特許 7436451 温度センサ及びインジケータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】温度センサ及びインジケータ

(51)【国際特許分類】

   G01K 11/06 20060101AFI20240214BHJP

   G01K 11/12 20210101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

G01K11/06 Z

G01K11/12 A

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021504147

(86)(22)【出願日】2019-07-22

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-12-02

(86)【国際出願番号】 CA2019051009

(87)【国際公開番号】W WO2020019065

(87)【国際公開日】2020-01-30

【審査請求日】2022-07-21

(31)【優先権主張番号】62/702,166

(32)【優先日】2018-07-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】521030685

【氏名又は名称】アイエフディ テクノロジーズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＩＦＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】ザイデルフェーン、トーマス ジェイコブ

(72)【発明者】

【氏名】ヴァン ホーン、ジェレミー マイケル

(72)【発明者】

【氏名】ペッツィン、ジャスティン ジョージ

(72)【発明者】

【氏名】リン、イェン－ヨウ

(72)【発明者】

【氏名】シーバート－ティマー、オードリー ジョイ コリン

(72)【発明者】

【氏名】プライス、エリザベス サラ スミス

(72)【発明者】

【氏名】チザム、ジョン ポール

【審査官】平野 真樹

(56)【参考文献】

【文献】独国実用新案第２０２０１８１０２４８２（ＤＥ，Ｕ１）

【文献】実開昭５４－１２４８９６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５６－０９４９３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０６－３４７３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１３９３８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｋ １１／０６，１１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一チャンバ内に収容された感熱素子であって、所定の温度に対応する溶融温度を有する感熱素子と、
前記第一チャンバの表面の少なくとも一部を画定する選択的に透過性の要素であって、前記感熱素子が液体状態にある時は前記感熱素子に対して透過性であるとともに、前記感熱素子が固体状態にある時は前記感熱素子に対して不透過性であり、かつ前記感熱素子が前記固体状態にある時に前記感熱素子を前記第一チャンバ内に収容するとともに、前記感熱素子が前記液体状態にある時に前記感熱素子を受容するように、または前記感熱素子が前記第一チャンバから出ることを可能にするように構成された選択的に透過性の要素と、
前記感熱素子に圧力を加えるように前記第一チャンバに向かってバイアスされたバイアス部材であって、前記感熱素子が前記固体状態にある時は前記感熱素子によって最初に前記第一チャンバに向かって移動することを防止されるとともに、前記感熱素子が前記液体状態にある時は前記第一チャンバに向かって移動可能であるバイアス部材と、を備える温度センサ。

【請求項2】

請求項１に記載の温度センサにおいて、前記選択的に透過性の要素は、前記第一チャンバの第一エッジ部を画定する選択的に透過性の膜を含む、温度センサ。

【請求項3】

請求項１または２に記載の温度センサにおいて、前記選択的に透過性の要素を所定の位置に保持するためにはんだワッシャが提供され、前記はんだワッシャはそれを通る軸方向に延在するチャネルを含み、前記バイアス部材の近位端は前記はんだワッシャの前記軸方向に延在するチャネルを通って延在する、温度センサ。

【請求項4】

請求項３に記載の温度センサにおいて、前記はんだワッシャの前記軸方向に延在するチャネルはテーパ面を含み、前記テーパ面は、前記はんだワッシャの前記軸方向に延在するチャネルの遠位端から前記はんだワッシャの前記軸方向に延在するチャネルの近位端まで半径方向内方に延在する、温度センサ。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の温度センサにおいて、前記バイアス部材は、前記第一チャンバの第二エッジ部に沿って提供された第二の膜に対してバイアス要素によってバイアスされている、温度センサ。

【請求項6】

請求項５に記載の温度センサにおいて、前記第二の膜は選択的に透過性の膜を含むか、前記第二の膜は可撓性の膜を含むか、またはその両方である、温度センサ。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載の温度センサにおいて、前記選択的に透過性の要素は可撓性の膜を含む、温度センサ。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載の温度センサにおいて、前記感熱素子ははんだを含む、温度センサ。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載の温度センサにおいて、前記選択的に透過性の要素は、焼結ステンレス鋼、セラミック、微細メッシュ、多孔質膜、または多孔質発泡体を含む、温度センサ。

【請求項10】

シェルであって、その中に形成された少なくとも一つの角度付き保持面を備えた、概して軸方向に延在するボアを有するシェルと、
前記シェルの近位部に配置された、請求項１～９のいずれか一項に記載の温度センサと、
前記シェルの前記ボア内でのスライド運動のために配置されたインジケータであって、前記インジケータは、
少なくとも一つの弾性活性脚を有する近位部であって、前記少なくとも一つの弾性活性脚は角度付き解放面を含み、前記少なくとも一つの弾性活性脚の前記角度付き解放面は、前記温度センサの前記バイアス部材の遠位端が前記少なくとも一つの弾性活性脚に接触することにより、前記シェル上の対応する少なくとも一つの角度付き保持面に接触して最初に保持される、近位部と、
バイアス要素が前記インジケータに対して遠位バイアス力を加えるように、前記温度センサの前記バイアス要素に接触するための表面と、
前記インジケータが解放されたことの表示を提供するメカニズムと、
を含むインジケータと、備える温度センサ及びインジケータ。

【請求項11】

請求項１０に記載の温度センサ及びインジケータにおいて、前記インジケータは、前記インジケータが解放位置に移動された時に電気回路を接続または切断して、前記温度センサが活性化されたことの表示を提供するように構成される、温度センサ及びインジケータ。

【請求項12】

請求項１０または１１に記載の第一及び第二の温度センサ及びインジケータを含む温度センサ及びインジケータにおいて、
前記第一の温度センサ及びインジケータは低温閾値で解放するように構成されており、
前記第二の温度センサ及びインジケータは高温閾値で解放するように構成されている、温度センサ及びインジケータ。

【請求項13】

所定の温度閾値を超える温度の上昇を感知する方法であって、前記方法は、
チャンバ内に収容された感熱素子を提供するステップであって、前記感熱素子は、前記所定の温度閾値に対応する溶融温度を有するように選択されるステップと、
前記感熱素子に圧力を加えるようにバイアス部材を前記チャンバに向かってバイアスさせるステップと、
温度が前記所定の温度閾値を超えて上昇することを許容して、前記感熱素子を溶融させるステップと、
前記感熱素子が選択的に透過性の材料に入ることを可能にするステップであって、前記選択的に透過性の材料は、前記感熱素子が固体状態にある時は前記感熱素子を前記チャンバ内に収容するように前記感熱素子に対して不透過性であるとともに、前記感熱素子が液体状態にある時は前記バイアス部材が前記チャンバに向かって移動できるように前記感熱素子が前記チャンバから出ることを可能にするように、前記感熱素子に対して透過性であるように選択されるステップと、を含む方法。

【請求項14】

温度が所定の温度閾値を超えたことの表示を提供する方法であって、前記方法は、
請求項１３に記載の所定の閾値を超える温度の上昇を感知する方法を実行するステップと、
前記バイアス部材が前記チャンバに向かって移動することを可能にするステップの間、前記バイアス部材がインジケータの少なくとも一つのインジケータ保持脚との係合から外れることを可能にするステップと、
前記バイアス部材が前記少なくとも一つのインジケータ保持脚との係合から外れた後、前記少なくとも一つのインジケータ保持脚上の面取り解放面が、前記インジケータが軸方向に移動可能なスライドチャネル上に提供された対応する面取り保持面を通過してスライドする時に、前記少なくとも一つのインジケータ保持脚が内方に移動することを可能にするステップと、
前記インジケータが最初のロックされた構成から解放構成に移動することを可能にするステップと、を含む方法。

【請求項15】

第一及び第二の温度感知及び表示ユニットを使用して、温度が第一及び第二の所定の温度閾値を超えたことの表示を提供する方法であって、前記第一の温度閾値は前記第二の温度閾値よりも低く、温度が前記第一の温度閾値を超えたことの表示を提供するために前記第一の温度感知及び表示ユニットを使用する、請求項１４に記載の方法を実行するステップと、それと同時にまたはその後で、温度が前記第二の温度閾値を超えたことの表示を提供するために前記第二の温度感知及び表示ユニットを使用する、請求項１４に記載の方法を実行するステップと、を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

いくつかの実施形態は、所定の閾値を超える温度の上昇を感知するための装置に関する。いくつかの実施形態は、所定の閾値を超えて温度が上昇したことを視覚的に示すための装置に関する。いくつかの実施形態は、所定の閾値を超える電気機器内の温度変化を感知し、所定の閾値を超える温度変化が電気機器内で発生したことを視覚的に示すための装置に関する。いくつかの実施形態は、二つの別個の所定の閾値を超える電気機器内の温度変化を感知し、低温閾値のみ、または低温閾値及び高温閾値の両方を超えたことを視覚的に示すための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電気機器は現代社会では当たり前のものとなっている。配電網には、変圧器、コンデンサ、リアクトル、及び電圧調整器等の様々な電気機器が使用されている。
変圧器等の電気機器の寿命は、電気機器の動作温度が高くなるにつれて短くなる可能性がある。例えば、変圧器等のいくつかの電気機器の場合、機器の寿命は、機器が経験する連続動作温度が約５℃～１０℃高くなるごとに半分ほど短くなる可能性がある。

