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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-24
(45)【発行日】2023-09-01
(54)【発明の名称】加熱用冶具、及び検査方法
(51)【国際特許分類】
   G01R 31/00 20060101AFI20230825BHJP
【FI】
G01R31/00
【請求項の数】 9
(21)【出願番号】P 2019157421
(22)【出願日】2019-08-29
(65)【公開番号】P2021032870
(43)【公開日】2021-03-01
【審査請求日】2022-02-21
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002527
【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】塩川 明実
(72)【発明者】
【氏名】生島 剛
(72)【発明者】
【氏名】松田 啓史
【審査官】小川 浩史
(56)【参考文献】
【文献】登録実用新案第3185075(JP,U)
【文献】特開2019-3872(JP,A)
【文献】登録実用新案第3023353(JP,U)
【文献】米国特許出願公開第2002/0097546(US,A1)
【文献】特開2002-279543(JP,A)
【文献】特開平7-93038(JP,A)
【文献】特開昭58-88542(JP,A)
【文献】特許第7033762(JP,B2)
【文献】特許第7213461(JP,B2)
【文献】特開2019-220274(JP,A)
【文献】“防災事業”,株式会社防災コンセント,2017年01月02日,http://web.archive.org/web/20170102000813/http:/www.bo-con.com/products.php/
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01R 31/00
G01K 15/00
G08B 17/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電流通電回路上で互いに接触させて電流を通電させる金属製の第1接続部材及び第2接続部材において、前記第1接続部材の側に加熱を行うための加熱用冶具であって、
前記第2接続部材を模した形状を有して、前記第1接続部材に接触させる金属製の接触部と、
前記接触部と一体となって構成された加熱用のヒータ部と、
を備え
前記ヒータ部の熱源は、はんだコテであり、
前記ヒータ部は、前記はんだコテのコテ先が組み入れられる受け部を有する、
加熱用冶具。
【請求項2】
前記ヒータ部は、前記受け部を複数有し、
前記複数の受け部には、前記はんだコテが複数、それぞれに組み入れられる、
請求項1に記載の加熱用冶具。
【請求項3】
前記接触部は、前記コテ先が前記受け部に組み入れられた前記はんだコテの長手軸に対して、所定の角度を有した軸を有する、
請求項1又は2に記載の加熱用冶具。
【請求項4】
電流通電回路上で互いに接触させて電流を通電させる金属製の第1接続部材及び第2接続部材において、前記第1接続部材の側に加熱を行うための加熱用冶具であって、
前記第2接続部材を模した形状を有して、前記第1接続部材に接触させる金属製の接触部と、
前記接触部と一体となって構成された加熱用のヒータ部と、
を備え、
前記ヒータ部は、ニクロム線から構成される熱源を内蔵する、
加熱用冶具。
【請求項5】
前記接触部に前記電流を通電させる電気接続部を、更に備える、
請求項1~4のいずれか1項に記載の加熱用冶具。
【請求項6】
前記電気接続部は、負荷と電気的に接続される、
請求項5に記載の加熱用冶具。
【請求項7】
前記第2接続部材は、コンセントに接続されるプラグの栓刃である、
請求項1~6のいずれか1項に記載の加熱用冶具。
【請求項8】
電流通電回路上で互いに接触させて電流を通電させる金属製の第1接続部材及び第2接続部材において、前記第1接続部材の側に加熱を行うための加熱用冶具を用いた検査方法であって、
前記加熱用冶具における、前記第2接続部材を模した形状を有する金属製の接触部を、前記第1接続部材に接触させる第1ステップと、
前記加熱用冶具における、前記接触部と一体となって構成された加熱用のヒータ部からの熱により、前記第1接続部材を加熱させる第2ステップと、
を含み、
前記ヒータ部の熱源は、はんだコテであり、
前記ヒータ部は、前記はんだコテのコテ先が組み入れられる受け部を有する、
検査方法。
【請求項9】
電流通電回路上で互いに接触させて電流を通電させる金属製の第1接続部材及び第2接続部材において、前記第1接続部材の側に加熱を行うための加熱用冶具を用いた検査方法であって、
前記加熱用冶具における、前記第2接続部材を模した形状を有する金属製の接触部を、前記第1接続部材に接触させる第1ステップと、
前記加熱用冶具における、前記接触部と一体となって構成された加熱用のヒータ部からの熱により、前記第1接続部材を加熱させる第2ステップと、
を含み、
前記ヒータ部は、ニクロム線から構成される熱源を内蔵する、
検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、加熱用冶具、及び検査方法に関する。本開示は、より詳細には、例えば熱に関する検査に用いられる加熱用冶具、及び当該加熱用冶具を用いた検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、外部電源からの電線が電気的に接続される第1接続部と、電気機器からの電線に設けられた差込プラグが着脱自在に接続される第2接続部と、を備える配線装置(コンセント)が記載されている。このコンセントは、例えば、第1接続部及び第2接続部の1箇所以上に取り付けられた温度測定部と、第1接続部と第2接続部との間を電気的に遮断する遮断部と、を備えている。
