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JP3136966B2 - サーマルプロテクタおよびその製造方法 - Google Patents
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JP3136966B2 - サーマルプロテクタおよびその製造方法 - Google Patents

サーマルプロテクタおよびその製造方法

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JP3136966B2
JP3136966B2 JP07249035A JP24903595A JP3136966B2 JP 3136966 B2 JP3136966 B2 JP 3136966B2 JP 07249035 A JP07249035 A JP 07249035A JP 24903595 A JP24903595 A JP 24903595A JP 3136966 B2 JP3136966 B2 JP 3136966B2
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metal
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泰孝 堀部
兵馬 山田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、常時閉接点形自己復帰
式サーマルプロテクタおよびその製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】かかるサーマルプロテクタは、直熱形ま
たは傍熱形のバイメタル等の熱応動素子を可動片とする
可動電極と、この可動電極とともに常時閉接点形のスイ
ッチを構成する固定電極から構成され、電気機器に接続
されてその電気機器を保護する。
【0003】すなわち、電気機器の電源回路に接続され
たサーマルプロテクタは、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ときに限り、熱
応動素子による湾曲作用でスイッチ接点を開くので、そ
の電気機器への給電が遮断される。そして、給電の遮断
にともなう温度低下で自動復帰したスイッチ接点は給電
を再開させるので、危険防止に役立つだけでなく、電気
機器を常に所定の温度範囲で動作させることができる。
また、電気機器の異常を報知させることもできる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のサー
マルプロテクタの安全性をさらに向上させることができ
るもので、スイッチ接点同士が融着した場合において
も、過大な電流に対する遮断機能を持ち続けるサーマル
プロテクタおよびその製造方法を提供しようとするもの
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のサーマルプロテ
クタは、端部に固定接点を有し、かつ前記固定接点とは
反対側の端部のみが固定されている固定電極と、端部に
可動接点を有し、加熱によって変形し前記固定電極と接
離する可動電極とを備えたサーマルプロテクタにおい
て、前記固定電極は、複数の電極板が長さ方向に可溶性
金属部を介して相互に固着されており、かつ前記可溶性
金属と固着されている前記電極板の境界面は傾斜形状を
有する。
【0006】また、本発明のサーマルプロテクタの製造
方法は、帯状の金属板面上に、帯状の固定接点材料を前
記金属板の長さ方向に形成した後、抜き取り手段によっ
て、前記金属板の所定位置に抜き取り面が傾斜形状であ
る抜き取り部を形成した後、前記抜き取り部の抜き取り
面積の大きい面側から可溶性金属を流し込み前記抜き取
り部に前記可溶性金属を充填し、その後、所定の固定電
極幅となるよう切断することにより固定電極を製造する
工程を有する。
【0007】また、本発明のサーマルプロテクタの製造
方法は、抜き取り面積の大きい側の金属面を、溶融金属
槽内に設置された回転するロールの上部を走らせること
により、可溶性金属を抜き取り部に流し込む行程を有す
る。
【0008】
【作用】本発明のサーマルプロテクタは、かかる構成に
より、可溶性金属を介して固着された複数の電極板にお
いて、この電極板の可溶性金属の接触する面積を大きく
することができるので、固定電極となる複数の電極板を
相互にかつ強固に固着することができる。
【0009】また、本発明のサーマルプロテクタの製造
方法は、かかる構成により、固定電極となる複数の電極
板間、すなわち抜き取り部にスムーズに可溶性金属が流
れ込み、抜き取り部に可溶性金属を均一に充填すること
ができる。
【0010】また、本発明のサーマルプロテクタの製造
方法は、かかる構成により、可溶性金属の抜き取り部へ
の流し込みを容易に行えることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例であるサーマルプロ
テクタについて説明する。
【0012】図1に示す本発明の一実施例であるサーマ
ルプロテクタは、端部に固定接点2を有し、かつ固定接
点2とは反対側の端部のみが固定されている固定電極1
と、端部に可動接点3を有し、加熱によって変形し固定
電極1と接離する可動電極4とを備えている。固定電極
1は電極板5,6が長さ方向に可溶性金属7を介して相