【0003】

電気機器が高温で定期的に、または一貫して動作している場合、電気機器は早期に（すなわち、電気機器の予測寿命が経過する前に）故障する可能性がある。そのような電気機器は、所望の動作温度よりも高い温度で定期的に、または一貫して動作している場合、より大きな負荷容量を有する電気機器と交換することが賢明である可能性がある。

【0004】

例として、変圧器の寿命低下は時間及び温度の両方についての関数を描くため、変圧器が過負荷の温度で動作している時間が長くなるほど、変圧器の予測寿命は短くなる。短時間の過負荷は、非常に極端な温度でない限り、予測寿命に大きな影響を与えることはない。しかしながら、頻繁な過負荷は、変圧器の予測寿命に大きな影響を及ぼす。よって、変圧器にわずかに過負荷がかかっている場合、ユーティリティはさらに監視を行い、これが定期的に発生しているのか偶然のイベントなのかを判断する。それが定期的に発生すると判断された場合、変圧器はより高い負荷を処理するように設計されたより大きなバージョンに置き換えられるかもしれない。変圧器に大きな過負荷がかかっている場合は、既に重大な寿命低下が発生している可能性があり、変圧器に定期的にいくらかの過負荷がかかっている可能性がある。

【0005】

いくつかのユーティリティは、機器の寿命とそれを維持するために必要な労力とを最適化するためのプラクティスを開発してきた。そのようなプラクティスは、基準温度に対する動作温度に基づいて過負荷の機器を分類し、そのような分類に基づいて異なるアクションを実行することを含み得る。例えば、変圧器が９０℃の基準温度で動作するように設計されている場合、変圧器が１１０℃で動作している場合には「過負荷」に分類され、１２０℃で動作している場合には「極端に過負荷」に分類され得る。「過負荷」の機器は一定期間、より綿密に監視され、「極端に過負荷」の機器はすぐに交換され得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

電気機器が「過負荷」または「極端に過負荷」の状態で動作しているか否かを判断するのを支援するために、電気機器内の温度変化を感知し、示すことが可能な装置を提供する必要がある。電気機器が「過負荷」または「極端に過負荷」の状態で動作しているか否かを判断するための電気機器内の温度変化の表示を、電気機器の外観から視覚的に容易に評価できるような装置を提供する必要もある。

【0007】

関連技術の前述の例及びそれに関連する制限は、例示を意図するものであり、排他的なものではない。関連技術の他の制限は、明細書を読み、図面を研究することにより、当業者に明らかとなるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

いくつかの態様では、温度センサが提供される。温度センサは、チャンバ内に収容された感熱素子であって、所定の温度で構成を第一構成から第二構成に変化させるように選択される感熱素子と、チャンバに向かってバイアスされたバイアス部材であって、感熱素子が第一構成にある時は最初にチャンバに入ることを防止されるとともに、感熱素子が第二構成にある時はチャンバ内に移動可能であるバイアス部材と、を有する。いくつかの態様では、感熱素子は、所定の温度に対応する溶融温度を有する材料であり、構成の変化は、固体状態から液体状態への相変化であり、チャンバは、感熱素子が固体状態にある時は感熱素子をチャンバ内に保持するが、感熱素子が液体状態にある時は感熱素子がチャンバから出ることを可能にする、選択的に透過性の要素から形成された部分を有する。いくつかの態様では、選択的に透過性の要素は、選択的に透過性の膜である。いくつかの態様では、選択的に透過性の膜は、バイアス部材及び感熱素子を介在させる。

【0009】

いくつかの態様では、インジケータは、温度センサと動作可能に係合して、所定の温度を超えたことの視覚的または他の知覚可能な表示を提供する。いくつかの態様では、インジケータは、バイアス部材と動作可能に係合するとともに、バイアス部材がチャンバ内に移動すると解放可能となる解放機構を有する。

【0010】

いくつかの態様では、温度センサ及びインジケータは、その中に形成された一つ以上の角度付き保持面を備えた、概して軸方向に延在するボアを備えたシェルと、上記の温度センサとを有するように提供される。シェルのボア内でのスライド運動のために配置されたインジケータは、角度付き解放面を有する少なくとも一つの弾性活性脚を備えた近位部であって、少なくとも一つの弾性活性脚のそれぞれの角度付き解放面は、温度センサのバイアス部材の遠位端が少なくとも一つの弾性活性脚に接触することにより、シェル上の対応する少なくとも一つの角度付き保持面に接触して最初に保持される、近位部と、バイアス要素がインジケータに対して遠位バイアス力を加えるように、温度センサのバイアス要素に接触するための表面と、インジケータが解放されたことの表示を提供するメカニズムと、を有する。

【0011】

いくつかの態様では、第一及び第二の温度センサ及びインジケータが一緒に提供され、第一の温度センサ及びインジケータは低温で解放するように構成され、第二の温度センサ及びインジケータは高温で解放するように構成される。いくつかの態様では、第一及び第二の温度センサ及びインジケータは、単一のハウジング内に提供されるとともに、ハウジングから独立して取り外して、例えば、異なる所定の温度閾値で活性化するように構成された別の温度センサ及びインジケータと交換することができる。

【0012】

いくつかの態様では、所定の温度閾値を超える温度の上昇を感知する方法が提供される。感熱素子がチャンバ内に提供され、感熱素子は、所定の温度閾値で第一構成から第二構成に変化するように選択される。バイアス部材はチャンバに向かってバイアスされ、感熱素子が第一構成にある時は最初にチャンバに入ることを防止される。温度が所定の温度閾値を超えて上昇した後、感熱素子が第二構成にある時に、バイアス部材はチャンバに入ることができる。いくつかの態様では、感熱素子は固体である第一構成及び液体である第二構成を有し、感熱素子が第二構成にある時に、バイアス部材がチャンバに入ることを可能にするステップは、感熱素子が選択的に透過性の要素または膜を通ってチャンバから流出することを可能にすることを含む。

【0013】

いくつかの態様では、温度が所定の温度閾値を超えたという表示が提供される。上記のように所定の温度閾値を超える温度の上昇が感知された後、バイアス部材は、インジケータの少なくとも一つのインジケータ保持脚との係合から外れて移動することができ、続いて、少なくとも一つのインジケータ保持脚の面取り解放面が、インジケータが軸方向に移動可能であるハウジングのスライドチャネル上に設けられた対応する面取り保持面を通過してスライドする時に、少なくとも一つのインジケータ保持脚は内方に移動することを許容され、インジケータが最初のロックされた構成から解放構成に移動することが可能となる。

【0014】

いくつかの態様では、温度が第一及び第二の所定の温度閾値を超えたことの表示は、二つの温度感知及び表示ユニットの組み合わせを使用することによって提供され、第一の温度感知及び表示ユニットは、温度が第一の所定の温度閾値を超えたことの表示を提供するように構成され、第二の温度感知及び表示ユニットは、温度が第二の所定の温度閾値を超えたことの表示を提供するように構成される。

【0015】

例示的な実施形態は、図面の参照図に示されている。本明細書に開示される実施形態及び図は、限定的ではなく例示的であるとみなされることが意図されている。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】外部ハウジングに設置された二つの温度センサ及びインジケータの例示的な実施形態の、両方が非活性化構成にある側面図である。

【図2】明確性のために外部ハウジングが省略された、温度センサ及びインジケータの例示的な実施形態の構成要素の分解図である。

【図3】図１の実施形態の断面図であり、外部ハウジングに設置された一つの温度センサ及びインジケータを示す図である。

【図4A】図３の部分Ｄの部分拡大図である。

【図4B】第一チャンバを画定する構成要素の例示的な実施形態の分解図である。

【図4C】組み立てられた構成における構成要素の断面図である。

【図5A】明確性のために外部ハウジングが省略された、温度センサ及びインジケータの例示的な実施形態の側面図である。

【図5B】非活性化構成にある、図５Ａの線Ｂ－Ｂに沿った断面図である。

【図5C】インジケータピンが活性化構成に移動したが、インジケータ脚がまだロック位置にあり、シェルの面取り保持面に対してまだスライドし始めていない時の断面図である。

【図6A】活性化構成の温度センサ及びインジケータの例示的な実施形態の断面図であり、インジケータは解放位置にあり、外部ハウジングは明確性のために省略されている図である（インジケータ脚は、図６Ａにおいてシェルに干渉するものとして示されているが、これは使用された図面モデルのアーティファクトであり、実際の構造ではインジケータ脚には弾力性があり、シェルに柔軟に押し付けられて接触するであろうが、シェルを貫通することはない）。

