JPH0336919A - Overheat preventer for solenoid - Google Patents
Overheat preventer for solenoidInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は主として自動車のトランクラッチ等に使われて
いるソレノイドの過熱防止装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an overheating prevention device for a solenoid mainly used in an automobile trunk latch or the like.
[従来の技術]
自動車のトランクラッチ、ドアラッチの開閉にソレノイ
ドが使われていることは周知の通りである。このソレノ
イドはソレノイドのコイルに電流を流し、その起磁力に
よりラッチを開閉するものである。この場合、ソレノイ
ドのコイルに電流を流す時間はソレノイドの焼損を防ぐ
ために、通常は極めて短い時間としている。[Prior Art] It is well known that solenoids are used to open and close trunk latches and door latches of automobiles. This solenoid causes current to flow through the solenoid coil, and its magnetomotive force opens and closes the latch. In this case, the time for which current is passed through the solenoid coil is usually kept extremely short to prevent the solenoid from burning out.
誤操作や誤動作等により、ソレノイドのコイルに一定時
間以上電流を流し続けると、ソレノイドが発熱して、つ
いには過熱して焼損することになる。If current continues to flow through the solenoid coil for a certain period of time due to incorrect operation or malfunction, the solenoid will generate heat and eventually overheat and burn out.
これを防止するため、従来はソレノイドのコイルに温度
ヒユーズ又はサーモスタットを直列に接続する。コイル
が過熱されて所定の温度になると、温度ヒユーズ又はサ
ーモスタットが動作して回路を開き、コイルに流れる電
流を遮断して、過熱によるソレノイドの焼損を防止して
いた。To prevent this, conventionally a temperature fuse or thermostat is connected in series with the solenoid coil. When the coil was overheated to a predetermined temperature, a temperature fuse or thermostat operated to open the circuit and cut off the current flowing through the coil, preventing the solenoid from burning out due to overheating.
[発明が解決しようとする課題]
ところで、温度ヒユーズは非常に小型軽量でソレノイド
のケーシングに収納し易く、価格も比較的安価なので、
広く使われている。[Problem to be solved by the invention] By the way, the temperature fuse is very small and lightweight, easy to store in the solenoid casing, and relatively inexpensive.
Widely used.
しかし、過熱保護素子である温度ヒユーズはソレノイド
の過熱により一度断線すると、二度と使用できない。こ
のため、ソレノイドが使用できなくなり、ソレノイドを
新しいものと交換しなければならず、不経済であるとい
う問題点があった。However, once the temperature fuse, which is an overheat protection element, is disconnected due to overheating of the solenoid, it cannot be used again. As a result, the solenoid becomes unusable and must be replaced with a new one, which is uneconomical.
又、サーモスタット、即ちバイメタルは温度ヒユーズに
比べると大きく、ソレノイドのケーシングに収納し難く
、価格も比較的高価なので、温度ヒユーズ程には使用さ
れていない。サーモスフ・ソトは設定温度以上で回路を
開き、それ以下で回路を閉じるので繰り返して使用でき
、ソレノイドを交換する必要は生じない。Furthermore, thermostats, ie, bimetallic thermostats, are larger than temperature fuses, difficult to accommodate in the casing of a solenoid, and relatively expensive, so they are not used as much as temperature fuses. Thermosof Soto opens the circuit when the temperature is above the set temperature and closes the circuit when the temperature is below, so it can be used repeatedly and there is no need to replace the solenoid.
しかし、サーモスタットは設定温度付近で開閉動作を繰
り返すので、ソレノイドは設定温度付近でオン・オフ制
御されることになる。このため、サーモスタットは真に
ソレノイドの過熱を防止するものではないという問題点
があった。However, since the thermostat repeatedly opens and closes around the set temperature, the solenoid is controlled to turn on and off around the set temperature. Therefore, there is a problem in that the thermostat does not truly prevent the solenoid from overheating.
