(57)【要約】【課題】取付方向の制約を少なくできる感震ユニット、及びそれを備える分電盤を提供する。【解決手段】感震ユニット１は、加速度を測定する加速度センサ１１と、加速度センサ１１の測定値を処理する信号処理部１０と、加速度センサ１１及び信号処理部１０を収納して被取付部位に取り付けられる本体１５と、を備える。信号処理部１０は、加速度センサ１１の測定値に基づいて本体１５の初期の取付方向を求める。信号処理部１０は、本体１５の初期の取付方向と、加速度センサ１１の測定値とに基づいて地震の発生を検知する。【選択図】図１
2018042406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度を測定する加速度センサと、
前記加速度センサの測定値を処理する信号処理部と、
前記加速度センサ及び前記信号処理部を収納して被取付部位に取り付けられる本体と、を備え、
前記信号処理部は、前記加速度センサの測定値に基づいて前記本体の初期の取付方向を求め、前記本体の初期の取付方向と前記加速度センサの測定値とに基づいて地震の発生を検知する、
ことを特徴とする感震ユニット。
【請求項２】
前記加速度センサは、互いに直交する３つの軸方向のそれぞれで加速度を測定しており、
前記信号処理部は、前記３つの軸方向のそれぞれでの測定結果に基づいて、前記本体の初期の取付方向を求める、
ことを特徴とする請求項１に記載の感震ユニット。
【請求項３】
前記信号処理部は、前記３つの軸方向のそれぞれでの測定値に基づいて、前記本体の初期の取付方向から傾いているか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の感震ユニット。
【請求項４】
前記信号処理部は、前記３つの軸方向のそれぞれについて測定値の時間平均値を求め、前記３つの軸方向のそれぞれでの前記時間平均値に基づいて、前記本体が初期の取付方向から傾いているか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の感震ユニット。
【請求項５】
前記信号処理部は、前記３つの軸方向のうち水平面に沿った２つの軸方向のそれぞれで初期の測定値と前記時間平均値との差を求め、前記２つの軸方向でそれぞれ求めた差の合成値が所定の閾値を超えたとき、前記本体が初期の取付方向から傾いていると判定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の感震ユニット。
【請求項６】
前記信号処理部は、前記３つの軸方向のうち鉛直方向に沿った１つの軸方向での前記時間平均値の符号が反転したとき、前記本体が初期の取付方向から傾いていると判定する、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の感震ユニット。
【請求項７】
前記信号処理部は、前記３つの軸方向のうち水平面に沿った２つの軸方向での測定値に基づいて地震の発生を検知する、
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の感震ユニット。
【請求項８】
前記２つの軸方向のそれぞれについて測定値に含まれる所定の周波数帯域の周波数成分を減衰させるフィルタを更に備え、
前記信号処理部は、前記フィルタから出力される前記２つの軸方向での測定値に基づいて地震の発生を検知する、
ことを特徴とする請求項７に記載の感震ユニット。
【請求項９】
前記信号処理部は、前記２つの軸方向での測定値から求めた合成加速度が所定の基準値を超えている時間の積算時間が所定の判定時間よりも長いときは、地震が発生したと判定する、
ことを特徴とする請求項８に記載の感震ユニット。
【請求項１０】
前記信号処理部は、前記２つの軸方向での測定値から求めた合成加速度が所定の第１基準値を超えている判定対象期間の長さが所定の第１判定時間よりも長く、かつ、前記判定対象期間において前記合成加速度が前記第１基準値よりも大きい第２基準値を超えている時間の積算時間が、所定の第２判定時間よりも長いときは、地震が発生したと判定する、
ことを特徴とする請求項８に記載の感震ユニット。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の感震ユニットと、前記感震ユニットを収納するキャビネットとを備える、
ことを特徴とする分電盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感震ユニット、及びそれを備える分電盤に関し、特に、地震を感知するための感震ユニット、及びそれを備える分電盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震の発生時に電気ブレーカを遮断させるための感震駆動ユニットがあった（例えば特許文献１参照）。この感震駆動ユニットでは、凹面状のボール受け皿に感震用ボールが載せられており、外部からの振動で感震用ボールが動くことによって、地震の発生を感知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４９８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の感震駆動ユニットでは、ボール受け皿に感震用ボールが載せられるため、感震駆動ユニットの使用時の方向（取付方向）が限定されるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、取付方向の制約を少なくできる感震ユニット、及びそれを備える分電盤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の感震ユニットは、加速度を測定する加速度センサと、前記加速度センサの測定値を処理する信号処理部と、前記加速度センサ及び前記信号処理部を収納して被取付部位に取り付けられる本体と、を備える。前記信号処理部は、前記加速度センサの測定値に基づいて前記本体の初期の取付方向を求める。前記信号処理部は、前記本体の初期の取付方向と前記加速度センサの測定値とに基づいて地震の発生を検知する。
