WO2022009862A1 - サーマルプロテクタ - Google Patents

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WO2022009862A1
WO2022009862A1 PCT/JP2021/025402 JP2021025402W WO2022009862A1 WO 2022009862 A1 WO2022009862 A1 WO 2022009862A1 JP 2021025402 W JP2021025402 W JP 2021025402W WO 2022009862 A1 WO2022009862 A1 WO 2022009862A1
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thermal protector
terminal
terminal portion
movable plate
extension
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秀昭 武田
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ウチヤ・サーモスタット株式会社
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00Thermally-actuated switches
    • H01H37/02Details
    • H01H37/32Thermally-sensitive members
    • H01H37/52Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H37/00Thermally-actuated switches
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    • H01H37/52Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element
    • H01H37/54Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element wherein the bimetallic element is inherently snap acting
    • H01H37/5418Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element wherein the bimetallic element is inherently snap acting using cantilevered bimetallic snap elements

Definitions

  • the present invention relates to a thermal protector that opens and closes an electric circuit in order to prevent overheating of an electric product.
  • Thermal protectors are used in electrical products that generate hot air, such as hair dryers and fan heaters, in order to prevent overheating due to blockage of the outlet or suction port or slowdown of the motor speed.
  • Patent Document 1 describes a bimetal type thermal protector.
  • the thermal protector described in Patent Document 1 is provided with a bent portion so that an external force does not affect the region sandwiched between the two insulating block portions.
  • This bent portion is formed by a two-step bending process in the press working of a metal plate after resin molding. Therefore, in this two-step bending process, the complexity of component processing is relatively high.
  • an object of the present invention is to provide a thermal protector that suppresses the complexity of parts processing.
  • the thermal protector according to the present invention includes a first terminal portion and a second terminal portion provided at both ends in the longitudinal direction and connected to an external circuit, and an insulating block portion holding the first terminal portion and the second terminal portion.
  • a fixed contact and a movable contact that can be contacted with each other, a movable plate provided with the movable contact at the tip portion, and a bimetal engaged with the movable plate are provided.
  • Each of the first terminal portion and the second terminal portion has a main body portion, an extension portion, and a slit extending in the width direction of the thermal protector between the main body portion and the extension portion.
  • the fixed contact is provided on the fixed contact support portion of the extension portion of the 1 terminal portion, the base end portion of the movable plate is fixed to the movable plate support portion of the extension portion of the second terminal portion, and the base end portion of the movable plate portion is fixed to the first terminal portion.
  • the main body portion and the main body portion of the second terminal portion are on the first plane, the fixed contact support portion and the movable plate support portion are on the second plane, and the first plane and the second plane are present.
  • the angle formed by the plane is an acute angle.
  • thermal protector in 1st Embodiment It is a perspective view of the thermal protector in 1st Embodiment. It is a perspective view before fixing the movable plate on which the bimetal is mounted of the thermal protector in 1st Embodiment. It is explanatory drawing which shows the mounting example of a thermal protector. It is another explanatory view which shows the mounting example of a thermal protector. It is a perspective view of the thermal protector in 2nd Embodiment. It is a perspective view of the thermal protector in the 2nd Embodiment before fixing a movable plate on which a bimetal is mounted. It is a perspective view which shows the 1st terminal part and the 2nd terminal part of the thermal protector in 2nd Embodiment.
  • thermal protector in 3rd Embodiment. It is a perspective view of the thermal protector in 4th Embodiment. It is a perspective view of the thermal protector in 5th Embodiment. It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of a thermal protector.
  • FIG. 1 to 4 show a thermal protector 100 which is an elongated circuit component.
  • the thermal protector 100 is mounted on a hair dryer or the like, which is one of the electric appliances that generate hot air.
  • the thermal protector 100 includes first terminal portions 110 and second terminal portions 120 provided at both ends in the longitudinal direction. Both terminal portions are connected to an electric circuit (external circuit seen from the thermal protector 100) such as a hair dryer.
  • the dimension of the thermal protector 100 in the longitudinal direction is about 3 cm to 4 cm.
  • An insulating plate 9 is provided in the tubular case CS of the hair dryer.
  • the insulating plate 9 is formed by engaging notches formed in the opposite directions along the length direction with the central portion of the two mica plates 9a and 9b in the width direction, and has a cross shape as a whole.
  • the insulating plate 9 is arranged in the case CS so that the intersection 9c of the two mica plates 9a and 9b is parallel to the axial direction of the case CS.
  • a nichrome wire 9d is spirally wound around the outer periphery of the insulating plate 9. The axis of this spiral is parallel to the axis of the case CS.
  • the direction in which the hot air flows inside the case CS is indicated by an arrow H.
  • the thermal protector 100 is arranged parallel to the axial direction of the case CS so that the first terminal portion 110 is on the leeward side of the hot air and the second terminal portion 120 is on the windward side of the hot air near the intersection 9c of the insulating plate 9. ing.
  • the portion near the intersection 9c of the insulating plate 9 is also referred to as a corner portion of the insulating plate 9.
  • the first terminal portion 110 and the second terminal portion 120 have a structure that is substantially symmetrical with a line that passes through the center of the thermal protector 100 and is orthogonal to the longitudinal direction of the thermal protector 100 as an axis of symmetry. First, the second terminal portion 120 will be described.
  • the second terminal portion 120 is made by processing a metal flat plate.
  • the second terminal portion 120 includes a main body portion 121 on the outer side in the longitudinal direction, an extension portion 122 on the inner side in the longitudinal direction, and a slit S.
  • the slit S is formed between the main body portion 121 and the extension portion 122 so as to extend in the width direction from the end portion of the insulating plate 9 on the corner portion side of both ends in the width direction of the second terminal portion 120. ..
  • the first terminal portion 110 is the same as the second terminal portion 120. That is, the first terminal portion 110 is also made by processing a metal flat plate.
  • the first terminal portion 110 includes a main body portion 111 on the outer side in the longitudinal direction, an extension portion 112 on the inner side in the longitudinal direction, and a slit S.
