特開 2024-102640 電源コンセント、及びトラッキング検出回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024102640

(43)【公開日】2024-07-31

(54)【発明の名称】電源コンセント、及びトラッキング検出回路

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/66 20060101AFI20240724BHJP

   H02H 3/00 20060101ALI20240724BHJP

【ＦＩ】

H01R13/66

H02H3/00 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023006663

(22)【出願日】2023-01-19

(71)【出願人】

【識別番号】000124591

【氏名又は名称】河村電器産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100114937

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 裕幸

(74)【代理人】

【識別番号】100140718

【弁理士】

【氏名又は名称】仁内 宏紀

(72)【発明者】

【氏名】加藤 明義

【テーマコード（参考）】

5E021

5G142

【Ｆターム（参考）】

5E021FA03

5E021FB21

5E021FC13

5E021MA04

5E021MA24

5E021MB03

5G142AB01

5G142AC01

5G142BB04

5G142BC01

5G142BD01

5G142DD03

5G142DD17

(57)【要約】

【課題】高電圧の場合であってもトラッキング検出回路に耐性をもたせること。
【解決手段】電源コンセントは、高電圧用の電源コンセントであって、プラグの栓刃を挟持して電路にプラグを接続する受刃と、栓刃間に発生する火花放電を検知するセンサと、リレーを備えるトラッキング検出回路と、警報を行うための警報回路と、を備え、リレーは、センサが火花放電を検知するとセンサから出力される出力電流が流れる一次側と、一次側とは絶縁されており、かつ一次側に出力電流が流れると警報回路へ出力される電流である出力信号が流れる二次側と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

高電圧用の電源コンセントであって、
プラグの栓刃を挟持して電路に前記プラグを接続する受刃と、
前記栓刃間に発生する火花放電を検知するセンサと、
リレーを備えるトラッキング検出回路と、
警報を行うための警報回路と、
を備え、
前記リレーは、前記センサが前記火花放電を検知すると前記センサから出力される出力電流が流れる一次側と、前記一次側とは絶縁されており、かつ前記一次側に前記出力電流が流れると前記警報回路へ出力される電流である出力信号が流れる二次側と、を有する
電源コンセント。

【請求項2】

前記センサと前記リレーの前記一次側との間には、抵抗器が備えられていない
請求項１に記載の電源コンセント。

【請求項3】

前記警報回路は、サイリスタを備える
請求項１に記載の電源コンセント。

【請求項4】

プラグの栓刃を挟持して電路に前記プラグを接続する受刃と、前記栓刃間に発生する火花放電を検知するセンサと、警報を行うための警報回路と、を備える高電圧用の電源コンセントに備えられるトラッキング検出回路であって、
前記センサが前記火花放電を検知すると前記センサから出力される出力電流が流れる一次側と、前記一次側とは絶縁されており、かつ前記一次側に前記出力電流が流れると前記警報回路へ出力される電流である出力信号が流れる二次側と、を有するリレー
を備えるトラッキング検出回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源コンセント、及びトラッキング検出回路に関する。

【背景技術】

【0002】

トラッキングを防止する機能を有する電源コンセントが知られている。例えば、プラグの栓刃を挟持して電路にプラグを接続する受刃と、栓刃間に発生する火花放電を検知するセンサと、センサの出力電流によりトラッキングを検出すると信号を出力するトラッキング検出回路と、トラッキング検出回路の出力信号により作動する警告部とで構成される電源コンセントが知られている（特許文献１）。特許文献１に記載の電源コンセントでは、トラッキング検出回路にフォトカプラが備えられている。特許文献１に記載の電源コンセントでは、トラッキングが発生したことを示すセンサからの出力電流は当該フォトカプラに入力され、後段の警告部が作動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－４６９６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したように、特許文献１に記載の電源コンセントでは、トラッキングが発生したことを示すセンサからの出力電流は当該フォトカプラに入力される。しかしながら、この構成では、高電圧の場合に絶縁が不足してしまう場合がある。また、トラッキング電流は電圧が高いほど大電流になりやすい傾向があるが、大電流が流れるとフォトカプラが破損してしまう可能性がある。
高電圧の場合であってもトラッキング検出回路に耐性をもたせることが求められている。

