JPH10246677A - 過熱検知用温度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱交換器の広い範囲に亘り過熱状態を速やかに
検出することができる過熱検知用温度センサを提供す
る。 【解決手段】基板上４に面状クリーム半田５と電極パタ
ーン６とを交互に複数個直列に接続配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は過熱検知用温度セン
サに関わり、特に、給湯器の異常過熱を検知して燃焼装
置を停止させるために好適な過熱検知用温度センサに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、給湯器では故障により異常過熱が
生じることを防止するために、熱交換器近傍の過熱状態
を検出し、異常過熱があると給湯器へのガスの供給を停
止する安全装置として過熱検知用温度センサが設けられ
ている。このような過熱検知用温度センサが用いられた
給湯器の従来の例を図７に示す。図７はケーシング１お
よび背面パネル３を透視して示している。図７に示すケ
ーシング１内には熱交換器２および制御部８が収納され
ている。

【０００３】熱交換器２はガスを燃焼させて水管２ａを
流れる水を加熱する。制御部８は熱交換器２に供給する
ガス量等を制御する。

【０００４】ケーシング１の背面内部には熱交換器２か
らの熱を遮蔽する背面パネル３が取付けられている。背
面パネル３にはリード線７で直列に接続された温度ヒュ
ーズ９、９…が取付けられている。いずれかの温度ヒュ
ーズ９が過熱され溶断するとリード線７、７間の導通が
遮断され、制御部８がそれを検出することにより熱交換
器２へのガス供給が停止されるようになっている。

【０００５】給湯器の熱交換器が故障すると局部的に過
熱することがあり、上記の安全装置において、熱交換器
の温度ヒューズから離れた部分が異常過熱した場合温度
ヒューズでの検知が遅れるという問題があった。また、
温度ヒューズ同士をリード線で接続しているために、線
が乱雑となって組み立て難いという問題があった。

【０００６】さらに、温度ヒューズの感熱状態を一定と
するために背面パネル３と温度ヒューズ９との距離を一
定としなければならず、温度ヒューズ９の取付けに一層
手間がかかった。例えば、特開平４−９３５５５号公報
に熱交換器への温度ヒューズ９の取付け方法が提案され
ているが、この方法によっても温度ヒューズ９の取付け
は容易ではない。そして、温度ヒューズ９が切れた後の
温度ヒューズの取替えも面倒であった。

【０００７】図８に過熱検知用温度センサとしてヒュー
ズワイヤが用いられた給湯器の従来の例を示す。図７に
示したものと同様の給湯器の熱交換器２にヒューズワイ
ヤー１０が巻き付けられている。ヒューズワイヤー１０
の一か所でも過熱され溶断すると導通が遮断され、制御
部８がそれを検出することにより熱交換器２へのガス供
給が停止されるようになっている。

【０００８】このようにヒューズワイヤー１０を用いる
場合もヒューズワイヤー１０から離れた部分が異常過熱
した場合ヒューズワイヤー１０での検知が遅れるという
問題があった。ヒューズワイヤー１０を熱交換器２に稠
密に巻き付けるとそのような問題は解決されるが、ヒュ
ーズワイヤー１０の取付けに非常に手間がかかるように
なる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した点に
鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、製造および組み立てが簡単であり、しかも、広い範
囲に亘り過熱状態を迅速に検出することができる給湯器
の熱交換器等に好適な過熱検知用温度センサを提供する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の過熱検知用温度
センサは、耐熱性樹脂材の基板上に設けた少なくとも２
つ以上の電極の間に所定の温度で溶けるクリーム半田を
面状に形成し、電極間を電気的に導通させたものであ
る。

【００１１】また、前記過熱検知用温度センサにおい
て、前記基板を可撓性の樹脂材料で構成したものであ
る。

【００１２】また、前記各過熱検知用温度センサにおい
て、少なくともクリーム半田の部分を耐熱性の保護テー
プで覆ったものである。

【００１３】さらに、前記各過熱検知用温度センサにお
いて、クリーム半田を厚膜印刷法により面状に形成した
ものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例である過熱
検知用温度センサを図面を参照して説明する。図１は本
発明の実施例である過熱検知用温度センサ１２を示す平
面図である。図２は同過熱検知用温度センサを示す側面
図である。なお、図１では図２に示す保護テープ１１を
除いて示している。

