JP5072023B2

JP5072023B2 - 温度ヒューズ

Info

Publication number: JP5072023B2
Application number: JP2007277873A
Authority: JP
Inventors: 英雄近澤; 大志小田
Original assignee: 株式会社パロマ
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2027-10-25
Also published as: JP2009105000A

Description

本発明は、貯湯式湯沸器等のガス燃焼器具に用いられる温度ヒューズに関する。

貯湯式湯沸器やガス瞬間湯沸器等のガス燃焼器具には、燃焼室や熱交換器の過熱防止のために温度ヒューズが設けられる。この温度ヒューズは、一対のリード線間を導体となる合金で接合したもので、過熱によって合金が溶断することでリード線間の導通を遮断して電気回路の動作を停止させるものである（例えば特許文献１参照）。

特開平９−４２６５５号公報

しかし、従来の温度ヒューズは、作動温度が１００℃〜２００℃程度のものが一般的で、例えば４００℃等の高温で作動させるためには、高価な金属が必要となる上、作動温度の設定が難しくなってしまう。

そこで、本発明は、コストの掛からない簡単な構成で、２００℃を超える作動温度でも正確なタイミングで回路が遮断可能となる温度ヒューズを提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、両端にリード線が接続されて所定温度で溶断する導体に、導体を伸張方向へ付勢する付勢手段を設けた温度ヒューズであって、導体を一対の分割導体に分割し、一方の分割導体に、断面積が最小となるくびれを根元に形成したネジ部を、他方の分割導体に、ネジ部が螺合可能なネジ孔を夫々設けて、ネジ部のネジ孔へのねじ込みによって分割導体同士を連結させることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、付勢手段をコンパクトに設けるために、付勢手段を、導体に外装した一対のキャップ間で導体へ同軸で外装されるコイルバネとしたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１の構成において、過熱をより正確に検出するために、付勢手段を、導体に連結した一対の連結部材間で導体と平行に支持されるコイルバネとしたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、導体には付勢手段によって常に引張力が加わるため、過熱時には導体の融点で確実に破断させることができる。よって、２００℃を超える作動温度でも正確なタイミングで回路が遮断可能となる。また、この作動温度の設定は、導体の断面積と付勢手段の付勢力との関係の設定によって簡単に得られるため、コストアップも少なくて済む。
そして、くびれの径が異なる分割導体の交換によって作動温度を容易に変更可能となる。また、付勢手段の組み付けも簡単に行える。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、付勢手段を温度ヒューズへコンパクトに設けることができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、付勢手段が導体の外側に位置するため導体を熱源に近づけることができる。よって、過熱をより正確に検出して作動可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［形態１］
図１（Ａ）は、温度ヒューズの一例を示す説明図で、温度ヒューズ１において、２は導体で、アルミニウム製で軸状の一対の分割導体３，３に分割されている。この分割導体３，３は、同軸上に配置され、夫々の外端部には、リード線４が挿入されてネジ５によって導通状態で接続されている。また、分割導体３の互いの対向面において、一方の分割導体３には、根元にくびれ７を形成したネジ部６が同軸で突設され、他方の分割導体３には、ネジ部６が螺合可能なネジ孔８が形成されて、ネジ部６をネジ孔８へねじ込むことで、分割導体３，３同士を導通状態で接続している。ここではくびれ７が導体２における断面積の最小部分となっている。

さらに、各分割導体３の対向面側となる内端部には、ネジ部６とネジ孔８との螺合と干渉しないように中央に貫通孔１０を形成したキャップ９が夫々対向状に被着され、両キャップ９の外周に周設したフランジ１１，１１の間に、付勢手段となるコイルバネ１２が導体２と同軸且つ圧縮状態で介在されて、その付勢力Ｆによりキャップ９，９を介して分割導体３，３は互いの離間方向へ伸張付勢されている。１３，１３は、互いに異なるフランジ１１におけるコイルバネ１２の受け面との間から両キャップ９，９の周面に跨って外装された絶縁材である。

