JP4440077B2 - サーモスタット - Google Patents

Description

本発明は、スイッチの強制オフ機構を有するサーモスタットに関するものである。

従来、寒冷地にあっては冷蔵庫としての機能を完全に停止して、食品の保存庫として用
いる場合がある。また、冷蔵庫等の設置スペース等の関係上、わざわざコンセントを抜かずに電源をオフしたい場合があり、両者に適したものとして強制オフ機構を有するサーモスタット（例えば、特許文献１参照）がある。

以下、図面を参照しながら上記従来のサーモスタットについて説明する。

図５は従来のサーモスタットの断面図、図６は従来のサーモスタットのカム体の平面図である。図５、図６に示すように、制御部の温度変化を圧力変化に変換する感温素子１、感温素子１に当接し、支点ｋを軸として回動するＬ型作動板２、Ｌ型作動板縦辺部２ｂの端部に一端を係着し、他端を筐体ｃに蝶合する調整ビス４に止着したスプリング３、Ｌ型作動板縦辺部２ｂに一端を係合し他端を後述の接点板６に当接する作動棒５、一端を端子に固着し、自由端に可動接点７を有する接点板６、可動接点７が接離する固定接点８、環状のカム体９の内曲面に曲面Ｂを併有するカム１０、筐体ｃ外部に突出したツマミ軸１１から成り、カム体９の回動方向により、カム１０のＢ曲面がＬ型作動板縦辺部２ｂ端部と当接し、Ｌ型作動板２をＢ曲面に沿って摺動せしむる如く構成したものである。

以上のように構成されたサーモスタットについて、以下その動作を説明する。

制御部温度が上昇した場合には、感温素子１は伸張し、Ｌ型作動板２は支点ｋを軸として反時計方向に回動し、調整ビス４で設定されたスプリング３の弾性力（設定温度に対応する）と対抗し、制御部温度が設定温度を越えた時は作動棒５を図の左方に移動し、接点板６を押圧して可動接点７を固定接点８に接続させ、電源回路を閉成させるものである。

次に、制御部温度が低下すると、感温素子１は収縮し、Ｌ型作動板２は、スプリング３の弾性力で、支点ｋを軸として時計方向に回動し、作動棒５の接点板６に対する押圧を減じ所定温度に至ると接点板６は反転し、可動接点７と固定接点８との接続は開き、電源回路を開成させる周知の作動をなし、制御部温度を一定範囲に保つものである。

次に、制御部温度に関係なく接点を開にする動作について述べる。接点が閉の状態にあるものを強制的に開にするには、カム体９を矢印ｂの方向に回動し、曲面ＢとＬ型作動板縦辺部２ｂの先端を当接させると、Ｌ型作動板縦辺部２ｂは曲面Ｂに沿って滑動し、Ｌ型作動板２を支点ｋを軸として時計方向に回動させ、作動棒５の接点板６に対する押圧を開放し可動接点７と固定接点８の接続を開放するものである。
実開昭５４−４５９８０号公報

しかしながら、上記従来の構成においては、スイッチの強制オフ操作はツマミ軸１１を回動することによって、Ｌ型作動板２の一端部がカムの曲面に沿って強制的に回動させられる構成であり、Ｌ型作動板２の一端部とカムの曲面との摩擦力、表面状態等によりツマミ軸１１の回転トルクが大きくなりやすい上に、Ｌ型作動板２の一端部は図面の左方向と図面の手前側方向の両方向に押力が加えられ、その結果、Ｌ型作動板２の支点ｋにも同様な押力が加わり、強制オフ操作前に対して支点部位置がずれてしまい、スプリング３の弾性力が変化することにより設定温度が変化してしまう可能性があった。

