JP5402744B2 - サーモスタットおよびそれを具備したシートヒータ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車等の座席に用いられるシートヒータに設けられ、シートヒータの温度制御および過昇防止をする用途等に用いられるサーモスタット、およびそのサーモスタットを具備したシートヒータに関するものである。

従来からシートヒータの温度制御や過昇防止の手段として、バイメタル板の反転動作により接点を開閉し、ヒータへの通電をＯＮ−ＯＦＦ制御するサーモスタットが採用されている（例えば、特許文献１参照）。

図１０は、上記特許文献１に記載された従来のサーモスタットの構造を示す平断面図である。

図１０に示すように、このサーモスタット１０１は、非電動性のケース１０２内に温度過昇防止用バイメタル板１０３、温度過昇防止用可動接点板１０４、固定接点１０５，１０６、温度制御用バイメタル板１０７、温度制御用可動接点板１０８および導電板１０９が内蔵され、端子１１０，１１１はケース１０２の外部に突出したものである。

温度過昇防止用可動接点板１０４は、一端は端子１１０にスポット溶接されており、他端には可動接点１１２がスポット溶接されている。温度制御用可動接点板１０８は、一端は端子１１１にスポット溶接されており、他端には可動接点１１３がスポット溶接されている。導電板１０９には固定接点１０５，１０６がスポット溶接されており、可動接点１１２，１１３と固定接点１０５，１０６が接触し、端子１１０と端子１１１が導通されるようになっている。

なお、温度過昇防止用バイメタル板１０３の動作温度は、温度制御用バイメタル板１０７の動作温度よりも高く設定している。

そして、サーモスタット１０１が所定の温度に達すると、温度制御用バイメタル板１０７が反転し、温度制御用可動接点板１０８を押し上げ、可動接点１１３と固定接点１０６の接触を解除することにより、端子１１０と端子１１１の導通を切断し、シートヒータ（図示せず）の通電を停止する。次にサーモスタット１０１が所定の温度に低下すると、温度制御用バイメタル１０７が逆転し、温度制御用可動接点板１０８が元の位置に戻るため、可動接点１１３と固定接点１０６が接触することで端子１１０と端子１１１が再び導通し、シートヒータ（図示せず）の通電を再開する。このような動作を繰り返すことで、シートヒータ（図示せず）の温度制御をしている。

ここで、長期にわたる使用等で接点が摩耗し、可動接点１１３と固定接点１０６が溶着した場合には、温度制御が不能となり、不安全になる危険性があるが、可動接点１１３と固定接点１０３が溶着した場合には、所定の温度で温度過昇防止用バイメタル板１０３が反転し、温度過昇防止用可動接点板１０４を押し上げ、可動接点１１２と固定接点１０５の接触を解除することでシートヒータ（図示せず）への通電を停止し、安全を確保するという二重安全を確保している。

特開２００３−１０９７２１号公報

しかしながら、上記従来の構成では、サーモスタット１０１をシートヒータ（図示せず）に設置する場合、人の座る場所を避けた端部への設置が必要であるが、サーモスタット１０１は円形状の温度制御用バイメタル板１０７と同じく円形状の温度過昇防止用バイメタル板１０３を並べて配置した構成の為、幅寸法が大きく、シートヒータ（図示せず）への取り付けにおいて、大きなスペースが必要であり、配置が困難という課題を有していた。

また、ケース１０２が大きく高価なものとなってしまうという課題も有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、幅寸法が小さく、取り付けスペースの省スペース化が図れ、取り付けが容易で、材料費の削減が図れ、安価なサーモスタットを提供し、また、安価なシートヒータとすることを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明のサーモスタットは、温度制御用バイメタル板を略円形状とし、温度過昇防止用バイメタル板を、温度制御用バイメタル板と隣接する方向の寸法が温度制御用バイメタル板と隣接する方向に垂直な端子方向の寸法より小さい矩形状としたものである。

したがって、温度過昇防止用バイメタル板は、円形状に比べ、幅寸法が小さくなり、サーモスタットの幅寸法を小さくすることができる。

その結果、シートヒータ等への取り付けスペースが小さく、取り付けが容易なものとすることができる。

また、温度過昇防止用バイメタル板の材料費が削減できるとともに、外郭を形成するケースの小型化により材料費の削減ができる。

その結果、サーモスタットを安価なものとすることができる。

本発明のサーモスタットは、幅寸法が小さく、シートヒータ等への取り付けが容易で、材料費が削減でき、安価なものとすることができる。

さらに、かかるサーモスタットを具備したシートヒータは安価なものとすることができる。

本発明の実施の形態１におけるサーモスタットの正面図 同実施の形態のサーモスタットの側面図 同実施の形態のサーモスタットの内部構造を示す平断面図 図１のＡ−Ａ線断面図 図１のＢ−Ｂ線断面図 同実施の形態のサーモスタットの温度制御用バイメタル板の平面図 同実施の形態のサーモスタットの温度過昇防止用バイメタルの平面図 本発明の実施の形態２におけるシートヒータの構成を示す平面図 同実施の形態のシートヒータの回路図 従来例を示すサーモスタットの構造を示す平断面図

