(57)【要約】【課題】コンクリートバイブレータが接続されるインバータ装置の小型軽量化を量り得る漏電検出回路に関するものである。【解決手段】インバータ回路１２と該インバータ回路の出力電圧を制御するインバータ制御回路１３とを備えたインバータ装置において、インバータ回路１２の入力電源回路に２段に設けられた第１，第２の零相変流器１６，１７と、入力電源回路を遮断し得るように設けられた機器保護用遮断器２０と、第１の零相変流器によって検出された不平衡電流が漏電電流を検出したときに機器保護用遮断器２０を作動させて入力電源回路を遮断せしめる第１の漏電検出回路１８と、入力電源回路を遮断し得るように設けられた継電器接点ｒｙと、第２の零相変流器によって検出された不平衡電流が漏電電流を検出したときに継電器接点ｒｙをオフとなす継電器ＲＹを作動せしめる第２の漏電検出回路１９とを備えたものである。【選択図】    図２
2007089284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低周波電源電圧を高周波電源電圧に変換するインバータ回路と、該インバータ回路の出力電圧を制御するインバータ制御回路とを備えてコンクリートバイブレータに動作電源を供給するインバータ装置において、
前記インバータ回路の入力電源回路に２段に設けられた第１の零相変流器及び第２の零相変流器と、
前記入力電源回路に該入力電源回路を遮断し得るように設けられた機器保護用遮断器と、
前記第１の零相変流器によって検出された不平衡電流が所定の電流値を超えて漏電を検出したときにＭＣＢ遮断信号を出力して前記機器保護用遮断器を作動させて前記入力電源回路を遮断せしめる第１の漏電検出回路と、
前記入力電源回路に該入力電源回路を遮断し得るように設けられた継電器接点と、
前記第２の零相変流器によって検出された不平衡電流が所定の電流値を超えて漏電を検出したときに継電気制御信号を出力して前記継電器接点をオフ動作となす継電器を作動せしめる第２の漏電検出回路とを備えたことを特徴とするコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路。
【請求項２】
前記インバータ装置への供給電源が三相交流電源である場合において、前記第１の漏電検出回路のＭＣＢ遮断信号により動作する前記機器保護用遮断器は二相のラインを遮断するものとし、他の一相のラインは前記第１の漏電検出回路の継電気制御信号により作動する継電器の接点動作により遮断するようにした請求項１に記載のコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路。
【請求項３】
前記第１の漏電検出回路及び／又は前記第２の漏電検出回路が漏電を検出したとき、該第１の漏電検出回路及び／又は該第２の漏電検出回路は前記インバータ制御回路に漏電検出信号を出力し、該インバータ制御回路により前記インバータ回路のインバータ出力を停止させるようにした請求項１又は２に記載のコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートバイブレータが接続されるインバータ装置の漏電検出回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートバイブレータは、５０Ｈｚ／６０Ｈｚの１００／２００Ｖ単相又は２００Ｖ三相の低周波電源電圧を２００Ｈｚ〜２４０Ｈｚ前後の約５０Ｖ三相の高周波電源電圧に変換するインバータ装置に接続して使用される。コンクリートバイブレータは、建設現場で作業者が混練コンクリートに振動を与えて気泡を除いて固めるものであるため、インバータ装置及びコンクリートバイブレータが漏電した場合であっても、漏電電流が作業者に加わらないような対策が必要である。
従来のコンクリートバイブレータ用のインバータ装置を図４に示す。図４において、１ａはコンクリートバイブレータ２が接続されたインバータ装置である。３はインバータ回路、４はインバータ制御回路、５は後述の漏電検出回路に電源を供給する第１の電源回路、６はインバータ制御回路４に電源を供給する第２の電源回路である。７は零相変流器（ＺＣＴ）であり、電源回路の不平衡電流を検出し、不平衡電流に比例した漏電検出電流ａを出力する。
【０００３】
