JP2021110577A - 検電ユニット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用のスクリュードライバに対して、ネジ回しとしての実用強度を保ちつつ、検電機能を付与することが可能な検電ユニット装置を提供する。【解決手段】本発明の代表的な検電ユニット装置１００の一つは、装着部１１０、接触部、グランド端子部１３０、および検電部１４０を備える。装着部１１０は、スクリュードライバ２００のドライバ軸２２０の側面域２２１に対して着脱自在に装着される。接触部は、装着部１１０をドライバ軸２２０に装着することによってドライバ軸２２０の側面域２２１と電気的に接続し、ドライバ軸２２０の側面域２２１を経由する回路のノードを形成する。グランド端子部１３０は、少なくとも大地との間の静電容量分によって電位を持つ。検電部１４０は、接触部とグランド端子部１３０との間を検電し、検電結果を出力する。【選択図】図４

Description

本発明は、検電ユニット装置に関する。

従来、検電機能を備えた検電ドライバが知られている。

この検電ドライバは、電設工事において電線やネジ締め箇所が活線状態（大地アースに対して交流または直流の電位を持つ状態）か否かを確認するために使用される。
また、検電ドライバを導通検知に使用することにより、電線の接続・断線を診断することも可能になる。

このような検電ドライバとして、例えば特許文献１には、『ドライバ軸の末端に電気接続された検電機能部と、検電結果を報知する報知手段と、電池ケースとからなる検電器部をグリップ部に内蔵し、この検電器部をグリップ部の後端から着脱自在に装着できるようにした活線検知ドライバ』が開示される。

また、非特許文献１には、検電ドライバとして検索された現時点の商品リストが開示される。

特開２００５−０１４１３６号公報

"検電ドライバの商品検索画面"、［online］、2019年12月28日［2019年12月28日検索］、インターネット〈URL:https://hajime4u.jp/priorart/検電ドライバ（商品検索結果）.pdf〉

一般的なスクリュードライバ（つまりネジ回し）は、ネジ締めやネジ外しに際して、ねじ切るようなねじり荷重がドライバ軸を介してグリップ部に作用する。そのため、スクリュードライバのグリップ部は強力なねじり荷重に耐えられるよう頑丈に製造される。

一方、上述した検電ドライバは、検電のための回路や電池やランプなどをグリップ部に内蔵する。そのため、検電ドライバのグリップ部には、大きな空洞スペースが設けられる。

例えば、特許文献１の図１によれば、検電器部をグリップ部の後端側から着脱自在に装着するために、グリップ部の中央部分をくり抜いた空洞スペースが設けられる。
したがって、特許文献１の技術では、ドライバ本体のグリップ部に大きな空洞スペースが必要になる。さらに、ドライバ本体に対して検電器部を着脱自在にするための専用の仕掛け加工も必要になる。

また、非特許文献１の商品リストによれば、市販の検電ドライバにも、透明プラスチックのグリップ部の中央部分に、検電器を内蔵するための大きな空洞スペースが設けられる。

以上のような空洞スペースのため、検電ドライバでネジ締めやネジ外しを行うと、グリップ部の肉薄の外周部分にねじ切るようなねじり荷重が集中する。そのため、従来の検電ドライバは、肉薄のグリップ部が脆弱で破損しやすく、実用的なネジ回しとしては使用が困難であった。

これらの事情から、電設作業の現場では、検電ドライバと電設作業用の電工ドライバの両方を携帯して併用する必要があった。すなわち、検電ドライバでネジ締め箇所の活線状態を一旦確認し、その後に検電ドライバを電工ドライバに持ち替えて、電工ドライバによるネジ締め作業を行っていた。
そのため、電設作業において、作業工数が冗長に多く、作業効率が低くなるという問題点があった。

さらに、特許文献１の技術については、着脱自在にするための専用の仕掛け加工をドライバ本体に施す必要があって、汎用のスクリュードライバに検電機能を付加できるものではないという問題点もあった。

