(57)【要約】【課題】アース接続を効率的に検知することができる方法及びその方法を利用した電気機器を提供すること。【解決手段】電源線Ｌと接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第１検知信号を出力する第１検知部と、中性線Ｎと接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第２検知信号を出力する第２検知部と、第１検知信号と、第２検知信号と、に基づき、接地状態を判定するとともに、電源が正相接続されているか／逆相接続されているかを判定する接地状態判定部と、を具備する電気機器。【選択図】図２Ａ
2019109151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源の電源線Ｌと、前記商用電源の中性線Ｎとの間に表れる交流電力を利用する電気機器であって、
前記商用電源の前記電源線Ｌと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第１検知信号を出力する第１検知部と、
前記商用電源の前記中性線Ｎと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第２検知信号を出力する第２検知部と、
前記第１検知信号と、前記第２検知信号と、に基づき、接地状態を判定する接地状態判定部と、
を具備し、前記接地状態判定部は、
前記第１検知信号が、前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示し、前記第２検知信号が、前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示す場合は、前記商用電源は本電気機器に正相で接続され、接地線Ｇが接続されていると判定し、
前記第１検知信号が、前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示し、前記第２検知信号が、前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示す場合は、前記商用電源は本電気機器に逆相で接続され、接地線Ｇが接続されていると判定し、
前記第１検知信号が、前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示し、前記第２検知信号が、前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示す場合は、前記接地線Ｇが接続されてないと判定する、
電気機器。
【請求項２】
前記接地状態判定部は、請求項１記載の判定に代えて、
前記第１検知信号が、前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示し、前記第２検知信号が、前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示す場合は、前記接地線Ｇが接続されてないと判定する、
請求項１記載の電気機器。
【請求項３】
前記第１検知部は、
前記電源線Ｌと、前記接地線Ｇとの間に設けられた第１整流回路と、
前記第１整流回路が整流された電圧を出力しているか否かを示す信号を、前記第１検知信号として出力する第１信号出力回路と、
を具備し、
前記第２検知部は、
前記中性線Ｎと、前記接地線Ｇとの間に設けられた第２整流回路と、
前記第２整流回路が整流された電圧を出力しているか否かを示す信号を、前記第２検知信号として出力する第２信号出力回路と、
を具備する請求項１記載の電気機器。
【請求項４】
前記第１整流回路は、全波整流を行う第１全波整流回路であり、
前記第１信号出力回路は、
前記第１全波整流回路の第１出力信号を入力し、前記第１出力信号を絶縁した信号である前記第１検知信号を出力する第１フォトカプラを備え、
前記第２整流回路は、全波整流を行う第２全波整流回路であり、
前記第２信号出力回路は、
前記第２全波整流回路の第２出力信号を入力し、前記第２出力信号を絶縁した信号である前記第２検知信号を出力する第２フォトカプラを備える、
請求項３記載の電気機器。
【請求項５】
前記第１整流回路は、半波整流を行う第１半波整流回路であり、
前記第１信号出力回路は、
前記第１半波整流回路の第１出力信号を入力し、前記第１出力信号を絶縁した信号である前記第１検知信号を出力する第１フォトカプラを備え、
前記第２整流回路は、半波整流を行う第２半波整流回路であり、
前記第２信号出力回路は、
前記第２半波整流回路の第２出力信号を入力し、前記第２出力信号を絶縁した信号である前記第２検知信号を出力する第２フォトカプラを備える、
請求項３記載の電気機器。
【請求項６】
前記接地状態判定部の判定結果に基づき、前記接地状態判定部は前記電気機器の出力を遮断する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の電気機器。
【請求項７】
前記接地状態判定部の判定結果に基づき、前記電気機器のユーザに対して警告を発する警告部、
を備える請求項１から５のいずれか１項に記載の電気機器。
【請求項８】
前記接地状態判定部の判定結果に基づき、前記判定結果を前記電気機器のユーザに対して表示する表示部、
を備える請求項１から５のいずれか１項に記載の電気機器。
【請求項９】
商用電源の電源線Ｌと、前記商用電源の中性線Ｎとの間に表れる交流電力を利用する電気機器であって、
前記商用電源の前記電源線Ｌと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第１検知信号を出力する第１検知部と、
前記商用電源の前記中性線Ｎと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第２検知信号を出力する第２検知部と、
前記第１検知信号と、前記第２検知信号と、を外部に出力する接地状態判定部と、
を具備する電気機器。
【請求項１０】
前記接地状態判定部は、前記第１検知信号が周期信号である場合は「１」をとり、周期信号ではない場合は「０」をとる第１報知信号を生成し、前記第２検知信号が周期信号である場合は「１」をとり、周期信号ではない場合は「０」をとる第２報知信号を生成し、前記第１報知信号と、前記第２報知信号とを、外部に出力する、
請求項９記載の電気機器。
【請求項１１】
商用電源の電源線Ｌと、前記商用電源の中性線Ｎとの間に表れる交流電力を利用する電気機器であって、
前記商用電源の前記電源線Ｌと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第１検知信号を出力する第１検知部と、
前記商用電源の前記中性線Ｎと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第２検知信号を出力する第２検知部と、
前記第１検知信号と、前記第２検知信号と、に基づき、接地状態を判定する接地状態判定部と、
を具備する前記電気機器に対して、接地状況を判定する接地状況判定方法であって、
前記第１検知部が、前記商用電源の前記電源線Ｌと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第１検知信号を出力する第１検知ステップと、
前記第２検知部が、前記商用電源の前記中性線Ｎと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第２検知信号を出力する第２検知ステップと、
前記接地状態判定部が、前記第１検知信号と、前記第２検知信号と、に基づき、接地状態を判定する接地状態判定ステップと、
を含み、
前記接地状態判定ステップは、
前記第１検知信号が前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示し、前記第２検知信号が前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示す場合は、前記商用電源は本電気機器に正相で接続され、接地線Ｇが接続されていると判定する第１のステップと、
前記第１検知信号が前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示し、前記第２検知信号が前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示す場合は、前記商用電源は本電気機器に逆相で接続され、接地線Ｇが接続されていると判定する第２のステップと、
