JP4466952B2 - 電源コンセント - Google Patents

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本発明は、電路の漏電を検出して遮断する機能に加えて、トラッキングに至る前に発生する火花放電を検知してトラッキングの発生を防止する機能を備えた電源コンセントに関する。
従来、電源コンセントには非特許文献１に示すように漏電ブレーカを内蔵したものがあるが、漏電検出機能とトラッキング検出機能の両方を備えたものはなかった。
"コンセントバー 平刃形 接地形２Ｐ １５Ａ １２５Ｖ ＨＫＣ０２３０ＥＬＢ"［online］、アメリカン電機株式会社、［平成１６年６月２８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.americandenki.co.jp/C/C9/C9.html＞
電源コンセントに漏電検出機能とトラッキング検出機能の両方を備えた場合、遮断手段を共用化することにより大型化を防止することができる。しかし、遮断手段を共用化すると機械式の表示手段を用いた場合、遮断動作した際に漏電で遮断したのかトラッキングで遮断したのか判別ができない。そこで漏電検出信号やトラッキング検出信号を受けて点灯するＬＥＤ等の電気式の表示手段を設ける必要があり、このＬＥＤを遮断動作後も点灯させるための電源を確保するには開閉接点より電源側の電路にＬＥＤを接続しなければならない。また、遮断手段として用いられるトリップコイルは遮断動作後は焼損防止のために通電しないようにする必要があるため、遮断手段は開閉接点の負荷側の電路に設けなければならない。また、トラッキング検出回路は開閉接点の負荷側の電路に接続すると遮断時に電源が確保できないので遮断信号を出力し続けることができず、トラッキングを無視して開閉接点を復帰できてしまう。従って、ＬＥＤとトラッキング検出回路を開閉接点の電源側の電路に接続する場合、トラッキング検出回路の遮断信号により遮断手段を作動させるためには開閉接点の負荷側の電路と接続する必要があるが、このとき、開閉接点の電源側の電路、即ちトラッキング検出回路を開閉接点の負荷側の電路と絶縁する必要があった。そこで、この絶縁にトランスの使用が考えられるが、トランスを使用すると電源コンセントが大型化するという問題があった。
本発明は、請求項１に記載の発明によれば、電路を開閉する開閉接点と、開閉接点の負荷側の電路に設けられ、プラグの栓刃を挟持して電路にプラグを接続する受刃と、電路の漏電を零相変流器により検出し、遮断手段により開閉接点を開離して電路を遮断させる漏電検出回路と、栓刃間に発生する火花放電をセンサにより検知し、遮断手段により電路を遮断させるトラッキング検出回路と、トラッキング検出回路が火花放電を検知して遮断したことを表示する表示手段とを備え、漏電検出回路と遮断手段とを開閉接点の負荷側の電路に接続し、トラッキング検出回路をフォトカプラを介して開閉接点の負荷側の電路と絶縁して開閉接点の電源側の電路と接続し、トラッキング検出回路が火花放電を検知した際に開閉接点の負荷側の電路に接続した遮断手段を動作させて電路を遮断するとともに、開閉接点の電源側の電路に接続された表示手段により表示を行うようにしたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、トラッキング回路はトラッキング検出時にリセットスイッチによりリセットを行わない限り遮断手段を動作させる遮断信号を出力し続け、リセットスイッチでリセットした後に開閉接点をオンできるようにしたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の電源コンセントにおいて、センサの出力線にダイオードのアノードが接続されたフォトカプラは、ダイオードのアノードに抵抗器を直列接続するとともに、フォトカプラのダイオード及び抵抗器と並列に定電圧ダイオードを接続して保護回路が設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電源コンセントにおいて、センサの出力線にダイオードのアノードが接続されたフォトカプラは、ダイオードのカソードを開閉接点の負荷側の電路に接続された漏電検出回路のグランドラインに接続したことを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、電路を開閉する開閉接点と、開閉接点の負荷側の電路に設けられ、プラグの栓刃を挟持して電路にプラグを接続する受刃と、電路の漏電を零相変流器により検出し、遮断手段により開閉接点を開離して電路を遮断させる漏電検出回路と、栓刃間に発生する火花放電をセンサにより検知し、遮断手段により電路を遮断させるトラッキング検出回路と、トラッキング検出回路が火花放電を検知して遮断したことを表示する表示手段とを備え、漏電検出回路と遮断手段とを開閉接点の負荷側の電路に接続し、トラッキング検出回路をフォトカプラを介して開閉接点の負荷側の電路と絶縁して開閉接点の電源側の電路と接続し、トラッキング検出回路が火花放電を検知した際に開閉接点の負荷側の電路に接続した遮断手段を動作させて電路を遮断するとともに、開閉接点の電源側の電路に接続された表示手段により表示を行うようにしたことにより、電源コンセントを大型化させることなく開閉接点の電源側電路に接続されるトラッキング検出回路を開閉接点の負荷側電路に絶縁して接続することができるという効果がある。
