JPS63128268A - 課電表示器 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、電気機器や導体に取り付けて、そこに交流電
圧が印加されているのかあるいは無電圧状態でおるのか
を検出表示する課電表示器に関するものである。

「従来の技術」 電気機器や導体に電圧が印加された状態、すなわち電気
機器や導体の課電状態を表示する課電表示器は、電源装
置や増幅器を使用せず、基本的には液晶表示素子に集電
板を接続して構成された表示器である。集電板は導電性
材料の補助電極で、課電表示器の電界検出部であり、電
気機器や導体が課電状態になると電圧が誘起される。

従来の課電表示器の構成とその動作原理について、第６
図を用いて説明する。図中４は液晶表示素子、４０は液
晶、４１．４２は液晶４０を挟む２つの透明電極である
。また１１と１２は２枚の集電板で、ここでは１１を機
器側集電板、１２を大地側集電板として区別する。これ
らは課電表示器９の電界検出部１を構成し、それぞれ液
晶表示素子４の透明電極４１および液晶４０を挟んで相
対する他の透明電極４２の端子ｇおよびｈに２本のリー
ド線１３で接続されている。端子Ωが電気機器または導
体５０にリード線８で直結された場合は、機器側集電板
１１は不要であり、この場合は大地側集電板１２と電気
機器または導体５０が電界検出部１を構成することにな
る。

ここで、電気機器または導体５０と大地６０の間に交流
電圧Ｖｏが印加されると、前記電界検出部に、その大き
ざと幾何学的配置によって定まる電気量を持つ交流電圧
Ｖ、が誘起され、この電圧ＶＬがそのまま液晶表示素子
４の両透明電極４１．４２の間に加わる。今、液晶表示
素子４の静電容量をＣ１、大地側集電板１２と大地６０
との間の静電容量をｃｏ、電界検出部１自身の持つ静電
容量をＣＡ、電界検出部１と電気機器または導体５０と
の間の静電容量を０３とする。これら各静電容量の間に
は一般にＣＬ〉〉Ｃ３−ＣＡ〉〉ｃ。

の関係があるので、この関係を考慮すると液晶表示素子
４の両透明電極４１．４２の間に誘起される電圧Ｖ［の
大きさは ■、牛（Ｃｏ／Ｃ４）Ｖ。・・・・（イ〉で示される。

ｃｏの大きさは一般に大地側集電板１２の大きさに比例
し、Ｃ［の大きさは液晶表示素子４の表示パターンの面
積に比例する。課電表示器９は、この電圧Ｖ、が液晶表
示素子４のしきい値電圧ＶＴを越えると、電気機器また
は導体５０が課電状態に必ることを表示する。この時、
液晶表示素子４には Ｉ　−ωＣＶ　：ωＣＶ　・・・・（ロ）Ｌ　　　　Ｌ
Ｌ　　　　００ で示される表示電流■、が流れ、 ２　。

Ｗ＝ωＣ［Ｖ［−ωＣｏＶＬＶｏ・・（ハ）で示される
電力Ｗが消費される。ここにω＝２πｆであり、ｆは交
流の周波数である。

「発明が解決しようとする問題点」 従来の課電表示器９は集電板１１．１２に誘起される電
気エネルギーによって液晶表示素子４を動作させるもの
であるため、電気機器または導体５０への印加電圧が６
ｋＶ程度以下では、前記（ロ）式に示す表示電流■、を
流すために、かなり大きな大地側集電板１２を必要とし
た。しかし、大地側集電板１２の大きな課電表示器９は
、それを取り付ける導体の絶縁間隔や電気機器の対アー
ス間絶縁距離を短くするため、大きさに制限がある。そ
のため、肝腎の課電状態を示す液晶表示素子４の表示パ
ターンが、課電表示器９の大きさに比較して貧弱になる
傾向がめった。また、表示パターンが静止しているため
、印刷物と同様な印象を与え、課電状態の注意喚起力が
弱いという欠点がおった。本発明はこれらの欠点を克服
し、低い電圧においても大きな表示パターンを持つ液晶
表示素子４を使用可能とし、ざらに点滅表示も可能とす
るなど、従来の課電表示器９の注意喚起力を大幅に改善
する方法に関するものでおる。

「問題点を解決するための手段」 従来の課電表示器９の電界検出部１と液晶表示素子４の
間に、その電界検出部１の出力を整流する交直変換部と
、前記交直変換部の出力を時間平均的に電源の交流周波
数より低周波の駆動電圧波形として液晶表示素子４に印
加する駆動回路部とを設ける。

