JP2011216221A - 異常高温感知用感温スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 各種施設や器材の異常高温を不可逆的に感知する感温センサーは、種々形式のものが存在しているが、正確に作動し、耐久性、信頼性に富むと共に低コストで製造出来るものは、なかなか見当たらなかった。
【解決手段】 絶縁性素材からなる基板１の中央付近に、液体吸収性物質からなる液体吸収層４を、その上面が基板１の上面と面一（つらいち）となる様に設け、該液体吸収層４の一対の側縁５に接する様に、帯状をなした一対の電極板６，６を対向状態で位置させ、これら電極板６，６を覆う様に、基板１の上面中央に中空ハウジング７を被せ、該中空ハウジング７内の基板１上面に絶縁性を有し、任意の設定温度で溶解する石油系ワックスからなる絶縁性ワックス層８を形成し、更に、この絶縁性ワックス層８の上面に、前記絶縁性ワックス層８と同じ温度で溶解する石油系ワックス中に導電性物質を混練した導電性ワックス層９を重畳せしめて異常高温感知用感温スイッチを構成した。
【選択図】 図２

Description

この発明は異常高温感知用感温スイッチ、詳しくは、設置箇所の異常高温に反応して電気回路を不可逆的に閉成するスイッチに関するものである。

設置箇所の温度に反応して電気回路の開閉を行う感温スイッチは、あらゆる産業分野において広く用いられており、この感温スイッチの用途の一つとして、設置箇所の異常高温の感知警告が挙げられる。

特開２００９−１５２２１９ 特開２００７−２８０８７１

なし

異常高温を不可逆的に感知する為に用いる感温スイッチは、予め設定された温度で確実に動作する正確さと共に、一個当たりの単価が安く、しかも耐久性信頼性も高いことが必要であるが、従来の感温スイッチは、構造が複雑で、故障しやすく、信頼性、耐久性に欠け、しかも製造コストも高いものが多く、必ずしも満足すべきものではなかった。

本願発明は、異常高温を感知する感温スイッチに関する上記従来の問題点を解決したものであり、発熱現象を正確、確実に感知して不可逆的に表示することが出来る異常高温感知用感温スイッチを提供せんとするものである。

請求項１に係る発明は、絶縁性素材からなる基板１の中央付近に、液体吸収性物質からなる液体吸収層４を、その上面が基板１の上面と面一（つらいち）となる様に設け、該液体吸収層４の一対の側縁５に接する様に、帯状をなした一対の電極板６，６を対向状態で位置させ、これら電極板６，６を覆う様に、基板１の上面中央に中空ハウジング７を被せ、該中空ハウジング７内の基板１上面に絶縁性を有し、任意の設定温度で溶解する石油系ワックスからなる絶縁性ワックス層８を形成し、更に、この絶縁性ワックス層８の上面に、前記絶縁性ワックス層８と同じ温度で溶解する石油系ワックス中に導電性物質を混練した導電性ワックス層９を重畳せしめて異常高温感知用感温スイッチを構成することにより、上記課題を解決した。

又、請求項２に係る発明は、絶縁性素材からなる基板１上に、棒状をなした一対の電極板１４，１４を間隔をあけて直列状に配置し、前記電極板１４，１４間に、舌片状をなし、始端１５側が一方の電極板１４の対向側端部に固定され、開放端１６がもう一方の電極板１４に重なるに足りる長さを有し、下方に向かって付勢された導電性の板バネ１８を設け、該板バネ１８の開放端１６側下面に接点１９を、該接点１９に対応する位置の電極板１４の上面に接点２０をそれぞれ設け、該電極板１４の対向側端部２１に板状をなした液体吸収体２２を延設し、前記一対の接点１９，２０間に、所望の設定温度で溶解する固形状の石油系ワックス２３を介在させて、両接点１９，２０間を強制的に離隔させて異常高温感知用感温スイッチを構成することにより、上記課題を解決した。

