JP2006191791A - モーターの電源遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モーターを有した吸入装置の電源遮断装置に関する。
【解決手段】モーター３０が装着されるハウジング内に流入された水分を検出する水分感知センサー４０と、前記水分感知センサーの出力によってスイッチングされ、前記モーターに駆動電源を供給するモーター駆動部２０に供給される交流入力電源ＡＣを断／続するスイッチング部（Ｌ，ＳＷ）、とを具備する。これにより、モーターを有する吸入装置内に水分が流入された場合、その水分によってモーター駆動部に供給される交流入力電源が遮断されるため、感電の危険から使用者を保護することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、湿・乾式吸入装置に関するもので、特に水分流入時、湿・乾式モーターに印加される電源を遮断する装置に関するものである。

産業現場で各種構造物を製作したり、その他作業を遂行することになると、多量のほこりと廃棄物が発生することになる。作業の安全性確保と迅速な工程進行のためには、随時このようなほこりまたは廃棄物を片付けなければならない。このような廃棄物は、湿気の含有可否によって乾式廃棄物と湿気廃棄物とに分類されるのだが、廃棄物の種類によって別途の吸入装置（掃除機と呼ばれることもある）を使用して回収することになる。

しかし、作業方式と作業工程によって多様に発生する廃棄物を、その種類によって別途の吸入装置を利用して回収するのは、費用と時間的な側面で非効率的だと言える。このような非効率的な問題を解決するために開発されたものが、まさしく湿式廃棄物と乾式廃棄物とを全て回収できる湿・乾式（WET/DRY）吸入装置である。

湿・乾式吸入装置として代表的なものが、まさしく湿・乾式掃除機である。湿・乾式掃除機は、カーペット文化圏である米国とヨーロッパ等で広く使用されているのだが、一般掃除機とは異なり、水を吸入することができ、ガラス窓など、多様な掃除が可能であるという長所を有している。

しかし、一般掃除機と対比してみた時、騒音がひどいという短所があり、特に機器についている水分によって使用者が感電する危険性が高いという短所を有している。一般的に、安全構造を満足するように製品設計がなされているが、使用上、機器内部への水分流入を完全に遮断できないので、水分流入による感電あるいはモーターケースの絶縁破壊による感電から使用者を積極的に保護することができる安全装置が切実に求められている。

そこで、本発明の目的は、ハウジング内への水分流入時、湿・乾式モーターへの入力電源を遮断して使用者を保護する湿・乾式モーターの電源遮断装置を提供することにある。

更に、本発明の別の目的は、モーターケースの絶縁破壊時、湿・乾式モーターへの入力電源を遮断して使用者を保護する湿・乾式モーターの電源遮断装置を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の実施例による湿・乾式モーターの電源遮断装置は、湿・乾式モーターが装着されるハウジング内に流入された水分を検出する水分感知センサーと、前記水分感知センサーの出力によってスイッチングされ、前記モーターに駆動電源を供給するモーター駆動部に供給される交流入力電源を断／続するスイッチング部、とを具備することを特徴とする。

上述したような本発明の特徴によると、湿・乾式モータを有する吸入装置内に水分が流入されると、その水分によってモーター駆動部に供給される交流入力電源が遮断されるため、感電の危険から使用者などを保護することができる。

本発明の他の実施例による湿・乾式モーターの電源遮断装置は、湿・乾式モーターが装着されるハウジング内に流入された水分を検出する水分感知センサーと、モーターケースの絶縁破壊を感知する絶縁抵抗検出器と、前記水分感知センサーの出力あるいは前記絶縁抵抗検出器の出力によってスイッチングされ、前記モーターに駆動電源を供給するモーター駆動部に供給される交流入力電源を断／続するスイッチング部、とを具備することを特徴とする。

このような本発明の他の実施例による電源遮断装置も、湿・乾式モーターを有する吸入装置内に水分が流入されると、モーター駆動部に供給される交流入力電源が遮断されるため、感電の危険から使用者などを保護することができる。

さらに、モーターケースとモーターの電源入力端との間で絶縁が破壊されても、モーター駆動部に供給される交流入力電源が遮断されるため、湿・乾式モーターケースの絶縁破壊による感電危険から使用者などを保護することができる。