【0003】
特許文献1に記載のコンセントは、温度測定部で検出された温度をもとに異常と判断すると、遮断部に接点をオフさせる。そのため、施工時の結線不良又は使用中に加わる振動の影響等によって、第1接続部と電線との接触部位に発生するジュール熱が増加すると、温度測定部の測定温度が上昇し、遮断部の接点がオフされて電気機器への電力供給を遮断することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2016-58332号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、特許文献1のコンセントのように異常な温度を検出する機能を有した器具(コンセント以外にブレーカや端子台等も対象となり得る)に対して、例えば製造後の出荷前等において、温度測定部が正常に動作するか検査する場合がある。ここで、検査の信頼性を高めるためには、コンセントで実際に発生する可能性のある異常な温度上昇に近い状況を再現することが望まれる。
【0006】
本開示は上記事由に鑑みてなされ、温度上昇に関する再現性を高めて、検査の信頼性の向上を図ることができる加熱用冶具、及び検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様に係る加熱用冶具は、電流通電回路上で互いに接触させて電流を通電させる金属製の第1接続部材及び第2接続部材において、前記第1接続部材の側に加熱を行うための加熱用冶具である。前記加熱用冶具は、金属製の接触部と、加熱用のヒータ部と、を備える。前記接触部は、前記第2接続部材を模した形状を有して、前記第1接続部材に接触させる。前記ヒータ部は、前記接触部と一体となって構成される。前記ヒータ部の熱源は、はんだコテである。前記ヒータ部は、前記はんだコテのコテ先が組み入れられる受け部を有する。
本開示の一態様に係る加熱用冶具は、電流通電回路上で互いに接触させて電流を通電させる金属製の第1接続部材及び第2接続部材において、前記第1接続部材の側に加熱を行うための加熱用冶具である。前記加熱用冶具は、金属製の接触部と、加熱用のヒータ部と、を備える。前記接触部は、前記第2接続部材を模した形状を有して、前記第1接続部材に接触させる。前記ヒータ部は、前記接触部と一体となって構成される。前記ヒータ部は、ニクロム線から構成される熱源を内蔵する。
【0008】
本開示の一態様に係る検査方法は、電流通電回路上で互いに接触させて電流を通電させる金属製の第1接続部材及び第2接続部材において、前記第1接続部材の側に加熱を行うための加熱用冶具を用いた検査方法である。前記検査方法は、第1ステップと、第2ステップと、を含む。第1ステップにて、前記加熱用冶具における、前記第2接続部材を模した形状を有する金属製の接触部を、前記第1接続部材に接触させる。前記第2ステップにて、前記加熱用冶具における、前記接触部と一体となって構成された加熱用のヒータ部からの熱により、前記第1接続部材を加熱させる。前記ヒータ部の熱源は、はんだコテである。前記ヒータ部は、前記はんだコテのコテ先が組み入れられる受け部を有する。
本開示の一態様に係る検査方法は、電流通電回路上で互いに接触させて電流を通電させる金属製の第1接続部材及び第2接続部材において、前記第1接続部材の側に加熱を行うための加熱用冶具を用いた検査方法である。前記検査方法は、第1ステップと、第2ステップと、を含む。第1ステップにて、前記加熱用冶具における、前記第2接続部材を模した形状を有する金属製の接触部を、前記第1接続部材に接触させる。前記第2ステップにて、前記加熱用冶具における、前記接触部と一体となって構成された加熱用のヒータ部からの熱により、前記第1接続部材を加熱させる。前記ヒータ部は、ニクロム線から構成される熱源を内蔵する。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、温度上昇に関する再現性を高めて、検査の信頼性の向上を図ることができる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1図1は、本開示の一実施形態に係る加熱用冶具の斜視図である。
図2図2Aは、同上の加熱用冶具の正面図であり、図2Bは、同上の加熱用冶具の右側面図であり、図2Cは、同上の加熱用冶具の左側面図であり、図2Dは、同上の加熱用冶具の上面図である。
図3図3Aは、同上の加熱用冶具の使用例を示す外観図であり、図3Bは、同上の加熱用冶具の使用時に用いられる補助プラグの上面図である。
図4図4Aは、正常時におけるコンセントとプラグとの接続状態を示す概略図であり、図4B及び4Cは、異常時におけるコンセントとプラグとの接続状態を示す概略図である。
図5図5A図5Cは、比較例を用いた検査方法を説明するための説明図であり、図5Dは、同上の加熱用冶具を用いた検査方法を説明するための説明図である。
図6図6は、同上の加熱用冶具を2つ使用した変形例1を示す外観図である。
図7図7は、同上の加熱用冶具における変形例2の斜視図である。
図8図8は、同上の変形例2を2つ使用した使用例を示す外観図である。
図9図9は、同上の加熱用冶具における、その他の変形例の概略図である。
図10図10は、同上の加熱用冶具における、その他の変形例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
