JP2890476B2 - 気泡発生浴槽の浴湯循環ポンプ駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は気泡発生浴槽の浴湯循環ポンプ駆動回路に関
する。

（ロ） 従来の技術 従来、浴槽本体と同浴槽本体の外部に設置した浴湯の
循環ポンプとの間に、浴湯吸込流路と浴湯強送流路を介
設し、浴湯強送流路の終端を浴槽本体内に開口すると共
に、同浴湯強送流路に空気取入部を連通連設して、気泡
混じりの浴湯を浴槽本体内に噴出すべく構成した気泡発
生浴槽がある。

また、最近、循環ポンプのモータをインバータを介し
て駆動することにより、モータの回転数を可変にして、
同ポンプの吐出圧及び吐出量を制御できるようにしたも
のが開発されている。

（ハ） 発明が解決しようとする課題 ところが、インバータの交流出力には、第13図、第14
図で示すように、高周波成分が多く含まれており、この
高周波成分がモータの界磁と巻線間の容量結合によって
界磁側に漏洩し、モータ等のアースが不完全であると、
漏洩した高周波成分がポンプの接水部を介して浴槽本体
の浴湯に流れて入浴者が感電する危険性があった。

なお、商用電源は必ず一方の極が大地にアースされて
おり、入浴者がアースされた物品に接触すると、インバ
ータで発生した高周波電流が、同インバータ→モータの
巻線→（容量結合）→モータの界磁→ポンプ→浴湯→人
体→アースされた物品→大地→商用電源のアース→商用
電源からインバータへの配線→インバータという経路を
介して漏洩し、上記経路中に介在した入浴者を感電させ
ることになる。

また、インバータと循環ポンプがケースなどを介して
導通していると、インバータで発生した高周波電流が、
インバータ→ケース→ポンプ→浴湯→人体→アースされ
た物品→大地→商用電源のアース→商用電源からインバ
ータへの配線→インバータという経路を介して漏洩し、
上記経路中に介在した入浴者を感電させることになる。

（ニ） 課題を解決する手段 本発明では、浴槽本体と同浴槽本体の外部に設置した
浴湯の循環ポンプとの間に、浴湯吸込流路と浴湯強送流
路とを介設し、浴湯強送流路の終端を浴槽本体内に開口
させると共に、同浴湯強送流路に空気取入部を連通連設
して、気泡混じりの浴湯を浴槽本体内に噴出すべく構成
し、かつ、上記循環ポンプのモータ部をインバータで駆
動することにより、循環ポンプの回転数を変速可能にし
た気泡発生浴槽において、循環ポンプのモータケーシ
ングを商用電源の中点にコンデンサを介して接続したこ
とを特徴とする気泡発生浴槽の浴湯循環ポンプ駆動回路
と、インバータのフレームを商用電源の中点にコンデ
ンサを介して接続したことを特徴とする気泡発生浴槽の
浴湯循環ポンプ駆動回路と、循環ポンプのモータケー
シングとインバータのフレームとを、それぞれコンデン
サを介して商用電源の中点に接続したことを特徴とする
気泡発生浴槽の浴湯循環ポンプ駆動回路とを提供せんと
するものである。

（ホ） 作用・効果 本発明によれば、万一、アースが不完全であっても、
モータケーシングと商用電源の中点とがコンデンサを介
して接続されているので、両者の間に高周波インピーダ
ンスが低い回路が形成され、浴湯を流れる高周波電流の
レベルが下がるので、感電を防止することができる。

また、インバータのフレームと商用電源中点とをコン
デンサを介して接続したことで、両者の間に高周波イン
ピーダンスが低い回路が形成され、浴湯を流れる高周波
電流のレベルが下がるので、感電を防止することができ
る。

更に、モータケーシングとインバータのフレームの両
方を、それぞれコンデンサを介し商用電源中点に接続し
たことで、上記の一方で商用電源の中点に接続したもの
よりも更に高周波インピーダンスを下げて、浴湯を流れ
る高周波電流のレベルを下げることができ、感電防止の
効果を高めることができる。

（ヘ） 実施例 本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、第１図
及び第２図において（Ａ）は本発明に係る気泡発生浴槽
を示しており、同気泡発生浴槽（Ａ）は浴槽本体（１）
と同浴槽本体（１）の外部に設置した浴湯の循環ポンプ
（２）との間に、浴湯吸込流路（３）と浴湯強送流路
（４）とを介設し、浴湯強送流路（４）の終端部を６個
に分岐し、分岐された浴湯強送流路（４）の各終端にそ
れぞれ足側、背側、腹側噴出ノズル（５）（５）、
（６）（６）、（７）（７）を連通連設し、同足側、背
側、腹側噴出ノズル（５）（５）（６）（６）（７）
（７）を介し、浴湯強送流路（４）を浴槽本体（１）内
に開口させると共に、同浴湯強送流路（４）に空気取入
部（８）を連通連設して、気泡混じりの浴湯を浴槽本体
（１）内に噴出すべく構成している。

