JP2003017195A - 安全装置付き電源コード - Google Patents

安全装置付き電源コード

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JP2003017195A
JP2003017195A JP2001200448A JP2001200448A JP2003017195A JP 2003017195 A JP2003017195 A JP 2003017195A JP 2001200448 A JP2001200448 A JP 2001200448A JP 2001200448 A JP2001200448 A JP 2001200448A JP 2003017195 A JP2003017195 A JP 2003017195A
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    • H02H3/33—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers
    • H02H3/334—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers with means to produce an artificial unbalance for other protection or monitoring reasons or remote control

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Abstract

(57)【要約】 【課題】コード内部の電源線の破損を早期に感知して電
源を遮断し電気機器及び周囲の環境の安全性を確保する
低廉な安全装置付き電源コードを提供する。 【解決手段】電源コード１０はコード内部に配置された
２本の電源線１２ａ及び１２ｂとこれらの中間に配置さ
れた感知線１３と有し、コード可触部の絶縁性被覆材料
１１−１の厚さよりも感知線１３と電源線１２（１２ａ
又は１２ｂ）間の被覆部１１−２の方が薄く形成されて
いる。折り曲げや引っ張りによる経時疲労等で電源線１
２が半断線状態で破損すると電源線１２の破断した細線
の先端が飛び出して被覆の薄い感知線１３に接触し感知
線１３に電流が流れて電源線１２ａと１２ｂ間に電流差
が生じ、これを電源遮断装置１５が検知してラッチを外
し常時閉連動スイッチ１９ａ及び１９ｂを開いて電源を
遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器に使用さ
れるプラグ付き電源コードに係わり、更に詳しくは、コ
ード内部の電源線の破損を早期に感知して電源を遮断し
電気機器及び周囲の環境の安全性を確保する低廉な安全
装置付き電源コードに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、商用電源のコンセントから電
気機器に電力を供給するために使用されるプラグ付きの
電源コードがある。一般に、電源コードは、使用のたび
に折り曲げられたり引っ張られたりするものなので、こ
の繰り返される折り曲げや引っ張りによる経時疲労が特
にプラグや電気機器の付け根部分近傍で大きく、この部
分でコードが破損する場合が多い。
【０００３】従来、このような折り曲げや引っ張りに起
因するコードの破損を防止するためには、電源線を太く
するか被覆を厚くする以外に方法がなかったが、これで
は折り曲げや引っ張りに対しては丈夫になるものの、取
り扱い上の柔軟性が失われて使い勝手が悪い。そこで、
近年では、電源コードの折り曲げや引っ張りに抵抗力を
持たせるためにプラグや電気機器の付け根部分の電源コ
ードにコードプロテクタを取り付けて補強しているもの
が多い。
【０００４】図４は、そのようなコードプロテクタを取
り付けた電源コードを示す図である。同図に示すよう
に、電源コード１は、コード可触部を絶縁性の被覆材料
２で被覆され、内部に平行に配置された２本の電源線３
を備えている。コードの一方の端部（図では左端）はプ