本発明は従来の課題を解決するもので、スイッチの強制オフ操作時、部品の寸法精度、表面状態等に影響されない安定したツマミ軸の回転トルクを維持するとともに、強制オフ操作をおこなっても支点部がずれにくく（スプリングの弾力等が変化しにくい）、設定温度変化が容易に変化しない構成のサーモスタットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のサーモスタットは、底部及び対向する２つの側面からなる略コの字状の器枠と、前記器枠に係合保持されたスイッチと、周囲温度に反応して膨張収縮するガスの体積変化を前記スイッチを操作する力に変換する感温部と、前記感温部の力を受けて所定の支点を中心に回動し前記スイッチの接点を開閉させるレバーと、前記レバーに係合し所定の支点を中心に回動して前記レバーを回動させるのに必要な力を増減する調整板と、前記調整板を回動させるカム板を有するツマミ軸とを備え、前記レバーの端部にＬ字状アームを設け、前記カム板のレバー側の面に、所定の回転位置で前記レバーのＬ字状アームに当接し前記レバーをスイッチがオン時の位置から強制的にオフする位置まで回動させる突起を備えたものである。

これにより、強制オフ操作時に、レバーのＬ字状アームに作用する力はレバーの回動方向に制限されるため、レバー支点等の移動が少なく、再度オン状態に戻したときの動作温度の変化が少なく精度の高いサーモスタットが供給可能となる。

本発明のサーモスタットによれば、強制オフ操作時に、Ｌ字状アームに作用する力の方向はレバーの回動方向に制限されるため、レバーの支点等の移動が少なく安定したものにすることができ、信頼性の高いサーモスタットを提供することが可能となる。

請求項１に記載の発明は、底部及び対向する２つの側面からなる略コの字状の器枠と、前記器枠に係合保持されたスイッチと、周囲温度に反応して膨張収縮するガスの体積変化を前記スイッチを操作する力に変換する感温部と、前記感温部の力を受けて所定の支点を中心に回動し前記スイッチの接点を開閉させるレバーと、前記レバーに係合し所定の支点を中心に回動して前記レバーを回動させるのに必要な力を増減する調整板と、前記調整板を回動させるカム板を有するツマミ軸とを備え、前記レバーの端部に平面部を有するＬ字状アームを設け、前記カム板のレバー側の面に、所定の回転位置で前記レバーのＬ字状アームの前記平面部に当接し、前記レバーをスイッチがオン時の位置から強制的にオフする
位置まで回動させる突起を備えたサーモスタットにおいて、前記Ｌ字状アームと前記突起の当接位置を、前記レバーの支点よりも前記レバーのオフ動作を行う回動方向先に設定したものであり、オフ操作時に、前記カム板の突起から前記レバーに作用する力は前記レバーの回動方向への一方向の押力によって決定されるため、カム板の突起が、前記レバーのＬ字状アームと当接する際に前記レバーを横ずれさせることが少ないので、回動の支点部のぶれが解消され、設定温度の変化を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記カム板の突起に、最初に前記Ｌ字状アームの前記平面部と当接するＲ形状部と、このＲ形状部と連続する平面部を設け、前記カム板の強制オフ位置にて、前記レバーのＬ字状アームの平面部と前記カム板の突起の平面部がラッチするようにしたものであり、このＲ形状によって、カム板の突起とレバーのＬ字状アームの当接時の過大な摩擦力、ひっかかり等によるカム板の回転トルクアップの発生を抑えることが可能となるため、ツマミ軸の回転トルクは部品の表面状態、寸法精度に影響されにくい安定したものにすることができる。

また、前記カム板の強制オフ位置にて、前記レバーのＬ字状アームと前記カム板の突起がラッチするように前記カム板の突起と前記レバーのＬ字状アームに平面部を設けたことにより、カム板を回転させ強制オフ位置にセットしたときにクリック感が得られると共に、カム板のオフ位置がずれることなく確実にオフ状態を安定して保つことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一
構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。また、本実施例は除霜終了検知機構付きのタイプであるが、除霜終了検知に関する機構動作については説明を省略する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるサーモスタットの強制オフ状態を示す正面断面図である。図２は、同実施の形態のサーモスタットの強制オフ状態におけるカムとレバーの配置を示す部分平面図である。図３は、同実施の形態のサーモスタットの通常のオン・オフ状態を示す正面断面図である。図４は、同実施の形態のサーモスタットの通常のオン・オフ状態におけるカムとレバーの配置を示す部分平面図である。

