JPH10260088A - サーミスタ型温度センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気的かつ機械的に安定した特性を備えるサ
ーミスタ型温度センサーを提供する。 【解決手段】 昇降ケース１０の内天面にセンサー筒２
１の内部にサーミスタ素子２２を配設し、かつサーミス
タ素子２２周囲の間隙に封止材２６を充填してなる温度
感知部２０を配設したサーミスタ型温度センサー１にあ
って、センサー筒２１にサーミスタ素子２２を支持する
ための支持突部２５を複数形成するようにし、経時変化
により、封止材２６が劣化しても、該支持突部２５がア
ンカーの役割をして、封止材２６の回転や落下が防止さ
れると共に、サーミスタ素子２２が位置保持されて、封
止材２６が固化するまでの間の位置ずれや離脱が防止さ
れ、かつその回転に伴う導線２３，２３のねじれも防止
されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスコンロ，電熱
器具等の加熱停止制御に最適なサーミスタ型温度センサ
ーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６で示すように、ガスコンロＡ等のガ
スバーナーＢの中心に取付けられて、その加熱停止制御
に用いられるサーミスタ型温度センサーＳ（１）は、種
々提案されている。このサーミスタ型温度センサーＳ
（１）は、該ガスバーナーＢに固定される基部管体の上
部に、サーミスタ素子を内蔵する有天形昇降ケースを発
条により上方付勢して支持してなるものであり、ガスコ
ンロＡに鍋ややかん等の非加熱容器Ｃを掛けると、昇降
ケースの上面がその底面に弾接して接触が確保され、そ
の底面が過熱すると、サーミスタ素子による温度検知に
よって、ガスコンロの火を止めたり、電熱器具の電源を
遮断する等の加熱停止機能を働かせ、空炊きの発生、加
熱による煮こぼれ、または煮こぼれにより消火されて発
生するガス漏れ等の事故を防止しようとしている。この
ような、構成のサーミスタ型温度センサーとしては、実
公平５−４１３８５号、特開昭５７−１４７２７号及び
特開昭５７−１４７２７８号等、種々提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の各構成は、サー
ミスタ素子を有天昇降ケースの内天面に配置する手段と
して、該内天面に対して平行に位置させて、その側面を
接合した筒に、側方からサーミスタ素子を挿入してい
た。ところが、かかる手段にあっては、サーミスタ素子
に接続された導線は横方向（底面と平行な方向）へ引出
されることとなり、下方へ配線するために導線を直角に
屈曲させねばならないこととなり、その屈曲により導線
が破断し易く、かつ屈曲により恒常的負荷がかかり、導
線が脆弱となると共に、結線が面倒となるという問題点
があった。

【０００４】そこで、図７で示すように、前記サーミス
タ素子ｆを昇降ケースａに固定されるセンサー筒ｅに装
着して、その導線ｇ，ｇを直下方へ引出し得る構成が提
案された。この構成にあっては、垂直に筒部が位置する
ために、サーミスタ素子ｆを挿入しただけでは落下する
おそれがあり、そこで、センサー筒ｅ内に、熱伝導性の
ある封止材ｃを供給し、該封止材ｃにより、サーミスタ
素子ｆを筒内に接合するようにしている。

【０００５】ところで、かかる構成にあって、本発明者
らは種々の耐熱試験により、封止材ｃは常に高温雰囲気
中にさらされるため、経時使用により劣化し、センサー
筒ｅ内面との接合が損なわれて、該筒ｅから回動分離し
て隙間を生じ、ひどいときにはセンサー筒ｅから落下し
てしまうという問題が発生するという知見を得た。そし
てこのように、筒内面と封止材ｃとの間に隙間を生じた
り、筒ｅから封止材ｃが排出されると、封止材ｃは、サ
ーミスタ素子ｆに熱を伝える伝熱媒体としての作用を有
するものであるから、サーミスタ素子ｆに熱が伝わらな
いこととなり、鍋等の被加熱容器が過熱しても、加熱停
止機能が働かなくなることとなる。すなわち、センサー
としての寿命が終ってしまう。また、前記筒内で、サー
ミスタ素子が保持されていないため、封止材の固結前
に、該サーミスタ素子ｆが脱落したり、又はその位置が
変わって、サーミスタ素子ｆと昇降ケースａの内天面と
の間の離間距離が長くなって、その間に充填されている
封止材により熱伝導性が低下したり、さらには、センサ
ー筒ｅ内でサーミスタ素子ｆが回転して、該サーミスタ
素子ｆから引出される導線ｇ，ｇがセンサー筒ｅ内でね
じれて、そのまま封止材が固結して電気的接続不良が発
生し易くなる、等の問題があった。

