(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロテクタ組立体と当該プロテクタ組立体を収容するプロテクタケースとを備えたプロテクタであって、
前記プロテクタ組立体は、
前方部分に固定接点が形成され、後端部分に、開口部を含む異形状通電部を介して第１の接続端子が形成された固定電極板と、
前方部分に前記固定接点と接触可能な可動接点が移動可能に形成され、後端部分に第２の接続端子が形成された可動電極板と、
前記可動電極板の下方に配置され、温度変化により反転したとき前記可動接点を前記固定接点から離れさせるバイメタル部材と、
前記固定電極板にインサート成型によって一体に構成された絶縁体であって、当該絶縁体の上面には前記可動電極板および前記バイメタル部材の双方を載置する載置部が形成され、前記載置部の両側にはガイド部が形成され、前記載置部の厚さ方向には前記異形状通電部の開口部から絶縁距離を有するように貫通孔が形成される前記絶縁体と、
前記絶縁体の貫通孔内に挿入可能な金属性の固定部材と、
前記ガイド部によって位置を定められ、かつ前記可動電極板上に配置される押え部材とを有し、
前記固定部材は、前記絶縁体、前記バイメタル部材、前記可動電極板および前記押え部材にそれぞれ形成された貫通孔を通り、前記押え部材と前記載置部との間に前記バイメタル部材および前記可動電極板の端部を固定し、
前記第１および第２の接続端子は、前記押え部材から後方側にそれぞれ対向するようにはみ出され、
前記プロテクタケースの端末部分において、前記第１および第２の接続端子が第１および第２の電線にそれぞれ接続される、プロテクタ。
【請求項２】
前記異形状通電部は、絞り形状により前記開口部を形成する、請求項１記載のプロテクタ。
【請求項３】
前記異形状通電部は、バーリング形状により前記開口部を形成する請求項１記載のプロテクタ。
【請求項４】
前記押え部材の貫通孔には、前記固定部材の一方の端部を塑性変形させるためのテーパ状の受部が形成されている、請求項１に記載のプロテクタ。
【請求項５】
前記固定部材の一方の端部は、前記押え部材の上面からはみ出ないような長さである、請求項４記載のプロテクタ。
【請求項６】
前記固定部材は、リベットである、請求項１ないし５いずれか１項記載のプロテクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばモータ等に取り付けられるプロテクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種のモータには、過負荷状態による原因等で加熱状態になった場合にモータを保護するためプロテクタが用いられているが、このようなプロテクタには例えば以下に示すようなものがある。
【０００３】
図１０に示すように、この種のプロテクタ１００は、モータの電源回路（図示せず）から同一方向に延びる二つの電線の端末部分に接続されるもので、固定接点１０１を有する固定電極板１０２と、可動接点１０３を有する可動電極板１０４とを備えている。
【０００４】
これらの固定接点１０１及び可動接点１０３は、通常、互いに接触することにより、モータの電源回路を閉じるようにしているが、モータが加熱状態になった場合には、バイメタル１０５が加熱されて反転することにより、可動電極板１０４が跳ね上げられ、これにより、可動接点１０３が固定接点１０１から離れてモータの電源回路を切断している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０に示すようなプロテクタ１００においては、可動電極板１０４と固定電極板１０２の絶縁性を保つためこれらの間に絶縁性樹脂１０６を介在させているが、この樹脂１０６の一部１０６ａを突起状にした部分に、可動電極板１０４とバイメタル１０５の双方を重ね合わせた状態で通し、その突起部分１０６ａに例えば熱や超音波によるかしめを施すことにより、可動電極板１０４とバイメタル１０５をともに固定している。
【０００６】
しかしながら、このように可動電極板１０４とバイメタル１０５が樹脂の熱かしめより固定された場合には、かしめられた部分１０６ａが加熱されて溶けると、可動電極板１０４とバイメタル１０５ががたつくため、プロテクタ１００のもつ信頼性が低下し、例えば生産時の検査工程においてプロテクタ１００の歩留まりが悪くなるという問題がある。
【０００７】
一方、図１１に示すように、可動電極板１０４とバイメタル１０５を、ともに一対の金属板１０７、１０８で挟んだ状態でこれらに溶接を施すことによって固定することも考えられるが、この場合においても、溶接不良に起因して可動電極板１０４とバイメタル１０５ががたつくためプロテクタ１００の信頼性が低下する問題を解決することはできない。
【０００８】
