JP2008021622A - 差込プラグ及び差込プラグ付き電源コード - Google Patents

Abstract

【課題】コンセント部分での異常発熱を防止し、何度も使用できる差込プラグを提供する。
【解決手段】複数の栓刃１１の少なくとも一つに電気的に接続され、所定の温度に達すると電気的に接続された負荷への通電を遮断し、且つ一旦遮断された通電を手動で復帰させるサーモスタット１７と、栓刃１１の負荷側及びサーモスタット１７を収納する下ケース１８ｂを備えたもので、栓刃１１とコンセントの受刃（図示せず）との間の接触不良や、接触抵抗増大に伴いその部分で発熱すると、それが差込プラグ１０本体に伝達され、内蔵されたサーモスタット１７がその熱を検知して負荷への通電を遮断するので、異常発熱やそれによる火災を確実に防止することができる。また、一旦サーモスタット１７が動作しても、それを手動で復帰させて再び使用することが出来るので、無駄な修理や、部品の交換が不要で使用勝手の良いものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般家庭内の電気機器などに接続され電源を供給する電源コードに取り付けられる差込プラグ及び差込プラグ付き電源コードに関するものである。

電気機器に電源を供給する電源コードに取り付けられた差込プラグは、部屋のコンセントに差し込んで使用されるか、そのコンセントへの差込プラグの抜き差しを頻繁に行なうにつれ、コンセント側の受刃と差込プラグ側の栓刃との間の接触抵抗が次第に増加してくる。ラジオやオーディオ機器など比較的電気的負荷が小さい電気機器の場合は、流れる電流が小さいのでさほど問題にならないが、ヒータ機器や、炊飯器などの熱機器等は、時には１０Ａを超えるような大電流が流れるため、コンセント側の受刃と差込プラグ側の栓刃との間の接触抵抗が増えると、その部分で多大なジュール熱が発生し、最悪の場合、その熱で、樹脂で形成された差込プラグの本体が溶解し、発火し、火災の原因の一つになっていた。
これを解決するために、一つの栓刃と、前記栓刃に接続される電源コードの導体との間に温度ヒューズを接続して、前記温度ヒューズが所定の温度に達すると、電源コードへの通電を遮断するようにした差込プラグがある（例えば、特許文献１及び２参照）。
図８は、上記特許文献１に記載された従来の差込プラグの一部切欠き平面図である。
同図において、従来の差込プラグ１は、一対の栓刃２と、電源コード３の一方の導体４と一方の栓刃２との間に接続され所定の温度に達すると溶断して、同栓刃２から同導体４への通電を遮断する温度ヒューズ５とを備え、一対の栓刃２と、導体４と、温度ヒューズ５を金型（図示せず）内にインサートした状態でプラグ本体６を塩化ビニル樹脂などのプラスチック材料を用いて射出成形することにより、一体成形の差込プラグ１を得るようにしている。７は、導体４の芯線４ａと栓刃２を接続するための圧着端子である。
温度ヒューズ５の溶断温度は、プラグ本体６の成形温度より高く、かつプラグ本体６の発火温度より低い温度に設定されている。
以上のように構成された従来の差込プラグの動作、作用は以下の通りである。
電源コード３が接続された電気機器（図示せず）の使用中に、栓刃２と図示しないコンセントの受刃との間の接触不良や接触抵抗増大などが原因で異常に高くなってくると、それにつれプラグ本体６内の温度が上昇し、それが温度ヒューズ５の設定温度に達すると、該温度ヒューズ５は、これを検知して直ちに溶断し、電源コード３の一方の導体４への通電を遮断するので、プラグ本体６内の温度は、温度ヒューズ５の設定温度を越えることがなく、火災などが発生するのを確実に防止することができる。
温度ヒューズ５の溶断は、プラグ本体６内の温度が高温になったときに起こるので、プラグ本体６自体も高温加熱を受けて変形したりあるいは栓刃２の周りでプラスチック層が黒色に変色したりしていることが多いので、電気機器の使用者は、プラグ本体６を目視観察することにより、差込プラグ１が既に安全に使用できない状態に至っていることが容易に判断できる。
特開平８−３７０６０号公報 特開平８−２５０２２４号公報