ラグ４に固定され、そのプラグ４の２本のコンセント差
し込み端子５に、２本の電源線３がそれぞれ接続されて
いる。プラグ４のコード付け根部分にはコードプロテク
タ６が取り付けられている。これで、折り曲げや引っ張
りの力が最も強く加わるプラグ付け根部分が補強されて
コードが長持ちするようになったものである。
【０００５】また、主として米国に見られる例である
が、不注意でヘアドライヤを浴槽内に落とし、その浴槽
内で感電する事故がしばしば発生したため、その感電事
故を防止するために、プラグに漏電遮断器を取り付ける
ことが義務付けられている。これには、地絡電流を検出
して電源を遮断するものと、感知線を設けて感知線に電
流が流れることを検出して電源を遮断するものとがあ
る。地絡電流を検出するものは浴槽が絶縁されている場
合に対応できるものであり、感知線を設けたものは浴槽
が絶縁されていない場合に対応している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のコー
ドプロテクタのように、どのように電源コードを補強し
てみても、長期の使用のうちには、やがて内部の電源線
が経時疲労で断線する。しかし、電源コードの電源線は
被覆材に被覆されて、その被覆材に強固に保持されいる
での完全には断線せずに半切断状態となっていることが
多い。このように電源線が半切断状態のまま電源コード
を使用すると、半断線部分の電気抵抗が大きくなってい
るため、この部分に局部的に大量の熱が発生して、しば
しば火災の原因となるので危険性が大きい。
【０００７】また、例えばヘアドライヤや電気アイロン
のように絶えず手に持って使用する電熱機器の場合、取
り扱い上、電源コードに対する負荷が大きく、このため
電源コードの損傷が比較的激しく断線も起き易い。とこ
ろが、このような電熱機器は消費する電力も特に大きい
から、上記のような半切断状態になっていると、発熱す
る熱量も大きく、したがって容易に火災を発生する危険
な状態になり易い。
【０００８】また、米国の例のように浴槽内での感電事
故を防止するための漏電遮断器は、単に取り扱いの不具
合による漏電や、不注意による浸水時に、電源を遮断す
るためのものであり、それ以外の、例えば経時疲労等に
よる上述した内部の断線等から生じる危険を防止するも
のではなかった。
【０００９】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
コード内部の電源線の破損を早期に感知して電源を遮断
し電気機器及び周囲の環境の安全性を確保する低廉な安
全装置付き電源コードを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】以下に、本発明
に係わる安全装置付き電源コードの構成を述べる。先
ず、請求項１記載の発明の安全装置付き電源コードは、
商用電源のコンセントから電気機器に電力を供給するた
めの電源コードであり、コード可触部を絶縁性の被覆材
料で被覆され、内部に２本の電源線と感知線とを配置さ
れ、上記感知線に流れる電流を感知して作動する電源遮
断装置をプラグに内蔵した、安全装置付き電源コードで
あって、上記感知線は平行に配置された２本の上記電源
線の中間に配置され、各上記電源線と上記感知線間の被
覆部はコード可触部の被覆部よりも薄く形成されて構成
される。
【００１１】上記感知線は、例えば請求項２記載のよう
に、上記電源線の被覆材料よりも融点が低い被覆材料で
被覆されて構成され、また、例えば請求項３記載のよう
に、導電性の被覆材料で被覆されて構成される。これに
より、使用時における折り曲げや引っ張りによる経時疲
労等で前記電源線が破損したとき前記感知線と前記電源
線が容易に接触して短絡するようになり、破損部からの
感電や、破損に気付かずに使用することによる局部的な
大量の熱の発生を防止し、延いてはて火災等の災害の発
生を防止することができる。
【００１２】次に、請求項４記載の発明の安全装置付き
電源コードは、平行に配置された２本の電源線と、該電
源線を被覆した絶縁性の内部被覆層と、該内部被覆層の
