サーマルカットオフ

サーマルカットオフは、特定の温度まで加熱されると電流を遮断する電気 安全装置 (サーマル ヒューズまたはサーマル スイッチ)です。これらの装置は、使い捨てのもの (サーマル ヒューズ) もあれば、手動または自動でリセットできるもの (サーマル スイッチ) もあります。

温度ヒューズは、使い捨てのヒューズリンクを使用する遮断装置です。温度が下がると自動的にリセットされるサーマルスイッチとは異なり、温度ヒューズは電気ヒューズに似ています。つまり、リセットできず、故障したり作動したりしたときに交換しなければならない使い捨てデバイスです。温度ヒューズは、過熱が修理が必要な故障（ヒューズも交換する必要があります）や耐用年数の終わりに交換する必要があるなどのまれな事象の結果である場合に使用されます。^[1]

1つのメカニズムは、バネを押さえる小さな溶けるペレットです。ペレットが溶けるとバネが解放され、接点が分離して回路が切断されます。たとえば、Tamura LEシリーズ、NEC Sefuse SFシリーズ、Microtemp G4Aシリーズ、Hosho Elmwood Dシリーズでは、特定の温度で強度が低下したり溶けたりする熱可塑性ペレットが使用されている場合があります。^[2]

もう一つのメカニズムは、閾値を超える温度にさらされると溶ける可溶性素子である電気ヒューズに似ています。電気ヒューズとの違いは、可溶性素子の抵抗加熱によって生成される温度ではなく、周囲の温度を使用することです。この素子は導電性があり、通常はスズ、ビスマス、アンチモン、インジウム、鉛、およびその他の金属の2元または3元の可溶性合金で構成されています。 ^[3]

温度ヒューズは、コーヒーメーカーやヘアドライヤーなどの熱を発生する電気製品によく使用されています。温度ヒューズは、故障（サーモスタットの故障など）が発生した場合に発熱体への電流を遮断する安全装置として機能します。故障が発生すると温度が危険なレベルまで上昇し、火災が発生する可能性があります。

電気ヒューズや回路ブレーカーとは異なり、サーマルヒューズは過度の温度にのみ反応し、過度な電流には反応しません (過度な電流がサーマルヒューズ自体をトリガー温度まで加熱するほどでない限り)。たとえば、サージプロテクタでは、サーマルヒューズをバリスタと直列に配線できます。バリスタが導通すると、ヒューズが加熱して電源を切断するため、バリスタが過負荷になったときに発生する可能性のある火災の危険がなくなります。

サーマルスイッチ（サーマルリセットまたはサーマルカットアウト（TCO）と呼ばれることもある）は、高温になると（多くの場合、かすかな「プリンク」という音とともに）開き、温度が下がると再び閉じる装置である。サーマルスイッチはバイメタルストリップで、多くの場合、ほこりや短絡から保護するために管状のガラスバルブに収められている。もう1つの一般的な設計は、バイメタルの浅いドーム型キャップを使用しており、加熱されると「カチッ」と音がして裏返しのキャップ形状になるもので、たとえば「Klixon」ブランドのサーマルカットアウトがそうだ。^[4]

サーマル ヒューズとは異なり、サーマル スイッチは通常は再利用可能であるため、一般的でユーザーが修正できる一時的な状況から保護するのに適しています。サーマル スイッチは、過負荷の場合の電源装置で使用され、サーモスタットとしても使用され、一部の暖房および冷房システムでは過熱保護として使用されます。サーマル スイッチは、ほぼすべての冷蔵庫、電子レンジ、衣類乾燥機、スペース ヒーター、その他家庭内の多くの電化製品に使用されています。

サーマル スイッチの別のタイプは PTC (正温度係数)サーミスタです。これらのサーミスタには「カットオフ」温度があり、その温度に達すると抵抗が急激に上昇し、回路を流れる電流が制限されます。サーミスタ リレーと組み合わせて使用​​すると、PTC は希望する温度で電気システムのスイッチをオフにします。通常はモーターの過熱保護に使用されます。これらのデバイスは完全には解除されず、スイッチ全体に常にいくらかの抵抗があるため、真の「スイッチ」ではありません。

サーマル スイッチは、古い車の方向指示器や、特に埋め込み式ライトなどの一部の照明器具に搭載されており、過度の熱が発生する可能性が最も高くなります。これにより、数分ごとにライトが消灯して再び点灯する「サイクリング」(点滅) が発生する可能性があります。点滅する白熱電球のクリスマス ライトは、この効果を利用しています。一部のフラッシャー バルブは加熱されると電力を遮断しますが、その他のきらめき/輝きミニ電球は、フィラメントの周囲に瞬間的に電流を流します。

サーマル スイッチは、古い蛍光灯器具の通常の動作の一部であり、スターターモジュールの主要部分です。

GE は、冷凍コンプレッサーに使用される熱保護スイッチに「Guardette」という名前を商標登録しました。

マイクロプロセッサのサーマル スイッチは、多くの場合、実行する命令のフェッチのみを停止し、温度が下がるまでクロックレートをゼロに下げ、キャッシュへの電源供給を維持してデータ損失を防止します (ただし、トリガー温度が高い 2 番目のスイッチは、通常、キャッシュもオフにして、コンピューターを強制的に再起動します)。これにより、パワー ウイルスに似たプログラムがプロセッサの寿命に与える影響が軽減され、その正当な使用方法も引き続き考慮されます。また、リスクを抑えてオーバークロックも可能になります。

一部のサーマル スイッチは、作動後に手動でリセットする必要があります。このタイプは、警告なしに強力なモーターが突然起動するなど、自動で無人再起動すると危険な状態になる場合に使用されます。このタイプのサーマル カットアウトは通常、手または特殊なツールで押しボタンを押すことでリセットされます。

• サーミスタ
• リセット可能なヒューズ

ウィキメディア・コモンズには、サーマルヒューズに関連するメディアがあります。

• サーマルカットオフスイッチの説明
• Moller, Chris (2014 年 8 月 26 日)。「サーマルヒューズの倫理」(PDF)。Evonet Energy。2022年 1 月 21 日時点のオリジナルからアーカイブ(PDF) 。2022年 10 月 26 日閲覧。
• 電気ベースボードヒーター用スマートサーモスタット