JPH07201365A - スイッチ装置 - Google Patents

スイッチ装置

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JPH07201365A
JPH07201365A JP6028632A JP2863294A JPH07201365A JP H07201365 A JPH07201365 A JP H07201365A JP 6028632 A JP6028632 A JP 6028632A JP 2863294 A JP2863294 A JP 2863294A JP H07201365 A JPH07201365 A JP H07201365A
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JP
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diode
contacts
shape memory
electrical
heat
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JP6028632A
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Elias A Kawam
エリアス・アンソニイ・カワム
Terri A Cardellino
テリ・アン・カルデリノ
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00Thermally-actuated switches
    • H01H37/02Details
    • H01H37/32Thermally-sensitive members
    • H01H37/323Thermally-sensitive members making use of shape memory materials
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H79/00Protective switches in which excess current causes the closing of contacts, e.g. for short-circuiting the apparatus to be protected

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量で、蓄電池電流を通しているときに大き
な電力を散逸しないスイッチ装置を提供する。 【構成】 熱作動スイッチが、形状記憶金属(SMM)
棒50の長さ変化に応答して、開路又は閉路し得る一対
のスイッチ接点20、22を含んでいる。スイッチ接点
と電気的に回路結合されている加熱素子CR1、CR
2、CR3内で電力が散逸されるときに発生される熱に
よって、その温度を高めることにより、SMM棒の長さ
を変化させる。この目的のため、加熱素子が共通のヒー
ト・シンク40等によって、SMM棒に熱結合されてい
る。スイッチが開路可能になるようにする場合に、加熱
素子は接点と直列を成すことが好ましく、接点を閉路す
るようにする場合に、加熱素子は接点と並列を成すこと
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気スイッチに関し、
特に、電流に応答するこのようなスイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】複数の直列接続されたセルを有している
蓄電池が、保守及び修理が困難であるか又は不可能であ
る場所に用いられるとき、蓄電池の1つのセルの劣化又
は故障が蓄電池全体を永久的に使いものにならなくする
可能性がある。この蓄電池を利用するシステムが、蓄電
池の1つ又は更に多くのセルが故障しても作用するよう
に設計されている場合でも、このような可能性がある。
最も問題になるのは、セルの高抵抗値又は開路状態であ
る。
【0003】高抵抗値又は開路状態のセルでも引き続い
て作用し得るようにする従来の解決策は、多くの用途で
は不満足である。1つの解決策は、各々のセルと並列に
ダイオードを接続することである。第1に、適当な数の
直列接続されたダイオードを充電電流を通すような極性
に接続し、第2に適当な数の並列接続されたダイオード
を放電電流を通すような極性に接続する。これらのダイ
オード、及びこれらのダイオードのうちの任意の1つ又
は更に多くが散逸する電力からの熱を除去するのに必要
