JP4498899B2

JP4498899B2 - 電路開閉装置及びこの電路開閉装置を備えた電工ドラム装置

Info

Publication number: JP4498899B2
Application number: JP2004344382A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　　進; 正男塚田; 欣也田辺; 達也北川; 謙青山
Original assignee: Fuji Electric Systems Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2024-11-29
Also published as: JP2006156103A

Description

本発明は、例えば電動工具等の負荷に給電する電路に介挿して用いられる電路開閉装置及びこの電路開閉装置を備えた電工ドラム装置に関するものであり、特に、停電後に復電した際の上記負荷たる電動工具等に関係する作業者や器物等の安全を利便性を犠牲にすることなく確保できるようにしたこの種の装置に関する。

一般に、電気ドリルその他の電動工具や溶接機等の電気機器を電工ドラム等から電源をとって用いる現場において、停電がある程度の時間に亘って継続した場合、停電の原因を調査し復電させるために、作業者が電源元まで行って状態を確認し、原因の調査及び除去を行っている。このため、作業者が電動工具や溶接機等から離れている状態にあったり、或いは他の作業者等が復電の操作に向かい元の作業者は復電操作の様子を認識できないといった状態が発生する。

従って、復電したときに、上述のような電気機器が不用意に作動を再開して器物や人体に損傷を与えてしまう虞がないようにする配慮が求められる。また、漏電遮断器がハンドルオンの状態で停電状態が一定時間以上継続した後復電した場合、負荷であるモータの状態も確認できないままで急に再起動したり、ヒータ類のスイッチの切り忘れによって火災が発生したりすることを予防する機能が求められる。

上述のような要請に応える復電時遮断機能付漏電遮断器が従来提案されている。この従来の提案における復電時遮断機能付漏電遮断器は、漏電遮断器の開路部の電源側に電路間の電圧の変化に所定の遅延をもって応答する遅延回路設け、この遅延回路の出力端に継電器の駆動部を接続している。そして、前記漏電遮断器の負荷側の何れか２本の電路間に、トリップコイルと前記継電器のブレーク接点とを直列接続した回路と、本来の漏電遮断器として機能するための漏電検出回路部（零相変流器出力の増幅回路部）とを並列に接続した構成を有する。

このような構成の従来の復電時遮断機能付漏電遮断器では、停電発生後も遅延回路の時定数に応じた一定時間が経過するまでは上述のブレーク接点は開切状態を維持しているため、この一定時間内では前記漏電遮断器の負荷側の電路の電圧が復電によって確立してもトリップコイルに給電されることがなく遮断器は閉路状態を維持する。従って、瞬時停電毎に漏電遮断器のハンドルがトリップして給電が断たれる不都合がなく、一方、停電時間が一定時間以上に亘って継続した場合は、継電器のブレーク接点が閉成するため、前記漏電遮断器の負荷側の電路の電圧が復電によって確立すると直ちにトリップコイルに給電され、遮断器は開切状態に移行、即ちトリップする（例えば特許文献１）。
特開平０９−１１５４１２号公報（段落０００１〜００１０、図１、図３）

上述した従来の技術は次に述べるような課題を残している。即ち、特許文献１に開示された技術では、敢えて遅延回路を設けて短時間の停電には応動しないように構成されているため、遅延回路の時定数の値によっては短時間の停電後に復電すると、直ちに負荷側の電動工具等に給電が再開されることになるが、例えば作業者が電気ドリルの刃先に指で触れていたり、刃先が設備等の器物に触れているときに不用意に給電が再開されれば、急にその刃先が回転して作業者が負傷してしまったり器物が損傷を被る虞もある。

一方、上述のような短時間ではなく一定時間継続した停電の後に復電した場合は、継電器のブレーク接点が閉成しているため、前記漏電遮断器の負荷側の電路の電圧が復電によって確立すると、実際に負荷が接続されているか否かに関わらず、一律にトリップすることになる。遅延回路の時定数の値が適切であれば、上述のように不用意に給電が再開されてしまう虞がなく安全確保の上では望ましい状態であるとも言える。

しかしながら、作業者が安全確保のために既に電動工具その他の負荷をコンセントから切り離したりスイッチを切ったりする安全措置を講じている場合にも、それに無関係に必ず一度は遮断器がトリップしてしまうのでは、安全確保の視点からも意味がないばかりでなく、既に安全措置を講じたか否かに因らず一律に復帰操作を行わなくてはならなくなる等、利便性の点では寧ろ不利になってしまう。