【0005】

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高電圧の場合であってもトラッキング検出回路に耐性をもたせることができる電源コンセント、及びトラッキング検出回路を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、高電圧用の電源コンセントであって、プラグの栓刃を挟持して電路に前記プラグを接続する受刃と、前記栓刃間に発生する火花放電を検知するセンサと、リレーを備えるトラッキング検出回路と、警報を行うための警報回路と、を備え、前記リレーは、前記センサが前記火花放電を検知すると前記センサから出力される出力電流が流れる一次側と、前記一次側とは絶縁されており、かつ前記一次側に前記出力電流が流れると前記警報回路へ出力される電流である出力信号が流れる二次側と、を有する電源コンセントである。

【0007】

また、本発明の一態様は、上記の電源コンセントにおいて、前記センサと前記リレーの前記一次側との間には、抵抗器が備えられていない。

【0008】

また、本発明の一態様は、上記の電源コンセントにおいて、前記警報回路は、サイリスタを備える。

【0009】

また、本発明の一態様は、プラグの栓刃を挟持して電路に前記プラグを接続する受刃と、前記栓刃間に発生する火花放電を検知するセンサと、警報を行うための警報回路と、を備える高電圧用の電源コンセントに備えられるトラッキング検出回路であって、前記センサが前記火花放電を検知すると前記センサから出力される出力電流が流れる一次側と、前記一次側とは絶縁されており、かつ前記一次側に前記出力電流が流れると前記警報回路へ出力される電流である出力信号が流れる二次側と、を有するリレーを備えるトラッキング検出回路である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、高電圧の場合であってもトラッキング検出回路に耐性をもたせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る電源コンセントの回路構成の一例を示す図である。

【図2】本発明の第２の実施形態に係る電源コンセントの回路構成の一例を示す図である。

【図3】本発明の第２の実施形態に係る電源コンセントに警報ユニットが接続された構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る電源コンセント１の回路図の一例を示す図である。電源コンセント１は、受刃４と、センサ５と、トラッキング検出回路６と、警報部７と、電源回路８とを備える。

【0013】

受刃４は、プラグの栓刃（不図示）を挟持して交流電源２に接続された電路３にプラグを接続する。図１に示すように、受刃４は、１対配置される。ここで交流電源２の電圧は、例えば、６６００Ｖである。したがって、電源コンセント１は、高電圧用の電源コンセントである。

【0014】

センサ５は、栓刃間に発生する火花放電を検知する。センサ５は、火花放電を検知すると電流を出力する。当該電流を出力電流という。
トラッキング検出回路６は、センサ５の出力電流によりトラッキングを検出すると信号を出力する。当該信号は、電流である。当該信号を、出力信号という。
警報部７は、トラッキング検出回路６から出力される出力信号によって作動する。警報部７は、例えば、ＬＥＤ７ａと、ブザー７ｂと、サイリスタ１５とを備える。なお、警報部７は、警報を行うための警報回路の一例である。
電源回路８は、電源コンセント１を構成する各回路に電源を供給する。

【0015】

センサ５は金属片等の導電部材により形成される。センサ５は、１対の受刃４の間に配設されている。
センサ５に接続された出力線９は、トラッキング検出回路６に接続される。

【0016】

トラッキング検出回路６は、リレー１１を備える。リレー１１は、一次側１１ａと、二次側１１ｂとを有する。一次側１１ａと、二次側１１ｂとは絶縁されている。リレー１１は、有接点リレー（メカニカルリレー）である。一次側１１ａは、コイルを備える。二次側１１ｂは、開閉可能なスイッチを備える。リレー１１では、一次側１１ａに備えられるコイルに電流が流れると、電磁作用により機械的に二次側１１ｂのスイッチの開閉が行われる。

【0017】

リレー１１の一次側１１ａの一端は、出力線９と接続されている。一次側１１ａの他端は、グランドライン１２と接続されている。二次側１１ｂの一端は、電源ライン１３に接続されている。二次側１１ｂの他端は、グランドライン１２と、トランジスタ１４のベースとにそれぞれ接続されている。

【0018】

センサ５に火花放電が接触すると微小な電流が発生し、出力線９に電流（出力電流）が流れる。出力線９に出力電流が流れることによって、リレー１１において、一次側１１ａのコイルが通電する。一次側１１ａのコイルが通電すると、二次側１１ｂのスイッチがオンする。二次側１１ｂのスイッチがオンすると、二次側１１ｂには警報部７へ出力される電流である出力信号が流れる。二次側１１ｂに出力信号が流れると、二次側１１ｂにベースが接続されたトランジスタ１４がオンしてトラッキング検出回路６から出力信号が出力される。

