JPH10318852A

JPH10318852A - ヒューズ機能付き過熱検知用温度センサ

Info

Publication number: JPH10318852A
Application number: JP14581897A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Hasumi; 一久蓮見; Hiroshi Onoma; 博小野間
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス燃焼機等の広い範囲に亘り過熱状態を簡単
な構成で２重の安全性を確保して検出する。【解決手段】基板４は樹脂製のシートにより作られてお
り、その上に櫛形電極９ａ、９ａ…および導体パターン
１０、１０…が導電ペーストを印刷することにより形成
されている。櫛形電極９ａ、９ａの上には、樹脂・カー
ボン抵抗体のＰＣＴ抵抗体５ａ、５ａ…が印刷により形
成されている。また、厚膜ヒューズ１１ａ、１１ａも同
一の基板４に形成されている。ＰＣＴ抵抗体５ａ、５ａ
…およびは厚膜ヒューズ１１ａ、１１ａは導体パターン
１０、１０…により直列に接続され、その両端に端子
６、６が形成されている。基板４はガス燃焼機器の所定
の面に貼着される。端子６、６間の抵抗値を検出するこ
とによりガス燃焼機器の過熱状態が検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は給湯器等の安全装置
に関わり、特に、給湯器等の異常過熱を検知して燃焼装
置を停止させるためのヒューズおよび過熱検知用温度セ
ンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、給湯器等のガス燃焼機器では故障
よる異常過熱で外壁が過熱されることを防止するため
に、熱交換器近傍の過熱状態を検出し、異常過熱がある
とガス燃焼機器へのガスの供給を停止する安全装置が設
けられている。このような異常過熱を検出する過熱検知
用温度センサの従来の例を図２１および図２２により説
明する。図２２は特願平７−３５２３４１号に提案され
た過熱検知用温度センサの例を示す正面図である。図に
示す基板４は樹脂製のシートにより作られており、その
上に櫛形電極９ａ、９ａ…および導体パターン１０、１
０…が導電ペーストを印刷することにより形成されてい
る。櫛形電極９ａ、９ａの上には、樹脂・カーボン抵抗
体のＰＣＴ抵抗体５、５…が印刷により形成されてい
る。ＰＣＴ抵抗体５、５…は導体パターン１０、１０…
により直列に接続され、その両端に端子６、６が形成さ
れている。

【０００３】このように形成された過熱検知用温度セン
サの基板４は図２１に示す給湯器１３の背面パネル３に
貼着される。なお、背面パネル３は熱交換器２とケーシ
ング１の間に配置されており、ケーシング１の過熱を防
止する。図に示す端子６、６はリード線により制御部８
に接続されている。熱交換器２のガスバーナに供給する
ガスの配管には図示していない電磁弁が設けられてい
る。熱交換器２が異常過熱状態となると、ＰＴＣ抵抗体
５が高抵抗となり、制御部８がそれを検知して電磁弁を
閉じて燃焼を停止させる。このような構成により、給湯
器１３の熱交換器の広い範囲に亘り、過熱状態がＰＴＣ
抵抗体の抵抗が急激に上昇することにより検出され、ガ
スの燃焼を停止することができる。

【０００４】上記の過熱検知用温度センサは温度変化に
対して可逆的に抵抗値が変化するが、２重の安全性を確
保するために温度変化に対して非可逆的に抵抗値が変化
する温度ヒューズを用いてガスの燃焼を停止させること
が必要である。

【０００５】そのような温度ヒューズの使用例を図２３
に示す。図に示すガス燃焼器では、リード線７で温度ヒ
ューズ１２、１２…が直列に接続されており、リード線
７と温度ヒューズ１２との接続体が熱交換器２の周囲に
巻き付けられている。いずれかの温度ヒューズ１２が過
熱され溶断するとリード線７、７間の導通が遮断され
る。熱交換器２と図示していないケーシングの間には背
面パネル３が配置されている。なお、図に示す２ａは加
熱される水を流す水管である。