図１から図４に示すように、２１は器枠、２２は器枠２１に取り付けられた感温部で、感温部２２にはベローズ２２ａが設けられており、ベローズ２２ａにはキャピラリチューブ２３が接続される。２４は支点２４ａにより回動自在に設けられたＬ字状のレバーであり、レバー２４の横辺部２４ｂはベローズ２２ａの自由端２２ｂに当接し、縦辺部２４ｃには温度設定用スプリング２５の一端が係止される。

さらに、縦辺部２４ｃには固定接点２６と可動接点２７を開閉させるスイッチ２８のスイッチング動作をさせるスペーサ２９が係合されており、かつ縦辺部２４ｃの端部にはＬ字状に形成されたＬ字状アーム３０が設けられており、Ｌ字状アーム３０は平面部３０ａを有している。

温度設定用スプリング２５の他端は調整ネジ３１を介して調整板３２に係止され、調整板３２は下部の支点３２ａにより器枠２１に回動自在に設けられ、その上端はツマミ軸３３を有する作動温度設定用のカム板３４に圧接する。

なお、カム板３４の器枠２１側の面にはレバー２４に設けられたＬ字状アーム３０に強制オフ位置で当接するように突起３４ａが設けられており、突起３４ａはＲ形状部３４ｂと平面部３４ｃを有している。

以上のように構成されたサーモスタットについて、以下その動作を説明する。

感温部２２の温度が上昇した場合には、ベローズ２２ａは伸張し、レバー２４は支点２４ａを軸として反時計方向に回動し、調整ネジ３１で設定されたスプリング２５の弾性力（設定温度に対応する）と対抗し、感温部２２が設定温度を越えた時は、レバー２４を図の左方に移動し、スペーサ２９を介してスイッチ２８が動作し、固定接点２６と可動接点２７が閉となり接続し、電源回路に通電する。

次に、感温部２２の温度が低下すると、ベローズ２２ａは収縮し、レバー２４は、スプリング２５の弾性力で、支点２４ａを軸として時計方向に回動し、同時にスペーサ２９による押圧が減少しスイッチ２８が動作して固定接点２６と可動接点２７が開となり接続が解かれ、電源回路の通電が切られる。

次に感温部２２の温度に関係なく接点を開にする動作について述べる。カム板３４を通常オン・オフ使用状態から強制オフ状態域に回動させたとき、カム板３４の器枠２１側に設けられた突起３４ａは、レバー２４のＬ字状アーム３０の一端と接触しさらに回動させることによって、レバー２４を反時計方向に回転させスペーサ２９を介して、固定接点２６と可動接点２７が開となり、電源回路はオフ状態となる。カム板３４の突起３４ａと、レバー２４のＬ字状アーム３０は、レバー２４が回動方向のみに力が加わるように、レバー２４の左右の支点２４ａを通る軸の中心部から離れたポイントで当接するように配置さ
れているため、レバー２４には回転方向以外の力が加わらず、回動によるレバー２４の支点部２４ａのずれ、ぶれ等を解消することが可能となる。

以上のように本実施の形態のサーモスタットは、底部及び対向する２つの側面からなる略コの字状の器枠２１と、器枠２１に係合保持されたスイッチ２８と、周囲温度に反応して膨張収縮するガスの体積変化をスイッチ２８を操作する力に変換する感温部２２を形成するベローズ２２ａと、キャピラリチューブ２３と、感温部２２の力を受けて所定の支点２４ａを中心に回動しスイッチ２８の固定接点２６と可動接点２７を開閉させるレバー２４と、レバー２４に係合し所定の支点３２ａを中心に回動してレバー２４を回動させるのに必要な力を増減する調整板３２と、調整板３２を回動させるカム板３４を有するツマミ軸３３とで構成されたサーモスタットにおいて、カム板３４を所定角度以上回動したときにレバー２４のＬ字状アーム３０に接触し、レバー２４を回動してスイッチ２８をオフ状態にさせる突起３４ａをカム板３４に備えたものであり、強制オフ操作時に、レバー２４をレバー２４の回動方向に回転させるため、レバー２４への横方向の力も無く支点のズレの無い安定したものにすることができ、設定温度の変化を抑制することができる。

