JP7462535B2

JP7462535B2 - コンセント装置

Info

Publication number: JP7462535B2
Application number: JP2020190437A
Authority: JP
Inventors: 智晴鈴木
Original assignee: 河村電器産業株式会社
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2024-04-05
Anticipated expiration: 2040-11-16
Also published as: JP2022079315A

Description

本発明は、差し込まれたプラグを介して電気機器に電力を供給するコンセント装置に関し、特に接続異常を伴う発熱を検知する機能を備えたコンセント装置に関する。

発熱による火災の発生を防止するために、発熱を検知する機能を備えたコンセント装置がある。例えば特許文献１では、コンセントに決められた電流値の２倍の電流が流れたら電流を遮断した。
また、特許文献２では、コンセントボックスの２ヶ所の温度を計測し、両者の温度の関係が所定の条件を満たしたら異常発生と判断し電路を遮断した。

特開２０１９－１２６７９号公報特開２０１９－１９３５４２号公報

上記特許文献１の技術は、電流値で判断したため、接続不良による発熱を検知できなかった。また、特許文献２の技術は、２ヶ所の温度情報で判断することで、環境温度の影響を小さくできたが、接続不良が発生しても通電電流が小さい場合は発熱量自体が小さいため、検出できなない場合があった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、接続不良が発生したら発熱量が小さくても接続不良発生を検出でき、従来よりきめ細かい監視ができるコンセント装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、挿入されたプラグを挟持する刃受けバネの近傍の温度を検出する温度検出回路と、プラグと刃受けバネとの間の電位差を検出する電圧検出回路と、異常発生を判断する判定部とを有し、判定部は、電位差から温度を予測するための温度情報を記憶する予測温度情報記憶部を有して、電圧検出回路の電位差情報と予測温度情報記憶部の温度情報とから温度を予測し、予測した温度と温度検出回路から入手した実温度とが、予め設定された基準温度に対して所定の条件を満たしたら、電路異常発生と判断することを特徴とする。
この構成によれば、プラグと刃受けバネとの間の電位差から予測した温度と実温度とから異常発生を判断するため、接続不良と温度異常の双方を検出することが可能であり、従来よりきめ細かい監視ができる。

請求項２の発明は、挿入されたプラグを挟持する刃受けバネの近傍の温度を検出する温度検出回路と、プラグと刃受けバネとの間の電位差を検出する電圧検出回路と、刃受けバネを備えた電路の電流を検出する電流検出回路と、異常発生を判断する判定部とを有し、判定部は、電力から温度を予測するための温度情報を記憶する予測温度情報記憶部を有して、電圧検出回路の電位差情報及び電流検出回路の電流情報から電力を算出し、この電力情報と予測温度情報記憶部の温度情報とから温度を予測し、予測した温度と温度検出回路から入手した実温度とが、予め設定された基準温度に対して所定の条件を満たしたら、電路異常発生と判断することを特徴とする。
この構成によれば、プラグと刃受けバネとの間で消費される電力から予測した温度と、実温度とから異常発生を判断するため、接続不良と温度異常の双方を検出することが可能であり、従来よりきめ細かい監視ができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、判定部は、実温度及び予測した温度の少なくとも一方が基準温度を超えたら、異常発生と判断することを特徴とする。
この構成によれば、実温度が基準温度を超えた場合は危険であるし、予測温度が基準温度を超えた場合は、プラグと刃受けバネとの接触不良が発生したと考えられ、異常の発生を確実に検知できる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の構成において、刃受けバネの奥部に、挿入されたプラグの栓刃の先端が接触する接触子が配置され、電圧検出回路は、接触子と刃受けバネとの間の電圧差を、プラグの栓刃と刃受けバネとの間の電位差として計測することを特徴とする。
この構成によれば、プラグの栓刃と刃受けバネとの間の電位差を簡易な構成で検出できる。

本発明によれば、プラグと刃受けバネとの間の電位差から予測した温度と実温度とから、或いはプラグと刃受けバネとの間の電位差による消費電力から予測した温度と実温度とから異常発生を判断するため、接続不良と温度異常の双方を検出することが可能であり、従来よりきめ細かい監視ができる。

