(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の端子導体が互いに離して内部に取り付けられている一体成型プラスチック製の本体部分と、
前記第１及び第２の端子導体のうちの一方にその一部が支持されるとともに、前記第１及び第２の端子導体のうちの他方に向けて延在して可動接点を構成し、前記第１及び第２の端子導体のうちの他方と相まってスイッチング動作を行うように配置された接点をその自由端に備えているリーフスプリングと、
前記第１及び第２の端子導体のうちの前記一方にその一部が支持されるとともに、前記第１及び第２の端子導体のうちの前記他方に向けて延在するバイメタル式アクチュエータであって、当該バイメタル式アクチュエータが温度に応答して移動すると前記リーフスプリングも移動するように、前記リーフスプリングと協働してスイッチの状態を決定する、スナップ動作形バイメタル式アクチュエータと
を含み、
前記バイメタル式アクチュエータは略Ｕ字状で一対の外側の脚の間に延出する中央部のベロを形成し前記ベロの先端部に近い架橋部分で前記脚が連結される切り込みを有する円板状のバイメタルブレードを含み、前記バイメタルブレードの前記ベロは前記端子導体の前記一方に固定されており、
前記バイメタル式アクチュエータは、該バイメタル式アクチュエータの固定部分及び自由端の双方で電気的に接続される前記リーフスプリングにより電気的に分流される、感熱スイッチ。
【請求項２】
前記リーフスプリングと前記バイメタル式アクチュエータが同様の形状になしてある請求項１に記載の感熱スイッチ。
【請求項３】
前記バイメタルブレードの前記ベロと前記リーフスプリングの対応する部分とが前記導体の前記一方に共通に固定される請求項２に記載の感熱スイッチ。
【請求項４】
前記スイッチの可動接点が前記バイメタル式アクチュエータの架橋部分に対応する前記リーフスプリングの部分で担持される請求項２又は３に記載の感熱スイッチ。
【請求項５】
前記スイッチの前記一体成型プラスチック製本体部分は前記バイメタル式アクチュエータと前記リーフスプリングを取り付けるチャンバを形成し、前記チャンバ内に立ち上りが形成されて前記バイメタルブレードのベロと前記リーフスプリングのそのベロと対応する部分とを支持する請求項２から４までのいずれか１項に記載の感熱スイッチ。
【請求項６】
前記リーフスプリングは、前記可動接点を開くような反発力を発生するように構成され、そして配置されており、
前記バイメタル式アクチュエータは、前記リーフスプリングに重ねられて冷間において前記リーフスプリングの反発力に打ち勝つような力を発生するように構成され、そして配置されている、請求項１から５までのいずれか１項に記載の感熱スイッチ。
【請求項７】
前記リーフスプリングと前記バイメタル式アクチュエータとがその自由端において機械的に結合されていない、請求項６に記載の感熱スイッチ。
【請求項８】
前記リーフスプリングは、前記可動接点を開こうとも閉じようともしない中立のばね力を発生するように構成され、そして配置されており、前記リーフスプリングと前記バイメタル式アクチュエータとはその自由端において機械的に結合されている、請求項１から５までのいずれか１項に記載の感熱スイッチ。
【請求項９】
前記リーフスプリングは、前記可動接点を閉じようとするばね力を発生するように構成され、そして配置されており、前記リーフスプリングと前記バイメタル式アクチュエータとはその自由端において機械的に結合されている、請求項１から５までのいずれか１項に記載の感熱スイッチ。
【請求項１０】
前記バイメタルが前記リーフスプリングに重なる請求項８又は９に記載の感熱スイッチ。
【請求項１１】
前記機械的結合は前記リーフスプリングと前記バイメタル式アクチュエータの一方に設けられた開口部と、その開口部と緩く嵌合する他方の部材とを含む請求項８から１０までのいずれか１項に記載の感熱スイッチ。
【請求項１２】
前記リーフスプリングは動作においてスナップ作動するように構成され、そして配置されている、請求項８から１１までのいずれか１項に記載の感熱スイッチ。
【請求項１３】
前記スイッチの一体成型プラスチック製本体部分は前記リーフスプリングと前記バイメタル式アクチュエータを取り付けるチャンバを形成し、
