(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
停電からの復電検出手段あるいは負荷の電源線接続検出手段と負荷機器の電源スイッチON／ＯＦＦ検出手段を備え，停電からの復電時あるいは負荷の電源線を接続したときに負荷機器の電源スイッチがＯＮであることを検出したときは，主回路接点を切にして負荷に給電しないようにした装置において，前記負荷機器の電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ検出手段は，負荷機器に流れる電流の大きさを検出するものであって，電流の大きさが所定の閾値より小さい場合は負荷機器の電源スイッチがＯＮであると検出しないことを特徴とする電源供給装置。
【請求項２】
停電からの復電検出手段あるいは負荷の電源線接続検出手段と負荷機器の電源スイッチON／ＯＦＦ検出手段を備え，停電からの復電時あるいは負荷の電源線を接続したときに負荷機器の電源スイッチがＯＮであることを検出したときは，主回路接点を切にして負荷に給電しないようにした装置において，前記負荷機器の電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ検出手段は，負荷機器に流れる電流の大きさとともに電源電圧と電流の位相差を検出するものであって，電流の大きさが所定の閾値より小さく，電源電圧と電流の位相差が９０度である場合は負荷機器の電源スイッチがＯＮであると検出しないことを特徴とする電源供給装置。
【請求項３】
停電からの復電検出手段あるいは負荷の電源線接続検出手段と負荷機器の電源ON／ＯＦＦ検出手段を備え，停電からの復電時あるいは負荷の電源線を接続したときに負荷機器の電源スイッチがＯＮであることを検出したときは，主回路接点を切にして負荷に給電しないようにした装置において，前記負荷機器の電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ検出手段は，負荷機器の消費電力を測定するものであって，測定した電力値が所定の閾値より小さい場合は負荷機器の電源スイッチがＯＮであると検出しないことを特徴とする電源供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電動工具のような電気機械器具等の電源を供給するための装置であって，負荷と電源の間に接続して用いる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ることが電動工具の使用安全上好ましいが，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。
【０００３】
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，電源プラグの差しなおしや遮断器の投入により，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すことにより身体や器物が損傷するおそれがあって非常に危険である。
【０００４】
このような危険性を回避するため，特許文献１のようなものが公知である。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。
【０００５】
特許文献１に示される装置は，あくまで装置より電源側が停電となってその後の復電時の事故を防止しようとするもので，装置と負荷の接続が外れて再接続された場合は考慮されていなかった。そこで，出願人は，特許文献２に示すような装置を発明した。特許文献２は装置より電源側の停電後の復電，あるいは装置と負荷の接続が外れた後の再接続時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。
【０００６】
しかしながら，近年電動工具などで，サイリスタやインバータによる制御を電動工具本体に備え電動機の回転数などを制御するものが現れており，そのようなものでは電源スイッチのＯＮ，ＯＦＦに関わらず，電源線間にノイズ防止用のコンデンサが接続されている例がある。このような装置を前述の特許文献１や特許文献２の装置で使用した場合，電源スイッチをＯＦＦにしている場合でも該コンデンサには電流が流れるので，その電流を電動工具のスイッチがＯＮであると誤判定し主回路接点を開いてしまい，電動工具の電源スイッチはＯＦＦであるにも関わらず，電源を供給できない場合が想定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１５６１０３
