JPH0472529A - 温度検出器及び温度表示器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、形状記憶合金を使用した温度検出器及び温度
表示器に関するものである。

「従来の技術」 可動片と、この可動片に対し一定方向へ刀を付与する形
状記憶合金と、前記可動片に対し前記形状記憶合金の力
の逆方向へ力ヲ＋′ｒＪｇ−するバイアスばねとを備え
た温度検出器は公知である。

この公知の温度検出器は、周囲の温度か上昇して形状記
憶合金のマルテンサイト逆変態開始点く以下ｒＡｓ点」
という、ンに達すると形状記憶合金かマルテンサイト逆
変ｓを初めて発生力Ｔｔ徐々に増し、その発生力かバイ
アスばねの弾力以上になると可動片か形状記憶合金の発
生力の作用方向に動きはじめ、周囲の温度か形状記憶合
金の逆変態終了点（以下ｒＡｆ点」という、）に達する
と発生力か最大になり、可動片か最終点まて移動するの
で、この可動片の移動により温度か当該形状記憶合金の
Ａｆ点以上に達したことを検出することができる。

また、前述の状態から周囲の温度か下降しはしめ、形状
記憶合金のＭ（マルテンサイト）変態開始点（以下ｒＭ
ｓ点」という、ン以下になると、形状記憶合金かＭ変態
に始めて徐々に発生力を減し、その発生力かバイアスは
ねの弾力より小さくなると可動片は逆方向に移動しはし
め、周囲の温度か形状記憶合金のＭ変恩終ｒ１点（以下
ＩＭｆ、慨」という、）に達すると合金の発生力か最小
になり、可動片かもとの位置に復帰するので、この可動
片の移動により温度か当該合金のＭｆ点以下になったこ
とを検出することかできる。

所定空間の温度かある温度以上又は以下になったことを
表示（報知を含む）する温度表示器には、前記構造の温
度検出器を温度スイッチとして使用し、可動片か移動し
たときスイッチか開閉してランプ表示又は警報を発する
ものかある。

「発明か解決しようとする課題」 前述した従来の温度検出器は、これを表示ないし報知す
るとき、外部電源を常に供給しておく必要かあるので省
資源を実現てきないとともに、何等かの事由て外部電源
を使用てきないがあるいは使用できなくなったときに困
る欠点かあった。

本発明の目的は、設置空間の温度か一定以上又は以下に
なったことを表示ないし報知するときに、外部電源を必
要としない温度検出器及び温度表示器を提供することに
ある。

「課題を解決するための手段」 本発明に係る温度検出器は前述の目的を達成するため、
磁石とこの磁石の磁界の影Ｗを受ける導体とを組み合せ
、磁石と導体のいずれか−″Ａを可動体とした電磁誘導
機構と、マルテンサイト逆変態時に前記可動体へ一方向
に移動力を付与する形状記憶合金と、この形状記憶合金
のマルテンサイト変態時に前記可動体へ他方向に移動力
を＋を与するバイアスばね又は重りとを備えたことを特
徴としている。

電磁誘導機構において、導体はコイルであるのか好まし
く、磁石は他の部分の具体的構造によっては永久磁石の
ほかにｔＦｉｉ石を使用することかできる。

本発明に係る温度表示器は、前述の目的ご達成するため
、前記の本発明に係る温度検出器と、エレクトロクロミ
ック表示手段とを儒え、温度検出器における電磁誘導機
構をエレクトロクロミック表示手段に電源として接続し
たことを特徴としている。

温度検出器における電磁誘導機構とエレクトロクロミッ
ク表示手段とを接続する配線中には、逆電流防止手段を
設けることかできる。

エレクトロクロミック表示手段のエレクトロクロミック
材としては、ＷＯ：ｌ（非晶實の酸化タングステン）の
ほか、ＩｒＯ２、ビオロゲン、導電性高分子ポリチオフ
ェン、アントラキンその他の公知のエレクトロクロミッ
ク材料を使用てさる。