第１の発明は、外郭を形成するケース内に、温度制御用バイメタル板の反転動作により接点の開閉動作を行う温度制御回路と、前記温度制御用バイメタル板より動作温度を高く設定した温度過昇防止用バイメタル板の反転動作により接点の開閉動作を行う温度過昇防止回路と、前記温度制御回路と前記温度過昇防止回路とを直列に接続する導電板と、前記温度制御回路と前記温度過昇防止回路の両方の反導電板側の一端にそれぞれ設けられた接続用の端子とを有するサーモスタットであって、前記温度過昇防止回路は前記温度制御回路に不具合が発生した場合の保護回路であり、前記温度過昇防止用バイメタル板は、前記温度制御用バイメタル板に比べ、反転動作が少ないことにより、前記温度制御用バイメタル板を耐久信頼性の高い略円形状とし、前記温度過昇防止用バイメタル板を前記温度制御用バイメタル板と隣接する方向の寸法が前記温度制御用バイメタル板と隣接する方向に垂直な端子方向の寸法より小さく、前記温度制御用バイメタル板に比べ耐久信頼性の劣る矩形状とし、耐久信頼性の異なる二枚のバイメタル板を有したサーモスタットである。

上記構成において、温度制御用バイメタル板を略円形状とし、温度過昇防止用バイメタル板を、温度制御用バイメタル板と隣接する方向の寸法が温度制御用バイメタル板と隣接する方向に垂直な端子方向の寸法より小さい矩形状としたことにより、温度過昇防止用バイメタル板の幅寸法が小さくなり、それにより、サーモスタットの幅寸法を小さくすることができる。

その結果、シートヒータ等への取り付けスペースが小さくなり、取り付けを容易に行うことができる。また、ケースが小さくなるので、材料費の削減ができ、サーモスタットを安価にすることができる。

第２の発明は、特に第１の発明における前記略円形状の温度制御用バイメタル板を、前記温度過昇防止用バイメタル板と隣接する方向の寸法が小さくなるように、円形状の一部に切り欠き部を有する形状としたものである。

これにより、温度制御用バイメタル板のケース組込み時の幅寸法が小さくなり、それにより、第１の発明よりも、さらにサーモスタットの幅寸法を小さくすることができる。

その結果、シートヒータ等への取り付けスペースがさらに小さくなり、取り付け性をさらに向上できる。

また、第１の発明よりも、ケースをさらに小さくでき、さらなる材料費の削減が可能であり、安価なものとすることができる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明に加えて、前記温度制御回路および前記温度過昇防止回路の一端に設けた接続用の端子と前記導電板を一体に保持すると共に前記温度制御用バイメタル板と前記温度過昇防止用バイメタル板を設置するための凹部が２箇所形成された樹脂製の保持部材を有するものである。

これによって、接続用の端子と導電板と温度制御用バイメタル板と温度過昇防止用バイメタル板を保持部材により一体化できるので、ケース内への部品の組込みが容易となり、組立て性の良いものとすることができる。

その結果、組立てにかかる費用を削減でき、安価なものとすることができる。

第４の発明は、支持体と、支持体に配置された採暖用ヒータと、前記採暖用ヒータの温度制御機能と過昇防止機能を有するサーモスタットと、前記サーモスタットを加熱する補助ヒータからなるシートヒータにおいて、前記サーモスタットを、第１から第３の発明のいずれかのサーモスタットとしたものである。

かかる構成とすることにより、サーモスタットの取り付け性が向上できるとともに、安価なサーモスタットの採用により、安価なシートヒータを得ることができる。

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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるサーモスタットの正面図、図２は、同サーモスタットの側面図、図３は、同サーモスタットの内部構造を示す平断面図、図４は、同サーモスタットの図１のＡ−Ａ線での断面図、図５は、同サーモスタットの図１のＢ−Ｂ線での断面図、図６は、同サーモスタットの温度制御用バイメタル板の平面図、図７は、同サーモスタットの温度過昇防止用バイメタル板の平面図である。

