(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーカと共に分電盤に組み込まれ大地震発生時に前記ブレーカに遮断信号を発してブレーカを遮断させて電気火災等の二次災害を防止するための感震センサユニットにおいて、商用電源からサージ電圧等を除去して直流に変換する電源回路と、停電時の電源となるバッテリー回路と、前記電源回路の電圧の有無を判別して無電圧のときに前記バッテリー回路に切り替える電圧判定回路と、地震の大きさ（震度の大きさ）に対してリニアに出力を発生する地震センサと、前記電圧判定回路および前記地震センサなどからの情報を判別・制御して必要情報を出力するマイクロコンピュータ（以下マイコンと呼ぶ）と、前記マイコンからの出力を受けて分電盤の分岐ブレーカを遮断させるための回路へ接続されるリレー回路１と、前記マイコンからの出力を受けあらかじめ設定された時間後に出力する時延回路と、前記時延回路からの出力を受けて分電盤の主幹ブレーカを遮断させるための回路へ接続されるリレー回路２とによって構成され、地震が発生してその大きさが所定の値を超えたとき分電盤の分岐ブレーカを瞬時に遮断させ、さらに大きな地震の場合分電盤の分岐ブレーカを瞬時に遮断させると共に一定の時間後に分電盤の主幹ブレーカを遮断させる構造とすることを特徴とする感震センサユニット。
【請求項２】
地震の発生事実や震度の大きさあるいはブレーカの遮断情報などを上記のマイコンが音声語句を選択して音声合成ＬＳＩに音声語句の番号を出力しこの前記マイコンからの出力を受けて前記音声合成ＬＳＩがあらかじめ録音された音声語句に相当する番号のデジタル音声信号を選択してアナログ音声波形に変換する音声回路と、前記アナログ音声波形を音声に変換して発するスピーカとを内蔵したことを特徴とし、また必要に応じて外部スピーカを取り付けできるように外部スピーカ端子を設けることを可能とした請求項１の感震センサユニット。
【請求項３】
上記のマイコンからの出力により電源表示・停電表示・動作表示のための回路を内蔵し、音声を発すると共にランプあるいはＬＥＤなどにより表示することを特徴とする請求項１および請求項２の感震センサユニット。
【請求項４】
器体表面にテストスイッチを設けて該テストスイッチを上記のマイコンに接続し、前記テストスイッチをＯＮ操作したとき、前記マイコンに保有させた自己機能チェック機能によって自己機能チェックを行い、回路などに故障があれば音声を発すると同時にランプ等によって器体表面に表示することを特徴とする請求項１、請求項２および請求項３の感震センサユニット。
【請求項５】
器体表面にリセットスイッチを設けて該リセットスイッチを上記のマイコンに接続し、商用電源通電時に前記リセットスイッチをＯＮ操作したとき前記マイコンに保有させた機能によって前記マイコンの全ての機能を初期状態に戻し、また、停電時に前記リセットスイッチをＯＮ操作したとき前述のリレー回路１およびリレー回路２の状態はそのままとして他の機能は初期状態に戻すと共に状態を意味する音声を発しＬＥＤ等によって器体表面に表示（消灯）することを特徴とする請求項１、請求項２および請求項３の感震センサユニット。
【請求項６】
地震による振動以外の過大な振動や衝撃が加わって地震センサ等に異常が発生したとき、上記マイコンに保有させた機能により、故障を意味する音声を発しＬＥＤ等によって器体表面に故障表示することを特徴とする請求項１、請求項２および請求項３の感震センサユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、大地震発生時二次的に発生する電気火災等の災害を未然に防止するための感震センサユニット、および、分電盤に組み込んだ前記感震センサユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、感震センサをブレーカに内蔵した感震ブレーカや該感震ブレーカを組み込んだ分電盤はあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、分電盤の主幹ブレーカとして感震ブレーカを使用した場合、夜間に大地震が発生するとブレーカが瞬時に遮断して室内あるいは建物全体が停電して避難するときなどに支障があった。
【０００４】
また、分電盤の分岐ブレーカとして感震ブレーカを使用する場合、電気火災の原因になり得る全ての回路に使用しなければ意味がないので、数多くの感震ブレーカが必要となり費用が高くかかる欠点があった。
