過熱保護装置付き絶縁電線

【目的】絶縁電線の劣化や故障に起因した電気火災を確実に防止する。
【構成】絶縁電線２の温度を検出する温度検出手段を設け、その温度検出手段の設定値以上の温度検出に基づいて絶縁電線２への給電を遮断する遮断手段を設け、前記温度検出手段を構成するに、前記設定値以上の温度で溶解する絶縁体で２本の導体間を絶縁した構造で、絶縁体の溶解に伴い導体同士を接触させる線状の温度センサ体５を絶縁電線２の全長にわたって沿う状態に設け、その温度センサ体５の導体同士の接触に基づいて設定値以上の温度検出信号を出力する判別手段を設けてある。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気器具（電気こたつ、電気毛布、アイロンなど）の電源コードや屋内用の電気配線、車両用の電気配線などに用いられる絶縁電線に関する。詳しくは、絶縁電線の劣化や故障に起因した短絡や地絡、断線接触、その他の異常で誘発される建物や車両などでの電気火災を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】絶縁電線の劣化や事故により、短絡や地絡、断線接触、その他の異常が発生して過電流となると、絶縁電線自体が発熱発火して、電気火災に発展する場合がある。そのような電気火災の防止対策として、従来では次のようなものが知られている。例えば建物の電気火災の防止については、分電盤を設け、その分電盤の分岐回路に設けた過電流遮断器の遮断機能により、分電盤から電気器具までの電線路を過負荷や短絡による過電流から保護する対策が講じられている。加えて、分電盤に漏電遮断器を組み込んで漏電事故からも保護する対策が講じられていることもある。車両の電気火災の防止については、ヒューズを設けることにより、短絡から保護する対策が講じられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電源コードなど絶縁電線の劣化や故障が発生した場合、それに伴う短絡、地絡、断線接触、その他の異常によって、分電盤による遮断やヒューズの溶断が確実に達成されれば、電気火災を確実に防止できるのであるが、絶縁電線の劣化や故障には、過負荷に至らない微弱な電流での絶縁電線の発熱を誘発するものもあり、そのような場合には、分電盤の遮断機能が働かずに、絶縁電線が発熱発火するおそれがある。また、車両では、短絡のうち振動などによる断続的な短絡ではヒューズが全く溶断しないことがある。要するに、現状においては、絶縁電線の劣化や故障による電気火災が発生するおそれがあった。
【０００４】本発明の目的は、絶縁電線の劣化や故障に起因した電気火災を確実に防止する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１発明による過熱保護装置付き絶縁電線の特徴は、絶縁電線の温度を検出する温度検出手段を設け、その温度検出手段の設定値以上の温度検出に基づいて絶縁電線への給電を遮断する遮断手段を設けてある点にある。
【０００６】本発明の第２発明による過熱保護装置付き絶縁電線の特徴は、第１発明において、前記遮断手段を、絶縁電線の端部に接続したプラグに内装してある点にある。
【０００７】本発明の第３発明による過熱保護装置付き絶縁電線の特徴は、第１発明や第２発明において、前記温度検出手段を構成するに、前記設定値以上の温度で溶解する絶縁体で２本の導体間を絶縁した構造で、絶縁体の溶解に伴い導体同士を接触させる線状の温度センサ体を絶縁電線の全長にわたって沿う状態に設け、その温度センサ体の導体同士の接触に基づいて設定値以上の温度検出信号を出力する判別手段を設けてある点にある。
【０００８】
【作用】第１発明によれば、通電状態において、絶縁電線が劣化や故障に起因した短絡や地絡、断線接触、その他の異常により設定値以上に加熱されると、それが温度検出手段により検出され、その検出に基づいて遮断手段が作動し、絶縁電線への給電が遮断され、その結果、絶縁電線の加熱が停止される。