図１から図７において、サーモスタット１は、外郭を形成するケース２と、ケース２の内部に納められた温度制御回路３と温度制御回路３と並んだ位置のケース２内に配置された温度過昇防止回路４と、温度制御回路３と温度過昇防止回路４を直列に接続する導電板５を具備している。

そして、温度制御回路３は、設定された温度にて反転動作を行う温度制御用バイメタル板６と、シートヒータ等の熱機器と電気的接続を行う為の端子７と、一端が端子７にカシメにより固定されている温度制御用可動接点板８と、温度制御用可動接点板８の他端にカシメにより固定されている可動接点９と、可動接点９と接触する位置に導電板５にカシメにて固定されている固定接点１０を具備している。

また、温度制御用バイメタル板６は、耐久信頼性の高い円形状とし、耐久信頼性を損わない範囲で一部に切り欠き部６ａを有している。

そして、過昇防止回路４は、温度制御用バイメタル板６より高い温度にて反転動作を行うよう設定された温度過昇防止用バイメタル板１１と、シートヒータ等の熱機器と電気的接続を行う為の端子１２と、一端が端子１２にカシメにより固定されている温度過昇防止用可動接点板１３と、温度過昇防止用可動接点板１３の他端にカシメにより固定されている可動接点１４と、可動接点１４と接触する位置に導電板５にカシメにて固定されている固定接点１５を具備している。

また、温度過昇防止用バイメタル板１１は、温度制御用バイメタル板６に比べ、耐久信頼性の劣る矩形状としている。

さらに、導電板５の一部に検査用端子１６を形成し、検査用端子１６はケース２の凹部２ａに位置し、特性検査機等と接続可能なようにケース２より露出しており、ケース２と検査用端子１６の隙間は樹脂のポッティング材１７にて埋められている。

そして、端子７と端子１２および導電板５はインサート成形にて形成された樹脂製の保持部材１８にて一体に保持するとともに、ケース２の一端に端子７と１２が並んで配置し、検査用端子１６は、端子７および端子１２の反対側に配置するよう保持している。また、保持部材１８の一端に設けられたフランジ部１８ａが、ケース２の開口部２ｂを塞ぐように嵌合している。さらに保持部材１８は、温度制御用バイメタル板６を設置し位置決めを行うための凹部１８ｂと温度過昇防止用バイメタル板１１を設置し位置決めを行う為の凹部１８ｃを有している。

また、端子７および端子１２にはスポット溶接にてリード線１９とリード線２０が接続されており、接続部は樹脂のポッティング材２１にて固定されるとともに、電気的に絶縁されている。

本実施の形態のサーモスタット１は、外郭を形成するケース２内に、温度制御用バイメタル板６の反転動作により接点９，１０の開閉動作を行う温度制御回路３と、温度制御用バイメタル板６より動作温度を高く設定した過昇防止用バイメタル板１１の反転動作により接点１４，１５の開閉動作を行う過昇防止回路４と、温度制御回路３と過昇防止用回路４とを直列に接続する導電板５と、温度制御回路３と過昇防止用回路４の両方の反導電板側の一端にそれぞれ設けられた接続用の端子７，１２と、温度制御回路３および温度過昇防止回路４の一端に設けた接続用の端子７，１２と導電板５を一体に保持すると共に温度制御用バイメタル板６と温度過昇防止用バイメタル板１１を位置決めして設置するための凹部１８ｂ，１８ｃが２箇所形成された樹脂製の保持部材１８を有するサーモスタット１であって、温度制御用バイメタル板６を略円形状とし、温度過昇防止用バイメタル板１１を、温度制御用バイメタル板６と隣接する方向の寸法が温度制御用バイメタル板６と隣接する方向に垂直な端子１２方向の寸法より小さい矩形状としたものであり、略円形状の温度制御用バイメタル板６を、温度過昇防止用バイメタル板１１と隣接する方向の寸法が小さくなるように、円形状の一部に切り欠き部６ａを有する形状としたものである。

以上のように構成されたサーモスタット１の動作について説明する。

サーモスタット１がシートヒータ等の熱機器により熱せられ一定の温度に達することにより、温度制御用バイメタル板６が反転し、温度制御用可動接点板８が押し上げられ、温度制御用可動接点板８に固定されている可動接点９が、導電板５に固定されている固定接点１０から離れ、導通を切断することにより、シートヒータ等の熱機器への通電を停止し、設定温度以上に温度が上がらないようにする。

