JP2012194104A

JP2012194104A - 漏電検出器

Info

Publication number: JP2012194104A
Application number: JP2011059210A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Honjo; 可卓本庄; Shuji Soda; 周二曽田
Original assignee: Hasegawa Electric Co Ltd
Current assignee: Hasegawa Electric Co Ltd
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-10-11

Abstract

【課題】車両のメンテナンス時や車両事故現場におけるレスキュー時に、高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間での漏電状態を検出する簡易な漏電検出器を提供する。
【解決手段】車両に搭載された高圧バッテリーユニットと車両のシャーシとの間の絶縁抵抗の低下により発生する漏電状態を検出する携帯型の器体１０を備えた漏電検出器であって、器体１０に着脱自在に取り付けられ、車両のシャーシに接触させる接地用プローブ１４と、器体１０の先端に設けられ、高圧バッテリーユニットに接触させる検知子１５と、器体１０に内蔵され、絶縁抵抗の低下により流れる漏電電流で発生する電圧を検出する検知回路部とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車などに搭載された高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間の絶縁抵抗の低下により発生する漏電状態を検出する漏電検出器に関する。

近年、地球温暖化などの環境問題から、内燃機関を搭載したガソリン自動車に代わるものとして、モータ駆動用として高圧バッテリーユニットを搭載したハイブリッド車や電気自動車が開発されている。これらハイブリッド車や電気自動車では、高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間で絶縁抵抗が所定値を保持するように、高圧バッテリーユニットが車両シャーシに対してフローティング状態で搭載されている。

しかしながら、経年劣化や事故などで、高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間の絶縁抵抗が低下して漏電状態が発生すると、高圧バッテリーユニットの電圧低下により車両の走行に支障を来たすばかりでなく、車両シャーシに触れて感電する危険性もある。そのため、高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間の絶縁抵抗の低下により発生する漏電状態を検出する漏電検出器が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２１８５６９号公報

ところで、前述した特許文献１に開示された漏電検出器は、ハイブリッド車や電気自動車などの車両に搭載されたものである。一方、車両のメンテナンス時や、車両事故現場におけるレスキュー時に、感電防止を目的として作業上の安全性を確保するため、高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間の絶縁抵抗が低下して漏電状態が発生しているか否かを判定する必要がある。

しかしながら、特許文献１に開示された漏電検出器が、ハイブリッド車や電気自動車などの車両に搭載されたものであることから、車両のメンテナンス時や、車両事故現場におけるレスキュー時に、この漏電検出器により、高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間の絶縁抵抗の低下により発生する漏電状態を検出することが困難であった。

そこで、本発明は、前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、車両のメンテナンス時や車両事故現場におけるレスキュー時に、高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間での漏電状態を検出し得る簡易な漏電検出器を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、車両に搭載された高圧バッテリーユニットと車両のシャーシとの間の絶縁抵抗の低下により発生する漏電状態を検出する携帯型の器体を備えた漏電検出器であって、器体に着脱自在に取り付けられ、車両のシャーシに接触させる接地用プローブと、器体の先端に設けられ、高圧バッテリーユニットに接触させる検知子と、器体に内蔵され、絶縁抵抗の低下により流れる漏電電流で発生する電圧を検出する検知回路部とを具備したことを特徴とする。

本発明では、携帯型の器体を備えていることから、車両のメンテナンス時や車両事故現場におけるレスキュー時に、感電防止を目的として作業上の安全性を確保するため、作業者が、高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間での漏電状態を簡易に検出することができ、次のメンテナンス作業やレスキュー作業へ速やかに移行することが可能となる。

この漏電検出器を使用するに際しては、器体の先端に設けられた検知子を高圧バッテリーユニットに接触させると共に、器体に着脱自在に取り付けられた接地用プローブを車両シャーシに接触させる。この状態で、高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間の絶縁抵抗の低下により漏電状態が発生していると、高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間で漏電検出器により形成された閉回路に漏電電流が流れる。この漏電電流が流れることにより発生する電圧を検知回路部で検出することにより、漏電状態の発生を判定することができる。

