JPH08166296A

JPH08166296A - 感熱装置

Info

Publication number: JPH08166296A
Application number: JP31078294A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nohara; 原洋野; Michikazu Takeuchi; 内通一竹
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】熱膨張及び熱収縮による熱検出誤差が生じる
のを防止すると共に、汁、油等の溢流による素子の劣化
を確実に阻止する。【構成】金属キャップ１１は筒状に形成され、底部１
１１の外面が感熱面１１３を構成し、底部１１１と対向
する側が開口している。正特性サーミスタ２は、電極２
１が金属キャップ１１の底部１１１の内面１１４に面接
触している。蓋部材３は、金属キャップ１１の内部に配
置され、正特性サーミスタ２の位置する収納空間１１５
を閉塞し、その周縁と側壁１１２の内面との間が封止さ
れている。端子部材４１は、蓋部材３と正特性サーミス
タ２との間で圧縮され、正特性サーミスタ２を底部１１
の内面１１４に押し付けている。端子部材４２は、蓋部
材３によって支持され、金属キャップ１１に導通してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスコンロ等の燃焼器または炊飯器にお
いて、鍋等の被加熱物の温度を検出する感熱装置は、特
開平４ー１１５１３１号公報、実開平５ー９２６６６号
公報等で知られている。これらの先行技術文献で知られ
る感熱装置または温度検出装置においては、測温面を有
するホルダに感熱素子を固定して取付けていた。このよ
うな構造を取る場合に生じる問題点の一つは、温度検出
動作において、被加熱体から伝達される熱によってホル
ダが熱膨張し、そのために、ホルダと感熱素子との間の
熱結合が変化してしまい、熱検出誤差を生じてしまうこ
とである。被加熱体が冷えた後はホルダが熱収縮を起す
ため、ホルダと感熱素子との間の機械的な結合が変化す
る。このような熱膨張及び熱収縮は、加熱動作及び加熱
動作停止の繰返し毎に生じるから、熱検出誤差が使用回
数を重ねる毎に大きくなってしまう傾向にある。

【０００３】また、感熱装置は、一般的使用状態とし
て、水分や塩素ガス等の有害な物質を含む雰囲気中で使
用されることが多い。このような雰囲気で使用された場
合も、そのような雰囲気の影響を受けない信頼性の高い
感熱装置を提供することが重要である。上述した先行技
術によっては、このような信頼性の高い感熱装置を得る
ことが困難であった。

【０００４】更に、具体的な使用態様として、ガスコン
ロ等の燃焼器において、鍋等の被加熱物の温度を検出す
る感熱装置として用いられた場合は、沸騰した汁または
油等が鍋から溢流することによる感熱装置の劣化もあ
る。鍋から溢流した汁または油等は、感熱装置に存在す
る僅かな隙間を通って、毛細管現象等により、感熱素子
のあるホルダの内部に侵入し、感熱素子を劣化させる。
上述した先行技術文献は、汁または油等の溢流による感
熱素子の劣化を考慮しておらず、その防止手段は開示し
ていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、レベ
ル検定回路やスイッチ回路を省略した回路構成の簡単な
感熱装置を提供することである。

【０００６】本発明のもう一つの課題は、熱膨張及び熱
収縮による熱検出誤差を生じるのを防止し得る感熱装置
を提供することである。

【０００７】本発明の更にもう一つの課題は、水分や塩
素ガスの多い雰囲気中で使用され、或いは汁または油等
の溢流が生じた場合でも、劣化を確実に阻止し得る感熱
装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本発明に係る感熱装置は、外装体と、正特性サーミ
スタと、蓋部材と、一対の端子部材とを含む。前記外装
体は、金属キャップを含み、前記金属キャップは、底部
を有するとともに、前記底部のまわりに連続する側壁を
有する筒状に形成され、前記底部の外面が感熱面を構成
し、前記底部と対向する側が開口している。前記正特性
サーミスタは、相対する両面のそれぞれに電極を有し、
前記金属キャップの内部に配置され、前記電極の一方が
前記金属キャップの前記底部の内面に面接触している。
前記蓋部材は、電気絶縁材料でなり、前記正特性サーミ
スタの後方に間隔を隔てて前記金属キャップの内部に配
置され、それによって前記正特性サーミスタの位置する
収納空間を閉塞し、周縁が前記金属キャップの前記側壁
によって支えられ、前記周縁と前記側壁の内面との間が
封止されている。前記端子部材の一方は、金属板材でな
り、前蓋部材と前記正特性サーミスタとの間の前記間隔
内で圧縮され、それによって前記電極の他方にバネ接触
し、前記正特性サーミスタを前記底部の前記内面に押し
付けている。前記端子部材の他方は、金属板材でなり、
前記蓋部材によって支持され、前記金属キャップに導通
している。

