(57)【要約】【課題】電源コードのプラグの発熱に限らず、機器本体の交流回路部に異常が発生した場合であってもそれを検知することが可能であると共に、汎用の電源コード及びプラグを使用可能とすることにより、機器本体の製造コストを低下させることが可能な交流電源使用の電気機器を提供する。【解決手段】交流プラグが端子として設けられた電源コードを介して商用電源を使用する電気機器であって、前記電源コードを介して交流電力が取り込まれる交流回路部と、この交流回路部における交流電圧波形をモニタする検知手段と、この検知手段によってモニタされた交流電圧波形の異常を見出す判別手段と、交流電圧波形に異常が認められた場合に、前記交流回路を遮断し及び／又はユーザに対して警報を発する異常時処理手段とを備えている。【選択図】                図１
2005010067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流プラグが端子として設けられた電源コードを介して商用電源を使用する電気機器であって、
前記電源コードを介して交流電力が取り込まれる交流回路部と、この交流回路部における交流電圧波形をモニタする検知手段と、この検知手段によってモニタされた交流電圧波形の異常を見出す判別手段と、交流電圧波形に異常が認められた場合に、前記交流回路を遮断し及び／又はユーザに対して警報を発する異常時処理手段とを備えたことをことを特徴とする電気機器。
【請求項２】
前記検知手段は交流電圧波形のゼロクロス信号を出力する一方、前記判別手段は前記ゼロクロス信号の出力周期を使用電源の交流電圧周期と合致した期待値と比較することを特徴とする請求項１記載の電気機器。
【請求項３】
前記判別手段に対して任意の期待値を設定し得ることを特徴とする請求項２記載の電気機器。
【請求項４】
前記電源コードはインレットを介して機器本体と接続されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電気機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商用のＡＣ１００Ｖ又はＡＣ２００Ｖのコンセントからプラグを介して電力の供給を受ける電気機器に関し、詳細には、前記コンセントとプラグとの接触不良や、機器本体側に設けられたインレットとプラグとの接触不良に起因する発熱又は発火を未然に防止するための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００２−３５２６３５号公報
【特許文献２】特開平５−１３５８２７号公報
【０００３】
ＡＣ１００Ｖ又はＡＣ２００Ｖの商用電源を使用する電気機器は、電源コードの先端に設けられた端子としてのプラグを家屋等の建物側に設けられたコンセントに差し込むことにより電力供給を受けている。この際、電源コードのプラグがコンセントに対して充分に差し込まれていないと、両者間の接触抵抗の増加に起因して発熱が生じ、また、プラグとコンセントとの隙間に埃が付着すると、発煙又は発火を生じてしまう危険性がある。
【０００４】
従来、このようなプラグの差し込み不良に起因する事故を未然に防止するための技術しては、電源コード先端に設けられたプラグの発熱を検知するように構成したものが知られている（特開平５−１３５８２７号公報、特開２００２−３５２６３５号公報等）。具体的には、プラグの内部に端子の温度を測定するサーミスタが設けられる一方、電源コード内には機器本体の制御部へ前記サーミスタの出力信号を伝送するためのケーブルが設けられ、前記制御部においてサーミスタの出力信号をチェツクすることにより、コンセントに差し込まれたプラグ端子の発熱を検出し得るようになっている。そして、プラグ端子の温度が異常であると判断される場合には、遮断スイッチを動作させて電力供給を停止すると共に、ユーザに対して警報ブザー等で警告するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようにプラグそのものの発熱をサーミスタ等の温度センサで検知するように構成した場合、発熱の検知箇所は温度センサを設けた箇所に限定されてしまい、例えば、電源コードの断線や機器本体内の交流回路部の異常等に起因して発熱又は発火が生じても、これを検知することができないといった不具合がある。また、電源コード内に温度センサの検出信号を伝送するためのケーブルを組み込まなければならず、電源コードの製作コストが嵩むといった問題点もあった。
【０００６】
更に、電気機器本体の製造コストの削減を考慮した場合、電源コードを機器本体から直接出すよりも、機器本体にはインレットを設け、インレットとコンセントの間を汎用の電源コードで接続することが望まれる。しかし、前述のように電源コードが温度検出信号の伝送用ケーブルを含んでいると、汎用のインレットを用いることがでぎす、かかる意味において、前述の従来技術を用いる場合にはインレットを介して電源コードを機器本体と接続するのは困難であった。
【０００７】