本発明によれば、湿・乾式モーターを有する吸入装置内に水分が流入される場合、その水分によってモーター駆動部に流入される交流入力電源が遮断されるため、感電の危険から使用者を保護することができるという長所を有する。

また、本発明によれば、モーターケースとモーターの電源流入端との間で絶縁が破壊されても、モーター駆動部に流入される交流入力電源が遮断されるため、湿・乾式モーターケースの絶縁破壊による感電危険から使用者を保護することができるという長所がある。

以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。本発明を説明するにあたり、関連の公知機能あるいは構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断されない限り、それに対する詳細な説明は省略することにする。

まず、図１は、本発明の一実施例による湿・乾式モーターの電源遮断装置の構成図を示したものである。図１に図示したように、本発明の実施例による湿・乾式モーター電源遮断装置は、減圧用トランスフォーマーＴ１、リレーコイルＬ、水分感知センサー４０及びリレースイッチＳＷとを含んで構成される。

図１で、前記トランスフォーマーＴ１は、交流入力電源ＡＣを巻線比に合うように減圧して出力する。減圧された交流電源は、湿・乾式吸入装置の動作に必要な多数の直流電源（５Ｖ、１２Ｖ．．．）を発生して出力する電源供給部（Power Supply）１０に印加される。

一方、前記トランスフォーマーＴ１の電源出力端には、直列接続されたリレーコイルＬと水分感知センサー４０とが並列接続されている。

湿・乾式モーターが収納されるハウジング内に流入された水分が前記水分感知センサー４０に浸透すると、この水分感知センサー４０の絶縁抵抗が減少し、これによってトランスフォーマーＴ１から出力された電流がリレーコイルＬと水分感知センサー４０とを介して流れることになる。通常、水分が湿・乾式モーターの装着されるハウジング内での最低位置に移動するため、この水分感知センサー４０はハウジング内の最低面に装着されるのが好ましい。

一方、前記リレーコイルＬと対をなすリレースイッチＳＷは、前記リレーコイルＬが通電するか否かに応じて、湿・乾式モーター３０に駆動電源を供給するモーター駆動部２０に供給される交流入力電源を断／続する。このリレーコイルＬとリレースイッチＳＷとはワン-フォーム（one form）リレーで具現可能である。

上述したような構成を有する電源遮断装置の動作を説明すると、次のとおりである。

まず、水分感知センサー４０に水分が浸透していない正常状態では、水分感知センサー４０の絶縁抵抗が大変高い状態なので、リレーコイルＬには電流が流れない。従って、交流入力電源ＡＣは、リレースイッチＳＷを介してモーター駆動部（Driver Circuit）２０に正常印加され、モーター駆動部２０では、所定のモーター制御手順による駆動電圧を発生して湿・乾式モーター３０に印加する。これによって、モーター３０が駆動され廃棄物などを吸入することになる。

しかし、水分が水分感知センサー４０に浸透すると、水分感知センサー４０の絶縁抵抗が減少し、リレーコイルＬには電流が流れることになる。従って、前記リレーコイルＬの通電によってリレースイッチＳＷはターンオフされ、モーター駆動部２０に流入されていた交流入力電源は遮断される。もし、水分感知センサー４０の絶縁抵抗が増加したら、交流入力電源が再びモーター駆動部２０に供給される。

上述したように、本発明では、ハウジング内に水分が流入されたとしても、装置内に印加される交流入力電源を自動遮断するため、水分による感電事故を事前に予防することができる。

上記の実施例では、直列接続された前記リレーコイルＬと水分感知センサー４０とがトランスフォーマーＴ１の電源出力端に並列接続される場合について説明したが、直列接続された前記リレーコイルＬと水分感知センサー４０とを電源供給部１０の出力端に並列接続して同一な効果を得ることができる。

一方、図２は、本発明の他の実施例による湿・乾式モーターの電源遮断装置の構成を示したもので、図３は、図２の絶縁抵抗検出器ＩＲＤの回路構成図を例示したものである。

図２を参照すると、まずトランスフォーマーＴ１は、交流入力電源ＡＣを減圧して出力し、電源供給部１０は、減圧された交流電源から湿・乾式吸入装置の動作に必要な直流電源Ｖｃｃを発生して出力する。