なヒート・シンクの重量は過大になる場合が多い。代替
案は、各々のセルの両端に指令に応じ得るリレーを接続
することであるが、このリレーは、過度に重く、このリ
レーが発生する熱は比較的少ないけれども、複雑な感知
及び作動回路を必要とする。
【0004】必要なのは、軽量であって、蓄電池電流を
通しているときに大きな電力を散逸しないスイッチであ
る。
【0005】
【課題を解決しようとする手段】従って、本発明は、開
路位置と閉路位置との間で可動である一対の電気接点
と、内部に空所を有している熱伝導基部とを備えてい
る。この空所内に配置されている形状記憶金属部材は、
所定の温度に達すると、寸法が変化し、これらの一対の
電気接点と係合する。電気加熱手段がこの部材を所定の
温度まで加熱するように、基部に密に熱結合されてい
る。この電気加熱手段は、一対の電気接点のうちの少な
くとも一方と電気的に回路結合されている。
【0006】
【実施例】図1では、蓄電池(バッテリ)が、直列に接
続されている複数の蓄電池セルを含んでおり、そのうち
の蓄電池セル12及び12′が示されている。通常、蓄
電池に対する充電電流及び放電電流が各々の蓄電池セル
に流れる。即ち、各セルは他のすべてのセルに対する直
列回路を閉じる。1つのセルが、かなりの抵抗値を示す
ように又は開路になるように劣化するか又は故障した場
合、他の蓄電池セルは動作状態にとどまっていても、蓄
電池全体が使いものにならなくなる。このような状態を
回避するために、ダイオードCR1を蓄電池セルと並列
に接続し、その陰極をセルの正の端子に接続して、蓄電
池が放電しているときに蓄電池に流れる電流を通すよう
にすることができる。実際には、通電容量を増加させる
ために、又はそのうちの任意の1つが故障した場合の保
護作用を行うために、多数のダイオードCR1、CR2
及びCR3が並列に接続されている場合が多い。
【0007】同様にして、蓄電池が充電されているとき
にその蓄電池に流れる電流に対する導電通路を、直列に
接続された1つ又は更に多くのダイオードCR4、CR
5及びCR6によって構成し、それらの陽極を各々の蓄
電池セルの正の端子側に接続することができる。ダイオ
ードの数は、正常な蓄電池セルを充電しているときに直
列接続されたダイオードに流れる電流が無視し得るよう
に選択されている。例えば、ニッケル・カドミウム蓄電
池セル及びニッケル−水素蓄電池セルでは、3つの直列
接続されたダイオードを各々の蓄電池セルと並列に接続
すれば十分である。セル32個の100アンペア時の容
量を有している蓄電池では、充電電流を通すダイオー
ド、及び内部で散逸される電力からの熱を安全に除去す
るのに必要なヒート・シンクの重量は、約8ポンド〜1
0ポンドになる。
【0008】図1の熱作動スイッチ10は、蓄電池セル
12と並列に接続されている3つの並列ダイオードCR
1、CR2及びCR3を含んでいる。それらのダイオー
ドのそれぞれの陰極端子が接続部14及び140を介し
てセル12の正の端子に接続されており、それぞれの陽
極端子が接続部16及び160を介してセル12の負の
端子に接続されており、セル12が故障するか又は異常
に高い抵抗値を示す場合に、蓄電池の放電電流を通す。
一対のスイッチ接点20及び22が又、蓄電池セル12
と並列に接続されている。ダイオードCR1、CR2及
びCR3に流れる放電電流によって発生される熱に応答
する熱アクチュエータ18(波形の3つの線を付した破
線の記号で表す)が、電気接点20及び22を係合させ
て、作動されたときに電気接点20及び22の間の回路
を閉じる。図1の素子のうち、参照番号にダッシュを付
して表した素子は、蓄電池セル12についてダッシュを
付していない参照番号で表した素子と同様な蓄電池セル
12′の素子を表す。
【0009】図2の実施例では、熱作動スイッチ10が
取り付け基部30内の空所32内に配設されている。基
部30は、G−10硝子繊維(ファイバ・グラス)エポ
キシのような便利な絶縁材料、又はポリエーテルイミド
のような複合体若しくはプラスチックで構成することが
可能であり、1つ又は更に多くの取り付け孔72を含ん
でいてもよい。熱アクチュエータ18は、次のように空
所32内に配設されている。熱伝導基部40が、電気加
熱素子、ここではダイオードCR1、CR2及びCR3
に対する取り付け基部として作用し、このような加熱素
子は、熱伝導基部40と密に熱接触している。基部40
は、銅若しくはアルミニウム、又は熱伝導度の高いその
他の材料で作成することができるが、ダイオードCR
1、CR2及びCR3を取り付ける手段を含んでいる。