「作用」 本発明に係る温度検出器によれは、周囲の温度変化に伴
なう形状記憶合金の発生力の増減によって可動体か移動
する。この可動体の移動により周囲の温度か設定値以上
又は以下になったことを検出てきるとともに、可動体の
移動に伴ない電磁誘導機構の導体に起電力か生じ、周囲
の熱エネルキーは！気エネルキーに変！ｉｉ！される。

したかって、このｔ磁誘導機構を電源として使用して適
宜電気的表示ないし報知をするように構成すれば、外部
電源ご必要としないのて省資源か実現てきる。

本発明に係る温度表示器によれば、周囲の温度変化に伴
なう形状記憶合金の発生力の項漱によフて可動体か移動
すると、電磁誘導機構の導体に起電力か生しるので、こ
の電Ｆｉｉ誘導機構を電源とするエレクトロクロミック
表示手段に１Ｌｆ！ｔか流れて、エレクトロクロミック
材か還元によＯＲ色され、設置空間の温度か所足偵以上
又は以下になったことを表示することかてさる。

エレクトロクロミック材は記憶効果かあるので、可動体
か移動してその位置に留まっていて電流が流れなくなっ
ても、可動体が逆方向に移動して電圧印下か逆にならな
い限り着色された色のままに維持される。

例えば、酸化タンクステンの場合は、電解電流によって
電子と陽イオンか膜中に注入されて淡黄色ないし白色か
ら青色に変り、逆電圧により再度酸化してもとの色に戻
る。

「実施例」 以下図面を参照して１．を発明に係る温度検出器及び温
度表示器の好適な実施例を説明する。

第１図はその一例を示すｔＩｆｒ面図であり、枠ないし
ケース５内の絶縁性ベース５０内には、水平に固定され
た棒状のガイド１２へ可動に支持された磁石（この実施
例では可動体）１０と、この磁石１０の移動範囲を囲む
状態に配置されたコイル（導体）１１かうなる電磁誘導
ａｌｆｌか設けられており、前記コイル１１は合成樹脂
フィルム中に包まれた状態に構成されている。

磁石ｌＯは、ガイド１２へ一定間隔を置いて固定したス
トッパ１３と他のストッパ（図示しない）の間を任復移
動できるようになっている。

絶縁性ベース５０内には、当該ベースの一端から一部か
コイル１１内に突入する状態に、１１石１０へ高温時に
右方向の移動力を付与するコイル状の形状記憶合金２か
設けられており、他方の側には、同様な状態で磁石１０
へ形状記憶合金２の力の逆方向の移動力を付与するコイ
ルばねからなるバイアスはね３か設けられている。

この実施例では、温度上昇時に形状記憶合金２の発生力
をある温度までためて可動体である磁石１０を急速に動
かすように、急速作動機構６か設けられている。

この実施例の急速作動機構６は、絶縁性ベース５０の底
部の座ぐり部５２内に設けられたばね６１と、ストッパ
６２によって抜は止め状て上下可動に設けられ、かつ、
上部に磁石１０を形状記憶合金２の力の作用方向へ係止
する係止片６０とによって構成され、ばね６１は係止片
６０を上方へ付勢している。

第１図は常温の時の状態であり、形状記憶合金２はその
力かバイアスはね３の弾力よりも劣っていて縮んだ状態
になっている。

周囲の温度の上昇により当該温度か形状記憶合金２のＡ
ｓ点を超えると、形状記憶合金２はマルテンサイト逆変
態を始めて徐々に発生力を増すか、その発生力かバイア
スばね３の弾力よつ勝っても磁石１０は係止片６０に係
止されているため、この時点ては動かない。