前記第１および第２の端子導体は、互いに離隔させた状態で前記チャンバ内において、そして前記本体部分の外部において露出された部分が存するように、互いに離隔させた状態で前記スイッチの前記本体部分に一体成型され、
協働する前記バイメタル式アクチュエータと前記リーフスプリングとは、前記チャンバ内で前記端子導体のうちの一方の前記露出された部分に直接溶接されており、
前記リーフスプリングに設けられた接点は、前記チャンバ内の前記２つの端子導体の他方の露出した部分自体によって形成されるかまたはその露出した部分に設けられた接点と協働する、
請求項１から１２までのいずれか１項に記載の感熱スイッチ。
【請求項１４】
前記第１および第２の端子導体の一方または両方が前記スイッチの本体部分の外部に露出した複数の部分を有するように形成される請求項１３に記載の感熱スイッチ。
【請求項１５】
前記スイッチの一体成型プラスチック製本体部分は、そのスイッチのバイメタル式アクチュエータを外部環境から隔離するようになしてある、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の感熱スイッチ。
【請求項１６】
前記端子導体の一方および／または他方が、前記バイメタル式アクチュエータに熱を伝えるようになっている抵抗性加熱部分を含む、請求項１から１５までのいずれか１項に記載の感熱スイッチ。
【請求項１７】
前記抵抗性加熱部分が前記端子導体と平行に設けられる、請求項１６に記載の感熱スイッチ。
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は電気スイッチに関する改良に関し、さらに詳しくはバイメタル素子を熱アクチュエータとして使用する熱反応電気スイッチに関する。
発明の背景
バイメタル式アクチュエータを使用する種々の電気スイッチが周知で、同様に多様なバイメタル式スイッチ・アクチュエータの態様が周知となっている。初期のバイメタル式スイッチは単に平坦なバイメタル・ブレードを使用しており、これが温度変化に応じて比較的ゆっくりと移動しスイッチ内のアークの問題を起していた。またスナップ動作を行う、円板状のバイメタル素子から構成されて対向する湾曲した構造の間でスナップ動作により移動することのできるバイメタル式アクチュエータの開発は当該技術に大きな進歩をもたらした。スナップ動作するバイメタル式アクチュエータは、たとえば英国特許第６００，０５５号、英国特許第６５７，４３４号、英国特許第１，０６４，６４３号、英国特許第１，５４２，２５２号、および英国特許第２，１２４，４２９号に開示されているような各種の態様が周知となっている。同様に、このようなバイメタル式アクチュエータを用いる電気スイッチの各種態様も周知となっている。たとえば前述の英国特許第２，１２４，４２９号では、電流感応式スイッチにおいてナシ型スナップ動作バイメタル式アクチュエータを使用し、これを通る電流によるバイメタルの加熱が電流過負荷条件下でスイッチを動作させるように設計することが開示されている。
ＰＣＴ第ＷＯ９２／２００８６号ではスナップ動作バイメタル式アクチュエータを使用する小型電気スイッチを開示しており、該スイッチは製造組み立ての自動化に好適で最小限の部品点数を含む。該スイッチは第１と第２の端子導体を含む一体成型のプラスチック製本体部分を含み、スナップ動作するバイメタル式アクチュエータは２本の導体の一方に固定されてスイッチの可動接点を構成し２本の導体のもう一方とのスイッチ動作で協働するように配置された接点を担持している。非常に薄い（たとえば０．００３インチ／０．０７６ミリ）のバイメタル材料を使用してスイッチの電流感度を高くすることができ、このような肉薄なバイメタル素子の物理的支持を提供するようにスイッチ本体の内部構造を設計することができる。さらに銀、または銀合金コーティング、たとえばＰＣＴ第ＷＯ９２／１４２８２号で説明されているような銀アンチモンコーティングをバイメタルにより担持される可動接点と協働する端子導体に提供して、導体に独立した接点を取り付けることなく他方の平坦な導体を使用できるようにする可能性が開示されている。
