JP5997593B2

JP5997593B2 - サーミスタ付き端子台

Info

Publication number: JP5997593B2
Application number: JP2012260526A
Authority: JP
Inventors: 長田　豊; 豊長田
Original assignee: 株式会社オサダ
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2032-11-29
Also published as: JP2014106173A

Description

本発明は、基台に温度検出用のサーミスタを取り付けてなるサーミスタ付き端子台に関する。

従来、複数の熱電対が端子接続される端子台を具備する端子台の温度補償装置において、端子台に設けられ端子台の全ての端子の温度を類推できるように配置された複数の温度センサ（サーミスタ）と、この複数の温度センサからの信号から前記端子台の各端子の温度分布を類推し各端子に接続された熱電対の温度補償を行う補間演算回路とを具備したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−９９７２０号公報

しかしながら、上述した従来の端子台においては、端子台の内部における各サーミスタの収容状態にばらつきが生じやすく、これに起因して温度検出にもばらつきが生じる可能性が高いという問題がある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、導電金具における発熱をばらつきなくサーミスタで確実に検出することが可能なサーミスタ付き端子台を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、絶縁性の基台（１０）と、前記基台に固定される複数の導電金具（２０）と、一又は複数のサーミスタ（４１）が実装されて前記基台の基板収容部（１７）内に収容されるサーミスタ基板（４０）と有する端子台であって、前記基台は、隣接する前記導電金具間にこれらを絶縁するリブ（１２）が設けられ、前記リブにおける前記基板収容部の一部を形成する面に、前記各サーミスタを個別に収容可能な収容溝（１６）が形成されたことを特徴とする。

この構成によれば、基台において、隣接する導電金具間にこれらを絶縁するリブが設けられ、リブにおける基板収容部の一部を形成する面に収容溝が形成されて、各サーミスタは各収容溝に個別に収容されているので、接続不良等によって通電時に導電金具で発熱が生じると、当該導電金具に隣接するリブに設けられた収容溝に収容されるサーミスタによって発熱が確実に検出される。すなわち、サーミスタを個別に収容する収容溝は、隣接する導電金具間に設けられるリブに形成されているので、サーミスタは、発熱源である導電金具の近傍に位置決めされる。よって、リブを挟む両側の導電金具における発熱をばらつきなく確実に検出することができる。また、リブは隣接する導電金具どうしを絶縁するために本来必要な構成であり、そのリブにサーミスタを収容するための収容溝を設けたので、省スペースでサーミスタを配設することができる。

請求項２に記載の発明は、前記サーミスタはチップ型サーミスタ（４１）であり、前記収容溝の開口は前記チップ型サーミスタを収容した状態で前記サーミスタ基板によって塞がれることを特徴とする。

この構成によれば、サーミスタがチップ型サーミスタであるので、サーミスタを基台内部へコンパクトに配設することができると共に、サーミスタを収容する収容溝が小さくなり且つサーミスタ基板４０によって収容溝１６の開口が塞がれて略密閉状態となるため、より一層ばらつきの少ない温度検出が可能となる。

請求項３に記載の発明は、前記収容溝は、前記サーミスタの露出面全体が当該収容溝の内壁に面接触又は面近接するように形成されたことを特徴とする。

この構成によれば、サーミスタは、露出面全体が当該収容溝の内壁に面接触又は面近接するので、サーミスタと内壁との間の大気による温度低下の影響が排除され、リブを介して発熱源である導電金具の温度により近い温度を検出することができる。なお、「収容溝」の内壁と「サーミスタ」とは、露出面全体で面接触または面近接する関係であればよく、両者の形状を問わない。例えば、サーミスタが直方体状である場合、収容溝をサーミスタの外形に略整合する矩形状の溝断面を有する溝形状とすることが好ましい。

