JP5419035B2 - 電源供給装置 - Google Patents

Description

本発明は，電動工具のような電気機械器具等の負荷に電源を供給するための装置であって，該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って非常に危険である。

このような危険性を回避するため，特許文献１のものが公知である。特許文献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ものであるから，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，特許文献１の装置はコードリールに組み込んで使用することを想定しているが，コードリールに設けられたコンセントと電動工具のプラグが外れた場合は考慮されていない。

そこで，本願の出願人は特許文献２のような発明を行った。特許文献２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，主回路の導体と，主回路を開閉する接点手段と，主回路を開閉する接点に対して並列にインピーダンスを介して負荷側に電源を供給する手段と，該インピーダンスを通じて流れる電流の検出手段と，負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段とを備え，前記電流の検出手段が電流を検出せず，前記負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段が接続を検出しているときに主回路の接点を入にするシーケンスを備えていることを特徴とする電気機械器具等の電源供給装置である。特許文献２によれば，装置より電源側で停電し，その後復電した場合のみならず，電動工具のプラグがコンセントから外れた場合も考慮されている。

特許文献２における請求項２では，電気機械器具等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，主回路の導体と，主回路の導体の接続を開閉するａ接点を有する第一の継電器と，該第一の継電器のａ接点と並列的に駆動コイルを接続しｂ接点を有する第二の継電器と，負荷電源を接続するコンセントと，コンセントの受け刃とは別にプラグの刃に接触する接触子を備え，該接触子は第二の継電器のｂ接点の動作を介して第一の継電器の駆動コイルに駆動電圧を供給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。

また，特許文献２における請求項３では，電気機械器具等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，主回路の導体と，主回路の導体の接続を開閉するａ接点を有する継電器と，該継電器のａ接点と並列にインピーダンスを介して負荷側に電源を供給する手段と，該インピーダンスを通じて流れる電流の検出手段と，負荷電源を接続するコンセントと，コンセントの受け刃とは別にプラグの刃に接触する接触子を備え，該接触子がプラグの刃に接触し，前記電流の検出手段が電流を検出していないときに，前記継電器の駆動コイルに駆動電圧を供給するシーケンスを備えてい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。特許文献２における請求項２と請求項３の接触子は文献２の請求項１に示す，負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段と，同じく請求項１の電流の検出手段が電流を検出せず，前記負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段が接続を検出しているときに主回路の接点を入にするシーケンスを非常に簡単な構成で実現しているものである。

特開２００６−１５６１０３ 特願２００９−９７９２０

しかしながら，前述の特許文献２の請求項２と請求項３では，その接触子がプラグの刃に接触する構造となっているため，現実的な差し込み接続器と接触子を構成するにあたり，その構造が複雑になりコストが高くなるおそれがあるという課題があった。図１は，一般的なＡＣ１００Ｖの差し込み接続器の構成事例である。図において１００１はコンセント側の絶縁筐体，１００２，１００３は刃受け，１００４と１００５は開口部であるが開口部の空間は狭小である場合が多い。２００１は対するプラグの絶縁筐体，２００２，２００３はプラグの刃である。このような構造の差し込み接続器において，前述の接触子はプラグの刃に接触することが必要であるから開口部１００４あるいは１００５に装備しなければならず，前述したような狭小の空間に部品を配置することは部品が小型化し，また，確実に接触を検知することは簡単ではない。そこで本件発明は，電気機器負荷などへの電源供給が，停電の発生や，コンセントからプラグが抜けて停止した場合，電気機器や負荷などの電源スイッチが入ったままで再度復電した場合には，電源を供給しない機能を有する電源供給装置に負荷の電源線が接続されているかどうかの検出を，非常に簡単に信頼性高く構成する電源供給装置を提供することを課題にしている。

請求項１の発明は，電気機器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，主回路の導体と，主回路の導体の接続を開閉するａ接点を有する第一の継電器と，該第一の継電器のａ接点と並列的に駆動コイルを接続しｂ接点を有する第二の継電器と，電気機器の電源線を接続する多極の差込接続器と，該多極の差込接続器の刃受けに電気機器の電源線のプラグ刃が差し込まれたときに前記刃受けがプラグ刃に押圧されて該刃受けが偏寄し，該偏寄した前記刃受けに当接する少なくともひとつの接触子とを備え，該接触子は第二の継電器のｂ接点の動作を介して第一の継電器の駆動コイルに駆動電圧を供給するようにしたことを特徴とする電源供給装置を提供したものである。