【０００７】
本発明の一態様の分電盤は、前記感震ユニットと、前記感震ユニットを収納するキャビネットとを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、取付方向の制約を少なくできる感震ユニット、及びそれを備える分電盤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る感震ユニットを備えた分電盤のブロック図である。
【図２】図２は、同上の感震ユニットが分電盤のキャビネットに収納された状態を模式的に示した正面図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｄは、同上の感震ユニットの取付方向を説明する説明図である。
【図４】図４は、同上の感震ユニットの合成加速度の波形図である。
【図５】図５は、同上の感震ユニットが初期の取付方向から傾いた状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に説明する実施形態は、本発明の種々の実施形態の一つに過ぎない。本発明の実施形態は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外も含み得る。また、下記の実施形態は、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１１】
（１）構成
本実施形態の感震ユニット及び分電盤について図１〜図５に基づいて説明する。
【００１２】
本実施形態の感震ユニット１は、図１に示すように、信号処理部１０と、加速度センサ１１と、給電検知部１２と、漏電電流駆動部１３と、電源部１４とを備える。また、感震ユニット１は、図２に示すように、直方体状の本体１５を備えている。この本体１５は、信号処理部１０と加速度センサ１１と給電検知部１２と漏電電流駆動部１３と電源部１４とを保持している。図２は模式図であり、実際には加速度センサ１１は本体１５の内部に収納されている。
【００１３】
感震ユニット１の本体１５は、図２に示すような直方体状である。感震ユニット１は、例えばＪＩＳ協約形寸法（ＪＩＳ Ｃ ８２０１-２-１参照）のブレーカに対応する大きさに形成されている。感震ユニット１の本体１５は、図２に示すように分電盤４のキャビネット４０に収納されている。分電盤４は例えば住宅や商業施設や工場などの施設に設けられている。キャビネット４０は、前面に開口を有する箱体を備え、箱体の前面の開口には蓋が取り付けられている。ここで、図２において「上」、「下」、「左」、「右」の矢印で示す通りにキャビネット４０の各方向を規定する。また、上下左右の各方向と直交する方向をキャビネット４０の前後方向と定義する。なお、これらの方向はキャビネット４０の設置方向を規定する趣旨ではない。また、図２中の各方向を示す矢印は説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。
【００１４】
図２はキャビネット４０の箱体を前方から見た正面図であり、感震ユニット１の本体１５は、前後方向の一面を、キャビネット４０の箱体の底板４１に向けた状態で、キャビネット４０に収納されている。図２では図示を省略しているが、キャビネット４０には主幹ブレーカ２（図１参照）と複数の分岐ブレーカ３（図１参照）とが収納されている。
【００１５】
主幹ブレーカ２は漏電保護機能を有する遮断器（漏電遮断器）である。主幹ブレーカ２の一次側の接続端子には、商用電源のような交流電源（例えば単相１００Ｖ／２００Ｖ、５０／６０Ｈｚの交流電源）５に接続された電力線Ｌ１が接続されている。主幹ブレーカ２の二次側の接続端子には電力線Ｌ２が接続されている。ここにおいて、電力線Ｌ１，Ｌ２は単相２線式の配電線であり、電力線Ｌ１はＬ相の電線Ｌ１１とＮ相の電線Ｌ１２とを含み、電力線（母線）Ｌ２はＬ相の電線Ｌ２１とＮ相の電線Ｌ２２とを含む。
【００１６】
複数の分岐ブレーカ３の各々は、電力線Ｌ２と、電力線Ｌ２から分岐する分岐線Ｌ３との間に接続されている。複数の分岐ブレーカ３の各々は、電力線Ｌ２から対応する分岐線Ｌ３への電力供給を遮断する機能を備えている。
【００１７】
本実施形態の感震ユニット（いわゆる、感震ブレーカ）１は、主幹ブレーカ２の二次側の電力線Ｌ２に接続されている。
【００１８】
感震ユニット１は、所定の感知レベル以上の揺れを感知すると、主幹ブレーカ２をオフ状態にする機能を有している。ここにおいて、「所定の感知レベル」とは、例えば所定の震度以上の地震に相当する揺れの大きさであり、本実施形態では震度５強相当の地震の揺れの大きさに設定されている。
【００１９】
加速度センサ１１は、例えば半導体式の加速度センサであり、互いに直交する３つの軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向）での加速度をそれぞれ測定する。加速度センサ１１は、図２に示すように、本体１５の短辺方向（図２の左右方向）がＸ軸方向、本体１５の長辺方向（図２の上下方向）がＹ軸方向となるように本体１５に取り付けられている。したがって、加速度センサ１１のＺ軸方向は、本体１５の短辺方向及び長辺方向とそれぞれ直交する方向となる。本体１５が図２に示す取付方向でキャビネット４０に収納されている場合、加速度センサ１１のＸ軸方向はキャビネット４０の左右方向と平行になり、加速度センサ１１のＹ軸方向はキャビネット４０の上下方向と平行になる。また、加速度センサ１１のＺ軸方向はキャビネット４０の前後方向と平行になる。ただし、これらの方向は加速度センサ１１の検出方向を規定する趣旨ではない。また、図２中のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向を示す矢印は説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。
