JPH0195430A - 温度スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、周囲の温度変化を検知する温度スイッチに関
し、特に、温度上昇及び下降に対して直線的な熱膨張収
縮性を有するフッ素ゴムの特性を利用して温度変化を的
確に検知できるようにした温度スイッチに関するもので
ある。

（従来の技術） 従来、第２図に示すように、基板１１と該基板１１上に
設けられ熱膨張性を有する発泡コーティング剤１３ａと
該発泡コーティング剤１３ａに取付けられた移動接点１
２と、該移動接点１２の移動範囲内に設けられた固定接
点２０とからなり、該発泡コーティング剤１３ａの熱膨
張により前記移動接点１２と固定接点２０とが当接して
オンとなることにより、温度変化を検知するようにした
温度スイッチ１０が提案されている（実願昭６０−２０
２５３９号）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記従来の温度スイッチ１０においては
、形状や接点間距離を自由に変えられ、小型で安価であ
るという利点を有していたが、発泡コーティング剤１３
ａは温度上昇と膨張性とがリニアな関係にないため、温
度変化を高精度に検知できないという問題点があった。

また、−度膨張した発泡コーティング剤１３ａを再度収
縮させることはできないので、該温度スイッチ１０は再
使用できないという問題点があった。更に該発泡コーテ
ィング剤１３ａは常温時に設定温度に至らない段階で発
泡するおそれがあり、安定性に欠け、取扱上注意を要し
た。

本発明は前記従来の問題点に鑑み、再使用ができ、しか
も安定性に優れ取扱いが容易な温度スイッチを提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記目的を達成するため、温度上昇及び下降に
対して直線的な熱膨張収縮性を有するフッ素ゴムを含む
感熱部と、該フッ素ゴムの膨張範囲内に配設され該フッ
素ゴムの熱膨張収縮により作動するスイッチング素子と
を備えたことを特徴とする。

（作用） 上記構成によれば、周囲の温度が上昇すると、フッ素ゴ
ムは膨張し、又周囲の温度が降下すると、フッ素ゴムは
収縮し、スイッチング素子はオン。

オフする。

（実施例） 第１図及び第３図は本発明にかかる温度スイッチの第１
の実施例を示す。即ち１０４よ温度スイッチ本体、１１
は絶縁性を有し両端を開口した筒状の伝熱性ケース１４
の一端に固着された伝熱性基板、１２は該ケース１４の
中間部に該ケース１４の軸方向に移動可能に取付けられ
た移動接点、１３は前記基板１１と移動接点１２との間
の空間に充填されたフッ素ゴムで、耐油性、耐熱性、耐
寒性、電気的絶縁性及び熱膨張性に優れた弾性を有する
固体である。

該フッ素ゴム１３としては例えばデュポン社製の製品名
「カルレッツ」等が適用でき、フッ素ゴムの膨張量と温
度との関係を示す実験データを第４図に示す。第４図に
おいて、縦軸が膨張量（ｙａｒｎ　）を、横軸が温度（
”Ｃ）を表わしている。第４図より明らかなように４０
＠〜５０℃で膨張をはじめ以降の温度上昇に対する膨張
量は非常に直線性にすぐれていることがわかる。

１５は前記移動接点１２の基板１１を臨む面にその先端
が接続された伸縮自在なリード線で、前記基板１１を貫
通し外部に導かれている。

２０は前記ケース１４の他端に設けられた固定接点で、
該ケース１４に固着された導電性平板２１と該平板２１
を貫通して螺着され、前記移動接点１２を臨む先端に導
電性当接片２２ａを係着した導電性ねじ２２と、コイル
ばね２３とにより構成され該平板２１の外面にはリード
線２４の一端が接続されている。なお、前記基板１１と
前記フッ素ゴム１３と前記ケース１４とから感熱部が構
成され、又前記移動接点１２と前記固定接点２０とから
スイッチング素子が構成されている。

第１の実施例による作動を第１図及び第３図により説明
すると、外部の温度が高くなり、熱伝導により前記フッ
素ゴム１３の温度が上昇すると該フッ素ゴム１３は徐々
に膨張しはじめ、これとともに移動接点１２が固定接点
２０の方に移動し、該固定接点２０の当接片２２ａと圧
接するため温度スイッチはオンとなる。又外部の温度が
降下すると、前記フッ素ゴム１３の温度も降下するため
該フッ素ゴム１３は収縮し、前記移動接点１２が前記固
定接点２０の当接片２２ａから離れるので温度スイッチ
はオフとなる。