【図6B】図６Ａの実施形態の断面図であり、インジケータの完全な排出を防止するための、シェルの内面のハードストップとインジケータの突起との係合を示す図である。

【図7】アクチュエータピンの例示的な実施形態の斜視図である。

【図8】温度センサ及びインジケータが取り付けられた変圧器の例示的な実施形態である。

【図9】完全に非活性化構成で外部ハウジングに設置された、二つの別個の温度閾値を超えたことを感知及び表示することが可能な温度センサ及びインジケータの例示的な実施形態の斜視図である。

【図10】低温閾値を超えたことを示すインジケータは解放構成にあるが、高温閾値を超えたことを示すインジケータは非活性化構成にある、図９の例示的な実施形態の斜視図である。

【図11】低温閾値インジケータ及び高温閾値インジケータの両方が解放構成にある、図９の例示的な実施形態の斜視図である。

【図12】低温閾値インジケータ及び高温閾値インジケータの両方が解放構成にある、図１１に示される温度センサ及びインジケータの断面図である。

【図13】図９に示される温度センサ及びインジケータの分解図である。

【図14】温度が所定の温度閾値を超えたことを感知及び表示する方法の例示的な実施形態である。

【図15】温度が二つの別個の所定の温度閾値の一方または両方を超えたことを感知及び表示する方法の例示的な実施形態である。

【図16A】温度センサの代替構成の実施形態を示している。

【図16B】温度センサの代替構成の実施形態を示している。

【図16C】温度センサの代替構成の実施形態を示している。

【図17A】温度感知素子として形状記憶材料を使用する温度センサの例示的な実施形態を概略的に示しており、非活性化構成における温度センサを示している。

【図17B】温度感知素子として形状記憶材料を使用する温度センサの例示的な実施形態を概略的に示しており、活性化構成であるが、インジケータを解放するアクチュエータピンがまだロック位置にある温度センサを示している。

【図17C】温度感知素子として形状記憶材料を使用する温度センサの例示的な実施形態を概略的に示しており、解放位置でインジケータを解放するアクチュエータピンを備えた活性化構成における温度センサを示している。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下の説明を通して、当業者により完全な理解を提供するために、特定の詳細が示されている。しかしながら、開示を不必要に曖昧にすることを避けるために、周知の要素が詳細に示されていなかったり、説明されていなかったりする可能性がある。よって、説明及び図面は、限定的な意味ではなく、例示的な意味で解釈されるべきである。

【0018】

本発明者らは、温度が所定の値をいつ超えたかを判定するための温度センサを開発した。センサには感熱素子が含まれている。いくつかの実施形態では、感熱素子は、所定の温度値で固体から液体に相を変化させる。感熱素子は、チャンバによって画定された空間を占める。感熱素子が固体状態にある間、感熱素子をチャンバ内の所定の位置に固定するために、選択的に透過性の保持膜が提供される。固体状態では、感熱素子は選択的に透過性の膜を通過することができない。液体状態では、感熱素子は選択的に透過性の膜を通過してチャンバを出ることができる。

【0019】

一実施形態では、バイアスピン等のバイアス部材が、固体の感熱素子によってその初期位置で支持される。感熱素子が溶融すると、バイアスピンが、以前は感熱素子によって占められていたチャンバの内部に入る。よって、バイアスピンは、感熱素子が溶融したこと、従って感熱素子の融点に対応する所定の温度値を超えたことを視覚的に示すための機械的インジケータのトリガーを提供することができる。

【0020】

一実施形態では、インジケータは、温度センサのバイアスピンによって、ロックされた、非活性化構成で最初に保持される。インジケータは、弾力性があり、かつシェル上の対応する面取り保持面に係合する面取りされたエッジを有する、少なくとも一つまたは複数の活性脚を有する。ばね駆動ピンが非活性化位置にある時、ばね駆動ピンは、複数の活性脚を介在させ、活性脚が一緒に内方に移動することを防止する。

【0021】

非活性化構成において、バイアスピンが複数の脚を介在させる時、活性脚の面取りされたエッジは、シェル上の対応する面取り保持面に対してロックされた構成を維持する。バイアス部材は、インジケータを遠位方向外方にバイアスさせる。しかしながら、インジケータの運動は、活性脚がシェルに係合することによって妨げられる。感熱素子の溶融により温度センサが活性化されると、ピンはチャンバに入ることができ、これにより複数の活性脚の間から取り外される。ピンが複数の活性脚の間から取り外されると、複数の活性脚が内方に移動することができ、これは、インジケータを遠位方向に強制するバイアス部材のバイアス力によって生じるシェル上の面取り保持面によって生成された内向きの力に応答して行われる。これにより、活性脚の面取りされたエッジがシェルの面取り保持面を通過してスライドできるため、インジケータが遠位方向かつ長手方向にバイアスされて解放構成に移動し、温度センサが活性化されたことの視覚的な表示が提供される。

【0022】

本明細書で使用される場合、「近位」という用語は、例えば使用中の変圧器の内側のような、電気機器の内側に配置される温度センサ及びインジケータの端に向かう方向を意味し、「遠位」という用語は、近位の反対、すなわち、電気機器の外側に配置される温度センサ及びインジケータの端に向かう方向を意味する。

【0023】

本明細書で使用される場合、「内側」または「内方」という用語は、温度センサ及びインジケータの内側に向かう方向を意味し、「外側」または「外方」という用語は、反対の方向、すなわち、温度センサ及びインジケータの外面に向かう方向を意味する。以下でより詳細に説明するように、問題の構成要素の相対的な向きに応じて、内向きは温度センサ及びインジケータの軸方向中心線に向かって半径方向内向きの方向、または温度センサ及びインジケータの軸方向中心線を通って延在する中心面に向かって横方向の方向を意味し得る。

【0024】

図１、図３、図４Ａ、及び図５Ｂを参照すると、温度センサ及びインジケータ１００の例示的な実施形態が、非活性化構成において示されている。温度センサ及びインジケータ１００は、以下でより詳細に説明するように、熱的に活性化される要素１０２、インジケータ解放機構１０４、及びインジケータ１０６を有する。外部ハウジング１０８は、温度センサ及びインジケータ１００の様々な構成要素を含んで支持するとともに、以下でより詳細に説明するように、使用のために電気機器に固定することができる。

【0025】

図２、図４Ｂ、図４Ｃ、及び図５Ｂに最も明確に見られるように、熱活性要素１０２は、第一チャンバ１１２の容積を占める感熱素子１１０を有する。チャンバ１１２の一方のエッジの少なくとも一部は、選択的に透過性の膜１１６によって画定される。第一チャンバ１１２は、最初は完全にシールされているので、感熱素子１１０は固体状態にある時、第一チャンバ１１２から流れ出たり、クリープしたりすることができない。第二チャンバ１１８は、選択的に透過性の膜１１６の反対側に提供される。図示の実施形態では、第二チャンバ１１８は、はんだワッシャ１１９内に画定されている。

【0026】

感熱素子１１０は、感熱素子１１０が、熱活性要素１０２を活性化させることが望まれる所定の温度で溶融するか、または溶融し始めるように選択された溶融温度を有する材料から作製される。いくつかの実施形態では、感熱素子１１０は、はんだの溶融温度が所定の温度になるように選択された組成を有するはんだのブロックである。はんだの組成を変更することにより、溶融温度を変更することができる。よって、所定の温度の溶融温度をもたらす組成を有するはんだを選択することにより、熱活性要素１０２は、所望の所定の温度で活性化するように設計することができる。

【0027】

異なる溶融温度を有するはんだが市販されており、当業者は、所望の所定の温度で溶融するのに適した組成を有するはんだを選択することができる。例えば、５２．２ｗｔ％のＩｎ（インジウム）／４６ｗｔ％のＳｎ（スズ）／１．８ｗｔ％のＺｎ（亜鉛）の組成を有するはんだは１０８℃の固相温度及び１０８℃の液相温度を有しており、５１．６ｗｔ％のＢｉ（ビスマス）／４１．４ｗｔ％のＰｂ（鉛）／７．０ｗｔ％のＳｎ（スズ）の組成を有するはんだは９８℃の固相温度及び１１２℃の液相温度を有しており、５２ｗｔ％のＩｎ（インジウム）／４８ｗｔ％のＳｎ（スズ）の組成を有するはんだは１１８℃の固相温度及び１１８℃の液相温度を有しており、５７ｗｔ％のＢｉ（ビスマス）／４３ｗｔ％のＳｎ（スズ）の組成を有するはんだは１３９℃の固相温度及び１３９℃の液相温度を有しており、９５．５ｗｔ％のＳｎ（スズ）／３．８ｗｔ％のＡｇ（銀）／０．７ｗｔ％のＣｕ（銅）の組成を有するはんだは２１７℃の固相温度及び２１７℃の液相温度を有している。

【0028】

固相温度（ｓｏｌｉｄｕｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）は、組成物が完全に固体になる最高温度である。液相温度（ｌｉｑｕｉｄｕｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）は、組成物が完全に液体になる最低温度である。いくつかの実施形態では、はんだは共晶はんだである。いくつかの実施形態では、はんだは非共晶はんだである。

