JPS6286415A - 過昇温防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、加熱源の発熱量を制御しつつ被加熱物を加熱
する加熱装置に用いられる過昇温防止装置に関するもの
で、特に被加熱物の温度を感知して加熱源の発熱量を制
御する制御部材としてバイメタルを使用し、このバイメ
タルの変形により加熱源への通電を遮断する遮断形の過
昇温防止装置に関するものである。

〔発明の背型〕

上記の如き従来型の過昇温防止装置の一例を第３図に示
す。この装置は被加熱物の温度を感知して加熱源の発熱
量を制御する部本（としてバイメタルディスクを用いた
ものを示す。

第３図において、１け／１イメタルディスク、２は集熱
キャップ、３は移動ビン、４は移動ビン保持台、５はハ
ウジング、６は固定接点、７は可動接点、８は第１電極
、９は第２電極である。バイメタルディスク１は熱膨張
率の異なる２）−の金属よシなる周知の構造のもので温
度に応じてその凸方向が変化する凸状円板である。その
変形温度は金属の種類ないしは組成比を変えることによ
って所定の温度に設定可能である。

集熱キャラｆ２は加熱源の発熱量の制御を効率よく行う
ためにバイメタルディスク１に対向するように配置され
る。また、集熱キャ、ｆ２はバイメタルディスク反転時
にディスクの受部材にもなる。移動ビン３は、被加熱物
を加熱するための加熱源への通電を開閉するスイッチに
バイメタルディスクｌの動きを伝達するもので、移動ビ
ン保持台４に摺動自在に保持される。上記のスイッチは
第１電極８および第２電極９よ構成シ、固定接点６およ
び可動接点７の接触を開閉する。

バイメタルディスク１は、集熱キャップ２と移動ビン保
持台４との間に収納されている。移動ピン３は、移動ビ
ン保持台４によってバイメタルディスク１と可動接点７
との間を移動自在に保持されている。第１電極８と電気
的接続がなされている可動接点７は、それ自体のバネ力
によって付勢され第２電極９と電気的接続がなされてい
る固定接点６と接する様に付勢支持されている。集熱キ
ャップ２によって集熱された熱がバイメタルディスク１
に伝達されバイメタルディスク１が所定の温度以上にな
った場合に凸方向が変わシ、その外周部が集熱キャ、ｆ
２に当接支持された形で移動ピン３を押し下げる。移動
ピン３は、変形時のバイメタルディスクの押力よシも小
さい力で付勢支持されている可動接点又はアーム部を押
し下げ、固定接点６と可動接点７との間を開路する。

以上の如き従来型の構成の過昇温防止装置では、集熱キ
ャ２７″２と移動ビン保持台４との間隙において、バイ
メタルディスクｌが変形するので、その動きを妨げぬよ
うに間隙な着干広目にとる必要がある。すなわち、バイ
メタルディスクｌは接点が閉路した状態においては、移
動ピン３、集熱キャッｆ２．移動ピン保持台によって固
定支持されていないことが重要である。又、上記過昇温
防止装置の製造時に特に集熱キャラｆ２をハウシング５
に固着する場合には各部品の寸法精度ない１−は集熱キ
ャップの取付種度上の制約によって、バイメタルディス
ク１を介して移動ピン３を押し下げてしまわないように
、すなわち非過昇温時に接点が開路する接点不良を防止
するために、集熱キャ、ゾ２とバイメタルディスク１の
最近接間隔を大きめにとる必要がある。このため上記の
従来の過昇温防止装置では集熱キャップ２とバイメタル
ディスク１との間に空気層が形成されてお９かっ空気層
の厚みにノ量うツキが生じている。この場合、空気層が
集熱キャップ２と感温素子であるバイメタルディスク１
との間の断熱層として働くので集熱キャップ２とバイメ
タルディスク１との間に温度勾配が生じ易い。

特に集熱キャップ２の温度変化速度が大きい場合にはそ
の温度勾配が大きくなシ、集熱キャップ２に熱的に接続
されている被加熱物の温度と、バイメタルディスク１の
温度が大巾に異なることになり、接点を開路する応答速
度が大巾に遅くなる。

又、集熱キャップとパイメタ、ルディスク１との間の空
気層のバラツキが大きい為、過昇温防止装置の応答速度
に関して個体差が大きく、実際の使用上大きな問題を生
じていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上述のような従来の過昇温防止装置にお
ける欠点を除去し、装置間の個体差を小さくし、かつ熱
応答速度を早めた、過昇温防止装置を提供することであ
る。

〔発明の概要〕

本発明による過昇温防止装置は、加熱源の発熱ｒ　ζ　
） 量を制御しつつ被加熱物な加熱する加熱装置に使用され
る過昇温防止装置において、被加熱物の温度を感知して
加熱源の発熱涜を制御する制御部材と、この制御部材に
対向して配置された集熱部材とを備え、該制御部材の該
集熱部材に対向する面を、高耐熱性を有しかつ熱輻射を
吸収し易い物質で被覆したことを特徴とするものである
。

〔発明の実施例〕

次に、第１図および第２図をか照して本発明の実施例に
ついて読切する。これらの図中、第３図に示すものと同
じ部分は同じ符刀で示す。すなわち、第１図において、
ｌはバイメタルディスク、２は集熱キャップ、３は移動
ピン、４は移動ビン保持台、５はハウゾング、６は固定
接点、７は可動接点、８は第１電極、９は第２電極を示
す。これらの部分は第３図に示すものと同様に作用１２
て、過昇温を防止する働きをする。