請求項４に記載の発明は、前記収容溝の内壁とその収容溝内に収容される前記サーミスタとの隙間が０．１〜１．０ｍｍであることを特徴とする。

この構成によれば、収容溝内壁とサーミスタとの隙間が微小であるため、大気による温度低下の影響を確実に排除することができる。また、当該隙間が確保されることにより、サーミスタを収容溝に収容し易く、またサーミスタ基板の交換が必要な場合でも容易に取り外すことができる。

請求項５に記載の発明は、複数の前記収容溝が直線状に配列されて形成され、前記サーミスタは、複数の前記収容溝に一つおきに収容されたことを特徴とする。

この構成によれば、収容溝が設けられたリブを挟んで隣接する二つの導電金具における温度を、一つのサーミスタで検出することにより、必要とするサーミスタの数を抑えてコストを低減しつつ、各導電金具における発熱を個別に検出することができる。

請求項６に記載の発明は、前記導電金具は、前記基台上面の台座部（１１）に固定された金属板であり、その表面に複数の端子ネジ（３０）が設けられ、前記基板収容部は、前記基台の底面側に形成されたものであって、前記基台の底面に着脱可能に取り付けられて前記基板収容部を含む前記基台底面全体を覆う底面カバー（６０）を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、底面カバーによって基板収容部にサーミスタ基板を収容し且つ収容溝にサーミスタを収容した状態を保持することができる。さらに、外部からの衝撃によるサーミスタ基板及びサーミスタの損傷を防止できると共に、埃等の付着を防止することができる。

請求項７に記載の発明は、前記基板収容部の開口形状に略整合する板状を有し、前記基板収容部に着脱可能に取り付けられて内部に収容される前記サーミスタ基板を覆って保護する保護カバー（５０）を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、基板収容部を含む基台底面全体を覆う底面カバーに加えて、基板収容部の開口形状に略整合する板状を有して基板収容部底面に取り付けられ、基板収容部内に収容されるサーミスタ基板を覆って保護する保護カバーがさらに取り付けられているため、基板収容部の密閉性を向上させて、より一層確実に発熱の検出を行うことができる。

請求項８に記載の発明は、前記保護カバーは、その上面に突起部（５２）が設けられ、
前記保護カバーの突起部が、前記基板収容部内に収容された前記サーミスタ基板の下面に当接し、前記サーミスタ基板が前記基板収容部の前記収容溝が設けられる面に対して押し付けられることを特徴とする。

この構成によれば、突起部は、収容溝に収容したサーミスタを押し付けて収容溝に収容した状態を確実に保持するので、正確に温度の検出を行うことができる。

請求項９に記載の発明は、前記保護カバーは、温度変化によって色が不可逆的に変化する感温シール（５５）が貼り付けられたことを特徴とする。

この構成によれば、導電金具において所定温度以上に発熱する事故が一度でもあった場合は、感温シールの色が変化して元に戻らないので、当該事故の発生を事後的に確認することができる。すなわち、サーミスタは、高温でヒューズが溶断して再使用が不可となる温度ヒューズとは異なり、一時的に高温となっても常温に戻れば再び使用が可能であるため、サーミスタ自体では事故発生の有無を判別できないが、感温シールの色を目視確認することにより事故発生の有無の判別が可能となる。

本発明の一実施形態のサーミスタ付き端子台を示す正面図である。本実施形態のサーミスタ付き端子台を示す右側面図である。本実施形態のサーミスタ付き端子台を示す平面図である。本実施形態のサーミスタ付き端子台を示す底面図である。本実施形態のサーミスタ付き端子台を示す図１のＶ−Ｖ線拡大断面図である。尚、図５では、Ｖ−Ｖ線方向視における各部の側面を併せて図示している。本実施形態のサーミスタ付き端子台を示す図３のＶI−ＶI線拡大断面図である。本実施形態のサーミスタ付き端子台において底面カバー、保護カバー及びサーミスタ基板を外した状態を示す底面図である。本実施形態のサーミスタ付き端子台において底面カバー及び保護カバーを外した状態を示す底面図である。本実施形態のサーミスタ付き端子台において底面カバーを外した状態を示す底面図である。本実施形態のサーミミスタ基板を示す平面図である。本実施形態の保護カバーを示す平面図である。

