(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、外部電源と機器の電源装置とが逆接続された場合であってもチャタリングの発生を防止することができる漏電安全装置およびこれを備えた給湯装置を提供する。【解決手段】  漏電安全装置は、漏電を検出した場合に、一対の電源ラインを遮断するリレーと、リレーの遮断状態を維持するためのラッチ回路と、を備え、ラッチ回路は、切替コイルと直列に接続され、漏電検出部が漏電を検出した場合に一対の入力端子間を遮断状態から導通状態に切り替える状態切替素子と、切替コイルおよび状態切替素子に並列に接続され、状態切替素子の導通状態を維持するための電圧を供給する容量素子と、状態切替素子における一対の主端子間経路に並列に接続されるバイパス素子と、を備え、バイパス素子は、一対のリレースイッチが遮断状態に切り替わった場合に、状態切替素子における一対の主端子間を接続するように構成される。【選択図】  図１
2019146339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源と前記外部電源から機器を駆動する電圧を生成する前記機器の電源装置とを接続する一対の電源ラインに介装される漏電安全装置であって、
前記外部電源における前記一対の電源ラインの出力端子に接続される一対の入力端子と、
前記電源装置における前記一対の電源ラインの入力端子に接続される一対の出力端子と、
前記一対の電源ラインのそれぞれに流れる電流の大きさの相違から漏電の有無を検出する漏電検出部と、
漏電を検出した場合に、前記一対の電源ラインを遮断するリレーと、
前記リレーの遮断状態を維持するためのラッチ回路と、を備え、
前記リレーは、
前記一対の電源ラインのそれぞれに介装され、各電源ラインの遮断状態または接続状態を切り替える一対のリレースイッチと、
前記一対の入力端子間に接続され、前記一対の入力端子間が導通することにより前記一対のリレースイッチを遮断状態に切り替える切替コイルと、を備え、
前記ラッチ回路は、
前記切替コイルと直列に接続され、前記漏電検出部が漏電を検出した場合に前記一対の入力端子間を遮断状態から導通状態に切り替える状態切替素子と、
前記切替コイルおよび前記状態切替素子に並列に接続され、前記状態切替素子の導通状態を維持するための電圧を供給する容量素子と、
前記状態切替素子における一対の主端子間経路に並列に接続されるバイパス素子と、を備え、
前記バイパス素子は、前記一対のリレースイッチが遮断状態に切り替わった場合に、前記状態切替素子における一対の主端子間を接続するように構成される、漏電安全装置。
【請求項２】
前記一対のリレースイッチは、それぞれ、共通端子、常閉端子および常開端子を含むＣ接点構造を有し、前記共通端子と前記常閉端子との間が接続されることにより、前記電源ラインを接続状態とし、前記共通端子と前記常開端子との間が接続されることにより、前記電源ラインを遮断状態とするように構成され、
前記一対のリレースイッチのうち何れか一方のリレースイッチにおける前記共通端子が、前記状態切替素子の第１主端子に接続され、前記一方のリレースイッチにおける前記常開端子が、前記状態切替素子の第２主端子に接続されることにより、前記一方のリレースイッチが、前記バイパス素子として構成される、請求項１に記載の漏電安全装置。
【請求項３】
スイッチ操作により、前記リレーによる前記一対の電源ラインの遮断状態を解除するためのリセット経路が閉成されるリセットスイッチを備え、
前記リセットスイッチは、前記切替コイルに並列に接続される、請求項１または２に記載の漏電安全装置。
【請求項４】
前記状態切替素子は、サイリスタである、請求項１から３の何れかに記載の漏電安全装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の漏電安全装置を備えた、給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏電安全装置およびそれを備えた給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、外部電源と給湯装置等の機器の電源装置とを接続する一対の電源ラインに漏電安全装置が介装された構成が知られている。図５は、従来の漏電安全装置の概略構成を示す回路図である。図５に示す漏電安全装置１００は、外部電源２における一対の電源ライン４ａ，４ｂの出力端子に接続される一対の入力端子５ａ，５ｂと、機器の電源装置３における一対の電源ライン４ａ，４ｂの入力端子９ａ，９ｂに接続される一対の出力端子７ａ，７ｂと、を備えている。
【０００３】
さらに、漏電安全装置１００は、漏電が発生した場合に、一対の電源ライン４ａ，４ｂを遮断し、機器の電源装置３への電力供給を停止するためのリレー１８を有している。例えば、リレー１８は、一対の電源ライン４ａ，４ｂのそれぞれに介装され、各電源ライン４ａ，４ｂの遮断状態または接続状態を切り替える一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂと、一対の入力端子５ａ，５ｂ間に接続され、一対の入力端子５ａ，５ｂ間が導通することにより一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂを遮断状態に切り替える切替コイル１８ｃとを有している。
【０００４】
このような構成において、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂは、切替コイル１８ｃに電流が流れている間、一対の電源ライン４ａ，４ｂを遮断するように構成されている。また、このような漏電安全装置１００は、切替コイル１８ｃと直列に接続され、漏電検出部１１において漏電を検出した場合に一対の入力端子５ａ，５ｂ間を遮断状態から導通状態に切り替えるサイリスタ２２を備えている。このように、図５のような漏電安全装置１００では、漏電発生時において、切替コイル１８ｃに一対の入力端子５ａ，５ｂから電力が供給されるように構成されている。