本発明は、上述したような従来技術における課題に着目してなされたものであり、比較的短時間の停電の後に復電した場合にも、復電後一定時間内に電路に負荷が接続されていることが検出されれば給電を断って安全を確保する一方、復電後一定時間内に電路に負荷が接続されていることが検出されないときには給電を維持し、敢えて一律に復帰操作行わなくてはならないといった無駄と煩わしさを一掃したこの種の電路開閉装置及びこの電路開閉装置を備えた電工ドラム装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するべく、本願では次に列記するような技術を提案する。
（１）電源に接続される受電端と負荷に給電する給電端との間の電路に介挿され、供給された作動指令に応答して当該電路を開切する電路開閉器と、前記受電端に供給される電源に係る停電発生後の復電時点から所定時間の限時動作を行うように配設されたタイマ手段と、前記電路開閉器の負荷側の電路の電流を検出するように配設され前記タイマ手段による限時動作時間内に電流が検出されたときには当該作動指令を前記電路開閉器に与える電流検出手段と、を備えたことを特徴とする電路開閉装置。

（２）前記タイマ手段は、前記電路開閉器の負荷側の電路間に接続され、復電による電路間の電圧の立ち上がりに同期して限時動作を開始するように構成されていることを特徴とする（１）の電路開閉装置。
（３）前記電流検出手段は、前記タイマ手段の限時動作期間中閉路状態を維持するメイク接点が電流検出コイルに直列に介挿されていることを特徴とする（１）、（２）の何れか一に記載の電路開閉装置。

（４）前記電路開閉器は、前記作動指令に応答して当該電路を開切するように構成された漏電遮断器であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか一に記載の電路開閉装置。
（５）前記電路開閉器は、前記作動指令に応答して当該電路を開切するように構成されたサーキットブレーカであることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか一に記載の電路開閉装置。
（６）前記（１）〜（５）のいずれか一に記載の電路開閉装置を巻き取りドラム筐体内に備えたことを特徴とする電工ドラム装置。

比較的短時間の停電の後に復電した場合にも、復電後一定時間内に電路に負荷が接続されていることが検出されれば直ちに給電を断って確実に安全を確保する一方、復電後一定時間内に電路に負荷が接続されていることが検出されないときには給電を維持し、安全措置を講じたか否かに因らず一律に復帰操作行わなくてはならないといった無駄と煩わしさを一掃したこの種の電路開閉装置及びこの電路開閉装置を備えた電工ドラム装置を具現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明を適用した電路開閉装置を表わす回路図である。図中、プラグ１０より負荷側の各電路１１，１２は後述する作動指令に応答して当該電路を開切する電路開閉器である漏電遮断器(ＥＬＣＢ：ＥａｒｔｈＬｅａｋａｇｅＣｉｒｃｕｉｔＢｒｅａｋｅｒ)２０の各接点２１，２２を介して各負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４に給電し得るようになされた各コンセント３１，３２，３３，３４に各接続されている。尚、電路開閉器としては、このようなＥＬＣＢに替えて、作動指令に応答して当該電路を開切するように構成されたサーキットブレーカを適用してもよい。

漏電遮断器２０の負荷側の電路１１，１２間には、停電後に復電した時点、即ち、電路１１，１２間の電圧の立ち上がりにおける所定時点を時間の起算点として所定の限時動作（例えば、５００ミリ秒〜１秒程度）を行うタイマ手段としてのタイマ４０の限時回路部４１が接続されている。また、電路１１にはＣＴ（そのコイル）５１が装架され、このコイル５１に上述のタイマ４０の限時動作を行うメイク接点４２と漏電遮断器２０への作動指令（トリップ指令Ｔｃ）を発する増幅回路５２が直列に接続されている。

これらコイル５１、メイク接点４２、及び、増幅回路５２が図示のように閉回路をなして、電流検出手段５０が構成される。この電流検出手段５０は、電路開閉器（漏電遮断器２０）の負荷側の電路１１（１２でもよい）の電流をコイル５１によって検出するように配設され、タイマ手段（タイマ４０）による限時動作時間内に電流が検出されたときには作動指令（トリップ指令Ｔｃ）を電路開閉器２０に与える。メイク接点４２はタイマ４０の限時動作期間中閉路状態を維持する。

