JP2003257586A - 活線自動切換回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】商用電源に接続した際に活線側の端子と導体部
を確実に接続する活線自動切換回路及びそれを用いたマ
イナスイオン発生装置を提供する。 【解決手段】電源プラグ１の一方の端子１ｂに接続され
た整流回路３１と、前記整流回路に接続されたレベル比
較回路３２と、レベル比較回路の３２の信号を保持する
検知信号保持回路３３と、前記電源プラグの端子１ａ、
１ｂのいずれかと導体部２とを接続する切換回路３４と
を備え、検知信号保持回路３３からのレベル検知信号に
応答して切換回路３４が活線側の端子と導体部を接続す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、商用電源に接続さ
れる電源プラグの活線側の端子を検知して切り換える活
線自動切換回路及びそれを用いるマイナスイオン発生装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイナスイオンに関する効果は、血行の
促進、新陳代謝の向上等の人体への効果、殺菌効果、静
電効果などが確認されており、治療具、マットなどの寝
具、飼育用水槽や花瓶の浄化装置等に用いられている。
こうしたマイナスイオン発生装置では、板状体、網状の
シート体、電熱線等で形成された導体部を負電位にして
その導体部からマイナスイオンを発生させている。その
際導体部に高電圧を印加するために、変圧器を用いて昇
圧し整流するようにしている。こうしたマイナスイオン
発生装置の電源は、一般の商用電源を用いているが、商
用電源は２つの端子のうち一方が活線側で他方がアース
線側に設定されているため、活線側の端子とマイナスイ
オンを発生する導体部を接続する必要がある。しかしな
がら、商用電源の２つの端子のうちいずれが活線側かは
外観から確認することはできず、マイナスイオン発生装
置の電源プラグを挿し込んでみないと、活線側の端子と
マイナスイオンを発生する導体部とが接続されたか確認
できない。

【０００３】こうした問題点を解決するために、例え
ば、特開平３−１９１９６７号公報には、電源プラグの
差込方向の如何に関わらずヒータを負電位にするように
してヒーターを負電位にすることで、発熱させると同時
にマイナスイオンを発生させる採暖具が記載されてい
る。また、特開昭６３−５９９７３号公報では、電源プ
ラグの２個の端子のそれぞれに負電位発生回路を接続
し、平滑な負電位が発生する負電位発生回路を電床体に
接続するようにした家庭用電位治療器が記載されてい
る。別の方式としては、電源プラグの端子をダイオード
等を介して導体部に接続することで、いずれの端子が活
線側になっても電源から全波整流して導体部に供給する
ようにすることも提案されている（特開２０００−５３
２４号公報、特開２００１−９３２４号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマイナ
スイオン発生装置は、炭素繊維や電熱線等を兼用するこ
とでマイナスイオンを発生させているため、基本的に変
圧器を用いて高電圧にしないと導体部から十分なマイナ
スイオンが発生しないという問題点がある。そのため、
変圧器のスペースを装置内に設ける必要があり、装置自
体が大きくなってしまい、また装置全体も重くなる欠点
がある。また、変圧器を用いることから消費電力も大き
くなり、回路設計上も制約を受け、上述した従来技術の
ように複雑な回路構成をとらざるを得なくなる。さら
に、高電圧にするため、感電等に対する安全対策も必要
であった。ダイオードを用いて全波整流する方式におい
ても消費電力が大きくなるとともに電圧降下は避けられ
ず、電圧降下することで導体部にマイナスイオンが十分
発生させることができなくなってしまう。こうした従来
のマイナスイオン発生装置の欠点を克服するため、マイ
ナスイオンを発生させる導体部として銅繊維により製造
された不織布を用いることで、変圧器を用いて高電圧に
することなく、従来のマイナスイオン発生装置と同等の
量のマイナスイオンを発生することが可能となってい
る。

【０００５】本発明は、こうした変圧器を不要とするマ
イナスイオン発生装置に好適の活線自動切換回路及びそ
れを備えたマイナスイオン発生装置を提供することを目
的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る活線自動切
換回路は、電源プラグの一方の端子に接続された整流回
路と、前記整流回路に接続されたレベル検知回路と、前
記電源プラグの一方又は他方のいずれかの端子と導体部
とを接続する切換回路とを備え、前記切換回路は、前記
レベル検知回路からの高レベル検知信号に応答して前記
電源プラグの一方の端子と前記導体部とを接続し、前記
レベル検知回路からの低レベル検知信号に応答して前記
電源プラグの他方の端子と前記導体部とを接続すること
を特徴とする。また、本発明に係るマイナスイオン発生
装置は、活線自動切換回路と、前記活線自動切換回路に
接続された電源プラグと、前記活線自動切換回路に接続
された導体部を備え、前記導体部を負電位にすることで
マイナスイオンを発生させることを特徴とする。