本発明における検知子は、５０ｋΩ〜５００ｋΩの内部抵抗を有することが望ましい。このようにすれば、漏電電流が流れることにより発生する電圧（５０Ｖ程度）を閾値として設定すると、作業者が車両シャーシに触れた時にその作業者に流れる漏電電流が０．１ｍＡ〜１ｍＡとなる。この値の漏電電流を作業者が体感しない上限として漏電状態の発生を判定することで、この値よりも大きな漏電電流が流れた場合に感電することを未然に防止して作業上の安全性を確保する。

本発明を適用する車両としては、ハイブリッド車あるいは電気自動車のいずれかが好適である。ハイブリッド車や電気自動車は、２００〜３００Ｖ程度の高圧バッテリーユニットを搭載していることから、車両のメンテナンス時や車両事故現場におけるレスキュー時に、感電防止を目的として作業上の安全性を確保するため、高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間での漏電状態を検出する作業を必要とする。

本発明における接地用プローブは、その基端部が器体内で巻回状態に収容されたリード線の先端に取り付けられて器体に着脱自在に係止され、先端部が器体に形成された凹部に着脱自在に係止状態で格納されている構造が望ましい。このような構造とすれば、漏電検出作業の開始時には、接地用プローブを器体から取り外して車両シャーシに接触させ、漏電検出作業が終了すれば、その接地用プローブを器体に格納することができ、接地用プローブの取り扱い性が向上する。

本発明における検知子は、器体の先端に突設されて尖端棒状をなし、検知子を囲撓する筒状体を段階的に突出可能に器体に取り付けた構造が望ましい。このように尖端棒状の検知子を囲撓する筒状体を突出可能に器体に取り付ければ、漏電検出器を携行する際に、検知子の全体を筒状体で囲撓することにより安全性を確保することができる。また、この筒状体の突出状態を段階的にすれば、検知子の基端を部分的に囲撓することができるので、近接する端子との短絡など、周辺機器との干渉を未然に防止することができる。

本発明によれば、車両に搭載された高圧バッテリーユニットと車両のシャーシとの間の絶縁抵抗の低下により発生する漏電状態を検出する携帯型の器体を備え、器体に着脱自在に取り付けられ、車両のシャーシに接触させる接地用プローブと、器体の先端に設けられ、高圧バッテリーユニットに接触させる検知子と、器体に内蔵され、絶縁抵抗の低下により流れる漏電電流で発生する電圧を検出する検知回路部とを具備したことにより、車両のメンテナンス時や車両事故現場におけるレスキュー時に、感電防止を目的として作業上の安全性を確保するため、作業者が、高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間での漏電状態を簡易に検出することができ、次のメンテナンス作業やレスキュー作業へ速やかに移行することが可能となる。

本発明に係る漏電検出器の実施形態で、（Ａ）は背面図、（Ｂ）は上面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は下面図である。図１の漏電検出器の内部回路構成図である。図１の漏電検出器の使用状態を示す正面図である。図１の漏電検出器の使用状態で、高圧バッテリーユニットおよび車両シャーシに対する漏電検出器の接続状態を示す回路図である。図１の漏電検出器における筒状体の構造で、（Ａ）は筒状体を後退させて検知子の全体を露呈させた状態を示す部分断面図、（Ｂ）は筒状体から検知子の先端のみを露呈させた状態を示す部分断面図、（Ｃ）は筒状体で検知子全体を囲撓した状態を示す部分断面図である。図１（Ｃ）の漏電検出器で、（Ａ）は筒状体から検知子の先端のみを露呈させた状態を示す正面図、（Ｂ）は筒状体で検知子全体を囲撓した状態を示す正面図である。

本発明に係る漏電検出器の実施形態を、図面を参照しながら以下に詳述する。なお、図１は漏電検出器の外観を示し、図２は漏電検出器の内部回路構成を示す。

この実施形態における漏電検出器は、図１（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、ハイブリッド車や電気自動車（ＥＶ車）などの車両に搭載された高圧バッテリーユニットと車両のシャーシとの間の絶縁抵抗の低下により発生する漏電状態を検出する携帯型の器体１０を備えている。この器体１０は、作業者が把持し易いように基端部１１から先端部１２に向けて先細り形状をなす樹脂製のものであり、ポケットなどに収納して携行できる大きさを有する。なお、ポケットなどに収納して携行し易いように、器体１０の基端部１１にクリップ１３が設けられている。

