(57)【要約】  電圧検知手袋は、手袋ライナー及び手袋外殻を含む。導電性アンテナが手袋外殻の内側に配置されているが、緩衝材によって手袋ライナーから分離されている。アンテナは、通電した交流電源から生じる交流電界へのアンテナの近接性を示す電圧を感知し、電界の強さが予め選択した閾値限界を超える場合、警報を作動させるように構成された電子回路に接続されている。
2020535326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧検知手袋であって、
（ａ）手袋外殻と、
（ｂ）近位部と遠位部とを有し、前記近位部から延びる指を有する手袋ライナーであって、前記近位部及び前記遠位部はそれぞれ、対向する前面及び背面を有し、前記手袋ライナーは非導電材料で作製され、前記外殻内に配置されている、手袋ライナーと、
（ｃ）（ｉ）入力を有する電圧検知回路と、（ｉｉ）前記入力に接続されたアンテナと、を含む、電圧検知器と、
を含み、
（ｉ）前記アンテナは前記手袋ライナーと前記外殻との間に配置されており、前記近位部の前記背面に位置するコネクタ端部において開始し、その後、前記指の予め選択した１つのうちの前記端部に沿って延び、前記端部に巻き付き、その後、自由端部において終端する導体を含み、
（ｉｉ）少なくとも２．５ｍｍの厚さを有する緩衝材が前記手袋ライナーと前記アンテナとの間に介在し、
（ｉｉｉ）前記電圧検知器は、前記アンテナの近傍の所定予想周波数を有する交流電界の存在を感知し、前記入力における、予め選択した閾値限界を超える強さを有する電界を示す信号の検知に応答して警報を作動させるように構成されている、
電圧検知手袋。
【請求項２】
前記自由端部は、前記予め選択した指の前記前面上に位置する、請求項１に記載の電圧検知手袋。
【請求項３】
前記緩衝材は、難燃綿、ポリウレタン、パラアラミド、メタアラミド、シリコーン、又はゴムのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の電圧検知手袋。
【請求項４】
前記緩衝材は、多くとも５の比誘電率κ、及び少なくとも１×１０10Ω−ｍの電気抵抗率を有する、請求項１に記載の電圧検知手袋。
【請求項５】
前記緩衝材と前記手袋ライナーは一体である、請求項１に記載の電圧検知手袋。
【請求項６】
前記アンテナは金属箔を含む、請求項１に記載の電圧検知手袋。
【請求項７】
前記アンテナは金属糸を含む、請求項１に記載の電圧検知手袋。
【請求項８】
前記アンテナは、少なくとも５％の伸展伸縮性を示す、請求項１に記載の電圧検知手袋。
【請求項９】
前記アンテナは、前記アンテナのコネクタ端部において、可逆的に係合可能なコネクタを用いて前記電圧検知回路の前記入力に接続されている、請求項１に記載の電圧検知手袋。
【請求項１０】
前記アンテナは、複数の別々の位置において前記緩衝材に取り付けられている、請求項１に記載の電圧検知手袋。
【請求項１１】
前記外殻は、前記手袋ライナー及び前記緩衝材から取り外し可能である、請求項１に記載の電圧検知手袋。
【請求項１２】
前記電圧検知回路は、（ｉ）更に、前記交流電界の前記強さを検知するように構成されており、（ｉｉ）前記強さを示すように動作可能な表示器を含む、請求項１に記載の電圧検知手袋。
【請求項１３】
前記表示器は、検知された前記電界の強さが一連の予め選択した範囲のうちの１つの範囲内であることをそれぞれ示す異なる表示の離散した数を提供するように動作可能であり、前記範囲のそれぞれは、前記表示の１つと関連付けられる、請求項１２に記載の電圧検知手袋。
【請求項１４】
前記電圧検知回路は、前記アンテナからの前記入力において示された前記信号が予め選択した周波数範囲外の周波数を有する場合、前記警報を阻止するように構成されている、請求項１に記載の電圧検知手袋。
【請求項１５】
前記電圧検知回路はプログラマブルマイクロコントローラを含み、前記プログラマブルマイクロコントローラは、前記入力を提供し、前記入力における、予め選択した閾値限界を超える強さを有する電界を示す信号の検知に応答して前記警報を作動させるようにプログラムされている、請求項１に記載の電圧検知手袋。
【請求項１６】
前記マイクロコントローラは、前記予想周波数の複数の周期に対応する間隔中に前記入力において示された電圧波形をデジタルで表す複数のデータポイントからなるデータセットを取得するようにプログラムされている、請求項１５に記載の電圧検知手袋。
【請求項１７】
前記マイクロコントローラは、前記データセットによって示される前記信号の前記周波数を決定し、前記周波数が前記予め選択した周波数範囲外である場合、前記警報を阻止するようにプログラムされている、請求項１６に記載の電圧検知手袋。
【請求項１８】