(1)概要
以下の実施形態において説明する図1図10は、模式的な図であり、図1図10中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
【0012】
本実施形態に係る加熱用冶具1は、電流通電回路500(図4A参照)上で互いに接触させて電流を通電させる金属製の第1接続部材M1及び第2接続部材M2において、第1接続部材M1の側に加熱を行うための冶具である。加熱用冶具1は、例えば、コンセント2(図3A参照)等の検査に用いられる冶具である。ここでは一例として、第1接続部材M1は、コンセント2の刃受部材20(図4A参照)であり、第2接続部材M2は、コンセント2に接続されるプラグ5の栓刃50(図4A参照)であることを想定する。
【0013】
加熱用冶具1を用いた検査の対象となる検査対象器具は、コンセント2に限定されず、例えば、ブレーカ7や端子台8(図9参照)、テーブルタップ(不図示)等の器具でもよい。ただし、検査対象器具は、過熱検知(異常な温度上昇を検出すると、回路遮断を実行する)機能を有していることが望ましい。
【0014】
本開示で言う「検査」とは、例えば、コンセント2等の検査対象器具内に内蔵されている、温度センサ(センサ素子)等を有した温度検出部が正常に動作するかを確認することである。「検査」は、正常に回路遮断が実行されるか否かの確認を更に含んでもよいし、含まなくてもよい。また本開示で言う「検査」は、出荷時等の商品の「(最終的な)検査」に限らず、開発段階における開発品や試作品等の「検査(評価)」も含んでもよいし、設置現場で実施される「定期的な検査」を含んでもよい。
【0015】
ここで加熱用冶具1は、図1に示すように、金属製の接触部10と、加熱用のヒータ部11と、を備えている。接触部10は、第2接続部材M2(栓刃50)を模した形状を有して、第1接続部材M1(刃受部材20)に接触させる部位である。ヒータ部11は、接触部10と一体となって構成されている。
【0016】
この構成によれば、コンセント2等の器具で、実際に発生する可能性のある異常な温度上昇に近い状況を再現することができる。したがって、温度上昇に関する再現性を高めて、検査の信頼性の向上を図ることができる。
【0017】
(2)詳細
次に、本実施形態に係る加熱用冶具1及び検査方法について、より詳細に説明する。
【0018】
(2.1)全体構成
まず、加熱用冶具1の全体構成について、図1、及び図2A図2Dを参照して説明する。加熱用冶具1は、上述の通り、金属製の接触部10と、加熱用のヒータ部11と、を備えていて、接触部10とヒータ部11とは一体となって構成されている。加熱用冶具1は、全体として長尺で、かつ略直方体の形状となっている。また加熱用冶具1は、電気接続部13と、取付部14とを更に備えている(図1参照)。
【0019】
接触部10とヒータ部11とは、互いに一体となって形成された一成型品でもよいし、別々に形成された接触部10とヒータ部11とが、溶接やネジ止め、かしめ等により互いに固定されることで一体となって構成されてもよい。
【0020】
接触部10及びヒータ部11の材質は、導電性及び熱伝導性を考慮して、例えば、銅、又は銅合金等である。接触部10及びヒータ部11、特に接触部10は、第2接続部材M2(栓刃50)と同じ材質により形成されていることが望ましい。
【0021】
接触部10は、第2接続部材M2であるプラグ5の栓刃50(図4A~4C参照)に模した形状を有して、第1接続部材M1であるコンセント2の刃受部材20に接触させるための部位である。言い換えると、接触部10は、JIS C 8303で規格化されている差込プラグの平刃に模した形状を有している。本開示で言う「模した形状」とは、栓刃50と完全に一致する形で同寸法という概念だけでなく、ある程度に同形(略同形)で略同寸法である概念も含む。なお、本実施形態では、一例として、コンセント2が、日本国で多く利用されている、いわゆるAタイプのコンセントであるため、接触部10は、栓刃50に模した形状を有している。しかし、コンセント2が、Bタイプ又はCタイプのコンセントの場合、接触部10は、丸ピンに模した形状を有してもよい。
【0022】
接触部10は、図1に示すように、ヒータ部11側における扁平な矩形板状の基部101と、基部101の表面から突出している平刃102と、から構成されている。平刃102は、栓刃50に模して、先端が弧状に形成されて、先端側付近に貫通孔103を有している。
【0023】
ヒータ部11は、長尺で、かつ略直方体形状を有した部位である。接触部10は、ヒータ部11の長手軸(Axis)A3(図2D参照)における第1端面111(図1では左端面)において、突出するように設けられている。ここで、ヒータ部11の熱源H1は、一例として、はんだコテ(はんだごて)3である(図3A参照)。そして、ヒータ部11は、はんだコテ3のコテ先30が挿入により組み入れられる、受け部12(図2B参照)を有している。
【0024】
受け部12は、コテ先30がヒータ部11に収容され得る内部空間SP1(図2D参照)と、内部空間SP1に導くための開口部120(図2B参照)と、コテ先30を固定するためのねじ121(図3A参照)が挿入されるねじ孔122と、から構成される。受け部12は、はんだコテ3と熱結合される部位である。
【0025】
内部空間SP1は、円筒形状の空間であり、その中心軸(Axis)が長尺のヒータ部11の長手軸A3と一致するように形成されている。開口部120は、図2Bに示すように、ヒータ部11の長手軸A3における第2端面112(図2Aでは右端面)に設けられていて、円形の開口領域を有する。コテ先30は、開口部120から内部空間SP1内に挿入可能となっている。内部空間SP1の内径は、コテ先30の外径よりもやや大きい程度に寸法関係が規定されていることが望ましい。
