JP2006302889A - 過電流起動リードリレー及び過電流警告を発するために同様のものを組み込んだ電気用コンセント - Google Patents

Abstract

【課題】過電流よる感電や火災を防止する警報を発する電気用コンセントを提供する。
【解決手段】ロードに電源を供給する電気用コンセントがリードリレー１６、警報インディケーター１７、レセプタクル４２及びレセプタクルへ電力を供給する電源と接続される入力端子４０とで構成され、リードリレーはリードスイッチ２４及びリードスイッチの周囲のコイル１６Ｃで構成され、コイルを流れる総電流量及びレセプタクルに接続された１又はそれ以上のロードによって消費される総電流量が、予め設定された電流レベルを超過したとき、過電流警告を与えるための警報インディケーターを起動するリードスイッチを作動するコイルが十分な磁界を発生できるように、コイルは２つの入力端子の１つと１又はそれ以上のレセプタクルの間に接続される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気用コンセントに関し、特に、過電流の警告を発する警報インディケーターの起動に作用する独自のリードリレーを備えた電気用コンセントに関する。

図１は、３つのレセプタクル電源ストリップ（power strip)として形成され、ネジ１５ａによって互いに連結される上半分のハウジング１０ａ及び下半分のハウジング１０ｂで構成された先行技術の電気用コンセントを示す。２つの銅端子１１ａは、ネジ１２ａによって下半分のハウジング１０ｂに固定されており、端子は、それぞれ固定用ネジ１３ａを使用して一方の端部で電源供給ワイヤー１４ａと接続されている。

従って、コンセントに接続された総負荷が定格負荷限度（rated load limit)を下回っているか否かを知らせるか、そこに過負荷がかかったとき、過負荷警告を発する電気用コンセントが必要である。

上記の先行技術の電気用コンセントは、過電流警報器を有していないため、使用者は過負荷状態であることに気付くことなくコンセントを使用する。もし、コンセントが過負荷の場合、オーバーヒートを起こしたり、感電や火災を引き起こす可能性がある。

独自のリードリレー（reed relay）が電気用コンセントに組み込まれる。リードリレーは、リードスイッチ（reed switch)と、リードスイッチの周囲のコイルを含む。コイルは、２つの入力端子の１つとレセプタクルの間に接続される。さらに、コンセントに接続されたロードを流れる総電流量を運ぶことができ、ロードによって消費された総電流量が予め設定されたレベルを超過したとき、過電流警報を発するため、接続された警報インディケーターを起動させるリードスイッチを作動させるのに十分な磁界を発生できるように、コイルはコンセントの入力端子を流れる大きな電力を運ぶことが可能な導電性ワイヤーから作製される。

本発明のリードリレーは、簡単で信頼性が高く、早い反応性を有する過電流検知装置として使用することができ、素早い過電流警報を発するために電源コンセントに組み込むか、過電流からの保護のために回路内に組み込むことが可能である。

本発明によれば、過電流警報を発する電気用コンセントが提供される。電気用コンセントは少なくとも１つの電気レセプタクル、このレセプタクルに接続された一対の入力端子、リードリレー及び警報インディケーターを含む。リードリレーは、リードスイッチ及びリードスイッチの周囲にあるコイルを含む。コイルは、２つの入力端子の１つとレセプタクルとの間に接続される。リードスイッチは、警報インディケーターに接続される。コンセントに接続されたロードによって消費された総電流量が、リードスイッチを起動させるために予め設定された電流レベルを超過したとき、コイルは、使用者に警告を与える警報インディケーターを起動させるリードスイッチを作動させるのに十分な磁界を発生させる。

本発明によれば、ロードによって消費される総電流量がコンセントの定格電流限度等の予め設定されたレベルを超過した場合も、そこを流れる総電流量を運ぶことができ、かつ、リードスイッチを作動させるのに十分な磁界を発生させることができるように、リレーのコイルは入力端子に流れる大きな電力を運ぶことが可能な導電性ワイヤーから作製される。コイルを形成するワイヤーが比較的大きな電流を流すことができるので、リードスイッチ周囲のコイルの巻回数は、例えば、１巻回から２、３巻回といった少ない巻回数が要求されるであろう。コイルの２つの端部のインピーダンスは、とても低く、渦電流によって発生する熱はほとんど無視しうる。

