JPH0770257B2

JPH0770257B2 - 保護接地機能付電源コード

Info

Publication number: JPH0770257B2
Application number: JP1178614A
Authority: JP
Inventors: 敏彦萩原
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-11-17
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1995-07-31
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPH02223109A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野）本発明は、例えば医用電気機器への電源電圧供給などに
用いる保護接地機能付電源コードに関する。

［従来の技術］一般に、医用電気機器への電源電圧供給などに用いる電
源コードは、２本の電源導線と一本の保護接地線とから
なっている。

そして、この電源導線および保護接地線は、同じ線材を
用い、しかも、その線材を同じ絶縁材で被覆している。

［発明が解決しようとする課題］ところで、この電源コードに折曲げや引張りなどの物理
的なストレスが加わると、内部の線に損傷が生じ、最悪
の場合は断線することがある。

特に、移動型の電源コンセントに用いる電源コードの場
合、使用状況が苛酷なものとなり易く、断線の心配が顕
著である。

実際に断線が生じた場合、電源導線の断線についてはこ
れに接続した電気機器が動作しなくなる。したがって、
電気機器の動作停止により、即時にその異常を知ること
ができる。

しかし、保護接地線については、たとえ断線が生じて
も、電気機器は通常の動作を継続し、その動作状態は何
ら変わるところがない。したがって、保護接地線につい
て、たとえ断線が生じても、この異常を知ることができ
ない。

保護接地線が断線したまま、この電源コードを使用すれ
ば、電気機器の外装から流れる漏れ電流を安全規格内に
抑えることができない。また、電源機器の内部の絶縁破
壊などによる短絡電流等を接地除去することができず、
危険な状況になる。

本発明は上述したような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、電気機器の漏れ電流や短絡電
流に対する十分な安全保護を可能とする信頼性にすぐれ
た保護接地機能付電源コードを提供することにある。

［課題を解決するための手段および作用］上記課題を解決するために第１の発明は、電気機器への
電力を供給する芯線を有する電源導線と、前記電源導線
の芯線より曲げに対する耐久性が高く、前記電気機器を
保護接地接続するための芯線を有する保護接地線と、を
有し、前記電源導線及び前記保護接地線を柔軟性の絶縁
材を被覆して一体化してなる保護接地機能付電源コード
である。

これによれば、電源導線が断線しても、それより先に保
護接地線は断線しない。したがって、保護接地線の機能
を確保できる。

第２の発明は、電気機器への電力を供給する芯線を有す
る電源導線と、前記電気機器を保護接地接続するための
芯線を有する保護接地線とを備え、前記電源導線及び前
記保護接地線を柔軟性の絶縁材で被覆して一体化してな
る保護接地機能付電源コードにおいて、前記保護接地線
の芯線の電位の変化を検出することにより、該保護接地
線の断線を検出する検知手段を設けた保護接地機能付電
源コードである。

これによると、保護接地線に断線が生じると、これを検
知手段が検出する。したがって、保護接地線の異常の確
認ができる。

［実施例］第１図および第２図は、本発明の第１の実施例を示すも
のである。

第１図において、１は電源コードである。この電源コー
ド１はその一端に電源プラグ２を接続している。この電
源プラグ２は、２本の電源ピン3,3とこれより長い１本
の保護接地ピン４を有している。

電源コード１の他端には、移動型の電源コンセント（テ
ーブルタップとも称す。）５を接続している。

電源コンセント５は、ケース６の上面に２個の出力ソケ
ット7,7を露出して設けている。この出力ソケット７
は、電源ピン挿入孔8,9および保護接地ピン挿入孔10を
有している。これらの挿入孔8,9,10内にはそれぞれ端子
（図示しない。）を有している。これらの端子はそれぞ
れ個別に対応する、後述する電源導線11,12、および保
護接地線13に接続される。