スイッチの電流感度を増大するため、スイッチが閉じた状態の時にバイメタル式アクチュエータに熱を注入するためにスイッチ内に直列接続の加熱素子を提供する可能性も開示されており、特に利便な構成において２本の端子導体の一方または他方、または双方の一部として加熱素子を形成することで実現される。さらにまたスイッチ導体と平行に、たとえばスイッチの本体部分に印刷した導電性インクを用いることにより加熱素子を提供する可能性もあり、これはスイッチに電源が接続してある限りスイッチのリセットを防止する作用がある。
発明の目的と概要
本発明のひとつの目的はバイメタル式スイッチ・アクチュエータを内蔵する感熱式スイッチを提供することで、該スイッチは前述のＰＣＴ第ＷＯ９２／２００８６号の利点を享受しさらに通電容量の増大を提供し、望ましくは本質的ではなくとも第１のブレーク時間の増加で該スイッチの有害な移動を避けるようにすることである。
本発明によれば、これのひとつの態様において、第１と第２の端子導体を内部に含む一体成型のプラスチック製本体部分と、前記導体の一方に固定されて該スイッチの可動片を構成し前記２つの導体のもう一方とスイッチ動作において協働するように配置した接点を担持するリーフスプリングと、前記導体の前記一方に固定して前記リーフスプリングとの協働で該スイッチの動作を決定するスナップ動作バイメタル式アクチュエータとを含む感熱式スイッチが提供され、前記バイメタル式アクチュエータは前記リーフスプリングにより電気的に分流される。
詳細を後述するような本発明の第１の実施例において、ＰＣＴ第ＷＯ９２／２００８６号に実質的に開示されているようなスイッチのスナップ動作バイメタル式アクチュエータは該スイッチの可動接点を担持する導電性リーフスプリングを使って分流され、該リーフスプリングはバイメタル式アクチュエータの下敷となりスイッチを開くような方向に向うが冷間でバイメタル式アクチュエータが発生する力が打ち勝つような反発力を生成する。
より特定すれば、本発明の前述の実施例は第１と第２の端子導体を内部に含む一体成型型のプラスチック製本体部分と、前記導体の一方に固定されてスイッチの可動接点を構成し前記２本の導体の他方とスイッチ動作において協働するように配置してある接点を担持するリーフスプリングと、前記導体の前記一方に固定されて前記リーフスプリングと協働して前記スイッチの状態を決定するようにスナップ動作するバイメタル式アクチュエータを含み、前記リーフスプリングは前記スイッチ接点を開こうとする反発力を生成し前記バイメタル式アクチュエータは前記リーフスプリングに重なって冷間で前記リーフスプリングの反発力に打ち勝とうとするような力を発生し、前記バイメタルは前記リーフスプリングにより電気的に分流される。
バイメタルに対向する本実施例のリーフスプリングの動作によって、動作時にスプリングがバイメタルと接触を保ちつつバイメタルを電気的に分流することにより、スイッチの通電容量を増加させ、またスイッチの通過電流の一部だけがバイメタルを流れることで第１のブレーク時間を増加させる。さらに、バイメタルが熱間位置に移動した時にリーフスプリングで発生した反発力がバイメタルのリセットに対向しようとするので、スイッチのＯＦＦ時間を延長させ、保護目的の用途で有利である。
後述する本発明の別の実施例において、リーフスプリングはスイッチを開く反発力でバイメタルに必ずしも対向するものではなく、むしろ中立またはスイッチを閉じるスプリングの力を発生させることもあり、リーフスプリングとバイメタルはスイッチ動作で一緒に動きながら独立した動作に対応するように互いに結合してある。リーフスプリングはスプリングの一般平面部から上向きに曲った端部を有しており、該端部には開口を設け、バイメタル式アクチュエータはリーフスプリングの開口部を通って延在しリーフスプリングとバイメタル式アクチュエータの間の相対運動に対して実質的に抵抗がなくなるように一般にこれらの長手方向に充分なすき間が設けてある部分を有する。リーフスプリングとバイメタル式アクチュエータを結合する別の手段は当業者には自明であろう。たとえば、リーフスプリングおよび／またはバイメタル式アクチュエータに、もう一方の部材を緩く挟み込むように折り曲げてあるひとつまたはそれ以上のタブを設けることができる。
