(57)【要約】      （修正有）【課題】電源コードの過熱保護装置を提供する。【解決手段】過熱保護装置は、電力を伝送するための伝送ワイヤおよび信号を伝送するためのセンサワイヤを含むコードと、コードの一方端に取り付けられたプラグと、プラグに含まれ且つセンサワイヤに接続されたサーミスタと、を含む。信号は検出装置により受信および／または分析され得る。なお、この検出装置は電源回路を開閉するためにスイッチ装置を制御し得る。サーミスタは熱レベルを検出し得る。なお、熱レベルはセンサワイヤを介して信号として通信され得る。この信号は検出された熱レベルに応じて信号に対して抵抗レベルを変化させるサーミスタにより規定され得る。サーミスタはＮＴＣサーミスタであり、熱可塑性材からまたはセラミックから作製され得る。【選択図】図１８
2014117142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を伝送するための伝送ワイヤおよび信号を伝送するための少なくとも２つのセンサワイヤを備えるコードと、
前記コードの一方の端に取り付けられたプラグであって、電力源とインターフェース接続するために２つ以上の突起物をその中に備えるプラグと、
前記少なくとも２つのセンサワイヤにより搬送される前記信号を変化させるために、前記プラグ内に含むことができ且つ前記少なくとも２つのセンサワイヤに接続されたサーミスタと、
前記少なくとも２つのセンサワイヤにより搬送される前記信号に応じて電源回路を開閉するスイッチ装置であって、検出装置により制御することができるスイッチ装置と、
を備える過熱保護装置。
【請求項２】
前記サーミスタは、検出された熱レベルに応じて前記信号を変化させる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記サーミスタは、前記検出された熱レベルに応じて前記サーミスタの抵抗レベルを変化させることにより、前記信号を変化させる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記スイッチ装置は、抵抗閾値より低い抵抗値を有するように前記信号が変化したことが検出された場合には前記電源回路を開き、前記スイッチ装置は、前記抵抗閾値より高い抵抗値を有するように前記信号が変化したことが検出された場合には前記電源回路を閉じる、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記サーミスタは、負温度係数（ＮＴＣ）サーミスタである、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記サーミスタは、熱可塑性材からまたはセラミックからなる、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記スイッチ装置は、リレーまたはトライアックを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記スイッチ装置は、前記プラグの反対側にある前記コードの端部において前記コードに接続された器具に含まれる、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
電力を伝送するための伝送ワイヤおよび信号を伝送するための少なくとも２つのセンサワイヤを備えるコードと、
前記コードの一方の端に取り付けられたプラグであって、電力源とインターフェース接続するために２つ以上の突起物をその中に備えるプラグと、
前記少なくとも２つのセンサワイヤによりそれぞれ搬送される前記信号を検出された熱レベルに応じて変化させるために、前記プラグ内に含むことができ且つ前記少なくとも２つのセンサワイヤに接続されたセンサと、
前記少なくとも２つのセンサワイヤにより搬送される前記信号に対して電源回路をそれぞれ開くまたは閉じるスイッチ装置であって、リレーまたはトライアックを備える検出装置により制御することができるスイッチ装置と、
を備える過熱保護装置。
【請求項１０】
前記センサは、サーミスタである、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記センサは、前記検出された熱レベルに応じて前記センサの抵抗レベルを変化させることにより前記信号を変化させる、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記スイッチ装置は、抵抗閾値より低い抵抗値を有するように前記信号が変化したことが検出された場合には前記電源回路を開き、前記スイッチ装置は、前記抵抗閾値より高い抵抗値を有するように前記信号が変化したことが検出された場合には前記電源回路を閉じる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記センサは、負温度係数（ＮＴＣ）サーミスタである、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記センサは、熱可塑性材からまたはセラミックからなる、請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
前記スイッチ装置は、前記プラグの反対側にある前記コードの端部において前記コードに接続された器具に含まれる、請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
過熱保護装置を用いて過熱から保護するための方法であって、前記過熱保護装置は、電力を伝送するための伝送ワイヤおよび信号を伝送するための少なくとも２つのセンサワイヤを備えるコードと、前記コードの一方の端に取り付けられたプラグとを備え、前記プラグは、電力源とインターフェース接続するための２つ以上の突起物をさらに備え、前記プラグは、前記少なくとも２つのセンサワイヤに接続されたサーミスタとスイッチ装置とをさらに備え、