  • the slit S is formed between the main body portion 111 and the extension portion 112 so as to extend in the width direction from the end portion of the insulating plate 9 on the corner portion side of both ends in the width direction of the first terminal portion 110. ..
  • the main body portion 111 is bent downward with respect to the extension portion 112 with reference to a line passing through the tip portion Sa of the slit S and parallel to the longitudinal direction of the thermal protector 100.
  • the main body portion 121 is bent downward with respect to the extension portion 122 with reference to a line passing through the tip portion Sa of the slit S and parallel to the longitudinal direction of the thermal protector 100.
  • the first terminal portion 110 and the second terminal portion 120 are subjected to cutting and bending by a press machine.
  • the main body 111 of the first terminal 110 and the main body 121 of the second terminal 120 are on the first plane.
  • the extension portion 112 of the first terminal portion 110 and the extension portion 122 of the second terminal portion 120 are on the second plane.
  • the angle formed by the first plane and the second plane is an acute angle. The angle of this angle is preferably in the range of 30 to 60 degrees, more preferably 45 degrees.
  • the line of intersection between the first plane and the second plane is parallel to the longitudinal direction of the thermal protector 100.
  • the inner end portion in the longitudinal direction of the extension portion 112 of the first terminal portion 110 and the inner end portion in the longitudinal direction of the extension portion 122 of the second terminal portion 120 are held by the insulating block portion 3 made of resin.
  • a fixed contact 113 is provided on the upper surface of the extension portion 112 of the first terminal portion 110 (the surface opposite to the mounting surface to the insulating plate 9). That is, the extension portion 112 is also a fixed contact support portion.
  • the thermal protector 100 further includes a movable plate 4 that is conductive and elastically deformable.
  • the base end portion of the movable plate 4 is fixed to the extension portion 122 of the second terminal portion 120. That is, the extension portion 122 is also a movable plate support portion.
  • a movable contact 41 that comes into contact with the fixed contact 113 at normal times when no abnormality has occurred in the hair dryer is provided.
  • the bimetal 5 is arranged on the upper surface of the central portion between the base end portion and the tip end portion.
  • the bimetal 5 is engaged with the movable plate 4 by a total of four claw portions 4a to 4d provided at both ends in the longitudinal direction and both ends in the width direction of the central portion of the movable plate 4.
  • the ambient temperature of the thermal protector 100 is equal to or lower than a predetermined temperature
  • the bimetal 5 is warped upward in a convex shape, and the movable contact 41 is in contact with the fixed contact 113 due to the elastic force of the elastically deformable movable plate 4.
  • the bimetal 5 When the ambient temperature exceeds the predetermined temperature due to abnormal heat generation of the hair dryer due to overload or the like, the bimetal 5 reversely operates so as to be convex downward. When the bimetal 5 reverses, the tip of the movable plate 4 is lifted upward by the bending force of the bimetal 5. As a result, the movable contact 41 is separated from the fixed contact 113, and the energization of the hair dryer is stopped.
  • the thermal protector 100 An example of the manufacturing process of the thermal protector 100 will be described below.
  • the metal flat plate material is punched.
  • the fixed contact 113 is attached.
  • the central portion between the original portion of the first terminal portion 110 and the original portion of the second terminal portion 120 is held by the frame held by the carrier portion.
  • a cutting and bending process is performed on the original portion of the first terminal portion 110 and the original portion of the second terminal portion 120.
  • the cut and bent portion is also held by the frame. It is preferable that the bending lines are on the same straight line, which will be described later. Processing is done sequentially with a mold.
  • the first to third steps are press steps.
  • the insulating block portion 3 is injection-molded in order to integrate the first terminal portion 110 and the second terminal portion 120.
  • the molded portion is held by the frame.
  • the holding portion by the frame to which the insulating block portion 3 is fixed is cut.
  • the movable plate 4 on which the bimetal 5 is mounted is fixed by welding.
  • the thermal protector main body is separated from the carrier portion.
  • the fifth to seventh steps are assembly steps.
  • the fixed contact 113 is fixed in place by resistance welding or crimping.
  • the movable plate 4 is fixed to the extension portion 122 of the second terminal portion 120 after the insulating block portion 3 is formed.
  • the fixing method may be resistance welding, crimping, or a combination thereof, as in the case of the fixed contact 113.
  • the bimetal 5 is mounted on the movable plate 4, the bimetal 5 may be mounted on the movable plate 4 before fixing.
  • Claws (reference numerals 4a and 4b) that serve as action points when the bimetal 5 drives the movable plate 4 are provided at both ends in the longitudinal direction of the central portion between the base end portion and the tip end portion of the movable plate 4. ..
  • the bimetal 5 is not fixed in one of the claws. In the other claw portion, the bimetal abuts on the back surface of the claw portion at the moment when the bimetal 5 reverses the bending direction, and drives the movable plate 4. Then, when the cantilever movable plate 4 is lifted, the contacts are opened and the current is cut off.
  • the inclination of the fixed contact support portion and the movable plate support portion at a predetermined angle with respect to the mounting surface of the thermal protector 100 is realized by cutting and bending.
  • the conventional two-step bending is not necessary in this embodiment. That is, the complexity of component processing and the complexity of the structure can be reduced.
  • the thermal protector can be installed at the corner portion (radial center portion of the heater unit) of the insulating plate farthest from the heater wire.
  • the air volume at the center in the radial direction is generally smaller than the air volume at the outer side. From this, it becomes difficult for the thermal protector to detect the heat of the heater during normal use of the electric product equipped with the thermal protector, and it is possible to quickly detect the abnormality when the electric product has an abnormality such as a decrease in wind speed.
  • bimetal thermal protectors have a bimetal tip that warps on the side where the movable contact is provided when operating. Therefore, in a heater unit having a relatively small body diameter such as a hair dryer, it is an issue to secure an insulation distance between the movable contact and the heater wire during operation.
