JPH0386160A - 商用電源のアース検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は商用電源のアース検出装置に関する。

（ロ）　従来の技術 従来、商用電源は配線の一つを大地にアースしており、
同商用電源から電力の供給を受ける電気機器のフレーム
等のグラウンド側を、大地にアースされた配線に接続す
る事により、電気機器のグラウンドの電位を大地と等し
くして、万一、電気機器が漏電した場合、漏電電流を大
地に落とすことで危険を防止することが行われている。

そして、商用電源のアース側を検出するのに、検電ドラ
イバー等が用いられており、同検電ドライバーは一端を
ビットに接続し、他端をグリップに接続したネオン管を
封入しており、人が同ドライバーのグリップを把持して
、ビットを商用電源の配線に接触させたとき、ネオン管
が点灯するとアースされていない配線であり、点灯しな
ければアースされた配線であることから、アースされた
方の配線を検知するようにしている。

（ハ）　発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のアース検知方法では、アース検出
作業中に誤ってビットに手が触れたりすると感電する恐
れがあり、また、ネオン管の感度が低いため、人体と大
地との間に十分な浮遊容量が無い場合等には、検電ドラ
イバーをアースされていない配線にビットを接触させて
も点灯せず、この配線がアースされているものと誤認し
て、かえって危険を増大する恐れがある。

（ニ）　課題を解決するための手段 本発明では、配線の一方を大地にアースした商用電源か
ら電力の供給を受ける電気機器において、商用電源と電
気機器との間に絶縁トランスを介設すると共に、電気機
器に高人力インピーダンスを有する増幅器を設け、増幅
器の入力端子に絶縁トランスの一方の電源入力端子を接
続して、同電源入力端子に接続された配線の電位を検出
することにより、商用電源のアースされた方の配線を検
出することを特徴とする商用電源のアース検出装置を提
供せんとするものである。

（ホ）　作用・効果 本発明によれば、商用電源の各配線のうち、大地にアー
スされた配線の電位は大地と等しいが、他の配線の電位
は大地の電位と等しくないので、増幅器の入力端子に接
続された商用電源の配線がアースされていれば、同素子
からの出力がなく、アースされていなければ、同素子か
らの出力があることになる。

したがって、増幅器の出力の有無によって、同素子の入
力端子に接続された商用電源の配線が大地にアースされ
ているか、否かを判定することができる。

なお、電気機器のケースと大地との間には浮遊容量が存
在しているので、高人力インピーダンスを有する増幅器
であれば、商用電源の配線と大地間の電位差を検出でき
る。

特に、増幅器はネオン管等に比べて極めて高感度であり
、電気機器のケース等と大地との間にわずかな電位差が
あれば、これを検出して報知するので、アース配線の検
出が確実である。

（へ）　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図は
、本発明に係る電気機器のアース検出装置（Ｋ）であり
、単相の商用電源（Ｓ）に、プラグ（Ｐ）を介して接続
された電気機器（Ｄ）の構成を示している。

商用電源（Ｓ）の一方の配線（Ｌｃ）は大地にアースさ
れており、他方の配線（ｔ、ｈ）はアースされていない
。

電気機器（Ｄ）はケース（ｄ）に収納されており、上記
商用電源（Ｓ）とは絶縁トランス（Ｔ）を介して接続さ
れている。

したがって、商用電源（Ｓ）と電気機器（Ｄ）とは直流
的には絶縁されている。

また、電気機器（Ｄ）のグラウンド（Ｇ）は、ケース（
ｄ）に接続されている。

（Ａｓ）は高入力インピーダンスを有しかつゲインを大
きくした増幅器であり、電気機器（Ｄ）に接続した端子
（Ｖｅｃ）と、ケース（ｄ）に接続した端子（ｇ）から
直流電力が供給されており、入力端子（ｌ）を絶縁トラ
ンス（Ｔ）の一方の電源入力端子（ｓ）に接続して、端
子（ｇ）と入力端子（ｌ）間の電圧を増幅し、出力端子
（０）から報知装置（ａ）に出力するようにしている。

なお、報知装置（ａ）にはＬＥＤ、ブザー等を用いるこ
とができる。

（Ｃｓ）はケース（ｄ）と大地との間に存在する浮遊容
量である。

本発明の実施例は上記のように構成されており、商用電
源（Ｓ）にプラグ（Ｐ）を挿入して電気機器（Ｄ）を接
続すると、増幅器（八ｍ）の入力端子（ｌ）に、商用電
源（Ｓ）の各配線（Ｌｈ）（Ｌｃ）のいずれかが接続さ
れる。

このとき、商用電源（Ｓ）と大地との間に、上記の浮遊
室ｆｉｔ　（Ｃｓ）を介し静電気的な回路が形成されて
、商用電源（Ｓ）の各配線（Ｌｃ）　（Ｌｈ）のうち、
増幅器（八ｍ）の入力端子（］）に接続された配線の大
地に対する電位が増幅されて出力されることになり、大
地にアースされていない配線（Ｌｈ）が、増幅器（Ａｓ
）の入力端子（ｌ）に接続された場合は、この配線（Ｌ
ｈ）は大地に対して電位を有しているので、増幅器（Ａ
Ｉ）から上記電位が増幅されて出力され、この出力で報
知装置（ａ）を作動させることができる。

