JP4946140B2 - 電気機器 - Google Patents

Description

本発明は待機時の消費電力を少なくした電気機器で、漏電あるいは感電を防止する安全装置に関するものである。

従来、この種の電気機器として電子レンジでは、本体にアース端子を設けこれを接地して使用するようにして、使用者が感電事故を起す危険を防止している。また、電子レンジ本体に設けられたアース端子を確実に接地されていない場合を想定して漏電遮断機能を搭載しているものもある。

図３は上記電子レンジの回路図を示すものである。図３に示すように、高圧トランス１０１およびコンデンサ１０２、ダイオード１０３により構成する電源回路で発振するマグネトロン１０４と、低圧トランス１０５により電力を供給して動作するコントロール基板１０６と、電源と高圧トランス１０１の接続を開閉するリレー１０７と、電源とリレー１０７との間の電源線路に取り付けられた零相変流器１０８とから構成され、コントロール基板１０６からの制御信号でリレー１０７を動作させ、高圧トランス１０１に電力を供給することでマグネトロン１０４が発振し、食品を加熱するものである。また、コントロール基板１０６では、零相変流器１０８で検出される不平衡電流を監視することで漏電検出を行っており、漏電を検出した場合、直ちにリレー１０７を開させ漏電電流を遮断するようにしている（特許文献１参照）。
特開昭５８−１７５２８２号公報

しかしながら、従来の構成では、コントロール基板１０６上に低圧トランス１０５があるため、コントロール基板内部での絶縁劣化等による漏電については、漏電遮断機能が十分に機能しないという課題を有していた。また、最近では、オーブン機能付き電子レンジが主流となり、コントロール基板上には、ヒータのオン・オフを行うリレー等も配置されコントロール基板自身が複雑で大規模化しているためコントロール基板自身の絶縁性能を向上させるのに従来以上のコストを必要としてしまう。

また、最近では、電子レンジの待機電力は１Ｗ以下に抑えることが一般的な要求となっており、さらに時計機能を持たない電子レンジにあっては待機電力を５０ｍＷ以下にすることが要求されるなど、待機電力を限りなく０に近づける取り組みがなされている。前記従来の構成では、コントロール基板上にある漏電の検出を行う回路に電力が常に供給されており、この回路自身で消費される電力でさえ無視できなくなってきている。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、より安全な漏電あるいは感電を防止する安全装置を備えた電気機器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気機器は、交流電源を用いる機器本体と、機器本体に設けられ交流電源が入力電源として接続され直流と交流とを機器本体への電源として出力する電源部とを備え、前記電源部は、入力された交流電源を交流電源から電気的に絶縁された直流に変換する電源回路と、機器本体への交流の供給をオン・オフするリレーとを備えるものである。

これによって、機器本体への交流の供給がオン・オフされるので、リレーをオフすることで、電源部以外の機器本体から交流を切り離すことができる。

また、本発明の電気機器の電源部は、リレーの接点と機器本体との間に設けられて機器本体での漏電を検出しリレーをオフさせる漏電検知回路を備えるものである。

これによって、機体本体で漏電が発生している間は、漏電検知回路がリレーをオフさせ
て機器本体への交流の供給を停止するため、漏電による事故を未然に防止することができる。

また、本発明の電気機器は、待機状態のときにはリレーをオフさせるものである。

これによって、リレーをオンさせる電力をなくすことができる為、不要な機器の消費電力をなくすことができる。

また、使用者が使用していない待機状態において、機器本体の不要な部分に交流が印加されていることが無いため、より安全にすることができる。

また、本発明の電気機器は、機器の動作を制御する制御部を備え、制御部は、電源部からの直流で動作すると共に、リレー及び漏電検知回路への直流のオン・オフを制御するようにしたものである。

これによって、機器本体での漏電が発生する可能性の高いリレーがオンしているときに、漏電検知回路への直流をオンすることができるため不要な電力の消費を削減することができる。

