KR900002618B1 - 열응동 스위치장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열응동 스위치장치

제 1 도는 본 발명의 일 실시예에 의한 열응동 스위치를 표시하는 측면도.

제 2 도는 제 1 도에 표시하는 스위치 용기의 상면을 파단하여 표시하는 평면도.

제 3 도는 마찬가지로 용기의 하부를 파단하여 표시하는 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

15 : 고정접점 16 : 가동접점

27 : 열응동판

본 발명은 정지부재에 지지되어서 그 가동단에 고정접점에 대하여 접리하는 가동접점을 가지고 있는 바이메탈 또는 트리메탈등의 열응동판으로부터 형성되는 열응동장치로써 특히 열응동판이 온도의 변화에 의하여 스냅반전을 유발하기 위한 얕은 접시모양 부분을 그 중앙구역에 형성되어서 이루어지는 열응동스위치 장치에 관한 것이다.

종래에는 고정접점에 대하여 접리하는 가동접점을 가동단에 가지고 있는 바 이메탈 혹은 트리메탈로 형성되는 열응동판이 정지부재에 예컨데 한편으로 근접하여 지지하는 모양으로 혹은 중앙부가 지지되고, 또한 그 열응동판의 중앙구역에 스냅반전을 유발시키는 얕은 접시모양 부분이 조여서 성형된 구성의 열응동 스위치 장치가 알려져 있다.

이와같은 스위치 장치에 있어서 열응동판은 급도운동을 하게하기 위하여 특별히 열팽창율을 선택된 얇은 금속판을 서로붙인 구조이기 때문에 고온도의 아아크에 노출되면 금속재료의 탄성율이 변화하거나 형상이 비뚤어지게 되어 스냅운동을 실시하기 위한 조임성형된 얕은 접시모양 부분의 응력이 변화하여 예정된 온도와는 다른 온도에서 반전동작을 하는 따위의 불편이 있었다. 더구나 열등동판은 그 금속자체의 고유저항 이던지, 만극정수던가, 그 밖에 물리적인 수치가 스위치의 틀성상 중요한 요소이기 때문에 이것들의 제원이 제일의 적으로 선택되고, 내열성은 부수적으로 결정되는 경우가 많기 때문에 이 열응동 스위치 부재중에서 내열성을 부여하는 것이 제일 어려운 부재이다. 이 문제에 관하여 종래에는 만족할만한 제안이 없는 채로 남아있다.

그 때문에 본 발명은 접점간에 생긴 아아크 즉 방사열중에 열응동판이 직접 노출되는 것을 방지하려는 것이다.

본 발명의 제 1 의 목적은 열응동판의 자유단에 설치된 가동접점과 적당한 부재에 설치된 고정접점과의 사이에 오프동작에 따라서 발생한 아아크에 의하여 열응동판의 동작온도가 ON-OFF 동작의 반복이 증가함에 따라서 설정치에서 벗어나는 것을 방지할 수 있도록 개선된 열응동 스위치 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 제 2 의 목적은 상술한 바와같이 접점간에 생긴 아아크로부터 열응동판을 차폐하는 것을 장치전체의 대형화를 초래함이 없이 실현하는 부품배치를 가지는 개량된 열응동 스위치 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 열응동 스위치는 적당한 부재에 배치된 고정접점과 온도에 의하여 만곡상태를 스냅적으로 반전하도록 중앙부가 얕은 접시모양으로 조임성형된 바이메탈 또는 트리메탈등의 복합금속판으로 형성되는 열응동판과 그리고 이 열응동판을 만곡상태 반전동작이 가능하게 지지하는 정지부재와 열응동판의 자유단에 고착되어서 만곡상태 반전동작에 의하여 고정접점에 대하여 접리하는 가동접점과 열응동판의 가동접점이 위치하는 쪽의 면에 대향하도록 배치된 내열 재료로 형성되는 차폐구조로 구성된다.