【0026】
ねじ孔122は、ヒータ部11の一周面113(図1では上面)におけるやや第2端面112寄りの位置に、内部空間SP1内に連通するように貫通している。コテ先30が内部空間SP1内に挿入された状態で、ねじ121をねじ孔122にねじ込むことで、ねじ孔122を突き出たねじ121の先端がコテ先30の外表面に押し当たり、コテ先30の抜け止めが達成される。コテ先30に穴部が設けられていれば、ねじ孔122を突き出たねじ121の先端が、当該穴部に嵌まることで、より安定した抜け止めが達成される。
【0027】
電気接続部13は、図1に示すように、接触部10に電流を通電させるために設けられたねじ孔130として構成されている。電気接続部13は、図3Aに示すように、負荷(抵抗負荷)4と電気的に接続される。ねじ孔130は、ヒータ部11の一周面113(図1では上面)におけるやや第1端面111寄りの位置において、内部空間SP1内に連通するように貫通した孔であるが、貫通しない穴(凹所)でもよい。なお、後述する電線S1は、ねじ端子131(図3A参照)をねじ孔130にねじ込むことで接続される。
【0028】
取付部14は、図1に示すように、例えば熱電対等の温度検出素子(不図示)を取り付けるために設けられたねじ穴140として構成されている。ねじ穴140は、接触部10におけるヒータ部11側の基部101の一側面に形成された穴(凹所)である。温度検出素子は、例えば、不図示のねじ等を用いてねじ穴140に固定される。温度検出素子が、接触部10に固定されることで、検査中における接触部10の温度を測定できる。はんだコテ3側の温度の調節手段で設定された温度と、実際の接触部10の温度とに温度差がある可能性があるため、当該温度差を把握した上で、はんだコテ3の温度を調節することが望ましい。
【0029】
ところで、加熱用冶具1は、図2Dに示すように、接触部10の平刃102が傾斜している。具体的には、接触部10(の平刃102)は、図2Dに示すように、軸(Axis)A2を有しており、軸A2は、コテ先30が受け部12に組み入れられたはんだコテ3の長手軸(Axis)A1に対して、所定の角度φ1を有している。なお、図2Dでは、はんだコテ3の図示を省略しているが、はんだコテ3が受け部12に組み入れられた時の、はんだコテ3の長手軸A1は、ヒータ部11の長手軸A3と概ね一致する。ここでは、ヒータ部11の第1端面111が第2端面112に対して角度φ1だけ傾斜していることで、第1端面111上にある接触部10が、長手軸A1に対して角度φ1だけ傾斜している。ただし、接触部10が、その根元付近で折れ曲がることで、長手軸A1に対して角度φ1だけ傾斜してもよい。加熱用冶具1がこのような傾斜構造を有していることで、加熱用冶具1がコンセント2に接続された状態にあるときに、加熱用冶具1が、他の部品と接触する等の干渉を防ぐことができる。
【0030】
(2.2)コンセント
次にコンセント2の概要を説明する。コンセント2は、例えば、電気機器のプラグ5(図4A参照)が接続されて電気機器への電力供給を行う配線器具、つまりアウトレット(Outlet)である。コンセント2の筐体の前面には、2個のプラグ5に対応するように、2個の接続口22(図3A参照)を有している。2個の接続口22は、各々が1つのプラグ5を接続可能に構成されており、筐体の前面において上下方向(鉛直方向)に沿って並んで配置されている。図示例のコンセント2では、2個の接続口22のうち、一方(下方)の接続口22は、交流100V用の2極接地極付きコンセントであって、他方(上方)の接続口22は、交流100V用の接地極無しの2極コンセントである。
【0031】
コンセント2の製造出荷後、コンセント2の設置現場は、例えば、戸建住宅若しくは集合住宅等の住宅施設、又は事務所、店舗、学校若しくは介護施設等の非住宅施設等になる。コンセント2は、例えば、施設(建物)内の壁面、天井面及び床面等の造営面に設置されるかもしれないし、屋外に設置されるかもしれない。コンセント2は、日本工業規格によって規格化された大角形連用配線器具の取付枠に取り付けられる埋込形配線器具である。取付枠には化粧プレート201が取り付けられ、図3Aに示すように、化粧プレート201の内側からコンセント2が露出する形になる。
【0032】
コンセント2は、上述の通り、異常な温度上昇を検出すると回路遮断を実行する機能を有した、いわゆる「過熱検知機能付きコンセント」である。コンセント2は、その内部に、例えばマイクロコントローラを主構成とする制御部を備えている。マイクロコントローラは、マイクロコントローラのメモリに記録されているプログラムをCPU(Central Processing Unit)で実行することにより、制御部としての機能を実現する。プログラムは、予め上記メモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような非一時的記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。言い換えれば、上記プログラムは、マイクロコントローラを、制御部として機能させるためのプログラムである。
【0033】