これらのダイオードは、ねじ付き取り付けボルトを有し
ているパッケージ内に設けることができ、このボルトを
ねじ山を切ったナットによって、基部40内の孔に固定
するか、又は基部40内のねじ孔に取り付けることがで
きる。
【0010】熱伝導基部40の内部に空所42があり、
空所42内には形状記憶金属(SMM)合金で作成され
ている部材50がある。いくつかの合金が形状記憶性を
呈することが知られている。ここで説明する構成におい
て用いられている特定の形状記憶金属合金は、ニッケル
・チタン合金(NiTi又はNiTiNOL)である。
NiTiNOLは、1960年代の早期に海軍兵站研究
所で開発されたと考えられるニッケル・チタン形状記憶
合金である。SMM材料は、カリフォルニア州、サニイ
ヴェイルにあるシェイプ・メモリ・アプリケイションズ
社、及び日本の東京にあるフルカワ・エレクトリック社
から入手し得る。形状記憶合金は、材料が異なる形状に
変形され又は圧縮された後でも、予め設定された又は
「記憶された」形状を「覚えている」という性質を有す
る。形状記憶の復元は、熱を加えることによって誘起さ
れ、特定の合金の組成によって決定される予め設定され
た温度でトリガされる。この温度をSMM素子の特定の
用途に合わせて選択する。−100℃と+100℃との
間の変態温度が可能である。その復元が起こり得る割合
は、どのくらい速く熱を加えることができるかによって
制限される。
【0011】1回作動の用途では、NiTiNOLは、
目立った残留歪みなしに8%までの記憶歪み(δL/
L)を復元することができる。数サイクル(例えば、1
0サイクル未満)を用いる用途では、5%の記憶歪みが
妥当な設計の指針であり、(1000万回までの)多重
サイクルの用途では、3%の記憶歪みが妥当な設計の指
針である。これらの歪みの値を典型的な工学用合金と比
較するために、次の例を考える。典型的な鋼合金(AS
TM−386)の標本は、0.12%よりも大きな歪み
で降伏を開始する。100℃の温度変化では、典型的な
鋼合金の標本は、その長さの約0.12%だけ伸びる。
【0012】NiTiNOL SMM素子に形状を「記
憶させる」又は予め設定するために利用される方法を次
に説明する。工程1。 最初の形のSMM素子、例え
ば、所望の記憶されるべき形状(即ち、使用中に加熱す
るときに素子が復帰することを希望する形状)である所
定の長さを有している1つの真直ぐな棒又は管を求め
る。
【0013】工程2。 熱処理の間の歪み又は動きを防
止するために、この素子を締め付ける。工程3。 その
変態温度よりも十分高い温度、典型的には400℃〜5
00℃で、1時間までの間、不活性雰囲気内でオーブン
内で締め付けられた素子を熱処理(焼鈍)する。
【0014】工程4。 締め付けられた素子を、その変
態温度よりも低い温度、例えば室温まで冷却する。工程
5。 塑性変形により、例えばその長さを減少させるた
めに圧縮することにより、素子を所望の形状に形成す
る。その後、塑性変形された素子がその変態温度よりも
高い温度まで加熱されると、素子は変形していない状
態、即ち、記憶された形状に復帰する。
【0015】この過程を同じ素子に何回も繰り返して
も、目立った劣化は起こらない。「記憶される」形状は
毎回同じである必要はないが、材料は最後に「記憶され
た」形状のみを「覚えている」。その前の形状は、焼鈍
過程で失われる。NiTiNOLでは極低温の変態温度
を利用することができ、上に述べた過程は、用いられる
温度については相異なる。
【0016】数回しか作動することが必要でないよう
な、上に述べたような装置にSMM素子を用いるときに
は、作動の合間に、この過程の工程5のみを繰り返せば
十分である。具体的に言うと、図2の実施例では、熱伝
導基部40内の空所42は中孔であり、SMM部材50
は直径0.10インチのSMM棒であり、このSMM棒
は、圧縮されていない状態の長さが2.14インチであ
る。取り付ける前に、この棒を2.0インチの長さに圧
縮する。SMM合金は、約60℃の所定の温度で、圧縮
されていないときの長さに復帰する合金である。図2の
左側にあるSMM棒50の端は、中孔42の底部に載っ
かっており、そのため、中孔42の底部に圧接するよう
に拘束されており、棒50の他端は、これから説明する
ように電気接点22に係合している。
【0017】スイッチ10の正の端子14は、接続部材
14によって形成されている。接続部材14は平坦な部
分142を有しており、平坦な部分142は、ダイオー
ドCR2及びCR3の陰極の下方を伸びていると共に、
これらの陰極及び取り付けボルトの締め付け効果によっ