この漏電検出器は、器体１０に着脱自在に取り付けられ、車両のシャーシに接触させる接地用プローブ１４と、器体１０の先端に設けられ、高圧バッテリーユニットに接触させる検知子１５と、器体１０に内蔵され、絶縁抵抗の低下により流れる漏電電流で発生する電圧を検出して漏電状態を報知する検知回路部１６とを具備している。

接地用プローブ１４は、棒状の把持部１７とその把持部１７の先端に設けられた導電性の接触子１８とで構成され、接触子１８は、把持部１７の基端から導出されたリード線１９により、器体１０に内蔵された検出回路部１６と電気的に接続されている。この接地用プローブ１４の把持部１７の基端部は、器体１０の基端部１１に形成された凹部２０に係止可能な構造でもって着脱自在に収容されている。また、器体１０の先端部１２に突起部２１が配設され、接地用プローブ１４の把持部１７の先端の接触子１８は、器体１０の突起部２１に形成された凹部２２に係止可能な構造でもって着脱自在に格納されている。これにより、接地用プローブ１４の先端部の接触子１８に過度のストレスが加わらないようにしている。

この接地用プローブ１４の把持部１７の基端部から導出されたリード線１９は、器体１０の基端部１１に形成された凹溝２３に収容されて器体１０の内部に導入され、その器体１０の基端部１１の内部で巻回された状態で収容されている。漏電検出器の使用に際しては、接地用プローブ１４を器体１０から取り外してリード線１９を引き出し、その漏電検出器の使用後、引き出されたリード線１９は、器体１０の基端部１１の背面側に設けられた円盤２４を図１（Ａ）の矢印方向に回転させることにより巻き取られる。この円盤２４には、手動での巻取りが容易なように指を嵌め込むための凹部２５が形成されている。

検知子１５は、器体１０の先端部１２に突設されて尖端棒状をなす導電性のもので、５０ｋΩ〜５００ｋΩの内部抵抗２６を有する（図２参照）。このようにすれば、漏電電流が流れることにより発生する電圧（５０Ｖ程度）を閾値として設定すると、作業者が車両シャーシに触れた時にその作業者に流れる漏電電流が０．１ｍＡ〜１ｍＡとなる。この値の漏電電流を作業者が体感しない上限として漏電状態の発生を判定することで、この値よりも大きな漏電電流が流れた場合に作業者が漏電電流を体感する状態（感電状態）が生じることを未然に防止して作業上の安全性を確保する。なお、この内部抵抗２６が５０ｋΩよりも小さいと、作業者が体感するような大きな漏電電流が流れても検出することが困難となる。逆に、内部抵抗２６が５００ｋΩよりも大きいと、作業者が体感しないような小さな漏電電流が流れた場合でも検出することになってしまう。

検知回路部１６は、図２に示すように、検知子１５がその内部抵抗２６を介して電気的に接続されたレベル検出回路２７、断続音発生回路２８、音響発振回路２９および電池電圧検出回路３０を構成する電子部品が実装された配線基板（図示せず）を有する。この検知回路部１６は、配線基板上の実装回路部品の他、発光ダイオード３１、ブザー３２、テスト用押しボタンスイッチ３３および電池３４を具備する。なお、前述の接地用プローブ１４は、レベル検出回路２７から電気的に導出されている。また、図１中の符号４４は、前述の発光ダイオード３１が配置された表示部（ランプカバー）である。

この検知回路部１６では、電池３４による電源電圧でもってレベル検出回路２７、断続音発生回路２８および音響発振回路２９を駆動し、検知子１５から接地用プローブ１４に向けて漏電電流が流れると、その漏電電流が流れることにより発生する電圧をレベル検出回路２７により検出し、そのレベル検出回路２７の出力により断続音発生回路２８を介して音響発振回路２９の出力でもって発光ダイオード３１を断続的に発光させると共にブザー３２を断続的に発音させることにより漏電状態を報知する。なお、テスト用押しボタンスイッチ３３を押せば、電池電圧検出回路３０により検知回路部１６の動作確認が可能となっている。