【００２０】
給電検知部１２は、主幹ブレーカ２の二次側の電線Ｌ２１，Ｌ２２間に印加される電源電圧を検出し、電源電圧の検出結果をもとに主幹ブレーカ２の二次側での給電の有無を検知する。
【００２１】
漏電電流駆動部１３は、主幹ブレーカ２の二次側のＬ相の電線Ｌ２１と、主幹ブレーカ２の一次側のＮ相の電線Ｌ１２との間に接続されたスイッチ素子を備えている。漏電電流駆動部１３は、信号処理部１０から遮断信号が入力されたときにスイッチ素子をオンにすることで、電線Ｌ２１と電線Ｌ１２とをスイッチ素子を介して短絡する。これにより、主幹ブレーカ２が接続された幹線（電力線Ｌ１及び電力線Ｌ２からなる）に、スイッチ素子を介して漏電電流を流すことができる。ここで、漏電電流駆動部１３がスイッチ素子をオンにし、電線Ｌ２１と電線Ｌ１２とがスイッチ素子を介して短絡した状態を漏電状態という。
【００２２】
電源部１４は、主幹ブレーカ２の二次側の電線Ｌ２１，Ｌ２２間に印加される交流電圧を整流、平滑して、信号処理部１０、加速度センサ１１、給電検知部１２、漏電電流駆動部１３などの内部回路が動作するのに必要な動作電圧を発生する。電源部１４は給電が停止した時のバックアップ電源（例えば、電池やコンデンサなどの蓄電素子）を備えており、給電が停止しても所定期間は動作電圧を供給できるように構成されている。
【００２３】
信号処理部１０は例えばマイクロコンピュータを備えている。マイクロコンピュータはＣＰＵ（central processing unit）とメモリとを備えている。ＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを実行することによって、信号処理部１０の機能が実現される。本実施形態の信号処理部１０は、加速度センサ１１の測定値の高周波成分を減衰させるフィルタ１０１の機能や、加速度センサ１１の測定値をもとに本体１５の取付方向、地震による揺れ、本体１５の傾きなどを検知する機能を有している。
【００２４】
フィルタ１０１は、ＣＰＵの演算機能によって実現されるディジタルフィルタであり、所定の通過帯域以外の周波数成分を減衰させるバンドパスフィルタである。本実施形態では、地震に伴う揺れを検知するため、フィルタ１０１の通過帯域は、例えば０．１Ｈｚから数十Ｈｚまでの周波数帯域であることが好ましく、より好ましくは１Ｈｚから１０Ｈｚまでの周波数帯域である。なお、フィルタ１０１はバンドパスフィルタに限定されない。フィルタ１０１は、測定値に含まれる所定の周波数帯域の周波数成分を減衰させればよく、高周波成分を減衰させるローパスフィルタでもよいし、低周波成分を減衰させるハイパスフィルタでもよい。フィルタ１０１がローパスフィルタである場合、フィルタ１０１は１０Ｈｚ以下の周波数帯域を通過帯域とするのが好ましく、フィルタ１０１のカットオフ周波数は１０Ｈｚ付近に設定されていればよい。フィルタ１０１が測定値に含まれる所定の周波数帯域の周波数成分を減衰させているので、不要なノイズ成分を減衰させることができる。例えば、キャビネット４０やキャビネット４０が取り付けられた壁に物がぶつかることによって発生した振動や、トラックや鉄道などが走行したことによって発生する振動などによるノイズ成分を減衰させることができる。
【００２５】
マイクロコンピュータのＣＰＵが実行するプログラムは、感震ユニット１の工場出荷時にあらかじめメモリに記憶されていてもよいし、メモリカードなどの記憶媒体に記録されて提供されてもよいし、電気通信回線を通して提供されてもよい。
【００２６】
（２）動作説明
以下に、感震ユニット１の動作について説明する。
【００２７】
（２．１）初期の取付方向の検出処理
まず、信号処理部１０が本体１５の初期の取付方向を検知する動作について説明する。
【００２８】
分電盤４の施工が完了し、施設の使用者が主幹ブレーカ２をオンにすると、主幹ブレーカ２の二次側の電力線Ｌ２に給電される状態となる。このとき、電源部１４が内部回路に動作電圧の供給を開始し、信号処理部１０が動作を開始する。信号処理部１０は、動作を開始すると、加速度センサ１１からＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸から初期の測定値Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０を取り込み、初期の測定値Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０をメモリに記憶する。また、信号処理部１０は、各軸の初期の測定値Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０をもとに本体１５の初期の取付方向を求める。信号処理部１０が、加速度センサ１１からＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の初期の測定値Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０を取り込むときは、地震などによる振動が本体１５に加わっておらず、加速度センサ１１には重力加速度が加わっていると想定する。
【００２９】
本実施形態では、感震ユニット１５の本体１５は、本体１５の長辺方向が、キャビネット４０の上下方向又は左右方向と平行になるようにキャビネット４０に取り付けられる。
【００３０】
本体１５の長辺方向がキャビネット４０の上下方向と平行になるように、本体１５がキャビネット４０に取り付けられる場合、本体１５の取付方向は図３Ａ又は図３Ｂに示す取付方向となる。
【００３１】
