JP2010015829A

JP2010015829A - 差込プラグ

Info

Publication number: JP2010015829A
Application number: JP2008174876A
Authority: JP
Inventors: Haruki Hagiwara; 春嬉萩原; Kazuo Takashima; 一雄高嶋; Ko Ueda; 孔上田; Yoshiyuki Suzuki; 令行鈴木
Original assignee: ASAHI KEIKI CO Ltd; ASAHI KEIKI KK; SUGIMOTO DENKI KK
Current assignee: ASAHI KEIKI CO Ltd; ASAHI KEIKI KK; SUGIMOTO DENKI KK
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2010-01-21

Abstract

【課題】差込プラグの栓刃の温度をより正確に検知でき、この栓刃の温度上昇に即応して過熱保護動作を行うことのできる差込プラグを提供することを課題とする。
【解決手段】配線用コンセントに挿入接続される複数の栓刃を備え、この栓刃を介して負荷の電気機器へ電源を供給する差込プラグにおいて、差込プラグの本体ケースと一体に前記栓刃の基端部を埋め込んで支持する絶縁材により形成した絶縁基台を設け、この栓刃を支持する絶縁基台上に前記栓刃の少なくとも１つに電気的に接続され所定の温度に達するとこの栓刃に接続された負荷への通電を遮断する温度スイッチを接触固定する。
【選択図】図２

Description

この発明は、配線用のコンセントに差し込んで使用される差込プラグの過熱を防止することのできる過熱保護機能を備えた差込プラグに関する。

電気機器は、一般に電源コードの先端に結合された差込プラグを配線用コンセントに差し込んで電源を供給するようにしている。差込プラグはコンセントに差し込んで電気機器に電源を供給するため、差込プラグの栓刃とコンセントの受刃との間の接触抵抗が大きくなると電気機器に供給される負荷電流により発熱が大きくなり、差込プラグおよびコンセントが過熱されるという問題がある。差込プラグの過熱がひどくなると絶縁樹脂で形成された差込プラグやコンセントの本体が溶融したり、発火して火災を引き起こしたりする危険がある。

このような危険を回避するために、差込プラグの中に、このプラグの温度が所定温度以上になったとき差込プラグの栓刃に流れる電流を遮断する温度スイッチを設けて差込プラグの過熱を防止するようにした差込プラグが、既に特許文献１等により提案されている。

この従来の過熱防止機能を備えた差込プラグは図９ないし図１１に示すように構成されている。図９は従来の差込プラグのケースの上ケースを外した状態における平面図、図１０は正面図、図１１は差込プラグの内部の構成を展開して示す展開図である。

図９〜図１１において、５０は差込プラグの本体ケースであり、その一方端側のケース底壁を貫通して、図示しない配線用のコンセントに差し込まれる１対の栓刃５１が植設され、他端側のケース側壁から図示しない電気機器などに電源を供給する電源コード５２が引き出される。電源コード５２の導体５３の先端は、ケース５０内に設けられた１対の接続端子５４にねじ止めされる。また、ケース５０内には温度スイッチ５８がねじ止め固定されている。栓刃５１の一方と端子５４の一方とは直接導線５５により接続され、栓刃５１の他方と端子５４の他方とは導線５６，５７を介して温度スイッチ１８が接続される。

温度スイッチ５８は、図１１に示すように、所定温度において変位して凹凸反転するバイメタル５８ａと、このバイメタル５８ａの変位によって開閉駆動されるスイッチ機構５８ｂを備え、保護ケース５８ｈに収められている。スイッチ機構５８ｂは一端を可動接点端子５８ｄに接続固定された可動接触ばね５８ｅと、この可動接触ばね５８ｅの自由な他端に固着された可動接点５８ｆと、可動接点５８ｆに対向して固定接点端子５８ｃ上に固着された固定接点５８ｇとで構成される。