８は漏電検出回路であり、零相変流器７で検出された漏電検出電流ａが所定の値より大きい場合にＭＣＢ遮断信号、及び継電器制御信号を出力し後述する機器保護用遮断器を動作させると共に、継電器ＲＹ１を動作状態から不動作状態に制御する。９は２極の機器保護用遮断器（ＭＣＢ）であり、接点ｍ１を介してラインＬ２に接続される極は電流引き外し形で、過負荷時及び短絡時に回路を遮断し、接点ｍ２を介してＬ３に接続される極は電圧引き外し形で、コイルＭ１に電圧が印加されると、回路を遮断する機能を有している。１０はインバータ回路３の出力側Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に接続された三相絶縁トランスであり、その出力側Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２にはコンクリートバイブレータ２が接続される。Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３はノイズ吸収用のコンデンサであり、ラインＬ１，Ｌ５，Ｌ６とアース間にそれぞれ接続されている。ＲＹ１は継電器であり、メーク接点ｒｙ１を有している。なお、ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３には、２００Ｖの三相交流電源が接続さる。
【０００４】
次に、図４に示した従来回路例の動作を説明する。図４はインバータ装置１ａが正常に動作している状態を示しており、図示していない三相交流電源からの電力は、ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３から継電器ＲＹ１のメーク接点ｒｙ１と、機器保護用遮断器９の接点ｍ１，ｍ２を介してラインＬ４，Ｌ５，Ｌ６よりインバータ回路３に入力され、インバータ制御回路４の制御によりＰＷＭ動作をさせて、三相絶縁トランス１０を介してコンクリートバイブレータ２に動作電力を供給する。
【０００５】
この正常動作状態において、インバータ装置１ａに何等かの原因により漏電が生じた場合は、不平衡電流が零相変流器（ＺＣＴ）７によって検出され、その漏電検出電流ａは漏電検出回路８に入力される。漏電検出電流が所定の値より大きい場合は、漏電検出回路８は漏電が生じたと判断して、機器保護用遮断器９にＭＣＢ遮断信号を出力し、機器保護用遮断器９を動作させて接点ｍ１，ｍ２をオフにすると共に、継電器（ＲＹ１）制御信号をオフにして動作状態にあった継電器ＲＹ１を不動作状態に復旧させ、オン状態にあったメーク接点ｒｙ１をオフ状態にする。従って、ラインＬ４，Ｌ５，Ｌ６には三相交流電源の供給が断たれ、インバータ回路３の動作が停止すると共に、電源回路５及びインバータ回路３の動作が停止され、コンクリートバイブレータ２は停止する。
【０００６】
次に、図５に従来の第２の回路例であるインバータ装置１ｂを示す。この回路例の図４の第１の回路例と相違するところは、図４のインバータ回路３の出力側に接続してあった三相絶縁トランス１０を削除したものであり、基本的動作は図４の示した回路例と同じである。
【０００７】
次に、図６に従来の第３の回路例であるインバータ装置１ｃを示す。この回路例の図５の第２の回路例と相違するところは、インバータ装置１ｃに対する入力電源が１００／２００Ｖの単相交流電源であることにより、図５の回路例のラインＬ１に接続されていたノイズ吸収用のコンデンサＣ１と、継電器接点ｒｙ１を有する継電器ＲＹ１が不要になったことである。なお、図６の回路例の基本的動作は図４に示した回路例と同じである。
従来のコンクリートバイブレータ装置として、高周波コンクリートバイブレータ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭６１−１８１４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図４に示した第１の従来例のインバータ装置１ａは、インバータ装置１ａとコンクリートバイブレータ２との間に接続されている三相絶縁トランス１０の出力側がアースに対して絶縁されているため、三相絶縁トランス１０の出力側に漏電が生じる状態が発生しても漏電電流が流れない。また、三相絶縁トランス１０の入力側で漏電した場合は、零相変流器７よって検出された不平衡電流により漏電検出回路８が漏電を検出し、機器保護用遮断器９と継電器接点ｒｙ１とによりラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３を遮断し漏電電流を遮断する。従って、漏電検出回路８と三相絶縁トランス１０とにより二重の保護が施されており、コンクリートバイブレータ使用者に対する安全性が高い。しかしながら、このインバータ装置１ａに組み込まれている三相絶縁トランス１０は、寸法と重量が極めて大きいためインバータ装置自体の大型化、重量化が避けられず、持ち運びや移動が困難であって建設現場等での作業の効率化を阻害していた。また、三相絶縁トランス１０は電力損失が大きいと共にコストが高く、インバータ装置１ａの消費電力の低減やコストダウンのネックになっていた。
【０００９】