好適には、リードスイッチは、通常開いたタイプ（"ａ"接点方式）である。コイルがスリーブ（sleeve)の周囲に取り付けられるとともに、絶縁スリーブが保護目的のためリードスイッチの周囲を覆うように設けられてもよい。他の実施例では、コイルは裸ワイヤーで作製され、絶縁ブッシュ（insulting bushing)が、磁気による干渉からの保護のためにコイルの周囲を覆うように設けられる。

本発明によれば、電気用コンセントは、スイッチ、３つのコンセント・アダプター、壁用コンセント又は床用コンセントを有する電源コンセント等の形態で具体化することができる。

リードスイッチは、警報インディケーターと接続されている。コンセントに接続されたロードによって消費される総電流が、リードスイッチを作動させるため予め設定された電流レベルを超えたとき、コイルは、使用者に警告を与える警報インディケータを起動させるリードスイッチを作動させるのに十分な磁界を発生させる。

本発明は、また、リードスイッチとこのリードスイッチの周囲にあるコイルで構成されるリードリレーを提供する。コイルは、１つ又はそれ以上のロードと接続されている。ロードによって消費された総電流量が予め設定されたレベルを超えたときに、コイルがリードスイッチを作動させるのに十分な磁界を発生させることができるように、接続された全てのロードで消費される総電流量を流すことが可能な導電性ワイヤーから作製される。リードスイッチの周囲のコイルは、非常に少ない巻回数、例えば、１巻回から数巻回以下のものが要求されるであろう。このインピーダンスはとても低く、コイルに接続されたロードの作用にほとんど影響を与えないであろう。

図２は、本発明に従って形成された電気用コンセントのブロック図である。電気用コンセントは、それぞれ電源供給ワイヤー１４ｄ、１４ｃに接続された第１及び第２入力端子４０ａ、４０ｂを有するプラグ４０、通常のオープンリード接点（"ａ"接点方式）を有するリードリレー１６、警報インディケーター１７及び並列関係にある３つのレセプタクル４２、４４、４６を含む。リレー１６はリードスィッチ２４及びコイル１６ｃを含む。本発明の特徴は、コイル１６ｃがワイヤー１４ｄ（第１端子４０ａ）とレセプタクル４２、４４、４６の間に接続されている点である。リードスイッチ２４は、ワイヤー１４ｄ（第１端子４０ａ）とアラーム指示器１７の間に接続された２つの導線２８、２６を有し、続いて、ワイヤー１４ｃ（第２端子４０ｂ）と接続されている。

電源は、入力端子４０ａ、４０ｂを介して供給される。リレー１６のコイル１６ｃの巻回数は、コイルワイヤーの内径（直径）、電気用コンセントの定格電流、リードスイッチ２４の作動のため予め定められている電流量及びリードスイッチ２４の感度を含んだ要素に基づいて定められる。コイル１６ｃを流れる総電流量及びレセプタクル４２，４４，４６に接続されたロードの総電流量と同様であるコイル１６ｃを流れる総電流量が、予め定められたレベル（例えば、電気用コンセントの定格限度）を超過したとき、コイル１６ｃは、リードスイッチ２４のリード接点が閉じた回路の状態とするのに十分な磁界を発生させ、電流が端子４０ａ及び警報インディケーター１７との間を流れるようにする。そのとき、警報インディケーターは過電流の状態を表示する。

図３及び４は、本発明に従って形成された過電流警報インディケーターを備えた３つのレセプタクル電源ストリップとして構成された電気用コンセントを示す。独自のリードリレー１６は、電気用コンセント内に設けられ、過電流の状態に反応して警報インディケーター１７を起動させるように構成されている。電気用コンセントは、ネジ１５で互いに連結される上半分の上部ハウジング１０ｃと下半分の下部ハウジング１０ｄとで構成される。複数のロードと接続できる３つのプラグ受け型レセプタクルを有する２つの銅端子１１ｃ、１１ｄは、ネジ１２によって下半分の下部ハウジング１０ｄに固定される。

