JP2014161213A

JP2014161213A - 感震遮断装置

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Publication number: JP2014161213A
Application number: JP2014007697A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Yamashita; 福数山下
Original assignee: YAMAKIYO KK
Current assignee: YAMAKIYO KK
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2014-09-04
Anticipated expiration: 2034-01-20
Also published as: JP5779673B2

Abstract

【課題】建築物の構造や設置箇所に関わらず、通電を遮断すべき地震動かについて適切な判断を行なうことができる感震遮断装置を提供する
【解決手段】壁埋め込み型コンセント１００に直接又は間接的に接続する感震遮断装置５であって、揺れの加速度及び周期を測定する測定部７と、前記測定部７により測定された前記加速度の値が所定の単位時間内に閾値以上となったカウントに基づいて遮断信号を発信する判定部８と、前記判定部から出力された前記遮断信号に基づいて、電気器具のプラグが挿入されるソケットへ前記電源供給部からの通電を遮断する遮断器１０と、を備え、前記判定部８は、前記遮断信号を発信するカウント数は前記周期に応じて異なることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、家庭用の電気コンセントに接続して使用し、地震時の振動を判別検知して電気製品への電力の供給を遮断する感震遮断装置に関する。

地震が発生した場合、地震の揺れによる建造物の崩壊や家具などの転倒による直接災害の他に、ストーブの転倒やストーブへの周辺物の転倒によるストーブから周辺物への引火による二次災害が発生する場合が想定される。

この二次災害の防止のために、１５０ｇａｌの地震を３秒間に３回検出した場合は、通電を停止するという基準が一般には知られており、この基準に従って、地震による揺れを検知すると通電を遮断するための遮断装置が種々提案されている（実開昭５８−３５２６０号公報、特開平１０−２３９４４５号公報など）。

これらの遮断装置は、地震による地盤の揺れを適切に判別するために、例えば、建物の地盤など地震の揺れの程度を判別しやすい箇所に設けられている。このため、建築時に設置する必要性もあることから、大型建築物には用いられるが一般家庭において広く使用できるものではなかった。

一方、特許文献１（特開２００３−１６４０５６号公報）には、振動を検知すると計測振動に相当する震度を地震の震度として判定して電力を遮断する感震遮断コンセントが開示されている。

この感震遮断コンセントは、例えば、家庭用のコンセントに取り付けて用いられ、当該コンセントが地震によって揺れたことを検知してコンセント単位で通電を遮断するものである。

特開２００３−１６４０５６号公報

しかし、建築物は、建物の構造、設置階数などによってコンセントの揺れの程度と地震の規模とが必ずしも一致しない。一般には、木造家屋、非木造の中低層建築物、高層建築物は揺れが大きくなりやすく、地震の規模が小さくても建物の共振などにより揺れの程度は大きくなることが知られている。よって、特許文献１に記載の感震遮断コンセントを家庭用のコンセントに取り付けただけでは適切な震度判定としては不十分であり、結果として適切な通電遮断ができないという問題があった。

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、建築物の構造や設置箇所に関わらず、通電を遮断すべき地震動かについて適切な判断を行なうことができる感震遮断装置を提供することである。

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の感震遮断装置を提供する。

感震遮断装置は、壁埋め込み型コンセントに直接又は間接的に接続する感震遮断装置であって、
揺れの加速度及び周期を測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記加速度の値が所定の単位時間内に閾値以上となったカウントに基づいて遮断信号を発信する判定部と、
前記判定部から出力された前記遮断信号に基づいて、電気器具のプラグが挿入されるソケットへ前記電源供給部からの通電を遮断する遮断器と、を備え、
前記判定部は、前記遮断信号を発信するカウント数は前記周期に応じて異なることを特徴とする。

本発明においては、前記判定部は、周期が１〜２秒の稍短周期地震動及び周期が５〜１０秒の長周期地震動においては、他の周期に対して遮断信号を発信する回数が少ないことが好ましい。

前記判定部は、好ましくは、前記判定部は、前記閾値よりも加速度値が大きい第２閾値に関する情報を記憶しており、前記閾値以上の加速度を検出してから１０秒以内にさらに強い加速度を検出した場合は、カウントを停止して前記遮断信号を発信する。