また、本発明の電気機器の制御部は、機器が待機状態のときには前記リレー及び漏電検知回路への直流をオフするようにしたものである。

これによって、交流を必要としない待機状態においては、リレー及び漏電検知回路への直流をオフすることができるため不要な電力の消費を削減することができる。

また、本発明の電気機器の電源部は、交流電源の入力側にノイズフィルター回路を備え、電源部を単一のユニットに構成するようにしたものである。

これによって、漏電の発生の検出ができない部分を電源部にまとめることで、電源部の漏電の危険性を重点的に改善することで機器全体として安全性を向上することができる。

本発明の電気機器は、漏電あるいは感電を防止する安全装置を備えると共に、待機時の消費電力を少なくすることができる。

第１の発明は、交流電源を用いる機器本体と、前記機器本体に設けられ交流電源が入力電源として接続され直流と交流とを前記機器本体への電源として出力する電源部とを備え、前記電源部は、入力された交流電源を交流電源から電気的に絶縁された直流に変換する電源回路と、前記機器本体への交流の供給をオン・オフするリレーとを備え、前記電源部は、前記リレーの接点と前記機器本体との間に設けられて前記機器本体での漏電を検出し前記リレーをオフさせる漏電検知回路を備え、前記機器本体は、機器の動作を制御する制御部を設け、前記制御部は、前記電源部からの直流で動作すると共に、スイッチを備え前記スイッチをオンすることで前記電源部に設けられた前記リレーの駆動用の電源を供給して、前記リレー及び漏電検知回路への直流のオン・オフを制御し、機器が待機状態のときには前記リレー及び漏電検知回路への直流をオフすることで、機器本体への交流の供給がオン・オフされるので、リレーをオフすることで、電源部以外の機器本体から交流を切り離すことができ、より安全となる。

また、機体本体で漏電が発生している間は、漏電検知回路がリレーをオフさせて機器本体への交流の供給を停止するため、漏電による事故を未然に防止することができる。

また、リレーをオンさせる電力をなくすことができ、不要な機器の消費電力をなくすことができる。また、使用者が使用していない待機状態において、機器本体の不要な部分に交流が印加されていることが無いため、より安全にすることができる。

また、機器本体での漏電が発生する可能性の高いリレーがオンしているときに、漏電検知回路への直流をオンすることができるため不要な電力の消費を削減することができる。

また、交流を必要としない待機状態においては、リレー及び漏電検知回路への直流をオフすることができるため、不要な電力の消費を削減することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の電源部は、交流電源の入力側にノイズフィルター回路を備え、前記電源部を単一のユニットに構成することで、漏電の発生の検出ができない部分を電源部にまとめることで、電源部の漏電の危険性を重点的に改善することで機器全体として安全性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電子レンジの外観図を示すものである。

図１において、機器本体１には商用電源から交流電源を取り込む電源ケーブル２が設けられている。本体１にはアース端子３が設けられ、アース線４を接続し機器本体１を接地している。電子レンジの場合、外郭が金属で覆われており外郭を接地することで感電事故を起こす危険を防止し、安全性を確保している。

図２は、本発明の実施の形態１における電子レンジの回路図を示すものである。

図２において、１は機器本体をあらわしており、外郭の金属部分がアース線４で接地された状態を示している。更に機器本体１には商用電源より交流電源５が接続されている。６は交流電源５を入力電源とする電源部である。この電源部６には、交流電源５から電気的に絶縁された直流に変換する電源回路７と、機器本体１内部の各部の電源として用いられる交流の供給をオン・オフするリレー８ａ、８ｂと、ノイズフィルター回路９と、漏電検知回路１０が同一ユニット上に構成されている。ノイズフィルター回路９は機器内部から発生するノイズを機器外へ出るのを抑制するためのものであり、必要に応じて取り付けるものである。電源回路７は一般的に電力の変換効率が良いスイッチング電源を本実施例では用いているが、低圧トランスを用いたのもであってもよい。１１は制御部であり、図２には記載していないが、電子レンジの場合、電波加熱するための高周波発生器や、冷却用のファンモータといった機器本体１の各部の動作を制御するものである。

以上のように構成された電子レンジについて、以下その動作、作用を説明する。

まず、電子レンジの電源ケーブル２を商用電源に接続することにより交流電源５が供給されると、その交流電源５は最初に電源部６に入る。交流電源５はノイズフィルター回路９を介してリレー８ａ、８ｂの一方の接点と電源回路７に印加される。電源回路７に交流電源５が入力されると、制御部１１の電源としての直流（＋１２Ｖ）が作られる。制御部１１は機器の動作状態に応じて制御部１１内部に設けられたスイッチ１２をオンすることで電源部７に設けられたリレー８ａ、８ｂの駆動用の電源を供給する。ここで用いるスイッチ１２は、半導体を用いて構成してもよいし、他の手段を用いても良いことは言うまでもない。リレー８ａ、８ｂに駆動用の直流（＋１２Ｖ）が印加されると、リレー８ａ、８ｂのコイルを流れる電流は、抵抗１３を介してトランジスタ１４のベースに流れ、トランジスタ１４をオンすることでリレー８ａ、８ｂの接点がオンし続ける。このようにして、必要に応じて制御部１１の働きで制御部１１に交流が供給され、機器本体１内部の各部の動作用の電源として交流の供給が制御される。

