JPS6286416A - 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。

〔発明の背景〕

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
量を制御する部材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はバイメタルディスク、２は集熱キ
ャッジ、３は移動−ン、４は移動ピン保持台、５はハウ
ソング、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層の金属より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Ｆよ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。

集熱キャッジ２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、集熱キャップ２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。移動ピン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
パイメタルディスク１の動きを伝達するもので、移動−
ン作持台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よシ成り、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ｌは、集熱キャップ２と移動ピン保
持台４との間に収納されている。移動−ン３は、移動ピ
ン保持台４によってノ９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匹る可動接点７は、それ自体のバネ
力により゛Ｃ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り、その外周部が集熱
キャップ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
りも小さい力で付勢支持されている可動接点７のアーム
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。

以上の如き従来型構成の過昇温防止装置では、集熱キャ
ップ２と移動ピン保持台４との間隙において、バイメタ
ルディスク１が変形するので、その動きを阻げぬように
間隙を若干広目にとる必要がある。すなわち、バイメタ
ルディスク１は接点が閉路した状態においては、移動ピ
ン３、集熱キャラ′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−ヘウジング５
に固着する場合には各部品の寸法精度ないしは集熱キャ
ップの取付精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。

ｆ２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
層が形成されておりかつ空気層の厚みにバラツキが生じ
てｉ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、集熱キャラｆ２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
の温度勾配が犬きくなシ、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、・櫂イメタルディスク１
の温度が大幅に異なることになシ、接点を開路する応答
速度が大幅に遅くなる。

又、集熱キャ、′ｆとバイメタルディスク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へ＜、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の間に、高熱伝導性を有し、かつ
変形自在な熱伝導物質を封入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図を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。これらの図中、第３図に示すものと同
じ部分は同じ符号で示す。すなわち、第１図において、
１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は移動ぎン保持台、５はＩ−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電極を
示す。これらの部分は第３図に示すものと同様に作用し
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と集熱キ
ャラｆ２との間に、高熱伝導性を有し且つ変形自在な熱
伝導層１０が封入される。

熱伝導層１０は、塑性変形可能な良熱電導性の物質で構
成されており、バイメタルディスク１と集熱キャ、ｆ２
との間に封入されている。熱伝導層１０に好適な物質と
して、ドータイト（藤倉化成株式会社）等熱伝導性の高
い金属化合物を樹脂、グリス等に分散さぜたものが挙げ
られるが、少なくとも空気層よシも熱伝導率の大きなも
のであれば良く、又、集熱キャップ２を−・ウゾング５
に固着する際に可動接点７を押し下げない程度の力で容
易に変形し、集熱キャップ２とバイメタルディスク１と
に密着可能な物質であれば良い。例えば。

放熱用シリコ−ノコ９ム（ＴＣシリーズ：　Ｍ　越化学
社製）等の熱電導性の弾性体でも良い。

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
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、本発明による装置の２例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Ｒ１１は発熱体
２１と直列に接続されておシ、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℃／　ｍｉ　ｎ以下の上昇速度で通電遮断する定
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。

第１表 この実験において、集熱キャップ２として、肉厚０．３
ｍのアルミニウム板を用い、パ・ｆメタルディスク１と
集熱キャップ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
）０．５ｍとした。第１表中、本発明Ｉは熱伝導層とし
て、二硫化モリブデンを含む耐熱グリス（ヒタゾール；
日立粉末冶金社製）、本発明■け熱伝導層として銀（−
ストの例としてドータイト（藤倉化成社製）を封入した
もので、比較例は熱伝導層を特に封入せず空気）−とし
た例を示した。各側とも１０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
フレ幅を記した。

第１表において、昇温速度が１℃／Ｓと小さい場合比較
例に比して、本発明による例は、４０℃〜５０℃低い温
度となっており、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
上昇）を含んでいる。又本発明の用台、被加熱物の最大
温度のフレ幅も小さくなっており、個体差が従来よりも
小さくなってｈる。

次に昇温速度が１０℃／Ｓと大きい場合の結果を見ると
、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、過昇温防止装置を被加熱物に当接させた
１易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、プ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ップの摩耗防止の為、
フ、素樹脂やポリアミドイミド樹脂等の薄層樹脂層を集
熱キャップ２の外周部に被覆しても良い。

〔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集
熱部材と、被加熱物の温度を感知して加熱源の発熱量を
制御する部材例えば・ヤイメタルディスクとの間に、熱
伝導性が高く、かつ変形自在な物質を封入するといった
簡単な構成によって、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１折面図、第２
図は第１図に示す装置の作動状態を示す第１図と同様の
断面図、第３図は従来の過昇温防止装置を示す断面図、
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・・・集熱キヤ、！、　　　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
１電極、　　　　９・・・第２電極、１０・・・熱伝導
層、　　　　１１・・・過昇温防止装置、２０・・・交
流電源、　　　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
   置に用いら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の間に、高
   熱伝導性を有し、かつ変形自在な熱伝導物質を封入した
   ことを特徴とする過昇温防止装置。