周囲に配置された導線性被覆材と、該導電性被覆材を被
覆してコード可触部を形成する絶縁性外部被覆層と、上
記導線性被覆材に流れる電流を感知して作動する電源遮
断装置を内蔵したプラグと、を有して構成される。
【００１３】そして、上記電源遮断装置は、例えば請求
項５記載のように、漏電感知電源遮断装置で構成しても
よく、あるいは、例えば請求項６記載のように、浸水感
知電源遮断装置で構成してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１(a) は、一実施の形態に
おける安全装置付き電源コードの配線構成を模式的に示
す平断面図であり、同図(b) は、そのＡ−Ａ′断面矢視
部分の実際の構成を示す拡大図である。同図(a),(b) に
示すように、この電源コード１０は、コード可触部を絶
縁性の被覆材料１１で被覆され、その内部には平行に配
置された２本の電源線１２ａ及び１２ｂと、これらの電
源線１２ａ及び１２ｂの中間に配置された感知線１３
と、コード可触部の一方の端部に接続されたプラグ１４
とを有している。
【００１５】このプラグ１４内は、このプラグ１４を商
用電源のコンセントに差し込んで電源線１２ａ及び１２
ｂの他方の端部から電気機器に電力を供給したとき感知
線１３に流れる電流を感知して作動する電源遮断装置１
５を内蔵している。この電源遮断装置１５は、通常の漏
電感知電源遮断装置に本発明の感知線１３を接続したも
のである。
【００１６】この電源遮断装置１５は、センサコア１
６、このセンサコア１６に巻着されたセンサコイル１
７、このセンサコイル１７の出力に基づいて動作するス
イッチ駆動部１８、異常時にはこのスイッチ駆動部１８
により開放される常時閉連動スイッチ１９ａ及び１９
ｂ、及び常時開スイッチ２１と抵抗２２からなるテスト
回路２３とで構成される。
【００１７】上記のセンサコア１６には、プラグ１４の
２個のコンセント差し込み端子２４ａ及び２４ｂに常時
閉連動スイッチ１９ａ及び１９ｂを介してそれぞれ接続
している電源線１２ａ及び１２ｂが挿通されている。検
知線１３は、センサコア１６の外側を通り、抵抗２５及
び常時閉連動スイッチ１９ｂを介してコンセント差し込
み端子２４ｂに接続されている。
【００１８】正常な状態では、センサコア１６に挿通さ
れている電源線１２ａ及び１２ｂには常に同量で逆方向
の電流が流れるから、誘起磁力は相殺されて、センサコ
ア１６内に磁力線は発生しない。したがって、センサコ
イル１７に電流は発生しない。しかし、電源コード１０
の図外の他方の端部に取り付けられている不図示の電気
機器が、例えば浴槽内に落下した等の取り扱いの不備で
漏電すると、漏電側の電源線１２ａ（又は１２ｂ）と漏
電していない電源線１２ｂ（又は１２ａ）とで漏電して
いる分だけ電流差が生じる。その差の分だけの電流に感
応してセンサコア１６内に磁力線が発生し、この磁力線
に感応してセンサコイル１７に電流が発生する。この電
流はスイッチ駆動部１８に検出される。
【００１９】スイッチ駆動部１８は、特には図示しない
が、例えば増幅回路、ラッチ式ソレノイド等を備えてお
り、センサコイル１７からの微弱電流は増幅回路によっ
て感知される。すなわち増幅回路の出力はスイッチ駆動
部１８内部の通電回路を閉じて電源電流をラッチ式ソレ
ノイドに通電する。これによりラッチ式ソレノイドが作
動し、常時閉連動スイッチ１９ａ、１９ｂを開放して電
源を遮断する。
【００２０】また、テスト回路２３は、電源コード１０
の工場における組立完後了又は工場からの出荷前の時点
において、コンセント差し込み端子２４ａ及び２４ｂを
試験用電源回路に接続し、外部からの手作業で又は治具
によって、常時開スイッチ２１を閉状態とすることによ
って、電源線１２ａのセンサコア１６よりも後位置部分
と電源線１２ｂのセンサコア１６よりも前位置部分とを
人工的に短絡させて上述したと同様の作用で電源が遮断
されるという電源遮断装置１５が正しく作動することを
確認するためのテスト回路である。
【００２１】このように本例の電源コード１０は、通常
