JP2014053311A - 電気機械器具等の電源供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置より電源側において停電した後の復電のみならず，装置より負荷側において装置と電動工具の電源接続が一旦外れた後に再度接続が回復した場合でも，電動工具の電源スイッチが入れられている場合には電源を供給しないようにする電気機械器具等の電源供給装置を提供する。
【解決手段】電気機械器具等の負荷５の電源線を接続して電源を供給するための装置であって，主回路を開閉する接点３０１と，該接点の引き外し手段と，主回路の電流検出手段３０３と，停電からの復電検出手段３０４と，装置と負荷の電源接続検出手段３０５と，接点引き外し判定手段３０６とを備え，判定手段は前記復電検出手段の検出を起点として，電流検出手段が電流を検出しない状態から電流を検出する状態に移行した場合は接点を引き外し付勢せず，復電検出時に電流を検出した場合は引き外し手段により接点を引き外し付勢する。
【選択図】図１

Description

本発明は，電動工具のような電気機械器具等の電源を供給するための装置であって，負荷と電源の間に接続して用いる装置に関する。

電動工具には，ドリルやグラインダー，ノコ，カンナなど電動で刃先が動くものが多く，刃先を安全カバーで覆うなど工具自体で安全性に配慮してある。しかし電動工具は可搬型である場合が多く，使用中に該電動工具の電源線が引っ張られるなどして電源プラグがコンセントから抜けてしまい動作が停止することや，電動工具の消費電流の関係で電源を供給する分電盤内の遮断器が動作することにより電源供給が止まり動作が停止することがある。その際は工具自体の電源スイッチを一旦切りにしたうえでコンセントに差しなおしたり遮断器を投入すれば問題ないが，あわてて電動工具の電源スイッチを入れたまま，コンセントにプラグを差しなおしたり，遮断器を投入してしまうことがある。

このような場合，作業者の注意は工具そのものから電源プラグや遮断器の操作に移っており，電源プラグを差しなおしたり，再度電源が供給されて再び電動工具が動き出したときの安全性には注意が払われておらず，いきなり工具が動き出して身体や器物が損傷する場合があり非常に危険である。

このような危険性を回避するため，文献１のようなものが公知である。文献１に示す装置は，装置より電源側で停電となり復電した直後の所定時間内に電路の電流を検出した場合には電路を遮断するようにしたものである。しかしながら，特許文献１に示す装置は，装置より電源側が復電した直後の所定時間内に電路電流を検知した場合に電路を遮断するようにしているから，装置より負荷側で電動工具と装置の電源接続が外れた場合は考慮されていない。より具体的には，文献１の装置はコードリール組み込んで使用することを想定しているが，コードリールのコンセントと電動工具のプラグが外れたような場合は考慮されていない。

また，電動工具の絶縁が劣化した場合，漏電を生じるおそれがあり，そのまま使用すると作業者が感電する場合がある。電路に漏電が発生した場合には，通常，電動工具を接続するコンセント上流に設けられている漏電遮断器が動作することにより電気事故を防止するが，電路上流の漏電遮断器が動作することにより，該当する電路全体が停電してしまうこととなる。このため，他の作業中の電動工具への給電停止や，照明への給電停止により思わぬ弊害が生ずる場合がある。

特開２００６−１５６１０３号公報

そこで本件発明は， 装置より電源側において停電した後の復電のみならず，装置より負荷側において装置と電動工具の電源接続が一旦外れた後に再度接続が回復した場合でも，電動工具の電源スイッチが入れられている場合や，電動工具の絶縁が劣化し漏電を生じた場合には電源を供給しないようにする電気機械器具等の電源供給装置を提供しようとするものである。

そのため請求項１では，電気機械器具等の負荷の電源線を接続して電源を供給するための装置であって，主回路を開閉する接点と，該接点の引き外し手段と，主回路の電流検出手段と，停電からの復電検出手段と，装置と負荷の電源接続検出手段と，接点引き外し判定手段とを備え，判定手段は前記復電検出手段の検出を起点として，電流検出手段が電流を検出しない状態から電流を検出する状態に移行した場合は接点を引き外し付勢せず，復電検出時に電流を検出した場合は引き外し手段により接点を引き外し付勢することを特徴とする電気機械器具等の電源供給装置を提供している。

