JP2006292519A

JP2006292519A - タップコンセント

Info

Publication number: JP2006292519A
Application number: JP2005112585A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yoshida; 敦至吉田; Koji Mizuno; 浩司水野
Original assignee: Kawamura Electric Inc
Current assignee: Kawamura Electric Inc
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】水中に電気が漏れた状態で漏電に至らなくてもそれを検知し、漏れが発生した電気機器への通電を遮断することが可能なタップコンセントを提供する。
【解決手段】電荷を帯びた水を検出する電荷検出手段４と、電荷検出手段４の出力が所定の基準値を越えたら漏電発生と判断して遮断信号を出力する漏電検出回路６と、遮断信号を受けて電源出力部２を電源から遮断する遮断手段３とを有し、電荷検出手段４を、水が電荷を帯びることで電気抵抗が小さくなるようカーボン粉体をエポキシ樹脂で固化させたカーボン成形体とし、カーボン粉体８６％、エポキシ樹脂１４％で作成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、壁面コンセント等に接続して使用するタップコンセントに関し、特に漏電検知機能を備えたタップコンセントに関する。

従来、漏電が発生したら、その電路を電源から遮断するものとして漏電ブレーカが普及している（例えば、特許文献１参照）。また、漏電ブレーカによる遮断の場合、広範囲で電路を遮断するため、正常に動作している電気機器まで停止してしまうので、漏電が発生した機器のみ遮断動作するプラグ式の漏電遮断器がある（例えば、特許文献２参照）。
一方で、カーボン粉体を樹脂で固めたカーボン成形体は、電荷を帯びた水に浸すと電気抵抗が大きく減少することが知られている。

特開２００３−９３７８号公報特開平７−２５４３４５号公報

水槽用エアポンプ、水槽用蛍光灯、トイレのおしり洗浄装置、洗濯機等のように水を使用する電気機器は、水中において漏電が発生する危険がある。このような漏電は、水中に電気が漏れて水が電荷を帯び、その電荷を帯びた水が地面等の接地部位等に触れることで電気の通路が形成されて漏電電流が発生し、漏電となる。そして、漏電ブレーカやプラグ式の漏電遮断器はこの電流を検知して遮断動作する。
しかし、単に水が電荷を帯びただけで大地等へ電流が流れなければ漏電ブレーカ及びプラグ式漏電遮断器は動作しない。そのため、水が電荷を帯びた状態で漏電に至らない時に、知らずに人が水に触れると人体に電気が流れて感電事故に至ってしまう。
また、上記プラグ式の漏電遮断器の場合、電気機器のプラグに替えて電気機器に接続して使用するものであるため、汎用性が無く、個々の電気機器に夫々設けなければならなかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、水が電荷を帯びた状態で漏電に至らなくてもそれを検知することを可能とし、更に漏れに関連する電気機器への通電を遮断できるタップコンセントを提供することを目的とする。

上記課題を解決する為に、請求項１に記載の発明は、栓刃を有する電源入力部を一端に有し、少なくとも１つの受刃から成る電源出力部を他端に有するタップコンセントにおいて、水が電荷を帯びたらその状態を検出する電荷検出手段と、前記電荷検出手段の検出信号が所定の基準値を越えたら漏電発生と判断して漏電検出信号を出力する漏電検出回路とを有することを特徴とする。
この構成により、普段高抵抗状態にある電荷検出手段の抵抗値が低抵抗に変化するのを検出することで、漏電電流が流れなくても、水が電荷を帯びた状態、即ち電源に水が接触していることを検知できる。そのため、それを報知するようにすれば、異常発生を報知でき感電事故を防ぐことが可能となる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、漏電検出信号を受けて電源出力部を電源から遮断する遮断手段を有することを特徴とする。
この構成により、漏電電流が流れなくても、水が電荷を帯びた段階で漏電発生と判断してコンセント出力を停止するので、人が水に触れた際に発生する感電事故を防ぐことができる。また、関連する電気機器をこのタップコンセントに接続しておけば、１つのタップコンセントで関連する電気機器への通電を停止させることができるし、ブレーカを遮断動作させる訳ではないので無関係な機器まで停止させることが無い。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、電荷検出手段は、水が電荷を帯びたら電気抵抗が小さくなるようカーボン粉体を樹脂で固化して形成したカーボン成形体であり、漏電検出回路は、一部を水中に浸した前記カーボン成形体の電気抵抗の減少を検出して水が電荷を帯びたことを判断することを特徴とする。
この構成により、電荷検出手段を簡易な構造にでき低コストで作製できる。

本発明によれば、普段高抵抗状態にある電荷検出手段の抵抗値が低抵抗に変化するのを検出することで、漏電電流が流れなくても、水が電荷を帯びた状態、即ち電源に接触していることを検知でき、人が水に触れて感電することを防ぐことができる。
そして、漏電検知信号を受けて動作する遮断手段を設けることで、漏電電流が流れなくても、水が電荷を帯びた段階で漏電発生と判断してコンセント出力を停止でき、人が水に触れた際に発生する感電事故を未然に防ぐことができる。
また、電荷検出手段を低コストで作製できる。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るタップコンセントの一例を示す回路図であり、１は電源１０としてのコンセントに差し込む栓刃（図示せず）を有する電源入力部、２は受刃２ａで構成される電源出力部、３は電源出力部２を電源１０から遮断する遮断手段、４は電荷を帯びた水を検出する電荷検出手段、５は電荷検出手段４を接続する信号入力部、６は電荷検出手段４の出力を受けて漏電を検出する漏電検出回路、７は電源入力部１と電源出力部２との間の電路である。尚、これらの回路は栓刃を備えた図示しないプラグケースの中に組み込まれ、このプラグケースから電路７を構成する電源コード７ａが伸び、この電源コード７ａの先端に受刃２ａを備えたコンセントケースが装着されている。