第１の実施例によれば、前記固定接点２０を構成するね
じ２２を締め込むことにより前記当接片２２ａは前記移
動接点１２に近づくため低い設定温度にて温度スイッチ
１０を作動させることができる。逆に該ねじ２２を平板
から抜く方向に廻すことにより、前記当接片２２ａは前
記移動接点１２から遠ざかるため、高い設定温度にて温
度スイッチを作動させることができる。又前記温度ス、
イッチ本体１０の形状や大きさは前記フッ素ゴム１３の
封入量を調節することにより自由に変えられるので、温
度スイッチが小型化されるとともに、フッ素ゴムは物性
上安定であり、輸送及び温度スイッチ製作時の取扱いが
容易である。

第５図は本発明の第２の実施例を示し、１３ｂは導電性
及び熱膨張性を有するフッ素ゴムであり、該フッ素ゴム
１３ｂは伝熱性及び導電線部材にて形成された基板１１
ａと移動接点１２との間の空間に充填されている。１５
ａは前記基板１１ａの外表面にその先端が接続されたリ
ード線である。

本第２の実施例によれば、リード線１５ａは前記基板１
１ａの外表面に先端を接続されているため、リード線１
５ａに断線等の接触不良が生じても補修が容易にできる
。

なお、本第２の実施例にて説明を省略した部分の構成、
作用、効果は前記第１の実施例と同様である。

第６図及び第７図は本発明の第３の実施例を示すもので
、前述の実施例との同一構成部分は同一符号にて表わす
。即ち、１４は筒状の伝熱性ケースで、該ケース１４の
一端には伝熱性基板１１が固着されている。

１３は該基板１１に支持され前記ケース１４に充填され
た前述の特性を有するフッ素ゴムである。

１２０は前記ケース１４の他端に固着されたスイッチン
グ素子例えばマイクロスイッチで、１２１は前記フッ素
ゴム１３の膨張範囲内に設けられたアクチュエータ例え
ば押ボタンで、１２２はマイクロスイッチ１２０の端子
である。

本実施例による作動を第６図及び第７図により説明する
と、外部の温度が高くなり、基板１１及びケース１４よ
りの熱伝導により前記フッ素ゴム１３の温度が上昇する
と該フッ素ゴム１３は徐々に前記マイクロスイッチ１２
０の押ボタン１２１に近づく方向に膨張し該押ボタン１
２１に圧接するため、該マイクロスイッチ１２０はオン
となる。

また外部の温度が下降すると、前記フッ素ゴム１３の温
度も下降するため該フッ素ゴム１３は前記マイクロスイ
ッチ１２０の押ボタン１２１から離れる方向に収縮し、
該マイクロスイッチ１２０はオフとなる。

本第３の実施例によれば、温度スイッチの移動部分には
機械的に動く部分が無く、温度膨張収縮性を有し弾性を
有するフッ素ゴム１３がマイクロスイッチ１２０の押ボ
タン１２１を面接触により直接圧接すると共にマイクロ
スイッチ本体内の接点部がフッ素ゴム１３から隔離され
るため接触不良が生じることはなく温度スイッチの作動
を確実に行なえる。

第８図及び第９図は本発明の第４の実施例を示す断面図
で、前述の実施例と同一構成部分は同一符号をもって表
わす。即ち、１４は一端を閉塞し他端を開口した伝熱性
ケース、１３は後記マイクロスイッチのアクチュエータ
及びアクチュエータを有する面を覆う如く前記ケース１
４内の後述する空間部に充填された前述のフッ素ゴムで
ある。

１３０は前記フッ素ゴム１３に押圧力を加えるための押
板、１３１は前記ケース１４の一端の外側に固定されて
いるナツト、１３２は前記押板１３０の押圧力を変化さ
せるための調整ねじで、前記ケース１４を貫通し、かつ
前記ナツト１３１と螺合すると共にその一端は前記押板
１３０に当接している。前記押板１３０とナツト１３１
と調整ねじ１３２とで加圧部が構成される。１２０は前
記ケース１４の他端の開口に固着されたスイッチング素
子例えばマイクロスイッチ、１２１は前記マイクロスイ
ッチ１２０のアクチュエータ例えば押ボタン、１２２は
前記マイクロスイッチ１２０の端子である。前記押板１
３０とマイクロスイッチ１２０との間がフッ素ゴム１３
の充填空間部となる。

第４の実施例による作動を第８図及び第９図により説明
すると、外部の温度が高くなり前記ケース１４よりの熱
伝導により前記フッ素ゴム１３の温度が上昇すると、前
記フッ素ゴム１３が前記充填空間部内で膨張することに
より該フッ素ゴム１３が徐々に前記マイクロスイッチ１
２０の前記押ボタン１２１を押圧するため、該マイクロ
スイッチ１２０はオンとなる。又外部の温度が降下する
と、前記フッ素ゴム１３の温度も降下するため該フッ素
ゴム１３は徐々に収縮し、前記マイクロスイッチ１２０
の前記押ボタン１２１に加わっていた押圧力が弱まるた
め、該マイクロスイッチ１２０はオフとなる。