請求項２に記載の発明によれば、トラッキング回路はトラッキング検出時にリセットスイッチによりリセットを行わない限り遮断手段を動作させる遮断信号を出力し続け、リセットスイッチでリセットした後に開閉接点をオンできるようにしたことにより、リセットをしないと遮断手段が動作し続けるのでリセットするまで開閉接点をオンできないようにすることができ、トラッキングの発生を無視して開閉接点を復帰させるのを防ぐことができるという効果がある。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の電源コンセントにおいて、センサの出力線にダイオードのアノードが接続されたフォトカプラは、ダイオードのアノードに抵抗器を直列接続するとともに、フォトカプラのダイオード及び抵抗器と並列に定電圧ダイオードを接続して保護回路が設けられていることにより、フォトカプラを過電流から保護することができるという効果がある。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電源コンセントにおいて、センサの出力線にダイオードのアノードが接続されたフォトカプラは、ダイオードのカソードを開閉接点の負荷側の電路に接続された漏電検出回路のグランドラインに接続したことにより、電路からのノイズを防止するとともに、電路の両極からトラッキングを検出することができるという効果がある。
電源コンセントは、電路を開閉する開閉接点と、開閉接点の負荷側の電路に設けられ、プラグの栓刃を挟持して電路にプラグを接続する受刃と、電路の漏電を零相変流器により検出し、遮断手段により開閉接点を開離して電路を遮断させる漏電検出回路と、栓刃間に発生する火花放電をセンサにより検知し、遮断手段により電路を遮断させるトラッキング検出回路と、トラッキング検出回路が火花放電を検知して遮断したことを表示する表示手段とで構成し、漏電検出回路と遮断手段とを開閉接点の負荷側の電路に接続し、トラッキング検出回路をフォトカプラを介して開閉接点の負荷側の電路と絶縁して開閉接点の電源側の電路と接続し、トラッキング検出回路が火花放電を検知した際に開閉接点の負荷側の電路に接続した遮断手段を動作させて電路を遮断するとともに、開閉接点の電源側の電路に接続された表示手段により表示を行う。
本発明に係る電源コンセントの実施例１を図１の添付図面に基づいて説明する。
電源コンセント１は、電路２を開閉する開閉接点３と、開閉接点３の負荷側電路２ｂに設けられ、プラグの栓刃（図示せず）を挟持して電路２にプラグを接続する受刃４と、電路２に流れる漏洩電流を検出する零相変流器５と、零相変流器５の出力信号により漏電を検出して遮断信号を出力する漏電検出回路６と、栓刃間に発生する火花放電を検知するセンサ７と、センサ７の出力電流を受けて遮断信号を出力するトラッキング検出回路８と、漏電検出回路６又はトラッキング検出回路８の遮断信号により電路２を遮断する遮断手段９と、トラッキングにより遮断した際に表示する表示手段としてのＬＥＤ１６とを備えている。
センサ７は金属片等の導電部材により形成され、１対の受刃４，４間に配設されている。センサ７に接続された出力線１０は抵抗器１１を介して第１フォトカプラ１２のダイオード１２ａのアノードに接続され、ダイオード１２ａのカソードは開閉接点３の負荷側電路２ｂの何れか一方に接続されている。
トラッキング検出回路８の電源回路１３は開閉接点３の電源側電路２ａに接続されている。センサ７に火花放電が接触すると微小な電流が発生し、出力線１０に電流が流れる。これにより第１フォトカプラ１２のダイオード１２ａが通電すると第１フォトカプラ１２のトランジスタ１２ｂがオンし、第１トランジスタ１４がオンする。そして、第１トランジスタ１４のオンにより第１サイリスタ１５がオンし、第１サイリスタ１５のアノードに接続された表示手段としてのＬＥＤ１６が点灯する。また、第１サイリスタ１５のアノードには第２フォトカプラ１７のダイオード１７ａが直列に接続されており、このダイオード１７ａが通電するため、第２フォトカプラ１７のトランジスタ１７ｂがオンし、このオンにより第２トランジスタ１８がオンしてトラッキング検出回路８から遮断信号が出力される。
一方、漏電検出回路６は開閉接点３の負荷側電路２ｂに接続され、零相変流器５は負荷側電路２ｂを貫通させている。電路２に流れる漏洩電流を零相変流器５により検出すると漏電検出回路６に信号を出力し、漏電検出回路６が零相変流器５の信号を受けると遮断信号を出力する。
トラッキング検出回路８又は漏電検出回路６から遮断信号が出力されると、第２サイリスタ１９をオンし、第２サイリスタ１９のオンにより遮断手段９としてのトリップコイルを駆動させて開閉接点３を開離させ、電路２を遮断する。トラッキングにより遮断した場合はＬＥＤ１６が点灯し、漏電により遮断した場合はＬＥＤ１６が点灯しないことにより、遮断原因を判別することができる。