本発明に係るコンセント装置の第１の形態を示す概略構成図である。予測温度情報記憶部が記憶する電位差を温度に変換する表図である。異常と判断する温度変化を示し、（ａ）は実温度が急上昇する場合、（ｂ）は実温度が基準温度を超える場合、（ｃ）は予測温度が基準温度を超える場合、（ｄ）は実温度と予測温度が基準温度を超える場合を示している。コンセント装置の第２の形態を示す概略構成図である。予測温度情報記憶部が記憶する電力を温度に変換する表図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係るコンセント装置の第１の形態を示す概略図であり、プラグを接続した状態を示している。１がコンセント装置、２がプラグである。
コンセント装置１のハウジング１０内には、挿入されたプラグ２の栓刃２ａを挟持する刃受けバネ１１を商用電源４に接続する電路Ｌに、開閉接点部１３が設けられ、刃受けバネを商用電源４から遮断可能としている。

また、刃受けバネ１１の奥部には、挿入された栓刃２ａの先端が接触する接触子１２が配置され、この接触子１２と電路Ｌとの間の電位差を、栓刃２ａと刃受けバネ１１との間の電圧差として検出する電圧検出回路１４、刃受けバネ１１近傍の温度を検出する温度検出回路１５を備えている。

そして、栓刃２ａと刃受けバネ１１との間の接触不良等の異常の有無を判定する判定部１６、開閉接点部１３を開動作させる遮断回路１７、異常発生を報知する警報回路１８、等が組み込まれている。
接触子１２は、対を成す２つの刃受けバネ１１，１１の双方に対して設けられ、電圧検出回路１４も同様に双方に対して設けられている。
判定部１６は、電位差から温度を予測するための温度情報を記憶する記憶部（予測温度情報記憶部）１６ａ、ＣＰＵを備えて電圧情報と温度情報とから異常発生を判断する演算部１６ｂを有している。

上記の如く構成されたコンセント装置の動作は以下のようである。
判定部１６は、電圧検出回路１４から例えば０．２秒間隔で電圧情報を入手し、温度検出回路１５から例えば１秒間隔で温度情報を入手する。但し、電位差情報は例えば１秒間のデータが平均化され、入手した温度情報と対を成すデータが生成される。
その後、この平均化された電圧情報が記憶部１６ａを参照して温度情報（予測温度）に変換される。こうして入手した予測温度、温度検出回路１５から入手した温度、そして予め設定されている基準温度の３者情報を基に、３者が以下に示す所定の関係を満たしたら演算部１６ｂが異常発生と判断し、所定の制御を実施する。

図２は、記憶部１６ａが記憶している電圧情報を温度情報へ変換する表を示し、この表を基に計測した電位差が温度に変換される。例えば、電位差が４５Ｖであったら、３０Ｖ～５０Ｖの範囲にあたるため、６０℃の温度に変換される。この予測温度は、実験により求められた数値により設定されている。

図３は、異常と判断する温度変化を示している。図３（ａ）は温度検出回路１５から入手した温度情報（以下、「実温度」とする）が急上昇する場合、図３（ｂ）は実温度が基準温度を超える場合、図３（ｃ）は予測温度が基準温度を超える場合、図３（ｄ）は実温度と予測温度が基準温度を超える場合を示している。図３において、Ｔａは実温度、Ｔｂは予測温度、Ｔｓは基準温度である。閾値となる基準温度Ｔｓは７０℃に設定されている。
図３の（ａ）と（ｂ）は、何れも実温度Ｔａが基準温度Ｔｓを超える場合を示しているが、（ａ）は例えば６０秒の間に６０℃以上上昇する場合を示し、（ｂ）は６０秒の間に２０℃上昇して基準温度Ｔｓを超える状況を示し、何れも電路Ｌを遮断する。
判定部１６は、温度の上昇速度を算出し、基準温度Ｔｓを超える速度が（ａ）に示すように６０秒で４０℃以上であったら、異常発生と判断して電路Ｌを遮断する。
一方、（ｂ）に示すように実温度Ｔａが基準温度Ｔｓを超えても、変化量が２０℃程度であれば、警報音を発報する制御を行うが、遮断しない制御を実施する。

図３（ｃ）は、実温度Ｔａの上昇は無いが、予測温度Ｔｂが上昇して基準温度Ｔｓを超える場合を示している。この場合、プラグ２とコンセント装置１の間の接続不良が考えられるが、実温度Ｔａの上昇が見られないため、警報を発するのみで遮断しない。
図３（ｄ）は、実温度Ｔａ、予測温度Ｔｂの双方が同時に基準温度Ｔｓを超える変化を示しており、これは接続不良による発熱発生と判断して警報を発すると共に電路Ｌを遮断する。尚、図３の（ｂ）（ｃ）の異常に対して電路Ｌを遮断しても良い。
尚、図２の変換表に示すように、栓刃２ａと刃受けバネ１１との間の電位差が５０Ｖ以上であったら、比較判断をせずに電路Ｌを遮断する。

