JPH09147709A

JPH09147709A - スイッチ装置

Info

Publication number: JPH09147709A
Application number: JP32395595A
Authority: JP
Inventors: Taketoshi Ichida; 毅俊市田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】スイッチ装置において、コスト高、大型化す
ることなく、過電流時に確実に回路をオープンにするこ
とができるようにする。【解決手段】スイッチ装置１の可動片７の曲面７ａの
裏側であって、可動接点１０に隣接する部分にバネ１５
を設け、バネ１５の周囲を熱可塑性樹脂等の熱溶融部材
１６で囲い、バネ１５を可動片７に圧縮固持した状態に
保つ。過電流による発熱時には熱溶融部材１６が溶解
し、圧縮保持されていたバネ１５が伸び、可動片７を押
し上げて回路をオープンにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチ装置に関
し、特に、過電流による発熱時に回路を開くように構成
されたスイッチ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、スイッチ装置における過電流
を原因とする発煙、発火、周辺機器の故障等の対策とし
ては、以下のようなものが知られている。（１）回路に
ヒューズ、又は過電流保護素子を組み入れ、過電流が流
れた場合には回路をオープンにする。（２）過電流が流
れた場合、可動片支持部樹脂（プランジャー）の溶融に
よる可動片の浮き上がりで回路をオープンにする。この
（２）の場合のスイッチ装置の概略構成を図７に示す。
このスイッチ装置５０は、初期状態では、図７に示すよ
うな形状の可動片５１と接点ａとがオープン（スイッチ
・オフ状態）となっている。この状態から、ノブ５２を
回転軸５３を中心に回動させると、プランジャ５４が可
動片５１を押し、接点ａに可動片５１が接して回路が図
示のように閉じるようになっている。この構成におい
て、過電流が流れた場合、プランジャ５４が溶融して可
動片５１を押すことができなくなり、可動片５１が自重
によって動き、初期状態に戻って回路がオープンにな
る。（３）初期状態でスイッチ・オフの位置にある可動
片を、アクチュエータで押し下げることによりスイッチ
・オンになる構成のスイッチ装置においては、過電流が
流れた場合にアクチュエータが溶融して可動片を押し下
げることができなくなるようにし、可動片自身の有する
ばね力により、可動片を初期状態に復帰させてスイッチ
・オフ状態にする（特開平７−６５６８１号公報参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の過電流対策によれば、以下のような問題点
がある。上記（１）の場合は、ヒューズ部材が必要とな
るためにスイッチ装置がコスト高となり、また、回路に
ヒューズ部材を組み入れるためのスペースが必要となる
のでスイッチ装置が大型化する。上記（２）の場合は、
プランジャと可動片とは、線接触となるために、可動片
からプランジャへの熱伝導が悪く、プランジャの溶融が
不安定となり、確実にスイッチをオフの状態にできな
い。また、プランジャが溶融した場合、可動片の自重に
よって動くことで回路がオープンするため、回路をオー
プンさせる力が弱く、信頼性が低い。さらに、その取り
付け方向が制限される。上記（３）の場合でも、アクチ
ュエータと可動片との線接触による熱伝導の悪さから、
なお、プランジャの溶融の不安定性の問題が解消でき
ず、確実にスイッチをオフの状態とすることができない
ことがある。本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、スイッチ装置をコスト高、大型
化させることなく、過電流時に確実に回路をオープンに
してスイッチ・オフの状態とすることができるスイッチ
装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明に係るスイッチ装置は、初期状
態でスイッチ・オフの位置にある可動片を、アクチュエ
ータで押すことにより、スイッチ・オンになるスイッチ
装置であって、可動片に過電流が流れることによって発
生する熱で溶解する熱溶融部材により圧縮保持されたば
ね部材が該可動片に設けられ、圧縮されていたばね部材
が、熱溶融部材の溶解によって伸びる力により可動片を
動かし、該可動片を初期状態に戻してスイッチ・オフと
するものである。

【０００５】上記構成においては、過電流により発生す
る熱で熱溶融部材が溶解し、圧縮保持されたばね部材が
伸び、このばね力によって強制的に可動片を押し上げて
回路をオープンにするため、過電流による発熱時に確実
にスイッチ・オフ状態にすることができるという信頼性
が格段に向上する。また、可動片と熱溶融部材との接触
面積が広いため、熱溶融部材の溶融が安定する。また、
熱溶融部材の材質を変えることにより溶融温度に変化が
つけられるので、様々な電流値に対応させることができ
る。さらに、上記構成は、可動片に集約して設けること
ができるため、スイッチ装置の省スペース化を図ること
ができ、ヒューズ等の外部装置を必要としない。