電源コード１は、２本の電源導線11,12、および１本の
保護接地線13を、ゴムなどの柔軟性の絶縁材14内に埋め
込んで一体化したものである。

電源導線11は、多数本の素線15aを束ねて芯線15とし、
それを柔軟性の絶縁材16にて被覆したものである。芯線
15は上記一方の電源ピン３と電源ピン挿入孔８内の端子
とを電気的に接続している。

電源導線12は、同じく多数本の素線17aを束ねて芯線17
とし、それを柔軟性の絶縁材18にて被覆したものであ
る。芯線17は上記他方の電源ピン３と電源ピン挿入孔９
内の端子とを電気的に接続している。

保護接地線13は、多数本の素線19aを束ねて芯線19と
し、それを柔軟性の絶縁材20にて被覆したものである。
この保護接地線13は、保護接地ピン４と保護接地ピン挿
入孔10内の端子とを電気的に接続している。また、保護
接地線13の芯線19における素線19aは，上記電源導線11,
12における芯線15,17の素線15a,17aよりも細い径のもの
を採用している。なお、各芯線15,17、19の素線15a,17
a,19aは同じ材料とする。もっとも、保護接地線13の芯
線19における素線19aの材料に、上記電源導線11,12にお
ける芯線15,17の素線15a,17aの材料のものより強度の強
いものを用いるとなおよい。

ここで、保護接地線13に使用している芯線19の素線19a
は細いから、曲げに対する耐久性が高いという特長があ
る。

このように、電源導線11,12よりも断線に対して高い強
度を有する保護接地線13とすることができる。したがっ
て、実際の使用段階において、電源導線11,12の素線15
a,17aが切れ始めても、保護接地線13の素線19aはまだ切
れない。

すなわち、電源導線11,12のいずれか一方が完全に断線
しても、保護接地線13は断線せず、悪くてもわずかの本
数の素線19aが切れるのみである。

したがって、電源コンセント５に接続した電気機器が動
作を続ける間（電源導線11,12が断線していないとき）
は、その電気機器の外装から流れる漏れ電流を安全規格
内に確実に抑えることができる。しかも、電気機器の内
部の絶縁破壊などによる短絡電流等を建物の電源設備を
通して接地除去することができ、感電などの危険を回避
して十分な安全保護を行なうことができる。

第３図は本発明の第２の実施例を示すものである。

ここでは、上記保護接地線13に代えて保護接地線21を採
用している。

保護接地線21は、上記保護接地線13と同様に細径の素線
22aを多数本束ねて芯線22とし、その芯線22を柔軟性の
絶縁材23にて被覆したものであるが、その素線22aの本
数を上記保護接地線13の場合よりも多くしてある。

このように、素線22aの本数を多くすると、曲げに対す
る耐久性が高くなるだけでなく、引張り力に対しても強
くなり、断線に対する強度をますます高めることができ
る。

しかも、素線22aの本数が多いと、通電容量が増大し、
安全性が、さらに向上するという利点がある。

第４図は本発明の第３の実施例を示すものである。

ここでは、上記保護接地線13,22に代えて保護接地線25
を採用している。

保護接地線25は、多数本の素線26aを編んで筒状の芯線2
6とし、それを柔軟性の絶縁材27の中に埋設したもので
ある。

すなわち、このような編み線による芯線26は、伸縮性が
あるため、曲げについても、また引張りに対しても耐久
性が高く、断線に対して高い強度を有している。

第５図は本発明の第４実施例を示すものである。

ここでの電源コード１は、２本の電源導線11,12と２本
の保護接地線28,29を設けた。

保護接地線28,29は、第１の実施例の保護接地線13と同
じ構成のものとした。つまり、電源導線11,12の素線15
a,17aよりも細い径の素線30aを多数本束ねて芯線30と
し、それぞれを柔軟性の絶縁材31にて被覆したものであ
る。