（ａ）前記信号として通信することができる熱レベルを、前記サーミスタを用いて検出するステップと、
（ｂ）前記少なくとも２つのセンサワイヤを介して前記信号を伝送するステップと、
（ｃ）前記少なくとも２つの検出ワイヤにより搬送される前記信号に応じて前記電力回路を開閉するために、前記スイッチ装置を用いて前記電力回路を制御するステップと、
を含み、
前記スイッチ装置は検出装置により制御することができ、
前記信号は、前記検出された熱レベルのそれぞれの前記信号に対して抵抗レベルを変化させる前記サーミスタにより規定することができる、
方法。
【請求項１７】
ステップ（ｃ）は、
（ｄ）抵抗閾値より低い抵抗値を有するように前記信号が変化したことが検出された場合には前記電源回路を開き、前記抵抗閾値より高い抵抗値を有するように前記信号が変化したことが検出された場合には前記電源回路を閉じるステップをさらに含む、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記サーミスタは、負温度係数（ＮＴＣ）サーミスタである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記サーミスタは、熱可塑性材からまたはセラミックから作製される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記スイッチ装置は、リレーまたはトライアックを含む、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力の伝送に関する。さらに詳細には、本発明は、電力の伝送に起因する過熱を最小化するための検出およびスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代社会において、われわれが日常的に接続する多くの装置および器具は電力を消費する。これらの装置を駆動する電力は、通常、電源コードを介して受容される。電源コードの一方端はプラグを含み得る。なお、プラグがコンセントに接続されると、電力グリッドから電力が引き込まれ得る。電気コードの他方端が電気装置または器具に接続されると、コードを通して電力が引き込まれ得る。
【０００３】
米国においては、大部分の電気コンセントは１１０〜１２０ボルトの範囲の交流で動作する。他の諸国における電力インフラストラクチャにおいては、および米国内におけるより高い負荷または工業用途に関しては、より高い電圧が用いられ得る。グリッドにより設定される任意の電圧において、増加する電力需要は、電力がより高い電流を通して引き込まれることを要求する。この電流は、通常、電源コードを通して引き込まれる。
【０００４】
電気装置を動作させるために必要な電力の量は電力供給を受ける装置のタイプに応じて著しく変化し得る。それに応じて電源コードを通して引き込まれる電力の量も変化し得る。通常、電源コードは、期待される使用シナリオに適応し得る電流を安全に伝送するよう設計される。一方、電源コードまたはそれらに接続される器具の効率が劣化することもあり、コードが誤用されることもある。その結果、より高い電流が、電源コードの容量を超過して、電源コードを通して引き込まれることとなる。過大な電流が電源コードを通して流れると、コードおよび／またはプラグは加熱される。コードが過剰に加熱されると、過熱および発火が生じ得る。
【０００５】
電流遮断器およびヒューズは、家庭用電気システムを通して過大な電流が引き込まれることを防ぐことを支援し得る。一方、電流遮断器およびヒューズは、個々の装置または器具に接続された電源コードについては、ほとんど保護しない。サージ保護装置は、電源と電気装置または器具との間の回路において配置され得る。しかしながら、サージ保護装置は通常、グリッドからの予期せぬサージに対する保護を提供するものであり、過大な電流がコードを通って永続的に引き込まれることに対する保護を提供するものではない。加えて、サージ保護装置を使用する場合は、ユーザは多数の電気装置を、サージ保護装置のコードを通して引き出された１つのコンセントに接続することとなり、その結果として、過大な電流が引き込まれることにより過熱の危険状況がもたらされてしまう。
【０００６】
過熱または過大な電流の引き込みを示す状態を検出することが可能な電源コードが必要とされる。いつ電源ケーブルが過熱し得るかについてのフィードバックを提供することが可能な電源コードも必要とされる。さらに、コードの過熱を示す信号を検出しそれにしたがってそれぞれの回路を開くための装置が必要とされる。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施形態にしたがって、過熱または過大な電流の引き込みを示す状態を検知し得る耐過熱電源コードが説明される。いつ電源ケーブルが過熱し得るかについてのフィードバックを提供することが可能な耐過熱電源コードも必要とされる。さらに、耐過熱電源コードはコードの過熱を示す信号を検出しそれにしたがってそれぞれの回路を開くために用いられ得る。
【０００８】
したがって、本発明は、コード、プラグ、サーミスタ、およびスイッチ装置を含む過熱保護装置を対象とする。コードは、電力を伝送するための伝送ワイヤおよび信号を伝送するための少なくとも２つのセンサワイヤを含み得る。プラグはコードの一方端に取り付けられ、少なくとも２つの突起物が電力源との接続のためにプラグに含まれ得る。サーミスタは、少なくとも２つのセンサワイヤにより搬送される信号を変化させるために、プラグに含まれ且つ少なくとも２つのセンサワイヤに接続され得る。スイッチ装置は、少なくとも２つのセンサワイヤにより搬送される信号に応じて電源回路を開閉するために用いられ得る。スイッチ装置は検出装置により制御され得る。
【０００９】
１つの態様において、サーミスタは検出された熱レベルに応じて信号を変化させ得る。
【００１０】