本発明は、このような技術的課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、可動電極とバイメタルのがたつきを防止して信頼性の安定したプロテクタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた好ましい発明は、固定接点を有する固定電極と、固定電極と接続可能な電極であって、固定接点と接触可能な可動接点が移動可能に構成された可動電極と、温度変化により反転可能に構成されたバイメタル部材と、可動電極及びバイメタル部材の双方を固定電極から絶縁する絶縁体と、絶縁体の一部に挿入可能な金属性の部材であって、可動電極及びバイメタル部材の双方を絶縁体上に固定するように構成された固定部材とを備えたことを特徴とするプロテクタである。
【００１０】
好ましい発明によれば、可動電極及びバイメタル部材の双方を、これらを貫通して固定電極と絶縁された状態の固定部材の一部に例えばかしめを施して固定することにより、可動電極板とバイメタルのがたつきを防止してプロテクタの信頼性を安定させることができる。
【００１１】
好ましい態様の発明において、固定電極は、固定部材を通すための開口部を有し、開口部の周囲には、固定部材と所定の絶縁距離を保ちつつ所定の電流を流すために十分な大きさの断面積をもつ異形状通電部が形成されていることも効果的である。
【００１２】
好ましい態様の発明の場合、同じ側の固定電極及び可動電極を有するプロテクタに金属の固定部材を用いたことに伴い、固定電極が固定部材と近接するその部分を、固定部材と適切な絶縁距離を保ちつつ、所定の電流を流すのに十分な断面積を有する形状にすることにより、固定部材を通して固定電極と可動電極との間で生じるショートに起因してプロテクタの本来の機能が発揮しないような事態を防ぎ、しかも、固定電極につき固定部材から逃げた形状の部分が固定電極の発熱を防ぎ、その結果、バイメタル部材が誤作動するような事態をも防ぐことができるため、可動電極及びバイメタルの取り付け強度を補強しつつ、プロテクタの信頼性を維持することができる。
【００１３】
好ましくは、固定電極の異形状通電部は、絞り形状やバーリング形状に形成されていることも効果的である。
【００１４】
好ましい態様によれば、固定電極に絞り加工又はバーリング加工を施すことにより異形状通電部を所望の形状にすることができる。
【００１５】
好ましくは、固定電極と絶縁体とが一体的に形成され、絶縁体には、固定電の異形状通電部を外側に配置した状態で固定部材を貫通可能な貫通孔が設けられていることも効果的である。
【００１６】
好ましい態様によれば、固定電極と絶縁体とを一体的な構成にすることによりそれ自体の強度を向上させ、これに取り付けられる可動電極及びバイメタル部材の取り付け強度の向上をさらに図ることができる。
【００１７】
好ましくは、絶縁体との間に可動電極及びバイメタル部材を挟むことが可能な押え部材を備え、押え部材には、絶縁体の貫通孔と連通可能な貫通孔が設けられていることも効果的である。
【００１８】
好ましい態様によれば、押え部材と絶縁体の間に可動電極及びバイメタル部材の双方を挟んだ状態で固定部材にかしめを施すことができる。
【００１９】
好ましくは、固定部材は、可動電極及びバイメタル部材を挟んだ状態の絶縁体及び押え部材の双方からはみ出ないような長さで形成されていることも効果的である。
【００２０】
好ましい態様によれば、プロテクタをケースに収容可能な構成にした場合、固定部材がプロテクタの本体部分からはみ出ないため、ケースをプロテクタを収容可能な大きさにすれば足りる。
【００２１】
好ましくは、固定部材は、リベットであることも効果的である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るプロテクタの好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態のプロテクタの概略構成を示す正面図である。図２は、同プロテクタのプロテクタ組立体の概略構成を示す図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図である。
図３は、同プロテクタ組立体を構成する固定電極体の概略構成を示す図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は下面図である。
図４は、同固定電極体を構成する固定電極板の概略構成を示す図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は下面図である。
図５は、同プロテクタ組立体を構成する押え部材の概略構成を示す図であり、図５は（ａ）平面図、図５（ｂ）は正面図である。
