JPH09147728A - 漏電発生による通電遮断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで、かつ家屋内への設置が容易に行
える漏電発生による通電遮断装置を提供する。 【解決手段】 ケース部１２の外方には、外部商用電線
１６から漏電遮断器１８を介して家屋２２内に配設され
た屋内商用電線２４に脱着自在に接続可能な電源端子１
４が突設されている。ケース部１２内には電源端子１４
に接続される屋内商用電線２４に漏電を発生させる漏電
電流制限部３０と漏電発生スイッチ部３２とから成る漏
電発生部が設けられている。またケース部１２内には、
ケース部１２に加わる振動若しくはケース部１２の傾き
を検知すると共に、振動若しくは傾きが所定値を越えた
場合には漏電発生部を作動させる検出センサ４０と駆動
回路４２とから成る検知部が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は漏電発生による通電
遮断装置に関し、一層詳細には地震に際にその振動を検
知して屋内商用電線に漏電を発生させ、家屋に一般的に
設置されている漏電遮断器を作動させて家屋への通電を
遮断させる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の漏電発生による通電遮断装置につ
いて説明する。まず、電気機器が振動したり傾いたりし
た際の安全性を確保するため、電気機器本体内部に振動
や傾きを検出した際に漏電を強制的に発生させる漏電発
生部を別途設け、電気機器へ電力を供給する電気機器と
は別体の電源接続部に備えられている漏電遮断器を作動
させることで電気機器への通電を遮断させるものが特開
平4-297258号に開示されている。この発明では電気機器
本体に感振センサと共に漏電発生部を設けるだけで、各
家屋に広く用いられている漏電遮断器を用いて電気機器
への通電を遮断することができ、新たに遮断器を設ける
必要がなく、よって複雑な配線を屋内商用電線に施すこ
とがないという効果がある。また、実開昭58-35260号に
記載されている発明は、漏電ブレーカの動作確認用のテ
スト回路に設けられたテストスイッチに並列に感振スイ
ッチを接続し、この感振スイッチとテスト回路とで漏電
発生部を構成し、これによって振動発生時に漏電ブレー
カを作動させて通電を遮断させ、地震等の場合に家屋内
に在る全ての電気機器の加熱等による火災の発生を防止
できるとするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の通電遮断方法には次のような課題がある。いずれ
の発明も振動等を検知して漏電を発生させる漏電発生部
が電気機器や漏電ブレーカ自体の内部に設けられてお
り、従って家屋内に在る既存の電気機器を全て買い換え
たり、また配電盤の漏電ブレーカを電気工事により交換
しなければならず、費用と時間がかかるという課題があ
る。従って、本発明は低コストで、かつ家屋内への設置
が容易に行える漏電発生による通電遮断装置を提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、ケース部
と、該ケース部外方に突設され、外部商用電線から漏電
遮断器を介して家屋内に配設された屋内商用電線設備に
脱着自在に接続可能な電源端子と、前記ケース部内に設
けられ、前記電源端子に接続される前記屋内商用電線に
漏電を発生させる漏電発生部と、前記ケース部内に設け
られ、該ケース部に加わる振動若しくはケース部の傾き
を検知すると共に、該振動若しくは傾きが所定値を越え
た場合には前記漏電発生部を作動させる検知部とを具備
することを特徴とする。この構成を採用すると、検知部
が振動等を検出して漏電発生部を作動させて屋内商用電
線に漏電を発生させることによって、各家屋に通常設置
されている漏電遮断器を使用して家屋の通電を遮断する
ことができ、コストがかからない。また、漏電発生部と
検知部はケース部内に配され、ケース部外部には屋内商
用電線に脱着自在に接続可能な電源端子が設けられてい
るため、屋内商用電線の工事を行わずに単体で家屋内に
容易に設置することが可能である。