  • One of the solutions to this problem is to tilt the bimetal with respect to the thermal protector mounting surface and install the thermal protector at the corner of the insulating plate farthest from the heater wire, as described in (3) above. Is. That is, the thermal protector is installed almost in the center of the heater unit.
  • FIGS. 5 to 7 show the thermal protector 200.
  • the same elements as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the second terminal portion 220 includes a main body portion 221 and an extension portion 222.
  • the extension portion 222 of the second terminal portion 220 has an upright portion 222a and a movable plate support portion 222b.
  • the upright portion 222a is on a third plane orthogonal to the first plane and parallel to the longitudinal direction of the thermal protector 200.
  • the base of the upright portion 222a is in contact with the tip end Sa of the slit S, and the movable plate support portion 222b is connected to the top of the upright portion 222a.
  • the first terminal portion 210 includes a main body portion 211 and an extension portion 212.
  • the extension portion 212 of the first terminal portion 210 has an upright portion 212a and a fixed contact support portion 212b.
  • the upright portion 212a is on the third plane.
  • the base of the upright portion 212a is in contact with the tip Sa of the slit S, and the fixed contact support portion 212b is connected to the top of the upright portion 212a.
  • an upright portion is formed by bending at 90 degrees, and a bending process of 45 degrees is performed at the top of the upright portion.
  • the extension portion of each terminal portion is inclined at a predetermined angle with respect to the main body portion. Bending at these two points can be performed at once in the press working process. That is, it is possible to perform bending at two locations with the same man-hours as bending at one location. According to this processing, a bending process of 90 degrees can be performed at the central portion in the width direction of each terminal portion.
  • the second slit S2 may be provided inside the slit S in the longitudinal direction.
  • the second slit S2 is formed between the main body portion and the extension portion so as to extend in the width direction from the end portion of the terminal portion in the width direction opposite to the corner portion side of the insulating plate 9. ..
  • the second slit S2 is provided so that the tip end portion of the second slit S2 is located on a line extending in the longitudinal direction of the thermal protector 200 through the tops of the upright portions 212a and 222a.
  • FIG. 8 shows the thermal protector 300.
  • the same elements as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the air conditioning plates 310 and 320 are provided in the vicinity of the slit S of the first terminal portion 110 and in the vicinity of the slit S of the second terminal portion 120, respectively.
  • Both wind control plates are resin plates that spread in the width direction and the vertical direction of the thermal protector 300.
  • the width direction and height of both air conditioning plates so that the fixed contact (not shown in FIG. 8, reference numeral 113 in FIG. 2), the movable contact 41, the movable plate 4, and the bimetal 5 are arranged in the region between the two air conditioning plates.
  • the dimensions of the direction are fixed.
  • the thickness (dimension in the longitudinal direction) of both wind control plates is not particularly limited, and about 1 mm is sufficient.
  • Both air conditioning plates can be provided integrally with the insulating block portion (not shown in FIG. 8, reference numeral 3 in FIG. 2).
  • the switch mechanism portion (fixed contact 113, movable contact 41, movable plate 4, bimetal 5) is hidden by the wind control plate. Therefore, the flow of hot air is adjusted by the baffle plate so that the hot air does not directly hit the switch mechanism portion. That is, the possibility that the thermal protector 300 malfunctions when the electric product is in a normal state is reduced.
  • FIG. 9 shows the thermal protector 400.
  • the thermal protector 400 includes wind control plates 410 and 420. Both wind control plates are provided so as to include a slit (not shown in FIG. 9, reference numeral S in FIG. 8). Since the main body and extension of the terminal are integrally restrained by the air conditioning plate, the strength is improved.
  • FIG. 10 shows the thermal protector 500.
  • a baffle plate 510 is provided in the first terminal portion 110 so as to include the slit S.
  • a notch 511 is formed in the air conditioning plate 510. There may be a plurality of notches.
  • the cut portion preferably has a depth to the upper surface of the extension portion of the terminal portion and a width equal to the thickness of the air conditioning plate 510.
  • hot air flows from the periphery of the contact toward the notch 511 as shown by the arrow Ha.
  • the arc generated between the fixed contact (not shown in FIG. 10, reference numeral 113 in FIG. 2) and the movable contact 41 when the current is cut off is guided toward the notch 511 by this hot air. That is, it is possible to reduce the possibility that the parts around the thermal protector 500 will be damaged by the arc.
  • the output of the heater has increased in recent years, and the air volume and pressure have increased. Due to demands such as design, the difficulty of setting the thermal protector is increasing. During normal use, the thermal protector does not operate, and there is an increasing need to operate immediately in an abnormal state to cut off the current. In addition, since the thermal protector cuts off the current by operating the switch, the generation of an arc at the time of the cutoff and the change in the insulation distance due to the warping of the movable plate after the cutoff also contribute to the increase in difficulty in terms of electrical safety design. Come on.
  • Each of the above embodiments is for solving such a problem, and is an insulating plate in which two mica plates are combined at 90 degrees by tilting the switch mechanism portion with respect to the mounting surface of the thermal protector.
  • a thermal protector can be placed at the corner of the. Therefore, when the tubular heater unit is viewed in the axial direction, the thermal protector can be assembled at the position farthest from the heater wire.
  • the mica plates are located on both sides of the switch mechanism in the width direction.
  • the wind speed in the central portion of the air blown by the rotation of the motor is small, and the wind speed is large in the vicinity of the outer peripheral portion where the heater wire is attached.
  • hot air flows near the outer peripheral portion of the heater where the heater wires are densely packed, and the central portion where the thermal protector is arranged is less affected by heat.
  • the thermal protector in the heater in which the nichrome wire is wound in a coil shape, can be attached at the position farthest from the nichrome wire, and the mica plates are present as walls on both sides. Become. Therefore, the arc at the time of interruption is difficult to fly in the width direction. Since the wind also flows along the mica plate, the arc tends to flow along the wind.