本発明装置においては、バイメタルディスク１の集熱キ
ャラ７″２に対向する面は、高耐熱性を有し且つ熱輻射
を吸収し易い物質より成る熱輻射吸成層１０によって被
覆される。熱輻射吸収層１０は高耐熱性を有し集熱キャ
ッジからの輻射を吸収し易いように黒色であることが好
ましい。また、バイメタルディスク１の変形に影響を与
えないように塑性変形可能なものが好ましい。熱輻射吸
収層１０として好適な物質はテラゾール（日東工業製）
等が上げられるが、熱線の吸収が良く耐熱性を有するも
のであれば他の材料でも良い。

第２図は過昇温防止装置が作動して、バイメタルディス
クが変形し、加熱源へ、の通電を遮断した状態を示す。

次に、本発明による過昇温防止装置と従来の同様の装置
との性能を比較実験した結果について説明する。この比
較実験には、第４図に示す作動温度測定装置が使用され
た。第４図において、１１は比較実験された過昇温防止
装置を示し、本発明による装置および従来型の比較例が
比較実験された。２０は発熱体に電力を供給する交流電
源、２１は発熱体、２２は被加熱物２４の表面温度を測
定する為の熱電対で、過昇温防止装置の当接ないしは近
接している面と略同−の温度となる被加熱物表面に配接
されており、被加熱物２４の表面温度及び変化率を測定
可能なようにレコーダ２３に接続されている。過昇温防
止装置１１は発熱体２１と直列に接続されており、所定
の温度を検知した時点で発熱体２１への電力の供給を遮
断する。

第４図において、バイメタルディスクの変形温度（すな
わち１℃％ｎ　Ｉ　ｎ以下の上昇速度で通電連断する定
格作動温度）が２３０℃である過昇温防止装置の遮断テ
ストを行なった。第１表にその結果を示す。

集熱キャ、７°２として肉厚０．３ｍのアルミニウム板
を用い、バイメタルディスク１と集熱キャ。

７″２との間隙を最小時（測定時に集熱キャップ面を下
側とした場合に重力の作用によって最近接する）０．５
ｍとした。

本発明の例としては、熱輻射吸収層としてテラゾール（
日東工業社製）を使用したものを用い、これをバイメタ
ルディスクにコートしており、比較例としてバイメタル
ディスクにコートを行なわない例を用いた。各側とも１
０個ずつ同一条件でテストを行ない、被加熱物２４の表
面最大温度の中央値、およびフレ巾を記した。

第１表において昇温速度が１　’Ｃ／ｓと小さい場合比
較例に比して４０℃〜５０℃低い温度となっておシ、本
発明の応答速度が早いことが確認された。

但し、この場合の最大温度は被加熱物の熱容量によって
生ずるオーバーシュート（発熱中断後の表面温度」１昇
）を含んでいる。又本発明の場合、被加熱物の最大温度
のフレ巾も小さくなっており、個体差が従来よシも小さ
くなっている。

次に昇温速度が１０いと大きい場合の結果な見ると、比
較例との温度差がさらに大きくなっており、本発明が特
に昇温速度が大きい場合に有効であることがわかる。

上記の例では、被加熱物に当接させた場合の実験データ
を示したが、過昇温防止装置を被加熱物に当接せず、近
接させた場合にも有効であることは明らかであり、又集
熱キャッジ２が過昇温防止装置の保護層にもなっている
ため被加熱物と過昇温防止装置が相対的に移動している
場合でも使用可能である。又、上記の場合被加熱物およ
び集熱キャ、′；ｆの摩耗防止の為、フッ素樹脂や７１
２１Ｊアミドイミド樹脂等の薄層樹脂層を集熱キャッジ
２の外周面に被覆しても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による過昇温防止装置は、
被加熱物の温度を感知して加熱源の発熱量を制御する制
御部材における集熱部材に対向する面に、高耐熱性を有
し、熱輻射を吸収し易い物質を被覆することで、集熱部
材からの熱伝達を良くし、過昇温防止装置の熱応答性を
高め、かつ作動温度の安定性を高めることが可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の過昇温防止装置を示す断面図、第２図
は第１図に示す装置の作動状態を示す説明図、第３図は
従来の過昇温防止装置を示す第１図と同様の断面図、第
４図は過昇温防止装置の性能の比較実験に使用された作
動温度測定装置の概略図である。 １・・・バイメタルディスク、 ２・・・集熱キャップ、　３・・・移動ピン、４・・・
保持台、　　　　　５・・・ハウジング、６・・・固定
接点、　　　７・・・可動接点、８・・・第ＸＷ極、　
　　９・・・第２電極、１（）・・・Ｍ輻射吸収層、１
１・・・過昇温防止装置、２（）・・・交流筒、源、　
　２１・・・発熱体、２２・・・熱電対、　　　２３・
・・レコーダ、２４・・・被加熱物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱源の発熱量を制御しつつ被加熱物を加熱する加熱装
   置に使用される過昇温防止装置において、被加熱物の温
   度を感知して加熱源の発熱量を制御する制御部材と、こ
   の制御部材に対向して配置された集熱部材とを備え、該
   制御部材の該集熱部材に対向する面を、高耐熱性を有し
   かつ熱輻射を吸収し易い物質で被覆したことを特徴とす
   る過昇温防止装置。