周囲の温度かさらに上昇して形状記憶合金２のＡｆ点に
達するかＡｆ点近くに達すると、形状記憶合金２の発生
力はバイアスはね３の弾力と急速作動機構６のはね６１
の弾力との合成力を超え、磁石１０は係止片６０を押し
下げて急速に第１図の右方向に移動する。この可動体で
ある磁石１０の移動によつ１周囲の温度か形状記憶合金
２に設定された所定温度を超えたことを検出することか
できる。

また、高温の状態からｉｉ度か下降しはしめ、当該温度
か形状記憶合金２のＭｓ点以下になると、形状記憶合金
２はマルテンサイト変態を開始して次第にその発生力を
減し、この発生力と急速作動機構６のハネ６１の弾力と
の合成力かバイアスばね３の弾力以下になると、磁石１
０は図の左方向に移動して復帰するのて、この移動によ
り周囲の温度か所定温度以下になったことを検出するこ
とかできる。

前述のように、電磁誘導ａｌ！構ｌの磁石ｌＯか移動す
ると、その磁界かコイルｌｌ内を移動するため、電磁誘
導作用によりコイル１１には起電力か生じて図の右から
左へ電流か流れる。この電流を電気的な表示手段や報知
手段に利用すれば、外部電源を使用しないて前述のよう
に検出された温度を表示ない報知することかてきる。

この実施例においては、急速作！１７機構６により、前
述のように温度上昇に件なって磁石１０か徐々にてはく
急速に移動するので、コイル１１の巻き数を一定とすれ
ばそれに生する起電力はより大きくなる。

この実施例では、ケース５の底部にエレクトロクロミッ
ク表示手段４が設けられて３つ、コイル１１の両端か表
示手段４の所要の電極にそれぞれ接続されている。

この実施例のエレクトロクロミック表示手段４は、第１
図の下方から見るようになっておつ、例えば二酸化マン
ガンからなる対同電極４０と、それより下方の例えば酸
化タングステンの膜からなるエレクトロクロミック材４
２の間には、例えばプロピレンカーボネートと過塩素酸
リチュームからなる電解液４１か周囲のシール材４６に
よって液密に封し込められており、エレクトロクロミッ
ク材４２の表面側には透明電極４３か、ざらにその表面
側には透明ガラス４４かそれぞれ設けられており、ケー
ス５の窓５１（開いた窓又は透明カラス窓）からニレク
ロクロミック材４２の色の変化を見ることかてさるよう
に構成さｎている。

また、コイル１１の両１ｉ＠部はそれぞれ配！１！７に
よって一方は透明電極４３へ、他方は対向電極４０へそ
れぞれ接続されている。

透明ガラス４４には、第２図のように酸化タングステン
と同し色の所定の表示４５を印刷その他の手段て付して
おくか、あるいは、プラスチック等で成形した酸化タン
グステンと同色の図示しない表示物を、エレクトロクロ
ミック材４２及び電解液４１を貫く状態に埋め込んでお
くのか好ましい。

周囲の温度の上昇により前述のように磁石１０か右方向
に動くと、前述のように電磁誘導作用により発生するコ
イル１１の電流はエレクトロクロミック表示手段４に流
れる。対向電極４０及び電解液４１を通してエレクトロ
クロミック材４２である酸化タングステンに電解電流か
流れると、酸化タングステンは電子と陽イオンか膜中に
注入されて還元し、淡い黄色ないし白色から青色に着色
される。この１色現象によって第２Ｌ！！＋の表示４５
が浮き出る。

磁石１０か静止して電流か流れなくなっても、エレクト
ロクロミック材４２は記憶作用かあるのて着色された色
は変化しない。

周囲の温度か下降し、前述のように第１図において右側
に移動していた磁石１０か左方向に移動すると、コイル
１１には逆起電力か生して電流か逆になり、酸化タング
ステンに対する電極極性か反転することにより、酸化タ
ングステンは再度酸化してもとの色の戻る。