て、基部40に電気的及び機械的に接続されている。部
材14は、ねじ若しくははんだ付け、又はその他の普通
の方法によって基部40に結合することもできる。図示
の構成は、ダイオードがSMM棒50に密に熱結合され
た状態にとどまるように、ダイオードCR2及びCR3
と熱伝導基部40との間に所望の高い熱伝導度を保つ。
【0018】図2の接続端子14は延長部144を含ん
でおり、延長部144に電気接点20が例えばスウェー
ジ又ははんだ付け等によって、電気的及び機械的に取り
付けられている。端子14の他端には孔が設けられてお
り、その孔内にはんだ付け等によって、1つ又は更に多
くの接続ワイヤ140を接続することができる。負の端
子16は、取り付け基部30の空所32内にあると共
に、複数の孔を含んでおり、その孔内に、1つ又は更に
多くの接続ワイヤ160、及びダイオードCR2の陽極
端子に対する接続ワイヤ162のような接続ワイヤをは
んだ付け等によって接続することができる。端子16
と、CR1及びCR3の陽極端子との間の接続ワイヤ
(図に示していない)は、CR2に対する接続ワイヤと
同様である。端子16は可撓性部材60を介して電気接
点22に接続されており、接点22が接点20に対して
可動であって、接点22と接点20との間の電気的な接
触のメーク及びブレークをするようになっている。
【0019】電気接点22は、絶縁部材64に固定され
ている導電素子62に、例えばスウェージ又ははんだ付
け等によって、電気的及び機械的に取り付けられてい
る。絶縁部材64は、可撓性部材60を介して負の端子
16に電気的に接続されている接点22及び素子62
を、基部40を介して正の端子14に電気的に接続され
ているSMM棒50から絶縁している。接点22、部材
62及び絶縁体64を併せたものを接点アセンブリと呼
ぶことができる。絶縁体64は、G−10硝子繊維エポ
キシ、ナイロン、プラスチック又はポリエステルイミド
のような任意の便利な絶縁材料で作成することができ
る。可撓性部材60は、ベリリウム銅又は銅の編紐のよ
うなばね材料で構成することができ、はんだ付け若しく
は導電性接着剤、又はその他の便利な方法によって、端
子16及び素子62に電気的及び機械的に接続すること
ができる。接点アセンブリ22、62及び64は、絶縁
体64及び基部30の凹部74及び76にそれぞれ係合
している剪断ピン70によって、図2に示す不作動位置
(電気的な開路)に保たれている。
【0020】接点20及び22は、銅又はアルミニウム
で作成されていることが好ましく、少なくともその接点
区域を有しており、この接点区域は、接点が閉じるとき
にできる接続の品質を劣化させるおそれのある酸化又は
その他の汚染に対する保護のために、めっきした錫、金
又は銀のような材料で被覆されている。端子14及び1
6は、導電度の高い銅又はアルミニウムのような材料で
形成されており、耐食性をもたせるために、錫、銀又は
金等を用いてめっき又は被覆することができる。
【0021】図3は図2の実施例の断面図であり、図2
について上に述べた素子のうち、図3にも示されている
ものは、同じ参照記号で示されている。図3は、取り付
け基部30の空所32内での熱伝導基部40及び負の端
子16の配置を示している。基部40及び端子16は、
接着剤結合によって、又はねじ若しくは当業者に知られ
たその他の便利な方法によって、空所32内に固定する
ことができる。図3はダイオードCR2と熱伝導基部4
0との間の(端子14の部分142を介しての)密な熱
接触、及び基部40の中孔42内に配置されているSM
M棒との密な熱接触を示している。
【0022】熱作動スイッチ10の動作は、次の通りで
ある。不作動状態では、SMM棒50は圧縮状態にあ
り、接点アセンブリ22、62及び64は剪断ピン70
によって所定位置に保持されており、こうして、接点2
0及び22の間に約0.020インチのすき間を保って
いる。蓄電池セル12の開路状態を原因等として、ダイ
オードCR1、CR2及びCR3に電流が流れると、こ
れらのダイオードで散逸される電力が熱を発生する。こ
の熱が基部40に結合され、ダイオードCR1、CR2
及びCR3に流れている電流のレベルに従って、基部4
0の温度を上昇させる。SMM棒50は、基部40の上
昇した温度によって取り囲まれているので、それによっ
て加熱され、ついには約60℃の所定の温度に達する。
この温度で、形状記憶合金は圧縮されていないときの長
さに復帰する、即ち、形状記憶合金は、2.00インチ
から約2.10インチ〜2.14インチまで伸びる。中