１つの態様において、サーミスタは、検出された熱レベルに応じてサーミスタの抵抗レベルを変化させることにより、信号を変化させ得る。
【００１１】
他の態様において、スイッチ装置は、抵抗閾値より低い抵抗値を有するよう信号が変化されたことが検出された場合には電源回路を開き、抵抗閾値より高い抵抗値を有するよう信号が変化されたことが検出された場合には電源回路を閉じ得る。
【００１２】
１つの態様においては、サーミスタは負温度係数（ＮＴＣ：ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタであり得る。係るサーミスタは熱可塑性材からまたはセラミックから作製され得る。
【００１３】
１つの態様においては、スイッチ装置はリレーまたはトライアックを含み得る。スイッチ装置はプラグの反対側にあるコードの端部においてコードに接続された器具に含まれ得る。
【００１４】
本発明は、コード、プラグ、センサ、およびスイッチ装置を含む過熱保護装置も対象とする。コードは、電力を伝送するための伝送ワイヤおよび信号を伝送するための少なくとも２つのセンサワイヤを含み得る。プラグはコードの一方端に取り付けられ、少なくとも２つの突起物が電力源との接続のためにプラグに含まれ得る。センサは、少なくとも２つのセンサワイヤにより搬送される信号を検出された熱レベルに応じて変化させるために、プラグに含まれ且つ少なくとも２つのセンサワイヤに接続され得る。スイッチ装置は、少なくとも２つのセンサワイヤにより搬送される信号に応じて電源回路を開閉し得る。スイッチ装置は検出装置により制御され得る。スイッチ装置はリレーまたはトライアックを含み得る。
【００１５】
１つの態様においては、センサはサーミスタであり得る。サーミスタは、検出された熱レベルに応じてサーミスタの抵抗レベルを変化させることにより、信号を変化させ得る。サーミスタは負温度係数（ＮＴＣ）サーミスタであり得る。係るサーミスタは熱可塑性材からまたはセラミックから作製され得る。
【００１６】
１つの態様において、スイッチ装置は、抵抗閾値より低い抵抗値を有するよう信号が変化されたことが検出された場合には電源回路を開き、または抵抗閾値より高い抵抗値を有するよう信号が変化されたことが検出された場合には電源回路を閉じ得る。
【００１７】
１つの態様において、スイッチ装置はプラグの反対側にあるコードの端部においてコードに接続された器具に含まれ得る。
【００１８】
本発明の方法は、過熱保護装置を用いることにより電源コードを過熱から保護するために用いられ得る。過熱保護装置は、電力を伝送するための伝送ワイヤおよび信号を伝送するための少なくとも２つのセンサワイヤを有するコードと、コードの一方端に取り付けられたプラグと、電力源との接続のためにプラグに含まれる少なくとも２つの突起物と、プラグに含まれ且つ少なくとも２つのセンサワイヤに接続されたサーミスタと、スイッチ装置と、を含み得る。
【００１９】
本方法はサーミスタを用いて熱レベルを検出するステップを含む。なお、この熱レベルは信号として通信され得る。本方法は少なくとも２つのセンサワイヤを介して信号を送信するステップも含み得る。加えて、本方法は、少なくとも２つの検出ワイヤにより搬送される信号に応じて電源回路を開閉するためにスイッチ装置を用いて電源回路を制御するステップを含み得る。スイッチ装置は検出装置により制御され得る。信号は、検出された熱レベルに応じて信号に対して抵抗レベルを変化させるサーミスタにより規定され得る。
【００２０】
本発明の他の方法は、抵抗閾値より低い抵抗値を有するよう信号が変化されたことが検出された場合には電源回路を開き、抵抗閾値より高い抵抗値を有するよう信号が変化されたことが検出された場合には電源回路を閉じるステップをさらに含み得る。
【００２１】
本発明の他の方法は負温度係数（ＮＴＣ）サーミスタであるサーミスタを含み得る。加えて、サーミスタは熱可塑性材からまたはセラミックから作製され得る。
【００２２】
本発明の他の方法はリレーまたはトライアックを含むスイッチ装置を対象とし得る。スイッチ装置はプラグの反対側にあるコードの端部においてコードに接続された器具に含まれ得る。
【００２３】
別段の定義がない限り、本明細書において用いられる専門用語の全部は、本発明が属する当該技術分野の当業者により一般に理解されるのと同一の意味を有する。本明細書に説明するのと同様または等価である方法および物質が、本発明の実施または試験において用いられ得るが、好適な方法および物質は以下で説明される。本明細書において言及されるすべての刊行物、特許出願、特許、および他の参照は、参照されることによりその全体が本明細書に援用される。矛盾が生じる場合は、本明細書が、定義を含んで、優先される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る、プラグの内部を示すコードおよびプラグの斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る、コードおよびプラグの側面立面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る、プラグ内に進入した状態のコードの後方立面図である。
【図４】図４は、本発明の１つの実施形態に係る、ブラケットの斜視図である。
【図５】図５は、図４のブラケットの前方立面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る、ブラケットの側面立面図である。
【図７】図７は、図６のブラケットの後方立面図である。
【図８】図８は、図６のブラケットの側面立面図である。
【図９】図９は、図６のブラケットの上面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に係る、ブラケットの側面立面図である。
【図１１】図１１は、図１０のブラケットの後方立面図である。
【図１２】図１２は、図１０のブラケットの側面立面図である。
