(57)【要約】【課題】感熱用のバイメタルにより所定温度において開閉接点部の接点の開閉を行う温度スイッチの熱応答性を高める。【解決手段】バイメタルを支持する支持体の支持面および周壁面に支持用の微小突起を複数個間隔を置いて設けるとともに、バイメタルを被うキャップにバイメタルが抜け出ない大きさの開口を切り開くとともに、開口の周縁部付近に支持用の微小突起を複数個間隔をおいて設けることにより、バイメタルを支持する際の接触面積を縮小し、バイメタルから支持体およびキャップへの熱移動を減少することにより、バイメタルの熱応答性を高める。【選択図】        図１
2004192979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定温度において凹凸反転動作をする皿状の感熱バイメタルとこのバイメタルの反転動作に連動して開閉されるスイッチ機構とを備えた温度スイッチであって、一端に開口した前記バイメタルを収容するための凹所を有する支持体と、この支持体の一端に被せて前記凹所の開口を閉じるキャップとを設け、この支持体およびキャップにより支持体の凹所内に収容したバイメタルをその両面から支持するようにした温度スイッチにおいて、前記支持体のバイメタルを収容する凹所の底壁および周壁にそれぞれ凹所の深さ方向および径方向に突出する微小の支持片を複数個間隔をおいて設け、かつ前記キャップに凹所に収容されたバイメタルが抜け出ることのない大きさの開口を穿つとともにこのキャップの開口部付近に凹所の底壁へ向かって突出する微小支持片を複数個間隔をおいて設けたことを特徴とする温度スイッチ。
【請求項２】
所定温度において凹凸反転動作をする皿状の感熱バイメタルとこのバイメタルの反転動作に連動して開閉されるスイッチ機構とを備えた温度スイッチであって、一端に開口した前記バイメタルを収容するための凹所を有する支持体と、この支持体の一端側に被せて前記凹所の開口を閉じるキャップとを設け、この支持体とキャップにより支持体の凹所に収容したバイメタルをその両面から支持するようにした温度スイッチにおいて、前記バイメタルの外周に放射方向に突出する舌片を複数個間隔をおいて設け、前記キャップにこのキャップが前記バイメタルの舌片に係り合ってこのバイメタルが抜け出ることのない大きさの開口を穿ったことを特徴とする温度スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定の温度で凹凸反転動作し温度を感知する皿状のバイメタルによりスイッチ機構を開閉し、温度に応じて電気回路の開閉を行う温度スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の温度スイッチは、電気ヒータにより加熱される被加熱体等の過熱保護用として用いられる。被加熱体の温度を感知できるようにこれに接近または接触させて温度スイッチを配置し、この温度スイッチにより被加熱体を加熱する電気ヒータの給電回路に開閉するようにする。この温度スイッチは、被加熱体の温度を感知し、その温度が予め設定された温度以上になると、電気ヒータの給電回路の遮断動作を行い、電気ヒータへの通電を停止する。これにより、温度調節器の故障等により温度制御が不能になった際、被加熱体が過熱されるのを防止し、被加熱体およびその周囲を過熱から保護することができる。
【０００３】
そして、このような被加熱体の過熱保護用に使用される温度スイッチにおいては、過熱からの保護をより確実にするため、被加熱体の温度変化をより速く感知することができるようにその熱応答性を高めることが要求される。
【０００４】
このような要求を適える温度スイッチとして、すでに図９から１１に示すような温度スイッチが特許文献1により知られている。
【０００５】
図９は、従来の温度スイッチの全体の構成を示す縦断面図である。温度スイッチ１０は、カップ状の本体ケース１１と、このケース１１の上部から被せられる支持体１２と、この支持体１２の上端部に設けられた凹所１２ａ内に収容された皿状のバイメタル１３と、支持体１２の上端から被せられるキャップ１４と、本体ケース１１内に収容された固定接点１５ａ、可動接点１５ｂ、可動接点１５ｂを固定接点１５ａに向けて付勢するする接点ばね１５ｃからなる開閉接点部１５と、バイメタル１３により接点ばね１３ｃを駆動するための駆動レバー１６とで構成される。
【０００６】
