JP2001256873A - 熱応動スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バイメタル片を使用した熱応動スイッチの構
造で、バイメタル片をハウジング内へ組込む際に、バイ
メタル片を容易に固定端子上に位置決めできると共に、
組込み時にバイメタルの変形を防止することができる熱
応動スイッチの構造を提供する。 【解決手段】 ハウジング１と、このハウジング１の内
底面に配設された固定接点３と、この固定接点３と接離
する可動接点６が一端側に固着され、温度に応じて反転
可能な反転部５ａを有するバイメタル片５と、このバイ
メタル片５の他端側が片持ち状に固着された固定端子４
とを備え、前記バイメタル片５に、前記固定端子４との
固着部から前記反転部５ａの形成位置とは反対側に延出
する延出腕部５ｂを形成すると共に、前記ハウジング１
に、前記延出腕部５ｂが係合して位置決めされる係合保
持部１ｂを形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱応動スイッチに
関し、特にバイメタル片の熱応動によって可動接点を反
転させて電気接点を開閉させるスイッチの構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】熱応動スイッチは、熱膨張係数の異なる
金属を複数枚張り合わせた熱応動素子（バイメタル）を
可動片とする可動電極と、この可動電極と共に常時閉接
点形の回路を構成する固定電極とが設けられており、電
気機器の回路に接続されてその電気機器を保護してい
る。

【０００３】すなわち、電気機器の回路に接続された熱
応動スイッチは、その電気機器に過大な電流が流れた
り、周囲温度が異常に高くなった時には、バイメタルの
湾曲反転作用でスイッチ接点を開く構造になっているた
め、電気機器への給電が遮断されるようになっている。
そして、電気機器への給電が遮断されることにより周囲
温度が低下することで、バイメタルが自動復帰し、スイ
ッチ接点は再び閉じ給電を再開することから、危険防止
に役立つと共に電気機器を常に所定の温度範囲で動作さ
せることが可能となっている。

【０００４】従来の熱応動スイッチの構造としては、図
７及び図８に示すものがある。図７は熱応動スイッチの
分解斜視図、図８は同じく断面図である。

【０００５】図において、ハウジング１１は合成樹脂な
どの絶縁材で上面が開口された箱状に形成されており、
このハウジング１１の内底面には、導電性の金属からな
る固定接点１２と固定端子１３が一定の間隔をおいて対
向されて配設されている。

【０００６】前記固定端子１３には、一端側に可動接点
１４が固着されたバイメタル片１５が片持ち状に固着さ
れており、前記可動接点１４は、前記固定接点１２と接
離可能なように対向して配設されたものとなっている。
また、前記バイメタル片１５には、中央にドーム状の反
転部１５ａが形成されており、この反転部１５ａが温度
の変化に応じて反転可能なように形成されている。

【０００７】また、前記バイメタル片１５は、前記固定
端子１３上にスポット溶接などの方法で固着されてお
り、このスポット溶接する位置としては、前記反転部１
５ａを介して前記可動接点１４とは対向する他端側に形
成されるものとなっている。前記バイメタル片１５が収
納されたハウジング１１の開口部を覆うように板状のカ
バー１６が取り付けられている。

【０００８】かかる前記バイメタル片１５を、前記固定
端子１３上に固着する場合には、前記可動接点１４が固
着された前記バイメタル片１５を、別途用意した位置決
め治具を使用して所定位置に位置決めして保持させた状
態で、レーザー溶接を行い組み立てていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の熱応動スイッチの構造においては、前記バイメ
タル片１５を、前記固定端子１３上に固着する場合に
は、前記バイメタル片１５の一端側に固着された前記可
動接点１４と前記固定接点１２との取り付け位置を合わ
せるために、専用の位置決め治具が必要となり、組立工
程も煩雑となることから、廉価対応が困難であるという
問題があった。

【００１０】また、位置決め治具によって、前記バイメ
タル片１５を挟持することから、前記反転部１５ａが変
形してしまう虞があり、前記バイメタル片１５の反転動
作がうまく動作しなくなるという問題があった。