そこで、本発明は、汎用のスクリュードライバに対して、ネジ回しとしての実用強度を保ちつつ、検電機能を付与することが可能な検電ユニット装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の代表的な検電ユニット装置の一つは、 装着部、接触部、グランド端子部、および検電部を備える。
前記装着部は、スクリュードライバのドライバ軸の側面域に対して着脱自在に装着される。
前記接触部は、前記装着部を前記ドライバ軸の前記側面域に装着することによって前記ドライバ軸の前記側面域と電気的に接続し、前記ドライバ軸の前記側面域を経由する回路のノードを形成する。
前記グランド端子部は、少なくとも大地との間の静電容量分によって、前記大地に対して電位を持つ。
前記検電部は、前記接触部と前記グランド端子部との間を検電し、検電結果を出力する。

本発明によって、汎用のスクリュードライバに対して、ネジ回しとしての実用強度を保ちつつ、検電機能を付与することが可能な検電ユニット装置が実現する。

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

図１は、検電ユニット装置を装着部の開口側から見た斜視図である。 図２は、図１に示した検電ユニット装置の一部切り欠き図である。 図３は、検電ユニット装置をグランド端子部の側から見た斜視図である。 図４は、検電ユニット装置の装着方法を説明する図である。 図５は、グランド端子部１３０の配置を説明する図である。 図６は、検電部１４０が検電する検電対象を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

＜実施例１の構成説明＞
図１には、検電ユニット装置を装着部の開口側から見た斜視図が示される。
図２には、図１に示した検電ユニット装置について、一部を切り欠くことによって、装着部の内側が示される。
図３には、図１に示した検電ユニット装置を反対側（グランド端子部の側）から見た斜視図が示される。

これらの図に示すように、検電ユニット装置１００は、装着部１１０、接触部１２０、グランド端子部１３０、検電部１４０、磁石部１５０、および絶縁被覆部１６０を備える。

装着部１１０は、例えば、絶縁被覆部１６０の一部部分に対して外周を樹脂材料などで包んで補強することによって内筒状に形成される。この装着部１１０は、スクリュードライバのドライバ軸の側面域に対して着脱自在に装着される。この装着の詳細については、後述（図４）する。

接触部１２０は、図２に図示するように、装着部１１０の内筒に露出して配置される。

グランド端子部１３０は、少なくとも大地との間の浮遊静電容量分などによって、大地に対して電位を持つ。詳しくは、グランド端子部１３０から見た検電対象側のインピーダンス分と、グランド端子部１３０と大地との間のインピーダンス分（少なくとも対地浮遊静電容量）との交流または直流の分圧作用によって、グランド端子部１３０は大地に対する電位を持つ。
さらに、大地に対する電位を与えるために、グランド端子部１３０を大地に接地してもよいし、グランド端子部１３０に大地に対する基準電位を別に印加してもよい。このグランド端子部１３０の配置箇所の詳細については、後述（図５）する。
なお、ここでの『大地』は、狭義には検知対象の接地箇所を指すが、広義には接地箇所に対して所定電位を保ちつつ、入力インピーダンスの低い仮想大地も含まれる。

検電部１４０の２つの入力端子（不図示）は、接触部１２０およびグランド端子部１３０にそれぞれ電気接続される。検電部１４０は、これら入力端子間について電気の有無や導通の有無などを検電し、検電結果を検電ランプ１４１の点灯・非点灯や音声などによって出力する。検電部１４０が検電する検電対象の詳細については、後述（図６）する。

磁石部１５０は、装着部１１０をドライバ軸の側面域に装着した際にドライバ軸の側面域に接近するように、装着部１１０に対して設置される。

絶縁被覆部１６０は、装着部１１０をドライバ軸の側面域へ装着することによって、ドライバ軸の非絶縁箇所の全長または一部を被覆して絶縁する。

＜検電ユニット装置の装着方法＞
続いて、検電ユニット装置１００を着脱可能に装着する様子について説明する。
図４は、検電ユニット装置１００の装着方法を説明する図である。

同図において、検電ユニット装置１００を装着するスクリュードライバ２００は、汎用品そのままであって、ビット２１０、ドライバ軸２２０、およびグリップ部２３０を軸方向に接合して構成される。

ビット２１０およびドライバ軸２２０の側面域２２１は、導電体で構成される。ドライバ軸２２０のグリップ部２３０の近くは、グリップ部２３０から手指がはみ出したユーザが感電しないように、絶縁チューブ２２２でもともと被覆される。