【特許文献２】特願２００９−０９７９２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本件発明は，停電からの復電検出手段あるいは負荷の接続検出手段と負荷機器の電源ON／ＯＦＦ検出手段を備え，停電からの復電時あるいは負荷の負荷機器を接続したときに負荷機器の電源がＯＮであることを検出したときは，主回路接点を切にして負荷に給電しないようにした装置において，負荷機器がサイリスタ制御のような電子制御機能付きでノイズ防止コンデンサが電源スイッチより電源側の電線間に常時接続されており，負荷機器の電源スイッチがＯＦＦであるにも関わらず，該ノイズ防止コンデンサに電流が流れるような機器でも，電源スイッチのＯＮ，ＯＦＦを正確に検出して，電源スイッチがＯＦＦである場合には給電して，その後に電源スイッチをＯＮにすれば負荷機器を使用できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明における電源供給装置は，上述の課題を解決すべく構成されたもので，
停電からの復電検出手段あるいは負荷の電源線接続検出手段と負荷機器の電源スイッチON／ＯＦＦ検出手段を備え，停電からの復電時あるいは負荷の電源線を接続したときに負荷機器の電源スイッチがＯＮであることを検出したときは，主回路接点を切にして負荷に給電しないようにした装置において，
前記負荷機器の電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ検出手段は，負荷機器に流れる電流の大きさを検出するものであって，電流の大きさが所定の閾値より小さい場合は負荷機器の電源スイッチがＯＮであると検出しないことを特徴とする電源供給装置を提供したものである。
【００１０】
また，本発明にかかる電源供給装置は，停電からの復電検出手段あるいは負荷の電源線接続検出手段と負荷機器の電源スイッチON／ＯＦＦ検出手段を備え，停電からの復電時あるいは負荷の電源線を接続したときに負荷機器の電源スイッチがＯＮであることを検出したときは，主回路接点を切にして負荷に給電しないようにした装置において，
前記負荷機器の電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ検出手段は，負荷機器に流れる電流の大きさとともに電源電圧と電流の位相差を検出するものであって，電流の大きさが所定の閾値より小さく，電源電圧と電流の位相差が９０度である場合は負荷機器の電源スイッチがＯＮであると検出しないことを特徴とする電源供給装置を提供したものである。
【００１１】
また，本発明にかかる電源供給装置は，停電からの復電検出手段あるいは負荷の電源線接続検出手段と負荷機器の電源ON／ＯＦＦ検出手段を備え，停電からの復電時あるいは負荷の電源線を接続したときに負荷機器の電源スイッチがＯＮであることを検出したときは，主回路接点を切にして負荷に給電しないようにした装置において，
前記負荷機器の電源スイッチＯＮ／ＯＦＦ検出手段は，負荷機器の消費電力を測定するものであって，測定した電力値が所定の閾値より小さい場合は負荷機器の電源スイッチがＯＮであると検出しないことを特徴とする電源供給装置を提供したものである。
【発明の効果】
【００１２】
それにより，本件発明によれば，負荷機器の電流が電源スイッチをＯＮにしたものであるか，ノイズ防止コンデンサによるものであるかの判別が，
請求項１によれば，負荷機器に備えられたノイズ防止用コンデンサに流れる電流の大きさに着目して該電流の大きさと所定の閾値とを比較することにより行え，
請求項２では，前記電流の大きさと所定の閾値との比較に加え，極間の電圧に対する電流の位相差が９０度であるか否かを判定することにより行え，
請求項３では，極間の電圧検出手段と電流検出手段から消費電力を求めることにより行えるので，
負荷機器の電源スイッチがＯＦＦであるにも関わらず，該ノイズ防止コンデンサに電流が流れるような負荷機器でも，電源スイッチのＯＮ，ＯＦＦを正確に検出して，電源スイッチがＯＦＦである場合には給電して，その後に電源スイッチをＯＮにすれば負荷機器を使用できるような電源供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本件発明の請求項１の実施例の構成を示す図。
【図２】本件発明の請求項２，請求項３の構成を示す図。
【図３】本件発明の請求項１から請求項３の第二の実施例の構成を示す図。
【図４】端子接続検出手段の構成の一例を示す図。
【図５】第二の実施例の別の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は請求項１の実施形態である。図において１は電源，２は本件発明の電源供給装置，３は負荷機器である。１０１は電源でたとえばＡＣ１００Ｖである。１０２，１０２’は電源端子で，電源供給装置の端子２０１，２０１’が接続される。１０２，１０２’と２０１，２０１’は差し込み接続器あるいは開閉器あるいは配線用遮断器のようなものである。２０２は主接点で，２０３は接点の引き外し装置である。２０２と２０３はｂ接点リレーまたは主接点２０２を図示しない手動開閉装置で投入し２０３の電磁引き外しコイルで引き外すようなものでもよい。２０４は接点引き外し指令手段，２０５は変流器２０６からの出力信号を受けて電流を検出する電流検出手段，２０７は端子２０８，２０８’間のＡＣ電圧からＤＣ電圧を生成する電源回路で，接点引き外し指令手段２０４と電流検出手段２０５に電源を供給する。３０１，３０１’は負荷機器の端子で，２０８，２０８’，３０１，３０１’は差し込み接続器のようなものでよい。３０２は負荷機器の電源スイッチ，３０３は負荷で整流子付き電動機やスイッチング制御機器のようにノイズを発生する要素を含んでおり，３０４はそのノイズ吸収用のコンデンサである。
