバイメタル的な要素と他方で接点スプリングとの間に捕捉され、それ が支持体の孔に配置されたボールからなるもので、該ボールは、ガラスかセラミ ック素材によりなるのが好ましい。
そのようなボールは、接点スプリングとバイメタル要素との間のヒートリンクが 最低で、勝手のよい態様で装着できる利点を与える。ボールは、篩別されて単純 で経済的な手段であることを保証され、直径が多少相違するものが使用されても 直径のスプレッドは、スイッチング温度の評価できる広さを結果するものではな い。スイッチング温度の広さは、アルミナ・セラミック支持体を使用すれば、最 小にすることができ、後者が非常に高度の寸法安定性を有するように作ることが でき、破損せず、長期の使用ならびに多数回の温度サイクルの後でもその形状を 保つ。薄いアルミナ・セラミック平板からなる支持体と、バイメタル要素と接点 スプリングとの間の作動部材としてのボールとを組合わせることは、与えられた シリーズのバイメタル・サーモスイッチのスイッチング温度の広がりを減少させ るが故に、特に望ましい。この利点は、そのようなスイッチが大量につくれるこ とで、過少評価してはならない。そのようなボールの使用は、許容され、ボール が小さければ、小さいほど利点が大きいということで、極めて薄いアルミナ・セ ラミック支持体の提供により特に興味のあるものとなる。しかし、ボールの直径 は、アルミナ・セラミックの支持体の厚さを越えるべきものであり、好ましくは 、1.0から1.5mmの間の厚さをもつことが好ましい。ボールのために選択 された直径は、好ましくは、支持体の厚さの倍であるiこのような小さなボール は、特に、それらがセラミックまたはガラスからなるものであれば、極めて軽量 であって、バイメタル要素のスイッチング温度に影響を与えないような低い熱容 量を有する。
原則として、バイメタル要素は、一端が支持体の底面にハンダ付けされるバイメ タルスプリングからなるものである。しかし、その代りにスナップアクション・ バイメタル・プレートを使用することがさらに望ましく、これは、ホルダーによ り支持体にルーズに、しかも拘束されて保持され、該ホルダーは、支持体に固定 され、バイメタル要素のリムを抱くか、及び/またはバイメタル要素のエツジの ためのストッパを構成する。スナップアクション′・バイメタル・プレートのた めの適当なホルダーは、例えば、ラグからなり、これは、ハンダ付けで支持体の 上面に固定され、支持体の下面に曲げられ、写真の貼付コーナーのようにバイメ タル・プレートを保持する作用をなす。少なくとも、ホルダーの一つは、スイッ チの二つの電気端子の一方の一体部分を適当に構成し、この理由のため、分離さ れて装着される必要はない。二つの電気端子の一方の一体部分であるホルダーと の組合わせにおいて、ピンからなる付加的なホルダーを使用することが好ましく 、これは、支持体のボアに拘束的に挿入され、特に、弾性的にロックされる。ホ ルダーは、バイメタル・プレートがどの方向にも滑り落ちないようにこれを保持 しなければならない。これは、バイメタル要素が二つの互いに対向する凹部をも つ一端に設けられ、それぞれのホルダーのノーズを受けるものであれば、ただ二 つのホルダーで達成することができる。逆に、バイメタル要素には、互いに対向 するエツジにノーズが設けられ、これらが互いに対向する二つのホルダーの凹部 に突入する。しかし、前記した配置がさらに望ましい。
薄いアルミナ・セラミック平板の使用によって与えられる他の利点は、スイッチ の両電気端子が支持体の一端と同じ端部に簡単に設けることができる点にある。
この場合、支持体に印刷された導電ストリップが固定接点から支持体の端部へ通 電し、ここでは、接点スブイングのための端子がまた配置されている。
薄いアルミナ・セラミック平板を支持体として使用する他の利点は、バイメタル ・サーモスイッチに調節可能の抵抗を設けることが簡単であるという点にある。
この目的のため、抵抗層が支持体の底面に施され、一端がスイッチの電気端子の 一方に接続される。スライダー、例えば、支持体に案内されるU状のスプリング が前記抵抗層と支持体の上面に設けられ、スイッチの他の電気端子に通じるた導 電ストリップとのスライディング接点となる。
この発明による、バイメタル・サーモスイッチの特に好ましい実施例においては 、他のアルミナ・セラミック平板が支持体の下側に設けられ、支持体に結合して 、サンドイッチ・ユニットを形成している。この場合、与えられたベース領域を もつスイッチは、比較的多数の電気部品、特に、フィルム抵抗と組−合わせるこ とができ、あるいは、二枚のアルミナ・セラミック平板の間のスペースに効果的 に保護された抵抗層を設けることもできる。