이 열응동 스위치에 있어서 차폐부재는 열응동판이 가동접점과 고정접점과의 사이에 생긴 아아크게 의한 방사열에 직접 노출되는 것을 방지한다. 그 때문에 열응동판의 동작반전온도 및 복귀반전 온도가 아아크열의 영향에 의하여 서서히 변화되는 것을 억제할 수 있고, 그리하여 스위치로서의 수명이 길어진다. 차폐부재는 본질적으로 판상으로도 지장이 없고, 그리고 열응동판과 대체로 평행하여 근접하는 배치로 되기 때문에 스위치 장치 전체의 체적이 실질적으로는 증가하지 않고 소형인 스위치 장치를 제공할 수 있다.

제 1 도 및 제 2 도에 있어서 비교적 두께가 두꺼운 철판으로 만들어진 원판상의 스위치의 기체(11)에는 중앙에 구멍(12)이 뚫려있고, 그 구멍(12)중에는 글라스던가 셀라믹등의 전기절연충진재(13)에 의하여 단자도체 즉 도전부재(14)가 기체와는 전기적으로 절연되어 봉착고정되어 있다. 도전부재(14)에는 고정접점(15)이 용접등에 의하여 고착되어 있다. 고정접점(15)에는 가동접점(16)과 접촉하는 부분에 은등의 접점재료(17)가 씌워져 있다.

이와같이 접점재료(17)를 부분적으로 설치하는 접점구조는 경제적으로 바람직하다. 스위치 기체(11)에는 철판등으로 만들어진 지지체(18)가 도시한 바와같이 그 좌단(19)을 용접등의 방법으로 고착되어 있고, 그 지지체(18)에는 예컨데 프레스 기계에 의한 타발 가공등에 의하여 대체로 중앙에 3개의 장공(20)(21)(22)에는 서로 긴쪽방향으로 이간하여 3개의 원호 절결부(21a)(21b)(21c)가 형성되고 그 중앙의 계합용 원호절결부(21a)에는 자연상태에서 이 원호절결부(21a)에 의하여 확정되는 원의 내경보다도 약간 지름이 큰 나사(23)가 비틀어 박아진다.

이 나사(23)는 동작온도 교정수단을 구성하기 위한 음력부여 돌기부재로서 설치된다. 이 경우에 원호절결부(21a)의 내주면에는 미리 나사홈이 형성되어 있지 않기 때문에 나사(23)자체가 원호절결부(21a)의 내주면에 회전에 의하여 나사홈을 형성하면서 진입함으로서 마치 탭핑나사와 같은 나입 상태로 된다. 이와같은 나입상태에 있어서 나사(23)는 그것이 원호절결부(21a)보다도 지름이 크게 설정되어 있으므로서 장공(20)(21)(22)에 의하여 지지체(18)에 획정된 대상부(24)(25)의 지지체(18)의 평면을 연하여 발생하는 용력에 기인하여 원호절결부(21a)의 내주면에 의하여 조여져서 전혀 빈틈이 없는 상태가 되며, 환언하면, 나사가 느슨해짐이 생기지 않도록 사이에 끼고 지지하는 힘은 중앙의 장공(21)의 양쪽에 다른 장공(20)(22)에 의하여 형성되는 대상부(24)(25)의 폭질이 선택에 의하여 가장 적당한 치로 설정할 수 있다.

이 경우에 다른 장공(20)(22)을 설치하지 않고 장공(21)만 가지는 구조로 변형하여 실시하더라도 나사가 느슨하게 멈춰지는 유익한 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다. 통상 이런 종류의 열응동 스위치에 있어서의 동작온도의 교정작업은 내부 분위기 온도를 예컨데는 150℃로 유지하는 극히 좁은 공간을 가지는 항은 오븐의 욕 또는 참버내에 바이메탈 스위치 어셈블리를 배치하고, 그 상태에서 공구등을 사용하여 실시하는 것이기 때문에 만약에 나사(23)의 느슨해지는 것을 방지하는 수단이 스프링윗셔, 더불너트등을 사용하는 부품이 많은 구조 혹은 접착제 도로방법이라면, 교정작업이 곤란하다. 이 실시예에 의한 나사(23)는 상술한 바와같이 느슨해지는 것을 방지하는 구조에서는 교정작업이 간단하다.

