JP2004022172A

JP2004022172A - トラッキング火災防止装置

Info

Publication number: JP2004022172A
Application number: JP2002170978A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Sasaki; 佐々木　敏博; Tomiyuki Kimura; 木村　富至
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】電源プラグと電源コンセントとが差し込まれる結合部分でのトラッキング現象の発生をいち早く検知し、トラッキング現象による火災を未然に防止する。
【解決手段】制御部２００に第１基準温度値Ａおよびそれよりも高い第２基準温度値Ｂの少なくとも２つの基準温度値を設定し、電源プラグの差込刃間もしくは電源コンセントの受け刃間の少なくともいずれか一方に備えられた温度センサ３００からの温度検出信号と第１，第２基準温度値Ａ，Ｂとを比較して少なくとも２段階にわたって警報を発し、最終的には電源ブレーカ（もしくは漏電ブレーカ）８００を作動させる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源プラグと電源コンセント（電源タップと呼ばれるケーブルコンセントを含む）との結合部分でのトラッキング現象による火災を防止するトラッキング火災防止装置に係り、特に詳しくは、トラッキング現象を初期段階で報知してトラッキング現象による火災を防止するトラッキング火災防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トラッキング現象による火災は、電源プラグを電源コンセントに差し込んで長時間放置状態にすることにより引き起こされることが特に多い。これは、電源コンセントに差し込まれた電源プラグの端子部（差込刃）間に埃などが付着し、埃が大気中の水分を吸収することが引き金とされる。
【０００３】
電源プラグは、電源コンセントに差し込まれることにより、その端子部には所定の電圧（商用電源の場合ＡＣ１００Ｖ）がかかる。したがって、電源プラグが電源コンセントに差し込まれたままの状態では、電源プラグには、常に所定の電圧がかかっている状態となる。
【０００４】
このため、電源プラグの端子部間に埃や水分が付着することによって、両端子部間に微弱電流が流れて微小火花を伴う放電が始まる。この状態が継続すると、微小火花が電源プラグを徐々に焦がし、ついには電源プラグに炭化導電路が形成される。
【０００５】
電源プラグに形成された炭化導電路には、電源プラグに流れる電気によって継続的に電気が流れ、次第に発熱して時間の経過とともに発火し、結合部分からの火災に至ることがある。
【０００６】
このようなトラッキング現象による火災を防止するため、電源プラグを電源コンセントから抜いて埃や錆が付着していないか、あるいは、過剰な熱を持っていないかを点検することが呼びかけられている。
【０００７】
しかしながら、電源プラグと電源コンセントとが、目に見える範囲に位置している場合には点検することは容易であるとしても、冷蔵庫や洗濯機などの大型電化製品の背面などに位置する場合には、これらを移動して点検することは決して容易ではない。
【０００８】
そこで、トラッキング現象の要因ともなる埃などが付着するのを防止する一つの例として、電源プラグの端子部（差込刃）に例えばユリア樹脂からなるキャップなどを被せて、両端子部間に埃が溜まらないようにした電源プラグが提案されている。
【０００９】
また、別の例として、仮に電源プラグが発火したとしても、その発火が周辺箇所に広がらないようにするため、電源プラグのプラグ本体に装着されるシリコンゴムなどの絶縁材料からなるプラグカバーも提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前者の電源プラグの端子部に被せられるキャップは、端子部に埃などが付着することを防止できるとしても、両端子間の隙間を完全になくすことは難しく、一旦トラッキング現象による炭化導電路が形成されてしまうと、これを防ぐことはできない。
【００１１】
また、後者のプラグ本体に装着されるプラグカバーは、トラッキング現象による発火を一時的に防止することはできるとしても、電源プラグ自体の炭化を防止することはできず、やはり、トラッキング現象による火災を防止する有効な手段とはいえない。
【００１２】