周囲の温度か設定値以上に上昇して再度常温に下降して
も、後刻温度か設定値以上になったことを確認できるよ
うにするためには、磁石１０かバイアスばね３の刀て第
１図の位置に復帰したときの逆電流の影響をエレクトロ
クロミック表示手段４に与えないように、いずれかの配
臘７中にタイオート等の逆電流防止手段７０を設ける。

この逆電流防止手段７０には、タイオートのほかにトラ
ンジスタやサイリスタその他の半導体、リレー回路等を
用いることかできる。

第３図は急速作動機構６の変形例を示すもので、カイト
１２には板状のはね６１の一端か固定され、このばね６
１には、磁石１０を形状記憶合金２の力の作用方向へ係
止する係止片６０か形成されている０図の１３．１４は
磁石１０の作動の範囲を規制するストッパである。この
例の急速作動機構６の作用は、第１図のものと同様であ
るのて説明を省略する。

第４図及び第５図は本発明の実施例を示すもので、電磁
誘導機構１の磁石１０を静止させ、鉄心に巻かれたコイ
ル１１（導体）を可動体としている。

第４図のように枠ないしケース５には、杯状のガイド１
２か軸方向へ可動に支持され、このカイ）１２には鍔１
５か固定されている。

ケース５の一方のｇｌをと鍔１５との間にはコイル状の
形状記憶合金２か設けられ、ケース５の他方の側壁と鍔
１５との間にはバイアスはね３か設けられて３つ、形状
記憶合金２かマルテンサイト変態の状態にあるときカイ
ト１２は図示の状態にある。

ケース５の底部の孔５３には、はね６１．６１と、スト
ッパ６２によって抜は止め状に支持された係止片６０か
うなる急速作動機構６か設けられている、この例の急速
作動機構６は、孔５３の下部に形成されたカップ状の収
容部６４．６４に下方からねし６３．６３かそれぞれ貫
通しており、ねし６３．６３を締めたり緩めたりするこ
とにより、それぞれのばね６１，６１の係止片６０への
弾力を調節てきるように構成している。この係止片６０
は、鍔１５を介して第５図の可動体である回転目在なコ
イル１１を形状記憶合金２の発生力の作用方向へ間接的
に係止している。

ガイド１２の一端部にはストッパ１３か設けられ、ガイ
ド１２の他端部は所定範囲かラック部１６に形成され、
このラック部１６は第５図の回転目在なコイル１１の鉄
心の回転軸１７に固定したビニオン１８（第４図）と噛
み合っている。

コイル１１の鉄心の周面ば、それぞれブラシ７１．７１
を介して配線７．７によりエレクトロクロミック表示手
段４の対向電極４０と透明電極４３に接続されている。

この実施例のその他の構成は第１図及び第２図の実施例
の場合と同様である。

周囲の温度か上昇して形状記憶合金２の発生力か増し、
発生力かバイアスばね３及び係止片６０に対するはね６
１．６１の力を超えると、形状記憶合金２か急速に伸び
てストッパ１３かケース５の側壁に当るまてガイド１２
か右方向へ急速に移動し、この直線運動かラック部１６
及びどニオン１８によって回転運動に変換され、回転Ｔ
ｏ１７を介してコイル１１か巻かれている鉄心を一足方
向へ回転させ、この回転に伴なう電磁誘導により。

エレクトロクロミック表示手段４に電流か流れ、前述の
実施例と同様な作用て温度表示か村なねれる。

磁石１０には、例えば、ｆ＠６図のようにコイル１９を
巻いた電磁石を使用することかでさる。

第４図のように、電磁誘導機構ｌを形状記憶合金２やバ
イアスばね３より別の位置に設置し、ガイド１２を介し
てそれらの力を電磁誘導機構ｌの可動体に付与するよう
に構成すれば、！１図のようにコイルｌｌ内に磁石１０
を設置した場合、同図のコイル１１を可動体として勅か
丁ことにより電磁誘導機構を生しさせることかできる。