이상과 같은 나사(23)를 설치하여서 되는 지지체(18)의 선단근방은 제 1 도에 표시하는 바와같이 대체로 U자 모양으로 구부러져 있어서 그 최선단부를 제 2 지승부(26)로 하고 있다.

얇은 금속판으로 만들어지고, 열응동판(27)보다도 탄선변형하기 쉬운 탄성판(28)의 일단 즉 도시한 좌단은 지지체(18)의 지승부(26)와는 반대쪽 부분에 용접등의 방법으로 고착되고, 그 타단 즉 도시한 우단은 접속편(29)의 일단쪽에 고착되고 이 접속편(29)의 타단에는 열응동판(27)의 일단이 용접에 의하여 연결되고, 또한 열응동판(27)의 반대단에는 은 또는 은합금등으로 만들어진 전술한 가동접점(16)이 고착되어 있다.

이 경우의 열변형판(27)과 탄성판(28)은 각각의 긴쪽 방향이 일치하여 대향하는 솔입과 비슷한 대체로 평행인 연결형태로 되고, 그 양자간의 연결부분인 접속편(29)이 지지체(18)의 제 2 의 지승부(26)즉 수면부에 의하여 이것에 접동 및 경동가능하게 접촉하는 상태에서 받혀져 있다.

그러나 탄성판(28)과 열변형판(27)은 접속판(29)을 사용함이 없이 서로 직접 연결하여 그 연결부분이 지지체(18)의 제 2 의 지승부(26)에 의하여 받혀지도록 하여도 지장은 없다.

이 열변형판(27)은 공지의 것과 마찬가지로 바이메탈판을 천공하고, 중앙부분을 얕은 접시모양으로 형성하여 2개의 상이한 값의 온도에 있어서 스냅반전운동을 하도록 만곡부(27a)가 형성되어 있다.

탄성판(28)의 대략 중앙부에는 나사(23)가 접촉하지 않은 상태의 여유를 가지고 삽통할 수 있는 구멍(28a)이 뚫어져 있기 때문에 나사(23)의 하단면은 열변형판(27)의 얕은 접시모양의 만곡부(27a)가 비반전 상태로 팽출하는 불룩한쪽 부분을 직접 누르는 상태로 되어 있다.

지지체(18)에 설치된 나사(23) 및 대상부(24)(25)는 온도교정 기구를 가지는 제 1 지승부에 상당하고 있다. 열응동판(27)의 가동단에는 예컨데 닉켈이나 철등의 내열성 금속판으로 만들어진 아아크 보호판 즉 차폐판(30)이 용접등의 방법에 의하여 고착되어 있다.

그 결과 차폐판(30)은 열응동판(27)과 대체로 같은 폭의 구형 모양을 이루고 열응동판(27)의 가동접점(16)의 배치쪽의 면을 그 자유단으로부터 반대단 방향으로 대체로 2/3영역에 걸쳐서 대향하는 배치상태로 만들어진다. 이 경우에 차폐판(30)의 길이는 열응동판(27)으로의 아아크의 도달영역을 카버할 수 있는 값으로 정하여진다.

차폐판(30)은 가동접점(16)이 용착된 부분과 같은 부분에 고정된 점을 일단을 지지하여 보호유지되어 있기 때문에 열응동판(27)의 반전, 복귀운동시에 그 스냅적 운동을 저해하는 일은 없다. 더구나 차폐판(30)은 열응동판(27)중에서 아아크에 의한 온도상승이 가장 높아지는 가동접점(16)의 근방을 완전히 차폐하겠금 되기 때문에 열응동판(27)을 보호하는 효과가 가장 높다.

용기(31)는 스위치 기체(11)하고 스위치 함체를 구성하기 위한 것이고, 이것은 철판을 디이프-드로오잉(deep-drawing)형상이고, 그 개구부인 도시한 좌단이 스위치기체(11)에 용접등의 방법으로 고착되어 있다.

