JP2010136108A - 異相線間カプラ - Google Patents

Abstract

【課題】特に狭いスペースに配設してある異相の２本の電力線に、無資格者である一般人が簡単に取り付け出来る異相線間カプラ及びそのカップリング方法を提供することを目的とする。
【解決手段】１対の分割フェライトコアを重ね合せて電力線挿通部を形成する磁気コアを２つと、第１コイル部と第２コイル部とを導線連結部で接続してある誘導導線体とを備え、一方の１対の分割フェライトコアの片方を第１コイル部の芯部に挿入することで一方の磁気コアに第１コイル部を巻装し、他方の１対の分割フェライトコアの片方を第２コイル部の芯部に挿入することで他方の磁気コアに第２コイル部を巻装し、１対の分割フェライトコアを重ね合わせた状態に保持する結束手段を有していることを特徴とする異相線間カプラとした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、単相三線式電力線に取り付けることで異相電力線間通信を可能にする異相線間カプラに関し、特に家庭用等の小規模な広帯域電力線搬送通信用に適する。

近年、特に一般家庭等の小規模な広帯域通信用に電力線搬送通信（ＰＬＣ）が普及しつつある。
このＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）では、単相三線式１００Ｖ電力線での異相間の通信における信号の減衰が問題となっている。
そこで例えば、既存の分電盤内部のＬ１相線とＬ２相線に、図８（ａ）に示すようにコンデンサを接続してＰＬＣ信号を伝達したり、あるいは図８（ｂ）に示すようにトランス結合による信号伝達方法も試みられている。
しかしながら、このようにコンデンサやトランスを分電盤内のＬ１相線、Ｌ２相線に直接接続することは結線行為が伴うから電気工事の無資格者である一般人には出来ない。
また、コンデンサ結合に用いるコンデンサは安全上ＡＣ６００Ｖ以上の耐圧が必要であることから大型になるために、コンデンサやトランスを一般家庭用の狭い分電盤内に取り付けることは困難であった。
特開２００４−２９７２４９号公報には、分割した強磁性体ブロックで２本の電力線を囲み、この強磁性体ブロック同士を接着やバンド結束で結合する技術を開示するが、一般家庭の配電盤内電力線は、図９（ａ）に示すように主幹ノーヒューズブレーカー（ＮＦＢ）４と主幹漏電ブレーカー（ＥＬＢ）５との間の狭いスペース６に重なるように配線してあるのが一般的である。
このため、電力線同士の重なりの最下部にある電力線３を図９（ｂ）に示すように引き上げることで電力線１と電力線３とを束ねて強磁性体ブロック同士を結合する作業は、太く硬い電力線を引き寄せて束ねるという強い力を要する作業となって、通常は高所壁面に設置されている分電盤では高所作業になり危険でもある。

特開２００４−２９７２４９号公報

本発明は上記技術的課題に鑑みて、特に小型の分電盤内等の狭いスペースに配設してある異相の２本の電力線に、無資格者である一般人が簡単に取り付け出来る異相線間カプラを提供することを目的とする。

本発明に係る異相線間カプラは、１対の分割フェライトコアを重ね合せて電力線挿通部を形成する磁気コアを２つと、第１コイル部と第２コイル部とを導線連結部で接続してある誘導導線体とを備え、一方の１対の分割フェライトコアの片方を第１コイル部の芯部に挿入することで一方の磁気コアに第１コイル部を巻装し、他方の１対の分割フェライトコアの片方を第２コイル部の芯部に挿入することで他方の磁気コアに第２コイル部を巻装し、１対の分割フェライトコアを重ね合わせた状態に保持する結束手段を有していることを特徴とする。

１対の分割フェライトコアは、対向する分割面に電力線に対応した凹部を形成することで、分割面同士を重ね合わせると電力線挿通部を形成することができる。
誘導導線体は、磁気コアの、対となっている分割フェライトコアのいずれかの分割面からコイル部の空芯部を通すことで磁気コアに巻装できる。
誘導導線体は、一方の磁気コアにおける磁束変化をこの磁気コアに巻装したコイル部における起電力に変換し、他方の磁気コアに巻装したコイル部における磁束変化として他方の磁気コアに磁束変化を与える。
これにより、２つの磁気コア同士は誘導導線体を介して、導線連結部の長さの範囲で配置自在としながら、電磁誘導作用で磁気的に結合できる。
このような異相線間カプラを用いると、既設配線されているＬ１相電力線、Ｎ相電力線、Ｌ２相電力線からなる単相三線配線のうち、例えばＬ１相電力線に一方の磁気コアを取り付けて、Ｌ２相電力線に他方の磁気コアを取り付けることで、Ｌ１相電力線とＬ２相電力線とを磁気的に結合して電気信号を伝達可能に出来る。

