JPH071975B2 - 電気機器の漏電検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ヘアードライヤやヘアーアイロン等の電気機
器が水等の液体につかったときの漏電によって人体への
感電及び電気機器の損傷を受けることを防止する漏電検
出装置に関する。

（従来技術） 最近の住宅では化粧室が浴室内に設けられることが多く
なりつつあることから、電源プラグに差込んだままのヘ
アードライヤやヘアーアイロン等の電気機器を誤って浴
槽等の水中に落としたような場合、人体への感電事故を
発生する可能性が出てきた。

従来から感電防止のために、漏電を検出するものとして
は、一般に例えば、特公昭60-7885号公報に示されるよ
うに零相変流器（ZCT）を用いて、負荷から大地へ地絡
電流が流れたとき、ZCTを貫通する電源の入出力電流の
差をZCTの誘起電圧として検出し、接点を引き外すもの
がある。ところが、浴槽等の絶縁性の高い容器内の水中
に電気機器（負荷）がつかった場合、水中に漏電電流が
流れ、水中の人間が感電したとしても、この漏電電流と
等しい電流が電源にもどり、水も人間も負荷の一部とな
るため、ZCTではこの種の漏電電流は検出しにくいとい
う問題がある。また、ZCTは微小な漏電電流の発生を磁
気的に検出するものであるので、感度を高くする必要が
あり、したがってS/N比が悪いとともに、外部からの磁
気的ノイズの影響を受け易く、誤動作し易い欠点があ
る。また、部品点数が多く、全体形状も大きくなり、コ
スト高となるといった問題も有していた。

（発明の目的） 本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、水につか
ったことを電極片間の抵抗変化で確実に検出してラッチ
ングリレーにより即座かつ的確に電路を遮断することに
より、人体への感電や機器の損傷を確実に保護できると
ともに、外力に対しても誤動作しにくく、しかも、部品
点数も少なく低コストの漏電検出装置を提供することを
目的とする。

（発明の構成） 本発明は、電気機器の負荷回路と電気的に独立させて、
電源供給用のプラグを入切するリレー手段と、対になっ
た電極片の通電を検出して前記リレー手段を動作させる
電極とを備え、前記リレー手段の動作により前記電気機
器への通電を遮断するようにした電気機器の漏電検出装
置において、前記リレー手段としてラッチングリレーを
用いるとともに、前記負荷回路と並列に整流器を接続
し、前記整流器出力の一方を前記ラッチングリレーの励
磁コイルの一端に接続するとともに、前記整流器出力の
他方と前記励磁コイルの他端を前記対になった電極に接
続し、前記負荷回路および整流器より電源側に直列に前
記ラッチングリレーの接点を介設してなり、前記ラッチ
ングリレーは、前記接点を開閉する回転可能に設けられ
たアマチュアを有し、このアマチュアの反転衝撃力を前
記接点のオン状態とオフ状態とで差を持たせ、接点オン
状態でのアマチュア反転衝撃力の方を大きくしたことを
特徴とする電気機器の漏電検出装置である。

この構成により、電気機器が水中に浸かった場合や水を
被った場合に、電極の水による抵抗変化を検出して、電
源プラグを入切するラッチングリレーが作動し、的確に
電源を遮断することにより、事故を未然に防止するもの
である。また、回転することで接点を開閉するラッチン
グリレーのアマチュアは、外力を受けても接点オン状態
からオフ状態へ誤って回転することが抑制され、正常で
ありながら接点オフ状態に不測に切り換わるということ
が防がれる。

（実施例） 以下、本発明を電源プラグを有する電気機器として、負
荷回路にモータおよびヒータを有するヘアードライヤに
実施した例について図面とともに説明する。

第１図〜第４図において、１は商用電源、２は負荷への
電源を制御する電源プラグで、この電源プラグ２内にリ
レー手段としてのラッチングリレー３が内蔵され、ラッ
チングリレー３の接点４の入力に商用電源１が接続さ
れ、前記接点４の出力に整流器５が接続され、この整流
器５の出力の一端はラッチングリレー３の励磁コイル６
の一端に接続されている。前記ラッチングリレー３の接
点４は整流器５および後記負荷回路10より電源側に直列
に介設されることになる。

