JP5042317B2 - ホットプレート、及びホットプレートを含むアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、以下を含むホットプレートに関する。
・ 保温する対象物を載置することができる上側と下側とを有し、かつプレート部の円周を特定するプレートエッジを有する金属プレート部；及び
・ プレート部の下側に固定され、前記プレート部を加熱するために装備された発熱体；

このようなホットプレートは周知であり、とりわけコーヒーメーカー、及び他の環境下で、他のいかなる機械と完全に独立した状態で使用されている。

本発明の目的は、湿度が高い、又は濡れた状態で、電気的に安全な方法で用いることができる、改良されたホットプレートを提供することである。

この目的は、
・ 保温する対象物を載置することができる上側と下側とを有し、かつプレート部の円周を特定するプレートエッジを有する金属プレート部、
・ プレート部の下側に固定され、前記プレート部を加熱するために装備された発熱体、及び
・ リングを含むホットプレートであり、リングは電気絶縁プラスチック製で、プレートエッジがリング内部に水密状態で収納されている
ホットプレートを提供する本発明（本発明の第１の態様）により達成される。

電気絶縁プラスチック製のリング内部に、水密状態であるプレートエッジを有するプレート部を固定することで、ホットプレート上にこぼれた液体が、プレート部の下側の発熱体に決して到達しないようにする。これは、発熱体がプレート部の下側に固定され、リング内部にプレートエッジが水密状態で収納されているからである。プレートエッジがシェルエッジ内部に収納されているため、本発明のホットプレートを、比較的簡単な方法で電気絶縁して、フレームの水平壁に壁表面から突出させることなく配置することができる。ホットプレートは、言うなれば、前記壁に埋め込んで配置することができる。金属プレート部の熱伝導率と比較して、電気絶縁プラスチックの熱伝導率は相対的に低いため、周辺の構造に対して熱の逃げ道も作られ、このホットプレートの電気効率を上げる。

本発明のさらなる実施態様によれば、電気絶縁プラスチック製のリングは弾性的に柔軟性があるので、前記リングはプレート部の０．４〜０．６ｍｍの熱膨張を吸収することができる。言い換えると、リングは、２０℃を１８０℃に加熱すると、例えば１２４ｍｍの直径が約０．５ｍｍ増えて全長約１２４．５ｍｍになる金属プレート部を収納できる。プレートエッジがより堅固にリングに押圧されるため、プレート部の熱膨張は、リング内部にあるプレート部の加熱中の水密性をさらに向上させる。

優れた電気絶縁、及び熱絶縁を目的として、電気絶縁プラスチック製のリングがゴム状物質を含むことは、本発明によれば有利である。

さらに、電気絶縁プラスチック、具体的にはゴム状物質の電気絶縁プラスチックで、Ａスケール５５〜８５、具体的には約７０のショア硬度を有することは本発明によれば有利である。プラスチック材が前記のような硬度を有すれば、一方で、リング内部のプレート部の良好な永久的固定を確保するのに十分硬いが、他方、前記固定を可能にするのに十分柔軟である。ゴム状物質の場合、もう一つの要因として前記のショア硬度を有するゴム状物質はまた、プレート部の熱膨張を吸収できるのに、弾性的に十分な柔軟性を有することが挙げられる。

リング内部にプレート部を固定するのにいくつかの方法が可能であるが、プレート部の円周に伸長するリブがプレートエッジの外部に形成され、かつ前記リブを収納する溝がリング内部にあれば、耐久性があり、技術的に信頼性が高い方法で、この固定が簡単に実現される。プレート部はリング内部のリングに、言うなれば強制的に押入れられ、その場合、リブが溝に配置されるまで、リングはわずかにたわむことになる。リングの直径を縮小する傾向にあるゴムの初張力（initial tension）作用時に、リングを固定することによって水密性の密封を向上させることができる。

本発明のさらなる実施態様によれば、ホットプレートが、前記リングを特定し、円周方向に向うシェルエッジを有する椀状のシェルをさらに含む場合有利であり、前記シェルは前記電気絶縁プラスチック製であることを特徴とする。発熱体はプレート部の下側に固定されるため、椀状のシェルの内部に位置することとなる。前記椀状のシェルのその他の部分は、実質上閉じている。椀状のシェルはまた、底部から上がってくる蒸気が、例えば凝結した形で発熱体の付近に到達することを防ぐ。