したがって、本発明の課題は、電源プラグと電源コンセントとが差し込まれる結合部分でのトラッキング現象の発生をいち早く検知し、トラッキング現象による火災を未然に防止することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、電源プラグと電源コンセントとの結合部分の温度を電気的に検知して、トラッキング現象による火災を防止するトラッキング火災防止装置であって、前記電源プラグの差込刃間もしくは前記電源コンセントの受け刃間の少なくともいずれか一方に備えられ、前記結合部分の温度を検出する温度センサと、第１基準温度値およびそれよりも高い第２基準温度値の少なくとも２つの基準温度値が設定されるメモリを有し、上記温度センサから出力される検出温度と前記各基準温度値とを比較して異なる警報信号を出力する制御部とを含み、前記制御部は、前記検出温度が前記第１基準温度値よりも大きいときは第１警報信号を発して所定の報知手段を作動させるとともに、前記検出温度が第２基準温度値より大きいときは第２警報信号を発して電源遮断手段を作動させることを特徴としている。
【００１４】
温度センサとしては、安価に入手し得る熱電対あるいはサーミスタが好ましく採用されるが、熱電対を採用する場合には、電源プラグの差込刃もしくは電源コンセントの受け刃に直接的に取り付けることにより、結合部分の温度を敏感に検出できる。
【００１５】
また、サーミスタを用いる場合には、高抵抗体を介して電源プラグの差込刃間もしくは電源コンセントの受け刃間に接続することにより、同様に結合部分の温度を敏感に検出できる。この場合には、サーミスタと高抵抗体との接続点から温度検出信号を得ることができる。
【００１６】
制御手段から出力される第１警報信号にて作動される報知手段は、ブザーなどの音出力手段や、既存の室内の電灯や蛍光灯などの照明手段を利用することができる。これにより、結合部分の温度異常を聴覚あるいは視覚に訴えて確実に報知することができる。
【００１７】
また、制御手段から出力される第２警報信号にて作動される電源遮断手段は、電源ブレーカもしくは漏電ブレーカなどの電源遮断器の配線間に接続されるリレー回路であることが好ましく、これによれば室内の電源自体が落とされることになる。電源遮断器を電源ブレーカとする場合、リレー回路への突入電流を緩衝させるため、リレー回路を放電管を介して配線遮断器の配線間に接続することが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明のトラッキング火災防止装置１００を概略的に示すブロック図であり、図２ないし図４に、このトラッキング火災防止装置１００が備える温度センサ３００の具体的な構成例を示す。
【００１９】
このトラッキング火災防止装置１００は、基本的な構成として、温度センサ３００と、温度センサ３００からの温度検出信号ａに基づいて警報手段を作動させる制御部２００とを備えている。
【００２０】
温度センサ３００は、後述するように電源プラグもしくは電源コンセントの少なくともいずれか一方に組み込まれており、電源プラグと電源コンセントとの結合部分の温度を検出する。
【００２１】
制御部２００には、検出回路２１０と２つのメモリ２１１，２１２とが含まれている。一方のメモリ２１１には第１基準温度値Ａが書き込まれており、他方のメモリ２１２には第２基準温度値Ｂが書き込まれている。
【００２２】
なお、説明の都合上、メモリを２つとしているが、１つのメモリに第１基準温度値Ａと第２基準温度値Ｂとが書き込まれてもよい。また、メモリに代えて例えばディップスイッチなどにて基準温度値Ａ，Ｂを設定するようにしてもよく、このような態様も本発明に含まれる。
【００２３】
第１基準温度値Ａは、電源プラグと電源コンセントの結合部分がトラッキング現象により発熱した場合、その初期段階で警報を発するための所定温度値（例えば１００℃）に設定され、第２基準温度値Ｂは、第１基準温度値Ａより大きな値であって、例えば発火に至る直前の温度値（例えば１８０℃）に設定される。なお、きめ細かく警報を発生させるため、基準温度値を３つ以上としてもよい。
【００２４】
検出回路２１０には、温度センサ３００からの温度検出信号ａが増幅器６００およびＡ／Ｄ変換器４００を介して取り込まれる。検出回路２１０は、温度検出信号ａと第１，第２基準温度値Ａ，Ｂとを比較し、温度検出信号ａが第１基準温度値Ａより大きいときは報知手段６００に警報信号ｂを出力し、温度検出信号ａが第２基準温度値Ｂより大きいときは電源遮蔽手段７００に警報信号ｃを出力する。
【００２５】
