(57)【要約】  温度作動スイッチ（１）は、互いに対向する面の自由端側に位置する接点（１２，２２）と、常温時からの温度上昇に伴い接点（１２，２２）が開放状態から接続状態に遷移するように湾曲する熱変形部材（第１のバイメタル１１，第２のバイメタル２１）と、を有する第１の感温部（１０）及び第２の感温部（２０）と、外部回路に接続される第１の端子（３１）、第２の端子（３２）、及び第３の端子（３３）と、第１の端子（３１）、第２の端子（３２）、及び第３の端子（３３）を絶縁保持する絶縁部（４０）と、を備え、第１の感温部（１０）は、固定端側から自由端側に向かって形成されたスリット（１３）を隔てて位置する第１の領域（Ａ１）及び第２の領域（Ａ２）を有し、第１の端子（３１）は、第１の領域（Ａ１）に接続され、第２の端子（３２）は、第２の領域（Ａ２）に接続され、第３の端子（３３）は、第２の感温部（２０）に接続される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する面の自由端側に位置する接点と、常温時からの温度上昇に伴い前記接点が開放状態から接続状態に遷移するように湾曲する熱変形部材と、を有する第１の感温部及び第２の感温部と、
外部回路に接続される第１の端子、第２の端子、及び第３の端子と、
前記第１の端子、前記第２の端子、及び前記第３の端子を絶縁保持する絶縁部と、を備え、
前記第１の感温部は、固定端側から前記自由端側に向かって形成されたスリットを隔てて位置する第１の領域及び第２の領域を有し、
前記第１の端子は、前記第１の領域に接続され、
前記第２の端子は、前記第２の領域に接続され、
前記第３の端子は、前記第２の感温部に接続される、
ことを特徴とする温度作動スイッチ。
【請求項２】
前記第１の感温部の前記熱変形部材は、前記第１の端子と前記第２の端子との間を電流が流れることによって発生するジュール熱で、前記第１の感温部の前記接点が前記第２の感温部の前記接点に接近するように湾曲し、
前記第２の感温部の前記熱変形部材は、前記第１の感温部の前記接点と前記第２の感温部の前記接点とが前記接続状態に遷移した後、前記第１の感温部から電流が分流することによって発生するジュール熱で、前記接続状態を維持するように前記第１の感温部の前記熱変形部材と押し合う、
ことを特徴とする請求項１記載の温度作動スイッチ。
【請求項３】
前記第２の感温部の前記接点が常温時における前記第１の感温部の前記接点に接触する位置への第２の感温部の変位を規制する変位規制部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の温度作動スイッチ。
【請求項４】
前記外部回路は、交流電源と、当該交流電源から供給される交流電流を直流電流に変換する整流素子と、キャパシタと、当該キャパシタに流れる突入電流を制限する電流制限抵抗と、を有し、
前記第１の端子は、前記外部回路において、前記交流電源と前記電流制限抵抗との間に接続され、
前記第２の端子は、前記外部回路において、前記第１の端子と前記電流制限抵抗との間に接続され、
前記第３の端子は、前記外部回路において、前記電流制限抵抗と前記キャパシタとの間に接続される、
ことを特徴とする請求項１記載の温度作動スイッチ。
【請求項５】
前記第１の領域の少なくとも一部は、前記第２の感温部に対向することを特徴とする請求項１記載の温度作動スイッチ。
【請求項６】
前記第１の感温部又は前記第２の感温部と、前記第１の端子、前記第２の端子、又は前記第３の端子とは、前記第１の感温部及び前記第２の感温部の長手方向に間隔を隔てて位置する複数箇所で接続されていることを特徴とする請求項１記載の温度作動スイッチ。
【請求項７】
前記第１の感温部の前記熱変形部材は、第１のバイメタルであり、
前記第２の感温部の前記熱変形部材は、第２のバイメタルであり、
前記スリットは、前記第１のバイメタルに形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の温度作動スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部回路に接続される３つの端子を備える温度作動スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、商用電源から電力を供給され、直流回路を作動させるための電源回路において、平滑回路のキャパシタに流れ込む大きな電流を制限する電流制限抵抗が配置されている。このような電流制限抵抗を備える電源回路の一例を図５に示す。【０００３】
図５は、参考技術に係る電源回路を示す図である。
図５に示す電源回路は、交流電源１０１、電源スイッチ１０２、電流制限抵抗１０３、整流回路１０４、キャパシタ１０５、配線１０６，１０７、及び出力配線１０８，１０９を備える。電流制限抵抗１０３は、電源スイッチ１０２、整流回路１０４の整流素子１０４ａであるダイオードなどの寿命に悪影響を及ぼさないように、交流電源１０１から供給される突入電流がキャパシタ１０５に流れるのを制限するために配置されている。【０００４】