請求項２の発明は，主回路の導体と，主回路を開閉する接点手段と，主回路を開閉する接点に対して並列にインピーダンスを介して負荷側に電源を供給する手段と，該インピーダンスを通じて流れる電流の検出手段と，負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段とを備え，前記電流の検出手段が電流を検出せず，前記負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段が接続を検出しているときに主回路の接点を入にするシーケンスを備えていることを特徴とする電気機械器具等の電源供給装置において，前記負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段は，負荷の電源線を接続する手段が多極の差し込み接続器であって，該差し込み接続器の刃受けに負荷の電源線のプラグ刃が差し込まれたときに前記刃受けがプラグ刃に押圧されて該刃受けが偏寄し，該偏寄した刃受けに当接する少なくともひとつの接触子と他極間に電圧が発生することを検出するものであることを特徴として電源供給装置を提供したものである。

請求項３の発明は，主回路の導体と，主回路を開閉する接点手段と，主回路を開閉する接点に対して並列にインピーダンスを介して負荷側に電源を供給する手段と，該インピーダンスを通じて流れる電流の検出手段と，負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段とを備え，前記電流の検出手段が電流を検出せず，前記負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段が接続を検出しているときに主回路の接点を入にするシーケンスを備えていることを特徴とする電気機械器具等の電源供給装置において，前記負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段は，負荷の電源線を接続する手段が多極の差し込み接続器であって，該差し込み接続器の刃受けに負荷の電源線側のプラグ刃が差し込まれたときに前記刃受けがプラグ刃に押圧されて，該刃受けが偏寄し該偏寄した刃受けに当接する少なくともひとつの接触子であり，該接触子は前記電流の検出手段が電流を検出したときＯＦＦとなるｂ接点の動作を介して主回路の接点の駆動装置に駆動電圧を供給するよう構成したものであることを特徴として電源供給装置を提供したものである。

本件発明によれば，電気機器負荷などへの電源供給が，停電の発生や，コンセントからプラグが抜けて停止した場合，電気機器や負荷などの電源スイッチが入ったままで再度復電した場合には，電源を供給しない機能を有する電源供給装置に負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段を非常に簡単に信頼性高く構成した電源供給装置を提供できる。

一般的な差し込み接続器の説明図。 本件発明の第一の実施例の図。 本件発明の接触子と刃受けの関係の図（その１）。 本件発明の接触子と刃受けの関係の図（その２）。 本件発明の第二の実施例の図。 本件発明の第三の実施例の図。

次に本件発明を図面により詳細に説明する。図２は本件発明の第一の実施例の図である。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，５は電動工具など電気機器である。電源接続手段２は例えばコンセントとプラグなどの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。６，６’はコンセントの刃受けで図では２極の事例を示しているが，アース極付でもよく，アース極付の場合のアース極は図示していない。７，７’は電気機器５の電源電線のプラグの刃である。３０１は主回路接点で電磁コイル３０２が通電されたときに閉じるａ接点で，３０１と３０２で第一の継電器を構成する。３０４’は主接点３０１と並列に接続される電磁コイルでｂ接点３０５を駆動し，３０４’と３０５で第二の継電器を構成する。３０８は接触子で，３０８はｂ接点３０５の動作を介して第一の継電器の駆動コイル３０２に電圧を供給する。

ここで，刃受け６，６’を有するコンセントとプラグの刃７，７’と接触子３０８の動作の関係について図３を用いて詳細に説明する。図において（ａ）の図は刃受け６，６’にプラグの刃７，７’が差し込まれていない場合を示しており，（ｂ）の図は差し込まれた場合を示している。図３（ａ）において，刃受け６，６’はプラグの刃７，７’の間に挟持されて適当な圧力をもって接触するよう刃受け６，６’のプラグの刃７，７’への接触部間の寸法ｗはプラグの刃７，７’間の寸法ｗ’よりやや大きく設定してあり，（ｂ）のように受け刃にプラグ刃が差し込まれた場合には６，６’の刃受けがｗとｗ’の差分の寸法の約１／２ずつ弾性的に内側に偏寄するよう構成されている。そして接触子３０８は，刃受けが内側に偏寄した（ｂ）の図の状態で，６’の刃受けに接触するよう配されている。

なお，刃受け６，６’が弾性的に外側に偏寄する構造にした場合には，外側に偏寄する刃受けに接触するように接触子３０８を配して構成するとよい。また，このように刃受け自体が弾性的に偏寄するほか，刃受けをばねやゴムなどの弾性体により，常には偏寄しない方向に付勢させておき，プラグ刃が刃受けに差込まれたときに，前記弾性体が差込力に屈して，刃受けが機構的に偏寄するよう構成してもよい。なお，ここでいう偏寄とは，プラグを差込まないときの配置位置から，プラグを差込むことにより，刃受けが移動して配置位置が変わることを意味している。