アルミナ・セラミック平板が他方の上に一方が重ならずに、僅かに離れたもので あれば、二枚の平板の二つの対向面に抵抗層を設けることが好ましく、この層は 、平板に固着された端子の一方に一端において接続され、スライダーを構成する 電気接点部材に他端において接続し、この結果、ポテンショメータが提供される 。この構成において、スライダーと抵抗は、効果的に保護され、スライダーは、 正確に案内され、常に適正な接触圧を抵抗層に作用させるため、反対側のアルミ ナ・セラミック平板で支えられる。
互いに直接に重なる二枚のアルミナ・セラミック平板からなる構成は、この発明 によるスイッチのざらに改良された実施例に関し使用されることが望ましく、こ の例においては、二枚の平板からなるユニットが開口をもつ接点スプリングの下 側に形成され、この開口は、接点スプリングに向は開口し、これにスナップアク ション・プレートからなるバイメタル要素が凹部の境界にルーズに保持される。
この構成においては、フックまたはラグまたは同様の分離したホルダーを支持体 に設ける必要はない。開口は、例えば、上側のアルミナ・セラミック平板に設け られた貫通孔で、スナップアクション・バイメタル・プレートの直径よりも僅か に大きい下部を有し、眼孔は、その上縁において、カラーまたは内側に突出の突 起により狭められ、これによってスナップアクション・バイメタル・プレートが 頂部の孔から脱落できないようになっている。バイメタル・プレートが上側平板 の孔に下方から挿入されたとき、眼孔は、下側のアルミナ・セラミック平板によ りカバーされ、スナップアクション・バイメタル・プレートは、底部においても 脱落しないようになっている。下側のアルミナ・セラミック平板の対応部分には 、開口が形成される必要はなく、あるいは、下側平板には、オーブントップのブ ラインドホールが設けられ、これは、上側の付加される孔と同一の直径をもつ。
このような場合、スナップアクション・バイメタル・プレートは、両平板に延び る開口に配置される。下側の平板の孔は、上側の平板の付加的な孔よりも直径が 広いことが望ましく、上側の平板の孔は、その上縁において狭められなくてもよ い。このような場合、バイメタル・プレートは、上側の平板のブラインドホール に可動に装着され、上側の平板の狭められた孔がバイメタル・プレートの紛失を 防ぐ。ブラインドホールよりも貫通孔を下側の平板に設け、その底部において、 カラーまたは内側へ突き出る突起により狭めることができることが理解される。
スナップアクション・バイメタル・プレートが前記のようにアルミナ・セラミッ ク平板の開口に配置されているバイメタル・サーモスイッチにおいては、接点ス プリングには、膨出部またはビンが適当に設けられ、これらは、スナップアクシ ョン・バイメタル・プレートに対し突き出て、バイメタル要素と接点スプリング との間の距離を縮めるもので、この距離は、バイメタル要素が沈むために離れて いる。
スナップアクション・バイメタル・プレートがアルミナ・セラミック平板の開口 に配置されているバイメタル・サーモスイッチは、特に好ましい態様で改良する ことができ、それは、開口がバイメタル要素と接点スプリングとの間に、均一な 膨張係数をもつ、例えば、温度の作用で反りを逆にしない通常のスナップアクシ ョン・プレートを含むことにおいてである。そのような通常のスナップアクショ ン・プレートは、該プレートのキャンバ−がスイッチング温度以下のとき、スナ ップアクション・バイメタル・プレートのキャンバ−と同じ方向を向くような態 様で開口にインサートされる。スイチング温度以上のスナップアクション・バイ メタル・プレートの温度上昇は、該プレートの突然の逆反りを結果し、通常のス ナップアクション・プレートのキャンバ−の逆転が行なわれ、後者のプレートが 接点スプリングに作用して、これを持ち上げる。該構成は、バイメタル要素のス イッチング温度以下に温度が低下すると、後者を、その元の形状に戻し、通常の スナップアクション・プレートは、逆転せず、後者のプレートが手で復帰される まで、スイッチをオーブンの状態に保持する。フォールトの後で、々の使用が特 定される。
民乱立災皇皇x1 第1図は、バイメタル・サーモスイッチを示す側面図である。
第2図は、同じスイッチを示す平面図である。
第3図は、下面における図における同じスイッチを示す。
第4図は、第2のバイメタル・サーモスイッチを部分的に断面で示す側面図であ る。
第5図は、第4図のスイッチを示す平面図である。
第6図は、第3のバイメタル・サーモスイッチを部分的に断面で示す側面図であ る。
第7図は、第6図のスイッチを示す平面図である。
第8図は、第4のバイメタル・サーモスイッチを部分的に断面で示す側面図であ る。