しかしながら、このような従来の差込プラグ１の構成では、温度ヒューズ５が一旦溶断すると、プラグ本体６も熱変形してしまい、二度と使用できなくなるので、特に、差込プラグ１と電源コード３が一体成形されている場合は、両方を交換しなければならず、修理費用がかさんだり、また、プラグ本体６の熱変形或いは、内部の温度ヒューズ５の溶断の原因が、接触抵抗の大きい古い受刃を持つコンセント側にあるにもかかわらず、電源コード３が接続された電気機器側にあると誤解され、その機器メーカーが対応に追われたりするといった課題があった。
また、プラグ本体６の熱変形を防止するために、プラグ本体６を耐熱性に優れた材料で形成しても良いが、それでは、差込プラグ１の製造コストが上昇し、また、温度ヒューズ５が動作、すなわち溶断しても、それが外部から判断できないため、機器が故障したと誤解され、無駄な点検や修理を行なうことになる。
さらに、差込プラグ１を組み立て式にして、温度ヒューズ５が交換できるようにすることも可能だが、温度ヒューズ５は、一般の交換容易な電流ヒューズと異なり、温度を感知して動作するものであるため、取り付け方によっては、温度をきちんと検知できず、肝心なときに動作しないようになる恐れがあるため、一般の使用者が温度ヒューズ５を交換するのは安全上好ましくない。すなわち、差込プラグ１を組み立て式にして、温度ヒューズ５が交換できるようにしても、結局専門家によって修理をする必要があるので、修理コストがやはりかさんでしまうという課題がある。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、コンセント部分での異常発熱を防止して火災を確実に防止すると共に、コンセント部分で発熱し動作しても、容易に復帰させて何度も使用できる使用勝手の良い差込プラグ及び差込プラグ付き電源コードを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の差込プラグは、複数の栓刃と、前記栓刃の少なくとも一つに電気的に接続され、所定の温度に達すると電気的に接続された負荷への通電を遮断し、且つ一旦遮断された通電を手動で復帰させるサーモスタットと、前記栓刃の前記負荷側及び前記サーモスタットを収納するケースを備えたもので、差込プラグの栓刃とコンセントの受刃との間の接触不良や、接触抵抗増大に伴いその部分で発熱すると、それが差込プラグ本体に伝達され、内蔵されたサーモスタットがその熱を検知して負荷への通電を遮断するので、異常発熱やそれによる火災を確実に防止することができる。また、一旦サーモスタットが動作しても、それを手動で復帰させることが出来るので、発熱の原因となったコンセントを交換した後、差込プラグを再び使用することが出来、使用勝手の良いものである。また、サーモスタットを手動復帰させるための復帰ボタンが動作時（通電遮断時）に突出するようにすれば、サーモスタットが動作したことを外部から容易に判断でき、さらに使用勝手を向上させることもできる。
また、本発明の差込プラグ付き電源コードは、請求項１〜４のいずれか１項に記載の差込プラグを電源コードの一端に設けたもので、差込プラグの栓刃とコンセント側の受刃との間の接触不良や、接触抵抗増大による異常発熱に起因する火災などを確実に防止すると共に、サーモスタットが動作しても、差込プラグの修理や交換を必要としないメンテナンスの容易な差込プラグ付き電源コードを提供することが出来る。

本発明の差込プラグ及び差込プラグ付き電源コードは、コンセント部分での異常発熱を防止して火災を確実に防止すると共に、コンセント部分で発熱しサーモスタットが動作しても、それを容易に復帰させて何度も使用できる使用勝手の良いものである。