尚、ＬＥＤ１６は第１サイリスタ１５とＬＥＤ１６に並列接続されたリセットスイッチ２０をオンしてリセットすることにより消灯させることができる。リセットスイッチ２０はトラッキング検出回路８のリセットも兼ねており、リセットスイッチ２０によってリセットしない限り第２フォトカプラ１７のダイオード１７ａは通電し続けるので、第２フォトカプラ１７のトランジスタ１７ｂと第２トランジスタはオンし続け、トラッキング検出回路８から遮断信号が出力し続ける。従って、リセットスイッチ２０によりリセットするまで開閉接点３をオンできないようになっている。これにより、トラッキングの発生を無視して開閉接点３を復帰させるのを防ぐことができる。
このように電源コンセント１は第１フォトカプラ１２と第２フォトカプラ１７によって開閉接点３の電源側電路２ａに接続されたトラッキング検出回路８は開閉接点３の負荷側電路２ｂと絶縁される。
本発明に係る電源コンセントの実施例２を図２の添付図面に基づいて説明する。尚、実施例１と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
本実施例では第１フォトカプラ１２のダイオード１２ａのアノードに抵抗器２１が直列接続され、フォトカプラ１２及び抵抗器２１と並列に定電圧ダイオード２２が接続されて保護回路２３が形成されている。これにより、センサ７の出力電流が過大になった場合でも保護回路２３によって第１フォトカプラ１２のダイオード１２ａに流れる電流を制限でき、第１フォトカプラ１２の故障を防止することができる。
また、第１フォトカプラ１２のダイオード１２ａのカソードが漏電検出回路６のグランドライン２４に接続されている。実施例１では第１フォトカプラ１２のダイオード１２ａのカソードは一方の極の電路２に接続されているので、その一方の極の電路２に設けられた受刃４とセンサ７間にトラッキングがあっても電位差が生じないため、他方の極の電路２に設けられた受刃４とセンサ７間のトラッキングしか検出できないが、本実施例では第１フォトカプラ１２のダイオード１２ａのカソードが漏電検出回路６のグランドライン２４に接続されており、グランドライン２４はダイオード２５によって半波整流されているので、どちらの極の電路２にある受刃４とセンサ７との間にトラッキングがあった場合でも電位差が生じるため、トラッキングを検出することができる。
更に、漏電検出回路６のグランドライン２４はコンデンサ２６が設けられているので、第１フォトカプラ１２のダイオード１２ａのカソードをグランドライン２４に接続することによって、センサ７の出力電流のノイズを吸収することができ、トラッキング検出精度を向上させることができる。
本発明の実施例１に係る電源コンセントの回路図である。 本発明の実施例２に係る電源コンセントの回路図である。
符号の説明
１ 電源コンセント
２ 電路
３ 開閉接点
４ 受刃
５ 零相変流器
６ 漏電検出回路
７ センサ
８ トラッキング検出回路
９ トリップコイル
１２ 第１フォトカプラ
１７ 第２フォトカプラ

Claims (4)

  1. 電路を開閉する開閉接点と、該開閉接点の負荷側の電路に設けられ、プラグの栓刃を挟持して前記電路に前記プラグを接続する受刃と、前記電路の漏電を零相変流器により検出し、遮断手段により前記開閉接点を開離して前記電路を遮断させる漏電検出回路と、前記栓刃間に発生する火花放電をセンサにより検知し、前記遮断手段により前記電路を遮断させるトラッキング検出回路と、該トラッキング検出回路が火花放電を検知して遮断したことを表示する表示手段とを備え、前記漏電検出回路と前記遮断手段とを前記開閉接点の負荷側の電路に接続し、前記トラッキング検出回路をフォトカプラを介して前記開閉接点の負荷側の電路と絶縁して前記開閉接点の電源側の電路と接続し、前記トラッキング検出回路が火花放電を検知した際に前記開閉接点の負荷側の電路に接続した前記遮断手段を動作させて前記電路を遮断するとともに、前記開閉接点の電源側の電路に接続された表示手段により表示を行うようにしたことを特徴とする電源コンセント。
  2. 前記トラッキング回路はトラッキング検出時にリセットスイッチによりリセットを行わない限り前記遮断手段を動作させる遮断信号を出力し続け、前記リセットスイッチでリセットした後に前記開閉接点をオンできるようにしたことを特徴とする電源コンセント。
  3. 前記センサの出力線にダイオードのアノードが接続されたフォトカプラは、前記ダイオードのアノードに抵抗器を直列接続するとともに、前記フォトカプラのダイオード及び前記抵抗器と並列に定電圧ダイオードを接続して保護回路が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源コンセント。
  4. 前記センサの出力線にダイオードのアノードが接続されたフォトカプラは、ダイオードのカソードを前記開閉接点の負荷側の電路に接続された前記漏電検出回路のグランドラインに接続したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電源コンセント。
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