次に、シートヒータ等の熱機器への通電が停止したことにより、サーモスタット１の周囲温度が下がり、一定の温度に達すると、温度制御用バイメタル板６が逆転し、温度制御用可動接点板８が元の位置に戻る為、可動接点９と固定接点１０が接し、再び導通することによりシートヒータ等の熱機器への通電を再開し、設定温度以下に温度が下がらないようにする。

このような動作を繰り返すことで、シートヒータ等の熱機器の温度制御をしている。

ここで、長期にわたる使用等で接点が摩耗し、可動接点９と固定接点１０が溶着した場合には、温度制御が不能となり、不安全になる危険性があるが、可動接点９と固定接点１０が溶着した場合には、温度制御用バイメタル板６より動作温度を高く設定した所定の温度で温度過昇防止用バイメタル板１１が反転し、温度過昇防止用可動接点板１３を押し上げられ、温度過昇防止用可動接点板１３に固定されている可動接点１４が、導電板５に固定されている固定接点１５から離れることでシートヒータ等の熱機器への通電を停止し、シートヒータ等の熱機器の異常発熱を防止している。

かかる動作は、周知の動作内容であるので、詳細な説明を省略する。

したがって、上記構成からなるサーモスタット１は、温度制御用バイメタル板６を有する温度制御回路３により、シートヒータ等の熱機器の温度制御をし、温度制御回路３に不具合が生じた場合は、温度過昇防止用バイメタル板１１を有する温度過昇防止回路４にて異常発熱を防止し、安全を確保するという二重安全を確保することができる。

また、温度制御用バイメタル板６は、耐久信頼性の高い円形状とし、温度過昇防止用バイメタル板１１は、温度制御用バイメタル板６と隣接する方向の寸法が温度制御用バイメタル板６と隣接する方向に垂直な端子１２方向の寸法より小さい矩形状としているため、温度過昇防止用バイメタル板の幅寸法が小さくなることにより、サーモスタット１の幅寸法Ｘを小さくすることができる。したがって、シートヒータ等への取り付けスペースが小さくなり、取り付けを容易に行うことができ、さらにはケース２が小さくなることにより、材料費の削減ができ、安価なもととすることができる。

ここで、温度過昇防止用バイメタル板１１を矩形状にすることにより、円形状に比べ耐久信頼性が低下するが、温度過昇防止回路４は温度制御回路３に不具合が発生した場合の保護回路であり、温度過昇防止用バイメタル板１１は、実際には、ほとんど反転動作をすることがなく、サーモスタット１の信頼性を損うものとはならない。

また、円形上の温度制御用バイメタル板６は、耐久信頼性を損わない範囲で一部に切り欠き部６ａを有する形状としているため、切り欠き部６ａにより温度制御用バイメタル板１１の直径に比べ小さくなる部分をケース２の幅寸法側に位置するよう構成することにより、サーモスタット１の幅寸法Ｘをさらに小さくすることができる。したがって、シートヒータ等への取り付けスペースがさらに小さくなり、取り付けを容易に行うことができ、さらにはケース２がさらに小さくなることにより、材料費の削減ができ、安価なものとすることができる。

また、端子７と端子１２および導電板５を保持部材１８により一体に保持し、保持部材１８の凹部１８ｂに温度制御用バイメタル板６を設置し、保持部材１８の凹部１８ｃに温度過昇防止用バイメタル板１１を設置した構成により、温度制御回路３と温度過昇防止回路４と導電板５を保持部材１８により一体化しているので、各部品を別々に組み込む必要が無く、ケース２内への部品の組込みが容易となり、組立てにかかる費用を削減でき、安価なものとすることができる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態３におけるシートヒータの構成を示す平面図、図９は同シートヒータの回路図である。なお、ここでは、サーモスタットを実施の形態１のサーモスタットとし、実施の形態１の構成要件と同様の構成要件には同一の符号を付して説明する。

図８、図９において、シートヒータ３１は、クッション用ヒータユニット３２とバック用ヒータユニット３３を具備している。

クッション用ヒータユニット３１は、座席の座部を加熱するクッション採暖用ヒータ３４と、温度制御機能と温度過昇防止機能を有するサーモスタット１とサーモスタット１を加熱するための補助ヒータ３５と、クッション採暖用ヒータ３４とサーモスタット１と補助ヒータ３５を保持する布製の支持体３６を具備している。