【０００６】上記の温度ヒューズの使用例では、温度ヒ
ューズ同士をリード線で接続しているために、線が乱雑
となって組み立て難いという問題があった。そして、温
度ヒューズが切れた後の温度ヒューズの取替えも面倒で
あった。また、図２１および図２２に示す過熱検知用温
度センサの他に温度ヒューズを取付けなければならず、
部品コストや組立てコストが高くなるという問題があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した点に
鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、製造および組み立てが簡単であり、しかも、ガス燃
焼器の広い範囲に亘り過熱状態を安定して検出し、２重
の安全性を確保できるヒューズ機能付き過熱検知用温度
センサを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のヒューズ機能付
き過熱検知用温度センサは、１枚の基板の表面に１対の
櫛形電極に接続された厚膜ＰＴＣ抵抗体を１ないし複数
個付設し、前記基板に１対の電極に接続された厚膜ヒュ
ーズを１ないし複数個付設し、前記厚膜ＰＴＣ抵抗体お
よび厚膜ヒューズを前記基板上に形成された導体パター
ンで直列に接続したものである。

【０００９】上記ＰＴＣ抵抗体とはpositive temperatu
re coefficient（正の温度係数）をもつ抵抗体を意味
し、一般に数種類の金属酸化物を焼成したものや樹脂・
カーボン系抵抗膜として知られている。所定温度を越え
ると急激に抵抗値が高くなるＰＴＣ抵抗体は高い体積抵
抗率を有するが、櫛形電極に接続することにより制御回
路の扱いやすい抵抗値のセンサを得ることができる。図
９に正方形形状のＰＴＣ抵抗体を櫛形電極９ａに接続し
た場合を示す。櫛形電極９ａとＰＣＴ抵抗体５との接触
部の幅と、電極間距離との比が１：０．１８である場合
を示している。

【００１０】正方形形状のＰＴＣ抵抗体を平行形電極に
接続した場合はアスペクトレシオ（縦横比）が１となる
のに対して図９（ａ）に示す櫛形電極９ａを用いた場合
はアスペクトレシオが０．０３６となる。すなわち、櫛
形電極９ａを用いることにより抵抗値を低くし、また、
櫛形電極９ａの形を変えることに所望の抵抗値を得るこ
とができる。

【００１１】上記の厚膜ヒューズはクリーム半田を基板
上に厚膜状に形成することにより、あるいは、低融点合
金（例えばインジウム）の粉末を熱硬化性樹脂主体の液
体に分散させたペーストをスクリーン印刷法等を使って
印刷、硬化させることにより得ることができる。図９
（ｂ）に遮断温度の異なる厚膜ヒューズ１１ａおよび１
１ｂを１枚の基板４に形成した例を示す。このような櫛
形電極に接続されたＰＴＣ抵抗体および厚膜ヒューズを
導体パターンで直列に接続した直列回路の抵抗値を検出
することにより広い範囲に亘り局部的な過熱状態が検出
される。また、過熱状態は過熱検知用温度センサおよび
厚膜ヒューズで検出されるので、２重の安全性が確保さ
れる。

【００１２】さらに、本発明のヒューズ機能付き過熱検
知用温度センサは、１枚の基板の表面に１対の櫛形電極
に接続された厚膜ＰＴＣ抵抗体を１ないし複数個付設し
て前記基板上に形成された導体パターンで直列に接続
し、前記基板に１対の電極に接続された厚膜ヒューズを
１ないし複数個付設して前記基板上に形成された導体パ
ターンで直列に接続したものである。

【００１３】また、本発明のヒューズ機能付き過熱検知
用温度センサは、上記の各ヒューズ機能付き過熱検知用
温度センサにおいて、前記厚膜ヒューズの断線温度を前
記厚膜ＰＴＣ抵抗体の抵抗値が急上昇する閾値温度より
高く設定したものである。このうよな構成により厚膜ヒ
ューズの断線が殆どなくなり、ヒューズ機能付き過熱検
知用温度センサ自体を交換する場合が極めて少なくな
る。

【００１４】また、本発明のヒューズ機能付き過熱検知
用温度センサは、前述の各ヒューズ機能付き過熱検知用
温度センサにおいて、複数の異なる温度抵抗特性を有す
る材質の厚膜ＰＴＣ抵抗体が付設されたものである。こ
のような構成により、各測定箇所に最適の温度抵抗特性
の厚膜ＰＴＣ抵抗体を配置することができる。

