JPS6235212B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷蔵庫や冷房装置、又はその他の電
気機器の自動制御や安全対策のために用いられ
る、バイメタルの温度特性を利用したサーマルス
イツチに関する。

例えば、冷蔵庫や冷房装置等のコンプレツサの
過負荷を防止するために用いられるこの種のサー
マルスイツチにおいては、最低動作電流が、周囲
温度に影響されず、常に一定の値に維持されるこ
とが望ましい。

しかし、従来のこの種のサーマルスイツチにお
いては、最低動作電流が、周囲温度の変化によ
り、著しく変化するという問題点がある。

また逆に、モータの巻線部分の温度上昇を、予
め定めた設定温度以下に制限したいときに用いら
れる場合のように、周囲温度が設定温度より著し
く低く、巻線部分の放熱作用が大きいときは、最
低動作電流を高く維持し、かつ周囲温度が設定温
度に近づくにつれて、最低動作電流が低くなるよ
うに、周囲温度に対する最低動作電流特性の傾き
を大とすることが望ましい場合もある。

本発明は、従来と同様の主サーマルスイツチを
加熱するためのヒーターと並列に、副サーマルス
イツチを設けることにより、周囲温度に対する最
低動作電流特性を、できる限り均一化し得るよう
にしたり、又はそれと反対に、できる限りその特
性曲線の傾きを大としたりするように、その特性
を自由に変えられるようにしたサーマルスイツチ
を提供することを目的とするもので、以下添付の
図面に基いて具体的に説明する。

第１図より第４図までは、本発明の第１実施例
を示すもので、筐体１は断熱壁２により、主室３
と副室４に仕切られている。

主室３の底板中央に穿設された螺孔５に、下方
より螺挿された調節ねじ６の上端には、常閉の主
サーマルスイツチにおける下向皿状の主バイメタ
ル７の中心が固着されている。

主バイメタル７の直径方向両端の突出部の下面
には、１対の第１可動接点８，８が垂設されてい
る。

主室３の底板における一方の可動接点８の直下
には、第１固定接点９が固設され、第１固定接点
９の下面には、主バイメタル７の下面に近接して
平行をなす第１ヒーター１０の一端が接続されて
いる。

第１ヒーター１０の他端は、第１連結板１１の
一端に接続され、第１連結板１１の下端には、主
室３の底板を貫通して下方に垂下する一方の受電
片１２が連設され、断熱壁２を屈曲して垂り越え
た第１連結板１１の他端には、第２ヒーター１３
の一端が接続されている。

第２ヒーター１３の他端は、副室４内に設置さ
れた常開の副サーマルスイツチにおける横向板状
をなし、かつ主バイメタル７よりも作動温度の低
い、すなわち開閉温度の低い副バイメタル１４の
基端に接続され、副バイメタル１４の遊端に固設
された第２可動接点１５は、第２固定接点１０と
対向し密接している。

第２固定接点１６は、断熱壁２を屈曲して乗り
越え主室３の底板に固設された、第２連結板１７
の一端に固着されている。

第２連結板１７の他端上面には、上記他方の第
１可動接点８と対向する第３固定接点１８が固設
され、同じく他端下面には、主室３の底板を貫通
して垂下する他方の受電片１２が連設されてい
る。

主バイメタル７が低温時には、相互にそれぞれ
対向する可動接点８，８と固定接点９，１８は密
接し、副バイメタル１４が低温時には、第２可動
接点１５と第２固定接点１６が離間している。

以下に、上述構成の本発明サーマルスイツチの
動作を、第４図と第６図について説明する。

主バイメタル７は、それ自体を通る電流による
通電加熱と、ヒータ１０による加熱と、例えば冷
蔵庫のチヤンバー内雰囲気等の周囲温度による熱
とによつて昇温させられ、それ自体が設定温度に
達すると、可動接点８が同時に開くようになつて
いる。