【図１３】図１３は、図１０のブラケットの上面図である。
【図１４】図１４は、本発明の１つの実施形態に係るブレースの斜視図である。
【図１５】図１５は、図１４のブレースの側面立面図である。
【図１６】図１６は、図１４のブレースの上面図である。
【図１７】図１７は、図１４のブレースの側面立面図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施形態に係る、装置の接続構造を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施形態に係る、システムの動作のフローチャートである。
【図２０】図２０は、本発明の実施形態に係る、信号を使用してシステムの動作を制御することのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は詳細な図面および以下に説明される記載を参照することにより、最も良く理解される。本発明の実施形態が以下で図面を参照して説明されるが、しかし、当業者は、本発明の範囲がこれらの制限された実施形態より広いものであるため、以下の３つの図面に関して本明細書において提供される詳細な説明が例示目的であることを容易に理解することであろう。例えば、本発明の教示に照らして、当業者は、特定用途の必要性に依存する、本明細書において説明される任意の所与の機能を実装するための複数の代替的且つ好適なアプローチが、説明および図示される以下の実施形態における特定の実装選択を超えて存在することを認識することであろう。すなわち、本発明の修正例および変化例は多数存在し、これらの修正例および変化例は多数あるため列挙は不可能であるが、これらの全部は本発明の範囲に含まれる。また、好適な場合には単数形の語は複数形の語として読解されるべきであり、その逆も成り立ち、男性名詞は女性名詞として読解されるべきであり、その逆も成り立つ。代替的な実施形態は、これら２つが相互排他的であることを必ずしも示さない。
【００２６】
本発明は特定の本明細書において説明される方法体系、化合物、物質、製造技術、使用法、および用途に限定されるべきではない。なぜなら、これらは変化し得るからである。本明細書において用いられる用語は、ただ特定の実施形態を説明することを目的としてのみ用いられ、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。本明細書においておよび請求項において用いられる単数形の「ａ」「ａｎ」「ｔｈｅ」は、別段文脈が明示しない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「１つの構成要素」を参照することは１つまたは複数の構成要素を参照することであり、当業者に既知であるその等価物を含む。同様に、他の例として、「１つのステップ」または「１つの手段」を参照することは、１つまたは複数のステップまたは手段を参照することであり得、下位ステップおよび従属的手段を含み得る。
【００２７】
本明細書において用いられる全部の接続詞は可能な限り最も包括的な意味において理解されるべきである。接続詞「および」で接続される１群の項目は、その群の中に存在する項目の各１つを要求するものとして読解されるべきではなく、むしろ別様の記述がない限り「および／または」として読解されるべきである。同様に、接続詞「または」で接続される１群の項目は、その群における相互排他性を要求するものとして読解されるべきではなく、むしろ別様の記述がない限り「および／または」として読解されるべきである。本明細書において説明される構造は係る構造の機能的等価物も参照するものとして理解されるべきである。近似値を表現するよう解釈されるべき言語は、文脈により別様の明確な指示がない限り、そのように理解されるべきである。
【００２８】
別様の定義がない限り全部の用語（専門用語および科学用語を含む）はその通常および習慣的な意味を当業者に与えるべきであり、本明細書において明確に定義されない限り、特定的または特化された意味に限定されるべきではない。
【００２９】
本願において用いられる用語および語句、ならびにそれらの変化例は、特に添付の請求項において、別様の記述がない限り、限定的としてではなく、非限定的として解釈されるべきである。前述の例として、「〜を含む」という用語は「非限定的に〜を含む」、「〜を含むが、〜に限定されない」、またはその他を意味するものとして読解されるべきであり、「〜を有する」という用語は「少なくとも〜を有する」として解釈されるべきであり、「〜を含む」という用語は「〜を含むが〜に限定されない」として解釈されるべきであり、「例」という用語は討論中の項目の例示的な事例を提供するために用いられ、係る事例の排他的または限定的な一覧を提示するために用いられるものではなく、「好適には」、「好適な」、「望まれる」、「望ましい」、または「例示的な」等の用語、ならびに同様の意味の語の使用は、特定の様相が本発明の構造または機能に対して、肝要である、不可欠である、または重要であることさえ、含意するものであると理解すべきではなく、むしろ本発明の特定の実施形態において用いられ得る、または用いられ得ない、代替的なまたは追加的な様相を単に強調するものであることを意図するものである。
【００３０】