第１の発明は、複数の栓刃と、前記栓刃の少なくとも一つに電気的に接続され、所定の温度に達すると電気的に接続された負荷への通電を遮断し、且つ一旦遮断された通電を手動で復帰させるサーモスタットと、前記栓刃の前記負荷側及び前記サーモスタットを収納するケースを備えたもので、差込プラグの栓刃とコンセントの受刃との間の接触不良や、接触抵抗増大に伴いその部分で発熱すると、それが差込プラグ本体に伝達され、内蔵されたサーモスタットがその熱を検知して負荷への通電を遮断するので、異常発熱やそれによる火災を確実に防止することができる。また、一旦サーモスタットが動作しても、それを手動で復帰させることが出来るので、発熱の原因となったコンセントを交換した後、差込プラグを再び使用することが出来、使用勝手の良いものである。また、サーモスタットを手動復帰させるための復帰ボタンが動作時（通電遮断時）に突出するようにすれば、サーモスタットが動作したことを外部から容易に判断でき、さらに使用勝手を向上させることもできる。
第２の発明は、特に、第１の発明のサーモスタットで、ケース内に内蔵され負荷に電源を供給する導体の温度を検知するようにしたもので、コンセント部で発熱すると、その熱がケースに伝わり、内部の温度が上がるのでサーモスタットでその熱を検知できるが、さらに、サーモスタットで導体の温度を検知するようにすることで、栓刃とコンセントの受刃との間で発生した熱が、熱伝導性に優れた栓刃、導体を通ってサーモスタットに早く伝達されるので、その分温度検知が早く出来、より安全に通電を遮断することが出来る。
第３の発明は、特に、第１の発明のサーモスタットでケースの栓刃側内壁の温度を検知するようにしたもので、ケースの栓刃側の壁が、常にコンセントに対向し接触しているので、コンセント部分で発熱するとその熱がケースの栓刃側の壁に伝わるが、その熱がサーモスタットに直接伝わるようになり、熱検知が早く且つ精度良く行なわれるようになり、安全に通電を遮断することが出来る。
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の差込プラグに外部の差込プラグの栓刃を受ける受刃を設けたもので、差込プラグが、分岐コンセントの機能を果たすと共に、それ自体にコンセントでの異常発熱を防止するサーモスタットが内蔵されているので、従前の温度ヒューズなどの安全装置が内蔵されていない差込プラグも接続できるようになるので、既に購入した電気機器も安心して使用することが出来る。
第５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の差込プラグを電源コードの一端に設けたもので、差込プラグの栓刃とコンセント側の受刃との間の接触不良や、接触抵抗増大による異常発熱に起因する火災などを確実に防止すると共に、サーモスタットが動作しても、差込プラグの修理や交換を必要としないメンテナンスの容易な差込プラグ付き電源コードを提供することが出来る。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における差込プラグを接続した差込プラグ付き電源コードの斜視図、図２（ａ）は、同差込プラグの内部構成を示す平面図、（ｂ）は、同差込プラグの栓刃の側面図、（ｃ）は、同栓刃の正面図、図３は、同差込プラグのサーモスタット取り付け部の部分拡大断面図である。
図１〜３において、本実施の形態における差込プラグ１０は、壁などに設けられたコンセント（図示せす）に差し込まれる一対の栓刃１１と、電気機器（図示せず）などの負荷に電源を供給する電源コード１２の導体１３がネジ止めされる一対の端子部１４と、一方の端子部１４と一方の栓刃１１とを電気的に接続する導体Ａ１５と、導体Ｂ１６を介して他方の端子部１４と他方の栓刃１１との間に電気的に接続される手動復帰型のサーモスタット１７を備え、栓刃１１の負荷側（電源コード１２側）と、端子部１４と、導体Ａ１５と、導体Ｂ１６と、サーモスタット１７は、上ケース１８ａと下ケース１８ｂから成るケース１８に内蔵されている。
サーモスタット１７は、図２、３に示すように、導体Ｂ１６が接続される一対の端子１板７ａと、端子板１７ａの一方に接続された固定端子（図示せず）と端子板１７ａの他方に接続された可動端子（図示せず）を収納するサーモスタットケース１７ｂと、熱を検知しやすいように金属材料からなり円盤状のバイメタル１７ｃを収納すると共に、サーモスタットケース１７ｂの外周にかしめられて固定されるキャップ１７ｄと、復帰ボタン１７ｅから構成されている。
本実施の形態では、上ケース１８ａに、復帰ボタン１７ｅの先端が貫通する開口１８ｃが設けられている。
通常、サーモスタット１７に内蔵されたバイメタル１７ｃは、下方に凸に湾曲し、固定端子と可動端子は当接（導通）している。そして、周囲の温度上昇と共にキャップ１７ｄの温度が上昇し、中のバイメタル１７ｃの温度が所定の温度に達すると、バイメタル１７ｃが上方に凸に反転動作し、その動作に連動して可動端子が固定端子より離れ、通電を遮断すると共に、復帰ボタン１７ｅが開口１８ｃより上方に突出するようになっている。そして、バイメタル１７ｃの温度が低下した後復帰ボタン１７ｅを下方に押すと、バイメタル１７ｃが下方に凸に反転し、固定端子と可動端子が再び当接し、電気的に導通される。
また、本実施の形態では、図３に示すように、導体Ａ１５、導体Ｂ１６のそれぞれの一部がサーモスタット１７のキャップ１７ｄと下ケース１８ｂとの間に挟持され、キャップ１７ｄで導体Ａ１５、導体Ｂ１６の温度を直接検知できるようにしている。
以上のように構成された本実施の形態における差込プラグ１０の動作、作用は以下の通りである。