【００１５】また、本発明のヒューズ機能付き過熱検知
用温度センサは、前述の各ヒューズ機能付き過熱検知用
温度センサにおいて、複数の異なる断線温度を有する厚
膜ヒューズが付設されたものである。このような構成に
より、各測定箇所に最適の温度抵抗特性の厚膜ヒューズ
を配置することができる。

【００１６】また、本発明のヒューズ機能付き過熱検知
用温度センサは、前述の各ヒューズ機能付き過熱検知用
温度センサにおいて、複数の異なる温度抵抗特性を有す
る材質の厚膜ＰＴＣ抵抗体および複数の異なる断線温度
を有する厚膜ヒューズが付設されたものである。このよ
うな構成により、各測定箇所に最適の温度抵抗特性の厚
膜ＰＴＣ抵抗体および厚膜ヒューズを配置することがで
きる。

【００１７】また、本発明のヒューズ機能付き過熱検知
用温度センサは、前記各ヒューズ機能付き過熱検知用温
度センサにおいて、前記厚膜ＰＴＣ抵抗体およびを厚膜
ヒューズを厚膜印刷法により基板上に形成したものであ
る。このうよな構成により、特性の安定したヒューズ機
能付き過熱検知用温度センサを安価に製造することがで
きる。

【００１８】さらに、本発明のヒューズ機能付き過熱検
知用温度センサは、前記各ヒューズ機能付き過熱検知用
温度センサにおいて、前記基板を樹脂製シートで形成し
たものである。このような構成により、曲面あるいは凹
凸のある熱交換器等の表面にも貼着することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したヒューズ
機能付き過熱検知用温度センサを図面を参照して説明す
る。図１は本発明を適用したヒューズ機能付き過熱検知
用温度センサの第１の実施例を示す正面図である。図に
示す基板４は樹脂製のシートにより作られており、その
上に櫛形電極９ａ、９ａ…および導体パターン１０、１
０…が導電ペーストを印刷することにより形成されてい
る。櫛形電極９ａ、９ａの上には、樹脂・カーボン抵抗
体のＰＣＴ抵抗体５ａ、５ａ…が印刷により形成されて
いる。また、厚膜ヒューズ１１ａ、１１ａも同一の基板
４に形成されている。ＰＣＴ抵抗体５ａ、５ａ…および
は厚膜ヒューズ１１ａ、１１ａは導体パターン１０、１
０…により直列に接続され、その両端に端子６、６が形
成されている。

【００２０】図２は本発明を適用した過熱検知用温度セ
ンサの第２の実施例を示す正面図である。図に示す基板
４は樹脂製のシートにより作られており、その上に櫛形
電極９ａ、９ａ…および導体パターン１０、１０…が導
電ペーストを印刷することにより形成されている。櫛形
電極９ａ、９ａの上には、樹脂・カーボン抵抗体のＰＣ
Ｔ抵抗体５ａ、５ａ…が印刷により形成されている。ま
た、厚膜ヒューズ１１ｂ、１１ｂ…も同一の基板４に形
成されている。ＰＣＴ抵抗体５、５…は導体パターン１
０、１０…により直列に接続され、その両端に端子６、
６が形成されている。厚膜ヒューズ１１ａ、１１ａは導
体パターン１０、１０…により直列に接続され、その両
端にＰＣＴ抵抗体５、５…のものとは別の端子６、６が
形成されている。第２の実施例の場合は過熱検知用温度
センサと厚膜ヒューズとは制御回路の別々の過熱検知回
路に接続される。

【００２１】図３は本発明を適用した過熱検知用温度セ
ンサの第３の実施例を示す正面図である。この例は図１
に示す第１の実施例において、ＰＣＴ抵抗体５ａ、５ａ
…の一部をＰＣＴ抵抗体５ａとは異なる温度抵抗特性を
示すＰＣＴ抵抗体５ｂ、５ｂで置き換えたものである。
ＰＣＴ抵抗体としては、図１０に示すように、例えば約
９０℃から約１２０℃の範囲に亘って抵抗が急激に増大
する異なる閾値温度を有するものを得ることができる。

