JPH07176248A - サーモスタット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バイメタル板により所定の温度を感知し、温
度制御回路に流れる電流を断続するサーモスタットに関
するもので、蒸気や水滴の多い雰囲気で使用できる防水
機能を備え、且つ温度ヒュ−ズを内蔵することのできる
小型のサーモスタットを提供することを目的とする。 【構成】 ベース２９の裏表面にバイメタル板３１とス
イッチ部４０が配置され、ベース２９全体はケース２１
内に収納されていて、ケース２１の開口部２１ａは封止
剤３３で封鎖されている。スイッチ部４０の第二端子２
５には温度ヒューズ接続部２５ａ，２５ｂが設けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はバイメタルにより所定の
温度を感知し、温度制御回路に流れる電流を断続するサ
ーモスタットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電熱機器等の温度感知用スイッチの一つ
として、所定の温度以上になると反転動作するバイメタ
ル板を内蔵し、バイメタル板の変位と反転力によって接
点を開閉するバイメタルサーモスタットがある。そして
この種のサーモスタットの具体例として米国特許３４１
６１１５号に開示された構成が知られている。

【０００３】以下図面を参照しながら上述のサーモスタ
ットの構成について説明する。図５は、従来のサーモス
タットの断面を示す。従来のサーモスタットは、図５の
様にケース１内にバイメタル板１１と固定接点６、可動
接点８、板バネ７およびピン１０が内蔵されたものであ
る。

【０００４】すなわち全体を収納するケース１は非導電
性であり、開口部１ａを有する。そして開口部１ａには
キャップ１２が取り付けられている。キャップ１２は、
熱伝導性のよいアルミニウムで成型されており、バイメ
タル板１１とガイドディスク９が脱落しないようにケー
スにしっかりとカシメられている。

【０００５】ケース１の外部には、二つの端子２、３が
突出している。一方ケース１の内部では、導電部材４が
カシメと半田付けによって端子２に連結されている。同
じく端子Ｂ３には導電部材５がカシメと半田付けによっ
て連結されている。

【０００６】そして導電部材５には固定接点６がスポッ
ト溶接されている。板バネ７は、一端が導電部材４に固
定されて片持はりを成す。板バネ７の自由端には、前記
した固定接点６と対向する位置に、可動接点８がスポッ
ト溶接によって固定されている。板バネ７の中央付近に
は小突起７ａが設けられている。

【０００７】９はガイドディスクでケース１の開口部を
覆い、中央に貫通孔９ａを有している。ガイドディスク
９にはケース１の開口部に支持される段差部９ｂとバイ
メタル板１１を支持する段差部９ｃが設けられている。

【０００８】ピン１０はセラミックで作られており、ガ
イドディスク９の貫通孔９ａに挿入され、板バネ７の小
突起７ａと接触する。

【０００９】バイメタル板１１は、設定温度に達すると
反転動作する様に球面状に成形されており、ガイドディ
スク９の段差部９ｃに支持されている。そしてバイメタ
ル１１と板バネ７によって、前記したピン１０を挟んだ
状態となっている。

【００１０】以上の様に構成されたサーモスタットにつ
いて、図５を参照しつつその動作を説明する。

【００１１】上記したサーモスタットは、温度制御の対
象となる雰囲気に取付けられ、端子２、端子３を介して
図示しない温度制御回路に接続される。制御対象の雰囲
気温度はキャップ１２を通してバイメタル板１１に伝達
される。

【００１２】雰囲気温度が上昇して、バイメタル板１１
が設定温度に達すると、バイメタル板１１は反転し、バ
イメタル板１１の中央部付近がピン１０を板バネ７の方
向へ押す。バイメタル板１１によって押されたピン１０
は、板バネ７をケース１の底面側へ押すので、可動接点
８が固定接点６から離れ、温度制御回路に流れる電流は
遮断される。

【００１３】逆にバイメタル板１１の温度が設定温度以
下になると、バイメタル板１１は反転動作で元の形状に
復帰する。同時にバイメタル板１１に押されていたセラ
ミックピン１０は板バネ７のバネ力でバイメタル板１１
側へ押し戻される。

【００１４】この時、可動接点８が固定接点６と接触
し、温度制御回路に再び電流が流れる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成のサーモスタットは、蒸気や水滴のある雰囲気
で使用すると部品間の隙間から、蒸気や水滴が侵入し、
金属部品間の絶縁抵抗を低下させる問題がある。

