JP3621121B2 - 面状温度ヒュ−ズ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は瞬間湯沸器等の燃焼機器の過熱防止に使用する面状温度ヒュ−ズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼機器、例えば瞬間湯沸器においては、急速な加熱と頻繁な加熱・冷却の繰返しにより、燃焼室胴板部の熱疲労が早期に発生し、更には、燃焼ガス中の腐食性成分による胴板部の腐食も重なって、胴板部に孔が開き、胴板部内の燃焼ガスが外部に噴出する畏れがあり、これが原因で二次災害が惹起される危険性がある。
【０００３】
かかる危険性を排除するために、上記燃焼室胴板部の背面と外ケ−シングとの間に遮熱板を配設し、この遮熱板に面状温度ヒュ−ズを取り付け、上記噴出燃焼ガスの壁面への接触を遮熱板で防止すると共に遮熱板への噴出燃焼ガスの接触によって面状温度ヒュ−ズを作動させ、マイコン制御によりガス供給電磁弁を閉鎖してガスの燃焼を停止することが提案されている。
【０００４】
例えば、図７の（イ）並びに（ロ）〔図７の（イ）のロ−ロ断面図〕に示すように、片面に良熱伝導性の絶縁膜１１'を設けた金属板１'の片面に蛇行溝１３'をプレス成型し、この溝１３'内に低融点可溶金属線６'を収容し、金属板片面に絶縁被覆層８'を設けた面状温度ヒュ−ズを上記した遮熱板に取り付けることが提案されている（実開平５−２７５５８号公報）。
【０００５】
また、図８に示すように、片面に良熱伝導性の絶縁膜１１'を設けた金属板１'の片面両端部に電極群２'，…を固着し、この両電極群にまたがって低融点可溶金属線６',…を橋設し、低融点可溶金属線にフラックス５'，…を塗着し、このフラックス塗着低融点可溶金属線並びに電極２'，…を覆って絶縁層８'を設けた面状温度ヒュ−ズを上記した遮熱板に取り付けることが提案されている（特開平５−１２９７２号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の面状温度ヒュ−ズにおいては、上記胴板部の侵食孔からの噴出燃焼ガスが金属板に接触すると、その接触箇所から最短距離に位置する低融点可溶金属線部分が溶断されて作動し、この場合、その最短距離が小であるほど、迅速に作動させることができるから、低融点可溶金属線をできるだけ短間隔で配設することが要求される。
【０００７】
上記の面状温度ヒュ−ズ中、図７の（イ）並びに（ロ）に示す面状温度ヒュ−ズにおいては、プレス成型した金属板１'の溝１３'に低融点可溶金属線６'を収容しており、低融点可溶金属線６',…を相互の接触を排除して容易に所定の短間隔で配設することができる。しかしながら、蛇行溝１３'の曲り部131'においては、プレス時、複雑な加工歪が発生し、金属板１'が反曲したり、曲り部131'にクラックが発生し易い。また、低融点可溶金属線６'を溶断させるには、溝１３'と低融点可溶金属線６'との間に間隙を残し、低融点可溶金属線６'の溶融時、その溶融金属をその隙間を伝って流動させているが、空隙中酸素のために低融点可溶金属線６'に酸化皮膜が形成され、この酸化皮膜の不溶性のために低融点可溶金属線６'が溶断され難くなり、溶断作動特性に問題がある。
【０００８】
他方、図８に示す面状温度ヒュ−ズにおいては、低融点可溶金属線６'にフラックス５'を塗布しているので、上記酸化を防止でき、良好な溶断特性を保障できる。しかしながら、低融点可溶金属線６'，…を所定の間隔に配設する際の低融点可溶金属線の位置決めが容易ではない。また、電極２'が金属板１'に相当に広い面積で固着されているために、燃焼機器の正常燃焼時に金属板１'が受熱する熱の多くが電極２'から低融点可溶金属線６'の電極接触部分に伝達され易く、機器に異常がないのに、この低融点可溶金属線部分が早期に溶断されて誤動作し易い。
【０００９】