【０００６】また、請求項２に記載の発明に係るスイッ
チ装置は、請求項１に記載のスイッチ装置であって、可
動片は剛性を有する素材からなり、該可動片の一部を前
記ばね部材として用いたものである。

【０００７】上記構成においては、剛性を有する素材か
らなる可動片の一部をばね部材として用いるので、ばね
部材を必要としない分、コストダウンを図ることがで
き、スイッチ装置の構造を簡易にすることができる。

【０００８】また、請求項３に記載の発明に係るスイッ
チ装置は、請求項１に記載のスイッチ装置であって、可
動片が固定側の接点に対してスライド移動することによ
って、スイッチのオン・オフが切り替わるものである。

【０００９】上記構成においては、過電流により発生す
る熱で熱溶融部材が溶解することで、熱溶融部材により
圧縮保持されたばね部材が伸び、そのばね力によって強
制的に可動片を動かしてスイッチ・オフ状態にするの
で、信頼性が格段に向上する。さらに、可動片と熱溶融
部材との接触面積が広いため、溶融が安定する。また、
熱溶融部材の材質を変えることにより溶融温度が変化す
るので、様々な電流値に対応させることができる。上記
構成は、可動片に集約して設けることができるため、ス
イッチ装置の省スペース化を図ることができ、ヒューズ
等の外部装置を必要としない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係るス
イッチ装置について図面を参照して説明する。図１はス
イッチ装置の初期状態（スイッチ・オフ状態）を示す概
略断面図、図２はスイッチ・オン状態となったスイッチ
装置の要部構成を示す図である。スイッチ装置１は、回
転操作される操作ノブ２と、操作ノブ２によって動作さ
れるスイッチ部が内蔵されるケース３と、固定接点ａ，
ｂ，ｃ（それぞれ、電源、負荷、ＧＮＤに接続される）
が設けられたベース６とを備えている。操作ノブ２に
は、可動片７に当接するプランジャ（押圧部材）８と、
このプランジャ８を付勢するバネ９とが設けられてい
る。このプランジャ８、バネ９、及び操作ノブ２はアク
チュエータとして機能する。スイッチ部には、剛性を有
する素材からなり、可動接点１０，１１が設けられた可
動片７を有している。可動片７は常に固定接点ｃと接す
るように設定されている。可動片７の曲面７ａの裏側で
あって、可動接点１０に隣接する部分にはバネ１５が設
けられている。このバネ１５は四方を熱可塑性樹脂等の
熱溶融部材１６で囲まれ、可動片７に圧縮固持された状
態に保たれている。

【００１１】また、固定接点ｂはＧＮＤに接続されてお
り、可動片７は、初期状態（スイッチ中立時）において
は可動接点１１と固定接点ｂとが接続し、スイッチ・オ
フ状態となるように設定されている。そして、可動片７
は、スイッチ操作されることで可動接点１０と固定接点
ａとを接続するように設定されている。すなわち、操作
ノブ２がスイッチ操作により図上で時計回り方向に回転
されると、プランジャ８が可動片７の曲面７ａ上を押圧
し、可動片７をその軸回りに回動させる。これによっ
て、可動接点１０と固定接点ａとが接続し、可動接点１
１と固定接点ｂとが非接続となり、スイッチ装置１はス
イッチ・オン状態となる。なお、図示していないが、操
作ノブ２の反時計回り方向の回転操作によりスイッチ・
オン状態となるもう１組の可動片とその可動片の可動接
点に対向する固定接点が設けられており、これらの２組
のスイッチ機構でもって、負荷への通電方向を正逆切り
替えることができるようになっている。

【００１２】次に、上記可動片７に過電流が流れた場合
における、バネ１５及び熱溶融部材１６の動作について
説明する。図３は熱溶融部材１６が溶解し、バネ１５に
よって可動片７が押し上げられた状態のスイッチ装置の
要部構成を示す図である。可動接点１０と固定接点ａと
が接続してスイッチ・オン状態となっている場合、負荷
の異常事態等により可動片７に過電流が流れ続けると、
可動片７が発火等を起こす程の高温となるが、熱溶融部
材１６には、可動片７がこのような高温となった場合に
溶解する材質のものが使用される。従って、過電流が流
れて可動片７が一定の温度まで上昇した場合、熱溶融部
材１６は溶解し始め、これに伴って、バネ１５を可動片
７に圧縮固持している力が弱くなる。そして、熱溶融部
材１６の溶解が進み、熱溶融部材１６がバネ１５を可動
片７に圧縮固持できなくなると、バネ１６は開放されて
伸びる。