７はドライヤ本体で、このドライヤ本体７にはモータ８
およびヒータ９を有する負荷回路10が設けられ、ラッチ
ングリレー３の接点４、電源コード11、およびドライヤ
スイッチ12を通して負荷回路10に電源が供給されるとと
もに、前記整流器５の他端（励磁コイル６が接続されて
いない出力端）と励磁コイル６の他端（整流器５が接続
されていない端子）が検出線13,14を介して対になった
電極片15,16からなる電極17に接続されている。なお、
第２図、第３図において、7aはドライヤのハウジング、
7bは温風の吐出口。8aはモータ８により駆動されるファ
ン、15はヒータ９の周囲に設けられた囲い枠であり、電
極片と兼用している。また電源コード11内には検出線1
3,14が内蔵されている。

ここで、ラッチングリレー３の構成および動作原理につ
いて第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）を用いて説明すると、ア
マチュア21は２つのヨーク22,23と磁石24と接点駆動用
リブ25からなり、磁石24はヨーク22,23方向に磁化され
ている。また、中心には支点軸穴26があり、左右で質量
バランスが取られている。このアマチュア21は支点軸27
に支点軸穴26によって回転可能に設けられている。この
支点軸27は固定ヨーク28に固定され、この固定ヨーク28
には前記励磁コイル６が巻かれている。一方接点４は２
つの固定接点4a,4a′と２つの可動接点4b,4b′からなっ
ている。

ラッチングリレー３は初期状態では第４図（ａ）の状態
であり、磁石24、ヨーク22、固定ヨーク28、ヨーク23に
より磁気回路が構成されこの状態で保持されている。こ
の第４図（ａ）の状態では２つの接点４はオン状態であ
り、商用電源１はこの接点４および電源コード11を通し
てドライヤ本体７に供給されるとともに整流器５にも供
給されている。そして、正常時は電極17は開放状態で、
励磁コイル６には電流は流れていない。

ここで、電極17が水につかり短絡状態となると第４図
（ｂ）の状態になる。すなわち励磁コイル６には整流器
５より電極17を通して電流が流れ、この電流により固定
ヨーク28は第４図（ａ）の状態での磁束を打消して逆方
向に磁化されるため、ヨーク22,23と固定ヨーク28の吸
着側では反発力が働き、開放側では吸引力が働くためア
マチュア21は支点軸27を支点として回転し第４図（ｂ）
の状態となる。このとき可動接点4b,4b′はリブ25に押
されて固定接点4a,4a′と開離し、２つの接点４はオフ
状態となり、接点４は両切り接点であるため、ドライヤ
本体７の負荷回路10および整流器５には電源が供給され
なくなる。この状態においても磁石24、ヨーク22、固定
ヨーク28、ヨーク23で磁気回路が構成され、この磁力に
よってこの状態が保持される。また、通常ラッチングリ
レー３の２個の接点ばね力は、アマチュア21の回転に対
してお互いに打消すような構成にされるが、本発明にお
いては、第４図（ａ）の状態ではアマチュア21に可動接
点4b,4b′のばね力が働かないようにし、第４図（ｂ）
の状態では可動接点4b,4b′のばね力がアマチュア21の
回転可能方向に働くようにすることにより、落下衝撃等
による外力でアマチュア21が反転する誤動作に対して第
４図（ａ）の状態において強くなるように構成されてい
る。