この場合、保護接地線28,29が２本なので、保護接地線2
8,29としての耐久性の向上、および通電容量の増大が図
れ、より安全性にすぐれたものとなる。

第６図は本発明の第５の実施例を示すものである。

ここでは、給電用コード35と、この給電用コード35に沿
って平行に配置した補給保護接地線36とで電源コード１
を構成している。

給電用コード35は、第１の実施例の電源コード１におけ
る２本の電源導線11,12、および１本の保護接地線13か
らなるものと同じ構成である。

また、この第５の実施例では、上記第４の実施例と同様
な２本の保護接地線13,36を採用する。したがって、２
本の保護接地線13,36よって保護接地線としての耐久性
の向上、および通電容量の増大が図れる。

この場合、補強保護接地線36の全長を給電用コード35の
全長よりも長くすれば、給電用コード35に補強保護接地
線36の引張り力を加えないようにすることも可能であ
る。また、その逆もあり得る。

第７図は本発明の第６の実施例を示すものである。

この実施例は第1,第2,および第３の実施例の電源コード
１とほぼ同じ構成であるが、電源プラグ２に代えて圧着
端子37を用いている点が異なっている。

すなわち、電源導線11,12および保護接地線13の各端、
それぞれに圧着端子37を接続しており、それらの圧着端
子37を配電盤（図示しない。）に、ねじ等で直接的に接
続するようになっている。

第８図は本発明の第７の実施例を示すものである。

この実施例は第1,第2,第3,および第４の実施例の電源コ
ード１とほぼ同じ構成であるが、電源コンセント６に代
えてコンセントボックス40を用いている点が異なってい
る。

コンセントボックス40は、ケースの前面に出力ソケット
41,42,43,44を露出して設けるとともに、側面に把手45
を設けている。各出力ソケット41,42,43,44は、一対の
電源ピン挿入孔8,9および一個の保護接地ピン挿入孔10
を有し、それら挿入孔8,9,10内にそれぞれ端子を有して
いる。

この場合、多数の出力ソケット41,42,43,44を有するか
ら多くの電気機器へ同時に電源電圧供給が可能となる。

第９図および第10図は本発明の第８の実施例を示すもの
である。

この実施例の電源コード１は、上記第１の実施例と同様
に一対の電源導線11,12と、１本の保護接地線13とを有
するが、さらに、その電源コード１における保護接地線
13の断線等を検出するための検出線50を設けてある。

そして、電源導線11の芯線15は電源プラグ２の一方の電
源ピン３と、出力ソケット７の電源ピン挿入孔８内の端
子51とを電気的に接続している。電源導線12は、電源プ
ラグ２の他方の電源ピン３と、出力ソケット７の電源ピ
ン挿入孔９内の端子52とを電気的に接続している。さら
に、保護接地線13は、電源プラグ２の保護接地ピン４
と、出力ソケット７の保護接地ピン挿入孔10内の端子53
とを電気的に接続している。

また、検出線50も、多数本の素線を束ねて芯線54とし、
これを柔軟性の絶縁材55にて被覆したものである。そし
て、この検出線50も、他の線11,12,13と隔離された状態
で、電源コード１の絶縁材14の中に埋め込まれている。
検出線50の一端は電源プラグ２における保護接地ピン４
に対して保護接地線13とともに接続されている。検出線
50の他端は後述する検出回路56に接続されている。

検出線50は後述する検出回路56との組み合わせにより、
保護接地線13の断線およびその接合部の接続不良を検出
する手段を構成している。

そして、検出回路56は第10図で示すように構成されてい
る。すなわち、変圧器57を有している。この変圧器57は
分離した１次側巻線57aと２次側巻線57bとからなる。変
圧器57の１次側巻線57aは上記一対の電源導線11,12に接
続されている。変圧器57の２次側巻線57bには、直流電
源回路58が接続されている。直流電源回路58は全波整流
回路61と平滑コンデンサ62とからなる。全波整流回路61
の出力端は平滑コンデンサ62に接続されている。全波整
流回路61は４つのダイオード63をブリッジに組んで構成
している。

直流電源回路58には警告用のランプ65とブザー66とを並
列に接続した警告回路67と、スイッチング用トランジス
タ68のコレクタ・エミッタの部分とが直列に接続されて
いる。