導線５５と５６はそれ自身の温度を、温度検出素子であるバイメタル５８ａへ良好に伝達するため温度スイッチ５８の下面に接触して配置される(図１１参照)。

このように構成された差込プラグは、配線用のコンセントに挿入することにより電源コード５２に接続された図示しない電気機器へ電源の供給を行う。これにより栓刃５１、５１から導線５５，５６，５７および温度スイッチ５８を介して電源コード５２に負荷電流が流れる。導線５５および５６はこの負荷電流の大きさに応じて発熱し、その熱が温度スイッチ５８のバイメタル５８ａへ伝達される。

バイメタル５８ａに伝達された熱による温度が予め設定された許容設定温度より低い状態では、バイメタル５８ａは図１１に実線で示すように下向きの凸状態を示し、可動接触ばね５８ｅから離間しているので、可動接点５８ｆが固定接点５８ｇに接触し、スイッチ機構が通電回路を閉路した状態となる。

負荷電流が大きくなるなどして、導線５５および５６からバイメタル５８ａへ伝達される熱が増大し、バイメタルの温度が予め設定された許容設定温度に達すると、バイメタル５８ａが図１１に点線で示すように凹凸を反転させ上向きの凸となり、可動接触ばね５８ｅを点線の位置まで押し上げることにより、可動接点５８ｆが固定接点５８ｇから離間し通電回路を開路し通電電流を遮断する。したがって、この従来の差込プラグは、通電電流により栓刃５１、導線５５．５６等の温度が異常に上昇すると、内蔵した温度スイッチ５８により通電電流が遮断されるので、差込プラグおよびコンセントの過熱が防止される。このため、差込プラグの異常過熱による火災の発生を未然に防止することができる。
特開２００８−０２１６２２号公報

このように、従来の差込プラグは、内蔵した温度スイッチが過熱保護装置として働き、通電電流による過熱を防止することができる。

しかしながら、このような従来の差込プラグにおいては、温度スイッチ５８による温度の検出が、最も発熱の大きい差込プラグのコンセント挿入される栓刃でなく、これに接続された内部の導体で行われるため、栓刃の実際の温度を検知することができない。このため、コンセントおよび差し込みプラグの接続部を過熱から保護する上では、差込プラグの栓刃の温度を正確に検出できないため保護動作に遅れが生じる等の問題がある。

この発明は、このような問題を解決するために、差込プラグの栓刃の温度をより正確に検知でき、この栓刃の温度上昇に即応して過熱保護動作を行うことのできる差込プラグを提供することを課題とするものである。

このような課題を解決するため、この発明は、配線用コンセントに挿入接続される複数の栓刃を備え、この栓刃を介して負荷の電気機器へ電源を供給する差込プラグにおいて、差込プラグの本体ケースに一体に、栓刃の基端部を埋め込んで支持する絶縁基台を設け、この栓刃を支持する絶縁基台上にこれと接触させて前記栓刃の少なくとも１つに電気的に接続され所定の温度に達するとこの栓刃に接続された負荷への通電を遮断する温度スイッチを組み込んだことを特徴とするものである。

この発明においては、前記温度スイッチが温度検出素子としてバイメタルを備え、このバイメタルを、前記栓刃を支持する絶縁基台上に載置し、前記栓刃の少なくとも１つに熱伝導片を一体に形成し、この熱伝導片を前記絶縁台における前記バイメタルの載置された部分の直下まで延在させるようにするのがよい。

また、この発明においては、前記バイメタルは、高温側の反転動作温度設定値と低温側の復帰反転動作温度設定値を有し、復帰反転動作温度設定値を通常の室温より低い氷点下の温度に設定することができる。

さらに、この発明は、温度スイッチを保護ケースを介して前記差込プラグの本体ケースの絶縁基台上に載置するようにしてもよく、また温度推移地の固定接点支持金具を栓刃と一体に形成するようにしてもよい

この発明によれば、差込プラグの栓刃を、その一部が埋め込まれた絶縁基台により支持し、この栓刃を支持する絶縁基台上に所定の温度に達するとこの栓刃に接続された負荷への通電を遮断する温度スイッチを組み込み、絶縁基台と接触させて固定するようにしているので、使用中に最も温度の上昇する差込プラブの栓刃の熱が絶縁基台を介して温度スイッチに伝達されるため、温度スイッチは栓刃の温度変化に即応して比較的正確に栓刃の温度を検出することができるようになり、栓刃の温度が所定温度に達したとき負荷電流を即応的に遮断することが可能となり、より安全に差込プラグの過熱保護を行うことができる。