【0019】

トラッキング検出回路６から出力された出力信号はサイリスタ１５をオンする。サイリスタ１５がオンすることによって、警報部７に備えられるＬＥＤ７ａ及びブザー７ｂが通電する。通電によって、ＬＥＤ７ａは点灯し、一方、ブザー７ｂは鳴動する。ＬＥＤ７ａの点灯、及びブザー７ｂの鳴動によって、警報部７は、トラッキングが発生したことを知らせる。

【0020】

ＬＥＤ７ａの点灯及びブザー７ｂの鳴動は、リセットスイッチ１６が押下されてサイリスタ１５をオフにすることによって解除される。警報部７にサイリスタ１５が設けられているため、リレー１１においてチャタリングが発生しても当該スイッチにおいて最初の接点接触がされれば、サイリスタ１５の保持機能によって警報部７の動作は継続される。したがって、サイリスタ１５が備えられることによって警報部７の動作は継続されるため、リレー１１は一時的にオンすればよい。
なお、警報部７の構成からサイリスタ１５は省略されてもよい。

【0021】

なお、本実施形態では、一例として、警報部７にＬＥＤ７ａとブザー７ｂとが備えられる場合の一例について説明したが、これに限られない。警報部７は、ＬＥＤ７ａと、ブザー７ｂとのうち一方のみを備えてもよい。また、警報部７は、例えば、機械式の表示、または音声によってトラッキングが発生したことを知らせてもよい。

【0022】

以上に説明したように、本実施形態に係る電源コンセント１は、高電圧用の電源コンセントであって、受刃４と、センサ５と、トラッキング検出回路６と、警報を行うための警報回路（本実施形態において、警報部７）とを備える。
受刃４は、プラグの栓刃を挟持して電路に前記プラグを接続する。
センサ５は、当該栓刃間に発生する火花放電を検知する。
トラッキング検出回路６は、リレー１１を備える。
リレー１１は、一次側１１ａと、二次側１１ｂと、を有する。一次側１１ａは、センサ５が栓刃間に発生する火花放電を検知するとセンサ５から出力される出力電流が流れる。二次側１１ｂは、一次側１１ａとは絶縁されており、かつ一次側１１ａに出力電流が流れると警報回路（本実施形態において、警報部７）へ出力される電流である出力信号が流れる。

【0023】

この構成により、本実施形態に係る電源コンセント１では、トラッキング検出回路６がリレー１１を備えるため、交流電源２が高電圧（例えば、６６００Ｖ）の場合であってもトラッキング検出回路に耐性をもたせることができる。

【0024】

ここで従来の低電圧（例えば１００Ｖ）用の電源コンセントの場合、トラッキング電流は、例えば、５０ｍＡ程度である。高電圧（例えば６６００Ｖ）用の電源コンセントの場合、トラッキング進行時の放電が大きく、低電圧用の電源コンセントのトラッキングに比べて急速に進行する。トラッキング電流は交流電源２の電圧が高いほど大電流になりやすい傾向がある。高電圧（６６００Ｖ）用の電源コンセントの場合、トラッキング電流は、例えば、３．３Ａ程度の大きさになり得る。また、センサからの出力電流が大電流になると抵抗の温度上昇が高くなる可能性がある。

【0025】

リレー１１の代わりにフォトカプラが備えられる従来のトラッキング検出回路では、当該トラッキング検出回路を高電圧用の電源コンセントに適用した場合、大電流が流れるとフォトカプラが破損してしまう場合があった。また、フォトカプラが備えられる従来のトラッキング検出回路では、高電圧用の電源コンセントに適用した場合、絶縁が不足する場合があった。
一方、本実施形態に係る電源コンセント１では、センサ５から大電流が出力されてもリレー１１はフォトカプラに比べて破損しにくいため、高電圧の場合であっても耐性のあるトラッキング検出回路６によってトラッキングを検出できる。

【0026】

また、本実施形態に係る電源コンセント１では、センサ５とリレー１１の一次側１１ａとの間には、抵抗器が備えられていない。
この構成により、本実施形態に係る電源コンセント１では、フォトカプラが備えられる従来のトラッキング検出回路においてセンサとトラッキング検出回路との間に備えられていた抵抗器が不要であるため、当該従来のトラッキング検出回路に比べて回路が大型化しにくい。

【0027】

上述したように、リレー１１の代わりにフォトカプラが備えられる従来のトラッキング検出回路では、大電流が流れるとフォトカプラが破損してしまう可能性がある。そのため、当該従来のトラッキング検出回路を高電圧用の電源コンセントに適用した場合に抵抗器によって出力電流の減流を行う場合、センサからの出力電流が流れる出力線には、例えば２０ｋＷ以上に対応する定格電力の抵抗器が設けられることが必要となる。