電源供給ワイヤー１４ｃは、ネジ１３を使用して一方の端部で端子１１ｃと電気的に接続されている。リードリレー１６のリードスイッチの周囲の導電性コイルは、以下で記述されるように、他の電源供給ワイヤ１４ｄと端子１１ｄの端部２０との間に接続されている。

図５Ａ及び５Ｂに示されるように、リードアレイ１６は、ガラスの外周と２つの導線内に、通常一対の開いた接点（"ａ"接点方式）有するリードスイッチ２４を含む。好適には、絶縁スリーブ２２が保護目的でリードスイッチ２４の周囲に被覆される。約１巻回のコイル１９は、リードスイッチ２４の周囲に設置される。この実施例では、コイル１９は、裸導線で作製されており、好適には、コイルを覆った絶縁ブッシュ３０が磁気の干渉を遮蔽するために設けられる。

図３及び４に示されるように、リードリレー１６のリードスイッチ２４の２つの導線の一つが、はんだ付け、圧着又は既知の手段によって端子１１ｄの端部２０に接続される。他の導線は警報インディケーター１７の２つの端子の１つと接続され、警報インディケーター１７の他の端子は、ワイヤー１４ｃ及び端子１１ｃの共用の接続端部と接続され、ネジ１３によってきつく締められる。

好適には、インディケーター１７は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。上半分の上部ハウジング１０ｃは、図３に示すように、孔１０ｇ又はＬＥＤを視認できるような他の手段が設けられうる。或いは、ホール１０ｇを設けるのを省略するため、上部半分のハウジング１０ｃを透明又は半透明の材質で作製してもよい。

本発明によれば、リレー１６のコイル１９は、ワイヤー１４ｄを流れる全ての電流を流すことができるように、ワイヤー１４ｄに流れる大きな電力を運ぶことが可能な導電性ワイヤーから作製される。さらに、コイル１９の巻回数は、閉じた回路の状態までリードスイッチのリードの接点を作動させるの十分な磁界を発生できるように選択され、電流によって警報インディケーターにエネルギーを与えることができるようになる。本発明によれば、リードスイッチ２４の周囲のコイルは、とても少ない巻回数が要求されるであろう。このインピーダンスは非常に低く、渦電流によって発生する熱は、無視してもよい。

本発明のリードリレーの動作は、以下に記述される。リードリレーのコイルは、電気用コンセントの入力端子と直列関係のコンセントに接続されたロードとの間に接続されている。コンセントのレセプタクルと接続されたロードによる総電流は、ロードを通じて流れる前に、選択された巻回数のコイルに流れるであろう。従って、電流レベル（例えば、電気用コンセントの定格限度に近いか若しくは等しい値）及びコイル巻回数を設定することが可能である。ロードによって消費される総電流量が予め定められた電流レベルを超過したとき、使用者に警告を与える警報インディケーターを起動させるため、コイルは、リードスイッチのリード接点を作動可能な十分な磁力を発生する。

図６は、さらに本発明の実施例に沿って形成された電気用コンセントのブロック図を示す。このブロック図は、並列的に可視式の警告装置１７ａ及び可聴式の警告装置１７ｂを含む警告インディケーター１７’であることを除き、図２に示されたものと同様である。

図７は、さらに本発明の実施例に沿って形成された電気用コンセントのブロック図を示す。このブロック図は、スイッチＳＷがワイヤー１４ｄに接続された入力端子と電流をコンセントのレセプタクルに供給するかどうかを調節するリードリレー１６’との間に接続されている点で、図２に示されたものと異なる。

さらに、リードリレー１６’は"ｃ"接点方式のリードスイッチを有し、通常閉じている回路は電流をグリーンのＬＥＤのような可視式の警報インディケーター１７ｅに供給し、コンセントが通常の作動であることを示す。通常開いている回路は、電流をレッドのＬＥＤのような可視式の警報インディケーター１７ｆに供給し、リードリレーが予め設定した電流レベルによって作動したとき、過電流状態であることを示す。