【０００５】
このような漏電安全装置１００において、一対の入力端子５ａ，５ｂと、一対の出力端子７ａ，７ｂとは、同じ端子形状を有している。また、一対の入力端子５ａ，５ｂと一対の出力端子７ａ，７ｂとは近接した位置に配置されている。また、漏電安全装置１００を取り換えたり、給湯装置等の機器の修理等のために電源装置３と外部電源２との間を遮断するために、漏電安全装置１００と外部電源２および機器の電源装置３との接続を解除する場合がある。このため、再度漏電安全装置１００と外部電源２および機器の電源装置３とを接続する際に、誤って端子を逆に接続する（外部電源２を一対の出力端子７ａ，７ｂに接続し、機器の電源装置３を一対の入力端子５ａ，５ｂに接続する）ことがある。
【０００６】
この場合、端子を逆に接続しても結果として一対の電源ライン４ａ，４ｂ間に漏電安全装置が介装されるため、外部電源２から機器の電源装置３への電力供給は問題なく行われ、機器は正常動作する。しかし、漏電が生じた場合、または、意図的に漏電状態を生じさせるためのテスト回路３７を閉成することによる漏電テストを行った場合、リレー１８が一対の電源ライン４ａ，４ｂを遮断および接続を繰り返すチャタリングを起こしてしまう問題がある。
【０００７】
すなわち、漏電検出部１１において漏電が検出された場合、サイリスタ２２により一対の入力端子５ａ，５ｂ間が導通状態に切り替えられるが、一対の入力端子５ａ，５ｂには、外部電源２が接続されていないため、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが遮断されると、切替コイル１８ｃに一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂを遮断状態にすることができる電流が流れなくなる。このため、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが遮断状態から接続状態に復帰する。
【０００８】
ここで、サイリスタ２２は、制御端子への信号入力により一対の主端子間の導通が開始された後（オン状態となった後）、制御端子への信号入力がなくなっても一対の主端子間に流れる電流が小さくなる（ほぼ０になる）までオン状態が継続される。したがって、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが遮断状態から接続状態に復帰した時点でサイリスタ２２は、オン状態を維持しており、その結果、一対の出力端子７ａ，７ｂに接続された外部電源２からの電力供給により、再び一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが遮断状態へ移行する。このようにして、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂによる一対の電源ライン４ａ，４ｂの遮断および接続が繰り返される。これがチャタリングと呼ばれる現象である。
【０００９】
このような、チャタリングは、外部電源の周波数（商用周波数である５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）で遮断と接続とが繰り返される。したがって、リレースイッチ１８ａ，１８ｂが高速でオンおよびオフを繰り返すため、リレースイッチ１８ａ，１８ｂの接点が劣化したり、溶着したりする恐れがある。
【００１０】
漏電安全装置において、入力端子と出力端子との接続を逆接続することによる問題を解決する態様として、下記特許文献１または２のような態様が提案されている。下記特許文献１または２においては、出力端子側からの電力供給によって動作するリレーであって、一旦遮断状態に切り替えられると物理的に接続し直さないと復帰しないリレースイッチを用いた構成について、逆接続時に当該リレースイッチを動作させる切替コイルが常時励磁されるのを防止する構成が開示されている。しかしながら、上記のように、入力端子側からの電力によりリレースイッチを動作させる構成においてチャタリングが発生する問題については開示も示唆もない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１６−２１２９７号公報
【特許文献２】特開２０１７−１２６４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、簡単な構成で、外部電源と機器の電源装置とが逆接続された場合であってもチャタリングの発生を防止することができる漏電安全装置およびこれを備えた給湯装置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】
【００１３】
本発明の一態様に係る漏電安全装置は、外部電源と前記外部電源から機器を駆動する電圧を生成する前記機器の電源装置とを接続する一対の電源ラインに介装される漏電安全装置であって、前記外部電源における前記一対の電源ラインの出力端子に接続される一対の入力端子と、前記電源装置における前記一対の電源ラインの入力端子に接続される一対の出力端子と、前記一対の電源ラインのそれぞれに流れる電流の大きさの相違から漏電の有無を検出する漏電検出部と、漏電を検出した場合に、前記一対の電源ラインを遮断するリレーと、前記リレーの遮断状態を維持するためのラッチ回路と、を備え、前記リレーは、前記一対の電源ラインのそれぞれに介装され、各電源ラインの遮断状態または接続状態を切り替える一対のリレースイッチと、前記一対の入力端子間に接続され、前記一対の入力端子間が導通することにより前記一対のリレースイッチを遮断状態に切り替える切替コイルと、を備え、前記ラッチ回路は、前記切替コイルと直列に接続され、前記漏電検出部が漏電を検出した場合に前記一対の入力端子間を遮断状態から導通状態に切り替える状態切替素子と、前記切替コイルおよび前記状態切替素子に並列に接続され、前記状態切替素子の導通状態を維持するための電圧を供給する容量素子と、前記状態切替素子における一対の主端子間経路に並列に接続されるバイパス素子と、を備え、前記バイパス素子は、前記一対のリレースイッチが遮断状態に切り替わった場合に、前記状態切替素子における一対の主端子間を接続するように構成される。