の取り扱い不備による漏電に対しても電源を遮断する機
能を備えているが、更に経時疲労による内部の半断線状
態に対してもこれを早期に検知して電源を遮断する機能
を備えている。すなわち、電源コード１０のコード可触
部は、同図(b) に示すように、例えば全体を被覆する被
覆部１１−１の厚さを１．０ｍｍに形成し、感知線１３
と電源線１２ａ又は１２ｂとの間を被覆する被覆部１１
−２の厚さ（距離）を０．６ｍｍに形成している。つま
り、コード可触部の被覆部１１−１よりも感知線１３と
電源線１２ａ又は１２ｂ間の被覆部１１−２の方を薄く
形成している。
【００２２】尚、同図(b) の例では、感知線１３と電源
線１２ａ又は１２ｂ間の被覆部１１−２は、コード可触
部の被覆部１１−１のおよそ２／３の厚さであるが、こ
れに限ることなく、例えば１／２としてもよく、これら
の厚さの関係は、「被覆部１１−２の厚さ」＜「被覆部
１１−１の厚さ」となる関係であれば任意に設定してよ
い。
【００２３】これにより、使用時における折り曲げや引
っ張りによる経時疲労等で電源線１２ａ又は１２ｂが例
えば半断線状態となって破損したとき、通常、多数の細
線が撚り合わされて形成されている電源線１２ａ又は１
２ｂの破損して切断された細線の先端が、撚り合わせか
ら飛び出して、外周部の被覆部１１−１よりも薄い感知
線１３と電源線１２ａ又は１２ｂ間の被覆部１１−２の
破損部から、容易に感知線１３に接触する。
【００２４】このように感知線１３が電源線１２ａと接
触すると、電源線１２ａと１２ｂ間の短絡となって上述
したと同様の作用で電源が切断される。また、感知線１
３が電源線１２ｂと接触した場合は、コンセント差し込
み端子２４ｂからの電流は、センサコア１６の内側（電
源線１２ｂ）と外側（感知線１３）に分割されて流れる
ことになり、この場合も、センサコア１６挿通部分の電
源線１２ａと１２ｂ間の電流に微差が生じる。したがっ
て、センサコア１６及びセンサコイル１７を、特にコア
が高感度の磁性材料からなる卜ロイダルコイルを使用し
たゼロ相変流器（ＺＣＴ）とし、抵抗２５の値を適宜の
値となるように構成すれば、上記の電流微差を検出する
ことが可能であり、この場合も上述したと同様の作用で
電源が遮断される。
【００２５】尚、上記実施の形態では、コード可触部の
被覆部１１−１よりも感知線１３と電源線１２ａ又は１
２ｂ間の被覆部１１−２の方を薄く形成しているが、感
知線１３に係わる被覆部と、電源線１２ａ又は１２ｂに
係わる被覆部（コード可触部の被覆部）との関係は、こ
れに限ることなく、電源コード１０が経時疲労を起して
電源線１２ａ又は１２ｂが半断線状態となったとき、そ
の破断した細線が容易に感知線１３に接触するようにな
る構成であればよい。
【００２６】図２(a),(b),(c) は、電源コード１０の経
時疲労によって電源線１２ａ又は１２ｂが半断線状態と
なったとき、その破断した細線が容易に感知線１３に接
触するようにした他の構成例を示す図である。同図(a)
は、感知線１３の被覆部２６を電源コードの被覆材とし
て通常に用いられる例えば塩化ビニルとし、電源線１２
ａ及び１２ｂの被覆を塩化ビニールよりも耐熱性の高い
架橋ポリエチレンとして構成した例を示している。
【００２７】このように構成することにより、電源コー
ド１０が経時疲労又は取り扱い不備で内部の電源線１２
ａ又は１２ｂが半断線状態となったとき、このことにユ
ーザが気付かずに電気機器の使用を継続すると、半断線
状態の部分が電気抵抗の増加によって加熱する。この加
熱によって、耐熱性の高いコード可触部分の被覆部１１
が溶融するよりも先に、耐熱性の低い感知線１３と電源
線１２ａ又は１２ｂ間の被覆部２６が溶融する。したが
って、この場合も、半断線状態となった部分の破断した
細線が容易に感知線１３に接触するようになる。
【００２８】これにより、コード可触部分が破断してユ
ーザが感電事故を起したり、加熱が高じて火災が発生す
るなどの災害が発生する前に、早期に電源コード１０の
経時疲労を感知して電源を遮断することができるように
なる。同図(b) は、感知線１３の周囲を、カーボン粒子