前記マイクロコントローラは、前記データセット内の電圧の最大値及び最小値を決定し、前記最大値と前記最小値との間の差が予め選択した差よりも大きい場合、前記警報の作動を阻止するようにプログラムされている、請求項１６に記載の電圧検知手袋。
【請求項１９】
前記マイクロコントローラは、前記データセット内の前記電圧の平均値を決定し、前記平均値が、前記アンテナの近傍における、前記予め選択した閾値限界を超える強さを有する交流電界の存在を示す場合、前記警報を作動させるようにプログラムされている、請求項１６に記載の電圧検知手袋。
【請求項２０】
前記電圧検知回路は、異なる表示の離散した数を提供するように動作可能な表示器を含み、前記マイクロコントローラは、前記データセット内の前記電圧の前記平均値が一連の予め選択した範囲のうちの任意の１つの範囲内である場合、前記異なる表示の１つを作動させるようにプログラムされており、前記範囲のそれぞれは、前記表示の１つと関連付けられる、請求項１９に記載の電圧検知手袋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気設備を保守する、或いは、通電した電気回路に遭遇するおそれのある作業者が使用することになる電圧検知手袋及びシステムに関し、より具体的には、作業者が感電の潜在的な危険性に関する警告を受けることができるように、交流電界を検知し、予め選択した閾値を超える電界の検知に応答して信号を作動させることができる、アンテナ及び電子回路を含む手袋に関する。
【背景技術】
【０００２】
通電した電気回路及び機器との接触は、重大な怪我及び更には感電死、又は転落後の外傷などの他の有害な二次影響につながるおそれのある重大な職場危険として広く認識されている。ある場合では危険は即時且つ明白であるが、他の場合では危険は間接的であり得る。例えば、電気設備を設置又は修理中に実際の電気設備に故意に直接接触する電気技師又は他の作業者には即時且つ認識可能な危険がある。理論的には、危険は設備の電源を切ることにより取り除くことができるが、認識されない障害又は人的エラーによって、感電の危険が依然としてあったとしても作業者が作業を安全に進めることができると信じることがあまりにも頻繁に起こる。高電圧を伴ういくつかの状況では、作業者は実際の接触のない単なる近接で有害な感電又は更には感電死を十分に被る場合がある。加えて、使用者に電流を伝えるクレーン、フォークリフト、はしご、又は他の同様の職場設備若しくは器具による間接接触の結果、作業者は、意図せずに通電回路に直接接触する又は曝される場合がある。
【０００３】
高電圧はより危険と認識されることが多いものの、通常の１２０Ｖ／６０Ｈｚ電源による持続的な感電は、患者を電源から離れるように推進させるための十分な初期エネルギーを送達しない一方で感電の強さは離脱閾値を超える場合があるため、心室細動を容易に招くおそれがある。
【０００４】
作業者の活動前及び活動中に有害な電圧を感知することができる非接触式検知器又は試験器の形態の保護が提供される場合がある。多くの場合、これら検知器は、運搬及び使用を簡単にするためにペン状の筐体に作製されている。高電圧が予想される状況では、作業者が安全な距離を維持しながら検知器を所望の検知領域へと操作することを可能とするために、適切な検知器が長い非電導性のポール上に取り付けられる場合がある。しかしながら、これらの状況のいずれにおいても、試験は、典型的には、最初に１度、又は作業者の継続する活動と関係のない作業中の不規則な時刻に行われる。領域に作業者が入る前又は所与の作業活動の開始前に実施されるこのような試験により、多くの場合、危険を回避することができる。それにもかかわらず、後に、作業者に知らされることなく危険が発生する可能性がある。複雑な現場では、労働者全体が認識することなく他の作業者の活動により回路に通電することが考えられ、そのため事前の試験で承認された活動が後に危険になる可能性がある。
【０００５】
連続的に動作し、且つ特定の行為又は作業者のルーチンの中断の必要がない電圧検知システムは、そうした状況に対する保護を提供するであろう。他の従来使用されている個人用保護具と統合されたシステムは、作業者の保護の向上において特に有用且つ便利であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、電圧検知手袋を提供し、電圧検知手袋は、
（ａ）手袋外殻と、
（ｂ）近位部と遠位部とを有し、近位部から延びる指を有する手袋ライナーであって、近位部及び遠位部はそれぞれ、対向する前面及び背面を有し、手袋ライナーは非導電材料で作製され、外殻内に取り外し可能に配置されている、手袋ライナーと、