【０００５】また、漏電発生部は具体的には、前記電源
端子と前記ケース部外方に設けられた接地用端子とを所
定の値の抵抗を介して接続することで漏電を発生させ
る。また、前記電源端子は、特に前記屋内商用電線に接
続されたコンセントに脱着自在なプラグ端子に形成すれ
ば、家屋内への設置が一層容易に行える。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて添付図面と共に詳述する。 （第１実施形態）まず、漏電発生による通電遮断装置１
０の基本的な構成について図１〜図４を用いて説明す
る。１２はケース部であり、電気絶縁性を有する材料、
例えば合成樹脂材料等を用いて箱体に形成されている。
１４は電源端子であり、ケース部１２外方に突設され、
外部商用電線１６から漏電遮断器１８（一般には配電盤
２０に配設されている）を介して家屋２２内に配設され
た屋内商用電線２４に脱着自在に接続可能な形状に形成
されている。電源端子１４は、一例として屋内商用電線
２４に接続されたコンセント２６に脱着自在なプラグ端
子に形成されている。屋内商用電線２４は家屋２２の各
部屋等に配線されて、さらにそこにはコンセント２６が
接続されて、種々の電気機器２８ａ、２８ｂを接続して
使用可能となっている。

【０００７】漏電発生部はケース部１２内に設けられ、
電源端子１４に接続される屋内商用電線２４に漏電を発
生させる機能を有し、漏電電流制限部３０と漏電発生ス
イッチ部３２とから構成される。漏電電流制限部３０は
屋内商用電線２４に接続され、そして漏電発生スイッチ
部３２は漏電電流制限部３０と接地用端子３４との間に
介挿されている。漏電電流制限部３０は一例として各電
源端子１４に一端が接続された２本の抵抗３６と、その
抵抗３６の他端にそれぞれアノード端子が接続され、互
いのカソード端子同士が接続された２本のダイオード３
８とから構成される。また、漏電発生スイッチ部３２は
一例としてフォトトライアックを用いて形成され、フォ
トトライアックのトライアック部がダイオード３８のカ
ソード端子と接地用端子３４との間に介挿されている。
トライアック部がオン状態となると、電源端子１４から
漏電電流制限部３０を介して接地用端子３４へ電流が流
れ得る状態となる。そして流れる電流値は抵抗３６の値
で設定される。なお、漏電発生スイッチ部３２はその
他、リレーや、トランジスタ、ＦＥＴ等の半導体スイッ
チ素子を用いて構成するようにしても良い。検知部はケ
ース部１２内に設けられ、ケース部１２に加わる振動若
しくはケース部１２の傾きを検知すると共に、振動若し
くは傾きが所定値を越えた場合には漏電発生部を作動さ
せる機能を有し、検出センサ４０と駆動回路４２とから
構成される。

【０００８】さらに、ケース部１２内に設けられた他の
回路の構成、および上記回路の詳細な構成について説明
する。まず、４４は整流平滑部であり、各電源端子１４
間に接続されて、屋内商用電線２４から供給される交流
電圧を直流電圧に変換する。４６は電源部であり、整流
平滑部４４から出力される直流電圧から、ケース部１２
内に設けられた電気回路、つまり検知部や漏電発生部等
に供給する定電圧を発生させる。なお、一例として本実
施形態ではツェーナーダイオード３８を用いて構成され
ているが、これに限定されるものではない。