バイメタル１３の収容された支持体１２の上端を覆うキャップ１４のバイメタルを覆う面には、図１０に示すように適宜の大きさの開口１４ａとこの開口の周縁から内径方向に突出する複数の支持片１４ｂが設けられている。
【０００７】
また、支持体１２の凹所１２ａには、その底壁上の外周付近に、図１１に示すように上方へ突出した支持用突起１２ｂが複数個間隔をおいて設けられている。
【０００８】
支持体１２の凹所１２ａ内に収容されたバイメタル１３は、円形の皿状をなし、所定の温度以下では上方へ凸状になっており、所定の温度以上になるとこれが反転して凹状となって、駆動レバー１６を介して接点ばね１５ｃをそのばね力に抗して押し下げ、可動接点１５ｂを固定接点１５ａから開離させて、電気回路を開く。
【０００９】
このような従来の温度スイッチ１０は、保護すべき被加熱体の温度を感知するため、これと接触するかまたはわずかに離して対向配置される。この際、キャップ１４に開口１４ａが設けられているので、被加熱体の熱がこの開口１３ａから輻射または対流によってバイメタル１３に効率よく伝達さる。またバイメタル１３は、支持体１２の凹所１２ａ内において、その底壁面上に設けた微小の支持用突起１２ｂまたは、キャップ１４の支持片１４ｂと接触して支持されるため、バイメタル１３と支持体１２または、キャップ１４との接触面積が小さくなり、バイメタル１３から支持体１２またはキャップ１４への熱伝導が抑制されることにより、バイメタル１３の熱応答性が高くなる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１５０９０５号公報  第３〜４頁、図１
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の温度スイッチは、熱応答性を高める要求を相当に達成することができるのであるが、支持体１２の凹所１２ａ内において、バイメタル１３が片寄ったとき、その外周縁の半分近くが凹所１２ａの周壁と接触するため、比較的バイメタル１３の外周縁を介する支持体１２への熱伝導が高くなり、その分だけ熱応答性の改善の余地が残されている。
【００１２】
この発明は、この点にかんがみて、従来の温度スイッチにおけるバイメタルの外周縁から支持体への熱伝導をさらに抑制することによって、より熱応答性の高い温度スイッチを得ることを課題とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、第１の発明は、所定温度において凹凸反転動作をする皿状の感熱バイメタルとこのバイメタルの反転動作に連動して開閉される開閉接点部とを備えた温度スイッチであって、一端に開口した前記バイメタルを収容するための凹所を有する支持体と、この支持体の一端に被せて前記凹所の開口を閉じるキャップとを設け、この支持体およびキャップにより支持体の凹所内に収容したバイメタルをその両面から支持するようにした温度スイッチにおいて、前記支持体のバイメタルを収容する凹所の底壁および周壁にそれぞれ凹所の深さ方向および径方向に突出する微小の支持用突起を複数個間隔をおいて設け、かつ前記キャップに凹所に収容されたバイメタルが抜け出ることのない大きさの開口を切り開き、このキャップの開口部付近に凹所の底壁へ向かって突出する微小の支持用突起を複数個間隔をおいて設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、第２の発明は、所定温度において凹凸反転動作をする皿状の感熱バイメタルとこのバイメタルの反転動作に連動して開閉されるスイッチ機構とを備えた温度スイッチであって、一端に開口した前記バイメタルを収容するための凹所を有する支持体と、この支持体の一端側に被せて前記凹所の開口を閉じるキャップとを設け、この支持体とキャップにより支持体の凹所に収容したバイメタルをその両面から支持するようにした温度スイッチにおいて、前記バイメタルの外周に放射方向に突出する舌片を複数個間隔をおいて設け、前記キャップにこのキャップが前記バイメタルの舌片に係り合ってこのバイメタルが抜け出ることのない大きさの開口を切り開いたことを特徴とするものである。
【００１５】
これらの発明によれば、バイメタルの外周縁と支持体の凹所の周壁との接触が点状の極めて小さい面積で行われるため、バイメタルから支持体への熱伝導が低減され、バイメタルの熱応答性を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図に示す実施例を用いて説明する。
【００１７】
第１の実施例
