JPH07335103A - 二重安全サーモスタット - Google Patents
二重安全サーモスタットInfo
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- JPH07335103A JPH07335103A JP6128625A JP12862594A JPH07335103A JP H07335103 A JPH07335103 A JP H07335103A JP 6128625 A JP6128625 A JP 6128625A JP 12862594 A JP12862594 A JP 12862594A JP H07335103 A JPH07335103 A JP H07335103A
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Abstract
護する保護回路を内蔵するサーモスタットを提供する。 【構成】 熱応動体により変形する弾性板の両端に可動
接点を設け、両可動接点に対応して固定接点を設け、各
固定接点に対応して外部端子を設ける。弾性体の一方の
可動接点の側のばねの強さを他方の可動接点の側のばね
の強さより弱くしておく。通常時には、熱応動体の変形
に応じてばねの強さが弱い側の可動接点が開閉し、この
接点が万一融着したときは、他方の可動接点が開閉す
る。好ましい実施例では一方の可動接点を動作させるた
めの第2の熱応動体を設ける。
Description
に関する。
方の端子に接続され固定接点が設けられている固定板
と、他方の端子に接続され可動接点が設けられている弾
性板と、温度により一時的に変形し、その変形により弾
性板を変形させ、固定接点と可動接点を開閉する例えば
バイメタルから成る熱応動素子を備えるサーモスタット
が知られている。
トは温度が上昇しあるいは下降するとそれに応じて回路
を断続するので、温度調節等のために使用することがで
きる。
るので、接点が融着することがある。
めに、温度ヒューズをサーモスタットと直列に設けるこ
とが行なわれている。
合したものを電気装置に組込むことは、部品点数の上昇
を招き、製造コストを上昇させる一因となる。
イヤー等の小さな電気装置であるときには、自由な空間
の体積が小さいので、組込むことが困難な場合がある。
ットの接点が融着しても回路を保護する保護回路を内蔵
する二重安全サーモスタットを提案することを課題とす
る。
回路と接続される第1の端子を有し他端に第1の固定接
点を有する第1の固定板と、一端に外部回路と接続され
る第2の端子を有し他端に第2の固定接点を有する第2
の固定板と、一端に第1の可動接点を有し他端に第2の
可動接点を有する弾性板と、弾性板の中央部で弾性板を
支持する中央支持部材と、予め定められた第1の設定温
度を超えるとその形状の曲率が変化する熱応動体と、熱
応動体を弾性板に噛合させる複数の爪を備え、第1の固
定板と弾性板と第2の固定板が電気的に直列に配置さ
れ、上記弾性板の第1の可動接点側のばねの強さが、第
2の可動接点側のばねの強さより小さく、上記第1の設
定温度より低温では第1の固定接点と第2の可動接点お
よび第2固定接点と第2の可動接点がそれぞれ互いに接
触し、上記第1の設定温度を超えると第1の固定接点と
第1の可動接点が互いから離れ、第1の固定接点と第1
の可動接点が融着したときには第1の設定温度を超える
と第2の固定接点と第2の可動接点が互いから離れるこ
とを特徴とする二重安全サーモスタットにより解決され
る。
に記載されている。
体の曲率半径が変化して弾性板を変形させ、第1の固定
接点から第1の可動接点が離れる。温度が降下すると再
びこれらの接点は閉じる。
融着した場合は、温度が上昇すると第2の固定接点から
第2の可動接点が離れる。
に、弾性板の第1の接点の側の部分の弾性を弱めてお
く。これはこの部分に長穴を設けること、あるいは幅を