従って、ソレノイドの交換が面倒であるにも拘らず、サ
ーモスタットよりも温度ヒユーズの方がソレノイドの過
熱防止に多く使用されているのが現状である。Therefore, despite the fact that replacing the solenoid is troublesome, temperature fuses are currently more commonly used than thermostats to prevent overheating of solenoids.
本発明は上述した温度ヒユーズ及びサーモスタットをソ
レノイドの過熱防止に使用することによる問題点を解決
するためになされたもので、小型で収納性にすぐれ、繰
り返して使用できるソレノイドの過熱防止装置を提供す
ることを目的とする。The present invention was made to solve the problems caused by using the above-mentioned temperature fuse and thermostat to prevent overheating of a solenoid, and provides a solenoid overheat prevention device that is small, easy to store, and can be used repeatedly. The purpose is to
[課題を解決するための手段]
本発明に係るソレノイドの過熱防止装置は、ソレノイド
に直列に接続したPTCサーミスタを有し、このPTC
サーミスタをスイッチング温度が90℃以上120℃以
下の材料で形成して、ソレノイドに取り付けている。[Means for Solving the Problems] A solenoid overheat prevention device according to the present invention has a PTC thermistor connected in series to the solenoid, and the PTC thermistor is connected in series to the solenoid.
The thermistor is made of a material with a switching temperature of 90° C. or more and 120° C. or less, and is attached to the solenoid.
[作用]
本発明に係るソレノイドの過熱防止装置は、ソレノイド
に所定期間通電すると、PTCサーミスタが90℃〜(
20℃になり、PTCサーミスタ自f本の抵抗増加によ
って回路電流が制限される。[Function] In the solenoid overheating prevention device according to the present invention, when the solenoid is energized for a predetermined period of time, the PTC thermistor changes from 90°C to (
When the temperature reaches 20° C., the circuit current is limited by the increase in resistance of the PTC thermistor.
[実施例]
以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第1図に示したソレノイドの過熱防止装置は、スイッチ
4が閉じると、電源]からソレノイド2及びPTCサー
ミスタに電流が流れ、ソレノイド2が動作する。In the solenoid overheat prevention device shown in FIG. 1, when the switch 4 is closed, current flows from the power source to the solenoid 2 and the PTC thermistor, and the solenoid 2 is activated.
ソレノイド2に所定時間以上電流が流れ続けると、ソレ
ノイド2の温度上昇及びサーミスタ3自体の自己発熱に
よる温度上昇により、サーミスタ3の抵抗値が急激に増
加しく第3図参照)、回路に流れる電流が制限され、ソ
レノイドの過熱が防止される。このソレノイドの過熱防
止装置の過熱防止特性は、PTCサーミスタ3の電気的
特性及び構造的特性によってほぼ決定される。If current continues to flow through the solenoid 2 for a predetermined period of time or longer, the resistance value of the thermistor 3 will rapidly increase due to the temperature rise of the solenoid 2 and the temperature rise due to self-heating of the thermistor 3 (see Figure 3), and the current flowing through the circuit will increase. limited to prevent overheating of the solenoid. The overheat prevention characteristics of this solenoid overheat prevention device are approximately determined by the electrical characteristics and structural characteristics of the PTC thermistor 3.
ソレノイド2はコイルを中空同心円筒状、即ちドーナツ
状に巻いて構成するのが一般的である。The solenoid 2 is generally constructed by winding a coil into a hollow concentric cylinder shape, that is, a donut shape.
そこで、ソレノイド2の温度変化に対する追従性を向上
させるため、第2図に示すようにPTCサーミスタ3は
その形状をドーナツ状として、ソレノイド2のケーシン
グ5内に取り付ける。Therefore, in order to improve the ability of the solenoid 2 to follow temperature changes, the PTC thermistor 3 has a doughnut-like shape and is installed inside the casing 5 of the solenoid 2, as shown in FIG.
