(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装入孔を形成した絶縁ベースと、前記絶縁ベースの装入孔に収納した可溶体と、前記絶縁ベースに固定した一対の導出リードとを備え、前記絶縁ベースは、一方の導出リードに接続した固定接点端子と、他方の導出リードに接続した可動接点端子とを含み、前記固定接点端子と可動接点端子とに相互に接触自在な接点を有し、さらに前記可動接点端子には前記両接点を開離する第１スプリングを有して、前記可溶体に当接する第２スプリングの蓄勢力で前記可動接点端子を押圧して前記両接点を圧接させ、かつ、前記装入孔は、前記絶縁ベースを貫通して形成し、前記装入孔に中空リベット状筒体を挿通して前記絶縁ベースを鋲着し、前記絶縁ベース内側に配置された前記中空リベット状筒体の凹部に前記可溶体を装入した温度ヒューズ。
【請求項２】
前記装入孔は、前記絶縁ベースを貫通して形成し、前記装入孔の外側に熱源に固定するための金属板をあて、前記装入孔に中空リベット状筒体を挿通して前記金属板と前記絶縁ベースとを鋲着し、前記絶縁ベース内側に配置された前記中空リベット状筒体の凹部に前記可溶体を装入した請求項１に記載の温度ヒューズ。
【請求項３】
前記可動接点端子は、板ばねから作られる第１スプリングを有し、前記可溶体の上面に金属コイルばねから作られる前記第２スプリングを接置して、さらに前記第２スプリング上部に絶縁ピンを被せ、前記第２スプリングと前記可動接点端子との間に前記絶縁ピンを挟んで、前記絶縁ピンを前記可動接点端子に当接した請求項１または請求項２に記載の温度ヒューズ。
【請求項４】
中空部を有する絶縁ベースの上方側に一対の導出リードを装着し、この一対の導出リードの一方端部が固定接点端子、他方端部が可動接点端子としたスイッチング開閉要素を設けると共に、前記絶縁ベースの下方側に金属可溶体とコイル状ばね材を収容した感温駆動要素を設け、金属可溶体の過熱時の軟化・溶融とばね材の弾性力の作用により可動接点端子を作動させ、かつ、前記絶縁ベースの中空部は上下方向に貫通する装入孔であり、前記感温駆動要素を中空リベット状の筒体により形成し、この筒体に前記可溶体と前記コイル状ばね材を収容したことを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項５】
中空部を有する絶縁ベースの上方側に一対の導出リードを装着し、この一対の導出リードの一方端部が固定接点端子、他方端部が可動接点端子としたスイッチング開閉要素を設けると共に、前記絶縁ベースの下方側に金属可溶体とコイル状ばね材を収容した感温駆動要素を設け、金属可溶体の過熱時の軟化・溶融とばね材の弾性力の作用により可動接点端子を作動させ、かつ、前記金属可溶体を収容した装入孔の上方側を、閉塞するように作動する可動接点端子を有することを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項６】
前記可動接点端子に段部を設けたことを特徴とする請求項５に記載の温度ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁支持材の一方の側に弾性材の可動接点端子を有する開閉要素、他方の側に可溶体とばねを含む駆動要素を備えた電気開閉装置、特に過熱感知する金属可溶体に当接するコイル状のばねを介して可動接点端子を駆動させる温度ヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、接点を含む固定接点端子と可動接点端子とを備える絶縁ケースに感温可溶体と弾性部材を収容し、弾性部材の押圧により両接点を接触させる温度ヒューズが知られている。例えば、特許文献１には、組立コストを低減し組立サイクル時間を短縮する目的で、伝達ピンが絶縁ピンと金属スリーブの２つの部分からなり、押圧力を加えることによって一方の部分が他方の部分の中に押し込まれることにより、伝達ピンの長さを変更可能にした温度ヒューズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許文献１：特開平０４−２１２２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の開閉装置は、接点ばねを押圧する部品として伝達ピンを用いている。この伝達ピンは、絶縁ピンと、金属可溶体を収納する金属スリーブとの複数の部品から作られている。