JPS63241832A - 温度センサ - 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〕 この発明は温度を検知する温度センサに係り、特にセン
サエレメントとして形状記憶合金等を使用した温度セン
サに関する。

〔従来の技術〕

形状記憶合金は変態温度に達すると、記憶している形状
に変化することから、この形状変化を利用して電気接点
を作動させる温度センサが、従来より開発されている。

しかしながら従来の温度センサは、単に電気接点の開閉
のみに作用するものであり、リミットスイッチを作動さ
せたりあるいは作動後にリセットさせるようなものは開
発されていない。このため、変態による形状変化を制御
するのが難しかったり、元の形状に復元させるのに手間
がかかったりする等の問題点があった。

そこでこの発明は、形状記憶合金をセンサエレメントと
して使用し、リミットスイッチのＯＮ。

ＯＦＦ作動を可能とした温度センサを提供することを目
的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するためこの発明は、所定の温度を変態
点としてばね力を有するように形状変化するセンサエレ
メントと、このセンサエレメントに係合して当該センサ
エレメントの形状変化に追従して変位する片持ちレバー
と、この片持ちレバーの変位を受けるようにリミットス
イッチに取付けられ、かつ変位によってリミットスイッ
チを作動させるように変化するばね状のスイッチ部材と
、片持ちレバーに係合しセンサエレメントの形状を復元
させるリセット部材とを備えることを特徴としている。

〔作用〕

形状記憶合金等の変態温度以上になるとセンサエレメン
トが形状変化し、レバーを介してスイッチ部材がリミッ
トスイッチの電気接点を開成もしくは開成し、温度検出
を行う。センサエレメントは形状変化によるばね力を有
しており、スイッチ部材のばね力とカウンタバランスす
るためリミットスイッチの作動状態が維持される。リセ
ット部材はセンサエレメントを復元させる場合に作用す
る。

〔実施例〕

以下、この発明を図示する実施例を参照して具体的に説
明する。

第１図はこの発明の一実施例の断面図でおり、第２図は
その作動を示す断面図である。ケース１内にリミットス
イッチ２と、コイル状のセンサエレメント３とが設けら
れている。センサエレメント３は形状記憶合金からなる
線材をコイルばね形状に巻回することにより成形されて
おり、下端部はケース１に固定され、上端部はレバー４
の先端側に掛止されている。このセンサエレメント３に
は所定温度（例えば８０℃）を変態点とした合金が使用
され、変態点以上に達するとコイル長が縮む方向に形状
変化するよう記憶させである。従ってセンサエレメント
３は形状変化によってばね力を有するようになっている
。上記レバー４は基端部がケース１に回動可能に支持さ
れており、その中間部分に後述するリセット部材５の軸
部が挿通する挿入穴４ａが形成されている。そのレバー
４の先端側にはセンサエレメント３の上端部が掛止され
ているため、変態点以上でコイル長が縮む方向にセンサ
エレメント３が形状変化すると、基端部を中心として反
時計方向に回動するように変位する。

上記リミットスイッチ２は内部に電気接点（図示せず）
が設けられてスイッチング作動し、この電気接点を開閉
させるボタン６が上端面に上下動可能に取り付けられて
いる。このリミットスイッチ２の上端面にはばね板又は
ばね棒からなるスイッチ部材７が取り付けられており、
スイッチ部材７は上端部がレバー４の下面に近接するよ
うに斜め上方に延びている。かかるスイッチ部材７は通
常の状態ではボタン６と接することがないが、センサエ
レメント３の形状変化によってレバー４が下方向に変位
すると、レバー４の押圧を受けて屈曲してボタン６を押
圧し、これによりリミットスイッチ２が作動する。