「作　用」 はじめに、本発明の必須要件を構成する。「時間平均的
にみて電源周波数より低周波の駆動電圧波形」について
第５図で説明する。液晶表示素子の駆動電圧波形は一般
には第５図（ｂ）に示すような矩形波であるが、従来の
課電表示器９の場合は電気機器や導体からの誘導電圧で
動作するので第５図（ａ）に示す正弦波である。図中↑
は駆動電圧波形の周期であり、周波数ｆは、ｆ＝１／ｌ
で示される。この周波数ｆが課電表示器を取り付けた電
気機器や導体の電源周波数、たとえば商用周波数より小
さければ、第５図（ａ）および（ｂ）の駆動波形はとも
に前記必須要件を満たす。第５図（Ｃ）および（ｄ）に
示す波形は正弦波と矩形波が繰り返し間欠的に出力され
ている場合である。

図中Ｔは駆動電圧波形の間欠周期、士は駆動電圧波形の
周期、ｎは１間欠周期Ｔの間に出力される波数である。

これらの場合には図に示す下。−期間が液晶表示素子の
表示期間でＴ　ＯＦＦが表示体止期間となり、平均して
考えると単位時間あたりｎ／下個の駆動電圧波形が液晶
表示素子に加えられ−〇　− る。すなわち、時間平均的にみて周波数ｆｌｌＩは、ｆ
　　＝ｎ／Ｔで与えられる。このｆｍが電源周波数より
低ければ、第５図（Ｃ）および（ｄ）に示す波形は、前
記必須要件を満たす。上記の説明は、考え方を例示した
ものであって、その他種々の駆動電圧波形についも適用
される。以下、本発明の各構成部分の作用について詳細
な説明を行う。

第１図は本発明の課電表示器１０のブロック図でおる。

電界検出部１は第６図に示す従来の課電表示器９と同様
の１個または２個の集電板でもよく、機器や導体が課電
状態にあることを検出し交直変換部２に出力する。本発
明で設けた交直変換部２ではこの出力を整流し、駆動回
路部３を動作するのに必要な直流電圧に変換する。更に
本発明で設けた駆動回路部３は液晶表示索子４の表示パ
ターンを表示させるため、時間平均的にみて電源周波数
より低周波の駆動電圧波形として出力し、液晶表示素子
４に印加する。

まづ駆動回路部３の作用について説明する。

液晶表示素子４の消費電力は前記（ハ）式に示したごと
く、液晶表示素子４の静電容量や表示に使用する電源の
周波数などに比例する。第６図に示す従来の課電表示器
９は、電界検出部１に誘起される商用周波数の交流の電
気エネルギーを、直接、液晶表示素子４の表示エネルギ
ーとして使用していた。ところが人間の目で連続した液
晶表示と見える液晶表示素子４の駆動電圧の周波数は商
用周波数より非常に低くてもよい。従って、液晶表示素
子４の表示エネルギーを周波数の低い駆動電圧波形とし
て液晶表示素子４に供給すれば、従来の表示方式よりも
僅かなエネルギーで液晶表示をさせることができる。そ
れ故、低電圧用電気機器に本発明の課電表示器１０を使
用する場合には、より大きな表示パターンを持つ液晶表
示素子４を使用できる。

また、特に低周波に変換しなくても、液晶表示素子４を
駆動する電圧波形の出力を間欠的に休止すれば、出力休
止期間は液晶表示素子４はエネルギーを消費せず、この
間に電界検出部１から出力された電気エネルギーは交直
変換部２に溜まる。

従って休止期間を含めた時間平均でみると、商用周波よ
り低い周波数の駆動電圧波形を液晶表示素子４に加えた
ことになり、従来の表示方式よりも効率がよくなる。勿
論、商用周波数より低周波に変換した駆動電圧波形の出
力を間欠的にすれば更に効率が良い。このような間欠出
力は液晶表示素子４を点滅表示させる。出力と休止の時
間配分を適切に選べば、本発明の課電表示器１０は兄や
すい間隔で点滅表示し、注意喚起力を増す上で非常に有
効である。

次に交直変換部２の作用について説明する。

交直変換部２は前述の駆動回路部３の直流電源として必
要な構成部分でおるとともに、以下に述べる有効な作用
を果たす。第６図に示す従来の課電表示器９は既述の（
イ）式で示されるごとく、対地電圧Ｖ。に対しＶ。Ｘ（
Ｃｏ／Ｃ−の大きさの電圧■、が電界検出部１に誘起さ
れた。この場合、電界検出部１に静電容量の大きな液晶
表示素子４が直結されていたので、前記（イ）式の分母
がＣ［どなったのであって、電界検出部１に誘起される
電圧が非常に小さかった。本発明の電界検出部１と液晶
表示素子４は交直変換部２と駆動回路部３を介して接続
されているので、前記（イ）式の分母は、近似的に電界
検出部１自身の静電容ｆｍ　ＣＡと考えてよい。ところ
が、ＣＡ〈くＣＬの関係があるので、電界検出部１に誘
起される電圧が大きくなり、駆動回路部３を動作させる
のに必要な電圧が容易に得られる。それ故、電界検出部
１の大きざを従来の電界検出部１の面積よりも小さくす
ることが可能で、結局、本発明の課電表示器１０は小形
化も可能でおる。