形状記憶合金２とバイアスばね３の力は、第１図のよう
に直接可動体に及ぶような構造のほか、第４図のような
ラック及びピニオンやその他の伝動手段を介して間接的
に可動体に及ぶように構成することかできる。この場合
には、増速できる伝動手段を使用してもよい。

形状記憶合金２は前述のようにコイル状のものに代えて
２板状その他の形状のものを使用することかでさるし、
バイアスはね３は、図示しない滑車とローブを組み合せ
て当該ロープの元端に図示しない重りを吊り下げ、この
重りを形状記憶台金２の発生力の逆方向へ作用させるよ
うに構成しても実施することかてきる。

また、形状記憶合金２及びバイアスばね３には、それら
の力か引っ張つ方向に作用する形式のものを使用するこ
とかてきる。

さらに、本発明の＠度検出器を使用して温度表示器を構
成する場合、表示手段を＠度検出器から離れた場所に設
置しても差し叉えない。

なお、本発明に係る温度検出器及び温度表示器は前述の
実施例にのみ限定されるものではなく、特許請求の範囲
に記載された範囲内において、適宜他の要素を付加した
り変更したりして実施する場合を含むものである。

「発明の効果」 本発明に係る温度検出器によれば、その作動によって起
電力を生しるので、ランプその他の表示手段や報知手段
を並設する場合に、外部電源を必要とせす省資源を実現
することかてきるほか、外部電源を使用てきないときて
も表示手段を作動させることかてきる。

また１本発明に係る温度表示器によれば、温度検出器の
電磁誘導機構を電源としているので、エレクトロクロミ
ック表示手段の作動に外部電源を要せず、省資源を実現
することかできるとともに、外部電源が使用てきないと
きても作動する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る温度検出器及び温度表示器の一例
を示す断面図、第２図は第１１２！ｌの実施例における
エレクトロクロミック表示手段の表示部の状態を示す斜
視図、第３図は急速作動機構の変形例を示す部分断面図
、第４図は本発明の他の実施例を示す断面図、第５図は
第４図の実施例における電磁誘導機構とエレクトロクロ
ミック表示手段との関係を示す部分正面図、第６図は電
磁誘導機構の他の例を示す部分正面図である。 主要図中符号の説明 １は電磁誘導機構、１０は磁石、１１はコイル（導体）
てそのいずれがか可動体、１２はカイト１５は鍔、２は
形状記憶合金、３はバイアスばね、４はエレクトロクロ
ミック表示手段、４０は対向電極、４１は電解液、４２
はエレクトロクロミック材、４３は透明電極、４４は透
明カラス、５はケース、５０は絶縁性ベース、６は急速
作動機構、６０は係止片、６１はばね、７は配線、７０
は逆流防止手段である。 特許出願人代理人　弁理士　河　野　茂　大同　　　　
　　　　弁理士　鎌　１）久　実弟４図 第５図 第６図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、磁石とこの磁石の磁界の影響を受ける導体とを
   組み合せ、磁石と導体のいずれか一方を可動体とした電
   磁誘導機構と、マルテンサイト逆変態時に前記可動体へ
   一方向に移動力を付与する形状記憶合金と、この形状記
   憶合金のマルテンサイト変態時に前記可動体へ他方向に
   移動力を付与するバイアスばね又は重りとを備えたこと
   を特徴とする温度検出器。
2. （２）、導体がコイルであり、磁石がこのコイルの中に
   位置する請求項１に記載の温度検出器。
3. （３）、導体が磁石の磁界中で回転する構造である、請
   求項１に記載の温度検出器。
4. （４）、請求項１〜３のいずれかの一に記載された温度
   検出器と、エレクトロクロミック表示手段とを備え、温
   度検出器における電磁誘導機構を前記エレクトロクロミ
   ック表示手段に電源として接続したことを特徴とする温
   度表示器。
5. （５）、温度検出器における電磁誘導機構とエレクトロ
   クロミック表示手段とを接続する配線中に逆電流防止手
   段が設けられている、請求項４に記載の温度表示器。