孔42内にある棒50の端は中孔の底部によって拘束さ
れているので、棒50の伸びによって、接点アセンブリ
22、62及び64と係合し、剪断ピン70を剪断する
のに十分な圧力をこの接点アセンブリに加え、こうし
て、この接点アセンブリを右側に約0.10インチ移動
させる。この動きは、接点20及び22の間の間隔より
も大きいので、接点20及び22は閉じ、こうして、端
子14及び16の間に抵抗値の小さい回路を閉じる。接
点22の動きは、作動される前の接点20及び22の間
の間隔よりも実質的に大きいので、接点20と、端子1
4の延長部144とは右側に移動し、この目的のために
設けられている空所32の部分34に入る。その結果、
及び延長部144の弾力により、接点20及び22はし
っかりと一緒に保持され、こうして、確実な抵抗値の小
さい接点となる。
【0023】上に述べた実施例の装置では、スイッチ1
0は、長さが約3.5インチ、幅が1.8インチ、厚さ
が1.0インチである。SMM棒50は圧縮されていな
い状態では、直径が0.10インチ、長さが2.14イ
ンチであり、直径が0.11インチである中孔42内に
ある。取り付ける前に、棒50を2.00インチに圧縮
する。約60℃のその作動温度に達すると、この棒は約
200ポンドの力で伸びる。剪断ピン70は、直径が
0.020インチのアルミニウム棒であり、約40ポン
ドの剪断力を必要とする。端子14及び16、並びに部
材62は、錫めっきをした厚さ0.050インチの銅で
ある。接点20及び22はいずれも、直径が約0.20
インチの金めっきした銅の半球である。ダイオードCR
1、CR2及びCR3は、アリゾナ州、フェニックスに
あるモトローラ・セミコンダクタ・プロダクツ社から入
手し得るSD−51型ショットキー障壁電力用ダイオー
ドである。50アンペアの電流では、これらのダイオー
ドは約23ワットを散逸し、2分〜3分で棒50を約6
0℃の作動温度に到達させるのに十分な熱を発生する。
【0024】図4は、接点22を含んでいる可動接点ア
センブリの図2とは別の配置を示すものであるが、この
図では、図2の素子と対応する素子には同じ参照番号に
ダッシュを付して表してある。絶縁部材64′が枢軸孔
82を含んでおり、枢軸孔82内の枢軸ピン80によっ
て、取り付け基部30′の空所32′内に枢着されてい
る。絶縁部材64′は、細くした部分92によって結合
されている剪断耳片(タブ)90を含んでいる。絶縁部
材64′、剪断耳片90及び細くした部分92は、単一
の部品であることが好ましい。この部品は、加工、成形
又はその他の便利な方法によって作成することができ
る。固定ピン94が耳片90の固定孔96を通って基部
30′に入っており、絶縁部材64′と、導電素子6
2′と、接点22′とを備えている接点アセンブリを図
示の開路位置に保持している。絶縁部材64′及び導電
素子62′は、図示のようにそれぞれの弯曲部で互いに
係合していてもよいし、又はその他の相補的な形状で係
合していてもよい。
【0025】動作について説明すると、SMM棒50′
の伸びによって接点アセンブリが右側に押されて、接点
22を接点20に向けて動かすが、最初は剪断耳片90
の孔96内にある固定ピン94によって拘束されてい
る。その細くした部分92は、SMM棒50′から加え
られる力のある端数、例えばその力の10%〜50%で
分断するように選択された厚さと幅とを有している。細
くした部分92が棒50の力によって分断すると、絶縁
部材64′は枢軸ピン90の周りに回転するのが自由に
なり、実際に回転し、このため、接点22が図2につい
て前に述べたように、端子14の部分144′にある接
点20′と電気的に接触し、こうして、端子14及び1
6の間に抵抗値の小さい電気回路を閉じる。
【0026】以上の説明から、当業者には本発明のこの
他の実施例が容易に考えられよう。本発明の範囲は、特
許請求の範囲のみによって限定される。例えば、本明細
書でダイオードCR1、CR2及びCR3として説明し
た電気加熱手段は、これよりも多い又は少ない数のダイ
オードであってもよいし、又は電気抵抗加熱器であって
もよい。その代わりに、CR1、CR2及びCR3のよ
うなダイオードは、ボンディング等によって、基部40
に取り付けられた混成(ハイブリッド)パッケージに取
り付けられていてもよいし、又はチップ・ダイオードが
基部40に直接的に取り付けられていてもよい。更に、
1つ又は更に多くのダイオードCR1、CR2及びCR
3のねじ付きボルトが、端子14の部分142及び基部
40に設けられているすき間孔を通過し、基部30のね
じ孔に固定されていてもよい。