ドーナツ状にしたPTCサーミスタ3の材料としては、
人手のし易さ、価格の面等から最も一般的なチタン酸バ
リウム(B a T io 3)系セラミックスを使用
する。但し、PTCサーミスタ3はBaTiO3系セラ
ミックス以外に、酸化バナジウム(V2O3)系セラミ
ックス、導電性物質と樹脂とのコンポジット等をその材
料としてもよい。The material for the donut-shaped PTC thermistor 3 is as follows:
Barium titanate (B a T io 3) ceramics, which are the most common, are used because of their ease of handling and cost. However, the PTC thermistor 3 may be made of vanadium oxide (V2O3) ceramics, a composite of a conductive substance and a resin, or the like in addition to BaTiO3 ceramics.
なお、PTCサーミスタ3はソレノイド2の一端に設け
るときは、ドーナツ形状にすると嵌合し易くなり確かに
好ましいが、第4図(a)又は(1))に示すように、
ソレノイド2の他の位置に設けても良いし、その形状を
特にドーナ形状に限定するものではない。PTCサーミ
スタ3をソレノイド2の中空部分に取り付けてもよい。Note that when the PTC thermistor 3 is provided at one end of the solenoid 2, it is certainly preferable to make it into a donut shape so that it will fit easily, but as shown in FIG. 4(a) or (1)),
It may be provided at other positions of the solenoid 2, and its shape is not particularly limited to the donner shape. The PTC thermistor 3 may be attached to the hollow portion of the solenoid 2.
また、PTCサーミスタ3の材料としてBaTiO3系
セラミックスを使用した場急には、PTCサーミスタ3
のスイッチング温度はBaTiO3系セラミックスのキ
ュリー点に対応して変化する。そして、B a 710
3系セラミツクスのキュリー点は約120℃であるが、
Baサイトに代えてストロンチウムS「を増やすのに従
って下がり、Baサイトに代えて鉛pbを増やすのに従
って上がる。従って、PTCサーミスタ3のスイツチン
グ温度を任意かつ容易に設定できることになる。In addition, if BaTiO3 ceramics is used as the material for the PTC thermistor 3,
The switching temperature changes depending on the Curie point of BaTiO3 ceramics. And B a 710
The Curie point of 3-series ceramics is approximately 120°C,
It decreases as strontium S is increased in place of Ba sites, and increases as lead PB is increased in place of Ba sites. Therefore, the switching temperature of the PTC thermistor 3 can be arbitrarily and easily set.
本発明では、PTCサーミスタ3の抵抗値はソレノイド
の抵抗値の約11%以下に設定するのが望ましい。その
理由は、次の通りである。In the present invention, the resistance value of the PTC thermistor 3 is desirably set to about 11% or less of the resistance value of the solenoid. The reason is as follows.
PTCサーミスタ3は温度ヒユーズ及びサーモスタット
等のように温度だけでなく、回路電圧や放熱条件等、周
囲の条件によっても大きく変化する。The PTC thermistor 3 changes greatly not only in temperature, like a temperature fuse and thermostat, but also in surrounding conditions such as circuit voltage and heat dissipation conditions.
例えば、PTCサーミスタ3を自動車に使用するときは
、ソレノイド2の電圧がIOV〜16V1周囲温度が一
40℃から+90℃程度の変動を考慮する必要がある。For example, when the PTC thermistor 3 is used in an automobile, it is necessary to take into account that the voltage of the solenoid 2 ranges from IOV to 16V1, and the ambient temperature fluctuates from about 140°C to +90°C.
かかる事情に鑑み、lO〜18Vの定電源下でPTCサ
ーミスタ3の抵抗増加により回路電流を十分に制限する
に足るPTCサーミスタ3のソレノイド2に対する抵抗
比率を考えてみる。In view of this situation, let us consider the resistance ratio of the PTC thermistor 3 to the solenoid 2 that is sufficient to sufficiently limit the circuit current by increasing the resistance of the PTC thermistor 3 under a constant power supply of 10 to 18V.