そして、組立工程で絶縁ピンを金属スリーブ内に摺動圧入し、伝達ピンの長さを調節することで、セラミックケースの焼成寸法の誤差を解消する。しかし、この構成では剛性を有する伝達ピンを用いているため、調整方向が伝達ピンの摺動伸縮できる軸方向に限定されてしまう。その結果、絶縁ケースに形成したピン装着孔の内径がばらついたり、ピンを圧入する際に部品位置がずれたりすると、伝達ピンが軸中心より外れてしまい、圧入できる長さが短くなって接点を圧接する押圧力が変化し、内部抵抗が変動しやすいという欠点があった。また、従来の構成では伝達ピンが絶縁性であるため、導出リードや固定接点端子、可動接点端子を通して受けた熱が絶縁ピンで断熱されてしまい、導出リード方向から金属可溶体への円滑な伝熱を妨げてしまうという短所があった。
【０００５】
さらに、上述する従来の開閉装置の構成を経済性の観点からみると、接点ばねと金属可溶体とを押圧して動作を伝達する部品と、溶融後の金属可溶体が飛散しないよう封入する部品とが、何れも複数の部品で構成されておりコスト面からも不都合な点が多い。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、内部抵抗値に変動が生じないように接点部の押圧力の調整を容易にし、構成を簡易にして費用を低減する温度ヒューズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の温度ヒューズは、装入孔を形成した絶縁ベースと、この絶縁ベースに固定した一対の導出リードとを備え、さらに、一端に接点を設けた固定接点端子と可動接点端子とを導出リードに接続して、可動接点端子には接点を開離させる第１スプリングを有し、絶縁ベースの装入孔には温度を感知して溶融する可溶体を装入して、可溶体と可動接点端子との間に熱伝導性に優れた第２スプリングを挟んで可溶体と第２スプリングとを熱結合させ、第２スプリングで直に可溶体を押圧する。同時に、この第２スプリングを可動接点端子に当接して、固定接点端子と可動接点端子とに設けた接点どうしを圧接する。第２スプリングは第１スプリングより強い弾性力を有するので、平常時は第２スプリングの蓄勢によって固定接点端子と可動接点端子の接点どうしを圧接させることができる。異常時には、第２スプリングが押圧している可溶体が、過熱により所定の動作温度で溶融して第２スプリングの蓄勢が解かれ、第１スプリングの弾性復元力によって可動接点端子を動かし電気回路を遮断することができる。
【０００８】
本発明の温度ヒューズは、特に接点を押圧する部品に寸法偏差がある場合や、万一、押圧軸にずれが生じた場合にも、第２スプリングの屈伸作用により寸法偏差と押圧軸の変位とを同時に調節することができ、接点の押圧力の変動に起因する内部抵抗のばらつきを防止する。さらに、鋭敏な熱応答性が要求される用途にも対応できるように、可動接点端子と可溶体との間に熱伝導性に優れた第２スプリングを挟んで可動接点端子と可溶体とを熱結合させ、絶縁ベースの導出リード取付面である上面側から外部の熱を効率よく可溶体へ伝熱できるようにすると共に、第２スプリングの押圧力をばねの端部に集中させて迅速な回路遮断を実現している。また、動作の際には、可動接点端子が装入孔の開口部を閉塞するように動くので、溶融した可溶体が飛散して接点間や周辺回路を短絡するのを防止している。
【０００９】
また、本発明の温度ヒューズは、個々の部品を多機能化することで必要な部品数を減らしてコスト削減を実現している。具体的には、ペレット状に成形した可溶体を絶縁ベースの装入孔に直に設置したり、可動接点端子と可溶体とを押圧する部品を第２スプリング１個に集約したりすることで構成部品を削減している。
【００１０】
本発明の特定構造として、特に外部の熱を可溶体装入孔の下面側から効率よく感知できるようにした別形状の絶縁ベースを使用することもできる。具体的には、絶縁ベースを貫通して装入孔を形成し、この装入孔の外側に、熱源と絶縁ベースとを固定し、装入孔に中空リベット状筒体を挿通して金属板と絶縁ベースとを鋲着する。そして、絶縁ベース内側に配置された中空リベットの中空孔に可溶体を装入する。この可溶体の上面に熱伝導性に優れた第２スプリングを接置して、さらに第２スプリング上部に絶縁ピンを被せ、第２スプリングと可動接点端子との間に絶縁ピンを挟んで、絶縁ピンを可動接点端子に当接する。この絶縁ピンは、電流が可動接点端子から絶縁ケース下部の金属板へ漏電するのを防止する。また、動作の際に可動接点端子が装入孔の開口部を閉塞するので、溶融した可溶体が飛散して接点間や周辺回路を短絡させることはない。その他の構成は前述した温度ヒューズと同様である。