前記第１検知信号が前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示し、前記第２検知信号が前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示す場合は、前記接地線Ｇが接続されてないと判定する第３のステップと、
のいずれかのステップを含む電気機器に対して接地状況を判定する接地状況判定方法。
【請求項１２】
前記第３のステップに代えて、
前記第１検知信号が前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示し、前記第２検知信号が前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示す場合は、前記接地線Ｇが接続されてないと判定する第４のステップと、
を含む請求項１１記載の電気機器に対して接地状況を判定する接地状況判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器及び電気機器の接地状態を検知する接地状態検知方法に関する。特に、電気機器の接地状態と、商用電源が正相接続されているか逆相接続されているか、を効率的に検知することが可能な電気機器及びその電気機器の接地状態検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の業務用レーザー加工機
従来より、業務用レーザー加工機は広く利用されている。この業務用レーザー加工機には、ＲＦ励起のレーザー発振器が利用される場合が多い。ＲＦ励起のレーザー発振器は、長寿命で高安定であるというメリットが知られている。また、ＲＦ励起のレーザー発振器は、レーザーを発振する際に用いる直流電源もそれほど高電圧を必要としていないので、多くのトップクラスのレーザーメーカーによって採用されている。
一方、ＲＦ励起レーザー発振器は、その価格は数十万円〜数百万円程度が多く、このＲＦ励起レーザー発振器を利用するレーザー加工機の価格は、１００万円以上のものが一般的である。したがって、このような価格帯の商品（レーザー加工機）を、個人や中小企業が購入することは困難な場合もあった。
【０００３】
本願出願人のレーザー加工機
本願出願人は、２０１１年創業以来、卓上に載置可能な小型レーザー加工機の販売に従事している。本願出願人が製造販売するレーザー加工機が採用するレーザー発振器は、上述したＲＦ励起のレーザー発振器ではなく、より従前より使用されているガラス製の高電圧励起のレーザー発振器である。このガラス製のレーザー発振器は高周波のＲＦレーザー発振器と比べて低コストであるが、レーザー発振のためには、約２０００００ｖ以上の高電圧を用いる必要がある点には留意すべきである。このような高電圧が、万が一漏電して、人体に流れてしまうことは非常に危険である。
そのため、本願出願人が製造販売するレーザー加工機は、必ずアース線が必要であり、その必要性を取扱説明書でも大きな文字で記述し、注意を喚起している。
【０００４】
先行特許文献
特許文献１には、接地線と電源線との間の電圧を検出し、接地線が接続されているか否かを判定する方法が開示されている。また、特許文献２にも特許文献１とほぼ同様の技術内容が開示されている。
特許文献３にも、電圧線と、接地系統との間の電圧を測定することが開示されている。さらに、特許文献４にも特許文献３とほぼ同様の技術内容が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４５７９１号公報
【特許文献２】特開２００９−２４５７９２号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０５５６９号公報
【特許文献４】特開２０１０−２０５５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本来、高電圧を利用する電気機器には、漏電遮断機ＥＬＢ（Earth Leakage Circuit Breaker）を使用して漏電を回避する場合が多いが、本願出願人が販売するような高電圧を用いる電気機器では、一旦、交流電力を直流電力に変換するため、漏電遮断器を用いて漏電を検出することが困難である。
【０００７】
本願発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、高電圧機器、例えば、高電圧励起のレーザー発振器を用いる電気機器でも、アース接続を効率的に検知することができる方法及びその方法を利用した電気機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者らは、上記目的を達成するために、下記のような原理を鋭意研究した。
本願発明者は、電気機器の漏電リスクを解決するために、接地接続を検出する手段を鋭意研究し、接地接続を検出する回路を実現するに至った。特に、接地接続の状況も含めて、電源線の逆相接続をも同時に検出可能な手法を実現することができた。
具体的には、本発明は、以下のような手段を採用している。
【０００９】
（１）本発明に係る電気機器（例えば、後述するレーザー加工装置１０）は、商用電源の電源線Ｌ（例えば、後述するＬ端子）と、前記商用電源の中性線Ｎ（例えば、後述するＮ端子）との間に表れる交流電力を利用する電気機器であって、前記商用電源の前記電源線Ｌと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第１検知信号（例えば、後述するＥａｒｔｈ＿Ｌ信号）を出力する第１検知部（例えば、後述する第１検知部１４）と、前記商用電源の前記中性線Ｎと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第２検知信号（例えば、後述するＥａｒｔｈ＿N信号）を出力する第２検知部（例えば、後述する第２検知部１６）と、前記第１検知信号と、前記第２検知信号と、に基づき、接地状態を判定する接地状態判定部（例えば、後述する接地状態判定部１８）と、を具備し、前記接地状態判定部は、前記第１検知信号が、前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示し、前記第２検知信号が、前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示す場合は、前記商用電源は本電気機器に正相で接続され、接地線Ｇが接続されていると判定し、前記第１検知信号が、前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示し、前記第２検知信号が、前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示す場合は、前記商用電源は本電気機器に逆相で接続され、接地線Ｇが接続されていると判定し、前記第１検知信号が、前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示し、前記第２検知信号が、前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示す場合は、前記接地線Ｇが接続されてないと判定する、電気機器。
【００１０】
（２）  （１）の発明において、前記接地状態判定部は、（１）記載の判定に代えて、前記第１検知信号が、前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示し、前記第２検知信号が、前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示す場合は、前記接地線Ｇが接続されてないと判定する、
前記第１検知信号が、前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示し、前記第２検知信号が、前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示す場合は、前記接地線Ｇが接続されてないと判定することが好ましい。
【００１１】
（３）  （１）の発明において、前記第１検知部は、前記電源線Ｌと、前記接地線Ｇとの間に設けられた第１整流回路と、前記第１整流回路が整流された電圧を出力しているか否かを示す信号を、前記第１検知信号として出力する第１信号出力回路と、を具備し、前記第２検知部は、前記中性線Ｎと、前記接地線Ｇとの間に設けられた第２整流回路と、前記第２整流回路が整流された電圧を出力しているか否かを示す信号を、前記第２検知信号として出力する第２信号出力回路と、を具備することが好ましい。
【００１２】
