佛山市川東磁電股份有限公司

摘要：本文嘗試從專利的角度分析斷電復(fù)位溫控器近年來(lái)的相關(guān)技術(shù)熱點(diǎn)和趨勢(shì)，希望能對(duì)行業(yè)領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)帶來(lái)啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：斷電復(fù)位；溫控器；電阻；人工；

一、前言

溫控器作為電自動(dòng)控制器的一種溫度敏感控制器，在20世紀(jì)50年代進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用后廣泛用于日用電器領(lǐng)域，在國(guó)內(nèi)外關(guān)于《家用和類似用途電器的安全通用要求》標(biāo)準(zhǔn)中要求必須安裝溫控器和不可復(fù)位的限溫保護(hù)元件，在家電領(lǐng)域?qū)儆诎踩浼?br />
SUL148056中公開(kāi)有關(guān)1個(gè)溫控器加1個(gè)熔斷器的組合方式，因?yàn)槿蹟嗥鲗儆谝淮稳蹟嗍奖Ｗo(hù)元件，需要更換后才能使用帶有不便利性，而自動(dòng)復(fù)位溫控器反復(fù)的接通、斷開(kāi)影響到電器產(chǎn)品的壽命和能源消耗。

1個(gè)溫控器加1個(gè)手動(dòng)復(fù)位溫控器的組合方式中，因?yàn)槭謩?dòng)復(fù)位可通過(guò)人工操作實(shí)現(xiàn)多次使用，得到廣泛應(yīng)用。更好的，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，中山大學(xué)張進(jìn)修教授在1986年申請(qǐng)的CN86103184相關(guān)專利中提出了可同時(shí)用作控溫器和非自復(fù)位限溫器的復(fù)合式（組合式）溫控器的概念，其采用特定的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使雙金屬片在速動(dòng)之后，無(wú)法回到常態(tài)的位置，從而不能自動(dòng)復(fù)位導(dǎo)通電路。但這兩種方案也都需要專業(yè)檢修人員進(jìn)行人工復(fù)位。

在1994年公開(kāi)的CN2289295專利中，通過(guò)增加一個(gè)PTC元件的旁路熱保持電阻，在雙金屬片速動(dòng)后導(dǎo)通旁路電阻，使之發(fā)熱，將雙金屬片的溫度保持在速動(dòng)臨界點(diǎn)以上，從而使雙金屬片保持速動(dòng)后的切斷電路的狀態(tài)，僅需切斷電源后即可簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)復(fù)位。這種組合方式既能改進(jìn)一次性熔斷器實(shí)現(xiàn)多次使用，又可改進(jìn)需要專業(yè)檢修人員進(jìn)行人工復(fù)位的手動(dòng)復(fù)位溫控器的電源切斷即可復(fù)位的人性化操作。

二、斷電復(fù)位溫控器專利申請(qǐng)分布

對(duì)斷電復(fù)位溫控器領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)做整體分析，首先檢索本領(lǐng)域全部相關(guān)的中國(guó)發(fā)明和實(shí)用新型專利。檢索數(shù)據(jù)庫(kù)為CNIPR，檢索關(guān)鍵詞為：

((斷電 or 切斷 or 斷路 or 手動(dòng) or 手工 or 人工) and 復(fù)位 and (溫控 or 限溫 or 控溫 or 溫度控制 or 溫度敏感 or 熱保護(hù) or 熱傳感 or 熱控制 or 熱感應(yīng)))/AB and (H01H% or H02H% or G23D% or G05D%)/SIC經(jīng)過(guò)人工篩選后，符合要求的檢索結(jié)果總計(jì)為102件發(fā)明和實(shí)用新型專利。

對(duì)檢索結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析如下。


2000年以前每年關(guān)于斷電復(fù)位溫控器的發(fā)明和實(shí)用新型專利申請(qǐng)數(shù)量均不超過(guò)4件，此后逐年增多，自2004年起關(guān)于斷電復(fù)位溫控器的專利申請(qǐng)?jiān)鲩L(zhǎng)較大，2012年發(fā)明和實(shí)用新型專利申請(qǐng)均達(dá)到最高，但最多也僅在10件上下。


斷電復(fù)位控溫器技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明專利占22%，實(shí)用新型占78%，體現(xiàn)了本領(lǐng)域的創(chuàng)新層次不高，發(fā)明專利數(shù)量相對(duì)較少。


從各省份（地區(qū)或國(guó)家）的專利申請(qǐng)數(shù)量來(lái)看，廣東省在該領(lǐng)域的研究最為活躍，擁有全國(guó)近一半的專利申請(qǐng)，達(dá)44件。這說(shuō)明廣東省在該領(lǐng)域具有全國(guó)領(lǐng)先的地位。


佛山市總共有26件關(guān)于斷電復(fù)位控溫器的專利申請(qǐng)，占據(jù)了該領(lǐng)域內(nèi)廣東省的絕大部分申請(qǐng)，甚至比整個(gè)江蘇省在該領(lǐng)域內(nèi)申請(qǐng)的專利更多。這體現(xiàn)了該技術(shù)領(lǐng)域的主要行業(yè)參與者均位于佛山。


