JPS59100920A - 機械的制御型電子サ−モスタツト装置 - 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】 本発明は電子サーモスタット装置に関し、更に詳しくは
機械的に設定し得る電子サーモスタット装置に関する。

近年温度センサとしてバイメタルを用いた眠気機械式の
サーモスタット装置は電子式サーモスタット装置に敗っ
て代られてきている。電子式サーモスタット装置は現在
温度上ンサとしてサーミスタを使用している。これはブ
リッジ回路の抵抗調整による較正を必要とする。この棟
のサーモスタット装置に対するセットポイントは機械的
摺動子を動かして可変抵抗を調整する仁とによって通常
与えられる。セットポイント用に用いられる可変抵抗を
安定に保つという亜要な問題かめる。摺動動作が長期間
にわたるとその抵抗値は変わることがあるため較正の信
頼度が変わる。

また、サーモスタット装置の較正は側倒点温度とこの種
のサーモスタット装置で普通用いられる通常のバイメタ
ル温度インジケータとの間に目につく程の食違いが生じ
ないよう十分に正確でなくてはならない。

本発明は温度を側斜するため、例えＶま、バイメタルの
如き機械的温度インジケータり相対装置を電気的に検出
するもＱであり、まだ同時に同一の温度目盛を用いたセ
ットポイントインジケータの位置を検出するものである
。バイメタルは温度を検出すべく設けられ、める−尾の
半径のところに分離して設けられた２つの導電領域ｔ−
ｔ−の表面に自する円盤状の絶縁部材に対し一般に平行
に回転する。導電領域はレバーすなわちポインタと関連
した小さな非導電領域によって分離される。そしてこの
ポインタは特定の温度の設定のためＭｉＪ記絶縁部材を
回転させてＡ節するのに用いられる。前記し・パーすな
わちポインタは一厩をμ出するのに用いられるバイメタ
ルがそうであるように目盛と協働する。

交番電圧出力を射する発振器が設けられ、その出力電圧
は一方の導電領域とは直結され、他方の導電領域とは１
８０度たけ電圧を反転させるノットゲートを介して接続
される。このよりにして２つの導電領域面は１ｓｏｃｕ
相の異なる電圧によって躯勅される。これらの導電領域
と・くイメタルのポインタとで差動的に１作する２個の
キャノ々シタが形成される。キャノξシタの出力は、前
記バイメタルのポインタすなわちインジケータか回転絶
縁部材の相対位置によって検出されるセットポイントよ
シ高いのか低いのかを表示すべく位相弁別回路に接続さ
れる。

位相弁別回路の出力電圧は遍歴に増幅された後通常の加
熱または冷却装置を制御するのに用いられる。

上述した構成によシ、同一の目盛は温度の設定に用いら
れる。−ｆニジて装置がバランスしているときには設定
温度は表示される温糺にニ致する。更に、バイメタル（
機械的な温度指示手段）と４邂領域面間には機械的な摩
耗は生じないので時間に伴う較正の液比化生じさせるも
のはない。

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

＠１図は回転可能な絶縁部拐■千面図で、図において町
＃絶縁手段ｌＯは、特に回転可能な絶縁部材として４ス
され、例えばプラスチックやセラミックの如き任意の絶
縁材料から作られる。この部材の上には半円形状をした
２つの導電板または導電領域がと（に設けられ、これら
２つの導電領域１１と１２は非導電領域１３により分離
される。

導電領域１１と１２は、部材１０にメッキにより設けて
もよいし、絶縁部材１ｏの所定の位置に個別の導電領域
を固着あるいは他の方法で収）付けてもよい。

絶縁部材１０は、また、２つり異った機能を果す突出部
１４を有する。この突出部１４は温度指示手段として機
能すると同時に第３図に開示の実施し！Ｉにおける可動
絶縁手段１ｏケＷ半するための置駒なハンドルすなわち
部材でもある。

第１図において非導電領域１３は導電領域ｌｌおよび１
２間にあって傾斜し／ヒ非導電領域として特に示されて
いる。この２つの導電領域１１および１２間の非導電頃
域１３の頌＠は所望の比例制？ｍ鼠に応じてＡ整される
。