また、浴槽本体（１）の周縁に所定幅のリム（９）を
形成して、同リム（９）に空気取入部（８）を設けてい
る。

また、浴槽本体（１）の外部にポンプ保護ケース（1
0）を設けて、内部に前記の循環ポンプ（２）と濾過機
（11）と、制御装置（Ｃ）と、インバータ（13）と、こ
れらの付属機器を収納している。

循環ポンプ（２）は、第３図で示すように、モータ部
（21）とポンプ部（22）とで構成されており、モータ部
（21）は、３相誘導モータであり、モータケーシング
（23）中に界磁（24）を配設して、同界磁（24）に巻線
（25）を巻回し、同巻線（25）に交流電圧を印加して回
転磁界を発生させると共に、モータケーシング（23）中
に篭型の回転子（26）を出力軸（27）を介し軸支してお
り、後述のインバータ（13）によって回転磁界の回転速
度を変更することによって、出力軸（27）の回転速度を
調節できるようにしている。

ポンプ部（22）は、ポンプケーシング（28）内に、浴
湯吸込流路（３）と濾過機（11）とに連通した上段イン
ペラー室（29）と、浴湯吸込流路（３）と浴湯強送流路
（４）とに連通した下段インペラー室（30）とを形成
し、上段、下段インペラー室（29）（30）中にそれぞれ
上段、下段インペラー（31）（32）を回動自在に配設し
て出力軸（27）に連動連結している。

また、図示するように、モータケーシング（23）とポ
ンプケーシング（28）との間に、合成樹脂製の絶縁板
（33）を介設して、界磁（24）を介してモータケーシン
グ（23）に漏洩した高周波電流が、ポンプケーシング
（28）を介して浴湯に漏洩するのを防止すると共に、上
段、下段インペラー（31）（32）を電気絶縁性を有する
合成樹脂素材で一体に構成し、同インペラー（31）（3
2）の中心軸（34）を上方に延設して、同軸（34）の上
端部に出力軸挿入孔（35）を穿設し、同孔（35）にモー
タ部（21）の出力軸（27）を挿入固定し、ケーシング
（28）の上部と中心軸（34）との間にメカニカルシール
（36）を介設して漏水を防止すると共に、電気絶縁性を
有する合成樹脂の中心軸（34）によってポンプ部（22）
とモータ部（21）とを電気的に絶縁している。

インバータ（13）は、第４図、第５図で示すように、
商用電源（37）からの単相交流100Vを、整流回路（38）
及び平滑回路（Ｆ）で直流200Vに変換し、スイッチング
回路（39）に供給し、同スイッチング回路（39）を、イ
ンバータ制御回路（12）を介し制御装置（Ｃ）で制御し
て、インバータ（13）の出力周波数を任意に変更するこ
とができる。

したがって、制御装置（Ｃ）からの制御によって、循
環ポンプ（２）の回転数を変更して、同ポンプ（２）の
吐出圧および吐出量を変更することができることにな
る。

また、上記インバータの出力波形をPWM制御すること
により、同出力波形の平均値を正弦波形に近似させて、
モータ部（21）の回転を円滑にしている。

しかしながら、かかるインバータ（13）から出力され
る交流電力には、前述したように非常に多くの高周波成
分が含まれており、この高周波成分が、モータ部（21）
の界磁（24）と巻線（25）間の容量結合を介して浴湯に
漏洩し、モータ部（21）のアースが不完全であると、前
記の漏洩電流の経路に、高周波電流が流れて入浴者が感
電するおそれがある。

そこで、本発明では、前記の高周波漏洩電流の経路
に、高周波インピーダンスが低い回路を並設して、高周
波漏洩電流を商用電源（37）の中点（ｎ）に帰還させる
ことにより、上記経路を流れる高周波電流のレベルを低
下させて、入浴者の感電を防止するようにしている。

すなわち、第６図で示すように、モータケーシング
（23）と商用電源（37）の中点とをコンデンサ（c1）を
介して接続することにより、モータケーシング（23）と
商用電源（37）間の高周波インピーダンスを低下させ
て、インバータ（13）からモータ部（21）に伝達された
高周波成分の大部分をこの経路を経由して商用電源（3
7）の中点（ｎ）に帰還させることができるようにした
ものである。