【００１１】
上述の特定構造においても、部品機能を集約して部品点数の削減を図っている。具体的には金属板と絶縁ベースとを固定するリベットに中空リベットを用いてリベットの中空部分にペレット状に成形した可溶体を装入し、可溶体と金属板とリベットとを熱結合させて外部の熱を可溶体に伝熱できるようにしているため、絶縁ベースと金属板を固定するクリップ等の部品を別途に用いる必要がない。
【発明の効果】
【００１２】
上述するように、本発明の温度ヒューズは、構成部品の多機能化により従来構造と比べて所要備品点数を減らし、組立を容易化かつ簡素化することでコスト低減に役立つ。また、接点に対する押圧力の変動を防止して内部抵抗値を安定化することができ、熱応答性に優れ、構成を簡易にして生産効率のよい温度ヒューズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る実施例の温度ヒューズであり、図１（Ａ）は上面図を示し、図１（Ｂ）は正面断面図を示す。
【図２】本発明に係る変形例の温度ヒューズであり、図２（Ａ）は上面図を示し、図２（Ｂ）は正面断面図を示す。
【図３】本発明に係る実施例の温度ヒューズの動作状態を示した正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の温度ヒューズは、図１〜図３に示す実施例のように、絶縁支持材の一方の上方側に弾性材の可動接点端子を有する開閉要素、他方の下方側に過熱感知する金属可溶体とばね材を含む駆動要素を備え、可溶体に当接するコイル状ばね材の介在により可動接点端子をスイッチング駆動させる。換言すると、中央中空部を有する絶縁ベースの上方側に一対の導出リードを装着し、この一対の導出リードの一方端部が固定接点端子、他方端部が可動接点端子としたスイッチング開閉要素を設けると共に、絶縁ベースの中央中空部の下方側に金属可溶体とコイル状ばね材を収容した感温駆動要素を設け、金属可溶体の過熱時の軟化・溶融とばね材の弾性力の作用により可動接点端子を作動させる温度ヒューズである。ここで、可動接点端子は先端部に接点を設けた板ばね材からなり、その先端接点部に、正常時には、感温駆動要素のコイル状ばね材から押圧力が付与され、可動接点端子を固定接点端子と接触状態に保持する。しかし、過熱感温の異常時には、感温駆動要素の金属可溶体が軟化・溶融することによりコイル状ばね材の圧縮状態が開放され、板ばね材の可動接点端子への付勢が弱まる。その結果、可動接点端子の板ばね材の弾性力がコイル状ばね材の押圧力に打ち勝ち、可動接点と固定接点間の接触状態は開離してカットオフにスイッチングされる。なお、絶縁ベースの中央中空部の装入孔は上下方向に貫通した中空リベット状筒体であるので、感温駆動要素はこの筒体に金属可溶体とコイル状ばね材を収容して事前に組み立てられ、構造の簡素化と作業の容易化が図られる。さらに、感温駆動要素を金属可溶体、コイル状ばね材および絶縁ピンで構成する際には、絶縁ピンの介在により、板ばね材の可動接点端子とコイル状ばね材と弾性的結合状態の調整を含めた改善効果を得る。
【００１５】
本発明の実施例である温度ヒューズ１０は、図１に示すように、中空部である装入孔１１を形成したセラミック製絶縁ベース１２と、この絶縁ベース１２に固定具７０で鋲着した一対のＮｉめっき銅製の導出リード１３とを備える。さらに、一端に接点１４ａまたは１４ｂを設けた固定接点端子１５と可動接点端子１６とを導出リードに接続して、可動接点端子１６には接点１４ａと１４ｂとを開離させる金属板ばねから作られる第１スプリング１７を有し、絶縁ベース１２の装入孔１１に金属可溶体１８を装入して、金属可溶体１８と可動接点端子１６との間に金属コイルばねから作られる第２スプリング１９を挟んで、金属可溶体１８を第２スプリング１９で直に押圧するとともに、第２スプリング１９を可動接点端子１６に当接して、固定接点端子１５と可動接点端子１６とに設けた接点１４ａと１４ｂとを圧接する。特に鋭敏な熱応答性が要求される用途にも対応できるように、金属可溶体１８を直に金属コイルばね１９で押圧して、金属コイルばね１９の押圧力をばねの端部である座巻き部に集中させ、溶融した金属可溶体１８をコイルばね径内部へ導入して迅速な回路遮断を実現している。第２スプリング１９は、第１スプリング１７より強い弾性力を有するので、平常時は第２スプリング１９の蓄勢によって接点１４ａと接点１４ｂとを圧接させることができる。