JP3217353U - 電位確認装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えば、危険領域に設置された可燃性塗料などの容器の電位確認を容易にして、危険領域での作業の作業性を向上させることができる電位確認装置を提供すること。
【解決手段】 検査対象Ｄに接触させる検査用接点と、予め基準電位が設定され、この基準電位と上記検査用接点の電位とを比較して、それらの電位差に応じて信号を出力する電位比較回路７と、この電位比較回路７を収容したケーシング５と、上記電位比較回路７からの信号を上記ケーシング５の外に設けられた外部機器１０に対して出力する信号出力部８と、上記電位比較回路を動作させるための電源１１を接続する電源端子１２とが設けられ、信号出力部８から出力された信号で外部機器１０を制御する。
【選択図】 図２

Description

例えば、可燃性の塗料や粉体などを入れる金属製の容器が、接地されているかどうかを確認するための電位確認装置に関する。

可燃性の塗料や粉体などを取り扱う現場で、静電気による着火事故の多くは、接地不良により帯電した導体と接地された導体間で生じる火花放電が原因となって発生する。
例えば、可燃性の塗料をドラム缶などに充填する工程で、ドラム缶が接地されていないために火花放電が発生すれば、それが塗料に引火して事故の原因になってしまう。
このような火花放電に起因する着火事故は、接地を確実に行なうことで未然に防止することができる。
そこで、可燃性塗料などを扱う現場では、金属製の容器を接地することが必須である。容器が接地されているかどうかを人の感覚で判断することは難しいので、例えば特許文献１に示すような電位確認装置を用いて、接地状況を確認していた。

この従来の電位確認装置は、一対の検査用接点でドラム缶を挟み、これらの検査用接点間を、ドラム缶を介して導通させるとともに、このドラム缶が接地電位の場合に、発光体を発光させる検出回路を備えている。
したがって、作業者は発光体の発光によってドラム缶が接地されていることを確認できる。このようにドラム缶の接地を確認してからであれば、塗料の充填作業を安全に行なうことができる。

特開２０１１−０４８０９０号公報 特開２０１５−２０４２３４号公報

上記した従来の電位確認装置は、ドラム缶などの検査対象が接地されたか否かを発光体によって表示するだけであった。そのため、作業者は発光体の発光状況をいちいち確認し、て、次の充填作業に移らなければならなかった。
特に、多数のドラム缶が設置された現場では、それぞれに接続された電位確認装置の数も多いので、電位確認装置の発光体を１つずつ確認する作業は手間のかかるものであった。
もし、電位確認装置とドラム缶との対応関係を間違えてしまえば、接地されていないドラム缶に可燃性の塗料を充填してしまうようなことが起こって着火事故につながる可能性もある。

このように、確実な接地確認のため、ドラム缶との対応関係を確認しながら、発光体の発光状況を１つずつ確認する作業には時間がかかってしまうという問題があった。
また、接地確認後の塗料の充填作業等も、接地確認作業との連続性がないため、作業性が悪いという問題もあった。
この考案の目的は、例えば、可燃性塗料の容器などの電位確認を容易にして、電位確認及びそれに連続する作業の作業性を向上させることができる電位確認装置を提供することである。

第１の考案は、検査対象に接触させる検査用接点と、予め基準電位が設定され、この基準電位と上記検査用接点の電位とを比較して、それらの電位差に応じて信号を出力する電位比較回路と、この電位比較回路を収容したケーシングと、上記電位比較回路からの信号を上記ケーシング外に設けられた外部機器に対して出力する信号出力部と、上記電位比較回路を動作させるための電源を接続する電源端子とが設けられたことを特徴とする。

第２の考案は、上記電源端子が安全保持回路を介して電源に接続され、上記安全保持回路は、上記電位比較回路に対して供給する電流または電圧を制限する機能を備えたことを特徴とする。
なお、上記安全保持回路は、電位比較回路に対して供給する電流または電圧のいずれかを制限する機能を備えていれば良いが、電流と電圧の両方の上限を制限するようにしてもよい。

第３の考案は、上記電位比較回路に設定される基準電位が接地電位である。

この考案によれば、検査対象の電位が基準電位になっているかどうかを判定し、その判定結果に基づいて出力される信号によって外部機器を制御することができる。
特に、基準電位を接地電位にすれば、例えば、可燃性の塗料の容器などの接地確認にしたがって、塗料の充填を自動的に行なうなど、作業の安全性及び作業性を向上させることができる。