【０００９】検出センサ４０は、ケース部１２に加わる
一定基準値以上の振動やケース部１２の一定基準値以上
の傾きを検出する機能を有する。検出センサ４０は、発
光ダイオード４０ａ、その光を受光するフォトトランジ
スタ（一例してＮＰＮ型）４０ｂ、および振動や傾きが
一定基準値未満の場合においては発光ダイオード４０ａ
の光をフォトトランジスタ４０ｂ方向に反射する反射位
置にあり、振動や傾きが一定基準値以上の場合には反射
位置から移動して発光ダイオード４０ａの光をフォトト
ランジスタ４０ｂ方向に反射しない非反射位置に移動す
る反射体４８とから構成される。具体的には、図４に示
すように底面がロート状に形成され、ロート状の頂点部
分に透孔４９が形成された容器５０と、該容器５０に収
納された球体に形成された反射体４８と、容器５０の下
方に設置され、透孔４９から容器５０内を臨み、容器５
０内に光を送出する発光ダイオード４０ａと透孔４９内
の光を受けるフォトトランジスタ４０ｂ（本例では一体
型に形成されている）とで構成されている。振動等が一
定基準値未満の場合には反射体４８はロート状の容器５
０の底面形状に従って重力により透孔４９を塞ぐ反射位
置に有り、よって発光ダイオード４０ａから出力される
光は反射体４８に反射してフォトトランジスタ４０ｂに
到達する。また、振動等が加わると反射体４８は容器５
０の底面を透孔４９から離間する方向に移動し（非反射
位置に移動し）、これにより発光ダイオード４０ａから
の光が反射体４８に当たらず、また反射された場合でも
反射光の方向が変化してフォトトランジスタ４０ｂに到
達しないようになる。駆動回路４２は、トランジスタを
用いて反転増幅回路に構成され、フォトトランジスタ４
０ｂからの信号を反転して出力する機能を有する。漏電
発生スイッチ部３２のフォトトライアックの発光ダイオ
ード部は、この駆動回路４２の出力信号がＬｏｗレベル
がとなった場合に駆動されて電流が流れ、フォトトライ
アックのトライアック部がオン状態となる。

【００１０】次に、通電遮断装置１０の動作について説
明する。最初に、本実施形態の漏電発生による通電遮断
装置１０の各電源端子１４をそれぞれ、屋内商用電線２
４に接続する。電源端子１４がプラグ端子に形成されて
いる場合には、コンセント２６に差し込めばよい。ま
た、鰐口クリップや圧着端子に形成されている場合に
は、例えば配電盤２０等の屋内商用電線２４の配線部分
に接続させればよい。また接地用端子３４は、コンセン
ト２６に接地用の端子５２が図２のように設けられてい
る場合には端子５２に接続し、またこのような端子５２
がコンセント２６に設けられていない場合には接地用端
子３４に電線を介して接地棒を接続して大地に埋めるよ
うにする。そして、地震が発生して家屋２２が振動した
場合や倒壊した場合には、コンセント２６に取り付けら
れたケース部１２に振動等が加わり、またケース部１２
が傾いて検出センサ４０が作動し、駆動回路４２によっ
て漏電発生スイッチ部３２が駆動されてそのトライアッ
ク部がオン状態となり、漏電電流制限部３０を介して電
流が接地用端子３４から大地に流れ、屋内商用電線２４
に漏電が生じる。この漏電電流は漏電電流制限部３０に
よって、漏電遮断器１８が感知する範囲（３０ｍＡ程度
から１００ｍＡ程度の範囲）に設定されている。屋内商
用電線２４に漏電が生じると、配電盤２０に既設の漏電
遮断器１８がこの漏電を検知して屋内商用電線２４と外
部商用電線１６とを切り離し、外部商用電線１６から屋
内商用電線２４への電力の供給が停止する。

【００１１】このように、地震の際にこれによる振動や
傾きを検出して強制的に漏電を発生させ、一般のほとん
どの家屋２２に設置されている漏電遮断器１８を作動さ
せることで、家屋２２への電力供給を停止し、よって家
屋２２内で使用されているすべての電気機器への電力を
停止できるので、地震時の電気機器内部や屋内商用電線
２４が元となった出火を未然に防ぎ、火災の発生を防止
できる。特に本実施形態の漏電発生による通電遮断装置
１０は、従来例では各電気機器や漏電遮断器毎に組み込
まれていた漏電発生による通電遮断機構を、各電気機器
から切り離して１つのケース部１２内に収納して単体に
形成し、しかも例えばコンセント等、屋内商用電線２４
に容易に接続できる電源端子１４を外方に突設させるこ
とにより、電気的な知識がない人でも容易に既存の家屋
に電気工事なしに設置することができることが大きな利
点となっている。

【００１２】また、上記の実施形態ではケース部１２の
形状は設置の容易性を考慮して、既設のコンセントに接
続可能な構造としているが、例えば図５に示すような自
立型のケース部１２として家屋２２内に置き、電源端子
１４や接地用端子３４は、それぞれ電線１４ａの先端に
コンセントに接続可能なプラグ端子１４ｂや、やはり電
線３４ａの先端に接地棒３４ｂが配された形状としても
良い。この場合には、自立型のケース部１２が地震によ
り倒れたり、揺れたりした場合に内部に配された検知部
が漏電発生部を作動させて漏電を発生させることにな
る。