電流制限抵抗１０３の抵抗値は、突入電流を制限した後での定常電流によって安定した抵抗である残留抵抗まで下がるが、０Ωにならないので電力が消費され、発熱が継続する。なお、リレーや半導体を用いて突入電流を制限する場合、リレーを用いるとリレーが作動を続けるために電力が消費され、発熱が生じる。また、半導体を用いると、付加回路が追加になるため、電源回路が高価になる。【０００５】
そこで、ヒステリシスのある反転型のバイメタルを用いて突入電流を制限するスイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５３４２６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の反転型のバイメタルを用いたスイッチは、温度設定は容易であるが、バイメタルが反転する温度である動作温度と復帰温度との間に温度差があるために、動作から復帰までの温度差により復帰時間が長くなるという問題があった。また、動作温度に到達してからも、バイメタルが反転するまでに時間を要するため、動作時間も長くなっていた。【０００８】
本発明の目的は、動作時間及び復帰時間を短縮することができる温度作動スイッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの態様では、温度作動スイッチは、互いに対向する面の自由端側に位置する接点と、常温時からの温度上昇に伴い前記接点が開放状態から接続状態に遷移するように湾曲する熱変形部材と、を有する第１の感温部及び第２の感温部と、外部回路に接続される第１の端子、第２の端子、及び第３の端子と、前記第１の端子、前記第２の端子、及び前記第３の端子を絶縁保持する絶縁部と、を備え、前記第１の感温部は、固定端側から前記自由端側に向かって形成されたスリットを隔てて位置する第１の領域及び第２の領域を有し、前記第１の端子は、前記第１の領域に接続され、前記第２の端子は、前記第２の領域に接続され、前記第３の端子は、前記第２の感温部に接続される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、動作時間及び復帰時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施の形態に係る温度スイッチの絶縁ケースを取り外した状態を示す斜視図（その１）である。
【図２】一実施の形態に係る温度スイッチの絶縁ケースを取り外した状態を示す斜視図（その２）である。
【図３】一実施の形態に係る温度作動スイッチを示す断面図である。
【図４】一実施の形態に係る温度作動スイッチを備える電源回路を示す図である。
【図５】参考技術に係る電源回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態に係る温度作動スイッチについて、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、一実施の形態に係る温度スイッチ１の絶縁ケース５０を取り外した状態を示す斜視図である。
【００１３】
図３は、一実施の形態に係る温度作動スイッチ１を示す断面図である。
図１〜図３に示すように、温度作動スイッチ１は、第１の感温部１０と、第２の感温部２０と、第１の端子３１と、第２の端子３２と、第３の端子３３と、絶縁部４０と、絶縁ケース５０（図３参照）と、を備える。
【００１４】
第１の感温部１０は、第１のバイメタル１１と、接点１２と、を有する。また、第２の感温部２０は、第２のバイメタル２１と、接点２２と、を有する。図１〜図３の例では、第１の感温部１０が第２の感温部２０の上方に位置するため、第１の感温部１０と第２の感温部２０とは上下方向に互いに対向する。
【００１５】
第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１のそれぞれは、例えば、熱膨張係数の異なる２枚の平板状の合金を貼り合わせることにより形成されている。第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１は、幅、板厚、湾曲係数、抵抗率などから選定できるが、詳しくは後述するように、復帰を含めた安定して作動する条件は、第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１の湾曲によって発生する作動力のバランスである。このバランスのためには、第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１は、同一の材質で同一の厚さであることが望ましい。一例としては、第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１の厚さは０．３ｍｍである。なお、第１の感温部１０及び第２の感温部２０は、第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１を有するが、３層の合金からなるトリメタルなどの、第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１以外の熱変形部材を有していてもよい。
