JPS6020264Y2 - 熱応動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は感温磁性体と永久磁石との組合せによる熱応動
装置のうち自動復帰型熱応動装置の改良に関する。

フェライト等の磁性体はそのキュリ一点温度で磁性変化
をきたすことから感温磁性体と称されこの磁性変化に応
じて永久磁石を機械的に変位するように組合せた熱応動
装置は温度検出手段として種々提供されており、その一
例の縦断面構造を第１図に示す。

図において、この装置は受熱板１に被検出温度に対応し
たキュリ一点を持つ感温磁性体２を固着し、この感温磁
性体２には被検出温度より十分高いキュリ一点を持つ永
久磁石３を、コイルばね４で感温磁性体２から離れる方
向に付勢されている可動板５に固着して対向させて戒る
。

６は磁石３の変位をケース７外に伝達するために可動板
５に連結された作動杆である。

更に、この装置を自動復帰型とするために、コイルばね
４の付勢力及び磁石３の離間距離が次のように設定され
ている。

すなわち、感温磁性体２がそのキュリ一点温度まで加熱
されて常磁性を呈した時のみ磁石３を感温磁性体２から
引離し、温度が低下して感温磁性体２が元の強磁性を呈
すると磁気的吸引力によって磁石３が感温磁性体２と吸
着し合う位置に自動的に復帰するよう設定されている。

ところで、磁石３の離反時可動板５はケース７の底部に
接しており、これによってコイルばね４の付勢力は磁石
３を感温磁性体２から離反させる時最も大きいが、離反
状態にある時も零ではなく、外部からの衝撃等によって
可動板５が振動することを防止できる程度の付勢力が与
えられている。

このため、磁石３の離反後温度低下により感温磁性体２
が強磁性を呈して磁石３の復帰動作が始まる際に作用す
る初期磁気的吸引力は、磁石３と感温磁性体２との離間
距離が最も大きいため最小であるのに対し、前述した残
存付勢力がこの初期磁気的吸引力を減少させるように作
用するので、自動復帰動作の初期駆動力が非常に小さい
。

勿論、磁石３が感温磁性体２に近づき始めれば磁気的吸
引力は急激に増大し、離間距離が短かくなっても単調に
増加するだけのコイルばね４の付勢力に打勝って磁石３
が感温磁性体２と吸着し合う位置まで瞬時に復帰する。

このことから、自動復帰時の復帰動作速度は初期駆動力
の大小に左右されると言える。

このような点に鑑み、本考案は自動復帰時の初期駆動力
を大きくして復帰動作速度を改善した自動復帰型熱応動
装置を提供しようとするものである。

本考案は、感温磁性体から離反状態にある永久磁石に、
温度が低下した時感温磁性体との離間距離に左右されな
い磁気的吸引力が作用するようにしたものであり、以下
にその実施例を説明する。

第２図及び第３図はそれぞれ、本考案の第１の実施例を
、永久磁石が吸着時及び離反時について縦断面で示す。

図において、ケース７の蓋を兼ねている受熱板１に被検
出温度に対応したキュリ一点を有する感温磁性体２が固
着され、この感温磁性体２の下面中央には突片２１が一
体成形されている。

また、コイルばね４によって感温磁性体２から離れる方
向に付勢された可動板５には被検出温度より十分高いキ
ュリ一点の永久磁石３が磁極軸を移動方向に合せて固着
され、この磁石３にはその中央に移動方向に貫通孔３１
を形成して感温磁性体２との吸着時突片２１が貫通孔３
１へ遊嵌するようにしている。

コイルばね４の付勢力及び感温磁性体２から離反した時
の磁石３の位置は、前述同様、感温磁性体２がそのキュ
リ一点温度以上に加熱された時のみ磁石３を引離し、以
後キュリ一点温度よりも低下すれば磁石３が感温磁性体
２と吸着し合う位置に自動的に復帰できるように設定さ
れている。

また、磁石３の移動方向の厚みはその移動距離より大き
く、突片２１の長さは磁石３の厚みとほぼ等しくなるよ
うにされ、これによって磁石３の離反時も貫通孔３１に
突片２１の下部が嵌入するようにしている。