更に、請求項３に係る発明は、両端部２５，２６が閉塞され、外面にリード線４１が接続された円筒状をなした導電性素材からなるケーシング２４内に、一方の端部２５寄りに偏位させて、開放端側の端部２８が円盤状のゴム板２９によって封止された石油系ワックス２７を充填すると共に、もう一方の端部２６を貫通させてケーシング２４の軸芯に沿って、絶縁性を有する鞘管３１内に収容された導電性を有する棒状体３２を挿入し、該棒状体３２の先端に接点３４を設け、該接点３４とケーシング２４の端部２６寄りの部分との間に、バネ材３６を張設して前記接点３４をケーシング２４の端部２６方向に後退可能状態で弾性的に支持し、前記接点３４とゴム板２９との間に導電性円柱体３７を滑動自在に位置させ、該導電性円柱体３７のゴム板２９寄りの端面に円板状のシール材３８を接着し、反対側の端面とケーシング２４の端面との間にバネ材３９を張設し、該導電性円柱体３７をゴム板２９側に付勢させて異常高温感知用感温スイッチを構成することにより、上記課題を解決した。

石油系ワックスの熱による溶解作用あるいは膨張作用を利用しているので、正確に温度に反応し、動作が確実で耐久性にも富み、誤作動のおそれはほとんどない、又、構造が簡単で部品数も少なく、低いコストで製造することが出来る、更に、一旦設定温度を超過したら、その後温度が低下したとしても、回路を閉成し続けるので、警告灯などと組合せることにより、無人施設における異常高温の感知に特に有効である、等のすぐれた効果を有する。

この発明に係る異常高温感知用感温スイッチの実施例１の平面図。 同じく、図１における矢視Ａ−Ａ線断面図。 同じく、設定温度超過により、電極板６，６間が導通した状態の断面図。 同じく、温度感知すべき対象物へ取り付けた状態の斜視図。 同じく、電源及び電球と接続した状態の説明図。 この発明に係る異常高温感知用感温スイッチの実施例２の縦断面図。 同じく、設定温度超過により、電極板１４，１４間が導通した状態の断面図。 この発明に係る異常高温感知用感温スイッチの実施例３の縦断面図。 同じく、設定温度超過により、回路が閉成された状態の縦断面図。 同じく、設定温度超過後に、再び温度が低下した状態の縦断面図。

石油系ワックスの熱による溶解作用又は膨張作用を利用し、設定温度超過の際に、回路を不可逆的に閉成する様にした点に最大の特徴が存する。

図１はこの発明に係る異常高温感知用感温スイッチの実施例１の平面図、図２は図１における矢視Ａ−Ａ線断面図である。図中１は、電気絶縁性素材からなる基板であり、裏面には粘着剤層２が形成されており、異常高温を感知しようとする対象物１１の表面に貼付出来る様になっている。そして、この基板１の中央付近には、矩形状の切欠部が設けられており、この切欠部には、その上面が基板１の上面と面一（つらいち）になる様に、吸い取り紙などの液体吸収物質が充填され、液体吸収層４となっている。

更に、この基板１の上面側には、前記液体吸収層４の一対の側縁５，５に接する様に、帯状をなした一対の電極板６，６が対向状態で位置せしめられており、この基板１の上面中央には、この電極板６，６を覆う様にフィルム状の中空ハウジング７が被せられており、この中空ハウジング７内の基板１の上面には、予め設定された任意の温度で溶解する石油系ワックスからなる絶縁性ワックス層８が形成されており、この絶縁性ワックス層８の上面には、前記絶縁性ワックス層８と同じ温度で溶解する石油系ワックスに、銅、アルミ、ニッケル等の導電性金属の微粒子やカーボン微粒子などの導電性物質を練り込んだ導電性ワックス層９が重畳されている。