まず、本発明をもってして、自動車のラッチの開閉動作
を行わせる場合、誤作動・誤操作を防止するためには、
回路通電後、直ちにラッチ開閉動作を起こすようでは実
用性に欠ける。その一方で、通電後長時間経過しないと
、その動作を起こさないようでも実用性に欠ける。かか
る実用上の見地から、PTCサーミスタのスイッチング
温度に至る電流制限応答時間を、4〜7秒以上と見積も
ることができる。First, when using the present invention to open and close the latch of a car, in order to prevent malfunctions and erroneous operations,
It is impractical if the latch opens and closes immediately after the circuit is energized. On the other hand, even if the device does not appear to operate until a long period of time has passed after energization, it lacks practicality. From such a practical standpoint, the current limit response time up to the switching temperature of the PTC thermistor can be estimated to be 4 to 7 seconds or more.
次に、第5図はPTCサーミスタ3の最も苛酷な使用条
件として、ソレノイド2の電圧が18Vで、温度が+9
0℃の場合におけるソレノイド2に対するPTCサーミ
スタ3の抵抗比率と、電流制限応答時間との関係を示し
た特性図である。この特性図において、電流制限応答時
間を4〜7秒以上とすると、約11%以下の抵抗比率と
ならざるを得ない。Next, Fig. 5 shows the most severe usage conditions for the PTC thermistor 3, where the voltage of the solenoid 2 is 18V and the temperature is +9V.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the resistance ratio of the PTC thermistor 3 to the solenoid 2 and the current limit response time in the case of 0° C. In this characteristic diagram, if the current limit response time is set to 4 to 7 seconds or more, the resistance ratio must be about 11% or less.
なお、ソレノイド2に対するPTCサーミスタの抵抗比
率が小さくなる程ソレノイド2に印加される回路電圧の
割合が大きくなって、電力損失も小さくなり好ましい。It is preferable that the smaller the resistance ratio of the PTC thermistor to the solenoid 2 is, the larger the proportion of the circuit voltage applied to the solenoid 2 will be, and the smaller the power loss will be.
しかし、第3図に示すように、現状のPTCサーミスタ
は、スイッチング温度t 以上で抵抗変化幅がlO〜1
05倍なので、抵抗比率を余りに小さくし過ぎると、電
流制限が不十分となったり、又は電流制限しなくなるお
それがある。従って、実用的には、抵抗比率は1%以上
が好ましい。However, as shown in Fig. 3, the current PTC thermistor has a resistance change width of lO~1 at switching temperature t or higher.
05 times, so if the resistance ratio is made too small, there is a risk that current limiting will be insufficient or that current will not be limited. Therefore, practically, the resistance ratio is preferably 1% or more.
本発明では、PTCサーミスタ3の材料の抵抗値が急激
に増加する温度t ”C(以下、スイッチング温度と
いう)を90℃以上120℃以下に設定する(第3図参
照)。In the present invention, the temperature t''C (hereinafter referred to as switching temperature) at which the resistance value of the material of the PTC thermistor 3 rapidly increases is set to 90° C. or more and 120° C. or less (see FIG. 3).
これは、スイッング温度が90℃以下であると、通電に
よる正常な範囲の温度上昇によりPTCサーミスタ3の
抵抗変化がラッチの開閉動作等の所望の動作を行えなく
なる。又、スイッチング温度が120℃以上であると、
電流制限状態にならず、ソレノイド2が焼損するおそれ
があるからである。This is because if the switching temperature is 90° C. or lower, the resistance change of the PTC thermistor 3 will no longer allow desired operations such as opening and closing of a latch due to temperature rise within a normal range due to energization. Moreover, when the switching temperature is 120°C or higher,
This is because there is a risk that the current will not be limited and the solenoid 2 will burn out.
更に本発明の一実施例として、自動車ドアラッチ用ソレ
ノイドの過熱防止装置を考えた場合、PTCサーミスタ
材料の抵抗比率に上限があることがわかる。例えば、上
記自動車ドアラッチにおいて、そのケース内径:D−3
0φ關、ラッチ外径:d−10+11φ、ケース長さ:
L−fio關、ソレノイド抵抗:R−3Ω、PTC抵抗
:R−0,3Ωp
(抵抗比率R,/Rc−10%)であるとする。Furthermore, when considering an overheating prevention device for a solenoid for an automobile door latch as an embodiment of the present invention, it can be seen that there is an upper limit to the resistance ratio of the PTC thermistor material. For example, in the above automobile door latch, the inner diameter of the case is D-3.