請求項２記載の発明に係る異相線間カプラは、結束手段が、一の側縁部で開閉自在に連結した１対のコアケースからなる結束ケースであることを特徴とする。

２つの磁気コアは２つの結束ケースにそれぞれ収納してあり、結束ケースの１対のコアケースには対となっている分割フェライトコアを一つづつ収納する。
結束ケースは、連結した一の側縁部を支点にしてコアケース同士の間を開閉出来るので、コアケース同士の間を閉じると１対の分割フェライトコア同士の分割面を重ね合わせて電力線挿通部を形成し、この電力線挿通部に電力線をクランプした状態で保持出来る。
請求項２記載の異相線間カプラの、異相の２本の電力線への取り付けは、先ず、一方の電力線に一方の結束ケースを開いて１対の分割フェライトコアの分割面同士の間に電力線を入れて、次いで、この結束ケースを閉じて電力線を電力線挿通部にクランプする。
そして、他方の電力線に対して同様に、他方の結束ケースを開いて１対の分割フェライトコアの分割面同士の間に電力線を入れて、次いで、この結束ケースを閉じて電力線を電力線挿通部にクランプする。

請求項３記載の発明に係る異相線間カプラは、結束手段が、１対の分割フェライトコアを重ね合せた状態で周囲部に巻きつけるバンド具であることを特徴とする。

バンド具は、電力線をクランプした一対の分割フェライトコアの周方向に巻いて結束できればよく、例えば分割フェライトコアの周囲部に巻きつけるバンド部と、バンド部を巻きつけ状態でロックするロック手段とを有するものが考えられる。
請求項３記載の異相線間カプラの異相の２本の電力線への取り付けは、先ず、一方の磁気コアの１対の分割フェライトコアを重ね合せて電力線挿通部に一方の電力線を通して、且つ、この一方の磁気コアの１対の分割フェライトコアの片方に誘導導線体の第１コイル部の芯部を挿入して第１コイル部を一方の磁気コアに巻装する。
次いで、この一方の磁気コアの１対のフェライトコア同士をバンド具で結束固定する。
そして、他方の磁気コアについても同様に、１対の分割フェライトコアを重ね合せて電力線挿通部に他方の電力線を通して、且つ、この他方の磁気コアの１対の分割フェライトコアの片方に誘導導線体の第２コイル部の芯部を挿入して第２コイル部を他方の磁気コアに巻装する。
次いで、この他方の磁気コアの１対のフェライトコア同士をバンド具で結束固定する。

請求項４記載の発明に係る異相線間カプラは、誘導導線体をフレキシブルプリント基板で形成してあることを特徴とする。

誘導導線体を、フレキシブルプリント基板製とすることで製造しやすくなり、また、形状が安定するのでコイル部の空芯部に分割フェライトコアを挿入しやすくなる。

請求項５記載の発明に係る異相線間カプラは、２つの結束ケースを連結してある導線カバーで、誘導導線体の導線連結部を覆ってあることを特徴とする。

導線カバーが結束ケース同士を連結してあることで、誘導導線体の導線連結部に引張負荷が加わることを防止し、導線連結部を覆ってあることで、外部接触などによる損傷から導線連結部を保護する。
導線カバー形状は、例えば導線連結部に沿い、周方向に覆う蛇腹形状が考えられる。

本発明に係る異相線間カプラにおいては、２組の分割フェライトコアを異相の２本の電力線にそれぞれクランプした状態にして、結束ケースやバンド具といった結束手段でこのクランプ状態を固定するだけでよい。
このため、電力線を外さずに取付出来て安全であり一般人が簡単に取り付けることができる。
２組の分割フェライトコア同士は誘導導線体で連結してあり、この誘導導線体の導線連結部を適当な長さとして捻ったり撓ませることで、２組の分割フェライトコアを互いに干渉しない電力線の取り付けやすいところに設置出来て、取付自由度が非常に高い。
このため、特に家庭用などの小型の分電盤内の、主幹ノーヒューズブレーカと主幹漏電ブレーカとの間の僅かな空間であっても容易に取り付け出来る。
誘導導線体はフレキシブルプリント基板製とすると、生産性が高く、また、形状安定生が高くなるため、分割フェライトコアへの巻装作業をコイル部の空芯部への差し込みだけで簡単に行えるようになる。
また、結束ケースを用いた異相線間カプラでは、２つの結束ケースを連結した導線カバーを誘導導線体を覆うように設けることで、誘導導線部に過度の張力が加わったり外部接触で損傷することを防止出来るため、取り付け作業が行いやすくなる。

