JP2013243190A - サーミスタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より少ない負担で、顧客からの要望に対応可能なサーミスタ装置を提供すること。
【解決手段】サーミスタ装置１は、第一収容空間が形成されたメインブロック２と、前記第一収容空間に収容されるサーミスタ素子と、前記第一収容空間に収容され、前記サーミスタ素子と外部の電気回路との電気的な接続に用いられる基本端子部材と、前記メインブロックとは別部材であるサブブロック４と、を備えている。前記サブブロック４には、外部の電気回路との電気的に接続に用いられる付加端子部材１２，１４が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、サーミスタ素子と、外部の電気回路と該素子との電気的な接続に必要な基本端子部材と、付加端子部材と、を備えたサーミスタ装置に関する。

従来、上記サーミスタ装置として、例えば特許文献１に記載のものがある。このサーミスタ装置は、上記電気回路の一例として、冷蔵庫に備わるコンプレッサーのモータを起動するための回路（以下、モータ起動回路という）と接続可能に構成される。このサーミスタ装置は、大略的に、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）特性を有するサーミスタ素子と、例えば二個の基本端子部材（つまり、第一基本端子部材および第二基本端子部材）と、ケースと、を備えている。

サーミスタ素子と、第一および第二基本端子部材とは、ケース内に収容される。第一および第二基本端子部材は、ケース内に固定され、サーミスタ素子を挟みこんで支持する。

また、各基本端子部材は、例えば、ソケットとファストン端子とを有する。ケースには、各ソケットに対応する位置に貫通孔が形成されている。この貫通孔を通じて、各ソケットには、モータ起動回路から引き出されたコネクタピン等が差し込まれる。各ファストン端子もまた、モータ起動回路との電気的接続等のために設けられ、ケースの底部に形成された貫通孔を通じてケース外に突出している。

ところで、顧客側（例えば冷蔵庫の製造者）での生産性向上のために、該顧客からの要望に応じて、サーミスタ装置の製造者（以下、単に製造者という）は、様々な付加端子部材を該装置に設ける。付加端子部材の例としては、サーミスタ素子にコンデンサを接続するためのものと、該素子とは電気的に接続されない独立したものとが設けられる。

中国特許出願公開第１４１２５０３Ａ号明細書

従来、製造者は、顧客から付加端子部材の要望毎に、サーミスタ装置のケース全体の構造設計を行っていた。その結果、製造者にて保有される金型の種類および数が多くなる。また、要望毎にケースを製造することになるので、製造者での加工工程およびその管理も煩雑となる。

それゆえに、本発明の目的は、より少ない負担で、顧客からの要望に対応可能なサーミスタ装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、サーミスタ装置であって、第一収容空間が形成されたメインブロックと、前記第一収容空間に収容されるサーミスタ素子と、前記第一収容空間に収容され、前記サーミスタ素子と外部の電気回路との電気的な接続に用いられる基本端子部材と、前記メインブロックとは別部材であるサブブロックと、を備え、前記サブブロックには、外部の電気回路との電気的に接続に用いられる付加端子部材が設けられる。

本形態では、サブブロックは、メインブロックとは別部材である。このようなサブブロックに付加端子部材は設けられる。換言すると、メインブロックには付加端子部材は設けられない。この構成により、メインブロックは複数の顧客間で共通化可能となり、メインブロックの構造設計を顧客毎に行う必要が無くなる。その結果、製造者側の様々な負担が少なくなる。一方、サブブロックには、顧客からの要望に応じて付加端子部材を設けることが可能となる。以上のように、本形態によれば、より少ない負担で、顧客からの要望に対応可能なサーミスタ装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るサーミスタ装置を斜め下から見た図である。 図１のメインブロックの上面図である。 図１のメインブロックを斜め上から見た分解図である。 図１のメインブロックにサブブロックを嵌め合わせた時のサーミスタ装置の底面図である。 図１の付加端子のバリエーションを示す斜視図である。 図１のサーミスタ装置を適用したモータ起動回路を示す図である。

（サーミスタ装置１の構成について）
本発明の一実施形態に係るサーミスタ装置１の説明に先立ち、図１〜図３に示す矢印Ｘ、Ｙ及びＺを以下の通り定義する。矢印Ｘ、ＹおよびＺは、サーミスタ装置１の左右方向、前後方向および上下方向を示す。