【００１５】
接点引き外し指令手段２０４，電流検出手段２０５と２０６，電源回路２０７の動作の関係は次のようになっている。電源回路２０７は端子２０８，２０８’間の電圧を適当な直流電圧に変換し，接点引き外し指令手段２０４と電流検出手段２０５に供給している。電流検出手段２０５と２０６は，変流器２０６で検出した電流を適当な電圧に変換し，接点引き外し指令手段２０４に供給している。接点引き外し指令手段２０４は，マイコンなどを用いた簡単な判定回路で構成され，電源回路２０７から電源電圧の供給を受けて起動した都度一定時間，より詳しくは商用周波数における数サイクルに相当する間，好ましくは数十ｍｓ〜数百ｍｓの間，電流検出手段２０５の出力を確認し，２０５の出力があれば，負荷機器３の電源スイッチ３０２がＯＮであると判定し，接点引き外し手段２０３に動作指令を出して，主接点２０２をＯＦＦにするよう働く。
【００１６】
ここで，負荷機器３の電源スイッチ３０２がＯＮであるとの判定は，電流検出手段２０５の出力，すなわち電流の大きさに閾値を設け，閾値より小さい場合は，負荷機器３の電源スイッチはＯＮでないと判定する。閾値の設定は，使用を想定する負荷機器の定格電流より小さく，ノイズ防止コンデンサ３０４に流れる電流より大きく設定する。例えば，使用を想定する負荷機器が５０ＶＡ以上で電源電圧がＡＣ１００Ｖの場合，閾値は変流器２０６に流れる電流で０．５Ａより小さい範囲に，またノイズ防止コンデンサは一般的に最大で２μＦ程度であり，そのインピーダンスは５０Ｈｚの場合１６００Ω程度であるので，電流は６０ｍＡ程度となるからそれより大きい範囲に設定する。即ち，この場合は負荷機器の定格電流である０．５Ａよりも小さく，ノイズ防止コンデンサに流れる６０ｍＡよりも大きな範囲となるよう閾値を設け，より好ましくは閾値を０．３Ａ程度にとれば図１の電源スイッチ３０２がＯＮかＯＦＦかを判定できる。
【００１７】
図１の電源供給装置は次のように動作する。１０２と２０１，１０２’と２０１’，２０８と３０１，２０８’と３０１’が接続され，負荷機器３の電源スイッチ３０２がＯＮになっている状態で，１０２と２０１，１０２’と２０１’の接続が外れ，再度接続された場合を想定する。これは電源１０１が停電し，後に復電した場合も同じである。
【００１８】
端子２０１，２０１’への電源供給が再開された時点で，接点引き外し指令手段２０４は電源回路２０７から電圧供給を受けて起動し，前記一定時間内に電流検出手段２０５からの出力信号を確認する。電源スイッチ３０２はＯＮ状態であるので，変流器２０６は０．５Ａ以上の電流を検出しているから，接点引き外し指令手段２０４は，電源スイッチ３０２がＯＮであると判定し，接点引き外し手段２０３に指令して主接点２０２を引き外し，負荷機器３への給電を停止する。給電停止状態から負荷機器３を使用したい場合は，電源スイッチ３０２を一旦ＯＦＦにして，図示しない主接点のリセット手段により主接点をＯＮにすれば，今度は接点引き外し指令手段２０４の起動時に変流器２０６は，雑音防止コンデンサ３０４に流れる電流しか検出せず，電流検出手段２０５も接点引き外し指令手段２０４にその程度の信号しか出力しないので，接点引き外し指令手段２０４は電源スイッチ３０２がＯＦＦであると判定して，主回路接点２０２を引き外し指令せず給電を継続する。その後，電源スイッチ３０２をＯＮすれば，すでに接点引き外し指令手段２０４は起動しているので，電流検出手段２０５の出力を確認せず，給電を継続する。
【００１９】
以上の説明において，検出電流の大きさの閾値との比較判定は，電流検出手段２０５が電流の大きさに比例する信号を引き外し指令手段２０４に出力し，その出力信号に基づいて引き外し指令手段２０４で行っているが，変流器２０６が検出した電流を電流検出手段２０５が閾値と比較し閾値より大きい場合のみ接点引き外し判定手段２０４に出力を出して，接点引き外し判定手段２０４は，起動後一定時間内に電流検出手段２０５からの出力があるかどうかだけを判定するようにしてもよい。
【００２０】
（第２の実施形態）
図２は，請求項２の実施形態である。図２において，図１と異なる点は，図１の構成に対し電圧検出手段２０９を追加し，端子２０８，２０８’間の電圧を適当な電圧に変換してその波形を接点引き外し指令手段２０４に出力している。また電流検出手段２０５も変流器２０６が検出した電流を適当な電圧に変換してその波形を接点引き外し指令手段２０４に出力している。接点引き外し指令手段２０４は，起動時に，電圧検出手段２０９からの出力と，電流検出手段２０５からの出力を取り込み，変流器２０６が検出した電流大きさの閾値との比較と，端子２０８，２０８’間の電圧に対する位相差を検出しており，電流の大きさが閾値より小さく，電圧と電流の位相差が90度である場合には，電源スイッチ３０２はＯＦＦであると判定して，主接点２０２を引き外さない。請求項２と請求項１の違いは，請求項１の電流大きさの閾値での判定に加えて電圧と電流の位相差を判定条件に加えていることである。雑音防止コンデンサ３０４のみに流れる電流は，電圧に対し90度の位相差になるから，請求項２は，ノイズ防止コンデンサの容量が大きく，負荷機器の消費電力が小さくて，閾値に対する判定余裕が小さい場合でも，変流器２０６が検出した電流が，ノイズ防止コンデンサのみに流れている電流か，そうでない電流かを正確に判別できる。