さらに、直流電源回路58のプラス側出力端は抵抗69を介
してスイッチング用トランジスタ68のベース端子に接続
されている。スイッチング用トランジスタ68のベース端
子は上記保護接地線13に接続されている。なお、この保
護接地線13を接続する位置は、後述する断線検出範囲が
広くなるように出力ソケット７に近い方がよい。また、
この点で出力ソケット７における保護接地用端子53に直
接に接続してもよい。

また、上述した検出線50はスイッチング用トランジスタ
68のエミッタ端子と直流電源回路58のマイナス側出力端
とに接続されている。

次に、上記検知手段の動作を説明する。まず、電源コー
ド１が正常な場合では、保護接地線13と検出線50とは、
電源プラグ２の保護接地ピン４に接続され、導通してい
る。このため、保護接地線13と検出線50とは、同電位に
ある。つまり、スイッチング用トランジスタ68のベース
端子とエミッタ端子は短絡されている。このため、スイ
ッチング用トランジスタ68はオフ状態にある。したがっ
て、警告回路67の警告用のランプ65とブザー66は作動し
ない。このオフ状態によって電源コード１が正常である
ことを示す。

ここで、仮に、電源コード１の保護接地線13が断線した
場合、電源プラグ２の保護接地ピン４を通じて接続され
るべき検出線50との導通が遮断される。つまり、スイッ
チング用トランジスタ68のベース端子とエミッタ端子の
短絡状態がなくなり、そのベース端子とエミッタ端子間
が、保護接地線13および検出線50のループ側から見て、
いわゆる開放状態になる。このため、スイッチング用ト
ランジスタ68のベース端子には、抵抗69を介して直流電
源回路58のプラス側出力端の電圧が印加する。そして、
スイッチング用トランジスタ68はオンの状態になる。

このため、警告回路67の警告用のランプ65とブザー66に
電流が流れ、そのランプ65とブザー66が作動し、警告を
発する。これにより保護接地線13が断線したことがわか
る。

また、保護接地線13自体が断線せずに、保護接地線13を
接続する他の部分、例えば電源プラグ２の保護接地ピン
４との接合部との接続不良が起きた場合にも、上記同様
な状態になり、スイッチング用トランジスタ68はオン
し、警告回路67の警告用のランプ65とブザー66が作動
し、警告を発する。

さらに、この実施例では検出線50が断線したりその接合
部の接続不良が起きたりしても、上記同様な状態にな
り、スイッチング用トランジスタ68はオンし、警告回路
67の警告用のランプ65とブザー66が作動し、警告を発す
る。

第11図は本発明の第９の実施例を示すものである。

この実施例では上記第１の実施例で示した電源コード１
の他端に接続した移動型電源コンセント５に、上記第８
図で示した検知手段を組み込んだものである。電源コン
セント５におけるケース６の上面には、警告用のランプ
65を臨ませる窓71と、ブザー66を臨ませる多数の小孔群
72とが形成されている。

この実施例においても、上記第８の実施例と同様に保護
接地線13、および検出線50が断線したり、その接合部の
接続不良が起きたりしても、警告用のランプ65とブザー
66が作動し、警告を発する。

また、電源コード１の一端に接続した電源プラグ２にお
ける保護接地ピン４は、第１の実施例と同様に電源ピン
3,3よりも長く形成されている。

電源コード１の一端に接続した電源プラグ２が商用電源
コンセント（図示しない。）から外れた場合、電源導線
11,12への給電も遮断するため、危険がない。また、電
源プラグ２が商用電源コンセントから外れそうになった
場合、電源ピン3,3よりも保護接地ピン４の方が長いた
め、電源ピン3,3が先に外れ、保護接地ピン４は電源ピ
ン3,3が外れるまで接続されるため、接地保護機能が確
保される。

第12図は本発明の第10の実施例を示すものである。この
実施例は上記第９の実施例の移動型電源コンセント５を
大形な移動型電源コンセント75として構成したものであ
る。その電源コンセント75のケース76には脚77および運
搬用取手78が設けられている。また、ケース76の前面に
は多数の出力ソケット７を設けている。