第9図は、第8図のスイッチを示す平面図である。
第10図は、第5のバイメタル・サーモスイッチを部分的に断面で示す側面図で ある。
第11図は、第10図のスイッチを示す平面図である。
第12図は、バイメタル・サーモスイッチの支持体の詳細におけるスナップアク ション・バイメタル・プレートのためのホルダーの他の実施例を示す長手方向断 面図である。
第13図は、スイッチの支持体に平行な面にそう断面図における第12図のホル ダーを示す。
第14図は、第6のバイメタル・サーモスイッチを部分断面で示す側面図である 。
第15図は、第14図のスイッチを示す平面図である。
第16図は、第7のバイメタル・サーモスイッチを部分断面で示す側面図である 。
第17図は、第16図のスイッチを示す平面図である。
第18図は、第8のバイメタル・サーモスイッチを部分断面で示す側面図である 。
第19図は、第9のバイメタル・サーモスイッチを部分断面で示す側面図である 。
発明を構成する手段をもつ図面の詳細な記述各種の図示実施例において、同様な 、または相当するバイメタル・サーモスイッチの部分は、同じ符号を付しである 。
第1図から第3図に示されたバイメタル・サーモスイッチは、薄い矩形の支持体 1を備え、この支持体は、アルミナ・セラミック製のもので、中央に溝2を有す る。
長方形の支持体1の底面1aの長さ方向両端は、金属化され、端子タブ3.4が それぞれ固着されている。これら端子タブは、一端にハンダ付けの孔5を有し、 他端がフォーク状に形成され、このフォーク状に形成された部分は、両側に位置 する一対の突出部6と中央の突出部7とが段違いに形成され、下位となる一対の 突出部6が支持体の金属化された底面1aに接合され、上位となる突出部7は、 支持体1の上面に接合されず辷当接している。
接点スプリング8の一端が一方の端子タブ3にスポット溶接され、自由端に可動 接点9を備えている。固定接点10は、他方の端子タブ4に溶接され、両接点は 、対向する。接点スプリング8は、はぼ中央に孔11を有し、これにプラスチッ クのビン12が挿通される。ビン12の頭13は接点スプリング8の上面に係合 し、該ビンのシャンクは、スナップアクションのバイメタル・プレート15の中 央に設けられた孔14と、支持体1の溝2を貫通する。プレート15は、支持体 1と接点スプリング8との間に介在する。ビン12のカラー16が接点スプリン グ8とバイメタル・プレート15との間に介在し、スペーサーとして作用すると 共に接点スプリング8とバイメタル・プレート15との間の熱絶縁作用を果たす 。
フィルム抵抗17が支持体1の底面1aに配置され、導電ストリップ18を介し て端子タブ3.4に電気的に接続している。スイッチング温度以上の温度に応答 して、バイメタル・プレート15が接点スプリング8を持ち上ると、電流がフィ ルム抵抗17のみを介して流れ、後者が加熱され、前記プレート15を加熱し、 該ブレニドがスイッチを閉にする最初の位置へバネ復帰するのを防ぐ。
スナップ・アクションのバイメタル・プレート15は、接点スプリング8に発生 するジュール熱にほとんど影響されない。これは、ビン12のカラー16により シールドされており、さらに、前記プレート15と支持体1との接触による該プ レートから支持体1への熱放散によるからである。第4図と第5図に示されたバ イメタル・サーモスイッチと、第1図から第3図に示されたものとの主な相違点 は、スナップアクションのバイメタル・プレート15が支持体1と接点スプリン グ8との間に配置されず、支持体1の下面に付設されたホルダー20内にルーズ に納められている点であり、該ホルダーは、接点スプリング8が固着の端子タブ 3と一体のものである。
第1図の場合と同様に、端子タブ3もフォーク状になっている。接点スプリング 8の固定端部は、端子タブ3のフォーク部分の上位側にある突出部7の下側に挿 入されこれらは、支持体1にハンダ付けされている。また、下位側の突出部6は 、支持体1のセンターを越える長さで突き出て、パン状のホルダー20を構成し 、該ホルダーの底面には、一端から他端へ至る大きな開口21が形成されている 。このホルダーの一端と他端には、側壁22.23.24.25が支持体の底面 1aに向は設けられ、これら側壁は、支持体の周縁と平行になっている。前記側 壁の内、側壁24.25は、支持体1の端縁と平行で、支持体1の底面1aに接 触している。ホルダー20内へバイメタル・プレート15を納めるには、端子タ ブ3を支持体1へ固着する前にインサートするもので、前記大きな開口21は、 スナップアクション・バイメタル・プレート15が邪魔物なく、周囲温度となる ことができることを保証する。