ハイブリッド車や電気自動車は、２００〜３００Ｖ程度の高圧バッテリーユニットを搭載していることから、車両のメンテナンス時や車両事故現場におけるレスキュー時に、感電防止を目的として作業上の安全性を確保するため、高圧バッテリーユニットと車両シャーシとの間での漏電状態を検出する作業を必要とする。

この実施形態の漏電検出器では、携帯型の器体１０を備えていることから、車両のメンテナンス時や車両事故現場におけるレスキュー時に、作業者が、車両に搭載された高圧バッテリーユニットとその車両のシャーシとの間での漏電状態を簡易に検出することができ、次のメンテナンス作業やレスキュー作業へ速やかに移行することが可能となる。

この漏電検出器を使用するに際しては、まず、図３に示すように接地用プローブ１４の把持部１７の基端部を器体１０の基端部１１の凹部２０から抜脱すると共に、接地用プローブ１４の接触子１８を器体１０の先端部１２の突起部２１の凹部２２から抜脱することにより、接地用プローブ１４を器体１０から取り外してその器体１０からリード線１９を引き出す。

この状態で、図４に示すように、器体１０の先端部１２の検知子１５を高圧バッテリーユニット３５に接触させると共に、器体１０から取り外された接地用プローブ１４の接触子１８を車両シャーシ３６に接触させる。ここで、ハイブリッド車や電気自動車では、高圧バッテリーユニット３５と車両シャーシ３６との間で絶縁抵抗３７が所定値を保持するように、高圧バッテリーユニット３５が車両シャーシ３６に対してフローティング状態で搭載されている。

しかしながら、経年劣化や事故などで、高圧バッテリーユニット３５と車両シャーシ３６との間の絶縁抵抗３７が低下して漏電状態が発生していると、高圧バッテリーユニット３５と車両シャーシ３６との間で漏電検出器により形成された閉回路に漏電電流ｉが流れる。この漏電電流ｉが流れることにより発生する電圧をレベル検出回路２７により検出し、そのレベル検出回路２７の出力により断続音発生回路２８を介して音響発振回路２９の出力でもって発光ダイオード３１が断続的に発光すると共にブザー３２が断続的に発音する（図２参照）。

このようにして検知回路部１６で検出することにより、漏電状態の発生を作業者に報知することができる。その結果、車両のメンテナンス時や車両事故現場におけるレスキュー時に、感電防止を目的として作業上の安全性を確保することができる。

図４に示すように、高圧バッテリーユニット３５の直流回路のプラス側に漏電検出器の検知子１５を接触させた状態で、高圧バッテリーユニット３５と車両シャーシ３６との間の絶縁抵抗３７の低下により漏電状態が発生した場合、絶縁抵抗３７が低下して漏電状態が発生している箇所が高圧バッテリーユニット３５の直流回路のマイナス側であると判別できる。このように、漏電検出器の検知子１５を高圧バッテリーユニット３５の直流回路の一方の極側に接触させた時に、漏電電流ｉが流れた場合、高圧バッテリーユニット３５の直流回路の他方の反対極側で漏電状態が発生していることが判別できる。

なお、車両のメンテナンス時や車両事故現場におけるレスキュー時に、高圧バッテリーユニット３５に検知子１５を接触させると共に車両のシャーシ３６に接地用プローブ１４の接触子１８を接触させた状態で、高圧バッテリーユニット３５と車両シャーシ３６との間の絶縁抵抗３７の低下により漏電状態が発生していると、電池３８を切り離して停電状態とした場合、この実施形態の漏電検出器では、５０ｋΩ〜５００ｋΩ程度の小さな内部抵抗２６（通常の検電器の場合は、数ＭΩ〜数十ＭΩの内部抵抗）を有することから、高圧バッテリーユニット３５の負荷３９に蓄積された残留電荷が速やかに放電し、その放電時間の短縮化が容易となる。その結果、次のメンテナンス作業やレスキュー作業へより一層速やかに移行することが可能となる。