以上の如く構成された温度ヒューズ１は、例えば貯湯式湯沸器の燃焼室に設置されて、バーナへの燃料ガスの供給路を開閉するマグネット電磁弁の駆動回路内に組み込まれて使用される。
まず、燃焼室が過熱しない正常な燃焼状態（図１（Ａ））では、ネジ部６のくびれ７の耐力がコイルバネ１２の付勢力Ｆを上回るため、分割導体３，３同士の接続は維持され、マグネット電磁弁は開弁保持されて燃焼は継続する。

一方、燃焼室の過熱によって温度ヒューズ１が高温にさらされ、ネジ部６の温度が融点付近まで上昇すると、コイルバネ１２の付勢力によって最も小径のくびれ７に応力が集中するため、同図（Ｂ）に示すように、くびれ７が引っ張られて変形し、断面積が減少する。そして、当該過熱状態が継続すると、同図（Ｃ）に示すように、くびれ７がさらに引っ張られて断面積が減少し、融点に達すると当該位置で破断する。このくびれ７の断面積の減少による抵抗値の増大或いは破断によってマグネット電磁弁の駆動回路の導通が遮断されるため、マグネット電磁弁が閉弁してバーナへの燃料ガスの供給が停止することになる。

このネジ部６のくびれ７における断面積の減少或いは破断のタイミングを、くびれ７の断面積とコイルバネ１２の付勢力Ｆとの関係で設定すれば、作動温度を２００℃〜４００℃程度の高温とすることができる。例えば、アルミニウム製の分割導体３をφ１０ｍｍで軸方向長さを２２ｍｍ、ネジ部６をＭ４、くびれ７をφ３ｍｍ、正常時（図１（Ａ））でのフランジ１１，１１間のコイルバネ１２の軸長を約２０ｍｍとした場合、同図（Ｂ）の３７０℃でくびれ７の伸びは同図（Ａ）の略２倍となり、同図（Ｃ）で略３倍となって約４００℃で破断する。

このように、上記形態の温度ヒューズ１によれば、両端にリード線４が接続されて所定温度で溶断する導体２に、導体２を伸張方向へ付勢するコイルバネ１２を設けたことで、導体２にはコイルバネ１２によって常に引張力が加わるため、過熱時には導体２の融点で確実に破断させることができる。よって、２００℃を超える作動温度でも正確なタイミングで回路が遮断可能となる。また、この作動温度の設定は、導体２のくびれ７の断面積とコイルバネ１２の付勢力との関係の設定によって簡単に得られるため、コストアップも少なくて済む。

特にここでは、導体２を一対の分割導体３，３に分割し、一方の分割導体３に、断面積が最小となるくびれ７を根元に形成したネジ部６を、他方の分割導体３に、ネジ部６が螺合可能なネジ孔８を夫々設けて、ネジ部６のネジ孔８へのねじ込みによって分割導体３，３同士を連結させているので、くびれの径が異なる分割導体の交換によって作動温度を容易に変更可能となる。また、キャップ９やコイルバネ１２の組み付けも簡単に行える。
さらに、付勢手段を、分割導体３，３へ対向状に外装した一対のキャップ９，９間で導体２へ同軸で外装されるコイルバネ１２としたことで、付勢手段を温度ヒューズ１へコンパクトに設けることができる。

［形態２］
次に、本発明の他の形態を説明する。なお、形態１と同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
図２（Ａ）に示す温度ヒューズ１ａにおいては、キャップに代えて、ネジ部６に一端が貫通され、他端が導体２の側方へＬ字状に張り出す一対の連結部材１４，１４が設けられている。この連結部材１４の一方に、導体２と平行なガイド軸１５が突設されて他方の連結部材１４を貫通しており、連結部材１４，１４の間でガイド軸１５に、付勢手段となるコイルバネ１６が導体２と平行に外装されるものである。なお、ここでの絶縁材１７は、ガイド軸１５の外周と一方の連結部材１４におけるコイルバネ１６の受け面とに跨って外装されている。