（４）  （３）の発明において、前記第１整流回路は、全波整流を行う第１全波整流回路（例えば、後述する第１ブリッジ整流回路３０）であり、前記第１信号出力回路は、前記第１全波整流回路の第１出力信号を入力し、前記第１出力信号を絶縁した信号である前記第１検知信号を出力する第１フォトカプラ（例えば、後述する第１のフォトカプラ４０）を備え、前記第２整流回路は、全波整流を行う第２全波整流回路（例えば、後述する第２ブリッジ整流回路３６）であり、前記第２信号出力回路は、前記第２全波整流回路（例えば、後述する第２ブリッジ整流回路３６）の第２出力信号を入力し、前記第２出力信号を絶縁した信号である前記第２検知信号を出力する第２フォトカプラ（例えば、後述する第２のフォトカプラ４６）を備えることが好ましい。
【００１３】
（５）  （３）の発明において、前記第１整流回路は、半波整流を行う第１半波整流回路（例えば、後述する第１ダイオード６０）であり、前記第１信号出力回路は、前記第１半波整流回路の第１出力信号を入力し、前記第１出力信号を絶縁した信号である前記第１検知信号を出力する第１フォトカプラを備え、前記第２整流回路は、半波整流を行う第２半波整流回路（例えば、後述する第２ダイオード６４）であり、前記第２信号出力回路は、前記第２半波整流回路の第２出力信号を入力し、前記第２出力信号を絶縁した信号である前記第２検知信号を出力する第２フォトカプラを備えることが好ましい。
【００１４】
（６）  （１）から（５）のいずれか１項に記載の発明において、前記接地状態判定部の判定結果に基づき、前記接地状態判定部は前記電気機器の出力を遮断することが好ましい。
【００１５】
（７）  （１）から（５）のいずれか１項に記載の発明において、前記接地状態判定部の判定結果に基づき、前記電気機器のユーザに対して警告を発する警告部（例えば、後述する警告部２０）を備えることが好ましい。
【００１６】
（８）  （１）から（５）のいずれか１項に記載の発明において、前記接地状態判定部の判定結果に基づき、前記判定結果を前記電気機器のユーザに対して表示する表示部（例えば、後述する表示部２２）、を備えることが好ましい。
【００１７】
（９）本発明に係る電気機器（例えば、後述するレーザー加工装置１０）は、商用電源の電源線Ｌ（例えば、後述するＬ端子）と、前記商用電源の中性線Ｎ（例えば、後述するＮ端子）との間に表れる交流電力を利用する電気機器であって、前記商用電源の前記電源線Ｌと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第１検知信号（例えば、後述するＥａｒｔｈ＿Ｌ信号）を出力する第１検知部（例えば、後述する第１検知部１４）と、前記商用電源の前記中性線Ｎと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第２検知信号（例えば、後述するＥａｒｔｈ＿Ｎ信号）を出力する第２検知部（例えば、後述する第２検知部１６）と、前記第１検知信号と、前記第２検知信号と、を外部に出力する接地状態判定部（例えば、後述する接地状態判定部１８）と、を具備する電気機器。
【００１８】
（１０）  （９）の発明において、  前記接地状態判定部は、前記第１検知信号が周期信号である場合は「１」をとり、周期信号ではない場合は「０」をとる第１報知信号を生成し、前記第２検知信号が周期信号である場合は「１」をとり、周期信号ではない場合は「０」をとる第２報知信号を生成し、前記第１報知信号と、前記第２報知信号とを、外部に出力することが好ましい。
【００１９】
（１１）本発明に係る電気機器（例えば、後述するレーザー加工装置１０）に対して、接地状況を判定する接地状況判定方法は、  商用電源の電源線Ｌ（例えば、後述するＬ端子）と、前記商用電源の中性線Ｎ（例えば、後述するＮ端子）との間に表れる交流電力を利用する電気機器であって、前記商用電源の前記電源線Ｌと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第１検知信号（例えば、後述するＥａｒｔｈ＿Ｌ信号）を出力する第１検知部（例えば、後述する第１検知部１４）と、前記商用電源の前記中性線Ｎと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第２検知信号（例えば、後述するＥａｒｔｈ＿Ｎ信号）を出力する第２検知部（例えば、後述する第２検知部１６）と、前記第１検知信号と、前記第２検知信号と、に基づき、接地状態を判定する接地状態判定部（例えば、後述する接地状態判定部１８）と、を具備する前記電気機器に対して、接地状況を判定する接地状況判定方法であって、前記第１検知部が、前記商用電源の前記電源線Ｌと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第１検知信号を出力する第１検知ステップと、前記第２検知部が、前記商用電源の前記中性線Ｎと、前記商用電源の接地線Ｇとの間に電力が表れているか否かを検知し、第２検知信号を出力する第２検知ステップと、前記接地状態判定部が、前記第１検知信号と、前記第２検知信号と、に基づき、接地状態を判定する接地状態判定ステップと、を含み、前記接地状態判定ステップは、前記第１検知信号が前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れていることを示し、前記第２検知信号が前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れていないことを示す場合は、前記商用電源は本電気機器に正相で接続され、接地線Ｇが接続されていると判定する第１のステップと、前記第１検知信号が前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れていないことを示し、前記第２検知信号が前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れていることを示す場合は、前記商用電源は本電気機器に逆相で接続され、接地線Ｇが接続されていると判定する第２のステップと、前記第１検知信号が前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示し、前記第２検知信号が前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いる」ことを示す場合は、前記接地線Ｇが接続されてないと判定する第３のステップと、のいずれかのステップを含む電気機器に対して接地状況を判定する接地状況判定方法。
【００２０】
（１２）  （１１）の発明において、前記第３のステップに代えて、前記第１検知信号が前記電源線Ｌと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示し、前記第２検知信号が前記中性線Ｎと前記接地線Ｇとの間に電力が表れて「いない」ことを示す場合は、前記接地線Ｇが接続されてないと判定する第４のステップ、
を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、接地がされているかどうか（接地Ｇが大地に接続されているかどうか）について、電源が正相接続されているか逆相接続されているのかにかかわらず判定することができる。また、接地がされている場合は、電源が逆相接続されているか、正相接続されているかを知ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態１のレーザー加工装置１０の構成図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態１の第１検知部１４、第２検知部１６の回路図である。
【図２Ｂ】図２Ａにおいて、アースが接続されていない場合の電流が流れる経路の例を示す回路図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態１において、正相接続されている場合の、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号と、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号との波形を示すグラフである。
【図３Ｂ】本発明の実施形態１において、逆相接続されている場合の、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号と、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号との波形を示すグラフである。
【図３Ｃ】本発明の実施形態１において、接地Ｇが地球に接続されていない場合の、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号と、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号との波形を示すグラフである。