이상과 같이 구성된 이 열응동 스위치는 그 기체(11)및 도전부재(14)에 의하여 예컨데 전동기와 직열로 접속되고, 보호회로를 형성한다.

전동기의 회전자가 구속된 것 같은 이상시에 과대한 구속전류가 흐른 경우에는 그것에 의하여 열응동 스위치의 열응동판(27)은 과대전류에 의하여 미리 정해진 온도 예컨대는 170℃에 도달하면 스냅적으로 만곡방향을 바꿔서 제 1 도에 점선으로 표시한 상태로 되고, 가동접점(16)은 고정접점(15)에서 순간적으로 떨어지게 된다. 이때에 접점의 떨어지는 점에서 아아크가 발생하지만 이 아아크는 접점의 표면을 위치하여 그 근방의 부재를 높은 온도의 열방사에 의하여 손상시킨다. 전술한 바와같이 특히 내열성이란 점을 고려하여 두께등의 물리적 재원을 결정하기 힘든 열응동판(27)이 직접 이 아아크에 노출되면 그 반전동작 온도 및 복귀 온도가 미리 결정되어 있었던 값으로부터 빗나가 버린다. 제 1 실시예에 의하면 제 1 도에 표시한 구조의 열응동 스위치로 차폐판(30)을 가지지 않는 것은 1000회 내지 2000회의 개폐회수 후에 반전동작 온도가 170℃로부터 30℃ 내지 40℃ 상승변화하였지만, 동일조건하에서 차폐판(30)을 설치한 실시예의 것에서는 1000회의 개폐 회수를 실시한 후일지라도 동작온도가 170℃에서 겨우 5℃ 내지 6℃ 상승한것에 불과하였다.

이것은 열응동판(27)의 만곡부(27a)가 아아크에 당접하여 비틀어지는 것을 차폐판(30)에 의하여 방지된 것에 기인하는 효과이다.

열응동판(27)의 반전온도를 변화시킨 것에 관한 다른 실험에 의하면 예컨대 반전동작 온도가 120℃(복귀 온도는 30℃)의 것에서는 차폐판(30)을 가지지 않는 종래의 것에서는 1000 내지 2000회의 개폐회수 후에서의 반전동작 온도의 변화(어긋남)는 6℃ 내지 9℃정도였다.

동일조건하에서 차폐판(30)을 설치한 본 발명의 실시예의 것에서는 1000회의 개폐회수를 실시한 후에 있어서의 반전동작 온도의 빗나감은 3℃ 내지 5℃정도였다. 반전동작 온도가 높은 스위치(예컨대 170℃)와 낮은 것(예컨대 120℃)를 비교하면 명백히 전자쪽이 온도의 변화(어긋남)의 비율이 큰것이 인정된다. 그 이유로서는 접점이 떨어지는 시점에서 발생한 아아크는 고정접점(15)측과 가동접점(16)과의 사이뿐만 아니고, 고정접점(15)쪽과 가동접점(16)과 같은 전위에 있는 차폐판(30)과 열응동판(27)과의 사이에 아아크가 이행하고 그 이행한 부분에서의 발열이 열응동판(27)의 어긋남을 생기게 하는 것이고, 또한 아아크의 이행의 찬스는 온도가 높은 쪽이 낮은 쪽보다 몇배 높다는 점이다. 차폐판(30)이 존재함으로서 고정접점(15)측과 열응동판(27)과의 사이에 아아크 발생의 찬스는 격강하고, 아아크에 의한 손상은 대부분 차폐판(30)이 담당하도록 되는 것이다.