【０００６】一方、図７で示すように、センサー筒ｅを
有天筒状として、その内部にサーミスタ素子ｆを封入し
て温度感知部ｄを構成し、昇降ケースａの内天面にセン
サー筒ｅを半田付することにより該昇降ケースに温度感
知部を配設するようにした構成も、本発明者らによって
提案した。ところがこの構成であると、サーミスタ素子
ｆの直上には、昇降ケースａと、センサー筒ｅの天部と
が積層した二重構造となり、しかも、この両者を半田付
ｇで接合するようにしており、従って、二枚の金属と半
田ロウとが熱源と、サーミスタ素子ｆとの間に介在する
こととなり、熱伝導性が悪くなって、加熱容器Ｃの加熱
に対して、迅速に応答できないという問題があった。本
発明は、かかる従来構成の問題点を除去することを目的
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第一の発明は、固定部に
取付けられる基部管体の上部に、有天形昇降ケースを昇
降可能に支持して、基部管体との間に付装した発条によ
り上方付勢し、さらに有天昇降ケースの内天面にサーミ
スタ素子を備える温度感知部を配設するようにしたもの
において、前記温度感知部を、昇降ケースの内天面に設
けられる少なくとも下方が開口されたセンサー筒の内部
に、サーミスタ素子を配設し、かつサーミスタ素子周囲
の間隙に封止材を充填し、さらに、サーミスタ素子の周
囲位置で、前記センサー筒にサーミスタ素子を支持する
ための支持突部を複数形成することにより構成したこと
を特徴とするサーミスタ型温度センサーである。

【０００８】このサーミスタ型温度センサーは、ガスコ
ンロのガスバーナーの中心や電熱器具の所要位置に有天
形昇降ケースを上方へ少し突出させて配設する。そして
このように配設した状態で、コンロに鍋等の被加熱容器
を掛けると、重さで発条に抗して昇降ケースが下降し、
その付勢力により、コンロ下面に該昇降ケースの上面が
圧接することとなる。そして、被加熱容器が過熱したよ
うな場合には、該容器の熱がサーミスタ素子に伝導し、
該サーミスタ素子が高温化して、その抵抗値が大きく下
降することとなる。そこで、この抵抗値が所定閾値以下
となると、加熱停止機能が働くようにし、コンロの加熱
作動を停止するようにする。すなわちガスコンロの場合
には、ガスの放出を自動的に遮断し、電気コンロの場合
には、スイッチを自動的にオフとする。これにより、ガ
ス漏れや、空炊き、煮こぼれを防止することができる。

【０００９】ところで、サーミスタ型温度センサーは、
常に高温雰囲気中で使用されるため、経時変化により、
封止材が劣化して、センサー筒の内面から回転分離し
て、筒内面との間に隙間を生じたり、該センサー筒から
落下するおそれがある。しかるに、サーミスタ素子の周
囲位置で、センサー筒に支持突部を形成したから、該支
持突部がアンカーの役割をして、封止材が支持され、そ
の落下が阻止されることとなる。また、サーミスタ素子
は支持突部によりその周面を挟持されて、適正位置に保
持されると共に、その回転が阻止される。このため、サ
ーミスタ素子が回転することがなく、該サーミスタ素子
から引出される導線のセンサー筒内でのねじれも阻止さ
れる。