本発明の目的は、燃焼機器の胴板部開孔からの噴射燃焼ガスと接触して作動し、燃焼を停止して燃焼機器の異常過熱を未然に防止する面状温度ヒュ−ズにおいて、低融点可溶金属線を収容するための凹条をクラック等の発生なく容易にプレス成型でき、凹条のために低融点可溶金属線の位置決め配設を容易に行い得、被保護燃焼機器の正常作動中での誤動作を確実に排除し得、しかも、迅速な作動を保障し得る面状温度ヒュ−ズを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る面状温度ヒュ−ズは、少なくとも片面に絶縁膜を有する金属板の片面に金属板両端部を平坦のままにして複数本の並行凸条が形成され、これら凸条間の凹条のそれぞれに低融点可溶金属線が納められ、各低融点可溶金属線にフラックスが付着され、このフラックス付着低融点可溶金属線群が両端において、前記絶縁膜とは別の絶縁プレート部材と低融点可溶金属線ブリッジ用導体を有するコネクターで直列に接続され、かつ各コネクターが前記金属板両端部の各端部に固着され、上記の各凹条に封止樹脂がモ−ルドされていることを特徴とする面状温度ヒュ−ズ。
【００１１】
本願の請求項２に係る面状温度ヒュ−ズは、請求項１記載の面状温度ヒュ−ズにおいて、第１絶縁プレ−ト部材の他面に、片面に各低融点可溶金属線を直列に接続するためのブリッジ用導体を有する第２絶縁プレ−ト部材のその片面を接触させてなり、第１絶縁プレ−ト部材及び第２絶縁プレ−ト部材が前記絶縁膜とは別の絶縁プレート部材である積層体をコネクターとして用いたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】
凹条内にフラックスを塗着し、凹条内に収容した低融点可溶金属線をこのフラックスの粘着力で固定できるので、面状温度ヒュ−ズ製作時の低融点可溶金属線の仮固定が容易であり、低融点可溶金属線を容易に所定の並行間隔で配設できる。また、配設した並行低融点可溶金属線をコネクターで直列接続しているから、低融点可溶金属線を収容する凹条が直線状でこと足り、曲り部を必要とせず、凹条のプレス成型時、曲り凹条部が存在する場合に避けられない金属板の反曲やクラツクの発生を排除できる。
更に、金属板の片面に金属板両端部を平坦のままにして複数本の平行凸条を形成し、凸条間の谷を前記凹条に使用しており、凸条が補強リブとして作用するから優れた機械的強 度を呈する。
【００１３】
更に、コネクターの絶縁プレート部材と金属板の絶縁膜とが非共通の別部材であり、金属板→コネクター→低融点可溶金属線端の熱伝達経路での熱抵抗をコネクターの絶縁プレート部材の熱抵抗分だけ高くでき、それだけ前記経路での熱伝達を低減できるから、図８に示した従来例における燃焼機器の正常燃焼時に金属板が受熱する熱の多くが電極から低融点可溶金属線の電極接触部分に伝達されて生じ易い誤動作をよく排除できる。
更にまた、溶融した低融点可溶金属線に対し、溶融したフラックスが溶融金属表面の界面エネルギ−を高めて溶融金属の球状化分断を促し、球状化によるくびれ箇所に溶融フラックスが食い込んでかかる面からも分断が促されるから、迅速な作動性を保障できる。
【００１４】
【実施例】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
図１の（イ）は本発明の実施例において使用する金属板を示す平面図、図１の（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断面図であり、少なくとも片面に良熱伝導性の絶縁薄膜１１を有する金属板１の片面側に、一対の凸条１２，１２間に挾まれてなる凹条１３が複数本並行にして形成されている。１４，１４は金属板片面の両端平坦部を、１５，…は結着用孔をそれぞれ示している。
この金属板１には、アルマイト処理により酸化皮膜を形成したアルミニウム板をプレス成型したものを使用できる。