（ｃ）（ｉ）入力を有する電圧検知回路と、（ｉｉ）入力に接続されたアンテナと、を含む、電圧検知器と、
を含み、
（ｉ）アンテナは手袋ライナーと外殻との間に配置されており、近位部の背面に位置するコネクタ端部において開始し、その後、指の予め選択した１つのうちの端部に沿って延び、端部に巻き付き、その後、自由端部において終端する導体を含み、
（ｉｉ）少なくとも２．５ｍｍの厚さを有する緩衝材が手袋ライナーとアンテナとの間に介在し、
（ｉｉｉ）電圧検知器は、アンテナの近傍の所定予想周波数を有する交流電界の存在を感知し、入力における、予め選択した閾値限界を超える強さを有する電界を示す信号の検知に応答して警報を作動させるように構成されている。
【０００７】
別の態様は、前述の電圧検知手袋を着用した作業者が遭遇し得る交流電界を検知する方法を提供する。
【０００８】
本発明は、いくつかの図面全体を通して同様の参照符号が同様の要素を示す以下の本発明の好ましい実施形態の詳細な説明及び添付の図面を参照する場合により十分に理解され、更なる利点が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ｂとあわせて本開示の電圧検知手袋システムの両面の平面図を示す。
【図１Ｂ】図１Ａとあわせて本開示の電圧検知手袋システムの両面の平面図を示す。
【図２】本開示の電圧検知手袋システムの一部分を（図１ＡのＩＩ−ＩＩでとった）概略断面図で示す。
【図３】本システムで使用される電子機器のプログラミング及び動作を示すフローチャートである。
【図４】本開示の電圧検知手袋システムの電気挙動をシミュレートする電気回路を示す。
【図５】内ライナーとアンテナとの間に緩衝材を介在させたことによる本開示の電圧検知手袋システムの感度に対する影響を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の一態様は、手袋外殻と、手袋ライナーと、外殻と手袋ライナーとの間に介在させた緩衝材と、を有する手袋本体を含む電圧検知手袋を提供する。アンテナは、緩衝材と手袋外殻との間に位置しており、適切な電子回路に接続されている。
【００１１】
手袋の着用者が感電の危険を呈する可能性のある交流電圧源に接近すると、この電圧源への容量結合によってアンテナに電圧が確認される。この電圧は、手袋の回路によって検知され得る。電圧源から生じる交流電界を検知すると、着用者は、可聴又は可視警報を含むがこれらに限定されない任意の種類の警告信号によって潜在的な危険電圧に対する警告を受ける。システムは、使用者が通電回路に実際に接触する前又は容量結合電圧によって危険に曝される前に警告を作動させるほどの十分に高い感度を有する。したがって、重大な怪我又は感電死のリスクが軽減される。
【００１２】
本開示の電圧検知手袋システムの１つの可能な実施形態を全体として図１Ａ及び図１Ｂに示す。これらの図はそれぞれ、使用者の右手に着用されるように構成された手袋３０の各面を示す。背面３６は使用者の手の手背上に位置し、反対側の前面３７は使用者の手の掌又は腹側上に位置するようになっている。図２は、本手袋３０を、図１Ａの手袋の掌及び薬指のＩＩ−ＩＩでとった断面図で更に示す。
【００１３】
手袋３０は近位部３２と遠位部３４とに分かれる。近位部３２とは、概して、掌を覆い囲む部分を指し、遠位部３４は、着用者の親指３８及び第１指から第４指３９〜４２の近位指骨の基部から延びる。手袋ライナー６２は、個々の指を含む着用者の手に形状適合してフィットするような寸法及び構造にされている。一実施形態では、手袋ライナー６２は非導電性であり、綿、難燃綿、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、パラアラミド、メタアラミド、シリコーン、フルオロポリマー、ゴム、エラストマー、又は革のうちの少なくとも１つを含む。これら材料の１つ以上を含む織布又は不織布も考えられる。手袋ライナーが液体を本質的に通さない材料で作製される、又は不透過性コーティングを含む、のいずれかである実施形態は、汗又は他の液体汚染物が使用者の皮膚とアンテナ４４との間に導電経路を形成することができないため、検知感度を有利に向上させ、使用者の安全性を高める。
【００１４】