【００１１】したがって、本発明では上述した問題点を
解決し、バイメタル片を使用した熱応動スイッチの構造
で、バイメタル片をハウジング内へ組込む際に、バイメ
タル片を容易に固定端子上に位置決めできると共に、組
込み時にバイメタルの変形を防止することができる熱応
動スイッチの構造を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では第１の手段として、ハウジングと、このハ
ウジングの内底面に配設された固定接点と、この固定接
点と接離する可動接点が一端側に固着され、温度に応じ
て反転可能な反転部を有するバイメタル片と、このバイ
メタル片の他端側が片持ち状に固着された固定端子とを
備え、前記バイメタル片に、前記固定端子との固着部か
ら前記反転部の形成位置とは反対側に延出する延出腕部
を形成すると共に、前記ハウジングに、前記延出腕部が
係合して位置決めされる係合保持部を形成したことを特
徴とする。

【００１３】また、第２の手段として、前記延出腕部
は、前記可動接点と前記固定端子との固着部とを結ぶ中
心線に対して直交する方向で且つ平面方向へそれぞれ対
向して延設され、この延出腕部の自由端側に前記係合保
持部との係合突部を形成したことを特徴とする。

【００１４】また、第３の手段として、前記係合保持部
を、前記ハウジングに設けられた溝部で形成し、この溝
部の内壁面と前記係合突部とを係合させて、前記バイメ
タル片を前記固定端子上に位置決めしたことを特徴とす
る。

【００１５】また、第４の手段として、前記延出腕部に
は、前記バイメタル片を前記ハウジング内に組み込む際
に挟持する、折り曲げ片を形成したことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１乃至
図６に示す。図１は熱応動スイッチのカバーを外した状
態の平面図、図２は同じく断面図、図３は固定接点及び
固定端子が配設されたハウジングの平面図、図４は同じ
く断面図、図５は可動接点を固着した状態のバイメタル
片の平面図、図６は同じく正面図である。

【００１７】図において、ハウジング１は、合成樹脂等
の絶縁材で上面が開口された箱状に形成されている。こ
のハウジング１の内底部には、後述する各端子が配設さ
れており、この各端子の一端部は前記ハウジング１の両
側面側から外方へ導出されたものとなっている。また、
前記ハウジング１の内底面の中央には、この内底面から
半球状に突出した支持突起部１ａが設けられている。

【００１８】また、前記ハウジング１の一端側には、長
方形状の溝部１ｂが形成されており、この溝部１ｂに、
後述するバイメタル片５の延出腕部５ｂが係合され位置
決めされるものとなっている。

【００１９】第１の端子２は、黄銅等の導電性の金属材
で平板状に形成されている。この第１の端子２の一端側
には、前記ハウジング１の内底面に表出する小円形の平
面からなる固定接点３が設けられており、この第１の端
子２の他端側には、前記ハウジング１の側面部から外方
へ導出されて他の電気機器の回路等に接続される接続端
子部２ｂが設けられている。

【００２０】また、前記第１の端子２には、前記固定接
点３と前記接続端子部２ｂとの間で、前記固定接点３の
近傍に幅広状の開口部２ｃが設けられている。この開口
部２ｃは、前記第１の端子２の長手方向の、前記固定接
点３を通る中心線上に形成されており、かつ、前記第１
の端子２の幅方向に、前記開口部２ｃの幅が前記固定接
点３の外周幅よりも大きくなるように形成されている。
また、前記開口部２ｃは、前記固定接点３の外周に合わ
せて周回するように切り込み形成されたものとなってい
る。

【００２１】また、前記第１の端子２には、前記開口部
２ｃを含む部分に傾斜部２ｄが設けられており、この傾
斜部２ｄを介して前記固定接点３と、前記接続端子部２
ｂとが接続された構成となっている。前記第１の端子２
が前記ハウジング１に取付けられる場合には、前記傾斜
部２ｄ部分が前記ハウジング１の内底部に埋設されて取
付けられるものとなっている。