当業者は、特定の数の導入された請求項の記載が意図される場合、係る意図は請求項内に明確に記載され、係る記載が存在しない場合、係る意図が存在しないことを理解するであろう。例えば、理解の支援として、添付の請求項は、請求項の記載を導入するために「少なくとも１つの」および「１つまたは複数の」という導入句の使用を含み得るが、しかし、係る導入句の使用は、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記載の導入が、係る導入された請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、たとえ同一の請求項が「１つまたは複数の」もしくは「少なくとも１つの」の導入句、または「ａ」もしくは「ａｎ」の不定冠詞を含む場合（例えば、「ａ」および「ａｎ」は典型的には「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味するものと解釈されるべきである）でさえも、係る１つのみの記載を含む実施形態に限定することを含意するものと解釈するべきではない。また、請求項の記載を導入するために用いられる不定冠詞の使用に関しても、同様のことがあてはまる。加えて、特定の数の導入された請求項の記載が明確に記載される場合でさえも、当業者は、係る記載が典型的には少なくとも記載された数を意味するものと解釈されるべきことを理解するであろう（例えば、他の修飾語なしに「２つの記載」を単に記載することは、典型的には、少なくとも２つの記載、すなわち、２つもしくはそれ以上の記載を意味する）。例えば、「少なくともＡ、Ｂ、およびＣ」に類似する慣例が用いられる事例においては、一般に、係る構造は、当業者が慣例を理解するであろう意味において意図される（例えば「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つを含むシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、および／または、Ａ、Ｂ、およびＣ、その他を有するシステムを含むが、これらに限定されない）。「少なくともＡ、Ｂ、またはＣ」に類似する慣例が用いられる事例においては、一般に、係る構造は、当業者が慣例を理解するであろう意味において意図される（例えば「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つを含むシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、および／または、Ａ、Ｂ、およびＣ、その他を有するシステムを含むが、これらに限定されない）。
【００３１】
本明細書において用いられる、寸法、原料の量、反応状態、その他を表現する数は、特記ある場合を除き、すべての事例において「約」という用語により修飾されるものとして理解すべきである。したがって、特記ある場合を除き、本明細書において説明される数値パラメータは、取得される望ましい特性に応じて変化し得る近似値である。
【００３２】
本発明について、添付の図面において示される本発明の実施形態を参照して、ここで詳細に説明する。以下の説明において、耐過熱電源コードについて論じる。当業者は、耐過熱電源コードの代替的な名称を、電源コード、コード、デバイス、装置、本発明、または同様の名称として認識することであろう。習熟した読者は、任意の代替的な名称を含むことを限定的であると見るべきではない。
【００３３】
図１〜図３を参照して、本発明の装置について全般的に論じる。本装置は、コード４０、プラグ３０、伝送ワイヤ４２、センサワイヤ、サーミスタ２０またはその他のセンサ、およびスイッチ装置を含み得る。コード４０は、伝送ワイヤ４２およびセンサワイヤ４６ならびに４８を含み得る。コード４０は接地ワイヤ４４も含み得る。伝送ワイヤ４２はプラグ３０に含まれ得る突起物３２に接続され得る。接地突起物４４もプラグ３０に含まれ得る。信号ワイヤは、プラグ３０に含まれ得るサーミスタ２０または他のセンサにも接続され得る。コード４０は、プラグ３０の反対側に位置するコード４０の端部において、一般に非限定的に「器具」と総称される電気装置または器具に接続され得る。当業者は、コード４０が複数の端部を有しプラグ３０に取り付けられていない各端部が、本開示の目的に対して、プラグ３０の反対側に位置するものとみなされるべきであることを理解するであろう。スイッチ装置は器具に含まれ得、センサワイヤを介して受信された信号に応じて電気回路を開閉し得る。代替的に、スイッチ装置はプラグ３０またはコード４０に含まれ得る。
【００３４】
プラグ３０についてここで詳細に論じる。プラグ３０は、電源から電力を受け取ることおよびコード４０を通して電力が伝送されることを可能にする複数の構成品および接続部を含み得る。当業者は電力がコード４０を通していずれの方向にも伝送され得ることを理解することであろう。また、当業者は、プラグ３０から、コード４０を通して、器具へと電源が引き込まれることの例を限定的な方法でとらえてはならない。プラグ３０が電気コンセントに挿入されると電力が電気コンセントから引き込まれ得る。それにより、取り付けられたコード４０を介して電力が伝送される。
【００３５】
プラグ３０は突起物３２を含み得る。突起物３２は、電気差込口に挿入されると電気回路が閉じられて電力の伝送が可能となり得る長尺部材である。電流のオーバーフローが例えばアース等の接地回路に伝送されることを可能にする接地突起物３４も含まれ得る。当業者は、電気プラグ３０における突起物３２および接地突起物３４の構成を理解および認識する。
【００３６】
伝送ワイヤ４２は、電気が突起物３２から伝送ワイヤ４２に流れることが可能となるよう、突起物３２に動作可能に接続され得る。当業者は、任意個数の伝送ワイヤ３２が用いられ得ることを理解し、２つの伝送ワイヤ４２の例示を本発明をいかなる方法においても限定するものであるととらえないことであろう。伝送ワイヤ４２と同様に、１つまたは複数の接地ワイヤ４４が接地突起物３４に接続され得る。接地ワイヤ４４および接地突起物３４は所望により含まれ得る。
【００３７】
サーミスタ２０等のセンサはプラグ３０に含まれ得る。本開示を通してサーミスタ２０をセンサとして用いることについての言及は、いかなる方法においてもセンサまたは本発明の範囲を限定するものであるととらえるべきではない。サーミスタ２０は、その本体温度における変化に応じて抵抗特性が変動する電子構成要素である。サーミスタ２０の動作について以下で詳細に論じる。１つまたは複数のセンサワイヤがサーミスタ２０に接続され得る。図１および図３において示される実施形態において、２つのセンサワイヤが装置に含まれる。当業者は、温度等の状態の知覚が１つまたは複数のセンサワイヤを用いて実行され得ることを理解することであろう。また当業者は、本発明が２本センサワイヤシステムに限定されるものであるととらえてはならない。