【００１４】
上記構成によれば、状態切替素子により一対の入力端子間が遮断状態から導通状態に切り替わることにより、一対のリレースイッチが導通状態から遮断状態に切り替わった場合、バイパス素子により状態切替素子における一対の主端子間が接続（短絡）される。これにより、容量素子に充電された電荷は放電され、状態切替素子は、導通状態から遮断状態に再度切り替えられる。
【００１５】
したがって、外部電源と機器の電源装置とが逆接続された場合に、一対のリレースイッチが遮断状態から導通状態に復帰すると、バイパス素子は、状態切替素子における一対の主端子間の接続が解除されるとともに、状態切替素子は、遮断状態となっている。このため、再び切替コイルに電流が流れることはなく一対のリレースイッチは導通状態に維持される。このため、チャタリングは発生しない。また、外部電源と機器の電源装置とが正しく接続された場合、一対のリレースイッチが遮断状態となった後は、バイパス素子により一対の入力端子間の導通状態が維持されるため、切替コイルに電力が継続的に流れ、一対のリレースイッチの遮断状態が維持される。
【００１６】
したがって、上記構成によれば、簡単な構成で、外部電源と機器の電源装置とが正しく接続された場合における一対のリレースイッチの漏電遮断機能を確保しつつ、外部電源と機器の電源装置とが逆接続された場合であってもチャタリングの発生を防止することができる。
【００１７】
前記一対のリレースイッチは、それぞれ、共通端子、常閉端子および常開端子を含むＣ接点構造を有し、前記共通端子と前記常閉端子との間が接続されることにより、前記電源ラインを接続状態とし、前記共通端子と前記常開端子との間が接続されることにより、前記電源ラインを遮断状態とするように構成され、前記一対のリレースイッチのうち何れか一方のリレースイッチにおける前記共通端子が、前記状態切替素子の第１主端子に接続され、前記一方のリレースイッチにおける前記常開端子が、前記状態切替素子の第２主端子に接続されることにより、前記一方のリレースイッチが、前記バイパス素子として構成されてもよい。
【００１８】
これによれば、一対のリレースイッチのうちの一方のリレースイッチの共通端子と常開端子とを用いてバイパス素子を構成することができる。言い換えると一対のリレースイッチのうちの一方のリレースイッチとバイパス素子とを１つの素子で実現することができる。したがって、従来の構成から部品点数を増加させることなく逆接続時におけるチャタリングの発生を防止することができる。
【００１９】
前記漏電安全装置は、スイッチ操作により、前記リレーによる前記一対の電源ラインの遮断状態を解除するためのリセット経路が閉成されるリセットスイッチを備え、前記リセットスイッチは、前記切替コイルに並列に接続されてもよい。
【００２０】
これによれば、一対のリレースイッチを遮断状態から導通状態に復帰させるリセット経路として切替コイルに並列な経路が形成され、当該リセット経路にリセットスイッチが設けられる。リセットスイッチを閉成して切替コイルの両端部を短絡するようなリセット経路を導通させることにより、一対のリレースイッチを遮断状態から導通状態に復帰させることができる。また、リセットスイッチを従来の構成において状態切替素子に並列に接続されていたリセットスイッチを流用して接続経路を変更するだけで実現することができるため、逆接続時におけるチャタリングの発生を防止する構成においても、部品点数を増加させることなくリセット可能な構成とすることができる。
【００２１】
前記状態切替素子は、サイリスタであってもよい。
【００２２】
また、本発明の他の一態様に係る給湯装置は、上記構成の漏電安全装置を備えている。
【発明の効果】
【００２３】
一態様によれば、簡単な構成で、外部電源と機器の電源装置とが逆接続された場合であってもチャタリングの発生を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、一実施の形態に係る漏電安全装置を電源装置に接続した状態の概略構成を示す回路図である。
【図２】図２は、図１に示す漏電安全装置の外観を示す概略斜視図である。
【図３】図３は、図１に示す漏電安全装置における一対のリレースイッチおよびバイパス素子が共通化されていることを示す部分回路図である。
【図４】図４は、本実施の形態における漏電安全装置が適用される給湯装置の一例を示す作動原理図である。
【図５】図５は、従来の漏電安全装置の概略構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００２６】
図１は、一実施の形態に係る漏電安全装置を電源装置に接続した状態の概略構成を示す回路図である。図１に示すように、本実施の形態における漏電安全装置１は、外部電源２と外部電源２から機器を駆動する電圧を生成する機器の電源装置３とを接続する一対の電源ライン４ａ，４ｂに介装される。外部電源２は、例えば商用電源であり、配電盤またはコンセント等を通じて漏電安全装置１の入力部５に接続される。漏電安全装置１は、電源装置３に接続可能に構成され、電源装置３に電力を供給する出力部７を備えている。
【００２７】