互に固着されている。固定電極支持板8と可動電極支持
板9は、樹脂ブロック10および充填材11でそれぞれ
固定されており、固定電極支持板8および可動電極支持
板9は、外部リード線12によって外部と電気的に接続
される。なお、13はケースを示す。
【0013】固定電極1は、複数の電極板5,6が長さ
方向に可溶性金属7を介して相互に固着されており、か
つ可溶性金属7によって固着されている電極板5,6の
境界面は傾斜形状を有している。
【0014】このような構成によって、スイッチ接点同
士が融着した場合に過大な電流が流れ込んできても、そ
の過大な電流によって固定電極の電極板間の可溶性金属
が溶融し、固定電極は分割されるのでその電流を遮断す
ることができる。また、固定電極となる複数の電極板と
可溶性金属との接触面積を大きくすることができるの
で、複数の電極板の相互の固着を強固にすることがで
き、反転復帰運動に対する固定電極の強度を高めること
ができる。
【0015】次に本発明の一実施例であるサーマルプロ
テクタの製造方法について説明する。
【0016】まず、図2に示すように厚み200μm、
幅15mmの帯状のCu−Ni系合金からなる帯状の金
属板14面上に、図3に示すように厚み150μm、幅
2mmのAgからなる固定接点2となる固定接点材料1
5を通常のトップレイメタル形成法により金属板14の
長さ方向に形成した後、図4に示すように金属板14の
所定位置に、抜き取り手段、例えば金属プレスにより幅
700μm、長さ7cmの長方形に、抜き取り面が傾斜
形状となるよう打ち抜いて抜き取り部16を形成した。
なお等間隔で打ち抜いていない部分19を作製している
のは帯状の金属板14がたわんで抜き取り部16の形状
が変形しないように設けたものである。なお、図5は、
図4に示す破線A−Bでの金属板14の断面図を示す。
なお、矢印Cは可溶性金属7の流し込み方向を示す。そ
して、金属板14に抜き取り部16を形成した後、図6
に示すように抜き取り部16の抜き取り面積の大きい面
側を可溶性金属7の入った溶融金属槽18内に設置され
た回転するロール17に接触させかつロール17の上部
を走らせることによって、抜き取り部16の抜き取り面
積の大きい面側、すなわち、図5に示す矢印Cに示す方
向から可溶性金属7を流し込み、その後、図7に示すよ
うに、所定の固定電極幅、例えば幅5mmにプレスで切
断して固定電極1を製造する。なお、可溶性金属7とし
ては220℃で溶融した半田(Sn60/Pb40)を
用いた。
【0017】このような構成により、抜き取り部16に
可溶性金属7を歩留まりよく連続的に、かつ均一に流し
込むことができる。したがって、スイッチ接点同士が融
着してしまっても、過大な電流に対する遮断機能を持つ
上記した本発明のサーマルプロテクタの固定電極を連続
して、かつ安定して生産することができる。
【0018】このようにして作製した固定電極1を、外
部リード線12が接続された固定電極支持板8に溶接に
より固定した。一方、可動接点3を熱応動素子である可
動電極4に溶接により固着させた可動電極4を、溶接法
で外部リード線12が接続された可動電極支持板9に固
定した。かかる両支持板8,9を通常の工程に従って樹
脂ブロック10および充填材11で固定し、図1に示し
たように本発明の一実施例であるサーマルプロテクタを
作製した。
【0019】次に上記した本実施例のサーマルプロテク
タ(本発明品)と、上記した本発明のサーマルプロテク
タにおいて、図9に示すように、固定電極の抜き取り面
が、固定電極の長さ方向に対して垂直となるよう形成さ
れたサーマルプロテクタ(比較品)とについて比較を行
った。
【0020】本発明品および比較品において、最大定格
電圧、電流の条件下で規定回数の5000回の反転復帰
運動を行った後、強制的に固定接点と可動接点を溶着さ
せ、最大電流値の5倍を印加した。
【0021】その結果、各試料数50個に対し、いずれ
の試料も全て図8に示すように可溶性金属7が溶断して
開路状態となり、スイッチ接点同士が融着しても、過大
な電流に対する遮断機能を持つことを確認した。
【0022】次に本発明品および比較品の各100個に
対して、反転温度および復帰温度を測定した後、各試料
を高温多湿(60℃、95%RH)下に24時間放置
後、最大定格電圧、電流を印加して規定回数の2倍に当
たる10000回の反転復帰運動をさせた後、再び反転
温度および復帰温度を測定した。
【0023】その結果、比較品において、反転温度ある
いは復帰温度が各初期値に対し10%以上のずれを示し
たものが8個確認された。一方、本発明品では、反転温
度あるいは復帰温度が各初期値に対する温度のずれは全
て5%以内であり、温度特性の変動がきわめて小さいこ
とを確認した。この理由は比較品では図9に示すように
可溶性金属が抜き取り部に完全に入り込むことができな
いため長時間にわたる反転復帰運動によって固定電極の
可溶性金属部から曲がりやすくなり、初期の位置から接
点部分が相当ずれた結果、反転温度あるいは復帰温度の
精度に影響をおよぼしたものと思われる。
【0024】図9に示す比較品の場合には、抜き取り部
が固定電極の長さ方向に垂直に形成されているので抜き
取り部16全体に流れ込みにくく、冷却後も固定電極板
の電極板間に可溶性金属7を均一に存在させることが難
しい。一方、図5に示す本発明品の場合には、抜き取り
面が傾斜形状で、かつ抜き取り面積の大きい方から可溶