【００１６】
第１のバイメタル１１は、長手方向Ｄの一端が第１の端子３１及び第２の端子３２に接続される固定端となっており、長手方向Ｄの他端が自由端となっている。また、第２のバイメタル２１は、長手方向Ｄの一端が第３の端子３３に接続される固定端となっており、長手方向Ｄの他端が自由端となっている。第１の端子３１、第２の端子３２、及び第３の端子３３は、外部回路の一例である後述する図４に示す電源回路１００に接続される。
【００１７】
第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１の互いに対向する面、すなわち、第１のバイメタル１１の上面及び第２のバイメタル２１の底面、には、接点１２，２２が互いに対向するように設けられている。第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１は、常温時には例えば平面状を呈するが、電流が流れることによって発生するジュール熱で、接点１２，２２が互いに接近するように湾曲する。
【００１８】
第１の感温部１０（第１のバイメタル１１）には、固定端側から自由端側に向かって長手方向Ｄに平行にスリット１３が形成されている。第１のバイメタル１１のうち、スリット１３を隔てて位置する一方を第１の領域Ａ１とし、他方を第２の領域Ａ２とする。また、第１のバイメタル１１のうちスリット１３の長手方向Ｄにおける先端（第１の感温部１０の自由端側端部）よりも第１の感温部１０の自由端側の領域を第３の領域Ａ３とする。第１の領域Ａ１の少なくとも一部は、第２のバイメタル２１（第２の感温部２０）に対向することが望ましい。なお、第１の感温部１０の接点１２は、第３の領域Ａ３に配置されている。
【００１９】
ここで、第１の感温部１０にスリット１３が形成されずに、第１のバイメタル１１が第１の領域Ａ１（又は、第１の領域Ａ１及び第３の領域Ａ３）のみからなり、第２の領域Ａ２を第１のバイメタル１１とは別体（例えば、第１のバイメタル１１の下方（すなわち第２のバイメタル２１とは反対側）に位置するバイメタルなど）にすることが考えられるが、このような場合、第２の領域Ａ２を別体にすることで構造が複雑になる。
【００２０】
第１のバイメタル１１は、第１の領域Ａ１において、第１の端子３１に対し、長手方向Ｄに間隔を隔てて位置する２箇所（複数箇所の一例）で例えば溶接部Ｗ１１，Ｗ１２によって接続されている。また、第１のバイメタル１１は、第２の領域Ａ２において、第２の端子３２に対し、長手方向Ｄに間隔を隔てて位置する２箇所（複数箇所の一例）で例えば溶接部Ｗ２１，Ｗ２２によって接続されている。また、第２のバイメタル２１は、第３の端子３３に対し、長手方向Ｄに間隔を隔てて位置する２箇所（複数箇所の一例）で例えば溶接部Ｗ３１，Ｗ３２によって接続されている。これらのように、第１のバイメタル１１又は第２のバイメタル２１と、第１の端子３１、第２の端子３２、又は第３の端子３３とを長手方向Ｄに間隔を隔てて位置する複数箇所で接続するのは、接点１２，２２が互いに接触する際に通電状態によっては第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１と第１の端子３１、第２の端子３２、及び第３の端子３３との固定部分（接続部分）にも大きな応力が作用するためである。また、後述するが、電流が停止し、第１のバイメタル１１の第１の領域Ａ１及び第２の感温部２０が冷却して接点１２，２２が開放状態となった復帰時に、第１のバイメタル１１、第２のバイメタル２１等が元の状態に戻らなければ動作の度に動作点が変化することになる。この作動を安定化させるためでもある。
【００２１】
第１の感温部１０と第２の感温部２０とが対向する面の、長手方向Ｄに直交する長さ（幅）は、第１の領域Ａ１が長さＬ１１であり、スリット１３が長さＬ１２であり、第２の領域Ａ２が長さＬ１３であり、第２の感温部２０が長さＬ２０である。長さＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３の合計は、長さＬ２０よりも長い。長さＬ１１と長さＬ１３との比率は、例えば、１：２であるが、長さＬ１１が長さＬ１３よりも長くともよいし、動作特性や通電による保持条件によって長さは適宜決定されればよい。長さＬ１１，Ｌ１３の合計は、例えば、長さＬ２０の２倍〜３倍である。この範囲であれば、第１のバイメタル１１がスリット１３によって分割された幅である第１の領域Ａ１の長さＬ１１を第２の感温部２０の長さＬ２０と同等又は１．５倍程度の範囲に収めることができるためである。もっとも、第１のバイメタル１１と第２のバイメタル２１との力関係は、幅のみならず、作動長（長手方向Ｄ）にも関係する。この作動長が長くなると、湾曲による変位は大きくなるが、出力は低下し、作動長が短くなると、その逆になる。作動長の関係は、上記の幅と同様であるが、接点１２，２２の接続状態を維持するのに十分な値に設定するのが望ましい。