【０００９】好ましくは、前記金属キャップは、前記底
部の前記内面に凹部を有しており、前記正特性サーミス
タは、前記凹部の内部に配置され、それによって位置決
めされている。

【００１０】別の好ましい例では、前記端子部材は、同
体に形成されたリード部を有し、前記リード部が前記蓋
部材を貫通して前記開口側に導出されている。かかる構
造をとる場合、前記リード部が前記蓋部材を貫通する部
分は、封止剤によって封止される。

【００１１】

【作用】外装体に含まれる金属キャップは、底部の外面
が感熱面を構成しており、正特性サーミスタは、電極の
一方が金属キャップの底部の内面に面接触している。こ
れにより、被感熱体から、金属キャップの感熱面に伝え
られた熱は、金属キャップから正特性サーミスタに伝達
され、正特性サーミスタによって検知される。このよう
に、正特性サーミスタによって熱を検知するので、正特
性サーミスタの優れたスイッチ特性を利用し、レベル検
定回路やスイッチ回路を省略した回路構成の簡単な感熱
装置を実現できる。

【００１２】正特性サーミスタは、電極の一方が金属キ
ャップの底部の内面に面接触しており、端子部材の一方
は、蓋部材と正特性サーミスタとの間の間隔内で圧縮さ
れ、それによって電極の他方にバネ接触し、正特性サー
ミスタを底部の内面に押し付けているから、金属キャッ
プと正特性サーミスタとの間の熱結合が高くなる。しか
も、被感熱体の熱を受けて金属キャップが熱膨張し、ま
たは、被感熱体が冷えて金属キャップが熱収縮した場
合、これらの熱膨張及び熱収縮に伴う金属キャップの伸
縮が、端子部材の一方の弾性によって吸収される。更
に、正特性サーミスタは、金属キャップの底部の内面に
接触しているのであって、固着されている訳ではないの
で、金属キャップが熱膨張及び熱収縮をしても、正特性
サーミスタはその伸縮動作からフリーである。このた
め、正特性サーミスタは、金属キャップの熱膨張及び収
縮の影響を受けることなく、金属キャップに安定して熱
結合する。これにより、熱膨張及び熱収縮による熱検出
誤差を生じるのを防止し得る。

【００１３】金属キャップは、底部のまわりに連続する
側壁を有する筒状であり、正特性サーミスタは金属キャ
ップ内に配置されている。この構造に加えて、蓋部材
は、金属キャップの内部に配置され、それによって正特
性サーミスタの位置する収納空間を閉塞し、周縁が金属
キャップの側壁によって支えられ、周縁と側壁の内面と
の間が封止されている。この構造により、水分や塩素ガ
スの多い雰囲気中で使用されたり、或いは感熱面上の被
感熱体、例えば鍋から汁または油等の溢流が生じた場合
でも、水分、塩素ガス、汁または油等が、正特性サーミ
スタのある収納空間に侵入する確率は極めて低くなり、
信頼性が高くなる。

【００１４】更に、正特性サーミスタは電極の一方が金
属キャップの底部の内面に面接触し、端子部材の一方は
電極の他方に接触し、端子部材の他方は金属キャップに
導通しているから、金属キャップを電気回路の一部とし
て利用し、構造を簡略化した感熱装置が得られる。

