JPH0142051Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電線等の被検電体の充電の有無を、そ
の先端金具を接触させることにより検知するペン
ホルダー型検電器の改良に関するものである。

一般に、電気設備において作業する場合、その
電線及び電気機器等の充電の有無を検知すること
は、作業安全及び電気機器の故障発見等のため重
要視されている。従来、これを検知する検電器と
して、第１図に示すように、絶縁筒体１内にネオ
ン放電管２と限流耐電圧用抵抗器３とを収納し、
その先端金具４と後端金具５の間に直列接続した
ものがあつた。この検電器６は後端金具５と一体
になつた金属クリツプ５′部分を握つて、その先
端金具４を被検電体に接触させ、ネオン放電管２
の点灯の有無を見て被検電体が充電されているか
いないかを検出しようとするものである。これ
は、人体が金属クリツプ５′を握ることにより生
じる対地抵抗及び対地静電容量を介して、被検電
体からアースに流れる電流によつてネオン放電管
３を点灯させようとするものであるが、その発光
は弱いので日昼下等の明るい場所では点灯してい
るかどうかの確認が極めて困難である。また、
50V附近までは危険電圧として検出しなければな
らないが、ネオン放電管は80V以下では放電しな
い特性を持つているので50Vから80V迄の間の電
圧が検電不能となり、検電器としての性能を満足
し得なかつた。さらに、ネオン放電管はガラス製
であるため衝撃に弱くて壊れ易く故障が多い欠点
があつた。このため、この欠点を改良して、第２
図に示すように、先端金具７に限流耐電圧用抵抗
８を介して増幅器９を接続し、この増幅器９の出
力で表示器１０を動作させるようにしたものがあ
る。この検電器１１は被検電体１２から先端金具
７、限流耐電圧用抵抗器８、人体の対地抵抗R₀
及び対地静電容量C₀を経てアースＥに流れる電
流により増幅器９に出力を生じさせ、その出力に
より表示器１０を動作させ、被検電体１２の充電
の有無を検知するものである。而して、この動作
原理より明らかなように、増幅器９に入力される
電流の大きさは、被検電体１２の対地電圧を限流
耐電圧用抵抗器８と人体の対地抵抗R₀及び対地
静電容量C₀の合成インピーダンスで除した値に
定まる。ところが、検電器１１の使用条件、すな
わち検電器の握り方、手袋の有無、履物の種類等
により人体の対地抵抗R₀及び対地静電容量C₀は
大きく変化する。このため、対地電圧が同じであ
つても増幅器９に入力される電流が変動し検知動
作が行なわれる場合と行なわれない場合がでてく
る。つまり、検電器１１が検知できる最低電圧が
使用条件に対して大きく変動することになり、そ
の不安定さのためにこの検電器を使用するのは問
題があつた。この不安定さをなくすには限流耐電
圧用抵抗器８の値を非常に大きくして人体の対地
抵抗R₀及び対地静電容量C₀の変化による影響を
軽減することが考えられる。しかし、この場合は
増幅器９に流れる電流の値が小さくなるので、必
然的に増幅感度を大きくせざるを得ない。ところ
が、増幅器９の増幅度を大きくしようとすると、
被検電体１２以外の近接した充電体１３から静電
誘導により増幅器９に出力を生じ、被検電体１２
が充電されていないのに検電器が充電を誤表示す
る危険性が高くなる欠点が生じる。

また、このような目的に使用される増幅器を設
計して、小型の携帯用ケース、例えば万年筆型の
筒状ケースに収納しようとする場合、電源スイツ
チの取付スペース及び電源電池の取付け構造が問
題となる。すなわち、通常の増幅器では人力信号
がない時にも動作電流が流れるので、電源スイツ
チを設けて、非使用時には電源を遮断しておく必
要があり、取付スペースが大きくなることや電源
スイツチの切り忘れによる電池の消耗事故が生じ
易い。また検電器では、その後端金具を握り、人
体の対地抵抗及び対地静電容量により接地を行つ
ているが、この後端金具を電池の収納ケースとし
て用いることが、構造上及び電池の出し入れの便
宜上有利である。しかし、通常の増幅器は入力側
の一端と電源とが直接結合できないため、これが
実現できず、小型化の障害となつていた。

そこで、本考案は上記従来の欠点に鑑み、これ
を改良除去するために、ブレークオーバー電圧以
上の印加電圧に対して双方向対称な負性抵抗特性
を示し、ブレークオーバー電圧以下の印加電圧に
対しては高絶縁抵抗特性を有する双方向性ダイオ
ード（トリガダイオード）の如き電圧レベル検出
用半導体素子を、増幅器の前段に間在させること
により、最低検出電圧を安定化させ、検出開始後
は増幅器に充分な電流が与えられるようにすると
共に、検電器に好適した増幅器を提供するもので
ある。