図３Ａの取付方向ではＹ軸方向の正の向きが鉛直上向きとなり、この取付方向を以下では上向きの取付方向と言う。本体１５の取付方向が上向きの場合、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向における加速度の初期の測定値Ｘ０、Ｚ０はゼロになり、Ｙ軸方向における加速度の初期の測定値は（−１Ｇ）となる。
【００３２】
図３Ｂの取付方向ではＹ軸方向の正の向きが鉛直下向きとなり、この取付方向を以下では下向きの取付方向と言う。本体１５の取付方向が下向きの場合、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向における加速度の初期の測定値Ｘ０、Ｚ０はゼロになり、Ｙ軸方向における加速度の初期の測定値は（＋１Ｇ）となる。
【００３３】
また、本体１５の長辺方向がキャビネット４０の左右方向と平行になるように、本体１５がキャビネット４０に取り付けられる場合、本体１５の取付方向は図３Ｃ又は図３Ｄに示す取付方向となる。
【００３４】
図３Ｃの取付方向ではＹ軸方向の正の向きが左向きとなり、この取付方向を以下では左向きの取付方向と言う。本体１５の取付方向が左向きの場合、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向における加速度の初期の測定値Ｙ０、Ｚ０はゼロになり、Ｘ軸方向における加速度の初期の測定値Ｘ０は（−１Ｇ）となる。
【００３５】
図３Ｄの取付方向ではＹ軸方向の正の向きが右向きとなり、この取付方向を以下では右向きの取付方向と言う。本体１５の取付方向が右向きの場合、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向における加速度の初期の測定値Ｙ０、Ｚ０はゼロになり、Ｘ軸方向における加速度の初期の測定値Ｘ０は（＋１Ｇ）となる。
【００３６】
このように、本実施形態では本体１５の取付方向が上記の４通りの取付方向のいずれかとなる。したがって、信号処理部１０は、加速度センサ１１から取り込んだＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の初期の測定値Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０をもとに、以下の判定ルールにしたがって、本体１５の初期の取付方向を求めている。
【００３７】
信号処理部１０は、測定値Ｘ０の絶対値及び測定値Ｚ０の絶対値に比べて測定値Ｙ０の絶対値が大きく（｜Ｘ０｜≪｜Ｙ０｜，｜Ｚ０｜≪｜Ｙ０｜）、かつ、測定値Ｙ０の符号が負であれば（Ｙ０＜０）、本体１５の初期の取付方向が上向きであると判定する。
【００３８】
信号処理部１０は、測定値Ｘ０の絶対値及び測定値Ｚ０の絶対値に比べて測定値Ｙ０の絶対値が大きく（｜Ｘ０｜≪｜Ｙ０｜，｜Ｚ０｜≪｜Ｙ０｜）、かつ、測定値Ｙ０の符号が正であれば（Ｙ０＞０）、本体１５の初期の取付方向が下向きであると判定する。
【００３９】
信号処理部１０は、測定値Ｙ０の絶対値及び測定値Ｚ０の絶対値に比べて測定値Ｘ０の絶対値が大きく（｜Ｙ０｜≪｜Ｘ０｜，｜Ｚ０｜≪｜Ｘ０｜）、かつ、測定値Ｘ０の符号が負であれば（Ｘ０＜０）、本体１５の初期の取付方向が左向きであると判定する。
【００４０】
信号処理部１０は、測定値Ｙ０の絶対値及び測定値Ｚ０の絶対値に比べて測定値Ｘ０の絶対値が大きく（｜Ｙ０｜≪｜Ｘ０｜，｜Ｚ０｜≪｜Ｘ０｜）、かつ、測定値Ｘ０の符号が正であれば（Ｘ０＞０）、本体１５の初期の取付方向が右向きであると判定する。
【００４１】
このように、信号処理部１０は、動作開始時に加速度センサ１１から３軸の初期の測定値Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０を取り込み、３軸の初期の測定値Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０をもとに、本体１５の初期の取付方向を求めている。したがって、信号処理部１０は、感震ユニット１の本体１５がどのような向きに取り付けられたとしても、加速度センサ１１の初期の測定値をもとに本体１５の初期の取付方向を求めることができるので、本体１５の取付方向の制約が少なくなる。また、感震ユニット１の本体１５の取付方向が複数通りある場合でも、信号処理部１０は、加速度センサ１１の測定値をもとに本体１５の取付方向を検知しているので、１つの感震ユニット１で複数通りの取付方向に対応できる。感震ユニットの取付方向が一方向に決まっていると、取付方向がそれぞれ異なる複数種類の感震ユニットを用意する必要があるが、本実施形態の感震ユニット１は複数通りの取付方向に対応できるので、感震ユニット１の品種を少なくできる。
【００４２】
なお、信号処理部１０が加速度センサ１１の初期の測定値Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０に基づいて本体１５の取付方向を判定する判定ルールは一例であり、本体１５のキャビネット４０への取付方向などに応じて判定ルールは適宜変更されうる。
【００４３】
また、信号処理部１０は、加速度センサ１１の各軸の測定結果が０と判断できる所定のる範囲内に収まっているか否かを判定することで、初期の取付方向を求めてもよい。信号処理部１０は、加速度センサ１１の３軸の測定結果をもとに、測定結果が０と判断される範囲に収まっていない軸を求め、この軸を鉛直方向に沿った軸と判断すればよい。そして、信号処理部１０は、鉛直方向に沿っていると判断した軸の測定値の符号をもとに、本体１５の初期の取付方向を判定してもよい。
【００４４】
（２．２）地震の感知処理
次に、感震ユニット１が地震を感知して主幹ブレーカ２をオフにする動作について説明する。
【００４５】