【００１５】端子部材の一方は、蓋部材と正特性サーミ
スタとの間の間隔内で圧縮され、端子部材の他方は蓋部
材によって支持されているから、蓋部材が端子支持部材
として兼用される。このため、部品点数が少なくて済
み、構造の簡素化及び組立の容易化に寄与できる。一対
の端子部材は、金属板材で構成されているから、必要な
機能、例えばバネ押圧機能を簡単に付与することができ
る。蓋部材は、電気絶縁材料でなるから、一対の端子部
材を互いに電気絶縁して支持すると共に、これらの端子
部材を電気回路の一部となる金属キャップから確実に電
気絶縁できる。

【００１６】金属キャップが底部の内面に凹部を有して
おり、正特性サーミスタが凹部の内部に配置され、それ
によって位置決めされている好ましい例では、正特性サ
ーミスタの位置決めが容易になると共に、位置ずれを生
じにくくなるので、安定した熱検知動作を確保できる。

【００１７】一対の端子部材が同体に形成されたリード
部を有し、リード部が蓋部材を貫通して開口側に導出さ
れている好ましい例では、半田付け個所を減少させ、感
熱性及び耐熱性を向上させることができる。かかる構造
をとる場合に、リード部が蓋部材を貫通する部分を封止
剤によって封止した好ましい例では、リード部引き出し
部分におけるシール性の低下を阻止できる。

【００１８】本発明の他の特徴及び利点については、添
付図面を参照し、以下に更に詳しく説明する。

【００１９】

【実施例】図１は本発明に係る感熱装置の部分断面図。
図２は図１に示した感熱装置の一部を構成する組立体を
拡大して示す正面部分断面図、図３は図１に示した本発
明に係る感熱装置の一部を構成する組立体を拡大して示
す側面部分断面図である。これらの図を参照すると、本
発明に係る感熱装置は、外装体１と、正特性サーミスタ
２と、蓋部材３と、一対の端子部材４１、４２とを含
む。外装体１は、金属キャップ１１を含み、金属キャッ
プ１１は、底部１１１を有するとともに、底部１１１の
まわりに連続する側壁１１２を有する筒状に形成されて
いる。金属キャップ１１は、底部１１１の外面が感熱面
１１３を構成し、底部１１１と対向する側が開口してい
る。金属キャップ１１は例えばアルミニュウム、銅、黄
銅、リン青銅またはステンレススチール等の金属薄板に
よって構成できる。必要に応じて、金属キャップ１１の
感熱面１１３に、ニッケルメッキ等を付与し、耐熱性を
向上させる。更に、感熱面１１３の平坦度を向上させる
とともに、必要な形状に形成する手段として、鍛造加工
によって製造することができる。

【００２０】正特性サーミスタ２は、相対する両面のそ
れぞれに電極２１、２２を有し、金属キャップ１１の内
部に配置され、電極２１が金属キャップ１１の底部１１
１の内面１１４に面接触している。正特性サーミスタ２
の電極２１、２２はオーム性接触電極として形成するこ
とが望ましい。オーム性接触電極は、正特性サーミスタ
素体の表面にニッケル無電解メッキを付与することによ
って形成できる。また、電極２１、２２は、必要に応じ
て複層構造とし、表層を銀を主成分とする電極層とする
こともできる。更に、シルバーマイグレーション防止の
ために、銀電極層をニッケル層の上に、ニッケル電極面
積より小さくなるように設けてもよい。

【００２１】蓋部材３は、耐熱性プラスチックまたはセ
ラミック等の電気絶縁材料でなり、正特性サーミスタ２
の後方に間隔Ｄを隔てて金属キャップ１１の内部に配置
され、それによって正特性サーミスタ２の収納空間１１
５を閉塞している。蓋部材３の周縁は金属キャップ１１
の側壁１１２によって支えられ、周縁と側壁１１２の内
面との間が、封止剤５１によって封止されている。図示
の蓋部材３は大径部３１の上に小径部３２を連続して設
けた形状を有している。大径部３１は、金属キャップ１
１の内周部に形成したリング状段部１１６に嵌合され、
かつ、金属キャップ１１に形成された絞り部（または突
起部）１１７によって押さえられている。封止剤５１は
絞り部１１７と大径部３１との間に生じる隙間を、大径
部３１の全周にわたって埋めるように付着されている。
封止剤５１は従来より周知の耐熱性封止剤を用いること
ができる。小径部３２の表面は端子部材４１を受ける受
面として用いられている。