ユーザは、検電ユニット装置１００の装着部１１０の開口に、スクリュードライバ２００のドライバ軸２２０をまっすぐに差し込む。装着部１１０の開口径は、ドライバ軸２２０の径よりも広く、かつ絶縁チューブ２２２の径よりも狭い。そのため、装着部１１０の開口は、絶縁チューブ２２２に突き当たる位置で停止する。（なお、スクリュードライバ２００が絶縁チューブ２２２を有しない場合、装着部１１０はグリップ部２３０に突き当たる干渉位置で停止する。）

この状態で、ビット２１０およびドライバ軸２２０の先端側は、装着部１１０を貫通する。貫通したドライバ軸２２０の非絶縁箇所の全長（または一部）は、絶縁被覆部１６０によって被覆されることによって絶縁される。

一方、接触部１２０は、図２に示すように装着部１１０の内筒に露出する。そのため、接触部１２０は、ドライバ軸２２０の側面域２２１に接触して電気的に接続する。ここでの『電気的に接続』とは、ドライバ軸２２０の側面域２２１に直に接触して直流接続してもよい。また、誘電体層を介してドライバ軸２２０の側面域２２１に接触することによって交流接続してもよい。この『電気的に接続』によって、接触部１２０は、ドライバ軸２２０を経由する回路（図６で後述）のノードを形成する。

さらに、磁石部１５０は、ドライバ軸に接近するように装着部１１０に対して固定配置される。そのため、磁石部１５０は、磁性体であるドライバ軸２２０の側面域２２１に吸着する。この磁石部１５０と側面域２２１との吸着作用によって装着部１１０の滑落が防止される。

さらに、磁石部１５０は、吸着したドライバ軸２２０を経由してスクリュードライバのビット２１０に磁力を与える。その結果、ビット２１０は磁性体のネジなどを吸着することが可能になる。

＜グランド端子部１３０の配置箇所＞
次に、グランド端子部１３０の配置箇所について説明する。
図５は、グランド端子部１３０の配置を説明する図である。

同図において、スクリュードライバ２００には、検電ユニット装置１００が装着される。この状態で、ユーザがスクリュードライバ２００のグリップ部２３０を握ると、ユーザの手指が自然に届く範囲にグランド端子部１３０が配置される。

また、検電ユニット装置１００は、装着部１１０の内筒が円筒状に形成される。そのため、検電ユニット装置１００は、スクリュードライバ２００のドライバ軸２２０を軸中心として回動自在になる。そのため、グランド端子部１３０が手指の反対側に位置するなど遠い場合、ユーザはグリップ部２３０を握り直すことなく、検電ユニット装置１００を回動して手指が自然に接触する範囲にグランド端子部１３０を回転調整することもできる。

＜検電部１４０の動作＞
続いて、検電部１４０の動作について説明する。
図６は、検電部１４０が検電する検電対象を示すブロック図である。
同図には、スクリュードライバ２００のビット２１０が活線４００（または活線４００の電線被覆部４０１）に接触した状態を示す。

この活線４００は、電線や回路素子（不図示）などを介して、単相や三相などの電源４１０の活線側の電源端子に接続される。電源４１０の接地側の電源端子は、接地線４２０などを介して大地に接地される。

一方、グランド端子部１３０についてはオープン状態にして、グランド端子部１３０と大地との間に対地浮遊静電容量Ｃ１０が発生した状態にされる。この状態で十分な検電感度が得られる場合、グランド端子部１３０は、検電ユニット装置１００の外側に必ずしも露出させなくてもよい。

なお、ユーザがグランド端子部１３０に手指を接触させることにより、グランド端子部１３０と大地との間に人体浮遊静電容量Ｃ２０が追加された状態にしてもよい。

これらの状態において、検電部１４０は、検電対象との間に下記のノード（Ａ）〜（Ｌ）を辿る閉回路を構成する。

（Ａ）電源４１０の活線側の電源端子
（Ｂ）活線４００（または活線４００の電線被覆部４０１）
（Ｃ）ビット２１０
（Ｄ）ドライバ軸２２０の側面域２２１
（Ｅ）接触部１２０
（Ｆ）検電部１４０の接触部１２０側の入力端子
（Ｇ）検電部１４０のグランド端子部１３０側の入力端子
（Ｈ）グランド端子部１３０
（Ｉ）対地浮遊静電容量Ｃ１０（または人体浮遊静電容量Ｃ２０の追加）
（Ｊ）大地
（Ｋ）接地線４２０
（Ｌ）電源４１０の接地側の電源端子