【００３８】
突起物３２、サーミスタ２０、およびプラグ３０の他の構成品は、ブラケット３６に接続、および／またはブラケット３６により支持され得る。なお、ブラケット３６の実施形態については追加的に図４〜図１３に最もよく示される。次いで、ブラケット３６は絶縁シールドにより被覆され、それによりプラグ３０が形成される。加えて、ブレース３８が、サーミスタ２０の位置をプラグ３０内に決めるためまたは保持するために、含まれ得る。ブラケット３６についてここで詳細に論じる。
【００３９】
ブラケット３６はいくつかの突起物スロット６２を含み得る。なお、突起物３２はこの突起物スロット６２を通り抜け得る。突起物スロット６２は突起物３２を収容および受容するような形状を有し得る。ブラケット３６は接地突起物スロット６４も含み得る。接地突起物スロット６４は接地突起物３４を収容および受容するような形状を有し得る。当業者は、追加的なスロットが、本開示にしたがって、ブラケット３６に含まれ得ることを理解するであろう。
【００４０】
ブラケット３６はサーミスタドック６６も含み得る。サーミスタドック６６は、一方端において実質的に開かれ得るが、他方端におけるブラケット３６の表面を通して露出しないよう閉じられ得る。サーミスタドック６６はサーミスタ２０を収容するような形状を有し得る。所望により、サーミスタドック６６は、サーミスタ２０を定位置に少なくとも部分的に固定してサーミスタ２０をきちんと収容するような形状を有し得る。一方、サーミスタ２０は、接着剤、締結具、またはブレース３８により、追加的に固定され得る。ブレース３８について以下で詳細に論じる。
【００４１】
ブラケット３６は様々なタイプのサーミスタ２０および／または他のセンサを受容するよう構成され得る。例えば、図６〜図９は熱伝導性可塑性材製のサーミスタ２０を受容するよう構成されたブラケット３６を示す。他の例として、図１０〜図１３は、セラミックス製のサーミスタ２０を受容するよう構成されたブラケット３６を示す。当業者は、追加的なブラケット３６が追加的なセンサを受容するよう適応され得、係る追加的なセンサは、前述のおよび／または代替的な構成品を有するサーミスタ２０または他のタイプのセンサを含み得ることを理解するであろう。
【００４２】
図１４〜図１７を参照して、ブレース３８について以下で詳細に論じる。ブラケット３６と同様に、ブレース３８は１つまたは複数の突起物スロット６２を含み得る。なお、突起物３２は係る突起物スロット６２を通り抜け得る。ブレース３８はサーミスタスロット６８も含み得る。なお、サーミスタ２０はこのサーミスタスロット６８を通され得、および／またはサーミスタスロット６８を通して固定され得る。所望により、ブレース３８は接地突起物スロット６４を含み得る。なお、接地突起物３４はこの接地突起物スロット６４を通され得る。
【００４３】
ブレース３８はブラケット３６と協働して、プラグ３０の１つまたは複数の構成品を固定することを支援し得る。非限定的な例として、ブレース３８はブラケット３６の内側表面の後方に配置され得る。サーミスタ２０は、ブラケット３６のサーミスタドック６６により受容され得るよう、ブレース３８のサーミスタスロット６８を通され得る。加えて、突起物３２は、ブレース３８の突起物スロット６２およびブラケット３６の突起物スロット６２を通され得る。それにより、サーミスタ２０が突起物３２との間で望ましい距離に離間されることが支援される。当業者は、ブレース３８がプラグ３０に含まれ得る追加的な構成を理解することであろう。なお、係る追加的な構成は、本開示の利点を有した後、明らかになることであろう。所望により、ブレース３８は接着剤、締結具、または他の固定技術により固定され得る。
【００４４】
図１〜図３を参照して、コード４０について以下で詳細に論じる。コード４０は、伝送ワイヤ４２、センサワイヤ４６ならびに４８、および所望による接地ワイヤ４４を含み得る。コード４０は、当業者により理解されるように、絶縁体、シールド、および電源コード４０に一般的な他の要素も含み得る。追加的な実施形態において、コード４０は、当業者に明らかとなり得る他のタイプのワイヤも含み得る。絶縁体または他の物質が、コード４０により坦持される伝送ワイヤ４２、センサワイヤ、および所望による接地ワイヤ４４を包囲し得る。１つの実施形態において、絶縁物質は、コード４０により坦持されるこれらのワイヤをほぼ均一に取り囲みおよび包囲し得る。
【００４５】
伝送ワイヤ４２は、プラグ３０から器具へと電力を搬送し得る。伝送ワイヤ４２は、接続された器具を駆動するにあたり要求される電流を搬送するに好適な幅または寸法を有するよう構成され得る。センサワイヤは信号を搬送し得る。なお、この信号の使用または分析により、コード４０における状態が反映され得る。センサワイヤは器具に接続され得る。なお、係る器具はコード４０の第１端部において検出装置および／またはスイッチ装置を含み得る。センサワイヤはサーミスタ２０にも接続され得る。なお、このサーミスタ２０は、コード４０の反対側の端部においてプラグ３０内に配置され得る。サーミスタ２０はセンサワイヤにより伝送される信号を変化させ得る。信号は回路を直接的または間接的に開閉するために用いられ得る。回路が制御され得る動作について、以下で詳細に論じる。
【００４６】
本発明の実施形態において、少なくとも２つのセンサワイヤは、コード４０、第１センサワイヤ４６、および第２センサワイヤ４８に含まれ得る。信号は器具または検出装置から第１センサワイヤ４６を介してサーミスタ２０に伝えられ得る。次いで、サーミスタ２０は第１センサワイヤ４６から受信された信号を変化させ得る。次いで、信号はサーミスタ２０から第２センサワイヤ４８を介して器具へと戻され得る。当業者は、この２つのセンサワイヤの実施形態を、本発明をいかなる点においても限定するものとしてとらえるべきではない。