【0027】SMM棒50はここで例示したものよりも
短くしてもよく、図面に示す以外に可動接点22のよう
な接点に係合してもよい。例えば、端子14か、又はど
のような端子であっても、基部40と電気的に接触して
いるものであれば、接点22が、そのような端子と通常
通りに電気的に接触している場合には、絶縁体64を省
略することができる。この代わりに、接点22等に係合
する棒50として、円柱形の絶縁棒のような棒50の延
長部を用いてもよい。更に、SMM要素50は棒である
必要はなく、例えば、作動されたときに接点20及び2
2を閉じさせるように真直ぐになるL字形又はU字形に
曲げられた要素であってもよい。
【0028】本発明の種々の特徴の熱特性を調節するこ
とにより、作動時間を長くし又は短くすることができ
る。例えば、中孔42の直径を大きくすると、この時間
が伸びる傾向があり、これに対して中孔の直径を小さく
するか又は中孔を熱伝導グリースで充填すると、この時
間が短くなる傾向がある。同様に、スイッチ・アセンブ
リ10を絶縁材料で取り囲むこと等により、スイッチ・
アセンブリ10から周囲の環境へ奪われる熱を増減させ
ることにより、作動時間を増減させることができる。更
に、普通のシリコン・ダイオードをCR1、CR2及び
CR3のショットキー障壁ダイオードの代わりに用いる
場合には、導電時の約0.75ボルト〜0.85ボルト
の一層高い順方向電圧によって、ショットキー障壁ダイ
オードの0.4ボルト〜0.5ボルトの導電電圧で得ら
れるよりもずっと大きい散逸を生じさせることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関連する回路図である。
【図2】本発明の一実施例を含んでいる装置の平面図で
ある。
【図3】本発明の一実施例を含んでいる装置の断面図で
ある。
【図4】図2の実施例の他の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
14、16 端子 20、22 接点 40 熱伝導基部 42 空所 50 形状記憶合金部材 CR1、CR2、CR3 ダイオード(電気加熱素子)

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開路位置と閉路位置との間で可動な一対
    の電気接点と、 内部に空所を有している熱伝導基部と、 該基部内に配置されていると共に、第1の位置と、第2
    の位置とを有している形状記憶金属部材であって、該部
    材が所定の温度に達すると前記第1の位置と前記第2の
    位置との間で寸法変化が起こり、前記第1の位置は、前
    記基部に対して拘束されていると共に、前記第2の位置
    は、前記一対の電気接点を係合させている、形状記憶金
    属部材と、 内部を通る電流の流れに応答して熱を発生する電気加熱
    手段であって、該加熱手段は、前記部材を前記所定の温
    度にまで加熱するように前記基部に密に熱結合されてい
    る、電気加熱手段と、 前記開路位置と前記閉路位置との間を切り換わる前記一
    対の接点に応答して前記加熱手段における電流の流れを
    変えるように、前記電気加熱手段を前記一対の電気接点
    のうちの少なくとも一方と電気的に回路結合する手段と
    を備えたスイッチ装置。
  2. 【請求項2】 前記基部内の空所は、中孔を含んでお
    り、前記形状記憶金属部材は、該中孔内にある棒を含ん
    でいる請求項1に記載のスイッチ装置。
  3. 【請求項3】 第1の端子と、第2の端子とを有してい
    るスイッチ装置であって、 第1及び第2の接点と、熱伝導部材とを受け入れるよう
    に構成されている空所を有している取り付け基部と、 前記空所内に設けられている第1及び第2の電気接点で
    あって、前記第1の電気接点は、開路位置と閉路位置と
    の間で切り換わるために前記第2の電気接点に対して可
    動である、第1及び第2の電気接点と、 前記空所内に設けられていると共に内部に中孔を有して
    いる熱伝導部材と、 前記中孔内に配置されていると共に、第1の端と、第2
    の端とを有している細長い形状記憶金属部材であって、
    該部材が所定の温度に達すると前記第1の端と前記第2
    の端との間で長さ変化が起こり、前記第1の端は、前記
    中孔の内部にあると共に前記熱伝導部材に対して拘束さ
    れており、前記第2の端は、前記第1の電気接点と係合
    するように前記中孔から伸び出している、細長い形状記