また、栓刃の少なくとも１つに熱伝導片を一体に形成し、この熱伝導片を絶縁基台におけるバイメタルを載置した部分の直下まで延在させるようにすることにより、栓刃の熱がより効率的に温度検出素子としてのバイメタルへ伝達することができるので、栓刃の温度を即応的に検出することができ、差込プラグの安全性をより高めることができる。

さらに、温度スイッチの温度検出素子としてのバイメタルの高温側の反転動作温度を差込プラグの過熱許容温度に設定し、低温側の復帰反転動作温度を通常の室温より低い氷点下以下の温度に設定したとすることにより、差込プラグの導通状態が通常の室温までの低下では自動復帰することがないので、差込プラグの安全性がさらに高まる。

以下に、この発明の実施の形態を図に示す実施例を用いて説明する。

図１ないし図５にこの発明の第１の実施例による差込プラグの構成を示す。図１は、本体ケースの上ケースを外して示す、この発明の差込プラグの平面断面図、図２は、図１のII−II線に沿う縦断面図、図３は図１のIII−III線に沿う縦断面図、図４および図５は、この発明に使用する栓刃の構成を示す斜視図である。

図１ないし図５において、１０は絶縁樹脂により２分割構成された差込プラグの本体ケースであり、この中に所定の温度に達すると開閉動作する温度スイッチ２０が組み込まれている。温度スイッチ２０は、電気絶縁性樹脂製の差込プラグの本体ケース１０に一体に形成された絶縁基台１５上に組み込まれる。絶縁基台１５には、差込プラグの配線用コンセントに挿入され電気的に接続される１対の栓刃１１a、１１bの基端部が埋め込まれ、一体成形等により固定支持される。絶縁基台１５の中心部に凹所１６を設けこの中に、所定の温度に達すると変形して凹凸反転するように皿状に湾曲形成された温度検出素子としての長円形のバイメタル２３が収められている。絶縁基台１５を形成する差込プラグの本体ケース１０を形成する材料としては、できるだけ熱伝導性の高い絶縁樹脂材を用いるのが好ましい。また、絶縁基台１５の一方端側には一方の栓刃１１aに結合された固定接点支持金具２４が固定支持され、他端側に電源コード３０を接続するための１対の接続端子１２a、１２bが固定支持されている。

一方の端子１２aには、これと一体的に可動接触ばね支持金具２５が接続形成されている。固定接点支持金具２４には、固定接点２６が固着される。可動接触ばね支持金具２５には可動接触ばね２７の基端が固着される。可動接触ばね２７の先端には固定接点２６と対向してこれに接離可能に可動接点２８が固着されている。この固定接点支持金具２４は図４（ａ）に示すように、一方の栓刃１１ａとリベットかしめ等により電気的および機械的に結合され、これと一体化されている。また、固定接点支持金具２４は図４（ｂ）に示すように、栓刃１１ａと一体に形成することもできる。他方の栓刃１１bと他方の端子１２ｂとは接続され、図５に示すように一体に形成される。このように栓刃１１ａおよび１１ｂをそれぞれ固定端子支持金具２４および接続端子金具１２ｂと一体化または一体形成するととともに、基端部に熱伝導片１８ａおよび１８ｂを張り出して一体的に形成する。これらの熱伝導片１８ａ、１８ｂは、栓刃１１ａ，１１ｂが絶縁基台１５に埋め込まれた際に、図３に示すように、絶縁基台１５のバイメタル２３を収容する凹所１６の底壁１６ａの直下まで延在するようになる。これにより、栓刃１１ａ，１１ｂの熱がこの栓刃と一体形成された熱伝導片１８ａ，１８ｂから僅かな厚さの凹所１６の底壁１６ａを形成する絶縁材を介して凹所内のバイメタル２３へ伝達されるので、栓刃から絶縁基台１５の凹所内のバイメタル２３への熱伝達が良好となる。