狭くすること等により実現できる。
れるとこれをクランプするクランプ手段を設けることが
好ましい。
2の可動接点が閉じているときは弾性板の長手方向に弾
性板を押圧しながら弾性板を貫通し、両接点が互いに離
れると弾性板を貫通することができなくなる寸法を有す
るクランプバネを用いることができる。
ると、クランプバネは弾性板を貫通しなくなり、クラン
プバネの先端は可動板の長手方向に移動する。この結
果、温度が下降しても可動板はクランプバネに邪魔され
て元の形の形状に戻ることができず、第2の固定接点と
第2の可動接点が開いたままの状態が維持される。
の可動接点に並列に結合された抵抗加熱素子を用いるこ
とができる。
いるときは抵抗加熱素子にはほとんど電流が流れない。
しかし第2の可動接点が開くと抵抗加熱素子に電流が流
れてバイメタル板が加熱される。この結果、電気器具の
電源が切られるまで接点が開いている状態が維持され
る。
プリングが易溶金属の中に埋込まれたヒューズスプリン
グを上記第2の可動接点の上記第2の固定板の近傍に配
置したものを用いることができる。
た場合、温度が易溶金属の融点を超えると易溶金属が融
解し、スプリングが伸びて弾性板を変形させ、第2の固
定接点と第2の可動接点の間を開いた状態に固定する。
温度が融点以下に下がってもスプリングは縮まらないの
で、両接点が開いたままの状態が維持される。
く温度は、熱応動体のばねの強さと、弾性板のばねの強
さによって定まるので、確実な値に定めることが困難で
ある。第2の熱応動体を、この熱応動体が形状の曲率を
変えたときに第2の固定接点と第2の可動接点が開くよ
うに、上記弾性板の上記第1または第2の固定板の側に
配置することにより、この温度を確定することができ
る。
ときと同じクランプ手段を設けることができる。
所定温度以上になると形状の曲率が変化するバイメタル
板を使用することができる。
形状記憶合金を用い、所定温度以上になると形状の曲率
が変化するものを用いることができる。
には外部回路と接続される第1の端子1aが設けられ、
他端には第1の固定接点1bが設けられている。同様に
第2の固定板2の一端には外部回路と接続される第2の
端子2aが設けられ、他端には第2の固定接点2bが設
けられている。
電気的に絶縁されて、合成樹脂等から成る基板3に埋込
まれて互いに固定されている。
弾性板4が配置され、弾性板4は中央支持部材5によっ
て中央部で支持されている。中央支持部材5も基板3に
埋込まれて基板3に固定されている。
2の可動接点7が設けられ、第1の可動接点6は第1の
固定接点1bと対応する位置に、第2の可動接点7は第
2の固定接点2bに対応する位置に配置されている。
応動素子が配置されている。バイメタル板8は、弾性板
4をC字形に切りそれを折り曲げて形成した爪4aに噛
合している。従ってバイメタル8の形状の曲率の符号が
反転すると弾性板4の形状はそれに対応して変化する。
側部に垂直方向案内部材13が配置されている。垂直方
向案内部材9は、図示されていないハウジングの一部で
ある。
けた部分には貫通孔が形成されている。第2の可動接点
7に近い方の貫通孔4bをクランプバネ9からなるクラ
ンプ手段が貫通している。
弾性板4をそれの長手方向に押圧している。
強さが第2の可動接点7の側のばねの強さより小さくな
るように形成されている。
一対の長穴4cが設けられている。この結果、弾性板4
の長穴4c側のばねの強さが小さくなる。なお、弾性板
4は中央孔4dおよび角孔4g,4hにおいて中央支持
部材5に固定される。バイメタル8の形状の曲率が反転
したときにその変形に容易に追随できるように、弾性板
4には図6に示すように切込み4e,4fが形成されて
いる。ばねの強さを調節することは、これ以外に弾性板
4の幅を実質的に小さくすることによっても、弾性板4
の厚さを調整することによっても、また弾性板の一部分