本件の発明によれば，装置より電源側において停電になった後の復電，あるいは装置より負荷側において電源接続が一旦外れた後に再度接続されて電源供給が回復した場合に，負荷である電気機械器具の電源スイッチが入れられている場合は主回路電路を遮断するので，万一電気機械器具の電源スイッチが入れられているまま復電あるいは電源の再接続が行われても，負荷が駆動されず安全である。

本件発明の請求項１の実施例の図。 復電検出手段の詳細例の図。 接続検出手段の第一の詳細例の図。 接続検出手段の第二の詳細例の図。 復電検出あるいは接続検出と電流検出のタイミングチャート。 本件発明の請求項２の実施例の図。 本件発明の請求項３の実施例の図。

次に本件発明を図面により詳細に説明する。図１は一実施例の図である。図において１は商用電源，２は装置より電源側の電源接続手段，３は本件発明請求項１の電源供給装置，４は装置より負荷側の電源接続手段，５は電動工具など電気機械器具である。電源接続手段２，４は例えばコンセントとプラグのような差込接続器のようなものでもよく，ナイフスイッチや回路遮断器や電磁接触器のようなものでもよい。３０１は主回路の接点で電磁コイル３０２が通電されたときに開くｂ接点あるいは，回路遮断器のような手動投入装置を有し電磁コイルにより引き外されるような接点である。３０３は主回路に流れる電流の検出手段，３０４は線路間の復電検出手段で，線路間の電圧がない状態からある状態に移行した場合に出力を発生するよう構成されている。３０５は電源接続手段４の接続検出手段，３０６は判定手段である。

前述の３０６の判定手段は，次のように働く。３０４の復電検出手段が電圧のない状態からある状態への移行を検出した場合，あるいは再接続検出手段３０５が接続手段４の外れた状態から接続への移行を検出した場合で，同時に電流検出手段３０３が電流を検出した場合，電磁コイル３０２を駆動して接点３０１を引き外すように働く。復電あるいは，電源接続手段の接続を検出したとき電流検出手段３０３が電流を検出していない場合，あるいは電流を検出していない状態から電流を検出する状態に移行した場合は電磁コイル３０２を駆動しないように働く。

以上の図１に示す装置において，まず２と４の接続手段が電気的に接続していて，負荷５の電源スイッチ５０１が切の場合について説明する。この場合，電源電圧は負荷５に供給され続けており，４の接続状態も変化がないので，復電検出手段３０４と接続検出手段３０５からのトリガーはなく，判定手段３０６は機能しないので，電磁コイル３０２は駆動されず電源は供給され続ける。この状態から負荷５の電源スイッチ５０１を入にした場合，電流検出手段３０３は電流を検出するが，復電検出手段３０４，接続検出手段３０５は引き続き状態に変化はないのでトリガーは発生せず，電磁コイル３０２は駆動されず，負荷５には電源電圧が供給される。

次に電源スイッチ５０１が入のまま，電源接続手段２の電気接続が外れ接続が復旧した場合について説明する。この場合，商用電源１側が停電した後に復電した場合も同じである。電源接続手段２の電気接続が外れると，一旦復電検出手段３０４，判定手段３０６は電源供給がなくなりリセットされるが，接点３０１は入のままである。その後，２の接続が復旧したとき，復電検出手段３０４は復電を検出するとともに，スイッチ５０１は入状態であるので，電流検出手段３０３は復電検出手段３０４の復電検出と同時に電流を検出するので，判定手段３０６が電磁コイル３０２を駆動し，接点３０１を引き外し，負荷５への給電は停止される。

その後，一度電源スイッチ５０１が切にされ，接点３０１を入り操作すると，復電検出手段３０４が復電を検出し，電流検出手段３０３の出力を判定手段３０６が判定するが，今度は電流検出手段３０３が電流を検出しないので，電磁コイル３０２は駆動されず，接点３０１は切にならない。さらにその後電源スイッチ５０１を入りとした場合，一旦電流が無い状態を経ているので，判定手段３０６は電磁コイル３０２を駆動せず，電源は負荷５に供給を継続され負荷が起動する。