よって、この温度ヒューズ１ａにおいても、燃焼室が過熱しない正常な燃焼状態（図２（Ａ））では、ネジ部６のくびれ７の耐力がコイルバネ１６の付勢力Ｆを上回るため、分割導体３，３同士の接続は維持され、マグネット電磁弁は開弁保持されて燃焼は継続する。
一方、燃焼室の過熱によって温度ヒューズ１ａが高温にさらされ、ネジ部６の温度が融点付近まで上昇すると、くびれ７に応力が集中して、同図（Ｂ）に示すようにくびれ７が引っ張られて変形し、断面積が減少する。そして、当該過熱状態が継続すると、同図（Ｃ）に示すように、くびれ７がさらに引っ張られて断面積が減少し、融点に達すると当該位置で破断する。この断面積の減少による抵抗値の増大或いは破断によってマグネット電磁弁の駆動回路の導通が遮断されて、バーナへの燃料ガスの供給が停止することになる。よって、くびれ７における断面積の減少或いは破断のタイミングを、くびれ７の断面積とコイルバネ１６の付勢力Ｆとの関係で設定すれば、作動温度を２００℃〜４００℃程度の高温とすることができる。

このように、上記形態２の温度ヒューズ１ａにおいても、導体２を伸張方向へ付勢するコイルバネ１６を設けたことで、過熱時には導体２の融点で確実に破断させることができ、２００℃を超える作動温度でも正確なタイミングで回路が遮断可能となる。また、作動温度の設定は、導体２のくびれ７の断面積とコイルバネ１６の付勢力との関係の設定によって簡単に得られるため、コストアップも少なくて済む。
特にここでは、付勢手段を、分割導体３，３に連結した一対の連結部材１４，１４間で導体２と平行に支持されるコイルバネ１６としたことで、コイルバネ１６が導体２の外側に位置するため導体２を熱源に近づけることができる。よって、形態１に比較して過熱をより正確に検出して作動可能となるという利点が得られる。

なお、上記形態１，２では、付勢手段としてコイルバネを採用しているが、板バネや皿バネ等の他の弾性体を採用してもよいし、バネに限らず、錘や金属の線膨張等を利用して導体の引張付勢を図ってもよい。特に形態１では、分割導体間の間隔によってはキャップをなくし、分割導体の対向面間にコイルバネ等を介在させても差し支えない。但し、上記形態のようなキャップを使用すると、分割導体の対向面間の距離を小さくしてコイルバネの長さを大きくすることができ、破断に必要なコイルバネのストローク（破断時は元の長さの３倍以上伸ばす必要がある）が容易に確保可能となり、好ましい態様となる。

また、分割導体のネジ部とネジ孔とを互いに逆にしてもよい。
さらに、分割導体は軸状に限らず、板状であってもよい。
その他、導体はアルミニウム製に限らず、亜鉛やこれらの合金製であっても差し支えない。

形態１の温度ヒューズの説明図で、（Ａ）が通常状態、（Ｂ）が過熱状態、（Ｃ）が破断直前状態を夫々示す。形態２の温度ヒューズの説明図で、（Ａ）が通常状態、（Ｂ）が過熱状態、（Ｃ）が破断直前状態を夫々示す。

符号の説明

１，１ａ・・温度ヒューズ、２・・導体、３・・分割導体、４・・リード線、６・・ネジ部、７・・くびれ、８・・ネジ孔、９・・キャップ、１２，１６・・コイルバネ、１４・・連結部材。

Claims

両端にリード線が接続されて所定温度で溶断する導体に、前記導体を伸張方向へ付勢する付勢手段を設けた温度ヒューズであって、
前記導体を一対の分割導体に分割し、一方の分割導体に、断面積が最小となるくびれを根元に形成したネジ部を、他方の分割導体に、前記ネジ部が螺合可能なネジ孔を夫々設けて、前記ネジ部の前記ネジ孔へのねじ込みによって前記分割導体同士を連結させることを特徴とする温度ヒューズ。
前記付勢手段を、前記導体に外装した一対のキャップ間で前記導体へ同軸で外装されるコイルバネとしたことを特徴とする請求項１に記載の温度ヒューズ。
前記付勢手段を、前記導体に連結した一対の連結部材間で前記導体と平行に支持されるコイルバネとしたことを特徴とする請求項１に記載の温度ヒューズ。