図１〜図４において、サーミスタ装置１は、例えば、冷蔵庫のコンプレッサー用のモータ起動回路と接続可能に構成され、メインブロック２およびサブブロック４と、サーミスタ素子６と、第一および第二の基本端子部材８，１０と、第一および第二の付加端子部材１２，１４と、ＯＬＰ（Over Load Protector）１６を備えている。

メインブロック２およびサブブロック４は、電気絶縁性を有する樹脂材料で構成され、好ましくは９４Ｖ−０（ＵＬ規格）相当の難燃性を有する。この樹脂材料としては、ポリフェニレンサルファイト、ポリブチレンテレフタレートやフェノール等が例示される。

上記メインブロック２には、図２、図３に示すように、第一収容空間Ａ１と、第二収容空間Ａ２とが形成されている。

第一収容空間Ａ１は、第二収容空間Ａ２に対しメインブロック２の前方に形成される。第一収容空間Ａ１の上方は開口し、その底部１８は閉止される。また、第一収容空間Ａ１の側方は、例えば、前側壁２０と、後側壁２２と、左側壁２４と、右側壁２６とで囲まれる。第一収容空間Ａ１には、少なくとも、サーミスタ素子６と、第一基本端子部材８と、第二基本端子部材１０とが収容される。

サーミスタ素子６は例えば円盤形状を有する。サーミスタ素子６において、左右方向に相対向する第一主面および第二主面に第一電極２８および第二電極３０を有する。第一電極２８および第二電極３０はそれぞれ、ニッケルからなる下層と、銀からなる上層とを有する。銀のマイグレーションを防止するために、下層の周縁は上層からはみ出ていることが好ましい。このようなサーミスタ素子６は、第一電極２８を左側壁２４に、第二電極３０を右側壁２６に向けた状態で、第一収容空間Ａ１に配置される。

第一基本端子部材８および第二基本端子部材１０は、金属等の導電性材料からなり、第一収容空間Ａ１内のサーミスタ素子６を左右方向から挟持するように第一収容空間Ａ１内に配置される。

第一基本端子部材８は、図２ではハッチングを付けて示されており、第一収容空間Ａ１の左側壁２４に沿って設けられる。第一基本端子部材８には、第一接触部材３２が設けられる。第一接触部材３２は第一基本端子部材８の後端部分から延び、該第一接触部材３２の先端部分は第一電極２８の後端部分に接触する。ここで、第一接触部材３２の先端部分は、例えば板バネになっており、サーミスタ素子６の後端部分を右後方に付勢する。

第一基本端子部材８はさらに、サーミスタ素子６をモータ起動回路と電気的に接続するために、図３に明示するように、第一ソケット３４と、第一ファストン端子３６と、を有する。第一ソケット３４には、第一基本端子部材８の上部に設けられ、モータ起動回路から引き出されたコネクタピン（図示せず）等が差し込まれる。また、第一ファストン端子３６は、第一基本端子部材８の下部に設けられ、モータ起動回路等との接続のために、第一収容空間Ａ１から、底部１８に形成された貫通孔３８（図１を参照）を貫通し、メインブロック２から突出している。

なお、第一接触部材３２、第一ソケット３４および第一ファストン端子３６は、例えば溶接やかしめ等で第一基本端子部材８に接合される。

また、第二基本端子部材１０は、図２にハッチングを付けて示され、第一収容空間Ａ１の右側壁２６に沿って設けられる。第二基本端子部材１０には第二接触部材４０が設けられる。第二接触部材４０は第二電極３０の前端に向かって延び、該第二接触部材４０の先端部分は第二電極３０に接触する。なお、第二接触部材４０の先端部分は、好ましくは、例えば板バネになっており、サーミスタ素子６の前端部分を左前方に付勢する。

また、第二基本端子部材１０は、モータ起動回路と電気的接続のために、図３に明示するように、第二ソケット４２、第三ソケット４４、第二ファストン端子４６、および第三ファストン端子４８を備えている。なお、本実施形態では、第二接触部材４０と、各ソケット４２，４４と、各ファストン端子４６，４８とは、例えば溶接やかしめ等で第二基本端子部材１０に接合される。