また、第２の考案によれば、ケーシングに供給される電流または電圧の上限を制限して、ケーシング内の電位比較回路を原因とする火花放電を防止できる。したがって、電位比較回路を収容したケーシングを、例えば可燃性の雰囲気などの危険領域に設けることができる。また、電位比較回路を動作させる電源を自由に選択できる。例えば、大電流が出力される可能性がある電源であっても、安全保持回路を介して電位比較回路の電源端子に接続することによって、電位比較回路での火花放電を防止できる。

第３の考案によれば、検査対象の接地を検出したとき、自動的に外部機器を制御することができる。

この考案の第１実施形態の概略構成図である。 第２実施形態の概略構成図である。

図１は、この考案の電位確認装置の第１実施形態の概略構成図である。
この第１実施形態の電位確認装置は、ドラム缶Ｄに、充填機１から可燃性の塗料を充填する現場において、ドラム缶Ｄが接地電位になっていることを検出してから、充填機１のバルブＶを開いてドラム缶Ｄに塗料が充填されるようにするものである。この第１実施形態では上記ドラム缶Ｄが検査対象であり、このドラム缶Ｄは接地された金属ベース２上に載置されている。

また、この電位確認装置は、ドラム缶Ｄの開口縁を挟むクリップ３を備え、このクリップ３内には図示しない検査用接点が設けられている。この検査用接点は、検査用ケーブル４を介してケーシング５に設けられた検査用端子６と電気的に導通している。また、検査用接点は先端を尖らせた接点であり、その尖端がドラム缶Ｄの開口縁を挟むクリップ３の挟持力と相まって、ドラム缶Ｄの表面に付着した塗料などの絶縁物を突き破って、金属に部分に接触するようにしている。
したがって、クリップ３でドラム缶Ｄを挟めば、ドラム缶Ｄと上記検出用端子６とが同電位になる。

また、上記ケーシング５内には、電位比較回路７が収容されている。この電位比較回路７は、予め、基準電位が設定され、この基準電位と上記検出用端子６の電位とを比較して、その電位差に応じて信号出力部である出力端子８から信号を出力するように構成されている。この第１実施形態では、上記基準電位として接地電位が設定され、検査用端子６との電位差がゼロのとき内部のスイッチング素子が導通して信号が出力されるように構成されている。

さらに、ケーシング５には、上記スイッチング素子の導通によって点灯する確認用の発光体Ｌを設けている。
したがって、ドラム缶Ｄが上記金属ベース２を介して接地されているとき、電位比較回路７から出力端子８に信号が出力されるとともに、発光体Ｌが点灯する。

さらに、ケーシング５内には、電位比較回路７を動作させるための電源として乾電池が収容され、この乾電池が電位比較回路７の図示しない電源端子に、図示しない安全保持回路を介して接続されている。
この安全保持回路は、電源である乾電池から出力される電流または電圧を制限する機能を有し、予期しない大電流が電位比較回路７に供給されないようにしている。これによって、電位比較回路７内での火花放電を防止できる。そのため、ケーシング５を、可燃性溶剤の蒸気が含まれた危険領域Ａに設置しても、上記電位比較回路７が着火原因になることがない。

また、ケーシング５に設けられた出力端子８には、信号線９を介して外部機器であるバルブコントローラ１０が接続されている。このバルブコントローラ１０は充填機１のバルブＶの開閉を制御するものであり、出力端子８から出力された電気信号が入力されたとき、上記バルブＶを開状態にするように動作する。

したがって、ドラム缶Ｄの開口縁をクリップ３で挟んで検査用端子６がドラム缶Ｄと同電位になったときに、ドラム缶Ｄが接地されていれば、上記出力端子８からバルブコントローラ１０に対して電気信号が出力される。バルブコントローラ１０は上記信号入力をトリガーとして充填機１のバルブＶを開き、塗料がドラム缶Ｄに充填される。
このとき、発光体Ｌが点灯するので、作業者はこの点灯によっても接地状態を確認することができる。

一方、ドラム缶Ｄが接地されていなければ、出力端子８からはバルブコントローラ１０への信号が出力されない。したがって、バルブコントローラ１０はバルブＶの閉状態を保つ。なお、初期状態ではバルブＶは閉状態を保っているものとする。
このように、第１実施形態では、電位比較回路７がドラム缶Ｄの接地を検出したら、自動的に塗料が充填されるので、充填作業の作業性が向上する。さらに、従来のように作業者が発光体Ｌによって接地確認をする場合のように、人為的な確認ミスが起こることもない。
なお、図１では、バルブコントローラ１０を、ケーシング５とともに危険領域Ａに設けているが、バルブコントローラ１０は危険領域Ａとは区画された非危険領域Ｂ（図２参照）に設けてもよい。

