JP2000243199A - 密閉ケース開放保持サーモスタット - Google Patents

密閉ケース開放保持サーモスタット

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JP2000243199A
JP2000243199A JP2000010473A JP2000010473A JP2000243199A JP 2000243199 A JP2000243199 A JP 2000243199A JP 2000010473 A JP2000010473 A JP 2000010473A JP 2000010473 A JP2000010473 A JP 2000010473A JP 2000243199 A JP2000243199 A JP 2000243199A
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resistor
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case
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Omar R Givler
オマール・アール・ギブラー
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Portage Electric Products Inc
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ＰＴＣ抵抗器を使用せず、従来の抵抗器を使用
する密閉ケース開放保持サーモスタットを提供するこ
と。 【解決手段】抵抗器３４はブレード２０の第１の端に装
着される。抵抗器はカバープレート１４と、ケース１２
の密閉された内部内のブレード２０間に配置される。抵
抗器３４はカバープレート１４とブレード２０間で電気
接続されるように、カバープレート１４に面して当接す
る第１の側面と、ブレードに面して当接する第２の側面
とを有する。ブレード２０の第２の端が第１の位置から
第２の開放位置へと移動する時、カバープレート１４と
ブレード２０に印加される負荷電流が取り除かれるま
で、ブレードの第２の端を第２の位置に維持するために
抵抗器を流れている電流によって、充分な熱量が発生さ
れるように抵抗器が充分な抵抗を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的に電気回路に
おいて使用されるバイメタルサーモスタットに関する。
より詳細には、本発明は密閉されたケースサーモスタッ
トに関し、サーモスタットが開放位置へと機敏に動いた
後、装置に供給される電力が切られるか、取り除かれる
まで、サーモスタットは開放位置に留まる。
【０００２】
【従来の技術】サーモスタットはバイメタルブレードを
使用し、それは基本的に互いに積層された異なる膨張係
数を有する２つの金属ストリップである。周囲温度の上
昇につれて、ブレードは高い方の膨張係数を有する材料
を含む側から反れて曲がるであろう。いわゆるスナップ
作用のブレードの場合、ブレードは、上昇した温度に応
じた曲げが漸進的ではなく、しきい値温度が達成される
と突然曲げが発生するように形成された中間部を伴って
成形される。このように、ブレードはその曲げ位置へと
「機敏に動く」（スナップ−ぴしっと動くこと−）であ
ろう。
【０００３】市販のサーモスタットでは、これらのバイ
メタルブレードは、バイメタルブレードが曲がった時に
電気接合の入切が行われるように、ケースに組み込まれ
る、及び／または別の接点に隣接して置かれる。このタ
イプのサーモスタットは広い応用範囲を有しているが、
最近ではこれらのサーモスタットを比較的コンパクトに
作ることができる能力のために、電子工学産業において
広範囲に使用されている。
【０００４】最近では、一部のモータや変圧器・家庭用
器具等のために新しい基準が設けられ、装置が過熱した
場合、過熱状態に達すると同時に、装置内に装着されて
いるサーモスタットが開・閉位置へと機敏に動き、その
後何らかの方法で装置の電源が切られるまで開放位置に
留まることが要求される。
【０００５】Ｇｅｒｓｏｎの米国特許第４，７０３，２
９８号はセラミックＰＴＣ材料で作られたセラミック装
着ピン４、５を含むサーモスタットを開示している。こ
のサーモスタットは囲まれていない装置であり、従って
周囲の条件に曝される。２個の金属接点担体２、３が平
行ピン４、５に締め付けられる。担体２、３はピン４、
５上で互いに対して選択的に移動でき、特殊な回路開放
温度のためにサーモスタットを調節することができる。
担体２、３がピン４、５に対して動けるようにサーモス
タットは囲まれていないことが必要である。使用に際し
て、バイメタル７が開放位置へと動くと、温度は、ＰＴ
Ｃ材料の抵抗がかなりのものであると、現在ピンを通っ
て流れている電流が担体２、３間で回路を開いたままに
するのに充分な熱を発生させる程度のものになる。この
温度におけるピンの選択的な比抵抗と共に、この電流
は、サーモスタットによってモニターされる周囲温度が