図２は、図１の装置において一定時間以上停電が継続した後復電し、復電後所定時間内に負荷電流が検出された場合の動作を説明するためのタイミング図である。図２（ａ）は、プラグ１０から供給される電源の停電の発生と復電の状況を、図２（ｂ）は、タイマ４０のメイク接点４２の開閉のタイミングを、図２（ｃ）は、ＣＴ５０による電路１１の負荷電流の検出状況を、図２（ｄ）は、トリップ指令Ｔｃの発生のタイミングを、図２（ｅ）は、漏電遮断器(ＥＬＣＢ)２０の接点２１，２２の開閉状況を夫々表している。

図２（ａ）のタイミングで停電が一定時間以上継続した後復電すると、図２（ｂ）のように、復電したタイミングでタイマ４０が限時動作を開始し、所定の負荷監視時間ｔ１（本実施形態では５００ミリ秒〜１秒程度）の期間中メイク接点４２が閉成してその状態を維持する。図２（ｃ）のように、この負荷監視時間ｔ１内に負荷電流が検出されると、図２（ｄ）に表されたように、電流検出手段５０の増幅回路５２は直ちにトリップ指令Ｔｃを発して漏電遮断器(ＥＬＣＢ)２０に与える。このトリップ指令Ｔｃに応じて、図２（ｅ）に表わされたように、漏電遮断器(ＥＬＣＢ)２０はその接点２１，２２を開切する。

上述のように、本実施形態の装置では、停電が一定時間以上継続した後復電したときには、復電したタイミングから所定の負荷監視時間ｔ１の期間中負荷電流の発生を監視し、この期間ｔ１内に負荷電流の発生が検出されたときには直ちに漏電遮断器(ＥＬＣＢ)２０の接点２１，２２を開切して負荷への給電を断ち、負荷として繋がれた電気ドリルやその他の電気機器等が不用意に再起動してしまう危険を回避し、人や器物の安全を確保する。

図３は、図１の装置において一定時間以上停電が継続した後復電し、復電後所定時間内に負荷電流が検出されなかった場合の動作を説明するためのタイミング図である。図２におけると同様に、図３（ａ）は、プラグ１０から供給される電源の停電の発生と復電の状況を、図３（ｂ）は、タイマ４０のメイク接点４２の開閉のタイミングを、図３（ｃ）は、ＣＴ５０による電路１１の負荷電流の検出状況を、図３（ｄ）は、トリップ指令Ｔｃの発生のタイミング（この場合は発生しない）を、図３（ｅ）は、漏電遮断器(ＥＬＣＢ)２０の接点２１，２２の開閉状況（この場合は閉成状態を維持する）を夫々表している。

図３（ａ）のタイミングで停電が一定時間以上継続した後復電すると、図３（ｂ）のように、復電したタイミングでタイマ４０が限時動作を開始し、所定の負荷監視時間ｔ１（本実施形態では５００ミリ秒〜１秒程度）の期間中メイク接点４２はその閉成状態を維持する点は図２を参照して既述の状況と同様である。しかしながら、図３では、図３（ｃ）のように、この負荷監視時間ｔ１内には負荷電流が検出されず、この期間ｔ１を経過した後に負荷電流が検出される場合を想定している。

これは、例えば、停電後復電前に、作業者が安全確保のために既に電動工具その他の負荷をコンセント３１〜３４から切り離したり電気機器のスイッチを切ったりする安全措置を講じている場合や、復電後のタイミングで初めてコンセントに負荷を繋いで稼動させるような場合である。このような場合では、既に安全確保の措置が講じられているか、或いは、本来的に既述のような危惧が存在しない場合であるから、さらに重ねて安全のために遮断器をトリップさせて給電を断つようなことは無用である。

従って、図３（ｄ）に表わされたように、電流検出手段５０の増幅回路５２はトリップ指令Ｔｃを発するに到らず、図３（ｅ）に表わされたように、漏電遮断器(ＥＬＣＢ)２０はその接点２１，２２の閉成状態を維持する。このため、負荷監視時間ｔ１を経過した後に正規の操作で再起動させたか、或いはまた、新たに稼動し始めた負荷機器は、一旦給電を断たれて接点２１，２２の再投入操作を俟たねば作動できなくなる等の不便を被ることなく正常に稼動状態を維持することができる。尚、以上において、漏電遮断器(ＥＬＣＢ)２０自体は零相電流を検出してトリップする通常の漏電遮断器としての機能を有するものである点については、他の周知のＥＬＣＢと同様である。