図２に示す第２実施形態は、電位比較回路７の電源として、非危険領域Ｂに設けられた電源１１を用いるものである。この電源１１は、電位比較回路７に対して定電圧を供給する電源で、第１実施形態の乾電池のような交換を必要としないものである。
なお、この第２実施形態において上記第１実施形態と同様の構成要素には、図１と同じ符号を用いている。

また、ケーシング５には電位比較回路７の電源端子１２が設けられ、この電源端子１２は安全保持回路１３を介して電源線１４ａ，１４ｂによって上記電源１１と接続されている。
この安全保持回路１３は、上記した第１実施形態のケーシング５に設けられた安全保持回路と同様に、出力する電流または電圧を制限する回路である。したがって、安全保持回路１３によって電源１１から電源端子１２へ大電流が供給されないようにして、電位比較回路７での火花放電の発生を防止している。

また、ケーシング５の出力端子８には、第１実施形態と同様に信号線９を介してバルブコントローラ１０が接続されている。
そして、この第２実施形態では、ケーシング５を、上記ドラム缶Ｄ及び可燃性の塗料の充填機１が設置された危険領域Ａに設け、上記安全保持回路１３、電源１１及びバルブコントローラ１０を危険領域Ａと区画された非危険領域Ｂに設けている。

第２実施形態でも、ドラム缶Ｄの開口縁をクリップ３で挟んだとき、ドラム缶Ｄが金属ベース２を介して接地されていれば、検出用端子６が接地電位となって、電位比較回路７内のスイッチング素子が導通して出力端子８から上記バルブコントローラ１０に電気信号が出力される。バルブコントローラ１０は、信号の入力をトリガーとしてバルブＶを開き、塗料がドラム缶Ｄに供給される。
このように、第２実施形態も、ドラム缶Ｄの接地が検出されたら、自動的に塗料が充填され、同時に確認用の発光体Ｌも点灯する。

さらに、この第２実施形態は、電位確認回路７を動作させる電源として乾電池ではなく電源１１を用いているので、電池交換の必要がない。そのため、電池交換の手間がかからないし、電池交換中に充填作業などを中断する必要もない。
もし、ケーシング５を開いて電池交換するならば、非危険領域Ｂで行なわなければならない。なぜなら、電池交換を行なうとき、火花が発生する可能性があり、危険領域Ａではその火花が着火原因になる可能性があるからである。

そのため、電池が切れた場合には、危険領域Ａに設定されたケーシング５を非危険領域Ｂへ移動させなければならず、塗料の充填作業などの中断時間が長くなってしまう。このように、電池交換を必要とする場合には、作業効率が落ちてしまうことになるが、この第２実施形態では、電池交換の手間を省略でき、充填作業の効率を落とすこともない。
また、仮に電源１１に何らかの不具合があった場合でも、非危険領域Ｂに設置されている電源１１は、その場で修理ができるので、充填作業に与える影響を少なくできる。

なお、上記第１，２実施形態では、ケーシング５を危険領域Ａに設置しても、着火事故などが起こらないように、電位比較回路７での火花放電を防止するために、電位比較回路７と電源との間に安全保持回路を設けて、電位比較回路７に供給される電流または電圧を制限している。

ただし、ケーシング５を、内部で発生した火花が、可燃性の雰囲気中に出ない構成にできれば、上記安全保持回路１３などによって供給電流や電圧を制限しなくても良い。
また、危険領域Ａに設置されるケーシング５の構造を、可燃性の雰囲気が内部に入らないものにできる場合にも、安全保持回路は無くてもよい。
さらに、上記出力端子８にも安全保持回路１３を接続しておけば、接続を誤って信号線９に電源などを接続してしまった場合にも、電位比較回路７に大電流が供給されることを防止できる。

上記第１，２実施形態では、バルブコントローラ１０が、出力端子８から出力される信号で制御される外部機器であるが、外部機器はどのような機器でも構わない。例えば、上記バルブコントローラ１０の代わりに、接地状態を表示する監視装置を接続して接地状態を表示させてもよいし、接地が不完全な場合に警報を発するようにしてもよい。