にリブもしくはリムを設けることによっても可能であ
る。
第1の可動接点6は互いに接触し、第2の固定接点2b
と第2の可動接点7は互いに接触している。したがっ
て、電流は第1の端子1a、第1の固定板1、第1の固
定端子1b、第1の可動接点6、弾性板4、第2の可動
接点7、第2の固定接点2b、第2の固定板2、第2の
端子2aの順にあるいはこの逆に流れる。
と、バイメタル板8の形状の曲率の符号が反転する。弾
性板4のばねの強さは第1の可動接点6の側が弱いの
で、第3図に示すように弾性板4が変形する。この結
果、第1の固定接点1bから第1の可動接点6が離れ
る。これにより回路が開く。
と、再びバイメタル板8の形状の曲率が反転し、それに
応じて弾性板が変形し、第1の可動接点6と第1の固定
接点1bが接触し、回路が閉じる。これは可逆的であ
る。
第1の可動接点6が融着した場合は、第4図に示すよう
に、高温では第2の固定接点2bから第2の可動接点7
が離れる。すなわち、第2の固定端子2bと第2の可動
接点7は保護回路として機能する。
備えないときは、温度が低下すると、バイメタル板8の
形状の曲率が再び反転し、弾性板4がそれに対応して変
形し、第2の固定接点2bと第2の可動接点7が互いに
接触し、回路は閉じる。すなわち、第1の固定接点と第
2の可動接点が融着した後もサーモスタットとして可逆
的に機能する。
るクランプ手段を備える。このクランプバネ9は、第2
の固定接点2bと第2の可動接点7が接触しているとき
は、貫通孔を貫通しているが、互いに離れると貫通しな
くなる寸法を有している。この結果、第2の可動接点2
bと第2の固定接点が離れるとクランプバネ9の先端は
移動し、図4に示すように、弾性板4の下面に当接する
ことになる。
8の形状の曲率の符号が変わっても、弾性板4はクラン
プバネ9によって邪魔されて変形出来ない。従って、回
路が開いたままの状態が維持される。
念的に示す。この実施例では第1の固定板1と第2の固
定板2が電気抵抗体10からなる発熱体で互いに接続さ
れている。電気抵抗体10としては、絶縁性フィルムで
導電性フィルムを挿んだものを採用することができる。
じているときは電気抵抗体10には電流はほとんど流れ
ないが、しかし第1の固定接点1bと第1の可動接点6
が融着した場合に、第2の固定接点2bと第2の可動接
点7が互いに離れると、電気抵抗体10に電流が流れ、
発熱する。この結果、バイメタル板の温度が下がらず、
回路が開いている状態が維持される。すなわち、電気抵
抗体10はクランプ手段として機能する。
い実施例を示す。クランプ手段は、図9に示すように縮
められた状態でスプリング11aが、フューズ合金、半
田合金等の易溶金属11bの中に埋込まれたヒューズス
プリング11からなる。易溶金属としては少なくとも2
つの材料からなる共晶合金であることが好ましい。
属11bは融解する。この結果、図10に示すようにス
プリング11aが伸びる。再び温度が下がってもスプリ
ング11aは縮まない。
ンプバネ9に代えてヒューズスプリング11を使用する
点のみが異なるので、共通の部材には同一の参照番号を
付して説明を省略する。
の第2の可動接点7側の第2の固定板2の側に配置す
る。第1の設定温度T1 より易溶金属の融解点を高く設
定する必要がある。第1の固定接点1bと第1の可動接
点が正常に動作しているときは、ヒューズスプリングの
温度が易溶金属の融解点にならないように設計する。
融着した場合、ヒューズスプリング11の温度が易溶金
属の融解点以上になると、易溶金属は溶融し、スプリン
グ11aが図10のように伸びる。この結果、図11に
示すように第2の固定接点2bと第2の可動接点7が離
れ、回路が開く。温度が再び低下しても、弾性板4は下
からスプリング11aによって押圧されているので、回
路が閉じることはない。
例である。図1と共通の部材については、同一の参照番