図４は図１の電路開閉装置を備えた電工ドラム装置を表わす図である。図４において図１との対応部は同一の符号により示してある。図示の電工ドラム装置１００は、先端にプラグ１０が設けられ図１の各電路１１，１２に連なる導線を被覆内の導体として有する電気コード１５を巻き取る中空円筒状の巻き取りドラム筐体１１０と、この巻き取りドラム筐体１１０の両側面に設けられた鍔状のフランジ部材１２１及び１２２とを有するドラム部１３０と、このドラム部１３０を支持して自立させる金属パイプ等で構成された支持フレーム１４０とを含んで構成されている。尚、フランジ部材１２１の外周近傍位置には外部に突出するようにして巻き取り操作用の取っ手１２３が設けられ、支持フレーム１４０にはその頂上位置に公知の運搬用把手１４１が付設されている。

巻き取りドラム筐体１１０内には、図１を参照して既述の漏電遮断器(ＥＬＣＢ)２０と、各コンセント３１〜３４、及び、タイマ４０と電流検出手段５０等を含んで構成される負荷停止回路６０が収納され、それらが図示のように巻き取りドラム筐体１１０の一方の側板部１１１側に、各個の機能に適った姿勢及び配置で部分的に露呈するように配設されている。

図４のような電工ドラム装置１００を用い、その各コンセント３１〜３４から電源をとるようにして電気ドリルその他の電動工具や溶接機等の電気機器を用いれば、図１乃至図３を参照して説明したような便宜を全面的に享受でき、一定時間の停電の後に復電したときに、電気機器が不用意に作動を再開して器物や人体に損傷を与えてしまう虞や、ヒータ類のスイッチの切り忘れによって火災が発生したりする虞が一掃される。

尚、この電工ドラム装置１００を用いる当初においては、電気コード１５先端のプラグ１０を電源に接続してから、図２および図３を参照して説明した負荷監視時間ｔ１が経過するのを待って電動工具等の負荷を起動させる必要がある。しかしながら、既述のようにこの負荷監視時間ｔ１は例えば５００ミリ秒〜１秒程度に設定されるので、電工ドラム装置１００の電気コード１５を例えば１０数メートル引き出して先端のプラグ１０を電源に接続した作業者が歩行速度で電工ドラム装置１００の設置位置に戻って来るまでには負荷監視時間ｔ１は既に経過しているものと見込まれ、通常の場合、負荷監視時間だけ待機することが電工ドラム装置１００を用いる場合の利便性を損なう虞はない。

本発明を適用した電路開閉装置を表わす回路図である。図１の装置において一定時間以上停電が継続した後復電し、復電後所定時間内に負荷電流が検出された場合の動作を説明するためのタイミング図である。図１の装置において一定時間以上停電が継続した後復電し、復電後所定時間内に負荷電流が検出されなかった場合の動作を説明するためのタイミング図である。図１の電路開閉装置を備えた電工ドラム装置を表わす図である。

符号の説明

１０…プラグ、１１，１２…電路、１５…電気コード、２０…漏電遮断器(ＥＬＣＢ)、２１，２２…接点、３１，３２，３３，３４…コンセント、４０…タイマ、４１…限時回路部、４２…メイク接点、５０…電流検出手段、５１…ＣＴ、５２…増幅回路、１００…電工ドラム装置、１１０…巻き取りドラム筐体、１１１…側板部、１２１，１２２…フランジ部材、１２３…取っ手、１３０…ドラム部、１４０…支持フレーム、１４１…運搬用把手

Claims

電源に接続される受電端と負荷に給電する給電端との間の電路に介挿され、供給された作動指令に応答して当該電路を開切する電路開閉器と、前記受電端に供給される電源に係る停電発生後の復電時点から所定時間の限時動作を行うように配設されたタイマ手段と、前記電路開閉器の負荷側の電路の電流を検出するように配設され前記タイマ手段による限時動作時間内に電流が検出されたときには当該作動指令を前記電路開閉器に与える電流検出手段と、を備えたことを特徴とする電路開閉装置。
前記タイマ手段は、前記電路開閉器の負荷側の電路間に接続され、復電による電路間の電圧の立ち上がりに同期して限時動作を開始するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電路開閉装置。
前記電流検出手段は、前記タイマ手段の限時動作期間中閉路状態を維持するメイク接点が電流検出コイルに直列に介挿されていることを特徴とする請求項１〜２の何れか一項に記載の電路開閉装置。
前記電路開閉器は、前記作動指令に応答して当該電路を開切するように構成された漏電遮断器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電路開閉装置。
前記電路開閉器は、前記作動指令に応答して当該電路を開切するように構成されたサーキットブレーカであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電路開閉装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電路開閉装置を巻き取りドラム筐体内に備えたことを特徴とする電工ドラム装置。