(57)【要約】【課題】２つのバイメタルを有する熱感知装置において、装置の小型化を図る。【解決手段】  第１の温度で変形する第１のバイメタルと、前記第１のバイメタルと部分的に重なりあう位置に配置され、前記第１の温度よりも高い第２の温度で変形する第２のバイメタルと、前記第１及び第２のバイメタルを収容し、外部の熱が伝達される受熱部を有するケース部と、を備え、前記第１のバイメタルは、前記第２のバイメタルと比較して、前記受熱部の近くに配置され、前記第２のバイメタルは、前記第１のバイメタルの一部を収容可能な収容部を有する。【選択図】図３
2014149973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の温度で変形する第１のバイメタルと、
前記第１のバイメタルと部分的に重なりあう位置に配置され、前記第１の温度よりも高
い第２の温度で変形する第２のバイメタルと、
前記第１及び第２のバイメタルを収容し、外部の熱が伝達される受熱部を有するケース
部と、を備え、
前記第１のバイメタルは、前記第２のバイメタルと比較して、前記受熱部の近くに配置
され、
前記第２のバイメタルは、前記第１のバイメタルの一部を収容可能な収容部を有するこ
とを特徴とする熱感知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱感知装置であって、
前記第１のバイメタルは、凸曲面状の形状を有し、
前記第２のバイメタルは、前記第１のバイメタルと同じ方向に凸となる凸曲面状の形状
を有すると共に、前記第１のバイメタルよりも大きな外径となっており、
前記第１及び第２のバイメタルは、実施的に同軸上に配置されていることを特徴とする
熱感知装置。
【請求項３】
請求項２に記載の熱感知装置であって、
前記第１のバイメタル及び前記第２のバイメタルは、前記受熱部に向かって凸となる凸
曲面状を有し、
前記収容部は、前記凸曲面状に対して凹んでいることを特徴とする熱感知装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の熱感知装置であって、
前記第１のバイメタルの変形に応じて移動する第１のロッドと、
前記第１のロッドの移動に応じて、オンまたはオフする第１のスイッチと、
前記第２のバイメタルの変形に応じて移動する第２のロッドと、
前記第２のロッドの移動に応じて、オンまたはオフする第２のスイッチと、をさらに
備え、
前記第２のバイメタルには、前記第１のロッドが貫通する貫通孔が形成されているこ
とを特徴とする熱感知装置。
【請求項５】
請求項４に記載の熱感知装置であって、
前記収容部は、前記第２のバイメタルにおける他の部分と比較して脆弱に形成されてい
ることを特徴とする熱感知装置。
【請求項６】
請求項５に記載の熱感知装置であって、
前記収容部には、スリットが形成されていることを特徴とする熱感知装置。
【請求項７】
請求項１に記載の熱感知装置であって、
前記第１のバイメタルの変形に応じて移動する第１のロッドと、
前記第１のロッドの移動に応じて、オンまたはオフする第１のスイッチと、
前記第２のバイメタルの変形に応じて移動する第２のロッドと、
前記第２のロッドの移動に応じて、オンまたはオフする第２のスイッチと、をさらに備
え、
前記第２のスイッチには、前記第１のロッドが貫通する貫通孔が形成され、
前記第１のバイメタル及び前記第２のバイメタルは、前記受熱部に向かって凸となる凸
曲面状を有し、
前記収容部は、前記凸曲面状に対して凹んでおり、
前記第２のロッドは、前記収容部の周囲で前記第２のバイメタルと接触することを特徴
とする熱感知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バイメタルを用いた熱感知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一つのケース内に２つの熱応動片を配置させた温度スイッチが知られている（例えば、特
許文献１参照）。
【０００３】
この温度スイッチでは、一方の熱応動片の変形によって他方の熱応動片が干渉を受けな
いようにするために、２つの熱応動片の間には十分なクリアランスを設ける必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５９−１０５７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の温度スイッチでは、スイッチ自体が大きくなってしまうという問
題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１の温度で変形する第１のバイメタルと、前記第１のバイメタルと部分的