以下、本発明のサーミスタ付き端子台を具体化した一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

サーミスタ付き端子台１は、電線の中継接続等に使用される端子台であって、図１〜図９に示すように、絶縁性の基台１０と、基台１０に固定される極数分（本実施形態では６個）の導電金具２０と、導電金具２０の極数分の２倍の数（入力側６個及び出力側６個の計１２個）の端子ネジ３０と、サーミスタ基板４０と、保護カバー５０と、底面カバー６０と、記号板８０とを備えて構成される。

基台１０は、図１〜図９に示すように、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の絶縁性樹脂材料を成型した横長ブロック状を呈する部材であって、図１乃至５に示すように、左右方向へ一列に極数分（６個）配設された台座部１１と、左右に隣接する台座部１１間に立設された極数分−１個（５個）のリブ１２と、６個の台座部１１の前後方向中央に設けられて左右に延びる隔壁１３と、左右両端から側方へ突設された取付部１４と、底面側に設けられた基板収容部１５とを有している。

台座部１１は、導電金具２０が１個ずつ固定される平坦部分であり、隔壁１３を挟んで前方側領域と後方側領域とに亘って形成され、一方が入力側、他方が出力側として使用される。台座部１１の前方側領域及び後方側領域には、それぞれ端子ネジ３０の足部が挿通される孔が形成されている。

リブ１２は、基台１０上面において左右に隣接する台座部１１間に立設された側面視略矩形状を呈する壁状部分である。

隔壁１３は、基台１０上面において６個の台座部１１の前後方向中央に設けられて左右に延びるように立設された正面視横長矩形状を呈する壁状部分である。隔壁１３は、各台座部１１の正面側と背面側（入力側と出力側）とを仕切る役割を有している。また、隔壁１３の上面は、記号板８０が取り付けられる部分としての役割も有している。

取付部１４は、左右両端の各台座部１１の側方に立設されて隔壁としての役割を果たすと共に、基台１０を、図示しない取付けネジを介して装置の筐体等の取付け対象に取付ける役割をも有しており、上下に貫通するネジ挿通溝１４ａがそれぞれ形成されている。

基板収容部１５は、図５〜９に示すように、基台１０底面側の前後方向中央にて下面が開口する横長直方体状を呈する空間部であり、内周はサーミスタ基板４０の平面形状よりも僅かに大きく形成されている。基板収容部１５は、その内部にサーミスタ基板４０が収容される。

基板収容部１５上部を形成する面であって各リブ１２下面における隔壁１３との交差位置には、収容溝１６がそれぞれ形成されている。

すなわち、複数の収容溝１６は、リブ１２の下面にて左右方向へ直線状に配列形成されている。収容溝１６は、サーミスタ基板４０に実装された各サーミスタ４１を個別に収容する。収容溝１６は、サーミスタ４１の外形よりも僅かに大きい矩形状の溝断面を有しており、収容溝１６の内壁面がサーミスタ４１と面接触又は面近接するように形成される。さらに、収容溝１６にサーミスタ４１が収容された状態で、所定の隙間（例えば０．１〜１．０ｍｍであり、より好ましくは０．３〜０．５ｍｍ）があるように形成されるのが望ましい。収容溝１６の数は任意に設定可能であるが、本実施形態ではリブ１２の数と同数である５個の収容溝１６を設けている。

導電金具２０は、導電性の良好な金属（銅や黄銅など）を加工して作製した平面視略矩形の板状部材であり、基台１０に取り付けた状態で隔壁１３の前方側と後方側にそれぞれ端子ネジ３０が螺合する雌ネジ孔２１が１つずつ形成されている。