リーフスプリングがスイッチを閉じるような反発力を発生するように構成することで、中立またはスイッチを開く力とは対称的に、スイッチがバイメタル式アクチュエータで開くブレーク温度に温度が近付いた時に、特にスナップ動作のバイメタル式アクチュエータを使用している場合に、接触圧力の増加が達成できるという利点がえられる。この手段によりクリープの問題を起しにくいような正確かつ所定のスイッチ動作が実現できる。
前述の両方の実施例におけるリーフスプリングとバイメタル式アクチュエータは、有利には類似の形状を形成し、さらには交換自在なパンチおよび／またはダイを使用する自動製造手順において同じ工作機械を用いて製造することができる。つまり後述する本発明の実施例において、バイメタル式アクチュエータは一般にＵ字状で中央部のベロを形成する切り込みを有する円板状のバイメタル・ブレードを含み、該ベロは一対の外側の脚の間に延在し、該脚はベロの先端に近い連結部分で連結される。またリーフスプリングは実質的に同一の形状でバイメタル式アクチュエータと位置をあわせてこれの直下に配置される。バイメタルブレードのベロとこれに対応するリーフスプリングの部分は、たとえばスポット溶接により前記導体の前記一方に一緒に固定され、スイッチの可動接点はバイメタル式アクチュエータの架橋部分に対応するリーフスプリングの一部で担持する。スイッチの一体成型プラスチック製本体部分はバイメタル式アクチュエータとリーフスプリングを受け入れ、前記チャンバー内部に立ち上りが形成されてバイメタルブレードのベロと端子導体に接続するリーフスプリングの対応部分の支持を提供する。このような同様のバイメタルブレードとリーフスプリングの構造によって、バイメタルとリーフスプリングは、有利には、部分アセンブリとして一緒に組み立てておき、その後スイッチ内にアセンブリどうしを組み込むことができ、スイッチアセンブリとしての利点を有する。
第ＷＯ９２／２００９６号特許に記載されている発明と同様に、スイッチの一体成型プラスチック製本体部分はリーフスプリングとバイメタル式アクチュエータを受け入れる閉じたチャンバを形成するのが望ましく、第１と第２の端子導体は前記チャンバ内と前記本体部分の外部で互いに離れて一部が露出されるように離れた位置でスイッチの本体部分に一体成型する。バイメタル式アクチュエータとリーフスプリングは前記チャンバ内の前記導体の前記一方の露出した部分に直接溶接し、リーフスプリングによって担持される接点はチャンバ内部の２つの導体の他方の露出した部分で形成され、またはここに設けた接点と、協働する。
さらなる可能性を提供するかもしれないが、有利には、バイメタルを交換する必要なしに、異なる電気的および／または物理的性質を有する別のリーフスプリングを使用するだけで本発明の教示により異なるスイッチング特性を有するスイッチがえられることと、リーフスプリングを設けることでスイッチの可動接点をバイメタルに溶接する必要がないことによってさらなる利点が発生する（バイメタル材料は一般に部材を溶接するのが困難である）。
本発明の上述のおよびさらなる特徴および態様は付随の請求の範囲に詳述してあり添付の図面に図示されている本発明の典型的な実施例についての以下の説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
図１Ａから図１Ｅは、本発明による第１のスイッチ例の一体成型プラスチック製本体部分を示し、スイッチのリーフスプリングとバイメタル式アクチュエータも省略してある。図１Ａは上部平面図、図１Ｂと図１Ｃは図１Ａのそれぞれ線Ａ〜ＡとＢ〜Ｂにそった側面断面図、図１Ｄは図１Ａの線Ｃ〜Ｃにそってみた端面断面図、また図１Ｅは図１Ａのスイッチの底面図である。
図２は、図１Ａから図１Ｅのスイッチ本体部材で使用することのできるリーフスプリングとバイメタル式アクチュエータの形状を示す拡大図である。
図３は、図１Ａと同様の拡大上部平面図で、リーフスプリングとバイメタル式アクチュエータの位置を破線で示す。
図４は、図１Ｂと同様の断面側面図でリーフスプリングとバイメタル式アクチュエータを所定位置に配置した図である。