図１は、この発明の第１の実施例による温度スイッチの構成を示す縦断面図である。この構成は、基本的には図５に示す従来の温度スイッチと同じであるため、同一要素は同一の符号で示す。
【００１８】
図１において、１０は、本体ケース１１と、このケース１１の上に被せられた支持体１２と、この支持体１２に設けられた収容凹所１２ａ内に収容された円形皿状のバイメタル１３と、支持体１２を凹所１２ａの上から覆うキャップ１４と、ケース１１内に収められた固定接点１５ａ，可動接点１５ｂ，接点ばね１５ｃからなる開閉接点部１５と、バイメタル１３の凹凸反転動作にともなう変位をスイッチ機構１５に伝達し、接点を開閉する開閉レバー１６から構成される温度スイッチである。
【００１９】
キャップ１４には、詳細を図２に示すように、従来装置と同様に支持体１２の凹所１２ａに収容されたバイメタル１３が抜け出ることのない大きさの開口１４ａが切り開かれており、この開口１４ａの周縁付近に凹所１２ａに向けて突出さされた微小な支持突起１４ｃが１２０度の間隔で３個設けられている。
【００２０】
そして、図３に示すように、支持体１２の凹所１２ａの底壁の外周付近に従来装置同様に上向きに突出した微小な支持用突起１２ｂが１２０度の間隔で３個設けられるとともに、さらに凹所１２ａの周壁に内径側に向って突出する微小な支持用突起１２ｄを１２０度の間隔で３個設けられている。なお、１２ｃは、開閉レバー１６を挿通する貫通孔である。
【００２１】
このように構成されたこの発明の温度スイッチ１０を、図１に示すとおりキャップ１４側を上向にして図示しない被加熱体に対向配置して使用する場合、バイメタル１３は、図４に示すとおり、その裏面の外周付近を支持体１２の凹所１２ａの底壁上の支持突起１２bに接触させて支持される。またバイメタル１３の直径は、凹所１２aの直径より僅かに小さく選ばれているので、このバイメタル１３が凹所１２ａ内に一方へ片寄って位置した場合、バイメタル１３の外周縁が凹所１２ａの周壁の支持用突起１２ｃに当接する。
【００２２】
したがって、バイメタル１３が図１に示すように上向に支持されている場合は、バイメタル１３はその裏面の外周付近および外周縁を凹所１２ａ内の微小な支持用突起１２ｂおよび１２ｃに接触させて支持体１２により支持されるため、相互が点状の接触となって熱抵抗が大きくなり、バイメタル１３から支持体１２への熱の流れが僅少となる。このため、バイメタル１３の熱応答性が高まる。
【００２３】
温度スイッチ１０をキャップ１４が下向きになるように設置した場合は、図５に示すように、バイメタル１３の表面の外周付近がキャップ１４の内側に突出する微小の支持用突起１４ｂに当接してこのキャップ１４により支持されるので、この場合も、バイメタル１３とこれを支持するキャップと１４とが非常に小さい面積で接触し、この間の熱抵抗が増大するから、被加熱体からバイメタル１３へ伝達された熱がここからキャップ側へほとんど流れなくなるため、このバイメタル１３の熱応答性が高くなる。
【００２４】
このため、温度スイッチ１０は、被加熱体の温度変化を即応的に感知し、被加熱体の温度が予め設定された温度以上に過熱されると、バイメタル１３が直ちに凹凸反転して、開閉レバー１６を押し下げて、可動接点１５ｂを固定接点１５ａから開離して被加熱体を加熱する電気ヒータの給電回路を遮断し、被加熱体を過熱から保護することができる。
【００２５】
第２の実施例
図６は、この発明の第２の実施例におけるバイメタル１３を示すものである。この実施例におけるバイメタル１３は、図示するとおり、円形の皿状の本体の外周縁に放射方向に突出した３個の幅の狭い舌片１３ａが１２０度の間隔で設けらたものである。舌片１３ａの先端は、円弧状に形成されている。
【００２６】
このようなバイメタル１３を図１の支持体１２の凹所１２ａ内に収容すると、図７に示すように、このバイメタル１３の舌片１３ａの先端が支持体１２の凹所１２ａの底壁に接触して支持される。また、バイメタル１３の位置が凹所１２ａ内の一方に片寄った場合には、舌片１３ａの先端が支持体の凹所１２ａの周壁に接触するようになる。
【００２７】
そして、温度スイッチ１０の向きが下向きとなった場合には、図８に示すようにバイメタル１３の舌片１３ａの先端付近がキャップ１４の開口１４ａの周縁部に接触して支持される。
【００２８】
したがって、この実施例においても、バイメタル１３は、いずれの向きにおいてもその舌片１３ａを介して支持体１２またはキャップ１４に接触して支持されるので、バイメタルと支持体またはキャップとの接触面積が小さくなり、相互間の熱抵抗が大きくなりバイメタルから支持体への熱の流れが低減されることにより、バイメタル１３の熱応答性を高めることができる。