図６（ａ）（ｂ）は、同プロテクタ組立体の固定方法を示す図である。図７は、同プロテクタの要部の概略構成を示す図であり、図６は（ａ）正面図、図６は（ｂ）右側面図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態のプロテクタ１は、モータの電源回路（図示せず）を構成し同一方向に延びる二つの電線２、３の端末部分に接続されるもので、プロテクタ組立体１０と、プロテクタケース２０とを有する。
【００２４】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、プロテクタ組立体１０は、固定電極体１１と、可動電極板１４、バイメタル（バイメタル部材）１５及び押え部材１６とが、リベット（固定部材）１７を用いて一体的に構成され、さらに、固定電極体１１は、固定電極板１２と、絶縁体１３とから一体的になる。
【００２５】
本実施の形態に用いられるリベット１７は、耐熱性及び加工性の観点から、例えば黄銅のような金属を用いて、ヘッド部１７ａを有する中空円筒状に形成されたものである。
【００２６】
図３（ａ）〜（ｃ）又は図４（ａ）（ｂ）に示すように、絶縁体１３は、絶縁性及び耐熱性の高い樹脂を用いて略ブロック状に形成されている。この後端部分（図３の左側部分）には、リベット１７を貫通させるための貫通孔１３ａが上下方向（絶縁体１３の厚さ方向）に形成され、この貫通孔１３ａの下部の周囲には、リベット１７のヘッド部１７ａを埋め込んだ状態でこれと当接可能な座ぐり１３ｂが形成されている。
【００２７】
絶縁体１３の下面には、固定電極板１２が配置されているが、この固定電極板１２は、絶縁体１３を形成する際にインサート成型によって絶縁体１３の一部に溶着されている。
【００２８】
固定電極板１２は、電気伝導率の高い金属を用いて略平板状に形成されている。固定電極板１２の後端部分には、一方の電線２と接続するための接続端子１２ａが形成され、この接続端子１２ａは、絶縁体１３から後方側にはみ出るようになっている。
【００２９】
固定電極板１２の前方部分は、絶縁体１３からはみ出ており、その先端部分には、突状の固定接点１２ｂが埋め込まれている。
【００３０】
固定電極板１２の後端部分の、絶縁体１３の貫通孔１３ａ及び座ぐり１３ｂの周囲には、異形状通電部１２ｃが形成されている。この異形状通電部１２ｃは、絞り加工によって所定の外径Ｄ１及び深さＤ２で閉じた円筒状（いわゆる絞り形状の一種）に形成し、さらに、その底部に所定の内径Ｄ３で円形の開口部１２ｄが形成されたものである。
【００３１】
ここで、図７（ａ）（ｂ）に示すように、異形状通電部１２ｃの外径Ｄ１、深さＤ２及び開口部１２ｄの内径Ｄ３は、リベット１７に対する絶縁性及び固定電極板１２に生じる発熱を抑制する観点から決定される。具体的には、固定電極板１２の異形状通電部１２ｃのこのような形状は、絶縁体１３を介したリベット１７に対して、固定電極板が絶縁状態におかれる程度に離れる絶縁距離Ｌ１をほぼ一定に保ち、かつ、固定電極板１２に流れる電流についての流通断面Ｓ１の面積を所定の大きさの電流が流れる程度の大きさに保つような条件に基づいて定められる。
【００３２】
一方、図３（ａ）（ｂ）に示すように、絶縁体１３の上面には、バイメタル１５を載置可能な載置部１３ｃが形成され、さらに、この載置部１３ｃの両側部分には、可動電極板１４及びバイメタル１５の双方と、これらを押さえ付けるための押え板１６との取り付け位置を定めるガイド部１３ｄが形成されている。
【００３３】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、可動電極板１４は、固定電極板１２とほぼ同じ大きさで略平板状に形成されている。可動電極板１４の後端部分には、他方の電線３と接続するための接続端子１４ａが形成され、この接続端子１４ａは、押え部材１６から後方側にはみ出て固定電極板１２の接続端子１２ａと同じ側に配置されるようになっている。可動電極板１４の前方部分は、固定電極板１２の固定接点１２ｂに接近する方向に折り曲げられ、その先端部分には、突状の可動接点１４ｂが埋め込まれている。
【００３４】
そして、この可動接点１４ｂは、可動電極板１４がリベット１７とともに押え部材１６によって押し付けられた場合、固定電極板１２の固定接点１２ｂと接触する位置に配置されるようになっている。
【００３５】
バイメタル１５は、例えば、ニッケルと鉄の組合せのように、熱膨張率の異なる２種の金属を張り合わせたもので、温度変化により反転するように構成されている。
【００３６】
そして、バイメタル１５は、可動電極板１４と絶縁体１３との間でリベット１７とともに押え部材１６によって押し付けられた場合、バイメタル１５自身の反転により可動電極板１４を跳ね上げることによって可動接点１４ｂを固定接点１２ｂから離すことが可能な位置に配置されるようになっている。
なお、可動電極板１４及びバイメタル１５の双方には、リベットを貫通可能な孔が形成されている。
【００３７】