【００２２】図４は本発明を適用した過熱検知用温度セ
ンサの第４の実施例を示す正面図である。この例は図２
に示す第２の実施例において、ＰＣＴ抵抗体５ａ、５ａ
…の一部をＰＣＴ抵抗体５ａとは異なる温度抵抗特性を
示すＰＣＴ抵抗体５ｂで置き換えたものである。

【００２３】図５は本発明を適用した過熱検知用温度セ
ンサの第５の実施例を示す正面図である。この例は図１
に示す第１の実施例と同様のものにおいて、複数の厚膜
ヒューズ１１ａ、１１ａ…の一部を厚膜ヒューズ１１ａ
とは異なる遮断温度の厚膜ヒューズ１１ｂで置き換えた
ものである。

【００２４】図６は本発明を適用した過熱検知用温度セ
ンサの第６の実施例を示す正面図である。この例は図２
に示す第２の実施例と同様のものににおいて、複数の厚
膜ヒューズ１１ｂ、１１ｂ…の一部を厚膜ヒューズ１１
ｂとは異なる遮断温度の厚膜ヒューズ１１ａで置き換え
たものである。

【００２５】図７は本発明を適用した過熱検知用温度セ
ンサの第７の実施例を示す正面図である。この例は図１
に示す第１の実施例と同様のものににおいて、複数の厚
膜ヒューズ１１ａ、１１ａ…の一部を厚膜ヒューズ１１
ａとは異なる遮断温度の厚膜ヒューズ１１ｂで置き換
え、さらに、ＰＣＴ抵抗体５ａ、５ａ…の一部をＰＣＴ
抵抗体５ａとは異なる温度抵抗特性を示すＰＣＴ抵抗体
５ｂで置き換えたものである。

【００２６】図８は本発明を適用した過熱検知用温度セ
ンサの第８の実施例を示す正面図である。この例は図２
に示す第２の実施例と同様のものににおいて、複数の厚
膜ヒューズ１１ｂ、１１ｂ…の一部を厚膜ヒューズ１１
ｂとは異なる遮断温度の厚膜ヒューズ１１ａで置き換
え、ＰＣＴ抵抗体５ａ、５ａ…の一部をＰＣＴ抵抗体５
ａとは異なる温度抵抗特性を示すＰＣＴ抵抗体５ｂで置
き換えたものである。

【００２７】図１１および図１２にこの発明のヒューズ
機能付き過熱検知用温度センサの適用例を示す。図１１
に示す給湯器１３は図２１に示す給湯器１３と同様のも
のであり、その背面パネル３には図２２に示す第７の実
施例のヒューズ機能付き過熱検知用温度センサが用いら
れる。すなわち、過熱検知用温度センサの基板４は図１
１に示す給湯器１３の背面パネル３に貼着される。な
お、背面パネル３は熱交換器２とケーシング１の間に配
置されており、ケーシング１の過熱を防止する。図に示
す端子６、６はリード線により制御部８に接続されてい
る。熱交換器２のガスバーナに供給するガスの配管には
図示していない電磁弁が設けられている。熱交換器２が
異常過熱状態となると、ＰＴＣ抵抗体５ａまたは５ｂが
高抵抗となり、あるいは厚膜ヒューズ１１ａまたは１１
ｂが遮断して制御部８がそれを検知する。そして、電磁
弁を閉じて燃焼を停止させる。

【００２８】図１３乃至図１５にこの発明のヒューズ機
能付き過熱検知用温度センサの他の適用例を示す。図１
３（ａ）に示すファンヒータ１４には温風吹出し口１４
ａ、１４が正面に配置されている。図１３（ｂ）に示す
燃焼機１４ｃはファンヒータ１４の内部に配置されてお
り、その温風吹出し口１４ｂの位置は温風吹出し口１４
ａの位置に対応するように配置されている。燃焼機１４
ｃの正面には図１５に示すヒューズ機能付き過熱検知用
温度センサの基板４が貼着されている。このヒューズ機
能付き過熱検知用温度センサは第４の実施例と同様のも
のである。その〜の端子は夫々図１４に示す制御ユ
ニット１５の〜の端子に接続されている。