図５Ａから図５Ｉは、本発明の第２の実施例を示す略図で、リーフスプリングおよびバイメタル式アクチュエータを省略してあり、さらに封止部材も省略してある。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃはそれぞれ上面図、断面図、底面図を示し、図５Ｄと図５Ｅは斜視図、図５Ｆから図５Ｉは詳細について後述するようなその他の詳細図を示す。
図６は、第２の実施例に使用されるリーフスプリングの形状を示す平面図で、スプリングは連続スタンプ操作で連続スプリング材料ストリップから製造されスイッチに組み込むための仕上げ工作前の状態で示す。
図７は、第２の実施例で使用されるバイメタル式アクチュエータの形状を示す図６と同様の平面図である。
図８Ａから図８Ｄは、第２の実施例の金属製端子部材の形成を示す略図で、図８Ａは連続スタンプ操作により連続金属ストリップから複数スイッチ用の金属部材をどのように製造するかを示し、図８Ｂと図８Ｃは断面図、図８Ｄはひとつの一体成型プラスチック性スイッチ本体に組み込まれ連続ストリップから切り出された金属部材の形状を示す斜視図である。
図９Ａから図９Ｄは、図８Ａから図８Ｄと類似の略図で、金属部材の別の態様を示す。
図１０Ａから図１０Ｃは、図９Ａから図９Ｃと類似の略図で別の金属部材の変更された態様を示す。
実施例の詳細な説明
第１の実施例に関する添付の図面の図１から図４に示す図は、拡大したスイッチを示し、図示してある寸法はスイッチの実際の寸法をミリメートルで示したものである。スイッチの一体成型プラスチック性の本体部分１は一般に矩形で、寸法が１２．３５ミリ×８．０ミリ×３．４ミリ、また第１と第２の端子導体２、３はさらに４．５ミリ外向きに突出している。スイッチの上部カバーは図面には図示していないが、０．５ミリの厚みを有する。スイッチは自動部品挿入装置で使用するのに好適なカセットに入れて便利に供給できるような小型の実寸法を有する。またこのような寸法は単なる例であって、特に別の用途で使用するため、別の大きさのスイッチを製造することも勿論可能である。
スイッチの本体部分１の内部には、９．０ミリ×７．０ミリ×２．４ミリ程度の寸法を有するチャンバが形成され、このチャンバの一部を立ち上り部分５が占有している。第１の端子導体２は図１Ａでもっとも良く見えるように十文字の金属スタンプとして形成され、これの前端２’を本体部分１の一端に合わせて本体部分１と一体成型される、言い換えれば、スイッチの本体部分１にもっとも深く延出する端部は立ち上り５の上部表面のくぼみに配置され、端子導体の交叉部材２’’はチャンバ内部に露出している。第２の端子導体３はスイッチの本体部分１の対向する端部において、第１の端子導体２より低い高さで一体成型されており、一般にＴ字状の金属スタンプを含み、スタンプの頭部３’はスイッチの本体部分１内部に形成されたチャンバ４の底部に露出している。
図２は図１から図４のスイッチに組み込むリーフスプリングの形状を示したもので、これに対応してスイッチのバイメタル式アクチュエータ７の形状をも示し、これら２つの部材は、本実施例において、有利にも同じ形状をなし、ひとつの同一の工作機械を用いてスイッチの自動製造において形成される。図示したように、リーフスプリングとバイメタル式アクチュエータはそれぞれ適当なスプリングの円板状のブレード、または一般にＵ字状の切り込み８を有するバイメタル材料を含み、切り込みが架橋部分１１によって連結される脚１０の間にベロ９を形成する。スイッチの可動接点は、図４においてもっとも良く分かるように、リーフスプリング６の架橋部分の下面に溶接された銀接点１２によって構成される。バイメタル式アクチュエータ７はリーフスプリング６の上部でこれと位置を合わせて配置され、有利にもこれら２つが部分アセンブリーとして弱い溶接を用いてベロに固定されてから、互いに溶接されているベロ９を用いて端子導体２の前方の部分２’に固定され、立ち上り５の上部表面の形成１３によってスイッチの本体に対するベロ９の位置合わせが補助される。バイメタルブレード７の形状は脚１０の電流密度の増加により通過電流への応答が増大するようになしてあり、ブレードの前方の部分で架橋部分が下側のリーフスプリング６と電気的にも物理的にも接触を維持する。