なお、前記電極板６からは、外部の電気回路と接続させる為のリード片１０が外側に向かって延設されている。

この実施例１は上記の通りの構成を有するものであり、図４に示す様に、異常温度を感知しようとする対象物１１の表面に、粘着剤層２を用いて貼着し、図５に示す様に、リード片１０，１０間に電源１２及び電球１３などの電気的表示素子をそれぞれ接続して使用に供するものであり、対象物１１が予め設定された温度に達すると、中空ハウジング７内の絶縁性ワックス層８が溶解し、液体吸収層４に吸収されると共に、導電性ワックス層９も溶解し、図３に示す様に、電極板６上に直接触れることになる。従って、一対の電極板６，６はこの導電性ワックス層９によって導通し、電球１３に電流が流れて点灯し、それによって対象物１１が予め設定された温度に達したことが表示される。この実施例１においては、電球１３の点灯によって表示することにしたが、必ずしも電球である必要はなく、ブザーなど他の電気的な表示手段を用いても良いことはもちろんである。なお、対象物１１の温度が設定温度を超過した後、設定温度以下に低下したとしても、導電性ワックス層９は電極板６，６を導通し続けるので、回路は閉成されたままである。

従って、この実施例１を電球１３などと組合せて、暗くて視認しにくい無人施設内などに設置した場合、対象物の異常発熱現象を電球１３の点灯によって容易に知ることが可能となる。

又、石油系ワックスの熱による溶解作用を利用しているので、正確に温度に反応し、動作が確実で耐久性にも富み、誤作動のおそれはほとんどない。更に、構造が簡単で部品数も少なく、低いコストで製造することが出来る。しかも、一旦、設定温度を超過したら、その後温度が低下しても、回路を閉成し続けるので、洞内など暗い無人施設に設置された対象物の異常高温の感知に特に有効である。

図６はこの発明に係る異常高温感知用感温スイッチの実施例２の側面図である。

図中１は絶縁性素材からなる基板であり、この基板１上には、一対の棒状をなした電極板１４，１４が間隔をあけて直列状に配置されており、これら電極板１４，１４間には、舌片状をなし、始端１５側が一方の電極板１４の対向側端部に、導電性を有するスペーサー４２を介して固定されて支点となっており、開放端１６側がもう一方の電極板１４に重なるに足る十分な余長部１７を有し、下方つまり電極板１４方向に向かって付勢された板バネ１８が設けられている。そして、この板バネ１８の開放端１６側の下面には接点１９が、この接点１９に対応する位置の電極板１４の上面には接点２０がそれぞれ設けられていると共に、この接点２０が設けられている電極板１４の対向側端部２１には吸い取り紙などを素材とした板状をなした液体吸収体２２が延設されている。更に、前記接点１９，２０間には、予め設定された温度で溶解する固形状の石油系ワックス２３が介装されており、両接点１９，２０はこのワックス２３によって離隔されている。

この実施例２は上記の通りの構成を有するものであり、前述の実施例１と同様、異常高温を感知しようとする対象物１１の表面に固定し、図５に示す実施例１と同様に、電源１２及び電球１３などの電気的表示素子をそれぞれ接続して使用に供するものであり、対象物１１が予め設定された温度に達すると、接点１９，２０間に介装され、これら接点１９，２０を離隔していたワックス２３が溶解し、図７に示す様に、両端点１９，２０が接触し、回路が閉成されて電球１３に電流が流れて点灯し、それによって対象物１１が予め設定された温度に達したことが表示される、設定温度超過により、溶解したワックス２３は、液体吸収体２２に吸い取られるので、一旦、設定温度を超過した後、再び設定温度以下に温度が低下したとしても、接点１９，２０の接触状態は変わらず、回路は閉成したままで、電球１３は点灯し続ける。