本実施の形態において、入力部５は、外部電源２における一対の電源ライン４ａ，４ｂの出力端子に接続される一対の入力端子５ａ，５ｂを備えている。また、出力部７は、電源装置３における一対の電源ライン４ａ，４ｂの入力部９（一対の入力端子９ａ，９ｂ）に接続される一対の出力端子７ａ，７ｂを備えている。
【００２８】
このような構成により、一対の電源ライン４ａ，４ｂを介して外部電源２の電力が電源装置３の電源回路１０に供給される。本実施の形態において、電源回路１０は、コンデンサを用いたコンデンサインプット型の電源回路１０（電源基板）が例示される。電源回路１０の入力部には、一対の電源ライン４ａ，４ｂを介して外部電源２からの交流電流が入力される。したがって、漏電が発生していない正常時において、一対の電源ライン４ａ，４ｂには、逆向きかつ互いに等しい大きさの電流が流れる。
【００２９】
漏電安全装置１は、一対の電源ライン４ａ，４ｂのそれぞれに流れる電流の大きさの相違から漏電の有無を検出する漏電検出部１１を備えている。漏電検出部１１は、例えば零相変流器（ＺＣＴ）１２と、所定の電源（図示せず）により駆動される動作ＩＣ１５とを含む。本例において、動作ＩＣ１５は、８ピンの集積回路チップにより構成されている。零相変流器１２は、一対の電源ライン４ａ，４ｂの電流の合成値に基づいた電流が２次側回路１３のコイル１４に流れるように構成されている。正常時においては、上述のように、一対の電源ライン４ａ，４ｂ間には、逆向きかつ互いに等しい大きさの電流が流れるため、一対の電源ライン４ａ，４ｂの電流の合成値は、０である。したがって、２次側回路１３のコイル１４には、電流は流れない。
【００３０】
一方、一対の電源ライン４ａ，４ｂの何れかが地絡する漏電時においては、一対の電源ライン４ａ，４ｂ間で電流の大きさが異なるようになるため、２次側回路１３のコイル１４には、電流が流れる。２次側回路１３は、コイル１４に流れる電流に基づいて電位差を発生させる。漏電検出部１１の動作ＩＣ１５は、２次側回路１３で発生した電位差を検出し、所定の電圧を電圧出力部１６から出力する。なお、漏電検出部１１には、動作ＩＣ１５の代わりに、２次側回路１３で発生した電位差を検出して所定の電圧を生じさせる電子回路が設けられてもよい。
【００３１】
漏電安全装置１は、漏電検出部１１から出力された電圧に基づいて、一対の電源ライン４ａ，４ｂの遮断状態および導通状態の何れかに切り替えるリレー１８を備えている。さらに、漏電安全装置１は、リレー１８の遮断状態を維持するためのラッチ回路１９を備えている。
【００３２】
リレー１８は、一対の電源ライン４ａ，４ｂのそれぞれに介装され、各電源ライン４ａ，４ｂの遮断状態または導通状態を切り替えるリレースイッチ１８ａ，１８ｂと、一対の入力端子５ａ，５ｂ間に接続され、リレースイッチ１８ａ，１８ｂの状態切り替えを行う切替コイル１８ｃと、を備えている。リレースイッチ１８ａ，１８ｂは、切替コイル１８ｃに流れる電流が少ない（または流れない）場合に導通状態となり、切替コイル１８ｃに流れる電流がある程度大きくなった（所定値以上になった）場合に遮断状態となるノーマリオンに構成されている。切替コイル１８ｃは、一対の入力端子５ａ，５ｂ間が導通する（所定値以上の電流が流れる）ことにより一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂを遮断状態に切り替える。
【００３３】
ラッチ回路１９は、漏電検出部１１の動作ＩＣ１５から出力された電圧に基づいてリレー１８の切替コイル１８ｃに電流を継続して流すように構成されている。
【００３４】
ラッチ回路１９は、切替コイル１８ｃと直列に接続され、漏電検出部１１が漏電を検出した場合に一対の入力端子５ａ，５ｂ間を遮断状態から導通状態に切り替える状態切替素子を備えている。本実施の形態において、状態切替素子は、サイリスタ２２である。サイリスタ２２は、第１主端子（カソード）２２ａおよび第２主端子（アノード）２２ｂと、制御端子（ゲート）２２ｃと、を含んでいる。サイリスタ２２は、制御端子（ゲート）２２ｃから一対の主端子２２ａ，２２ｂの一方（カソード）に電流を流すことにより、一対の主端子２２ａ，２２ｂ間（カソード−アノード間）の導通および遮断を切り替える。
【００３５】
さらに、ラッチ回路１９は、内部電源回路２０、コンデンサ２３、抵抗２４および発光ダイオード２５を備えている。内部電源回路２０は、切替コイル１８ｃおよびサイリスタ２２に並列に接続され、サイリスタ２２の導通状態を維持するための電圧を供給する容量素子（コンデンサ）２６を備えている。内部電源回路２０は、リレー１８を駆動する内部電源としても機能する。
【００３６】
コンデンサ２３および抵抗２４は、動作ＩＣ１５から出力された電圧に基づいてサイリスタ２２の制御端子２２ｃに入力する経路のノイズ除去のために設けられる。また、発光ダイオード２５は、サイリスタ２２および切替コイル１８ｃと直列に接続され、サイリスタ２２における一対の主端子２２ａ，２２ｂ間および切替コイル１８ｃが導通することにより、発光する。
【００３７】
漏電検出部１１が漏電を検出していない場合、サイリスタ２２はオフ状態（一対の主端子２２ａ，２２ｂ間が遮断状態）となっている。漏電検出部１１が漏電を検出し、動作ＩＣ１５から電圧が出力された場合、サイリスタ２２のゲート端子に所定の電流が流れ、サイリスタ２２がオンする。これにより、切替コイル１８ｃとサイリスタ２２とを介して一対の入力端子５ａ，５ｂ間が導通状態となる。このとき、発光ダイオード２５が点灯し、漏電状態を報知する。
【００３８】
サイリスタ２２を介して一対の入力端子５ａ，５ｂ間が導通状態となることにより、リレー１８の切替コイル１８ｃに所定値以上の電流が流れる。これにより、導通状態となっていたリレースイッチ１８ａ，１８ｂが遮断状態となる。このようにして、リレー１８は、漏電を検出した場合に、一対の電源ライン４ａ，４ｂを遮断する。