【００１５】図に示す基板４として溶融した半田がのら
ない樹脂材料のフイルムが用いられる。一般的な材料と
しては、ＰＥＴ、ポリイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサ
ルホン、ＰＥＥＫ（ポリエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポ
リフェニレンサルファイト）があるが、耐熱性のあるエ
ンジニアリングプラスチック（不良導体）あればよい
が、可撓性のものが好ましい。

【００１６】基板４には銅、ニッケルまたは銀を成分と
する電極パターン６、６…が千鳥状に配列されている。
これらの電極パターン６、６…を連結して直列回路を形
成するようにクリーム半田５、５…が基板４に印刷され
ている。電極パターン６、６の端はリード線７、７に接
続されている。このような電極パターン６、６…および
クリーム半田５、５…の上には保護テープ１１が両面テ
ープにより貼着されて過熱検知用温度センサが構成され
ている。

【００１７】保護テープ１１は支持体と接着剤とにより
構成されている。支持体は不織布またはポリエステル等
を用いることができる。接着剤はフイルム接着剤であっ
て、耐熱グレードがＦ種相当以上のものが好ましい。

【００１８】リード線の接続されていない電極を多数設
けたため、クリーム半田を安定して印刷できる。電極の
ない広い範囲にクリーム半田を印刷すると、局部的に厚
い部分や薄い部分ができやすい。クリーム半田の厚さの
バラツキは検出温度のバラツキを生じるが、上記の構成
によりクリーム半田の厚さが一定となり、検出温度も一
定となる。

【００１９】図３に電極パターンおよびクリーム半田の
形成される形状の変形例を示す。図３（ａ）に示すもの
は、電極パターン６、６、…を一列に配置し、電極パタ
ーン６、６、…上および電極パターン６、６、…の間を
直線上にクリーム半田を形成している。

【００２０】図３（ｂ）に示すものは、電極パターン
６、６、…をＵ字型に配置し、電極パターン６、６、…
上および電極パターン６、６、…の間をＵ字型にクリー
ム半田を形成している。図３（ｃ）に示すものは、電極
パターン６、６、…を一列に配置し、電極パターン６、
６、…の間にクリーム半田５を形成している。

【００２１】図３（ｄ）に示すものは、幅広の電極パタ
ーン６、６、…を一列に配置し、電極パターン６、６、
…上および電極パターン６、６、…の間にクリーム半田
５を長方形状に形成している。

【００２２】このような過熱検知用温度センサの製造方
法の例を説明すると、ＰＥＴフイルムの基板４上にプリ
ント印刷後エッチングすることにより電極パターン６、
６…を形成し、その後、１００〜２００℃の融点を有す
る低融点合金アトマイズ粉を含んだクリーム半田をマス
ク印刷する。印刷後、硬化処理、リード線取付け加工を
行って過熱検知用温度センサが製造される。

【００２３】図６にこのようにして作られた過熱検知用
温度センサの抵抗温度特性を示す。この過熱検知用温度
センサは約１８６℃でクリーム半田が溶融して抵抗が急
激に増大していることが分かる。クリーム半田の材料と
して６３％Ｓｎ−Ｐｂ共晶半田を用いたが、Ｓｎ−Ｂｉ
−Ｐｂ等、１００〜２００℃の融点のクリーム半田であ
ればよい。

【００２４】クリーム半田が溶融しても保護テープ１１
で捕らえられ溶落等の不具合は生じない。クリーム半田
は溶融して流動性となり基板から離れやすくなり、基板
から落下すると、下にある制御盤の内部に入込み、異常
作動の原因となることが考えられる。しかしながら、過
熱検知用温度センサーの下方に制御盤等がなく、溶融し
たクリーム半田が落下しても問題がない場合は保護テー
プ１１を省いてもよい。

【００２５】図４に実施例の過熱検知用温度センサ１２
が給湯器に用いられた例を示す。図３において、ケーシ
ング１を透視して示している。図に示すケーシング１内
には熱交換器２および制御部８が収納されている。な
お、ケーシング１の前面の蓋は図示していない。熱交換
器２はガスを燃焼させて水管２ａを流れる水を加熱す
る。制御部８は熱交換器２に供給するガス量等を制御す
る。