第２図は回転軸心１７と温度指示手段すなわち、レバ一
手段１４を示す可動絶縁手段１ｏの則面図である。図示
の四部２ｏは第３図に／Ｊりずように取付けられるバイ
メタルアッセンブリへ（１）　＊　擦軸受支持となる。

帆３図には機械的に制御される電子サーモスタット装置
１９の＠川ならびに信号贅合（コンディショニング）回
路が示される。可動絶線手段、し０えば、回転絶縁手段
１０が再び開示され、一対の導巌２１および２２に接続
された導電領域１１および１２を有している。

導線２１および２２は可撓導線でもよいしあるいは導電
領域１１および１２に接続されるすべり線でもよいが、
＠度セットポイント指示手段１４が目盛２３を用いて手
動調節される度に回転絶縁部材ｌＯが軸心１７を中心と
して回転するのを許う−ものでめれはよい。

目盛２３は、サーモスタット装置１９の設計によシ華氏
または摂氏の温度目盛である。

導線２１と２２は２４で示す発振８器に接続される。発
振器２４は出力導線２５を有し、この出力導線２５は導
線２２と直結される。また、ノットゲート２４を介して
導線２１にも接続され、その結果発振器２４の磁圧は反
転される。開示された構成によυ発振器２４は導電領域
１１および１２に逆極性の交番電圧を与えること力；で
きる。発振器２４は典型的には第゛３図に開示のサーモ
スタット装置１９の内部にｆまれてなる電子回路の一部
でもよいし、電源の一部であってもよい。

−マタ、サーモスタットｆｆ装置１９の内含すにはらせ
ん形状を有する２ｚイメタル３０とポインタ部３１が設
けられ、導電領域１１．１２に近接し、力ｊつ、一般に
それらに平イテして機械的に動くことのできる温度感応
手段として動作する。

温度が変わると回転軸心１７につながれた。（イメタル
３０により温度感応手段すなわちポインタ部３１はサー
モスタット装置がさらされているところの温度に従って
回転して上方あるいは下方に動くことがわかろう。図示
の位置においては、温度感応手段すなわちポインタ部３
１はこの実施Ｉ９ｕでは傾斜していないスロットとして
示された非導直領域１３′上の真上にある。これはわが
シよくするためである。実際Ｖ）装置においては非導電
領域１３’ｉ’ｊ：、第１図に示すように比例帯を与え
るため傾斜している。

２つのキャノξシタは第３図に３３と３４で示される。

キャパシタ３３は温度感応手段３１と導電領域１１間の
容量である。これは空気コンデンサとして実現されここ
では温度感応手段３１は、金属からなシキャ・ゼシタの
一方の屯惟を形成する。

導電領域１１は＠２の、すなわち、他方Ｑ屯＠！、を形
成する。嘉２のすなわち、もう一つの可変キャノ々シタ
は３４で示され、温度感応手段３１の同一の導眠部は第
２の導電領域１２に対する空気コンデンサの電極として
動１・「する。

このようにして２つのキャパシタ３、うと３４が設けら
れ、回転絶縁手段１０が、Ｓイメタル３０に対して動か
されると差動的にその容量値が変わる。

指示調節手段１４を勅かすことによシ第３図に示される
容量の均等な配分を乱し得ることがわかろう。これと同
じ不平衡はバイメタル３０が図示の位置から温度Ｉ１１
！＋応手段３１を動かす温度の変化によって、駆動され
たときにも生ずる。

このようにして可動絶縁手段１０（７）機械的回転また
はサーモスタット装置の温度によシ差動的に変化する２
つのキャノξシタ３３と３４に不平衡が生ずることは明
らかである。

第３図の機械的に制御される電子サーモスタット装置１
９は一括して４０でボす増幅手段と一括して４１で示す
復調ならびに位相弁別器によシ完成される。この位相弁
別器は用い得る多くのものの１つに過ぎない。４６で示
されるものは酸化雀属半導体トランジスタで、増幅器４
７の正の入力端子に与えられる成立を制御する単極双投
のスイッチングｒｊｈ咋を行う。