【００２２】第２の端子４は、同じく黄銅等の導電性の
金属材で平板状に形成されている。この第２の端子４の
一端側には、プレスなどで偏肉させて突出部４ａが形成
されており、この突出部４ａは後述するバイメタル片の
一端部を固着する溶着部となっている。また、この第２
の端子４の他端側には、前記ハウジング１の側面部から
外方へ導出されて他の電気機器の回路等に接続される接
続端子部４ｂが設けられている。

【００２３】また、前記第２の端子４には、後述するバ
イメタル片５を固着する前記突出部４ａと前記接続端子
部４ｂとの間で、前記突出部４ａの近傍に幅広状の開口
部４ｃが設けられている。この開口部４ｃは、前記第２
の端子４の長手方向の、前記突出部４ａを通る中心線上
に形成されており、かつ、前記第２の端子４の幅方向
に、前記開口部４ｃの幅が前記突出部４ａの幅よりも大
きくなるように形成されている。また、前記開口部４ｃ
は、前記突出部４ａの外周に合わせて周回するように切
り込み形成されたものとなっている。

【００２４】また、前記第２の端子４には、前記開口部
４ｃを含む部分に傾斜部４ｄが設けられており、この傾
斜部４ｄを介して後述するバイメタル片が固着される突
出部４ａと、前記接続端子部４ｂとが接続された構成と
なっている。前記第２の端子４が前記ハウジング１に取
付けられる場合には、前記傾斜部４ｄ部分が前記ハウジ
ング１の内底部に埋設されて取付けられるものとなって
いる。

【００２５】上述したように、前記第１及び第２の端子
２、４に、前記開口部２ｃ、４ｃを設けたことにより、
例え、輸送時や取付け時等に、前記接続端子部２ｂ、４
ｂに外力が加わり、この接続端子部２ｂ、４ｂに板厚方
向に曲げられる等の応力が加わったとしても、前記開口
部２ｃ、４ｃによってこの応力が遮断されることから、
後述するバイメタル片や可動接点、との固着部や、前記
固定接点３への外部応力の影響を緩和することができ、
各接点部の位置変位への影響を少なくすることができ、
温度特性の安定した熱応動スイッチが得られるものとな
る。

【００２６】また、前記開口部２ｃ、４ｃを含む部分に
傾斜部２ｄ、４ｄを設け、この傾斜部２ｄ、４ｄ部分を
前記ハウジング１の内底部に埋設して取付けたことか
ら、前記第１及び第２の端子２、４の埋設部分を長くと
ることができ、前記ハウジング１の外形を大きくするこ
となしに、強固に固定できるため、小型化の対応が可能
となる。また、半田付け時の、内部へのフラックスの侵
入を防止することができる。

【００２７】バイメタル片５は、例えば、電気抵抗の高
い材料からなる高膨張材と、電気抵抗の低い材料からな
る低膨張材との、熱膨張率の異なる２種類の金属材料を
平板状に積層接合して形成されている。このバイメタル
片５の自由端となる一端側には、前記固定接点３と接離
する、銀酸化錫等からなる可動接点６が電気溶接等の方
法で固着されており、一方、他端側は、前記第２の端子
４に設けられた前記突出部４ａにレーザー溶接等の方法
で固着されたものとなっている。この場合、前記第２の
端子４と前記バイメタル片５の他端側との結合箇所は、
面全体ではなく、前記突出部４ａでのみの部分的結合と
なることから、前記バイメタル片５が反転動作する場合
に動作特性を阻害しないようになっている。

【００２８】また、前記バイメタル片５の中央部には、
反転作用を助長するための膨出したドーム状の反転部５
ａが形成されており、この反転部５ａを形成すること
で、前記バイメタル片５の、温度特性、すなわち、温度
に応じた反転動作を確実に行えるようにしている。