また、第９の実施例のものと同様に電源コンセント75に
は、上記同様に検知手段を組み込んである。また、ケー
ス76の前面側部には、警告用のランプ65を臨ませる窓71
と、ブザー66を臨ませる多数の小孔群72とが形成されて
いる。

この実施例によれば、多数の出力ソケット７を設けたた
め、多くの機器を接続できる。また、大形な移動型電源
コンセント75を構成するため、床においても、踏まれる
ことがなく、安全である。

第13図は本発明の第11の実施例を示すものである。この
実施例は上記第８の実施例の構成を絶縁トランス装置80
に適用したものである。

この絶縁トランス装置80は電源コンセントを兼ね、この
導電性外装ケース81内に絶縁トランス82を設けてある。
この絶縁トランス82は図示しない電源プラグに通じる一
対の電源導線11,12に接続する１次巻線82aと、複数の出
力ソケット７を並列に接続する２次巻線82bとからな
る。

また、この絶縁トランス装置80にはその導電性外装ケー
ス81内に設置される上記同様な構成の検出回路56が組み
込まれている。また、この保護接地線13に接続するライ
ン13aは、上記導電性外装ケース81を介して接続されて
いる。また、各出力ソケット７の保護接地ピン挿入孔10
の内側に設けられる端子83はそれぞれ接地ライン84を介
して上記導電性外装ケース81に接続されている。

しかして、この構成においては、多数の出力ソケット７
を有し、これらに多くの電気機器を接続しても、保護接
地線13や検出線50の断線、またはそれらの接続部の接続
不良等を検出して、この事態となったことを警告し、安
全性を確保できる。

しかも、絶縁トランス82により２次巻線82bに接続され
た各出力ソケット７側からの漏れ電流が減少する。した
がって、このような絶縁トランス82を使用しない電源コ
ード１のものに比べてその安全性が向上する。

第14図は本発明の第12の実施例を示すものである。この
第12の実施例では、上記第11の実施例の電源コード１の
内視鏡周辺機器に使用した例である。

すなわち、医療（ME）機器としての内視鏡用光源装置を
含む電子内視鏡用映像装置86には電子内視鏡87が接続さ
れている。電子内視鏡用映像装置86にはTVモニタ88と録
画装置（VTR）89を接続する。

そして、TVモニタ88と録画装置（VTR）89は、上記絶縁
トランス装置80における電源コンセントの出力ソケット
７に対してそれぞれ接続し、その絶縁トランス装置80を
通じて電力の供給を受けるようになっている。

このようにすれば、一般の電気機器であるTVモニタ88と
録画装置89を、医療（ME）機器としての電子内視鏡用映
像装置86と同等なレベルまでその洩れ電流値を引き下げ
ることができる。したがって、高い安全性を確保でき
る。

もちろん、絶縁トランス装置80に組み込んだ検出回路56
により、保護接地線13や検出線50の断線、またはそれら
の接続部の接続不良等を検出して、この異常な事態とな
ったことを警告し、安全性を確保する。したがって、い
かなる場合でも、安全限界を越える漏れ電流が流れない
ようにして安全性を確保できる。

なお、このような内視鏡システムについて使用に限ら
ず、例えばTVモニタや録画装置と組み合わせて使用する
超音波観察装置等についても、同様に使用することがで
きる。そして、同様な作用効果を奏する。

第15図は本発明の第13の実施例を示すものである。この
第13の実施例では、上記第８の実施例の電源コード１に
おける保護接地線13の芯線26を第３の実施例の場合と同
様に多数本の素線26aを編んで筒状のブレードに形成し
たものである。

このように構成すれば、保護接地線13が曲げや引張り力
に対しての強度を高めることができる。つまり、保護接
地線13が断線し難くなったため、その保護接地線13の機
能の信頼性を高め、より安全性を確保できる。

また、断線が起きた場合、この警告があっても、機器の
電源をオフするまではある時間を要するため、断線しに
くい保護接地線13を使用することは、より安全性を高め
る上でよい。