温度スイッチ２０は、栓刃１１ａ、１１ｂの埋め込まれた本体ケース１０内の絶縁基台１５上に組み込まれ、さらにこの本体ケース１０内へ引き込んだ電源コード３０の導線を接続端子１２ａ，１２ｂにねじ止め等により接続して差込プラグを組み上げる。

この差込プラグは、配線用のコンセントに接続することにより、電源コード３０を通して、これに接続された各種の負荷となる電気機器に電源を供給する。

差込プラグに負荷電流が流れると栓刃１１ａ、１１ｂは、コンセントの受刃との接触抵抗により発熱し、その温度が上昇する。この温度は、通常状態では、樹脂により形成された本体ケース１０の軟化温度などに基づいて予め設定された許容設定温度以下に収まるが、接触不良などにより接触抵抗が異常に上昇するなどの異常状態になると、差込プラグおよびコンセントが許容設定温度以上に過熱されるようになる。

栓刃１１ａ、１１ｂは、温度スイッチ２０の絶縁材で構成された絶縁基台１５に基端部を、これと一体に形成された熱伝導片１８ａ，１８ｂとともに埋め込み、熱伝導片１８ａ，１８ｂを絶縁基台１５のバイメタル収容凹所１６の底壁の直下まで延在させることにより、栓刃１１ａ、１１ｂの熱をこの絶縁基台１５の凹所１６内に収容された温度スイッチのバイメタル２３に良好に伝達されるので、このバイメタル２３により、栓刃１１ａ，１１ｂの温度を、より小さな時間遅れで正確に検出することができる。バイメタル２３は、温度が設定された許容設定温度以下の通常の温度にあるときは、図２に実線で示すように凸面を下向きにした状態にある。

このときは、可動接触ばね２７とバイメタル２３とが離間しているので、可動接触ばね２７のばね力により固定接点２６が可動接点２８に閉合され負荷電流を通流する。

接触抵抗の異常上昇等により、栓刃１１ａ，１１ｂの温度が著しく上昇し、予め設定された許容設定温度以上に達すると、バイメタル２３がこれを検知し、変形して凹凸面を反転させるので、バイメタル２３が上方に向いた凸面により可動接触ばね２７を押し上げる。これにより、可動接触ばね２７は図２に点線で示す位置まで移動し、可動接点２８が固定接点２６から離間され、通流されている負荷電流を遮断する。これにより、栓刃１１ａ，１１ｂにおける発熱が停止され、差込プラグおよびコンセントが過熱されるのを防止することができる。

負荷電流の通流が遮断されることにより、栓刃部分の発熱が停止すると、栓刃部分の温度は次第に低下し、室温に戻る。これに伴って、温度スイッチ２０のバイメタル２３の温度も室温まで低下する。ここで、バイメタル２３の低温側の復帰反転動作温度を室温程度に設定しておくと、バイメタル２３は、室温まで低下したところで復帰反転動作をして、凸面が下向きとなる元の状態に復帰させることができる。バイメタル２３が元の状態に復帰すると、バイメタル２３が可動接触ばね２７から離間するので、可動接触ばね２７の復元ばね力により可動接点２８が再び固定接点２６に閉合され負荷への通電が自動的に再開される。

なお、バイメタル２３は、凹凸反転動作温度を高温側と低温側の２つの温度を比較的自由に設定することができる。高温側の反転動作温度で反転したバイメタルは、低温側の復帰反転動作温度に戻ると、ここで復帰反転動作して元の状態に復帰するようになる。

この発明においては、バイメタル２３の高温側の反転動作温度を差込プラグの許容される過熱温度に設定し、低温側の復帰反転動作温度を、通常は室温がほとんど達しない、例えば−３０℃程度の氷点下の温度に設定することができる。