また、副バイメタル１４は、それ自体の通電加
熱と、ヒータ１３による加熱と、周囲温度による
熱とにより昇温させられ、それ自体が、主バイメ
タル７の設定温度より低い温度に達すると、可動
接点１５が閉じるようになつている。

第６図において、斜線ｍは、主バイメタル７と
第１ヒーター１０によつて構成される主サーマル
スイツチのみの、周囲温度に対する最低動作電流
特性を示す。すなわち、この斜線ｍは、副バイメ
タル１４と第２ヒーター１３によつて構成される
特性変換部を削除した従来のサーマルスイツチと
同一の構成のものにおいて、周囲温度がある温度
のときの、主サーマルスイツチが作動するのに必
要な最小の電流値i²を示す。

斜線ｎは、主サーマルスイツチに特性変換部を
付加した本発明の構成において、可動接点１５が
常に閉じていると仮定した場合の、周囲温度に対
する最低動作電流特性を示す。

温度軸上のt₁は、温度下降時に、特性変換部の
可動接点１５が開くときの副バイメタル１４の温
度、t₂は、時度上昇時に、可動接点１５が閉じる
ときの副バイメタル１４の温度、t₃は、温度下降
時に、主サーマルスイツチの可動接点８が閉じる
ときの主バイメタル７の温度、及びt₄は、温度上
昇時に、可動接点８が開くときの主バイメタル７
の温度をそれぞれ示す。

なお、この図から、周囲温度がt₄℃以上となつ
たときは、電流i²を全く流さなくとも、主バイメ
タル７により可動接点８点が開くことがわかる
が、この温度t₄は、冷蔵庫等に使用する場合、常
温よりかなり高く設定しておくので、実際には、
周囲温度がこの温度t₄に達することはない。

斜線ｍ上の点A₀，A₁，A₂，A₃，Ｘ、及び斜線
ｎ上の点B₀，B₁，B₂，B₃，Ｘは、それぞれ、温
度０℃、t₁℃、t₂℃、t₃℃、t₄℃に対応する点であ
る。

第４図に示すように、本発明サーマルスイツチ
と、被制御回路１９およびメーンスイツチ２０
を、直列に電源端子１２，１２に接続し、メーン
スイツチ２０を閉じる。

特性変換部の周囲温度がt₂℃に上昇するまで
は、特性変換部は開いているので、被制御回路１
９を通過する電流は、すべて主バイメタル７とヒ
ーター１０とを通過する。

従つて、この間では、本発明サーマルスイツチ
は、すべて主サーマルスイツチによつて制御さ
れ、その最低動作電流特性は、第６図斜線ｍ上の
A₀→A₁→A₂のようになる。

周囲温度がt₂℃に達すると、特性変換部が閉じ
て、被制御回路１９を通過する電流は、ヒーター
１０を特性変換部とに分流するので、ヒーター１
０の加熱量が減少し、それに伴つて主バイメタル
７の発熱量は減少する。この状態で主バイメタル
７を作動させて、可動接点８をかせるためには、
ヒーター１０の加熱量が減少した分だけ、すなわ
ち特性変換部に分流した分だけ大きい電流を被制
御回路１９に流すことが必要となるので、本発明
サーマルスイツチの最低動作電流特性は、斜線ｍ
より上方の斜線ｎ上に移行し、A₂→B₂→B₃……
…→Ｘのようになる。

したがつて、周囲温度がt₂℃以上の場合は、斜
線ｎより高い電流が受電片１２，１２間を流れた
ときに作動する。すなわち可動接点８が開く。

可動接点８，１５がすべて閉じている状態で、
周囲温度が高温側からt₂℃まで下降して場合は、
副バイメタル１４は通電加熱及びヒーター１３に
より加熱されているので、この時点では、可動接
点１５はまだ開かず、周囲温度がt₁℃まで下降し
て始めて可動接点１５は開く。したがつて、この
ときの周囲温度のt₂℃からt₁℃までの下降時の最
低動作電流特性は、斜線ｎ上を通り、B₂→B₁と
なる。