【０００５】
さらに、従来の方法には機能をチェックする機能がないので、故障したものがそのまま取り付けられていて、いざ地震発生と言うとき役に立たない可能性もあった。
【０００６】
【発明の目的】
そこで本発明では、大地震が発生した時、二次的に発生する電気火災を未然に防止するため電気ヒータ等の回路を瞬時に遮断させ、避難等が容易にできるように照明回路等には一定の時間通電を継続させる機能を有すると共に、安価で高品質の感震センサユニットおよび該感震センサユニットを組み込んだ分電盤を提供することを目的とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明の感震センサユニットは、商用電源からサージ電圧等を除去して直流に変換する電源回路と、停電時の電源となるバッテリー回路と、前記電源回路の電圧の有無を判別して無電圧のときに前記バッテリー回路に切り替える電圧判定回路と、地震の大きさ（震度の大きさ）に対してリニアに出力を発生する地震センサと、前記電圧判定回路および前記地震センサなどからの情報を判別・制御して必要情報を出力するマイクロコンピュータ（以下マイコンと呼ぶ）と、前記マイコンからの出力を受けて分電盤の分岐ブレーカを遮断させるための回路へ接続されるリレー回路１と、前記マイコンからの出力を受けあらかじめ設定された時間後に出力する時延回路と、前記時延回路からの出力を受けて分電盤の主幹ブレーカを遮断させるための回路へ接続されるリレー回路２とによって構成され、地震が発生してその大きさが所定の値を超えたとき分電盤の分岐ブレーカを瞬時に遮断させ、さらに大きな地震の場合分電盤の分岐ブレーカを瞬時に遮断させると共に一定の時間後に分電盤の主幹ブレーカを遮断させる構造としている。
【０００８】
次に、本発明の感震センサユニットには、地震の発生事実や震度の大きさあるいはブレーカの遮断情報などを上記のマイコンが音声語句を選択して音声合成ＬＳＩに音声語句の番号を出力しこの前記マイコンからの出力を受けて前記音声合成ＬＳＩがあらかじめ録音された音声語句に相当する番号のデジタル音声信号を選択してアナログ音声波形に変換する音声回路と、前記アナログ音声波形を音声に変換して発するスピーカとが内蔵され、また必要に応じて外部スピーカを取付できるように外部スピーカ端子が設けられている。
【０００９】
第３に、本発明の感震センサユニットには上記のマイコンからの出力により電源表示・停電表示・動作表示のための回路が内蔵され、音声を発すると共にランプあるいはＬＥＤなどによりそれぞれの状態を表示させている。
【００１０】
第４に、本発明の感震センサユニットには器体表面にテストスイッチが設けられており、該テストスイッチは上記のマイコンに接続され、前記テストスイッチをＯＮ操作したとき前記マイコンに保有させた自己機能チェック機能によって自己機能チェックが行われ、回路などに故障があれば音声を発すると同時にランプ等によって器体表面に表示させている。
【００１１】
第５に、本発明の感震センサユニットには器体表面にリセットスイッチが設けられて、該リセットスイッチは上記のマイコンに接続され、商用電源通電時に前記リセットスイッチをＯＮ操作したとき前記マイコンに保有させた機能によって前記マイコンの全ての機能を初期状態に戻し、また、停電時に前記リセットスイッチをＯＮ操作したとき前述のリレー回路１およびリレー回路２の状態はそのままとして他の機能は初期状態に戻すと共に状態を意味する音声を発しＬＥＤ等によって器体表面に表示（消灯）させている。
【００１２】
第６に、本発明の感震センサユニットには、地震による振動以外の過大な振動や衝撃が加わって地震センサ等に異常が発生したとき、上記マイコンに保有させた機能により、故障を意味する音声を発すると同時にＬＥＤ等によって器体表面に故障表示する機能がある。
【００１３】
【実施例の説明】
以下に本件発明の感震センサユニットについて、図１の回路ブロック図および図２の分電盤への組み込み図を用いて詳細に説明する。
【００１４】
電源回路は、商用電源回路から後述する主幹ブレーカを通さず直接電路から接続され、サージ吸収素子・チョークコイル等によってサージ電圧を除去した後、低圧トランスによって低圧（９Ｖ）に落とした電圧を直流に変換して各回路に供給するものである。
バッテリー回路は、停電時に前記の電源回路のからの電源供給が出来なくなったとき、それに替わって各回路に電源を供給するもので、正常時には前記電源回路によって充電されている。（図２の３０７に図示）