図５（ａ）（ｂ）又は図２（ｂ）に示すように、押え部材１６は、金属からなるもので、絶縁体１３のガイド部１３ｄからはみ出ない程度の厚さの平板状に形成されている。また、この押え部材１６には、リベット１７を貫通可能な貫通孔１６ａが形成されるが、その上部には、リベット１７の加工の際に塑性変形した部分を受けるための受部１６ｂがテーパ状に形成されている。
【００３８】
そして、このような可動電極板１４及びバイメタル１５を押え部材１６とともに固定電極体１１に固定するには、図６（ａ）（ｂ）に示すように、リベット１７をこのヘッド部１７ａを下側にして図示しないピンに挿入した後、順次、このリベット１７に固定電極体１１、バイメタル１５、可動電極板１４、押え部材１６を挿入する。
【００３９】
そして、リベット１７のヘッド部１７ａを絶縁体１３の座ぐり１３ｂに突き当てた状態で、リベット１７の上端部分にかしめ用ロッド４を打ち込む。これにより、リベット１７は、この上端部分がかしめられることにより押え部材１６の受部１６ｂに沿って塑性変形し、絶縁体１３と押え部材１６との間に可動電極板１４及びバイメタル１５の双方を隙間なく強固に挟み込む。
【００４０】
一方、図１に示すように、プロテクタケース２０は、プロテクタ組立体１０をほぼ隙間なく収容可能な大きさで形成されている。そして、このような観点から、リベット１７の長さは、押え部材１６の上面および絶縁体１３の下面からはみ出ない程度に定められている。
【００４１】
このような構成を有する本実施の形態においては、プロテクタ１の各接続端子１２ａ、１４ａのうち、例えば、固定電極板１２の接続端子１２ａをプラス端子として、可動電極板１４の接続端子１４ａをマイナス端子として、モータの電源回路の一部に接続する。そして、モータを作動すると、プロテクタ１内では、固定電極板１２と可動電極板１４とが、固体端子１２ｂと可動接点１４ｂとの接触によりモータの電源回路に対して閉じた電流経路を形成する。
【００４２】
この場合、固定電極板１２の異形状通電部１２ｃが、リベット１７との間に十分な絶縁距離Ｌ１を保っているため、固定電極板１２と、可動電極板１４に接続されたリベット１７との間に電流経路が形成されるおそれがない。すなわち、固定電極板１２の異形状通電部１２ｃは、リベット１７と絶縁状態を保ったまま、固定電極板１２と可動電極板１４との間に電流を流してモータの運転を持続させる一方で、バイメタル１５を作動可能な状態にしておく。
【００４３】
そして、モータが過剰に加熱されるような事態が生じた場合には、その熱を受けたバイメタル１５自身が反転することにより可動電極板１４を跳ね上げ、モータの電源回路を切断してモータを加熱状態から保護する。
【００４４】
一方、固定電極板１２の異形状通電部１２ｃを、リベット１７と絶縁距離Ｌ１を保ちつつ、そこに電流が流れる流通断面Ｓ１の面積につき所定の電流を流せる程度の大きさにしたため、その異形状通電部１２ｃは過剰に発熱することはない。
【００４５】
以上述べたように本実施の形態によれば、可動電極板１４及びバイメタル１５の双方をリベット１７を用いたかしめにより固定するようにしたことから、可動電極板１４とバイメタル１５のがたつきを防止してプロテクタ１の信頼性を安定させることができる。
【００４６】
また、本実施の形態によれば、固定電極板１２と絶縁体１３とを固定電極体１１として一体的な構成にしたことから、その固定電極体１１自体の強度を向上させてこれに取り付けられる可動電極板１４及びバイメタル１５の取り付け強度の向上をさらに図ることができる。
【００４７】
一方、本実施の形態の場合、同一方向に延びる二つの電線２、３と接続するプロテクタ１に金属のリベット１７を用いたことに伴い、固定電極板１２がリベット１７と近接するためその部分をリベット１７から逃がすような形状を採らざるを得ないが、その部分を異形状通電部１２ｃとして、リベット１７と適切な絶縁距離Ｌ１を保ちつつ、十分な電流容量を確保するような形状にしたことから、リベット１７を通して固定電極板１２と可動電極板１４との間で生じるショートに起因してプロテクタ１の本来の機能が発揮しないような事態を防ぎ、しかも、固定電極板１２につきリベット１７から逃げた形状の部分で生じる発熱に起因してバイメタル１５が誤作動するような事態をも防ぐことができるため、可動電極板１４及びバイメタル１５の取り付け強度を補強しつつ、プロテクタ１の信頼性を維持することができる。
【００４８】
図８は、本発明の第２の実施の形態のプロテクタの要部の概略構成を示す（ａ）正面図、（ｂ）右側面図である。
図８（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態のプロテクタ１Ａは、固定電極板１２の異形状通電部１２ｃ１の形状のみが第１の実施の形態と異なる。
【００４９】
本実施の形態の場合、固定電極板１２の異形状通電部１２ｃ１は、バーリング加工によって所定の外径Ｄ４及び深さＤ５で開口した円筒状（いわゆるバーリング形状）に形成されたものである。