  • a notch in the air conditioning plate near the contact point as in the thermal protector 500 By providing a notch in the air conditioning plate near the contact point as in the thermal protector 500, a loophole for the arc is provided, and the arc can be safely controlled.
  • the thermal protector in each of the above embodiments can be mounted on an electric product other than a hair dryer.
  • it may be mounted on an electronic fan heater or a popcorn machine.
  • an elliptical guide portion 122a can be provided on the extension portion 122 of the second terminal portion 120 (FIG. 2).
  • a hole is provided at the base end of the movable plate 4 so as to correspond to the guide portion 122a, and this hole is engaged with the guide portion. Then, after performing resistance welding, the upper part of this guide can be crushed and used as a presser for the movable plate 4.
  • an oval guide portion for positioning the movable plate 4 is provided on the movable plate support portion of the extension portion 122 of the second terminal portion 120.
  • This guide portion can be provided parallel to the longitudinal direction of the thermal protector.
  • the length of the guide portion can be three times or more the width.
  • the time when the thermal protector is manufactured will be explained.
  • the parts are connected and produced, as shown in FIG. 11, the parts are connected by the carrier portion CR on the outside of each terminal portion for continuous production.
  • the surface of the carrier portion CR is the same surface as the extension portion of each terminal portion for stable production.
  • the connection portion between the carrier and each terminal portion also needs to be bent at a predetermined angle. It is preferable that the bending process by cutting and bending at a predetermined angle at a total of four places is performed on the same line L in order to suppress distortion.
  • the first terminal portion and the second terminal portion provided at both ends in the longitudinal direction and connected to an external circuit, and An insulating block portion that holds the first terminal portion and the second terminal portion, Fixed and movable contacts that can contact each other, A movable plate provided with the movable contact at the tip, A thermal protector with a bimetal engaged to the movable plate.
  • Each of the first terminal portion and the second terminal portion has a main body portion, an extension portion, and a slit extending in the width direction of the thermal protector between the main body portion and the extension portion.
  • the fixed contact is provided on the fixed contact support portion of the extension portion of the first terminal portion.
  • the base end portion of the movable plate is fixed to the movable plate support portion of the extension portion of the second terminal portion.
  • the main body portion of the first terminal portion and the main body portion of the second terminal portion are on the first plane.
  • the fixed contact support portion and the movable plate support portion are on the second plane.
  • the angle formed by the first plane and the second plane is an acute angle. Thermal protector.
  • Each of the extension portion of the first terminal portion and the extension portion of the second terminal portion further has an upright portion, and the upright portion is on a third plane orthogonal to the first plane.