なお，接点３０１の入動作については，接点が機械的手動投入装置を有するものはその手動投入により，接点３０１がｂ接点による電磁継電器によるものは，電源接続手段２の接続を一旦切ることにより接点が入りにリセットするように構成されるか，リセットスイッチなどを電磁コイルの駆動回路に設けるように構成されている。

次に，電源スイッチ５０１が入のまま，接続手段４の接続が一旦切れて，再度接続された場合の動作について説明する。接続手段４の接続が一端切れた後に再度接続されると，接続検出手段３０５が接続を検出し，判定手段３０６は電流検出手段３０３による電流の判定を行うが，電源スイッチ５０１は入りであるので，再接続と同時に電流が流れ始め，電流検出手段３０３は電流を検出するから，電磁コイル３０２が駆動され，接点３０１が引き外され，負荷５への給電が停止される。その後，一度電源スイッチ５０１が切にされ，接点３０１を再投入すると，判定手段３０６の復電時の判定により復電検出手段３０４のトリガーはかかるが，電流検出手段３０３は電流を検出しないので電磁コイル３０２は駆動されることなく，負荷５への電源供給が継続され，その後電源スイッチ５０１を入りにすることにより負荷５が起動する。その際，復電検出手段３０４と接続検出手段３０５のトリガーはかからないので，接点３０１は引き外されることはない。

次に復電検出手段３０４と接続検出手段３０５の詳細について説明する。図２は復電検出手段の一実施例である。図２（ａ）において，３０４１は整流素子，３０４２，３０４３は抵抗，３０４４はコンデンサ，３０４５は復電判定手段である。（ｂ）はコンデンサ３０４４の両端の電圧を示す波形である。図３の（ａ）の回路は次のように動作する。電源が接続されている状態では，コンデンサ３０４４は整流素子３０４１で整流された極性で，抵抗３０４２と３０４３で分圧された電圧（図３（ｂ）の（イ）の電圧レベル）に充電されている。ここで，復電検出手段より電源側で停電が発生すると，コンデンサ３０４４に充電された電荷は抵抗３０４３を通じて放電され，（ｂ）の（ハ）のように電圧が低下して行き，（ロ）のように零になる。次に復電すると（ニ）のように充電されて行くが，復電判定手段３０４５は（ｂ）の（ホ）のレベルまでの立ち上がり電圧を検出したとき出力を発生するようにする。

あるいは，図１において，判定手段３０６そのものが復電時に起動され，起動時に必ず電流検出手段３０３の出力を確認するようにしてもよい。

次に接続検出手段３０５の詳細について説明する。図３と図４は夫々接続検出手段の詳細例である。図３において，６，６’は装置側に設けられたコンセントの受け刃，７，７’は負荷側のプラグの刃である。３０５１は受け刃６，６’とは別にプラグ刃７，７’に接触する接触子であり，プラグ刃７，７’間に電圧が印加されたことを接続検出回路３０５２が判定するようにしている。

図４は別の接続検出手段の一例である。図において，６，６’はコンセント受け刃，７，７’はプラグ刃であり，６０１はコンセントのプラグ対峙面，７０１はプラグのコンセント対峙面である。３０５３は，接点３０５の連動バーであって，コンセントのプラグ対峙面に設置され，プラグがコンセントに差し込まれ，プラグのコンセント対峙面７０１がコンセントのプラグ対峙面６０１に略接触した際に接点３０５が閉じる構成としている。接点３０５が閉じたことを判定手段３０５はトリガーとして電流検出手段３０３の電流の有無を確認するよう働く。

接続検出手段３０５の他の例として，コンセントとプラグの接続を機械的に位置検出して接続検出回路３０５２が判定する構造の他，電気信号を出力するセンサーで位置検出して信号の有無で，接続検出回路３０５２が判定する構造として，発光部と受光部を対として対向させた光センサーを設け，プラグ刃が発光部から発される光を遮ることで，受光部が受光できなくなったときに，センサーと接続された接続検出回路３０５２が判定する構造としてもよい。