を混合して導電性を持たせた樹脂を用いた被覆部２７の
構成を示す図である。この場合は、やはり電源コード１
０が経時疲労又は取り扱い不備で内部の電源線１２ａ又
は１２ｂが半断線状態となったとき、その破断した細線
が近接する導電性の被覆部２７に接触し、これにより、
半断線状態の電源線１２ａ又は１２ｂと感知線１３が容
易に導通し、上述したように電源遮断装置１５が作動し
て電源を遮断する。
【００２９】また、同図(c) は、感知線というよりも感
知カバーとでもいうべき構造であり、言うなれば、平行
に配置された２本の電源線１２ａ及び１２ｂと、これら
電源線１２ａ及び１２ｂを被覆した絶縁性の内部被覆層
１１ａと、この内部被覆層１１ａの周囲に配置された感
知線１３に代る導線性被覆材２８と、この導電性被覆材
２８を被覆して、コード可触部を形成する絶縁性外部被
覆層１１ｂとで構成されている。上記の導線性被覆材２
８は、例えば網状又は組み紐状の部材で筒状の柔軟な被
覆部材である。
【００３０】この場合も、電源コード１０が経時疲労又
は取り扱い不備で内部の電源線１２ａ又は１２ｂが半断
線状態となったとき、その破断した細線が導線性被覆材
２８に接触して導線性被覆材２８に電流が流れ、その分
だけ電源線１２ａ又は１２ｂ間に生じた電流差が電源遮
断装置１５によって感知されて電源が遮断される。
【００３１】この本例の構成は、電源線１２ａ又は１２
ｂが破損した場合は、その破損した電源線１２ａ又は１
２ｂがコード可触部分の被覆１１ｂを突き破る前に、確
実に導線性被覆材２８に接触して、電源遮断装置１５に
よる電源遮断が行われるので、安全性が特に重要な、つ
まり漏電や感電が深刻な影響を及ぼす可能性のある、例
えば医療機器や水周りで使用される電気機器等に用いる
と最適である。
【００３２】図３(a) は、他の実施の形態における安全
装置付き電源コードの配線構成を模式的に示す平断面図
であり、同図(b) はその電源遮断装置１５′の回路構成
を示す図である。この電源コード１０′のプラグ１４′
に組み込まれる電源遮断装置１５′は、本例では、浸水
感知電源遮断装置の例を示しており、また、その内部の
検知回路として、同図(b) に示すように、半導体を使用
した場合の例を示している。同図(a),(b) に示す例で
は、半導体のスイッチング素子（例えばサイリスタ）２
９のゲートに感知線１３が接続している。この構成で感
知線１３に電流が流れると、サイリスタ２９をターンオ
ンさせて矢印Ｂ方向に回路が導通し、ブリッジ回路３１
を介して流れる電流によりソレノイド３２が駆動され、
ラッチを外して常時閉連動スイッチ１９ａ及び１２ｂを
開放して電源線１２ａ及び１２ｂの電流を両極において
瞬時に遮断する。
【００３３】尚、電源線１２ａ又は１２ｂから感知線１
３（又は導線性被覆材２８）に電流が流れた場合を感知
する方法は、図１(a) 又は図３(b) に示すものばかりで
なく、他に様々考えられるが、要は、上述した実施の形
態に示したように、各種の電源遮断装置と図１(b) 又は
図２(a),(b),(c) に示したような感知線１３（又は導線
性被覆材２８）を有するコードとを適宜に組み合わせ、
感知線１３（又は導線性被覆材２８）に電流が流れた場
合に、電源線の電流差又は感知線（又は導線性被覆材）
の電圧変化を感知して、ラッチ付き連動スイッチを開く
ようにすれば良い。これによって、コード可触部分が損
傷するよりも前の内部損傷の段階で電源線の破損部が感
知線に接触して電源遮断が行われる。
【００３４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、コード可触部分が損傷するよりも前の内部損傷の
段階で電源線の破損部が感知線に接触して電源遮断が行
われるので、従来よりプロテクタの取り付け以外は何等
対策が採られていなかった電源線のコード可触部分の被
覆の損傷による不具合の発生を未然に防止でき、これに
より、取り扱い上の不備による不具合の発生のみなら
ず、経時劣化による漏電、感電、火傷、火災等の環境上
の総合した大きな不具合の発生も未然に防止することが
