JPH046052B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、サーモスタツト等に用いられるバイ
メタルの反転検出方法に関する。

従来のバイメタルの反転検出方法としては、バ
イメタルの反転音を電気的に増幅して耳でとらえ
て検出する方法、或いは、圧電素子の如きセンサ
ーを用いてバイメタル反転時に生じる衝撃を検出
する方法等がある。

しかしながら、サーモスタツト等に用いられる
バイメタルに関しては、製品完成後に製品の外側
壁に反転音検知素子やセンサー等を取付けて反転
検出を行なうようにしている。このため、バイメ
タルの反転音のみならず、周囲の振動や雑音をひ
ろい易く、正確な反転検出を行なうことができな
いという欠点があつた。

本発明は上述の如き欠点を解消するために発明
されたものであつて、その目的は、バイメタルの
反転移動動作に伴つて生じる誘導起電力に基づい
て反転検出を行なうことによつて、周囲の振動や
雑音に影響されることなく正確な反転検出ができ
る方法を提供することにある。

本発明の要旨は、周囲温度の変化に応じて反り
返り方向を反転する湾曲状薄板から成るバイメタ
ルを、環状コイルの中空部領域に、バイメタルの
反転移動方向と前記コイルの中心軸とが一致もし
くは略平行となるように配置すると共に、前記バ
イメタルを磁化するためのマグネツトを、前記バ
イメタルの近傍に、前記マグネツトと前記環状コ
イルの取付位置が相対的に変動しないように固定
して配置し、前記バイメタルに対する加熱又は冷
却によつて生じる瞬間的な反転移動動作に伴つて
前記環状コイルの両端に発生する誘導起電力に基
いて前記バイメタルの反転を検出するようにした
ことにある。

以下、本発明の一実施例に付き図面を参照して
説明する。

第１図は、サーモスタツト１に用いらるバイメ
タルの反転検出を行なつている状態を示す断面図
である。

第１図において、２は小径部２ａ及び大径部２
ｂを有するケーシング、３はプランジヤ（ピン）、
４はプランジヤ３を摺動自在に支持する指示部
材、５は膨張係数の異なる二枚の金属板を接合し
て成るバイメタル、６はケーシング２の開口を閉
塞する基体、７ａ，７ｂは基体６に設けられた端
子板、８は一端が端子板７ａに接続されかつ他端
に可動接点９が設けられている板ばね部材、１０
は可動接点９に対応するように端子板７ｂに配設
された固定接点である。上述のプランジヤ３はバ
イメタル５の中央部と板ばね部材８の凸部８ａと
の間に配置されており、周囲温度の変化に応じて
バイメタル５が反り返り方向を反転するのに伴つ
てプランジヤ３が摺動移動され、可動接点９が固
定接点１０に係合し、或いは可動接点９が固定接
点１０から離間されるようになつている。

また、上述のサーモスタツト１は所定のソケツ
ト１２に差し込み結合され、接触子１１ａ，１１
ｂを介して電気回路１４のリード線１３ａ，１３
ｂにそれぞれ接続されるように構成されている。

しかして、周囲温度の変化に応じてバイメタル
５が反転し、これに伴つて可動接点９と固定接点
１０との係合又は離間動作により接点切換えが行
なわれ、電気回路１４が所定状態に切換えられる
ようになつている。

一方、第１図において１５はバイメタル反転検
出装置であつて、この装置１５は貫通孔１６を有
する基板１７と、この基板１７の下面に対向して
取付けられた一対のマグネツト１８ａ，１８ｂ
と、これらのマグネツト１８ａ，１８ｂの下面
に、このマグネツト１８ａ，１８ｂに対する相対
的な取付位置が変動しないように固定された環状
コイル１９と、バイメタル５を強制的に加熱する
ための熱風ヒータ２０と、前記環状コイル１９に
生じる誘導起電力を測定する測定装置２１とで構
成されている。なお、基板１７の貫通孔１６、マ
グネツト１８ａ，１８ｂ間の間隙及び環状コイル
１９の中空部１９ａは互いに連通して連通孔２２
を形成している。そして、バイメタル５が収納配
置されているケーシング２の小径部２ａが前記連
通孔２２内に挿入され、かつケーシング２の段部
２ｃが基板１７に当接し、この状態でサーモスタ
ツト１が基板１７上に載置されるようになつてい
る。また、熱風ヒータ２０は前記連通孔２２の下
方に配設されている。なお、この熱風ヒータ２０
の配設位置は必要に応じて変更してもよい。