遮断手段３は、電路７に設けられた開閉接点８と、この開閉接点８を開操作する引き外しコイル９とで構成され、引き外しコイル９は、漏電検出回路６の動作電流が通電される電源回路に直列に設けられている。

電荷検出手段４は、カーボン粉体をエポキシ樹脂で固化させて成形したカーボン成形体からなり、強度アップのためにガラスファイバを含有して図２に示すように円筒状に形成されている。図２において、１２がカーボン成形体であり、周囲はウレタン皮膜１３で覆われている。尚、電荷検出手段の寸法の一例を示すと直径２ｍｍ、長さ３０ｍｍであり、カーボン粉体とエポキシ樹脂の混合比は、例えばカーボン８６％、エポキシ樹脂１４％である。

このように形成されたカーボン成形体は、通常高抵抗状態にあり絶縁体としての物性を示すが、少なくとも一部が水中に浸され、且つその水が漏電等で電荷を帯びた状態となると、全体が低抵抗状態となり導電体となる。尚、表面を覆ったウレタン被膜１３は、カーボン成形体１２が通電状態にあっても露出して接触事故を防ぐために成されている。
そして、このカーボン成形体１２は、一端が水に浸るように設置され、他端にリード線４ａが接続される。リード線４ａは、金属製クリップ（図示せず）等の導電性を有する挟持部材に接続され、その挟持部材にカーボン成形体１２を挟持させて接続され、リード線４ａの先は漏電検出回路６の信号入力部５に接続される。

漏電検出回路６は、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗比で設定された所定の電流基準値を有し、カーボン成形体１２から出力された電流がその電流基準値を超えたら漏電発生と判断して遮断信号を出力する漏電判定回路１５と、遮断信号を受けて遮断手段３を駆動する遮断手段駆動回路１６と、各回路に電源を供給する電源回路１７とを有している。

このように構成されたタップコンセントは次のように動作する。電荷検出手段４が浸されている水が電荷を帯びると、電荷検出手段４の抵抗値が下がる。その結果、電荷発生の原因である電源の印加電圧に比例した電流が、電荷検出手段４を介して漏電検出回路６に流れ込む。この電流はフォトカプラ１９を介して電路７に流れ出て電源１０に戻るループを形成する。
このときフォトカプラ１９が電荷検出手段４から流れ込んだ電流によりオンして抵抗Ｒ１，Ｒ２に電圧降下が発生する。そして、中間の基準点Ｐの電位が遮断手段駆動回路１６に設けられたサイリスタ２０の駆動電圧に達したらサイリスタ２０が動作して、電源回路１７の出力電流が増大する。
その結果、電路７から漏電検出回路６に流れ込む電流が増大、即ち引き外しコイル９に流れる電流が増大して遮断手段３は遮断作動し、開閉接点８が開操作される。こうして、電源出力部２が電源１０から遮断される。

このように、普段高抵抗状態にある電荷検出手段の抵抗値が低抵抗に変化するのを検出することで、漏電電流が流れなくても、水が電荷を帯びた状態、即ち電源に水が接触していることを検知してコンセント出力を停止するので、人が水に触れた際に発生する感電事故を未然に防ぐことができる。
また、関連する電気機器をこのタップコンセントに接続しておけば、１つのタップコンセントで関連する電気機器への通電を停止させることができるし、ブレーカを遮断動作させる訳ではないので無関係な機器まで停止させることが無い。
更に、電荷検出手段はカーボン粉体をエポキシ樹脂で固めるだけなので簡易な構成で済み、低コストで作製できる。

尚、上記実施形態は、水が電荷を帯びたら電路を遮断するよう構成しているが、遮断せずに単に警報を発するように構成しても良く、異常発生を報知するだけでも感電事故を防ぐことが可能となる。
また、電荷検出手段は、筒状に成形したカーボン成形体を使用しているが、筒状でなくても良く、例えば板状であってもまた単純な棒状であっても良い。

本発明に係るタップコンセントの実施形態の一例を示す回路図である。電荷検出手段の外観図である。

符号の説明

１・・電源入力部、２・・電源出力部、３・・遮断手段、４・・電荷検出手段、６・・漏電検出回路、１２・・カーボン成形体、１５・・漏電判定回路。

Claims

栓刃を有する電源入力部を一端に有し、少なくとも１つの受刃から成る電源出力部を他端に有するタップコンセントにおいて、
水が電荷を帯びたらその状態を検出する電荷検出手段と、前記電荷検出手段の検出信号が所定の基準値を越えたら漏電発生と判断して漏電検出信号を出力する漏電検出回路とを有することを特徴とするタップコンセント。
漏電検出信号を受けて電源出力部を電源から遮断する遮断手段を有する請求項１記載のタップコンセント。
電荷検出手段は、水が電荷を帯びたら電気抵抗が小さくなるようカーボン粉体を樹脂で固化して形成したカーボン成形体であり、
漏電検出回路は、一部を水中に浸した前記カーボン成形体の電気抵抗の減少を検出して水が電荷を帯びたことを判断する請求項１又は２記載のタップコンセント。