【００１０】一方、第二の発明は、前記温度感知部を、
上端に固着鍔が形成された上下に開口するセンサー筒
を、前記固着鍔を接合することにより昇降ケースの内天
面に固着し、さらに該センサー筒の内部に、サーミスタ
素子を配設し、かつサーミスタ素子周囲の間隙に封止材
を充填して構成するようにしたものである。この構成に
あっては、あらかじめ昇降ケースの内天面にセンサー筒
を固着しておいてから、サーミスタ素子をセンサー筒内
に封入することとなる。そしてかかる構成にあっては、
前記サーミスタ素子上には昇降ケースの内天面のみが位
置しており、一枚の金属片のみを介して加熱容器の熱が
サーミスタ素子に伝達される。このため熱伝導速度が早
く、センサーの応答性が向上する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例のサー
ミスタ型温度センサー１を示す。このサーミスタ型温度
センサー１は、ガスコンロＡ（図６参照）等に取付けら
れる基部管体２と、その上部に昇降可能に支持された有
天形昇降ケース１０とで外筺を構成してなるものであ
り、昇降ケース１０内にはサーミスタ素子２２を内蔵し
た温度感知部２０が具備される。

【００１２】ここで、前記基部管体２は、主管部３と接
続管部４とを、カシメ５を施して接続してなり、前記主
管部３の上部を拡径して、これをばね座部６としてい
る。また、接続管部４の下部には、ガスコンロＡの取付
け部Ｄと係合する係止突縁７が周設されている。

【００１３】前記昇降ケース１０は、ばね座部６に外嵌
されて、該ばね座部６に対して昇降可能に保持されてい
る。ここで、昇降ケース１０は、その上端の接合鍔部１
１と、下端の縮径下部１２を横断面円形としているが、
主筒部１３を、図２で示すように六角形状としている。
また、主管部３のばね座部６も、昇降ケース１０の主筒
部１３に緩くに内嵌される同形の六角形状としている。
このため、昇降ケース１０は、基部管体２に対して回転
不能となっている。このように、昇降ケース１０の回転
を阻止することにより、後述する被覆チューブ２７，２
７を被覆された導線２３，２３がねじれて、破断を生じ
たり、結線不良となる等の問題が阻止されることとな
る。この回転を阻止する構成として、ばね座部６，主筒
部１３を八角形状としたり、楕円形状としても良い。要
は、非円形とすれば良い。その他、縮径下部１２の内径
は主管部３の細径部の外径とほぼ等しくしている。

【００１４】前記昇降ケース１０の接合鍔部１１には皿
状のキャップ１５が接合され、これにより昇降ケース１
０の天部を形成している。このキャップ１５は、主筒部
１３（ＳＵＳ３０４ 板厚０．４ｍｍ）よりも薄板の金
属板（ＳＵＳ３０４ 板厚０．３ｍｍ）を成形してな
り、前記主筒部１３の上端に形成した外側に少し折曲げ
られた端縁にキャップ１５の下端を円周方向にローリン
グカシメ１６を施して折込み、これによりキャップ１５
と主筒部１３とを結合して、昇降ケース１０を構成する
ようにしている。

【００１５】このキャップ１５の内天面には、本発明の
要部に係る前記温度感知部２０が接合されている。この
温度感知部２０は、キャップ１５を接合鍔部１１の上端
に接合する前に配設して、一体化される。さらに、前記
キャップ１５の内天面と、ばね座部６の座面間には発条
１７が付装され、昇降ケース１０を上方付勢している。
この付勢により、前記昇降ケース１０の主筒部１３と縮
径下部１２間の段部が、前記基部管体２のばね座部６に
より生ずる段面に下方から圧接して、該昇降ケース１０
の基部管体２に対する定常位置（最上昇位置）を規定し
ている。

【００１６】次に、本発明にかかる温度感知部２０の構
成を、図３〜５に従って、さらに詳細に説明する。前記
温度感知部２０は、上下に開口し、上端に外方へ突出す
る固着鍔２４が形成されたセンサー筒２１を備え、この
内部に二本の導線２３，２３（0.35φ）が、引出された
サーミスタ素子２２が内蔵され、さらに該センサー筒２
１とサーミスタ素子２２間の間隙に、熱伝導性の良いセ
メント等からなる封止材２６が充填されてなる。また前
記センサー筒２１のサーミスタ素子２２の周囲に対応す
る面には、図３，５で示すように、内側にくぼませた上
下に長い支持突部２５が等角度間隔で三箇所形成されて
いる。