  • the base portion of the upright portion is in contact with the tip end portion of the slit, and the fixed contact support portion is connected to the top portion of the upright portion.
  • the base portion of the upright portion is in contact with the tip end portion of the slit, and the movable plate support portion is connected to the top portion of the upright portion.
  • a resin baffle plate provided in the vicinity of the slit of the first terminal portion and the vicinity of the slit of the second terminal portion and having an extension in the width direction and the vertical direction of the thermal protector is further provided.
  • the fixed contact, the movable contact, the movable plate, and the bimetal are arranged in a region sandwiched between the two air conditioning plates.
  • Appendix 4 The thermal protector according to Appendix 3, wherein the air conditioning plate is provided so as to include the slit.
  • Appendix 5 The thermal protector according to Appendix 3 or 4, wherein a notch is formed in at least one of the two air conditioning plates.
  • An oval guide portion for positioning the movable plate is provided on the movable plate support portion of the extension portion of the second terminal portion, and the length of the guide portion is three times or more the width.
  • the thermal protector according to any one of 6.
  • Thermal protector 110 1st terminal 111 Main body 112 Extension 113 Fixed contact 120 2nd terminal 121 Main body 122 Extension 4 Movable plate 41 Movable contact 5 Bimetal S Slit H Wind direction

Landscapes

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Abstract

部品加工の複雑度を抑えたサーマルプロテクタを提供する。サーマルプロテクタ100は、長手方向両端に設けられ、外部回路に接続される第1端子部110及び第2端子部120と、前記第1端子部及び前記第2端子部を保持する絶縁ブロック部3と、互いに接触可能な固定接点113及び可動接点41と、先端部に前記可動接点が設けられた可動板4と、前記可動板に係合されたバイメタル5とを備え、前記第1端子部及び前記第2端子部の各々が本体部と延長部とスリットSとを有し、前記第1端子部の本体部111と前記第2端子部の本体部121とが第1平面上にあり、延長部112の固定接点支持部と延長部122の可動板支持部とが第2平面上にあり、第1平面と第2平面とのなす角が鋭角である。

Description

サーマルプロテクタ
 本発明は、電気製品の過熱を防ぐために電気回路を開閉するサーマルプロテクタに関する。
 へアードライヤー、ファンヒーターといった、熱風を発生させる電気製品において、吹き出し口又は吸い込み口の閉塞やモーターの速度低下などによる過熱を防ぐために、サーマルプロテクタが使用されている。サーマルプロテクタの例として、特許文献1にバイメタル式のサーマルプロテクタが記載されている。
特許第6612245号公報
 特許文献1に記載のサーマルプロテクタは、2つの絶縁ブロック部に挟まれた領域に外力が影響しない様、折り曲げ部を備えている。この折り曲げ部は、樹脂成形後に、金属板のプレス加工における2段階の曲げ加工により形成される。そのため、この2段階の曲げ加工は、部品加工の複雑度が比較的高い状態であった。
 本発明は、このような状況に鑑み、部品加工の複雑度を抑えたサーマルプロテクタを提供することを目的とする。
 本発明に係るサーマルプロテクタは、長手方向両端に設けられ、外部回路に接続される第1端子部及び第2端子部と、前記第1端子部及び前記第2端子部を保持する絶縁ブロック部と、互いに接触可能な固定接点及び可動接点と、先端部に前記可動接点が設けられた可動板と、前記可動板に係合されたバイメタルとを備える。前記第1端子部及び前記第2端子部の各々が、本体部と、延長部と、前記本体部と前記延長部との間において前記サーマルプロテクタの幅方向に延びるスリットとを有し、前記第1端子部の延長部の固定接点支持部に前記固定接点が設けられ、前記第2端子部の延長部の可動板支持部に前記可動板の基端部が固着され、前記第1端子部の本体部と前記第2端子部の本体部とが、第1平面上にあり、前記固定接点支持部と前記可動板支持部とが、第2平面上にあり、前記第1平面と前記第2平面とのなす角が鋭角である。
第1実施形態におけるサーマルプロテクタの斜視図である。 第1実施形態におけるサーマルプロテクタの、バイメタルを搭載した可動板を固着する前の斜視図である。 サーマルプロテクタの取付例を示す説明図である。 サーマルプロテクタの取付例を示す別の説明図である。 第2実施形態におけるサーマルプロテクタの斜視図である。 第2実施形態におけるサーマルプロテクタの、バイメタルを搭載した可動板を固着する前の斜視図である。 第2実施形態におけるサーマルプロテクタの第1端子部及び第2端子部を示す斜視図である。 第3実施形態におけるサーマルプロテクタの斜視図である。 第4実施形態におけるサーマルプロテクタの斜視図である。 第5実施形態におけるサーマルプロテクタの斜視図である。 サーマルプロテクタの製造過程を示す説明図である。
 以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。
 [第1実施形態]