また、好ましくは、前記遮断信号を受信してから所定時間経過後に前記遮断器による通電の遮断を実行させる計時部を備えることが好ましい。

本発明に係る感震遮断装置は、電気アダプタ又は壁埋め込み型コンセントに組み込んで用いることができる。

本発明によれば、装置の揺れを周期と加速度の双方により判断することで、建物の構造に伴う実際の揺れの程度を考慮した揺れの判定を行うことができる。具体的には、建築物が共振しやすい１〜２秒の稍短周期地震動及び５〜１０秒の長周期地震動においては、他の周期に対して遮断信号を発信する回数を少なくしてより、厳しい判断を行なうことが好ましい。

本発明によれば、振動の周期により遮断条件を異ならせることによって、単に数値としては危険だと考えられる地震動であっても、現実的に遮断すべきほどの危険性があるとは限らないことがあるため、判断条件に周期を加味することでこの区別をつけ、安全性及び、実際の使用に耐えられる感震遮断装置とすることができる。

本発明の実施形態にかかる感震遮断装置が搭載された感震遮断アダプタの外観構成を示す斜視図である。図１の感震遮断アダプタの機能ブロック図である。通電を遮断する閾値の例を示す加速度と周期の関係を示すグラフである。本発明の他の実施形態にかかる感震遮断装置が搭載された壁埋め込み型コンセントの機能ブロック図である。

以下、本発明の実施形態に係る感震遮断装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる感震遮断装置が搭載された感震遮断アダプタの外観構成を示す斜視図である。本実施形態にかかる感震遮断アダプタ１は、一般家庭用に用いられる商用電源に接続して用いられ、具体的には、壁１０１に埋め込まれたコンセント１００に直接又はコンセント１００に接続されたコンセントアダプタ（図示なし）に装着して用いられる。

壁埋め込み型コンセント１００は、電気機器のプラグを差し込む差込穴１０２を複数備えており、感震遮断アダプタ１は、当該差込穴１０２にプラグ３を挿入して、当該商用電源からの電気を３つのソケット４から出力する。

感震遮断アダプタ１は、図１に示すように扁平な立方体形状であり、本実施形態では厚み寸法が約２ｃｍ程度に構成されている。感震遮断アダプタ１は、扁平なケーシング２内に図２に示す遮断回路５（図２参照）が設けられ、揺れを検知してプラグ３からのソケット４への通電を遮断する。

ケーシング２の表面には、リセットボタン６が設けられており、通電が遮断した原因が取り除かれた後、これを操作することで再び通電することができる。また、リセットボタン６の近傍には、２つのＬＥＤライト１１が設けられており、例えば、通電時は緑色、遮断時は赤色に点灯する。

プラグ３は、ケーシング２の裏面に設けられており、コンセント１００の上側の差込穴１０２に挿入する。また、ケーシング２の裏面にはさらにダミープラグ３ａが設けられており、これを下側の差込穴に挿入することで、コンセント１００と感震遮断アダプタ１との接続をより強固にする。ダミープラグ３ａは、例えば、合成樹脂などで構成されており、コンセント１００の差込穴１０２の間隔に合わせて上下に移動可能に構成されている。

図２は、本実施形態にかかる感震遮断アダプタの機能ブロック図である。本実施形態にかかる感震遮断アダプタは、上記の通り、プラグ３から商用電力を取込み、３つのソケットに供給するマルチタップ型のアダプタであり、内部に感震遮断装置の構成要素としての遮断回路５及び遮断器１０が組み込まれている。

遮断回路５は、揺れを検知してソケット４への通電を遮断するものであり、揺れを検知する測定部７、測定部により検知された揺れの程度に応じて通電を遮断するかどうかを判定する判定部８、タイマー機能を有する計時部９などを備えている。これらの各機能ブロックは、一枚又は複数の基板上に搭載される。

測定部７は、加速度センサ、好ましくは３軸加速度センサが用いられており、揺れの周期も計測することができるセンサである。当該測定部７を構成するセンサは地面と平行になるように設置しており、地面に対する揺れに伴う加速度を検出する。検出された加速度及び周期の情報は、判定部８に送られ、判定部８により通電を遮断すべきかどうかについての判断基準となる。

判定部８は、加速度と周期を用いて通電を遮断すべき揺れであるかどうかを判断するものである。本実施形態にかかる判定部８は、単位時間内に加速度の値が閾値以上となった回数により、遮断を行うかどうかを判断し、さらに、当該回数は、周期に応じて異なるように設定されている。

本実施形態においては、揺れの周期を０．５秒未満の極短周期地震動、０．５〜１秒未満の短周期地震動、１〜２秒未満の稍短周期地震動、２〜５秒未満の稍長周期地震動、５〜１０秒の長周期地震動の５つのブロックに分け、これらの周期ブロックごとに回数を設定する。