【００３９】
ここで、従来の回路の問題点について図５を用いて再度説明する。図５の回路図において、図１と同様の構成については同じ符号を付している。図５におけるラッチ回路１９０も、図１と同様に、コンデンサ２６を含む内部電源回路２０、サイリスタ２２、コンデンサ２３、抵抗２４、および発光ダイオード２５を備えている。
【００４０】
図５の回路において、外部電源２と機器の電源装置３とが逆接続された場合、一対の出力端子７ａ，７ｂに、外部電源２が接続され、一対の入力端子５ａ，５ｂには外部電源２が接続されていない状態となる。このため、漏電検出部１１が漏電を検出した場合、サイリスタ２２がオン状態となり、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが遮断状態に切り替えられるまでは、一対の出力端子７ａ，７ｂに接続された外部電源２からの電力で切替コイル１８ｃに電流が流れる。そして、切替コイル１８ｃに所定値以上の電流が流れることにより、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが遮断状態に切り替えられると、コンデンサ２６の放電による電圧低下に伴って切替コイル１８ｃに流れる電流が少なくなり、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが導通状態に復帰する。
【００４１】
このとき、図５の構成では、サイリスタ２２の導通状態がコンデンサ２６に充電された電荷により維持される（サイリスタ２２は電流が小さく（ほぼ０に）ならないと遮断状態に復帰しない）。このため、導通状態に復帰した一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂを介して一対の出力端子７ａ，７ｂに接続された外部電源２からの電力でコンデンサ２６が充電されることにより、切替コイル１８ｃに流れる電流が大きくなり、再び一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが遮断状態に切り替えられる。これが繰り返され、チャタリングが生じる。
【００４２】
一方、図１に示すように、本実施の形態におけるラッチ回路１９は、サイリスタ２２における一対の主端子２２ａ，２２ｂ間経路に並列に接続されるバイパス素子２７を備えている。バイパス素子２７は、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが遮断状態に切り替わった場合に、サイリスタ２２における一対の主端子２２ａ，２２ｂ間を接続するように構成される。すなわち、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが図１に示す実線の状態から破線の状態に切り替わった場合に、バイパス素子２７が図１に示す実線の状態から破線の状態に切り替わる。
【００４３】
上記構成によれば、サイリスタ２２により一対の入力端子間が遮断状態から導通状態に切り替わることにより、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが導通状態から遮断状態に切り替わった場合、バイパス素子２７によりサイリスタ２２における一対の主端子２２ａ，２２ｂ間が接続（短絡）される。これにより、コンデンサ２６に充電された電荷は放電され、サイリスタ２２は、導通状態から遮断状態に再度切り替えられる。
【００４４】
したがって、外部電源２と機器の電源装置３とが逆接続された場合に、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが遮断状態から導通状態に復帰すると、バイパス素子２７は、サイリスタ２２における一対の主端子２２ａ，２２ｂ間の接続が解除される。この際、サイリスタ２２は遮断状態であるため、再び切替コイル１８ｃに電流が流れることはなく一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂは導通状態に維持される。この結果、チャタリングは発生しない。
【００４５】
また、外部電源２と機器の電源装置３とが正しく接続された場合、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが遮断状態となった後は、バイパス素子２７により一対の入力端子５ａ，５ｂ間の導通状態が維持されるため、切替コイル１８ｃに電力が継続的に流れ、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂの遮断状態が維持される。
【００４６】
したがって、上記構成によれば、簡単な構成で、外部電源２と機器の電源装置３とが正しく接続された場合における一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂの漏電遮断機能を確保しつつ、外部電源２と機器の電源装置３とが逆接続された場合であってもチャタリングの発生を防止することができる。これにより、チャタリングの発生によるリレー１８の損傷等の発生を防止することができる。
【００４７】
さらに、本実施の形態において、漏電安全装置１は、スイッチ操作により、リレー１８による一対の電源ライン４ａ，４ｂの遮断状態を解除するためのリセット経路が閉成されるリセットスイッチ２８を備えている。リセットスイッチ２８は、切替コイル１８ｃに並列に接続されている。
【００４８】
これによれば、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂを遮断状態から導通状態に復帰させるリセット経路として切替コイル１８ｃに並列な経路が形成され、当該リセット経路にリセットスイッチ２８が設けられる。
【００４９】