に重なりあう位置に配置され、前記第１の温度よりも高い第２の温度で変形する第２のバ
イメタルと、 前記第１及び第２のバイメタルを収容し、外部の熱が伝達される受熱部を
有するケース部と、を備え、前記第１のバイメタルは、前記第２のバイメタルと比較して
、前記受熱部の近くに配置され、前記第２のバイメタルは、前記第１のバイメタルの一部
を収容可能な収容部を有することで上記課題を解決する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る熱感知装置の断面図である。
【図２】図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態において、第１のバイメタルが変形した状態を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態において、第１のバイメタル及び第２のバイメタルが変形した状態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態の変形例を示す断面図である。
【図６】図６は、図５の例において、第１のバイメタルが変形した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施の形態、および、それを具体化した実施例を、図面を用いて詳細に説明す
る。
＜構成＞以下、構成について説明する。
【０００９】
図１〜図４の基本構造図に示すように、例えば、発熱機器などの熱源１に対し、発熱機
器（熱源１）が所定の温度以上になったことを感知して、発熱機器の作動を停止させたり
、異常検知信号を発生させたりするなどのための安全装置として、感熱スイッチなどの熱
感知装置２を用いるようにする。
【００１０】
この熱感知装置２は、熱によって変形可能な第１のバイメタル３ａ及び第２のバイメタ
ル３ｂと、このバイメタル３ａ,３ｂを収容すると共に、外部の熱を上記バイメタル３ａ,
３ｂへ伝えるケース部４と、上記バイメタル３を挿入するために上記ケース部４に設けら
れた開口部５を塞ぐ蓋状部材６と、第２のバイメタル３ｂをケース部４に向かって押し付
ける押圧保持部２１と、を有するものとされる。
【００１１】
ここで、補足説明を行うと、上記した「発熱機器などの熱源１」は、この場合、電気自
動車の空調装置に使用される温水加熱器において、使用される冷媒を加熱するのに用いら
れる電気ヒーターなどを想定している。但し、熱源１は、これに限るものではない。
【００１２】
上記した「熱感知装置２」は、文字通り、熱を感知するための装置である。この熱感知
装置２は、上記の他に、上記したバイメタル３ａの変形によって移動する操作ロッド８ａ
と、この操作ロッド８ａの移動によって開閉されるスイッチ部７ａと、上記したバイメタ
ル３ｂの変形によって移動する操作ロッド８ｂと、この操作ロッド８ｂの移動によって開
閉されるスイッチ部７ｂと、を備えたものとすることができる。このバイメタル３ａと操
作ロッド８ａとによって、スイッチ部７ａを（自動的に）操作するためのスイッチ駆動機
構が構成され、このバイメタル３ｂと操作ロッド８ｂとによって、スイッチ部７ｂを（自
動的に）操作するためのスイッチ駆動機構が構成される。なお、図では、熱感知装置２は
、発熱機器（熱源１）の上部に、その操作ロッド８ａ,８ｂを上下方向へ向けた状態で設
置されているが、熱感知装置２の設置位置や設置の向きなどについては、これに限るもの
ではない。但し、この実施例では、操作ロッド８を上下方向へ向けた場合について説明す
る。
【００１３】
スイッチ部７ａは、外部の電気回路に接続された一対の接点１１ａ，１２ａを有する。
なお、接点１１ａは可動接点であり、接点１２ａは固定接点である。
【００１４】
スイッチ部７ｂもスイッチ部７ａと同様に構成されており、外部の電気回路に接続され
た一対の接点１１ｂ，１２ｂを有する。なお、接点１１ｂは可動接点であり、接点１２ｂ
は固定接点である。
【００１５】
上記した操作ロッド８ａ,８ｂは、例えば、ケース部４および蓋状部材６の軸線方向（
即ち、ケース部４または蓋状部材６の中心を通ってケース部４または蓋状部材６の厚み方
向）へ延びるものなどとされる。操作ロッド８ａ,８ｂは、非導電性のものとされる。操
作ロッド８ａ,８ｂは、蓋状部材６の中心位置を移動自在（この場合には、昇降自在）に
貫通するものとされる。
【００１６】
そのために、蓋状部材６の中心位置には、操作ロッド８ｂの移動を案内するためのガイ
ド孔１６などが設けられ、操作ロッド８ｂの中心位置には、操作ロッド８ａの移動を案内
するためのガイド孔８１ｂが形成されている。
【００１７】