上記リセット部材５はケース１に対して上下動可能に取
り付けられており、レバー４の挿入穴４ａ内に挿通され
る軸部５ａと、軸部５ａの上端部に取り付けられてケー
ス１外方に扱き出されたノブ８とを備えている。この軸
部５ａには第１図（Ｃ＞示すように、変態温度以上に加
熱されたときセンサエレメント３が変形する方向（縮む
方向）とは逆゛方向に附勢するカウンタースプリング１
１を設けてもよい。この場合、変態温度以下でわざわざ
リセット部材５のノブ８を持ち上げてリセットする必要
はない。また、軸部５ａの下端部はレバー４の挿入穴４
ａからの抜は止めのため、挿入穴４ａよりも大径の鍔状
に成形されている。なお、図中の符号９，９はリード線
でおり、符号１０゜１０はターミナルであり、図示しな
いブザー等の警報器とリミットスイッチ２とを接続する
ために装着されている。

次に、上記実施例の作動を説明する。

第１図（Ａ）は温度検出前の状態であり、レバー４とス
イッチ部材７とが離れていると共に、スイッチ部材７と
ボタン６とが離れており、リミットスイッチ２は作動す
ることができない。温度がセンサエレメント３の変態点
以上に達すると、センサエレメント３はそのコイル長が
縮む方向に形状変化するため、レバー４が下方向に変化
する。

これにより第１図ＣＢ＞のように、レバー４がスイッチ
部材７の上端部を押圧して、これを同方向に屈曲させる
からスイッチ部材７がボタン６を押圧し、これによりリ
ミットスイッチ２を作動させる。

温度が上昇中はセンサエレメント３がざらに縮むように
形状変化するが、ボタン６に当接したばね状のスイッチ
部材７の反力によって停止する。

従って、変態温度以上ではセンサエレメント３にはスイ
ッチ部材７の反力が常に作用しているが、形状変化によ
ってセンサエレメント３はばね力を有しており、このば
ね力とスイッチ部材７のばね力とがカウンターバランス
して平衡状態となっているから、ボタン６を押圧する状
態が継続する。

なお、第１図（８）における二点鎖線はセンサエレメン
ト３が完全に形状変化した場合のレバー４の位置を示し
ており、スイッチ部材７による反力が作用しない場合に
このように変化する。従って、レバー４の実線状態と二
点鎖線の状態の高ざの差がスイッチ部材７による反力で
ある。

このようなスイッチ部材７を押圧する状態は温度が変態
点以下になっても継続しており、次に、これをリセット
するには、リセット部材５のノブ８を持ち上げて、その
軸部５ａを上昇させることにより行う。この上昇により
軸５ａの下端部はレバー４を押し上げるから、レバー４
に上端部が掛止されたセンサエレメント３は塑性変形を
生じてコイル長が延びると共に、レバー４によって押圧
されていたスイッチ部材７はそのばね力でボタン６から
離れ、リミットスイッチ２がリセットされる。なお、こ
のリセット部材５はノブ８がケース１外に恢き出されて
いるから、ノブ８を押し込むことによりリミットスイッ
チ２の作動チェックをすることが可能でおる。

ところで、スイッチ部材７は、そのばね力を形状記憶合
金から成るセンサエレメント３が変態温度以下で当初の
形状（伸びた状態）に変形できる程強力で、かつ、変態
温度以上に加熱されたとき生ずる復元力より小ざいもの
であるように構成してもよい。この場合変態温度以下で
あってもわざわざリセット部材５のノブ８を持ち上げて
リセットする必要はなく、リセット部材５はリミットス
イッチ２の作動チェック及び、スイッチ部材７がジャム
状態に陥った場合の強制リセット手段としての機能を有
する。