【００２２】
第１の感温部１０の接点１２と第２の感温部２０の接点２２とは、常温時（例えば２５℃）では互いに離隔して位置する開放状態である。そして、上述のようにジュール熱で第１の感温部１０が湾曲すると、接点１２が接点２２に接触して接続状態に遷移する。接点１２，２２が開放状態から接続状態に遷移する動作温度は、常温時における接点１２，２２間の距離や第１の感温部１０及び第２の感温部２０の材質、形状などで調整可能である。
【００２３】
第１の端子３１、第２の端子３２、及び第３の端子３３の形状は任意であるが、第１の端子３１及び第２の端子３２は平面状を呈する。第３の端子３３は、バイメタル側平面部３３ａと外部回路側平面部３３ｃとが平行（例えば水平）であるのに対し、バイメタル側平面部３３ａと外部回路側平面部３３ｃとの間に位置する垂直部３３ｂが、これらと垂直に位置する。そのため、第３の端子３３は、バイメタル側平面部３３ａから垂直部３３ｂにかけて直角に屈曲し、垂直部３３ｂから外部回路側平面部３３ｃにかけて直角に屈曲する。垂直部３３ｂは、平面視Ｔ字状の絶縁部４０内に位置する。また、第１の端子３１及び第２の端子３２は、絶縁部４０を貫通する。
【００２４】
絶縁ケース５０は、第１の感温部１０、第２の感温部２０、第１の端子３１、第２の端子３２、第３の端子３３、及び絶縁部４０を収容する。第１の端子３１、第２の端子３２、及び第３の端子３３は、一部が絶縁ケース５０の外部に突出する。
【００２５】
絶縁ケース５０は、例えば絶縁ケース５０内に突出する凸部である変位規制部５０ａを有する。この変位規制部５０ａは、第２の感温部２０の接点２２が常温時における第１の感温部１０の接点１２に接触する位置への第２の感温部２０の変位を規制する。
【００２６】
図４は、温度作動スイッチ１を備える電源回路１００を示す図である。
図４に示すように、電源回路１００は、上述の温度作動スイッチ１と、交流電源１０１と、電源スイッチ１０２と、電流制限抵抗１０３と、整流回路１０４と、キャパシタ１０５と、配線１０６，１０７と、出力配線１０８，１０９と、を備える。
【００２７】
電源回路１００では、電源スイッチ１０２が閉じられることによって、交流電源１０１から配線１０６，１０７を介して交流電流が整流回路１０４の１次側に入力される。この１次側に入力された交流電流は、整流回路１０４の４つの整流素子１０４ａであるダイオードによって整流され、２次側から出力配線１０８，１０９を介して出力される。
【００２８】
２次側から出力される直流電流は、そのままでは脈流電流であるため、出力配線１０８，１０９間に整流回路１０４と並列に接続されているキャパシタ１０５の平滑回路で平滑化され、出力配線１０８，１０９の端部に設けられた端子から外部の負荷に供給される。
【００２９】
接点１２，２２により構成されるスイッチは、例えば固定抵抗やパワーサーミスタである電流制限抵抗１０３と並列に配置されている。また、電源回路１００において、第１の端子３１は、交流電源１０１と電流制限抵抗１０３との間に接続され、第２の端子３２は、電流制限抵抗１０３の電源１０１側、すなわち、第１の端子３１と電流制限抵抗１０３との間に接続され、第３の端子３３は、電流制限抵抗１０３の負荷側、すなわち、電流制限抵抗１０３とキャパシタ１０５との間に接続されている。
【００３０】
電源投入の瞬間、すなわち、電源スイッチ１０２が閉じられた瞬間、第１の端子３１、第１の感温部１０（第１の領域Ａ１、第３の領域Ａ３、第２の領域Ａ２の順）、第２の端子３２、電流制限抵抗１０３、整流回路１０４、キャパシタ１０５の順に電流が流れ、電荷の無いキャパシタ１０５に大きな充電電流が瞬間的に流れようとするが、電流制限抵抗１０３によって突入電流が制限される。第３の端子３３は、電流制限抵抗１０３の負荷側に接続されているが、接点１２，２２が開放状態であるため、第３の端子３３には電流が流れない。
【００３１】
第１のバイメタル１１は、第１の端子３１と第２の端子３２との間を電流が流れることによって発生するジュール熱で、接点１２が第２の感温部２０の接点２２に接近するように湾曲する。これにより、接点１２が接点２２に接触する。
【００３２】
第２のバイメタル２１は、第１の感温部１０の接点１２と第２の感温部２０の接点１２とが接続状態に遷移した後、第１の感温部１０から電流が分流することによって発生するジュール熱で、接点１２，２２の接続状態を維持するように第１のバイメタル１１と押し合う。なお、ここでの第２のバイメタル２１は、既に接点１２，２２が接続状態に遷移した後であるため、第１のバイメタル１１と押し合う方向に湾曲しようとするが、第１のバイメタル１１によって押されているため、ほとんど湾曲しないか、或いは、第１のバイメタル１１に押されて第１のバイメタル１１とは反対側に湾曲しないように元の形状を維持するのみであってもよい。このように、第２のバイメタル２１が第１のバイメタル１１側に十分に湾曲しなくとも、第２のバイメタル２１が第１のバイメタル１１側に湾曲しようとすることで、接点１２，２２の接続状態を維持することができる。