差込プラグ１０の栓刃２をコンセントに差し込んで、電気機器に電源コード１２を介して電源を供給しているときに、栓刃１１とコンセント側の受刃（図示せず）との間が接触不良になったり、栓刃１１とコンセント側の受刃との間の接触抵抗が大きいと、その部分がジュール熱により発熱する。発熱した熱の一部は、コンセント全体を暖め、それが、コンセントに差し込まれた差込プラグ１０のケース１８に伝わり、ケース１８内の雰囲気温度が上昇していく。また、熱の一部は、熱伝導の良い栓刃１１を経て導体Ａ１５、導体Ｂ１６に伝わり、同様にケース１８内の雰囲気温度を上昇させると共に、キャップ１７ｄで検知される。
以上のようにケース１９内の雰囲気温度上昇に加え、サーモスタット１７のキャップ１７ｄに接触した導体Ａ１５、導体Ｂ１６からの熱により、キャップ１７ｄの温度が上昇し、その温度が所定温度（動作温度）に達するとサーモスタット１７が動作して、導体Ｂ１６への通電が遮断、すなわち電気機器への通電が遮断され、電流が流れなくなって、栓刃１１とコンセント側の受刃との間での発熱が停止し、火災が発生するのを防止することができる。
通常コンセントやコンセントカバー（図示せず）は樹脂で形成されているため、コンセントで発生した熱が、ケース１８に伝わり難い。したがって、サーモスタット１７の動作温度を高めに設定すると、同サーモスタット１７が動作する（通電を遮断する）前に、コンセントやコンセントカバーが溶融する恐れがある。逆に、サーモスタット１７の動作温度を低めに設定すると、夏場の高い雰囲気温度に加え、使用する電気機器の負荷電流が一時的に増加したときに、コンセントでの温度が上がり、サーモスタット１７が誤動作することがある。そこで、色々な使用条件を検討した結果、サーモスタット１７の動作温度を７０〜９０℃に設定するのか望ましいことが分かった。なお、本実施の形態では、サーモスタット１７の動作温度を８０℃に設定している。
以上のように、本実施の形態によれば、差込プラグ１０の栓刃１１とコンセントの受刃との間の接触不良や、接触抵抗増大に伴いその部分で発熱したときに負荷への通電を遮断するので、異常発熱やそれによる火災を確実に防止することができる。また、一旦サーモスタット１７が動作しても、温度が低下した後は、復帰ボタン１７ｅを押して手動で復帰させることが出来るので、発熱の原因となったコンセントを交換した後、差込プラグ１０を再び使用することが出来、使用勝手の良いものである。
また、サーモスタット１７が動作したときに、復帰ボタン１７ｅが突出するようになっているので、サーモスタット１７が動作したことを外部から容易に判断できると共に、異常発熱の原因がコンセント側にあることが一目瞭然なので、電気機器が故障したと誤解されることが無い。
また、サーモスタット１７で、ケース１８内に内蔵され負荷に電源を供給する導体Ａ１５、導体Ｂ１６の温度を検知するようにしているので、栓刃１１とコンセントの受刃との間で発生した熱が、熱伝導性に優れた栓刃１１、導体Ａ１５、導体Ｂ１６を通ってサーモスタット１７のキャップ１７ｄに早く伝達されるので、その分温度検知が早く出来、より安全に通電を遮断することが出来る。
なお、上記実施の形態では、サーモスタット１７のキャップ１７ｄと下ケース１８ｂ間に導体Ａ１５、導体Ｂ１６を配したが、図４に示すように、キャップ１７ｄの底面を下ケース１８ｂの栓刃１１側の内壁、本実施の形態では、下ケース１８ｂの底面に密着させて下ケース１８ｂの内壁の温度を直接検知するようにしても良く、そうすれば、コンセント部分からケース１８に伝達された熱をすばやく、精度良く検知できるようになり、安全に通電を遮断することが出来る。
また、上記実施の形態では、コンセントの受刃と差込プラグ１０の栓刃１１との間の接触抵抗による発熱をベースに説明したが、コンセントの受刃と差込プラグ１０の栓刃１１間の接触状態がまったく正常の場合であっても、使用する電気機器側に何らかの異常が発生し、過大電流が流れると、通常の定格電流が流れている場合に比べ、コンセントの受刃と差込プラグ１０の栓刃１１との間や、差込プラグ１０のケース１８内の各電気的接続部での発熱が急増し、ケース１８内の雰囲気温度が上昇するので、サーモスタット１７がそれを検知して、電気機器への通電を遮断するので、電気機器を保護することも出来る。
（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態における差込プラグの全体斜視図、図６（ａ）は、同差込プラグの内部構成を示す平面図、（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、上記実施の形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
上記第１の実施の形態では、差込プラグ１０に電源コード１２を取り付けた差込プラグ付き電源コードを例に説明したが、本実施の形態における差込プラグ２０は、図５、６に示すように、コンセント（図示せず）に差し込まれる一対の栓刃１１と、電気機器（図示せず）に接続された従来の電源コード３の先端に設けられた外部の差込プラグ２１の栓刃２１ａを受ける受刃２２と、一方の受刃２２と一方の栓刃１１とを電気的に接続する導体Ａ１５と、導体Ｂ１６を介して他方の受刃２２と他方の栓刃１１との間に電気的に接続されるサーモスタット１７を備え、上ケース１８ａに、外部の差込プラグ２１の栓刃２１ａが挿通するスリット２３を複数設けたものである。なお、サーモスタット１７の構成、動作、作用は、上記第１の実施の形態と同一なのでその説明を割愛する。
本実施の形態における差込プラグ２０は、以上のように構成されているので、分岐コンセントの機能を果たすと共に、それ自体にコンセントでの異常発熱を防止するサーモスタット１７が内蔵されているので、従前の温度ヒューズなどの安全装置が内蔵されていない差込プラグも接続できるようになるので、既に購入した電気機器も安心して使用することが出来る。
なお、図７に示すように、外部の差込プラグ２１の栓刃２１ａを受ける受刃２２を有する上記差込プラグ２０を、電気機器に接続された電源コード１２に取り付けるようにしても良い。そうすれば、差込プラグ２０をより一層使い勝手の良いものにすることが出来る。