【０００７】上記のような構成を有することで、電源プ
ラグを商用電源に任意に挿し込んだ場合に、電源プラグ
の活線側の端子と導体部が確実に接続されるようにな
り、そして、変圧器による高電圧を発生させる必要がな
くなったことから、簡単な回路構成でそうした作用効果
を奏することが可能となる。また、ダイオード等を介す
ることなく電源プラグの端子と導体部とが接続されるの
で、消費電力を節減でき、高電圧になることも避けられ
る。以上のように、簡単な回路構成で確実に活線側の端
子と導体部を接続する活線自動切換回路を提供すること
ができるとともに、高電圧にすることのない安全なマイ
ナスイオン発生装置を提供することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態につ
いて詳しく説明する。図１は、活線自動切換回路のブロ
ック図である。活線自動切換回路３は、電源プラグ１の
２つの端子１ａ及び１ｂのうち端子１ｂに接続された整
流回路３１と、整流回路３１に接続されたレベル比較回
路３２と、レベル比較回路３２に接続された検知信号保
持回路３３と、切換回路３４からなる。レベル比較回路
３２及び検知信号保持回路３３が本発明のレベル検知回
路に相当する。切換回路３４は、導体部２と端子１ａ、
１ｂのいずれかの端子と接続するように動作する。電源
オンタイマー回路３６が切換回路３４と接続されてお
り、電源投入後所定のタイミングで切換回路３４を動作
させるための信号を送出する。電源オンタイマー回路３
６と切換回路３４との間にはゲート３５が設けられてお
り、検知信号保持回路３３からの出力信号に応答してゲ
ート３５は電源オンタイマー回路３６と切換回路３４と
の間の接続を遮断する。ここで、導体部２は、例えば、
導電性材料からなる板状体、導電性繊維からなるシート
体、導線を配線して構成したシート体等様々な形態の導
体を用いることができ、特に限定されることはない。ま
た、図示されていないが、導体部２は、従来技術と同様
に商用電源に接続されたときに整流回路により整流され
た負電位に基づいてマイナスイオンが発生するようにな
っている。

【０００９】電源プラグ１が商用電源に挿し込まれてい
ない初期状態では、切換回路３４は、オフ状態で端子１
ｂに接続されるようになっている。そして、電源プラグ
１が商用電源に挿し込まれて、図示されていない電源ス
イッチにより電源が投入されると、（Ａ）端子１ａが活
線側で端子１ｂがアース線側になる場合と（Ｂ）端子１
ａがアース線側で端子１ｂが活線側になる場合がある。

【００１０】（Ａ）の場合の動作を説明する。まず、整
流回路３１は端子１ｂに接続されているので、アース線
側となり、整流回路３１からは信号が出力されない。整
流回路３１から信号が出力されないので、レベル比較回
路３２及び検知信号保持回路３３は作動せず（低レベル
検知信号の出力）、ゲート３５は電源オンタイマー回路
３６と切換回路３４との間を接続した状態を維持する。
一方、電源オンタイマー回路３６からは所定のタイミン
グで切換回路３４を作動させるための信号が出力され、
ゲート３５から切換回路３４に送出されて切換回路３４
は端子１ａと導体部２とを接続するように切換動作を行
う。したがって、活線側の端子１ａと導体部２とが接続
されてマイナスイオンが発生する。

【００１１】（Ｂ）の場合には、端子１ｂが活線側にな
っているため、整流回路３１から信号が出力される。整
流回路３１からの信号を受けてレベル比較回路３２がレ
ベル検知信号を出力し、その検知信号を受けて検知信号
保持回路３３が作動する（高レベル検知信号の出力）。
検知信号保持回路３３は一旦作動すると、電源が遮断さ
れるまでゲート３５に信号を出力し続ける。したがっ
て、電源オンタイマー回路３６と切換回路３４との間の
接続はゲート３５により電源が遮断されるまで切断され
るため、電源オンタイマー回路３６から所定のタイミン
グで出力される信号は切換回路３４に送出されず、切換
回路３４は初期状態のまま端子１ｂと導体部２とを接続
した状態に保持される。こうして、活線側の端子１ｂと
導体部２とが接続されてマイナスイオンが発生する。

【００１２】以上のように、任意に電源プラグを商用電
源に差し込んだとしても、いずれの場合にも導体部２は
活線側の端子と接続されてマイナスイオンが発生するよ
うになる。なお、上記実施形態では、ゲート３５及び電
源オンタイマー回路３６を用いて切換回路３４を作動さ
せるようにしているが、レベル検知回路（レベル比較回
路３２及び検知信号保持回路３３）からの信号により直
接切換回路３４を作動させてもよく、レベル検知回路か
らの高レベル検知信号又は低レベル検知信号に基づいて
切換回路が作動するのであれば、上記実施形態以外の回
路構成でも構わない。