前述の第ＷＯ９２／２００８６号特許に説明されているスイッチのように、立ち上り５はさらに導体２の前方部分２’の支持を提供し、この部分がリーフスプリング６とバイメタル式アクチュエータ７のベロ部分の支持を提供し、一方、脚１０と架橋部分１１はチャンバ４内部で自由に動くようにする。このような配置にすると、スイッチング動作が実質的に導体２の支持によりベロ９に設けた固定部分に対する脚１０の屈曲だけに影響されるので、スイッチの温度応答特性をより良く設定することができる。さらに、この方法でベロ９を支持することにより、ベロの根元でのストレスによる折損の可能性が減少し、バイメタルとリーフスプリングにかかる動作ストレスはこれらの脚１０に向って集中する。
スイッチの固定接点は注目している実施例においてはスイッチの内部チャンバ４に露出しているＴ字状の第２の導体３の頭部３’に溶接した銀接点で構成されている。これ以外にも、導体の頭部３’に銀部分をインレイし、または導体の頭部３’を第ＷＯ９２／１４２８２号の教示にしたがって形成する、言い換えれば銅または銅の熱伝導率の少くとも９０％程度の銅合金、さらに望ましくは９９．９５％純銅の９５％ないし９９％の熱伝導率の合金から導体３を形成し、少くとも導体頭部３’には銀とアンチモンの厚めのメッキ層を提供することにより形成することもできる。純銀（純度９９．９％）と少量のアンチモン、典型的には約１％、より特定すれば０．３％ないし０．７％を含む厚めのメッキ層（たとえば２０ないし３０μｍ、望ましくは４０μｍの厚さ）を銅または高い熱伝導率を有する銅合金から形成した導体上に使用することにより、スイッチング動作中の銀粉体の発生を防止し、スイッチ接点の寿命を少くとも７万スイッチングサイクル程度とすることができる。
説明したようなスイッチの動作において、スイッチの冷間状態では、バイメタル７がリーフスプリング６のスプリングバイアスに打ち勝つことで、導体端子３の部分３’で担持される接点と当接するリーフスプリングにより担持された接点を保持するようになっている。この状態では、リーフスプリング６がバイメタル７を分流するので、スイッチを流れる電流の一部がバイメタルをバイパスする。スイッチ環境からの熱伝導の結果として、および／またはバイメタルを通るおよび／またはこれに隣接するリーフスプリングを通る電流によるバイメタルの加熱の結果として、バイメタルの温度がある程度の所定の水準に上昇すると、バイメタルはスナップ動作で対向する皿状にくぼんだ構造まで移動し、これによってリーフスプリングを解放するので、それ自身のスプリングバイアスによって接点が開いた位置まで移動することができるようになる。この後バイメタルが充分に冷却されると、バイメタルで発生した力がリーフスプリングの反発力に打ち勝つことによってスイッチはふたたび閉じることになる。
前述の利点に加えて、バイメタルをバイパスするためのリーフスプリングの使用は、単一のバイメタル材料を使用していてもスイッチの仕様を広い応用範囲に対応させ、別の仕様の間の変化をスプリング材料の物理的および／または電気的特性の選択により対応させることができる。さらなる変化をバイメタル材料の選択によっても実現でき、またそれ以上の変化を端子導体２および／または３の材質の選択によって得ることができる。導体２の部分２’および２’’は導体３がたとえば抵抗性材料で好適に形成される場合および／または薄い部分を形成してスイッチ動作によって熱を発生するようになしてある場合に、理想的には熱をバイメタルに注入するための熱源として使用するように配置されることに注意すべきである。
さらに第ＷＯ９２／２００８６号特許に記載されたスイッチと同様に、封止もスイッチ本体に蝶番式に結合された一体部分として好適に一体成型することができ、リーフスプリングとバイメタルをスイッチチャンバに組み込んでこれのベロを導体２の前方部分２’にスポット溶接してから超音波によって溶着することができる。封止はスイッチの環境からチャンバ４を隔離するように形成したり、または他にもひとつまたはそれ以上の開口部を設けることもできる。