従来の構成では、図５に示すように、後述するテスト回路３７を用いて意図的に漏電状態を生じさせた際に、漏電検出部１１が漏電を検出したことにより、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂが遮断状態となった場合、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂを接続状態に復帰させるリセット動作のために、ユーザのスイッチ動作により動作するリセットスイッチ１９１が発光ダイオード２５およびサイリスタ２２に並列に接続されている。
【００５０】
しかし、本実施の形態においては、図５と同じ箇所にリセットスイッチを設けても、バイパス素子２７により、サイリスタ２２は既にオフ状態であるため、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂは遮断状態から接続状態には復帰しない。このため、本実施の形態においては、切替コイル１８ｃの両端部を短絡して、切替コイル１８ｃに流れる電流を停止させることにより一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂをリセットさせる構成を採用している。
【００５１】
このように、リセットスイッチ２８を閉成して切替コイル１８ｃの両端部を短絡するようなリセット経路を導通させることにより、切替コイル１８ｃには電流が流れなくなり、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂを遮断状態から導通状態に復帰させることができる。また、従来の構成においてサイリスタ２２に並列に接続されていたリセットスイッチを流用して接続経路を変更するだけで実現することができる。したがって、逆接続時におけるチャタリングの発生を防止する図１のような回路構成においても、部品点数を増加させることなくリセット可能な構成とすることができる。
【００５２】
本実施の形態において、漏電安全装置１は、一対の電源ライン４ａ，４ｂの一方（４ａ）に接続されるテスト回路３７を備えている。テスト回路３７は、一方の電源ライン４ａとグランドとの間に直列接続されるテストスイッチ３８および抵抗３９を備えている。テストスイッチ３８は、プッシュスイッチ等のユーザが操作することによってテスト回路３７の経路を接続するように構成される。テストスイッチ３８は、ユーザが操作している間だけ接続状態となる自己復帰型（モーメンタリタイプ）のスイッチである。
【００５３】
テスト回路３７は、テストスイッチ３８を操作することにより、一方の電源ライン４ａを所定の基準電圧源（本例においてはグランド）に接続して一対の電源ライン４ａ，４ｂのそれぞれに流れる電流の大きさの相違を発生させるように構成されている。これによれば、スイッチ操作により、一対の電源ライン４ａ，４ｂのそれぞれに流れる電流の大きさの相違を生じさせて、漏電を模擬させることができる。
【００５４】
図２は、図１に示す漏電安全装置の外観を示す概略斜視図である。図２に示すように、漏電安全装置１は、筐体の外面にリセットスイッチ２８、発光ダイオード２５、および、テストスイッチ３８が設けられている。さらに、漏電安全装置１は、筐体の外面に入力部５および出力部７に共通の端子台６が設けられ、共通の端子台６に一対の入力端子５ａ，５ｂおよび一対の出力端子７ａ，７ｂが一列に配列されている。
【００５５】
このように、漏電安全装置１の入力端子５ａ，５ｂおよび出力端子７ａ，７ｂは、同じ形状かつ設置位置が近接に配置されており、例え端子台６の周辺に「入力端子」または「出力端子」の名称を記載したとしても逆に接続してしまう恐れがある。一方で、逆接続の可能性を物理的に減少させるために、各端子の形状を変えたり設置位置を遠くに離して配置しようとすると、漏電安全装置１の大型化を招いたり、作業者による漏電安全装置１の取り扱いが不便になる。また、既存の漏電安全装置１に対して対策を取ることができない。
【００５６】
これに対して、本実施の形態によれば、漏電安全装置１の端子形状および配置を変えることなく、逆接続時におけるチャタリングの発生を防止することができる。したがって、作業者に不便を招くことなく、既存の漏電安全装置１に対しても容易に適用することができる。
【００５７】
また、外部電源２と電源装置３とが正常に接続されているときにおいて、テストスイッチ３８を操作すると、テストスイッチ３８から手を放した後も、切替コイル１８ｃに継続的に電流が流れ、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂにより一対の電源ライン４ａ，４ｂの遮断状態が継続される。したがって、発光ダイオード２５は、点灯後、点灯状態を維持する。一方、逆接続時においては、テストスイッチ３８を操作し、テストスイッチ３８から手を放すと、切替コイル１８ｃには瞬間的に電流が流れ一旦一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂにより一対の電源ライン４ａ，４ｂが遮断状態となるものの、すぐに切替コイル１８ｃに電流が流れなくなる。したがって、発光ダイオード２５は、一瞬の点灯の後に消灯する、または、点灯することなく消灯状態を維持する。
【００５８】
このように、外部電源２と電源装置３とが正常に接続されているかどうかによってテストスイッチ３８を操作したときの発光ダイオード２５の状態が異なる。したがって、外部電源２および電源装置３の接続時にテストスイッチ３８を操作し、発光ダイオード２５の状態を確認することで、リレー１８を損耗させることなく、正しく接続できているか否かの確認を行うことができる。
【００５９】