【図３Ｄ】本発明の実施形態３において、接地Ｇが地球に接続されていない場合の、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号と、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号との波形を示すグラフである。
【図４】検知信号が周期的信号となる様子を示すグラフである。
【図５】全波整流に代えて、半波整流を行うときの第１検知部１４、第２検知部１６の回路図である。
【図６】実施形態３に係る半波整流を行うときの第１検知部１１４、第２検知部１１６の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
Ａ．実施形態１
１．レーザー加工装置１０
図１には、本実施形態１の接地検知機能を搭載したレーザー加工装置１０の構成図が示されている。このレーザー加工装置１０は、請求の範囲の電気機器の好適な一例に相当する。
【００２４】
同図に示すように、レーザー加工装置１０は、レーザー加工を行うレーザー加工機１２を備えており、このレーザー加工機１２を用いて所定の対象物の加工を行うことができる。レーザー加工機１２は、従来知られている種々のレーザー加工機１２を利用することができる。半導体レーザーを用いたものでもよいし、炭酸ガスレーザーを用いてもよい。近年は、家庭用のレーザー加工機１２として、４０Ｗ程度の炭酸ガスレーザーも安価に提供される場合があり、このような家庭用のレーザー加工機１２でもよい。
レーザー加工装置１０は、商用電源８で稼働する装置であり、商用電源を取得するためのプラグ８ａを備えている。商用電源８は、プラグ８ａを介して、レーザー加工機１２に供給されている。
【００２５】
本実施形態において特徴的なことは、レーザー加工装置１０が、第１検知部１４と、第２検知部１６と、接地状態判定部１８と、を備えていることである。これらの構成によって、レーザー加工装置１０に供給される商用電源８の接地状況を判定することができる。また、レーザー加工装置１０は、後述するように、警告部２０と、表示部２２と、を備えていてもよい。
第１検知部１４、第２検知部１６は、交流電源（商用電源８）が供給されており、本レーザー加工装置１０に供給される商用電源８の接地状況を表す第１検知信号、第２検知信号をそれぞれ出力する。
接地状態判定部１８は、この第１検知信号、第２検知信号に基づき、レーザー加工装置１０の接地状況を判定する。以下、詳細に説明する。
【００２６】
２．接地状況の判定
（ａ）電源
まず、本実施形態のレーザー加工装置１０は、交流電源（商用電源）のＬ（ライン）端子とＮ（ニュートラル）端子から、ＡＣ１００Ｖの電気を取り入れて用いている。ここでは日本を想定してＡＣ１００Ｖの例を示すが、他の国の他の電圧（例えば、２００Ｖ）でもよい。
なお、Ｌ（ライン）端子は、電源線の端子である。この電源線は、請求の範囲の電源線Ｌの好適な一例に相当する。また、Ｎ（ニュートラル）端子は、中性線の端子である。この中性線は、請求の範囲の中性線Ｎの好適な一例に相当する。
【００２７】
（ｂ）電気機器
このＬ端子とＮ端子とから、ＡＣ１００Ｖが、レーザー加工機１２に給電される。ここでは、レーザー加工機１２を例として説明するが、Ｌ端子（電源線の端子）とＮ端子（中性線の端子）とから、ＡＣ１００Ｖを利用する電気機器であれば、どのような電気機器、電気回路でもよい。
【００２８】
（ｃ）第１検知部１４、第２検知部１６
第１検知部１４、第２検知部１６の回路図が図２Ａに示されている。
（ｃ-１）第１検知部１４
第１検知部１４は、大きく分ければ、第１ブリッジ整流回路３０と、第１信号出力回路４４と、から構成される。
第１ブリッジ整流回路は、請求の範囲の第１全波整流回路の好適な一例に相当し、第１信号出力回路は、請求の範囲の第１信号出力回路の好適な一例に相当する。
第１検知部１４は、図２Ａに示すように、Ｌ端子と、接地Ｇとの間に第１ブリッジ整流回路３０を接続している。
【００２９】
なお、接地Ｇは、接地線により大地と接続された端子部分を言う。ここで接地線は、請求の範囲の接地線Ｇの好適な一例に相当する。
そして、Ｌ端子を商用電源に接続すると（通電すると）、Ｌ端子と、接地端子との間に直流回路が形成される。この回路が出力する直流電流は、４８ｋΩの抵抗器３２ａ、３２ｂ、３２ｃを３個直列に接続して電流制限してから、次に説明するように、第１の信号出力回路４４に供給される。
第１の信号出力回路４４は、第１ブリッジ整流回路３０を用いて取り出した直流電圧を「検知」して、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号を作成している。
検知には、第１のフォトカプラ４０を用いている。第１のフォトカプラ４０の入力側に、上で述べた直流電圧が印加され、所定の電流が流れると、第１のフォトカプラ４０の出力回路がＯＮ動作し、外部にデジタル信号としてのＥａｒｔｈ＿Ｌ信号が出力される。なお、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号は、抵抗４２によって５Ｖにプルアップされている。
このＥａｒｔｈ＿Ｌ信号は、請求の範囲の第１検知信号の好適な一例に相当する。
【００３０】
（ｃ-２）第２検知部１６
第２検知部１６は、大きく分ければ、第２ブリッジ整流回路３６と、第２信号出力回路５０と、から構成される。
第２ブリッジ整流回路３６は、請求の範囲の第２全波整流回路の好適な一例に相当し、第２信号出力回路５０は、請求の範囲の第２信号出力回路の好適な一例に相当する。
第２検知部１６は、図２Ａに示すように、Ｎ端子と、接地Ｇとの間に第２ブリッジ整流回路３６を接続している。
【００３１】
そして、Ｎ端子を商用電源に接続すると（通電すると）、Ｎ端子と、接地Ｇとの間に直流回路が形成される。この回路が出力する直流電流は、４８ｋΩの抵抗器３７ａ、３７ｂ、３７ｃを３個直列に接続して電流制限してから、次に説明するように、第２の信号出力回路４４に供給される。
第２の信号出力回路５０は、第２ブリッジ整流回路３６を用いて取り出した直流電圧を「検知」して、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号を作成している。
検知には、第２のフォトカプラ４６を用いている。第２のフォトカプラ４６の入力側に、上で述べた直流電圧が印加され、所定の電流が流れると、第２のフォトカプラ４６の出力回路がＯＮ動作し、外部にデジタル信号としてのＥａｒｔｈ＿Ｎ信号が出力される。なお、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号は、抵抗４２によって５Ｖにプルアップされている。
このＥａｒｔｈ＿Ｎ信号は、請求の範囲の第２検知信号の好適な一例に相当する。
【００３２】
（ｄ）回路動作１（接地Ｇが大地に接続されている場合）
このように、本実施形態における回路では、接地Ｇが地球（大地）に接続されていれば、電源が正相接続されている場合はＬ端子と接地Ｇとの間に１００Ｖ（実効値）の電位差が生じ（日本の場合）て、微弱電流が流れる。同様に、電源が逆相接続されている場合は、Ｎ端子と接地Ｇとの間にも１００Ｖ（実効値）の電位差が生じて、微弱電流が流れる。
すなわち、正相接続の場合は、電流が第１のフォトカプラ４０の入力回路に流れるので、第１のフォトカプラ４０の出力回路がＯＮ動作する。その結果、第１のフォトカプラ４０の出力側に出力されているＥａｒｔｈ＿Ｌ信号（デジタル信号）の値が、「Ｌ」となる。
また、逆相接続の場合は、電流が第２のフォトカプラ４６の入力回路に流れるので、第２のフォトカプラ４６の出力回路がＯＮ動作する。その結果、第２のフォトカプラ４６の出力側に出力されているＥａｒｔｈ＿Ｎ信号（デジタル信号）の値が、「Ｌ」となる。
【００３３】
（ｅ）回路動作２（接地Ｇが接続されていない場合）
接地Ｇ（接地線）が地球に接続されていない場合、Ｌ端子と接地Ｇとの間の電位差（Ｎ端子と接地Ｇとの間の電位差も）は交流の正弦波に依存する。
（ｆ）接地状態判定部１８
このようにして、接地Ｇ（接地線）の接続状況を検知した後、その検知結果（Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号や、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号等の検知信号）は接地状態判定部１８に供給される。
【００３４】