図２で最も良く分かるように、手袋は、手袋ライナー６２の外側の緩衝材６４と、その下のアンテナ４４とにより作製される。緩衝材６４は、着用者の手及び指の皮膚からアンテナ４４を離隔させるように機能する。緩衝材は、非導電性であり、且つ低い比誘電率κを有する任意の材料、例えば、少なくとも１×１０10Ω−ｍの電気抵抗率及びκ＜５を有する材料を含んでもよい。他の実施形態では、κは、４、３．５、３、又は２．５未満である。緩衝材は、アンテナを手袋着用者の皮膚から適切に離すために、少なくとも２．５、５、又は７ｍｍの厚さを有するべきである。一実施形態では、緩衝材は、綿、難燃綿、セルロース、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、パラアラミド、メタアラミド、シリコーン、フルオロポリマー、ゴム、エラストマー、又は革で、可能であれば、織布若しくは不織布（例えば、フェルト又は詰綿）又は連続気泡発泡体若しくは独立気泡発泡体として作製される。一実施形態では、緩衝材は、１つ以上の材料の複数層で形成され、層は、結合されてもよい、縫い付けられてもよい、又は別の手法で接合されてもよい。
【００１５】
緩衝材６４は、アンテナが配置される少なくとも手袋ライナー６２の領域にわたって存在していなければならないが、手袋ライナーのより多くを覆ってもよい、又は更には手袋ライナーと同一領域を占めてもよい。別の実施形態では、緩衝材は、厚さ、抵抗率、及び比誘電率に関する上記の要件を満たす単一の一体構造として手袋ライナーと一体化される。他の実施形態では、緩衝材は、手袋ライナーの予め選択した領域を完全に覆う中実の層である必要はなく、その代わり、アンテナと着用者の皮膚との間に必要な間隔を維持することを前提として、不連続な部分で形成されてもよい。
【００１６】
手袋本体は、手袋ライナー、緩衝材、及びアンテナ上に快適にフィットするように構成された手袋外殻（図示せず）を更に含む。通常、手袋外殻は、内部の手袋構成要素に、例えば、縫い目、接着結合、又は他の便利な取付けによって恒久的に取り付けられるが、別法として、手袋ライナー及び緩衝材から別個に取り外し可能であるように作製してもよい。使用者が電子機器５３の制御を容易に作動させる、電子機器５３の信号を受信する、電子機器５３のバッテリーを交換する、又は充電のために電子機器５３を電源に接続する、又は他の必要な機能を実現することができるように、電子機器５３を露出させる開口部が外殻に設けられていてもよい。
【００１７】
アンテナ４４は、手袋の近位部３２の背面３６上のコネクタ端部４６から、第３（薬）指４１に向かって延び、中間部分４８を通り、そこから指４１の先端に巻き付く端部部分５０に向かい、端部５２で終端する。一実施形態では、端部部分５０は、着用者の遠位指骨の両側に巻き付くような大きさにされており、端部５２は着用者の手の遠位指節間関節且つ前面３７上にほぼ位置する。アンテナを指の両側に配置すると、多方向の感度を有利に提供し、指による遮蔽を低減する。アンテナはどの指に配置することもできるが、使用者の握力及び器用さに関して親指又は最初の２指よりも重要でないものの、システムに適切な感度をなお提供する第３指に位置していると便利である。更なる指又は手袋上の別の場所に配置された複数の分岐又は部分をアンテナが有する他の構成も考えられる。
【００１８】
図１Ａに示される実施形態では、中間部分４８は、指の方向とほぼ揃えられた軸線に沿って往復する波状又は蛇行形態を有する。中間部分４８は、正弦曲線に似た曲がりくねった形状をとる。このような構成は、着用者の器用さが過度に損なわれないように、手袋の遠位部において指を容易に曲げることを可能にする。良好な撓みの程度を提供するジグザグ、鋸歯、又は螺旋形状などの他の構成も可能である。良好な撓みを提供するより複雑な構成も考えられる。理想的には、アンテナ構成は、手袋が着用者の手の全可動域内において伸縮可能であり、可撓性であり、且つ形状適合するようなものである。一実施形態では、アンテナ及びアンテナが組み込まれる手袋は、高い伸展伸縮性（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｌ  ｓｔｒｅｃｈａｂｉｌｉｔｙ）を示し、これは、構造体が電圧検知機能の永久変形又は劣化なしに最大５、１０、１５、又は２０％伸びることができることを意味する。
【００１９】
別の実施形態では、１つ以上の金属糸が手袋ライナーに編み込まれている。或いは、導体は、必要な伸縮性を提供しつつ、緩衝材、手袋ライナー、又は一体構造体上に適切な構成で堆積させた適切な導電ペーストを用いて形成されてもよい。
【００２０】
アンテナ４４は、電子機器の入力特性に準拠するような十分な導電率を有する任意の材料で作製され得る。例えば、アンテナ４４は、薄い高分子層上に厚膜又は薄膜金属被覆を含んでもよい。図１〜図２に示される実施形態は、薄く可撓性のあるＫａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミド基材上に、ほぼ示される形状に切断され、接着剤によって緩衝材６４に取り付けられる銅箔を用いる。示される構造では、着用者の器用さが損なわれないよう手袋が曲がる能力を保持するように、アンテナ４４の長さに沿った複数の別々の位置に感圧接着剤６６が配置されている。連続的な接着剤、縫い目、溶剤溶接等を含む、アンテナ４４を取り付けるための他の代替案も使用可能である。
