JPH112570A

JPH112570A - サーミスタ型温度センサー

Info

Publication number: JPH112570A
Application number: JP17092797A
Authority: JP
Inventors: Junichi Hirai; 順一平井
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】サーミスタ型温度センサーにあって、その熱
伝導性を向上させる。【解決手段】昇降ケース１０の天板部１０ａに突起部
１６を上方突成し、該突起部１６の内面に前記サーミス
タ素子２２を保持したから、コンロに鍋等の被加熱容器
Ｃを掛けると、重さで発条１７に抗して昇降ケース１０
が下降し、その付勢力により、被加熱容器Ｃの下面に該
昇降ケース１０の突起部１６が圧接する。このため、接
触面積が小さくなり、前記発条１７の付勢力が該突起部
の接触面に集中し、サーミスタ素子２２に最も近い部分
が被加熱容器Ｃに確実に接触し、熱を確実に受けること
となる。また昇降ケース１０への熱伝導面が前記突起部
１６のみとなり、熱伝導が集中して、伝導速度が向上す
る。さらには、鍋等の被加熱容器Ｃの下面に凹凸があっ
ても、突起部１６により、ほぼ点接触状態となり、該鍋
底が変形していても、熱伝導が分散化せず、サーミスタ
素子に効率よく熱が伝達する。

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５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、図６
で示すように、サーミスタ素子ｓを有天昇降ケースａの
頂上部に形成した平板状天板部ｂの内面に、収納筒ｃの
側面を接合し、該筒に側方からサーミスタ素子ｓを挿入
して、シリコングリス等の材料で保持していた。

【０００４】ところで、有天昇降ケースａは、温度セン
サーの応答性を向上させるために、銅，リン青銅，黄銅
等の熱伝導性の良い金属材料で形成され得るが、かかる
材料は、腐食し易く、耐久性に劣るという欠点がある。
一方、耐食性を向上させるため、有天昇降ケースａをス
テンレスで形成することも考えられるが、ステンレス
は、熱伝導性が劣るという問題がある。

【０００５】本考案は、他の手段により熱伝導性を向上
させることにより、銅，リン青銅，黄銅は勿論、ステン
レスを使用してもその応答性に支障の無い構成を提案す
ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、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天板部の内面にサー
ミスタ素子を保持するようにしたサーミスタ型温度セン
サーにおいて、昇降ケースの天板部に突起部を上方突成
し、該突起部の内面に前記サーミスタ素子を保持したこ
とを特徴とするサーミスタ型温度センサーである。

【０００７】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突起部
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。

【０００８】ところで、本発明のサーミスタ型温度セン
サーにあっては、昇降ケースの天板部に形成された突起
部が、鍋等の被加熱容器の下面に接触する。このため、
接触面積が小さくなり、前記発条の付勢力が該突起部の
接触面に集中する。このため、サーミスタ素子に最も近
い部分が被加熱容器に圧接し、その接触が確保されて、
熱を確実に受けることとなる。また昇降ケースへの熱伝
導面が前記突起部のみとなり、熱伝導が集中して、伝導
速度が向上する。さらには、鍋等の被加熱容器の下面に
凹凸があっても、突起部によりほぼ点接触状態となり、
該鍋底が変形していても、熱伝導に支障がない。而し
て、被加熱容器底面との物理的接触が確保され、かつ熱
伝導性が向上する。このため、ステンレスにより昇降ケ
ースを用いても、応答性に支障が無い。

【０００９】前記突起部としては半球状突起部を用いる
と、被加熱容器との点接触が維持され、熱伝導がより速
くなされ得る。

【００１０】また、前記突起部の内面に前記サーミスタ
素子を導電性ペーストにより固着することが提案され、
この場合にはサーミスタ素子の接合材料により、熱伝導
性が損なわれることはない。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１，２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５参照）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を六角形状とし、かつ、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、これにより、昇降ケース１０を、
基部管体２に対して回転不能としている。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２７，２７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。

【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により形成される昇降ケ
ース１０の天板部１０ｆには、本発明の要部にかかる半
球状突起部１６が上方突成される。そしてこのキャップ
１５の半球状突起部１６の内面には、温度感知部２０が
接合される。また、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１
０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、本発明にかかる半球状突起部１６に
取付けられる温度感知部２０の構成を、図２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２３，２
３（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２１とサーミスタ素子２２間
の間隙に封止材２６が充填されてなる。前記サーミスタ
素子２２はその上端が半球状となっており、半球状突起
部１６の半径は前記サーミスタ素子２２の上端の径より
も大きくし、サーミスタ素子２２の頂端が半球状突起部
１６の内面に点接触し得るようにしている。この点接触
は、導電性ペースト２５により確保される。

【００１７】かかる構成の組み付け手順を説明する。ま
ず、キャップ１５の半球状突起部１６の内面にサーミス
タ素子２２の頂端を、銀ペースト又は銅ペースト等の導
電性ペースト２５により接着することにより、該サーミ
スタ素子２２を点接触を維持した状態で保持する。次
に、センサー筒２１をサーミスタ素子２２に外嵌して、
その固着鍔２４をスポット溶接等の手段により結合す
る。さらに、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る。

【００１８】そして、センサー筒２１内から引出された
サーミスタ素子２２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３０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。

【００１９】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
の半球状突起部１６は、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の半
球状突起部１６の頂端が弾接するようにする。

【００２０】この取付け状態で、被加熱容器Ｃが熱する
と、その熱が半球状突起部１６の頂端からサーミスタ素
子２２に直接又は、前記導電性ペースト２５を介して伝
達される。そして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。