0φ, latch outer diameter: d-10+11φ, case length:
Regarding L-fio, solenoid resistance: R-3Ω, PTC resistance: R-0.3Ωp (resistance ratio R,/Rc-10%).
かかる条件において、(1)ディスク型、(2〉 ド
ーナツ型、〈3〉正方形、(4)長方形の各PTCサー
ミスタを上記自動車ドアラッチに取付けた場合について
以下説明する。Under these conditions, cases in which (1) disk-shaped, (2) donut-shaped, (3) square, and (4) rectangular PTC thermistors are attached to the automobile door latch will be described below.
(1)ディスク型PTCサーミスタの場合・ディスク型
D(am)は次式で表される。(1) In the case of a disk type PTC thermistor - The disk type D(am) is expressed by the following formula.
π R
(ρ:比抵抗(Ωcal)、t:厚さ(crn))(小
型化の要請以下同じ)
eこのサーミスタを実用に鑑みて、D<13φmmのも
のとし、かつソレノイド側面に取付けるとする。π R (ρ: Specific resistance (Ωcal), t: Thickness (CRN)) (The same applies below the request for miniaturization) e Considering the practical use of this thermistor, it is assumed that D<13φmm and that it is installed on the side of the solenoid. .
・このサーミスタの強度を十分なものとするためには、
t≧0.5mmでなければならない。・In order to have sufficient strength of this thermistor,
It must be t≧0.5mm.
・以上を考慮して、第6図が得られ、そして第6図より
、ρ<10Ω0が得られる。- Considering the above, FIG. 6 is obtained, and from FIG. 6, ρ<10Ω0 is obtained.
(2〉 ドーナツ型PTCサーミスタの場合・外径:
D
(mm )
、内径=D1
(+am)
D<30!Illφ
;一端に嵌合
(実用上の見地から;
2 ) (強度上の見地から)tao、75
nn J
・以上を考慮して第7図が得られ、そして第7図より、
ρは一定範囲に限定される。実用上はt = 1.5〜
2.0 m1mとなる。(2> In the case of a donut-shaped PTC thermistor - Outer diameter: D (mm), Inner diameter = D1 (+am) D<30!Illφ; Fitted at one end (from a practical standpoint; 2) (From a strength standpoint) tao, 75
nn J - Considering the above, Figure 7 is obtained, and from Figure 7,
ρ is limited to a certain range. In practice, t = 1.5~
2.0 m1m.
よって、ρく7Ω(7)が得られる。Therefore, ρ minus 7Ω (7) is obtained.
〈3〉正方形PTCサーミスタの場合
・−辺:D (關)
・ρ<13us;側面(実用上の見地から)t≧0.5
mm (強度上の見地から)・以上を考慮して第8
図が得られ、そして第8図より、ρ<10Ω印が得られ
る。<3> In case of square PTC thermistor - side: D (side) - ρ<13us; side (from a practical standpoint) t≧0.5
mm (from the viewpoint of strength)・Considering the above, the 8th
8 is obtained, and from FIG. 8, the mark ρ<10Ω is obtained.
(4) 1 : 2長方形PTCサーミスタの場合短辺
長:i!(m+s)
R
・N<13m1;側面取付け(実用上の見地から)・t
″2tO,5m+s (強度上の見地から)・
以上を考慮して第9図が得られ、そして、第9図よりρ
≦20Ωが得られる。(4) For 1:2 rectangular PTC thermistor, short side length: i! (m+s) R ・N<13m1; Side mounting (from a practical standpoint) ・t
″2tO, 5m+s (from a strength standpoint)・
Considering the above, Figure 9 is obtained, and from Figure 9, ρ
≦20Ω is obtained.