【0029】

図示の実施形態では、第一チャンバ１１２は略円筒形であり、ベースインサート１１１内に画定される。感熱素子１１０は、最初の固体形態において対応する略円筒形で提供される。感熱素子１１０が溶融するまで感熱素子１１０がアクチュエータピン１２０をロック構成に保持し、次に、感熱素子１１０が溶融した時にアクチュエータピン１２０が第一チャンバ１１２に入ることを可能にするという条件で、第一チャンバ１１２及び感熱素子１１０の両方の代替形状を代替の実施形態で使用できることが当業者によって理解されるであろう。

【0030】

選択的に透過性の膜１１６は、第一チャンバ１１２を画定するためにベースインサート１１１とシール係合している。図示の実施形態では、選択的に透過性の膜１１６は、はんだワッシャ１１９とベースインサート１１１との間の位置に挟まれている。代替の実施形態では、選択的に透過性の膜１１６をベースインサート１１１とシール係合するように固定して第一チャンバ１１２をシールする任意の適切な方法を使用することができる。

【0031】

図示の実施形態では、図４Ｂ及び図４Ｃに最もよく示されているように、はんだワッシャ１１９の近位面にシールリング１１７が設けられている。シールリング１１７は、はんだワッシャ１１９及び膜１１６を介在させる概して近位に突出する突起であり、これにより、はんだワッシャ１１９及びベースインサート１１１がシェル１１４内で一緒に圧縮されて、膜１１６とベースインサート１１１との間の良好なシールを維持する時に圧縮シールを形成する。図示の実施形態では、シールリング１１７は、はんだワッシャ１１９と一体的に形成されている。代替の実施形態では、シールリング１１７は、任意の適切な方法ではんだワッシャ１１９に結合された別個の要素として提供されるか、またはシールリング１１７は、一体的に形成されるか、またはベースインサート１１１に固定された別個の要素として形成される、ベースインサート１１１の遠位面上の遠位に延在する突起として提供されてもよい。

【0032】

代替の実施形態では、膜１１６とベースインサート１１１との間にシール係合を提供して第一チャンバ１１２を画定する代替メカニズム、例えば、適切な接着剤、超音波溶接等を使用することができる。

【0033】

図示の実施形態では、はんだワッシャ１１９は一対の開口１４２を備えており、ベースインサート１１１は、組み立てられた時に開口１４２内で係合可能な対応する一対の突起１４４を備えており、これらの構成要素の正しい向きにおける係合を容易にするのを助ける。代替の実施形態では、開口１４２／突起１４４を省略してもよく、またはシェル１１４内のさねはぎ継ぎ等の他のメカニズムを使用することもできる。

【0034】

選択的に透過性の膜１１６は、感熱素子１１０が固体状態にある時は感熱素子１１０に対して不透過性であるが、感熱素子１１０が液体状態にある時は感熱素子１１０に対して透過性であるように選択される。選択的に透過性の膜１１６に使用される材料の性質は、感熱素子１１０の性質に応じて変化し得る。選択的に透過性の膜１１６に使用される材料は、感熱素子１１０が固体状態にある時は選択的に透過性の膜１１６を通る感熱素子１１０の流れまたはクリープを防止するが、感熱素子１１０が液体状態にある時は選択的に透過性の膜１１６を通る感熱素子１１０の流れが許容されるのに適した細孔サイズを有するように選択されるべきである。

【0035】

選択的に透過性の膜１１６に使用される材料はまた、感熱素子１１０に使用される材料と化学的に適合性があるように選択されるべきである（例えば、望ましくない化学反応または選択的に透過性の膜１１６と感熱素子１１０との間の化学要素、イオン、または分子の拡散を回避するため）。選択的に透過性の膜１１６に使用される材料はまた、例えば選択的に透過性の膜１１６が、温度センサ及びインジケータ１００の予想される動作温度の範囲内で溶融または劣化しないように、耐熱性でなければならない。

【0036】

様々な実施形態において選択的に透過性の膜１１６を提供するために使用できる材料の例には、焼結ステンレス鋼、セラミック、またはプラスチック、ナイロン、または金属等の適切な材料から作られた微細メッシュまたは多孔質膜が含まれる。いくつかの実施形態では、透過性の膜１１６は、感熱素子１１０が液体形態でそこを通って流れることを可能にするのに十分な量の連続細孔を発泡体が有するという条件で、多孔質発泡体から作製されてもよい。いくつかの実施形態では、選択的に透過性の膜１１６はプラスチックから作られ、プラスチックはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（例えば、テフロン（登録商標））である。

【0037】

いくつかの実施形態では、選択的に透過性の膜１１６の細孔サイズは、例えば０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、６．５、７．０、７．５、８．０、８．５、９．０、または９．５μｍの間の任意の値を含む、０．２～１０μｍの範囲内である。選択的に透過性の膜１１６がプラスチック膜である実施形態では、膜は、例えば０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、６．５、７．０、７．５、８．０、８．５、９．０、または９．５μｍの間の任意の値を含む、０．２～１０μｍの範囲内の細孔サイズを有し得る。

【0038】

アクチュエータピン１２０が第一チャンバ１１２に入ることを許容するように選択的に透過性の膜１１６が変形される、図１～図７に示されるような実施形態では、選択的に透過性の膜１１６は、アクチュエータピン１２０が第一チャンバ１１２内に移動することを許容するように十分な可撓性を有していなければならない。代替の実施形態では、選択的に透過性の膜１１６は、感熱素子１１０がそれを通って流れ始めた後に変形し始めると破裂することを許容されるものであって、従って選択的に透過性の膜１１６は、そのような実施形態では非可撓性材料から作製され得る。

【0039】

例として、感熱素子１１０がはんだである実施形態では、選択的に透過性の膜１１６は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（例えば、テフロン（登録商標））であり得る。いくつかの実施形態では、ポリテトラフルオロエチレンは、例えば０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、６．５、７．０、７．５、８．０、８．５、９．０、または９．５μｍの間の任意の値を含む、０．２～１０μｍの範囲内の細孔サイズを有する。

【0040】

熱活性要素１０２は、感熱素子１１０に対してバイアスされたアクチュエータピン１２０をさらに備える。図示の実施形態では、膜１１６は、アクチュエータピン１２０及び感熱素子１１０を介在させる。図示の実施形態では、アクチュエータピン１２０は、コイルばね１２２によって感熱素子に対してバイアスされている。接触面１２３は、アクチュエータピン１２０の近位端に向かって突起に設けられてコイルばね１２２に接触するとともに、コイルばね１２２がアクチュエータピン１２０を第一チャンバ１１２に向かってバイアスさせることを可能にする。代替の実施形態では、重力下のピンの重量、伸長ばね、または引き伸ばされた弾性材料等の任意の適切なバイアス機構を使用して、アクチュエータピン１２０を第一チャンバ１１２に向かってバイアスさせることができる。

【0041】

感熱素子１１０がはんだである実施形態を含むいくつかの実施形態では、感熱素子１１０はその溶融温度よりも低い温度でさえ、アクチュエータピン１２０によって加えられる圧力のためにゆっくりとした変形または「クリープ（ｃｒｅｅｐ）」を経験し得る。そのような実施形態では、膜１１６は、感熱素子１１０によって経験される変形またはクリープの量を防止または最小化するように作用し、特に、感熱素子１１０が固体状態にある限り、第一チャンバ１１２の容積が感熱素子１１０によって占有され続けるように、第一チャンバ１１２内に感熱素子１１０を保持する。第一チャンバ１１２の容積は感熱素子１１０によって占められているので、アクチュエータピン１２０は、コイルばね１２２によって加えられた力にもかかわらず、第一チャンバ１１２に入ることができない。

【0042】

図７に示される例示された実施形態を含むいくつかの実施形態では、アクチュエータピン１２０´は、膜１１６に接触するアクチュエータピン１２０´の表面積（従って感熱素子１１０に対して力を加えているアクチュエータピン１２０´の表面積）を最大化するための構造的特徴を備えているが、感熱素子１１０が液相にある時、感熱素子１１０がアクチュエータピン１２０´の近位部を通過して流れることを可能にする。図７の例示された実施形態では、アクチュエータピン１２０´は、その近位端１２１´に一つ以上の表面隆起１２４を備えている。表面隆起１２４は、それらの間に一つ以上の流体流路１２６を画定し、感熱素子１１０が液体状態にある時に、感熱素子１１０がアクチュエータピン１２０を通過して第二チャンバ１１８内に流れることを可能にする。代替の実施形態では、例えば、図２に示されるように、アクチュエータピン１２０には、流体流路や表面隆起が存在しない。