【００１３】また、検出センサ４０の構造は、例えば図
６や図７に示す構造も取りうる。これらの検出センサ４
０も基本的には図４の検出センサ４０と同様に、発光ダ
イオード４０ａ等の発光素子とフォトトランジスタ４０
ｂ等の受光素子、および振動によって発光素子が出力す
る光の受光素子への到達状態を変化させる反射体（もし
くは遮蔽体）４８から構成されている。図６は２対の発
光ダイオード４０ａとフォトトランジスタ４０ｂとが、
各光路が十文字状にクロスするように離間して配置さ
れ、その光路の交点部分に遮蔽体４８がバネ５６によっ
てケース部１２から吊るされて配置されている。この構
成により、振動が生じていない場合には遮蔽体４８が各
発光ダイオード４０ａからのフォトトランジスタ４０ｂ
への光を遮っているが、振動等がケース部１２に加わっ
た際には上下方向、左右前後方向に遮蔽体４８が移動
し、振動等が一定の基準値以上となり遮蔽体４８が光路
から外れるとフォトトランジスタ４０ｂが光を受け、漏
電発生部を作動させる信号を出力するという構成であ
る。

【００１４】また、図７はケース部１２内に固定された
支持枠５８と、支持枠５８に釣支され、同じく支持枠５
８に取り付けられたリング体６０内に下端が挿入されて
横方向の移動が規制された遮蔽体４８と、遮蔽体４８の
下端を挟んで設けられた１対の発光ダイオード４０ａと
フォトトランジスタ４０ｂとから構成される。なお、６
２は重りであり、遮蔽体４８の振動等に関する感度を調
整するためのものである。この検出センサ４０は、特に
大きな災害を引き起こす地震は縦揺れが伴うことに着目
し、誤動作を少なくするために横揺れでは反応しにくい
構造としている。動作は上記検出センサ４０と同様に縦
揺れに伴って上下に移動する遮蔽体４８が発光ダイオー
ド４０ａとフォトトランジスタ４０ｂとの間の光路を遮
るか否かで振動を検知する構成である。なお、上記の検
出センサ６５はいずれも光学式のものであるが、例えば
図８に示すようにマイクロスイッチ６４の作動レバー６
６の先端に重り６２を配し、振動等によってこの重り６
２が上下に移動して作動レバー６６を動かし、マイクロ
スイッチ６４の接点をオン・オフさせることで振動を検
知する構成としても良い。この検出センサ４０を用いた
場合には図３の回路中のフォトトランジスタ４０ｂをマ
イクロスイッチ６４の接点で置き換えてもよいし、さら
に回路を簡略するため、漏電発生スイッチ部３２をマイ
クロスイッチ６４の接点で置き換えるようにしても良
い。

【００１５】（第２実施形態）本実施形態は、通電遮断
装置７０の基本構成である上述した第１実施形態に、マ
イクロコンピュータ等を追加して、より細かな通電遮断
動作を行わせるようにしたものである。図９を用いて、
各構成について説明すると共に、その概要動作について
も併せて説明する。７２は外来ノイズ吸収部であり、ア
レスタ等のサージ吸収素子を用いて形成され、外部商用
電線１６からのノイズからケース部１２内に設けられた
電気回路を保護する機能を有する。なお、この外来ノイ
ズ吸収部７２は上述した整流平滑回路４４の機能も併せ
て有する。７４は後述するマイクロコンピュータ（以
下、単にＭＰＵと言う）のバックアップ用補助電源であ
り、蓄電池やコンデンサ等により構成される。通常は、
電源部４４から出力される直流電圧によって充電されて
いる。７６は不揮発性記憶部であり、特に電源供給が停
止しても記憶されたデータが消えない不揮発性メモリ
（ＥＥＰＲＯＭ）を用いて構成されている。