そして、コンセント2の制御部は、コンセント2内に設置されている温度検出部において検出された検出点の温度が、閾値(例えば、130℃~140℃の範囲内に設定される)を超えたと判断すると、コンセント2内部の開閉器が回路遮断を実行する。また異常な温度上昇の発生を周囲に報知するために表示ランプが点灯したりブザーが鳴動したりする。なお、異常な温度検知により、コンセント2の正面にある操作部材(操作レバー)21が、前方に飛び出す状態となる。ユーザは、異常な温度上昇の原因等を確認後、操作部材21に対して復旧操作を行うと、開閉部が遮断状態から導通状態へ切り替わり、コンセント2は再使用可能な状態となる。
【0034】
なお、温度の「検出点」は、例えば、コンセント2内部のリード板、刃受部材20、並びに、商用電源等の交流電源AC1(図3A参照)側の給電線PL1が接続される端子部材等のいずれかに設定される。
【0035】
(2.3)検査方法
次に、加熱用冶具1を用いた、コンセント2の検査方法の一例を、主に図3A及び3Bを参照しながら説明する。以下、加熱用冶具1及びはんだコテ3を含めて、検査システム100と呼ぶ。検査システム100は、図3Aに示すように、加熱用冶具1と、はんだコテ3と、補助プラグ6を先端に有したケーブル60と、負荷4と、電線S1と、を備えている。ここでは、一例として、検査が、コンセント2の製造後、その出荷前に行われることを想定する。またここでは、コンセント2が実際に設置される環境に近い状況を再現するために、図3Aに示すように、コンセント2が試験用に用意された壁材の造営面200に埋め込み設置された状態で、検査が行われる。コンセント2の背面側の端子部材には、商用電源等の交流電源AC1に繋がっている給電線PL1が接続されている。
【0036】
以下、コンセント2の検査手順を説明する。ただし、以下の手順は特に限定されるものではない。本実施形態における検査方法は、第1接続部材M1である刃受部材20の側に加熱を行うための加熱用冶具1を用いた検査方法である。すなわち、加熱用冶具1からの加熱により、(異常な、又はそれに近い)温度上昇を、擬似的に発生させて、コンセント2内の温度検出部の動作を確認する。
【0037】
まず、加熱用冶具1にはんだコテ3のコテ先30を開口部120より内部空間SP1内に挿入して、ねじ121で固定する。また、負荷4の第1端子が接続されている電線S1を、加熱用冶具1の電気接続部13に接続する。具体的には、電線S1の端部側のクワ型又は丸型端子等を、ねじ端子131に挟んだ状態で、ねじ端子131をねじ孔130にねじ込むことで、電線S1が電気接続部13に接続される。一方、負荷4の第2端子には、補助プラグ6を先端に有したケーブル60が接続されている。ここで補助プラグ6は、図3Bに示すように、一対の栓刃61のうち片方の栓刃61を根元から切断して、もう片方の栓刃61だけを有した、検査用のプラグである。
【0038】
そして、加熱用冶具1における、栓刃50(第2接続部材M2)を模した形状を有する接触部10を、刃受部材20(第1接続部材M1)に接触させる(第1ステップ)。すなわち、接触部10の平刃102を、接続口22の一方(図示例では右側)の差込口に差し込み、刃受部材20に接触させる。この時、ヒータ部11の、ねじ孔122及びねじ孔130がある一周面113が、上を向くように接続される。
【0039】
さらに、補助プラグ6の栓刃61を、同じ接続口22の他方(図示例では左側)の差込口に差し込む。この状態において、電線S1、負荷4、及びケーブル60からなる通電経路が確立され、電流が流れる。すなわち、一般的な電気機器のプラグ5がコンセント2に接続された状況に近いものが、擬似的に再現される。なお、この通電状態により、例えば、15アンペアの電流が流れる場合、コンセント2内の温度は、およそ20℃程度上昇する。
【0040】
続いて、はんだコテ3の電源を投入することで、コテ先30から加熱用冶具1のヒータ部11に熱が伝わり、ヒータ部11からの熱により、刃受部材20(第1接続部材M1)を加熱させる(第2ステップ)。はんだコテ3の種類は、特に限定されず、ニクロムヒーター式、セラミックヒーター式、又はプラチナ触媒が使用されるガス式でよい。ただし、はんだコテ3は、ユーザがその温度調節を行うことが可能な調節手段を有していることが望ましい。言い換えると、はんだコテ3の設定温度を適宜に変更させて種々の温度に対する検査(評価)を行う場合には、そのような調節手段は、必要となってくる。
【0041】
詳細な説明は省略するが、検査者は、検査時に、例えばモニタ装置等を用いて、コンセント2の温度検出部の動作を確認する。モニタ装置は、コンセント2の温度検出部からの検出信号やコンセント2の制御部からの制御信号を取得するように、コンセント2に接続されて、検査者は、コンセント2の温度検出部で検出される温度をモニタリングする。
【0042】
このように、加熱用冶具1を用いて検査を行うことで、実際に発生する可能性のある異常な温度上昇に近い状況を再現することができる。したがって、温度上昇に関する再現性を高めて、検査の信頼性の向上を図ることができる。また、ヒータ部11が、はんだコテ3が組み入れられる受け部12を有しているので、簡素な構成でありながら、検査の信頼性の向上を図ることができる。
【0043】
特に加熱用冶具1は、電線S1が接続される電気接続部13を備えていて、電流を流しながら、擬似的な温度上昇を再現できるため、通電によるコンセント2内の電路全体も温まることになる。要するに、検査において、通電による発熱も加味され、さらに再現性が向上される。また負荷(抵抗負荷)4が接続されることで、交流電源AC1から電流経路が確立されるため、実際の電気機器が接続された状況の再現を、容易に行うことができる。
【0044】