説明したスイッチは製造取り付けの自動化に好適であり、最小限の部品点数を含み、比較的安価にすることができ、さらに電流感度を増大するため小型化することができる。しかし説明したようなスイッチは本発明の範囲内で実現可能な一例に過ぎず、本発明の範囲および主旨から逸脱することなく変更および変化が可能である。たとえば、リーフスプリングとバイメタルを同一形状に形成するのが有利であるが、本発明にとってこれは必須ではない。またバイメタルとリーフスプリングの２つが互いにコネクタ部材２’に溶接される部分を除いてバイメタルにはリーフスプリングへの取り付け部材を有さないのが有利であるが、これも必須ではなくスプリングは自由端（接点を担持している）にバイメタルと緩く係合する部分を有してスプリングによって担持された接点が固定接点に吸着しようとする傾向にリーフスプリングそれ自体の反発力だけではなく、冷間状態から熱間状態に移行するとバイメタルによって発生する力によっても抵抗をうける。端子導体２、３の図示したような配置も変更されることがあり、第ＷＯ９２／２００８６号に開示されているような通常のワイヤ導体を表面装着型端子として使用したり、または他の端子形状、長さ、および／または配置とすることもできる。第ＷＯ９２／２００８６号に開示されているようにスイッチに直列および／または並列の加熱部材を組み込むように変更することもできる。
添付の図面のうち図５から図８を参照すると、第１の実施例の変更および変化について前述した可能性の幾つかを含むような本発明の第２の実施例が図示してある。第１の実施例を示す図面と同様に、第２の実施例を示す図面も拡大してあり、図５Ａから図５Ｆおよび図５Ｉの場合には実際寸法の１０倍、また図５Ｇと図５Ｈの場合には２０倍で、図示した寸法はミリメートルである。さらに、第１の実施例の先行の説明において同様な部材を示すのに用いたのと同じ参照番号を第２の実施例の部材をあらわすために用いている。
明確にするため、以下では第１の実施例と第２の実施例の間の主な相違点についてのみ説明し、その他の詳細な変化については説明しないが、当業者には明らかであろう。基本的に、第２の実施例の金属端子部材はインライン型または端部端子型いずれかの端子と選択的にスイッチを使用できるように設計されていることと、リーフスプリングおよびバイメタル式アクチュエータが互いに自由端で緩く結合されており、リーフスプリングがたとえば第１の実施例のような接点を開く力ではなくスイッチ接点を閉じるような力を発生するように用いられることと、スイッチの一体成型プラスチック製本体部分は開口部を有しスイッチ内の金属端子部材の薄い部分がプラスチック材料に完全に封入されずにヒーターとして機能できるようになっていることがわかる。
さらに詳しく図面を参照すると、図８Ａから図８Ｃは、連続する金属ストリップ２０からのスタンプでスイッチの端子部材２、３がどのように形成されて、端子３のそれぞれの部分への銀の固定接点１４の取り付けと、スイッチ本体１の一体成型と、端子２のそれぞれの部分へのリーフスプリング６およびバイメタル式アクチュエータ８の取り付けを行う後続の自動製造工程の間に、ストリップ２０の対向する長手方向の縁がくっついたままの一連の端子部材のセットをどのように形成するかを示している。図８Ａにもっとも明らかに図示されているように第１の端子２は横方向に反転したＬ字状の形状を有しており電気抵抗ヒーターとして用いる薄くした部分２−１と、図８Ｂを参照してリーフスプリング６とバイメタル式アクチュエータ７の取り付けに用いる直立した部分２−２が形成される。第２の端子３は一般にｈ字状で図５Ａに図示してあるようにスイッチ本体の第１の端子２と同じ端部から突出させるのに適した上側のリブ３−１とスイッチ本体の対向する端部から突出させるのに適した２つの離してある下側のリブ３−２、３−３を有する。当業者には理解されるように、この端子配置によりスイッチはインライン型または端部端子型いずれかで使用できるようになり、第２の端子のリブ３−１、３−２、３−３のうちの不用なまたは余ったものは切り取る。図５Ｄから分かるように、端子のリブ３−１、３−２、３−３はプラスチック製本体モールディングの下側に露出する部分を有しアンビル切り取り工具をスイッチの下に配置して切り取られる望ましくない端子リブがスイッチ本体の側面と同一面になるように形成される。
図６および図７はそれぞれリーフスプリング６とバイメタル式アクチュエータ７の形状を示しており、多くの点でこれらの部材が図２に図示した第１の実施例の対応する部材と同一であることが分かる。しかし図６および図７は自動スイッチ製造装置で使用するのに好適な形状で一列につながった部材の細長いストリップを提供するような連続スタンプ工程でそれぞれ金属／バイメタルストリップからリーフスプリングとバイメタル式アクチュエータを製造する好適な製造を図示している。