図１に本発明に係る異相線間カプラの一形態例を示し、図１（ａ）は異相線間カプラ１０の結束ケース２１，２２を開いた状態を示し、図１（ｂ）は結束ケース２１，２２を閉じた状態を示す。
また、図２（ａ）は異相線間カプラ１０の平面図を示し、図２（ｂ）は異相線カプラ１０の断面図を示す。
異相線カプラ１０は、２つの結束ケース２１，２２と、結束ケース２１，２２にそれぞれに収納してある磁気コア１１，１２と、磁気コア１１，１２を連結してある誘導導線体３０とを有している。
磁気コア１１，１２は、それぞれ１対の分割フェライトコア１３よりなる。
１対の分割フェライトコア１３は、結束ケースを閉じると対向する分割面１３ｂの側を電力線に対応した電力線挿通凹部１３ａで凹ませてある。
これにより、結束ケース２１，２２を閉じて分割面１３ｂ同士を重ね合わせると、電力線挿通凹部１３ａが合わさって電力線挿通部２０を形成する。
結束ケース２１，２２にそれぞれ収納してある１対の分割フェライトコアは、図１（ａ）に示すように結束ケース２１，２２を開いて分割面１３ｂ同士の間を拡げることで、電力線を電力線挿通凹部１３ａに入れることが出来る。
そして、図１（ｂ）に示すように結束ケース２１，２２を閉じることで電力線を電力線挿通部２０に通し、これにより分割フェライトコア１３で周方向に囲んだクランプ状態に出来る。
図３（ｂ）は電力線挿通部２０を形成した状態で結束ケース２１，２２を取り除いた説明図を示す。
誘導導線体３０はフレキシブルプリント基板製で、第１コイル部３１と第２コイル部３２とを導線連結部３３で連結してある。
誘導導線体３０は、磁気コア１１に第１コイル部３１を巻装し、磁気コア１２に第２コイル部３２を巻装して、磁気コア１１と磁気コア１２とを連結してある。
図３（ａ）は、誘導導線体３０の平面図を示す。
第１コイル部３１と第２コイル部３２はいずれも螺旋状にパターン形成した導線３４を有し、導線連結部３３は第１コイル部３１と第２コイル部３２の互いの導線３４を直列に接続してある。
導線連結部３３の中間部は図示省略してある。
第１コイル部３１には空芯部３１ａを貫通して設けてあり、第２コイル部３２には空芯部３２ａを貫通して設けてある。
この空芯部には、分割フェライトコア１３を分割面１３ｂから通すことが出来る。

図３（ｂ）に示すように、第１コイル部３１は磁気コア１１の一方の分割フェライトコア１３を分割面１３ｂ側から空芯部３１ａに通して磁気コア１１に巻装してある。
これにより、第１コイル部３１は導線３４を電力線挿通凹部１３ａを通した状態で、磁気コア１１の分割フェライトコア１３に巻き回しできる。
同様に第２コイル部３２は磁気コア１２の一方の分割フェライトコア１３を分割面１３ｂ側から空芯部３２ａに通して磁気コア１２に巻装してある。
これにより、第２コイル部３２は導線３４を電力線挿通凹部１３ａを通した状態で、磁気コア１２の分割フェライトコア１３に巻き回しできる。
磁気コア１１と磁気コア１２は、１対の分割フェライトコア１３が電力線挿通凹部１３ａを閉じて合わさることで、中心軸位置に電力線挿通部２０を有する円筒形となる。
分割フェライトコア１３は、この円筒形を中心軸を通って２分割した半割形状としてある。
誘導導線体３０は、磁気コア１１の分割フェライトコア１３における磁束変化を、この分割フェライトコア１３に鎖交する第１コイル部３１における起電力に変換し、第２コイル部３２における磁束変化として、第２コイル部３２に鎖交する磁気コア１２の分割フェライトコア１３における磁束変化とする。
そして、同様に磁気コア１２の磁束変化を磁気コア１１の磁束変化にする。
これにより誘導導線体３０は、磁気コア１１側と磁気コア１２側の分割フェライトコア１３を磁気的に結合している。
よって、図１（ａ）に示すように結束ケース２１，２２を開いた状態として、電力線を磁気コア１１側と磁気コア１２側の分割フェライトコア１３の電力線挿通凹部１３ａの間に挟むように入れて、次いで、図１（ｂ）に示すように結束ケース２１，２２を閉じ、対になっている分割フェライトコア１３同士の間を閉じてそれぞれの電力線を分割フェライトコア１３で周方向に囲むことで、一方の磁気コア側の電力線の電気信号電流が誘起する分割フェライトコアの磁束変化を、他方の磁気コア側の分割フェライトコアにおける磁束変化として、この磁束変化による電磁誘導作用により他方の電力線に電気信号を伝達出来る。