電圧判定回路は、停電等によって前記電源回路の電圧が無くなったときや電圧が一定レベル以下になったとき、それを検知判定して前記電源回路から前記バッテリー回路に切り替え、また、電源が復帰したときは、逆に前記バッテリー回路から前記電源回路に切り替えると共に、それらの情報を後に説明するマイコンに対して出力するものである。
地震センサは、例えば公開特許公報（特開平８ー１４５７７６）により公知の特徴量抽出手段・データ信憑性判断手段・推論手段を設けた高精度のもので、地震の大きさ（震度の大きさ）に対してリニアに出力を発生するものである。
リセットスイッチは、図２の３に図示する器体表面に取り付けられた押し釦式のスイッチで、接点の両端は後述のマイコンの端子に接続されている。（図２の３０６に図示）
テストスイッチは、前記の器体表面に取り付けられた押し釦式の別のスイッチで、接点の両端は後述のマイコンの別の端子に接続されている。（図２の３０５に図示）
マイコンは、前記電圧判定回路・前記地震センサ・前記リセットスイッチ・前記テストスイッチからの情報、および、前記マイコン自体に保有させた機能によって、後に説明する音声回路・表示回路・時延回路・リレー回路に対応して出力するマイクロコンピュータである。
音声回路は、前記マイコンにあらかじめ録音され、同じマイコンから選択・出力される音声信号を音声波形に変換し、増幅して出力する回路である。
スピーカは、前記音声波形を変換し、音声として発するものである。本発明では、スピーカを内蔵させているが外部にも取付ができるように図２の３０９に図示する外部スピーカ端子を設けてある。（図２の３０１に図示）
表示回路は、前記マイコンからの出力を受けてランプやＬＥＤを点灯させるための回路である。図２の３０２は表示ランプで、３０３は電源表示ＬＥＤで、３０４は故障表示ＬＥＤである。
時延回路は、前記マイコンからの出力を受けてあらかじめ設定された時間が経過した後に出力する回路である。
リレー回路２は、前記時延回路からの出力によって第二のリレーコイルに電圧を印加し、第二のリレー接点を閉路させる回路である。
主幹ブレーカは、図２の１に図示する分電盤内部に組み込まれ、前記第二のリレー接点が閉路したとき図２の３０８に図示する配線用コネクターからの接続線を通してブレーカ内部に設けられた電磁トリップ装置に電圧が印加されて遮断動作するものである。前記主幹ブレーカが遮断動作すると、負荷機器への電圧供給が停止されて全停電となる。（図２の２に図示）
リレー回路１は、前記マイコンからの出力によって第一のリレーコイルに電圧を印加し、第一のリレー接点を閉路させる回路である。
分岐ブレーカは、前記分電盤内部に組み込まれ、前記第一のリレー接点が閉路したとき前記配線用コネクターからの接続線を通してブレーカ内部に設けられた電磁トリップ装置に電圧が印加されて遮断動作するものである。前記分岐ブレーカが遮断動作すると、該分岐ブレーカに接続された負荷機器（例えば電気ヒータ等）のみ電圧供給が停止される。（図２の４に図示）
【００１５】
【作用】
以下に本件発明の感震センサユニットを分電盤に組み込んだ場合においての操作および動作について、図１の回路ブロック図および図２を用いて説明する。
【００１６】
まず、主幹ブレーカに商用電源が印加され、主幹および分岐のブレーカが投入（０Ｎ）状態にあることを確認（この時、感震センサユニット表面の電源表示のＬＥＤが点灯）後、テストスイッチを押し操作すると、マイコンに保有させた機能によって自己チェックを行い、前記マイコンからの出力によりリレー回路１の第一のリレー接点を閉路させて分岐ブレーカを遮断動作させ、前記マイコンからの出力を時延回路によって一定時間遅延させた後リレー回路２の第二のリレー接点を閉路させて前記主幹ブレーカを遮断動作させると共にテスト開始・チェック結果および刻々のブレーカの状態を内部あるいは外部に設けられたスピーカの音声によって確認される。
ここで、分岐ブレーカを遮断動作させる震度（例えば：震度４以上）、主幹ブレーカを遮断動作させる震度（例えば：震度５以上）および遅延時間（例えば：５分）、音声の大きさ（例えば：７０デシベル）を調節する。
また、商用電源が停電の場合は、電源回路が無電圧になるので、電圧判定回路がそれを検知して電源をバッテリー回路に切り替え、電源表示のＬＥＤが消灯すると同時に表示ランプが点灯する。
【００１７】