端子ネジ３０は、鉄等の金属からなる雄ネジであって、導電金具２０の各雌ネジ孔２１に螺合される。電線は、端子ネジ３０（具体的には頭部）と導電金具２０の端面との間に挟まれて接続される。電線の端部は圧着端子や圧着スリーブなど備えるのが、接続作業性を向上させ、接続不良等を抑制する観点で望ましい。導電金具２０と端子ネジ３０との締結力が不十分だったり、外部要因（例えば振動等）によって締結が緩んだり、粉塵や油脂が挟まったりするなどの不適切な事態（いわゆる接続不良）が発生する場合がある。不適切な事態が発生すると、電線と導電金具２０との間に接触抵抗が生じて発熱する可能性がある。接触抵抗を極力抑えるために、端子ネジ３０と導電金具２０とで挟んだ電線に対して接合（例えば溶接や半田付け等）を行ってもよい。

サーミスタ基板４０は、サーミスタ４１を実装してなるプリント回路基板であり、図５，６，１０等に示すように、基板収容部１５に略整合する横長の長方形状を呈している。本実施形態では３個のサーミスタ４１が間隔を隔てて直線状に配置され、各サーミスタ４１は、サーミスタ基板４０上にプリントされた導体パターン４２によって直列接続されている。左右両端のサーミスタ４１は、一対のリード線４３の一方と他方の各一端にそれぞれ接続され、各リード線４３の各他端はコネクタ４５にそれぞれ接続されている。

サーミスタ４１は、温度変化に対して大きな抵抗変化を示す素子であり、例えば一辺が１〜３ｍｍ程度の直方体状を呈するチップ型サーミスタである。サーミスタ４１として、例えば２５℃における抵抗値に対して９０℃で１０倍以上の抵抗値を示すものを用いることができる。

保護カバー５０は、図５，６，９，１１等に示すように、基板収容部１５の開口形状に略整合する板状を有し、基板収容部１５底面に取り付けられて内部に収容されるサーミスタ基板４０を覆って保護する樹脂製のカバー部材である。保護カバー５０は、その上面に突起部５２が設けられ、当該突起部５２が、基板収容部１５内に収容されたサーミスタ基板４０の底面に当接し、サーミスタ基板４０が基板収容部１５の収容溝１６が設けられる面に対して押し付けられる。また、保護カバー５０の上面（サーミスタ基板４０との対向面）には、温度変化によって色が不可逆的に変化する感温シール５５が貼り付けられている。感温シール５５は、例えば、初期状態で白色であって、所定温度（例えば１００℃）以上で赤色へ不可逆的に変化するものを用いても良い。

底面カバー６０は、基台１０と同一の樹脂材料からなり、図４〜６に示すように、基板収容部１５を含む基台１０底面全体を覆うカバー部材であって、基台１０に対して着脱自在に設けられている。

記号板８０は、図１，３，５，６等に示すように、隔壁１３の左右長さと略同一の長さを有する合成樹脂製の細長い長方形板であり、導電金具２０に接続される複数の電線を識別するための記号が、上面に直接記入されたり又は記号を表示したシールが貼付されたりする。記号板８０は、隔壁１３及び隔壁１３と各リブ１２との交差部の上面に載置される。

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態のサーミスタ付き端子台１は、絶縁性の基台１０と、基台１０に固定される複数の導電金具２０と、３個のサーミスタ４１が実装されて基台１０の基板収容部１５内に収容されるサーミスタ基板４０とを有し、基台１０は、隣接する導電金具２０間にこれらを絶縁するリブ１２が設けられ、リブ１２における基板収容部１５の一部を形成する下面に、各サーミスタ４１を個別に収容可能な収容溝１６が形成されたことを特徴とする。

この構成によれば、基台１０において、隣接する導電金具２０間にこれらを絶縁するリブ１２が設けられ、リブ１２における基板収容部１５の一部を形成する下面に収容溝１６が形成されて、各サーミスタ４１は各収容溝１６に個別に収容されているので、接続不良等によって通電時に導電金具２０で発熱が生じると、当該導電金具２０に隣接するリブ１２に設けられた収容溝１６に収容されるサーミスタ４１によって発熱が確実に検出される。すなわち、サーミスタ４１を個別に収容する収容溝１６は、隣接する導電金具２０間に設けられるリブ１２に形成されているので、サーミスタ４１は、発熱源である導電金具２０の近傍に位置決めされる。よって、リブ１２を挟む両側の導電金具２０における発熱をばらつきなく確実に検出することができる。また、リブ１２は隣接する導電金具２０どうしを絶縁するために本来必要な構成であり、そのリブ１２にサーミスタ４１を収容するための収容溝１６を設けたので、省スペースでサーミスタ４１を配設することができる。