【0028】

一方、電源コンセント１では、トラッキング検出回路６にはリレー１１が備えられており、フォトカプラが備えられる従来のトラッキング検出回路とは異なり、大電流が流れた場合であっても破損することがない。そのため、電源コンセント１では、出力電流の減流を行うための抵抗器をセンサ５とリレー１１の一次側１１ａとの間に備える必要がない。なお、センサ５とリレー１１の一次側１１ａとの間に抵抗器が備えられてもよい。

【0029】

また、リレー１１には極性がないため、電源コンセント１では、出力線９に逆流防止のためのダイオードは備えられる必要はない。これに対して、従来のトラッキング検出回路では、リレー１１の代わりにフォトカプラが備えられる場合、フォトカプラには極性があるため、出力線９に逆流防止のためのダイオードが備えらえる必要があった。電源コンセント１では、従来のトラッキング検出回路の構成に比べて、逆流防止のためのダイオードが省略されている分、構成が簡易である。

【0030】

また、リレー１１では、一次側１１ａのコイルによってインダクタ成分が付加される。そのため、トラッキング検出回路６では、従来のフォトカプラが備えられる構成に比べてノイズ耐性が向上する。

【0031】

なお、交流電源２の電圧は、６６００Ｖ以外であってもよい。交流電源２の電圧は、６６００Ｖより大きくてもよいし、６６００Ｖ未満であってもよい。交流電源２の電圧は、１００Ｖ以下であってもよい。ただし、電源コンセント１は、交流電源２の電圧が６６００Ｖ以上の高電圧である場合に、好適に用いられる。

【0032】

（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。
上記第１の実施形態では、電源コンセント１に備えられる警報部７によって警報が行われる場合について説明をした。本実施形態では、電源コンセントから離れた位置に設置された警報ユニットによって警報が行われる場合について説明をする。
本実施形態に係る電源コンセントを電源コンセント１ａという。
なお、上述した第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、同一の構成及び動作についてはその説明を省略する場合がある。

【0033】

図２は、本実施形態に係る電源コンセント１ａの回路構成の一例を示す図である。図３は、本実施形態に係る電源コンセント１ａに警報ユニット２２が接続された構成の一例を示す図である。電源コンセント１ａは、受刃４と、センサ５と、トラッキング検出回路６と、警報部７と、電源回路８と、出力部２０とを備える。

【0034】

出力部２０は、トラッキングの発生時に外部に信号を出力する。外部とは、電源コンセント１ａから離れた位置に設置された警報ユニット２２である。出力部２０は、一例として、リレー２０ａを備える。リレー２０ａは信号線２１によって警報ユニット２２に接続されている。なお、出力部２０は、警報を行うための警報回路の一例である。

【0035】

トラッキング検出回路６から出力信号が出力されるとサイリスタ１５がオンする。サイリスタ１５がオンすることによって、リレー２０ａがオンする。リレー２０ａがオンすることによって、警報ユニット２２が作動する。警報ユニット２２は、表示ランプ２２ａの点灯、及びブザー２２ｂの鳴動によって警報を行う。リセットスイッチ１６が押下されてサイリスタ１５をオフすることによって、リレー２０ａは停止する。
なお、出力部２０はリレー２０ａ以外の構成であってもよい。例えば、出力部２０は、フォトカプラを利用したオープンコレクタ出力等であってもよい。

【0036】

なお、図３では、警報ユニット２２は、１個の電源コンセント１ａとセットにて使用されている場合の一例について示しているが、これに限られない。警報ユニット２２は、複数の電源コンセント１ａとセットにして使用されてもよい。

【0037】

さらに、複数の警報ユニット２２が、複数の電源コンセント１ａとセットにして使用されてもよい。その場合、例えば、建物の各階毎に警報ユニット２２を設置し、これらの複数の警報ユニット２２を信号線によって管理室等の集中管理モニターに接続する。トラッキング発生時には、トラッキングが発生した階の警報ユニット２２によって警報が行われる。これと同時に、集中管理モニターにおいても、表示ランプとブザーなどによって警報が行われる。複数の警報ユニット２２が集中管理モニターに接続される構成では、複数の警報ユニット２２の作動状態を、集中管理モニターによって１箇所で管理することができる。

【0038】

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

【符号の説明】

【0039】

１、１ａ…電源コンセント、４…受刃、５…センサ、６…トラッキング検出回路、７…警報部（警報回路）、２０…出力部（警報回路）、１１…リレー、１１ａ…一次側、１１ｂ…二次側

【図1】

【図2】

【図3】