また，発光部と受光部を常には発光部からの光が受光部に入射できないように並べて光センサーを設け，プラグが差込まれたときには，発光部からの光をプラグ刃が反射して受光部に入射され，センサーと接続された接続検出回路３０５２が判定する構造としてもよい。この場合は，発光部と受光部を対向させる必要がない分，光センサーの設置スペースが縮小でき省スペース化を図ることができる。

また，本電源供給装置の実施態様として，壁内に収められるケースと，該ケースに設けられる電源線引込み孔と，ケースの一方に壁外に取付けられる取付け枠と，前記電源線引込み孔から電源線を引込み取付ける端子台と，負荷電源を接続するコンセントと，該コンセントを除いて取付け枠の前面を覆う化粧カバーとを備えた埋込みコンセント内に本電源供給装置を設けて構成してもよい。

この場合，本電源供給装置より電源側の電源接続手段を端子台で構成して，該端子台には壁内に引き回された分岐ブレーカからの電源線を接続する。また，負荷側の電源接続端子は，負荷電源のプラグの刃を接続する刃受けで構成する。

図５は，復電検出手段３０４，接続検出手段３０５の出力と，電流検出手段３０３の出力の状態における判定手段３０６の判定を説明するタイミングチャートであり，（ａ）（ｂ）の夫々の方法がある。（ａ）（ｂ）の各方法において（イ）は復電あるいは接続の検出出力，（ロ）は電流検出手段の出力である。

（ａ）の方法は，検出出力（イ）の立ち上がり時に，（ロ）の電流検出出力があるかないかを判定する方法で，Ａのように（イ）の立ち上がり時に出力（ロ）があれば，電磁コイル３０２を駆動するが，Ｂのように（イ）の立ち上がり時に出力（ロ）がなくその後に電流検出出力が立ち上がっても電磁コイル３０２を駆動しないようにする。この方法では，検出出力（イ）は検出の立ち上がりから任意の時間だけ継続するようにしてそれ以降は出力がなくなるようにしてもよいし，停電あるいは４の接続が外れるまで出力が継続してもよい。この場合，（イ）側の検出出力は（ロ）側の検出出力よりやや遅く立ち上がるようなタイミングで回路を構成する必要がある。

（ｂ）の方法は，検出出力（イ）が立ち上がって，任意の一定時間ｔの間に（ロ）の検出出力があるかどうかを判定する方法で，（ロ）の検出出力がＡのように時間ｔ内に発生すれば電磁コイル３０２を駆動させ，Ｂのように時間ｔより遅れて（ロ）の検出出力が立ち上がった場合は電磁コイル３０２は駆動しない。この場合，（イ）の検出装置の立ち上がり信号は検出後時間ｔだけ発生させ，判定手段３０６は（イ）の出力がある間に（ロ）の検出出力があるかないかを判断するようにしてもよいし，（イ）の検出装置の出力信号は，停電あるいは４の接続が外れるまで継続するようにして判定手段３０６が（イ）の出力発生後一定時間ｔの間だけ（ロ）の出力があるかどうかを判定するようにしてもよい。

図６は他のの実施例である。図では図１と機能が異なるところのみ符号を変えてあり，それは復電検出手段３０７の部分である。図８の実施例では，復電検出手段３０７は停電からの復電を検出した都度，電流検出手段３０３の出力の有無に係わらず接点３０１が開となるよう電磁コイル３０２を駆動するようにしていることである。引き外された接点３０１は図示しない手動のリセット手段によってのみ閉にできるようにしてある。この場合，接点３０１の閉操作が機械的な手動投入装置でなく，ｂ接点の電磁継電器による場合では，複電検出手段３０７の電磁コイル３０２への接点３０１の開付勢をリセットボタンなどによる電子回路的な方法で解くようなものであればよい。