【００２９】制御ユニット１５において、ＰＣＴ抵抗体
５ａまたは５ｂの抵抗上昇が比較器１６で検出され、遮
断回路１７を介して制御回路１８を動作させ、図示して
いないガス配管の電磁弁の給電を停止させる。また、厚
膜ヒューズ１１ｂ、１１ｂのいずれかが過熱により遮断
されると、リレー２０のコイルに電源回路１９からの給
電が停止し、制御回路１８の電源が切られる。この場合
も電磁弁の給電を停止させる。電磁弁は電源がオフとな
るとガス供給を遮断し、バーナが消火される。

【００３０】図１６乃至図１８にこの発明のヒューズ機
能付き過熱検知用温度センサのさらに他の適用例を示
す。図１６に示すガスコンログリル２１の内部には図１
７に示す燃焼機２２が収納されている。燃焼機２２の正
面には図１８に示すヒューズ機能付き過熱検知用温度セ
ンサの基板４が貼着されている。このヒューズ機能付き
過熱検知用温度センサは第５の実施例と同様のものであ
る。その端子６、６は図示していない制御回路に接続さ
れており、いずれかのＰＣＴ抵抗体５ａの抵抗が上昇
し、あるいは厚膜ヒューズ１１ａ、１１ｂのいずれかが
遮断すると制御回路はガス配管の電磁弁を遮断する。

【００３１】図１９および図２０にこの発明のヒューズ
機能付き過熱検知用温度センサのさらに他の適用例を示
す。図１９に示すガスコンロ２３のバーナ周囲の円筒状
の壁面には図２０に示すヒューズ機能付き過熱検知用温
度センサの基板４が貼着されている。このヒューズ機能
付き過熱検知用温度センサは第３の実施例と同様のもの
である。その端子６、６は図示していない制御回路に接
続されており、いずれかのＰＣＴ抵抗体５ａ、５ｂの抵
抗が上昇し、あるいは厚膜ヒューズ１１ａ…のいずれか
が遮断すると制御回路はガス配管の電磁弁を遮断する。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のヒューズ
機能付き過熱検知用温度センサによれば、場所により異
常温度の異なる燃焼機器に対して、夫々の場所に適した
温度特性の厚膜ＰＣＴ抵抗体や厚膜ヒューズを１枚の基
板上に形成するので、２重の安全性を簡単な構成で確保
することができる。

【００３３】また、厚膜ＰＣＴ抵抗体として樹脂カーボ
ン系抵抗体を用いた場合、櫛形電極を採用することで、
制御部の扱いやすい抵抗値とすることができ、また、低
抵抗の厚膜ヒューズとの直列回路が使用可能となり、異
常検知回路をより簡単に構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例であるヒューズ機能付き
過熱検知用温度センサをを示す正面図である。