リードリレー及び警報インディケーターは、拡張コードに関する電気用コンセントに設定されるように記述されているが、当業者は、電気用コンセント、電力スイッチ又は回路の様々な形態に応用可能であることを理解できるであろう。図８Ａから８Ｄに示されるように、本発明に係る電気用コンセントは、スイッチ（ＳＷ）を有する電力用コンセント（図８Ａ）、巻回軸受けを有するコンセントアダプター（図８Ｂ）、３つのコンセントを有するアダプター（図８ｃ）及び壁面用コンセント（図８Ｃ）のような形態で具現化することができる。全てのこうしたコンセントは、本発明に係るリードリレー（図示せず）と接続された警報インディケーターを有する。図８Ａに示されるようなスイッチを有するコンセントは、図７に示されるブロック図に組み込まれる。

本発明の多くの変形例は、当業者によって明らかであろう。例えば、スリーブ２２は上記実施例に示されるリードスイッチ２４の周囲にあるが、所望であれば、省略しても構わない。加えて、コイル１９は、接着剤又はその他の既知の手段によってリードスイッチ２４の上に接着しても構わない。

さらに、リードリレーのコイル１９はワイヤー１４ｄの端部の一部を巻回させて形成することも可能である。或いは、コイルは、ワイヤー１４ｄよりも大きな電力を運ぶことができる大きな口径を有する導電性ワイヤーで作製してもよい。コイルの巻回数は、リードスイッチ接点の検出感度、リードスイッチを作動させるため予め決定されている電流レベル及びワイヤーの口径（直径）に依存する。それゆえ、コイルの巻回数は、１巻回以上であっても、以下であってよい。例えば、図９Ａは、リードスイッチ２４及びコイル１９”を有する本発明のリードリレーの別実施例を示す。図９Ｂに示されるように、コイル１９の巻回数は１巻回より僅かに多い。他方で、図１０Ａ及び図１０Ｂは、リードスイッチ２４と１巻回より僅かに少ないコイルの巻回数を有するコイル１９’を示す。

本発明のリードリレーの例によれば、１１０Ｖ、１５Ａ（１６５０Ｗ）の定格限度を有する電気用コンセントのため、アメリカ合衆国のエスアールシー デバイシィズ インク（SRC Devices Inc.)から入手可能な部品番号ＭＮ２Ｓ１５２０（通常オープン，フォーム”ａ”）を備えたリードスイッチが使用される。図５ｂに示されるように、１．６ｍｍの直径を有する裸導線を９／１０巻回したものが、過電流の状態のとき作動するリードリレーを形成するためリードスイッチの周囲に設けられる。

図９Ａは、参照番号１６”によって示された本発明に係るリードリレーの他の実施例を示し、これは、スリーブ２２によって受けるリードスイッチ２４（"ａ"接点方式）、及びスイッチの周囲のコイル１９ｃを有する。エナメルワイヤーで作製されたコイルであるので、図５Ｂに示されるブッシュ３０は不要である。

当業者は、本発明の電気用コンセント及びリードスイッチが取り替え可能であること、又は直接回路に使用できることを評価するであろう。警報インディケーター１７，１７’は、可視式又は可聴式の装置（例えばブザー）若しくはその両方を有するようにしてよい。他の方法は、第１電力ケーブル６４から制御された電力用コンセントとワイヤーで接続するために使用されてもよい。

図１２は、本発明に係る過電流からの保護を備えた回路の実施例を示す。一旦、プッシュボタンスイッチ５０が押されると、電流がリレーＡのコイル５２及びリードリレー１６’の通常閉じられた接点の端子１６１及び１６３を通じて流れ、コイル５２は作動され、通常開いた接点５３、５４（"ａ"接点方式）は、閉じた回路の状態にされる。スイッチ５０を開放すると、電流はスイッチ５１、閉じた回路の状態の接点５３、コイル５２の起動を維持しているリレーＡのコイル５２、すなわち、リレーＡによって設定されている自己維持回路を流れる。従って、接点５４は、閉じた回路の状態に維持され、電流はリードリレー１６’のロードＭ及びコイル１６ｃに流れ、ロードＭにエネルギーを与える。