【０００９】第２発明によれば、プラグ内に遮断手段を組み込むから、全体をまとまりの良いものにできる。
【００１０】第３発明によるときは、温度センサ体のいずれの部分が加熱されてその部分の絶縁体が溶解した場合であっても、絶縁体が溶解した部分で導体同士が接触するから、絶縁電線の全長のいずれの部分が加熱されても、その加熱を検出することができる。
【００１１】
【発明の効果】従って、本発明によれば、温度検出手段の設定値を電気火災を発生しない温度に設定しておくことにより、絶縁電線の劣化や故障に起因して短絡や地絡、断線接触、その他の異常が発生した場合には、電気火災を誘発する温度に絶縁電線が過熱されるまでに、その絶縁電線への給電を遮断して絶縁電線の過熱を停止し、電気火災を未然に防止できる。
【００１２】特に請求項２記載のようにすれば、絶縁電線にプラグを接続してある電気器具用の電源コードとして非常に有用であり、請求項３記載のようにすれば、絶縁電線の劣化や故障に起因した電気火災を最も確実に防止することができる。
【００１３】
【実施例】電気器具の電源コードへの適用例を示す。電源コード１は、図１〜図５に示すように、２本の導体２Ａを絶縁体２Ｂで被覆した構造の絶縁電線２の一端を電気器具３に接続し、他端にＡＣ１００Ｖ電源に接続するためのプラグ４を接続し、過熱保護装置を設けて構成されている。
【００１４】前記過熱保護装置は、前記絶縁電線２の全長の温度を検出する温度検出手段と、絶縁電線２の漏電を検出する漏電検出手段と、前記温度検出手段の設定値以上の温度検出及び漏電検出手段の漏電検出に基づいて前記絶縁電線２への給電を遮断する遮断手段とからなる。
【００１５】前記温度検出手段は、線状の温度センサ体５と判別手段をからなる。前記温度センサ体５は、図２R>２、図３に示すように、前記設定値以上の温度で溶解する絶縁体５Ａで２本の導体５Ｂ間を絶縁した構造で、図４R>４、図５に示すように、絶縁体５Ａの溶解に伴い導体５Ｂ同士を接触、つまり、通電させるものである。詳述すると、図２、図３に示すように、導体５Ｂを絶縁体５Ａで被覆した温度センサ線５ａの２本を、それらの導体５Ｂの弾性力で互いに押し付け合うように撚ることで前記温度センサ体５を構成してある。つまり、図４、図５に示すように、加熱されて絶縁体５Ａのいずれかの部分が溶解すると、導体５Ｂのうち絶縁体溶解部分に対応位置する部分がその弾性力で絶縁体５Ａの溶解部分を押し退けて互いに接触するように構成されている。なお、この温度センサ体５は、消防法上で定温式感知線型熱感知器と呼ばれているものに相当する。そして、この温度センサ体５は、外周にテープ６を巻かれ、シース７内に収容された状態で前記絶縁電線２外側に全長に沿う状態で重ね配置され、被覆８により絶縁電線２と一体化されている。そして、前記判別手段、漏電検出手段、遮断手段は前記プラグ４に内装されている。
【００１６】プラグ４は、ＡＣ１００Ｖのコンセントに差し込み接続するための一対の導電刃９と、絶縁電線２の導体２Ａを接続するための一対の電源端子１０と、前記温度センサ体５の導体５Ｂを接続させる検出端子１１とを備えている。
【００１７】前記判別手段は、前記検出端子１１間に電圧を印加するとともに、その検出端子１１間の電圧を検出していて、前記温度センサ体５の導体５Ｂ同士の絶縁が維持されていて検出電圧が高い場合には非検出信号を、かつ、導体５Ｂ同士が接触して検出電圧が低くなった場合に検出信号を出力する検出回路１２から構成されている。
【００１８】前記漏電検出手段は、前記導電刃９と電源端子１０とを導通する一対の電線路１３の電流を比較していて電流に差が生じた場合に漏電と判断して漏電信号を出力する零相変流器１４から構成されている。