上記実施例構成の動作を説明すると、ドライヤ初期状態
（出荷時）より正常使用時においては、電極17は高抵抗
で、オフの状態にある。そのため、ラッチングリレー３
の接点４はオン状態（実線）であり、ドライヤ本体７と
整流器５には商用電源１が供給される。ドライヤ本体７
においてはドライヤスイッチ12をオンするとヒータ９に
電源が供給されるとともに、モータ８が駆動されファン
8aにより冷風が温風される。次にドライヤスイッチ12が
オフとなるとドライヤは停止する。

次にドライヤ本体７が水中につかると、ドライヤスイッ
チ12のオン，オフに関係なく、電極17の一対の電極片1
5,16間に水が入り、電極片間の抵抗が急激に低くなり、
ラッチングリレー３の励磁コイル６に電流が流れ接点４
がオフとなり、ドライヤ本体７の負荷回路10には電源が
供給されなくなる。しかも整流器５にも電源が供給され
ないため、電極17は商用電源１とは接点４により絶縁さ
れるため安全であり、水を介して人が感電するのを防止
することができる。また、整流器５に電源が供給されな
いため、励磁コイル６にも電流が流れなくなるが、接点
４は磁力によりオフ状態を保持し続ける。

本発明の第２の実施例につぎて第５図により説明する。
この実施例では分圧抵抗18a,18bを設けたこと、および
商用電源１の電圧が異なる場合でも電圧切替スイッチ19
を切替えることにより対応できるようにした点が上記第
１実施例と相異する。

すなわち、整流器５の出力の励磁コイル６が接続されて
いない端子と電極片15の間の検出線13の途中であって、
電圧プラグ２内に分圧抵抗18aを介設し、ドライヤ本体
７内に分圧抵抗18b、電圧切替スイッチ19の一部を介設
している。

そして前記電圧切替スイッチ19は、分圧抵抗18bを短絡
および挿入の切替ができるとともに、ヒータ9a,9bの並
列、直列の切替えもできるように配設されている。商用
電源１が100〜120ボルトの地域においては、電圧切替ス
イッチ19を実線側にすることにより、モータ８およびヒ
ータ9a,9bに100〜120ボルトを加えて、このときに定格
の出力が得られるようにモータ８、ヒータ9a,9b（ヒー
タ9a,9bはほぼ同抵抗）を設定しておく。一方、励磁コ
イル６にもラッチングリレー３が最適に動作するように
分圧抵抗18aの定数を設定しておく。

次に商用電源１が200〜240ボルトの地域においては、電
圧切替スイッチ19を点線側にすることによりヒータ9aと
9bは直列となり、100〜120ボルト時と同じ定格出力が得
られるとともにモータ８にはヒータ9aとヒータ9bで分圧
された電圧すなわち100〜120ボルトがかかるため100〜1
20ボルト時と同じ出力が得られ、故障することもない。
一方、ラッチングリレー３の励磁コイル６の回路にも分
圧抵抗18a,18bが挿入されるため100〜120ボルト時と同
じ電流が流れることとなり、ラッチングリレー３も100
〜120ボルト時と同等の動作が得られる。一方、分圧抵
抗18a,18bを整流器５と電極片15の間に挿入したことに
よりドライヤ使用時に誤って電極17に人体が触れたとし
ても、分圧抵抗18a,18bまたは励磁コイル６を通して電
流が流れるため、これらが保護抵抗として働き人体へは
微小の電流しか流れないため感電したとしても極めて軽
微となり問題はない。

次に、ラッチングリレー３の他の実施例を第６図（ａ）
（ｂ）（ｃ）により説明する。Ｌ字型固定ヨーク29に駆
動可能にアマチュア30を固定し可動接点4b,4b′をそれ
ぞれ固定し、固定ヨーク29とアマチュア30の接触部分で
ばね性をもたせることにより、アマチュア30を上方向に
引き上げるようにする。このとき可動接点4b,4b′は固
定接点4a,4a′と接触しオン状態である。固定接点4a,4
a′はアマチュア30のストッパーとしても働く。ここで
可動接点4b,4b′は固定ヨーク29、アマチュア30とは絶
縁されているため、可動接点4b,4b′同志も絶縁されて
いる。固定ヨーク29にはコア31が図のように取付けられ
コア31の回りには励磁コイル６が巻かれている。