信号処理部１０は、「（２．１）取付方向の判定処理」を行って、本体１５の初期の取付方向を求めると、本体１５の初期の取付方向をもとに、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）のうち水平面に沿った２つの軸方向を求める。そして、信号処理部１０は、水平面に沿った２つの軸方向での測定値に基づいて、地震に伴う本体１５の揺れを求める。
【００４６】
一般的に、地震に伴う振動は、鉛直方向の振動よりも水平方向の振動の方が大きくなるため、地震の規模（震度）は水平方向の加速度から求めることができる。
【００４７】
感震ユニット１の本体１５が、上向きの取付方向（図３Ａ参照）で、分電盤４のキャビネット４０に取り付けられている場合、加速度センサ１１の３つの検出軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）のうちの２軸、すなわちＸ軸とＺ軸が水平面に沿った検出軸となる。したがって、信号処理部１０は、Ｘ軸方向での測定値Ｘ１とＺ軸方向での測定値Ｚ１とに基づいて、地震に伴う本体１５の揺れを検知する。このように、信号処理部１０は、３軸の測定値のうち、水平面に沿った２つの軸方向での測定値をもとに、本体１５の揺れを求めているので、３つの軸方向の全てについて計算を行う場合に比べて計算量を少なくできる。また、３つの軸方向の全てについて計算を行う場合に比べて異常な振動による誤検知を低減できる。
【００４８】
信号処理部１０は、加速度センサ１１から、所定の計測間隔（例えば１０ミリ秒の間隔）で、Ｘ軸方向の測定値Ｘ１、Ｙ軸方向の測定値Ｙ１、Ｚ軸方向の測定値Ｚ１を取り込む。信号処理部１０は、水平面に沿ったＸ軸方向の測定値Ｘ１とＺ軸方向の測定値Ｚ１とをフィルタ１０１に入力し、フィルタ１０１から出力されるＸ軸方向の測定値Ｘ２とＺ軸方向の測定値Ｚ２との合成加速度を求める。例えば、信号処理部１０は、Ｘ軸方向の測定値Ｘ２とＺ軸方向の測定値Ｚ２との２乗和を求めることによって合成加速度Ｂ１を求める。つまり、合成加速度Ｂ１は、Ｂ１＝Ｘ２２＋Ｚ２２となる。
【００４９】
信号処理部１０は、合成加速度Ｂ１と、第１基準値Ａ１及び第２基準値Ａ２との大小をそれぞれ比較する。図４に、地震発生時の合成加速度Ｂ１の一例を示す。ここで、第１基準値Ａ１は、地震に伴う揺れを検出する判定対象期間を求めるための閾値である。また、第２基準値Ａ２は、判定対象期間に検出される合成加速度Ｂ１が、地震に伴う揺れか否かを判定するための閾値であり、第２基準値Ａ２は第１基準値Ａ１よりも大きい値に設定されている。
【００５０】
信号処理部１０は、合成加速度Ｂ１が第１基準値Ａ１を超えると判定対象期間Ｔ１の計測を開始する。信号処理部１０は、判定対象期間Ｔ１の計測を開始した後に、合成加速度Ｂ１が第１基準値Ａ１以下となる時間が所定の時間（例えば数秒）よりも長くなると、判定対象期間Ｔ１の計測を終了する。
【００５１】
信号処理部１０は、判定対象期間Ｔ１の計測を行っている状態で、合成加速度Ｂ１が第２基準値Ａ２を超えている時間を積算する。図４の例では、判定対象期間Ｔ１において、合成加速度Ｂ１が第２基準値Ａ２を超えている時間の積算値（積算時間）は（Ｔｓ１＋Ｔｓ２＋Ｔｓ３）となる。
【００５２】
そして、信号処理部１０は、判定対象期間Ｔ１が第１判定時間Ｔｔｈ１よりも長いという条件と、合成加速度Ｂ１が第２基準値Ａ２を超えている時間の積算値が第２判定時間Ｔｔｈ２よりも長いという条件がともに成立すると、地震が発生したと判定する。つまり、信号処理部１０は、所定の感知レベル以上の揺れを引き起こす地震が発生したと判定する。
【００５３】
一方、信号処理部１０は、判定対象期間Ｔ１が第１判定時間Ｔｔｈ１を超えない場合は、所定の感知レベル以上の揺れを感知しなかった、つまり地震が発生していないと判定する。このとき、信号処理部１０は、合成加速度Ｂ１が第２基準値Ａ２を超えている時間の積算を終了して、積算値をクリアする。
【００５４】
ここで、合成加速度Ｂ１が第１基準値Ａ１を超えている時間の積算値が第２判定時間Ｔｔｈ２よりも長くなるという条件が先に成立した場合、信号処理部１０は、判定対象期間Ｔ１が第１判定時間Ｔｔｈ１を超過した時点で地震が発生したと判定する。
【００５５】
また、信号処理部１０は、判定対象期間Ｔ１が第１判定時間Ｔｔｈ１を超過するという条件が先に成立すると、合成加速度Ｂ１が第１基準値Ａ１を超えている時間の積算値が第２判定時間Ｔｔｈ２を超えた時点で、地震が発生したと判定する。
【００５６】
ここにおいて、時間などの２値間の比較において、「より短い」は、２値の一方が他方より短い場合だけではなく、２値が等しい場合を含んでもよい。つまり、２値が等しい場合を含むか否かは、判定時間等の設定次第で任意に変更できるので、「より短い」が、２値が等しい場合を含むか否かに技術上の差異はない。同様に、「より長い」は、２値の一方が他方より長い場合だけではなく、２値が等しい場合を含んでもよい。同様に、「以上」は「より大きい」と同義であってもよいし、「超える」は「以上」と同義であってもよい。
【００５７】
以上のようにして、信号処理部１０が、地震が発生しているか否かを判定すると、その判定結果に応じた制御を行う。
【００５８】
信号処理部１０は、地震が発生していないと判定した場合、漏電電流駆動部１３に遮断信号を出力しない。
【００５９】
一方、信号処理部１０は、地震が発生したと判定した場合に、所定の待機時間（例えば３分間）が経過した時点で、給電検知部１２が給電が継続していることを検知すれば、漏電電流駆動部１３に遮断信号を出力する。漏電電流駆動部１３は、遮断信号が入力されると、スイッチ素子をオンにして、Ｌ相の電線Ｌ２１とＮ相の電線Ｌ１２との間を短絡する。このとき、Ｌ相の電線Ｌ２１とＮ相の電線Ｌ１２との間でスイッチ素子を介して漏電電流が流れるので、主幹ブレーカ２の漏電遮断機能が作動して、主幹ブレーカ２がオフになる。これにより、感震ユニット１が地震の発生を感知すると、待機時間の経過後に主幹ブレーカ２がオフになるので、地震発生後の電気火災の発生を未然に防ぐことができる。また、感震ユニット１は、地震が発生しても、所定の待機時間が経過するまでは、漏電電流駆動部１２を用いて漏電状態を発生させないので、この間は主幹ブレーカ２がオンの状態を継続するため、この間に照明などの負荷が動作を継続できる。