スイッチング温度以上に上昇した温度に応答する、スナップアクション・バイメ タル・プレート15によるスナップアクション動作が接点スプリング8へ伝達さ れることを確実にするため、支持体1には、中央にシリンドリカルな貫通孔26 が設けられ、これに、凸レンズ状頭部28を有するシリンドリカルなブツシュロ ッド27゜が挿通される。該ブツシュロッドは、プラスチック割出成形体からな る。ブツシュロッドのシャンクの直径は、孔26の内径よりも僅かに細いもので 、ブツシュロッド27は、孔26内で実質的に遊びなく案内される。
接点スプリングは、ブツシュロッド27の頭部28の上を延び、ブツシュロッド 27が可動であるが、拘束されるよになっている。
ブツシュロッド27の軸の長さは、スナップアクション・バイメタル・プレート が下方へ反り、スイッチング温度以下の温度にあるとき、スナップアクション・ バイメタル・プレートのすぐ上に垂下ブツシュロッド27が終るように選択され ている。これは、第4図に実線で示されている。しかしながら、スナップアクシ ョン・バイメタル・プレートの温度がスイッチング温度以上に上昇すると、第4 図点線で示すように、該プレートは、反りを逆転し、ブツシュロッド27を持ち 上げ、その結果、後者は、接点スプリング8を持ち上げ、該スプリングの先端に ある接点要素9は、固定接点10から引き上げられる。
第6図と第7図に示したバイメタル・サーモスイッチと、第4図及び第5図に示 したスイッチとの相違は、端子タブのデザインとスナップアクション・バイメタ ル・プレートを保持する手段のデザインの点にある。二つの端子タブ3.4は、 フォーク状になっておらず、支持体1に固着される端部において、一方の側が二 度曲げられ、はぼC形状構造を構成するようになっており、これによって、端子 タブ3.4が側方から支持体1を抱き、これにハンダ付けされる。接点スプリン グ8の固定される端部は、支持体と端子タブ3の反転して曲げられた、支持体側 にある足30との間に再び配置され、対向の端子タブの対応する足31は、固定 接点10を支持する。
スナップアクション・バイメタル・プレート15を保持する手段は、ステップを 形成するように曲げられた延長部32が設けられた端子タブ3により一部が構成 されている。第2の貫通孔33が延長部32に対向して支持体1に形成され、上 方からインサートされたホルダー34を含む。このホルダー34は、偏平な頭部 35をもつビンからなり、該頭部は、支持体1の上面に横たわり、浅い凹部37 をもつシャンク36が支持体1の下面側に形成され、該凹部は、端子タブ3の延 長部32に対面する。スナップアクション・バイメタル・プレート15は、その 一端が支持体の下面と延長部との間のギャップに位置し、他端がビン34の凹部 37にある。スナップアクション・バイメタル・プレート15を拘束するため、 該プレートの一端にビン34と係合する凹部38が設けられ、スナップアクショ ン・バイメタル・プレートは、凹部37において横ずれできないようになってい る。スナップアクション・バイメタル・プレートの反対端部は、延長部32の範 囲外へ横方向のピボット運動しないようになっており、このため、スナップアク ション・バイメタル・プレートは、支持体1の縁部と平行で、はぼ保持体1の幅 にわたり延び、壁32aに近接する端部39を有し、前記壁は、支持体1に直角 になるよう延びている。
保持ビン34がスナップアクション・バイメタル・プレートを簡単な方法で、載 置するようになっている。
ビンが孔33にインサートされ、接点スプリング8がその上に位置する。ビンは 、孔33に固定されることが好ましく、ビンの径が孔の内径にピッタリ合うよう になっている。
第8図と第9図に示されたバイメタル・サーモスイッチと、第4図と第5図に示 されたスイッチとの間の相違は、端子タブのデザインとスナップアクション・バ イメタル・プレートを保持する手段にある。二つの端子タブ3.4は、実質的に 同一で、第4.5図の端子タブに実質的に類似している。二つの端子タブ3.4 のいずれもスナップアクション・バイメタル・プレートを保持しない。これは、 第6図のホルダー34のようにビン形状のものである二つの分れたホルダー40 によりなされる。
二つのホルダー40は、支持体1の上面にあるフラットな頭部45と、支持体1 の孔43を貫通するシャンク46と、支持体の底面に当るカラー44と、カラー 44の下側のシャンク46に形成されているウェッジ形状の開ロア5とからなる 。ホルダー40は、プラスチック射出成形品からなり、頭部45なしに成形され 、カラー44まで孔43へ下から挿入され、熱可塑変形によりビンの上端に頭部 45を形成する。二つのウェッジ形状の開口47が同じレベルを保ち、スナップ アクション・バイメタル・プレート15の両端部49を受けるように、二つのホ ルダーが構成されている。該端部の各々には、第7図の凹部38に相当する凹部 48が形成され、ホルダー40を受け、スナップアクション・バイメタル・プレ ート15のずれを防ぐ。