【００３３】
ここで、電流制限抵抗１０３を通る経路、すなわち、第２の領域Ａ２及び第２の端子３２を通る経路は、電流制限抵抗１０３の残留抵抗といわれる、電流と温度が飽和した抵抗値が存在することによって、電流制限抵抗１０３をバイパスする経路、すなわち、第２のバイメタル２１、第３の端子３３を経る経路よりも抵抗が大きいために、その抵抗比にしたがって、電流制限抵抗１０３を流れる電流が減少する。
【００３４】
なお、電流制限抵抗１０３をバイパスすると、電流制限抵抗１０３の発熱は停止し、冷却を始めるので、やがて元の抵抗に戻る。一方、第１の感温部１０の第１の領域Ａ１及び第２の感温部２０は、通電を維持するため発熱し、負荷の条件によって電流は変化するが、電流制限抵抗１０３（パワーサーミスタの場合）のみの発熱の１／１０程度になる。例えば、室温抵抗１０Ωのパワーサーミスタで３Ａでの残留抵抗が０．６Ωの値をとる。一方、本実施の形態における第１の端子３１から第１の領域Ａ１及び第２の感温部２０を経て第３の端子３３に至る経路の内部抵抗が６０ｍΩ程度の値を示すため、パワーサーミスタの残留抵抗のほぼ１／１０となる。残留抵抗は、電流制限抵抗１０３のサイズや特性、通電電流などで変わり、温度作動スイッチ１の内部抵抗も第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１のサイズや材料で変わるが、通電で保持できる条件は、上記の１／１０前後となる。この温度作動スイッチ１の電流が、第１のバイメタル１１と第２のバイメタル２１とが押し合う方向に湾曲するために十分であると、接点１２，２２の接続状態が安定する。
【００３５】
上述のように、電流制限抵抗１０３を通る経路が電流制限抵抗１０３をバイパスする経路よりも抵抗が大きいことで、第１の端子３１、第１の領域Ａ１、第３の領域Ａ３、第２の領域Ａ２、第２の端子３２に流れていた電流は、接点１２，２２の接続後に、第１の端子３１、第１の領域Ａ１、第３の領域Ａ３、接点１２、接点２２、第２のバイメタル２１、第３の端子３３に流れる。このように、接点１２，２２が接続状態に遷移した後には、電流制限抵抗１０３をバイパスして電流が流れる。
【００３６】
この動作でのバイパスまでの時間は、接点１２と接点２２との間隔や第１のバイメタル１１に流れる電流の大きさで決まる。静的な特性としては、温度（ジュール熱）で第１のバイメタル１１が湾曲して接点１２が接点２２に接触するいわゆる動作温度となるが、温度だけでの接触では安定して電流が流れない。しかし、本実施の形態のように、電流が第１のバイメタル１１のみならず第２のバイメタル２１にも流れ、第２のバイメタル２１のジュール熱によって第２のバイメタル２１が第１のバイメタル１１（第１の感温部１０）に接近する方向に湾曲することで、接点１２，２２の接触力が強まるように第１のバイメタル１１，２１の撓みの力が作用する。このように、第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１に押し合う方向への湾曲が発生することで、接点１２，２２の安定した接続状態が形成される。仮に、接点１２，２２の接触が不安定であっても、接点１２，２２で発生する熱が安定接触を促す。
【００３７】
通電電流での動的特性では、瞬間的な突入電流が流れると、第１のバイメタル１１の温度がやや遅れて上昇し、第１のバイメタル１１に湾曲が発生し、接点１２が第２の感温部２０の接点２２に接触する。接点１２，２２が接続状態に遷移すると、電流が第２のバイメタル２１に流れ始め、この電流で第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１が相互に接触方向に湾曲するために安定して電流が流れるようになる。このようなクリープ動作では、接点１２，２２の接触力は、接触時点では小さいが、通電が起こることで上述のように接触力が上昇し、安定な通電に移行する。逆に瞬間でも電流が切れると、この安定接触が途切れ、接点１２，２２間での通電がなくなると、第１の領域Ａ１から第２の領域Ａ２への通電に移行するので、電流制限抵抗１０３側に通電する状態になる。このような動作は復帰が速いために、電流制限抵抗１０３の電流制限が有効になり、電源回路１００の保護が有効に機能することになる。
【００３８】
なお、キャパシタ１０５の充電が完了し、定常状態での電流に移行しても、接点１２，２２の接続状態を維持できる電流が流れていると、接続状態が維持される。一方、接続状態を維持できない電流であると、接点１２，２２が開放状態に戻り、電流は第２の領域Ａ２などを介して電流制限抵抗１０３に流れることになるが、ジュール熱によって第１のバイメタル１１の温度が高くなれば、再度、第１のバイメタル１１が第２のバイメタル２１に接近するように湾曲し、接点１２，２２の接続状態に遷移する。また、定常電流が小さいときは第１のバイメタル１１の湾曲が十分ではなく接点１２，２２が接触状態にならないが、電流自体が小さいので、電流経路の発熱は小さくなる。また、定常電流が大きい場合、保持電流が大きくなるので、第１の領域Ａ１の幅Ｌ１１を広くするために、スリット１３の位置を変更したり第２のバイメタル２１の幅を変更したりしてもよい。