【００１６】７８は報知部であり、ブザー７８ａや、Ｌ
ＥＤ、ＬＣＤ等の表示器７８ｂで構成され、ＭＰＵによ
り駆動されて通電遮断装置７０の作動状態、例えば検出
センサ４０の作動状態や他の回路が正常か否かの情報を
音や光、文字により外部に伝える機能を有する。報知部
７８はケース部１２の外面に設けられている。８０はＭ
ＰＵ用の監視ＩＣである。監視ＩＣ８０はＭＰＵのソフ
トウェアが暴走を起こした時にリセットをかけに行く機
能を有する。また、検出センサ４０にはセンサ故障信号
および振動検出信号を出力する機能が設けられている。
特に、光学式のものでは発光ダイオード４０ａに寿命が
あるため、例えば図３の発光ダイオード４０ａのアノー
ド端子から信号を取り出してセンサ故障信号とし、ＭＰ
Ｕに入力しておく。これにより、発光ダイオード４０ａ
が故障してオープン状態となった場合にはセンサ故障信
号は正常時のＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルとなるの
で、ＭＰＵは発光ダイオード４０ａが故障したと判断で
きる。また、振動検出信号は基準値以上の振動を検知し
た場合に出力され、当該信号はＭＰＵに入力される。

【００１７】８２はＭＰＵであり、入力される各信号や
データを処理し、検出センサ４０の監視を行うと共に、
駆動回路の機能も有しており漏電発生スイッチ部３２を
オン・オフ駆動可能である。また、８４はスタート用ス
イッチであり、ケース部１２外表面に設けられ、ＭＰＵ
８２に接続されている。また、ＭＰＵ８２内にはＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ等から成り、ＭＰＵ８２の動作プログラム等
が記憶される記憶部８６が含まれている。また、タイマ
機能も含まれている。ＭＰＵ８２の機能を説明する。ま
ず、通電遮断装置７０が屋内商用電線２４に接続され、
ケース部１２内の電気回路に電源が供給されると、監視
ＩＣ８０がリセット信号をＭＰＵ８２に出力し、ＭＰＵ
８２は記憶部８６に記憶されたプログラムに従って動作
を開始し、報知部７８、記憶部８６のデータ領域のイニ
シャライズを行うと共に、内部のステータス情報のクリ
アも行う。そしてスタート用スイッチ８４が押下される
と、入力される各信号やデータを処理しつつ、検出セン
サ４０の監視を開始する。なお、ＭＰＵ８２は予め決め
られた一定時間内は、振動検出信号が入力されても漏電
発生スイッチ部３２の駆動を行わない。これは、ケース
部１２の設置直後は上述した検出センサ４０が設置の際
に加わった振動等によって振動検出信号を出力している
場合もあるから、検出センサ４０の反射体（反射球も含
む）もしくは遮蔽体の振動がおさまるのを待つためであ
る。

【００１８】また、ＭＰＵ８２は内部のタイマ機能を用
いて通電遮断装置７０が設置されてから寿命データが示
す期間（例えば５年とか７年等）経過後に、報知部７８
を作動させて外部にその旨を知らせる。また、センサ故
障信号の状態を常時監視しており、発光ダイオード４０
ａが故障してオープン状態となった場合にはやはりその
旨を報知部７８を作動させて外部に知らせる。また、一
旦振動等が基準値以上となり、振動検出信号が入力され
た場合には、漏電発生スイッチ部３２への駆動信号を駆
動状態で保持する。これは、例えば地震が発生してから
漏電発生スイッチ部３２がオン状態となる前に、地域に
電力を供給している電力会社側で電力供給を停止してし
まった場合には、漏電を屋内商用電線２４に発生させる
ことができず、よって漏電遮断器１８が作動しないとい
う事態が生ずる。この状態において、電力会社側で再度
電力供給を開始したような場合に第１実施形態で説明し
た通電遮断装置７０の構成では、倒壊したり、また電気
機器が散乱した家屋２２に電力が供給されてしまい、電
気による出火の危険性が生ずる。よって、本実施形態の
ようにＭＰＵ８２で漏電発生スイッチ部３２への駆動信
号を駆動状態で保持する構成とすれば、再度電力会社か
ら電力供給が行われた場合でも、その瞬間に強制的に漏
電を屋内商用電線２４に生じさせることが可能となり、
出火を防止することができる。そして、駆動信号を駆動
状態で保持する具体的な構成としては、動作履歴を計測
データとして不揮発性記憶部７６に記憶しておくソフト
ウェア的な保存方法と、ラッチリレー等を用いたハード
ウェア的な保存方法がある。なお、ＭＰＵ８２では、振
動検出信号の検出回数や動作時間、停電回数等の履歴を
取り、計測データとして不揮発性記憶部７６内に記憶す
ることができる。また、その履歴データは、ケース部１
２内部に設けられ、ＭＰＵ８２と接続されたメンテナン
ス用インターフェース回路８８を介して、検出回数の累
積値や通電遮断装置７０の累積動作時間等をチェックで
きる構成とすれば、通電遮断装置７０のメンテナンスが
行えるという効果もある。