図４は図３の別の実施例である。この実施例では，刃受け６，６’は，個々にプラグの刃７，７’を挟持するよう構成されており，（ａ）は刃受けにプラグが接続されていない状態の図，（ｂ）は刃受けにプラグが接続されている状態の図である。図３の刃受けはプラグ７，７’の内寸に沿って偏寄するが，図４の刃受け６，６’は夫々が，プラグ７，７’の厚みによって弾性的に偏寄する構成であり，接触子３０８は刃受け６’が偏寄した状態で刃受け６’に接触するよう配される。以上のような接触子３０８は，図１における狭小な開口部１００４や１００５に配置する必要はなく，刃受け６’の側方に配することができるから空間的に配置の自由度が高く，構成し易い。従って，簡単に現実的で接触の信頼性の高い構造が得られる。

次に図２に示す実施例の動作について説明する。電源接続手段２が電源に接続されており，電気機器５のプラグ７，７’がコンセントの刃受け６，６’に差し込まれていないときは，刃受け６’と接触子３０８は図３の（ａ）のように接触していないので，第一の継電器の駆動コイル３０２には電圧が供給されず，主接点３０１はＯＦＦのままである。次に電気機器５の電源スイッチ５０１がＯＦＦの状態でプラグ７，７’がコンセントの刃受け６，６’に差し込まれた場合，刃受け６’と接触子３０８は図３（ｂ）のように接触するが，電源スイッチ５０１がＯＦＦであるので，第二の継電器の駆動コイル３０４’には電流が流れず，ｂ接点３０５は開かないので第一の継電器の駆動コイル３０２には電圧が供給されて主接点３０１がＯＮする。その後，電気機器の電源スイッチ５０１をＯＮすれば，電気機器の電流は主接点３０１を通じて流れるが，主接点３０１の接触抵抗より第二の継電器の駆動コイル３０４’のインピーダンスが格段に高いので電流は駆動コイル３０４’には流れず，主接点３０１はＯＮ状態を維持する。以降，電源スイッチ５０１をＯＮ，ＯＦＦしても状態は変らない。

次に，図２で，電気機器５の電源スイッチ５０１をＯＮにした状態でプラグ７，７’を刃受け６，６’に差した場合を説明する。この場合，刃受け６’と接触子３０８は接触し，第一の継電器の駆動コイル３０２に電圧を供給しようとするが，主接点３０１が開いているのでプラグ７，７‘が刃受け６，６’に接触した瞬間に電気機器５の電流が第二の駆動コイル３０４’を流れ，ｂ接点３０５を開くので，第一の継電器の駆動コイル３０２には電圧が印加されず，主接点３０１がＯＮすることはない。電気機器５に駆動コイル３０４’を通じて流れる電流は，駆動コイル３０４’を介さない場合に比べ駆動コイル３０４’のインピーダンス分低減されており，第一の継電器の駆動コイル３０２の制御だけ行えばよいような小さな接点容量のものの場合インピーダンスは電気機器のインピーダンスに比べ非常に高いので，電気機器５は起動できない。ここで，プラグ７，７’はほぼ同時に刃受け６，６’に差し込まれた場合，刃受け６’と接触子３０８が接触するより，電気機器５に電流が流れる方が先になるので，刃受け６’と接触子３０８が接触するよりｂ接点３０５が開く方が早く，接触子３０８が刃受け６’に接触しても第一の駆動コイル３０２には電圧は印加されない。また，接点の通電容量的にも第一の継電器は第二の継電器より大きく構成され，駆動コイルに同時に電圧が印加されても慣性的に主接点３０１が閉じるよりｂ接点３０５が開く方が早くなるよう構成されている。

電気機器５の電源スイッチ５０１をＯＮの状態でプラグ７，７’を刃受け６，６’に差し込んでしまい，電気機器５が起動できない状態になった場合，一旦電源スイッチ５０１をＯＦＦにすれば，第二の継電器の駆動コイル３０４’に電流が流れなくなり，ｂ接点３０５がＯＮに復帰し，その時点で駆動コイル３０２に電圧が供給されるので，主接点３０１がＯＮし，その状態から電気機器５の電源スイッチ５０１をＯＮすれば，電気機器５は正常に動作する。

以上のように，主接点３０１を有する第一の継電器と，該第一の継電器の主接点３０１と並列的に駆動コイル３０４’を接続しｂ接点３０５を有する第二の継電器と，負荷電源を接続する刃受け６，６’による差込接続器を備え，該多極の差込接続器の刃受け６，６’に電気機器の電源線側の刃７，７’が差し込まれたとき，偏寄した刃受け６’に当接する少なくともひとつの接触子３０８とを備え，該接触子３０８は第二の継電器のｂ接点３０５の動作を介して第一の継電器の駆動コイル３０２に電圧を供給するよう構成したので，電源供給装置に負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段を非常に簡単で現実的に信頼性高く構成することができる。