次に、サーモスタツト１内におけるバイメタル
５の反転を検出する方法に付き説明する。

まず、製品として組立を完了したサーモスタツ
ト１を第１図に示す如くバイメタル反転検出装置
１５に装着する。すなわち、バイメタル５が収納
配置されている小径部２ａを上方から連通孔２２
内に挿入して、段部２ｃを基板１７上に配置す
る。これによつて、バイメタル５は、環状コイル
１９の中空部１９ａに対応する中空部領域に、バ
イメタル５の反転移動方向（第１図において上下
方向）と前記環状コイル１９の中心軸とが一致
（もしくは略平行）となるように配置される。こ
の際、バイメタル５は第２図に概略的に示す如
く、一対のマグネツト１８ａ，１８ｂの近傍に配
されるため、バイメタル５が磁化される。例え
ば、マグネツト１８ａ，１８ｂの着磁パターンに
対応して、第２図に示す如くバイメタル５の左右
両端部分がＳ極、Ｎ極に磁化される。

このような状態の下で、熱風ヒータ２０を作動
させてバイメタル５を加熱する。バイメタル５が
所定温度に達すると、このバイメタル５は第２図
において実線で示す状態から仮想線で示す状態に
瞬間的に反転する。この反転時には、磁化された
バイメタル５が環状コイル１９の中空部領域内を
移動することになるため、環状コイル１９を横切
る磁束が変化し、この環状コイル１９の両端に誘
導起電力が発生する。この誘導起電力をブラウン
管オシロスコープ等の如き測定装置２１で測定し
その波形を観測すると第３図に示す如き波形を視
認できるので、その誘導起電力波形のピーク・ピ
ーク値Ｖ（数十〜数百ミリボルト程度）を読み取
り、反転動作の有無を判断する。なお、ピーク・
ピーク値Ｖを所定回路（図示せず）にて検出し、
この値を予め定められた基準値と比較することに
より反転の有無を示す信号を表示回路（図示せ
ず）に供給してランプ等にて表示するようにして
もよよい。

このような検出方法によれば、磁束の変化に基
づいて反転検出しているので、バイメタル５が樹
脂や真鍮等の非磁性材から成るケーシング２内に
収納配置さている場合、周囲の振動や雑音等に全
く影響されることなくバイメタル５自体の反転の
有無を検出することができる。また、バイメタル
５の反転時に発生する誘導起電圧のうち最も感度
の高い個所すなわちピーク・ピーク値Ｖを測定す
るようにすれば、その出力電圧は比較的大きいた
め、バイメタル５の反転を正確にしかも容易に検
出することができる。

以上、本発明の一実施例に付き述べたが、本発
明は既述の実施例に限定されるものではなく、本
発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更
が可能である。

例えば、環状コイル１９とマグネツト１８ａ，
１８ｂとの配置関係は各種に変更可能であり、ま
たバイメタル磁化用マグネツトを環状に構成して
もよい。要するに、マグネツトは所定位置に配置
されるバイメタル５を磁化するためにその近傍に
配設されるような構成となつていればよい。ま
た、熱風ヒータ２０に代えて、冷却手段を配設
し、この冷却手段にてバイメタル５を瞬間的に反
転させるようにしてもよい。

以上の如く本発明によれば、マグネツトにて磁
化されたバイメタルの反転移動動作に伴つて環状
コイルの両端に生じる誘導起電力に基づいて、前
記バイメタルの反転を磁束の変化として検出する
ようにしているので、周囲の振動や雑音等を全く
影響されることく正確な反転検出を行なうことが
できる。従つて、バイメタルの反転温度の測定も
正確に行ない得る。

また、本発明の方法をチヤタリング判定方法等
にも応用可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を説明するためのもの
であつて、第１図はサーモスタツトに用いられる
バイメタルの反転検出を行なつている状態を示す
断面図、第２図は一対のマグネツト間に配された
バイメタルの磁化状態を示す概略拡大断面図、第
３図は環状コイルの両端に生じる誘導起電力（電
圧）の波形図である。 １……サーモスタツト、２……ケーシング、５
……バイメタル、１５……バイメタル反転検出装
置、１８ａ，１８ｂ……マグネツト、１９……環
状コイル、１９ａ……中空部、２０……熱風ヒー
タ、２１……測定装置、２２……連通孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 周囲温度の変化に応じて反り返り方向を反転
   する湾曲状薄板から成るバイメタルを、環状コイ
   ルの中空部領域に、バイメタルの反転移動方向と
   前記コイルの中心軸とが一致もしくは略平行とな
   るように配置すると共に、前記バイメタルを磁化
   するためのマグネツトを、前記バイメタルの近傍
   に、前記マグネツトと前記環状コイルの取付位置
   が相対的に変動しないように固定して配置し、前
   記バイメタルに対する加熱又は冷却によつて生じ
   る瞬間的な反転移動動作に伴つて前記環状コイル
   の両端に発生する誘導起電力に基いて前記バイメ
   タルの反転を検出するようにしたことを特徴とす
   るバイメタルの反転検出方法。