【００２２】端子部材４１は、ステンレススチールまた
は鋼等の金属板材でなり、蓋部材３と正特性サーミスタ
２との間の間隔Ｄ内で圧縮され、それによって電極２２
にバネ接触し、正特性サーミスタ２を底部１１１の内面
１１４に押し付けている。

【００２３】端子部材４２は、ステンレススチールまた
は鋼等の金属板材でなり、蓋部材３によって支持され、
金属キャップ１１に導通している。この実施例では、端
子部材４２は大径部３１と小径部３２との間の径差に応
じて発生する段部３３に配置され、金属キャップ１１の
側壁１１２の内面と、小径部３２の立ち上がり側端面と
の間で圧縮されている（図３参照）。

【００２４】実施例において、金属キャップ１１は、底
部１１１の内面１１４に凹部１１８を有している。正特
性サーミスタ２は凹部１１８の内部に配置され、それに
よって位置決めされている。この構造によれば、正特性
サーミスタ２の位置決めが容易になると共に、位置ずれ
を生じにくくなるので、安定した熱検知動作を確保でき
る。

【００２５】更に、一対の端子部材４１、４２は同体に
形成されたリード部４１１、４２１を有しており、リー
ド部４１１、４２１は蓋部材３を貫通して開口側に導出
されている。このような構造であると、半田付け個所を
減少させ、感熱性及び耐熱性を向上させることができ
る。かかる構造をとる場合には、リード部４１１、４２
１が蓋部材３を貫通する部分を、封止剤５２によって封
止することが好ましい。これにより、リード部引き出し
部分におけるシール性の低下を阻止できる。

【００２６】図１〜図３に示す実施例では、外装体１
は、更に、第１の筒体１２と、第２の筒体１３と、コイ
ルスプリング１４とを含んでいる。第１の筒体１２は、
軸方向の一端側が金属キャップ１１の開口部に差し込ま
れ、かつ、固定されている。第２の筒体１３は、その軸
方向の一端側が第１の筒体１２の軸方向の他端側に緩く
差し込まれ、それによって、第１の筒体１２との間で軸
方向Ｙ１またはＹ２の相対移動が許容されている。コイ
ルスプリング１４は金属キャップ１１及び第１の筒体１
２と第２の筒体１３との間に配置されている。この構造
によれば、金属キャップ１１の感熱面１１３に被感熱体
６を載せたとき、金属キャップ１１及び第１の筒体１２
がコイルスプリング１４の弾力に抗して、第２の筒体１
３に対して軸方向Ｙ１またはＹ２に相対移動する。

【００２７】第１の筒体１２と第２の筒体１３との間に
は抜け止め機構１５が形成されている。この抜け止め機
構１５により、被感熱体６を取外した時に金属キャップ
１１及び第１の筒体１２が、コイルスプリング１４のバ
ネ圧によって第２の筒体１３から飛び出すのを阻止でき
る。図示された抜け止め機構は１５は、第１の筒体１２
の中間部を絞って狭幅部１２１を形成すると共に、第２
の筒体１３の上半部を第１の筒体１２の内径よりも少し
小さな大径部１３１とし、下半部を狭幅部１２１による
内径よりも少し小さい小径部１３２とし、第２の筒体１
３の大径部１３１と小径部１３２との間に径差によって
生じる段差を、狭幅部１２１によって受ける構造となっ
ている。