 図1~図4に、細長の回路部品であるサーマルプロテクタ100を示す。サーマルプロテクタ100は、熱風を発生させる電気製品の一つであるヘアードライヤー等に搭載される。サーマルプロテクタ100は、長手方向の両端部に設けられた第1端子部110及び第2端子部120を備えている。両端子部は、ヘアードライヤー等の電気回路(サーマルプロテクタ100から見て外部の回路)に接続される。一例として、サーマルプロテクタ100の長手方向の寸法は3cmから4cm程度である。
 ヘアードライヤーの筒状のケースCS内には、絶縁板9が設けられている。この絶縁板9は、2枚のマイカ板9a及び9bの幅方向中央部に長さ方向に沿って互いに反対方向に形成された切込み部どうしを係合させてなり、全体として十字状である。絶縁板9は、2枚のマイカ板9a及び9bの交差部9cがケースCSの軸方向と平行になるように、ケースCS内に配置されている。絶縁板9の外周には、ニクロム線9dが螺旋状に巻き付けられている。この螺旋の軸はケースCSの軸と平行である。ケースCSの内部において熱風の流れる方向を矢印Hにより示す。
 サーマルプロテクタ100は、絶縁板9の交差部9c付近において、第1端子部110が熱風の風下側、第2端子部120が熱風の風上側となるよう、ケースCSの軸方向と平行に配置されている。なお、絶縁板9の交差部9c付近の部分を、絶縁板9のコーナー部とも呼ぶ。
 第1端子部110と第2端子部120とは、サーマルプロテクタ100の中心を通り、サーマルプロテクタ100の長手方向と直交する線を対称軸としてほぼ対称な構造を有している。まず、第2端子部120について説明する。
 第2端子部120は、金属平板を加工して作られている。第2端子部120は、長手方向外側にある本体部121と、長手方向内側にある延長部122と、スリットSとを備えている。スリットSは、本体部121と延長部122との間において、第2端子部120の幅方向両端部のうち、絶縁板9のコーナー部側の端部から幅方向に延びるように形成されている。
 第1端子部110も第2端子部120と同様である。すなわち、第1端子部110も、金属平板を加工して作られている。第1端子部110は、長手方向外側にある本体部111と、長手方向内側にある延長部112と、スリットSとを備えている。スリットSは、本体部111と延長部112との間において、第1端子部110の幅方向両端部のうち、絶縁板9のコーナー部側の端部から幅方向に延びるように形成されている。
 第1端子部110において、スリットSの先端部Saを通りサーマルプロテクタ100の長手方向と平行な線を基準として、本体部111は、延長部112に対して下方に曲げられている。また、第2端子部120において、スリットSの先端部Saを通りサーマルプロテクタ100の長手方向と平行な線を基準として、本体部121は、延長部122に対して下方に曲げられている。このように、第1端子部110及び第2端子部120には、プレス機械による切り曲げ加工が施されている。
 第1端子部110の本体部111と第2端子部120の本体部121とは、第1平面上にある。他方、第1端子部110の延長部112と第2端子部120の延長部122とは、第2平面上にある。第1平面と第2平面とがなす角は、鋭角である。この角の角度は、30度から60度の範囲内であることが好ましく、45度であることがより好ましい。また、第1平面と第2平面との交線は、サーマルプロテクタ100の長手方向と平行である。
 第1端子部110の延長部112における長手方向内側の端部と、第2端子部120の延長部122における長手方向内側の端部とは、樹脂製の絶縁ブロック部3により保持されている。第1端子部110の延長部112の上面(絶縁板9への取付面と正反対の面)には、固定接点113が設けられている。すなわち、延長部112は、固定接点支持部でもある。
 サーマルプロテクタ100はさらに、導電性を有するとともに弾性変形可能な可動板4を備えている。可動板4は、その基端部が第2端子部120の延長部122に固着される。すなわち、延長部122は、可動板支持部でもある。可動板4の先端部には、ヘアードライヤーに異常が発生していない通常時に固定接点113と接触する可動接点41が設けられている。
 可動板4において、基端部と先端部との間の中央部の上面には、バイメタル5が配置されている。バイメタル5は、可動板4の中央部の長手方向両端及び幅方向両端に設けられた計4箇所の爪部4a~4dにより可動板4に係合されている。サーマルプロテクタ100の周辺温度が所定の温度以下の場合、バイメタル5は上に凸状に反っており、弾性変形可能な可動板4の弾性力により可動接点41は固定接点113に接触している。
 バイメタル5は、過負荷等による上記ヘアードライヤーの異常発熱によって周辺温度が上記所定の温度を超えた場合、下に凸状となるように反転作動する。バイメタル5が反転作動すると、バイメタル5の反り返り力によって可動板4の先端部が上方に持ち上げられる。その結果、可動接点41が固定接点113から離れ、上記ヘアードライヤーへの通電が停止する。
 サーマルプロテクタ100の製造工程の一例を以下に説明する。
 第1工程において、金属平板材料の打抜き加工を行う。
 第2工程において、固定接点113を取り付ける。このとき、第1端子部110の元になる部分と、第2端子部120の元になる部分との間の中央部は、キャリヤ部で保持されるフレームにより保持される。
 第3工程において、第1端子部110の元になる部分と第2端子部120の元になる部分とに、切り曲げ加工を施す。このとき、切り曲げ部もフレームで保持される。曲げ加工のラインは同じ直線上にあることが好ましいが、これについては後述する。金型で順次、加工がなされる。なお、第1工程から第3工程はプレス工程である。
 第4工程(成形工程)において、第1端子部110と第2端子部120とを一体化すべく、絶縁ブロック部3を射出成形する。成形部は、フレームにより保持される。
 第5工程において、絶縁ブロック部3を固定していたフレームによる保持部を切断する。
 第6工程において、バイメタル5を搭載した可動板4を溶接により固定する。
 第7工程において、キャリヤー部からサーマルプロテクタ本体を切り離す。なお、第5工程から第7工程は組み立て工程である。
 固定接点113は、抵抗溶接または加締めによって所定の位置に固着される。可動板4は、絶縁ブロック部3の成形後、第2端子部120の延長部122に固着される。このときの固着方法は、固定接点113と同様、抵抗溶接または加締め、或いはこれらを併用しても良い。バイメタル5は可動板4に搭載されるが、固着前の可動板4にバイメタル5を搭載しても良い。
 可動板4の基端部と先端部との間の中央部の長手方向両端に、バイメタル5が可動板4を駆動させる際の作用点になる爪部(符号4a及び4b)が設けられている。一方の爪部においてはバイメタル5が固定されていない。他方の爪部においては、バイメタル5が反り返り方向を反転した瞬間にバイメタルが当該爪部の裏面に当接し、可動板4を駆動させる。そして、片持ちの可動板4が持ち上がることで、接点が開放状態となり、電流の遮断が行われる。
 以上の実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
 (1)サーマルプロテクタ100の取付面に対する固定接点支持部及び可動板支持部の所定角度の傾きは、切り曲げ加工により実現される。従来のような2段階の折り曲げは、本実施形態においては不要である。つまり、部品加工の複雑度及び構造の複雑度を低減することができる。
 (2)従来、サーマルプロテクタの取付面に対してバイメタルを傾けて配置するにあたり、90度の曲げ加工を2回行っていた。これに対し、本実施形態では、1回の切り曲げで済み、曲げ加工による影響を小さくすることができる。