ロードＭが過負荷になると、コイル１６ｃを流れる過負荷電流は、通常閉じている接点１６１、１６３を開いた回路の状態に作動させるためリレー１６’にエネルギーを与える。従って、コイル５２は、もはや磁場を発生させることなく、接点５３、５４を開いた回路の状態に戻す。ロード及びコイル１６ｃに電流が流れないため、ロードＭの可動が止まる。他方では、通常閉じたリードリレー１６’の接触端子１６１、１６３が開いた回路の状態に作動したとき、通常開いたリードリレー１６’の接触端子１６２、１６３は、閉じた回路の状態に導かれ、電流がコイル５５を起動させるためにリードリレーＢのコイル５５を通じて流れるのを可能にする。従って、通常に開いた接点５６、５７は、閉じた回路状態に作用し、電流が閉じた回路の状態の接点５６及びリレーＢのコイル５５を流れるのを可能にし、電流がコイル１６ｃに流れないため、通常開いた接触端子１６２、１６３は、開いた回路状態に戻されるけれども、コイル５５の起動、すなわち、リレーＢによって設定されている自己保持回路を維持する。従って、接点５６、５７は閉じた回路の状態のまま、可視式警報インディケーター５８及び可聴式警報インディケーター５９は警報を与えるため作動する。

上記から理解できるように、本発明のリードリレーは、簡単で、信頼でき、早い反応性の過電流感知装置として使用することができ、過電流警報を発するために電気用コンセント内に、又は過電流の保護装置を提供するために回路内に組み入れることができる。

本発明の好適な実施例が図示され、記述されているが、本発明の概念及び範囲から外れることなく様々な変更がなされることは、十分に理解されるであろう。

図１は、先行技術のコンセントのカバーを取り外した状態の延長コード用電気用コンセントの斜視図である。 図２は、本発明に従って形成された電気用コンセントのブロック図である。 図３は、コンセントのカバーを外した状態の本発明に従って形成された延長コード用電気用コンセントの斜視図である。 図４は、図２の電気用コンセントの分解斜視図である。 図５Ａは、本発明によって形成された図３のコンセントで使用されるリードリレーの拡大斜視図である。 図５Ｂは、図５Ａのリードリレーの分解拡大斜視図である。 図６は、本発明によって形成された２つの警報インディケーターを有する電気用コンセントのブロック図である。 図７は、本発明によって形成された二つの警報インディケーターとスイッチを有する電気用コンセントのブロック図である。 図８Ａは、本発明によって形成された過電流警報インディケーターを有する電気用コンセントのバリエーションを示す。 図８Ｂは、本発明によって形成された過電流警報インディケーターを有する電気用コンセントのバリエーションを示す。 図８Ｃは、本発明によって形成された過電流警報インディケーターを有する電気用コンセントのバリエーションを示す。 図８Ｄは、本発明によって形成された過電流警報インディケーターを有する電気用コンセントのバリエーションを示す。 図９Ａは、本発明のリードリレーの２つの別実施例の斜視図を示す。 図９Ｂは、本発明のリードリレーの２つの別実施例の斜視図を示す。 図１０Ａは、本発明のリードリレーの２つの別実施例の斜視図を示す。 図１０Ｂは、本発明のリードリレーの２つの別実施例の斜視図を示す。 図１１は、本発明のリードリレーの他の実施例の長手方向の断面図を示す。 図１２は、本発明に係る過電流保護を有する回路を示す。

符号の説明

14c, 14d … 電力供給ワイヤー
16, 16’, 16” … リードリレー
17, 17’ , 58, 59 … 警報インディケーター
16c, 19, 19’, 19”, 19c … コイル
22 … スリーブ
24 … リードスイッチ
30 … ブッシュ

Claims (10)