この漏電検出器における接地用プローブ１４は、その把持部１７の基端部が器体１０内で巻回状態に収容されたリード線１９の先端に取り付けられて器体１０の基端部１１の凹部２０に係止可能な構造でもって着脱自在に収容され、先端部が器体１０の突起部２１に形成された凹部２２に係止可能な構造でもって着脱自在に格納されている構造としている。これにより、漏電検出作業の開始時には、接地用プローブ１４を器体１０から取り外してリード線１９を引き出して車両シャーシ３６に接触させ、漏電検出作業が終了すれば、リード線１９を巻き取って接地用プローブ１４を器体１０に格納することができ、接地用プローブ１４の取り扱い性が向上する。

また、漏電検出器では、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、尖端棒状の検知子１５を囲撓する筒状体４０を段階的に突出可能に器体１０の先端部１２に取り付けた構造としている。この筒状体４０の基端には操作部４１が一体的に形成され、その操作部４１が器体１０の中央部の先端寄り部位にスライド自在に配設されている。この操作部４１の一部にストッパ４２が突設され、そのストッパ４２が嵌まり込む凹部４３を筒状体４０の突出方向に沿って三箇所に形成している。このストッパ４２が三箇所の凹部４３のいずれかに嵌まり込むことにより、筒状体４０をその三箇所で位置規制することが可能となり、筒状体４０を段階的（三段階）に突出可能な構造としている。

つまり、図５（Ａ）に示すように操作部４１を手前位置にすれば、筒状体４０が最も後退した位置になって検知子１５の全体が露呈した状態となり〔図１（Ｃ）参照〕、その検知子１５を高圧バッテリーユニット３５に接触させることができる使用状態となる。また、図５（Ｂ）に示すように操作部４１をスライドさせて中央位置にすれば、筒状体４０の先端が突出した位置になって検知子１５の基端側が筒状体４０で囲撓されて検知子１５の先端のみが露呈した状態となり〔図６（Ａ）参照〕、近接する端子との短絡など、周辺機器との干渉を未然に防止することができる。さらに、図５（Ｃ）に示すように操作部４１をさらにスライドさせて先端位置にすれば、筒状体４０が最も突出した位置になって検知子１５の全体を筒状体４０で囲撓した状態となり〔図６（Ｂ）参照〕、漏電検出器をポケット等に収容した状態で携行する際の安全性が確保できる。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１０器体
１４接地用プローブ
１５検知子
１６検知回路部
１９リード線
２２凹部
２６内部抵抗
３５高圧バッテリーユニット
３６シャーシ
３７絶縁抵抗
４０筒状体

Claims

車両に搭載された高圧バッテリーユニットと前記車両のシャーシとの間の絶縁抵抗の低下により発生する漏電状態を検出する携帯型の器体を備えた漏電検出器であって、前記器体に着脱自在に取り付けられ、前記車両のシャーシに接触させる接地用プローブと、前記器体の先端に設けられ、高圧バッテリーユニットに接触させる検知子と、前記器体に内蔵され、前記絶縁抵抗の低下により流れる漏電電流で発生する電圧を検出する検知回路部とを具備したことを特徴とする携帯型漏電検出器。
前記検知子は、５０ｋΩ〜５００ｋΩの内部抵抗を有する請求項１に記載の携帯型漏電検出器。
前記車両は、ハイブリッド車あるいは電気自動車のうちから選択される一つである請求項１又は２に記載の携帯型漏電検出器。
前記接地用プローブは、その基端部が器体内で巻回状態に収容されたリード線の先端に取り付けられて器体に着脱自在に係止され、先端部が器体に形成された凹部に着脱自在に係止状態で格納されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の携帯型漏電検出器。
前記検知子は、器体の先端に突設されて尖端棒状をなし、前記検知子を囲撓する筒状体を段階的に突出可能に器体に取り付けた請求項１〜４のいずれか一項に記載の携帯型漏電検出器。