【００５０】
この異形状通電部１２ｃ１の絶縁距離Ｌ２及び流通断面Ｓ２の面積の大きさを第１の実施の形態と同一にすれば、放射部の形状が、絞り形状又はバーリング形状のいずれであってもかまわないが、バーリング形状については、絶縁体１３の中腹部分に固定電極板１２の異形状通電部１２ｃ１の折れ曲がった部分がないため、絶縁体１３を固定電極板１２とともにインサート成型する際に、絶縁体１３の原材料の流れが良い点で第１の実施の形態の場合より有利である。
【００５１】
一方、固定電極板１２が絶縁体１３により強固にくいつく点では、第１の実施の形態の場合の方が有利であり、固定電極板１２の異形状通電部に、第１、第２の実施の形態のいずれの形状を用いるかについてはかかる観点から決定すればよい。
【００５２】
図９は、本発明の第３の実施の形態のプロテクタの要部の概略構成を示す（ａ）正面図、（ｂ）右側面図である。
図９（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態のプロテクタ１Ｂは、固定電極板１２の異形状通電部１２ｃ２の形状のみが第１、２の実施の形態と異なる。
【００５３】
本実施の形態の場合、固定電極板１２の異形状通電部１２ｃ２は、打ち抜き加工によって所定の外径Ｄ６で円形状の孔に形成されたものである。
【００５４】
本実施の形態のように、固定電極板１２の幅Ｗが大きく、絶縁距離Ｌ３を差し引いても流通断面Ｓ３の面積の大きさが十分である場合には、固定電極板１２の異形状通電部１２ｃ３の形状を、絞り形状又はバーリング形状のように絶縁体１３の内部側に折り曲げなくても、単に孔形状にすれば足りるため、このような加工に要するパンチの型が簡素な構成で済む点で第１、第２の実施の形態の場合より有利である。
【００５５】
なお、上記実施の形態においては、可動電極板とバイメタルの固定にリベットを用いたが、本発明は、これに限られることなく、温度変化により自己反転式の可動電極板のみを絶縁体上に固定する場合にも、上記実施の形態のように、リベットを用い、これに伴って固定電極板に異形状通電部を設ければよい。
【００５６】
また、上記実施の形態においては、中空状のリベットを用いたが、中実状のリベットを用いることも可能である。ただし、プロテクタの組立工程において、リベットを位置決めピンとして各部材をこれに挿入したり、リベットにかしめ用ロッドを打ち込む点では、中空状のリベットを用いることが好ましい。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、可動電極とバイメタルのがたつきを防止して信頼性の安定したプロテクタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のプロテクタの概略構成を示す正面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）：同プロテクタのプロテクタ組立体の概略構成を示す平面図及び正面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）：同プロテクタ組立体を構成する固定電極体の概略構成を示す平面図、正面図及び下面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）：同固定電極体を構成する固定電極板の概略構成を示す正面図及び下面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）：同プロテクタ組立体を構成する押え部材の概略構成を示す平面図及び正面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）：同プロテクタ組立体の固定方法を示す図である。
【図７】（ａ）（ｂ）：同プロテクタの要部の概略構成を示す正面図及び右側面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）：本発明の第２の実施の形態のプロテクタの要部の概略構成を示す正面図及び右側面図である。
【図９】（ａ）（ｂ）：本発明の第３の実施の形態のプロテクタの要部の概略構成を示す正面図及び右側面図である。
【図１０】従来のプロテクタの概略構成を示す正面図である。
【図１１】従来のプロテクタの概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１２…固定電極板  １２ｂ…固定接点  １２ｃ…異形状通電部  １５…バイメタル（バイメタル部材）  １６…押え部材  １７…リベット（固定部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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