その初期レベルまたは通常のレベルに戻ることがあって
も、そのリセット温度より高い温度にバイメタル７を維
持するのに充分である。このように、回路から切断され
ているので、リセットすることができるようになるまで
サーモスタットが開かれたままであり、それによって熱
源が取り除かれ、リセット温度より低い温度であるので
バイメタル７は閉じられた接点位置へと機敏に動くこと
ができる。
【０００６】Ｖｉｎｄの米国特許第３，５２５，９１４
号は、バイメタルストリップの内面１９、２０間に装着
されているセラミックＰＴＣ熱抵抗器１４を含むサーモ
スイッチを開示している。同様に、Ｈｏｆｓ▲ａ▼ｓｓ
の米国特許第５，３０９，１３１号は固定接点６と可動
接点７間に装着されたＰＴＣ抵抗器２の利用を開示して
いる。これら全ての開示では、スイッチが開かれている
か、閉じられているかに関わらず、電流はＰＴＣ抵抗器
を通って流れる。ＰＴＣ抵抗器の抵抗は周囲温度の上昇
と共に上昇する。Ｖｉｎｄ、Ｈｏｆｓ▲ａ▼ｓｓ及びＧ
ｅｒｓｏｎのスイッチは、周囲温度がリセット温度より
高くなった時に開く。各々の特許におけるＰＴＣ抵抗器
は、スイッチを開放状態に維持するために温度がリセッ
ト温度より高くなるように、充分な熱量を発生させるよ
うに設計されている。このように、 Ｖｉｎｄ、Ｈｏｆ
ｓ▲ａ▼ｓｓ及びＧｅｒｓｏｎのスイッチは、負荷電流
が取り除かれるまで開かれたままである。
【０００７】ＰＴＣ抵抗器は、周囲温度がしきい値より
低くなった時に比較的低い抵抗を有するように設計され
ている。このように、スイッチが閉じられている時、電
流がＰＴＣ抵抗器を通って流れるが、抵抗が比較的低い
ので、サーモスタットの温度を作動レベルまで上昇させ
るのには不充分な熱量しか発生されない。周囲温度が所
定点より上に上昇した時にのみ、充分な熱を発生させる
のに充分なＰＴＣの抵抗となる。
【０００８】多くの用途について、サーモスタットの効
率的な操作を保証するために、サーモスタットを封入
し、局部的な周囲の状態から密閉されることが望まし
い。密閉されたサーモスタットは、業界で公知のように
（例えば、米国特許第３，４４３，２５９号及び３，２
２３，８０８号明細書を参照。これらの特許の開示は参
照してここに組み込まれる）、所定の位置においてケー
スを歪ませることによって、特定の回路開放温度のため
に較正または調節することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように、本発明の
目的は密閉ケース開放保持（sealed case hold open)サ
ーモスタットを提供することである。更に本発明の目的
は、従来の抵抗器を使用する密閉ケース開放保持サーモ
スタットを提供することである（つまり、本発明のサー
モスタットはＰＴＣ抵抗器を使用しない）。本発明で
は、スイッチが開放位置にある時にのみ、かなりの電流
が抵抗器を通って流れる。それに加えて、抵抗器により
発生される熱量は周囲温度に依存しない。当業界では、
従来の抵抗器がバイメタルブレードと固定ブレードまた
は電流の通じたケース間に電気接続されるような開放保
持サーモスタットについて必要としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の現在好適な実施
形態によれば、サーモスタットは電導性材料で作られる
外面を含むケースを具備する。カバープレートが電導性
材料で作られる。密閉された内部を限定するために、カ
バープレートがケースに接続される。カバープレートは
密閉された内部へと突出する接点を有する。接点はケー
スに対して固定され、内部接触位置を有する。絶縁体シ
ートがケースとカバープレート間に配置される。ブレー
ドが密閉された内部に配置される。ブレードの第２の端
が、接点の接触位置に当接する第１の位置と、接点の内
部接触位置から間隔をあけて配置される第２の位置との
間を移動する。抵抗器はブレードの第１の端に装着され
る。抵抗器はカバープレートと、ケースの密閉された内
部内のブレード間に配置される。抵抗器はカバープレー
トとブレード間で電気接続されるように、カバープレー
トに面して当接する第１の側面と、ブレードに面して当
接する第２の側面とを有する。ブレードの第２の端が第
１の位置から第２の開放位置へと移動する時、カバープ
レートとブレードに印加される負荷電流が取り除かれる
まで、ブレードの第２の端を第２の位置に維持するため
に現在抵抗器を流れている電流によって、充分な熱量が
発生されるように抵抗器が充分な抵抗を有する。所望で
あれば、バイメタル上の可動接点が回路閉鎖位置にある
この固定接点と係合するように、固定接点をカバープレ
ートに連合する電導ブレードに装着することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の上述および更なる目的や
特徴・利点は、特に様々な図において同様の成分を示す
ために同じ参照符号を使用した添付図面との関連で考慮
した時、その特定の実施形態に関する以下の詳細な説明
から自明となるであろう。
【００１２】図１及び２において、本発明の好適実施形