【００６０】
また、信号処理部１０は、地震が発生したと判定した場合に待機時間が経過した時点で、給電検知部１２が給電が停止していることを検知すると、主幹ブレーカ２を遮断する前に交流電源５が停電したと判定して、メモリに遮断フラグを保持させる。この場合は主幹ブレーカ２はオンの状態を維持していると想定される。ここにおいて、電源部１４は給電が停止しても所定期間は動作電圧を供給できるように構成されているので、交流電源５の停電によって電力線Ｌ２から電源部１４に電力が供給されなくなっても、感震ユニット１は動作を継続できる。
【００６１】
その後、交流電源５が復電すると、主幹ブレーカ２はオンの状態にあるので、主幹ブレーカ２の二次側から電源部１４に交流電力が供給される。信号処理部１０は、給電検知部１２が給電が再開したことを検知すると、メモリに遮断フラグが保持されているか否かを判定する。そして、メモリに遮断フラグが保持されていれば、信号処理部１０は、漏電電流駆動部１３に遮断信号を出力して、主幹ブレーカ２を遮断する。これにより、感震ユニット１が主幹ブレーカ２を遮断する前に停電が発生して主幹ブレーカ２を遮断できなかった場合でも、交流電源５が復電した後に感震ユニット１が主幹ブレーカ２を遮断することができ、地震発生後の電気火災の発生を未然に防ぐことができる。
【００６２】
（２．３）傾きの検知処理
次に、感震ユニット１が初期の取付方向からの傾きを感知して主幹ブレーカ２を遮断する動作について説明する。以下では、感震ユニット１の本体１５が、上向きの取付方向（図３Ａ参照）で、分電盤４のキャビネット４０に取り付けられている場合を想定する。
【００６３】
信号処理部１０が、所定の計測間隔で、加速度センサ１１からＸ軸方向の測定値Ｘ１、Ｙ軸方向の測定値Ｙ１、Ｚ軸方向の測定値Ｚ１を取り込むと、上述した地震の検知処理と並行して、本体１５の傾きの検知処理を行う。
【００６４】
信号処理部１０は、加速度センサ１１から取り込んだ測定値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１をもとに、各軸方向の測定値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の一定期間での平均値Ｘａ１，Ｙａ１，Ｚａ１を演算する。ここで、地震の振動が本体１５に加わった場合、加速度センサ１１の各軸方向の測定値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１には、重力加速度による加速度成分に、地震の震動による加速度成分が重畳したような値となる。地震の震動が本体１５に加わった場合、本体１５は取付方向を中心に往復動する。したがって、信号処理部１０が、各軸方向の測定値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の一定期間での平均値Ｘａ１，Ｙａ１，Ｚａ１を演算すると、地震の振動による加速度成分はキャンセルされて、本体１５の取付方向に応じた加速度成分のみとなる。よって、地震による振動が本体１５に加わったとしても、本体１５が初期の取付方向から傾いていなければ、各軸方向の測定値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の一定期間での平均値Ｘａ１，Ｙａ１，Ｚａ１はゼロになる。ここで、地震動の主な周波数成分は１Ｈｚから１０Ｈｚまでであるから、平均値を求める一定期間は５秒以上かつ２０秒以下とするのが好ましい。本実施形態では、信号処理部１０が、各軸方向の測定値Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１の１０秒間の平均値を求めている。
【００６５】
信号処理部１０は、Ｘ軸方向の平均値Ｘａ１、Ｙ軸方向の平均値Ｙａ１、Ｚ軸方向の平均値Ｚａ１を演算すると、水平方向に沿ったＸ軸方向の平均値Ｘａ１と、Ｚ軸方向の平均値Ｚａ１とに基づいて、本体１５が初期の取付方向から傾いているか否かを判定する。ここでは、本体１５が初期の取付方向から所定の角度以上傾いていることを、本体１５が初期の取付方向から傾いていると検知する。
【００６６】
信号処理部１０は、Ｘ軸方向の平均値Ｘａ１とメモリから取得した初期値Ｘ０との差と、Ｚ軸方向の平均値Ｚａ１とメモリから取得した初期値Ｚ０との差の合成値を求める。ここで、合成値は、Ｘ軸方向の平均値Ｘａ１とメモリから取得した初期値Ｘ０との差の二乗と、Ｚ軸方向の平均値Ｚａ１とメモリから取得した初期値Ｚ０との差の二乗との合計値（２乗和）である。つまり、合成値は、｛（Ｘａ１−Ｘ０）２＋（Ｘａ１−Ｘ０）２｝となる。
【００６７】
そして、信号処理部１０は、この合成値が所定の閾値を超えた場合、本体１５が初期の取付方向から傾いていると判定する。ここで、図５は、本体１５が初期の取付方向から角度θ１だけ傾いた状態を示している。本体１５が角度θ１だけ傾いた場合、重力加速度によって水平面に沿った軸方向に発生する加速度成分は、重力加速度をＧとするとＧ×ｓｉｎθ１となる。初期の取付方向からの傾きが３０度程度以下であれば、ｓｉｎθ１の値は角度θ１にほぼ比例し、ｓｉｎθ１の値をもとに５％以下の誤差で角度θ１を求めることができる。したがって、初期の取付方向からの傾きが３０度程度以下である場合には、重力加速度によって水平面に沿った軸方向に発生する加速度成分（Ｇ×ｓｉｎθ１）の値をもとに、初期の取付方向からの傾き（角度θ１）を求めることができる。すなわち、Ｘ軸方向の平均値Ｘａ１と初期値Ｘ０との差の二乗と、Ｚ軸方向の平均値Ｚａ１と初期値Ｚ０との差の二乗との合計値（２乗和）を求めれば、この２乗和から５％以下の誤差で本体１５の初期の取付方向からの傾き（角度θ１）を検出することができる。ここにおいて、本体１５が初期の取付方向から１５度以上傾いたことを検出するのであれば、上記の閾値は２６０ｍＧ程度の値となる。