接地状態判定部１８は。例えばＣＰＵであり、このＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって、接地状態判定部１８の種々の動作を実行している。ＣＰＵは、例えばパソコンのＣＰＵや、マイコン装置のＣＰＵ等が好適であるが、他のＣＰＵでもよい。
接地状態判定部１８（ＣＰＵ）は、入力した検知信号、すなわちＥａｒｔｈ＿Ｎ信号や、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号を、所定のデジタルインターフェース用の信号に変換して、外部に出力している。図２Ａで説明したように、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号や、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号は、値として「Ｈ」「Ｌ」を取り得るデジタル信号である。
【００３５】
まず、接地状態判定部１８は、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号を常時観察し、このＥａｒｔｈ＿Ｌ信号の電位が連続してずっと「Ｈ」の状態（所定の期間以上続いている状態）の場合は、「０」となり、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号の電位が周期的に繰り返す（ＨとＬとを繰り返す）場合は、「１」となるような第１報知信号を生成する。
次に、接地状態判定部１８は、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号も常時観察し、このＥａｒｔｈ＿Ｎ信号の電位が連続してずっと「Ｈ」の状態（所定の期間以上続いている状態）の場合は、「０」となり、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号の電位が周期的に繰り返す（ＨとＬとを繰り返す）場合は、「１」となるような第２報知信号を生成する。
接地状態判定部１８は、これら第１報知信号、第２報知信号を、例えばＵＳＢインターフェース上のフレーム中に埋め込む等の処理を行い、得られたＵＳＢ用の信号を、ＵＳＢインターフェースを用いて外部に出力する。
この結果、アースが正常に接続され、正相接続の場合は、（第１報知信号、第２報知信号）が、（１、０）となる。また、アースが正常に接続され、逆相接続の場合は、（第１報知信号、第２報知信号）が、（０、１）となる。また、アースが正常に接続されていない場合は、（第１報知信号、第２報知信号）が、（１、１）となる。
【００３６】
外部の例えばＰＣ２４（図１参照）は、例えばＵＳＢインターフェースを介して、第１報知信号や、第２報知信号を受信することができる。
この結果、例えば、外部のパソコン（ＰＣ２４）が、当該レーザー加工装置１０の電源の接続状況を判定して、所望の処置を実行することができる。
図１で示された構成では、外部のＰＣ２４が、第１報知信号や、第２報知信号に基づき、電源の状況を以下のように判定することができる。
【００３７】
（ｆ−１）接地Ｇが大地に接続しており、かつ、電源が正相接続されている場合、つまり商用電源（電力系統）の中性線がＮ端子に接続され、電源線がＬ端子に接続されている場合
この場合の、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号の波形のグラフが図３Ａに示されている。Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号は上述したようにデジタル信号であり、「Ｈ」「Ｌ」の値をとる。また、このグラフの横軸は時間である。図３Ａに示すように、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号は、「Ｌ」と「Ｈ」とを繰り返す周期信号となる。また、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号は、接地電位と同じになるはずであるから、第２ブリッジ整流回路３６の出力電圧は０となり、第２のフォトカプラ４６はＯＮ動作しない（図２Ａ参照）。その結果、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号は、プルアップされているので「Ｈ」（５Ｖ）であり続ける（図３Ａ参照）。
【００３８】
このように、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号が周期的に変化する信号であり、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号は変化しない場合は、上述したように、接地状態判定部１８は、（第１報知信号、第２報知信号）が、（１、０）となるように各信号を生成する。この結果、外部のＰＣ２４は、上述したように、電源系統が正相接続されており、接地Ｇは大地に接続されている場合であると判定することができる。
本実施形態において特徴的なことは、検知信号（又はそれに基づき生成された第１報知信号、第２報知信号）に基づき接地がされているかどうか（接地Ｇが大地に接続されているかどうか）を判定することができるとともに、電源が正相接続されているか、逆相接続されているのかを判定することが可能なことである。
なお、接地状態判定部１８は、例えばＣＰＵが、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号やＥａｒｔｈ＿Ｎ信号を所定のＩ／Ｏポートで入力し、これらの信号の値を、周期的にサンプリングして監視することによって、「周期的に変化」しているかどうか判断して、上記第１報知信号、第２報知信号を生成することができる。
また、Ｌ端子（図２Ａ）が電源の正極に正しく接続されている場合（正相接続の場合）にＥａｒｔｈ＿Ｌ信号が周期的に変化する理由を、図４に基づき説明する。この場合、Ｌ端子と接地Ｇとの間には所定の交流電圧が発生しているので、第１ブリッジ整流回路３０の出力電圧は、全波整流された波形となる。この様子が図４のグラフに示されている。
【００３９】
図４には、第１ブリッジ整流回路３０の出力信号である全波整流の波形が示されている。この全波整流の信号は、抵抗３２ａ、３２ｂ、３２ｃを介して第１のフォトカプラ４０に印加されている。従って、フォトカプラの入力の特性から、所定の基準電圧Ｖｒｅｆ以上の場合は、第１のフォトカプラがＯＮ動作して、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号が「Ｈ」から「Ｌ」となる。基準電圧Ｖｒｅｆ以下の場合は、第１のフォトカプラはＯＦＦ状態であり、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号は「Ｈ」のままである。したがって、第１のブリッジ整流回路の出力電圧の値に応じて、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号は「Ｈ」と「Ｌ」とを繰り返す周期信号となる。この様子が図４のグラフに示されている。なお、基準電圧Ｖｒｅｆは、概ね第１のフォトカプラ４０の特性によって決まる電圧である。
なお、図４では、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号の例を示したが、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号と、第２ブリッジ整流回路３６の出力電圧の関係も同様である。
【００４０】
（ｆ−２）接地Ｇが大地に接続しており、かつ、電源が逆相接続されている場合、つまり商用電源（電力系統）の中性線がＬ端子に接続され、電源線がＮ端子に接続されている場合
この場合の、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号の波形のグラフが図３Ｂに示されている。Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号は上述したようにデジタル信号であり、「Ｈ」「Ｌ」の値をとる。また、このグラフの横軸は時間である。図３Ｂに示すように、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号は、「Ｌ」と「Ｈ」とを繰り返す周期信号となる。また、Ｅａｒｔｈ＿Ｈ信号は、接地電位と同じになるはずであるから、第１ブリッジ整流回路３０の出力電圧は０となり、第１のフォトカプラ４０はＯＮ動作しない（図２Ａ参照）。その結果、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号は、プルアップされているので「Ｈ」（５Ｖ）であり続ける（図３Ｂ参照）。