加えて、前記従来技術ではプラグに設けられた端子の温度をモニタしているので、実際に端子の温度が上昇してからでないと、プラグとコンセントとの接続不良を検知することができず、プラグの発熱、更には発火を未然に防止することができるか否か定かではなかった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、電源コードのプラグの発熱に限らず、機器本体の交流回路部に異常が発生した場合であってもそれを検知することが可能であると共に、汎用の電源コード及びプラグを使用可能とすることにより、機器本体の製造コストを低下させることが可能な交流電源使用の電気機器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、交流プラグが端子として設けられた電源コードを介して商用電源を使用する電気機器であって、前記電源コードを介して交流電力が取り込まれる交流回路部と、この交流回路部における交流電圧波形をモニタする検知手段と、この検知手段によってモニタされた交流電圧波形の異常を見出す判別手段と、交流電圧波形に異常が認められた場合に、前記交流回路を遮断し及び／又はユーザに対して警報を発する異常時処理手段とを備えたことをことを特徴とするものである。
【００１０】
例えば、コンセントに対するプラグの差し込みに不良が存在すると、両者の間に放電が生じ、この放電がプラグの発熱、ひいては発煙、発火の原因となるが、かかる放電が生じると、電源コードを介して交流回路部に取り込まれた交流電力の電圧波形に放電ノイズが発生するので、かかる交流電圧波形をモニタすると共に、その波形の異常を判別することにより、発熱及び発火の原因となる放電の発生を検知することが可能となる。このような交流電圧波形の異常は、プラグの差し込みに不良が存在する場合だけでなく、電源コードの断線や機器本体内に設けられた交流回路部の接続に不具合が存在する場合でも発生する。従って、本発明はコンセントに対するプラグの差し込み不良の場合だけでなく、プラグから電源コードを介して交流回路部に至るまでの経路の不具合により発生する放電を幅広く検知することが可能である。
【００１１】
また、電源コードとして特殊なものを用いる必要がないので、電源コードそのものは汎用のものを利用し、インレットによって電源コードと機器本体とを接続することが可能となるので、機器本体の製造コストの低減化を図ることができる。
【００１２】
更に、交流電圧波形の異常を検知することにより、発熱、発煙、発火の危険性を判別しているので、例えば差し込み不良のプラグが実際に発熱する前の段階で該不良を検知することができ、発熱、発火等を未然に防止するという意味において非常に効果的である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の交流回路の異常検知機能を備えた電気機器を詳細に説明する。
図１は本発明を電子写真複写機やレーザビームプリンタ等の電気機器に適用した場合の一例を示すブロック図である。この実施例において、電気機器の機器本体１にはインレット２が設けられ、汎用の電源コード３によって商用電源のコンセント４と前記インレット２とが接続されるようになっている。電源コード３を介してインレット２から機器本体１に供給された交流電力は交流回路部５へと入力され、かかる交流回路部５から図示外の電圧変換回路又は交流直流変換回路へ入力されるようになっている。
【００１４】
前記交流回路部５には前記インレット４から入力された交流電力の電圧波形をモニタする検知手段６が設けられており、かかる検知手段６は交流電力の電圧が０Ｖを横切るたびにパルス状のゼロクロス信号を出力する。商用電源は５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電力を供給していることから、例えば５０Ｈｚの交流電力であれば、電圧の正負が５０回／秒の速度で切り替わることとなり、検知手段６も５０回／秒の速度で前記ゼロクロス信号を出力することになる。
【００１５】
一方、この検知手段６が出力したゼロクロス信号は判別手段７に入力される。前記判別手段７は、一定時間間隔で基準信号を出力するクロックと、このクロックから出力される基準信号を計数すると共に前記ゼロクロス信号が検知手段から入力される度ごとに計数値をクリアするカウンタと、このカウンタの計数値をモニタし、かかる計数値が所定の閾値に達するごとに判別信号を出力する比較器と、前記判別信号が所定のモニタ時間を超えて出力されなかった場合に異常検知信号を出力するモニタ手段とから構成されている。前記比較器においてカウンタの計数値と比較される閾値は、使用する商用電源の電圧周波数に応じて設定され、例えば、電圧周波数５０Ｈｚの商用電源であり、且つ、前記クロックの周波数が５ＫＨｚの場合、カウンタの計数値が１００に達するか否かを閾値とする。また、この場合、前記モニタ手段は前記判別信号が交流電圧周期で出力されなかった場合に、異常検知信号を出力することになる。実際には、商用電源から供給される交流電力の電圧波形の揺らぎを考慮し、前記比較器において使用される閾値や、前記モニタ手段において使用されるモニタ時間は、多少の余裕を持った値に設定されるのが好ましい。
【００１６】
また、前記判別手段７のモニタ手段から出力された異常検知信号は異常処理手段８に入力される。この異常処理手段８はモニタ手段から異常検知信号が出力されると、前記交流回路部５に対して遮断信号を出力し、交流回路部５はこの遮断信号を受けてブレーカを動作させ、インレット２からの交流電力の受給を遮断する。また同時に、異常処理手段８は警報ブザー９を動作させ、あるいはユーザインターフェースである表示部１０に警告メッセージを表示させ、ユーザに対して交流電力の入力に異常が存在する旨を警告する。
【００１７】
