(57)【要約】【課題】テストスイッチ及びリセットスイッチの配線部をカバーする蓋部を設けることなく、スイッチの操作者が高電圧に触れることを防止した漏電遮断機能付き制御ユニットを提供する。【解決手段】強制漏電回路５０は、低電圧電源回路３０の出力部とテストスイッチ５２の接点を介して接続され、テストスイッチ５２の接点が導通状態であるときに、低電圧電源回路３０から供給される電力により作動して、漏電遮断回路２０の出力端子２８ａ，２８ｂに接続された負荷側を漏電状態とする。遮断復帰回路６０は、低電圧電源回路３０の出力電力により充電されるコンデンサ７０と、コンデンサ７０とリセットスイッチ６２の接点を介して接続され、リセットスイッチ６２の接点が導通状態であるときに、コンデンサ７０から供給される電力により作動して、漏電遮断回路２０のリセット接続部２５ａにリセット信号を入力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源に接続される電源接続部と、負荷に接続される負荷接続部と、該電源接続部と該負荷接続部間に接続されたスイッチング素子と、リセット信号を入力するリセット接続部とを有して、前記外部電源から供給される外部電力により作動し、前記負荷接続部に接続された負荷側での漏電を検知したときに、前記スイッチング素子を導通状態から遮断状態に切り替え、前記スイッチング素子が遮断状態であるときに、前記リセット接続部に前記リセット信号が入力されたときには、前記スイッチング素子を導通状態に復帰させる漏電遮断回路と、
前記漏電遮断回路の前記負荷接続部に接続され、前記外部電源から前記漏電遮断回路を介して供給される電力から、前記外部電源よりも電圧が低い制御用電力を生成する低電圧電源回路と、
前記制御用電力により作動して所定の制御処理を実行する制御回路と、
操作者による操作に応じて、前記漏電遮断回路の前記負荷接続部に接続された負荷側を、強制的に前記漏電遮断回路により漏電が検知される状態とするためのテストスイッチと、
操作者による操作に応じて、前記漏電遮断回路の前記リセット接続部に前記リセット信号を入力するためのリセットスイッチと
を備えた漏電遮断機能付き制御ユニットであって、
前記低電圧電源回路の出力部と前記テストスイッチを介して接続され、前記テストスイッチが操作されたときに、前記低電圧電源回路から前記テストスイッチを介して供給される電力により作動して、前記漏電遮断回路の負荷接続部に接続された負荷側を漏電状態とする強制漏電回路と、
前記制御用電力により充電される蓄電手段と、
前記蓄電手段と前記リセットスイッチを介して接続され、前記リセットスイッチが操作されたときに、前記蓄電手段から前記リセットスイッチを介して供給される電力により作動して、前記漏電遮断回路の前記リセット接続部に前記リセット信号を入力する遮断復帰回路と
を備えたことを特徴とする漏電遮断機能付き制御ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の漏電遮断機能付き制御ユニットにおいて、
前記蓄電手段は、前記低電圧電源回路から供給される電力により充電されるコンデンサであることを特徴とする漏電遮断機能付き制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部電源から供給される電力により作動し、外部電源に接続された負荷側の漏電を検知したときに外部電源からの電力供給を遮断する漏電遮断機能付き制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、商用電源等の外部電源に接続される漏電遮断回路を構成する部品群と、漏電遮断回路を介して外部電源から供給される電力により直流電力を生成する電源回路を構成する部品群と、電源回路からの給電により制御動作を行う制御回路を構成する部品群とを、同一の基板に実装して蓋付きの単一ケース内に収容した制御ユニットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された制御ユニットにおいては、外部電源に接続された負荷側を強制的に漏電状態にして漏電遮断回路を遮断状態（外部電源から負荷への電力供給が遮断された状態）にするためのテストスイッチの操作ボタンと、漏電遮断回路を遮断状態から導通状態に復帰させるためのリセットスイッチの操作ボタンが、蓋部に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１５５０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された制御ユニットにおいては、漏電遮断回路と電源回路と制御回路とを同一の基板に実装することによって、各回路間の配線や組み立てに要する工数を削減している。