以上のような構成により、感温磁性体２の温度がそのキ
ュリ一点より低い低温域では、第２図に示すように、磁
石３と感温磁性体２とが吸着し合い突片２１の下端と磁
石３の下端とがほぼ同一平面内にある。

一方、感温磁性体２及び突片２１は温度がそのキュリ一
点を越えるといずれも常磁性を呈して磁気的吸引力が消
滅し、コイルばね４によって、第３図に示すように、磁
石３は下方に変位し、突片２１の一部が貫通孔３１に嵌
入した状態となる。

感温磁性体２及び突片２１の温度が低下して元の強磁性
を呈すると、磁石３の磁極面と感温磁性体２の主面間に
磁気的吸引力が作用する他、磁石３と突片２１間にも突
片２１を貫通孔３１に引込むような磁気的吸引力が作用
する。

前者の吸引力は復帰開始時は小さく磁石３が感温磁性体
２に近づくにしたがって急増する。

後者の吸引力はそれほど大きくないが、磁石３の位置関
係にかかわらずほぼ一定であり、復帰開始時の初期駆動
力を大きくすることができるので、自動復帰動作は従来
に比して高速で行なわれる。

なお、感温磁性体２と突片２１の温度変化は実質上同時
と考えて良いので、磁石３が離反状態にある時の安定性
が損われることは無い。

第４図は本考案の第２の実施例を示し、前記実施例の構
成に更に、磁石３の下面に貫通孔３１を塞ぐように被検
出温度より十分高いキュリ一点を有する磁性材料より威
るヨーク片８を設けたものである。

このようにすると、ヨーク片８と突片２１間にも吸引力
が作用するので突片２１と磁石３間に作用する磁気的吸
引力、すなわち自動復帰時の初期駆動力を大きくするこ
とができる。

第５図は第４図の変形例で、感温磁性体２をその下方主
面を非磁性薄板９で被って保持することにより、磁石３
と感温磁性体２との衝突による互いの損傷を防止する構
成で、薄板９の厚さ分だけ突片２１を長くして突片２１
とヨーク片８とが密着するようにされている。

第６図及び第７図はそれぞれ、本考案の第４の実施例を
磁石３の吸着時と離反時について示す。

この例では、第５図同様、感温磁性体２の主面を非磁性
薄板９で被って保持する他、磁石３をその厚みよりわず
かに深い凹部を有する皿型ヨーク１０の内底面へ固着す
ることにより、自動復帰時に前記実施例より大きな初期
駆動力が得られるようにしたもので、突片２１の長さは
ヨーク１０の凹部の深さと薄板９の板厚との合計寸法と
される。

第８図及び第９図はそれぞれ、本考案の第５の実施例を
磁石３の吸着時と離反時について示す。

この例では第５図同様、感温磁性体２の主面を非磁性薄
板９を被って保持するが、ヨーク片は設けずに、突片２
１の寸法を磁石３の磁極方向の厚みｔと移動距離ｄとの
合計長より短かく、しかも厚みｔ１移動距離ｄの大きい
方よりは長くしたものである。

これによって、感温磁性体２の温度がそのキュリ一点未
満の時磁石３は、第８図に示すように、感温磁性体２と
吸着し合う位置にあるが、突片２１の下端が磁石３の貫
通孔３１から突出しており、突片２１と磁石３間に移動
方向に作用する磁気的吸引力はない。

感温磁性体２と突片２１の温度が上昇してそのキュリ一
点に達すると磁石３に作用していた磁気的吸引力が消滅
しコイルばね４の付勢力によって、第９図に示すように
、磁石３は感温磁性体２から離反し突片２１の一部が磁
石３の貫通孔３１内にある状態となる。

そして、感温磁性体２及び突片２１の温度がそのキュリ
一点を越えている間は、磁石３はコイルばね４の残存付
勢力によって安定している。

その後温度が低下してキュリ一点より低くなると、感温
磁性体２、突片２１共に強磁性を呈して磁石３との間に
磁気的吸引力が作用する。

このうち、突片２１と磁石３間に作用する突片２１を貫
通孔３１内へ引込もうとする吸引力は、突片２１の下端
面が磁石３の下面とほぼそろうまでの間だけ存在し、突
片２１の下端が貫通孔３１から突出すると吸引力は作用
しない。