【００３９】
通電が停止した場合、電流での発熱が停止し、第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１の湾曲が解除される。この復帰は、従来のヒステリシスを持ったバイメタルを用いた場合（特許文献１参照）の数十秒レベルの復帰に比べ、大幅に復帰時間が短縮する。例えば、従来、２．５Ａの電流で５０秒かかっていた復帰時間が本実施の形態では８秒程度まで短縮される。このように短時間電流が停止しただけで、通電を維持する方向の第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１の湾曲が解除される。この際、接点１２，２２の溶着が万が一発生しても、接点１２，２２が開放状態に遷移する際に、上述の変位規制部５０ａによって第２の感温部２０（第２のバイメタル２１）の変位が規制されているため、第１のバイメタル１１の湾曲が戻る際の力で溶着が開放される。開放側の第１のバイメタル１１の幅（長さＬ１１,Ｌ１２,Ｌ１３の合計、或いは、スリット１３を除く長さＬ１１及び長さＬ１３の合計）は、第２のバイメタル２１の幅（長さＬ２０）よりも長いため、変位の出力も大きくなる。
【００４０】
以上説明した本実施の形態では、温度作動スイッチ１は、互いに対向する面の自由端側に位置する接点１２，２２と、常温時からの温度上昇に伴い接点１２，２２が開放状態から接続状態に遷移するように湾曲する熱変形部材（第１のバイメタル１１，第２のバイメタル２１）と、を有する第１の感温部１０及び第２の感温部２０と、外部回路に接続される第１の端子３１、第２の端子３２、及び第３の端子３３と、第１の端子３１、第２の端子３２、及び第３の端子３３を絶縁保持する絶縁部４０と、を備える。第１の感温部１０は、固定端側から自由端側に向かって形成されたスリット１３を隔てて位置する第１の領域Ａ１及び第２の領域Ａ２を有する。第１の端子３１は、第１の領域Ａ１に接続される。第２の端子３２は、第２の領域Ａ２に接続される。第３の端子３３は、第２の感温部２０に接続される。
【００４１】
そのため、上述のように、常温時からの通電による温度上昇に伴い、第１の感温部１０の接点１２が接点２２に接触するように第１の感温部１０が変位し、接点１２，２２が接続状態に遷移した後に第２の感温部２０が通電により発熱して接点２２も接点１２を押し返すように変位する。これにより、安定した接続状態を短い動作時間で実現することができる。また、通電が解除され、接点１２，２２の接続状態が開放状態に遷移した場合、第２の感温部２０の通電が停止して第２の感温部２０の接点２２が接点１２から遠ざかる位置に戻るように第２の感温部２０が変位する。また、第１の感温部１０も、通電による発熱が解除され、接点１２が開放状態である元の状態に戻るように変位する。そのため、接続状態からの復帰時間も第１の感温部１０及び第２の感温部２０の両方の変位を利用して短くすることができる。よって、本実施の形態によれば、動作時間及び復帰時間を短縮することができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、第１のバイメタル１１は、第１の端子３１と第２の端子３２との間を電流が流れることによって発生するジュール熱で、第１の感温部１０の接点１２が第２の感温部２０の接点２２に接近するように湾曲し、第２のバイメタル２１は、第１の感温部１０の接点１２と第２の感温部２０の接点２２とが接続状態に遷移した後、第１の感温部１０から電流が分流することによって発生するジュール熱で、接続状態を維持するように第１のバイメタル１１と押し合う。そのため、確実に、動作時間及び復帰時間を短縮することができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、温度作動スイッチ１は、第２の感温部２０の接点２２が常温時における第１の感温部１０の接点１２に接触する位置への第２の感温部２０の変位を規制する変位規制部５０ａを更に備える。そのため、接点１２，２２間に溶着が発生しても、接続状態の接点１２，２２が開放状態に遷移する際に、第１のバイメタル１１の湾曲が戻る際の力で接点１２，２２の溶着を開放することができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、外部回路の一例である電源回路１００は、交流電源１０１と、この交流電源１０１から供給される交流電流を直流電流に変換する整流素子１０４ａと、キャパシタ１０５と、このキャパシタ１０５に流れる突入電流を制限する電流制限抵抗１０３と、を有する。第１の端子３１は、電源回路１００において、交流電源１０１と電流制限抵抗１０３との間に接続され、第２の端子３２は、電源回路１００において、第１の端子３１と電流制限抵抗１０３との間に接続され、第３の端子３３は、電源回路１００において、電流制限抵抗１０３とキャパシタ１０５との間に接続される。そのため、キャパシタ１０５に突入電流が流れ込むのを電流制限抵抗１０３によって防止した構成においても、電流が電流制限抵抗１０３を通る経路をバイパスすることで、定常電流による電流制限抵抗１０３の発熱を防止し、電力の消費及び電流制限抵抗１０３の発熱を防止することができる。