なお、検出線50などの検出にかかわる線も、同様にその
多数本の素線を編んで形成してその強度を高めてもよ
い。なお、保護接地線13以外の検出線50などの検出にか
かわる線の強度を高めれば、保護接地線13が正常にもか
かわらず、異常として警告する不必要な事態を極力避け
ることができる。

第16図は本発明の第14の実施例を示すものである。この
第14の実施例は、第９の実施例における電源コード１の
電源プラグ２の代りに圧着端子90を使用した例である。
この各圧着端子90は、建物の電源配置盤（図示しな
い。）に、ボルトやビス等で電気的に接続する。検出線
50は保護接地線13の圧着端子90と共締めして固定されて
いる。

なお、上記各実施例では、電源コンセント６やコンセン
トボックス40を介して電気機器へ間接的に電源電圧を供
給する場合について説明したが、電気機器の本体から直
接的に導出するタイプの電源コードとしても同様に適用
可能である。

また、上記各実施例では、単相電源への適用について説
明したが、三相等の多相電源への適用も可能である。

その他、本発明は上記各実施例に限定されるものではな
く、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

［発明の効果］以上述べたように第１の発明によれば、電気機器へ電源
電圧を供給するための電源導線と、この電源導線よりも
断線に対して高い強度を有する保護接地線とからなるの
で、保護接地線の断線を極力防ぎ、電気機器の漏れ電流
や短絡電流に対する十分な安全保護を可能とする信頼性
にすぐれた電源コードを提供できる。

また、第２の発明によれば、保護接地線の断線およびそ
の接合部の接続不良を検出する検知手段を設けたから、
保護接地線が断線すると、これを検出することができ
る。

したがって、本発明によれば、電気機器の漏れ電流や短
絡電流に対する十分な安全保護を可能とする信頼性にす
ぐれた電源コードを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例およびその周辺部の外観
を示す斜視図、第２図は同実施例の構成を示す斜視図、
第３図は本発明の第２の実施例の構成を示す斜視図、第
４図は本発明の第３の実施例の構成を示す斜視図、第５
図は本発明の第４の実施例の構成を示す斜視図、第６図
は本発明の第５の実施例およびその周辺部の構成を示す
斜視図、第７図は本発明の第６の実施例およびその周辺
部の構成を示す斜視図、第８図は本発明の第７の実施例
およびその周辺部の構成を示す斜視図、第９図は本発明
の第８の実施例の構成を示す斜視図、第10図は同じくそ
の第８の実施例の構成を示す構成図、第11図は本発明の
第９の実施例の構成を示す斜視図、第12図は本発明の第
10の実施例の構成を示す斜視図、第13図は本発明の第11
の実施例の構成を示す構成図、第14図は本発明の第12の
実施例の構成を示す構成図、第15図は本発明の第13の実
施例の構成を示す構成図、第16図は本発明の第14の実施
例の構成を示す斜視図である。１……電源コード、２……電源プラグ、５……電源コン
セント、11,12……電源導線、13……保護接地線、22…
…保護接地線、25……保護接地線、28,29……保護接地
線、36……保護接地線、50……検出線、56……検出回
路、65……ランプ、66……ブザー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気機器への電力を供給する芯線を有する
電源導線と、前記電源導線の芯線より曲げに対する耐久性が高く、前
記電気機器を保護接地接続するための芯線を有する保護
接地線と、を有し、前記電源導線及び前記保護接地線を柔軟性の絶縁材を被
覆して一体化してなることを特徴とする保護接地機能付
電源コード。
【請求項２】電気機器への電力を供給する芯線を有する
電源導線と、前記電気機器を保護接地接続するための芯線を有する保
護接地線と、を備え、前記電源導線及び前記保護接地線
を柔軟性の絶縁材で被覆して一体化してなる保護接地機
能付電源コードにおいて、前記保護接地線の芯線の電位の変化を検出することによ
り、該保護接地線の断線を検出する検知手段を設けたこ
とを特徴とする保護接地機能付電源コード。