本節４の実施例によれば、前記調整ねじ１３２を締めこ
むことにより前記押板１３０は前記マイクロスイッチ１
２０に近づく方向、すなわち前記フッ素ゴム１３に加わ
る押圧力を強める方向に移°動し該フッ素ゴム１３はゴ
ム弾性を有するため前記マイクロスイッチ１２０の前記
押ボタン１２１を該マイクロスイッチ１２０がオン状態
とならない程度に押圧するので、低い設定温度にて温度
スイッチを作動させることができる。逆に前記調整ねじ
１３２を前記ケース１４の一端の外側へ移動する方向に
回すことにより、前記押板１３０は前記マイクロスイッ
チ１２０から離れる方向、すなわち前記フッ素ゴム１３
に加わる押圧力を弱める方向に移動し、該フッ素ゴム１
３は前記押ボタン１２１に加えていた圧力を弱めるため
に、高い温度設定にて温度スイッチを作動させることが
できる。

第１０図及び第１１図により第５の実施例を説明する。

第４の実施例との相違はフッ素ゴム１３にマイクロスイ
ッチ１２０の押ボタン１２１の外周に沿って空間部１２
３を設けたことである。本節５の実施例によれば、外部
の温度が高くなりケース１４よりの熱伝導によりフッ素
ゴム１３の温度が上昇すると、該フッ素ゴム１３に設け
られた空間部１２３は該フッ素ゴム１３が体積膨張する
ことにより縮小し、該フッ素ゴム１３が徐々に前記マイ
クロスイッチ１２０の押ボタン１２１に近づき、該押ボ
タン１１を押圧するため、該マイクロスイッチ１２０は
オンとなる。又外部の温度が降下すると、前記フッ素ゴ
ム１３の温度も降下するため該フッ素ゴム１３は前記マ
イクロスイッチ゛　１２０の押ボタン１２１から離れる
方向に収縮し、前記空間部１２３が徐々に形成され、該
マイクロスイッチ１２０はオフとなる。

第５の実施例では前記空間部１２３を有する如くなした
ためより広い範囲の温度変化を感知できる。その他の構
成、作用、効果の点は第１の実施例と同様である。

また、第６の実施例として第１２図或は第１３図に示す
如く、他端を伝熱性基板１１ａで閉塞したケース１４の
充填空間内にマイクロスイッチ１２０を固定し、該マイ
クロスイッチ１２０を充填フッ素ゴム１３で覆って作動
させることも可能である。

本節６の実施例によれば、調整ねじ１３２により押板１
３０をフッ素ゴム１３に完全に密着させることで、膨張
時に発生するマイクロスイッチ１２０とフッ素ゴム１３
との間又はケース１４とフッ素ゴム１３との間に空隙が
発生せず、設定した温度値で確実にフッ素ゴム１３がマ
イクロスイッチ１２０の押ボタン１２１を直接押圧する
ために温度スイッチの作動がより正確に行なえ、前記調
整ねじ１３２を回し押板１３０からフ・イ素ゴム１３へ
加わる押圧力を変化させることにより感知温度の設定変
更ができる。

なお、スイッチング素子は、フッ素ゴムの膨張収縮に伴
なって作動するものであれば種々の変更が可能である。

例えば、ケース１４の一端側に一対の端子を設け、該端
子より離隔して弾性かつ導電性を有する接触片を設は該
接触片をフッ素ゴムの膨張によりたわませて両端子間を
導通させるようにしてもよい。

更にまた、第７の実施例として第１４図に示す如く、筒
状の伝熱性ケース１４の一端側にマイクロスイッチ１２
０を螺着し、押ボタン１２１をフッ素ゴム１３で覆うと
共に、該フッ素ゴム１３の軸方向に設けられた中空部に
放熱枠１４０を挿入し、更にケース１４の他端側に先端
面が前記放熱枠の頭部１４０ａに当接する調整ねじ１４
１を螺着することにより温度スイッチ１０を構成するこ
とも可能である。