本発明によれば、プレート部及び発熱体がシェル底部から距離をおいて位置することがさらに有利である。この場合、発熱体が水や蒸気に電気的接触をし、水及び／又は蒸気がシェルに入るリスクを軽減する。一方で、プレート部と発熱体との間に形成されるスペース、及び他方で、プレート部とシェル底部との間に形成されるスペースにより、特に前記スペースが気体、特に空気で充填されている場合、周囲に対する熱絶縁効果をさらに高める。空気等の気体は、実際、比較的熱を伝導しない。本発明によれば、プレート部からシェル底部への距離が比較的短い場合にこの絶縁効果が生じる。プレート部からシェル底部までの距離は、本発明によれば、少なくとも４ｍｍ、好ましくは最低７ｍｍである。

さらなる実施態様によれば、発熱体への電力供給用に、シェル、特にシェル底部に、発熱体まで電気コード用経路が形成されている。シェルにかかる経路を形成することにより、蒸気がこの経路経由でシェルに入り、発熱体付近に到達するリスクを軽減する。前記電気コードの厚さよりも小さい幅のスロットの形状を有する経路を形成することにより、電気コードを容易にスロットに挿入することができ、その一方で、スロットが電気コード周辺を密封することが確保され、その結果、スロットに蒸気が浸入するのを防ぐことができる。特に、いわゆる自動閉鎖式のスロット（self-closing slot）とすることにより、蒸気の浸入を防ぐことができる。ここで言う自動閉鎖式のスロットとは、電気コードがスロットに入っていない時でも、自動的に閉鎖するスロットを意味する。特に、ゴム状物質のような、弾性的に十分な柔軟性を有するプラスチック材が用いられる場合、電気コードが前記スロットに押し込められた時に、非常に優れた密封性を得ることができる。

本発明によれば、発熱体はいわゆるＰＴＣ（正温度係数）エレメントであってもよい。発熱体等の、いわゆるＰＴＣエレメントは、先行技術においても、またホットプレートにおいても周知である。ＰＴＣエレメントの利点は、エレメントが所定温度に到達した際、電気接続が自動的に切れるように設定することができるところである。ここでは温度のスイッチが、言うなれば発熱体に統合されている。しかしながら、本発明によれば、ホットプレートにおいて他の発熱体を使用することもできる。

第２の態様によれば、本発明はポットと本発明のホットプレートとを含むアセンブリに関し、ポットはホットプレートの上側に平らに載置することができる底部を有する。ポットの底部とホットプレートの上側とが、この場合、言うなれば互いに連結するよう接続している。このことが、ホットプレートからポットへ、及びポットからポットの中身への熱伝達を向上させる。

第３の態様によれば、本発明はハウジングと本発明のホットプレートとを含むアセンブリに関し、ハウジングは上向きで、使用時は水平となる、ホールが形成された壁面を有し、前記ホールはホールエッジを有し、水密状態で連結するために、ホールエッジにホットプレートのリングが固定される。これにより、ホットプレート上側からハウジング内部に水が入ることをできなくしている。

ハウジングにホットプレートをはめ込むことは、ホールエッジとリングとの間をスナップ結合させ、ハウジングの上にホットプレートを固定することで容易に実現する。スナップ結合されるまで、リングをホールエッジに押圧することによって、ホットプレートをハウジング上に固定することができる。ホットプレートを頂部からホールに装着・嵌入し、上方向にホールからホットプレートが外れないように、スナップ結合を考案することによって、組立て作業をさらに簡略化できる。これは、内側からハウジング内のホールにホットプレートを設置せずに、外側からハウジング内のホールにホットプレートを設置することを意味する。使用中でも、ポット等の対象物をホットプレート上に外側から配置できるように、スペースが常に存在することになる。