図５に示した第２の従来例のインバータ装置１ｂは、三相絶縁トランス１０を使用しないため、インバータ装置の小型化・軽量化が図られ、持ち運びや移動が容易となり、作業効率の向上を計ることができる。しかしながら、この回路の場合は、零相変流器（ＺＣＴ）７や漏電検出回路８，機器保護用遮断器（ＭＣＢ）９，継電器ＲＹ１に不具合が発生し、漏電を検出できなくなる可能性がある。また、漏電検出回路８が漏電を検出し、機器保護用遮断器９，継電器ＲＹ１で電源回路を遮断した後も、インバータ回路３のコンデンサに電荷が蓄えられているため、暫くはインバータ回路３が動作し、ノイズ吸収用のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３を介して漏電電流が流れるという問題がある。
【００１０】
図６に示した第３の従来例のインバータ装置１ｃは、前述の第２の従来例のインバータ装置１ｂと同様に小型化・軽量化が図られ、建設現場等での作業効率の向上を計ることができるが、零相変流器７や漏電検出回路８，機器保護用遮断器９に不具合が発生した場合は、漏電を検出できなくなる可能性がある。また、漏電検出回路８が漏電を検出し、機器保護用遮断器９で電源回路を遮断した後も、インバータ回路３のコンデンサに電荷が蓄えられているため、暫くはインバータ回路３が動作し、ノイズ吸収用のコンデンサＣ１，Ｃ２を介して漏電電流が流れるという問題がある。
本発明は、インバータ装置２に組み込まれている絶縁トランス１０を用いることなく、インバータ装置の漏電検知を確実に行って、コンクリートバイブレータの取扱作業者に対する漏電対策を講じることにより、インバータ装置の軽減化を図り、建設現場等での作業効率の向上を計り得るインバータ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために、本発明のコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路は、低周波電源電圧を高周波電源電圧に変換するインバータ回路と、該インバータ回路の出力電圧を制御するインバータ制御回路とを備えてコンクリートバイブレータに動作電源を供給するインバータ装置において、前記インバータ回路の入力電源回路に２段に設けられた第１の零相変流器及び第２の零相変流器と、前記入力電源回路に該入力電源回路を遮断し得るように設けられた機器保護用遮断器と、前記第１の零相変流器によって検出された不平衡電流が所定の電流値を超えて漏電を検出したときにＭＣＢ遮断信号を出力して前記機器保護用遮断器を作動させて前記入力電源回路を遮断せしめる第１の漏電検出回路と、前記入力電源回路に該入力電源回路を遮断し得るように設けられた継電器接点と、前記第２の零相変流器によって検出された不平衡電流が所定の電流値を超えて漏電を検出したときに継電気制御信号を出力して前記継電器接点をオフ動作となす継電器を作動せしめる第２の漏電検出回路とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
前記コンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路において、前記インバータ装置への供給電源が三相交流電源である場合、前記第１の漏電検出回路のＭＣＢ遮断信号により動作する前記機器保護用遮断器は二相のラインを遮断するものとし、他の一相のラインは前記第１の漏電検出回路の継電気制御信号により作動する継電器の接点動作により遮断するようにしたものである。
【００１３】
前記コンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路において、前記第１の漏電検出回路及び／又は前記第２の漏電検出回路が漏電を検出したとき、該第１の漏電検出回路及び／又は該第２の漏電検出回路は前記インバータ制御回路に漏電検出信号を出力し、該インバータ制御回路により前記インバータ回路のインバータ出力を停止させるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、インバータ装置に漏電が生じた場合、漏電電流を２つの漏電検出回路で検出して電源供給回路を二重に遮断することにより、漏電検出の信頼性を高めることができ、これにより従来のインバータ装置に組み込まれていた絶縁トランスを除去することができたため、インバータ装置の小型化がと重量が大幅に軽減され、コンクリートバイブレータの作業時におけるインバータ装置の移動が極めて容易に行い得るものであり、建設現場等での作業効率の向上を図ると共に、インバータ装置のコストの削減を図ることができたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明によるコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路の一実施例を示すブロック回路図ある。図１において，１１ａはコンクリートバイブレータ２が接続されたインバータ装置である。１２はインバータ回路、１３はインバータ制御回路、１４は後述の第１の漏電検出回路に電源を供給する第１の電源回路、１５は後述の第２の漏電検出回路に電源を供給すると共に、インバータ制御回路１３に電源を供給する第２の電源回路である。１６は第１の零相変流器（ＺＣＴ１）、１７は第２の零相変流器（ＺＣＴ２）であり、それぞれ電源の不平衡電流を検出し、不平衡電流に比例した漏電検出電流ａ又はｂを出力する。