【００２１】
図１Ａに示される実施形態では、電子機器５３は電圧検知回路を提供し、オン／オフスイッチ５４と、３つの表示灯５６、５８、６０と、を更に含む。電子機器５３は、任意の適切なアタッチメントによって手袋に固定されることが好ましい。例えば、電子機器５３は、粘着的に若しくはそれを手袋ライナー６２に縫い付けることのいずれかによって取り付けられてもよい、又は手袋ライナー６２若しくは手袋外殻のいずれかに形成されたポケット内に配置されてもよい。
【００２２】
図２で最も良く分かるように、アンテナ４４は、そのコネクタ端部４６において電子機器５３の入力に接続されている。通常、アンテナと電子機器との間には直接電気接続があるが、他の間接接続形態も考えられる。直接電気接続は、別の手袋による電子機器の再使用を可能にするために、可逆的に係合可能なコネクタにより作成されることが好ましいが、より永久的な電気接続が使用される実施形態も考えられる。電子機器５３の電圧検知回路は、入力に提示される電圧を感知すること、及び予め選択した閾値限界を超える強さを有する交流電界を示す電圧の検知に応答して警報又は他の信号手段を作動させることを含むがこれらに限定されない機能を実行することができる。回路は、任意の適切なアナログ及び／若しくはデジタル電子部品又は集積回路を用いて実装されてもよい。いくつかの実施形態では、電子機器は、電界が閾値限界を超えた場合に単にトリガーされる以外に、電界の強さを半定量的に又は定量的に感知し、示す更なる機能を有する。オンオフスイッチ５４等と共に、バッテリー又は他の適切な電源（図示せず）が、通常、設けられる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、電子機器は、アンテナの近傍の交流電界の強さに関する可聴及び／又は可視表示を提供するように動作可能な表示器を含む。例えば、表示器は、回転若しくは線形構成の機械計器又は電子計器、又は電界の強さが増すにつれて長さが増加する棒グラフとして構成された一連の個々にアドレス指定可能なライトセグメントを含むがこれらに限定されない任意の便利な種類の可視表示を含んでもよい。図１に示すような別の実施形態では、表示器は、個々に作動させることができ、好ましくは異なる色の複数の光源５６、５８、６０を含む。
【００２４】
表示器はまた、振幅及び／若しくは周波数が異なり得る単一トーン、又はサイレン、震音等のようなトーンパターンを含むがこれらに限定されない任意の所望の種類の音声信号を発する、スピーカなどのオーディオ変換器、圧電変換器、又は同様のデバイスを含んでもよい。
【００２５】
いくつかの実施形態では、表示器は、電界の強さのアナログ表示を使用者に提供することができるように、その特性の１つ以上を連続的に変化可能な信号を提供する。例えば、可聴表示は、クリック音、警告音、チャープ音等などの繰り返しパルスとして提供してもよく、連続するパルス間の間隔は電界の強さが増すにつれて減少する。或いは、表示器は、多色可視表示及び／又は複数の離散可聴周波数又は複数の識別性のあるトーンパターンと同じくらい簡単であり得る異なる表示の離散した数を提供してもよく、表示のそれぞれは、一連の増加する予め選択したレベルのうちの１つを超える電界の強さに対応する。
【００２６】
いくつかの実施形態では、電子機器５３は、予め選択した範囲内の周波数を有する交流電圧に対するシステムの応答を制限するように適合されたフィルタリング回路又はプログラミングを含む。典型的には、周波数範囲は、５０、６０、又は４００Ｈｚなどの、潜在的に存在すると考えられる線間電圧の周波数を含むように選択される。６０Ｈｚの実施形態では、その周波数範囲は、５５〜６５Ｈｚであるように選択されてもよい。そのようなバンドパスフィルタの使用により、雑音余裕の測定を提供する。
【００２７】
いくつかの実施形態では、電子機器５３は、上述のフィルタリング機能、検知機能、及び警報作動機能のうちの１つ以上を実行するようにプログラムされてもよいマイクロコントローラ又はデジタル信号処理回路を含む。回路をプログラミングするための考えられるアルゴリズムが図３のフローチャートに示される。工程１０２で、一連のポイントのそれぞれにおいてアンテナ４４からのアナログ入力端子において示された電圧がサンプリングされ、保存される。これにはタイムスタンプを含んでいてもよい。サンプリング速度及び継続時間は、後の特徴決定のためのデータセットを提供するために、十分な数のサンプルデータポイントを提供するように設定される。典型的には、継続時間は、感知される交流電圧の所望の数の周期に対応する。