前記電源供給部１０の直流電源Ｖｃｃ出力端にはリレーコイルＬの一側が接続され、前記リレーコイルＬが通電するか否かに応じて、湿・乾式モーター３０に駆動電源を供給するモーター駆動部２０に供給される交流入力電源を断／続するためのリレースイッチＳＷが、交流入力電源ＡＣの電源供給経路上に接続されている。

上述したような構成の他に、本発明の実施例による湿・乾式モーターの電源遮断装置は、ハウジング内に流入される水分を感知したり、前記モーターケースの絶縁破壊を感知し、それによって前記リレーコイルＬに電流が流れることができるようにリレーコイルＬの一側をグラウンドさせる感知部７０を更に含む。

前記感知部７０は、ハウジング内に流入された水分の浸透可否によって絶縁抵抗が減少され、前記直流電源Ｖｃｃを電圧降下させる水分感知センサー４０と、前記モーター３０のケースとこのモーター３０の電源流入端との間の絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗検出器６０及び前記水分感知センサー４０と絶縁抵抗検出器６０の出力信号を論理和するゲート素子５０，そして前記ゲート素子５０の出力信号レベルによって前記リレーコイルＬの一側をグラウンドさせる能動スイッチ素子Ｑとを含む。

前記感知部７０の絶縁抵抗検出器６０は、図３に図示されているように、入／出力比が１である差動増幅器ＯＰ１と比較器ＯＰ２とで具現することができる。図３で、入力端子ＸとＹは、各々モーターケースと電源入力端に接続され、出力端子Ｚは、前記ゲート素子５０の入力端に接続される。このような絶縁抵抗検出器６０の特性を説明すると、次のとおりである。

まず、モーターケースと、このモーターの電源流入端の絶縁が完壁に維持されている状況であれば、絶縁抵抗検出器６０の入力端子Ｘ、Ｙの間の絶縁抵抗は無限大なので、入力電圧Ｖｉｎは、Ｖｃｃ＊ｍ／（２＋ｍ）となり、絶縁が破壊されると、入力電圧ＶｉｎはＶｃｃ＊０．５となる。つまり、絶縁抵抗によって差動増幅器ＯＰ１の出力Ｖｏｕｔは一定レベル（Ｖｃｃ＊ｍ／（２＋ｍ））からだんだん減少することが分かる。

例えば、Ｖｃｃを５Ｖ、ｍ（ｍ＞２）＝８だと仮定すると、絶縁抵抗の減少によってＶｉｎは４Ｖから２．５Ｖに減少する。従って、比較器ＯＰ２の基準電圧Ｖｒｅｆを４Ｖと２．５Ｖの間の値にセッティングすれば、絶縁抵抗が一定水準以下に落ちた時、比較器ＯＰ２の出力は“ハイ”になる。

以下、上述したような構成を有する湿・乾式モーターの電源遮断装置の動作を説明することにする。

まず、正常状態、つまりハウジング内に水分流入がなくて、水分感知センサー４０への水分浸透がないなら、水分感知センサー４０の絶縁抵抗が大変高いため、ゲート素子５０の一入力端には“ロー”レベルの信号が印加される。

一方、モーターケースと、このモーターの電源流入端の絶縁が完壁に維持されている状況なら、比較器ＯＰ２の出力は“ロー”レベルを維持する。従って、前記ゲート素子５０の他の入力端にも“ロー”レベルの信号が印加されるので、結局能動スイッチ素子Ｑがオフ状態を維持することによって、リレーコイルＬには電流が流れない。

これによって、交流入力電源ＡＣがモーター駆動部（Driver Circuit）２０に正常印加され、モーター駆動部２０では所定のモーター制御手順による駆動電圧を発生して湿・乾式モーターＭに印加する。従って、モーター駆動によって廃棄物などが吸入されることができる。

しかし、水分がハウジング内に流入して、水分感知センサー４０に浸透すると、この水分感知センサー４０の絶縁抵抗が減少することによって、５Ｖ直流電源がゲート素子５０に印加され、これによって能動スイッチ素子Ｑが導通され、リレーコイルＬには電流が流れる。このリレーコイルＬの通電によって、リレースイッチＳＷはターンオフ状態に転換されるので、モーター駆動部２０に流入されていた交流入力電源が遮断される。