各ソケット４２，４４は第二基本端子部材１０の上部に設けられる。第二ソケット４２には、モータ起動回路と接続されたコネクタピンが差し込まれる。また、第三ソケット４４はコネクタピンが差し込まれるものであるが、本実施形態では第三ソケット４４は不使用の場合を例示している。それゆえ、第三ソケット４４は省略されても構わない。また、各ファストン端子４６，４８は、第二基本端子部材１０の下部に設けられ、底部１８に形成された貫通孔５０，５２を通じて、メインブロック２から突出する。

なお、各接触部材３２，４０は、各電極２８，３０との電気的接続を良好にするために、例えばＣｕ−Ｔｉ合金にＮｉめっきした材料からなることが好ましい。また、各ソケット３４，４２，４４および各ファストン端子３６，４６，４８は、例えばＣｕ−Ｎｉで構成されることが好ましい。

また、第二基本端子部材１０の先端部分は、前側壁２０に形成された貫通孔５４（図２や図３を参照）を通って、第一収容空間Ａ１からメインブロック２の前方に突出して、左方に屈曲する。この第二基本端子部材１０の先端部分は、本実施形態では、第二付加端子部材１４との第一電気接続部５６として用いられる。ここで、第一収容空間Ａ１への異物や特殊ガスの侵入を抑えるため、単一の第一電気接続部５６が設けられ、貫通孔５４の開口面積は可能な限り小さくされることが好ましい。

また、第一収容空間Ａ１には、サーミスタ素子６を支持するために、図２に示すように、底部１８から上方向に突出する第一支持手段５８および第二支持手段６０が設けられる。第一支持手段５８はサーミスタ素子６を挟んで第一接触部材３２と斜交いで対向し、第二電極３０の後端部分と接触する。また、第二支持手段６０は、サーミスタ素子６を第二接触部材４０と斜交いで対向し、第一電極２８の前端部分と接触する。第一支持手段５８および第二支持手段６０と、第一および第二接触部材３２，４０とによって、サーミスタ素子６は弾性的に支持され、第一収容空間Ａ１内で浮いた状態で保持される。なお、このようなサーミスタ素子６の支持構造については、例えば特開平９−３０６７０４号公報に詳説されている。また、サーミスタ素子６の支持構造については、上記に限らず、例えば特開平９−９２５０６号公報に記載のようなものでも構わない。

また、図２、図３において、第二収容空間Ａ２は、上記第一収容空間Ａ１の後方に形成される。この第二収容空間Ａ２にはＯＬＰ１６が収容される。ＯＬＰ１６は、典型的には、ソケット６１と、二つの端子６２，６４とを有する。ソケット６１は、ＯＬＰ１６の収容時に、外部の回路のコネクタピンが挿入される。このソケット６１と、二つの端子６２，６４との間にはバイメタルが接続されている。この二つの端子６２，６４は、ＯＬＰ１６の収容時に、第二収容空間Ａ２の底部に形成された貫通孔６６，６８から突出する。この二つの端子６２，６４のいずれかに、上記外部回路の配線が結線される。このような外部回路からバイメタルに過電流が流れると、バイメタルが加熱により湾曲する。これにより、二つの端子６２，６４に接続された回路は遮断される。

次に、サブブロック４について説明する。図１において、サブブロック４は、メインブロック２とは独立した別部材であり、蓋部７０を備えている。蓋部７０は、第一収容空間Ａ１の開口を閉じる。この蓋部７０において、第一ソケット３４の直上位置に貫通孔７２が形成され、上記コネクタピンは、該貫通孔７２を通じて第一ソケット３４に差し込まれる。同様に、蓋部７０において第二ソケット４２の直上位置には貫通孔７４が形成される。これら貫通孔７２，７４は、第一収容空間Ａ１に異物や特殊ガスの侵入を防止するために、可能な限り小径に形成され、第一収容空間Ａ１の密閉度を高めることが望ましい。なお、上記のように、本実施形態では、第三ソケット４４が不使用の場合を例示している。それゆえ、第三ソケット４４の直上位置には貫通孔は形成されない。

ここで、第一収容空間Ａ１の密閉度を高めるため、メインブロック２とサブブロック４とは密に結合されることが好ましい。具体的には、メインブロック２には、２つのフック７６，７８が形成され、サブブロック４には、蓋部７０を閉じた時にフック７６，７８が挿通され係止される係合穴８０，８２が形成される。さらに、第一収容空間Ａ１の開口の周縁部にはリブ（図示せず）が形成され、サブブロック４においてリブに対応する位置には、このリブが填まり込む溝（図示せず）が形成されることが好ましい。