第4図に示されたスイッチの変形における、第8図に示されたスイッチは、スナ ップアクション・バイメタル・プレート15と接点スプリング8との間に配置の ブツシュロッド27を備え、頭部28の上にシリンドリカルな延長部41が設け られ、接点スブリングン8の孔に遊嵌し、センター位置決めが保証される。
第10.11図に示されたバイメタル・サーモスイッチは、第1図から第3図に 示された端子タブ4と同じ外形の端子タブ4と、第1図から第3図に′示され、 第6図のもののように、スナップアクション・バイメタル・プレート15を保持 する延長部32をもつものと同じ外形の端子タブ3とを有する。第6図に示され たスイッチのように、第10図に示されたスイッチは、また、保持ビン54を有 し、このビンは、端部寄りでアンダーカットされ、支持体1の貫通孔33に弾性 的に嵌め込まれただ割りのあるシャンク56を有する。ホルダー54は、孔33 へ下からフラットな頭部57が接合したカラー55まで挿入される。第6.7図 の図示実施例におけるように、スナップアクション・バイメタル・プレート15 は、ホルダー54の作動範囲において、ホルダー54のカラー55を受ける凹部 38を有する。
第10図に示されたホルダー54の代りに、第6図に示されたホルダー34と第 8図に示されたホルダー40が第12.13図に示されたホルダーに使用できる が、凹部37が半円形に突出し、スナップアクション・バイメタル・プレート1 5と対面し、凹部38に伸びる点で、第6図に示されたホルダーと相違する。
第10.11図に示されたスイッチと前記された図示実施例との間の重要な相違 は、スナップアクション・バイメタル・プレート15の動きがブツシュOドの代 りに小さなボールにより接点スプリング8へ伝達される点である。ボール58は 、支持体に形成された該ボールの径よりも僅かに大径のシリンドリカルな孔26 に配置されている。ボール58の直径は、接点スプリング8とスナップアクショ ン・バイメタル・プレート15の位置に合致するようにされ、スイッチの開閉に おいて、スナップアクション・バイメタル・プレート、支持体の孔26ならびに 接点スプリング8により構成されるケージに保持されるように選定される。ボー ル58の直径は、支持体1の厚さの約2倍が好ましい。ボールは、ガラスまたは セラミイク素材から適当に構成される。このようなボールは、高精度に作られる ことができ、簡単にインサートでき、シリーズのスイッチのスイッチング温度の 伝播を減少させるものである。
第14.15図に示されたバイメタル・サーモスイッチと第1.3図に示された 実施例との間の相違は、スナップアクション・バイメタル・プレート15が第1 4図に円で示した位置の固定された抵抗60により加熱される点に本質的にある 。第15図に示すように、固定された抵抗は、ワイヤ抵抗からなる。固定された 抵抗は、シリーズ抵抗として、スイッチに接続され、電流が支持体の底面1aに 対し伸びている端子の延長部61をこえて固定された抵抗60へ流れ、ついで該 抵抗を介して導電ストリップ62へ流れ、該ストリップは、端子タブ3が端部に 固定される支持体1の底面1aに延びる。該端部において導電ストリップは、折 り返されて支持体1の上面側に延び、フレーム状の構造体63として、支持体1 の一方の縁にそい対向する端子タブ4へ延び、前記対向縁にそい端子タブ3へ戻 る。該端部において、フレーム状の構造体63は、支持体1にハンダ付けされ、 接点スプリング8をも固定し、該スプリングは、フレーム状構造体63と支持体 1との間に適合した固定の端部を有する。
フレーム状の構造体63は、シート状の金属要素からなり、−回の操作でシート の金属から作られ、また。端子タブ3もそれから作られる。後者は、支持体1の 上面にあるが、接点スプリング8に直接接続しない足64を有する。足64と延 長部61は、フォークを構成し、これが支持体1に適合する。