【００１６】
１８は第１の漏電検出回路であり、第１の零相変流器１６で検出された漏電検出電流ａが所定の値より大きい場合に、ＭＣＢ遮断信号及び継電器（ＲＹ１）制御信号ａを出力し、後述する機器保護用遮断器を動作させると共に、継電器ＲＹ１を動作状態から不動作状態に制御し、また同時に漏電検出信号ａをインバータ制御回路１３に出力する。インバータ制御回路１３はこの漏電を検出した状態になるとインバータ回路１２をオフとし、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３を通して漏電電流が流れないようにする。１９は第２の漏電検出回路であり、第２の零相変流器１７で検出された漏電検出電流ｂが所定の値より大きい場合に継電器（ＲＹ２，ＲＹ３，ＲＹ４）制御信号ｂを出力し、後述の継電器ＲＹ２，ＲＹ３，ＲＹ４を動作状態から不動作状態に制御すると共に、漏電検出信号ｂをインバータ制御回路１３に出力する。この漏電検出信号ｂは、前述の漏電検出信号ａと同様にインバータ制御回路１３はインバータ回路１２をオフとする制御を行う。
【００１７】
２０は２極の機器保護用遮断器（ＭＣＢ）であり、接点ｍ１を介してラインＬ２に接続される極は電流引き外し形で、過負荷時及び短絡時に回路を遮断し、接点ｍ２を介してＬ３に接続される極は電圧引き外し形で、コイルＭ１に電圧が印加されると、接点ｍ１，ｍ２により電源回路を遮断する機能を有している。Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３はノイズ吸収用のコンデンサであり、ラインＬ１，Ｌ５，Ｌ６とアース間にそれぞれ接続されている。ＲＹ１は継電器であり、そのメーク接点ｒｙ１はラインＬ１に挿入されている。ＲＹ２，ＲＹ３，ＲＹ４は継電器であり、各継電器のメーク接点ｒｙ２は接点ｒｙ１の一端とラインＬ４との間、メーク接点ｒｙ３はラインＬ５、メーク接点ｒｙ４はラインＬ６に挿入されている。なお、ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３には、２００Ｖの三相交流電源が接続さる。
【００１８】
次に、図１に示した本発明の第１の実施例をブロック回路図の動作を説明する。図１はインバータ装置１１ａが正常に動作している状態を示しており、図示していない三相交流電源からの電力は、ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３から動作状態にある継電器ＲＹ１のメーク接点ｒｙ１及び継電器ＲＹ２のメーク接点ｒｙ２と、機器保護用遮断器９の接点ｍ１及び動作状態にある継電器ＲＹ３のメーク接点ｒｙ３と、機器保護用遮断器９の接点ｍ２及び動作状態にある継電器ＲＹ４のメーク接点ｒｙ４とを介してラインＬ７，Ｌ８，Ｌ９よりインバータ回路１２に入力され、インバータ制御回路１３の制御によりＰＷＭ動作をして、ラインＵ１，Ｖ１，Ｗ１に接続されたコンクリートバイブレータ２に動作電力を供給する。
【００１９】
この正常動作状態において、インバータ装置１１ａに何等かの原因により漏電が生じた場合は、不平衡電流が第１の零相変流器（ＺＣＴ１）１６によって検出され、その漏電検出電流ａは第１の漏電検出回路１８に入力される。漏電検出電流ａが所定の値より大きい場合は、漏電検出回路１８は漏電が生じたと判断して、機器保護用遮断器２０にＭＣＢ遮断信号を出力し、機器保護用遮断器２０を動作させて接点ｍ１，ｍ２をオフにすると共に、動作状態にあった継電器ＲＹ１を復旧させ、オン状態にあったメーク接点ｒｙ１をオフ状態にする。
【００２０】
また、同時に前述の漏電による不平衡電流は第２の零相変流器（ＺＣＴ２）１７によっても検出され、その漏電検出電流ｂは漏電検出回路１９に入力される。漏電検出電流ｂが所定の値より大きい場合は、漏電検出回路１９は漏電が生じたと判断して、継電器（ＲＹ２，ＲＹ３，ＲＹ４）制御信号をオフにして、動作状態にある継電器ＲＹ２，ＲＹ３，ＲＹ４を不動作状態に復旧させ、各メーク接点ｒｙ２，ｒｙ３，ｒｙ４をオフ状態とする。従って、交流電源供給回路の各ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、それぞれ継電器接点ｒｙ１とｒｙ２、機器保護用遮断器２０の接点ｍ１と継電器接点ｒｙ３、機器保護用遮断器２０の接点ｍ２と継電器接点ｒｙ４により二重に遮断され、インバータ回路１２の動作が停止すると共に、電源回路１４及びインバータ制御回路１３の動作が停止され、コンクリートバイブレータ２は停止する。
【００２１】