なお、図3Aでは、上側の接続口22における右側の差込口に加熱用冶具1を接続して、右側の差込口の奥にある刃受部材20への加熱を行なって検査しているが、その検査の後に、左側の差込口に対しても、加熱用冶具1を接続して同様の検査を行なってもよい。また図3Aでは、上下2個の接続口22のうち上側の接続口22に、加熱用冶具1と補助プラグ6とを接続して、検査を行う様子を示しているが、上側の接続口22の検査後、下側の接続口22にもこれらを接続して、同様の検査を行ってもよい。また出荷前の検査では、回路遮断が実行されるような閾値を超えるほどの温度にまで上昇させずに、例えば80℃付近までの温度上昇で、検査で終えてもよい。
【0045】
(2.4)比較例との考察
ここで、本実施形態における加熱用冶具1と、幾つかの比較例とについて、図4A~4C、及び図5A~5Dを参照しながら説明する。
【0046】
以下、まずはコンセント2で起こる可能性がある異常な温度上昇の原因について説明する。
【0047】
図4Aは、正常時のコンセント2及びプラグ5の接続状態を示す。図4Aでは、プラグ5の栓刃50が正常に刃受部材20に接続(接触)されることで、電流通電回路500上で電流の通電が正常に行われる。そして、接触面積が十分に広いため、接触抵抗も低く、異常な温度上昇が発生し難い状態と言える。
【0048】
次に図4Bは、プラグ5をコンセント2に対して繰り返し抜き差しすることで(ずぼら抜き)、又は異常過熱により、刃受部材20が変形や破損している状態を示す。このような刃受部材20の状態で、プラグ5が接続されていると、十分な接触面積が得られず、接触抵抗が増加し、刃受部材20や栓刃50等において異常な温度上昇が発生し得る。
【0049】
図4Cは、栓刃50と刃受部材20との間に、異物N1が存在している状態を示す。異物N1の例としては、例えば、酸化膜、アーク痕、及び埃等が挙げられる。このように栓刃50と刃受部材20との間に異物N1が混入した状態で、プラグ5が接続されていると、十分な接触面積が得られず、接触抵抗が増加し、刃受部材20や栓刃50等において異常な温度上昇が発生し得る。
【0050】
これに対して、検査時における、異常な温度上昇の再現する再現例(比較例)を示すのが図5A図5Cである。
【0051】
図5Aは、第1比較例を示す。第1比較例では、ギザギザ状の凹凸の表面加工を行った比較栓刃X1を作製し、比較栓刃X1を、刃受部材20に接続させている。つまり、第1比較例は、上述した図4Bの状況を再現するものである。この場合、電流通電回路500の形成を行うことができる。しかし、この第1比較例では、表面加工を施す手間がある。また比較栓刃X1を挿入する際に、ギザギザ状の凹凸部位の安定性、耐久性等の面で、維持し難い。さらに自然な温度上昇に任せるだけになる。つまり温度制御を行い難く、また検査時間も長くなる可能性がある。
【0052】
図5Bは、第2比較例を示す。第2比較例では、比較栓刃X2と刃受部材20との間に、カーボン等の抵抗体R1を介在させている。つまり、第2比較例は、上述した図4Cの状況を再現するものである。この場合、電流通電回路500の形成を行うことができる。しかし、この第2比較例では、抵抗体R1の選定性(抵抗値や耐熱性等)が容易ではない。また抵抗体R1の安定性、耐久性等の面で、維持し難い。さらに自然な温度上昇に任せるだけになる。つまり温度制御を行い難く、また検査時間も長くなる可能性がある。
【0053】
図5Cは、第3比較例を示す。第3比較例では、栓刃ではなく、先端をM字の形に折り曲げたニクロム線X3(例えば直径1mm)を、刃受部材20に直接接続させている。ニクロム線X3に電流を通電させることで(点線矢印参照)、刃受部材20の側に加熱を行う。しかし、この第3比較例では、ニクロム線X3をそのまま刃受部材20に挿入することになり、挿入安定性が悪い。また第1比較例や第2比較例とは異なり、電流通電回路500の形成を行うことができない。
【0054】
これに対して、図5Dは、本実施形態における加熱用冶具1を、刃受部材20に接続させている状態を示す。加熱用冶具1を用いることで、コンセント2との挿入安定性が、第1~第3比較例に比べて高い。また第3比較例とは異なり、負荷4を通る、電流通電回路500の形成を行うことができる。さらにはんだコテ3による温度制御を容易に行える。特に、本実施形態における加熱用冶具1では、温度制御と通電とを、個別に制御できるという点が、大きな利点と言える。
【0055】
また、本開示における加熱用治具のうち、刃受部材に接触させる部位(例えば、図5Aに示す比較栓刃X1、図5Bに示す比較栓刃X2、又は図5Dに示す接触部10)は、電気抵抗率の高い金属材料により形成することが好ましい。このような部位が刃受部材に接触すれば、栓刃自身の発熱も加わり、より発熱量が大きくなるため、発熱を増大させたい場合に特に有効である。この電気抵抗率の高い金属材料としては、例えば、Ni-Fe、又はMn-Ni-Cuが挙げられるが特に限定されない。
【0056】
(3)変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上記実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。なお、以下では、上記実施形態を「基本例」と呼ぶこともある。
【0057】
(3.1)変形例1
以下、本変形例(変形例1)について、図6を参照しながら説明する。
【0058】
基本例では、加熱用冶具1を1つのみに加えて、補助プラグ6を用いて、コンセント2の検査が行われている。
【0059】
変形例1では、検査システム100は、図6に示すように、補助プラグ6を有したケーブル60の代わりに、もう1つ加熱用冶具1と、当該もう1つ加熱用冶具1に組み込まれるもう1つのはんだコテ3とを、備えている。言い換えると、2つの加熱用冶具1と、各々に組み込まれる2本のはんだコテ3とを用いて、検査が行われる。なお、図6では、2本のはんだコテ3、負荷4、及び電線S1等図示は、省略されている。