フレーム状の構造体63の内部65は、スナップアクション・バイメタル・プレ ート15に適合するようにあっている。 該プレートの下に、支持体1は、貫通 孔66を有し、これを介して固定された抵抗60により発生された熱をスナップ アクション・バイメタル・プレート15へ伝達することができる。前記プレート が固定された抵抗により、そのスイッチング温度へ加熱されるや否や、該該プレ ートは、スナップ逆転し、接点スプリング8の下向きのW5M部67に作用し、 後者を持ち上げ、その結果、固定された抵抗60を介する電流が同時に遮断され る。このようなスイッチは、熱出力に基づ(時間後に開放するタイマーとして使 用される。また、固定された抵抗60は、過電流に対する保護のため、可溶融性 ワイヤからなることもできる。第16.17図に余されたバイメタル・サーモス イッチにおいては、二つの同一なアルミナ・セラミック平板1.1−がサンドイ ンチ・ユニットとして組合わされている。端子タブ4は、第4.5図に示された ものと類似し、二枚の平板1.1−の間のスペースにインサートされている延長 部71を有する。
他方の端子タブ3は、平板1.1−を抱かず、二つの平板1.1−の間のスペー スに延長部70がインサートされているだけである。二つの延長部70,71は 、間隔をおいて平板1.1′を平行関係で維持する。接点スプリング8、スナッ プアクション・バイメタル・プレート15ならびに、これらを接続するブツシュ ロッド27の構成は、第4図に示されたものと類似である。
二つの電気抵抗層72.73が下側の平板1−の上面に設けてあり、平板1′に そって互いに平行に延び、同じ平板1′に伸びる二つの電気導電ストリップ74 .75に接触する。一方の導電ストリップ74は、端子タブ3の延長部70に接 続されている。他方の導電ストリップは、電気端子76に通じている。抵抗層7 2.73と導電ストリップ74.75の構成を明らかにするために、接点スプリ ングが設けられた上側平板1を第17図において一部切断して示す。
U状のスライダー77が設けられ、これは、下側平板1−の長手エツジにそい摺 動案内され、下側平板1′の下面に反対に曲−げられ、二つの平板1.1′の間 のスペース内に伸びる二つの自由端部78.79を有している。二つの自由端部 78.79は、フルゲート状の接点スプリングを構成し、これらは、抵抗層72 .73それぞれに接触し、両者は、上側スラブ1の対向する下面を受ける。
延長部70をこえての端子タブ3からの電流は、導電ストリップ74へ流れ、さ らに、抵抗層72へ流れ、さらにスライダー77を介して抵抗H73へ流れ、導 電ストリップ75において電気端子76へ流れ、この端子は、U状の部材80の 一部であり、二つの平板1.1′を抱く。上側平板1の上面には、端子76が介 在する接点スプリング8の端部と共に平板1にハンダ付けされており、下側平板 1′の底面においては、スナップアクション・バイメタル・プレート15のため のパン状ホルダー20 (第4図におけるような)により、つながっている。こ のU状部材80は、端子タブ3と直接に接続され第14.15図に示された実施 例におけるように、抵抗層72.73は、スイッチのシリーズ抵抗を構成するが 、この場合には、スライダー77により抵抗は、可変である。
このような可変抵抗を平行抵抗として設けることができることは、明らかである 。
第18図に示したバイメタル・スイッチは、一方が他方の上に直接に載る二枚の アルミナ・セラミック平板1.1−からなる。接点スプリング8の下には、上側 平板1は、上縁がカラー83により狭められた孔82を有する。スナップアクシ ョン・バイメタル・プレート15が孔82により構成された開口に位置し、カラ ー83により脱落しないように保持され、スイッチング温度以上に温度が上昇す ると、スナップ逆転して接点スプリング8を持ち上げる。開口は、スナップアク ション・バイメタル・プレートを保持する手段を構成し、後者が沈むため、接点 スプリング8は、スナップアクション・バイメタル・プレートに対面する膨出部 67を有する。
第19図に示されたバイメタル・サーモスイッチと、第18図に示されたものと の間の相違は、上側平板1の孔82が下側のアルミナ・セラミック平板1′の開 口85により構成されている点にある。この開口は、直径がやや大きい盲孔85 からなる。スナップアクション・バイメタル・プレート15は、盲孔85にある 。通常のスナップ・アクション・プレート86がプレート15の上にあり、これ は、バイメタルからなるものではなく、温度変化に応答するよりも機械的作用に よりスナップ逆転するものである。二つのスナップアクション・プレート15. 86は、盲孔85内に保持され、上側平板1の重なる孔82は、下側の盲孔85 よりも狭くなっている。