【００１７】かかる構成の、組み付け手順を説明する
と、まず、キャップ１５の内天面にセンサー筒２１の、
その固着鍔２４をスポット溶接等の手段により結合す
る。次に、センサー筒２１内に、封止材２６を充填す
る。この封止材２６は、耐熱アルミナセメント又はポリ
イミッド樹脂に窒化アルミニウム粉末やアルミナ粉末を
混合したもの等、耐熱性が良く、しかも熱伝導性に優れ
た材料が好適に用いられ、ここでは耐熱アルミナセメン
トを用いている。

【００１８】この耐熱アルミナセメントを注入後に、サ
ーミスタ素子２２をセンサー筒２１内に下方から挿入し
てその頂端をキャップ１５の内天面に当接し、その周面
を等角度間隔で形成された三つの支持突部２５により挟
持される。これにより、該サーミスタ素子２２は封止材
が固化するまでの間の離脱が防止され、キャップ１５の
内天面に当接した状態を保持できる。またその回転が阻
止され、導線２３，２３のねじれが防止される。

【００１９】そして、センサー筒２１内から引出された
支持突部２５の導線２３，２３をガラス編組からなり耐
熱性及び耐摩耗性のある被覆チューブ２７，２７に夫々
挿通して、該被覆チューブ２７，２７の上端をセンサー
筒２１内に挿し込む。そして、摂氏150 度の温度を１時
間加えて、封止材２６を凝固させる。而して、この封止
材２６が凝固した後に、前記キャップ１５を昇降ケース
１０の接合鍔部１１に接合して組み付け、さらに被覆チ
ューブ２７，２７を主管部３の下端から引出し、その先
端で被覆チューブ２７，２７内の導線２３，２３と、コ
ネクタ２８の導線２９，２９とを結線材３０を介して接
続する。その後、主管部３の下端内面に、前記結線材３
０と導線２９，２９の一部を内挿した接続管部４の上端
外周を嵌合し、カシメ５を施して両管を連結する。

【００２０】このようにして、構成されたサーミスタ型
温度センサー１は、接続管部４の係止突縁７をガスコン
ロＡの取付け部Ｄと係合して、ガスコンロＡのガスバー
ナーＢの中心に固定し、コネクタ２８を所要の制御回路
装置と接続する。この取付けに際して、昇降ケース１０
の上面（キャップ１５の上面）は、図１又は図６で示す
ように、ガスコンロに載置される被加熱容器Ｃの下面よ
りも少し上方位置とし、被加熱容器Ｃが載置されると、
発条１７に抗して、昇降ケース１０が下降し、確実に被
加熱容器Ｃの下面に昇降ケース１０の上面が弾接するよ
うにする。

【００２１】この取付け状態で、被加熱容器Ｃが熱する
と、その熱がキャップ１５，温度感知部２０及び封止材
２６を介してサーミスタ素子２２に伝達され、その温度
に応答する抵抗変化を生じ、あらかじめ設定された閾値
以下になると、ガスコンロの火を止めたり、電熱器具の
電源を遮断する。これにより空炊きの発生、過熱による
煮こぼれ、または煮こぼれにより消火されて発生するガ
ス漏れ等の事故が未然に防止されることとなる。

【００２２】ところで、かかる構成にあって、温度感知
部２０は、恒常的に高温雰囲気下におかれる。このた
め、経時使用により、封止材２６が劣化し、センサー筒
２１内で回転、分離して隙間を生じたり、センサー筒２
１の下端から落下することがある。このように、該封止
材２６が落下すると、熱がサーミスタ素子２２側に速や
かに伝達せず、被加熱容器Ｃが過熱しても、サーミスタ
素子２２が充分に応動せず、加熱停止機能が働かなくな
る場合を生ずる。