サブブロック４は、第一端子取付部８４および第二端子取付部８６を備えている。本実施形態の例では、第一端子取付部８４は蓋部７０に対し左方に、第二端子取付部８６は蓋部７０に対し右方に突出する。第一および第二端子取付部８４，８６の下面には、例えば圧入やねじ止めにより、第一および第二付加端子部材１２，１４が取り付け可能に構成される。

第一および第二付加端子部材１２，１４は、金属のような導電性材料からなり、例えば、ファストン端子、はた端子またはネジ止め端子からなる。各付加端子部材１２，１４の各仕様（種類、形状、取り付け位置）は、顧客からの要望に基づき定められる。図５（Ａ）〜（Ｅ）には、各付加端子部材１２，１４の例が示されている。

図１には、第一付加端子部材１２は、サーミスタ素子６と電気的に接続されず、独立したものが例示されている。また、第二付加端子部材１４は、サーミスタ素子６とモータ起動回路等との電気的な接続に用いられるものが例示される。そのために、第二付加端子部材１４は、第一収容空間Ａ１を蓋部７０で閉じた際に、第一電気接続部５６と当接可能な形状の第二電気接続部８８（図１，図４を参照）を有する。また、第二電気接続部８８と第一電気接続部５６とは互いにスポット溶接され、これらを確実に接合することが好ましい。他にも、第一電気接続部５６が板バネからなり、第二電気接続部８８を前方に付勢するようにしても構わない。

（サーミスタ装置１の動作について）
以上のような構成のサーミスタ装置１は、図６に例示するモータ起動回路に採用される。モータ起動回路の例では、交流電源１００と、モータ１０１との間に、サーミスタ装置１のＯＬＰ１６が接続され、サーミスタ装置１の第二ソケットにモータ１０１の主コイル１０１ａが接続され、第一ソケットにモータ１０１の補助コイル１０１ｂが接続される。また、第二付加端子部材１４が交流電源１００と接続される。

上記構成のモータ起動用回路は、以下のように動作する。図示しないスイッチが投入され、交流電源１００により交流電力がモータ１０１に供給される。これにより、主コイル１０１ａおよび補助コイル１０１ｂに交流電流が流れ、モータ１０１は駆動を開始する。

また、サーミスタ装置１において、主コイル１０１ａと接続された第二ソケット４２に交流電流が印加される。この印加された交流電流は第二基本端子部材１０および第二付加端子部材１４を介して交流電源１００に流れる。また、補助コイル１０１ｂと接続された第一ソケット３４を介して、第一基本端子部材１０にも交流電流が印加される。この印加された交流電流は、サーミスタ素子６にも流れ、第二付加端子部材１４を介して交流電源１００に流れる。

モータ１０１の起動からある程度の時間が経過すると、サーミスタ素子６の温度は自己発熱によって上昇し、自身の抵抗値が上昇する。これにより、サーミスタ素子６を流れる交流電流の値が小さくなる。つまり、補助コイル１０１ｂにはわずかな交流電流しか流れなくなる。その結果、モータ１０１は、実質的に主コイル１０１ａによって駆動を継続するようになる。

また、もしＯＬＰ１６に過電流が流れると、バイメタルが加熱により湾曲する。これにより、モータ起動回路は遮断される。

（サーミスタ装置１の作用・効果について）
本サーミスタ装置１では、サブブロック４は、メインブロック２とは別部材である。このようなサブブロック４に第一および第二付加端子部材１２，１４は設けられる。換言すると、メインブロック２にはいずれの付加端子部材も設けられない。この構成により、メインブロック２は複数の顧客間で共通化可能となり、メインブロック２の構造設計を顧客毎に行う必要が無くなる。その結果、サーミスタ装置１の製造者側の様々な負担が少なくなる。一方、サブブロック４に関しては、顧客からの要望に応じた第一および第二付加端子部材１２，１４が設けられる。以上のように、本サーミスタ装置１によれば、より少ない負担で、顧客からの要望に対応可能なサーミスタ装置１を提供することが可能となる。