 (3)サーマルプロテクタ取付面に対してバイメタルを傾けて配置することで、ヒーター線から最も遠い絶縁板のコーナー部(ヒーターユニットの径方向中心部)にサーマルプロテクタを設置することができる。ヒーターユニットにおいては一般に、径方向中心部の風量はその外側の風量に比べて小さい。このことから、サーマルプロテクタが搭載された電気製品の通常使用時にはサーマルプロテクタがヒーターの熱を感知しにくくなる一方、風速低下の様な当該電気製品の異常時に迅速に異常を感知することができる。
 バイメタル式のサーマルプロテクタの多くは作動時に、可動接点が設けられた側のバイメタル先端部が反り上がる。そのため、ヘアードライヤーなどの胴径が比較的小さいヒーターユニットでは、作動時の可動接点とヒーター線との間の絶縁距離の確保が課題となる。この課題の解決の一つが、上記(3)で述べたように、サーマルプロテクタ取付面に対してバイメタルを傾けて配置し、ヒーター線から最も遠い絶縁板のコーナー部にサーマルプロテクタを設置するというものである。すなわち、ヒーターユニットのほぼ中心部にサーマルプロテクタが設置される。
 [第2実施形態]
 図5~図7にサーマルプロテクタ200を示す。第1実施形態と同じ要素には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
 第2端子部220は、本体部221と延長部222とを備えている。第2端子部220の延長部222は、起立部222aと可動板支持部222bとを有する。起立部222aは、上記第1平面と直交しサーマルプロテクタ200の長手方向と平行な第3平面上にある。起立部222aの基部がスリットSの先端部Saと接し、起立部222aの頂部に可動板支持部222bが接続している。
 第1端子部210の延長部212についても同様である。すなわち、第1端子部210は、本体部211と延長部212とを備えている。第1端子部210の延長部212は、起立部212aと固定接点支持部212bとを有する。起立部212aは、上記第3平面上にある。起立部212aの基部がスリットSの先端部Saと接し、起立部212aの頂部に固定接点支持部212bが接続している。
 製造にあたっては、90度の曲げ加工で起立部が形成され、その起立部の頂部で45度の曲げ加工が行われる。結果として、各端子部の延長部が本体部に対して所定角度で傾斜している。この2箇所の曲げは、プレス加工工程では一度に行うことができる。つまり、1箇所の曲げと同程度の工数で2箇所の曲げを行うことができる。この加工によると、各端子部の幅方向中央部で90度の曲げ加工を施すことができる。
 加えて、第1端子部210及び第2端子部220において、スリットSよりも長手方向内側に第2スリットS2を設けてもよい。第2スリットS2は、本体部と延長部との間において、端子部の幅方向両端部のうち、絶縁板9のコーナー部側とは反対側の端部から幅方向に延びるように形成される。起立部212a及び222aの頂部を通り、サーマルプロテクタ200の長手方向に延びる線上に、第2スリットS2の先端部が位置するように、第2スリットS2が設けられている。このような第2スリットS2を設けることで、固定接点支持部212b及び可動板支持部222bへの電流のための必要な幅を十分に確保することができる。
 [第3実施形態]
 図8に、サーマルプロテクタ300を示す。第1実施形態と同じ要素には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。第1端子部110のスリットS近傍と第2端子部120のスリットS近傍とにそれぞれ、整風板310及び320が設けられている。両整風板は、サーマルプロテクタ300の幅方向及び上下方向に広がりを有する樹脂製の板である。両整風板の間の領域に、固定接点(図8において不図示。図2の符号113)と可動接点41と可動板4とバイメタル5とが配置されるように、両整風板の幅方向及び高さ方向の寸法が決められている。両整風板の厚さ(長手方向の寸法)は、特に制約はなく、1mm前後で十分である。両整風板は絶縁ブロック部(図8において不図示。図2の符号3)と一体で設けることができる。
 本実施形態によれば、サーマルプロテクタ300を風向Hに沿って見たときに、スイッチ機構部(固定接点113、可動接点41、可動板4、バイメタル5)が整風板により隠れることになる。そのため、スイッチ機構部に対して熱風が直接、当たることがないよう、熱風の流れが整風板により調整される。つまり、当該電気製品が通常状態のときにサーマルプロテクタ300が誤作動する可能性が低減される。
 [第4実施形態]
 図9にサーマルプロテクタ400を示す。このサーマルプロテクタ400は、整風板410及び420を備えている。両整風板は、スリット(図9において不図示。図8の符号S)を内包するように設けられている。端子部の本体部と延長部が整風板により一体で拘束されるため、強度が向上する。
 [第5実施形態]
 図10にサーマルプロテクタ500を示す。第1端子部110に、スリットSを内包するように整風板510が設けられている。この整風板510には切込み部511が形成されている。切込み部は複数あってもよい。切込み部は、好ましくは端子部の延長部の上面までの深さと、整風板510の厚さに等しい幅とを有する。
 本実施形態によれば、熱風が接点周囲から切込み部511に向かって矢印Haに示すように流れる。電流が遮断されたときに固定接点(図10において不図示。図2の符号113)と可動接点41との間に発生するアークは、この熱風によって切込み部511に向けて誘導される。すなわち、アークによってサーマルプロテクタ500周辺の部品が損傷する可能性を低減することができる。
 ところで、特にヘアードライヤーや温風式のへアーカーラーのように、ニクロム線を用いたヒーター部とモーターによる送風部を組み合わせた電気製品において、近年のヒーターの高出力化、風量・風圧の増大、デザイン性などの要求から、サーマルプロテクタの設定の難易度が上がりつつある。通常使用時にはサーマルプロテクタが動作せず、異常状態で即座に動作して電流を遮断する必要性が高まっている。またサーマルプロテクタは、スイッチ動作で電流を遮断することから、遮断時のアークの発生、遮断後の可動板の反り上がりによる絶縁距離の変化も、電気的な安全設計上、難易度の上昇に関わってくる。
 上記の各実施形態は、このような課題を解決するためのもので、サーマルプロテクタの取付面に対してスイッチ機構部を傾けることで、2枚のマイカ板が90度に組み合わされてなる絶縁板のコーナー部にサーマルプロテクタを配置することができる。このため、筒状のヒーターユニットを軸方向に見たときに、ヒーター線から最も遠い位置にサーマルプロテクタを組み付けることができるようになる。この結果、スイッチ機構部の幅方向両側にマイカ板が位置することになる。また、モーターの回転による送風は、プロペラファンであれば中心部の風速は小さく、ヒーター線が取り付けられる外周部付近では風速が大きくなる。結果として通常動作時は、熱風はヒーター線の密集するヒーター外周部付近を流れ、サーマルプロテクタが配置されている中心部が熱の影響を受けることは少なくなる。
 電気製品の異常時には、熱風の吐出側が極端に対象物との距離が近くなるか、吸い込み口が埃により閉塞状態になるか、モーターの回転数が低下するかなどにより風量が低下すると、吐出温度が高くなるだけでなくヒーターユニット内部でも熱がこもり始める。限度を超えるとサーマルプロテクタが作動し、ヒーター電流が遮断される。この際、接点間にアークが発生する。近年の高出力化に伴い、10アンペアを超えるような大きな電流が遮断されることから、アークの影響が大きくなり、サーマルプロテクタの取付け状態によっては、アークが強い風によって流され、付近のニクロム線に放電する事故が起きる場合がある。これにより、ニクロム線が溶断する、サーマルプロテクタの可動板が損傷するなどの不具合が生じうる。