発明の第３の態様によるアセンブリにおいて、ホールエッジに頂部から下に向けてテーパーが設けられ、外側のリングも呼応してテーパーが設けられていることがさらに好ましい。こうすることにより、ホットプレートに負荷がかかりすぎる場合でも、ホットプレートがハウジングに完全に押圧されないようになる。テーパーが設けられたホールエッジ、及び呼応して外側にテーパーがついたリングは、ホールにホットプレートが押圧されすぎるのを実際に防ぐであろう。本発明によれば、垂直方向に対して３５〜５５°の範囲でテーパーが設けられることがさらに有利である。この角度は、例えば約４５°であってもよい。一方で、前記テーパーは信頼できる方法として、確実にホットプレートをホールに完全に押圧されないようにしながら、もう一方で確実に、十分に頑丈で、可能な限り堅く嵌入されるようになっている。所望であれば、ホットプレートは一定のプレストレスでホール内に固定することができ、それにより、半径方向に内側に向いた初張力がリングの外側から働くことになる。一方で、前記テーパーをつけることで上方向にリングが拡張することが可能となり、プレート部の熱膨張を吸収することに寄与している。

この第３の態様において、特にスナップ結合と組み合わせた時、プレートエッジの外側に形成された前記リブを、使用のために取り付けられた状態で見て、ホールエッジとリングのテーパーに沿って、水平に配置することがさらに有利である。これにより、リングからプレートが緩むことを防ぐことができ、頑丈な取付けが確保できる。

本発明の第３の態様のさらなる実施態様によれば、アセンブリはさらに、ハウジングが支持する水のタンクを含む。さらなる実施態様によれば、この場合、ホットプレートは水のタンクの上に位置する。

本発明の第３の態様のさらなる実施態様によれば、ハウジングにはコーヒーメーカーが備わっている。

本発明の第３の態様のさらなる実施態様によれば、アセンブリはさらに、ホットプレートの上側に平らに置くことができる底部を有するポットを含む。この実施態様の利点は既に説明されている。

図に示された例を参照することにより、本発明を以下に詳細に説明する。

図１は、コーヒーメーカーと組合わせて使用される、本発明の２枚のホットプレートの斜視図を示す。 図２は、パーツが分解された本発明のホットプレートの透視図を示す。 図３は、水平壁に取り付けられた状態の本発明のホットプレートの断面図を示す。 図４は、図３の細部IV を拡大して示す。

図１は、本発明のアセンブリ１を示している。アセンブリ１は、コーヒーメーカーを備え、本発明の２枚のホットプレート１０を備えたハウジング２を含む。ハウジング２は、水量表示目盛り４を有する水のタンク３を含む。水のタンク３の上側に軸腕（bearing arm）５があり、その下に漏斗状｛ろうと じょう｝のコーヒーフィルターホルダー６がある。コーヒーポット７は、フィルターホルダー６の下に配置される。前記コーヒーポット７は、ハウジングの基部８に支持される本発明のホットプレート１０上に置かれる。基部８の前側に３つのボタンがあり、そのボタンを用いてコーヒーメーカーを作動することができ、コーヒーメーカーの作動状態を示すライトが備わっていてもよい。さらに本発明のホットプレート１０が水のタンク３の上の軸腕５の頂部に配置され、そのホットプレートの上にはコーヒーが入ったもう１つのポット７が置かれる。このようにして、ポットに入ったできあがったコーヒーを保温しておくことができ、同時に次のポットに入ったコーヒーを作ることができる。

本発明のホットプレート１０の実施態様は図２、３、及び４にてより詳細に示される。本発明のホットプレート１０は、主に３つのパーツから構成される。すなわち、
・ 金属プレート部１１、
・ 電気絶縁プラスチック製のリング３１、及び
・ 発熱体１５、この場合、いわゆるＰＴＣエレメント
である。この実施態様において、リング３１は、シェル１２のシェルエッジ２１によって形成される。しかしながら、リング３１はシェルの一部である必要はない。

プレート部は金属でできている（合金も含むと理解される）。プレート部１１は、具体的にはアルミニウムシート又はアルミ合金でできている。プレート部１１は上側１６及び下側１７を有する。上側１６は、特別なセラミック層でできていることが有利であり、この表面が耐摩耗性となる。かかるセラミック層は先行技術でも知られている。発熱体１５は、ブラケット１８によってプレート部１１の下側１７に取り付けられている。もちろん、この取付けは、発熱体１５とプレート部１１との間の伝熱接点（heat-transferring contact）が最適である。