【０００６】
ここで、上記特許文献１に記載されたテストスイッチは高圧の外部電源（商用電源）の電源ラインを短絡させるものであり（特許文献１の図５参照）、リセットスイッチも外部電源の電源ラインを遮断するものである。そのため、上記特許文献１に記載された制御ユニットにおいては、テストスイッチとリセットスイッチの操作部（操作ボタン）のみを蓋部から露出させて取り付け（特許文献１の図２参照）、これにより、テストスイッチとリセットスイッチの操作者が、テストスイッチとリセットスイッチに接続されている外部電源の電源ラインに触れることを防止している。
【０００７】
しかし、このようにケースの一部を利用してテストスイッチとリセットスイッチを設けるためには、これらのスイッチの装着態様に合わせてケースの構造設計と基板側の実装設計を行う必要があり、設計工数が増加する。また、蓋部を設けることによるコストアップも生じる。
【０００８】
本発明は係る背景に鑑みてなされたものであり、テストスイッチ及びリセットスイッチの配線部をカバーする部材を設けることなく、テストスイッチ及びリセットスイッチの操作者が外部電源の電源ラインに触れることを防止した漏電遮断機能付き制御ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、
外部電源に接続される電源接続部と、負荷に接続される負荷接続部と、該電源接続部と該負荷接続部間に接続されたスイッチング素子と、リセット信号を入力するリセット接続部とを有して、前記外部電源から供給される外部電力により作動し、前記負荷接続部に接続された負荷側での漏電を検知したときに、前記スイッチング素子を導通状態から遮断状態に切り替え、前記スイッチング素子が遮断状態であるときに、前記リセット接続部に前記リセット信号が入力されたときには、前記スイッチング素子を導通状態に復帰させる漏電遮断回路と、
前記漏電遮断回路の前記負荷接続部に接続され、前記外部電源から前記漏電遮断回路を介して供給される電力から、前記外部電源よりも電圧が低い制御用電力を生成する低電圧電源回路と、
前記制御用電力により作動して所定の制御処理を実行する制御回路と、
操作者による操作に応じて、前記漏電遮断回路の前記負荷接続部に接続された負荷側を、強制的に前記漏電遮断回路により漏電が検知される状態とするためのテストスイッチと、
操作者による操作に応じて、前記漏電遮断回路の前記リセット接続部に前記リセット信号を入力するためのリセットスイッチと
を備えた漏電遮断機能付き制御ユニットに関する。
【００１０】
そして、本発明の漏電遮断機能付き制御ユニットは、
前記低電圧電源回路の出力部と前記テストスイッチを介して接続され、前記テストスイッチが操作されたときに、前記低電圧電源回路から前記テストスイッチを介して供給される電力により作動して、前記漏電遮断回路の負荷接続部に接続された負荷側を漏電状態とする強制漏電回路と、
前記制御用電力により充電される蓄電手段と、
前記蓄電手段と前記リセットスイッチを介して接続され、前記リセットスイッチが操作されたときに、前記蓄電手段から前記リセットスイッチを介して供給される電力により作動して、前記漏電遮断回路の前記リセット接続部に前記リセット信号を入力する遮断復帰回路とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
かかる本発明によれば、前記テストスイッチと前記リセットスイッチには、いずれも前記低電圧電源回路から供給される前記外部電源の電圧よりも低い電圧しか印加されない。そのため、前記テストスイッチと前記リセットスイッチの配線部を覆う部材を設けることなく、前記テストスイッチ又は前記リセットスイッチの操作者が、前記外部電源の電源ラインに触れることを防止することができる。
【００１２】
また、本発明において、前記蓄電手段は、前記低電圧用電源回路から供給される電力により充電されるコンデンサであることが好ましい。
【００１３】
かかる本発明によれば、前記低電圧用電源回路が作動しているときに、前記コンデンサが充電されるため、前記蓄電手段として乾電池を用いた場合のように、電池切れが生じるおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】漏電遮断機能付き制御ユニットの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態の一例について、図１を参照して説明する。本実施形態の漏電遮断機能付き制御ユニット１は、１枚の基板１０に、漏電遮断回路２０、低電圧電源回路３０、制御回路４０、強制漏電回路５０、遮断復帰回路６０、及び低電圧電源回路３０の出力電力により充電されるコンデンサ７０（本発明の蓄電手段に相当する）等を実装して構成されている。