このように、プラグ２と刃受けバネ１１との間の電位差から予測した温度と実温度Ｔａとから異常発生を判断するため、接続不良と温度異常の双方を検出することが可能であり、従来よりきめ細かい監視ができる。
また、実温度Ｔａが基準温度Ｔｓを超えた場合は、プラグ２の破損等が考えられるため危険であるし、予測温度Ｔｂが基準温度Ｔｓを超えた場合は、プラグ２と刃受けバネ１１との接触不良が発生したと考えられ、異常の発生を確実に検知できる。
更に、プラグ２の栓刃２ａの電圧を、刃受けバネ１１の奥部に配置した接触子１２で検出するため、プラグ２と刃受けバネ１１との間の電位差を簡易な構成で検出できる。

図４はコンセント装置１の第２の形態を示す概略図であり、上記図１の構成とは電路Ｌの電流を計測する電流検出回路１９を備えている点が相違している。以下、相違点を説明する。
電流検出回路１９が電路Ｌの電流を計測することで、上記形態のように電位差情報を予測温度Ｔｂに変換するのではなく、電圧情報と電流情報とから電位差により生ずる消費電力を算出し、算出した電力を予測温度Ｔｂに変換して、異常判定の制御を実施する。そのため、記憶部１６ａは電力と温度の関係を記憶している。図５は、この構成における記憶部１６ａが記憶する電力と予測温度の一例を示している。
予測温度に変換後の制御は上記形態と同様であり、図３に示す４つの温度変化が発生したら異常発生と判断する。
尚、図５の変換表に示すように、栓刃２ａと刃受けバネ１１との間の電位差に基づく電力が２５０Ｗ以上であったら、比較判断をせずに電路Ｌを遮断する。

このように、プラグ２と刃受けバネ１１との間の電位差と電路Ｌの電流とから電力を算出し、この電力と、コンセント装置１の実温度Ｔａと、基準温度Ｔｓとから異常発生を判断するため、接続不良と温度異常の双方を検出することができ、従来よりきめ細かい監視ができる。

尚、上記実施形態では、電圧検出回路１４を２つ備えているが１つでも良い。また、１つのコンセントを備えたコンセント装置１を示しているが、複数のコンセントを備えている場合は、個々に電圧検出回路１４、温度検出回路１５等が設けられる。但し、開閉接点部１３は分岐前の電路に設ければ１つで済むし、警報回路１８を共通とすることができる。

１・・コンセント装置、２・・プラグ、１１・・刃受けバネ、１２・・接触子、１３・・開閉接点部、１４・・電圧検出回路、１５・・温度検出回路、１６・・判定部、１６ａ・・記憶部（予測温度情報記憶部）、１９・・電流検出回路、Ｌ・・電路、Ｔａ・・予測温度。

Claims

挿入されたプラグを挟持する刃受けバネの近傍の温度を検出する温度検出回路と、
前記プラグと前記刃受けバネとの間の電位差を検出する電圧検出回路と、
異常発生を判断する判定部と、を有し、
前記判定部は、電位差から温度を予測するための温度情報を記憶する予測温度情報記憶部を有して、前記電圧検出回路の電位差情報と前記予測温度情報記憶部の温度情報とから温度を予測し、予測した温度と前記温度検出回路から入手した実温度とが、予め設定された基準温度に対して所定の条件を満たしたら、電路異常発生と判断することを特徴とするコンセント装置。
挿入されたプラグを挟持する刃受けバネの近傍の温度を検出する温度検出回路と、
前記プラグと前記刃受けバネとの間の電位差を検出する電圧検出回路と、
前記刃受けバネを備えた電路の電流を検出する電流検出回路と、
異常発生を判断する判定部と、を有し、
前記判定部は、電力から温度を予測するための温度情報を記憶する予測温度情報記憶部を有して、前記電圧検出回路の電位差情報及び前記電流検出回路の電流情報から電力を算出し、この電力情報と前記予測温度情報記憶部の温度情報とから温度を予測し、予測した温度と前記温度検出回路から入手した実温度とが、予め設定された基準温度に対して所定の条件を満たしたら、電路異常発生と判断することを特徴とするコンセント装置。
前記判定部は、前記実温度及び前記予測した温度の少なくとも一方が前記基準温度を超えたら、異常発生と判断することを特徴とする請求項１又は２記載のコンセント装置。
前記刃受けバネの奥部に、挿入された前記プラグの栓刃の先端が接触する接触子が配置され、
前記電圧検出回路は、前記接触子と前記刃受けバネとの間の電圧差を、プラグの栓刃と刃受けバネとの間の電位差として計測することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のコンセント装置。