JP2890478B2 - 気泡発生浴槽の浴湯循還ポンプ駆動回路 - 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、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、第13図、第14図で示すような高
周波電圧及び電流がポンプの接水部を介して浴槽本体の
浴湯に漏洩して入浴者が感電する危険性があった。

つまり、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、循環ポンプのモータが侵水等により浴湯と導通
した場合には、入浴者がアースされた物品に接触すると
感電するという危険性がある。

（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
路を介設し、浴湯強送流路の終端を浴槽本体内に開する
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、か
つ、上記循環ポンプのモータ部を、インバータを介して
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、商用電源と上記インバー
タとの間に、絶縁トランスを介設すると共に、循環ポン
プのモータケーシングを、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、インバータのフレームを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、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、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、モータ部等のアースが不完全
であっても、商用電源とインバータとの間に介設した絶
縁トランスによって、前記漏電電流の経路が絶縁トラン
スによって遮断されており、かつ、モータケーシングと
商用電源の中点間にインピーダンスが低い回路が形成さ
れ、この回路を介して漏洩電流が商用電源の中点に帰還
するので、上記経路を流れる電流のレベルを低下させる
ことができる。

また、インバータのフレームと商用電源の中点とを接
続したこと、両者の間にインピーダンスが低い回路が形
成され、この回路を介して漏洩電流が商用電源の中点に
帰還するので、上記経路を流れる電流のレベルを低下さ
せることができる。

更に、モータケーシングとインバータのフレームに両
方を商用電源の中点とを接続したことで、これらの間に
更に低いインピーダンスの回路が形成され、この回路を
介して漏洩電流が商用電源の中点に帰還するので、上記
経路を流れる電流のレベルを大巾に低下させることがで
きる。

したがって、モータから漏出した電流が、浴槽中に流
れるのが防止され、入浴者の感電が防止される。

（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、ポンプケーシ
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10V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PMW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、入
浴者がアースされた物品に接触したとき、前記の高周波
電流の経路に電流が流れて感電するおそれがある。

また、侵水などでモータ部（21）の通電部分が浴湯と
導通すると、入浴者がアースされた物品に接触したと
き、商用電源（37）からの電流により感電する恐れがあ
る。

そこで本発明では、商用電源（37）とインバータ（1
3）との間に、絶縁トランス（40）を介設して、前記の
漏洩電流の経路を遮断すると共に、同経路と平行して低
インピーダンスの回路を設け、入浴者の感電を防止する
ようにしている。

絶縁トランス（40）は、第６図で示すように、一次側
巻線（41）と二次側巻線（42）とが接続されておらず、
完全に絶縁されており、また、両方の巻線（41）（42）
間の容量結合を可及的に小さくして、高周波電流が一次
側と二次側との間を流れ難くしたものである。

したがって、前記の漏洩電流の経路が絶縁トランス
（40）によって遮断されることになる。

低インピーダンスの回路を設けるには、第６図で示す
ように、絶縁トランス（40）の二次側巻線（42）からセ
ンタータップ（44）を導出して商用電源（37）の中点
（ｎ）とし、モータケーシング（23）を接続して、モー
タケーシング（23）と中点（ｎ）との間に低インピーダ
ンスの回路を形成している。

また、第７図で示すように、上記中点（ｎ）にインバ
ータ（13）のフレーム（ｆ）を接続して中点（ｎ）との
間に低インピーダンスの回路を形成している。

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）の両方を中点（ｎ）に接続して、
モータケーシング（23）とインバータ（13）のフレーム
（ｆ）と中点（ｎ）との間に低インピーダンスの回路を
形成している。

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
（ｎ）に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、第８図に示すように、モー
タケーシング（23）と商用電源（37）の中点（ｎ）を接
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、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、第１図に示すように、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・OFF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、各センサ（ｔ）
（ｐ）及び各種スイッチ群（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
はインバータの構成を示すブロック図、第５図はスイッ
チング回路図、第６図〜第８図は絶縁トランスの回路
図、第９図、第10図は本発明における浴湯中の高周波電
流を示すグラフ、第11図は噴出ノズルの断面図、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 （ｆ）：フレーム （１）：浴槽本体 （２）：浴湯循環ポンプ （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 （21）：モータ部 （37）：商用電源 （40）：絶縁トランス

───────────────────────────────────────────────────── 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３−4855（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−4854（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−4864（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−4863（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）を介して駆動することによ
   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、 商用電源（37）と上記インバータ（13）との間に、絶縁
   トランス（40）を介設すると共に、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）を介して駆動することによ
   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）を介して駆動することによ
   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、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。