次に、震度３の地震が発生した場合、地震センサが地震を検知し震度に対応した信号をマイコンに出力し、該マイコンはあらかじめ保有させた機能によってその情報を判断し、あらかじめ録音された音声の中から選択して音声信号として音声回路に出力し、該音声回路は音声信号を音声波形に変換して内部あるいは外部に設けたスピーカに出力し、該スピーカから震度３の地震が発生した旨の音声が発せられる。
【００１８】
震度４の地震が発生した場合、地震センサが地震を検知し震度に対応した信号をマイコンに出力し、該マイコンはあらかじめ保有させた機能によってその情報を判断し、リレー回路１の第一のリレーコイルに電圧を印加して第一のリレー接点を閉路させて分岐ブレーカを遮断動作させ、また前記マイコンは音声語句を選択して音声合成ＬＳＩに音声語句の番号を出力し、前記音声合成ＬＳＩはあらかじめ録音された音声語句に相当する番号のデジタル音声信号を選択してアナログ音声波形に変換してスピーカに出力し、該スピーカから震度４の地震が発生し前記分岐ブレーカが遮断動作した旨の音声が発せられる。
【００１９】
震度５の地震が発生した場合、地震センサが地震を検知し震度に対応した信号をマイコンに出力し、該マイコンはあらかじめ保有させた機能によってその情報を判断し、リレー回路１の第一のリレーコイルに電圧を印加して第一のリレー接点を閉路させて分岐ブレーカを遮断動作させ、また時延回路は前記マイコンからの出力を例えば５分間遅延させて出力し、リレー回路２の第二のリレーコイルに電圧を印加して第二のリレー接点を閉路させて主幹ブレーカを遮断動作させ、さらに前記マイコンは音声語句を選択して音声合成ＬＳＩに音声語句の番号を出力し、前記音声合成ＬＳＩはあらかじめ録音された音声語句に相当する番号のデジタル音声信号を選択してアナログ音声波形に変換してスピーカに出力し、該スピーカから震度５の地震が発生し分岐ブレーカが遮断動作し５分後に主幹ブレーカが遮断動作して停電する旨の音声が発せられる。前記主幹ブレーカが遮断動作すると、マイコンに保有させた機能によって前記スピーカから主幹ブレーカが遮断したことを知らせる音声が発せられる。
【００２０】
地震がおさまって商用電源が復旧（表示ランプが消灯し電源表示ＬＥＤが点灯すると共に音声を発する）したとき、リセットスイッチを押し操作すると、マイコンに保有させた機能により、前記マイコンの全ての機能を初期状態に戻すことができると共に音声によって状態を知らせる。そこで、負荷機器等の安全を確認して主幹および分岐のブレーカを投入（ＯＮ）すると電気回路を復旧することができる。
商用電源がまだ復旧していないときには、リセットスイッチを押し操作した後主幹ブレーカを投入（ＯＮ）操作しても、前記マイコンに保有させた機能により商用電源が復旧したとき、主幹ブレーカが瞬時に遮断動作して再送電によって二次的に発生する電気火災を防止することができる。
【００２１】
【効果】
本発明の感震センサユニットを組み込んだ分電盤を使用すれば、大地震が発生したとき、電気ヒータなど二次的に電気火災を発生する可能性のある回路を瞬時に遮断するので地震による被害を最小限にとどめることができ、特に夜間においては電灯回路等に引続き電圧が印加されているので照明によって避難が容易にできる利点がある。また、再送電による二次的に発生する電気火災についても防止できる利点もある。
次に、分電盤に使用するブレーカは電磁遮断装置を取り付けるだけであるので安価であり、トータル的にも費用は安くて済む。
第三に、本発明には、機能をチェックする機能を設けているので、定期的にテストすることにとって、不良品がそのまま取り付けられていることがなく、安心して使用できる効果がある。
第四に、感震センサユニット内部あるいは外部に設けられたスピーカからの音声情報によって適切な行動がとれるので大変便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す回路ブロック説明図。
【図２】本発明を分電盤に組み込んだ実施例の正面図。
【符号の説明】
１      分電盤ケース
２      主幹ブレーカ
３      感震センサユニット
３０１  スピーカ部
３０２  表示ランプ
３０３  電源表示ＬＥＤ
３０４  故障表示ＬＥＤ
３０５  テストスイッチ
３０６  リセットスイッチ
３０７  バッテリー収納部
３０８  配線用コネクター
３０９  外部スピーカ用端子
４      分岐ブレーカ
【図１】
0003777452.tif 000002
【図２】
0003777452.tif 000003