【００１６】
漏電遮断回路２０は、商用電源２（例えば、交流１００Ｖの電力を供給する。本発明の外部電源に相当する）に接続された入力端子２１ａ，２１ｂ（本発明の電源接続部に相当する）、低電圧電源回路３０（負荷）が接続された出力端子２８ａ，２８ｂ（本発明の負荷接続部に相当する）、入力端子２１ａと出力端子２８ａ間に接続されたＬ側リレー２３ａと、入力端子２１ｂと出力端子２８ｂ間に接続されたＮ側リレー２３ｂとを有する遮断リレー２３（本発明のスイッチング素子に相当する）、商用電源２の非接地電源ラインＬ（ライブ）及び接地電源ラインＮ（ニュートラル）に流れる電流を検出する電流センサ２４、ＬＥＤ２６、遮断リレー２３の導通／遮断とＬＥＤ２６の点灯／消灯を切り替える漏電遮断復帰制御部２５、入力端子２１ａとＬ側リレー２３ａとの間に接続されたヒューズ２７、及び入力端子２１ａ，２１ｂ間に接続されたバリスタ２８を備えている。遮断リレー２３のＬ側リレー２３ａとＮ側リレー２３ｂとは、連動して導通状態と遮断状態とに切り替わる。
【００１７】
漏電遮断復帰制御部２５は、マイクロコンピュータ或いはロジック回路により構成され、電流センサ２４による検出電流が所定の漏電検知レベル以上になったときに、遮断リレー２３を遮断状態（Ｌ側リレー２３ａの接点間とＮ側リレー２３ｂの接点間が共に遮断された状態）にして、入力端子２１ａ，２１ｂから出力端子２８ａ，２８ｂへの商用電力の給電を禁止する。
【００１８】
また、漏電遮断復帰制御部２５は、遮断リレー２３を遮断状態とした後に、リセット接続部２５ａが接地電源ラインＮに短絡されたときには、遮断リレー２３を導通状態（Ｌ側リレー２３ａの接点間とＮ側リレー２３ｂの接点間が共に導通した状態）に復帰させる。なお、リセット接続部２５ａに入力される接地電源ラインＮの電位は、本発明のリセット信号に相当する。さらに、漏電遮断復帰制御部２５は、遮断リレー２３が導通状態であるときはＬＥＤ２６を点灯し、遮断リレー２３が遮断状態であるときにはＬＥＤ２６を消灯する。
【００１９】
低電圧電源回路３０は、トランス３１、整流回路３２、及びコンデンサ３３を有している。トランス３１の１次側コイル３１ａは遮断リレー２３を介して非接地電源ラインＬ及び接地電源ラインＮに接続され、２次側コイル３１ｂは整流回路３２に接続されている。商用電源２から供給される電力は、トランス３１により降圧されて整流回路３２で整流（直流電力化）され、コンデンサ３３により平滑されて商用電源２の出力電圧よりも低い電圧Ｖd（例えば、５Ｖ）の直流電力（本発明の制御用電力に相当する）が生成される。この直流電力は制御回路４０等に供給される。
【００２０】
トランス３１の１次側コイル３１ａの非接地電源ラインＬ側と接地端子８０との間に、低電圧電源回路３０をサージ電流から保護するためのサージアブソーバ８５が接続されている。
【００２１】
制御回路４０は、図示しないＣＰＵ、メモリ等により構成され、メモリに保持された制御用プログラムをＣＰＵで実行することによって、制御対象である装置（給湯装置、暖房装置、厨房装置等）の制御処理を実行する。
【００２２】
強制漏電回路５０は、低電圧電源回路３０の出力間（Ｖd−ＧＮＤ間）に直列に接続された抵抗５１とテストスイッチ５２とフォトカプラ５４とにより構成されている。フォトカプラ５４は、入力側の発光ダイオード５４ａがテストスイッチ５２とＧＮＤ間に接続されると共に、出力側の受光トライアック５４ｂが抵抗５７を介して非接地電源ラインＬと接地電源ラインＮとの間に接続されている。
【００２３】
操作者がテストスイッチ５２の操作ボタン５２ａを押して、テストスイッチ５２の接点５２ｂ，５２ｃ間が導通状態になると、低電圧電源回路３０から抵抗５１とテストスイッチ５２の接点５２ｂ，５２ｃを介してフォトカプラ５４の発光ダイオード５４ａに通電される。
【００２４】
そして、発光ダイオード５４ａへの通電によりフォトカプラ５４の受光トライアック５４ｂがＯＮして導通状態になると、非接地電源ラインＬが抵抗５７を介して接地電源ラインＮに短絡する。これにより、漏電遮断回路２０の負荷側（出力側）が強制的に漏電状態とされ、電流センサ２４により漏電検知レベル以上の電流が検出される。
【００２５】
その結果、漏電遮断復帰制御部２５により、遮断リレー２３が遮断状態（Ｌ側リレー２３ａとＮ側リレー２３ｂが共に遮断状態）とされて、商用電源２から低電圧電源回路３０への電力供給が禁止される。
【００２６】
