(57)【特許請求の範囲】
【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、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。
【請求項２】
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記載の安全装置付き電源コード。
【請求項３】
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記載の安全装置付き電源コード。
【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。
本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、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】
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。
【００１３】
そして、上記電源遮断装置は、例えば請求項２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３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１２ｂ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１５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１６、このセンサコア１６に巻着されたセンサコイル１７、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１９ｂ、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１２ｂ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１３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１２ｂ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１２ａ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１２ａ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２８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１２ｂが破損した場合は、その破損した電源線１２ａ又は１２ｂ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）２９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１３（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
【図１】
0004625204.tif 000002
【図２】
0004625204.tif 000003
【図３】
0004625204.tif 000004
【図４】
0004625204.tif 000005