【００６８】
信号処理部１０は、本体１５が初期の取付方向から傾いているか否かを判定すると、その判定結果に応じた制御を行う。
【００６９】
信号処理部１０が、本体１５が初期の取付方向から傾いていないと判定した場合、漏電電流駆動部１３に遮断信号を出力しない。
【００７０】
一方、信号処理部１０が、本体１５が初期の取付方向から傾いていると判定した場合、所定の待機時間（例えば３分間）が経過した時点で、給電検知部１２が給電が継続していることを検知すれば、漏電電流駆動部１３に遮断信号を出力する。漏電電流駆動部１３は、遮断信号が入力されると、スイッチ素子をオンにして、Ｌ相の電線Ｌ２１とＮ相の電線Ｌ１２との間を短絡する。このとき、Ｌ相の電線Ｌ２１とＮ相の電線Ｌ１２との間でスイッチ素子を介して漏電電流が流れるので、主幹ブレーカ２の漏電遮断機能が作動して、主幹ブレーカ２がオフになる。これにより、感震ユニット１が、本体１５が初期の取付方向から傾いていることを検知すると、待機時間の経過後に主幹ブレーカ２がオフになる。したがって、地震の影響などで分電盤４のキャビネット４０が傾くことによって、本体１５が初期の取付方向から傾いた場合には、主幹ブレーカ２をオフにすることで、地震発生後の電気火災の発生を未然に防ぐことができる。
【００７１】
信号処理部１０は、本体１５が初期の取付方向から傾いたと判定した場合に、待機時間が経過した時点で給電検知部１２が給電が停止していることを検知すると、主幹ブレーカ２を遮断する前に交流電源５が停電したと判定して、メモリに遮断フラグを保持させる。この場合、交流電源５が復電して、信号処理部１０が動作を開始すると、信号処理部１０はメモリに遮断フラグが保持されているか否かを判定する。そして、メモリに遮断フラグが保持されていれば、信号処理部１０は、漏電電流駆動部１３に遮断信号を出力して、主幹ブレーカ２を遮断するので、地震発生後の電気火災の発生を未然に防ぐことができる。
【００７２】
（３）変形例
以下に、上記実施形態の変形例に係る感震ユニット１及び分電盤４を列記する。なお、以下に説明する変形例の各構成は、上記実施形態で説明した各構成と適宜組み合わせて適用可能である。
【００７３】
信号処理部１０が、地震が発生したと判定する判定方法は、「（２．２）地震の検知処理」で説明した判定方法に限定されない。信号処理部１０は、水平面に沿った２つの軸方向での測定値から求めた合成加速度Ｂ１が所定の基準値（第２基準値Ａ２）を超えている時間の積算時間が所定の判定時間（第２判定時間Ｔｔｈ２）よりも長いときに、地震が発生したと判定してもよい。この場合でも、信号処理部１０は、合成加速度Ｂ１が所定の基準値を超えただけでは地震が発生したと判定していないので、地震の誤検知が起こりにくいという利点がある。
【００７４】
また、信号処理部１０は、フィルタ１０１から出力された各軸の測定値Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２に基づいて地震が発生したか否かを判定しているが、フィルタ１０１に入力される前の測定値Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１に基づいて地震が発生したか否かを判定してもよい。
【００７５】
また、信号処理部１０が、本体１５が初期の取付方向から傾いていると判定する判定方法は、「（２．３）傾きの検知処理」で説明した判定方法に限定されない。
【００７６】
信号処理部１０は、鉛直方向に沿った１つの軸方向、本実施形態ではＹ軸方向の平均値Ｙａ１をもとに、本体１５が初期の取付方向から傾いたことを検知しても良い。すなわち、信号処理部１０は、Ｙ軸方向の平均値Ｙａ１の符号が反転したとき、本体１５が初期の取付方向から傾いたと判定する。例えば地震などによって分電盤４のキャビネット４０が落下した場合、感震ユニット１の上下が逆さまになることが考えられる。このような場合には、Ｙ軸方向の平均値Ｙａ１の符号が反転するので、信号処理部１０は、Ｙ軸方向の平均値Ｙａ１の符号が反転することから、本体１５が初期の取付方向から傾いたと判定することができる。この場合、信号処理部１０は、Ｙ軸方向の平均値Ｙａ１の符号をもとに、本体１５が初期の取付方向から傾いているか否かを判定しているので、簡単な演算で本体１５が傾いているか否かを判定できる。
【００７７】
（４）まとめ
以上説明したように、第１の態様の感震ユニット１は、加速度を測定する加速度センサ１１と、加速度センサ１１の測定値を処理する信号処理部１０と、加速度センサ１１及び信号処理部１０を収納して被取付部位に取り付けられる本体１５と、を備える。信号処理部１０は、加速度センサ１１の測定値に基づいて本体１５の初期の取付方向を求める。信号処理部１０は、本体１５の初期の取付方向と加速度センサ１１の測定値に基づいて地震の発生を検知する。
【００７８】
第１の態様の感震ユニット１によれば、加速度センサ１１の測定値に基づいて本体１５の初期の取付方向を求めているので、本体１５の取付方向の制約を少なくできる。感震ユニット１の本体１５の取付方向の制約が少なくなるので、１つの感震ユニット１で様々な取付方向に対応できるという利点もある。
【００７９】
第２の態様の感震ユニット１では、第１の態様において、加速度センサ１１は、互いに直交する３つの軸方向のそれぞれで加速度を測定してもよい。信号処理部１０は、３つの軸方向のそれぞれでの測定結果に基づいて、本体１５が初期の取付方向を求めてもよい。
【００８０】
第２の態様の感震ユニット１によれば、加速度センサ１１は、互いに直交する３つの軸方向のそれぞれで加速度を測定しているので、本体１５がどのような方向で取り付けられたとしても、本体の初期の取付方向を求めることができ、また地震の発生を検知できる。
【００８１】