다음은 도면에 표시된 구성에 의한 효과에 관하여 아래에 설명하기로 한다. 열변형판(27)의 통상온도에서 실선으로 표시된 방향에 만곡하고 있는 만곡부(27a)의 팽출부가 제 1 의 지승부 즉 나사(23)에 의하여 압압되고 그리고 열변형판(27)은 그 압압력을 제 2 의 지승부(26)및 고정접점(15)에 의하여 각각 접속편(29)및 가동접점(16)을 개재하여 양단에서 받음으로서 소정의 응력이 부여된다. 이 응력의 값은 열응동판(27)이 두접점(15)(16)사이가 닫혀져 있는 상태에 대응한 제 1 도 실선에서 두 접점의 열림에 대응한 점선상태로 동작 반전하는 온도를 결정한다. 이와같은 반전동작 온도설정을 위한 응력은 나사(23)에 의하여 정밀하게 조정할수가 있고, 전술한 바와같이 나사가 느슨해짐으로 인하여 교정후의 돌아옴이 없기 때문에 일단 설정된 스위치의 반전동작 온도가 시간과 함께 변화해 나가는 것같은 어긋남을 방지할 수 있다.

탄성판(28)은 스위치 기체(11)와 열변형판(27)을 전기적으로 접속하는 일을 할뿐만 아니라 열변형판(27)의 반전운동에 대하여 중요한 작용을 가지고 있다. 즉 탄성판(28)은 그 평면을 연한 방향의 힘에 대하여는 높은 강성을 가지지만, 평면과 직각인 방향에는 열변형판(27)에 비하여 탄성변형 하기 쉽기 때문에 열변형판(27)의 온도동작 교정시에 나사(23)에 의하여 부여된 응력의 증감에 따라서 접속편(29)이 제 2 의 지승부(26)위에서 접동이 따르면서 기울어지는 작용을 할 수가 있다.

그 때문에 나사(23)로부터 받는 압압력이 열변형판(27)전체 길이에 걸쳐서 분산되기 때문에 그 압압력이 열변형판의 외팔보 지지단에 집중하여 그 부분이 소성변형으로 되는것을 방지할 수 있다.

또한 열변형판(27)이 소정의 동작온도 예컨대 150℃로 되서 그 만곡부(27a)를 반전시킨 제 1 도의 점선으로 표시하는 바와같이 되어있는 상태에서도 탄성판(28)은 열변형판(27)의 지지단 즉 도시한 우단을 제 2 지승부(26)에 밀어붙이도록 작용하고 그 결과 열변형판(27)은 가동단에 고착된 가동접점(16)을 고정접점(15)에서 떼어내 제 1 지승부 즉 나사(23)의 선단을 중심으로하여 시계방향으로 회동되는 편기력이 탄성판(28)에 의하여 부여되어 있다.

또한 탄성판(28)은 열변형판(27)이 점선상태로 반전동작 하였을 때에 그 자유단 즉 가동접점(16)을 가지는 단부를 당접하여 멈추는 동시에 그 때의 충격을 완화시키는 작용도 있기 때문에 열변형판의 반전내구 회수가 증가할 때의 열변형판의 충격피로가 감소하고, 스위치 수명을 길게 만드는 일을 할 수 있다는 우수한 효과를 가져온다.

본 발명은 상술한 바와같이 접점간에 생긴 아아크중에 열응동판이 직접 노출되는 것을 차폐부재로 방지할 수가 있고, 이것에 의하여 동작온도의 어긋남을 장기간에 걸쳐서 작은 범위로 유지할 수가 있다.

Claims (2)

1. 바이메탈 또는 트리메탈등의 복합금속판에 의하여 온도로 만곡상태로 스냅적으로 반전하도록 형성되고 정지부재에 지지된 열응동판(27)과 적당한 부재에 배치된 고정접점(15)에 대하여 붙고 떨어질 수 있도록 전술한 열응동판(27)의 자유단에 고착된 가동접점(16)과 전술한 고정접점(15)과 가동접점(16)과의 사이에 발생한 아아크로부터의 열발사를 전술한 열응동판(27)의 가동접점(16)이 위치하는 쪽의 면에 대향하는 위치에 배치된 내열성 재료로 형성되는 차폐부재로 구성되는 열응동 스위치 장치.
2. 청구범위 제 1 항에 있어서 차폐부재는 열응동판(27)의 가동접점(16)의 고착부분에 한쪽으로 지지된 상태로 고착된 핀자모양으로 형성된 열응동 스위치 장치.

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