報知手段６００は警報信号ｂを受けて作動する。報知手段６００は、例えばブザーや警報ランプなどの聴覚あるいは視覚に訴える手段で構成されることが好ましいが、別の方法として、既存の室内照明（蛍光灯や白熱電球など）を点滅させるようにしてもよい。
【００２６】
電源遮蔽手段７００は警報信号ｃを受けることにより作動する。この実施形態において、電源遮蔽手段７００は、各家屋に設けられている電源ブレーカ８００からの引き込み配線８１０，８２０間に、好ましくは低抵抗体７３０を介して接続されるリレー回路７１０により構成されている。
【００２７】
リレー回路７１０は、警報信号ｃを受けてスイッチ７２０がオンとされ、これにより引き込み配線８１０，８２０間に低抵抗体７３０を介して大電流が流れるため、電源ブレーカ８００が作動する。
【００２８】
なお、スイッチ７２０のオン時の突入電流からリレー回路７１０を保護するため、リレー回路７１０に対して直列にアレスタなどの放電管７４０を接続することが好ましい。
【００２９】
また別の例として、図６に示すように、電源遮断器として漏電ブレーカ８０１を利用する場合には、リレー回路７１０を抵抗体７３１を介して漏電ブレーカ８０１のアース端子に接続し、リレー回路７１０をオンさせることにより、漏電ブレーカ８０１を擬似的に漏電させる。
【００３０】
この場合、抵抗体７３１には、漏電ブレーカ８０１に対してその感度電流以上の電流が流れるような抵抗値Ｒを有するものが採用される。例えば、漏電ブレーカ８０１の感度電流が１５ｍＡであるとすると、抵抗体７３１の抵抗値Ｒは、
Ｒ＜（１００Ｖ／０．０１５Ａ）
に設定されることになる。
【００３１】
次に、図２および図３により、本発明のトラッキング火災防止装置１００が備える温度センサ３００について説明する。図２は温度センサ３００として熱電対３１１を電源プラグ１０に組み込んだ例を示す一部に断面を含む平面図で、図３は温度センサ３００としてサーミスタ３２１を電源プラグ１０に組み込んだ例を示す一部に断面を含む平面図である。
【００３２】
電源プラグ１０自体の構成は公知のものであってよい。すなわち、電源プラグ１０は、耐熱性合成樹脂からなる外装ケース１２を有するプラグ本体１１を備え、プラグ本体１１の前面１３には一対の差込刃（端子部）１４，１４が突設されており、プラグ本体１１の後部からは差込刃１４，１４に接続された電源ケーブル１５，１５が引き出されている。
【００３３】
図２に示す例においては、温度センサ３００に熱電対３１１が用いられ、熱電対３１１は差込刃１４，１４間に配置されている。熱電対３１１のリード線３１２，３１２は、リード線収納外皮３１３内を通されて電源ケーブル１５，１５とともに外装ケース１２外に引き出されている。
【００３４】
したがって、温度センサ３００は、熱電対３１１によって差込刃１４，１４間の温度を検出し、その温度検出信号ａをリード線３１２，３１２を介して制御部２００に出力する。
【００３５】
この例において、熱電対３１１は外装ケース１２を形成している樹脂内に埋設されているが、図示しない例えばブラケットなどの支持手段にて差込刃１４，１４間に配置されてもよい。また、熱電対３１１を差込刃１４，１４のいずれか一方に直接接する状態で取り付けることにより、差込刃１４を介して電源プラグ１０の温度を敏感に検出することができる。
【００３６】
図３に示す例においては、温度センサ３００としてサーミスタ３２１が用いられている。この場合においても、サーミスタ３２１は差込刃１４，１４間に配置される。
【００３７】
サーミスタ３２１は単独部品として、上記熱電対３１１と同じく、外装ケース１２を形成している樹脂内に埋設されてもよく、また、図示しない例えばブラケットなどの支持手段にて差込刃１４，１４間に配置されてもよいが、この例では、電源プラグ１０の温度をより敏感に検出するため、次のような態様を採用している。
【００３８】
すなわち、サーミスタ３２１に、ほぼ電気的に絶縁に近いメガオーム（ＭΩ）オーダーの高抵抗体３２２を直列に接続し、その直列回路を差込刃１４，１４間に接続する。そして、サーミスタ３２１と高抵抗体３２２との接続点ｑに、リード線３２３を接続して温度検出信号ａを取り出す。なお、リード線３２３はリード線収納外皮３２４内を通して電源ケーブル１５，１５とともに外装ケース１１外に引き出す。
【００３９】
電源プラグ１０の温度は、サーミスタ３２１と高抵抗体３２２との分圧比として検出されるが、サーミスタ３２１を差込刃１４に接続することにより、差込刃１４の温度も検出することができるため、その分、信頼性が高められることになる。