また、本実施形態では、サーミスタ４１はチップ型サーミスタであるので、サーミスタ４１を基台１０内部へコンパクトに配設することができると共に、サーミスタ４１を収容する収容溝１６が小さくなり且つサーミスタ基板４０によって収容溝１６の開口が塞がれて略密閉状態となるため、より一層ばらつきの少ない温度検出が可能となる。

また、本実施形態では、収容溝１６は、サーミスタ４１の露出面全体が当該収容溝１６の内壁に面接触又は面近接するように形成されているので、サーミスタ４１と内壁との間の大気による温度低下の影響が排除され、リブ１２を介して発熱源である導電金具２０の温度により近い温度を検出することができる。なお、収容溝１６の内壁とサーミスタ４１とは、露出面全体で面接触または面近接する関係であればよく、両者の形状を問わない。例えば、サーミスタ４１が直方体状である場合、収容溝１６をサーミスタ４１の外形に略整合する矩形状の溝断面を有する溝形状とすることが好ましい。

また、本実施形態では、収容溝１６の内壁とその収容溝１６内に収容されるサーミスタ４１との隙間が０．１〜１．０ｍｍであり、より好ましくは０．３〜０．５ｍｍである。よって、収容溝１６内壁とサーミスタ４１との隙間が微小であるため、大気による温度低下の影響を確実に排除することができる。また、当該隙間が確保されることにより、サーミスタ４１を収容溝１６に収容し易く、またサーミスタ基板４０の交換が必要な場合でも容易に取り外すことができる。

尚、導電金具２０の温度を耐熱温度の１５０℃まで上昇させた場合、収容溝１６を設けない構造ではサーミスタ４１配設位置において測定された温度が約６０℃であるのに対し、収容溝１６を設けた本実施形態の構造では約９０℃の温度が測定された。このことから、収容溝１６を設けた構造によって大気による温度低下の影響が大幅に排除されていることがわかる。

また、本実施形態では、複数（５個）の収容溝１６が直線状に配列されて形成され、サーミスタ４１は、複数の収容溝１６に一つおきに、具体的には左から１番目、３番目、５番目の各収容溝１６に収容されている。よって、収容溝１６が設けられたリブ１２を挟んで隣接する二つの導電金具２０における温度を、一つのサーミスタ４１で検出することにより、必要とするサーミスタ４１の数を抑えてコストを低減しつつ、各導電金具２０における発熱を個別に検出することができる。

また、本実施形態では、導電金具２０は、基台１０上面の台座部１１に固定された金属板であり、その表面に複数の端子ネジ３０が設けられ、基板収容部１５は、基台１０の底面側に形成されたものであって、基台１０の底面に着脱可能に取り付けられて基板収容部１５を含む基台１０底面全体を覆う底面カバー６０を備えている。よって、底面カバー６０によって基板収容部１５にサーミスタ基板４０を収容し且つ収容溝１６にサーミスタ４１を収容した状態を保持することができる。さらに、外部からの衝撃によるサーミスタ基板４０及びサーミスタ４１の損傷を防止できると共に、埃等の付着を防止することができる。

また、本実施形態では、基板収容部１５を含む基台１０底面全体を覆う底面カバー６０に加えて、基板収容部１５の開口形状に略整合する板状を有して基板収容部１５に着脱可能に取り付けられ、基板収容部１５内に収容されるサーミスタ基板４０を覆って保護する保護カバー５０を備えている。この構成によれば、保護カバー５０によって、基板収容部１５の密閉性を向上させて、より一層確実に発熱の検出を行うことができる。