【0043】

所定の温度閾値に達すると、感熱素子１１０が溶融し、固相から液相に変化する。選択的に透過性の膜１１６は、液体形態の感熱素子１１０に対して透過性である。いくつかの実施形態では、アクチュエータピン１２０を第一チャンバ１１２内に押し込むコイルばね１２２によってバイアス圧力が加えられ、膜１１６は、アクチュエータピン１２０を第一チャンバ１１２内に移動させるのに十分な可撓性があり、アクチュエータピン１２０は、第一チャンバ１１２内に近位方向に移動し始めて、液体形態の感熱素子１１０を膜１１６を通って流し、流体流路１２６（存在する場合）から第二チャンバ１１８内に流す。流体流路１２６が存在しない実施形態では、液体形態の感熱素子１１０は、アクチュエータピン１２０とはんだワッシャ１１９との間のギャップ及び公差を通って、第一チャンバ１１２から第二チャンバ１１８内に流れる。第一チャンバ１１２からの液体形態の感熱素子１１０の排出は、アクチュエータピン１２０が第一チャンバ１１２内に移動することを可能にし、従って熱活性要素１０２を、図５Ｃ、図６Ａ、及び図６Ｂに示すような活性化構成に配置する。

【0044】

図示の実施形態では、第二チャンバ１１８は、はんだワッシャ１１９によって少なくとも部分的に画定される。図示の実施形態では、第二チャンバ１１８は、はんだワッシャ１１９を通って延在する略円筒形の内部開口によって画定され、アクチュエータピン１２０の近位端１２１は、円筒状の第二チャンバ１１８を通って延在する。これにより、はんだワッシャ１１９はアクチュエータピン１２０の第一チャンバ１１２に対する位置合わせを維持するのに役立つ。図示の実施形態では、図４Ｃに最もよく見られるように、第二チャンバ１１８を画定するはんだワッシャ１１９の内壁は、近位方向において半径方向内方に向けて先細になるテーパ面１１９Ａを有する。いくつかの実施形態では、はんだワッシャ１１９の内壁のテーパ面１１９Ａは、組み立てを容易にする。いくつかの実施形態では、はんだワッシャ１１９の内壁は先細ではなく、すなわち、真っ直ぐなサイドを有する略円筒形である。第二チャンバ１１８は、アクチュエータピン１２０によって膜１１６を通って移動される液体の感熱素子１１０の体積を受容するのに十分な容積を有するべきである。

【0045】

図３、図５Ｂ、図５Ｃ、図６Ａ、及び図６Ｂを参照すると、インジケータ解放機構１０４がより詳細に説明されている。インジケータ１０６は、シェル１１４内に画定されたスライドチャネル１１３内における軸方向のスライド運動のために配置されている。図３及び図５Ｂに示される非活性化位置において、アクチュエータピン１２０の遠位端１２８は、複数の活性脚１３０の内側に位置し、それらを介在させる。図示の実施形態では、横方向に対向する一対の活性脚１３０がインジケータ１０６の近位部に設けられている。インジケータ解放機構１０４が活性化されると、各活性脚１３０は、反対側の活性脚１３０に向かって横方向内方に移動させられる。代替の実施形態では、例えば１、２、３、４、またはそれ以上の任意の所望の数の活性脚を使用することができる。いくつかの実施形態では、活性脚１３０を横方向に対向させるのではなく、インジケータ１０６の近位部の周囲に分散させてもよい。そのような実施形態では、インジケータ解放機構１０４が活性化されると、各活性脚は、インジケータ１０６の軸方向中心線に向かって半径方向内方に移動させられる。

【0046】

各活性脚１３０はその外縁に面取り解放面１３２を有しており、これは、その遠位部から近位部に向かって外向きに先細になっている。インジケータ脚は図６Ａにおいてシェルに干渉するものとして示されているが、これは使用された図面モデルのアーティファクトである。実際の構造ではインジケータ脚には弾力性があり、シェルに柔軟に押し付けられて接触するであろうが、シェルを貫通することはない。

【0047】

例えば図５Ｂに示されるように、図示の実施形態におけるインジケータ解放機構１０４の活性脚１３０の間に画定される空間は鍵穴形状を有し、概して丸い遠位部１４６と、その近位部に概して真っ直ぐなエッジ１４８とを有する。図示の実施形態に示される鍵穴形状は、一対の活性脚１３０の間の応力集中を低減し、さらに、形状を変更して、活性脚１３０の可撓性を調整することができる。

【0048】

面取り解放面１３２は、シェル１１４の対応する面取り保持面１３４との係合によって所定の位置に保持される。面取り保持面１３４は、面取り解放面１３２との相補的な方法において、その遠位部から近位部に向かって外向きに先細になっている。よって、面取り解放面１３２及び面取り保持面１３４は、以下でより詳細に説明されるように、温度センサ及びインジケータ１００が活性化されると、互いにすれ違ってスライドするように構成される。表面１３２、１３４が最初に非活性化構成においてインジケータ解放機構１０４を保持し、熱活性要素１０２が活性化された時にインジケータ解放機構１０４を活性化構成に移動させることが可能である限り、表面１３２、１３４の他の形状及び構成を代替の実施形態で使用することができる。

【0049】

非活性化位置では、コイルばね１２２等のバイアス機構は、例えばインジケータ解放機構１０４の近位に面する表面に設けられた接触面１３６との係合を介して、遠位方向に活性脚１３０に対して軸方向バイアス力を加える。アクチュエータピン１２０の遠位端１２８は活性脚１３０が内方に偏向することを防止するので、面取り解放面１３２は面取り保持面１３４に対して所定の位置にロックされた状態を維持し、アクチュエータピン１２０が非活性化構成にある時、活性脚１３０は移動することができない。

【0050】

熱活性要素１０２が感熱素子１１０の溶融によって活性化されると、インジケータ解放機構１０４がまだロックされた構成にある、すなわち、活性脚１３０がロックされた構成で示されている図５Ｃに示されるように、温度センサ及びインジケータ１００は活性化構成に移動する。活性化構成では、アクチュエータピン１２０は近位方向において軸方向に十分遠くまで移動するため、その遠位端１２８は、もはや活性脚１３０を介在させない。よって、コイルばね１２２によって加えられるバイアス力に応答して活性脚１３０は遠位方向にスライドし始めることができ、アクチュエータピン１２０がそれらの間から取り外されるので、活性脚１３０は互いに向かって内方に偏向し始めることができる。面取り解放面１３２が面取り保持面１３４を通過してスライドするにつれて、活性脚１３０が一緒に内方に向けて、遠位方向において長手方向に移動し続けることで、コイルばね１２２がインジケータ解放機構１０４、ひいてはインジケータ１０６を解放位置にバイアスさせることを可能にする。

【0051】

解放されると、活性脚１３０は、インジケータ１０６上に提供される突起１３９がハードストップ１３８に到達するまで、シェル１１４内で遠位方向にスライドし続ける。図示の実施形態では、ハードストップ１３８は、シェル１１４の内側側壁に形成された半径方向内方に延在する突起であり、突起１３９は、インジケータ１０６の一部に形成された半径方向外方に延在する突起である。図示の実施形態では、突起１３９は、活性脚１３０の間のインジケータ１０６の一部に形成されている。しかしながら、突起１３９は、ハードストップ１３８が突起１３９に接触するように配置されている限り、代替の実施形態において任意の所望の位置に提供することができる。これにより、インジケータ１０６の完全な排出が防止され、コイルばね１２２によって加えられるバイアス力により、インジケータ１０６が完全に拡張された位置に留まることを保証し、目視検査時に視認可能となるようにする。

【0052】

代替の実施形態では、インジケータ１０６の遠位運動を停止するのに適した任意の他の構造要素を使用することができる。インジケータ１０６を完全に排出することが望まれる代替の実施形態では、ハードストップ１３８のような停止機構を省略することができる。

【0053】

活性脚１３０の解放の結果として、インジケータ１０６はシェル１１４から離れて、遠位方向において軸方向に排出されて、解放構成となる。いくつかの実施形態では、インジケータ１０６は、その外面１４０上に明るい色を提供することができ、これは、ロックされた構成では視認できないが、解放構成では視認可能である。よって、電気機器を検査する作業者は、温度センサ及びインジケータ１００が活性化されているか否かを容易に判断することができる。代替の実施形態では、インジケータ１０６は、外面１４０の明るい色の代わりに、独特のパターン、テクスチャ、または形状を備えた表面を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、外部ハウジング１０８から突出しているインジケータ１０６の相対的な長さは、インジケータ１０６が解放されたことの視覚的評価を提供するために使用される。さらなる代替の実施形態では、表面１４０の可視化に加えて、インジケータ１０６が解放されたことを示す信号を提供する他の方法を使用することができる。例えば、インジケータ１０６の一部と温度センサ及びインジケータ１００の別の部分との間の電気回路の遮断または接続は、インジケータ１０６が解放されたことを示す電気信号を提供するために使用することができ、及び／または、例えば警告音または警告灯の作動等、可聴または可視の表示のトリガー生成に使用することができる。