態によるサーモスタット１０の横断面図が示されてい
る。サーモスタット１０は外部ケース１２とカバープレ
ート１４とを具備する。カバープレート１４は密閉され
た囲い１６を限定するために、ケース１２に固定して接
続される。特にケースからカバープレートを絶縁するた
めに、絶縁体シート２８がカバープレート１４とケース
１２間に配置される。ケース１２は囲い１６の外部に第
１の端子端１８を有する。カバープレート１４は囲い１
６の外部に第２の端子端１９を有する。ケースとカバー
が電気的に「通じている」ように、ケース１２とカバー
プレート１４は各々電導材料（好ましくは金属）で作ら
れる。
【００１３】サーモスタットブレード２０はケース１２
内に挿入される。ブレード２０は第１の端２１と第２の
接触端２４とを有し、その両方がケース１２の内部に配
置される。ブレード２０はケース１２に対して移動す
る。ブレード２０の第２の端２４が第１の位置と第２の
位置間を移動する。第１の位置では、ブレード２０の第
２の端２４に配置された接点２５が、カバープレート１
４上に形成された（またはカバープレートに装着された
電導ブレード上に形成された）内側に突出する接点２６
と接触し、それによって端子端１８と端子端１９間に回
路を完成する（図３を参照）。サーモスタット内部が所
定の回路開放温度または作動温度に達したならば、ブレ
ード２０の接点２５がカバープレート１４の接点２６か
ら間隔が生じるように、ブレード２０の端２４は図１の
矢印Ａによって示される方向に第２の位置へと移動す
る。
【００１４】ブレード２０と、従ってケース１２とがカ
バープレート１４から電気的に絶縁されるように、絶縁
体シート２８がブレード２０とカバープレート１４間に
位置付けられる。絶縁体シート２８は２つの貫通孔３
０、３２を有する。第１の貫通孔３０はカバープレート
１４上の内側に向けられた第２の突起３６を受け入れる
ような大きさである一方、第２の貫通孔３２はブレード
２０の端２４に配置される接点２５を受け入れるような
大きさである。
【００１５】抵抗器３４はブレード２０の第１の端２１
に装着される金属クリップ２２に装着される。抵抗器３
４はカバープレート１４とブレード２０間で電気接続さ
れる。抵抗器３４は好ましくは約９０重量％のホウケイ
酸カルシウムガラスで作られ、残りが１０重量％未満の
二酸化ルテニウム粉末と１重量％未満の二酸化マンガン
である。図２に示すように、抵抗器３４は方形の箱形状
であることが好ましい。しかし乍ら、抵抗器３４は、例
えば円形のディスク形状等の他の形状であってもよい。
【００１６】操作に際して、２個の端子接点１８、１９
が周囲の回路系に接続される。例えば、ストーブ（料理
用レンジ）に装着される頭上換気扇等の装置にサーモス
タットを装着することができ、また周囲温度が所定のし
きい値温度を超えた場合、換気扇に対する負荷電流を切
断するためにも使用できる。換言すれば、サーモスタッ
トのまわりの周囲温度が上昇し、所定の作動温度に達す
ると、バイメタルブレード２０が固定接点２６から離れ
るように曲がり、ブレード２０の端２４にある接点２５
がカバープレート１４の接点２６から間隔が生じるよう
になり、２つの端子１８、１９間の回路を開く。従来
は、一旦周囲温度が作動温度より低いリセット温度以下
に下がると、接点２５が接点２６と接触するようにバイ
メタルプレート２０がカバープレート１４に向かって元
の位置へと曲がり、それによってもう一度回路を閉じ、
換気扇が操作するようになっていた。
【００１７】しかし本発明によれば、閉鎖位置で換気扇
とまた従って２つの端子１８、１９に印加される電流
が、ブレード２０の接点２５とカバープレート１４の接
点２６によって作られる電気通路を介してブレード２０
とカバープレート１４間を伝わる。この閉鎖位置では、
電流は接点２５、２６を通る最小の抵抗路を流れるであ
ろう。従って、その比較的高い抵抗のために、電流は基
本的に抵抗器３４を通っては流れない。しかし開放位置
では、接点２５、２６が互いに間隔が生じている。この
ように、２つの端子１８、１９に印加される電流が抵抗
器３４によって作られる電気路を介してブレード２０と
カバープレート１４間を伝わる。抵抗器３４は、ブレー
ドが開放位置へと動かされた時、ケース１２内の温度を
リセット温度以上に維持するために充分な熱量（例え
ば、１〜５ワット、好ましくは１〜３ワット）が抵抗器
によって発生するような充分なサイズと抵抗のものであ
る。このように、スイッチを介して換気扇をオフにする
ことによって、あるいは電線コードをはずす（つまり装
置のプラグを抜く）ことによって、換気扇に印加される
負荷電流が取り除かれるまで、ブレードは第２の開放位
置に維持される。その後、サーモスタットが次第に冷
え、周囲温度がリセットレベル以下に下がるとリセット
する。換気扇用のスイッチを再びオンにするか、電源コ
ードのプラグを差し込んで換気扇が通常の方法で操作す
るようにすることができる。
【００１８】本発明による密閉された電気の通じている
ケース開放保持サーモスタットの現在好ましい例示的な
実施形態を説明してきたが、ここに記載した教示に照ら
して、当業者にはその他の修正や変形・変更も提案され