一方、大地にアースされたに線（ｌ，ｃ）が、増幅器（
＾１ｌｌ）の入力端子０）に接続された場合、この配線
（Ｌｃ）は大地に対して電位を有していないので、増幅
器（＾−〉は出力せず、報知装置（ａ）が作動しない。

したがって、報知装置（ａ）の作動の有無で、増幅器（
４ｍ）に接続された商用電源（Ｓ）の配線が、大地にア
ースされているか、否かを検出することができる。

そして、増幅器（Ａｍ）に接続された商用電源（Ｓ）の
配線が大地にアースされていない場合は、プラグ（Ｐ）
を差替えることによって、電気機器（Ｄ）のグラウンド
（Ｇ）と商用型［（Ｓ）のアースされた配線（Ｌ　ｃ　
）とを一致させることができ、電気機器（Ｄ）のグラウ
ンド（Ｇ）を商用電源（Ｓ）のアースされた配線（Ｌｃ
）に接続させることができる。

このように、電気機器（Ｄ）のグラウンド（Ｇ）を商用
電源（Ｓ）のアースされた配線（Ｌｃ）とを接続させる
ことで、電気機器（Ｄ）のグラウンド（Ｇ）の電位を、
大地と同電位にすることができる。

また、本実施例では商用電源（Ｓ）の電位を検出するの
に、−例として増幅器（Ａｓ）を用いているが、高人力
インピーダンスを有するものであれば、コンパレークな
どの電圧検出素子を用いることができる。

本発明の適用例を、インバータで浴湯循環ポンプを駆動
するように構成した気泡発生浴槽（＾）の感電防止を例
にとって説明する。

まず、気泡発生基ＩＩ（＾）について説明する。

第２図及び第３図は気泡発生浴槽（Ａ）の構成を示して
おり、同気泡発生浴槽（＾）は浴槽本体（ｌ）と同浴槽
本体（ｌ）の外部に設置した浴湯循環装置（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例に分岐し、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）（８）　（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（ｌ）内に開口させ
ると共に、同帛湯強送流路（４）に空気取入部（８〉を
連通連設して、気泡混じりの浴場を浴槽本体（ｌ）内に
噴出すべく構成している。

また、浴槽本体（ｌ）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、その
上部に操作パネル（ｌ４〉を設けている。

ま、た、浴槽本体（ｌ）の外部に機能部ケース（ｌＯ）
を設けて、内部に前記の浴湯循環装置（２）と、濾過機
（ｌ１）と、制御装置（Ｃ）と、インバータ（ｌ３〉等
の電気機器（Ｄ“〉を−枯して収納しており、各電気機
器（Ｄｏ）のグラウンド（Ｇ）は共通している。

浴場循環装置（２）は、第４図で示すように、モータ（
２１）とポンプ（２２）とで溝底されており、モータ（
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）中に薄型の回転子（２６）を出力軸（２７）を
介し袖丈して、上記回転磁界によって回転子（２６）と
出力軸（２７）とを回転させるようにしている。

ポンプ（２２）は、ポンプケーシング（２８）内に、上
段インペラー室（２９）と下段インペラー室（３０）を
形成し、下段インペラー室（３０）には浴湯吸込流路（
３）と浴湯強送流路（４）とを連通連結し、上段インペ
ラー室（２９）には濾過機（ｔＢを連通連結している。

そして、上下段インペラー室（２９）（３０）中にそれ
ぞれ上下段インペラー（３１）（３２）を回動自在に配
設してモータ（２１）の出力軸（２７）に連動連結して
いる。

また、本実施例では、モータケーシング（２３）とポン
プケーシング（２８）との間に、ポリプロピレン、ポリ
エチレン、ポリテトラフルオロエチレン、メチルペンテ
ン樹脂等、電気絶縁性を有し比誘電率が低い素材よりな
る厚さ約１０ｍｍの絶縁板（３３）を介役したことによ
って、高周波電流がポンプケーシング（２８〉を介して
浴場に漏洩するのを防止している。

また、上下段インペラー（８１）（３２）とこれらの上
方に延設した中心軸（３４）を、絶縁板（３３）と同様
の素材で一体に構成し、同中心軸（３４）の上端部に出
力軸挿入孔（３５）を穿設し、回礼（３５〉にモータ（
２１）の出力軸（２７〉を挿入固定すると共に、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（８Ｂ）を介設して、シーリングすると
共に、回転子（ｚ６）を介して出力軸（２７）に漏洩し
た高周波及びモータ（２Ｉ）の巻線（２５）の絶縁が劣
化して巻線〈２５〉とショートしたときの電流が浴場に
漏洩するのを防止している。