このように、バイメタル２３の低温側の復帰反転動作温度を通常の室温よりはるかに低い氷点下の温度に設定した場合、バイメタル２３が、一旦、高温側の反転動作温度で反転動作し、差込プラグ内の負荷電流が遮断された後に、バイメタル２３の温度が室温まで低下しても低温側の復帰反転動作温度がこれより低いため、バイメタル２３は復帰反転動作をせず、高温側の反転動作温度で凸面が上向きに反転動作した状態から元の凸面が下向きとなる状態に自動復帰することがなくなる。

通常の使用状態においては、差込プラグが許容温以上に過熱されるようになるのは、負荷が過負荷になることよりも、栓刃の差込状態が異常である場合の方が多いので、一旦過熱により差込プラグ内の負荷電流の通流を遮断した後に、差込プラグの温度が室温まで低下したとき温度スイッチのバイメタルを自動復帰させると、差込プラグの接触状態が改善されたわけではないので、再び差込プラグが過熱される危険がある。

しかし、前記のように、バイメタルの低温側の復帰反転動作温度を、室温よりはるかに低い氷点下の温度に設定することにより、差込プラグの過熱により負荷電流の通電が遮断され、差込プラグの温度が室温に戻ったとき、バイメタルが自動復帰することなく、負過電流の通電を遮断状態を保つことができるので、差込プラグの再過熱の危険を除くことができ、より安全性を向上できる。

この発明によれば、栓刃の熱をより効果的に温度スイッチの温度検出素子としてのバイメタルへ伝達できるので、差込プラグのトラッキング事故で栓刃が過熱された場合にも、これを感知することができるので、安全性の高い差込プラグを提供できる。

図６ないし図８にこの発明の第２の実施例による差込プラグの構成を示す。図６は、この発明の差込プラグの本体ケースの上ケースを外した状態の平面断面図、図７は、図６のVII−VII線に沿う縦断面図、図８は図６のVIII−VIII線に沿う縦断面図である。

前記の第１の実施例は温度スイッチを差込プラグの本体ケースに一体に形成した絶縁基台上に組み込むようしていたが、この第２の実施例は、温度スイッチを一度保護ケース等で覆ってユニット化し、それを差込プラグの本体ケース内に収納する構成としたものである。

この第２の実施例においては、図６ないし図８に示すように、本体ケース１０に絶縁基台を形成する代わりに、温度スイッチ２０内に絶縁基台２１を設け、この絶縁基台２１により栓刃１１ａおよび１１ｂをその基端部を埋め込んで支持する。そして、絶縁基台２１の中央部に温度スイッチの温度検出素子となるバイメタル２３を収容する凹所２２を設け、この中にバイメタル２３を載置収容する。

絶縁基台２１を形成する材料としては、できるだけ熱伝導性の高い絶縁樹脂材を用いるのが好ましい。また、絶縁基台２１の一方端側には一方の栓刃１１aに結合された固定接点支持金具２４が固定支持され、他端側に電源コード３０を接続するための１対の接続端子１２a、１２bが固定支持されている。

一方の端子１２aには、これと一体的に可動接触ばね支持金具２５が接続形成されている。固定接点支持金具２４には、固定接点２６が固着される。可動接触ばね支持金具２５には可動接触ばね２７の基端が固着される。可動接触ばね２７の先端には固定接点２６と対向してこれに接離可能に可動接点２８が固着されている。この固定接点支持金具２４は第１の実施例と同じく図４（ａ）および（ｂ）に示すように、一方の栓刃１１ａとリベットかしめ等により電気的および機械的に結合して、これと一体化するか、または、固定接点支持金具２４は図４（ｂ）に示すように、栓刃１１ａと一体に形成することができる。

他方の栓刃１１bも、実施例１と同じく図５に示すような他方の端子１２ｂと一体に形成されたものを使用する。このように栓刃１１ａおよび１１ｂをそれぞれ固定端子支持金具２４および接続端子金具１２ｂと一体化または一体形成するととともに、基端部に熱伝導片１８ａおよび１８ｂを張り出して一体的に形成する。これらの熱伝導片１８ａ、１８ｂは、栓刃１１ａ，１１ｂが絶縁基台２１に埋め込まれた際に、図３に示すように、絶縁基台２１のバイメタル２３を収容する凹所２２の底壁２２ａの直下まで延在するようになる。これにより、栓刃１１ａ，１１ｂの熱がこの栓刃と一体形成された熱伝導片１８ａ，１８ｂから僅かな厚さの凹所２２の底壁２２ａを形成する絶縁材を介して凹所内のバイメタル２３へ伝達されるので、栓刃から絶縁基台２１の凹所内のバイメタル２３への熱伝達が良好となる。