【００４７】
センサについて、ここで詳細に論じる。以下の例において、センサはサーミスタとして論じられる。当業者は、追加的なセンサが、状態を検出しそれにより信号を変化させるために、コード４０および／またはプラグ３０に含まれ得ることを理解するであろう。係る状態は温度または熱における変化であり得るが、これらに限定されることはない。したがって、以下の例は本発明を限定するものとして読解されるべきではない。
【００４８】
サーミスタ２０は、温度における変化に関連して抵抗を変化させる電気回路において用いられる構成品である。サーミスタの全般的な動作は当業者により理解されるべきである。サーミスタの抵抗変動は、通常、標準的な抵抗よりも高い値となる。サーミスタは、通常、セラミックおよび／または高熱可塑性材等のポリマーを用いて作製される。サーミスタも半導体物質を用いて作製され得る。
【００４９】
酸化物がサーミスタ物質に添加され得る。なお、このサーミスタ物質は粉末として結合化合物と混合され得る。サーミスタの作製に用いられ得る酸化物の例は、マンガン、コバルト、ニッケル、鉄、銅、チタン、複数の酸化物の組合せ、または他の同様の物質を含むが、これらに限定されない。他のサーミスタは、チタン酸バリウム、鉛、チタン酸ストロンチウム、イットリウム、マンガン、および／またはシリカの組成物を含み得る。これらの物質の量および構成は、サーミスタの熱特性および抵抗特性を決定し得る。
【００５０】
サーミスタ２０の作製に用いられた物質に応じて、サーミスタ２０は、正温度係数（ＰＴＣ：ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）または負温度係数（ＮＴＣ）で動作し得る。ＰＴＣサーミスタにおいては、抵抗値は温度の増加に応じて増加する。一般に、チタン酸バリウム、鉛、チタン酸ストロンチウム、イットリウム、マンガン、および／またはシリカの組成物を含むサーミスタは正温度係数を有する。逆に、ＮＴＣサーミスタにおいては、抵抗値は温度の増加に応じて減少する。一般に、マンガン、ニッケル、コバルト、銅、および／または鉄の金属酸化物を含むサーミスタは負温度係数を有する。温度変化が大きい用途においては、温度変化に対する抵抗値の増減率は、多くの場合、非線形である。
【００５１】
サーミスタ２０を用いる温度検出について、ここで説明する。さらに詳細には、ＮＴＣサーミスタ２０を用いる温度検出について、ここで論じる。上述のように、ＮＴＣサーミスタ２０の抵抗特性はその温度に対して間接的に変動する。例えば、ＮＴＣサーミスタ２０の温度が増加すると、サーミスタ２０の抵抗特性は減少し得る。抵抗値がこのように減少することにより、電気信号は、サーミスタ２０の抵抗値により実質的に変動させられることなく、サーミスタ２０を通過することが可能となる。センサワイヤ等のワイヤが、サーミスタ２０からおよびサーミスタ２０へと電気信号を伝導するために、サーミスタ２０に接続され得る。通常、センサワイヤの抵抗は、低い値を取り得るため、サーミスタ２０と比較して検出信号に及ぼす抵抗値の影響は無視可能となり得る。
【００５２】
サーミスタ２０に接続されるセンサワイヤは、反対側の端部において検出装置に接続され得る。検出装置は電気信号に印加された抵抗レベルを検出し得る。電気信号は、直流（ＤＣ）電圧等の電圧であり得る。加えて、電気信号は波形および／またはデータ伝送を含み得る。検出装置は１つまたは複数のセンサワイヤから信号と信号に印加された抵抗値とを検出し得る。信号を検出すると、検出装置は信号を分析することにより、サーミスタ２０により検出された装置の温度を判定する。非限定的に提供された具体例として、検出装置はプラグ３０における温度変化を判定し得る。なお、この温度変化は、センサワイヤにより搬送される電気信号に対する抵抗値の減少を検出することにより、プラグ３０におけるＮＴＣサーミスタ２０により検出されたものである。
【００５３】
検出装置および／またはスイッチ装置は、電源回路、すなわち電力がプラグ３０から伝送ワイヤ４２を介して器具に伝送される回路をセンサワイヤにより検出された信号にしたがって開閉するよう構成され得る。検出装置は回路を能動的または受動的に制御し得る。例えば、能動的システムにおいては、検出装置が回路の開閉を行うべき電圧閾値または信号閾値を規定するためのプログラム可能ロジックが検出装置により実装され得る。代替的に、受動的システムは、抵抗閾値により規定され得る電圧閾値等の状態が満足された場合に係合される構成品を含み得る。
【００５４】
上述のように、電源回路はセンサワイヤから検出された信号に応じて開閉され得る。電源回路は、リレーまたはトライアック等の電気的に操作されるスイッチ装置を使用し得る。例えば、リレーは、低電圧信号を受信し低電圧信号の特性に応じて電源回路を開閉することにより電源回路を制御するために、用いられ得る。当業者はリレーの構造および動作を理解および認識することであろう。受動的システムにおいては、低電圧信号は、信号ワイヤおよび／または信号ワイヤに接続されたアナログ回路から直接的に受信され得る。能動的システムにおいては、スイッチ装置を活性化するために用いられる低電圧信号は信号ワイヤに接続されたデジタルロジックにより生成され得る。
【００５５】
検出装置はコード４０に少なくとも部分的に接続され得る器具に含まれ得る。代替的に、検出装置はプラグ３０またはコード４０の内部に含まれ得る。当業者は、センサワイヤの全域において抵抗レベルを検出し且つ電源回路に影響を及ぼす能力を保持する一方で知覚装置が配置され得る多数の場所を理解することであろう。
【００５６】