【００１９】以上、本発明の好適な実施例について種々
述べてきたが、本発明は上述の実施例に限定されるので
はなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施
しうるのはもちろんである。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る漏電発生による通電遮断装
置を用いると、検知部が振動等を検出して漏電発生部を
作動させて屋内商用電線に漏電を発生させることによっ
て、各家屋に通常設置されている漏電遮断器を使用して
家屋の通電を遮断することができ、コストがかからな
い。また、漏電発生部と検知部はケース部内に配され、
ケース部外部には屋内商用電線に脱着自在に接続可能な
電源端子が設けられているため、屋内商用電線の工事を
行わずに単体で家屋内に容易に設置することが可能であ
る。よって、一般家屋への普及性が極めて高く、地震の
ように広域的に発生する災害のように多くの家屋が同じ
レベルの地震対策を行っていないと効果的な災害対策が
図れないようなものに対しても有効であるという著効を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る漏電発生による通電遮断装置の使
用形態を示す説明図

【図２】図１の通電遮断装置の外形を示す斜視図

【図３】図１の通電遮断装置の第１実施形態の構成を示
すブロック図

【図４】図１の検出センサの構成を示す説明図

【図５】通電遮断装置のケース部の他の例を示す斜視図

【図６】他の検出センサ（光学式）の構成を示す説明図

【図７】他の検出センサ（光学式）の構成を示す説明図

【図８】他の検出センサ（機械式）の構成を示す説明図

【図９】本発明に係る漏電発生による通電遮断装置の第
２実施形態の構成を示すブロック図

【符号の説明】 １０ 通電遮断装置 １２ ケース部 １４ 電源端子 １６ 外部商用電線 １８ 漏電遮断器 ２２ 家屋 ２４ 屋内商用電線 ３０ 漏電電流制限部（漏電発生部の一部を構成する） ３２ 漏電発生スイッチ部（漏電発生部の一部を構成す
る） ４０ 検出センサ（検知部の一部を構成する） ４２ 駆動回路（検知部の一部を構成する）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース部と、 該ケース部外方に突設され、外部商用電線から漏電遮断
   器を介して家屋内に配設された屋内商用電線設備に脱着
   自在に接続可能な電源端子と、 前記ケース部内に設けられ、前記電源端子に接続される
   前記屋内商用電線に漏電を発生させる漏電発生部と、 前記ケース部内に設けられ、該ケース部に加わる振動若
   しくはケース部の傾きを検知すると共に、該振動若しく
   は傾きが所定値を越えた場合には前記漏電発生部を作動
   させる検知部とを具備することを特徴とする漏電発生に
   よる通電遮断装置。
2. 【請求項２】 前記ケース部外方には接地用端子が突設
   され、 前記漏電発生部は、前記電源端子と前記接地用端子とを
   所定の値の抵抗を介して接続することで漏電を発生させ
   ることを特徴とする請求項１記載の漏電発生による通電
   遮断装置。
3. 【請求項３】 前記電源端子は、前記屋内商用電線に接
   続されたコンセントに脱着自在なプラグ端子に形成され
   ていることを特徴とする請求項１または２記載の漏電発
   生による通電遮断装置。