【００１６】そこで従来技術では、蒸気雰囲気中等で使
用する場合には、図６に示すようにサーモスタット全体
をビニールチューブ内に入れて使用していた。

【００１７】その結果、従来技術ではサーモスタットの
厚さが大きくなり、省スペース化が図れないと言う問題
点があった。

【００１８】加えて従来技術では、端子２、端子３にリ
ード線を接続した後、サーモスタットを袋状のビニルチ
ューブ１３に収納し、高周波用着によりビニルチューブ
の開口部を溶着し密閉するという作業が必要であった。

【００１９】また、最近では安全性向上のためサ−モス
タットと直列に温度ヒュ−ズを接続して配置する傾向に
あり、サーモスタットおよびその周辺機器がさらに大き
くなり、省スペース化は以前に増して困難であった。

【００２０】またヒュ−ズを取り付ける際の作業性が悪
いという問題も有していた。本発明は上記課題を解決す
るために、防水機構を有し省スペースで、且つ温度ヒュ
−ズを内蔵できるバイメタル形サーモスタットを提供す
るものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】そして上記した目的を達
成するための本発明は、設定温度以上になると反転動作
するバイメタルと、前記バイメタルの変位によって開閉
される接点を有し、前記バイメタルと接点はベース部に
取り付けられ、さらにベース部は、開口部を有するケー
ス内に収納されており、該ケースの開口部は封止剤によ
って封鎖されて成ることを特徴とするサーモスタットで
ある。

【００２２】また同様の目的を達成するためのもう一つ
の発明は、所定の曲率を有して球面状に成形され設定温
度以上になると反転動作するバイメタル板と、開閉され
る接点を有するスイッチ部と、前記バイメタル板の変位
を前記スイッチ部に伝達するピンと、一方の面に第一室
を備え他方の面に第二室を有すると共に両室の間に連通
孔が設けられたベース部と、開口部を有するケースから
成り、前記バイメタル板とスイッチ部は、それぞれ前記
べース部の第一室と第二室に固定されていると共に前記
ピンは前記べース部の貫通孔内に収納され、さらにベー
ス部はケース内に収納され、該ケースの開口部は封止剤
によって封鎖されて成ることを特徴とするサーモスタッ
トである。

【００２３】さらに上記した目的を達成するための発明
は、設定温度以上になると反転動作するバイメタルを備
え、該バイメタルによって接点が開閉されるスイッチ部
と、外部接続部を有し、前記接点の少なくとも一方から
は並列に２以上のヒューズ接続部が延出され、該ヒュー
ズ接続部の少なくとも一つにはスイッチ部の接点との間
に切断可能部が設けられていると共に、当該ヒューズ接
続部は前記外部接続部に連続し、ヒューズ接続部にヒュ
ーズの両端を接続して切断可能部を断列することにより
接点とヒューズと外部接続部が直列に接続されることを
特徴とするサーモスタットである。

【００２４】

【作用】本発明のサーモスタットは、バイメタルと接点
がベースに取り付けられており、一つのケース内に収納
されているので、外形が小さく、場所を取らない。また
さらにベースは、ケース内に収納されており、且つケー
スの開口部は、封止剤で封鎖されているのでケ−ス内部
への蒸気や水滴の侵入はない。

【００２５】また本発明のサーモスタットでは、雰囲気
温度が一定以上になり、ベースの第一部屋に固定された
バイメタル板が反転すると、ベースの貫通孔内に挿入さ
れたピンが移動し、バイメタル板の変移がベースの第一
部屋に固定されたスイッチ部に伝えられ、スイッチの接
点が開閉される。

【００２６】本発明のサーモスタットは、これらの動作
をする一連の部材がベースの裏表面に取り付けられてい
るので、全体の形状が小さく場所をとらない。

【００２７】またさらにベース部はケース内に収納され
ており、且つケースの開口部を封止剤で封鎖しているの
でケ−ス内部への蒸気や水滴の侵入はない。

【００２８】さらに本発明のサーモスタットは、接点の
少なくとも一方からは並列に２以上のヒューズ接続部が
延出されている。そしてヒューズ接続部の一つは、外部
接続部に連続する。そのため本発明のサーモスタット
は、そのままの状態で通常のサーモスタットとして使用
できる。

【００２９】そして本発明のサーモスタットでヒューズ
を併用する場合は、ヒューズ接続部間にヒューズを接続
し、切断可能部を切り離す。するとヒューズ接続部と外
部接続部の直接的な接続は断列され、代わって端子と外
部接続部とはヒューズを間に介して接続される事とな
る。