従って、この実施例２も、前述の実施例１と同様、電球１３などと組み合わせることにより、暗くて視認しにくい対象物の異常高温を明瞭に表示することが出来る。

又、石油系ワックスの熱による溶解作用を利用しているので、正確に温度に反応し、動作が確実で耐久性にも富み、誤作動のおそれはほとんどない。更に、構造が簡単で部品数も少なく、低いコストで製造することが出来る。しかも、一旦、設定温度を超過したら、その後温度が低下したとしても、回路を閉成し続けるので、洞内など暗い無人施設に設置された対象物の異常高温の感知に特に有効である。

図８はこの発明に係る異常高温感知用感温スイッチの実施例３の縦断面側図である。

図中２４は両端部２５，２６が閉塞され、端部２５付近の外面にリード線４１が接続された導電性素材からなる円筒状をなしたケージングであり、その中には、一方の端部２５寄りに偏位させて、石油系ワックス２７が充填されており、このワックス２７の開放端側の端部２８は、円盤状のゴム板２９によって封止されている。一方、ケージング２４内のもう一方の端部２６側には、合成樹脂３０が充填されており、ケージング２４の軸芯に沿って端部２６の壁面及び合成樹脂３０を貫通して絶縁性を有する鞘管３１がケージング２４内に差し込まれており、この鞘管３１内に、導電性を有する棒状体３２が、その先端がケージング２４内の中空部３３に達する様に挿入されている。そして、この棒状体３２の先端には、接点３４が設けられていると共に、この接点３４と合成樹脂３０の端面３５との間にバネ材３６が張設されており、棒状体３２は端面３５方向へ後退可能状態で弾性的に支持されている。

更に、ケージング２４の中空部３３の接点３４とゴム板２９との間には、前記接点３４との間に間隔をあけて導電性円柱体３７が滑動自在に位置しており、この導電性円柱体３７の前端部には円盤状のシール材３８が接着せしめられている。又、この導電性円柱体３７の後端部と合成樹脂３０の端面との間にはバネ材３９が張設されており、この導電性円柱体３７をワックス２７が充填されている方向へ付勢している。なお、図中４０はこの導電性円柱体３７の外周を囲繞しているＯリングである。

この実施例３は、上記の通りの構成を有するものであり、前述の実施例１及び２と同様、異常温度を感知しようとする対象物１１の表面に固定し、図５に示す実施例１と同様に、電源１２及び電球１３などの表示素子をそれぞれ接続して使用に供するものであり、対象物１１が予め設定された温度に達すると、図９に示す様に、ケージング２４内に充填されているワックス２７が膨張し、導電性円柱体３７が接点３４方向に移動し、これと接触し、回路が閉成されて電球１３に電流が流れて点灯し、これによって対象物１１が予め設定された温度に達したことを表示する。

このとき、温度の上昇に伴い、ワックス２７は膨張を続けるが、接点３４はバネ材３６によって、弾性的に保持されつつ、後退自在に支持されているので、導電性円柱体３７の移動に追従して後退し、押圧によって破壊されることを免れている。一方、対象物１１の温度が設定温度以下に低下した時は、図１０に示す様に、ワックス２７は収縮するが、導電性円柱体３７はワックス２７とは連結されていないので、その外周に囲繞しているＯリング４０の摩擦力により、導電性円柱体３７は接点３４と接触している位置のまま残留し、回路は閉成したままで、電球１３は点灯を続ける。

従って、この実施例３も前述の実施例１及び２と同様、電球１３などと組合せることにより、暗く視認しにくい対象物の異常高温を明瞭に表示することが出来る。

又、石油系ワックスの熱による膨張作用を利用しているので、正確に温度に反応し、動作が確実で耐久性にも富み、誤作動のおそれはほとんどない。更に、構造が簡単で部品数も少なく、低いコストで製造することが出来る。しかも、一旦、設定温度を超過したら、その後温度が低下したとしても、回路を閉成し続けるので、洞内など暗い無人施設に設置された対象物の異常高温の感知に特に有効である。