遮断復帰回路６０は、コンデンサ７０の出力端子間に直列に接続された抵抗６１とリセットスイッチ６２とフォトカプラ６４とにより構成されている。コンデンサ７０は、低電圧電源回路３０が作動しているときに、低電圧電源回路３０からダイオード９０を介して供給される電力により、端子間電圧がＶdとなるまで充電される。そして、漏電遮断復帰制御部２５により、遮断リレー２３が遮断状態にされている間は、リセットスイッチ６２が操作されるまで、コンデンサ７０はほぼ満充電状態に維持される。
【００２７】
フォトカプラ６４は、入力側の発光ダイオード６４ａがリセットスイッチ６２とＧＮＤ間に接続されると共に、出力側の受光トランジスタ６４ｂが漏電遮断復帰制御部２５のリセット接続部２５ａと接地電源ラインＮとの間に接続されている。
【００２８】
操作者がリセットスイッチ６２の操作ボタン６２ａを押して、リセットスイッチ６２の接点６２ｂ，６２ｃ間が導通状態になると、コンデンサ７０から抵抗６１とリセットスイッチ６２の接点６２ｂ，６２ｃを介してフォトカプラ６４の発光ダイオード６４ａに通電される。そして、発光ダイオード６４ａへの通電によりフォトカプラ６４の受光トランジスタ６４ｂがＯＮして導通状態になると、漏電遮断復帰制御部２５のリセット接続部２５ａが受光トランジスタ６４ｂを介して接地電源ラインＮに短絡する。
【００２９】
その結果、漏電遮断復帰制御部２５により、遮断リレー２３が遮断状態（Ｌ側リレー２３ａとＮ側リレー２３ｂが共に遮断状態）から、導通状態（Ｌ側リレー２３ａとＮ側リレー２３ｂが共に導通状態）に復帰して、商用電源２から低電圧電源回路３０への電力供給が再開される。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態の漏電遮断機能付き制御ユニット１においては、テストスイッチ５２とリセットスイッチ６２に、商用電源２の非接地電源ラインＬ及び接地電源ラインＮが接続されておらず、低電圧電源回路３０とコンデンサ７０の出力部のみが接続されている。そのため、操作者がテストスイッチ５２又はリセットスイッチ６２を操作したときに、テストスイッチ５２の接点５２ｂ，５２ｃ又はリセットスイッチ６２の接点６２ｂ，６２ｃや、これらの接点に接続された配線パターンに触れても問題はない。
【００３１】
したがって、テストスイッチ５２とリセットスイッチ６２を基板１０に実装する際に、テストスイッチ５２の接点５２ｂ，５２及びリセットスイッチ６２の接点６２ｂ，６２ｃと、これらの接点に接続される配線パターンを覆って、ボタン５２ａ，６２ａのみを露出させる蓋部等の部材を設ける必要がない。
【００３２】
また、テストスイッチ５２とフォトカプラ５４、及びリセットスイッチ６２とフォトカプラ６４を離隔して実装することにより、テストスイッチ５２又はリセットスイッチ６２の操作者が、１次側の非接地電源ラインＬ及び接地電源ラインＮに触れる可能性をさらに低下させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、低電圧電源回路３０の出力電力により作動する２次側から、商用電源２の出力電力により作動する１次側への絶縁インターフェースとして、フォトカプラ５４，６４を用いたがリレーを用いてもよい。この場合には、フォトカプラ５４の発光ダイオード５４ａがリレーの駆動コイルに置き換わり、フォトカプラ５４の受光トライアックがリレーの接点に置き換わる。同様に、フォトカプラ６４の発光ダイオード６４ａがリレーの駆動コイルに置き換わり、フォトカプラ６４の受光トランジスタ６４ｂがリレーの接点に置き換わる。
【００３４】
また、本実施形態では、遮断復帰回路６０を作動させるための蓄電手段としてコンデンサ７０を用いたが、乾電池や充電電池等を用いてもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、漏電遮断回路２０と低電圧電源回路３０と制御回路４０と強制漏電回路５０と遮断復帰回路６０とを、一枚の基板１０に実装したが、これらの回路の一部を別基板に実装するようにしてもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、外部電源として電力業者から提供される商用電源２を示したが、自家発電装置等の他の種類の外部電源を用いる場合にも、本発明の適用が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１…漏電遮断機能付き制御ユニット、２…商用電源、１０…基板、２０…漏電遮断回路、２３…遮断リレー、２４…電流センサ、２５…漏電遮断復帰制御部、３０…低電圧電源回路、４０…制御回路、５０…強制漏電回路、５２…テストスイッチ、６０…遮断復帰回路、６２…リセットスイッチ。
【図１】
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