「実施例」 本発明の課電表示器１０の一実施例を第２図に示す。図
中１１および１２は電界検出部１を構成する集電板で、
間隔ｌを離して設置されている。

図示せざる機器や導体の高圧部からの静電誘導で２枚の
集電板１１．１２間に交流電圧が誘起する。　・この誘
起した交流の電圧をダイオード２１で半波整流しコンデ
ンサ２３を充電する。２２はツェナ−ダイオードで、正
方向に必要以上の入力が入った時の抑制用であり、コン
デンサ２３の両端電圧を安定化する作用があると共に逆
方向電圧はパスさせ、後述の分周回路３１に負電圧が印
加されるのを防ぐ。本実施例ではダイオード２１、コン
デンサ２３、ツェナーダイオード２２で交直変換部２を
構成する。また、本実施例では分周回路３１が駆動回路
部３に相当する。ａ、ｂは分周回路の電源端子、Ｃはツ
ェナーダイオード２２の両端に発生する半波を信号とし
て入力する信号入力嫡子である。ｄＳｅはＣより入力さ
れた信号のそれぞれ２ｎ分の１．２°＋１分の１の分周
出力の出力端子でおり、液晶表示素子４の液晶４０を挟
んで相対する２つの透明電極の端子ｑ、ｈに接続されて
いる。

第３図は第２図のｄ、ｅ端子の出力電圧波形と液晶表示
素子４への駆動電圧波形を示す。前記駆動電圧波形は第
２図のｄ端子を基準とし液晶表示素子４の２つの端子０
１１間の差電圧を示したちのであり、１１期間は正電圧
、１２期間は負電圧、期間ＴｏＮ＝ｔ１＋ｔ２が表示期
間、期間ＴＯＦＦ　−１３＋ｔ４が表示体止期間、Ｔ＝
ＴＯＮ”ＴＯＦＦが周期である。

第２図のように構成した各部分を１２０Ｘ５５Ｘ１０の
大きさのプラスチックケースに収めて課電表示器１０と
し、この課電表示器１０を第４図のように設置した母線
導体５に取り付けて試験した。図中、６は接地架台、７
は支持がいしである。

なお、課電表示器１０の構成各部分の諸元は以下の通り
であった。

集電板の大きさ　　　５０＃Ｘ１００調集電板間の距離
Ｊ２　４＃ 周期Ｔ　　　　　　　　６０分の３２秒液晶表示素子　
　　　表示面積３ｃｔ？ｔｓ静電容量２．６ｎＦ しきい値電圧　　　　約３Ｖ その結果、この課電表示器１０は印加電圧１．５ｋＶで
明瞭に点滅表示した。従来方式の課電表示器では前記液
晶表示素子４を表示ざぜるのに約１１ｋＶの電圧印加が
必要であり、この実施例によって本発明の有効性がわか
る。

前記実施例では、交直変換部２を半波整流回路で示した
が、全波整流回路、倍電圧整流回路等公知の整流回路を
使うこともできる。また、駆動回路部３を分周回路で示
したが、ＣＲ発振回路、水晶発振回路などで低周波の駆
動電圧波形を発生できる。ざらに、前記発振回路に各種
論理ゲートなどを組み合わせることにより、間欠的な駆
動電圧波形の出力が得られる。これらの方法はすべて本
発明の課電表示器１０に適用可能でおる。

「発明の効果」 課電表示器に本発明の充電回路部と駆動回路部を設けた
ことにより、静電誘導で発生する電気的エネルギーのみ
で、３ｋＶ〜６ｋＶ程度の交流電圧において、表示パタ
ーン面積３〜５ｄの大きな液晶表示素子を連続表示させ
たり、あるいは点滅動作させることが可能となり、課電
表示器の注意喚起力を大幅に向上させることができるの
で、高圧設備の保守・点検作業の安全性をより高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の課電表示器の構成を示すブロック図、
第２図は本発明の１実施例を示すための図、第３図は第
２図の実施例における液晶表示素子の駆動電圧波形を示
す図、第４図は前記実施例の課電表示器の試験状況を示
す図、第５図は本発明の必須要件を構成する駆動電圧波
形を説明するための図、第６図は従来の課電表示器の構
成と原理を説明するための図である。 図において １は電界検出部 ２は交直変換部 ３は駆動回路部 ４は液晶表示素子 ９は従来の課電表示器 １０は本発明の課電表示器　　でおる。 特許出願人　　　株式会社　高岳製作所（ａ）　　　　
　　　　　　　（ｂ） 第５０ 手続補正書 昭和６２年１　月？７日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電界検出部と液晶表示素子を用いて、電気機器や導体に
   交流の電圧が印加されていることを表示する課電表示器
   において、前記電界検出部の出力を整流する交直変換部
   と、前記交直変換部の出力を時間平均的に電源の交流周
   波数より低周波の駆動電圧波形として液晶表示索子に印
   加する駆動回路部とを備え、電気機器や導体が課電状態
   になった場合に液晶表示索子を表示させることを特徴と
   する課電表示器。