図６はさらに図２に図示した対応する形状に較べて延出した鼻の部分１１を有するスプリングブレード６の形成を示しており、スロット上の開口部２５が図示したような鼻の部分１１の細長い部分に形成される。図７は鼻の部分１１から延出するタブ２６を有して形成されるバイメタルブレードを示す。スイッチの組み立てにおいて、リーフスプリング６の鼻の部分１１は上向きに９０°折り曲げてリーフスプリングの一般平面から直立するようにしておき、開口部２５が上向きに折り曲げた部分に位置し、バイメタルブレード７のタブ２６がリーフスプリング６の開口部２５に緩く受け入れられるようにする。リーフスプリング６がバイメタルブレード７のベロ部分９を第１に軽く溶接しておき、この部分アセンブリーを続けて第１の端子部材２の直立した部分２−２に溶接する。リーフスプリング６の開口部２５とバイメタルブレード７のタブ２６との係合は互いに対して動く必要のあるバイメタルブレードとリーフスプリングを緩く結合させるが、どちらも互いに対して甚だしい負荷がかからないで独立した動きができるようにする。この構造では、リーフスプリングはバイメタルの動作に対向して接点を開く反発力を発生させるように形成する必要はなく、その代わりバイメタルの動作に対して中立または従うように作成する、または前述したように、スイッチ動作温度以下でもこれに近い温度で確実な接触圧力が得られるように、作成することができる。後者の場合、リーフスプリングは動作においてスナップ作動するように工作することができる。リーフスプリングとバイメタル式アクチュエータを取り付ける上で結合する別の手段も可能だが、説明した構造が簡単かつ便利であり最小限の処理工程数しか必要としないような自動製造工程に特に好適である。
スイッチ内のヒーターを形成することを意図した第１の端子部材２の薄い部分２−１に注意を向けると、特に図５Ｄから、スイッチ本体１はヒーター部材２−１のスイッチの位置に対応する位置で基部に開口部２７を有するのが分かる。これによりヒーター動作がプラスチック材料へヒーターを閉じ込めることにより過度に妥協することもなく、伝導および放射により効率的にバイメタル式アクチュエータへ熱を伝達することができる。
図９Ａから図９Ｄおよび図１０Ａから図１０Ｃを参照すると、選択的なインライン型または端部端子型の使用を提供しさらにスイッチを通る電流径路の選択自在な短縮または延長を提供する別の端子配置を示している。後者に関して、リーフスプリングとバイメタルブレードが溶接される端子部分２−２は図９Ａから図９Ｄの構造でひとつの位置で端子２から離れており、図１０Ａから図１０Ｃの配置では別の位置でスイッチを通る長さが異なる電流径路を提供していることが分かり、さらに電流径路の長さはインライン型の端子配置を用いるかまたは端部端子型の端子配置を用いるかによっても変わる。これらの選択肢があるため、スイッチを通る電流径路の抵抗を比較的小さくまたは比較的大きく選択することができ、端子部材２および３の材質および／またはリーフスプリング６の材質の選択と組み合せて、スイッチの電流感度を実質的に可能な感度範囲内で選択することができ、これは基本的に同じスイッチ構造でも異なる電流負荷に対してまた異なるスイッチ用途に対して簡単に適合させられるということを意味している。
第１の実施例のように、第２の実施例も添付の請求の範囲に記載されている本発明の主旨および範囲から逸脱することなく変更および変化を行うことが可能である。本発明により、たとえば４Ａから３６Ａまでの広いスイッチング範囲にわたり基本的に同様の一連のスイッチを自動製造することができる。リーフスプリングを排除してバイメタル自体がスイッチの可動接点を担持するようにして前述したのと同一のスイッチを製造することでさらなる選択肢も可能となる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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