インバータ（Ｉ３）は、第５図、第６図で示すように、
商用電源（Ｓ）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（ｌ２）を介し制御装
置（Ｃ）で制御して、インバータ（ｌ３）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、浴場
循環装置（２）のモータ（２１）の回転数を変更して、
浴槽循環装置（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（２１〉の回転を円滑にしている。

ところが、インバータ（ｌ３）の交流出力には、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（
２１〉の界磁〈２４〉と巻線（２５〉間の浮遊容量によ
って界磁（２４〉側に伝達され、モータ（２１）等のア
ースが不完全であると、高周波電流がポンプ（２２）の
接水部を介して浴槽本体（ｌ）内の浴湯に漏洩し、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（ｌ３〉で発生した高周波電流が、同インバータ（ｌ
３）→モータ（２１〉の巻線（２５）→（浮遊容量）→
モータ（２１）の界磁（２４）→ポンプ（２２）−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（！３）への配線−インバータ
（Ｉ３）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。

上記の感電の危険性は、インバータ（Ｉ３）、モータ（
２１〉及び後述の制御装置（Ｃ）等電気機器（Ｄｏ）の
アースが不完全であることが原因であり、確実な大地ア
ースが行われていれば、かかる危険を防止することがで
きる。

そこで第７図で示すように、気泡発生浴［１（Ａ）の電
源人力部と商用電源（Ｓ）との間に、本発明の商用電源
のアース検出装置を介設して、商用電源（Ｓ）のアース
配線（ｌ、Ｃ）を検出し、この結果に基づいてプラグ（
Ｐ）を差替えるなどして、インバータ（ｌ３）等の電気
機器（Ｄｏ）のグラウンド（Ｇ）を、上記アース配線（
Ｌｃ）を介して大地に接続できるようにして、上記電気
機器（Ｄｏ〉から別途大地にアースをとらなくとも、電
気機器（Ｄｏ）を大地と同電位にすることかでき、入浴
者がアースされた物品に接触した際の感電を防止するこ
とができるようにしている。

次に気泡発生浴槽（＾）の他の部分について説明する。

各噴出ノズル（５）　（ｆｉ）　（７）は同一構成であ
り、足側噴出ノズル（５〉を例にとり、第８図を参照し
て説明する。

足側噴出ノズル（５）は、浴槽本体（ｌ）の側壁に咲人
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（Ｈｌ）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（７ｔ〉
を通過した浴場のエジェクタ効果により、浴槽本体（ｌ
）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（）１１）は、ノズル本体（７ｏ）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９図で示すように、マイクロプロセ
ッサ（ＭＰＵ）と、人出力インターフェースｍ（０）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（ｌ）には、浴湯弾送流
路（４）に配設した温度センサ（ｔ）と圧力センサ（ｐ
）と、操作パネル部（ｌ４〉に配設した気泡発生浴ｔ！
　（Ａ）の運転を０Ｎ−ＯＦＦｔ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、浴場を噴出させるノズルを指定したりする各種
スイッチ（５ｏ）（５０）・・・と接続しており、これ
らのセンサ（ｔ）（ｐ）及びスイッチ群からの入力によ
り各噴出ノズル（５）（５）（６）（６）（７）　（７
）の開閉度合や、浴場循環装置（２）の回転数等を制御
して、各種の浴場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、−側端部に赤外線受信
部（ｌ７）を設けて、リモートコントローラ（ｌ６）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（ｌＢ）には、操作パネル部（ｌ
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（ｌ５）から発信し、同赤外線信号を操作パネ
ル部（ｌ４）の赤外線受信部（ｌ７）で受信して、制御
装置（Ｃ）の人力インターフェース（ｌ）に人力するこ
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図は本発明に係る商用電源のアース検出装置の構成
を示す説明図、第２図は気泡発生浴槽の斜視図、第３図
は同浴槽の構成を示すブロック図、第４図は浴場循環装
置の縦断面図、第５図、第６図はインバータのｔＵ成を
示すブロック図、第７図は本発明適用例の構成を示すブ
ロック図、第８図は噴出ノズルの縦断面図、第９図は制
御装置の構成を示すブロック図。 （Ｄ）二電気機器 （ｌ、ｅ）（ｌ，ｈ）：配線 （Ｓ）：商用電源 （Ｔ）：絶縁トランス （Ａｍ）　：増幅器 （ｌ）：入力端子 （Ｓ）：電源入力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）配線の一方を大地にアースした商用電源（Ｓ）から
   電力の供給を受ける電気機器（Ｄ）において、商用電源
   （Ｓ）と電気機器（Ｄ）との間に絶縁トランス（Ｔ）を
   介設すると共に、電気機器（Ｄ）に高入力インピーダン
   スを有する増幅器（Ａｍ）を設け、増幅器（Ａｍ）の入
   力端子（ｌ）に絶縁トランス（Ｔ）の一方の電源入力端
   子（ｓ）を接続して、同電源入力端子（ｓ）に接続され
   た配線の電位を検出することにより、商用電源（Ｓ）の
   アースされた方の配線を検出することを特徴とする商用
   電源のアース検出装置。