周囲温度がt₁℃に達し、可動接点１５が開く
と、本発明サーマルスイツチは最初の状態に復帰
し、最低動作電流特性は、斜線ｍ側に移行し、
B₂→A₁→A₂となる。

以上のように、本発明サーマルスイツチの最低
動作電流特性は、A₀→A₁→A₂→B₂→B₃→Ｘ→B₃
→B₂→B₁→A₁→A₀のように、ループを含んだ特
性となり、従来の特性である斜線ｍのものより全
体的に均一化できる。すなわち、周囲温度が高く
なつても、最低動作電流を高く維持することがで
き、周囲温度にあまり影響されずに、過負荷のみ
に対応して作動することができる。

本発明サーマルスイツチは、調節ねじ６を調節
することにより、また第１ヒーター１０と第２ヒ
ーター１３の抵抗値を変えることにより、その特
性を種々変化させることができる。

第５図は、本発明の第２実施例を示すもので、
第１実施例における常開の副バイメタル１４に代
えて、常閉の副バイメタル２２を使用したもので
ある。その他の部材は、第１実施例と全く同一に
つき、図中に同一符号を付して、詳細な説明は省
略する。

この第２実施例の場合、最低動作電流特性は、
B₀→B₁→B₂→A₂→A₃→Ｘ→A₃→A₂→A₁→B₁→B₀
となり、第１実施例の場合とは逆に、その特性の
傾斜が大となる。

このような傾斜の急な特性を利用して、上述の
ようなモータの巻線部分の温度上昇を設定温度以
下に維持するためのサーマルスイツチとして効果
的に使用することができる。

以上から明らかなように、本発明によると、従
来と同様の主サーマルスイツチを加熱するための
ヒーターと並列に、副サーマルスイツチを設ける
ことにより、周囲温度に対する最低動作電流特性
を、できる限り均一化し得るようにしたり、又は
それと反対に、できる限りその特性曲線の傾きを
大としたりするように、その特性を自由に変える
ことができ、有意義である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、上蓋を取去つた本発明サーマルスイ
ツチの第１実施例の平面図、第２図は、第１図に
おけるＸ−Ｘ線縦断面図、第３図は、第１図にお
けるＹ−Ｙ線縦断面図、第４図は、本発明の第１
実施例における等価回路図、第５図は、本発明の
第２実施例における等価回路図、第６図は、本発
明サーマルスイツチの最低動作電流特性を示す図
表である。 １……筐体、２……断熱壁、３……主室、４…
…副室、５……螺孔、６……調節ねじ、７……主
バイメタル、８……可動接点、９……固定接点、
１０……ヒーター、１１……連結板、１２……受
電片、１３……ヒーター、１４……副バイメタ
ル、１５……可動接点、１６……固定接点、１７
……連結板、１８……固定接点、１９……被制御
回路、２０……メーンスイツチ、２１……電源端
子、２２……副バイメタル、ｍ，ｎ……斜線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バイメタルとヒーターとを直列に接続してな
   る主サーマルスイツチにおけるバイメタルに、そ
   れよりも作動温度の低い特性変換用副サーマルス
   イツチを、直列に、かつ前記ヒーターと並列をな
   すように接続することにより、主サーマルスイツ
   チの温度特性を変換するようにしたことを特徴と
   するサーマルスイツチ。 ２ 主室内に、バイメタルとヒーターとを直列に
   接続してなる主サーマルスイツチを設けるととも
   に、該主室と熱的に隔絶された副室内に、主サー
   マルスイツチのバイメタルよりも作動温度の低い
   特性変換用副サーマルスイツチを設け、前記主サ
   ーマルスイツチに、副サーマルスイツチを、直列
   に、かつ前記ヒーターと並列をなすように接続す
   ることにより、主サーマルスイツチの温度特性を
   変換するようにしたことを特徴とするサーマルス
   イツチ。