ここで図１８のブロック図５０を参照して、本発明の例示的な実施形態について論じる。当業者は、ブロック図５０とともに論じられる実施形態が非限定的な例として提供されたものであり、本システムの１つの構成を明らかに説明するために論じられるものであることを理解するべきである。ブロック図５０は、電源接続された装置または器具５６に電力を供給し得る電源５４を示す。電源５４は例えば一般的な電気コンセントであり得る。プラグ３０は電源５４に接続され得る。ブロック図５０において示されるように、２つの突起物３２はプラグ３０を電源５４に接続するために用いられ得る。所望により、接地突起物３４もプラグ３０と電源５４との間に接続され得る。
【００５７】
プラグ３０において、突起物３２は伝送ワイヤ４２に接続され得る。接地ワイヤ４４および／または接地突起物３４を含む構成において、接地ワイヤ４４および接地突起物３４はプラグ３０においても接続され得る。加えて、プラグ３０はサーミスタ２０を含み得る。いくつかのセンサワイヤがプラグ３０におけるサーミスタ２０に接続され得る。ブロック図５０により示される例においては、２つのセンサワイヤがプラグ３０におけるサーミスタ２０に接続され得る。これら２つのセンサワイヤは第１センサワイヤ４６および第２センサワイヤ４８を含む。
【００５８】
伝送ワイヤ４２、センサワイヤ４６ならびに４８、および所望による接地ワイヤ４４は、ともにコード４０内において器具５６まで坦持され得る。当業者は、１つまたは複数のワイヤが、別個の、集合的な、または別様に構成されたコード４０内に坦持され得ることを理解することであろう。したがって本発明は１つのコード４０のみを含む実施形態に限定されるべきではない。同様に、本発明は１つのプラグ３０および１つの器具５６のみを有するコード４０を有する実施形態に限定されるべきではない。
【００５９】
コード４０、およびコード４０により坦持されるワイヤは、器具５６に接続され得る。センサワイヤ４６および４８は器具５６に含まれ得る検出装置５８に接続され得る。また、伝送ワイヤ４２はスイッチ装置５９に接続され得る。もし含まれる場合、接地ワイヤ４４も、スイッチ装置５９に、または直接的に器具５６に、接続され得る。検出装置５８もスイッチ装置５９に接続され得る。それにより検出装置５８がスイッチ装置５９を制御することが可能となる。上述のように、いくつかの実施形態において、センサワイヤは直接的にスイッチ装置５９に接続され得る。スイッチ装置５９から、伝送ワイヤ４２は電力を器具５６に伝達するために接続され得る。
【００６０】
ここで図１９のフローチャート１００を参照して、本装置の例示的な動作について論じる。ブロック１０２から開始して、本装置は、プラグ３０またはコード４０等の環境の温度を検出し得る（ブロック１０４）。上述のように、温度はプラグ３０において配置されたサーミスタ２０により検出され得る。次いで、本装置は温度が限界値を超えたかどうかを判定し得る（ブロック１０６）。限界値は、本装置が望ましく動作し得る事前規定された温度または可変に規定される温度であり得る。ブロック１０６において温度が限界値を超えないと判定された場合、電気回路は閉じられるか、または閉状態に保持され、電力が器具に提供され得る（ブロック１０８）。逆に、ブロック１０６において温度が限界値を超えないと判定された場合、電気回路は開かれるか、または開状態に保持され、電力が器具に提供され得ない（ブロック１１０）。回路が開状態または閉状態に設定または保持された後、次に動作はブロック１１２において終了し得る。当業者は、フローチャート１００により示される動作が実質的に継続的に行われ得ることを理解するであろう。
【００６１】
ここで図２０のフローチャート１２０を参照して、温度を検出し電源回路を制御するための例示的な動作について論じる。ブロック１２２から開始して、器具は第１信号ワイヤ４６を通してサーミスタ２０に信号を送信し得る（ブロック１２４）。この信号は、一定電圧、波形、および／またはデータを含む信号であり得る。次いで、信号はサーミスタ２０に到達し得る（ブロック１２６）。サーミスタ２０は可変抵抗を用いて信号を変更し得る（ブロック１２８）。上述のように、サーミスタ２０により提供される抵抗はサーミスタ２０により検知される温度に応じて変動し得る。
【００６２】
信号が抵抗により変動された後、信号はサーミスタ２０から第２信号ワイヤ４８を通して器具により受信され得る（ブロック１３０）。次いで、器具はブロック１３２において信号を分析し得る。上述のように、この分析は、非限定的に、能動的または受動的であり得る。加えて、信号の分析は器具に含まれ得る検出装置により実行され得る。
【００６３】
器具はブロック１３４において信号が許容仕様の範囲内にあるかどうかを判定し得る。許容仕様に関する適合性は信号を電圧閾値と比較することにより分析され得る。なお、電圧閾値はサーミスタ２０の抵抗閾値により影響され得る。ブロック１３４において信号が許容仕様の範囲内にあると判定された場合、電気回路は閉じられるか、または閉状態に保持され、電力が器具に提供され得る（ブロック１３６）。逆に、ブロック１３４において温度が許容仕様の範囲内にないと判定された場合、電気回路は開かれるか、または開状態に保持され、電力は器具に提供され得ない（ブロック１３８）。回路が開状態または閉状態に設定または保持された後、次に動作はブロック１４０において終了し得る。当業者は、フローチャート１２０により示される動作が実質的に継続的に行われ得ることを理解するであろう。
【００６４】
本発明が本明細書における詳細な説明に関連して説明されてきた一方で、前述の説明は例示を意図するものであり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は添付の請求項の範囲により規定されることを理解すべきである。他の態様、利点、および修正例は、以下の請求項の範囲内に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【外国語明細書】
2014117142000001.pdf