例えば、継続時間は、６０Ｈｚ信号の２〜６周期に対応してもよく、これは８ｋＨｚのサンプリング速度において１周期あたり約１３４ポイントである。工程１０６において、これらポイント内の最大電圧及び最小電圧が決定され、平均電圧及び周波数が算出される。工程１０６及び工程１０８では、対象となる実際の信号と雑音及び他の信号アーチファクトとの間を区別するために、基本的なフィルタリング操作を実施する。アンテナ信号は、その周波数が予め選択した対象の周波数範囲内である場合に対象のものであると判断され（例えば、一実施形態では、名目的な６０Ｈｚ信号を検知するために５５〜６５Ｈｚの範囲が使用され得る）（工程１０６）、最大電圧と最小電圧は、所定の差の閾値未満異なる（工程１０８）。決定された周波数が予め選択した範囲外である、又は最大電圧と最小電圧が差の閾値を超えて異なる、のいずれかである場合、警報の作動は阻止される。実際には、名目線周波数から著しく異なる周波数又は最大値と最小値が離れすぎたパターンを有する信号は、真の信号ではなく、雑音又は他の異常を示すことが判明している。
【００２８】
工程１１０、工程１１２、及び工程１１４において、信号の振幅（工程１０４において決定された平均電圧によって示される）が３つの予め選択した電圧範囲のいずれかの範囲内であるかどうかの決定が更に行われる。そうであれば、適切なＬＥＤ表示器が点灯され、適切な可聴トーンがスピーカ又は他のオーディオ変換器によって発せられる（工程１１６、工程１１８、工程１２０）。点灯される特定の表示器及び発せられるトーン周波数は、信号が収まる範囲のうちの特定の１つに関連するものである。測定サイクルは、その後、システムの電源がオンにされている限りは無期限に繰り返される。
【００２９】
更なる実施形態では、データは、電子機器５３からコンピュータネットワーク又は他の適切な監視システムに無線で伝送される。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ  Ｇｒｏｕｐ（Ｋｉｒｋｌａｎｄ，ＷＡ）によって普及されているＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコル、及びＩＥＥＥ８０２．１１規格の１つ以上に準拠するＷｉＦｉプロトコルを含むがこれらに限定されない任意の適切な無線プロトコルが使用されてもよい。データは、作業者の状態の定期的な報告、並びに振幅、日付／時刻、及び他の適切な情報を含む交流電圧の検知の表示を含んでもよい。更なる態様では、コンピュータネットワークシステムは、警報条件を示すデータを受け取ると、電圧検知手袋を着用した作業者及び任意の他の関係する作業者を保護するために、適切な電気回路を停止するようにプログラムされている。
【実施例】
【００３０】
実施例１
緩衝材の影響の数値シミュレーション
図４の回路１０をプロキシとして使用し、低比誘電率の緩衝材をアンテナと手袋ライナーとの間に介在させ、それによりアンテナを着用者の指から離隔することの、感度に対する影響を数値的にシミュレートした。各種抵抗源及び静電容量源は集中構成要素として扱った。特に、回路１０内の回路素子は以下の通りである。
Ｖｓ：交流正弦波電源、１２０Ｖｒｍｓ／６０Ｈｚ
Ｃ１：電源とアンテナ間の静電容量
Ｃ２：電源と身体間の静電容量
Ｃ３：アンテナと身体間の静電容量
Ｃ４：身体と接地間の静電容量
Ｒ１：アンテナと身体間の抵抗（直流）
Ｒ２：身体と接地間の抵抗（直流）。
【００３１】
Ｃ１及びＣ２の数値は、電圧源とアンテナとの間の距離の関数として算出される。Ｃ１は、Ｃｏｍｓｏｌ  Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ（登録商標）Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ（バージョン５．３、ＣＯＭＳＯＬ，Ｉｎｃ．，Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ，ＭＡ）による有限要素法（ＲＥＭ）モデリングを使用して計算した。計算を簡略化するために、電圧源は１ｃｍ径のワイヤと想定し、アンテナは長さ１２ｃｍ及び直径１ｃｍの導電材料の円筒と想定した。アンテナはその軸線が、電圧源によって通電されるワイヤの軸線から垂直に延びる線上にある状態で配置した。
【００３２】
電源と身体間の静電容量Ｃ２は、ＰＴＣ  Ｍａｔｈｃａｄ  Ｐｒｉｍｅ  ３．１ソフトウェア（ＰＴＣ，Ｎｅｅｄｈａｍ，ＭＡから入手可能）を使用して算出した。静電容量を算出するために、一般的な人間を、高さ約１７０ｃｍ及び幅ＸＸｃｍの導電性シートとして表した。
【００３３】