バック用ヒータユニット３３は、座席の背部を加熱するバック採暖用ヒータ３７と、バック採暖用ヒータ３７を保持する布製の支持体３８を具備している。

以上のように構成されたシートヒータ３１の動作について説明する。

クッション用ヒータユニット３２およびバック用ヒータユニット３３に通電すると、補助ヒータ３５によりサーモスタット１が加熱されるため、サーモスタット１が所定の温度に達すると、サーモスタット１の温度制御用バイメタル板６が反転し、温度制御回路３の導通を切断することで、クッション採暖用ヒータ３４とバック採暖用ヒータ３７および補助ヒータ３５への通電を停止する。次に、補助ヒータ３５への通電が停止され、サーモスタット１が所定の温度に低下すると、サーモスタット１の温度制御用バイメタル板６が逆転し、温度制御回路３が再び導通することで、クッション採暖用ヒータ３４とバック採暖用ヒータ３７および補助ヒータ３５への通電を再開する。このような動作を繰り返すことで、シートヒータ３１の温度を制御している。

ここで、長期にわたる使用等で、サーモスタット１の温度制御回路３の可動接点９と固定接点１０が溶着した場合には、サーモスタット１の温度過昇防止用バイメタル板１１が所定の温度で反転し、温度過昇防止回路４がＯＦＦすることで、クッション採暖用ヒータ３４とバック採暖用ヒータ３７および補助ヒータ３５への通電を停止し、安全を確保するという二重安全を確保することができる。

かかる動作は、周知の動作内容であるので、詳細な説明を省略する。

したがって、シートヒータ３１に、実施の形態１の構成からなる温度制御用バイメタル板６を円形で一部に切り欠き形状６ａを有する形状とし、温度過昇防止用バイメタル１１を矩形状とすることにより、幅寸法が小さく取り付けが容易で安価なサーモスタット１を用いることにより、信頼性を落とすことなく安価なものとすることができる。

以上のように、本発明にかかるサーモスタットは、幅寸法が小さく、シートヒータ等への取り付けが容易で、材料費が削減でき、安価であるので、シートヒータに限らず、熱機器の温度制御および温度過昇防止を行う用途に広く適用できる。

１ サーモスタット
２ ケース
３ 温度制御回路
４ 温度過昇防止回路
５ 導電板
６ 温度制御用バイメタル板
６ａ 切り欠き部
７ 端子
９ 可動接点（接点）
１０ 固定接点（接点）
１１ 温度過昇防止用バイメタル板
１２ 端子
１４ 可動接点（接点）
１５ 固定接点（接点）
１８ 保持部材
１８ｂ 凹部
１８ｃ 凹部
３１ シートヒータ
３４ クッション採暖用ヒータ（採暖用ヒータ）
３５ 補助ヒータ
３６ バック採暖用ヒータ（採暖用ヒータ）
３７ 支持体

Claims (4)

1. 外郭を形成するケース内に、温度制御用バイメタル板の反転動作により接点の開閉動作を行う温度制御回路と、前記温度制御用バイメタル板より動作温度を高く設定した温度過昇防止用バイメタル板の反転動作により接点の開閉動作を行う温度過昇防止回路と、前記温度制御回路と前記温度過昇防止回路とを直列に接続する導電板と、前記温度制御回路と前記温度過昇防止回路の両方の反導電板側の一端にそれぞれ設けられた接続用の端子とを有するサーモスタットであって、
   前記温度過昇防止回路は前記温度制御回路に不具合が発生した場合の保護回路であり、前記温度過昇防止用バイメタル板は、前記温度制御用バイメタル板に比べ、反転動作が少ないことにより、
   前記温度制御用バイメタル板を耐久信頼性の高い略円形状とし、
   前記温度過昇防止用バイメタル板を前記温度制御用バイメタル板と隣接する方向の寸法が前記温度制御用バイメタル板と隣接する方向に垂直な端子方向の寸法より小さく、前記温度制御用バイメタル板に比べ耐久信頼性の劣る矩形状とし、
   耐久信頼性の異なる二枚のバイメタル板を有したサーモスタット。
2. 前記略円形状の温度制御用バイメタル板を、前記温度過昇防止用バイメタル板と隣接する方向の寸法が小さくなるように、円形状の一部に切り欠き部を有する形状とした請求項１に記載のサーモスタット。
3. 前記温度制御回路および前記温度過昇防止回路の一端に設けた接続用の端子と前記導電板を一体に保持すると共に前記温度制御用バイメタル板と前記温度過昇防止用バイメタル板を設置するための凹部が２箇所形成された樹脂製の保持部材を有する請求項１または２に記載のサーモスタット。
4. 支持体と、支持体に配置された採暖用ヒータと、前記採暖用ヒータの温度制御機能と過昇防止機能を有するサーモスタットと、前記サーモスタットを加熱する補助ヒータからなるシートヒータにおいて、前記サーモスタットを、請求項１から３に記載のいずれか一項に記載のサーモスタットとしたシートヒータ。