【００１３】上記のように、開放されて伸びたバネ１５
はベース６まで達し、可動片７を押上げる。このバネ１
５の可動片７の押し上げにより、それまで接続されてい
た可動接点１０と固定接点ａとが非接続状態となり、ス
イッチ装置１の回路がオープンとなる。従って、過電流
が流れて可動片７が高温となった場合には、バネ１５が
熱溶融部材１６から開放されて伸び、可動片７を押し上
げることにより、スイッチ装置１は強制的にスイッチ・
オフの状態とされ、回路に電流が流れないようになる。

【００１４】次に、本発明のスライド接点式のスイッチ
装置に適用した実施例について説明する。図４はスイッ
チ・オン状態となった上記スイッチ装置の要部構成を示
す図、図５は熱溶融部材が溶解し、バネによって可動片
が押し上げられた状態の本スイッチ装置の要部構成を示
す図である。スイッチ装置２０は、固定接点ａ，ｂ，ｃ
が設けられたベース２１と、このベース２１上を摺動移
動し、固定接点ａ，ｂ，ｃと接続する可動片２２とを備
えている。この可動片２２の固定接点ａ側の端部には、
バネ２３が設けられている。このバネ２３は四方を熱溶
融部材２４で囲まれ、可動片２２に圧縮固持された状態
に保たれている。また、可動片２２の上方には、バネ２
５を介して操作つまみ２６が設けられている。

【００１５】スイッチ装置２０の初期状態においては、
可動片２２は固定接点ｃと固定接点ｂとを接続する位置
にある（不図示）。固定接点ｂはＧＮＤに接続されてい
るので、この状態ではスイッチ・オフ状態となってい
る。可動片２２は、操作つまみ２６が操作されることで
ベース６上を摺動移動し、固定接点ｃと固定接点ａとを
接続する。このときスイッチ装置１はスイッチ・オン状
態となり、固定接点ｃと固定接点ｂとは非接続となる。

【００１６】次に、可動片２２に過電流が流れた場合に
おける、バネ２３及び熱溶融部材２４の動作について説
明する。固定接点ｃと固定接点ａとが接続してスイッチ
・オン状態となっている場合、負荷の異常事態等により
可動片２２に過電流が流れ続けると、可動片２２が発火
等を起こす程の高温となる。ここで、熱溶融部材２４に
は、上記スイッチ装置１と同様に、可動片２２がこのよ
うな高温となった場合に溶解する材質のものが使用され
ている。従って、過電流が流れて可動片２２の温度が一
定の温度まで上昇した場合、熱溶融部材２４は溶解して
バネ２３を可動片７に圧縮固持する力が弱くなり、熱溶
融部材２４がバネ２３を可動片２２に圧縮固持できなく
なると、バネ２３は開放されて伸びる。開放されて伸び
たバネ２３はベース２１まで達し、可動片２２を押上げ
る。このバネ２３の押し上げにより、接続されていた固
定接点ｃと固定接点ａとが非接続状態となり、スイッチ
装置２０の回路がオープンとなる。従って、スイッチ装
置２０は強制的にスイッチ・オフの状態とされ、回路に
電流が流れないようになる。

【００１７】上記スイッチ装置１におけるバネ１５，熱
溶融部材１６、及びスイッチ装置２０におけるバネ２
３，熱溶融部材２４の具体構成例について説明する。図
６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は上記バネ及び熱溶融部材
の要部の具体構成例を示す図である。図６（ａ）は上記
スイッチ装置１，２０の説明において示したバネ１５，
２３（以下、バネ１５等という）及び熱溶融部材１６，
２４（以下、熱溶融部材１６等という）の構成である。
これは可動片７又は２２（以下、可動片７等という）に
スプリングバネからなるバネ１５等を設け、このバネ１
５等の四方の全てを熱溶融部材１６等で覆った構成であ
る。この構成に対し、図６（ｂ）はバネ１５等を圧縮固
持するために必要な箇所である上方部及び下方部のみに
熱溶融部材１６等を配した構成である。また、図６
（ｃ）は、バネ１５等としてスプリングバネを用いずに
板バネを用いた構成である。板バネを用いた場合、熱溶
融部材１６等は板バネの一部に設けるだけで、板バネを
圧縮固持することができる。図６（ｄ）は可動片７等の
一部をバネ１５等として用いた構成である。上述したよ
うに、可動片７等は剛性を有する素材からなるものであ
るので、上記のバネ１５等を板バネで構成した場合と同
等の作用が得られる。この構成の場合も、熱溶融部材１
６等はバネ１５等の一部に設けるだけで、バネ１５等を
圧縮固持することができる。