【００３０】従って本発明のサーモスタットでは、外部
にヒューズを取り付ける必要がなく、場所を取らない。

【００３１】また、温度ヒュ−ズを内蔵することでバイ
メタルサ−モスタットと別に温度ヒュ−ズを配置する必
要はなく作業性が向上する。

【００３２】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００３３】図１は本発明の一実施例におけるサーモス
タットを示す正面図で、図２は図１のＡ−Ａ線での断面
図、図３は図１のＢ−Ｂ線での断面図である。

【００３４】図１、図２、図３において、２０は本実施
例のサーモスタットを示す。本実施例のサーモスタット
２０は、ケース内２１にベース２９、バイメタル板３
１、ピン３０、スイッチ部４０等が内蔵されたものであ
る。

【００３５】ケース２１内に内蔵される部材から説明す
ると、ベ−ス２９は電気絶縁性の高い樹脂によって作ら
れたものであり、高さの低い４角柱状をしている。そし
てベ−ス２９は、中央に貫通孔２９ａを有している。ベ
−ス２９には裏表面に第一室２９ｂと第二室２９ｃが構
成されている。第一室２９ｂは、図２の上側に相当し、
円形に窪んだ形状をしている。同じく第二室２９ｃも窪
んだ形状をしている。そして第二室２９ｃの端部には端
子取り付け用の溝２９ｄが設けられている。

【００３６】そしてベース２９の第一室２９ｂには、バ
イメタル板３１が装着されている。バイメタル板３１
は、所定の曲率で球面状に成形されたものであり、設定
温度以上になると、球面が反転するものである。バイメ
タル板３１は、凹面をベース２９側に向けて配置されて
おり、通常時はベース２９とバイメタル板３１の中央同
志は相当の距離をおいて離れている。これに対して温度
が上昇すると、バイメタル板３１が反転し、バイメタル
板３１の中央はベース２９に近接する。

【００３７】一方ベース２９の第二室２９ｃには、第一
端子２４、第２端子２５および板バネ２７によって構成
されるスイッチ部４０が収納されている。

【００３８】第一端子２４および第二端子２５は、いず
れも燐製銅等の導電性に優れた薄板によって作られたも
のである。

【００３９】第一端子２４および第二端子２５は、いず
れも第二室２９ｃの境界面に密着して取り付けられてい
る。そして第一端子２４および第二端子２５の一部は外
れないようにベース２９の溝と嵌合している。

【００４０】また第一端子２４の一部は、細いリード部
２４ａとなってベース２９の一方の面からベース２９の
外に向かって突出している。そしてリード部の先端は、
再び面積が大きくなっており、リード線２２がスポット
溶接され、当該部分で外部接続部が構成されている。

【００４１】一方第二端子２５は、前記した第一端子２
４とは異なり、リード部２４ａの突出方向と９０°の方
向に幅広く突出している。そして突出部分の中央には切
り欠き部２５ｄが設けられており、両端に残った部分に
よって温度ヒュ−ズ接続部２５ａ，２５ｂが構成されて
おり、当該部分で外部接続部が構成されている。

【００４２】そして一方の温度ヒュ−ズ接続部２５ｂの
一部にはリード線２３がスポット溶接されている。

【００４３】また前記した温度ヒュ−ズ接続部２５ｂの
ベース部２９よりの部分、電気的に説明すると、後記す
る固定接点２６と温度ヒュ−ズ接続部２５ｂの間には、
一部だけ断面積が狭い部分が作られている。そして当該
部分は、切断可能部２５ｃとして機能する。

【００４４】第一端子２４と第二端子２５のベース２９
内に位置する部分の構造を説明すると、第一端子２４に
は固定接点２６がスポット溶接されている。また一方第
二端子２５には板バネ２７の一端が固定されており、板
バネ２７は片持はりを成し、板バネ２７の自由端には固
定接点２６と対抗する位置で可動接点２８がスポット溶
接によって固定されている。板バネ２７の中央付近には
小突起２７ａが設けられている。

【００４５】３０はセラミック製のピンでベ−ス２９の
貫通孔２９ａに挿入され、板バネ２７に接触する。従っ
てバイメタル板３１と板バネ２７がピン３０を挟んだ構
造となっている。

【００４６】３２はキャップでアルミニウム等の熱伝導
性のよい金属板で成形されており、バイメタル板３１と
ベ−ス２９の第一室２９ｂを覆っている。

【００４７】本実施例のサーモスタットは、上記した構
成部品が、ケース内２１に配置されたものである。ここ
でケース２１は樹脂等の非導電性素材で作れたものであ
り、４角状をしていて一面に開口部２１ａを有する。そ
してベース２９等は、ケース２１内に挿入され、ケース
２１の開口部２１ａは、封止剤３３で封鎖されている。