また、本サーミスタ装置１では、顧客毎で共通化されるメインブロック２にＯＬＰ１６を収容するようにしている。これにより、サーミスタ装置１の製造者側の負担がより少なくなる。

また、本サーミスタ装置１において、メインブロック２には、各基本端子部材８，１０をモータ起動回路と電気的に接続するためにいくつかの貫通孔が形成される。これら貫通孔は構造上に必要とされる。それに対し、第二付加端子部材１４は、サブブロック４に設けられ、第二電気接続部８８が第一電気接続部５６と当接することで、第二基本端子部材１０と電気的に接続される。第一電気接続部５６は、小さな貫通孔５４を通じて外部に突出する。このように、本サーミスタ装置１では、第二付加端子部材１４用の貫通孔を必要最低限に抑え、これによって、サーミスタ素子６の特性を劣化させる異物または特殊ガスを第一収容空間Ａ１に侵入しにくくしている。

また、上記のような第二付加端子部材１４と第二基本端子部材１０との電気的接続方法は、第二付加端子部材１４の形状が複雑な場合により奏効する。つまり、もし第一収容空間Ａ１に複雑な形状の第二付加端子部材１４を設けると、外部との電気的に接続することが難しくなるか、大きな貫通孔をメインブロック２に形成する必要がある。しかし、上記の電気的接続方法を採用すれば、第二付加端子部材１４をサーミスタ素子６と簡単に接続可能となる。

また、本サーミスタ装置１において、サブブロック４には、第一収容空間Ａ１を閉じる蓋部７０と、第一および第二端子取付部８４，８６とが設けられている。この構成を採用することにより、蓋部７０と第一および第二端子取付部８４，８６とを個別に設計し形成する必要がなくなるので、サーミスタ装置１の製造者側の負担がより少なくすることができる。

（付記）
上記実施形態では、好ましい構成として、メインブロック２に、サーミスタ素子６およびＯＬＰ１６が収容されていた。しかし、これに限らず、メインブロック２は、少なくともサーミスタ素子６を収容していれば良い。

上記実施形態では、サブブロック４は、好ましい構成として、蓋部７０と第一および第二端子取付部８４，８６とを備えていた。しかし、これに限らず、蓋部７０と、第一および第二端子取付部８４，８６とは別部材で構成されても構わない。

本発明に係るサーミスタ装置は、より少ない負担で、セットメーカーからの要望に対応可能であり、冷蔵庫、空気調和機または冷凍機等に備わるコンプレッサー用モータの起動リレーとして起動させる回路等に適用可能である。

１ サーミスタ装置
２ メインブロック
４ サブブロック
６ サーミスタ素子
８ 第一基本端子部材
１０ 第二基本端子部材
１２ 第一付加端子部材
１４ 第二付加端子部材
１６ ＯＬＰ（Over Load Protector）
５４ 貫通孔
５６ 第一電気接続部
７０ 蓋部
８４ 第一端子取付部
８６ 第二端子取付部
８８ 第二電気接続部
Ａ１ 第一収容空間
Ａ２ 第二収容空間

Claims (4)

1. 第一収容空間が形成されたメインブロックと、
   前記第一収容空間に収容されるサーミスタ素子と、
   前記第一収容空間に収容され、前記サーミスタ素子と外部の電気回路との電気的な接続に用いられる基本端子部材と、
   前記メインブロックとは別部材であるサブブロックと、
   前記サブブロックに設けられ、外部の電気回路との電気的に接続に用いられる付加端子部材と、を備えたサーミスタ装置。
2. 前記メインブロックには第二収容空間がさらに形成され、
   前記第二収容空間に収容され、過電流が流れると、自身と接続された電気回路を遮断するＯＬＰを、さらに備えた請求項１に記載のサーミスタ装置。
3. 前記サブブロックに前記付加端子部材が設けられる場合、前記基本端子部材は、前記付加端子部材と電気的に接続するための単一の電気接続部を有し、
   前記メインブロックには、前記電気接続部を該メインブロックの外部に突出させるために、前記第一収容空間から該空間外へと通じる孔が形成されている、請求項１または２に記載のサーミスタ装置。
4. 前記サブブロックは、前記第一収容空間を閉じる蓋部を有する、請求項１〜３のいずれかに記載のサーミスタ装置。

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