【図２】本発明の第２の実施例であるヒューズ機能付き
過熱検知用温度センサをを示す正面図である。

【図３】本発明の第３の実施例であるヒューズ機能付き
過熱検知用温度センサをを示す正面図である。

【図４】本発明の第４の実施例であるヒューズ機能付き
過熱検知用温度センサをを示す正面図である。

【図５】本発明の第５の実施例であるヒューズ機能付き
過熱検知用温度センサをを示す正面図である。

【図６】本発明の第６の実施例であるヒューズ機能付き
過熱検知用温度センサをを示す正面図である。

【図７】本発明の第７の実施例であるヒューズ機能付き
過熱検知用温度センサをを示す正面図である。

【図８】本発明の第８の実施例であるヒューズ機能付き
過熱検知用温度センサをを示す正面図である。

【図９】同ヒューズ機能付き過熱検知用温度センサの作
用を説明するための図である。

【図１０】同ヒューズ機能付き過熱検知用温度センサに
用いられたＰＣＴ抵抗体の温度抵抗特性の例を示す図で
ある。

【図１１】図１１（ａ）は本発明が適用された給湯器を
一部部材を透視して示す背面図、図１１（ｂ）は同給湯
器を一部部材を透視して示す側面図である。

【図１２】同給湯器に用いられたヒューズ機能付き過熱
検知用温度センサをを示す正面図である。

【図１３】図１３（ａ）は本発明が適用されたファンヒ
ータを示す斜視図、図１３（ｂ）は同ファンヒータの部
分を示す斜視図である。

【図１４】同ファンヒータの制御回路を示すブロック図
である。

【図１５】同ファンヒータに用いられたヒューズ機能付
き過熱検知用温度センサをを示す正面図である。

【図１６】本発明が適用されたガスコンログリルを示す
斜視図である。

【図１７】同ガスコンログリルの部分を示す斜視図であ
る。

【図１８】同ガスコンログリルに用いられたヒューズ機
能付き過熱検知用温度センサをを示す正面図である。

【図１９】本発明が適用されたガスコンロを示す斜視図
である。

【図２０】同ガスコンロに用いられたヒューズ機能付き
過熱検知用温度センサをを示す正面図である。

【図２１】図２１（ａ）は従来の過熱検知用温度センサ
を用いた給湯器を一部部材を透視して示す背面図、図２
１（ｂ）は同給湯器を一部部材を透視して示す側面図で
ある。

【図２２】同給湯器に用いられた過熱検知用温度センサ
をを示す正面図である。

【図２３】従来の温度ヒューズを用いた給湯器の例を示
す正面図である。

【符号の説明】

１ケーシング２熱交換器、２ａ水管３背面パネル４基板５、５ａ、５ｂＰＴＣ抵抗体６端子７リード線８制御部９ａ櫛形電極１０導体パターン１１ａ、１１ｂ厚膜ヒューズ１２温度ヒューズ１３給湯器１４ファンヒータ、１４ａ、１４ｂ温風吹出し口、１
４ｃ燃焼機１５制御ユニット１６比較器１７遮断回路１８制御回路１９電源回路２０リレー２１ガスコンログリル２２燃焼機２３ガスコンロ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１枚の基板の表面に１対の櫛形電極に接
続された厚膜ＰＴＣ抵抗体を１ないし複数個付設し、前
記基板に１対の電極に接続された厚膜ヒューズを１ない
し複数個付設し、前記厚膜ＰＴＣ抵抗体および厚膜ヒュ
ーズを前記基板上に形成された導体パターンで直列に接
続したことを特徴とするヒューズ機能付き過熱検知用温
度センサ。
【請求項２】１枚の基板の表面に１対の櫛形電極に接
続された厚膜ＰＴＣ抵抗体を１ないし複数個付設して前
記基板上に形成された導体パターンで直列に接続し、前
記基板に１対の電極に接続された厚膜ヒューズを１ない
し複数個付設して前記基板上に形成された導体パターン
で直列に接続したことを特徴とするヒューズ機能付き過
熱検知用温度センサ。
【請求項３】前記厚膜ヒューズの断線温度を前記厚膜
ＰＴＣ抵抗体の抵抗値が急上昇する閾値温度より高く設
定した請求項１または２のヒューズ機能付き過熱検知用
温度センサ。
【請求項４】複数の異なる温度抵抗特性を有する材質
の厚膜ＰＴＣ抵抗体が付設された請求項１または２のヒ
ューズ機能付き過熱検知用温度センサ。
【請求項５】複数の異なる断線温度を有する厚膜ヒュ
ーズが付設された請求項１または２のヒューズ機能付き
過熱検知用温度センサ。
【請求項６】複数の異なる温度抵抗特性を有する材質
の厚膜ＰＴＣ抵抗体および複数の異なる断線温度を有す
る厚膜ヒューズが付設された請求項１または２のヒュー
ズ機能付き過熱検知用温度センサ。
【請求項７】前記厚膜ＰＴＣ抵抗体およびを厚膜ヒュ
ーズを厚膜印刷法により基板上に形成した請求項１から
６のいずれかに記載したヒューズ機能付き過熱検知用温
度センサ。
【請求項８】前記基板を樹脂製シートで形成した請求
項１から７のいずれかに記載したヒューズ機能付き過熱
検知用温度センサ。