【００２１】ところで、本発明のサーミスタ型温度セン
サーにあっては、昇降ケースの天板部に形成された半球
状突起部１６の頂端が、鍋等の被加熱容器Ｃの下面に接
触する。このため、発条１７の付勢力が半球状突起部１
６の接触点に集中する。このため、サーミスタ素子２２
に最も近い半球状突起部１６が被加熱容器Ｃに圧接し、
熱伝路を確実に生じさせることとなる。また昇降ケース
への熱伝導面が前記突起部のみとなり、熱伝導が集中し
て、伝導速度が向上する。而して、被加熱容器底面との
物理的接触が確保され、かつ熱伝導性が向上する。この
ため、ステンレスにより昇降ケースを用いても、充分使
用に耐え得ることとなる。

【００２２】図３（イ），（ロ）は、前記キャップ１５
をステンレス（ＳＵＳ３０４板厚０．３ｍｍ）で形成
し、半球状突起部１６を用いないもの（イ）と、半球状
突起部１６を用いた本発明品（ロ）の熱伝導性を比較し
たものである。ここで、夫々180°C に加熱した被加熱
容器Ｃに接触させた場合の抵抗値が安定するまでの時間
（熱時定数）を比較した。この結果、同図で解るよう
に、半球状突起部１６を用いないものは、時定数が１２
秒であり、本発明品にあっては８秒となり、熱時定数が
大きく改善されたことが解った。このように、半球状突
起部１６を形成することによって、熱伝導性が向上する
ことが理解される。

【００２３】また、このように半球状突起部１６を形成
した場合には、該半球状突起部１６でその接触が確保さ
れるから被加熱容器Ｃの下面に凹凸があっても、突起部
により、ほぼ点接触状態となり、鍋底が変形していて
も、熱伝導に支障がないという利点がある。

【００２４】さらには、上記構成にあっては、サーミス
タ素子２２を導電性ペースト２５によりその頂端が半球
状突起部１６の内面に接触するように保持しているか
ら、さらに早い熱伝導を得ることができ、かつ導電性ペ
ースト２５は熱伝導性が良いから、該導電性ペースト２
５を介しての熱伝導も期待される。ところで、上述の構
成にあっては、半球状の突起部１６を設けて、被加熱容
器Ｃに点接触するようにしているが、図４で示すように
断面コ字状の突起部１６’，円錐状又は截頭円錐状等種
々の形状の突起部が提案される。これらは、いずれも、
被加熱容器Ｃと、昇降ケース１０とをほぼ点接触させ得
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
１０の天板部１０ａに突起部１６（１６’）を上方突成
し、該突起部１６（１６’）の内面に前記サーミスタ素
子２２を保持したから、コンロに鍋等の被加熱容器Ｃを
掛けると、重さで発条１７に抗して昇降ケース１０が下
降し、その付勢力により、被加熱容器Ｃの下面に該昇降
ケース１０の突起部１６（１６’）が圧接する。このた
め、接触面積が小さくなり、前記発条１７の付勢力が該
突起部の接触面に集中し、サーミスタ素子２２に最も近
い部分が被加熱容器Ｃに確実に接触し、熱を確実に受け
ることとなる。また昇降ケース１０への熱伝導面が前記
突起部１６（１６’）のみとなり、熱伝導が集中して、
伝導速度が向上する。さらには、鍋等の被加熱容器Ｃの
下面に凹凸があっても、突起部１６（１６’）により、
ほぼ点接触状態となり、該鍋底が変形していても、熱伝
導が分散化せず、サーミスタ素子に効率よく熱が伝達す
る。而して、被加熱容器Ｃ底面との物理的接触が確保さ
れ、かつ熱伝導性が向上する。このため、ステンレスに
より昇降ケース１０を形成しも、熱応答性が損なわれる
ことは無く、若干熱伝導性に劣るものの、耐腐性が良好
な金属を随意に使用することが可能となる。

【００２６】また、前記突起部としては半球状突起部１
６を用いると、被加熱容器Ｃとの点接触が維持され、熱
伝導がより速くなされ得る。

【００２７】さらにまた、前記突起部１６（１６’）の
内面に前記サーミスタ素子２２を導電性ペースト２５に
より固着した場合には、導電性ペースト２５を介した熱
伝導が期待され、サーミスタ素子２２を接着するための
材料により熱伝導性が損なわれることはない。

【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】要部の拡大縦断側面図である。

【図３】半球状突起部１６を用いない構成の熱伝導特性
（イ）と、本発明品の熱伝導特性（ロ）を示すグラフで
ある。

【図４】他の構成の突起部１６’を示す要部の縦断側面
図である。

【図５】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６】従来構成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１０昇降ケース１５キャップ１６，１６’ 突起部２０温度感知部２１センサー筒２２サーミスタ素子２５導電性ペースト２６封止材

Claims

【特許請求の範囲】

【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
ースの天板部の内面にサーミスタ素子を保持するように
したサーミスタ型温度センサーにおいて、昇降ケースの天板部に突起部を上方突成し、該突起部の
内面に前記サーミスタ素子を保持したことを特徴とする
サーミスタ型温度センサー。
【請求項２】前記突起部が半球状突起部であることを特
徴とする請求項１記載のサーミスタ型温度センサー。
【請求項３】前記突起部の内面に前記サーミスタ素子を
導電性ペーストにより固着したことを特徴とする請求項
１又は請求項２記載のサーミスタ型温度センサー。