【００４５】
また、本実施の形態では、第１の感温部１０（第１のバイメタル１１）の第１の領域Ａ１の少なくとも一部は、第２の感温部２０に対向する。そのため、第１の感温部１０の第１の領域Ａ１と第２の感温部２０とが互いに押し合う方向に変位した場合に、接点１２，２２の接続状態を安定させることができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、第１の感温部１０又は第２の感温部２０と、第１の端子３１、第２の端子３２、又は第３の端子３３とは、第１の感温部１０及び第２の感温部２０の長手方向Ｄに間隔を隔てて位置する複数箇所（例えば溶接部Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ３１，Ｗ３２）で接続されている。そのため、第１の感温部１０又は第２の感温部２０と、第１の端子３１、第２の端子３２、又は第３の端子３３との固定部分（接続部分）に大きな応力が作用しても第１のバイメタル１１，２１を確実に固定することができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、第１の感温部１０の熱変形部材は、第１のバイメタル１１であり、第２の感温部２０の熱変形部材は、第２のバイメタル２１であり、スリット１３は、第１のバイメタル１１に形成されている。そのため、第１のバイメタル１１及び第２のバイメタル２１を用いた簡素な構成で、上述のように動作時間及び復帰時間を短縮することができる。
【００４８】
以上、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【００４９】
［付記１］
互いに対向する面の自由端側に位置する接点と、常温時からの温度上昇に伴い前記接点が開放状態から接続状態に遷移するように湾曲する熱変形部材と、を有する第１の感温部及び第２の感温部と、
外部回路に接続される第１の端子、第２の端子、及び第３の端子と、
前記第１の端子、前記第２の端子、及び前記第３の端子を絶縁保持する絶縁部と、を備え、
前記第１の感温部は、固定端側から前記自由端側に向かって形成されたスリットを隔てて位置する第１の領域及び第２の領域を有し、
前記第１の端子は、前記第１の領域に接続され、
前記第２の端子は、前記第２の領域に接続され、
前記第３の端子は、前記第２の感温部に接続される、
ことを特徴とする温度作動スイッチ。
【００５０】
［付記２］
前記第１の感温部の前記熱変形部材は、前記第１の端子と前記第２の端子との間を電流が流れることによって発生するジュール熱で、前記第１の感温部の前記接点が前記第２の感温部の前記接点に接近するように湾曲し、
前記第２の感温部の前記熱変形部材は、前記第１の感温部の前記接点と前記第２の感温部の前記接点とが前記接続状態に遷移した後、前記第１の感温部から電流が分流することによって発生するジュール熱で、前記接続状態を維持するように前記第１の感温部の前記熱変形部材と押し合う
ことを特徴とする付記１記載の温度作動スイッチ。
【００５１】
［付記３］
前記第２の感温部の前記接点が常温時における前記第１の感温部の前記接点に接触する位置への第２の感温部の変位を規制する変位規制部を更に備えることを特徴とする付記１又は２記載の温度作動スイッチ。
【００５２】
［付記４］
前記外部回路は、交流電源と、当該交流電源から供給される交流電流を直流電流に変換する整流素子と、キャパシタと、当該キャパシタに流れる突入電流を制限する電流制限抵抗と、を有し、
前記第１の端子は、前記外部回路において、前記交流電源と前記電流制限抵抗との間に接続され、
前記第２の端子は、前記外部回路において、前記第１の端子と前記電流制限抵抗との間に接続され、
前記第３の端子は、前記外部回路において、前記電流制限抵抗と前記キャパシタとの間に接続される、
ことを特徴とする付記１から３のいずれか記載の温度作動スイッチ。
【００５３】
［付記５］
前記第１の領域の少なくとも一部は、前記第２の感温部に対向することを特徴とする付記１から４のいずれか記載の温度作動スイッチ。
【００５４】
［付記６］
前記第１の感温部又は前記第２の感温部と、前記第１の端子、前記第２の端子、又は前記第３の端子とは、前記第１の感温部及び前記第２の感温部の長手方向に間隔を隔てて位置する複数箇所で接続されていることを特徴とする付記１から５のいずれか記載の温度作動スイッチ。
【００５５】
［付記７］
前記第１の感温部の前記熱変形部材は、第１のバイメタルであり、
前記第２の感温部の前記熱変形部材は、第２のバイメタルであり、
前記スリットは、前記第１のバイメタルに形成されている、
ことを特徴とする付記１から６のいずれか記載の温度作動スイッチ。