【００２６】熱交換器２の周囲には感熱板１３が配置さ
れており、感熱板１３に図１および図２で説明した過熱
検知用温度センサ１２が張り付けられている。過熱検知
用温度センサ１２のいずれかのクリーム半田５が過熱さ
れ溶融し、電極パターン６、６…に吸収されてリード線
７、７間の導通が遮断され、それを制御部８が検出する
ことにより熱交換器２へのガス供給が停止されるように
なっている。

【００２７】図５に本発明の過熱検知用温度センサの取
付け方法の変形例を示す。この例では過熱検知用温度セ
ンサ１２は平板形状のまま熱交換器２の背面に対向する
ように取付けられる。このような取付け状態とする場合
は基板をは可撓性でなくてもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明によると、過熱検知用温度センサ
の電極パターンやクリ−ム半田を印刷により形成できる
ので、任意の形状のものが容易に製造でき、検出箇所を
多くすることができる。そのため、面状のセンサーであ
りながら、局所的な異常加熱を速やかに検出することが
可能である。

【００２９】また、フイルム形状であるため曲面への取
付けも可能である。また、取付け作業もフイルム状の検
知用温度センサを貼着した後２本のリード線を配線する
だけでよく、広い範囲の検出能力を持ちながら取付け作
業が極めて簡単である。

【００３０】さらに、異常加熱検出温度は主としてクリ
−ム半田の融点で決まるため、厚さ管理等を厳密にする
必要もなく、また、電極の数を増やすことにより電極間
の距離を大きくしないようにしているので、クリ−ム半
田の厚さのバラツキも生じにくく、製造コストも安い。

【００３１】クリーム半田は耐熱性の保護テープで覆っ
ているので、クリーム半田が異常温度を検出して溶融し
ても基板から離れて落下することがなく、過熱検知用温
度センサーの下方に制御盤等があっても、これらに障害
を与えることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である過熱検知用温度センサを
一部部材を除いて示す平面図である。

【図２】同過熱検知用温度センサを示す側面図である。

【図３】同実施例の過熱検知用温度センサの変形例を示
す平面図である。

【図４】図４（ａ）は本発明の過熱検知用温度センサが
用いられた給湯器を一部部材を透視して示す正面図、図
４（ｂ）は同給湯器を一部部材を透視して示す側面図で
ある。

【図５】図５（ａ）は本発明の過熱検知用温度センサの
取付け方法の変形例を一部部材を透視して示す正面図、
図５（ｂ）は同変形例を一部部材を透視して示す側面図
である。

【図６】同過熱検知用温度センサの温度−抵抗特性を示
すグラフである。

【図７】図７（ａ）は従来の過熱検知用センサが用いら
れた給湯器の例を一部部材を透視して示す正面図、図７
（ｂ）は同給湯器を一部部材を透視して示す側断面図で
ある。

【図８】図８（ａ）は従来の他の過熱検知用センサが用
いられた給湯器の例を一部部材を透視して示す正面図、
図８（ｂ）は同給湯器を一部部材を透視して示す側断面
図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 熱交換器、２ａ 水管 ３ 背面パネル ４ 基板 ５ クリーム半田 ６ 電極パターン ７ リード線 ８ 制御部 ９ 温度ヒューズ １０ ヒューズワイヤー １１ 保護テープ １２ 過熱検知用温度センサ １３ 感熱板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐熱性樹脂材の基板上に設けた少なくと
   も２つ以上の電極の間に所定の温度で溶けるクリーム半
   田を面状に形成し、電極間を電気的に導通させたことを
   特徴とする過熱検知用温度センサ。
2. 【請求項２】 前記基板を可撓性の樹脂材料で構成した
   請求項１の過熱検知用温度センサ。
3. 【請求項３】 少なくともクリーム半田の部分を耐熱性
   の保護テープで覆った請求項１または２の過熱検知用温
   度センサ。
4. 【請求項４】 クリーム半田を厚膜印刷法により面状に
   形成した請求項１から３に記載した過熱検知用温度セン
   サ。