椀状のシェル１２は電気絶縁プラスチック製である。そのプラスチックは、具体的には合成ゴムである。実施態様において、用いられるプラスチックは、Ａスケール約７０のショア硬度を有するＶＭＱ（シリコンゴム）である。椀状のシェル１２は、一体型の射出成形物として製造されてもよい。椀状のシェル１２は、外側を壁２０に囲まれた底部１９を有する。この壁２０の上側は、シェルエッジ２１により示される。椀状のシェル１２の底部１９及び壁２０は、主に閉鎖されている。底部１９のＵ字型のスロット２２（スロットは他の形状でもよく、又複数のスロットがあってもよい）は、主に椀状のシェル１２の底部、及び側壁の固定されていない部分を形成している。前記Ｕ字型のスロット２２は、自動閉鎖するようにデザインされており、発熱体１５の電気コード２３を通過させるために用いられる。

プレートエッジ２４は、水密状態でシェルエッジ２１の内側の上に収納されている。これはさまざまな方法で実現することができる。図示された実施態様によれば、プレートエッジ２４の外側上に、プレート部１１の円周方向に伸長するリブ２５を備え、かつシェルエッジ２１の内側上の溝２６の中にリブ２５を収納してもよい溝２６を形成することによって、実現される。リブ２５の断面形状、及び溝２６の断面形状は一致してもよいが、溝の断面形状はまた、わずかに異なってもよく、具体的には、リブよりわずかに大きな面積でもよい。シェル１２の底部１９の上に距離をおいたプレート部１１の下側を支持するために、支持部材２７がシェルの壁２０に沿って備えられる。

図２、３及び４では、ハウジングの水平壁が１４で示されている。前記壁１４は、シート材料からできた一例であり、その中でシェルエッジ２１の寸法と一致した寸法のホール１３が形成されている。具体的には、図４に示されるように、ホール１３は、下に向かってテーパーがついており、下側に円筒部２９を備えたホールエッジ２８を有する。シェルエッジ２１により形成されたリング３１は、外側に下に向かってテーパーがついている同様のデザインで作られており、円筒部２９の収納場所が備えられている。円筒部２９の前記収納場所は、シェルと一体化して形成された留め金（snap lug）３０によって、下側で固定されている。

図４において、プレートエッジ２４のリブ２５が、リング３１及びホールエッジ１３のテーパーに水平に沿って、すぐ使える状態で取り付けられていることがわかる。「水平に沿って」（horizontally alongside）と言う語句は、いわば、１本の水平線上という意味である。水平方向は矢印Ｈにて示す。

本発明のホットプレートは、基本的に２つの方法でホール１３にはめ込むことができる。シェル１２は、先ずホール１３に向かって矢印Ｖの方向に、下向きに、円筒部２９及び留め金３０により作られたスナップ結合が連結されるまで押圧され、その後、リブ２５が溝２６に収納されるまで、シェル１２に矢印Ｖ方向に頂部からプレート部１１が押し下げられる。しかしながら、こちらの方がより好ましいのであるが、先ずシェル１２にプレート部１１を固定し、その後ホール１３の中に矢印Ｖの方向にスナップ結合２９、３０が連結されるまで、ユニット全体を押し込むことも可能である。

例示した実施態様において、プレート部１１の下側１７とシェル１２の底部１９との間の距離Ａは約９ｍｍであり、ブラケット１８の下側（発熱体１５の下）とシェル１２の底部１９との間の距離Ｂは約４ｍｍである。この実施態様におけるプレート部１１の直径は約１２４ｍｍで、このプレート部を形成するアルミ合金は、約１６０℃温度を上げると０．５ｍｍ膨張する傾向がある（つまり熱膨張の影響下では、直径が約１２４．５ｍｍに増大する）。