【符号の説明】
【００５６】
１      温度作動スイッチ
１０      第１の感温部
１１      第１のバイメタル
１２      接点
１３      スリット
２０      第２の感温部
２１      第２のバイメタル
２２      接点
３１      第１の端子
３２      第２の端子
３３      第３の端子
３３ａ      バイメタル側平面部
３３ｂ      垂直部
３３ｃ      外部回路側平面部
４０      絶縁部
５０      絶縁ケース
５０ａ      変位規制部
１００      電源回路
１０１      交流電源
１０２      電源スイッチ
１０３      電流制限抵抗
１０４      整流回路
１０４ａ      整流素子
１０５      キャパシタ
１０６，１０７      配線
１０８，１０９      出力配線
Ａ１      第１の領域
Ａ２      第２の領域
Ａ３      第３の領域
Ｄ      長手方向（第１の感温部１０及び第２の感温部２０）
Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ３１，Ｗ３２      溶接部
【図１】
2018193667.tif 000003
【図２】
2018193667.tif 000004
【図３】
2018193667.tif 000005
【図４】
2018193667.tif 000006
【図５】
2018193667.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月11日(2018.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する面の自由端側に位置する接点と、常温時からの温度上昇に伴い前記接点が開放状態から接続状態に遷移するように湾曲する熱変形部材と、を有する第１の感温部及び第２の感温部と、
外部回路に接続される第１の端子、第２の端子、及び第３の端子と、
前記第１の端子、前記第２の端子、及び前記第３の端子を絶縁保持する絶縁部と、を備え、
前記第１の感温部は、固定端側から前記自由端側に向かって形成されたスリットを隔てて位置する第１の領域及び第２の領域を有し、
前記第１の端子は、前記第１の領域に接続され、
前記第２の端子は、前記第２の領域に接続され、
前記第３の端子は、前記第２の感温部に接続され、
前記第１の感温部の前記熱変形部材は、前記第１の端子と前記第２の端子との間を電流が流れることによって発生するジュール熱で、前記第１の感温部の前記接点が前記第２の感温部の前記接点に接近するように湾曲し、
前記第２の感温部の前記熱変形部材は、前記第１の感温部の前記接点と前記第２の感温部の前記接点とが前記接続状態に遷移した後、前記第１の感温部から電流が分流することによって発生するジュール熱で、前記接続状態を維持するように前記第１の感温部の前記熱変形部材と押し合う、
ことを特徴とする温度作動スイッチ。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記第２の感温部の前記接点が常温時における前記第１の感温部の前記接点に接触する位置への第２の感温部の変位を規制する変位規制部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の温度作動スイッチ。
【請求項４】
前記外部回路は、交流電源と、当該交流電源から供給される交流電流を直流電流に変換する整流素子と、キャパシタと、当該キャパシタに流れる突入電流を制限する電流制限抵抗と、を有し、
前記第１の端子は、前記外部回路において、前記交流電源と前記電流制限抵抗との間に接続され、
前記第２の端子は、前記外部回路において、前記第１の端子と前記電流制限抵抗との間に接続され、
前記第３の端子は、前記外部回路において、前記電流制限抵抗と前記キャパシタとの間に接続される、
ことを特徴とする請求項１記載の温度作動スイッチ。
【請求項５】
前記第１の領域の少なくとも一部は、前記第２の感温部に対向することを特徴とする請求項１記載の温度作動スイッチ。
【請求項６】
前記第１の感温部又は前記第２の感温部と、前記第１の端子、前記第２の端子、又は前記第３の端子とは、前記第１の感温部及び前記第２の感温部の長手方向に間隔を隔てて位置する複数箇所で接続されていることを特徴とする請求項１記載の温度作動スイッチ。
【請求項７】
前記第１の感温部の前記熱変形部材は、第１のバイメタルであり、
前記第２の感温部の前記熱変形部材は、第２のバイメタルであり、
前記スリットは、前記第１のバイメタルに形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の温度作動スイッチ。
【国際調査報告】
2018193667.tif 000008
2018193667.tif 000009
2018193667.tif 000010
2018193667.tif 000011