【００２９】また、前記バイメタル片５の他端側で、前
記第２の端子４との固着位置より外方には、前記反転部
５ａの形成位置とは反対側に延出する延出腕部５ｂが形
成されている。この延出腕部５ｂは、前記可動接点６と
前記第２の端子４との固着部とを結ぶ中心線に対して直
交する方向で、且つ平面方向へそれぞれ対向して一対延
出した状態で形成されている。また、前記延出腕部５ｂ
の自由端側には、対向する両側面側に弧状に膨出する係
合突部５ｃが形成されており、この係合突部５ｃが前記
ハウジング１の前記溝部１ｂの内壁部と係合されること
により、前記バイメタル片５が前記ハウジング１に位置
決め保持されるものとなっている。

【００３０】この場合、前記延出腕部５ｂは、前記第２
の端子４との固着部を介して、前記反転部５ａの形成位
置とは反対側に延設されていることから、前記バイメタ
ル片５を前記ハウジング１に組込む際に、前記バイメタ
ル片５の反転部５ａの変形を防止することができ、組立
を容易に行うことが可能となっている。また、前記延出
腕部５ｂの自由端側には、対向する両側面側に弧状に膨
出する係合突部５ｃが形成されており、この係合突部５
ｃが前記ハウジング１の前記溝部１ｂの内壁部と係合さ
れることから、前記バイメタル片５の回転方向の動きを
効果的に抑制することが可能となり、位置決め精度が向
上されるものとなる。

【００３１】また、前記延出腕部５ｂには、前記ハウジ
ング１の上面の開口方向へ向けて突出する折り曲げ片５
ｄが形成されている。この折り曲げ片５ｄを形成するこ
とにより、前記バイメタル片５を前記ハウジング１内に
組み込む際に、組込み治具などで前記折り曲げ片５ｄを
挟持することができることから、前記バイメタル片５を
変形させることなく組み込むことが可能となり、組立を
容易に行うことができる。

【００３２】カバー７は、合成樹脂などの絶縁材から略
板状に形成されており、前記ハウジング１の開口部上に
取り付けられ、前記ハウジング１の内部に配設された前
記第１、第２の端子２、４、前記バイメタル片５、及び
前記可動接点６、前記固定接点３等への塵埃やガスなど
の影響を防止している。

【００３３】次に、上述した本発明の熱応動スイッチの
動作について説明する。常温及び通常の使用温度におい
ては、お互いに対向されて配置されている前記可動接点
６と前記固定接点３は、お互いに接触して接点がオン状
態となっている。この状態から何らかの原因で温度が上
昇すると、前記可動接点６が固着されている前記バイメ
タル片５に設けられた前記反転部５ａが、温度の上昇に
応じて反転動作を行う。この時、前記バイメタル片５に
固着されている前記可動接点６は、前記バイメタル片５
と共に駆動され、前記固定接点３から離間することとな
り、接点がオフ状態となる。この場合、反転した前記バ
イメタル片５の前記反転部５ａは、その膨出部が反転
し、前記固定接点３の方向、即ち、前記ハウジング１の
内底面の方向へ突出する。

【００３４】更に、この状態から温度が下降して元の常
温に戻ると、前記バイメタル片５の前記反転部５ａは温
度の下降に応じて反転復帰し、前記固定接点３の方向と
は反対の方向へ突出することから、前記可動接点６が前
記固定接点３に接触して接点がオン状態となり、初期の
状態に復帰するものとなる。

【００３５】上述した、本発明の熱応動スイッチの構造
においては、前記バイメタル片５の中央部に、温度に応
じて反転する際の、反転作用を助長するための膨出した
ドーム状の反転部５ａが形成されていることから、反転
動作が確実に行われるものである。尚、前記ハウジング
１の内底面には前記支持突起部１ａを設けている。その
ため、温度の下降時に、万が一、前記反転部５ａが徐々
に温度が変化した（徐冷された）ことにより反転されず
に復帰した場合には、前記反転部５ａがこの支持突起部
１ａに当接することから、前記可動接点６と前記固定接
点３との接触が離間状態に保たれ、温度上昇時に再度反
転する場合の可動接点６と固定接点３との接点のチャタ
リングの発生防止が図れるものとなっている。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱応動ス
イッチは、固定接点と接離する可動接点が一端側に固着
され、温度に応じて反転可能な反転部を有するバイメタ
ル片に、固定端子との固着部から反転部の形成位置とは
反対側に延出する延出腕部を形成すると共に、ハウジン
グに、延出腕部が係合して位置決めされる係合保持部を
形成したことから、バイメタル片をハウジングに組込む
際に、バイメタル片の反転部の変形を防止することがで
き、組立を容易に行うことが可能となる。

