JPS6139633B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は段違い構造をなすバイメタルに関する
ものである。

周知のように温度調節や接点開閉用として用い
られるバイメタルは、熱膨張係数が異なる２種の
金属片を互に側面同士を貼合わせて構成し、温度
が上昇すると熱膨張係数が高い金属片の伸びが大
きく伸びが小さい熱膨張係数の金属片側へ曲がる
性質を利用している。すなわち、通常のバイメタ
ルは第１図で示すように２種の金属片Ａ，Ｂの接
合面に対して直角で、且つ燃膨張係数が低い例え
ば金属片Ａ側に向けた単１方向のみに作動してい
る。

しかして、例えばカラーテレビジヨン受像管に
おいて熱膨張に伴うシヤドウマスクの変位を補償
するためにシヤドウマスクをガラス容器に対して
弾性的に支持せしめる部材としてバイメタルが使
用されているが、シヤドウマスクの熱膨張に伴う
変位は互に直交する２方向の動きが合成されたも
のであるから、この場合に用いるバイメタルは単
１方向の作動のみでは無理で互に直交する２方向
の作動を行なうことが要求される。このように、
近時バイメタルの用途が拡大されるにつれて、単
１方向作動のみではなく２方向作動をもつたもの
が必要となつている。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、２
方向作動を同時に行なえるバイメタルを提供する
ものである。

すなわち、本発明のバイメタルは熱膨張係数が
異なる２枚の金属片の互に対向する側面の一部を
長手方向に沿い重合させて接合し段違い構造とし
たものである。

以下本発明を図面にもとづいて説明する。

第２図は本発明のバイメタルの一実施例を示
し、図中１は帯条片をなす一方の金属片、２は帯
条片をなす他方の金属片であり、両者の相対関係
において例えば一方の金属片１が高い熱膨張係数
を有するとともに他方の金属片２が低い熱膨張係
数を有している。これら金属片１，２は平行に並
べて配置され、一方の金属片１の側面（図示上
面）１ａの長手方向に沿う一側縁部と、これに対
向する他方の金属片２の側面（図示下面）２ａの
長手方向に沿う他側縁部とが金属片１，２の長手
方向に沿つて重合してあり、これら互に重合され
た各側面１ａ，２ａの側縁部はシーム溶接または
隅肉溶接を施して接合してある。このため、金属
片１，２は長手方向に沿い互に対向する側面１
ａ，２ａの一部を重合させて接合されて段違い構
造のバイメタルが得られる。

そして、このバイメタルを第２図で示すよう
に、例えば高熱膨張係数を有する一方の金属片１
を右下側に、低熱膨張係数を有する他方の金属片
２を左上側にして使用した場合、バイメタルは温
度上昇に伴い熱変形して二方向へ作動しようとす
る。まず、金属片１，２は各々側面１ａ，２ａの
一部が互いに重合しているので、この重合部分に
より金属片１，２の厚さ方向（側面１ａ，２ａに
対し直角な方向：図示上下方向）の動きが生じ
る。すなわち、高膨張側の一方の金属片１は厚さ
方向の伸びが大であり、低膨張側の他方の金属片
２は厚さ方向の伸びが小さい。このため、伸びの
大きい一方の金属片１が伸びの小さい他方の金属
片２側へ向けて（厚さ方向上側へ向けて）曲がろ
うと作動するので、金属片１，２全体として厚さ
方向上向きの動きＹとなる。また、金属片１，２
の側面１ａ，２ａの一部を金属片長手方向に沿つ
て重合することにより、金属片１，２は平行に並
べて接合された状態つまり幅方向に揃えて接合さ
れた状態となるので、金属片１，２の幅方向（側
面１ａ，２ａに対し平行な方向：図示左右方向）
の動きが生じる。すなわち、高膨張側の一方の金
属片１は幅方向の伸びが大であり、低膨張側の他
方の金属片２の幅方向の伸びが小さい。このた
め、伸びの大きい一方の金属片１が伸びが小さい
他方の金属片２側へ向けて（幅方向左側へ向け
て）曲がろうとして作動するので、金属片１，２
全体として幅方向左向きの動きＸとなる。そして
バイメタル全体としては金属片１，２をその厚さ
方向左向きの動きＸとが合成されて図示左斜め上
方に向きた動きＺとなり、結果として金属片１，
２は左斜め上方に向いて曲がるように作動する。
このようにバイメタルは熱変形により金属片１，
２の厚さ方向および幅方向の二方向へ同時に作動
して、これら二方向が作動が合成された方向のバ
イメタル作動を行なう。

第３図は他実施例として、高熱膨張係数を有す
る金属片１を左下側に、低熱膨張係数を有する金
属片２を右上側に各々位置させて段違的に重合さ
せて重合したバイメタルを示し、このバイメタル
でか上向きの動きｙと右向きの動きx′とが合成さ
れて右斜め上方へ動きz₂をもつた作動を行なう。
また、第４図は金属片１を左上側に、金属片２を
右下側に位置させて段違い構造としたバイメタル
を示し、このバイメタルでは右向きの動きx′と下
向きの動きy′と合成されて右斜め下方への動きz₃
をもつた作動を行ない、第５図で示すバイメタル
では左向きの動きｘと下向きの動きy′との合成で
左斜め下方の動きz₄をもつた作動を行なう。従つ
て、このように高熱膨張係数をもつた金属片１と
低熱膨張係数をもつた金属片２との組合せ方を
種々変えることにより、種々の異なる二方向の動
きをもつて作動するバイメタルが得られる。

しかして、このバイメタルは温度変化に伴い同
時に異なる二方向の作動を要する様々な用途に広
く使用することが可能であり、このような作動を
要する温度調節、接点開閉などの他に、カラーテ
レビジヨン受像管におけるシヤドウマスクのよう
な二方向の複雑の動きをする物品を支持すること
も可能である。なお、金属片１，２の各幅寸法、
重合幅寸法の大きさを変更することにより、合成
された作動の方向を変えることができる。また、
金属片１，２の材料としては低膨張側としてアン
バー（36％Ni−Fe）、高膨張側として18−８ステ
ンレス鋼などがある。

実施例 18−８ステンレス鋼（熱膨張係数180×10^-7／
℃）からなる長さ150mm、幅10mm、厚さ１mmの金
属片と、アンバー（熱膨張係数15×10^-7／℃）か
らなる長さ50mm、幅10mm、厚さ１mmの金属片とを
重合幅１〜５mmで重合してシーム溶接で接合した
段違い構造のバイメタルを得、このバイメタルの
温度と変位特性を測定した結果、充分なる所望の
特性が得られた。

本発明のバイメタルは以上説明したように、熱
膨張係数が異なる２枚の金属片を段違い的に接合
した簡単な構造で、温度変化による熱変形に伴い
同時に二方向に作動でき、従来のバイメタルでは
得られなかつた広い範囲の作動方向をもつた作動
を行なえ、その用途も飛躍的に拡大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のバイメタルの動作を示す説明
図、第２図ないし第５図は各々異なる本発明の実
施例を示す説明図である。 １，２……金属片。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱膨張係数が異なる２枚の金属片の互に対向
   する側面の一部を前記金属片の長手方向に沿い重
   合させて接合し段違い構造としたことを特徴とす
   るバイメタル。