【００２３】ところが、上述したように、センサー筒２
１には支持突部２５が形成され、従って、封止材２６が
劣化によりセンサー筒２１内面と分離しても、該支持突
部２５がアンカー作用を生じて、封止材２６を係止する
こととなる。このため、該封止材２６の回転による隙間
の発生や落下が防止されることとなり、上述の問題点が
解消され、延ては、サーミスタ型温度センサー１の耐用
寿命が延びることとなる。

【００２４】一方、上述の構成にあって、センサー筒２
１はを上下が開口する筒状とし、その上端を固着鍔２４
によりキャップ１５の内天面に接合した構成にとなって
いる。このため、サーミスタ素子２２上にはキャップ１
５の内天面のみが位置しており、厚さ０．３ｍｍの薄板
金属のみを介して被加熱容器Ｂの熱がサーミスタ素子２
２に伝達され、熱伝導が良好となる。従って、センサー
の応答性が向上する。またこのとき上述したように、サ
ーミスタ素子２２は支持突部２５により位置保持され、
その頂端をキャップ１５の内天面に直接接触させている
から、さらに早い熱伝導を得ることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、上述したように、昇降ケース
の内天面に設けられるセンサー筒にサーミスタ素子を支
持するための支持突部を複数形成するようにしたから、
経時変化により、封止材が劣化しても、該支持突部がア
ンカーの役割をして、封止材の回転や落下が阻止される
と共に、サーミスタ素子が位置保持されて、封止材が固
化するまでの間の位置ずれや離脱が防止され、かつその
回転に伴う導線のねじれも防止される。

【００２６】また、センサー筒を上端に固着鍔が形成さ
れた上下に開口する構成とした場合には、サーミスタ素
子上には昇降ケースの内天面のみが位置しており、一枚
の金属片のみを介して加熱容器の熱がサーミスタ素子に
伝達され、このため熱伝導速度が早く、センサーの応答
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】サーミスタ型温度センサー１の縦断側面図であ
る。

【図２】サーミスタ型温度センサー１と昇降ケース１０
の外嵌関係を示す図１のＡ−Ａ線位置で切断した断面図
である、

【図３】要部の拡大縦断側面図である。

【図４】センサー筒の側面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】ガスコンロへのサーミスタ型温度センサー１の
組み付け状態を示す概念図である。

【図７】従来構成の昇降ケースａとセンサー筒ｅとを示
す縦断側面図である。

【符号の説明】

１ サーミスタ型温度センサー ６ ばね座部 １０ 昇降ケース １５ キャップ ２０ 温度感知部 ２１ センサー筒 ２２ サーミスタ素子 ２３ 導線 ２４ 固着鍔 ２５ 支持突部 ２６ 封止材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定部に取付けられる基部管体の上部に、
   有天形昇降ケースを昇降可能に支持して、基部管体との
   間に付装した発条により上方付勢し、さらに有天昇降ケ
   ースの内天面にサーミスタ素子を備える温度感知部を配
   設するようにしたサーミスタ型温度センサーにおいて、 前記温度感知部を、昇降ケースの内天面に設けられる少
   なくとも下方が開口されたセンサー筒の内部に、サーミ
   スタ素子を配設し、かつサーミスタ素子周囲の間隙に封
   止材を充填し、さらに、サーミスタ素子の周囲位置で、
   前記センサー筒にサーミスタ素子を支持するための支持
   突部を複数形成することにより構成したことを特徴とす
   るサーミスタ型温度センサー。
2. 【請求項２】固定部に取付けられる基部管体の上部に、
   有天形昇降ケースを昇降可能に支持して、基部管体との
   間に付装した発条により上方付勢し、さらに有天昇降ケ
   ースの内天面にサーミスタ素子を備える温度感知部を配
   設するようにしたサーミスタ型温度センサーにおいて、 前記温度感知部を、上端に固着鍔が形成された上下に開
   口するセンサー筒を、前記固着鍔を接合することにより
   昇降ケースの内天面に固着し、さらに該センサー筒の内
   部に、サーミスタ素子を配設し、かつサーミスタ素子周
   囲の間隙に封止材を充填して構成したことを特徴とする
   サーミスタ型温度センサー。