 上記の各実施形態によれば、ニクロム線をコイル状に巻いたヒーターにおいて、ニクロム線から最も遠い位置にサーマルプロテクタを取り付けることができるようになり、さらに両側にマイカ板が壁として存在することになる。そのため、遮断時のアークは幅方向に飛びにくくなる。風もマイカ板に沿って流れているため、アークは風に沿って流れる傾向が生じる。サーマルプロテクタ500のように、接点付近の整風板に切込み部を設けることで、アークの抜け道が設けられることになり、アークを安全に制御することが可能となる。
 上記の各実施形態におけるサーマルプロテクタは、ヘアードライヤー以外の電気製品に搭載することもできる。例えば、電子ファンヒーター、ポップコーンマシンに搭載してもよい。
 なお、可動板を組付ける際に、第2端子部120の延長部122に長円のガイド部122aを設けることができる(図2)。このガイド部122aと対応するように可動板4の基端部に穴部を設け、この穴部をガイド部に係合させる。そして、抵抗溶接を行ったのち、このガイドの上部を潰して可動板4の押さえとして使うこともできる。
 すなわち、第2端子部120の延長部122の可動板支持部に、可動板4の位置決めのための長円形のガイド部が設けられる。このガイド部は、サーマルプロテクタの長手方向と平行に設けることができる。ガイド部の長さは幅の3倍以上とすることができる。
 その他、サーマルプロテクタの製造時について説明する。部品を連結して生産する場合は、図11に示すように各端子部の外側でキャリヤー部CRにより連結して連続生産することになる。このキャリヤー部CRの面は各端子部の延長部と同一面とすることが安定生産上好ましい。キャリヤーと各端子部との接続部にも所定角度の曲げ加工が必要となる。合計4か所の所定角度の切り曲げによる曲げ加工は、歪みを抑えるために、同一ラインL上で行うことが好ましい。
 これまでに説明した実施形態に関し、以下の付記を開示する。
 [付記1]
 長手方向両端に設けられ、外部回路に接続される第1端子部及び第2端子部と、
 前記第1端子部及び前記第2端子部を保持する絶縁ブロック部と、
 互いに接触可能な固定接点及び可動接点と、
 先端部に前記可動接点が設けられた可動板と、
 前記可動板に係合されたバイメタルと
 を備えたサーマルプロテクタであって、
 前記第1端子部及び前記第2端子部の各々が、本体部と、延長部と、前記本体部と前記延長部との間において前記サーマルプロテクタの幅方向に延びるスリットとを有し、
 前記第1端子部の延長部の固定接点支持部に前記固定接点が設けられ、
 前記第2端子部の延長部の可動板支持部に前記可動板の基端部が固着され、
 前記第1端子部の本体部と前記第2端子部の本体部とが、第1平面上にあり、
 前記固定接点支持部と前記可動板支持部とが、第2平面上にあり、
 前記第1平面と前記第2平面とのなす角が鋭角である、
 サーマルプロテクタ。
 [付記2]
 前記第1端子部の延長部及び前記第2端子部の延長部の各々がさらに起立部を有し、前記起立部は、前記第1平面と直交する第3平面上にあり、
 前記第1端子部の延長部において、前記起立部の基部が前記スリットの先端部と接し、前記起立部の頂部に前記固定接点支持部が接続しており、
 前記第2端子部の延長部において、前記起立部の基部が前記スリットの先端部と接し、前記起立部の頂部に前記可動板支持部が接続している、
 付記1に記載のサーマルプロテクタ。
 [付記3]
 前記第1端子部のスリット近傍と前記第2端子部のスリット近傍とに設けられ、前記サーマルプロテクタの幅方向及び上下方向に広がりを有する樹脂製の整風板をさらに備え、
 2つの前記整風板に挟まれる領域に、前記固定接点と前記可動接点と前記可動板と前記バイメタルとが配置されている、
 付記1又は2に記載のサーマルプロテクタ。
 [付記4]
 前記整風板が前記スリットを内包するように設けられている、付記3に記載のサーマルプロテクタ。
 [付記5]
 2つの前記整風板の少なくとも一方に切込み部が形成されている、付記3又は4に記載のサーマルプロテクタ。
 [付記6]
 前記第1平面と前記第2平面とのなす角の角度が、30度から60度の範囲内にある、付記1~5のいずれか一項に記載のサーマルプロテクタ。
 [付記7]
 前記第2端子部の延長部の可動板支持部に、前記可動板の位置決めのための長円形のガイド部が設けられ、前記ガイド部の長さが幅の3倍以上である、付記1~6のいずれか一項に記載のサーマルプロテクタ。
 以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
100、200、300、400、500 サーマルプロテクタ
110  第1端子部
111  本体部
112  延長部
113  固定接点
120  第2端子部
121  本体部
122  延長部
4    可動板
41   可動接点
5    バイメタル
S    スリット
H    風向

Claims (7)

  1.  長手方向両端に設けられ、外部回路に接続される第1端子部及び第2端子部と、
     前記第1端子部及び前記第2端子部を保持する絶縁ブロック部と、
     互いに接触可能な固定接点及び可動接点と、
     先端部に前記可動接点が設けられた可動板と、
     前記可動板に係合されたバイメタルと
     を備えたサーマルプロテクタであって、
     前記第1端子部及び前記第2端子部の各々が、本体部と、延長部と、前記本体部と前記延長部との間において前記サーマルプロテクタの幅方向に延びるスリットとを有し、
     前記第1端子部の延長部の固定接点支持部に前記固定接点が設けられ、
     前記第2端子部の延長部の可動板支持部に前記可動板の基端部が固着され、
     前記第1端子部の本体部と前記第2端子部の本体部とが、第1平面上にあり、
     前記固定接点支持部と前記可動板支持部とが、第2平面上にあり、
     前記第1平面と前記第2平面とのなす角が鋭角である、
     サーマルプロテクタ。
  2.  前記第1端子部の延長部及び前記第2端子部の延長部の各々がさらに起立部を有し、前記起立部は、前記第1平面と直交する第3平面上にあり、
     前記第1端子部の延長部において、前記起立部の基部が前記スリットの先端部と接し、
    前記起立部の頂部に前記固定接点支持部が接続しており、
     前記第2端子部の延長部において、前記起立部の基部が前記スリットの先端部と接し、
    前記起立部の頂部に前記可動板支持部が接続している、
     請求項1に記載のサーマルプロテクタ。
  3.  前記第1端子部のスリット近傍と前記第2端子部のスリット近傍とに設けられ、前記サーマルプロテクタの幅方向及び上下方向に広がりを有する樹脂製の整風板をさらに備え、
     2つの前記整風板に挟まれる領域に、前記固定接点と前記可動接点と前記可動板と前記バイメタルとが配置されている、
     請求項1又は2に記載のサーマルプロテクタ。
  4.  前記整風板が前記スリットを内包するように設けられている、請求項3に記載のサーマルプロテクタ。
  5.  2つの前記整風板の少なくとも一方に切込み部が形成されている、請求項3又は4に記載のサーマルプロテクタ。
  6.  前記第1平面と前記第2平面とのなす角の角度が、30度から60度の範囲内にある、請求項1~5のいずれか一項に記載のサーマルプロテクタ。
  7.  前記第2端子部の延長部の可動板支持部に、前記可動板の位置決めのための長円形のガイド部が設けられ、前記ガイド部の長さが幅の3倍以上である、請求項1~6のいずれか一項に記載のサーマルプロテクタ。
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