すなわち、第３図に示すように、被検電体に接
触させる先端金具７に、限流耐電圧用抵抗器８
と、例えば50Vのブレークオーバー電圧を持つト
リガダイオードの如き電圧レベル検出用半導体素
子TDと、後述する増幅器Ａとを直列接続し、増
幅器Ａの出力で表示器１０、例えば発光ダイオー
ドを点灯させるようにした。次に増幅器Ａの構成
を説明すると、R₁は増幅器の入力端子イとアー
ス間ロに挿入された電圧検出用抵抗器、Tr₁は入
力端子イにエミツタを接続しベースをアースロに
接続した第１のトランジスタ、Tr₂は入力端子イ
にベースを接続し、アースロにエミツタを接続し
た第２のトランジスタ、R₂，R₃は抵抗器で、直
列接続されて分圧抵抗R′を形成し、その一端ハ
から供給される電流をその接続点ニと他端ホか
ら、第１のトランジスタTr₁と第２のトランジス
タTr₂に供給する。Tr₃は分圧抵抗R′の接続点ニ
に発生した電圧を増幅して、表示器１０を駆動す
るためのバツフアー回路Ｂの初段トランジスタ
で、その前段のトランジスタTr₁，Tr₂とは逆極
性のものが用いられている。Tr₄は同バツフアー
回路Ｂの出力段トランジスタ、R₄，R₅は分圧抵
抗、C₁は平滑用コンデンサ、R₆は表示器電流の
制限用抵抗器、１６は後端金具、１７は後端金具
に電極の一方を接続した電源電池、１８は後端金
具と結合された金属クリツプ、１９は動作試験ス
イツチ、R₇は動作試験電流を制限する抵抗器で
ある。

また、この検電器１４の組立て構造例を第４図
に示す。同図において、１５は耐絶縁性樹脂で形
成した万年筆型の筒状ケース、７はその先端に埋
め込み固設した先端金具、８は先端金具に接続さ
れた限流耐電圧用抵抗器、TDは電圧レベル検出
用半導体素子、９は増幅器、１０は表示器となる
発光ダイオード、１６は電池収納部となる後端金
具、１７は電源電池、１８は電池収納部と結合さ
れた金属製クリツプ、１９は動作試験スイツチで
ある。

この検電器１４の動作は次のようになる。検電
器１４の後端部を握ると、人体の対地抵抗R₀及
び対地静電容量C₀によつて、増幅器Ａのアース
側ロが接地される。ここで、検電器１４の先端金
具７を被検電体１２に接触させる。すると、充電
されている被検電体１２の対地電圧が、限流耐電
圧用抵抗器８と電圧レベル検出用半導体素子
TD、増幅器Ａの電圧検出用抵抗器R₁、人体の対
地インピーダンスの直列回路に印加される。とこ
ろが、電圧レベル検出用半導体素子TDは非導通
状態では他の素子に比べてその抵抗が極めて高
く、殆んどの電圧がその電圧レベル検出用半導体
素子TDに印加される。そして、人体の対対地イ
ンピーダンスの影響を殆んど受けずに充電の有無
を判定する。すなわち、被検電体の対地電圧がブ
レークオーバー電圧よりも高い時には電圧レベル
検出用半導体素子TDがブレークオーバーして導
通状態になるので増幅器Ａの電圧検出用抵抗器
R₁に電流が流れ、その増幅出力により、表示器
である発光ダイオード１０が点灯する。また、被
検電体の対地電圧がブレークオーバー電圧よりも
低い状態の時には、電圧レベル検出用半導体素子
TDは高抵抗を維持しているので、増幅器Ａの電
圧検出用抵抗器R₁には電流が流れず、従つて表
示器である発光ダイオード１０は点灯しない。こ
の充電状態検出の時の増幅器Ａの動作について詳
述すると次のようになる。