1. １又はそれ以上のレセプタクルと、
   １又はそれ以上のレセプタクルに電力を供給する電源と接続された１対の入力端子と、
   リードスイッチ及びリードスイッチの周囲に予め設定された巻回数を有し、２つの入力端子の１つと１又はそれ以上のレセプタクルとの間に接続されたコイルからなるリードリレーと、
   リードスイッチに接続されるとともに、起動したときに使用者に過電流警告を与えるように形成されている警報インディケーターとを備え、
   コイルを流れる総電流量及び１又はそれ以上のレセプタクルに接続された１又はそれ以上のロードによって消費される総電流量が、予め設定された電流レベルを超過したとき、電気用コンセントの使用者に過電流警告を与えるため、コイルは、警報インディケーターを起動させるリードスイッチを作動するのに十分な磁界を発生させることを特徴とする１つ又はそれ以上のロードに電力を供給するための電気用コンセント。
2. 予め設定されたコイルの巻回数は、コイルの２つの端部のインピーダンスが１又はそれ以上のロードの通常の作動に影響を及ばさない程度低くなるように、１巻回以下から数巻回であることを特徴とする請求項１記載の電気用コンセント。
3. コイルは、入力端子によって運ばれる及び１又はそれ以上のレセプタクルを流れる電流の総電流量を運ぶことができる口径とインピーダンスを有する導電性ワイヤーから作製されていることを特徴とする請求項２記載の電気用コンセント。
4. リードスイッチと、リードスイッチの周囲に予め設定された巻回数のコイルとを備えたリードリレーであって、
   １又はそれ以上のロードによって消費された総電流量が予め設定されたレベルを超過したとき、リードスイッチを作動するのに十分な磁界を発生させるように、コイルが直列関係の１又はそれ以上のロードに接続してなるリードリレー。
5. リードスイッチの周囲のコイルの予め設定された巻回数は、コイルの２つの端部のインピーダンスが１又はそれ以上のロードの通常の作動に影響を及ぼさない程度低くなるように、１巻回から数巻回以下であることを特徴とする請求項４記載のリードリレー。
6. コイルは、１又はそれ以上のロードを流れる総電流量を運ぶことが可能な口径及びインピーダンスの導電性ワイヤーから作製されることを特徴とする請求項５記載のリードリレー。
7. 警報インディケーターはリードスイッチと接続されており、１又はそれ以上のロードは電気用コンセント、電力スイッチ又は回路に提供され、予め設定されたレベルは電気用コンセント、電力スイッチ又は回路の定格限度であり、これによって、コイルを流れる総電流量が予め設定されたレベルを超過したとき、コイルは、ロードの保護のためにリードスイッチを作動させるため又は警告を与える警報インディケーターを起動させるため、十分な磁界を発生させることを特徴とする請求項５記載のリードリレー。
8. １又はそれ以上のリードに電源を提供するために電力用コンセントと共に使用するリードリレーであって、
   １又はそれ以上のレセプタクルと、１又はそれ以上のレセプタクルに電力を供給するため電源に接続された１対の入力端子とからなる電気用コンセントと、
   リードスイッチと、リードスイッチの周囲に予め設定された巻回数を有し、２つの入力端子の一つと１又はそれ以上のレセプタクルの間に接続されているコイルからなるリードリレーとを備え、
   それによって、コイルを流れる総電流量及び１又はそれ以上のレセプタクルに接続された１又はそれ以上のロードによって消費される総電流量が、予め設定された電流レベルを超過したとき、コイルは、リードスイッチを動かすために十分な磁界を発生させることができることを特徴とするリードリレー。
9. リードスイッチの周囲のコイルの予め設定された巻回数は、コイルの２つの端部のインピーダンスが１又はそれ以上のロードの通常の作動に影響を及ぼさない程度低くなるように１巻回から数巻回以下であることを特徴とする請求項８記載のリードリレー。
10. コイルは、１又はそれ以上のロードを流れる総電流量を運ぶことができる口径及びインピーダンスの導電性ワイヤーから作製されることを特徴とする請求項９記載のリードリレー。

Images