本発明では、PTCサーミスタ3をソレノイド2のケー
シング5内に取付けたが、必要に応じてPTCサーミス
タ3をソレノイド2と部分的に又は全面的に熱結合させ
てもよい。例えば、ソレノイド2のケーシング5内にP
TCサーミスタ3を埋め込んで熱的結合をしたり、熱伝
達部材である金属板を介してPTCサーミスタ3とソレ
ノイド2とを熱的結合したりする。これにより、ソレノ
イド2との間の熱応答性をより高めることができる。In the present invention, the PTC thermistor 3 is installed inside the casing 5 of the solenoid 2, but the PTC thermistor 3 may be partially or completely thermally coupled to the solenoid 2, if necessary. For example, P inside the casing 5 of the solenoid 2
The TC thermistor 3 is embedded and thermally coupled, or the PTC thermistor 3 and the solenoid 2 are thermally coupled via a metal plate that is a heat transfer member. Thereby, the thermal responsiveness between the solenoid 2 and the solenoid 2 can be further improved.
[発明の効果]
以上説明したように本発明によれば、PTCサーミスタ
自体の抵抗増加により回路電流を制限するようにしたの
で、PCTサーミスタを有効に利用することができ、こ
のため小型化ができ、ソレノイドのケーシングに容易に
収納できる。また、繰り返して使用することができるの
で、交換が不要で経済的であり、低価格で装置を実現で
きる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the circuit current is limited by increasing the resistance of the PTC thermistor itself, so the PCT thermistor can be effectively used, and therefore miniaturization is possible. , can be easily stored in the solenoid casing. In addition, since it can be used repeatedly, it is economical because there is no need to replace it, and the device can be realized at a low price.
第1図は本発明の一実施例に係るソレノイドの過熱防止
装置の回路図、第2図はソレノイドのケーシングに収納
したPTCサーミスタの説明図、第3図はPTCサーミ
スタの温度−抵抗特性曲線、第4図(a) 、(b)は
ソレノイドの一端又は側面に設けたPTCサーミスタの
説明図、i5図は抵抗比率に対する電流制限応答時間と
の関係を示す図、第6図〜第9図はそれぞれPTCサー
ミスタの形状の寸広例を示した図である。
1・・・m源、2−・・ソレノイド、3・・・PTCサ
ーミスタ、
4・・・スイッチ。Fig. 1 is a circuit diagram of a solenoid overheat prevention device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of a PTC thermistor housed in the casing of the solenoid, Fig. 3 is a temperature-resistance characteristic curve of the PTC thermistor, Figures 4 (a) and (b) are explanatory diagrams of the PTC thermistor installed at one end or side of the solenoid, Figure i5 is a diagram showing the relationship between the current limit response time and the resistance ratio, and Figures 6 to 9 are FIG. 3 is a diagram showing an example of the shape and size of a PTC thermistor. 1... m source, 2-... solenoid, 3... PTC thermistor, 4... switch.
Claims (2)
備えたソレノイドの過熱防止装置であって、前記PTC
サーミスタを、スイッチング温度が90℃以上120℃
以下の材料で形成して、前記ソレノイドに取り付けたこ
とを特徴とするソレノイドの過熱防止装置。(1) A solenoid overheating prevention device comprising a PTC thermistor connected in series with the solenoid,
Switching temperature of thermistor is 90℃ or higher and 120℃
A solenoid overheat prevention device, characterized in that it is formed of the following material and is attached to the solenoid.
は全面的に熱結合させたことを特徴とする請求項1記載
のソレノイドの過熱防止装置。(2) The solenoid overheat prevention device according to claim 1, wherein the PTC thermistor is partially or completely thermally coupled to the solenoid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1167018A JPH0336919A (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Overheat preventer for solenoid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1167018A JPH0336919A (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Overheat preventer for solenoid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0336919A true JPH0336919A (en) | 1991-02-18 |
Family
ID=15841864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1167018A Pending JPH0336919A (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Overheat preventer for solenoid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0336919A (en) |
Cited By (1)
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