【0060】
2つの加熱用冶具1は、それぞれ互いに同じ構造を有している。ここで変形例1では、コンセント2の接続口22への接続の際には、コンセント2の前面から離れると、各加熱用冶具1の第2端面112側の端部が、互いに離れていく向きとなるように接続される(上から見ればハの字状に接続される)。なお、この図示例では、右側の差込口には、基本例と同様に、ヒータ部11の、ねじ孔122及びねじ孔130のある一周面113が、上を向くように接続される。一方、左側の差込口に対しては、加熱用冶具1の上下の向きを入れ替えて、すなわち、加熱用冶具1は、ねじ孔122及びねじ孔130のある一周面113が下を向くように接続される。
【0061】
変形例1によれば、接続口22の左右の差込口の各々に対して、熱を加えることができ、左右両方の刃受部材20で異常な温度上昇が発生するという状況を再現できる。また同じ構成を有した2つの加熱用冶具1を用いるため、部品の共通化を図ることができる。
【0062】
またコンセント2内の温度検出部は、左右の差込口の各々の奥側に設けられているため、基本例のように1つの加熱用冶具1を用いる場合、各接続口22に対して、検査を左右2回行う必要がある。しかし、変形例1の場合、1回の検査で、左右2箇所の温度検出部に対して同時に行うことができ、検査の時間短縮を図れる。
【0063】
さらに2つの加熱用冶具1を同時にコンセント2に接続する場合、ハの字状に接続されることで互いに接触する等の干渉が抑制される。その結果、2つの加熱用冶具1間における電気絶縁性の低下を抑制できる。
【0064】
なお、このように2つの加熱用冶具1を用いる場合は、基本例で説明した右側の加熱用冶具1と同様に、左側の加熱用冶具1においても電気接続部13に電線S1が接続されていて、負荷4への通電は、2本の電線S1を介して行われる。
【0065】
(3.2)変形例2
以下、本変形例(変形例2)について、図7及び図8を参照しながら説明する。
【0066】
基本例では、加熱用冶具1が刃受部材20に接続されて、刃受部材20の側に加熱を行うことを目的としていて、加熱用冶具1の接触部10は、栓刃50に模した形状であった。
【0067】
変形例2における加熱用冶具1Aは、コンセント2の背面側における(給電線PL1が接続される)端子部材に接続されて、端子部材の側に加熱を行うことを目的としている。そのため、加熱用冶具1Aの接触部10Aは、給電線PL1の先端部(心線)を模した形状となっている(図7参照)。この場合、端子部材が第1接続部材M1に相当し、給電線PL1の先端部が、第2接続部材M2に相当することになる。なお、端子部材は、例えば、給電線PL1の心線が差し込まれることで、給電線PL1が接続される、差込式の速結端子である。
【0068】
加熱用冶具1Aの接触部10Aは、第2接続部材M2である給電線PL1の心線に模した形状を有している。接触部10Aは、例えば、直径が1.6mm以上2.0mm以下までの範囲にある単線(単芯)104を有している。接触部10Aは、端子部材の背面側にある挿入口から挿入することで、速結端子である端子部材に接続される。
【0069】
変形例2においては、加熱用冶具1Aを用いて検査を行うことで、端子部材の側で実際に発生する可能性のある異常な温度上昇に近い状況を再現することができる。したがって、温度上昇に関する再現性を高めて、検査の信頼性の向上を図ることができる。
【0070】
ところで、図8に示すように、変形例2においても、変形例1と同様に、2つの加熱用冶具1Aを2つの端子部材にそれぞれ接続してもよい。この場合、2つの加熱用冶具1Aは、それぞれ互いに同じ構造を有している。変形例2では、コンセント2の背面から離れると、各加熱用冶具1Aの第2端面112側の端部が、互いに離れていく向きとなるように接続される(上から見ればハの字状に接続される)。この場合においても、左右両方の端子部材で異常な温度上昇が発生するという状況を再現できる。また同じ構成を有した2つの加熱用冶具1Aを用いるため、部品の共通化を図ることができる。さらに、2つの加熱用冶具1Aがハの字状に接続されることで互いに接触する等の干渉が抑制されるため、2つの加熱用冶具1Aの間の電気絶縁性が確保される。
【0071】
(3.3)その他の変形例
基本例では、検査対象器具は、コンセント2であるが、上述の通り、コンセント2に限定されず、図9に示すようなブレーカ7又は端子台8でもよい。この場合、図9に示すように、加熱用冶具1Bは、丸端子からなる接触部10Bを備えてもよい。
【0072】
基本例では、ヒータ部11の受け部12の数は1つである。しかし、受け部12は複数設けられてもよい。図10に示す加熱用冶具1Cのヒータ部11Aは、一例として、2つの受け部12を有している。ヒータ部11Aは、上から見て、略Y字状に形成されている。要するに、ヒータ部11Aは、コンセント2の前面から離れる方向において、二股に分かれるような形状となっている。そのため、ヒータ部11Aは、2本のはんだコテ3のコテ先30を同時に組み入れることが可能となっている。この場合、例えば、短時間のうちに急激な温度上昇を再現でき、温度上昇に関する再現性をより高めることができる。
【0073】
基本例では、ヒータ部11Aの熱源H1は、ヒータ部11A自身が備えているのではなく、外部的に組み込まれるはんだコテ3である。しかし、ヒータ部11A自身が熱源H1を内蔵してもよい。熱源H1は、ニクロム線から構成されてもよい。
【0074】