本実施の形態では、操作ロッド８ａは、第１のバイメタル３ａの中央部分と接触してい
る。一方、操作ロッド８ｂの下端には、第２のバイメタル３ｂに脆弱部３３ｂ（後述）の
周囲と接触するように、操作ロッド８ｂの径方向に円錐状に延びる脚部８２ｂが設けられ
ている。
【００１８】
そして、上記したスイッチ部７ａは、通常時にオン（またはクローズ）となり、作動時
にオフ（またはオープン）となるように構成され、上記したスイッチ部７ｂは、通常時に
オフ（またはオープン）となり、作動時にオン（またはクローズ）となるように構成され
ているが、これらの関係は特に限定されず適宜変更可能である。
【００１９】
上記した第１のバイメタル３ａは、熱膨張率が異なる複数枚の金属板を貼り合わせて形
成されたものであり、熱に（よる伸びの差に）よって変形されるようになっている。第１
のバイメタル３ａの形状は、凹曲面状または凸曲面状の円板型のものとされる。本実施の
形態では、図１に示すように、第１のバイメタル３ａは、第１の温度（例えば、１００度
）未満の状態では図１中下側に向かって凸になっている。一方、図３に示すように、第１
の温度になると同図中上側に向かって凸に変形する。そして、一旦、第１の温度以上にな
った第１のバイメタル３ａが、常温あるいは所定温度まで冷却されると、図１の状態に復
帰する。
【００２０】
第２のバイメタル３ｂは、第１のバイメタル３ａと同様に、熱膨張率が異なる複数枚の
金属板を貼り合わせて形成されたものであり、熱に（よる伸びの差に）よって変形される
ようになっている。第２のバイメタル３ｂの形状は、凹曲面状または凸曲面状の円板型の
ものとされる。本実施の形態では、図１に示すように、第２のバイメタル３ｂは、第１の
温度よりも高い第２の温度（例えば、１５０度）未満の状態では図１中下側に向かって凸
になっている。一方、図４に示すように、第２の温度になると同図中上側に向かって凸に
変形する。
【００２１】
第２のバイメタル３ｂは、第１のバイメタル３ａと重なり合うように、第１のバイメタ
ル３ａの図１中上方に配置される。このため、第２のバイメタル３ｂとケース部４との接
触箇所は、第１のバイメタル３ａとケース部４との接触箇所と比較して、ケース部４の受
熱部１７ａよりも遠い位置となっている。
【００２２】
また、図１及び図２に示すように、本実施の形態における第２のバイメタル３ｂには、
操作ロッド８ａが貫通する貫通孔３１ｂが形成されており、この貫通孔３１ｂの周辺は、
放射状にスリット３２ｂが形成されている。本実施の形態では、このスリット３２ｂによ
って、第２のバイメタル３ｂに、第２のバイメタル３ｂにおいて他の部分よりも脆弱な脆
弱部３３ｂが形成される。本実施の形態では、図３に示すように、第１のバイメタル３ａ
が図中上側に向かって変形した際に、変形した第１のバイメタル３ａの形状に沿って、脆
弱部３３ｂが変形する。なお、第２のバイメタル３ｂの脆弱部３３ｂについては、第２の
バイメタル３ｂの厚みを部分的に薄くするなどして構成してもよい。
【００２３】
このように、本実施の形態では、脆弱部３３ｂが第１のバイメタル３の一部を収容する
収容部として機能するので、第１のバイメタル３ａと第２のバイメタル３ｂを接近して配
置させることができ、これにより、熱感知装置２の小型化を図ることが可能となっている
。
【００２４】
次に、ケース部４は、図１に示すように、一部が階段状に形成された底部１７（底面）
と、側部１８（側面）とを有する有底容器状のものとされると共に、その上面に、上記し
た開口部５を有するものとされる。そして、上記した底部１７の図中再下端に位置する部
分が、発熱機器（熱源１）に対する受熱部１７ａとされている。
【００２５】
そして、このケース部４は、外部の熱源１からの熱を効率的に伝えることができるよう
に、金属製のものとされる。この場合、ケース部４は、円筒容器状のものとされているが
、角筒容器状やその他の形状の容器などとしても良い。
【００２６】
上記した「開口部５」は、上記したようにケース部４の上部（または上面）、即ち、底
部１７（受熱面）とは反対側の面に形成される。この場合、開口部５は、上記したケース
部４の側部１８の上縁部そのままの大きさおよび形状を有する円形状のものとされている
。但し、開口部５は、円形状に限るものではなく、例えば、角筒容器状やその他の形状の
ケース部４に合わせた形状などとすることができる。
【００２７】
上記した「蓋状部材６」は、文字通り、開口部５を塞ぐためのものである。この蓋状部
材６は、樹脂製のものなどとされる。蓋状部材６は、開口部５と同じ形状および大きさを
有すると共に、所要の厚みを有して開口部５に嵌着されるものとなっている。なお、ケー