また、金属板１には、図２に示すように、比較的巾の広い凸条１２，１２間に挾まれてなる凹条１３を複数本並行にして形成したものを使用することもできる。
【００１５】
図３の（イ）並びに（ロ）は本発明の実施例において使用するコネクター部材を示す平面図、図３の（ハ）は図３の（イ）におけるハ−ハ断面図、図３の（ニ）は図３の（ロ）におけるニ−ニ断面図である。
図３の（イ）において、２１，２２は第１絶縁プレ−ト部材であり、切欠部211,…、221,…、222,222が設けられている。図３の（ロ）において、３１，３２は第２絶縁プレ−ト部材であり、絶縁プレ−トの片面に各低融点可溶金属線を直列に接続するためのブリッジ用導体311,…、321,…が固設されている。322,322はリ−ド用導体である。この第２絶縁プレ−ト部材３１（３２）の片面上に第１絶縁プレ−ト部材２１（２２）の他面を重ねると、第１絶縁プレ−ト部材２１（２２）の各切欠部211(221),222から第２絶縁プレ−ト部材３１（３２）のブリッジ用導体311(321)の各端311a(321a)、またはリ−ド用導体322の各端322aが露出される。
【００１６】
これらの第１絶縁プレ−ト部材並びに第２絶縁プレ−ト部材には、絶縁基板に導電性塗料、例えば、銀ペ−ストをスクリ−ン印刷し焼き付けたもの、金属箔積層絶縁板の金属箔を所定のパタ−ンでエッチングしたもの等を使用できる。
【００１７】
図３の（イ）乃至図３の（ニ）において、ｂ，…は両部材２１，３１（２２，３２）を積層結着するための孔であり、この孔を介しての結着には、図４の（イ）（側面図）並びに図４の（ロ）〔図４の（イ）のロ−ロ断面図〕に示すように、割れを有する拡縮径可能なリベット本体４１(プラスチック又は金属製)にコア４２を圧入するリベット４を使用できる。
【００１８】
図５の（イ）乃至図５の（ニ）は本発明の実施例に係る面状温度ヒュ−ズを製作過程により示す平面図であり、図５の（ホ）は図５の（ハ）におけるホ−ホ断面図を示し、図５の（ヘ）並びに図５の（ト）はそれぞれ図５の（ニ）におけるヘ−ヘ断面図並びにト−ト断面図を示している。
【００１９】
図５の（イ）に示す製作段階においては、金属板１の片面が上側に向けられ、両端平坦部にコネクターの第２絶縁プレ−ト３１，３２が導体（ブリッジ用導体311,321並びにリ−ド用導体322）固設面を上側にして配設されている。
【００２０】
図５の（ロ）に示す製作段階においては、図５の（イ）における各第２絶縁プレ−ト３１（３２）上に各第１絶縁プレ−ト２１（２２）が積層され、この第１絶縁プレ−ト２１（２２）と第２絶縁プレ−ト３１（３２）との積層体が結着孔ｂ，ｂを通し前記図４のリベット４により固設されてコネクターｃ，ｃが設けられている。この段階において、第１絶縁プレ−ト２１（２２）の各切欠部211,221,222から第２絶縁プレ−ト３１（３２）の各ブリッジ用導体311(321)の各端311a(321a)、またはリ−ド用導体322の各端322aが露出している。
【００２１】
図５の（ハ）に示す製作段階においては、金属板１の凹条１３に、図５の（ホ）に示すようにフラックス５（後述の低融点可溶金属線６よりも低融点）が付着され、このフラックス付着凹条に低融点可溶金属線６が納められ、各低融点可溶金属線６の両端がコネクターｃの第２絶縁プレ−ト３１（３２）のブリッジ用導体311(321)の各端311a(321a)にハンダ付け又は溶接により接続され、また、各リ−ド用導体322の各端322aに各リ−ド線７がハンダ付け又は溶接により接続されている（図示の実施例においては、リ−ド線７，７のそれぞれに対し切欠部222,222が設けられているが、これらの切欠部222,222を一個に総括することも可能である）。
【００２２】