Ｒ２及びＣ４の値は、文献からそれぞれ約１０ｋΩ及び２００ｐＦとして採用した。Ｒ１は少なくとも１ＧΩと算出され、対象の周波数において回路挙動に対する明らかな影響はなかった。緩衝材の影響をシミュレートするために、アンテナと身体間の静電容量Ｃ３を、約４．０ｍｍ（厚さ３．６ｍｍのκ約３．５（Ｎｏｍｅｘ（登録商標）メタアラミド繊維で一般的）の材料、０．０５ｍｍの銅被覆Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミド膜、及び０．３６ｍｍのＫｅｖｌａｒ（登録商標）パラアラミド繊維に相当する）離した典型的な人間の指の寸法を有する２つの平行平板で近似した。緩衝材のない手袋は、緩衝材は省略したがそれぞれアンテナ材料及び手袋ライナーに相当するポリイミド層及びパライミド層は保持した０．４１ｍｍの間隔によりシミュレートした。
【００３４】
回路１０の回路素子のこれら値を使用し、ＬＴｓｐｉｃｅ  ＸＶＩＩソフトウェア（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｌｉｎｅａｒ．ｃｏｍ／ｄｅｓｉｇｎｔｏｏｌｓ／ｓｏｆｔｗａｒｅ／からダウンロード可能）を用い、２つの異なる手袋構成を示すモデルについて、及び電源とアンテナとの間の距離を表す様々な間隔にわたって、電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２を算出した。アンテナに結合される電圧は概ねＶ１−Ｖ２として解釈し、図５に示すように、両構成について、電圧源とアンテナとの間の距離の関数としてプロットした。Ｖ２は、着用者の皮膚に接近して結合されることが想定される、電圧検知回路の仮想接地の実際の手袋回路における電圧のプロキシである。Ｖ１及びＶ２は、真の接地を基準とする。
【００３５】
緩衝材の介在により、２５ｃｍを超える距離であっても、電源電圧の結合電圧が２％未満から１０％を超えて大幅に増加することが分かる。したがって、このシミュレーションにおける結合電圧の増加は、上述の実際の手袋構成に緩衝材を含めると、作業者により着用された手袋の検知性能が意図したように著しく向上し、ゆえに、保護がもたらされることを示す。
【００３６】
いかなる理論にも拘束されないが、緩衝材を含むことにより生じる電圧検知の感度の向上は、有効アンテナ身体間静電容量Ｃ３の減少に起因すると考えられる。Ｒ１（緩衝材及び手袋ライナーを介したアンテナと身体間の抵抗）は非常に大きいため、Ｒ１／Ｃ３並列組み合わせのリアクタンスはＣ３によって支配される。緩衝材がなければ、Ｃ３は増加し、ゆえに、そのリアクタンスは逆に減少する。更に、Ｒ１／Ｃ３の組み合わせにおける電圧降下（Ｖ１−Ｖ２）は著しく減少し、検知可能な信号を提供する電圧源の部分（Ｖ１−Ｖ２）／Ｖｓが減少する。
【００３７】
更に、及びいかなる動作理論にも拘束されないが、アンテナが使用者の皮膚の近くに配置される本システムは、ペン状の筐体における従来の検知器が直面しなかった課題を呈すると理解される。後者では、使用者は一般に、一端にあるプローブ先端からかなりの距離離れた地点で筐体を把持する。したがって、使用者は、安全な作業距離を維持しながらプローブ先端を被試験導体又は端子に接触させることができる。危険の存在を推測するために検知器が感知しなければならない、アンテナの電圧をシャントし得る又は別の手法で影響を及ぼし得る電源と使用者との間の容量結合によって、検知器の感度は損なわれない。図４のプロキシ回路の回路素子の観点から見ると、この構成は、実質的に、本手袋構成の特徴を示す値にわたってＣ１を維持又は減少させ、Ｃ２及びＣ３を増加させるため、検知のために利用可能な電圧（Ｖ１−Ｖ２）は相対的に大きくなる。
【００３８】
しかしながら、作業者の手袋に組み込まれた検知器システムは常時監視を可能にする。緩衝材を含み、アンテナ素子を作業者の皮膚から離すと、有効Ｃ３値が減少し、ゆえに、起こり得る感度の喪失を軽減する。実際には、緩衝材の厚さは、その使用者に適切な柔軟性を提供する手袋の維持に見合うように設定しなければならない。
【００３９】
実施例２
比較例１
電圧検知手袋の試験
電圧検知手袋を概ね上述の図１〜図２の記載に従い作製し、その後、通電した交流配線を検知するその能力を特徴付けるために試験した。
【００４０】
実施例２の手袋は、厚さ０．３６ｍｍのＫｅｖｌａｒ（登録商標）パラアラミド繊維の手袋ライナーと、厚さ約３．６ｍｍの難燃綿布で作製され、人間の手に形状適合するように形作られた緩衝材とを含む。アンテナは、厚さ１２μｍの導電性銅層を有する厚さ１２μｍのＰｙｒａｌｕｘ（登録商標）ポリイミド膜で形成し、綿内層の外側に固定した。アンテナは、近位部の背面３２上に位置する近位端から、遠位部３４の第３（薬）指の背面に沿って蛇行パターンで延びる。中実端部セクションをこの指部の先端に巻き付け、前面の遠位端の、着用者の第３指の遠位指節間関節とほぼ同じ高さの位置で終端させた。