    憶金属部材と、 内部を通る電流の流れに応答して熱を発生する電気加熱
    手段であって、該電気加熱手段は、前記細長い形状記憶
    金属部材を前記所定の温度にまで加熱するように前記熱
    伝導部材に密に熱結合されている、電気加熱手段と、 前記開路位置と前記閉路位置との間で切り換わる前記電
    気接点に応答して前記加熱手段における電流の流れを変
    えるように、前記電気加熱手段を前記第1及び第2の電
    気接点のうちの少なくとも一方と電気的に回路結合する
    手段と、 前記第1の電気接点を前記第1の端子に接続すると共に
    前記第2の電気接点を前記第2の端子に接続する手段と
    を備えたスイッチ装置。
  4. 【請求項4】 前記加熱手段は、陽極接続部と、陰極接
    続部とを有している少なくとも1つのダイオードを含ん
    でいる請求項1又は請求項3に記載のスイッチ装置。
  5. 【請求項5】 前記基部及び前記ダイオードのうちの一
    方は、ねじ孔を有しており、 前記基部及び前記ダイオードのうちの他方に付設されて
    いるねじ要素が、前記基部及び前記ダイオードを密に熱
    結合するように、前記ねじ孔と係合している請求項4に
    記載のスイッチ装置。
  6. 【請求項6】 前記熱伝導部材及び前記ダイオードのう
    ちの一方は、ねじ孔を有しており、 前記熱伝導部材及び前記ダイオードのうちの他方に付設
    されているねじ要素が、前記熱伝導部材及び前記ダイオ
    ードを密に熱結合するように、前記ねじ孔と係合してい
    る請求項4に記載のスイッチ装置。
  7. 【請求項7】 前記結合する手段は、前記第1及び第2
    の接点のうちの一方に接続されている前記ダイオードの
    陽極接続部と、前記第1及び第2の接点のうちの他方に
    接続されている前記ダイオードの陰極接続部とを含んで
    いるか、又は前記一対の接点のうちの第1の接点に接続
    されている前記ダイオードの陽極接続部と、前記一対の
    うちの他方の接点に接続されている前記ダイオードの陰
    極接続部とを含んでいる請求項4に記載のスイッチ装
    置。
  8. 【請求項8】 前記細長い形状記憶金属部材は、棒であ
    る請求項3に記載のスイッチ装置。
  9. 【請求項9】 前記棒は、その温度が前記所定の温度に
    まで上昇すると、長さが伸びる請求項2又は請求項8に
    記載のスイッチ。
  10. 【請求項10】 正の極性端子と、負の極性端子とを有
    している蓄電池セルを更に含んでおり、 前記正及び負の極性端子の各々は、前記第1及び第2の
    接点のそれぞれ一方に、又は前記一対の接点のうちのそ
    れぞれの接点に接続されている請求項1又は請求項3に
    記載のスイッチ装置。
  11. 【請求項11】 正の端子と、負の端子とを有している
    蓄電池と、 陽極接続部と、陰極接続部とを有している少なくとも1
    つのダイオードと、 開路位置と閉路位置との間で可動な第1及び第2の電気
    接点と、 前記正の端子を前記ダイオードの陰極と、前記第1の電
    気接点とに接続する手段と、 前記負の端子を前記ダイオードの陽極と、前記第2の電
    気接点とに接続する手段と、 第1の位置と、第2の位置とを有している形状記憶金属
    部材であって、該部材が所定の温度に達すると前記第1
    の位置と前記第2の位置との間で寸法変化が起こり、前
    記第1の位置は、拘束されていると共に、前記第2の位
    置は、前記第1及び第2の電気接点のうちの一方に係合
    している、形状記憶金属部材と、 前記ダイオードに電流が流れるときに前記部材を前記所
    定の温度にまで加熱するように、前記ダイオードを前記
    形状記憶金属部材に密に熱結合する手段とを備えてお
    り、 前記寸法変化が、前記第1及び第2の電気接点を前記開
    路位置から前記閉路位置へ切り換えている装置。
  12. 【請求項12】 前記密に熱結合する手段は、 前記形状記憶金属部材を受け入れる空所を内部に有して
    いる熱伝導部材と、 前記ダイオードを前記熱伝導部材に固定する手段とを含
    んでいる請求項11に記載の装置。
  13. 【請求項13】 前記熱伝導部材内にある空所は、中孔
    であり、前記形状記憶金属部材は、少なくともその一部
    が前記中孔内にある棒である請求項12に記載の装置。
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