本節７の上実施例によれば、前記ケース１４から前記フ
ッ素ゴム１３へ伝わる熱は、直接波フッ素ゴム１３の外
面側から伝わるとともに前記ケース１４と前記頭部１４
０ａは熱的に結合しているので、該頭部１４０ａを介し
て前記放熱枠１４０に伝わり、前記フッ素ゴム１３の中
心部からも熱を伝えることができ、熱に対する応答性の
良い温度スイッチを実現できる。また調整ネジ１４１に
より頭部１４０ａをフッ素ゴム１３に完全に密着させる
ことで、膨張時に発生するマイクロスイッチ１２０とフ
ッ素ゴム１３との間に隙間が発生せず、設定した温度値
で確実にフッ素ゴム１３がマイクロスイッチ１２０の押
ボタン１２１を直接押圧するために温度スイッチの作動
がより正確に行なえ、前記調整ねじ１４１を回し頭部１
４０ａからフッ素ゴム１３へ加わる押圧力を変化させる
ことにより感知温度の設定変更ができ、前記調整ねじ１
４１および前記マイクロスイッチ１２０を前記ケース１
４と螺合関係としたため作成等が容易となっている。

このように前記温度スイッチは小型軽量化がはかれるた
め、例えば、カレンダー、時計、絵等に簡単に組込み使
用できるため広範囲な用途を得ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は温度上昇及び下降に対し
て広い温度範囲に亘って直線的な熱膨張収縮性を有する
フッ素ゴムを感熱部に含むので、該フッ素ゴムの熱膨張
収縮によりスイッチング素子をオン、オフできるため、
作動回数に関係なく再使用でき経済的であり、かつ広い
範囲の温度に亘って使用できるため応用範囲の広い温度
スイッチが提供できる利点がある。又１個の温度スイッ
チの製造に必要なフッ素ゴムの量は少なくてすみ、製造
コストも安価になるとともに、フッ素ゴムは物性的に安
定であり輸送時及び工場製作時取扱いが容易であるとい
う効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は温度スイッチのオフ状態を示す断面図、第２図
は従来例を示す温度スイッチの断面図、第３図は温度ス
イッチのオン状態を示す断面図、第４図はフッ素ゴムの
膨脹量と温度との関係を示す実験データの図、第５図は
本発明の温度スイッチの第２の実施例を示す断面図、第
６図は本発明の第３の実施例を示す温度スイッチのオフ
状態を示す断面図、第７図は温度スイッチのオン状態を
示す断面図、第８図は本発明の第４の実施例を示す温度
スイッチのオフ状態における断面図、第９図は温度スイ
ッチのオン状態を示す断面図、第１０図は本発明の第５
の実施例を示す温度スイッチのオフ状態を示す断面図、
第１１図は温度スイッチのオン状態を示す断面図、第１
２図は本発明の第６の実施例を示す温度スイッチのオフ
状態を示す断面図、第１３図は温度スイッチにオン状態
を示す断面図、第１４図は第７の実施例として放熱部材
を用いた場合の構成例を示す断面図である。 図中、１０・・・温度スイッチ本体、１１・・・伝熱基
板、１２・・・移動接点、１３・・・フッ素ゴム、１４
・・・伝熱ケース、１５．２４・・・リード線、２０・
・・固定接点、２１・・・平板、２２・・・ねじ、２３
・・・コイルばね、１２０・・・マイクロスイッチ、１
２１・・・アクチュエータ（押ボタン）、１２３・・・
空間部、１３０・・・押板、１３２，１４１・・・調整
ねじ、１４０・・・放熱枠。 特　許　出　願　人　　二ペックス株式会社代理人　　
弁理士　　吉１）精孝 第４図 温度（０Ｃ） 第７図 第８図 第９図 第１ｏ図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）温度上昇及び下降に対して直線的な熱膨張収縮性
   を有するフッ素ゴムを含む感熱部と、該フッ素ゴムの膨
   張範囲内に配設され該フッ素ゴムの熱膨張収縮により作
   動するスイッチング素子とを備えたことを特徴とする温
   度スイッチ。
2. （２）前記スイッチング素子は前記フッ素ゴムと連係す
   る移動接点と該移動接点と所定距離だけ離隔した固定接
   点からなり、該固定接点は設定温度の変更に対応して移
   動接点との前記距離を調節可能なことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の温度スイッチ。
3. （３）前記スイッチング素子はマイクロスイッチからな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の温度ス
   イッチ。
4. （４）前記スイッチング素子のアクチュエータの外周に
   沿って空間部を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第３項記載の温度スイッチ。
5. （５）前記感熱部を筒状の伝熱性ケースと、該ケースの
   一端に固着され前記フッ素ゴムを支持する伝熱基板とか
   ら構成し、スイッチング素子を前記ケースの他端に固着
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第３
   項記載の温度スイッチ。
6. （６）前記フッ素ゴムに押圧力を調整自在に加える加圧
   部を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第３項または第４項記載の温度スイッチ。
7. （７）前記感熱部は伝熱性ケースにフッ素ゴムを充填す
   ることにより構成され、該フッ素ゴムの中心部に伝熱性
   材料よりなる放熱部材を配設し、該部材と前記ケースと
   を熱的に結合したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第３項記載の温度スイッチ。