このスイッチング動作は検出６鼠部材を駆動する発振器
によって制御されゆえ、増幅器４７の出力は直流電圧と
なシ゛、その直は容鰍噴の不平衡に依存する。位相弁別
器の直流信号は更に４２で増幅され、電子回路手段の出
力手段４３から出力信号として出力される。そして、出
力信号はキャノξシタ３３と３４の不平衡の度合を表わ
す。この装置は４５でグランドされる電源４４で完成す
る。

電源４４は、この電子サーモスタット装置における発振
器２４の電源手段に共用されてよい。

本究明は回転絶縁部材ｌＯで送付されるものとして°説
明してきたが、回転型ではなくて直線的に動く可動絶縁
手段ｌＯでも荏易に為し得るものである。列えば、可動
絶縁手段ｌＯは、矩形状ケしていておシ、そして導電領
域１１と１２は非導電領域１３によシ分離されてなるあ
シふれた方形状のものである。この場合絶縁手段１０の
動きは直線的である。

バイメタル３０のポインタ部の１ｍ　Ｋ感応手段３１に
対し直線動作を与える連結手段を有するバイメタルを用
いてそのような構造のものをつくること１−１：ＯＪ′
能である。

本発明について必要とされることは、絶縁部材が可動で
、かつ、非ＭＩＭＥ領域で分離される２つの導電領域を
有することである。本発明はバイメタルとレバーすなわ
ち連結手段型の動きから得られるように直線的に動作す
る導電部を有する濃度感し包手段を設けることによって
達成し得る。こり場合も、導電領域は逆極性の出力電圧
を有する父流信号源によって磁気的に駆動される。

本発明においては適当な機械的構造によシセットポイン
トレパー１４とバイメタルインジケータ：う１は同一の
温度目盛２３を用いることができる。

この設計手法によシセットポイントと隠［インジケータ
との追従の問題は存在しない。

また、容量結合の使用によシ機械的な摺動動作が要らず
、サーモスタット装置は機械的な故障や較正の変化を受
けない。一旦バイメタルのインジケータの較正を行えば
温度制御のだめの較正は完了する。

本発明における電気回路の性質によ＃）低コストで一体
構造とすることができ、非常にシンプル、かつ、安価な
設計からなる機械的に制御される電子サーモスタット装
置が実現できだ。上述したように設計は様々に変更可能
で、医えば、回転型の構造のものから直線型の構造のも
のとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の−削りｕとしての回転絶縁部材の平面
図、娼２図は第１図の部材の１１１１１面図、第３図は
機械的にｔｂＩＪ　ｎされる機械的なアラセンノリと眠
気回路の概略図である。 １０：回転絶縁部材、１１，１２：導電領域、１３：非
導電領域、１４：突出部、２３：目盛、２４：発振器、
３０：バイメタル、３１：ポインタ、４１：復調と位相
弁別回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 咽温度指示手段を有し、かつ、 非導電領域により相互に分離δれだ２つの導電領域を有
   する可動絶縁手段と、 互いに逆極性の出力電圧を出力し、その一方の極性のめ
   力也圧は前記導電領域の一方に接続され。 他方の極性の出力電圧は前記導電領域の他方に接続され
   てなる交流信号源と、 前記可動絶縁手段の近傍に設けられてなる温度目盛手段
   と、 前記可動絶縁手段の近傍に取付けられ、かつ、前記２つ
   の導電領域の近傍を幼く可動導電部を有し、このＯＴ　
   ＃　４屯部は前記２つの導電領域と差動的に可変の２つ
   のキャパシタを形成する温度感応手段と、 前記２つの可変キャパシタに接続するだめの接続手段を
   言泳前記父流信号源からの答緻結会屯圧を測定すること
   によって前記キャパシタの不平衡を測定しこの不平衡に
   対応した出力信号を出力する出力手段を有する電気回路
   手段とからなり、前記可動絶縁手段が可動せしめられる
   ことによって側倒温度が選定され、かつ、前記温度目盛
   手段と協働する前記温度指示手段によって与えられるこ
   とを特徴とする機械的側−型電子サーモスタット装置。