而して、これらの接続により低融点可溶金属線６，…並びにリ−ド線７，７が電気的に直列に接続される。なお、フラックス５の付着は凹条１３内の長手方向に一定の間隔を隔てての間歇的付着とすることもできる。
【００２３】
図５の（ニ）に示す製作段階においては、図５の（ハ）に示す半製品に対して凹条１３，…に図５の（ヘ）並びに（ト）に示すように、樹脂封止材８、例えば、エポキシ樹脂接着剤がモ−ルドされて低融点可溶金属線６並びにフラックス５が封止されていると共に第２絶縁プレ−ト３１（３２）のブリッジ用導体各端311a,321a及びリ-ド用導体各端322aが同上樹脂の塗着８１により絶縁されている。
【００２４】
図６は本発明の面状温度ヒュ−ズの使用状態を示している。
図６において、９１はガスバ−ナ、９２はフアン、９３はガスバ−ナ９１上に設けられた胴板部であり、胴板部９３内が燃焼室とされている。９４は燃焼室の上部に取り付けられた熱交換器、９５は燃焼ガス流出管であり、燃焼ガスが熱交換器９４を通過する際に、熱交換器内を水が加熱されつつ流動されていく。961は熱交換器９４への給水管、962は熱交換器９４からの給湯管であり、胴板部９３に巻きつけられている。９７は外ケ−シングであり、燃焼室の前方において、空気吸入用のスリット971が設けられている。９８は胴板部背面側（壁面側）と外ケ−シング９７との間に配設された遮熱板である。Ａは本発明の面状温度ヒュ−ズであり、片面を壁面９９側に向けて遮熱板９８の背面に取り付けられている。
【００２５】
図６において、胴板部９３が開孔され、その開孔から燃焼ガスが噴出し、この噴出燃焼ガスが遮熱板９８に接触すると、その接触位置を中心として熱が伝達されていき、面状温度ヒュ−ズＡの低融点可溶金属線がその燃焼ガス接触位置から最も近い部分より溶融され、この溶融金属の分断によりガスバ−ナのガス供給電磁弁が閉鎖されて燃焼が停止される。
【００２６】
而るに、噴出燃焼ガスが遮熱板に接触してから低融点可溶金属線が溶断するまでの時間は、燃焼ガス接触位置位置から最も近い低融点可溶金属線部分までの距離L、この低融点可溶金属線部分が溶融してから分断する間での時間ｔ等により大きく左右されるが、本発明の面状温度ヒュ−ズにおいては、凹条１３，１３相互間の間隔を小とすることにより低融点可溶金属線６の配設間隔を充分に短くでき、上記噴出ガスの遮熱板への接触位置、従って、胴板部での開孔位置の如何にかかわらず、上記の距離Lを充分に短くでき、また、上記低融点可溶金属線が溶融すると、既に溶融しているフラックスに接触する溶融金属の界面エネルギが大となって溶融金属の球状化が促され、その球状化に伴って発生するくびれ箇所に溶融フラックスが食い込んで分断が速められるから、上記のｔも短くでき、迅速な作動性を保障できる。
【００２７】
図６において、燃焼機器の薄型化のために、胴板部９３と外ケ−シング９７との間隔をできるだけ狭くすることが要求され、この場合、正常な燃焼時であっても、遮熱板９８がかなり高温に過熱され、図８に示す従来の面状温度ヒュ−ズにおいては、金属板１'に直接に固着されている電極２'への金属板１'からの受熱量が大きく、この電極２'に近接せる低融点可溶金属線箇所の溶断による誤動作が懸念されるが、本発明の面状温度ヒュ−ズにおいては並行低融点可溶金属線６，…の直列接続にコネクターｃを使用しており、金属板１からコネクターｃの低融点可溶金属線端接続用導体端(311a,321a)への熱流動をコネクターｃと金属板１との間の接触界面やコネクターｃの絶縁板による高熱抵抗によりよく低減できるから、端子電極に近接の低融点可溶金属線箇所の溶断による誤動作を充分に排除できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の面状温度ヒュ−ズは、上述した通りの構成であり、低融点可溶金属線にフラックスを塗布しており、溶融した低融点可溶金属線を溶融フラックスに接触させてその溶融金属の界面エネルギ−を高めることができるから、迅速な溶断作動性を保障できる。また、低融点可溶金属線を納める凹条が並行直線状であり、蛇行凹条における曲り部での加工歪の複雑化に起因する金属板の反曲、クラック発生等を排除できるから、製作も容易でり、更に、金属板の片面に金属板両端部を平坦のままにして複数本の平行凸条を形成し、凸条間の谷を前記凹条に使用しており、凸条が補強リブとして作用するから優れた機械的強度を呈する。