【００２８】図４は本発明に係る感熱装置の使用状態を
示す図であり、感熱面１１３の上に鍋等の被感熱体６が
載せられている。被感熱体６の中には汁または油等６１
が入れられている。前述したように、第２の筒体１３
は、その軸方向の一端側が第１の筒体１２の軸方向の他
端側に緩く差し込まれ、それによって、第１の筒体１２
との間で軸方向Ｙ１またはＹ２の相対移動が許容されて
いる。また、コイルスプリング１４は金属キャップ１１
及び第１の筒体１２と第２の筒体１３との間に配置され
ている。従って、金属キャップ１１の感熱面１１３に被
感熱体６を載せたとき、金属キャップ１１及び第１の筒
体１２がコイルスプリング１４の弾力に抗して、第２の
筒体１３に対して軸方向Ｙ１に相対移動し、汁または油
等６１を含めた被感熱体６の総重量とコイルスプリング
１４のバネ圧とが釣り合う位置で停止する。この相対移
動作用及びバネ作用とにより、感熱面１１３上に被感熱
体６を設置した時の衝撃が確実に緩和される。

【００２９】ここで、外装体１に含まれる金属キャップ
１１は、底部１１１の外面が感熱面１１３を構成してお
り、正特性サーミスタ２は電極２１が金属キャップ１１
の内面に押付けられている。これにより、被感熱体６か
ら、金属キャップ１１の感熱面に伝えられた熱は、金属
キャップ１１から正特性サーミスタ２に伝達され、正特
性サーミスタ２によって検知される。このように、正特
性サーミスタ２によって熱を検知するので、正特性サー
ミスタ２の優れたスイッチ特性を利用し、レベル検定回
路やスイッチ回路を省略した回路構成の簡単な感熱装置
を実現できる。感熱素子として負特性サーミスタを用い
る従来技術は知られている。しかし、負特性サーミスタ
の抵抗温度特性は、温度が高くなると抵抗値が次第に低
下する特性を示し、温度と抵抗値の間に明確なスイッチ
特性が存在しない。このため、負特性サーミスタ自体に
よってスイッチ特性を得ることができず、レベル検定回
路やスイッチ回路を付加しなければならない。これに対
して、正特性サーミスタ２は、温度がある値に到達する
と、抵抗値が急変するスイッチ特性を有する。このた
め、レベル検定回路やスイッチ回路を省略し、回路構成
を簡略化できる。

【００３０】正特性サーミスタ２は、電極２１が金属キ
ャップ１１の底部１１１の内面１１４に面接触してお
り、端子部材４１は、蓋部材３と正特性サーミスタ２と
の間の間隔Ｄ内で圧縮され、それによって電極２２にバ
ネ接触し、正特性サーミスタ２を底部１１１の内面１１
４に押し付けているから、金属キャップ１１と正特性サ
ーミスタ２との間の熱結合が高くなる。しかも、被感熱
体６の熱を受けて金属キャップ１１が熱膨張し、また
は、被感熱体６が冷えて金属キャップ１１が熱収縮した
場合、これらの熱膨張及び熱収縮に伴う金属キャップ１
１の伸縮が、端子部材４１、４２の弾性によって吸収さ
れる。しかも、正特性サーミスタ２は、金属キャップ１
１の底部１１１の内面１１４に接触しているのであっ
て、固着されている訳ではないので、金属キャップ１１
が熱膨張及び熱収縮をしても、正特性サーミスタ２はそ
の伸縮動作からフリーである。このため、正特性サーミ
スタ２は、金属キャップ１１の熱膨張及び収縮の影響を
受けることなく、金属キャップ１１に安定して熱結合す
る。これにより、熱膨張及び熱収縮による熱検出誤差を
生じるのを防止し得る。

【００３１】金属キャップ１１は、底部１１１のまわり
に連続する側壁１１２を有する筒状であり、正特性サー
ミスタ２は金属キャップ１１内に配置されている。この
構造に加えて、蓋部材３は、金属キャップ１１の内部に
配置され、それによって正特性サーミスタ２の収納空間
を開口から区画し、周縁が金属キャップ１１の側壁１１
２によって支えられ、周縁と側壁１１２の内面との間が
封止されている。この構造により、水分や塩素ガスの多
い雰囲気中で使用されたり、或いは感熱面１１３上の被
感熱体６、例えば鍋から汁または油等６１の溢流が生じ
た場合でも、水分、塩素ガス、汁または油等６１が、正
特性サーミスタ２のある収納空間１１５に侵入する確率
は極めて低くなり、信頼性が高くなる。