【００４１】
このように、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号が周期的に変化する信号であり、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号は変化しない場合は、上述したように、接地状態判定部１８は、（第１報知信号、第２報知信号）が、（０、１）となるように各信号を生成する。この結果、外部のＰＣ２４は、上述したように、電源系統が逆相接続されており、接地Ｇは大地に接続されている場合であると判定することができる。
この図３Ｂに示す場合は、電源が逆相接続されているので、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号とＥａｒｔｈ＿Ｎ信号の様子は、上述した（ｆ−１）の場合と逆になる。これは図３Ｂと図３Ａのグラフを比較すれば容易に理解できよう。
したがって、本実施形態１によれば、検知信号（Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号とＥａｒｔｈ＿Ｎ信号）（又はそれに基づき生成された第１報知信号、第２報知信号）に基づき、接地がされているかどうか（接地Ｇが大地に接続されているかどうか）を判定することができるとともに、電源が正相接続されているか、逆相接続されているのかを判定することが可能である。
なお、この（ｆ−２）の場合で、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号が周期的に変化する理由は、（ｆ−１）で説明した理由と全く同様である。また、接地状態判定部１８が、検知信号が周期的に変化しているか否かを判定する手法も、上記（ｆ−１）で説明した理由と同様である。
【００４２】
（ｆ−３）接地Ｇが大地に接続されていない場合であって、かつ、電源が正相接続又は逆相接続されている場合
この場合の、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号の波形のグラフが図３Ｃに示されている。Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号は上述したようにデジタル信号であり、「Ｈ」「Ｌ」の値をとる。また、このグラフの横軸は時間である。図３Ｃに示すように、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号もＥａｒｔｈ＿Ｌ信号も、周期信号（一定の期間で、「Ｈ」と「Ｌ」とを繰り返す信号）となる。
【００４３】
この（ｆ−３）の場合は、図２Ａ等における接地Ｇは大地に接続していない場合である。したがって、Ｌ端子側が正極の場合、Ｌ端子から、第１ブリッジ整流回路３０及び第２ブリッジ整流回路を通じて、負極であるＮ端子側に向けて電流が流れる。したがって、第１のフォトカプラ４０も第２のフォトカプラ４６もＯＮした状態となる。このような電流が流れる様子が図２Ｂに示されている。図２Ｂ中で、太い破線の矢印で、このような電流の向きが示されている。
このような電流は、図２Ｂから明らかなように、Ｌ端子側が正極側となった場合にのみ流れる。したがって、交流電流の半周期において当該電流が流れ、他の半周期においては当該電流（図２Ｂ）は流れない。その結果、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号もＥａｒｔｈ＿Ｎ信号も、共に「Ｈ」（５Ｖ）と「Ｌ」（０Ｖ）とを交互に繰り返す周期信号となりうる（図３Ｃ参照）。
【００４４】
このように、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号もＥａｒｔｈ＿Ｎ信号もともに周期的に変化する信号である場合は、上述したように、接地状態判定部１８は、電源系統が正相又は逆相接続されており、接地Ｇは大地に接続されて「いない」場合であると判定することができる。また、接地状態判定部１８は、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号もＥａｒｔｈ＿Ｎ信号もともに周期的に変化する信号であるので、上述した（第１報知信号、第２報知信号）は、（１、１）となる。また、外部のＰＣ２４も、第１報知信号と第２報知信号がともに「１」であることを検知すると、アースが接続できていない状態だと判定することができる。
【００４５】
本実施形態において特徴的なことは、検知信号に基づき、接地がされているかどうか（接地Ｇが大地に接続されているかどうか）について、電源が正相接続されているか逆相接続されているのかにかかわらず判定することが可能なことである。したがって、接地がされているのかどうかを、より確実に判定することができる。
もちろん、上述したように、この第１の検知信号、第２の検知信号に基づき生成された第１報知信号、第２報知信号に基づいて判定することも同様であり、電源が正相接続されているか逆相接続されているのかにかかわらず判定することが可能なことである。したがって、接地がされているのかどうかを、より確実に判定することができる。
【００４６】
（ｇ）日本における優位性
特に日本の場合、交流端子のＬ端子とＮ端子は、区別しないで使用されている場合も多い。そのため、Ｌ端子とＮ端子とが、逆に接続（逆相接続）されている場合でも、接地線の接続状況を検出できる必要がある。本実施形態では、このような逆相接続の場合でも正相接続の場合でも、接地線の接続状況を検出することが可能である。
その理由は、図２Ａに示すように、Ｌ端子側の検出回路と、Ｎ端子側の検出回路とが全く同一だからである。したがって、たとえＬ端子とＮ端子とを、商用電源に対して逆に接続してしまった場合でも、これまでの説明の通り、接地状態を判定することができる。
【００４７】
３．ＰＣ２４の動作
これまで述べた説明では、接地状態判定部１８が、検知信号であるＥａｒｔｈ＿Ｌ信号（第１の検知信号）、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号（第２の検知信号）に基づき、第１報知信号、第２報知信号を生成し、これら第１報知信号、第２報知信号を外部に出力する動作を説明した。特に、接地状態判定部１８（例えば、ＣＰＵ）は、これらの報知信号をＵＳＢ等のデジタルインターフェース用の信号に変換してから外部に出力する。これによって、外部のＰＣ２４は、第１の報知信号及び第２の報知信号に基づき、接地状態と共に、電源が正相接続しているか逆相接続しているかどうかを一度に知ることができ、所望の動作を実行することができる。この所望の動作は、ユーザが自由に設定することができる。例えば、図１に示すように、外部のＰＣ２４は、レーザー加工機１２を制御することができる。このためには、レーザー加工装置１０は、レーザー加工機１２を制御するための制御入力端子（不図示）を備えていることが好ましい。
外部のＰＣ２４は、制御入力端子を通じて制御信号をレーザー加工機１２に対して出力することができる。
【００４８】
例えば、ＰＣ２４は、接地Ｇが大地に接続していない場合はレーザー加工機１２を停止させたり、出力を遮断させたり、レーザー加工機１２そのものを起動しないようにすること、レーザー加工機１２への電力供給をシャットダウンすること等のさまざまな動作、安全のための動作、を実行することもできる。これらの動作は、ユーザが自由に設定してもよい。
【００４９】
４．接地状態判定部１８の他の動作
上の説明では、例えば、外部のＰＣ２４が、レーザー加工機１２の制御を行う例を説明した。しかし、ＰＣ２４と同等の手段を、レーザー加工装置１０が内蔵していてもよい。そして、レーザー加工装置１０自体で、接地状態に応じてレーザー加工機１２の制御を上述したように実行してもよい。
このような手段として、接地状態判定部１８を用いてもよい。接地状態判定部１８は、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号（第１の検知信号）、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号（第２の検知信号）に基づき、接地状態（及び電源の正相/逆相接続）を判定し、その結果に基づいてレーザー加工機１２を上の例のように制御してよい。
【００５０】
４−２．警告部２０、表示部２２
また、接地状態判定部１８は、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号（第１の検知信号）、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号（第２の検知信号）に基づき、接地状態（及び電源の正相/逆相接続）を判定し、その結果に基づいてレーザー加工機１２を上の例のように制御してよいし、その他種々の制御を行ってもよい。