図２は前記インレット２を介して交流回路部５に入力された交流電力の電圧波形に異常が存在する場合を示している。通常、交流電圧は一定の周期で正負に変化しており、前述した検知手段６は一定の時間間隔でゼロクロス信号を出力することになる。しかし、コンセント４に対するプラグの差し込みが十分でない場合、機器本体１のインレット２に対するプラグの差し込みが十分でない場合、電源コード３そのものに断線が存在する場合等は、それらの部位において放電が生じ、放電ノイズによって電圧波形が乱れたものとなる。このため、放電ノイズによって電圧波形が乱れると、ゼロクロス信号は不定期な間隔で出力されることになる。このことは、電源コード３に関する不具合ばかりでなく、機器本体１内の交流回路部５に断線や端子接続異常等の不具合が存在する場合も同じである。
【００１８】
図３は前記判別手段７内における信号の生成を示すタイミングチャートである。交流電圧波形に放電ノイズが含まれない場合は、図２で示したように、交流電圧が一定の時間周期で正負に交互に変化するので、検知手段は一定の時間周期でゼロクロス信号を出力することになる。前記判別手段７のカウンタはゼロクロス信号が入力されるとクリアされ、クロックの基準信号を１からカウントアップしていく。前記比較器はカウンタの計数値が所定の閾値に達すると判別信号を出力するが、かかる閾値が商用電源の電圧周波数に対応した値に設定されていれば、ゼロクロス信号の出力周期と同じ周期で前記判別信号も出力されることになる。
【００１９】
しかし、交流電圧波形に放電ノイズが含まれる場合には、検知手段６が不定期内間隔でゼロクロス信号を出力する結果となり、判別手段７のカウンタはゼロクロス信号の入力の度ごとにクリアされることから、かかるカウンタの計数値はいつまでたっても閾値に達することがなくなってしまう。このことから、交流電圧波形に放電ノイズが含まれていると、判別手段７の比較器は判別信号を出力せず、あるいは出力したとしても極めて長い間隔で不定期に判別信号を出力することになる。従って、モニタ手段は所定のモニタ時間を超えて判別信号が出力されないことから、異常検知信号を異常処理手段８に対して出力することになる。そして、異常処理手段８は異常検知信号の入力を受け、交流回路部５に対してブレーカの遮断信号を出力する。
【００２０】
すなわち、この実施例の構成によれば、例えばプラグのコンセント４に対する差し込みが不充分であり、プラグの端子とコンセント４との間に放電が生じると、かかる放電の発生に伴ってゼロクロス信号の生成が不定期となることから、交流電力の供給経路中で放電が生じていると認識され、前記異常処理手段８が交流回路部５に対して遮断信号を出力することにより、インレット２からの交流電力の受給が遮断されることになる。また、交流電力の受給経路中に放電が生じている場合には、前記検知手段６におけるゼロクロス信号の生成が不定期となることから、プラグとコンセント４との関係に限らず、インレット２とプラグとの関係、電源コード３そのもの不具合、機器本体１内の交流回路部５の不具合に起因して放電が生じた場合にも、同様にインレット２からの交流電力の受給が遮断されることになる。
【００２１】
このように、本実施例の構成によれば、機器本体１内に設けた検知手段６、判別手段７、異常処理手段８の動作により、交流電力の受給経路における放電の発生を検知し、かかる検知に基づいて交流電力の受給を遮断しているので、交流電力を商用電源から入力する電源コード３やプラグそのものは何ら特殊なものを使用する必要がなく、汎用の電源コードやプラグを使用することが可能となる。また、電源コード３それ自体も機器本体１から直接出す必要がなく、汎用のインレット２を介して機器本体１に接続することが可能となる。従って、極めて安価な構成で、交流電力の受給経路中における不具合を検知することができるものである。
【００２２】
また、交流電力の電圧波形の異常を検知することにより、コンセント４に対するプラグの差し込み不良等を検出しているので、実際にプラグや電源コードが発熱する以前の段階で、かかる不良を検出することができ、発熱、発煙又は発火といった事故を未然に防止することが可能となるものである。
【００２３】
尚、前記実施例ではインレット２を介して電源コード３を機器本体１に接続したが、電源コード３を機器本体１の交流回路部５に対して直接接続するような構成に対しても、本願発明は適用することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の交流回路の異常検知機能を備えた電気機器によれば、交流電圧波形をモニタすると共に、その波形の異常を判別することにより、発熱及び発火の原因となる放電の発生を検知しているので、電源コードのプラグの発熱に限らず、機器本体の交流回路部に異常が発生した場合であってもそれを検知することが可能である。また、商用電源から交流電力を機器本体に供給する際、汎用の電源コード及びプラグを使用することが可能となり、機器本体の製造コストを低下させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図２】放電ノイズが含まれた交流電圧波形を示すものである。
【図３】判別手段内における信号の生成の様子を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…機器本体、２…インレット、３…電源コード、４…コンセント
【図１】
2005010067.tif 000003
【図２】
2005010067.tif 000004
【図３】
2005010067.tif 000005