なお、このような周期を区別するには、それぞれの振動の周期によって建築物などの揺れに与える影響が異なるためこれを考慮したものである。すなわち、極短周期地震動（周期０．５秒以下）は、屋内の家具、物などが一番揺れやすい、すなわち共振しやすいというという特徴がある。短周期地震動（周期０．５〜１秒）は、人間が最も揺れを感じやすいという特徴がある。稍短周期地震動（周期１〜２秒）は、木造家屋、非木造の中低層建築物が最も揺れやすいという特徴がある。稍長周期地震動（周期２〜５秒）は、巨大なタンク、鉄塔など中規模建築物が最も揺れやすいという特徴がある。長周期地震動（周期５秒以上）は、高層建築物、超高層建築物が最も揺れやすいという特徴がある。

当該閾値は、本実施形態では第１閾値と第２閾値の２つが定義されている。第１閾値は、一例として、震度５弱の揺れに対応する加速度値を基準としたものであり、第２閾値は震度５強の揺れに対応する加速度値を基準としている。

これらの閾値は、図３に示すように、加速度に応じて異なった値が定義づけされている。例えば、第１閾値を例にとって説明すると、周期０．１秒の揺れにおいては１９０ｃｍ／ｓ^２が閾値であり、周期１秒の揺れにおいては６０ｃｍ／ｓ^２が閾値となっている。

本実施形態においては、判定部８が行う遮断すべきかどうかの条件としては、具体的には次の通りとする。

(条件１)
極短周期地震動（周期０．５秒未満）、短周期地震動（周期０．５〜１秒未満）、稍長周期地震動(周期２〜５秒未満)については、第１閾値を超える加速度を３０秒間の間に３回検知したとき遮断する。

(条件２)
稍短周期地震動(周期１〜２秒未満)、長周期地震動(周期５〜１０秒)については、単位時間に検知する回数を小さくし、６０秒間の間に３回検知したとき遮断する。この条件は、木造家屋や高層住宅など、建築物の共振を起こしやすい周期においては、遮断の条件を厳しくするためのものである。

上記のように振動の周期によって遮断条件を異ならせる理由は、極短期地震動は家具、物が最も揺れやすい一方、小刻みに揺れるだけで極短期地震動だけでは家具の移動、物の落下は考えにくい。短周期地震動は、人間が最も揺れを感じやすいだけで、防災という観点からは、重点的に遮断すべきものとはいえない。稍長周期地震動は、巨大なタンク、鉄塔など中規模建築物が最も揺れやすいといえるが、こういった建造物は単独で地震対策をしているはずであるし、一般住民の居住場所とも考えられない。

以上の理由から、極短周期地震動、短周期地震動、やや長周期地震動は、地震が起こった際の被害拡大防止の観点と日常生活に支障が出ないようにとのバランスから重点的に遮断すべき地震動ではないとした。

これに対し、稍短周期地震動は、木造家屋、非木造の中低層建築物が最も揺れやすく、一般的家庭の居住場所と考えられ、本製品がまさに対象としている建造物である。長周期地震動は、高層建築物、超高層建築物とは、高層マンションやオフィスビルが該当し、建物自体の倒壊という恐れは比較的低いが、倒壊しないぶん揺れ続けることになるので、揺れることによる家具等の移動・落下が原因の火災を防ぐ必要がある。すなわち、稍短周期地震動と長周期地震動は、被害拡大防止の観点と日常生活の支障を取り除くというバランスを考えるべきものではなく、地震による被害拡大防止のみを考えるべきであり、重点的に遮断すべき地震動であるとした。

すなわち、振動の周期により遮断条件を異ならせることによって、単に数値としては危険だと考えられる地震動であっても、現実的に遮断すべきほどの危険性があるとは限らないことがあるため、判断条件に周期を加味することでこの区別をつけ、安全性及び、実際の使用に耐えられるものとした。

具体的には、判定部８は、地震動を検知し、最初に第１閾値を超える加速度を検出し他場合、タイマー及び閾値値を超えた加速度の検出回数のカウントを開始し、３０秒又は６０秒以内にカウント数が所定の３回を超えた場合は、通電を遮断する遮断信号を発信する。

（条件３）
周期に拘わらず、第２閾値を超える加速度を検知したとき遮断する。

（条件４）
第１閾値を超える加速度を検知した後、１０秒以内に第２閾値以上の次の加速度を検出しなかったときは、通電を遮断しない。この条件は、例えば、壁にぶつかるなどの衝撃による揺れの場合は遮断することを防止するためのものである。