このようにして、磁石３の復帰動作時、その初期の磁石
３の離間距離が大きい間だけ離間距離に左右されないほ
ぼ一定の吸引力を作用させ初期駆動力を大きくして復帰
動作を高速にすることができる。

勿論、突片２１と磁石３間に作用する吸引力の大きさは
突片２１の断面積の大きさを変えて任意に設定すること
ができ、動作及び復帰動作時の駆動力の均衡を容易にと
ることができる。

第１０図及び第１１図はそれぞれ、本考案の第６の実施
例を磁石３の吸着時と離反時について示す。

前記した第５の実施例と異なる点は、感温磁性体２に磁
石３の吸着時可動片５から突出するような長さの二つの
突片２１，２１’が一体的に設けられ、磁石３にも二つ
の貫通孔３１．３１’が設けられている他、可動板５に
も二つの貫通孔５１．５１’が設けられている。

このような構造によれば、初期駆動力を更に大きくする
ことができるし、二つの突片２１，２１’は磁石３のガ
イドとしての役目も果たす。

第１２図は本考案の第７の実施例を磁石３の離反時につ
いて示す。

この例は第６図と第８図の実施例を組合せたものと考え
て良く、磁石３をこれよりやや深めの凹部を持つ皿型ヨ
ーク１０に固着して、磁石３と感温磁性体２間の磁気的
吸引力を大きくしたもので、ヨーク１０の底部にも貫通
孔１０１が設けられ、ヨーク１０によって突片２１と磁
石３間の吸引力も大きくなり自動復帰時の初期駆動力を
大きくできる。

なお、実施例ではいずれも突片２１が感温磁性体２と同
材料で一体成形されているが、感温磁性体２と実質上同
じキュリ一点を持つ磁性材料を一体的に固着して設けて
も良い。

以上説明してきたように、本考案によれば離反状態にあ
る永久磁石の安定性を損なうことなく自動復帰動作時の
初期における磁気的吸引力、すなわち初期駆動力を大き
くして復帰動作を高速で行なわせることができ、特に磁
石の離間距離が大きい間だけほぼ一定の磁気的吸引力を
プラスできるので熱応動動作と復帰動作時の作動杆の初
期駆動力の均衡をとることも容易であり、スイッチ機構
や運動変換機構を直接且つ確実に駆動できる熱応動装置
が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱応動装置の一例の縦断面構造図、第２
図及び第３図はそれぞれ、本考案の第１の実施例を磁石
の吸着時及び離反時について示した縦断面構造図、以下
、第４図は第２の実施例、第５図は第３の実施例、第６
図及び第７図は第４の実施例、第８図及び第９図は第５
の実施例、第１０図及び第１１図は第６の実施例、第１
２図は第７の実施例をそれぞれ磁石の吸着、離反時につ
いて示す。 図中１は受熱板、２は感温磁性体、３は永久磁石、４は
コイルばね、５は可動板、６は作動杆、７はケース、８
はヨーク片、９は非磁性薄板、１０はヨーク、２１，２
１’は突片。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 受熱板に固着された所定のキュリ一点を有する感温
   磁性体に一方の磁極を対向させて永久磁石をばね部材に
   より前記感温磁性体から離れる方向に付勢して設け、し
   かも該永久磁石は前記感温磁性体の温度が前記キュリ一
   点を越えると前記感温磁性体から離反しキュリ一点より
   低下すると吸着し合うように構成した熱応動機構を持つ
   自動復帰型熱応動装置において、前記永久磁石へその移
   動方向に少なくとも一つ貫通孔を設け、該貫通孔に対応
   する前記感温磁性体には該感温磁性体自体あるいは前記
   キュリ一点と実質上同じキュリ一点を有する磁性材料に
   よる突片を設けて前記磁石の吸着時前記貫通孔に遊嵌す
   るようにしたことを特徴とする熱応動装置。 ２ 前記突片の長さを前記永久磁石の移動距離ｄより大
   きな該永久磁石の磁極方向の厚みｔと実質上同じにした
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   熱応動装置。 ３ 前記突片の長さを前記永久磁石の磁極方向の厚みｔ
   とその移動距離ｄとの合計長より短かく、しかも厚みｔ
   １移動距離ｄのうちの大きい方よりは長くしたことを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の熱応動装
   置。