このように構成された温度スイッチ２０に保護ケース２９を被せて、差込プラグの本体ケース１０内に組み込み、さらにこの本体ケース１０内へ引き込んだ電源コード３０の導線を接続端子１２ａ，１２ｂにねじ止め等により接続して差込プラグが完成する。

このように構成されたこの発明の第２の実施例の差込プラグは、機能的には前記の第１の実施例の差込プラグと何ら変わるところがなく、差込プラグおよびコンセントの過熱防止ができ差込プラグの安全性を高めることができる。また、温度スイッチ部がユニット化されてプラグ本体１０に組み込まれるので温度スイッチの組み立てが容易となる利点がある。

この発明の第１の実施例による差込プラグの構成図であり、本体ケースの上ケースを外した状態の平面断面図である。図１のII−II線に沿う縦断面図である。図１のIII−III線に沿う縦断面図である。この発明に使用する一方の栓刃の構成を示す斜視図であり、（ａ）は、別体で構成した栓刃と固定接点支持金具とを結合して一体化した構成を示し、（ｂ）栓刃と固定接点支持金具とを同一金具で一体形成した構成を示す。この発明に使用する他方の栓刃の構成を示す斜視図である。この発明の第２の実施例による差込プラグの構成図であり、本体ケースの上ケースを外した状態の平面断面図である。図６のVII−VII線に沿う縦断面図である。図６のVIII−VIII線に沿う縦断面図である。従来の差込プラグの構成を示すケースの上ケースを除いた状態の平面図である。従来の差込プラグの正面図である。従来の差込プラグの内部構成を展開して示す模式的展開図である。

符号の説明

１０差込プラグの本体ケース
１１a,１１ｂ栓刃
１２ａ，１２ｂ接続端子
１８ａ、１８ｂ熱伝導片
２０温度スイッチ
２１絶縁基台
２２凹所
２３バイメタル
２４固定接点支持金具
２５可動接触ばね支持金具
２６固定接点
２７可動接触ばね
２８可動接点
２９保護ケース
３０電源コード

Claims

配線用コンセントに挿入接続される複数の栓刃を備え、この栓刃を介して負荷の電気機器へ電源を供給する差込プラグにおいて、差込プラグの本体ケースに一体に、栓刃の基端部を埋め込んで支持する絶縁基台を設け、この栓刃を支持する絶縁基台上にこれと接触させて前記栓刃の少なくとも１つに電気的に接続され所定の温度に達するとこの栓刃に接続された負荷への通電を遮断する温度スイッチを組み込んだことを特徴とする差込プラグ。
請求項１に記載の差込プラグにおいて、前記温度スイッチが温度検出素子としてバイメタルを備え、このバイメタルを、前記栓刃を支持する絶縁基台上に載置し、前記栓刃の少なくとも１つに熱伝導片を一体に形成し、この熱伝導片を前記絶縁基台における前記バイメタルの載置された部分の直下まで延在させたことを特徴とする差込プラグ。
請求項２に記載の差込プラグにおいて、前記バイメタルは、高温側の反転動作温度設定値と低温側の復帰反転動作温度設定値を有し、復帰反転動作温度設定値を通常の室温より低い氷点下の温度に設定したことを特徴とする差込プラグ。
請求項１または２に記載の差込プラグにおいて、温度スイッチを保護ケースを介して前記差込プラグの本体ケースの絶縁基台上に載置したことを特徴とする差込プラグ。
請求項１または２に記載の差込プラグにおいて、前記温度スイッチの固定接点支持金具が栓刃と一体に形成されていることを特徴とする差込プラグ。