次に、本発明の第２実施例を説明する。

第２図は第２実施例の断面図であり、上記実施例と同一
の要素は同一の符号で対応させておる。

この実施例では、センサエレメント３に「り」字形に屈
曲された板ばね状の形状記憶合金形が使用されている。

そのセンサエレメント３は下部の屈曲刃３ａがケース１
にねじ止めされており、上部の屈曲刃３ｂがレバー４の
上面に接触するように取り付けられている。また、変態
点以上では２辺３ａ、３ｂの屈曲角θが小さくなるよう
に形状が記憶されており、変態点以上の温度になると同
図矢印方向に変形するからレバー４を介してスイッチ部
材７がボタン６を押圧し、リミットスイッチが作動する
。このようなスイッチ部材７を押圧する状態は温度が変
態点以下になっても継続しており、次に、これをリセッ
トするには、リセット部材５のノブ８を持ち上げて、そ
の軸部５ａを上昇させることにより行う。この上昇によ
り軸５ａの下端部はレバー４を押し上げるから、レバー
４の上面に接触するように取り付けられているセンサエ
レメント３は塑性変形を生じ屈曲角θが大きくなると共
に、レバー４によって押圧されていたスイッチ部材７は
そのばね力でボタン６から離れ、リミットスイッチ２が
リセットされる。なお、第１実施例で説明したようにス
イッチ部材７のばね力は、センサエレメント３が変態温
度以下で当初形状（屈曲角が大きい状態）に変形できる
程強力で、かつ、変態温度以上に加熱されたときに生ず
る復元力より小さいものであってもよい。この場合変態
温度以下でおってもわざわざリセット部材５のノブ８を
持ち上げてリセットする必要はなく、リセット部材５は
リミットスイッチ２の作動チェック及びスイッチ部材７
が引掛かった場合の強制リセット手段としての機能を有
する。

さらに第１図（Ｃ）で示すように、カウンタスプリング
１１を応用することもできる。この場合、変態温度以下
でわざわざリセット部材５のノブ８を持ち上げてリセッ
トする必要がないという利点がある。この実施例のもの
では形状記憶合金を用いているが、バイメタルの如きも
のをも用いることができる。この場合、温度が下がれば
バイメタルの性質から屈曲角θは大きくなる為、わざわ
ざリセット部材５のノブ８を持ち上げてリセットする必
要がない、という利点がある。従って、この場合リセッ
ト部材５は前記同様リミットスイッチ２の作動チェック
及びスイッチ部材７が引掛かった場合の強制リセット手
段としての機能を有する。

以上、説明した第１および第２実施例の温度センサは例
えば工場内のバスダクトに装着されて使用される。すな
わちバスダクトの内部には電線ケーブルが通っており、
何らかの異常で電線ケーブルが発熱した場合に、その温
度異常を検知するものである。

この場合、リミットスイッチ２の出力端は工場内の監視
室の管制盤等に接続されており、温度センサが温度異常
を検出すると、管制盤に警報を発する。この発明はセン
サエレメント３とスイッチ部材７がカウンターバランス
し、リセットするまではリミットスイッチ２が作動する
から、バスダクト内の温度が変態温度以下となっても警
報は続行される。従って一旦、異常となった場合にはそ
の修復が終了するまで警報が発せられるから、安全性が
向上する。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々
の変形が可能である。

例えば、センサエレメントは形状記憶合金やバイメタル
に限られるものではなく、変態温度に達したとき所定の
変位が生じるものであればいかなるものでもよい。また
、センサエレメントの形状も、図示のものに限られない
。

〔発明の効果〕

以上のとおりこの発明は、ばね力を有するように変化す
る形状記憶合金をセンサエレメントとし、このセンサエ
レメントとカウンターバランスするばね性のスイッチ部
材を設けたからリミットスイッチを組み込むことができ
、しかもリセット部材によってセンサエレメントの形状
を復元させるようにしたからサイクル使用が可能で、チ
ェックも可能となる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の断面図、第２図は第２
実施例の断面図である。 ２・・・リミットスイッチ、３・・・センサエレメント
、４・・・片持ちレバー、５・・・リセット部材、７・
・・スイッチ部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の温度を変態点としてばね力を有するように形
   状変化するセンサエレメントと、このセンサエレメント
   に係合して当該センサエレメントの形状変化に追従して
   変位する片持ちレバーと、 この片持ちレバーの変位を受けるようにリミットスイッ
   チに取り付けられ、かつ前記変位によってリミットスイ
   ッチを作動させるように変化するばね状のスイッチ部材
   と、 前記片持ちレバーに係合し前記センサエレメントの形状
   を復元させるリセット部材と を備えることを特徴とする温度センサ。 ２、前記センサエレメントがコイル状に巻回された形状
   記憶合金で形成されている特許請求の範囲第１項記載の
   温度センサ。 ３、前記センサエレメントが「く」字形に屈曲された板
   ばね状の形状記憶合金又はバイメタルで形成されている
   特許請求の範囲第１項記載の温度センサ。