また、本実施形態では、保護カバー５０は、その上面に突起部５２が設けられ、保護カバー５０の突起部５２が、基板収容部１５内に収容されたサーミスタ基板４０の下面に当接し、サーミスタ基板４０が基板収容部１５の収容溝１６が設けられる面に対して押し付けられている。よって、突起部５２は、収容溝１６に収容したサーミスタ４１を押し付けて収容溝１６に収容した状態を確実に保持するので、正確に温度の検出を行うことができる。

また、本実施形態では、保護カバー５０は、温度変化によって色が不可逆的に変化する感温シール５５が貼り付けられている。よって、導電金具２０において所定温度以上に発熱する事故が一度でもあった場合は、感温シール５５の色が変化して元に戻らないので、当該事故の発生を事後的に確認することができる。すなわち、サーミスタ４１は、高温でヒューズが溶断して再使用が不可となる温度ヒューズとは異なり、一時的に高温となっても常温に戻れば再び使用が可能であるため、サーミスタ４１自体では事故発生の有無を判別できないが、感温シール５５の色を目視確認することにより事故発生の有無の判別が可能となる。

尚、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変更を施すことが可能である。

１サーミスタ付き端子台
１０基台
１１台座部
１２リブ
１３隔壁
１４取付部
１５基板収容部
１６収容溝
２０導電金具
３０端子ネジ
４０サーミスタ基板
４１サーミスタ
４２導体パターン
４３リード線
４５コネクタ
５０保護カバー
５２突起部
５５感温シール
６０底面カバー
８０記号板

Claims

絶縁性の基台（１０）と、前記基台に固定される複数の導電金具（２０）と、一又は複数のサーミスタ（４１）が実装されて前記基台の基板収容部（１５）内に収容されるサーミスタ基板（４０）とを有する端子台であって、
前記基台は、隣接する前記導電金具間にこれらを絶縁するリブ（１２）が設けられ、
前記リブにおける前記基板収容部の一部を形成する面に、前記各サーミスタを個別に収容可能な収容溝（１６）が形成されたことを特徴とするサーミスタ付き端子台。
前記サーミスタはチップ型サーミスタ（４１）であり、
前記収容溝の開口は前記チップ型サーミスタを収容した状態で前記サーミスタ基板によって塞がれることを特徴とする請求項１に記載のサーミスタ付き端子台。
前記収容溝は、前記サーミスタの露出面全体が当該収容溝の内壁に面接触又は面近接するように形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のサーミスタ付き端子台。
前記収容溝の内壁とその収容溝内に収容される前記サーミスタとの隙間が０．１〜１ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載のサーミスタ付き端子台。
複数の前記収容溝が直線状に配列されて形成され、
前記サーミスタは、複数の前記収容溝に一つおきに収容されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のサーミスタ付き端子台。
前記導電金具は、前記基台上面の台座部（１１）に固定された金属板であり、その表面に複数の端子ネジ（３０）が設けられ、
前記基板収容部は、前記基台の底面側に形成されたものであって、
前記基台の底面に着脱可能に取り付けられて前記基板収容部を含む前記基台底面全体を覆う底面カバー（６０）を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のサーミスタ付き端子台。
前記基板収容部の開口形状に略整合する板状を有して前記基板収容部に着脱可能に取り付けられ、前記基板収容部内に収容される前記サーミスタ基板を覆って保護する保護カバー（５０）を備えたことを特徴とする請求項６に記載のサーミスタ付き端子台。
前記保護カバーは、その上面に突起部（５２）が設けられ、
前記保護カバーの突起部が、前記基板収容部内に収容された前記サーミスタ基板の下面に当接し、前記サーミスタ基板が前記基板収容部の前記収容溝が設けられる面に対して押し付けられることを特徴とする請求項７に記載のサーミスタ付き端子台。
前記保護カバーは、温度変化によって色が不可逆的に変化する感温シール（５５）が貼り付けられたことを特徴とする請求項８に記載のサーミスタ付き端子台。