ス部４の内部にバイメタル３ａ、３ｂを収容するための空間（バイメタル収容空間）を確
保すると共に、この空間を一定の大きさに規定するために、ケース部４の側部１８に、底
部１７側を小径に絞るための段差部１８ａ（図３参照）を設けて、この段差部１８ａの図
中上側の段差面に蓋状部材６を係止保持させるようにしても良い。
【００２８】
上述した押圧保持部２１は、図１に示すように、上記蓋状部材６と上記バイメタル３との
間に設けられており、この第２のバイメタル３ｂを上記ケース部４の底部１７へ向けて押
圧付勢する。これにより、第２のバイメタル３ｂとケース部４との間には、適切な接触圧
が確保され、第２のバイメタル３ｂに対する熱伝達性が向上する。
【００２９】
なお、この押圧保持部２１は、上記第２のバイメタル３ｂの変形力よりも弱い力で第２
のバイメタル３ｂを押圧付勢するものとされ、第２のバイメタル３ｂの変形を阻害しない
ようになっている。
【００３０】
次に、図５及図６を参照して、上記の例の変形例について説明する。なお、以下におい
ては、図１〜図４の形態とは異なる箇所を説明し、同一の構成については、説明を省略す
る。
【００３１】
図５及び図６の形態では、第２のバイメタル３ｂの中央に凸部３４ｂが形成されている
。この凸部３４ｂは、図６に示すように、第１のバイメタル３ａが変形した際に、第１の
バイメタル３ａの一部を収容する収容部として機能する。これにより、第１のバイメタル
３ａと第２のバイメタル３ｂを接近して配置させることができ、これにより、熱感知装置
２の小型化を図ることが可能となっている。
【００３２】
＜効果＞変形例を含む本発明の実施の形態によれば、以下のような効果を得ることがで
きる。
【００３３】
第２のバイメタル３ｂが、第１のバイメタル３ａの一部を収容可能な収容部を有してい
るので、第１のバイメタル３ａと第２のバイメタル３ｂを接近して配置させることができ
る。これにより、熱感知装置２の小型化を図ることが可能となる。さらに、ケース部４の
受熱部１７ａから第２のバイメタル３ｂまでの伝熱距離を短くすることができるので、第
２のバイメタル３ｂの熱応答性を向上させることができる。
【００３４】
さらに、第１のバイメタル３ａと第２のバイメタル３ｂが、重なり合うように実施的に
同軸上に配置されて、同じ方向の凸曲面状となっており、かつ、第１のバイメタル３ａの
外径が第２のバイメタル３ｂの外径よりも小さくなっているので、第１のバイメタル３ａ
と第２のバイメタル３ｂを、より接近して配置させることができる。
【００３５】
また、上記図１〜４の例では、脆弱部３３ｂにスリット３２ｂが形成されているので、
脆弱部３３ｂが反転しやすくなっている。その結果、第２のバイメタル３ｂにおいて、脆
弱部３３ｂのみが変形し、それ以外の部分が変形しないことが可能になる。
【００３６】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか
過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この
発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論で
ある。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくと
も、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変
形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのう
ちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については
、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には
、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの
用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられ
ている。
【符号の説明】
【００３７】
２    熱感知装置
３ａ  第１のバイメタル
３ｂ  第２のバイメタル
４    ケース部
５    開口部
６    蓋状部材
１７  底部
２１  押圧保持部
【図１】
2014149973.tif 000003
【図２】
2014149973.tif 000004
【図３】
2014149973.tif 000005
【図４】
2014149973.tif 000006
【図５】
2014149973.tif 000007
【図６】
2014149973.tif 000008