例えば、接地状態判定部１８は、接地Ｇが大地に接続されて「いない」場合、警告部２０を制御して、ユーザに警告をしてもよい。そして、接地Ｇの接続線を大地に接続するようにユーザに促すことができる。警告部２０は、ブザーや、スピーカを用いて種々の警告音を発生させてもよい。音声で警告を発してもよい。光等で警告を発してもよい。
【００５１】
また例えば、接地状態判定部１８は、電源が逆相接続の場合、表示部２２を制御して、電源が逆相接続であることを表示させてよい。ユーザはこの表示に基づき、電源が逆相接続であることを知ることができる。同様に、表示部２２に、接地Ｇが大地に接続していないことを表示させてもよい。これによって、ユーザは、接地がされて「いない」こと（接地Ｇが接続線によって大地に接続されていないこと）を知ることができる。その結果、ユーザは接地を接続しなければならないことを認識することができる。
これら警告部２０、表示部２２は、本実施形態１において必須構成ではないが、備えていればユーザの利便性は向上する。
また、接地状態判定部１８は、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号（第１の検知信号）、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号（第２の検知信号）に基づき、第１報知信号、第２報知信号を生成してから、この第１報知信号、第２報知信号に基づき、接地状態（及び電源の正相/逆相接続）を判定してもよい。
【００５２】
５．その他
（１）本実施形態１におけるレーザー加工機１２は、ガラス製高電圧励起レーザーを利用することができる。本願発明者は、４０ＷクラスのＣＯ２レーザーであって、ガラス製高電圧励起レーザーを利用したレーザー加工装置１０を実際に製造し、ユーザに好評を博している。
また、接地状態を検出する手法は、従来から種々知られているが、従来より小型で高性能な接地検知回路を、このようなガラス製高電圧励起レーザー発振機の電気回路に設置し、接地状態を容易に確認でき、ユーザに安心して使用してもらうことができたのは、本願発明者が最初である。
【００５３】
（２）中国や米国、欧州はコンセントにアース端子（接地端子）が付いているので、アースが接続されていないことは滅多に生じないが、日本では家庭電源のコンセントにはアース付きコンセントが十分普及していない。そのため、レーザー加工装置等を普通に使用する際は、アース（接地）が接続されていない場合もあり、その点、本実施形態は極めて有効である。
【００５４】
（３）したがって、本実施形態の技術は、特に日本において有効な安全対策である。簡単な回路構成によって低コスト化を図りつつ、高い検知正確率で、例えばレーザー加工装置の普及に貢献する点が大である。
【００５５】
Ｂ．実施形態２
１．半波整流  
上述した実施形態１では、第１ブリッジ整流回路３０、第２ブリッジ整流回路３６を用いて、交流電圧を全波整流して、検知信号（Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号）を作成していた。
しかし、全波整流に代えて、半波整流を用いてもよい。半波整流を用いても、電圧が生じているか否かを検知できるので、全波整流に代えて半波整流を用いてもよい。
【００５６】
２．半波整流回路
半波整流を用いる場合の第１検知部１４、第２検知部１６の回路図が図５に示されている。
図５は、図２Ａの第１ブリッジ整流回路３０を、第１ダイオード６０に置き代えており、第２ブリッジ整流回路３６を、第２ダイオード６４に置き換えて、全波整流の代わりに半波整流としたものである。それ以外の構成はほぼ同様であり、図５の第３のフォトカプラ７０は、図２Ａの第１のフォトカプラ４０と同様のフォトカプラであり、第４のフォトカプラ７６も、図２Ａの第２のフォトカプラ４６と同様のフォトカプラである。図５においては、省略されて図示されていないが、抵抗４２、抵抗４８と同様の抵抗によってＥａｒｔｈ＿Ｌ信号もＥａｒｔｈ＿Ｎ信号もプルアップされている。
【００５７】
図５において、直列に３個設けられている抵抗６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、図２Ａの抵抗３２ａ、３２ｂ、３２ｃと同様の働きをする。抵抗値が３３ｋであり、図２Ａとは異なっているのは、図５がＡＣ２００Ｖ用の回路だからである。図５の抵抗６６ａ、６６ｂ、６６ｃも同様である。
なお、図５のダイオード８０は、第３のフォトカプラ７０と、第４のフォトカプラ７６の入力保護のためのダイオードであり、回路の機能には直接関係しない。
【００５８】
３．波形
この場合、半波整流を用いると、図４に示す全波整流の波形は、半波整流波形に置き換えて考えることができる。つまり、図４のＥａｒｔｈ＿Ｌの信号の周期は２倍になる。またその場合、図３Ａ、図３Ｂに示す周期的な波形も、その周期が２倍に伸びると考えればよい。
したがって、接地線が地球に接続している場合は、接地状態判定部１８の判定の周期も２倍になったものとして、各検知信号（Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号）が周期信号であるか否かを判断すればよい。しかし、サンプリング周期をこれらの周期より十分に短く取って、「Ｌ」となる信号が検出できれば、周期的な信号になっていると考えることができ、接地線が地球に接続している場合は、特に全波整流と半波整流の場合とで接地状態判定部１８（ＣＰＵ）のアルゴリズムを変更する必要性はない。
【００５９】
４．効果
半波整流の場合でも、全波整流の場合とほぼ同様に、接地Ｇが大地に接続されているか否かを判定することができ、かつ、接地Ｇが大地に接続されている場合は、電源が正相接続か逆相接続かを判定することもできる。また、全波整流の場合に比べてダイオードの数が少なく構成することができ、装置構成の小型化を図ることができる。
【００６０】
Ｃ．実施形態３
１．他の半波整流  
上述した実施形態２では、半波整流を利用した第１検知部１４、第２検知部１６の説明を行った。これらの回路は、ダイオードによる半波整流を行っているので、商用電源８の交流電源の１周期における前半の半周期はＯＮ（又はＯＦＦ）動作し、後半の半周期はＯＦＦ（又はＯＮ）動作する。このように、第１検知部１４、第２検知部１６は、同時にＯＮ動作するので、アースにリーク電流が流れる場合は、両回路の電流が同時に流れることになる。
そこで、第１検知部１４、第２検知部１６を、交互にＯＮ動作するような半歩整流を行うことができれば、リーク電流のピーク値は半分になると考えられる。このような考え方に基づき、本実施形態３では、第１検知部１４と第２検知部１６とが交互にＯＮ動作するように構成した例を説明する。
【００６１】
２．半波整流回路
実施形態３に係る第１検知部１１４、第２検知部１１６の回路図が図６に示されている。図６は、図５の回路図とほぼ同様であり、図５と同様の構成には同じ符号が付されているが、以下の点が異なる。
【００６２】
第２検知部１１６の第２のダイオード１６４は、実施形態２（図５）の第２のダイオード６４と向きが逆となっている。このような構成によって、第２検知部１１６と、実施形態２（図５）の第２検知部１６とはＯＮ動作するタイミングが判半周期異なる。その結果、本実施形態３において、第１検知部１１４と、第２検知部１１６とは、実施形態２（図５）と異なり、交互にＯＮ動作する。その結果、リーク電流の大きさを実施形態２のおよそ１／２にすることができる。
【００６３】
なお、第２検知部１１６の第２のダイオード１６４の向きを図５の第２のダイオード６４の向きと反対にしたことにより、保護ダイオードであるダイオード１８０中の１個のダイオードの向きも、図５のダイオード８０と異なっている。これは電圧のかかる向きが図５とは逆になるためである。なお、向きが逆になるダイオードは、第２検知部１１６中の第２のフォトカプラ１７６の保護をするダイオードである（図６参照）。
【００６４】
また、図６の第２のフォトカプラ１７６は、図５の第２のフォトカプラ７６と同様の部品であるが、接続端子が逆である。すなわち、印加される電圧が逆になるので、商用電源８側に接続する端子が逆になっている。図６において、第２のフォトカプラ１７６中の入力側のダイオードのむきが図５と逆になっている点に留意されたい。
【００６５】