号を付し、説明を省略する。
からなる第2の熱応動体を使用している。
ように弾性板4の第2の固定板2の側に配置され、中央
支持部材5が貫通している。第2のバイメタル板12は
低温では点線で示す形状を有し、高温では実線で示すよ
うに、一端が基板3の突起3aに係止され、他端が弾性
板4を下から押圧するように配置されている。
度T2 を正確に定めるためにも使用することができる。
このためには、例えば第2の固定接点2bと第2の可動
接点7は、バイメタル板8と第2のバイメタル板12が
共にそれらの形状の曲率の符号を変えたときに始めて離
れるように設計する。
も、1枚のバイメタル板4のみを使用する実施例と同様
にクランプバネ9、電気抵抗10あるいはヒューズスプ
リング11を使用することができる。
の可動接点6の第1の固定板1の側に配置することもで
きる。融着している接点も軽い衝撃によって切り離すこ
とができることが普通であり、第2のバイメタル板12
の反転の衝撃力で切り離すことができる。すなわち接点
が回復する。
メタル板12と図11のヒューズスプリング11とが併
せて使用されている。図1、図11、図12と共通の部
材については、同一の参照番号を付し、説明を省略す
る。
銅合金、チタン銅合金、洋白合金、ステンレス合金)を
選択し、電気抵抗により自己加熱させ上記バイメタル板
8を熱的に接触させることによりサーモスタットを流れ
る電流に対しても応答させることもできる。このときは
電流ブレーカーとして使用できる。さらにバイメタル板
12からなる第2の熱応動体を弾性体に接触させないよ
うに配置することにより、第2の熱応動体は温度に応答
し、バイメタル板8は電流に応答するようにすることも
できる。
する場合について詳述したが、バイメタル板に限られる
ものではない。一方または両方の熱応動体を例えば形状
記憶合金等を用いて実現することもできる。
しても、回路を確実に制御することができる。 2)設計の自由度が高い。 3)部品点数を少なくすることができる。したがって占
有体積が小さい。 4)電気製品の製造コストを少なくすることができる。
い実施例の断面図である。
ある。
ある。
図である。
面図。
の断面図。
の断面図。
の断面図。
Claims (19)
- 【請求項1】 一端に外部回路と接続される第1の端子
を有し他端に第1の固定接点を有する第1の固定板と、
一端に外部回路と接続される第2の端子を有し他端に第
2の固定接点を有する第2の固定板と、一端に第1の可
動接点を有し他端に第2の可動接点を有する弾性板と、
弾性板の中央部で弾性板を支持する中央支持部材と、予
め定められた第1の設定温度を超えるとその形状の曲率
が変化する熱応動体と、熱応動体を弾性板に噛合させる
複数の爪を備え、第1の固定板と弾性板と第2の固定板
が電気的に直列に配置され、上記弾性板の第1の可動接
点側のばねの強さが、第2の可動接点側のばねの強さよ
り小さく、上記第1の設定温度より低温では第1の固定
接点と第2の可動接点および第2固定接点と第2の可動
接点がそれぞれ互いに接触し、上記第1の設定温度を超
えると第1の固定接点と第1の可動接点が互いから離
れ、第1の固定接点と第1の可動接点が融着したときに
は第1の設定温度を超えると第2の固定接点と第2の可
動接点が互いから離れることを特徴とする二重安全サー
モスタット。 - 【請求項2】 上記第2の固定接点と上記第2の可動接
点が互いに離れたとき、その状態を維持するクランプ手
段を備えることを特徴とする請求項1記載の二重安全サ
ーモスタット。 - 【請求項3】 上記クランプ手段が、上記第2の固定接
点と上記第2の可動接点が接触しているときは、上記弾
性板に設けられた貫通孔を貫通し、上記第2の固定接点
と上記第2の可動接点が離れると上記貫通孔から外れる
寸法を有し、常時上記弾性板をそれの長手方向に押圧し