なお、（60）はダイオード、（61）（62）はコンデン
サを示し、商用電源（37）の２極を直列接続した同一容
量のコンデンサ（61）（62）で接続し、各コンデンサ
（61）（62）の中間を商用電源（37）の中点（ｎ）とし
ている。

また、第７図で示すように、インバータ（13）のフレ
ーム（ｆ）をコンデンサ（c2）を介して商用電源（37）
の中点とをコンデンサ（c2）を介して接続することによ
り、インバータ（13）と商用電源（37）間の高周波イン
ピーダンスを低下させて、インバータ（13）で発生した
高周波成分の大部分をこの経路を経由して商用電源（3
7）の中点（ｎ）に帰還させることができるようにした
ものである。

第８図は、モータケーシング（23）とインバータ（1
3）のフレーム（ｆ）の両方を、商用電源（37）の中点
にそれぞれコンデンサ（c3）（c4）を介して接続するこ
とにより、第６図、第７図のものよりも更に高周波イン
ピーダンスを低下させて、前記経路を流れる高周波漏洩
電流のレベルを低下させるようにしたものである。

なお、第９図、第10図は、モータケーシング（23）と
商用電源（37）の中点とを第６図に示すように、コンデ
ンサ（c1）を介して接続した際、浴湯中に漏洩した高周
波電圧の周波数分布と電流の時間的経過とを示してお
り、第13図、第14図で示した従来技術における高周波成
分に比べ大巾に減少していることが認められる。

したがって、万一、モータ部（21）のアースが不完全
であっても、入浴者の感電を防止することができる。

また、本実施例において、各噴出ノズル（５）（６）
（７）は同一構成であり、以下、足側噴出ノズル（５）
を例にとり、第11図を参照して説明する。

足側噴出ノズル（５）は、浴槽本体（１）の側壁に嵌
入させた筒状のノズル本体（70）と、同ノズル本体（7
0）内に設けた弁座（71）と、同弁座（71）の後方に設
けた弁体（72）と、同弁体（72）を進退作動させるノズ
ルモータ（M1）と、上記弁座（71）の前方に設けた首振
り自在のスロート（73）とで構成されている。

ノズル本体（70）には、その後部に浴湯強送流路
（４）を連通させ、上記弁座（71）に弁体（72）を接離
させて、同ノズル（５）からの浴湯の噴出量と噴出圧と
を調節すると共に、中央部周壁に空気取入部（８）を連
通した空気吸入口（74）を開口させて、弁座（71）を通
過した浴湯のエジェクタ効果により、浴槽本体（１）内
に噴出する浴湯中に空気を混入させるように構成してい
る。

ノズルモータ（M1）は、ノズル本体（70）の後壁に取
付けられたステッピングモータと、同モータの回転運動
を直線運動に変換して弁体（72）に伝達するボールスク
リューとで構成されており、後端部に弁体（72）の位置
を検出する弁体位置センサ（75）を配設している。

制御装置（Ｃ）は第12図で示すように、マイクロプロ
セッサ（MPU）と、入出力インターフェース（Ｉ）
（Ｏ）と、制御プログラムを格納したメモリ（Ｍ）とで
構成されており、入力インターフェース（Ｉ）には、浴
湯強送流路（４）に配設した温度センサ（ｔ）と圧力セ
ンサ（ｐ）と、空気取込部（８）上に設けた操作パネル
部（14）に配設した気泡発生浴槽（Ａ）の運転をON・OF
Fしたり、各噴出ノズルからの浴湯噴出を強弱調節した
り、浴湯の噴出形態を指定したり、浴湯を噴出させるノ
ズルを指定したりする各種スイッチ（50）（50）…と接
続しており、これらのセンサ（ｔ）（ｐ）及びスイッチ
群（50）（50）…からの入力により各噴出ノズル（５）
（５）（６）（６）（７）（７）の開閉度合や、循環ポ
ンプ（２）の回転数等を制御して、各種の浴湯噴出形態
をとることができるようにしている。

また、操作パネル部（14）は、第１図に示すように、
一側端部に赤外線受信部（17）を設けて、リモートコン
トローラ（16）からの制御信号を受けるようにしてい
る。