これらの条件は、異なる地震動が組み合わさった場合、すなわち、同じ周期の同じ加速度が連続しない場合を想定したものである。最初に検出した最も大きい地震動が、第１閾値を超える加速度かどうかを判断する。次いで２回目以降の遮断すべきと判断する周期・加速度は、第２閾値以上の周期・加速度になり、これに相当する周期・加速度を１０秒以内に検出した場合はカウントを停止して遮断信号を発信する一方、検出しなかった場合、条件１又は２にしたがって遮断を判断する。

判定部８は、上記の条件を満たした場合、遮断器１０に遮断信号を送信し、通電を遮断するように制御する。

遮断器１０は、例えば、リレースイッチにより構成することができ、遮断回路５から発信された遮断信号を受信して通電を遮断する。

遮断回路５に設けられている計時部９はタイマー回路であり、即座に遮断すると不都合な場合があるため、揺れの程度からは遮断信号を発信すべき状態になった場合であっても、実際に電力を遮断するための遮断信号を発信するまでの時間を遅延させるためのものである。遅延時間は、例えば、１〜３分とすることができ、遮断までの時間を時刻により変化させることもできる。一例としては、深夜時間帯には遮断までの時間を３分とし、昼間時間帯には遮断までの時間を１分とすることができる。

なお、上記遅延時間の間にリセットボタン６が操作された場合は、遮断信号の発進を停止し、電力を遮断しない。また、通電が遮断した後に、リセットボタン６を押すことにより、復帰信号を遮断器１０に送信して通電復帰を行う。

図４は、本発明の他の実施形態にかかる壁埋め込み型コンセントの構成を示す機能ブロック図である。図４に示す壁埋め込み型コンセント２０は、例えば、建築物の壁１０１に埋め込まれた状態に配置され、商用電源２１に接続されて、ソケット４から出力する。

コンセントは、壁１０１に埋め込むためのケーシングを備えており、当該ケーシング内に遮断回路５及び遮断装置１０が設けられている。これらは第１実施形態にかかる感震遮断アダプタ１に用いられているものと同様の機能を有し、地震による揺れを感知してソケットへの通電を遮断する。

以上説明したように、本実施形態にかかる感震遮断装置によれば、地盤の揺れと実際に建物が揺れる程度に応じてより適切な判断を行なうことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。例えば、本実施形態は、壁埋め込み用のコンセントの差込穴にプラグを差し込むアダプタであるが、例えば、本実施形態の遮断回路をコンセントの内部に直接組み込み、コンセントの差込穴への電力を遮断するように構成することもできる。

１感震遮断アダプタ
２ケーシング
３プラグ
４ソケット
５遮断回路
６リセットボタン
７測定部
８判定部
９計時部
１０遮断器
１１ＬＥＤ
２０壁埋め込みコンセント
２１商用電源
１０１壁

Claims

壁埋め込み型コンセントに直接又は間接的に接続する感震遮断装置であって、
揺れの加速度及び周期を測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記加速度の値が所定の単位時間内に閾値以上となったカウントに基づいて遮断信号を発信する判定部と、
前記判定部から出力された前記遮断信号に基づいて、電気器具のプラグが挿入されるソケットへ前記電源供給部からの通電を遮断する遮断器と、を備え、
前記判定部は、前記遮断信号を発信するカウント数は前記周期に応じて異なることを特徴とする、感震遮断装置。
前記判定部は、周期が１〜２秒の稍短周期地震動及び周期が５〜１０秒の長周期地震動においては、他の周期に対して遮断信号を発信する回数が少ないことを特徴とする、請求項１に記載の感震遮断装置。
前記判定部は、前記閾値よりも加速度値が大きい第２閾値に関する情報を記憶しており、前記閾値以上の加速度を検出してから１０秒以内にさらに第２閾値を超える加速度を検出した場合は、カウントを停止して前記遮断信号を発信することを特徴とする、請求項１又は２に記載の感震遮断装置。
さらに、前記遮断信号を受信してから所定時間経過後に前記遮断器による通電の遮断を実行する計時部を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載の感震遮断装置。
前記請求項１から４のいずれか１つに記載の感震遮断装置を組み込んだ電気アダプタ。
前記請求項１から４のいずれか１つに記載の感震遮断装置を組み込んだ壁埋め込み型コンセント。