ラッチングリレー３の初期においては第６図（ａ）の状
態であり、可動接点4b,4b′のばね力により接点はオン
状態にある。ここで電極17が水で短絡状態になると整流
器５、分圧抵抗18、電極17を通して励磁コイル６に電流
が流れる。この電流によりニブコロイ等の半硬質磁性材
料からなるコア31が磁化され、アマチュア30をばね力に
反して吸引し、コア31、アマチュア30、固定ヨーク29に
より磁気回路が構成される、これにより可動接点4b,4
b′と固定接点4a,4a′は開離し、ドライヤ本体７には電
源が供給されなくなるとともに整流器５にも電源が供給
されなくなる。したがって励磁コイル６にも電流は流れ
なくなるが、コア31の残留磁束によりアマチュア30は吸
引されたままで保持され、接点４も開離された状態で保
持される。

この接点オンの状態においては落下衝撃等の外力が加わ
っても、ばね力で保持されているため、一旦アマチュア
30が動いて接点４がチャタリングを発生したとしても第
６図（ｂ）の状態で保持されることなく第６図（ａ）の
状態に戻るため、電極17が水につからない限り、ラッチ
ングリレー３が誤動作することはない。

本発明の第３の実施例について第７図により説明する。
この実施例では整流器５の電源をトランス32で電気的に
絶縁したことが他の実施例と相異する。

すなわち商用電源１が接点４を通してトランス32の一次
コイルに供給され、商用電源１と絶縁され降圧された電
圧が二次コイルに発生し、これを整流器５で整流し、そ
の出力が励磁コイル６および検出線13に接続されてい
る。このため電極17には低電圧でしかも商用電源１とは
絶縁された電源から給電されているため、人体が誤って
電極17に触れても感電するおそれはなく安全である。ま
た、ドライヤ本体７が浸水した場合でもドライヤ本体７
の負荷回路10から電流が電極17に流れ込むこともないた
めラッチングリレー３の動作に影響がでることもなく整
流器５の負荷も軽減できる。

なお、トランス32の代りに発光ダイオードとホトセル
（太陽電池）により励磁コイル６への電源を絶縁し、低
圧化しても同様の効果が得られる。

なお、本発明の実施例においては電極17（15,16）を吐
出口7b（第２図）に設けているが、浸水経路に応じて吸
込口の部分、スイッチの部分、電源コードの取出口のそ
れぞれに配置すればさらに安全である。

また、ラッチングリレー３等を電源プラグ２に内蔵した
が、これらをドライヤ本体７内に入れて防水構造として
もよい。

また本発明においては電気機器に電源が供給され得る正
常な状態においてラッチングリレー３の耐衝撃力を強く
したことにより、電源プラグ２を落下したり、物にぶつ
ぶつけたりしてもラッチングリレー３が動作することが
ないため、水につかってもいないのにドライヤが動かな
くなるといったトラブルを防ぐことができる。一方、浸
水によりラッチングリレー３が動作した後の耐衝撃力に
ついては、電源プラグ２がコンセントにさされたままで
は大きな衝撃力が加わらないことと、一旦コンセントか
ら電源プラグ２を抜いた後に衝撃によってラッチングリ
レー３が誤動作して初期状態に戻ったとしても、再度コ
ンセントに差込んで通電したとき、電極17間に水があっ
たりドライヤ本体が水につかっていると再度ラッチング
リレー３が動作して電源が供給されなくなるため、ラッ
チングリレー３動作後の耐衝撃力がやや弱くなっても安
全である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば電気機器の浸水などを対と
なった電極片間の通電により検出して、リレー手段を即
座に作動させて電気機器への通電を遮断するようにした
ものであり、電気機器が水につかっても人が感電したり
することもなく、また水につかったことによる電気機器
の劣化や水が各部に残っている状態で通電したことによ
る感電事故を未然に防止することができる。