性金属7を流し込むので、この流し込み作業をスムーズ
に行うことができ、かつ抜き取り部16には可溶性金属
7が均一に充填されることとなる。
【0025】また、本発明品は、比較品と比し固定電極
の電極板の相互の固着強度が大きいので、可溶性金属7
が流し込まれた帯状の金属板14をプレスで所望形状の
幅に切断する時、金属板14と可溶性金属7とが剥離す
るという切断不良の発生率を低減することができる。
【0026】なお、本実施例では、抜き取り面の一面が
傾斜形状を有したものについて説明したが、図10に示
すように抜き打ち面の一部、図11に示すように、一方
の電極板の抜き取り面の一部、または、図12に示すよ
うに、一方の電極板の抜き打ち面に傾斜形状が形成され
ていればよく、このような場合も上記と同様な効果を得
ることができる。
【0027】また、本実施例では抜き取り部16の形状
を直線状のものとしたが、図13、図14および図15
に示すようにそれぞれ矩形状、曲線状および鋸刃形状、
あるいはこれらを組み合わせた形状(図示せず)とし、
この抜き取り部16に可溶性金属7を流し込んでも良
い。
【0028】また本実施例では抜き取り手段として、プ
レス法を用いたがレーザビーム法、あるいは放電加工法
等により金属板を抜き取り加工し、これによって形成さ
れた抜き取り部に傾斜面を設けても同様の効果を得るこ
とができる。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明のサーマルプロテ
クタは、スイッチ接点同士が融着して閉路状態となった
場合においても、過大な電流に対する遮断機能を持ち続
けることができる。また、長時間にわたる反転復帰運動
の後でも、固定電極が変形することがなく、また復帰温
度あるいは反転温度が初期特性値とほとんど変化するこ
とがなく信頼性を極めて高く向上させることができる。
【0030】また、本発明のサーマルプロテクタの製造
方法は、固定電極となる複数の電極板間、すなわち抜き
取り部にスムーズに可溶性金属を流し込むことができ、
抜き取り部に可溶性金属を均一に充填することができ
る。
【0031】また、本発明のサーマルプロテクタの製造
方法は、可溶性金属の抜き取り部への流し込みを容易に
行えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるサーマルプロテクタの
一部切欠正面図
【図2】本発明の一実施例であるサーマルプロテクタの
製造方法を説明するための図
【図3】同じく説明図
【図4】同じく説明図
【図5】同じく固定電極の断面図
【図6】同じく説明図
【図7】同じく説明図
【図8】可溶性金属が溶融した状態の本発明のサーマル
プロテクタの内部構造を示す図
【図9】比較品のサーマルプロテクタの固定電極を示す
【図10】本発明の一実施例であるサーマルプロテクタ
の固定電極の他の形状を示す図
【図11】同じく固定電極の他の形状を示す図
【図12】同じく固定電極の他の形状を示す図
【図13】同じく固定電極の他の形状を示す図
【図14】同じく固定電極の他の形状を示す図
【図15】同じく固定電極の他の形状を示す図
【符号の説明】
1 固定電極 2 固定接点 3 可動接点 4 可動電極 5,6 電極板 7 可溶性金属 16 抜き取り部 17 ロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−47278(JP,A) 特開 平3−102728(JP,A) 実開 昭61−190646(JP,U) 実開 昭51−51473(JP,U) 実開 昭58−338(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01H 37/00 - 37/56 H01H 11/00 - 11/06 H01H 85/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 端部に固定接点を有し、かつ前記固定接
    点とは反対側の端部のみが固定されている固定電極と、
    端部に可動接点を有し、加熱によって変形し前記固定電
    極と接離する可動電極とを備えたサーマルプロテクタに
    おいて、前記固定電極は、複数の電極板が長さ方向に可
    溶性金属部を介して相互に固着されており、かつ前記可
    溶性金属と固着されている前記電極板の境界面は傾斜形
    状を有することを特徴とするサーマルプロテクタ。
  2. 【請求項2】 帯状の金属板面上に、帯状の固定接点材
    料を前記金属板の長さ方向に形成した後、抜き取り手段
    によって、前記金属板の所定位置に抜き取り面が傾斜形
    状である抜き取り部を形成した後、前記抜き取り部の抜
    き取り面積の大きい面側から可溶性金属を流し込み前記
    抜き取り部に前記可溶性金属を充填し、その後、所定の
    固定電極幅となるよう切断することにより固定電極を製
    造する工程を有することを特徴とするサーマルプロテク
    タの製造方法。
  3. 【請求項3】 抜き取り面積の大きい側の金属面を、溶
    融金属槽内に設置された回転するロールの上部を走らせ
    ることにより、可溶性金属を抜き取り部に流し込むこと
    を特徴とする請求項2記載のサーマルプロテクタの製造
    方法。
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