図７は，主回路における漏電電流を検出する漏電検出手段と，漏電引き外し判定手段とを設けた実施例である。図では図１と機能が異なるところのみ符号を変えてあり，それは漏電検出手段である零相変流器４０１と漏電引き外し判定手段４００の部分である。図７の実施例では，零相変流器４０１を主回路を貫挿するように設けて，零相変流器４０１と漏電引き外し判定手段４００とを電気的に接続し，零相変流器４０１からの出力信号が漏電引き外し判定手段４００に入力されるように構成している。

また，漏電引き外し判定手段４００と電磁コイル３０２とを電気的に接続し，漏電引き外し判定手段が，主回路に漏電電流が発生していると判定した場合には，電磁コイル３０２に駆動信号を出力し，該電磁コイル３０２は接点３０１が開となるよう駆動する。

したがって，電磁コイル３０２は，前述したように，３０４の復電検出手段が電圧のない状態からある状態への移行を検出した場合，あるいは再接続検出手段３０５が接続手段４の外れた状態から接続への移行を検出した場合で，同時に電流検出手段３０３が電流を検出した場合に駆動するとともに，主回路に漏電が発生して，漏電引き外し判定手段が漏電が発生していると判定した場合に駆動する。このため，電磁コイル３０２を駆動させる要因毎に個別の電磁コイルを設けなくとも，判定手段のみ個々に設けて電磁コイルを共用化できるため，電気事故を防止する要因種別は増やしつつも部品点数は抑えられ，電源供給装置を小型化できるという副次的な効果がある。

以上のような，電源供給装置は，電動工具等，電気機械器具の電源スイッチが入の場合は，装置の電源側で電源接続が切れた後に再接続された場合，また装置の負荷側で電源接続が切れた後に再接続された場合でも，主回路接点を切にするから，電気機械器具の電動機などが起動せず，不意に電気機械器具が起動して危険な状態になることがない。また，電動工具の絶縁が劣化し，漏電が発生した場合にも電源供給装置が電源を供給しないように動作することにより，負荷が駆動されず安全である。

本件発明は，電動工具など電気機械器具の電源プラグと電源プラグを接続するコンセントの間にアダプターのような形で製品化してよく，またコードリールなどにも内蔵可能である。 さらに負荷としては電動工具以外に電熱器など，電源スイッチが入りのまま一旦電源接続が外れて再接続された場合に火災の危険性がある装置などにも適用可能である。

なお，本件の発明は，負荷と電源の間に接続して用いる装置の他，電源装置そのものに組み込んだ構成や，延長コードにおける電源プラグなどの配線器具への適用，電柱や仮設盤などに設けられる電源取得用の電源ボックスに設けたり，コンセントボックス自体に設けて構成してよい。これにより，電源側が停電した後に復電したり，一旦電源接続が外れて再接続された場合に，工具などの負荷がいきなり動き出して身体や器物が損傷することを未然に防止できる機器をより広範囲に提供することができる。更に，電気機械器具である電動工具に備えられる電源プラグ，また，電動工具本体内部に内蔵して構成し，一般的なコンセントから電動工具に給電を行う場合においても，スイッチを入れたままでのプラグ差込や，停電後の復電時に不用意に電源を供給しないような機能を電動工具自体に備えて構成してもよい。

１・・・商用電源
２・・・本装置より電源側の接続
３・・・本装置
３０１・・・主回路接点
３０２・・・電磁コイル
３０３・・・電流検出手段
３０４・・・復電検出手段
３０５・・・負荷側の接続検出手段
３０６・・・判定手段
３０７・・・復電検出手段
４・・・装置より負荷側の接続
５・・・負荷
５０１・・・電源スイッチ
６・・・コンセント受刃
７・・・プラグの刃

Claims (1)

1. 電気機械器具等の負荷の電源線を接続して電源を供給するための装置であって，主回路を開閉する接点と，該接点の引き外し手段と，主回路の電流検出手段と，停電からの復電検出手段と，装置と負荷の電源接続検出手段と，接点引き外し判定手段とを備え，
   該接点引き外し判定手段は前記復電検出手段の検出を起点として，電流検出手段が電流を検出しない状態から電流を検出する状態に移行した場合は接点を引き外し付勢せず，復電検出時に電流を検出した場合は引き外し手段により接点を引き外し付勢することを特徴とする電気機械器具等の電源供給装置。

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