しかもラッチングリレーを用いたことにより浸水により
リレーが動作した後は励磁コイルへも電流が流れなくな
るため長時間浸水することによって電極間に電流が流れ
続けることがなく、電流による電極間の水の電気分解に
より発生する水素や酸素によって電極が酸化するといっ
たことがなくなる。また浸水によるリレー動作後にコン
セントから電源プラグを抜いて電源が供給されなくなっ
ても自動的に復帰することはなく安全である。しかも、
ラッチングリレーとして、接点を開閉するアマチュアを
回転可能に設け、このアマチュアの反転衝撃力を接点の
オン状態とオフ状態とで差を持たせ、かつ接点オン状態
でのアマチュア反転衝撃力の方を大きくしたので、不測
の外力を受けても接点オン状態からオフ状態へ誤って切
り換わるということが効果的に防止できる。さらに、従
来の漏電ブレーカ方式に比べて構成が簡単になり、大幅
な低コスト化が図れ、全体形状も小型化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図に本発明の電気機器の漏電検出装置の第１実施例
による電気回路図、第２図は同実施例によるヘアードラ
イヤの構成図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４
図（ａ）（ｂ）は同実施例におけるラッチングリレーの
構成および動作を示す説明図、第４図（ｃ）は第４図
（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、第５図は本発明の電気機器の
漏電検出装置の第２実施例による電気回路図、第６図
（ａ）（ｂ）（ｃ）はラッチングリレーの他の実施例に
よる構成および動作を示す説明図、第７図は本発明の電
気機器の漏電検出装置の第３の実施例による電気回路図
である。 １……商用電源、２……電源プラグ、３……ラッチング
リレー、４……接点、５……整流器、６……励磁コイ
ル、10……負荷回路、13,14……検出線、15,16……電極
片、17……電極、18,18a,18b……分圧抵抗、19……電圧
切替スイッチ（スイッチ手段）、21……アマチュア、24
……磁石、30……アマチュア、32……トランス。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気機器の負荷回路と電気的に独立させ
   て、電源供給用のプラグを入切するリレー手段と、対に
   なった電極片の通電を検出して前記リレー手段を動作さ
   せる電極とを備え、前記リレー手段の動作により前記電
   気機器への通電を遮断するようにした電気機器の漏電検
   出装置において、前記リレー手段としてラッチングリレ
   ーを用いるとともに、前記負荷回路と並列に整流器を接
   続し、前記整流器出力の一方を前記ラッチングリレーの
   励磁コイルの一端に接続するとともに、前記整流器出力
   の他方と前記励磁コイルの他端を前記対になった電極に
   接続し、前記負荷回路および整流器より電源側に直列に
   前記ラッチングリレーの接点を介設してなり、前記ラッ
   チングリレーは、前記接点を開閉する回転可能に設けら
   れたアマチュアを有し、このアマチュアの反転衝撃力を
   前記接点のオン状態とオフ状態とで差を持たせ、接点オ
   ン状態でのアマチュア反転衝撃力の方を大きくしたこと
   を特徴とする電気機器の漏電検出装置。
2. 【請求項２】ラッチングリレーは、その接点のオン状態
   をばね力で保持し、オフ状態を磁力で保持したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気機器の漏電検
   出装置。
3. 【請求項３】整流器出力と電極との間のラッチングリレ
   ーの励磁コイルが接続されていない側に分圧抵抗を介設
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気
   機器の漏電検出装置。
4. 【請求項４】整流器出力と電極間に介設した分圧抵抗の
   抵抗値を、スイッチ手段でもって電源電圧に応じて切替
   えるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の電気機器の漏電検出装置。
5. 【請求項５】電源から電気的に絶縁された電源を、ラッ
   チングリレー駆動用の電源としたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の電気機器の漏電検出装置。