【００１９】前記遮断手段は、前記電線路１３を開閉する開閉器１５と、その開閉器１５を開放するための引きはずし装置１６と、前記判別手段の検出回路１２から検出信号、前記零相変流器１４からの漏電信号、テストスイッチ１７のオンによるテスト信号のいずれかが出力されたとき、前記引きはずし装置１６を作動させる駆動回路１８とを設けて構成されている。なお、駆動回路１８は、前記検出回路１２とともに一つの制御器１９として構成されている。２０は、前記電線路１３の電圧を降下して制御器１９の電源となる、つまり、検出端子１１に印加する電圧の電源及び駆動回路１８の電源となるトランスである。
【００２０】従って上記の構成によれば、絶縁電線２に短絡などの事故が生じて、その事故箇所が設定値以上に加熱されると、温度センサ体５のうちその事故箇所に位置する部分の絶縁体５Ａが溶解して導体５Ｂ同士が接触通電し、検出端子１１の電圧が低下して検出回路１２から検出信号が出力され、その結果、引きはずし装置１６が作動して開閉器１５が開放し、絶縁電線２への給電が停止され、加熱が停止する。そして、温度センサ体５が絶縁電線２の全長にわたるものであり、かつ、その長手方向のいずれの箇所が加熱されて絶縁体５Ａが溶解しても導体５Ｂ同士が接触するから、絶縁電線２の長手方向のいずれの箇所に短絡などの故障が発生しても、それを検出することができる。また、漏電が発生した場合も、それが漏電検出手段で検出されて引きはずし装置１６が作動して開閉器１５が開放され、絶縁電線２への給電が停止される。なお、前記温度センサ体５は、可撓性、好ましくは絶縁電線２と同等又はそれ以上の可撓性を有し、また、可及的径の小さいものであることが好ましい。
【００２１】〔別実施例〕上記実施例では、温度センサ体５を絶縁電線２の外側に配置したが、図６に示すように、温度センサ体５を絶縁電線２の絶縁体２Ｂ内に配置して実施しても良い。
【００２２】上記実施例では、温度検出手段として、定温式感知線型熱感知器と呼ばれている温度センサ体５を備えたものを示したが、温度検出手段としては、図７に示すように、温度の変化に応じて抵抗が変化する抵抗線２０を絶縁電線２の全長にわたる状態で絶縁電線２に沿わせて設置し、その抵抗線２０に電圧を印加するとともに、抵抗線２０の抵抗を検出していて、設定値に相当する抵抗値の検出により検出信号を駆動回路１８に出力する検出回路２１を設けて構成されたものであっても良い。この場合も、抵抗線２０の長手方向のいずれの箇所が加熱されても抵抗がその加熱に応じて変化するから、上記実施例と同様に、絶縁電線２の長手方向のいずれの箇所で短絡などの事故が発生してもそれを検出して、絶縁電線２への給電を停止することができる。なお、前記抵抗線２０は、可撓性、好ましくは絶縁電線２と同等又はそれ以上の可撓性を有し、また、可及的径の小さいものであることが好ましい。
【００２３】また、温度検出手段としては、次のようなものであってもよい。
【００２４】〈１〉図８に示すように、空気を密封した空気チューブ２２を絶縁電線２の全長にわたる状態で絶縁電線２に沿わせて設置し、空気チューブ２２の加熱に伴う空気の膨張を検出するダイヤフラム２３を設け、そのダイヤフラム２３が設定値に相当する変位量で変位したときに検出信号を出力するスイッチ２４を設けてある。この場合も、空気チューブ２２の長手方向のいずれの箇所が加熱されても空気チューブ２２内の空気は膨張するから、実施例と同様に絶縁電線２の長手方向のいずれの箇所で短絡などの事故が発生してもそれを検出して、絶縁電線２への給電を停止することができる。この実施例の改良例としては、空気チューブ２２に空気を加圧充填し、設定値以上の温度での加熱に伴う空気の膨張で空気チューブ２２が破損するように構成し、空気チューブ２２の破損に伴う空気チューブ２２内の減圧でダイヤフラム２３が作動するようにしても良い。なお、前記空気チューブ２２は、可撓性、好ましくは絶縁電線２と同等又はそれ以上の可撓性を有し、また、可及的径の小さいものであることが好ましい。