さらに、複数のドラム缶Ｄが設置されている現場で、各ドラム缶Ｄに対応して設けられた各ケーシング５の出力端子８を、１台の監視装置に並列に接続してもよい。このような監視装置では全てのドラム缶Ｄの接地状況を同時に監視することができる。
そのため、従来のように個々の発光体を確認する場合と比べて、確認のための手間もかからないうえ、見落としなどのミスも少なくできる。

また、上記出力端子８から外部機器へ出力される信号は、信号線９を流れる電気信号に限らない。例えば、無線によって送信されるものでもよいし、音波や光を利用した信号でも構わない。その場合、ケーシング５に、無線用の信号出力部や、音波や光信号の出力部を設けるとともに、外部機器側には、信号の種類に対応した受信部を設ける必要がある。
いずれにしても、電位比較回路７が検査対象であるドラム缶Ｄが接地されたことを検出したときに外部機器に対して信号が入力されればよい。

また、第１，２実施形態では、電位比較回路７に設定される基準電位を接地電位にしているが、基準電位を接地以外の電位にしてもよい。これによって、検査対象が接地以外の基準電位になっているかどうかを確認することができる。

さらに、上記第１，２実施形態では、上記基準電位と検査対象の電位とが一致した場合に、信号を出力するようにしているが、電位比較回路７の構成は、両電位が一致したときに信号を出力する構成に限らない。例えば、基準電位と検査対象の電位との電位差が一定値以下のとき、あるいは一定値以上のときに、信号を出力するようにしてもよい。要するに、電位比較回路７は、検査対象と基準電位との電位差に応じた信号を出力するように構成されていればよい。

また、上記実施形態では、ドラム缶Ｄを、金属ベース２を介して接地するようにしているが、ドラム缶Ｄを接地させる方法はこれに限らない。
例えば、クリップ３に、上記した検査用接点とは別の、図示しない接地用接点を設け、この接地用接点を介してドラム缶Ｄを接地するようにしてもよい（特許文献２参照）。

上記接地用接点に接続された接地用配線を上記検査用ケーブル４とともにケーシング５に導いて接地させれば、上記クリップ３でドラム缶Ｄの開口縁を挟むことでドラム缶Ｄを接地させながら、同時に接地状況を確認することができる。
なお、クリップ３内に接地用接点を設けた場合には、この接地用接点と上記検査用接点とがドラム缶Ｄを挟持していない状態では電気的絶縁状態を保つようにしなければならない。

また、上記実施形態の電位確認装置は、上記ドラム缶Ｄのような危険領域Ａに設置された検査対象の電位だけでなく、危険領域に設置されていなくても電位確認が必要な検査対象の電位を検出し、その結果に応じて外部機器を制御することができる。
例えば、集積回路などの静電気敏感デバイスの製造現場において、上記デバイスを安全に取り扱うために利用することもできる。

具体的には、上記デバイスが接地電位、すなわち帯電していないことを検出したときに、電位比較回路７から出力される電気信号によって、搬送手段を制御して上記デバイスを次工程に搬送することもできる。
なお、上記実施形態では、電位比較回路７から出力される信号によって外部機器が自動的に制御されるようにしているので、ケーシング５に設けた確認用の発光体Ｌは必須ではない。ただし、上記発光体Ｌが点灯すれば、作業者は目視でも接地状況を確認でき安心感を得られる。

接地が必要な可燃性の塗料容器などが設置された現場での安全性及び作業性を確保することができる。

Ｄ （検査対象）ドラム缶
５ ケーシング
６ 検査用端子
７ 電位比較回路
８ （信号出力部）出力端子
１０ （外部機器）バルブコントローラ
１１ 電源
１２ 電源端子
１３ 安全保持回路

Claims (3)

1. 検査対象に接触させる検査用接点と、
   予め基準電位が設定され、この基準電位と上記検査用接点の電位とを比較して、それらの電位差に応じて信号を出力する電位比較回路と、
   この電位比較回路を収容したケーシングと、
   上記電位比較回路からの信号を上記ケーシング外に設けられた外部機器に対して出力する信号出力部と、
   上記電位比較回路を動作させるための電源を接続する電源端子と
   が設けられた電位確認装置。
2. 上記電源端子は、安全保持回路を介して電源に接続され、
   上記安全保持回路は、上記電位比較回路に対して供給する電流または電圧を制限する機能を備えた請求項１に記載の電位確認装置。
3. 上記電位比較回路に設定される基準電位が接地電位である請求項１または２に記載の電位確認装置。
   

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