このような検電対象の閉回路には、活線４００を直列に含むため、電源４１０から交流、直流、または脈流などが供給される。そのため、閉回路のノード間にはノイズ電位を超える有意な電位差が発生する。

ネオン管式の検電部１４０の場合、検電部１４０は、接触部１２０とグランド端子部１３０との間の有意な電位差によってネオン管の検電ランプ１４１を点灯させることにより、検電結果を出力する。

また、電池式の検電部１４０の場合、検電部１４０は、接触部１２０とグランド端子部１３０との間の有意な電位差を増幅・検波・閾値判定するなどして検電し、検電結果を検電ランプ１４１の点灯や音声などによって出力する。

一方、スクリュードライバ２００のビット２１０で接地線４２０（または接地線４２０の電線被覆部）に接触した場合、閉回路は活線４００を直列に含まないため、閉回路のノード間にはノイズ電位を超える有意な電位差は発生しない。この非活線状態を、検電部１４０は、検電結果として検電ランプ１４１の消灯や消音などにより出力する。

なお、検電ユニット装置１００は、ドライバ軸２２０の側面域２２１を介することにより、従来の検電ドライバと同様に『電線などの導通・非導通の検電』なども可能になる。

＜実施例１の効果など＞
上述した実施例１は、次のような顕著な効果を奏する。

（１）実施例１では、装着部１１０がスクリュードライバ２００のドライバ軸２２０の側面域２２１に対して装着される。そのため、特許文献１や非特許文献１の検電ドライバとは大きく異なって、スクリュードライバ２００のグリップ部２３０に検電機能用の空洞スペースを設ける必要がなくなる。すなわち、検電機能用の空洞スペースのないグリップ部２３０は、ネジ締めやネジ外しの際のねじり荷重に対して十分に耐えうることができる。そのため、検電ユニット装置１００をドライバ軸２２０の側面域２２１に装着する特別な形態にしたことにより、スクリュードライバ２００のネジ回しとしての実用強度を保つことが可能になる。

（２）実施例１では、装着部１１０がスクリュードライバ２００に対して着脱自在に装着される。この場合、スクリュードライバ２００には特別な着脱機構を設ける必要がない。そのため、汎用のスクリュードライバ２００を適宜に選択使用して、検電ユニット装置１００を着脱自在に装着することが可能になる。
一方、特許文献１にも『検電器部をグリップ部の後端側から着脱する』旨の記載がある。しかしながら、そのためにはスクリュードライバのグリップ部に検電器部を収容する空洞スペースを設けると共に、スクリュードライバに特別な着脱機構を設ける必要がある。そのため、特許文献１の技術では、汎用のスクリュードライバ２００に対して無加工のまま適用することはできない。
この点から、実施例１の検電ユニット装置１００は、汎用のスクリュードライバ２００にそのまま着脱自在である点で優れている。

（３）実施例１では、スクリュードライバ２００に検電ユニット装置１００を装着したままにすることも可能である。この場合、検電ユニット装置１００を装着したスクリュードライバ２００を１本のみ携帯して、検電作業およびネジ回し作業の両方を行うことが可能になる。
そのため、実施例１では、電設作業の現場などにおいて検電ドライバと電設作業用の電工ドライバの両方を携帯して併用する必要がなくなり、作業効率を高めることが可能になる。

（４）実施例１の検電ユニット装置１００は、磁石部１５０を備える。この磁石部１５０は、磁性体であるドライバ軸２２０の側面域２２１に吸着することによって装着部１１０の滑落を防止することが可能になる。
さらに、磁石部１５０は、ドライバ軸２２０を経由してビット２１０に磁力を与える。その結果、磁性体であるネジなどをビット２１０で吸着して保持することが可能になる。