【００３２】更に、正特性サーミスタ２は電極２１が金
属キャップ１１の底部１１１の内面１１４に面接触し、
端子部材４１は電極２２に接触し、端子部材４２は金属
キャップ１１に導通しているから、金属キャップ１１を
電気回路の一部として利用し、構造を簡略化した感熱装
置が得られる。

【００３３】端子部材４１は、蓋部材３と正特性サーミ
スタ２との間の間隔Ｄ内で圧縮され、端子部材４２は蓋
部材３によって支持されているから、蓋部材３が端子支
持部材として兼用される。このため、部品点数が少なく
て済み、構造の簡素化及び組立の容易化に寄与できる。
一対の端子部材４１、４２は、金属板材で構成されてい
るから、必要な機能、例えばバネ押圧機能を簡単に付与
することができる。蓋部材３は、電気絶縁材料でなるか
ら、一対の端子部材４１、４２を互いに電気絶縁して支
持すると共に、これらの端子部材４１、４２を電気回路
の一部となる金属キャップ１１から確実に電気絶縁でき
る。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。（ａ）レベル検定回路やスイッチ回路を省略した回路構
成の簡単な感熱装置を提供することができる。（ｂ）熱膨張及び熱収縮による熱検出誤差を生じるのを
防止し得る感熱装置を提供することができる。。（ｃ）水分や塩素ガスの多い雰囲気中で使用され、或い
は汁または油等の溢流が生じた場合でも、劣化を確実に
阻止し得る感熱装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る感熱装置の部分断面図であ
る。

【図２】図１に示した感熱装置の一部を構成する組立体
を拡大して示す部分断面図である。

【図３】図１に示した本発明に係る感熱装置の一部を構
成する組立体を拡大して示す部分断面図である。

【図４】本発明に係る感熱装置の使用状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１外装体２正特性サーミスタ３蓋部材１１金属キャップ１１１底部１１２側壁１１３感熱面２１電極２２電極４１端子部材４２端子部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外装体と、正特性サーミスタと、蓋部材
と、一対の端子部材とを含む感熱装置であって、前記外装体は、金属キャップを含み、前記金属キャップ
は、底部を有するとともに、前記底部のまわりに連続す
る側壁を有する筒状に形成され、前記底部の外面が感熱
面を構成し、前記底部と対向する側が開口しており、前記正特性サーミスタは、相対する両面のそれぞれに電
極を有し、前記金属キャップの内部に配置され、前記電
極の一方が前記金属キャップの前記底部の内面に面接触
しており、前記蓋部材は、電気絶縁材料でなり、前記正特性サーミ
スタの後方に間隔を隔てて前記金属キャップの内部に配
置され、それによって前記正特性サーミスタの位置する
収納空間を閉塞し、周縁が前記金属キャップの前記側壁
によって支えられ、前記周縁と前記側壁の内面との間が
封止されており、前記端子部材の一方は、金属板材でなり、前蓋部材と前
記正特性サーミスタとの間の前記間隔内で圧縮され、そ
れによって前記電極の他方にバネ接触し、前記正特性サ
ーミスタを前記底部の前記内面に押し付けており、前記端子部材の他方は、金属板材でなり、前記蓋部材に
よって支持され、前記金属キャップに導通している感熱
装置。
【請求項２】請求項１に記載された感熱装置であっ
て、前記金属キャップは、前記底部の前記内面に凹部を有し
ており、前記正特性サーミスタは、前記凹部の内部に配置され、
それによって位置決めされている感熱装置。
【請求項３】請求項１に記載された感熱装置であっ
て、前記端子部材は、同体に形成されたリード部を有し、前
記リード部が前記蓋部材を貫通して前記開口側に導出さ
れている感熱装置。
【請求項４】請求項３に記載された感熱装置であっ
て、前記リード部が前記蓋部材を貫通する部分は、封止剤に
よって封止されている感熱装置。