振動カムシャフト駆動機構部15がスイッチング温度以上に加熱されると、スナ ップ作用して逆転し、通常のスナップ作用ボレート86のスナップ逆転を強制し 、その結果、後者が接点スプリング8を持ち上げる。スナップアクション・バイ メタル・プレート15のスイッチング温度以下に低下する温度に応答して、この ようなスイッチは、自動的に閉止せず、スナップアクション・プレート86は、 例えば、手などにより外側から復帰させるまで、その形状を変えない。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.電気絶縁体、フラットな支持体、一端が支持体に固定され、他端がバイメタ ル要素の作用で可動の接点要素を支持し、固定接点と共働する接点スプリング、 ばらびに、該支持体に固定され、支持体に装着された固定接点と接点スプリング とそれぞれに電気的に接続されている少なくとも二つの電気端子からなり、該支 持体(1)が薄いアルミナ・セラミック平板(ウエファー)からなることを特徴 とするバイメタル・サーモスイッチ。 2.支持体(1)が部分的に金属化されているこおとおを特徴とする請求の範囲 1によるバイメタル・サーモスイッチ。 3.電気端子(3,4)がフォーク状で、これらのフォークが支持体(1)の分 離された金属化部分に適合し、ハンダこおとを特徴とする請求の範囲2によるバ イメタル・サーモスイッチ。 4.支持体(1)、特にその底面(1a)に導電ストリップ(18)が設けられ ていることを特徴とする請求の範囲1によるバイメタル・サーモスイッチ。 5.支持体(1)に電気部品(60)及び/またはセンサが付加的に設けられ、 特に、1枚または以上のフィルム抵抗(17)がコートされていることを特徴と する請求の範囲4によるバイメタル・サーモスイッチ。 6.支持体(1)がスイッチをシャントする抵抗(17)及び/または、二つの スイッチ接点(9,10)に関連の二つの端子(3,4)に一端が接続し、他端 において、支持体(1)の第3の端子または接点スプリング(8)に接続するシ リーズ抵抗(60)を支持することを特徴とする請求の範囲5によるバイメタル ・サーモスイッチ。 7.支持体(1)がスイッチ接点(9,10)にシリーズ接続されている溶融性 のワイヤ(60)を支持することを特徴とする請求の範囲5によるバイメタル・ サーモスイッチ。 8.電子スイッチング回路が支持体(1)に設けられて、ハイブリッドスイッチ を構成することを特徴とする請求の範囲5によるバイメタル・サーモスイッチ。 9.接点スプリング(8)を作動するスナップアクション・バイメタル・プレー ト(15)が後者と支持体(1)の間に設けられ、さらに、前記スナップアクシ ョン・バイメタル・プレート(15)を中心に位置決めし、これを拘束し、スナ ップアクション・バイメタル・プレート(15)の孔(14)に遊嵌し、接点ス プリング(8)の固定されて支持体(1)の孔(2)に遊嵌するか、支持体(1 )に固定され、接点スプリング(8)の孔に遊嵌されるかのピン(12)が設け られている請求の範囲1によるバイメタル・サーモスイッチ。 10.接点スプリング(8)を作動するスナップアクション・バイメタル・プレ ート(15)が後者と支持体(1)の間に配置され、前記プレートをセンター位 置決めし、拘束し、深い引き抜きにより形成され、スナップアクション・バイメ タル・フレート(15)の孔(14)に遊嵌し、支持体の孔(2)に遊嵌してい ることを特徴とする請求の範囲1によいるバイメタル・サーモスイッチ。 11.ピン(12)はカラー(16)を有し、該ピンは、接点スプリング(8) とスナップアクション・バイメタル・プレート(15)との間から離れたスペー スを有することを特徴とする請求の範囲9によるバイメタル・サーモスイッチ。 12.スナップアクション・バイメタル・プレート(15)と接点スプリング( 8)とを互いに絶縁するプラスチック部材がバイメタルプレート(15)の孔ま たは接点スプリング(8)の孔(11)に挿入されていることを特徴とする請求 の範囲9によるバイメタル・サーモスイッチ。 13.ピン(12)のカラー(16)またはプラスチック要素がスナップアクシ ョン・バイメタル・フレート(15)を接点スプリング(8)から熱シールドす る大きな面を有するようにデザインされていることを特徴とする請求の範囲11 によるバイメタル・サーモスイッチ。 14.固定接点(10)と可動接点要素(9)が設けられている接点スプリング (8)とが支持体(1)の一方の面に配置され、バイメタル要素(15)が固定 接点(10)と接点スプリング(8)から離れて面する支持体(1)の面に設け られ、および、 支持体(1)が接点スプリング(8)とバイメタル要素(15)の間に配置され 、バイメタル要素(15)の運動を接点スプリング(8)に伝達する作動部材( 27,58)を含む孔(26)を有することを特徴とする請求の範囲1によるバ イメタル・サーモスイッチ。 15.作動部材が支持体(1)のシリンドリカルな孔(26)に軸方向に移動し て案内されるプッシュロッド(27)であることを特徴とする請求の範囲14に よるバイメタル・サーモスイッチ。 16.