次に第二の実施例について図５を用いて説明する。図５の実施例は，図２の実施例において，第二の継電器の駆動コイル３０４’の代わりに，インピーダンス３０３と電流検出手段３０４を配したこと，図２の実施例では，接触子３０８から直接にｂ接点３０５の動作を介して駆動コイル３０２に電圧を供給するように接続しているが，図５の第二の実施例では，接触子３０８と刃受け６間の電圧検出手段３０６を備え，電圧検出手段３０６が刃受け６と接触子３０８間の電圧を検出すると，ａ接点３０７をＯＮするようにしている。ａ接点３０７はｂ接点３０５の動作を介して，駆動コイル３０２に電圧を供給するようにしている。ここでインピーダンス３０３は第二の継電器の駆動コイル３０４’のインピーダンスに相当し，電流検出手段３０４は，図示しないｂ接点３０５の駆動手段と合わせて，コイル３０４’に電流が流れてｂ接点３０５を駆動する場合に相当しているほか動作は図２の第一の実施例と同一である。なお，電圧検出手段３０６は接触子３０８と刃受け６側の極間の電圧を検出するようにしているが，刃受け６側にも３０８相当の接触子を設け，接触子間の電圧を検出するようにしてもよい。

図６は，第三の実施例を示す図である。第二の実施例との相違は，接触子３０８からｂ接点３０５の動作を介して直接駆動コイル３０２に電圧を供給するようにしたことである。なお，第一から第三の実施例において，ｂ接点の位置は，駆動コイル３０２と刃受け６側の極間でも動作上差し支えない。

以上のような，電源供給装置は，負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段を非常に簡単で現実的に信頼性高く構成することができる。

本件発明は，電動工具など電気機械器具の電源プラグとそれを接続するコンセントの間にアダプターのような形で構成してよく，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，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，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で構成したり，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。

１・・・商用電源
２・・・本装置より電源側の接続
３・・・本装置
３０１・・・主回路のａ接点
３０２・・・電磁コイル
３０３・・・インピーダンス
３０４・・・電流検出装置
３０５・・・ｂ接点
３０６・・・負荷側の接続検出手段
３０７・・・ａ接点
３０８・・・接触子
４・・・装置より負荷側の接続
５・・・負荷
５０１・・・電源スイッチ
６・・・コンセントの刃受け
７・・・プラグの刃

Claims (3)

1. 電気機器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，主回路の導体と，主回路の導体の接続を開閉するａ接点を有する第一の継電器と，該第一の継電器のａ接点と並列的に駆動コイルを接続しｂ接点を有する第二の継電器と，電気機器の電源線を接続する多極の差込接続器と，該多極の差込接続器の刃受けに電気機器の電源線のプラグ刃が差し込まれたときに前記刃受けがプラグ刃に押圧されて該刃受けが偏寄し，該偏寄した前記刃受けに当接する少なくともひとつの接触子とを備え，該接触子は第二の継電器のｂ接点の動作を介して第一の継電器の駆動コイルに駆動電圧を供給するようにしたことを特徴とする電源供給装置。
2. 主回路の導体と，主回路を開閉する接点手段と，主回路を開閉する接点に対して並列にインピーダンスを介して負荷側に電源を供給する手段と，該インピーダンスを通じて流れる電流の検出手段と，負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段とを備え，前記電流の検出手段が電流を検出せず，前記負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段が接続を検出しているときに主回路の接点を入にするシーケンスを備えていることを特徴とする電気機械器具等の電源供給装置において，前記負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段は，負荷の電源線を接続する手段が多極の差し込み接続器であって，該差し込み接続器の刃受けに負荷の電源線のプラグ刃が差し込まれたときに前記刃受けがプラグ刃に押圧されて該刃受けが偏寄し，該偏寄した刃受けに当接する少なくともひとつの接触子と他極間に電圧が発生することを検出するものであることを特徴とする電源供給装置。
3. 主回路の導体と，主回路を開閉する接点手段と，主回路を開閉する接点に対して並列にインピーダンスを介して負荷側に電源を供給する手段と，該インピーダンスを通じて流れる電流の検出手段と，負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段とを備え，前記電流の検出手段が電流を検出せず，前記負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段が接続を検出しているときに主回路の接点を入にするシーケンスを備えていることを特徴とする電気機械器具等の電源供給装置において，前記負荷の電源線が接続されているかどうかの検出手段は，負荷の電源線を接続する手段が多極の差し込み接続器であって，該差し込み接続器の刃受けに負荷の電源線側のプラグ刃が差し込まれたときに前記刃受けがプラグ刃に押圧されて該刃受けが偏寄し，該偏寄した刃受けに当接する少なくともひとつの接触子であり，該接触子は前記電流の検出手段が電流を検出したときＯＦＦとなるｂ接点の動作を介して主回路の接点の駆動装置に駆動電圧を供給するよう構成したものであることを特徴とする電源供給装置。
   

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