まず、被検電体１２がブレークオーバー電圧を
超える＋の電圧に充電された場合を考える。この
時電圧レベル検出用半導体素子TDは導通して、
電圧検出用抵抗器R₁に通流させ、入力端子イに
＋の電圧を印加する。すると、第１のトランジス
タTr₁は非導通で、第２のトランジスタTr₂のベ
ースからエミツタに電流が流れて第２のトランジ
スタTr₂が導通する。そして、分圧抵抗R′の接続
点ニの電位が下るので、バツフアー回路Ｂの初段
のトランジスタTr₃が導通し、同時に出力段トラ
ンジスタTr₄も導通して表示器１０が充電状態検
出の点灯をする。また、被検電体１２がブレーク
オーバー電圧を超える−の電圧に充電された場合
は、第２のトランジスタTr₂が非導通で第１のト
ランジスタTr₁が導通して、分圧抵抗R′の接続点
ニの電位を下げて前記説明と同様にバツフアー回
路Ｂを動作させ、表示器１０に充電状態検出の点
灯動作をさせる。このような動作により、被検電
体１２が交流電圧で充電された場合と、＋または
−の直流電圧で充電された場合のいずれも検出で
きるのである。なお、この回路はその入力端子イ
とアースロ間に挿入された電圧検出用抵抗器R₁
に電流が流れない時は、電源電池１７から回路内
に電流が全く流れないように構成されている。そ
して、先端金具７を充電物に接触させない時は電
流が流れず、電源電池１７は全く消耗しない。こ
のため、電源スイツチを省略でき、検電器がコン
パクト化されると共に、電源スイツチの切り忘れ
による電池消耗事故の恐れがない。また、電源電
池１７は一方の電極がアース部イである後端金具
１６及び金属製クリツプ１８と直接結合された構
成である。このため、第４図に示すように、後端
金具１６自体を電池収納部とし電源接点と金属蓋
１６′とを一体化して構成し、後端から容易に出
し入れできるような構造にすることができる。な
お動作試験スイツチ１９を押して、電源電池１７
を電流制限用抵抗器R₇を介して増幅器Ａの入力
端子イに接続し、発光ダイオード１０の点灯の有
無を見ることにより正常動作をするかどうかの確
認が容易にでき、その時の明るさによつて電池の
消耗を知ることができる。また上記説明の表示器
は発光ダイオードを用いたものであつたが、液晶
等の表示素子やスピーカー等の音響による表示手
段を用いてもよい。

以上説明したように、この考案によれば、その
最低検出電圧をトリガダイオードの如き電圧レベ
ル検出用半導体素子のブレークオーバー電圧によ
つて設定できると共に、ブレークダウン後には電
圧レベル検出用半導体素子の抵抗が極めて低くな
り増幅器に充分な電流が供給できるので、増幅器
に電圧レベル検出機能及び高増幅度機能を持たせ
る必要がなくなり、その検知動作が極めて安定化
する。また、増幅器として非検出時には動作電流
が流れず、電源電池の一方の電極が増幅器のアー
スに直接結合されたものを構成したから、電源ス
イツチが不要で、後端金具に電池収納ケースを兼
用させることができ、極めてコンパクト化された
検電器が提供できる。さらに、本考案では、電圧
レベル検出用に半導体素子を用いたので、そのブ
レークオーバー電圧を低電圧の範囲迄任意に選
べ、従来のネオン放電管を用いたものでは検出不
能であつた80V以下の低電圧も検出でき、ネオン
放電管の持つ壊れ易い欠点も除去している。さら
に、表示器として発光ダイオードを用いたので、
高輝度で見易い検電器となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すネオン放電管を用いた検
電器の側面図、第２図は従来例を示す増幅器を用
いた検電器のブロツク図、第３図は本考案の一実
施例検電器の回路図、第４図は第３図に示した検
電器の組立て構造を示す側面図である。 TD……電圧レベル検出用半導体素子、Ａ……
増幅器、R₁……電圧検出用抵抗器、R′……分圧
抵抗、Tr₁……第１のトランジスタ、Tr₂……第
２のトランジスタ、Ｂ……バツフアー回路、Tr₃
……初段トランジスタ、Tr₄……出力段トランジ
スタ、R₀……対地抵抗、C₀……対地静電容量、
イ……入力端子、ロ……アース、ニ……分圧抵抗
の接続点、ホ……分圧抵抗の他端、７……先端金
具、８……限流耐電圧用抵抗器、１０……表示器
（発光ダイオード）、１４……検電器、１６……後
端金具、１７……電源電池、１８……金属クリツ
プ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被検電体に接触させる先端金具に、限流耐電圧
   抵抗器と、ブレークオーバー電圧以上の印加電圧
   に対して双方向対称な負性抵抗特性を示し、ブレ
   ークオーバー電圧以下の印加電圧に対しては高絶
   縁抵抗特性を有する電圧レベル検出用半導体素子
   と、増幅器とを、直列接続し、その増幅器の出力
   で表示器を動作させるようにした検電器におい
   て、その入力端子とアース間に挿入される電圧検
   出用抵抗器と、入力端子にエミツタを接続しアー
   スにベースを接続した第１のトランジスタと、入
   力端子にベースを接続しアースにエミツタを接続
   した第２のトランジスタと、二個の抵抗器を直接
   接続して構成され、その一端及びその接続点から
   上記第１及び第２のトランジスタの夫々のコレク
   タに電源電圧を供給する分圧抵抗と、その接続点
   の出力電圧の有無により表示器の駆動出力を得る
   バツフアー回路と、一方の電極をアースに接続し
   た電池とで前記増幅器を構成したことを特徴とす
   る検電器。