【００４１】
アンテナの近位端は、この端子において示された入力電圧を感知するようにプログラムしたＡＶＲ  ＡＴｍｅｇａ３２Ｕ４マイクロコントローラのＡＤＣ入力に接続した。マイクロコントローラは更に、それぞれ３つの予め選択した範囲、即ち、２〜２０ｍＶ、２０〜２００ｍＶ、又は２００ｍＶ超内にある入力電圧を検知すると、３つの表示灯（緑、青、及び赤）のうちの１つを点灯させるようにプログラムした。
【００４２】
比較例１の手袋にも同様の構造を用いた。アンテナは同様の形状のものであったが、感圧接着剤バッキング（３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を有するＣｕ箔テープから切断した。これを、介在する緩衝材なしで、実施例２で使用したものと同じ種類のＫｅｖｌａｒ（登録商標）パラアラミド繊維手袋ライナー上に直接積層させた。両者とも、外殻は、厚さ約０．７ｍｍのＫｅｖｌａｒ（登録商標）パラアラミド織布で作製された手袋であった。
【００４３】
人間被験者が各手袋の試験を実施した。人間被験者は手袋を装着し、指を完全に延ばした状態で、且つ導体にほぼ垂直に、通電した交流電圧源に接続された導体に接近した。前述の各３つの検知レベルがそれぞれ緑色光、青色光、及び赤色光の点灯によって示された手の位置を記録した。以下の表１に示すように、それぞれの検知距離は薬指と電圧源との間で測定した。全ての測定値は、２つの距離測定値を２つの試験器のそれぞれでとった、４つの距離の平均を示す。上述のように、実施例１及び比較例１の手袋構成を試験した。比較のために、概ねペンのような形状で、９０〜１０００ＶＡＣの定格感度を有する市販の手持型非接触式交流電圧検知器（Ｆｌｕｋｅ  ＶｏｌｔＡｌｅｒｔ  １ＡＣ−Ａ  ＩＩ，Ｆｌｕｋｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｅｖｅｒｅｔｔ，ＷＡ）を用いて最小検知距離も取得した。
【００４４】
表１のデータは、所与のレベルの信号が検知される距離が大きくなることにより示される、緩衝材を含むことによる検知感度の向上を示す。本手袋システムはまた、市販の手持型検知器よりも高い感度を有することが分かる。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
このように本発明をかなり詳細に説明してきたが、この詳細に厳格に忠実である必要はなく、追加的な変更形態及び修正形態が当業者にとって想到される場合があり、全て添付の特許請求の範囲に定義される通りの本発明の範囲に入ることが理解されるであろう。
【００４７】
本明細書において、特に明示的に述べられないか、又は使用に関連して反対に示されない限り、本明細書の主題の実施形態が、ある特定の特徴又は要素を含む、包含する、含有する、有する、それらからなる、又はそれらによって若しくはそれらから構成されると述べられ又は記載される場合、明示的に述べられた又は記載されたものに加えて１つ以上の特徴又は要素が実施形態で存在してもよい。しかしながら、本明細書の主題の代わりの実施形態が、ある特定の特徴又は要素から本質的になると述べられ又は記載されてもよく、この実施形態では、操作の原理又は実施形態の際立った特性を実質的に変更する特徴及び要素はそこに存在しない。本明細書の主題の更なる代わりの実施形態が、ある特定の特徴又は要素からなると述べられ又は記載されてもよく、この実施形態において、又はその実態のない変形形態では、具体的に述べられ又は記載された特徴又は要素のみが存在する。更に、用語「含む」は、用語「から本質的になる」及び「からなる」によって包含される例を含むことが意図される。同様に、用語「から本質的になる」は、用語「からなる」によって包含される例を含むことが意図される。
【００４８】
本明細書において、特に別に述べられないか、又は使用に関連して反対に示されない限り、本明細書で列挙される量、サイズ、範囲、処方、パラメーター、並びに他の量及び特性は、特に用語「約」によって修飾される場合、厳密である必要はない、又は許容範囲、変換係数、四捨五入、測定誤差、及び同様のもの、並びに本発明に関連して、述べられた値に機能的及び／又は操作可能な均等性を有する、その外側の値の述べられた値内の内包を反映して、（必要に応じて）述べられたものに近似していても及び／又はそれより大きくても小さくてもよい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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