なお、機器保護用遮断器２０は、手動によりオン状態にするスイッチ（図示していない）が設けられており、漏電検出回路１８からのＭＣＢ遮断信号により動作するとき、接点ｍ１，ｍ２をオフにすると共に、前述の手動スイッチをオフにする。そのため、電源回路１４，１５のオフによる漏電検出回路１８からのＭＣＢ遮断信号が停止されても、機器保護用遮断器２０は再動作することはない。
【００２２】
図２は、本発明によるコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路の第２の実施例を示すブロック回路図ある。図２に示したインバータ装置１１ｂの図１の第１の実施例のインバータ装置１１ａと相違するところは、機器保護用遮断器２１を３連の動作接点ｍ１，ｍ２，ｍ３を有するものとして、三相の各ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３を遮断するようにしたものである。そのため第１の実施例における第１の漏電検出回路１８によって制御される継電器ＲＹ１を不要としたものである。従って、三相の各ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、それぞれ機器保護用遮断器２１の接点ｍ３と継電器接点ｒｙ２、機器保護用遮断器２２の接点ｍ１と継電器接点ｒｙ３、機器保護用遮断器２２の接点ｍ２と継電器接点ｒｙ４により二重に遮断されるものである。なお、前記以外の回路の基本動作は、図１に示したインバータ装置１１ａの回路動作と同様である。
【００２３】
図３は、本発明によるコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路の第３の実施例を示すブロック回路図あり、インバータ装置１１ｃへの供給される交流電源が単相の１００／２００Ｖを用いる場合について示したものである。この実施例のブロック回路図の図１に示した第１の実施例と相違するところは、交流電源の供給ラインが単相であるため、第１の漏電検出回路１８によって制御される継電器ＲＹ１と、第２の漏電検出回路１９によって制御される継電器ＲＹ２とが不要となった点である。この実施例の回路において漏電が生じた場合は、第１及び第２の零相変流器（ＺＣＴ１，２）１６，１７により不平衡電流が検出され、第１の漏電検出回路１８により機器保護用遮断器２０を動作させ、その接点ｍ１，ｍ２によりラインＬ１，Ｌ２を遮断すると共に、第２の漏電検出回路１９により継電器ＲＹ３，ＲＹ４を制御してその接点ｒｙ３，ｒｙ４をオフとして、二重に遮断するものである。なお、前記以外の回路の基本動作は、図１に示したインバータ装置１１ａの回路動作と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によるコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路は、コンクリートバイブレータが複数台接続することができるインバータ装置にも適用ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路の第１の実施例を示すブロック回路図である。
【図２】本発明のコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路の第２の実施例を示すブロック回路図である。
【図３】本発明のコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路の第３の実施例を示すブロック回路図である。
【図４】従来のコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路の１例を示すブロック回路図である。
【図５】従来のコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路の他の例を示すブロック回路図である。
【図６】従来のコンクリートバイブレータ用インバータ装置の漏電検出回路のその他の例を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
【００２６】
１，１１  インバータ装置
２  コンクリートバイブレータ
３，１２  インバータ回路
４，１３  インバータ制御回路
５，１４  第１の電源回路
６，１５  第２の電源回路
７  零相変流器（ＺＣＴ）
８  漏電検出回路
９，２０，２１  機器保護用遮断器（ＭＣＢ）
１０  三相絶縁トランス
１６  第１の零相変流器（ＺＣＴ１）
１７  第２の零相変流器（ＺＣＴ２）
１８  第１の漏電検出回路
１９  第２の漏電検出回路
【図１】
2007089284.tif 000003
【図２】
2007089284.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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