なお、図１では、理解容易のため、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂと、バイパス素子２７とは、別の素子のように図示したが、本実施の形態において、バイパス素子２７は、一方のリレースイッチ１８ｂにより実現される。図３は、図１に示す漏電安全装置における一対のリレースイッチおよびバイパス素子が共通化されていることを示す部分回路図である。図３においては、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂおよびバイパス回路２７周辺の回路のみを示し、他は省略している（図１と同様の構成である）。
【００６０】
本実施の形態において、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂは、それぞれ、共通端子Ｂａ，Ｂｂ、常閉端子Ｃａ，Ｃｂおよび常開端子Ａａ，Ａｂを含むＣ接点構造を有している。一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂは、共通端子Ｂａ，Ｂｂと常閉端子Ｃａ，Ｃｂとの間が接続されることにより、各電源ライン４ａ，４ｂを接続状態とし、共通端子Ｂａ，Ｂｂと常開端子Ａａ，Ａｂとの間が接続されることにより、各電源ライン４ａ，４ｂを遮断状態とするように構成されている。
【００６１】
ここで、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂのうち何れか一方のリレースイッチ１８ｂにおける共通端子Ｂｂが、サイリスタ２２の第１主端子２２ａに接続され、当該リレースイッチ１８ｂにおける常開端子Ａｂが、サイリスタ２２の第２主端子２２ｂに接続される。これにより、当該リレースイッチ１８ｂが、バイパス素子２７として構成される。本実施の形態において、バイパス素子２７として構成される一方のリレースイッチ１８ｂは、一対の電源ライン４ａ，４ｂのうちグランドに接続されている電源ライン４ｂに介装されているリレースイッチである。
【００６２】
リレースイッチ１８ｂが、共通端子Ｂｂと常閉端子Ｃｂとの間が接続されることにより、電源ライン４ｂを接続状態とした場合（図３において実線で示す接続状態）には、バイパス素子２７を構成する共通端子Ｂｂと常開端子Ａｂとの間は遮断状態となる。また、リレースイッチ１８ｂが、共通端子Ｂｂと常開端子Ａｂとの間が接続されることにより、電源ライン４ｂを遮断状態とした場合（図３において破線で示す接続状態）には、バイパス素子２７は、接続状態となる。
【００６３】
これによれば、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂのうちの一方のリレースイッチ１８ｂの共通端子Ｂｂと常開端子Ａｂとを用いてバイパス素子２７を構成することができる。言い換えると、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂのうちの一方のリレースイッチ１８ｂとバイパス素子２７とを１つの素子で実現することができる。したがって、従来の構成から部品点数を増加させることなく逆接続時におけるチャタリングの発生を防止することができる。
【００６４】
本実施の形態において、リレースイッチ１８ｂの共通端子Ｂｂとサイリスタ２２の第１主端子２２ａとを接続する経路は、サイリスタ２２を用いて一対の入力端子５ａ，５ｂ間を接続するためにサイリスタ２２の第１主端子２２ａと電源ライン４ｂとを接続する経路により実現される。したがって、既存の回路から追加で必要な配線経路を少なくすることができる。なお、これに代えて、リレースイッチ１８ｂの共通端子Ｂｂとサイリスタ２２の第１主端子２２ａとの間が、互いが直接的に接続されるような追加の配線により接続されてもよい。
【００６５】
また、リレースイッチ１８ｂの常開端子Ａｂとサイリスタ２２の第２主端子２２ｂとの間は、互いが直接的に接続されるように、配線されている。
【００６６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。
【００６７】
例えば、上記実施の形態においては、一方のリレースイッチ１８ｂによりバイパス素子２７を構成する態様について説明したが、一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂの状態切替に連動してバイパス素子２７の状態切替が行われる限り、これに限られない。例えば、バイパス素子２７を一対のリレースイッチ１８ａ，１８ｂとは別に設けてもよい。
【００６８】
また、他方のリレースイッチ１８ａによりバイパス素子２７を構成してもよい。この場合、図１の回路においては、リレースイッチ１８ａの共通端子Ｂａとサイリスタ２２の第１主端子２２ａとの間、および、リレースイッチ１８ａの常開端子Ａａとサイリスタ２２の第２主端子２２ｂとの間の双方において互いが直接的に接続されるように、配線される。
【００６９】
［給湯装置への適用例］
以下、上記漏電安全装置１および電源装置３が適用される給湯装置の例を示す。図４は、本実施の形態における漏電安全装置が適用される給湯装置の一例を示す作動原理図である。図４に示す給湯装置２０１は、給湯機能と風呂の追い焚き機能とを備えた多機能型の給湯装置である。給湯装置２０１は、燃料ガスを燃焼する燃焼装置２０２と、燃焼装置２０２へ燃料ガスを供給する燃料ガス供給路２２１と、燃焼装置２０２に空気を供給する送風機２２２と、給湯流路２０３と、追い焚き流路２０４と、追い焚き流路２０４に設けられた風呂ポンプ２４１と、コントローラ２０５とを備えている。さらに、給湯装置２０１は、燃焼装置２０２で生じた潜熱を回収した際に生じたドレンを回収するためのドレン回収機構２０７を備えている。なお、図４においては、給湯流路２０３における、入水温度センサ、出湯温度センサ等の各種センサの図示を省略している。また、図４においては、給湯流路２０３から分岐され、追い焚き流路２０４へ接続される浴槽注湯路、およびその浴槽注湯路に備えられる注湯開閉弁の図示を省略している。