従って、ハウジング内に水分が流入されたとしても、装置内に印加される交流入力電源が自動遮断されるので、水分による感電事故を事前に予防することができるのである。

一方、モーターケースとモーターの電源流入端との間で絶縁破壊により絶縁抵抗が減少することになると、比較器ＯＰ２の出力は“ハイ”レベルに反転される。このように反転された“ハイ”レベルの信号がゲート素子５０に印加されることによって、能動スイッチ素子Ｑは導通され、それによってリレーコイルＬには電流が流れることになる。このように、リレーコイルＬに通電がなされると、リレースイッチＳＷがターンオフ状態に転換されるため、結果的にモーター駆動部２０に流入されていた交流入力電源が遮断される。

従って、本発明のモーターケースとモーターの電源入力端との間で絶縁が破壊されても、モーター駆動部２０に流入される交流入力電源を遮断させることによって、感電危険から使用者などを保護することができるのである。

本発明はその図面に示されている実施例を参照して説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野で通常の知識を有したものならば、これより多様な変形及び均等な他実施例が可能であるという点が理解できるであろう。従って、本発明の真なる技術的保護範囲は、その特許請求の範囲によってのみ定められるべきである。

本発明の一実施例による湿・乾式モーターの電源遮断装置の構成図である。 本発明の他の実施例による湿・乾式モーターの電源遮断装置の構成図である。 図２の絶縁抵抗検出器ＩＲＤの回路構成例示図である。

Claims (11)

1. モーターが装着されるハウジング内に流入された水分を検出する水分感知センサーと、
   前記水分感知センサーの出力によってスイッチングされ、前記モーターに駆動電源を供給するモーター駆動部に供給される交流入力電源を断／続するスイッチング部、
   とを具備することを特徴とするモーターの電源遮断装置。
2. 前記スイッチング部は、
   前記水分感知センサーの出力によって通電されるリレーコイルと、
   前記リレーコイルの通電に応じて、前記モーター駆動部に供給される交流入力電源を断／続するリレースイッチとを含むことを特徴とする請求項１に記載のモーターの電源遮断装置。
3. 前記水分感知センサーは、流入された水分によって絶縁抵抗が減少されるセンサーであることを特徴とする請求項１に記載のモーターの電源遮断装置。
4. 前記水分感知センサーは、モーターが装着される前記ハウジング内の最低面に装着されることを特徴とする請求項１に記載のモーターの電源遮断装置。
5. 前記モーターが湿・乾式モーターであることを特徴とする請求項１に記載のモーターの電源遮断装置。
6. モーターが装着されるハウジング内に流入された水分を検出する水分感知センサーと、
   モーターケースの絶縁破壊を感知する絶縁抵抗検出器と、
   前記水分感知センサーの出力あるいは前記絶縁抵抗検出器の出力によってスイッチングされ、前記モーターに駆動電源を供給するモーター駆動部に供給される交流入力電源を断／続するスイッチング部、
   とを具備することを特徴とするモーターの電源遮断装置。
7. 前記水分感知センサーは、流入された水分によって絶縁抵抗が減少されるセンサーであることを特徴とする請求項６に記載のモーターの電源遮断装置。
8. 前記水分感知センサーは、モーターが装着される前記ハウジング内の最低面に装着されることを特徴とする請求項６に記載のモーターの電源遮断装置。
9. 前記絶縁抵抗検出器は、
   前記モーターケースとこのモーターの入力端との間の絶縁抵抗による電圧を差動増幅する差動増幅器と、
   前記差動増幅器の出力電圧と基準電圧とを比較し、それによる信号を出力する比較器とを含むことを特徴とする請求項６に記載のモーターの電源遮断装置。
10. 前記スイッチング部は、
    前記水分感知センサーの出力あるいは前記絶縁抵抗検出器の出力によって通電されるリレーコイルと、
    前記リレーコイルの通電に応じて、前記モーター駆動部に供給される交流入力電源を断／続するリレースイッチとを含むことを特徴とする請求項６に記載のモーターの電源遮断装置。
11. 前記モーターが湿・乾式モーターであることを特徴とする請求項６に記載のモーターの電源遮断装置。

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