【００４０】
このようにして、本発明によれば、トラッキング現象の原因となる埃などの付着により差込刃１４，１４間に温度異常が生じたとしても、熱電対３１１あるいはサーミスタ３２１によって差込刃１４，１４周辺の温度を検出することができる。また、熱電対３１１あるいはサーミスタ３２１は小型であるため、電源プラグ１０に多少の手を加えるだけで、容易にプラグ本体１１内に組み込むことができる。
【００４１】
次に、図４および図５により、本発明のトラッキング火災防止装置１００の温度センサ３００をケーブルコンセント（電源タップ）２０に組み込んだ例について説明する。図４は温度センサ３００に熱電対３３１を用いた例で、図５は温度センサ３００にサーミスタ３４０を用いた例である。
【００４２】
ケーブルコンセント２０自体の構成も公知のものであってよい。すなわち、ケーブルコンセント２０は、耐熱性合成樹脂からなる外装ケース２１を備え、外装ケース２１の上面２３側には、同じく耐熱性合成樹脂からなるコンセント支持体２２が保持されている。
【００４３】
コンセント支持体２２には、電源プラグ１０の差込刃１４，１４が差し込まれる受け刃２５，２５が備えられ、受け刃２５，２５は、表面２３側に開口を有して形成される受け刃収納穴２６，２６内に収納されている。なお、受け刃２５，２５は、バネ弾性を有する金属片で形成され、その各々には電源ケーブル２７，２７が接続されている。
【００４４】
図４に示す例においては、先の図２の例で説明したのと同じく、温度センサ３００として熱電対３３１が用いられている。コンセント支持体２２には、受け刃収納穴２６，２６のほぼ中間の位置に温度センサ収納穴２８が形成されており、その中に熱電対３３１が収納され、封止樹脂２９により固定され、かつ、シールされている。
【００４５】
熱電対３３１のリード線３３２，３３２は、リード線収納外皮３３４内を通されて、電源ケーブル２７，２７とともに外装ケース２１外に引き出され、図１の制御部２００に至る。
【００４６】
これにより、温度センサ３００は、熱電対３３１によって受け刃収納穴２６，２６の周辺の温度を検出し、その温度検出信号ａをリード線３３２，３３２を介して制御部２００に出力する。
【００４７】
なお、この例では、コンセント支持体２２内に予め温度センサ収納穴２８を設けることによって熱電対３３１を後から組み込むことに対応させているが、コンセント支持体２２の成形時に予め熱電対３３１を組み込んでもよい。
【００４８】
また、先の図２の例で説明したのと同様に、熱電対３３１を受け刃２５，２５の一方に直接接するように取り付けてもよい。なお、場合によっては、熱電対を２つとし、その各々を受け刃２５，２５のそれぞれに直接接するように取り付けてもよい。
【００４９】
図５の例においては、温度センサ３００にサーミスタ３４１が用いられるが、先の図３で説明したのと同じく、サーミスタ３４１にほぼ電気的に絶縁に近いＭΩオーダーの高抵抗体３４２を直列に接続し、その直列回路を受け刃２５，２５間に接続するようにしている。
【００５０】
サーミスタ３４１と高抵抗体３４２との接続点ｔに、温度検出信号ａを取り出すためのリード線３４３が接続され、リード線３４３はリード線収納外皮３４４内を通して電源ケーブル２７，２７とともに外装ケース１１外に引き出される。
【００５１】
この例においても、コンセント支持体２２の温度は、サーミスタ３４１と高抵抗体３４２との分圧比として検出されるが、サーミスタ３４１が受け刃２５に接続されていることにより、受け刃２５の温度も検出されるため、その分、信頼性が高められる。
【００５２】
なお、図５の例においては、サーミスタ３４１および高抵抗体３４２はコンセント支持体２２の成形時に予め埋設されているが、図４の例と同様にセンサ収納穴を設けて、その中に収納するようにしてもよい。その場合も、サーミスタ３４１および高抵抗体３４２を封止樹脂によってシールすれば、外部からの衝撃によってサーミスタ３４１を保護することができる。
【００５３】
本発明のトラッキング防止装置１００は、図２ないし図５の例で説明した態様にしたがって、温度センサ３００を電源プラグ１０および／またはケーブルコンセント２０内に組み込むことにより、電源プラグ１０とケーブルコンセント２０との結合部分の温度を検出することができる。
【００５４】
したがって、温度センサ３００から出力される温度検出信号ａの異常を制御部２００で検出することによって、トラッキング現象による温度異常を初期段階では報知手段６００により報知させて、電源プラグ１０の結合部分の点検作業を促すことができる。