また、カム板３４の突起３４ａはＲ形状部３４ｂを有したものであり、これによって、カム板３４の突起３４ａがレバー２４のＬ字状アーム３０と当接する際、レバー２４を横ずれさせることが少なく、過大な力がカム板３４とレバー２４に加わらないため安定したカム回転トルクを実現することができる。

さらに、カム板３４の強制オフ位置で、確実にラッチする様に配置した平面部３４ｃ、３０ａを、それぞれカム板３４の突起３４ａとレバー２４のＬ字状アーム３０に設けたことにより、カム板３４を回転させ強制オフ位置にセットしたときクリック感が得られると共に、安定したオフ状態を保持することが可能となり、信頼性の高いサーモスタットを提供することができる。

ここで、ラッチとはＬ字状アーム３０とカム板３４の突起３４ａの係合状態をいうものであり、多少の振動、衝撃が加わっても係合部のずれ等が発生せずに、確実に係合状態を保持する係合をいう。

以上のように、本発明にかかるサーモスタットは、強制オフ動作後も安定した動作特性を得ることができることから、寒冷地などでスイッチの強制オフ機構を有するサーモスタットを必要とする冷蔵庫等に適用できる。

本発明の実施の形態１によるサーモスタットの強制オフ状態を示す正面断面図 同実施の形態のサーモスタットの強制オフ状態におけるカムとレバーの配置を示す部分平面図 同実施の形態のサーモスタットの通常のオン・オフ状態を示す正面断面図 同実施の形態のサーモスタットの通常のオン・オフ状態におけるカムとレバーの配置を示す部分平面図 従来のサーモスタットの断面図 従来のサーモスタットのカム体の平面図

２１ 器枠
２２ 感温部
２４ レバー
２４ａ レバーの支点
２６ 固定接点
２７ 可動接点
２８ スイッチ
３０ Ｌ字状アーム
３０ａ Ｌ字状アームの平面部
３２ 調整板
３２ａ 調整板の支点
３３ ツマミ軸
３４ カム板
３４ａ カム板の突起
３４ｂ カム板の突起のＲ形状部
３４ｃ カム板の突起の平面部

Claims (2)

1. 底部及び対向する２つの側面からなる略コの字状の器枠と、前記器枠に係合保持されたスイッチと、周囲温度に反応して膨張収縮するガスの体積変化を前記スイッチを操作する力に変換する感温部と、前記感温部の力を受けて所定の支点を中心に回動し前記スイッチの接点を開閉させるレバーと、前記レバーに係合し所定の支点を中心に回動して前記レバーを回動させるのに必要な力を増減する調整板と、前記調整板を回動させるカム板を有するツマミ軸とを備え、前記レバーの端部に平面部を有するＬ字状アームを設け、前記カム板のレバー側の面に、所定の回転位置で前記レバーのＬ字状アームの前記平面部に当接し、前記レバーをスイッチがオン時の位置から強制的にオフする位置まで回動させる突起を備えたサーモスタットにおいて、前記Ｌ字状アームと前記突起の当接位置を、前記レバーの支点よりも前記レバーのオフ動作を行う回動方向先に設定したサーモスタット。
2. 前記カム板の突起に、最初に前記Ｌ字状アームの前記平面部と当接するＲ形状部と、このＲ形状部と連続する平面部を設け、前記カム板の強制オフ位置にて、前記レバーのＬ字状アームの平面部と前記カム板の突起の平面部がラッチするようにした請求項１に記載のサーモスタット。