【0054】

図示の実施形態では、温度センサ及びインジケータ１００は、例えば変圧器のような電気機器に、外部ハウジング１０８を介して固定されている。外部ハウジング１０８は、半径方向に延在するカラー１５０及びねじ面１５２を備えている。使用中、外部ハウジング１０８の遠位端は、電気機器の内側から、図８のエンクロージャ２３として示される電気機器のエンクロージャに設けられた適切な開口を通過することができ、ねじ面１５２が電気機器のエンクロージャの外面の外側に延在して、カラー１５０がエンクロージャの内面で電気機器のエンクロージャに隣接して延在するようにする。いくつかの実施形態では、ワッシャ１５４は、カラー１５０及び電気機器のエンクロージャを介在させて、カラー１５０と電気機器のエンクロージャとの間にシールを形成するために提供される。

【0055】

温度センサ及びインジケータ１００を所定の位置に固定するために、内側ねじ面１５８を有するナット１５６が、外部ハウジング１０８上のねじ面１５２にねじ的に係合され、締め付けられる。代替の実施形態では、例えば適度にタイトな摩擦ばめ、適切な接着剤、超音波溶接等の任意の他の適切な係合機構を使用して、ナット１５６を外部ハウジング１０８上の所定の位置に固定することができる。図示の実施形態では、外部ハウジング１０８内にシェル１１４を固定するためにカバー１６０が提供される。

【0056】

いくつかの実施形態では、図８に概略的に示されるように、温度センサ及びインジケータ１００は、インジケータ１０６が解放構成にある時に電気機器を検査するユーザにインジケータ１０６を視認できるようにするのを助けるために、それが設置される電気機器２１のエンクロージャ２３のサイドに取り付けられる。いくつかの実施形態では、温度センサ及びインジケータ１００は、温度センサ及びインジケータ１００が油で満たされた変圧器内に含まれる油の温度を測定するように、適切な高さで油で満たされた変圧器に取り付けられる。いくつかのそのような実施形態では、温度センサ及びインジケータ１００は、油の上部領域、または変圧器の上部の油の温度を測定する。いくつかの例示的な実施形態では、油面より約５ｃｍ以上下への温度センサ及びインジケータ１００の取り付けは、油温が測定されていることを確実にするための許容可能な位置である。

【0057】

代替の実施形態では、気温と流体温度とはわずかに異なる可能性があるため、流体の温度を測定するために取り付けられた同等の温度センサ及びインジケータ１００と比較して温度センサ及びインジケータ１００の構成を調整する必要はあるかもしれないが、温度センサ及びインジケータ１００を、流体で満たされた変圧器内の流体レベルよりも上の空間に取り付けることも可能である。温度センサ及びインジケータ１００が乾式変圧器とともに使用される代替の実施形態では、流体温度対気温の測定に関する考慮事項は存在しないであろう。所望の展開位置に適合するように温度センサ及びインジケータを調整することは、当業者の期待される能力の範囲内である。

【0058】

いくつかの実施形態では、図９～図１３に示されるように、温度センサ及びインジケータ２００は、単一の外部ハウジング２０８に一緒に提供される一対の温度センサ及びインジケータ２００Ａ、２００Ｂを備える。温度センサ及びインジケータ１００の構成要素に対応する温度センサ及びインジケータ２００Ａ、２００Ｂの構成要素は、１００ずつ増加された参照番号によって参照される。温度センサ及びインジケータ２００Ａ、２００Ｂのそれぞれは、概して、温度センサ及びインジケータ１００と同様である。

【0059】

いくつかの実施形態では、温度センサ及びインジケータ２００Ａ、２００Ｂのそれぞれは、それ自体のシェル２１４Ａ、２１４Ｂ内において自己完結型であるため、温度センサ及びインジケータ２００Ａ、２００Ｂはそれぞれ、外部ハウジング２０８内で独立して交換可能な自己完結型モジュールである。図示の実施形態では、分離シールド２１５Ａ、２１５Ｂが、シェル２１４Ａ、２１４Ｂのそれぞれの内部構成要素として提供される。分離シールド２１５Ａ／２１５Ｂは、コイルばね２２２Ａ／２２２Ｂの干渉を防止するのに役立つ。温度センサ及びインジケータ２００Ａ、２００Ｂはそれぞれ、概して対称である半円筒形状を備えているので、外部ハウジング２０８の略円筒形状内に容易に設置することができる。

【0060】

図示の実施形態では、スナップリング２６２及びカプセルカバー２６０が提供され、シェル２１４Ａ、２１４Ｂは、外部ハウジング２０８に挿入するための単一のモジュールとして容易に一緒に係合することができる。カプセルカバー２６０が取り外されると、シェル２１４Ａ、２１４Ｂのいずれかまたは両方をスナップリング２６２からスナップアウトして交換することができる。そのため、例えば異なる所定の温度で活性化される別の温度センサ及びインジケータユニットを外部ハウジング２０８に容易に設置することができる。いくつかの実施形態では、２００Ａ、２００Ｂのような温度センサ及びインジケータは、個別のユニットとして販売されているため、購入者は活性化された温度センサ及びインジケータ２００Ａ、２００Ｂを容易に交換し、及び／または、異なる所定の温度で活性化される温度センサ及びインジケータ２００Ａ、２００Ｂを設置することができる。

【0061】

温度センサ２００Ａ、２００Ｂはそれぞれ、所望の所定の温度閾値で活性化される熱活性要素２０２Ａ、２０２Ｂを有するように独立して選択することができ、温度センサ２００Ａ、２００Ｂはそれぞれ、外部ハウジング２０８において独立して設置及び交換することができる。これにより、ユーザは、特定の用途のために正しい所定の温度で作動する一対の温度センサ２００Ａ、２００Ｂを、例えば現場で決定し、設置することができる。これはまた、例えばユーザが、外部ハウジング２０８をそれが取り外された電気機器に再設置する前に、活性化されていない温度センサ及びインジケータ２００Ｂを外部ハウジング２０８内において手付かずでそのままの状態にしておきながら、活性化された第一の温度センサ及びインジケータ２００Ａを取り外して交換することを可能にする。

【0062】

温度センサ及びインジケータ２００Ａは、第一の所定の温度（本明細書では「低温閾値」と呼ばれる）で活性化するように構成され、温度センサ及びインジケータ２００Ｂは、第一の所定の温度よりも高い第二の所定の温度（本明細書では「高温閾値」と呼ばれる）で活性化するように構成される。すなわち、温度センサ及びインジケータ２００Ａの感熱素子２１０Ａは、第一の所定の温度で溶融するように選択され、温度センサ及びインジケータ２００Ｂの感熱素子２１０Ｂは、第二の所定の温度で溶融するように選択される。

【0063】

いくつかの実施形態では、低温閾値は、温度センサ及びインジケータ２００が設置されている電気機器が過負荷であるとオペレータが考える温度になるように選択される。いくつかの実施形態では、高温閾値は、温度センサ及びインジケータ２００が設置されている電気機器が極端に過負荷であるとオペレータが考える温度になるように選択される。

【0064】

いくつかの実施形態では、温度センサ２００Ａ及び温度センサ２００Ｂは二つの異なるインジケータ２０６Ａ、２０６Ｂを備えており、これは温度センサ及びインジケータ２００Ａまたは温度センサ及びインジケータ２００Ｂのいずれかが活性化されたことを知覚できるほど明確な視覚的表示をもたらす。例えば、図示の実施形態において、図９は、完全に非活性化位置にある温度センサ及びインジケータ２００を示している。

【0065】

図１０に示されるように、低温閾値を超えると、第一のインジケータ２０６Ａが解放され、外部ハウジング２０８の遠位端の遠位に、第一の距離１８０（図１２）だけ延在する。これにより、第一のインジケータ２０６Ａの外面２４０Ａが視認可能になる。

【0066】

図１１及び図１２に示されるように、高温閾値を超えると、第二のインジケータ２０６Ｂが解放され、外部ハウジング２０８の遠位端の遠位に、第二の距離１８２だけ延在する。これにより、第二のインジケータ２０６Ｂの外面２４０Ｂが視認可能になる。

【0067】

図示の実施形態では、第二のインジケータ２０６Ｂは、第二の距離１８２が第一の距離１８０よりも長くなるように構成される。すなわち、インジケータ２０６Ｂは、解放構成においてインジケータ２０６Ａよりも外部ハウジング２０８から遠くに突出するように構成される。これにより、ユーザはインジケータ２０６Ａ及び２０６Ｂの両方が解放されたことを容易に視覚的に判断することができ、電気機器内の温度が高温閾値を超えたことが示される。あるいは、低温閾値のみを超えた場合、インジケータ２０６Ａのみが視認可能となる。図示の実施形態では、インジケータ２０６Ａ／２０６Ｂ上の突起２３９Ａ／２３９Ｂの配置は、それぞれのインジケータが突出する距離を変更するために使用される。すなわち、突起２３９Ａは、突起２３９Ｂがインジケータ２０６Ｂの近位端に対して配置されるよりもインジケータ２０６Ａの近位端から遠くに配置される。これにより、インジケータ２０６Ａは、突起２３９Ａが対応するハードストップに接触しており、かつ突起２３９Ｂが対応するハードストッにと接触している時、インジケータ２０６Ｂよりも解放構成でさらに延在するであろう。