（５）実施例１の検電ユニット装置１００は、絶縁被覆部１６０を備えることにより、ドライバ軸２２０の側面域２２１への装着に伴って、ドライバ軸２２０の非絶縁箇所の全長または一部を絶縁する。
汎用のスクリュードライバ２００は、検電作業への使用が考慮されていないものもあるため、ドライバ軸２２０の絶縁は十分とはいえない。しかしながら、検電ユニット装置１００をスクリュードライバ２００に装着することによって、ドライバ軸２２０の全長または一部が絶縁被覆部１６０によって絶縁される。そのため、汎用のスクリュードライバ２００を検電作業に適したドライバに変身させることが可能になる。

（６）実施例１では、グランド端子部１３０は、装着部１１０をドライバ軸２２０の側面域２２１に装着した状態で、スクリュードライバ２００のグリップ部２３０を握るユーザの手指が接触可能な範囲に配置される。
非特許文献１の検電ドライバの多くは、グランド端子部１３０に相当する接点を、グリップ部の後端に配置する。そのため、図５に示すような順手の持ち方では、グリップ部の後端の接点に手指を接触させることは難しい。そこで、グリップ部を逆手（シャープペンシルの芯を出す際の手の形）に持ち替えてグリップ部の後端の接点を親指で押さえる必要があった。
しかしながら、実施例１では、検電ユニット装置１００がドライバ軸２２０の側面域２２１に装着されるため、グランド端子部１３０をドライバ軸２２０のグリップ部２３０寄りに配置することが可能になる。そのため、図５に示すような順手の持ち方のまま、ユーザの手指をグランド端子部１３０に自然に接触させることが可能になる。
さらに、この順手の持ち方は、スクリュードライバ２００をネジ回しに使用する際の理想的な持ち方でもある。したがって、実施例１では、ユーザは、グリップ部２３０の持ち手を直すことなく、検電作業からネジ回し作業までを行うことが可能になる。

＜補足事項など＞
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、実施例１の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、さらに構成の追加・削除をすることも可能である。

１００…検電ユニット装置、１１０…装着部、１２０…接触部、１３０…グランド端子部、１４０…検電部、１５０…磁石部、１６０…絶縁被覆部、２００…スクリュードライバ、２１０…ビット、２２０…ドライバ軸、２２１…側面域、２２２…絶縁チューブ、２３０…グリップ部、４００…活線、４０１…電線被覆部、４１０…電源、４２０…接地線、Ｃ１０…対地浮遊静電容量、Ｃ２０…人体浮遊静電容量

Claims (4)

1. スクリュードライバのドライバ軸の側面域に対して着脱自在に装着可能な装着部と、
   前記装着部を前記ドライバ軸の前記側面域に装着することによって前記ドライバ軸の前記側面域と電気的に接続し、前記ドライバ軸の前記側面域を経由する回路のノードを形成する接触部と、
   少なくとも大地との間の静電容量分によって、前記大地に対する電位を持つグランド端子部と、
   前記接触部と前記グランド端子部との間を検電し、検電結果を出力する検電部と
   を備えたことを特徴とする検電ユニット装置。
2. 請求項１に記載の検電ユニット装置であって、
   前記ドライバ軸の前記側面域への装着によって前記ドライバ軸の前記側面域に接近配置される磁石部を備え、
   前記磁石部は、磁性体である前記ドライバ軸の前記側面域に吸着することによって前記装着部の滑落を防止し、かつ前記ドライバ軸を経由して前記スクリュードライバのビット（刃先）に磁力を与える
   ことを特徴とする検電ユニット装置。
3. 請求項１〜２のいずれか一項に記載の検電ユニット装置であって、
   前記ドライバ軸の前記側面域への装着によって前記ドライバ軸の非絶縁箇所の全長または一部を被覆して絶縁する絶縁被覆部を備える
   ことを特徴とする検電ユニット装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の検電ユニット装置であって、
   前記グランド端子部は、前記装着部を前記ドライバ軸の前記側面域に装着した状態で、前記スクリュードライバのグリップ部を握るユーザの手指が接触可能な範囲に配置される
   ことを特徴とする検電ユニット装置。

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