【００４８】封止剤３３は、当該部分に充填して開口部
２１ａを封鎖し、ケース内に水が侵入することを阻止で
きれば素材には、特に限定はない。しかし開口部２１ａ
に注入して封鎖する際の作業性や、絶縁性から、接着剤
を封止剤として利用することが望ましい。

【００４９】封止剤３３として利用するのに好ましい接
着剤には、例えば、酢酸ビニル樹脂系接着剤、塩化ビニ
ル樹脂系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着
剤、ブタジエン系接着剤、ニトリルゴム系接着剤、エポ
キシ系接着剤、シリコン樹脂系接着剤、フェノール系接
着剤がある。

【００５０】封止剤３３は、第一端子２４および第二端
子２５のリード線２２，２３接続部分を埋設しており、
ケース２１からはリード線２２，２３が延出されいる。

【００５１】以上の様に構成されたサーモスタットにつ
いて、図１、図２、図３を用いてその動作を説明する。

【００５２】温度制御の対象となる雰囲気に取り付けら
れた本発明の一実施例のサーモスタット２０はリード線
２２、２３を介して温度制御回路に接続される。雰囲気
温度が設定温度以上になるとケース２１からキャップ３
２を通じてバイメタル板３１に温度が伝達される。

【００５３】バイメタル板３１は設定温度以上になると
反転動作し、バイメタル板３１の中央部付近でピン３０
を板バネ２７の方向へ押す。すると板バネ２７はピン３
０によって小突起２７ａを押され可動接点２８が固定接
点２６から離れ温度制御回路に流れる電流は遮断され
る。

【００５４】バイメタル板３１の温度が設定温度以下に
なると、バイメタル板３１は反転動作で元の形状に復帰
する。同時にバイメタル板３１に押さえられていたピン
３０は動きが自由になり、板バネ２７のバネ力でバイメ
タル板３１の方向へ押し戻される。この時、可動接点２
８と固定接点２６が接触し、温度制御回路に再び電流が
流れる。

【００５５】また、本実施例のサーモスタット２０が蒸
気、水滴の多い雰囲気に置かれても、ケース２１の開口
部２１ａは封止剤３３で封鎖されおり、ベース２９への
蒸気や水滴の侵入は無い。

【００５６】以上のように、本実施例のサーモスタット
２０は、バイメタル板３１を直接収納する第一室２９ｂ
とスイッチ部４０を収納する第二室２９ｃをただ一つの
ベース２９の裏表面に構成し、ベース２９の貫通孔２９
ａに、バイメタル板３１の変位をスイッチ部４０に伝達
するピン３０を収納した。そしてバイメタル板３１とス
イッチ部４０が一体となったベース２９をケ−ス２１内
に収納し、この開口部２１ａを封止剤３３によって封鎖
した。そのため、本実施例のサーモスタット２０は、蒸
気や、水滴に対してビニルチューブで密閉する必要がな
くなり省スペース化が図れる。

【００５７】次に上記した構成のサーモスタット２０に
温度ヒュ−ズ４１を内蔵させる場合の実施例について図
４を用いて説明する。

【００５８】図４において４１は温度ヒュ−ズありで所
定の温度以上になると溶断し電気は導通しなくなるもの
である。

【００５９】他の部品は名称、機能ともに前述の実施例
と全く同一であるので、同一の番号を付すことによって
詳細な説明は省略する。

【００６０】サーモスタット２０に温度ヒュ−ズ４１を
内蔵させる場合は、温度ヒュ−ズ４１は第二端子２５の
ヒューズ接続部２５ａ，２５ｂにスポット溶接される。
そしてその後、第二端子２５とベース２９間の切断可能
部２５ｃを切断する。その結果ベース２９内の固定接点
２６と第二端子２５との直接的な接続は断列され、代わ
っての固定接点２６と温度ヒュ−ズ４１および第二端子
２５は直列接続される。

【００６１】従って何等かの不具合で固定接点２６と可
動接点２８が開閉せず、温度ヒュ−ズ４１の雰囲気温度
が上昇し、その温度が所定の温度以上になると温度ヒュ
−ズ４１は溶断し電流が遮断される。