基本例では、検査は、コンセント2の製造出荷前に行われることを想定して説明したが、「(1)概要」の欄で説明した通り、例えば、設置現場で実施されてもよい。つまり、コンセント2が、建物等内の壁に埋め込み設置された状態で、加熱用冶具1を用いて検査が行われてもよい。ただし、この場合、変形例2で説明したような、端子部材の側に加熱を行うことは、ユーザレベルでは困難であるため、端子部材に対する検査は、設置現場以外で行われることが好ましい。
【0075】
なお、設置現場において、ユーザレベルで検査を行う場合、コンセント2内の温度をモニタリングすることが困難であれば、例えば開閉器の回路遮断の動作確認だけが行われてもよい。
【0076】
基本例における加熱用冶具1の接触部10の表面に対して、図5Aに示す比較栓刃X1のように、ギザギザ状の凹凸の表面加工が行われてもよい。また基本例における加熱用冶具1の接触部10の表面には、図5Bに示す比較栓刃X2のように、カーボン等の抵抗体が設けられてもよい。
【0077】
(4)利点
以上説明したように、第1の態様に係る加熱用冶具(1、1A~1C)は、電流通電回路(500)上で互いに接触させて電流を通電させる金属製の第1接続部材(M1)及び第2接続部材(M2)において、第1接続部材(M1)の側に加熱を行う。加熱用冶具(1、1A~1C)は、金属製の接触部(10、10A、10B)と、加熱用のヒータ部(11、11A)と、を備える。接触部(10、10A、10B)は、第2接続部材(M2)を模した形状を有して、第1接続部材(M1)に接触させる。ヒータ部(11、11A)は、接触部(10、10A、10B)と一体となって構成される。第1の態様によれば、温度上昇に関する再現性を高めて、検査の信頼性の向上を図ることができる。
【0078】
第2の態様に係る加熱用冶具(1、1A~1C)に関して、第1の態様において、ヒータ部(11、11A)の熱源(H1)は、はんだコテ(3)であることが好ましい。ヒータ部(11、11A)は、はんだコテ(3)のコテ先(30)が組み入れられる受け部(12)を有することが好ましい。第2の態様によれば、簡素な構成でありながら、検査の信頼性の向上を図ることができる。
【0079】
第3の態様に係る加熱用冶具(1C)に関して、第2の態様において、ヒータ部(11A)は、受け部(12)を複数有することが好ましい。複数の受け部(12)には、はんだコテ(3)が複数、それぞれに組み入れられることが好ましい。第3の態様によれば、例えば、短時間のうちに急激な温度上昇を再現でき、温度上昇に関する再現性をより高めることができる。
【0080】
第4の態様に係る加熱用冶具(1、1A~1C)に関して、第2の態様又は第3の態様において、接触部(10、10A、10B)は、軸(Axis)(A2)を有することが好ましい。軸(A2)は、コテ先(30)が受け部(12)に組み入れられたはんだコテ(3)の長手軸(Axis)(A1)に対して、所定の角度(φ1)を有することが好ましい。第4の態様によれば、加熱用冶具(1、1A~1C)が他の部品と接触する等の干渉を防ぐことができる。具体的には、例えば、2つの加熱用冶具(1、1A~1C)を同時にコンセント(2)に接続する場合、2つの加熱用冶具(1、1A~1C)間における電気絶縁性の低下を抑制できる。
【0081】
第5の態様に係る加熱用冶具(1、1A~1C)は、第1の態様~第4の態様のいずれか1つにおいて、接触部(10、10A、10B)に電流を通電させる電気接続部(13)を、更に備えることが好ましい。第5の態様によれば、温度上昇に関する再現性をより高めることができる。
【0082】
第6の態様に係る加熱用冶具(1、1A~1C)に関して、第5の態様において、電気接続部(13)は、負荷(4)と電気的に接続されることが好ましい。第6の態様によれば、再現性をさらに高めることができる。
【0083】
第7の態様に係る加熱用冶具(1、1C)に関して、第1の態様~第6の態様のいずれか1つにおいて、第2接続部材(M2)は、コンセント(2)に接続されるプラグ(5)の栓刃(50)であることが好ましい。第7の態様によれば、コンセント(2)に起こる可能性のある温度上昇に関する再現性を高めて、検査の信頼性の向上を図ることができる。
【0084】
第8の態様に係る検査方法は、電流通電回路(500)上で互いに接触させて電流を通電させる金属製の第1接続部材(M1)及び第2接続部材(M2)において、第1接続部材(M1)の側に加熱を行うための加熱用冶具(1、1A~1C)を用いた方法である。検査方法は、第1ステップと、第2ステップと、を含む。第1ステップにて、加熱用冶具(1、1A~1C)における、第2接続部材(M2)を模した形状を有する金属製の接触部(10、10A、10B)を、第1接続部材(M1)に接触させる。第2ステップにて、加熱用冶具(1、1A~1C)における、接触部(10、10A、10B)と一体となって構成された加熱用のヒータ部(11、11A)からの熱により、第1接続部材(M1)を加熱させる。第8の態様によれば、温度上昇に関する再現性を高めて、検査の信頼性の向上を図ることができる検査方法を提供できる。
【0085】
第2~7の態様に係る構成については、加熱用冶具(1、1A~1C)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
【符号の説明】
【0086】
1、1A~1C 加熱用冶具
10、10A、10B 接触部
11、11A ヒータ部
12 受け部
13 電気接続部
500 電流通電回路
2 コンセント
3 はんだコテ
30 コテ先
4 負荷
5 プラグ
50 栓刃
A1 長手軸
A2 軸
H1 熱源
M1 第1接続部材
M2 第2接続部材
φ1 所定の角度
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10