【００１３】図２は、活線自動切換回路の簡略化した回
路構成の一例を示している。電源プラグ１の２つの端子
１ａ、１ｂには、それぞれ保護用の抵抗Ｒ１、Ｒ２が接
続されており、端子１ｂ側にコンデンサＣ１を介してオ
ペアンプＯＰ１が接続されている。オペアンプＯＰ１の
出力側にはツェナーダイオードＺＤ１及びサイリスタＳ
ＣＲ１が接続されている。サイリスタＳＣＲ１にはオペ
アンプＯＰ２が接続され、オペアンプＯＰ２の出力側に
トランジスタＱ１のゲートが接続されている。トランジ
スタＱ１のエミッタはアースされ、コレクタはリレーＲ
Ｙ１に接続されている。リレーＲＹ１は、端子１ａ、１
ｂのいずれかを導体部２と接続するようになっており、
電源が投入されていない初期状態では端子１ｂと導体部
２とを接続するように設定されている。

【００１４】電源プラグ１を挿し込んだ時に端子１ｂが
活線側になった場合、Ｒ２の両端に発生する正弦波電圧
はコンデンサＣ１を通してオペアンプＯＰ１に入力さ
れ、増幅及び半波整流される。半波整流された電圧が、
ツェナーダイオードＺＤ１の電圧及びサイリスタＳＣＲ
１のゲート電圧を加算した値より大きいと、サイリスタ
ＳＣＲ１がオンしてオペアンプＯＰ２の出力側には信号
が発生せず、トランジスタＱ１は閉じたままでリレーＲ
Ｙ１には電流は流れない。したがって、リレーＲＹ１は
端子１ｂと導体部２とを接続した状態に維持する。

【００１５】電源プラグ１を挿し込んだ時に端子１ａが
活線側になった場合、抵抗Ｒ２の両端には電圧が発生せ
ず、オペアンプＯＰ１の出力側には小さい半波整流電圧
しか生じない。サイリスタＳＣＲ１はオフのままの状態
であるため、オペアンプＯＰ２が電源投入後所定のタイ
ミングで出力側に信号を出力して、トランジスタＱ１が
オンになる。リレーＲＹ１に電流が流れて端子１ａと導
体部２を接続するように切り換える。こうして、導体部
２と活線側の端子１ａが接続される。

【００１６】以上の実施例においては、コンデンサＣ１
及びオペアンプＯＰ１が整流回路に相当し、ツェナーダ
イオードＺＤ１及びサイリスタＳＣＲ１がレベル検知回
路に相当し、リレーＲＹ１が切換回路に相当する。

【００１７】

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明に係る活
線自動切換回路及びそれを用いたマイナスイオン発生装
置は、電源プラグを商用電源に任意に挿し込んだ場合
に、電源プラグの活線側の端子と導体部が確実に接続さ
れるようになり、そして、変圧器による高電圧を発生さ
せる必要がなくなったことから、簡単な回路構成でそう
した作用効果を奏することが可能となった。また、ダイ
オード等を介することなく電源プラグの端子と導体部と
が接続されるので、消費電力を節減でき、高電圧になる
こともないため、安全に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態のブロック図である。

【図２】本発明に係る実施形態の回路図である。

【符号の説明】

１ 電源プラグ １ａ 電源プラグの端子 １ｂ 電源プラグの端子 ２ 導体部 ３ 活線自動切換回路 31 整流回路 32 レベル比較回路 33 検知信号保持回路 34 切換回路 35 ゲート 36 電源オンタイマー回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源プラグの一方の端子に接続された整
   流回路と、前記整流回路に接続されたレベル検知回路
   と、前記電源プラグの一方又は他方のいずれかの端子と
   導体部とを接続する切換回路とを備え、前記切換回路
   は、前記レベル検知回路からの高レベル検知信号に応答
   して前記電源プラグの一方の端子と前記導体部とを接続
   し、前記レベル検知回路からの低レベル検知信号に応答
   して前記電源プラグの他方の端子と前記導体部とを接続
   することを特徴とする活線自動切換回路。
2. 【請求項２】 請求項1記載の活線自動切換回路と、前
   記活線自動切換回路に接続された電源プラグと、前記活
   線自動切換回路に接続された導体部を備え、前記導体部
   を負電位にすることでマイナスイオンを発生させること
   を特徴とするマイナスイオン発生装置。