でき、これにより、安全性の確実な信頼性の高い電源コ
ードを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】(a) は一実施の形態における安全装置付き電源
コードの配線構成を模式的に示す平断面図、(b) はその
Ａ−Ａ′断面矢視部分の実際構成を示す拡大図である。
【図２】(a),(b),(c) は電源コードの電源線が半断線状
態となって破断した細線が容易に感知線に接触するよう
にした他の構成例を示す図である。
【図３】他の実施の形態における安全装置付き電源コー
ドの配線構成を模式的に示す平断面図、(b) はその電源
遮断装置の回路構成を示す図である。
【図４】従来のコードプロテクタを取り付けた電源コー
ドを示す図である。
【符号の説明】
１ 電源コード ２ 被覆材料 ３ 電源線 ４ プラグ ５ コンセント差し込み端子 ６ コードプロテクタ １０、１０′ 電源コード １１ 被覆材料 １２ａ、１２ｂ 電源線 １３ 感知線 １４、１４′ プラグ １５、１５′ 電源遮断装置 １６ センサコア １７ センサコイル １８ スイッチ駆動部 １９ａ、１９ｂ 常時閉連動スイッチ ２１ 常時開スイッチ ２２ 抵抗 ２３ テスト回路 ２４ａ、２４ｂ コンセント差し込み端子 ２５ 抵抗 ２６、２７ 被覆部 ２８ 導線性被覆材 ２９ スイッチング素子 ３１ ブリッジ回路 ３２ ソレノイド
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｈ 3/16 Ｈ０２Ｈ 3/16 Ｂ ５Ｇ３５５ 7/00 7/00 Ｆ ５Ｇ３７５ Ｆターム(参考） 5E021 FA14 FB21 FC14 5G004 AA01 AB02 BA01 DA01 EA03 5G053 AA06 BA01 CA01 EC01 5G309 FA06 LA20 LA23 LA26 LA28 5G315 BA02 BA07 BA09 5G355 AA03 BA02 BA08 CA23 5G375 AA02 BA09 BB46 CA02 CA12 CB05 CC01 CC07 DA36

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 商用電源のコンセントから電気機器に電
    力を供給するための電源コードであり、コード可触部を
    絶縁性の被覆材料で被覆され、内部に２本の電源線と感
    知線とを配置され、前記感知線に流れる電流を感知して
    作動する電源遮断装置をプラグに内蔵した、安全装置付
    き電源コードであって、 前記感知線は平行に配置された２本の前記電源線の中間
    に配置され、 各前記電源線と前記感知線間の被覆部はコード可触部の
    被覆部よりも薄く形成されていることを特徴とする安全
    装置付き電源コード。
  2. 【請求項２】 前記感知線は、前記電源線の被覆材料よ
    りも融点が低い被覆材料で被覆されていることを特徴と
    する請求項１記載の安全装置付き電源コード。
  3. 【請求項３】 前記感知線は、導電性の被覆材料で被覆
    されていることを特徴とする請求項１記載の安全装置付
    き電源コード。
  4. 【請求項４】 平行に配置された２本の電源線と、 該電源線を被覆した絶縁性の内部被覆層と、 該内部被覆層の周囲に配置された導線性被覆材と、 該導電性被覆材を被覆してコード可触部を形成する絶縁
    性外部被覆層と、 前記導線性被覆材に流れる電流を感知して作動する電源
    遮断装置を内蔵したプラグと、 を有することを特徴とする安全装置付き電源コード。
  5. 【請求項５】 前記電源遮断装置は、漏電感知電源遮断
    装置であることを特徴とする請求項１又は４記載の安全
    装置付き電源コード。
  6. 【請求項６】 前記電源遮断装置は、浸水感知電源遮断
    装置であることを特徴とする請求項１又は４記載の安全
    装置付き電源コード。
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