リモートコントローラ（16）には、操作パネル部（1
4）に配設した各種スイッチ（50）（50）…に対応した
スイッチ群を配設しており、同スイッチ群の操作によ
り、各スイッチごとに設定した赤外線信号を赤外線照射
部（15）から発信し、同赤外線信号を操作パネル部（1
4）の赤外線受信部（17）で受信して、制御装置（Ｃ）
の入力インターフェース（Ｉ）に入力することにより、
入浴者からの制御操作を受付けて、上記各スイッチに対
応した浴湯の噴出形態をとるように構成している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による浴湯循環ポンプ駆動回路を有する
気泡発生浴槽の全体斜視図、第２図は同浴槽の構成を示
す説明図、第３図は浴湯循環ポンプの縦断面図、第４
図、第５図はインバータの構成を示すブロック図、第６
図〜第８図はモータケーシング、インバータフレーム、
商用電源中点の接続状態を示す回路図、第９図、第10図
は本発明における浴湯中の高周波電圧及び電流を示すグ
ラフ、第11図は噴出ノズルの縦断面図、第12図は制御装
置の構成を示すブロック図、第13図、第14図は従来技術
における浴湯中の高周波電圧及び電流を示すグラフ。 （Ａ）：気泡発生浴槽 （ｃ）：コンデンサ （ｆ）：フレーム （ｎ）：中点 （１）：浴槽本体 （２）：循環ポンプ （３）：浴湯吸込流路 （４）：浴湯強送流路 （８）：空気取入部 （13）：インバータ （23）：モータケーシング （37）：商用電源

フロントページの続き (72)発明者 橋田 光明 神奈川県茅ケ崎市本村２丁目８番１号 東陶機器株式会社茅ケ崎工場内 (72)発明者 内山 浩一 神奈川県茅ケ崎市本村２丁目８番１号 東陶機器株式会社茅ケ崎工場内 (72)発明者 森山 謙治 神奈川県茅ケ崎市本村２丁目８番１号 東陶機器株式会社茅ケ崎工場内 (56)参考文献 特開 平３−4854（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61H 23/00 535

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浴槽本体（１）と同浴槽本体（１）の外部
   に設置した浴湯の循環ポンプ（２）との間に、浴湯吸込
   流路（３）と浴湯強送流路（４）とを介設し、浴湯強送
   流路（４）の終端を浴槽本体（１）内に開口させると共
   に、同浴湯強送流路（４）に空気取入部（８）を連通連
   設して、気泡混じりの浴湯を浴槽本体（１）内に噴出す
   べく構成し、かつ、上記循環ポンプ（２）のモータ部
   （21）をインバータ（13）で駆動することにより、循環
   ポンプ（２）の回転数を変速可能にした気泡発生浴槽
   （Ａ）において、 循環ポンプ（２）のモータケーシング（23）を商用電源
   （37）の中点（ｎ）にコンデンサを介して接続したこと
   を特徴とする気泡発生浴槽の浴湯循環ポンプ駆動回路。
2. 【請求項２】浴槽本体（１）と同浴槽本体（１）の外部
   に設置した浴湯の循環ポンプ（２）との間に、浴湯吸込
   流路（３）と浴湯強送流路（４）とを介設し、浴湯強送
   流路（４）の終端を浴槽本体（１）内に開口させると共
   に、同浴湯強送流路（４）に空気取入部（８）を連通連
   設して、気泡混じりの浴湯を浴槽本体（１）内に噴出す
   べく構成し、かつ、上記循環ポンプ（２）のモータ部
   （21）をインバータ（13）で駆動することにより、循環
   ポンプ（２）の回転数を変速可能にした気泡発生浴槽
   （Ａ）において、 インバータ（13）のフレーム（ｆ）を商用電源（37）の
   中点（ｎ）にコンデンサ（ｃ）を介して接続したことを
   特徴とする気泡発生浴槽の浴湯循環ポンプ駆動回路。
3. 【請求項３】浴槽本体（１）と同浴槽本体（１）の外部
   に設置した浴湯の循環ポンプ（２）との間に、浴湯吸込
   流路（３）と浴湯強送流路（４）とを介設し、浴湯強送
   流路（４）の終端を浴槽本体（１）内に開口させると共
   に、同浴湯強送流路（４）に空気取入部（８）を連通連
   設して、気泡混じりの浴湯を浴槽本体（１）内に噴出す
   べく構成し、かつ、上記循環ポンプ（２）のモータ部
   （21）をインバータ（13）で駆動することにより、循環
   ポンプ（２）の回転数を変速可能にした気泡発生浴槽
   （Ａ）において、 循環ポンプ（２）のモータケーシング（23）とインバー
   タ（13）のフレーム（ｆ）とを、それぞれコンデンサを
   介して商用電源（37）の中点（ｎ）に接続したことを特
   徴とする気泡発生浴槽の浴湯循環ポンプ駆動回路。