【００６２】以上の様に、本実施例ではスイッチ部４０
の１つの端子に温度ヒューズ接続部２５ａ，２５ｂが設
けられ、該温度ヒューズ接続部２５ａ，２５ｂに温度ヒ
ュ−ズを接続した後、前記第二端子２５の所定の場所に
設けられた切断可能部２５ｃを切断することで温度ヒュ
−ズ４１とスイッチ部４０が直列接続となるように構成
することにより、温度ヒュ−ズ４１を内蔵することがで
き、サ−モスタット２０と別に温度ヒュ−ズ４１を配置
する必要はなく作業性が向上する。

【００６３】

【発明の効果】以上のように本発明のサーモスタットで
は、バイメタルと接点が設けられたベース部が、開口部
を有するケース内に収納され、ケースの開口部は封止剤
によって封鎖されているので、内部に水滴等が侵入しな
い。そして本発明のサーモスタットはビニールチューブ
等を必要としないので、従来技術に比べて設置場所を取
らない効果がある。

【００６４】また本発明のサーモスタットでは、ベース
に第一室と、第二室を設け、両者にそれぞれバイメタル
板とスイッチ部を配置し、さらに第一室と、第二室の間
にバイメタル板の変位を前記スイッチ部に伝達するピン
を配した。そして本発明のサーモスタットは、この構成
の全体をケース内に収納し、ケースの開口部を封止剤に
よって封鎖したので、全体形状が小さい効果がある。

【００６５】さらに本発明のサーミスタは、スイッチ部
の端子の一方に温度ヒュ−ズを並列に接続する接続部を
設け、この接続部に温度ヒュ−ズを接続した後に端子の
所定の切断可能部を切断することにより、温度ヒュ−ズ
とスイッチ部が直列接続となる。そのため本発明のサー
ミスタは、簡単に温度ヒュ−ズを内蔵することができバ
イメタルサ−モスタットと別に温度ヒュ−ズを配置する
必要はなく設置場所を取らない効果がある。加えて本発
明のサーミスタは、温度ヒュ−ズ取り付けの作業性が向
上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるサーモスタットの正
面図

【図２】図１のＡ−Ａ線での断面図

【図３】図１のＢ−Ｂ線での断面図

【図４】温度ヒュ−ズを内蔵した本発明の一実施例にお
けるサ−モスタットの断面図

【図５】従来技術のサーモスタットの断面図

【図６】ビニールチューブで密封した従来技術のサーモ
スタットの断面図

【符号の説明】

２１ ケース ２１ａ 開口部 ２４ 第一端子 ２５ 第二端子 ２５ａ，２５ｂ 温度ヒュ−ズ接続部 ２５ｃ 切断可能部 ２９ ベ−ス ２９ａ 貫通孔 ２９ｂ 第一室 ２９ｃ 第二室 ３０ ピン ３１ バイメタル板 ３３ 封止剤 ４０ スイッチ部 ４１ 温度ヒュ−ズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設定温度以上になると反転動作するバイ
   メタルと、前記バイメタルの変位によって開閉される接
   点を有し、前記バイメタルと接点はベース部に取り付け
   られ、さらにベース部は、開口部を有するケース内に収
   納されており、該ケースの開口部は封止剤によって封鎖
   されて成ることを特徴とするサーモスタット。
2. 【請求項２】 所定の曲率を有して球面状に成形され設
   定温度以上になると反転動作するバイメタル板と、開閉
   される接点を有するスイッチ部と、前記バイメタル板の
   変位を前記スイッチ部に伝達するピンと、一方の面に第
   １室を備え他方の面に第二室を有すると共に両室の間に
   連通孔が設けられたベース部と、開口部を有するケース
   から成り、前記バイメタル板とスイッチ部は、それぞれ
   前記べース部の第一室と第二室に固定されていると共に
   前記ピンは前記べース部の貫通孔内に収納され、さらに
   ベース部はケース内に収納され、該ケースの開口部は封
   止剤によって封鎖されて成ることを特徴とするサーモス
   タット。
3. 【請求項３】 設定温度以上になると反転動作するバイ
   メタルを備え、該バイメタルによって接点が開閉される
   スイッチ部と、外部接続部を有し、前記接点の少なくと
   も一方からは並列に２以上のヒューズ接続部が延出さ
   れ、該ヒューズ接続部の少なくとも一つにはスイッチ部
   の接点との間に切断可能部が設けられていると共に、当
   該ヒューズ接続部は前記外部接続部に連続し、ヒューズ
   接続部にヒューズの両端を接続して切断可能部を断列す
   ることにより接点とヒューズと外部接続部が直列に接続
   されることを特徴とするサーモスタット。