本発明の構造により、下記のような利点が挙げられる。
・ ホットプレートのすべての電気部品はホットプレートがはめ込まれている装置に対して完全に電気絶縁している；
・ 前記装置の外側からの完全に防水された密封が確保されている；
・ 前記装置の内側から装置の他の部分に対して、ホットプレートの電気部品の完全に防滴された密封が確保されている；
・ 図３及び４に示されるように、フレームの周囲を囲む壁１４に対してホットプレートを実質的に平坦接続できる；
・ ホットプレートを、上側／外側から装置にねじなしで迅速にはめ込むことができる；
・ スナップ結合により、ホットプレートをはめ込んだ後、外側からホットプレートを取り外すことができないこと、或いは少なくとも過大な力なしでは取り外せないことを確実にする；
・ 一方で、プレート部１１から壁１４への熱伝導がサーマルブリッジ（熱橋）によって遮断されることにより、また他方で、プレート部１１から一定の距離をおいてシェル底部を備えることにより下側の断熱が達成されることにより、装置の他の部分に対する優良な断熱が達成される；
・ 熱によるプレート部１１の膨張は、シェルエッジ２１にうまく吸収される；
・ ホットプレートは埋め込まれているので、そのホットプレートを有する装置を洗浄するのは簡単で、ポットを適所に、より簡単に置くことができる；
・ シェルエッジを際立った色合い（明るい色）にすることができるため、ホットプレートの位置が明確に表示される；

Claims (14)

1. 以下を含むホットプレート（１０）。
   ・ 対象（７）を保温するために載置することができる上側（１６）と、下側（１７）と、プレート部（１１）の円周を特定するプレートエッジ（２４）とを有する金属プレート部（１１）；
   ・ プレート部（１１）の下側（１７）に固定され、前記プレート部（１１）を加熱するために装着された発熱体（１５）；
   ・ ハウジング（２）内にほぼ円形のホール（１３）のホールエッジ（２８）
   に係合するスナップ結合（２９，３０）を外面に有する電気絶縁プラスチック製のリング（３１）であって、Ａスケール５５〜８５のショア硬度を有するプラスチック材料で形成され、流体密封状態にするためのテーパーが設けられているホールエッジ（２８）に係合する、下方向にテーパーが設けられたテーパリング外縁を有し、水密状態で溝（２６）で支持する円形のプレートエッジ（２４）を受けるためにリング材料に３辺で隣接する円形の溝（２６）が内表面に沿って備わっているリング；
2. 垂直方向（矢印Ｖ）に対して、３５〜５５°の範囲でテーパーが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のホットプレート。
3. リブ（２５）が、プレートエッジ（２４）の外側にあるプレート部（１１）の周囲に沿って伸長することを特徴とする、請求項１又は２に記載のホットプレート。
4. リブ（２５）が、上側（１６）に実質的に平行に伸長する頂部表面と、リング（３１）のテーパーに実質的に平行に伸長する側面とを有することを特徴とする、請求項３に記載のホットプレート。
5. ホットプレートを頂部からホール（１３）内に装着・嵌入し、ホットプレート（１０）が上方向にホール（１３）から外れないように設計されているスナップ結合（２９、３０）を特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のホットプレート。
6. シェルエッジが前記リング（３１）を形成し、円周方向に向かうシェルエッジ（２１）を有する椀状のシェル（１２）をさらに含み、前記シェルが電気絶縁プラスチック製であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のホットプレート（１０）。
7. プレート部（１１）、及び発熱体（１５）がシェル（１２）の底部（１９）の上に、距離（Ａ、Ｂ）をおいて位置することを特徴とする、請求項６に記載のホットプレート（１０）。
8. シェル（１２）の底部（１９）からプレート部（１１）の距離（Ａ）が少なくとも４ｍｍ、好ましくは最低７ｍｍであることを特徴とする、請求項７に記載のホットプレート（１０）。
9. 発熱体への電気コード（２３）用に、シェル（１２）内、特にシェル（１２）の底部（１９）に経路（２２）が備えられていることを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載のホットプレート（１０）。
10. 前記経路が、前記電気コード（２３）の厚さよりも小さな幅のスロット（２２）の形状を有することを特徴とする、請求項９に記載のホットプレート（１０）。
11. 前記スロット（２２）が自動閉鎖式であることを特徴とする、請求項１０に記載のホットプレート（１０）。
12. 発熱体がＰＴＣエレメント（１５）であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載のホットプレート（１０）。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載のホットプレートと、ハウジングの実質的に上向きの壁（１４）にホール（１３）が備えられ、ホールエッジ（２８）が頂部から下方向にテーパーがついていることを特徴とするハウジング（２）とのアセンブリ。
14. 垂直方向（矢印Ｖ）に対して、３５〜５５°の範囲でテーパーが設けられていることを特徴とする、請求項１３に記載のアセンブリ。

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