更に、コネクターの絶縁プレート部材と金属板の絶縁膜とが非共通の別部材であり、金属板→コネクター→低融点可溶金属線端の熱伝達経路での熱抵抗を絶縁プレートの熱抵抗分だけ高くでき、その経路での熱伝達をそれだけ低減できるから、図８に示した従来例における燃焼機器の正常燃焼時に金属板が受熱する熱の多くが電極から低融点可溶金属線の電極接触部分に伝達されて生じ易い誤動作をよく排除できる。
更にまた、溶融した低融点可溶金属線に対し、溶融したフラックスが溶融金属表面の界面エネルギ−を高めて溶融金属の球状化分断を促し、球状化によるくびれ箇所に溶融フラックスが食い込んでかかる面からも分断が促されるから、迅速な作動性を保障できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１の（イ）は本発明において使用する金属板の一例を示す平面図、図１の（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断面図である。
【図２】本発明において使用する金属板の別例を示す斜視図である。
【図３】図３の（イ）は本発明において使用するコネクターの第１絶縁プレ−ト部材を示す平面図、図３の（ロ）は同じく第２絶縁プレ−ト部材を示す平面図、図３の（ハ）は図３の（イ）のハ−ハ断面図、図３の（ニ）は図３の（ロ）のニ−ニ断面図である。
【図４】図４の（イ）は本発明において使用するリベットを示す側面図、図４の（ロ）は図４の（イ）におけるロ−ロ断面図である。
【図５】図５の（イ）乃至（ニ）は本発明の実施例を製作過程で示す説明図、図５の（ホ）は図５の（ハ）におけるホ−ホ断面図、図５の（ヘ）並びに図５の（ト）は図５の（ニ）におけるヘ−ヘ断面図並びにト−ト断面図である。
【図６】本発の面状温度ヒュ−ズの使用状態を示す断面説明図である。
【図７】図７の（イ）は従来例を示す説明図、図７の（ロ）は図７の（イ）におけるロ−ロ断面図である。
【図８】他の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 金属板
１１ 絶縁膜
１３ 凹条
２１，２２ 第１絶縁プレ−ト部材
211,221 切欠部
ａ 孔
３１，３２ 第２絶縁プレ−ト部材
311,321 ブリッジ用導体
ｃ コネクター
５ フラツクス
６ 低融点可溶金属線
８ 封止樹脂
８１ 封止樹脂

Claims (2)

1. 少なくとも片面に絶縁膜を有する金属板の片面に金属板両端部を平坦のままにして複数本の並行凸条が形成され、これら凸条間の凹条のそれぞれに低融点可溶金属線が納められ、各低融点可溶金属線にフラックスが付着され、このフラックス付着低融点可溶金属線群が両端において、前記絶縁膜とは別の絶縁プレート部材と低融点可溶金属線ブリッジ用導体を有するコネクターで直列に接続され、かつ各コネクターが前記金属板両端部の各端部に固着され、上記の各凹条に封止樹脂がモ−ルドされていることを特徴とする面状温度ヒュ−ズ。
2. 第１絶縁プレ−ト部材の他面に、片面に各低融点可溶金属線を直列に接続するためのブリッジ用導体を有する第２絶縁プレ−ト部材のその片面を接触させてなり、第１絶縁プレ−ト部材及び第２絶縁プレ−ト部材が前記絶縁膜とは別の絶縁プレート部材である積層体をコネクターとして用いたことを特徴とする請求項１記載の面状温度ヒュ−ズ。

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