温度管理を必要とするあらゆる産業分野において利用可能である。

１．基板
２．粘着剤層
４．液体吸収層
５．側縁
６．電極板
７．中空ハウジング
８．絶縁性ワックス層
９．導電性ワックス層
１０．リード片
１１．対象物
１２．電源
１３．電球
１４．電極板
１５．始端
１６．開放端
１７．余長部
１８．板バネ
１９．接点
２０．接点
２１．対向側端部
２２．液体吸収体
２３．ワックス
２４．ケーシング
２５．端部
２６．端部
２７．ワックス
２８．端部
２９．ゴム板
３０．合成樹脂
３１．鞘管
３２．棒状体
３３．中空部
３４．接点
３５．端面
３６．バネ材
３７．導電性円柱体
３８．シール材
３９．バネ材
４０．Ｏリング
４１．リード線
４２．スペーサー

Claims (3)

1. 絶縁性素材からなる基板（１）の中央付近に、液体吸収性物質からなる液体吸収層（４）を、その上面が基板（１）の上面と面一（つらいち）となる様に設け、該液体吸収層（４）の一対の側縁（５）に接する様に、帯状をなした一対の電極板（６），（６）を対向状態で位置させ、これら電極板（６），（６）を覆う様に、基板（１）の上面中央に中空ハウジング（７）を被せ、該中空ハウジング（７）内の基板（１）上面に、絶縁性を有し、任意の設定温度で溶解する石油系ワックスからなる絶縁性ワックス層（８）を形成し、更に、この絶縁性ワックス層（８）の上面に、前記絶縁性ワックス層（８）と同じ温度で溶解する石油系ワックス中に導電性物質を混練した導電性ワックス層（９）を重畳せしめた異常高温感知用感温スイッチ。
2. 絶縁性素材からなる基板（１）上に、棒状をなした一対の電極板（１４），（１４）を間隔をあけて直列状に配置し、前記電極板（１４），（１４）間に、舌片状をなし、始端（１５）側が一方の電極板（１４）の対向側端部に固定され、開放端（１６）がもう一方の電極板（１４）に重なるに足りる長さを有し、下方に向かって付勢された導電性の板バネ（１８）を設け、該板バネ（１８）の開放端（１６）側下面に接点（１９）を、該接点（１９）に対応する位置の電極板（１４）の上面に接点（２０）をそれぞれ設け、該電極板（１４）の対向側端部（２１）に板状をなした液体吸収体（２２）を延設し、前記一対の接点（１９），（２０）間に、所望の設定温度で溶解する固形状の石油系ワックス（２３）を介在させて、両接点（１９），（２０）間を強制的に離隔させたことを特徴とする異常高温感知用感温スイッチ。
3. 両端部（２５），（２６）が閉塞され、外面にリード線（４１）が接続された円筒状をなした導電性素材からなるケーシング（２４）内に、一方の端部（２５）寄りに偏位させて、開放端側の端部（２８）が円盤状のゴム板（２９）によって封止された石油系ワックス（２７）を充填すると共に、もう一方の端部（２６）を貫通させてケーシング（２４）の軸芯に沿って、絶縁性を有する鞘管（３１）内に収容された導電性を有する棒状体（３２）を挿入し、該棒状体（３２）の先端に接点（３４）を設け、該接点（３４）とケーシング（２４）の端部（２６）寄りの部分との間に、バネ材（３６）を張設して前記接点（３４）をケーシング（２４）の端部（２６）方向に後退可能状態で弾性的に支持し、前記接点（３４）とゴム板（２９）との間に導電性円柱体（３７）を滑動自在に位置させ、該導電性円柱体（３７）のゴム板（２９）寄りの端面に円板状のシール材（３８）を接着し、反対側の端面とケーシング（２４）の端面との間にバネ材（３９）を張設し、該導電性円柱体（３７）をゴム板（２９）側に付勢させたことを特徴とする異常高温感知用感温スイッチ。

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