【0068】

いくつかの実施形態では、外部ハウジング２０８が電気機器に設置される方向は、ユーザが目視検査時にインジケータ２０６Ａのみ、またはインジケータ２０６Ａ及び２０６Ｂの両方が解放されているか否かを判断できることを確実にするように選択されるべきである。例えば、インジケータ２０６Ａと２０６Ｂとの間に延在する平面が地面に対して垂直に延在するように外部ハウジング２０８が設置されている場合、ユーザは、インジケータ２０６Ａ及び２０６Ｂの両方を同時に視認することができる。対照的に、インジケータ２０６Ａと２０６Ｂとの間に延在する平面が地面に対して水平に延在するように外部ハウジング２０８が設置されている場合、ユーザはインジケータ２０６Ａ及び２０６Ｂのうちの一方のみを容易に視認することができ、インジケータ２０６Ｂの延長はインジケータ２０６Ａを不明瞭にする可能性があるため、ユーザはインジケータの一方または両方が解放されているか否かについて不確かとなる可能性がある。

【0069】

いくつかの実施形態では、外部ハウジング２０８が設置される方向は、外部ハウジング２０８の形状によって調整することができる。例えば、外部ハウジング２０８は一つの平坦なエッジを備えていてもよく、これは、外部ハウジング２０８が電気機器に設置される開口部に設けられた対応する平坦なエッジと係合することができる。図示の実施形態では、外部ハウジング２０８は一つ以上のガセット２０９を備えており、これは、外部ハウジング２０８を円形開口への設置中に正しく位置合わせするのを助けるために使用され得る。いくつかの実施形態では、ガセット２０９は、充填レベルゲージとしても機能し得る。

【0070】

代替の実施形態では、インジケータ２０６Ａ及び２０６Ｂを区別する他の方法を使用して、ユーザがインジケータ２０６Ａのみが解放されたか、またはインジケータ２０６Ａ、２０６Ｂの両方が解放されたかを判断できるようにすることができる。例えば、第一のインジケータ２０６Ａは、例えば黄色等の第一の色で明るく着色された外面２４０Ａを有することができ、第二のインジケータ２０６Ｂは、例えば赤色等の第二の色で明るく着色された表面２４０Ｂを有することができる。代替の実施形態では、色とは異なる視覚的インジケータを使用して、インジケータ２０６Ａ、２０６Ｂを区別することができる。例えば、異なる色が提供されることに加えて、またはその代わりとして、二つの構成要素が異なる形状（例えば、一方が正方形で他方が円形）、異なるテクスチャ（例えば、滑らかなテクスチャと粗いテクスチャ）、及び／または異なるパターン（例えば、異なる厚さまたは方向を有するストライプ）、異なる温度定格、またはインジケータ２０６Ａ、２０６Ｂの遠位端上の他のプリントされた表示（例えば、各インジケータが活性化される所定の温度、または「低（ＬＯＷ）」及び「高（ＨＩＧＨ）」等の文言）とともに提供されることにより、ユーザは、インジケータが解放されていないか、第一のインジケータ２０６Ａのみが解放されているか、またはインジケータ２０６Ａ、２０６Ｂの両方が解放されているかを目視検査によって容易に判断することができる。

【0071】

代替の実施形態では、インジケータ２０６Ａ、２０６Ｂはそれぞれ、インジケータ２０６Ａ、２０６Ｂがそれぞれ解放された時に別個の電気回路を遮断または接続するように構成することができ、これにより、インジケータ２０６Ａが解放された時に第一の、インジケータ２０６Ｂが解放された時に第二の、二つの別個の電気信号を生成することが可能になる。

【0072】

図１３の例示的な実施形態では、インジケータ２０６Ａ、２０６Ｂはそれぞれ、エンドキャップ２０７Ａ、２０７Ｂを備えている。いくつかの実施形態では、第一の所定の温度閾値をエンドキャップ２０７Ａにプリントすることができ、第二の所定の温度閾値をエンドキャップ２０７Ｂにプリントすることができる。これにより、ユーザは関連する温度閾値を読み取って、一つ以上の温度を超えたことを確認することができる。

【0073】

図１４を参照すると、温度センサ及びインジケータを使用して所定の閾値を超える温度の上昇を感知及び表示する方法３００の例示的な実施形態が示されている。ステップ３０２において、温度が所定の閾値に到達するか、またはそれを超える。ステップ３０４において、チャンバ内に収容された感熱素子が溶融し、それによって固体から液体に変化する。ステップ３０６において、液体状態の感熱素子は、固体状態の感熱素子には不透過性であるが液体状態の感熱素子には透過性である選択的な透過性の膜を通過する。ステップ３０８において、膜及び感熱素子に対してバイアスされるとともに、固体状態の感熱素子によって最初に定位置に保持されていた活性ピンが、液相の感熱素子が選択的に透過性の膜を通って流れるにつれてチャンバ内に移動することを許容され、それによって温度センサが活性化構成に配置される。

【0074】

温度センサがインジケータと動作可能に係合する実施形態では、方法３００は、温度が所定の閾値を超えて上昇したことの表示を提供することをさらに含む。そのような実施形態では、ステップ３１０において、チャンバ内への活性ピンの移動によって、活性ピンがインジケータ解放機構の複数の活性脚を介在させる初期構成から、活性ピンが変位される。これにより、活性脚を一緒に内方に圧縮することができる。ステップ３１２において、活性脚の内向きの移動は、活性脚の面取り活性面が、温度センサ及びインジケータのシェルの内面に提供された対応する面取り保持面に対して遠位方向に、軸方向にスライドすることを可能にする。ステップ３１４において、インジケータ解放機構の長手方向の移動は、インジケータを遠位方向に解放する。いくつかの実施形態では、ステップ３１６において、インジケータが移動するスライドチャネルの内面のハードストップが、インジケータの外面に形成された対応する突起と係合して、インジケータの完全な排出を防止する。代替の実施形態では、ステップ３１６は省略されている。

【0075】

図１５を参照すると、二つの別個の温度感知及び表示ユニットを有する温度センサ及びインジケータを使用して、二つの別個の所定の温度閾値の一方または両方を超える温度の上昇を感知及び表示する方法４００の例示的な実施形態が示されている。第一の所定の温度閾値は、第二の所定の温度閾値よりも低い温度である。

【0076】

ステップ４０２において、温度は、第一の所定の温度閾値に到達するか、またはそれを超える。ステップ４０４において、第一の温度感知及び表示ユニットのチャンバ内に収容された感熱素子が溶融し、それによって固体から液体に変化する。ステップ４０６において、液体状態の第一の温度感知及び表示ユニットの感熱素子は、固体状態の感熱素子に対して不透過性であるが液体状態の感熱素子に対して透過性である選択的に透過性の膜を通過する。ステップ４０８において、膜及び感熱素子に対してバイアスされるとともに、固体状態の感熱素子によって最初に定位置に保持されていた活性ピンが、液相の感熱素子が第一の温度感知及び表示ユニットの選択的に透過性の膜を通って流れるにつれてチャンバ内に移動することを許容され、それによって第一の温度センサが活性化構成に配置される。

【0077】

ステップ４１０において、チャンバ内への活性ピンの移動によって、活性ピンが第一の温度感知及び表示ユニットのインジケータ解放機構の複数の活性脚を介在させる初期構成から、活性ピンが変位される。これにより、活性脚を一緒に内方に圧縮することができる。ステップ４１２において、活性脚の内向きの移動は、活性脚の面取り活性面が、第一の温度感知及び表示ユニットの内面に提供された対応する面取り保持面に対して遠位方向に、軸方向にスライドすることを可能にする。ステップ４１４において、インジケータ解放機構の長手方向の移動は、第一の温度感知及び表示ユニットのインジケータを遠位方向に解放する。いくつかの実施形態では、ステップ４１６において、第一のインジケータが移動するスライドチャネルの内面のハードストップが、第一のインジケータの外面に形成された対応する突起と係合することによって、第一の温度感知及び表示ユニットのインジケータはインジケータの完全に拡張された位置で停止され、第一のインジケータの完全な排出が防止される。いくつかの実施形態では、ステップ４１６は省略されている。

【0078】

ステップ４０２と同時か、または異なる時間であり得るステップ４１８において、温度は、第二の所定の温度閾値に到達するか、またはそれを超える。ステップ４２０において、第二の温度感知及び表示ユニットのチャンバ内に収容された感熱素子が溶融し、それによって固体から液体に変化する。ステップ４２２において、液体状態の第二の温度感知及び表示ユニットの感熱素子は、固体状態の感熱素子に対して不透過性であるが液体状態の感熱素子に対して透過性である選択的に透過性の膜を通過する。ステップ４２４において、膜及び感熱素子に対してバイアスされるとともに、固体状態の感熱素子によって最初に定位置に保持されていた活性ピンが、液相の感熱素子が第二の温度感知及び表示ユニットの選択的に透過性の膜を通って流れるにつれてチャンバ内に移動することを許容され、それによって第二の温度センサが活性化構成に配置される。