【００２１】
請求項３は，図２において，接点引き外し指令手段２０４の負荷機器の電源ＯＮ／ＯＦＦの判定は，接点引き外し指令手段２０４の起動時に電圧検出手段２０９の出力と，電流検出手段２０５の出力から消費電力を接点引き外し指令手段が演算し，該消費電力が所定の閾値より小さい場合は負荷機器がＯＦＦであると判定するように構成したものである。それにより図の負荷機器３の電源スイッチ３０２がＯＦＦの場合は，電流は雑音防止コンデンサだけに流れるから消費電力は零であり，電源スイッチ３０２が入りの場合は電力を消費するから請求項２より正確に電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦを判定できる。
【００２２】
（第３の実施形態）
第３の実施形態として，図３に請求項１の第２の実施例を示している。第３の実施例は図１の第一の実施例に端子接続検出手段２１０を追加したものである。端子接続検出手段２１０は，例えば端子２０８，２０８’と３０１，３０１’の接続が差し込み接続器で，図４に示すように２０８，２０８’が刃受け，３０１，３０１’がプラグ刃，２０８１が刃受け２０８，２０８’側のコンセント外郭ケース端面，３０１１がプラグ刃３０１，３０１’側のプラグ外郭ケース端面であるとき，端面２０８１と端面３０１１の当接を，可動レバー２１０２と連動する接点２１０１で検出するようなものでよく，接点２１０１の出力を接点引き外し指令手段２０４で受けている。なお，可動レバー２１０２と接点２１０１は他に，電子的あるいは光学的な近接センサーによる半導体接点のようなものでもよい。
【００２３】
このような第２の実施例における電源供給装置は，端子２０１，２０１’への給電が途絶えて再送電された場合の動作は図１の実施例と同一であるが，端子２０８，２０８’と３０１，３０１’の接続が一旦外れて接点２１０１がＯＦＦになり，再接続されて２１０１がＯＮに移行した場合に，接点引き外し指令手段２０４は，電流検出手段２０５の出力を確認し，変流器２０６の検出した電流が所定の閾値より小さい場合は，前述のように負荷機器の電源スイッチ３０２がＯＦＦであると判定して，主接点２０２を引き外さない。このような端子接続検出手段２１０と接点引き外し指令手段２０４は負荷機器の電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦの判定方式が請求項２，請求項３の場合にも適用できる。
【００２４】
第３の実施形態によれば，本電源供給装置のコンセントからノイズ防止コンデンサを備えた負荷機器のプラグなどの接続が外れ，再接続した場合にも，負荷機器の電源スイッチがＯＮかＯＦＦかを正確に判定して，ＯＮの場合のみ給電を停止して，事故を防止できる。
【００２５】
図５は，図３の別の実施例である。図５の実施例の図３との違いは，端子接続検出手段２１０が省略されて，電源回路２０７が端子２０８と接触子２１１からＡＣ電圧の供給を受けていることである。接触子２１１は，端子２０８，３０１，２０８’と３０１’が差し込み接続器であり，２０８，２０８’が刃受け，３０１，３０１’がプラグの刃であるとき，刃受け２０８’に刃３０１’が差し込まれて，刃受け２０８’が開いたことにより刃受け２０８に接触するもので，このような構成にすることにより，端子２０８と３０１，２０８’と３０１’の接続が外れて再接続された再に電源回路２０７に電源が供給され，接点引き外し指令手段２０４が起動し，起動時に電流検出手段２０５の出力により負荷機器３の電源スイッチ３０２のＯＮ／ＯＦＦを検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本装置は，装置単品として製品が構成できるほか，壁コンセントやコードリールなどに組み込んで製品化できる可能性がある。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・電源側装置
２・・・本件発明の電源供給装置
３・・・負荷機器
１０１・・・電源
１０２，１０２’・・・端子
２０１，２０１’・・・端子
２０２・・・主接点
２０３・・・接点引き外し手段
２０４・・・接点引き外し指令手段
２０５・・・電流検出手段
２０６・・・変流器
２０７・・・電源回路
２０８，２０８’・・・端子
２０９・・・電圧検出手段
２１０・・・端子接続検出手段
２１１・・・接触子
３０１，３０１’・・・端子
３０２・・・電源スイッチ
３０３・・・負荷
３０４・・・ノイズ防止コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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