從各省份（地區(qū)或國(guó)家）的專利權(quán)人的數(shù)量來(lái)看，全國(guó)總計(jì)有70個(gè)單位或者個(gè)人申請(qǐng)了關(guān)于斷電復(fù)位控溫器領(lǐng)域的專利，其中29個(gè)專利權(quán)人來(lái)自廣東省，同樣體現(xiàn)了廣東省在該領(lǐng)域內(nèi)全國(guó)領(lǐng)先的地位。


上表是全國(guó)專利申請(qǐng)數(shù)量最多的前21名申請(qǐng)人，是該行業(yè)的市場(chǎng)積極參與者，由上表可以看出該領(lǐng)域內(nèi)專利申請(qǐng)并不集中，每個(gè)申請(qǐng)人的專利數(shù)量均不多。


如上圖所示，該領(lǐng)域內(nèi)絕大部分專利已經(jīng)失效，目前仍然保持有效的專利為49件。


有效專利中廣東省占22件，在各省中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)第二名江蘇省的8件，并超過(guò)江蘇、浙江和山東的總和。

三、技術(shù)熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)
在技術(shù)進(jìn)步的方面，近年來(lái)試圖改變?cè)猩酱髮W(xué)張進(jìn)修教授兩種雙金屬片復(fù)合式機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過(guò)采用PTC（正溫度系數(shù)）元件作為發(fā)熱維持雙金屬片溫度的專利數(shù)量增多，很明顯得到了眾多廠家的追捧，這與加熱元件制造技術(shù)的改進(jìn)具有很大關(guān)系。

綜合分析最近的專利文件可以得到如下啟示：

1、在1996年公開(kāi)用PTC元件進(jìn)行熱保持實(shí)現(xiàn)斷電復(fù)位溫控器技術(shù)的CN2289295專利后，歐一在200420046361.1中進(jìn)行了改進(jìn)，最近又有天朋溫控器201120536514.0和華諾溫控器201220120835.7等系列專利的公開(kāi)；

2、PTC元件以往多采用PTC片，基于現(xiàn)階段已成熟發(fā)展的厚膜電路技術(shù)，自2007年有公開(kāi)200720043280.X基于陶瓷基板（導(dǎo)向架）的玻璃釉膜電阻，彭建華在201220420573.6對(duì)電連接方式進(jìn)行了改進(jìn)，最近又有森薩特電子201320037223.6和新東南電器201320314601.0等專利的公開(kāi)；

3、這種PTC元件熱保持技術(shù)在熱保護(hù)器領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用，上述兩種方案在溫控器的應(yīng)用都改進(jìn)了熱保持導(dǎo)熱和電連接的技術(shù)問(wèn)題；

4、PTC膜電阻方式相較于PTC片的方案，更能有效的實(shí)現(xiàn)溫控器的體積微型化、輕量化和薄型化；

近年來(lái)，基于陶瓷基體的膜電阻漿料、絲印技術(shù)、燒結(jié)工藝的技術(shù)發(fā)展，厚膜電路成為全球公認(rèn)的經(jīng)濟(jì)的電熱電路方法，在產(chǎn)品的功能集成化和微型化上發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。

但在斷電復(fù)位溫控器領(lǐng)域，厚膜電路的使用必然對(duì)氧化鋁基材成分、工藝（表面粗糙度）及成型后的調(diào)阻設(shè)備和工藝提出更高的要求，更進(jìn)一步，我們認(rèn)為膜電阻斷電復(fù)位溫控器的應(yīng)用推廣，能推動(dòng)其他技術(shù)領(lǐng)域的行業(yè)進(jìn)步，具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)效應(yīng)。

總的來(lái)說(shuō)，在這種PTC元件的斷電復(fù)位溫控器中， PTC片只能取決于本身的技術(shù)提升，而PTC膜電阻這種方式能促進(jìn)漿料、絲印、燒結(jié)和調(diào)阻等技術(shù)的提升，也可能因?yàn)檫@些技術(shù)本身的進(jìn)步得到提升。但目前在產(chǎn)品性能保障的前提下，PTC膜電阻方案對(duì)于斷電復(fù)位溫控器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的微型化是已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性改進(jìn)的。

而終究，斷電復(fù)位溫控器未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)會(huì)以佛山溫控器產(chǎn)業(yè)基地[1]為主的PTC片方案為主流？還是以分散在各地的以PTC膜電阻方案為走向？

進(jìn)而可以討論的是，隨著家電行業(yè)組合式產(chǎn)品日益得到市場(chǎng)的認(rèn)可，并有部分系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)獲批列入相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制修訂計(jì)劃，掌握組合式斷電復(fù)位溫控器行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)先機(jī)，通過(guò)持續(xù)推廣產(chǎn)品在電熱器具領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，勢(shì)必將加快組合式斷電溫控器的標(biāo)準(zhǔn)研制，以規(guī)范行業(yè)技術(shù)要求，避免無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)。

本文嘗試從已公開(kāi)的專利技術(shù)方案的角度分析斷電復(fù)位溫控器近年來(lái)的相關(guān)技術(shù)熱點(diǎn)，一點(diǎn)淺見(jiàn)，希望能對(duì)行業(yè)領(lǐng)域相關(guān)人員帶來(lái)小小的啟發(fā)，鑒于作者在本行業(yè)資歷尚淺，還請(qǐng)同行和前輩們多多指教，謝謝大家！