ると考えられる。従って、このような全ての修正や変形
・変更も、添付クレームによって限定される本発明の範
囲内に入るものと考えられる。
【００１９】
【発明の効果】このように、本発明によれば、新規な密
閉ケース開放保持(sealed case holdopen)サーモスタッ
トを提供することができる。特に本発明によれば、ＰＴ
Ｃ抵抗器を使用しない従来の抵抗器を使用する密閉ケー
ス開放保持サーモスタットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるサーモスタットの図３の線１−１
に沿って取り、矢印の方向に見たときの横断面図であ
る。
【図２】本発明によるサーモスタットの分解図である。
【図３】本発明によるサーモスタットの底面図である。
【図４】本発明によるサーモスタットの上面図である。
【符号の説明】
１０ サーモスタット １２ ケース １４ カバープレート １６ 囲い １８ 第１の端子端 １９ 第２の端子端 ２０ サーモスタットブレード ２１ 第１の接触端 ２２ 金属クリップ ２４ 第２の接触端 ２６ 接点 ２８ 絶縁体シート ３０，３２ 貫通孔 ３４ 抵抗器 ３６ 突起

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】サーモスタットであって、 外面を有する、電導材料で作られたケース；密閉された
    内部を限定するために前記ケースに接続される、電導性
    材料で作られたカバープレート、前記カバープレートは
    前記密閉内部へと突出する接点を有し、前記接点は前記
    ケースに対して固定され、内部接触位置を有し；前記ケ
    ースと前記カバープレート間に配置される絶縁体シー
    ト；第２の端を有する、前記密閉内部に配置されるブレ
    ード、前記ブレードの第２の端は、前記接点の接触位置
    に当接する第１の位置と、前記接点の前記内部接触位置
    から間隔が生じる第２の位置との間を移動し；及び前記
    ブレードの第１の端に配置される抵抗器とを備え、前記
    抵抗器は前記カバープレートと前記ケースの密閉内部内
    の前記ブレード間に配置され、前記抵抗器は前記カバー
    プレートと前記ブレード間で電気接続されるように、前
    記カバープレートに面して当接する第１の側面と、前記
    ブレードに面して当接する第２の側面とを有し、前記抵
    抗器は前記ブレードの第２の端が前記第１の位置から前
    記第２の開放位置へと移動する時、前記カバープレート
    と前記ブレードに印加される負荷電流が取り除かれるま
    で、前記ブレードの第２の端を前記第２の位置に維持す
    るために前記抵抗器を流れている電流によって充分な熱
    量が発生されるように、充分な抵抗を有することを特徴
    とするサーモスタット。
  2. 【請求項２】前記抵抗器がセラミック材料で作られる、
    請求項１に記載のサーモスタット。
  3. 【請求項３】前記抵抗器が方形の箱形状を有する、請求
    項１に記載のサーモスタット。
  4. 【請求項４】前記抵抗器が方形の箱形状を有する、請求
    項２に記載のサーモスタット。
  5. 【請求項５】前記ブレードの前記第２の端が前記第２の
    位置にある時、前記抵抗器が１〜５ワットを発生させ
    る、請求項１に記載のサーモスタット。
  6. 【請求項６】前記抵抗器によって発生される熱量が１〜
    ３ワットである、請求項５に記載のサーモスタット。
  7. 【請求項７】前記接点が前記ケース上に形成される、請
    求項１に記載のサーモスタット。
  8. 【請求項８】前記絶縁体シートが第１の貫通孔と第２の
    貫通孔とを有する、請求項１に記載のサーモスタット。
  9. 【請求項９】前記カバープレートが内側に向けられた第
    ２の突起を有し、前記第１の貫通孔が前記第２の突起を
    受け入れるような大きさである、請求項８に記載のサー
    モスタット。
  10. 【請求項１０】前記第２の貫通孔がブレードの前記第１
    の端に配置される接点を受け入れるような大きさであ
    る、請求項９に記載のサーモスタット。
  11. 【請求項１１】前記抵抗器が円形のディスク形状を有す
    る、請求項１に記載のサーモスタット。
  12. 【請求項１２】前記抵抗器が円形のディスク形状を有す
    る、請求項２に記載のサーモスタット。
JP2000010473A 1999-02-23 2000-01-19 密閉ケース開放保持サーモスタット Pending JP2000243199A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/256281 1999-02-23
US09/256,281 US6020807A (en) 1999-02-23 1999-02-23 Sealed case hold open thermostat

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