【００７０】
燃焼装置２０２にはバーナ部２２４が設けられており、このバーナ部２２４に燃料ガス供給路２２１から燃料ガスが供給される。燃料ガス供給路２２１には、燃料ガスの供給と遮断とを切り替える元ガス電磁弁２２５と、燃料ガスの供給量を調整するためのガス比例弁２２６とが設けられている。また、バーナ部２２４には、風呂ガス電磁弁２３０、複数の給湯能力切替ガス電磁弁２２８、および給湯ガス電磁弁２２９が設けられている。
【００７１】
給湯流路２０３は、水道等から送給された水を給水入口２３１から後述する給湯側熱交換部２３３へ送る往路部２３２と、水を燃焼装置２０２で生成された燃焼ガスと熱交換させて加熱する給湯側熱交換部２３３と、湯を給湯側熱交換部２３３から給湯出口２３４へ送る復路部２３５とを形成する配管から構成されている。復路部２３５には、給湯の水量と温度とを調整するために、給湯水量を調整する給湯水量調整弁２３６と、水と湯との混合比率を調整する混合弁２３７が設けられている。
【００７２】
追い焚き流路２０４は、風呂水を戻り口２４２から後述する追い焚き側熱交換部２４４へ送る戻り部２４３と、風呂水を燃焼装置２０２で生成された燃焼ガスと熱交換させて加熱する追い焚き側熱交換部２４４と、加熱された風呂水を追い焚き側熱交換部２４４から往き口２４５へ送る往き部２４６とを形成する配管から構成されている。風呂ポンプ２４１は、追い焚き流路２０４のうち戻り部２４３に設けられている。
【００７３】
ドレン回収機構２０７は、給湯側熱交換部２３３および追い焚き側熱交換部２４４で生じた排ガス中の水蒸気が凝集した凝集水が流れるドレン排水路２５０と、凝集水を中和するための中和器２４７と、中和された凝集水を一時貯留するドレンタンク２４８と、ドレンタンク２４８に貯留された凝集水をドレン排出口２５１から外部へ排出するためのドレンポンプ２４９とを備えている。
【００７４】
送風機２２２、風呂ポンプ２４１およびドレンポンプ２４９は、駆動部としてＤＣモータを備えている。風呂ポンプ２４１およびドレンポンプ２４９は、配管に湯水またはドレンを流通させるための圧送ポンプとして構成され、ＤＣ１４１Ｖを含む所定の動作許容電圧範囲を有している。
【００７５】
コントローラ２０５は、制御装置２０８およびスイッチング電源装置２０６（以下、単に「電源装置２０６」と表すことがある）を含んでいる。制御装置２０８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等で構成されたマイクロコントローラや集積回路を備えている。制御装置２０８には、送風機２２２、風呂ポンプ２４１およびドレンポンプ２４９をはじめとする各電装品等との間に、各電装品等を制御する信号経路（図示略）が設けられている。コントローラ２０５は、制御装置２０８に記憶された制御プログラムに従って給湯装置２０１の各種制御を実行する。制御プログラムには、各電装品の運転に関する各種プログラムが含まれており、これらのプログラムに基づいて各電装品の制御が行われる。
【００７６】
コントローラ２０５には、図示されない外部電源（図１に示す外部電源２）から電力が供給され、電源装置２０６によって、この給湯装置２０１で用いられる電源（例えば各ポンプを駆動するＤＣ１４１Ｖ電源やその他の機器を駆動するＤＣ１５Ｖ電源等）が生成される。電源装置２０６により必要に応じた電圧に変換されて、制御装置２０８や、燃焼装置２０２、送風機２２２、風呂ポンプ２４１、ドレンポンプ２４９、各種電磁弁、各種センサ等の各電装品へ供給される。電源装置２０６と外部電源との間には、上記実施の形態で説明した漏電安全装置１が介装され、漏電安全装置１に接続される電源装置３が電源装置２０６に対応する。
【００７７】
以上のような給湯装置２０１の給湯機能および風呂の追い焚き機能に加えて温水暖房機能を備えた給湯装置等、本実施の形態における漏電安全装置は、給湯機能、風呂の追い焚き機能、および、温水暖房機能のうちの少なくとも何れか１つの機能を備えている給湯装置に適用可能である。
【００７８】
以上のような給湯装置２０１において、本実施の形態における漏電安全装置が適用されることにより、電源装置が接続された状態でリセット操作を行っても電源装置または漏電安全装置が損耗することを防止することができる。これにより、実際に漏電が生じた場合に漏電安全装置１の後段の回路または負荷から漏洩電流が流れることを防止し、水場に近い場所で操作することの多いユーザの感電を有効に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の漏電安全装置および給湯装置は、簡単な構成で、外部電源と機器の電源装置とが逆接続された場合であってもチャタリングの発生を防止するために有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１  漏電安全装置
２  外部電源
３  電源装置
４ａ，４ｂ  一対の電源ライン
５ａ，５ｂ  一対の入力端子
７ａ，７ｂ  一対の出力端子
１１  漏電検出部
１８  リレー
１８ａ，１８ｂ  一対のリレースイッチ
１８ｃ  切替コイル
１９  ラッチ回路
２２  サイリスタ（状態切替素子）
２６  コンデンサ（容量素子）
２７  バイパス素子
２８  リセットスイッチ
２０１  給湯装置
２２ａ，２２ｂ  サイリスタの一対の主端子（第１端子、第２端子）
Ａａ，Ａｂ  常開端子
Ｂａ，Ｂｂ  共通端子
Ｃａ，Ｃｂ  常閉端子
【図１】
2019146339.tif 000003
【図２】
2019146339.tif 000004
【図３】
2019146339.tif 000005
【図４】
2019146339.tif 000006
【図５】
2019146339.tif 000007