プッシュロッド(27)は、支持体(1)と接点スプリング(8)との間 に配置され、支持体(1)の孔よりも大径であることを特徴とする請求の範囲1 5によるバイメタル・サーモスイッチ。 17.接点スプリング(8)は、支持体(1)の孔(26)に正合する孔(42 )を有し、プッシュロッド(27)は、接点スプリング(8)の孔(42)に伸 びる延長部(41)を有していることを特徴とする請求の範囲16によるバイメ タル・サーモスイッチ。 18.作動要素が、接点スプリング(8)、バイメタル要素(9)ならびに支持 体(1)の孔(26)により構成されているケージにルーズに保持されているボ ール(58)であることを特徴とする請求の範囲14によるバイメタル・サーモ スイッチ。 19.ボール(58)がガラスまたはセラミック素材から作られていることを特 徴とする請求の範囲18によるバイメタル・サーモスイッチ。 20.バイメタル要素(15)がホルダー(20,32,34,40,54)に より支持体(1)にルーズで、しかも拘束されて保持され、該ホルダーは、支持 体(1)に固定され、バイメタル要素(15)の縁を抱くか、及び/または、バ イメタル要素(15)のエッジのストッパを構成するかである、プレートである ことを特徴とする請求の範囲14によるバイメタル・サーモスイッチ。 21.前記ホルダー(20,32)の少なくとも一つが電気端子(3,4)の一 体部分であることを特徴とする請求の範囲20によるバイメタル・サーモスイッ チ。 22.前記ホルダー(34,40,54)の少なくとも一つがピンからなり、こ れによって前記ホルダーが支持体(1)の孔(33,43)に拘束的にインサー トされ、特に、弾性的にそこにロックされることを特徴とする請求の範囲20に よるバイメタル・サーモスイッチ。 23.バイメタル要素(15)には、そのエッジにホルダー(34,40,54 )のそれぞれのものを受ける一つ、または、それ以上の凹部(38,48)が設 けられていることを特徴とする請求の範囲20によるバイメタル・サーモスイッ チ。 24.他のアルミナ・セラミック平板(1′)が支持体(1)の下側に設けられ 、サンドイッチ・ユニットとして支持体(1)に組付けられていることを特徴と する請求の範囲1によるバイメタル・サーモスイッチ。 25.二枚のアルミナ・セラミック平板(1,1′)が近接して間隔をおいてお り、抵抗層(72,73)が二つの平板(1,1′)の対面する面の少なくとも 一つに設けられ、可変抵抗を形成するために、一方の端部において平板(1,1 7)に固定されている端子(3または4)の一方に接続され、他方の端部におい て、スライダーを構成する電気接点要素(77)に接続されていることを特徴と する請求の範囲24によるバイメタル・サーモスイッチ。 26.互いに接触する二つのアルミナ・セラミック平板(1,1′)により構成 されているユニットが少なくとも接点スプリング(8)に向け開放する開口(8 2,85)を有し、該開口に、スナップ・アクション・プレートからなるバイメ タル要素(15)がルーズにしかも拘束的に保持されていることを特徴とする請 求の範囲24によるバイメタル・サーモスイッチ。 27.孔(82)が上側平板(1)に形成された貫通孔であり、該貫通孔は、そ の上部で突起またはカラー(83)により狭められ、その底部において、下側平 板(1′)によりカバーされていることを特徴とする請求の範囲26によるバイ メタル・サーモスイッチ。 28.ユニット(1,1′)に形成された開口(82,85)の部分は、上面が 開放の盲孔(85)または突起またはカラーにより下面が制限された貫通孔によ り下側平板(1′)に構成されていることを特徴とする請求の範囲26によるバ イメタル・サーモスイッチ。 29.下側平板(1′)の孔(53)が上側平板(1)の孔よりも内径幅が大き いことを特徴とする請求の範囲28によるバイメタル・サーモスイッチ。 30.接点スプリング(8)が上側アルミナ・セラミック平板(1)の孔(82 )の上に配置され、バイメダル要素(15)に直面している膨出部(67)また はピンを有していることを特徴とする請求の範囲26によるバイメタル・サーモ スイッチ。 31.均一な膨張係数を有する通常のスナップ・アクション・フレート(86) がバイメタル要素(15)と接点スプリング(8)の間の開口(82,85)に 設けられていることを特徴とする請求の範囲26によるバイメタル・サーモスイ ッチ。 32.アルミナ・セラミック平板(1)は、1mmと1.5mmの間の厚さを有 していることを特徴とするバイメタル・サーモスイッチ。
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