【００２５】〈２〉上記別実施低例〈１〉において、空気チューブ２２内に、空気に代えて、他の気体や液体など熱膨張する流体を用いる。
【００２６】〈３〉図９に示すように、光を伝送するとともに、設定値の温度で溶解する樹脂製やガラス製の線型の光伝送センサ２５を絶縁電線２の全長にわたる状態で絶縁電線２に沿わせて設置し、発光ダイオードなどでその光伝送センサ２５の一端に光を照射するとともに、他端でその光伝送センサ２５を透過してきた光を受光し、かつ、光を電流に変換する電流変換器などによりその受光の有無を判断して、受光しなくなったときに検出信号を駆動回路１８に出力する検出回路２６を設けてある。この場合も、光伝送センサ２５の長手方向のいずれの箇所が設定値以上に加熱されてもその光伝送センサ２５の加熱箇所が溶解してその箇所で光の伝送が遮断されるから、実施例と同様に、絶縁電線２の長手方向のいずれの箇所で短絡などの事故が発生してもそれを検出することができる。なお、前記光伝送センサ２５は、可撓性、好ましくは絶縁電線２と同等又はそれ以上の可撓性を有し、また、可及的径の小さいものであることが好ましい。
【００２７】〈４〉図１０に示すように、絶縁電線２に沿って複数のサーミスタ２７を設け、それらサーミスタ２７に電圧を印加するとともに、サーミスタ２７の抵抗を検出していて、設定値に相当する抵抗値を検出したとき検出信号を出力する検出回路２８を設けてある。この場合は、絶縁電線２のうちサーミスタ２７近くの箇所で前記の事故が発生すると、それを検出して絶縁電線２への給電を停止できる。なお、この場合は、検出の精度を向上する上で可及的にサーミスタ２７を間隔小さく配置することが望ましい。
【００２８】〈５〉図示しないが、温度検出手段としては、熱伝対を絶縁電線２に沿って間隔を隔てて配置して、絶縁電線２の温度を検出するものであっても良い。
【００２９】上記実施例では、遮断手段をプラグ４に内装したが、プラグ４と絶縁電線２との間にそれら両者を接続する状態で介装したケースやボックスに遮断手段を内装して実施しても良く、また、絶縁電線２の端部に接続させた電源側への接続端子付きの専用のケースやボックスに遮断手段を内装して実施しても良い。
【００３０】上記実施例では、電気器具用の電源コード１への適用例を示したが、本発明は、各種用途の絶縁電線に適用することができる。
【００３１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例を示す概略構成図
【図２】絶縁電線の切り欠き斜視図
【図３】絶縁電線の横断面図
【図４】加熱検出状態を示す絶縁電線の切り欠き斜視図
【図５】加熱検出状態を示す絶縁電線の横断面図
【図６】別実施例を示す絶縁電線の横断面図
【図７】別実施例を示す概略構成図
【図８】別実施例を示す概略構成図
【図９】別実施例を示す概略構成図
【図１０】別実施例を示す概略構成図
【符号の説明】
２絶縁電線
５温度センサ体
５Ａ絶縁体
５Ｂ導体

【特許請求の範囲】
【請求項１】絶縁電線（２）の温度を検出する温度検出手段を設け、その温度検出手段の設定値以上の温度検出に基づいて絶縁電線（２）への給電を遮断する遮断手段を設けてある過熱保護装置付き絶縁電線。
【請求項２】前記遮断手段を、絶縁電線（２）の端部に接続したプラグ（４）に内装してある請求項１記載の過熱保護装置付き絶縁電線。
【請求項３】前記温度検出手段を構成するに、前記設定値以上の温度で溶解する絶縁体（５Ａ）で２本の導体（５Ｂ）間を絶縁した構造で、絶縁体（５Ａ）の溶解に伴い導体（５Ｂ）同士を接触させる線状の温度センサ体（５）を絶縁電線（２）の全長にわたって沿う状態に設け、その温度センサ体（５）の導体（５Ｂ）同士の接触に基づいて設定値以上の温度検出信号を出力する判別手段を設けてある請求項１又は２記載の絶縁電線。

【図１】