また、本実施形態３においては、第１検知部１１４中の、抵抗１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃの値を１００ｋΩ又は２００ｋΩに設定している。これは、日本における商用電源８が、１００Ｖ又は２００Ｖが広く用いられていることに対応したものである。商用電源８が１００Ｖの場合は、抵抗１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃの値を１００ｋΩにしてよい。また、商用電源８が２００Ｖの場合は、抵抗１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃの値を２００ｋΩにしてよい。このような抵抗値に設定することによって、第１のフォトカプラ７０に流れる電流を適切な電流値に規定することができる。
【００６６】
同様の趣旨に基づき、第２検知部１１６中の、抵抗１６６ａ、１６６ｂ、１６６ｃの値も１００ｋΩ又は２００ｋΩに設定している（図６）。商用電源８が１００Ｖの場合は、抵抗１６６ａ、１６６ｂ、１６６ｃの値を１００ｋΩにしてよい。また、商用電源８が２００Ｖの場合は、抵抗１６６ａ、１６６ｂ、１６６ｃの値を２００ｋΩにしてよい。
【００６７】
３．波形と判断アルゴリズム
３．１  アース線が接続されている場合
本実施形態３の図６の回路を採用する場合は、実施形態２と同様に、図４に示す全波整流の波形が、半波整流波形に置き換えて考えればよい。また、図３Ａ、図３Ｂに示す周期的な波形も、実施形態２と同様に、その周期が２倍に伸びると考えればよい。
したがって、接地状態判定部１８の判定手法も、上記実施形態２と基本的に同様でよい。例えば、アース線が正常に接続している場合は、電源線が正相接続であっても逆相接続であっても、これまでと同様のアルゴリズムでそれらを検出することができる。
【００６８】
３．２  アース線が接続されていない場合
ただし、アース線が接続されていない場合は、図６の第２のフォトカプラ１７６の入力ダイオードの向きが、図５の第２のフォトカプラ７６の入力ダイオードの向きと逆になっているため、実施形態１、２と異なり（図２Ｂ）と異なり９、Ｌ端子からＮ端子へ向けて電流が流れ「ない」。
そのため、アース線が接続されていない場合のＥａｒｔｈ＿Ｌ信号、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号の波形は、図３Ｄに示す波形となる。すなわち、両信号ともに「Ｈ」（Ｈｉｇｈ）状態となり続ける。
また、この場合、接地状態判定部１８は、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号ともに周期信号ではないため、（第１報知信号、第２報知信号）として、（０、０）の信号を生成して、ＰＣ２４に出力する。したがって、本実施形態３の場合は、ＰＣ２４はこれら第１報知信号＝０、第２報知信号＝０に基づき、アース線が接続されていないと判定することができる。
【００６９】
互換性のあるソフトウェアの対応方法について
（１）上述したように、アースが接地線に接続されていない場合、つまり地球に接続されていない場合、実施形態１（２）と、実施形態３との間で、検知信号、すなわちＥａｒｔｈ＿Ｌ信号と、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号の信号レベルが異なる。したがって、これらを検出するための接地状態判定部１８を実現するためのソフトウェアとして別のアルゴリズムを採用するソフトウェアを利用する必要があるとも考えられる。
しかし、実施形態１（２）と、実施形態３と、の双方に適用可能ないわゆる互換性のあるソフトウェアを実現することも可能である。
（２）まず、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号と、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号との状態が異なる場合は、アースが接地線に接続されて「いる」と判断する。これは、逆相接続（逆さし）がされている場合も含まれる。
（３）次に、Ｅａｒｔｈ＿Ｌ信号と、Ｅａｒｔｈ＿Ｎ信号との状態が同じ場合は、アースが接地線に接続されて「いない」と判断する。
このように判断させることによって、実施形態１（２）にも実施形態３にも適用することができるソフトウェアが得られる。
【００７０】
（４）なお、ＰＣ２４のソフトウェアとしては、これまでの説明からあきらかなように、
（第１報知信号、第２報知信号）＝（１、０）の場合は、アースが正常に接続されている（正相接続）。
（第１報知信号、第２報知信号）＝（０、１）の場合は、電源逆さし（逆相接続）されている（アースが正常に接続されている）。
（第１報知信号、第２報知信号）＝（１、１）の場合は、アースが接続できていない。
（第１報知信号、第２報知信号）＝（０、０）の場合は、アースが接続できていない。
以上のように判断するようにソフトウェアを構成すればよい。
【００７１】
４．効果
このように、実施形態３（図６）によれば、実施形態２に比べて、アースに流れるリーク電流を半分に制限することができる。
【００７２】
Ｃ．変形例
１．電気機器について
上述した実施形態１、２、３では、電気機器の例としてレーザー加工装置１０を説明したが、商用電源を利用する電気機器であれば、どのような電気機器でもよい。
【００７３】
２．検知信号
上述した実施形態１、２、３では、第１検知信号、第２検知信号を利用している。なお、Ｌ端子（電源線側の端子）と接地Ｇとの間に交流電力が表れているか否かを示す検知信号であれば、どのような信号でも第１検知信号として利用することができる。また、Ｎ端子（中性線側の端子）と接地Ｇとの間に交流電力が表れているか否かを示す検知信号であれば、どのような信号でも第２検知信号として利用することができる。
なお、上述した実施形態では、第１検知信号が周期信号である場合に、Ｌ端子側に交流電力が表れていると判断でき、同様に、第２検知信号が周期信号である場合に、Ｎ端子側に交流電力が表れていると判断できる例を示している。他の種類の信号を用いてもよい。
【００７４】
本実施形態１、２、３では、全波整流や半波整流を用いたが、交流電力をそのまま検知する手法を採用してもよい。また、本実施形態１、２では、フォトカプラを用いてデジタル信号に変換しているが、アナログ信号をそのまま取り扱えるＣＰＵ（やマイコン）であれば、デジタル信号に変換せずそのままアナログ信号とまま取り扱ってもよい。また、フォトカプラ以外の手段でデジタル信号に変換してもよい。例えば、Ａ／Ｄコンバータ等を利用してもよいし、Ｃ接地状態判定部１８を構成するＣＰＵがこのようなＡ／Ｄコンバータを備えている場合はそのＡ／Ｄコンバータを利用してもよい。また、フォトカプラではなく絶縁トランス（又はパルストランス）等を用いてもよい。
【００７５】
Ｅ．まとめ
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、前述した実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
８  商用電源
８ａ  プラグ
１０  レーザー加工装置
１２  レーザー加工機
１４、１１４  第１検知部
１６、１１６  第２検知部
１８  接地状態判定部
２０  警告部
２２  表示部
２４  ＰＣ（パソコン）
３０  第１ブリッジ整流回路
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ  抵抗
３６  第２ブリッジ整流回路
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ  抵抗
４０  第１のフォトカプラ
４２  抵抗
４４  第１信号出力回路
４６  第２のフォトカプラ
４８  抵抗
５０  第２信号出力回路
６０  第１のダイオード
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ  抵抗
６４、１６４  第２のダイオード
６６ａ、６６ｂ、６６ｃ  抵抗
７０  第３のフォトカプラ
７６、１７６  第４のフォトカプラ
８０、１８０  ダイオード
【図１】
2019109151.tif 000003
【図２Ａ】
2019109151.tif 000004
【図２Ｂ】
2019109151.tif 000005
【図３Ａ】
2019109151.tif 000006
【図３Ｂ】
2019109151.tif 000007
【図３Ｃ】
2019109151.tif 000008
【図３Ｄ】
2019109151.tif 000009
【図４】
2019109151.tif 000010
【図５】
2019109151.tif 000011
【図６】
2019109151.tif 000012