以上のように、本発明にかかる差込プラグは、コンセント部分での異常発熱を防止して火災を確実に防止すると共に、コンセント部分で発熱しサーモスタットが動作しても、それを容易に復帰させて何度も使用できる使用勝手の良いもので、栓刃を有する各種接続器、電源アダプター、充電アダプターなどにも広く適用できるものである。

本発明の実施の形態１における差込プラグを接続した差込プラグ付き電源コードの斜視図 （ａ）同差込プラグの内部構成を示す平面図、（ｂ）同差込プラグの栓刃の側面図、（ｃ）同栓刃の正面図 同差込プラグのサーモスタット取り付け部の部分拡大断面図 同差込プラグのサーモスタットの他の取り付け例を示す部分拡大断面図 本発明の実施の形態２における差込プラグの全体斜視図 （ａ）同差込プラグの内部構成を示す平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図 他の差込プラグの例を示す斜視図 従来の差込プラグの一部切欠き平面図

符号の説明

１０、２０ 差込プラグ
１１ 栓刃
１２ 電源コード
１３ 導体
１５ 導体Ａ（導体）
１６ 導体Ｂ（導体）
１７ サーモスタット
１８ ケース
１８ａ 上ケース
１８ｂ 下ケース
２２ 受刃

Claims (5)

1. 複数の栓刃と、前記栓刃の少なくとも一つに電気的に接続され、所定の温度に達すると電気的に接続された負荷への通電を遮断し、且つ一旦遮断された通電を手動で復帰させるサーモスタットと、前記栓刃の前記負荷側及び前記サーモスタットを収納するケースを備えた差込プラグ。
2. サーモスタットで、ケース内に内蔵され負荷に電源を供給する導体の温度を検知するようにした請求項１に記載の差込プラグ。
3. サーモスタットでケースの栓刃側内壁の温度を検知するようにした請求項１に記載の差込プラグ。
4. 外部の差込プラグの栓刃を受ける受刃を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の差込プラグ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の差込プラグを一端に有する差込プラグ付き電源コード。

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