【００１８】このように、本実施例のスイッチ装置１，
２０によれば、過電流により熱が発生して可動片７等が
高温となった場合、可動片７等と熱溶融部材１６等との
接触面積が広いため、熱溶融部材１６等の溶融が安定す
る。従って、可動片７等が高温となった場合、圧縮固持
されているバネ１５等が確実に開放される。そして、こ
の開放されたバネ１５等のばね力によって可動片７等が
押し上げられることによって回路を強制的にオープンと
なるため、過電流による発熱時には確実にオープン故障
させることができるので、信頼性が格段に向上する。ま
た、熱溶融部材１６等の材質を変えることにより溶融温
度に変化がつけられるので、様々な電流値に対応させる
ことができる。また、上記構成は、可動片７等に集約し
て設けることができるため、スイッチ装置１，２０の省
スペース化を図ることができ、ヒューズ等の外部装置を
必要としないことから、コストダウンが図れる。

【００１９】なお、本発明は上記実施例構成に限られず
種々の変形が可能である。例えば、上記実施例では、接
点が対向して開閉する方式のスイッチ装置１、スライド
接点式のスイッチ装置２０とされているが、本発明はこ
の２方式のスイッチ装置に限定されるものではなく、他
の方式のスイッチ装置であってもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上のように請求項１又は請求項３に記
載の発明に係るスイッチ装置によれば、過電流による発
熱時に熱溶融部材が溶融し、それまで圧縮固持されてい
たバネ部材が伸び、このばね力により可動片が押し上げ
られて回路がオープンとなりスイッチ・オフ状態となる
ので、回路をオープンにする信頼性が高くなる。また、
可動片と熱溶融部材との接触面積が広いため、熱溶融部
材の溶融が安定する。従って、過電流による発熱時には
バネが確実に圧縮固持された状態から開放される。さら
に、熱溶融部材の材質を変えることにより溶融温度に変
化がつけられるので、様々な電流値に対応させることが
できる。この構成は、可動片に集約して設けることがで
きるので、スイッチ装置の省スペース化を図ることがで
き、ヒューズ等の外部装置を必要としないことから、装
置のコストダウンを図ることができる。

【００２１】また、請求項２に記載の発明に係るスイッ
チ装置によれば、剛性を有する素材からなる可動片の一
部をばね部材として用いるので、ばね部材を必要としな
い分、コストダウンを図ることができ、装置の構成に簡
単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスイッチ装置の初期状
態を示す概略断面図である。

【図２】スイッチ・オン状態となったスイッチ装置の要
部構成を示す図である。

【図３】過電流による発熱時に回路がオープンになった
状態のスイッチ装置の要部構成を示す図である。

【図４】本発明の他の実施例であって、スイッチ・オン
状態となったスイッチ装置の要部構成を示す図である。

【図５】過電流による発熱時に回路がオープンになった
状態のスイッチ装置の要部構成を示す図である。

【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はバネ及び熱溶融部
材の要部の具体構成例を示す図である。

【図７】過電流による発熱時に回路がオープンとなる従
来のスイッチ装置の概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１，２０スイッチ装置２操作ノブ７，２０可動片８プランジャ９，２５バネ１０，１１可動接点１５，２３バネ１６，２４熱溶融部材２６操作つまみ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】初期状態でスイッチ・オフの位置にある
可動片を、アクチュエータで押すことにより、スイッチ
・オンになるスイッチ装置において、前記可動片に過電流が流れることによって発生する熱で
溶解する熱溶融部材により圧縮保持されたばね部材が該
可動片に設けられ、前記圧縮されていたばね部材が、前記熱溶融部材の溶解
によって伸びる力により前記可動片を動かし、該可動片
を初期状態に戻してスイッチ・オフとすることを特徴と
するスイッチ装置。
【請求項２】前記可動片は剛性を有する素材からな
り、該可動片の一部を前記ばね部材として用いたことを
特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項３】前記可動片が固定側の接点に対してスラ
イド移動することによって、スイッチのオン・オフが切
り替わることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装
置。