第３の態様の感震ユニット１では、第２の態様において、信号処理部１０は、３つの軸方向のそれぞれでの測定値に基づいて、本体１５が初期の取付方向から傾いているか否かを判定してもよい。
【００８２】
第３の態様の感震ユニット１によれば、加速度センサ１１は、互いに直交する３つの軸方向のそれぞれで加速度を測定しているので、本体１５がどのような方向で取り付けられたとしても、本体１５が初期の取付方向から傾いているか否かを判定できる。
【００８３】
第４の態様の感震ユニット１では、第３の態様において、信号処理部１０は、３つの軸方向のそれぞれについて測定値の時間平均値を求め、３つの軸方向のそれぞれでの時間平均値に基づいて、本体１５が初期の取付方向から傾いているか否かを判定してもよい。
【００８４】
第４の態様の感震ユニット１によれば、信号処理部１０は、３つの軸方向のそれぞれについて測定値の時間平均値を求めているので、地震の震動などの周期的な揺れによる加速度成分をキャンセルすることができる。したがって、信号処理部１０は、本体１５が傾いているか否かを確実に検知できる。
【００８５】
第５の態様の感震ユニット１では、第４の態様において、信号処理部１０は、３つの軸方向のうち水平面に沿った２つの軸方向での初期の測定値と時間平均値との差の合成値を求めてもよい。信号処理部１０は、この合成値が所定の閾値を超えたとき、本体１５が初期の取付方向から傾いていると判定してもよい。
【００８６】
本体１５の初期の取付方向からの傾きが４５度以下の場合、水平面に沿った２つの軸方向での加速度の方が、鉛直方向に沿った軸方向の加速度よりも、測定値が初期の測定値から大きく変化する。第５の態様の感震ユニット１によれば、水平面に沿った２つの軸方向での初期の測定値と時間平均値との差の合成値をもとに本体１５の傾きを判定しているので、本体１５の初期の取付方向からの傾きが４５度以下の場合、本体１５が傾いているか否かを確実に検知できる。
【００８７】
第６の態様の感震ユニット１では、第４又は第５の態様において、信号処理部１０は、３つの軸方向のうち鉛直方向に沿った１つの軸方向での時間平均値の符号が反転したとき、本体１５が初期の取付方向から傾いていると判定してもよい。
【００８８】
本体１５の上下の向きが反転すると、３つの軸方向のうち鉛直方向に沿った１つの軸方向での時間平均値の符号が反転する。したがって、信号処理部１０は、鉛直方向に沿った１つの軸方向での時間平均値の符号をもとに、本体１５が初期の取付方向から傾いているか否かを判定でき、簡単な演算で本体１５が初期の取付方向から傾いているか否かを判定できる。
【００８９】
第７の態様の感震ユニット１では、第２〜第６のいずれかの態様において、信号処理部１０は、３つの軸方向のうち水平面に沿った２つの軸方向での測定値に基づいて地震動を検知してもよい。
【００９０】
一般的に、地震に伴う振動は、鉛直方向の振動よりも水平方向の振動の方が大きくなる。第７の態様の感震ユニット１によれば、信号処理部１０は、水平面に沿った２つの軸方向での測定値に基づいて地震動を検知しているので、地震の発生をより確実に感知できる。
【００９１】
第８の態様の感震ユニット１は、第７の態様において、３つの軸方向のうち水平面に沿った２つの軸方向のそれぞれについて測定値に含まれる所定の周波数帯域の周波数成分を減衰させるフィルタ１０１を更に備えてもよい。信号処理部１０は、フィルタ１０１から出力される２つの軸方向での測定値に基づいて地震を検知してもよい。
【００９２】
第８の態様の感震ユニット１によれば、フィルタ１０１が測定値に含まれる所定の周波数帯域の周波数成分を減衰させているので、不要なノイズ成分を減衰させることができる。
【００９３】
第９の態様の感震ユニット１では、第８の態様において、信号処理部１０は、２つの軸方向での測定値から求めた合成加速度が所定の基準値を超えている時間が所定の判定時間よりも長いときは、地震が発生したと判定してもよい。
【００９４】
第９の態様の感震ユニット１によれば、合成加速度が基準値を超えている時間の長さが所定の判定時間以下であれば、地震が発生していないと判定するので、地震の誤検知を低減できる。また、基準値及び判定時間の設定によって、信号処理部１０が地震を感知する感度を調整できるという利点もある。
【００９５】
第１０の態様の感震ユニット１では、第８の態様において、信号処理部１０は、次の２つの条件がともに成立するときは、地震が発生したと判定する。２つの条件の一方は、２つの軸方向での測定値から求めた合成加速度が所定の第１基準値を超えている判定対象期間の長さが所定の第１判定時間よりも長いことである。２つの条件の他方は、判定対象期間において合成加速度が第１基準値よりも大きい第２基準値を超えている時間の積算時間が、所定の第２判定時間よりも長いことである。
【００９６】
第１０の態様の感震ユニット１によれば、地震の誤検知を低減できる。また、第１基準値、第２基準値、第１判定時間、及び第２判定時間の設定によって、信号処理部１０が地震を感知する感度を調整できるという利点もある。
【００９７】
一態様の分電盤４は、第１〜第１０のいずれかの態様の感震ユニット１と、感震ユニット１を収納するキャビネット４０とを備える。
【００９８】
これにより、取付方向の制約を低減した感震ユニット１を備える分電盤４を提供できる。
【符号の説明】
【００９９】
１  感震ユニット
４  分電盤
１０  信号処理部
１１  加速度センサ
１２  給電感知部
１３  漏電電流駆動部
１４  電源部
１５  本体
４０  キャビネット
１０１  フィルタ
Ａ１  第１基準値
Ａ２  第２基準値
【図１】
2018042406.tif 000003
【図２】
2018042406.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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