【００３７】また、延出腕部は、可動接点と固定端子と
の固着部とを結ぶ中心線に対して直交する方向で且つ平
面方向へそれぞれ対向して延設され、この延出腕部の自
由端側に係合保持部との係合突部を形成したことから、
バイメタル片の回転方向の動きを効果的に抑制すること
が可能となり、位置決め精度が向上される。

【００３８】また、係合保持部を、ハウジングに設けら
れた溝部で形成し、この溝部の内壁面と係合突部とを係
合させて、バイメタル片を固定端子上に位置決めしたこ
とから、確実に位置決めができ、組立を容易に行うこと
ができる。

【００３９】また、延出腕部には、バイメタル片をハウ
ジング内に組み込む際に挟持する、折り曲げ片を形成し
たことから、バイメタル片を変形させることなく組み込
むことが可能となり、組立を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例である熱応動スイッチのカバ
ーを外した状態を示す平面図である。

【図２】本発明の同じく熱応動スイッチのカバーを外し
た状態を示す断面図である。

【図３】本発明の同じく固定接点及び固定端子が配設さ
れたハウジングを示す平面図である。

【図４】本発明の同じく固定接点及び固定端子が配設さ
れたハウジングを示す断面図である。

【図５】本発明の同じく可動接点を固着した状態のバイ
メタル片を示す平面図である。

【図６】本発明の同じく可動接点を固着した状態のバイ
メタル片を示す正面図である。

【図７】従来の熱応動スイッチを示す分解斜視図であ
る。

【図８】従来の熱応動スイッチを示す断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング １ａ 支持突起部 １ｂ 溝部（係合保持部） ２ 第１の端子 ２ｂ 接続端子部 ２ｃ 開口部 ２ｄ 傾斜部 ３ 固定接点 ４ 第２の端子（固定端子） ４ａ 突出部 ４ｂ 接続端子部 ４ｃ 開口部 ４ｄ 傾斜部 ５ バイメタル片 ５ａ 反転部 ５ｂ 延出腕部 ５ｃ 係合突部 ５ｄ 折り曲げ片 ６ 可動接点 ７ カバー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、このハウジングの内底面
   に配設された固定接点と、この固定接点と接離する可動
   接点が一端側に固着され、温度に応じて反転可能な反転
   部を有するバイメタル片と、このバイメタル片の他端側
   が片持ち状に固着された固定端子とを備え、前記バイメ
   タル片に、前記固定端子との固着部から前記反転部の形
   成位置とは反対側に延出する延出腕部を形成すると共
   に、前記ハウジングに、前記延出腕部が係合して位置決
   めされる係合保持部を形成したことを特徴とする熱応動
   スイッチ。
2. 【請求項２】 前記延出腕部は、前記可動接点と前記固
   定端子との固着部とを結ぶ中心線に対して直交する方向
   で且つ平面方向へそれぞれ対向して延設され、この延出
   腕部の自由端側に前記係合保持部との係合突部を形成し
   たことを特徴とする請求項１記載の熱応動スイッチ。
3. 【請求項３】 前記係合保持部を、前記ハウジングに設
   けられた溝部で形成し、この溝部の内壁面と前記係合突
   部とを係合させて、前記バイメタル片を前記固定端子上
   に位置決めしたことを特徴とする請求項２記載の熱応動
   スイッチ。
4. 【請求項４】 前記延出腕部には、前記バイメタル片を
   前記ハウジング内に組み込む際に挟持する、折り曲げ片
   を形成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに
   記載の熱応動スイッチ。