【００５５】
また、報知手段６００による警告にもかかわらず、さらに温度が上昇する場合には、発火危険温度に達する前に電源ブレーカ８００を遮断することによって電源プラグ１０やケーブルコンセント２０に対する電源を落とすことができるため、トラッキング現象による火災を有効に防止することができる。
【００５６】
なお、上記実施形態において、電源プラグ１０が差し込まれるコンセントとしてケーブルコンセント２０を例として説明したが、壁面に配設されるいわゆる壁コンセント内に熱電対あるいはサーミスタを備える温度センサ３００を埋設してもよいことはいうまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、制御部に第１基準温度値およびそれよりも高い第２基準温度値の少なくとも２つの基準温度値を設定し、電源プラグの差込刃間もしくは電源コンセントの受け刃間の少なくともいずれか一方に備えられた温度センサからの温度検出信号と第１，第２基準温度値とを比較して、少なくとも２段階にわたって警報を発するようにしたことにより、電源プラグと電源コンセントとが差し込まれる結合部分でのトラッキング現象の発生をいち早く検知し、トラッキング現象による火災を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトラッキング火災防止装置を示す概略的ブロック図。
【図２】本発明のトラッキング火災防止装置の温度センサが組み込まれる電源プラグを一部断面で示す平面図。
【図３】本発明のトラッキング火災防止装置の温度センサが組み込まれる電源プラグの他の例を一部断面で示す平面図。
【図４】本発明のトラッキング火災防止装置の温度センサが組み込まれるケーブルコンセントの一例を示す断面図。
【図５】本発明のトラッキング火災防止装置の温度センサが組み込まれるケーブルコンセントの他の例を示す断面図。
【図６】電源遮断器として図１の電源ブレーカに代えて漏電ブレーカを用いる場合のリレー回路の接続状態を示す配線図。
【符号の説明】
１０　電源プラグ
１１　外装ケース
１２　プラグ本体
１４　差込刃
２０　ケーブルコンセント
２２　コンセント支持体
２５　受け刃
２６　受け刃収納穴
２８　温度センサ収納穴
２９　封止樹脂
１００　トラッキング火災防止装置
２００　制御部
３００　温度センサ
３１１，３２１　熱電対
３３１，３４１　サーミスタ
３３２，３４２　高抵抗体
４００　Ａ／Ｄ変換器
６００　報知手段
７００　電源遮蔽手段
７１０　リレー回路
７２０　スイッチ
８００　電源ブレーカ
８０１　漏電ブレーカ

Claims

電源プラグと電源コンセントとの結合部分の温度を電気的に検知して、トラッキング現象による火災を防止するトラッキング火災防止装置であって、
前記電源プラグの差込刃間もしくは前記電源コンセントの受け刃間の少なくともいずれか一方に備えられ、前記結合部分の温度を検出する温度センサと、
第１基準温度値およびそれよりも高い第２基準温度値の少なくとも２つの基準温度値が設定されるメモリを有し、上記温度センサから出力される検出温度と前記各基準温度値とを比較して異なる警報信号を出力する制御部とを含み、
前記制御部は、前記検出温度が前記第１基準温度値よりも大きいときは第１警報信号を発して所定の報知手段を作動させるとともに、前記検出温度が第２基準温度値より大きいときは第２警報信号を発して電源遮断手段を作動させることを特徴とするトラッキング火災防止装置。
前記報知手段として、音および／または光による報知器が用いられる請求項１に記載のトラッキング火災防止装置。
前記電源遮断手段として、電源ブレーカもしくは漏電ブレーカなどの電源遮断器の配線間に接続されるリレー回路が用いられる請求項１または２に記載のトラッキング火災防止装置。
前記電源遮断器が電源ブレーカである場合、前記リレー回路は、放電管を介して前記配線遮断器の配線間に接続される請求項３に記載のトラッキング火災防止装置。
前記温度センサには熱電対が用いられ、前記熱電対が前記差込刃もしくは前記受け刃に直接的に取り付けられている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のトラッキング火災防止装置。
前記温度センサにはサーミスタが用いられ、前記サーミスタは高抵抗体を介して前記差込刃間もしくは前記受け刃間に接続され、前記サーミスタと高抵抗体との接続点から温度検出信号を得る請求項１ないし４のいずれか１項に記載のトラッキング火災防止装置。