ているバネであって、上記弾性板の上記第2の可動接点
の上記第2の固定板の側に配置されているバネであるこ
とを特徴とする請求項2記載の二重安全サーモスタッ
ト。 - 【請求項4】 上記クランプ手段が、上記弾性板と上記
第2の固定板を連結する電気抵抗体からなり、上記熱応
動体を加熱する発熱体であることを特徴とする請求項2
記載の二重安全サーモスタット。 - 【請求項5】 上記クランプ手段が、縮められた状態で
易溶合金の中に埋込まれたフューズスプリングから成
り、フューズスプリングが上記弾性板の上記第2の可動
接点の上記第2の固定板の側に配置されていることを特
徴とする請求項2記載の二重安全サーモスタット。 - 【請求項6】 上記弾性板の第1の可動接点の側のばね
の強さを第2の可動接点の側のばねの強さより小さくす
ることが、第1の可動接点の側の弾性体の幅を実質的に
小さくすることにより実現されていることを特徴とする
請求項1記載の二重安全サーモスタット。 - 【請求項7】 上記弾性板の第1の可動接点の側のばね
の強さを第2の可動接点の側のばねの強さより小さくす
ることが、弾性板の一部分にリブもしくはリムを設ける
ことにより実現されていることを特徴とする請求項1記
載の二重安全サーモスタット。 - 【請求項8】 上記第1の固定接点と第1の可動接点が
融着したとき、第2の固定接点と第2の可動接点が可逆
性のサーモスタットとして機能することを特徴とする請
求項1記載の二重安全サーモスタット。 - 【請求項9】 上記熱応動体の形状の曲率の符号が反転
する第1の設定温度より高い第2の設定温度で形状の曲
率の符号が反転する第2の熱応動体が上記弾性板の第1
または第2の固定板の側の近傍に第1または第2の可動
接点をそれぞれ第1または第2の固定接点から離すよう
に配置されていることを特徴とする請求項1記載の二重
安全サーモスタット。 - 【請求項10】 上記第2の固定接点と上記第2の可動接
点が、上記第2の熱応動体の形状の曲率の符号が反転し
たときに始めて離れることを特徴とする請求項9記載の
二重安全サーモスタット。 - 【請求項11】 上記弾性板が電気抵抗により自己加熱
し、上記熱応動体が上記弾性板に熱的に接触し、上記熱
応動体がサーモスタットを流れる電流に対して応動する
ことを特徴とする請求項1記載の二重安全サーモスタッ
ト。 - 【請求項12】 上記弾性板が電気抵抗により自己加熱
し、上記熱応動体が上記弾性板に熱的に接触し、上記熱
応動体がサーモスタットを流れる電流に応答し、上記第
2の熱応動体が上記弾性板に直接的には接触しないよう
に配置され、上記第2の熱応動体が温度に応答すること
を特徴とする請求項9記載の二重安全サーモスタット。 - 【請求項13】 上記第2の固定接点と上記第2の可動接
点が互いに離れたとき、その状態を維持するクランプ手
段を備えることを特徴とする請求項9記載の二重安全サ
ーモスタット。 - 【請求項14】 上記クランプ手段が請求項3または請求
項4または請求項5のクランプ手段であることを特徴と
する請求項13記載の二重安全サーモスタット。 - 【請求項15】 上記熱応動体がバイメタル板であること
を特徴とする請求項1記載の二重安全サーモスタット。 - 【請求項16】 上記熱応動体が形状記憶合金で形成され
ることを特徴とする請求項1記載の二重安全サーモスタ
ット。 - 【請求項17】 上記第2の熱応動体がバイメタル板であ
ることを特徴とする請求項9記載の二重安全サーモスタ
ット。 - 【請求項18】 上記第2の熱応動体が形状記憶合金で形
成されていることを特徴とする請求項9記載の二重安全
サーモスタット - 【請求項19】 上記易溶合金が少なくとも2つの材料か
らなる共晶合金であることを特徴とする請求項5記載の
二重安全サーモスタット。
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