【００２９】
この実施例のバイメタルを使用する場合は、第１の実施例に設けられている、支持体１２の凹所内の支持突起１２ｂ，１２ｃや、キャップ１４の開口の周縁の支持突起１４ｂ等は設ける必要がないので、第１の実施例に比べて構成を簡単にすることができる。
【００３０】
また、この第２の実施例にけるバイメタル１３は舌片１３ａを設けた分、外径が大きくなるので、凹凸反転動作時の変位量を、舌片のないバイメタルよりも大きくできるので、開閉接点部の可動接点の開極距離を増大させることができ、温度スイッチの電気的な絶縁性能を向上できる。
【００３１】
【発明の効果】
第１の発明は、支持体のバイメタルを収容する凹所の底壁および周壁にそれぞれ凹所の深さ方向および径方向に突出する微小の支持用突起を複数個間隔をおいて設け、かつバイメタルの上部に被せるキャップに凹所に収容されたバイメタルが抜け出ることのない大きさの開口を切り開くともにこのキャップの開口周縁付近に凹所へ向かって突出する微小支持用突起を複数個間隔をおいて設けているので、バイメタルが支持体またはキャップに点状に接触して支持され、バイメタルと支持体等の間の熱移動が極めて小さくなることによりバイメタルの熱応答性を高めることができ、即応性の高い温度スイッチを得ることができる効果がある。
【００３２】
また、第２の発明によれば、バイメタルの外周に放射方向に突出する舌片を複数個間隔をおいて設け、前記キャップにこのキャップが前記バイメタルの舌片に係り合ってこのバイメタルが抜け出ることのない大きさの開口を切り抜いた構成としているので、第１の発明と同様にバイメタルと支持体またはキャップとの接触面積が僅少となり、バイメタルの熱応答性を高めることができ、即応性の高い温度スイッチとすることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例による温度スイッチの構成を示す縦断面図。
【図２】第１の実施例の温度スイッチに使用するキャップの詳細を示すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線の断面図。
【図３】第１の実施例の温度スイッチに使用する支持体の詳細を示すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線の断面図。
【図４】第１の実施例の温度スイッチを上向きに使用した状態の要部の縦断面図。
【図５】第１の実施例の温度スイッチを下向きに使用した状態の要部の縦断面図。
【図６】この発明の第２の実施例によるバイメタルを示す平面図。
【図７】第２の実施例の温度スイッチを上向きに使用した状態の要部の縦断面図。
【図８】第２の実施例の温度スイッチを下向きに使用した状態の要部の縦断面図。
【図９】従来の温度スイッチを示す縦断面図。
【図１０】従来の温度スイッチにおけるキャップを示す斜視図。
【図１１】従来の温度スイッチの支持体を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線の断面図。
【符号の説明】
１０              温度スイッチ
１１              本体ケース
１２              支持体
１２ｂ、１２ｄ    支持用突起
１３              バイメタル
１３ａ            舌片
１４              キャップ
１４ａ            開口
１４ｂ            支持用突起
１５              開閉接点部
１６              開閉レバー
【図１】
2004192979.tif 000003
【図２】
2004192979.tif 000004
【図３】
2004192979.tif 000005
【図４】
2004192979.tif 000006
【図５】
2004192979.tif 000007
【図６】
2004192979.tif 000008
【図７】
2004192979.tif 000009
【図８】
2004192979.tif 000010
【図９】
2004192979.tif 000011
【図１０】
2004192979.tif 000012
【図１１】
2004192979.tif 000013