これらの構成によって、機器本体１内部の各部への交流の供給がオン・オフされるので、リレー８ａ、８ｂをオフすることで、電源部６以外の機器本体１から交流電源５を切り離すことができる。また、制御部１１に供給されている直流（＋１２Ｖ）も電源回路７を構成するトランス１５により絶縁されているため、制御部１１についても交流電源５と電気的な絶縁が取れており、より安全な構成となる。更に、交流電源５が常に印加されている部分を電源部６にまとめることにより、漏電の発生の危険性の高い部分をまとめることができ、構造面での漏電に対する対策を行いやすくすることができる。

次に、漏電検知回路１０の動作について説明する。１６は零相変流器で、交流の行きと帰りの電流差を検出し、その電流値に応じた電圧を発生するものである。１７は判定回路で、零相変流器１６からの出力電圧をみて、設定された閾値を超えた場合に漏電の発生を判定し、その結果を出力するものである。本実施例の場合、漏電と判定すると、判定回路１７はトランジスタ１４のベースに対して０Ｖレベルの出力を行い、トランジスタ１４をオフさせることで、リレー８ａ、８ｂをオフさせる。

これによって、機器本体１内部で漏電が発生している間は、漏電検知回路１０がリレー８ａ、８ｂをオフさせて機器本体１内部への交流の供給を停止するため、漏電による事故を未然に防止することができる。

また、本実施例において、リレー８ａ、８ｂがオフしている間は、機器本体１各部への交流の供給を停止しているため、電子レンジを使用していない待機状態では、リレー８ａ、８ｂをオフさせることで、漏電による事故防止を行いつつ、リレー８ａ、８ｂで消費する電力をなくすことができるため、より省電力で安全な構成とすることができる。

更には、リレー８ａ、８ｂがオフしている時は漏電検知を行う必要が無いため、漏電検知回路１０への電源の供給をオフさせることで、余分な電力消費を抑えることができ、より省電力化することができる。本実施例では、リレー８ａ、８ｂと漏電検知回路１０の直流（＋１２Ｖ）のオン・オフを制御回路１１のスイッチ１２により同時に行う構成にしており、駆動回路を簡単にした場合を説明している。必要に応じて、個別で直流（＋１２Ｖ）の供給を制御してもよいことは言うまでも無い。

以上のように、本発明にかかる電気機器は、漏電あるいは感電を防止する漏電遮断機能の効果を損ねることなく、待機時における漏電検出回路の電力消費をなくすことが可能となるので、漏電遮断機能を搭載した家電機器の消費電力の削減する用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における電子レンジの外観図 同実施の形態１における電子レンジの回路図 従来の電子レンジの回路図

符号の説明

１ 機器本体
２ 電源ケーブル
３ アース端子
４ アース線
５ 交流電源
６ 電源部
８a、８ｂ リレー
９ ノイズフィルター回路
１０ 漏電検知回路
１１ 制御部
１２ スイッチ
１３ 抵抗
１４ トランジスタ
１５ トランス
１６ 零相変流器
１７ 判定回路

Claims (2)

1. 交流電源を用いる機器本体と、前記機器本体に設けられ交流電源が入力電源として接続され直流と交流とを前記機器本体への電源として出力する電源部とを備え、前記電源部は、入力された交流電源を交流電源から電気的に絶縁された直流に変換する電源回路と、前記機器本体への交流の供給をオン・オフするリレーとを備え、
   前記電源部は、前記リレーの接点と前記機器本体との間に設けられて前記機器本体での漏電を検出し前記リレーをオフさせる漏電検知回路を備え、
   前記機器本体は、機器の動作を制御する制御部を設け、
   前記制御部は、前記電源部からの直流で動作すると共に、スイッチを備え前記スイッチをオンすることで前記電源部に設けられた前記リレーの駆動用の電源を供給して、前記リレー及び漏電検知回路への直流のオン・オフを制御し、機器が待機状態のときには前記リレー及び漏電検知回路への直流をオフすることを特徴とする電気機器。
2. 前記電源部は、交流電源の入力側にノイズフィルター回路を備え、前記電源部を単一のユニットに構成することを特徴とする請求項１記載の電気機器。