【0079】

ステップ４２６において、チャンバ内への活性ピンの移動によって、活性ピンが第二の温度感知及び表示ユニットのインジケータ解放機構の複数の活性脚を介在させる初期構成から、活性ピンが変位される。これにより、活性脚を一緒に内方に圧縮することができる。ステップ４２８において、活性脚の内向きの移動は、活性脚の面取り活性面が、第二の温度感知及び表示ユニットの内面に提供された対応する面取り保持面に対して遠位方向に、軸方向にスライドすることを可能にする。ステップ４３０において、インジケータ解放機構の長手方向の移動は、第二の温度感知及び表示ユニットのインジケータを遠位方向に解放する。いくつかの実施形態では、ステップ４３２において、第二のインジケータが移動するスライドチャネルの内面のハードストップが、第二のインジケータの外面に形成された対応する突起と係合することによって、第二のインジケータの完全な排出を防止する。いくつかの実施形態では、ステップ４３２は省略されている。

【0080】

図１６Ａ～図１６Ｃを参照すると、熱活性要素２０２Ａ、２０２Ｂ、及び２０２Ｃの代替の実施形態が示されている。熱活性要素１０２の構成要素と同様の機能を有する熱活性要素２０２Ａ、２０２Ｂ、及び２０２Ｃの要素は、１００ずつ増加された参照番号で説明されている。

【0081】

図１６Ａを参照すると、熱活性要素２０２Ａは感熱素子２１０を有しており、これは、感熱素子１１０について説明された材料のいずれかであり得る。感熱素子２１０は、インサート２１１内に画定された第一チャンバ２１２内に配置されている。第一チャンバ２１２は、感熱素子が固体状態にある時は感熱素子２１０に対して不透過性であるが、感熱素子が液体状態にある時は感熱素子２１０に対して透過性である選択的に透過性の膜２１６によって、その近位端の少なくとも一部にわたってシールされる。選択的に透過性の膜１１６について記載された材料及び特性のいずれも、選択的に透過性の膜２１６に使用することができる。

【0082】

第二チャンバ２１８は、選択的に透過性の膜２１６の近位に画定される。第二チャンバ２１８は、第二チャンバ２１８が液体状態で感熱素子２１０を受容することを可能にする任意の適切な方法で定義することができる。図示の実施形態では、周囲の支持体１７０が提供されて、選択的に透過性の膜２１６を所定の位置に固定して、第一チャンバ２１２をシール的に画定する、すなわち、選択的に透過性の膜２１６が第一チャンバ２１２をシールする。第二チャンバ２１８は、周囲の支持体１７０の内部空間内に画定されている。

【0083】

第一チャンバ２１２の遠位端もまた、膜１７２によってシールされている。膜１７２は選択的に透過性の膜であり得るが、図示の実施形態では、膜１７２は不透過性であるが可撓性の膜である。膜１７２に適した材料には、選択的に透過性の膜１１６に使用される任意の材料が含まれるが、非多孔性ゴムまたはプラスチックを含むゴムまたはプラスチック等の不透過性の可撓性材料も含まれる。代替の実施形態では、膜１７２は、感熱素子２１０が選択的に透過性の膜２１６を通過し始めた後、アクチュエータピン２２０によって加えられる力のために破裂する材料から作製され得る。アクチュエータピン２２０は膜１７２に対してバイアスされており、感熱素子が固体状態にある時は第一チャンバ２１２に入ることができない。

【0084】

熱活性要素２０２Ａの活性化は、感熱素子２１０が溶融する時、それが選択的に透過性の膜２１６を通って第二チャンバ２１８内に近位方向に通過することを除いて、前述の熱活性要素１０２の活性化と同様である。アクチュエータピン２２０は膜１７２に対してバイアスされており、膜１７２は可撓性であるため、アクチュエータピン２２０は第一チャンバ２１２に入ることができ、それによって、熱活性要素２０２を活性化させる。

【0085】

いくつかの実施形態では、図１６Ｂに示されるように、熱活性要素の例示的な実施形態２０２Ｂとして、固体状態にある時、感熱素子２１０を初期位置に保持するのを助けるために補助支持体１７４が提供される。例えば、選択的に透過性の膜２１６が可撓性である実施形態では、補助支持体１７４のような補助的保持要素を使用して、固体状態にある時に感熱素子２１０を所定の位置に保持することができる。感熱素子２１０は、補助支持体１７４が存在するにもかかわらず、液体状態にある時、第二チャンバ２１８内に流れ込むことができる。よって、熱活性要素２０２Ｂは、補助支持体１７４が存在することを除いて、熱活性要素２０２Ａと同様である。

【0086】

代替の実施形態では、感熱素子２１０を初期位置に保持するための補助支持体１７４を提供するのではなく、選択的に透過性の膜２１６を、可撓性の低い材料から作製し、及び／または厚くすることができる。これにより、選択的に透過性の膜２１６は、感熱素子２１０が固体状態にある時、初期位置で感熱素子２１０を支持することができる。代替の実施形態では、支持要素と、より厚い、及び／またはより可撓性の低い選択的に透過性の膜２１６との組み合わせを使用して、感熱素子２１０が固体状態にある時、初期位置で感熱素子２１０を支持する。

【0087】

図１６Ｃを参照すると、熱活性要素２０２Ｃのさらなる代替の例示的な実施形態が示されている。熱活性要素２０２Ｃは、選択的に透過性の膜２１６の代わりに、液体状態にある時に感熱素子２１０を受容するために、選択的に透過性の材料２１６Ｂのブロックが感熱素子２１０の近位に提供されることを除いて、熱活性要素２０２Ａと概して類似している。選択的に透過性の材料２１６Ｂは、感熱素子２１０が固体状態にある時、感熱素子２１０に対して不透過性であり、従って、感熱素子２１０が固体状態にある時、バイアスピン２２０によって加えられる力に対して感熱素子２１０を所定の位置に保持する。所定の温度閾値を超えて、感熱素子２１０が液体状態に変化すると、感熱素子２１０は選択的に透過性の材料２１６Ｂに入ることができ、バイアスピン２２０が第一チャンバ２１２に入ることを可能にする。選択的に透過性の材料２１６Ｂに適した材料の例には、感熱素子２１０と化学的に適合性のある任意の材料で作られた多孔質フォームが含まれる。

【0088】

いくつかの実施形態では、本明細書に記載の実施形態のいずれかにおいて、熱活性要素１０２の代わりに熱活性要素２０２Ａ、２０２Ｂ、または２０２Ｃが使用される。
図１７Ａ、図１７Ｂ、及び図１７Ｃを参照すると、熱活性要素３０２の代替の実施形態が概略的に示されている。熱活性要素１０２と同様の機能を実行する熱活性要素３０２の要素は、２００ずつ増加された参照番号で示されている。

【0089】

図１７Ａを参照すると、熱活性要素３０２は、ベースインサート３１１と、第一チャンバ３１２を画定するガイドワッシャ３１９と、最初に第一チャンバ３１２を占有する形状記憶材料３１０とを有する。形状記憶材料３１０は、最初に第一チャンバ３１２を占有するように、任意の適切な方法で固定される。アクチュエータピン１２０と概して同じように機能して、所定のレベルを超える温度の上昇によって熱活性要素３０２が活性化された後、インジケータの活性脚の内方への移動を可能にするアクチュエータピン３２０は、第一チャンバ３１２に向かってバイアスされているが、形状記憶材料３１０の存在のために、第一チャンバ３１２に入ることができない。

【0090】

形状記憶材料３１０は、所定の温度閾値に達すると変形するように選択される。形状記憶材料３１０が作られる材料は、当業者によって所定の温度閾値で変形するように選択することができ、その結果、所定の温度閾値を任意の所望の温度で提供することができる。

【0091】

所定の温度閾値に達すると、図１７Ｂに示すように、形状記憶材料３１０が変形する。これにより、熱活性要素３０２が活性化構成となり、アクチュエータピン３２０に対して加えられたバイアス力によって、図１７Ｃに示すように、アクチュエータピン３２０の近位端を第一チャンバ３１２内に移動させることができる。よって、インジケータの解放は、温度センサ及びインジケータ１００について説明したのと同じ方法で行うことができる。

【0092】

いくつかの例示的な態様及び実施形態が上で論じられてきたが、当業者は、それらの特定の改変、順列、追加、及びサブコンビネーションを認識するであろう。よって、以下の添付の特許請求の範囲及び以下に導入される特許請求の範囲は、全体として明細書の最も広い解釈と一致するようなすべてのそのような改変、順列、追加、及びサブコンビネーションを含むと解釈されることが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図17A】

【図17B】

【図17C】