異常時には、図３に示すように、第２スプリング３９の押圧している金属可溶体３８が溶融することで、第２スプリング３９の蓄勢が消失し、第１スプリング３７の弾性復元力によって可動接点端子３６を動かし、接点３４ａと接点３４ｂとを開離して電気回路を遮断する。動作の際に可動接点端子３６が凹形の装入孔３１の開口部を覆い被さるように閉塞するので、溶融した金属可溶体３８が飛散して接点間や周辺回路を短絡させることがない。特に可動接点端子１６に段部８０を設けて装入孔３１の開口部にフィットする形状に成形することで閉塞効果を向上させることが好ましい。また、可動接点端子１６は、ばね材で形成することができ、可動接点端子１６自体に第１スプリング１７の弾性機能を付与して使用する部品数を削減してもよい。絶縁ベース１２は、耐熱性の絶縁材であればよく、セラミック材のほか、例えば液晶プラスチックＬＣＰなどの耐熱プラスチック材で構成しても差し支えない。
【００１６】
別の実施例である温度ヒューズ２０は、図２に示すように、貫通した装入孔２１を形成したセラミック製の絶縁ベース２２と、この絶縁ベース２２に固定具７０で鋲着した一対のＮｉめっき銅製の導出リード２３とを備える。さらに、一端に接点２４ａまたは２４ｂを設けた固定接点端子２５と可動接点端子２６とを導出リードに接続して、可動接点端子２６には、接点２４ａと２４ｂとを開離させる金属板ばねから作られる第１スプリング２７とを有し、絶縁ベース２２の装入孔２１に中空リベット５０を挿通して絶縁ベース２２と鋲着する。そして、絶縁ベース内側に配置された中空リベット５０の凹部に金属可溶体２８を装入する。この金属可溶体２８の上面に金属コイルばねから作られる第２スプリング２９を接置して、さらに第２スプリング２９上部に絶縁ピン６０を被せ、第２スプリング２９と可動接点端子２６との間に絶縁ピン６０を挟んで、絶縁ピン６０を可動接点端子２６に当接する。第２スプリング２９は、第１スプリング２７より強い弾性力を有するので、平常時は第２スプリング２９の蓄勢によって接点２４ａと接点２４ｂとを圧接させることができる。異常時には、第２スプリング２９を押圧している金属可溶体２８が、所定の動作温度に達すると溶融し第２スプリング２９の蓄勢が消失し、第１スプリング２７の弾性復元力により可動接点端子２６を動かし、接点２４ａと接点２４ｂとを開離して電気回路を遮断する。可動接点端子２６はばね材で形成することができ、可動接点端子２６自体に第１スプリング２７の弾性機能を付与して使用する部品数を削減してもよい。固定接点端子２５および可動接点端子２６に設ける接点２４ａおよび接点２４ｂは、チップ状接点を溶接して用いるほか、何れか一方または両方にめっき層からなるめっき接点を用いてもよい。また、絶縁ベース２２は、耐熱性の絶縁材であればよく、セラミック材のほか、例えばＬＣＰなどの耐熱プラスチック材で構成しても差し支えない。さらに図示しないが、絶縁ベースの装入孔２１の外側には、取り付け孔を備えた金属板を挟んで、中空リベット５０で鋲着してもよい。装入孔２１外側に該金属板を装着することで、被保護機器への取り付けを容易にし、熱源との熱結合を強化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、低い内部抵抗を維持しながら大電流を通電でき、動作信頼性を長期間損なうことがない温度ヒューズに利用できる。特に二次電池や電気器具、電気機械の保護素子として利用することができる。
【符号の説明】
【００１８】
１０，２０・・・温度ヒューズ、
１１，２１，３１・・・装入孔、  １２，２２・・・絶縁ベース、
１３，２３・・・導出リード、
１４ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂ，３４ａ，３４ｂ，・・・接点、
１５，２５・・・固定接点端子、  １６，２６，３６・・・可動接点端子、
１７，２７，３７・・・第１スプリング（板ばね弾性部材）、
１８，２８，３８・・・金属可溶体、
１９，２９，３９・・・第２スプリング（金属コイルばね）、
５０・・・中空リベット状筒体、  ６０・・・絶縁ピン、  ７０・・・固定具、
８０・・・段部。
【図１】
0005578716.tif 000002
【図２】
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【図３】
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