分割フェライトコア１３は、それぞれ結束ケース２１、２２の１対のコアケース２３に収納してある。
結束ケース２１、２２は樹脂製で、それぞれ１対のコアケース２３の側縁部をヒンジ部２３ｃで連結して、対になっているコアケース２３同士の間を開閉出来るようにしてある。
誘導導線体３０は、図３（ｃ）に結束ケース２１を開いた状態を示すように、コアケース２３に設けてある通孔２３ａに導線連結部３３を通してある。
コアケース２３の側縁部にはケーブル用凹部２３ｂとフック２３ｄと係止爪２３ｅとを設けてあり、コアケース２３同士の間を閉じると、ケーブル用凹部２３ｂ同士が電力線挿通部２０に対応する位置で対向して合わさり、フック２３ｄが係止爪２３ｅに係止してコアケース２３同士を閉じた状態で固定出来る。

異相線間カプラ１０の分電盤内の電力線への取付けは、先ず図１（ａ）に示すように結束ケース２１，２２を開き、対となっている分割フェライトコア１３の電力線挿通凹部１３ａ同士の間を開いておく。
図１（ｃ）は異相線間カプラ１０を異相の電力線（Ｌ２相線）１，電力線（Ｌ１相線）３に取り付けた状態を示す。
結束ケース２１，２２を開いた異相線間カプラ１０は、例えば、先ず電力線（Ｌ１相線）３に結束ケース２２側の電力線挿通凹部１３ａをあてがって結束ケース２２を閉じてクランプし、次いで結束ケース２１側の電力線挿通凹部１３ａを電力線（Ｌ２相線）１にあてがって結束ケース２１を閉じてクランプすることで取り付ける。
図４は異相線間カプラ１０を分電盤内に既設配線されている電力線（Ｌ１相線）３、電力線（Ｌ２相線）１に取り付けた状態を示す。
誘導導線体３０の導線連結部３３は捻りや撓みなどの変形が自在であるため、結束ケース２１，２２は導線連結部３３の長さ範囲で、互いに干渉しない取り付けやすい位置に取り付け出来る。

図５は導線カバー５０を設けた異相線間カプラ１０ａを示す。
図５（ａ）は結束ケースを閉じた状態の平面図を示し、図５（ｂ）は結束ケースを開いた状態を示し、図５（ｃ）は結束ケースを閉じた状態の斜視図を示す。
異相線間カプラ１０ａは、結束ケース２１，２２同士を連結した導線カバー５０を、誘導導線体３０ａの導線連結部３３を覆うように設けてある。
導線カバー５０は、結束ケース２１，２２同士を連結する半割の蛇腹形状のカバーベース部５１と、カバーベース部５１に取り付ける半割の蛇腹形状のカバー取付部５２とを有している。
カバーベース部５１は、結束ケース２１，２２と一体に形成してあり、結束ケース２１，２２を開いた状態で内側で隣り合うコアケース２３の側縁部同士を連結している。
導線カバー５０は、カバー取付部５２をカバーベース部５１に取り付けることで、誘導導線体３０ａの導線連結部３３を周方向に囲む蛇腹形状になる。
カバーベース部５１へのカバー取付部５２の取付けは、例えば弾性凸部を凹部に係止させるスナップ係止などで行う。
図６（ａ）は異相線カプラ１０ａに用いた誘導導線体３０ａを示し、図６（ｂ）は結束ケースを閉じた際の磁気コア１１と磁気コア１２と誘導導線体３０ａの状態を示す。
誘導導線体３０ａは閉じた導線３４ａを曲げ加工して形成してある。
異相線間カプラ１０ａは、結束ケースを閉じることで誘導導線体３０ａのコイル部３１，３２の空芯部３１ａ，３２ａにおいて分割フェライトコア１３の分割面１３ｂが合わさる。 これによりコイル部３１，３２の導線３４ａがそれぞれ電力線挿通凹部１３ａを通して分割フェライトコア１３に巻き回した状態になる。

図７は異相線間カプラの別の形態例を示し、バンド具４０を用いた異相線間カプラ１０ｂを示す。
異相線間カプラ１０ｂは、対となっている分割フェライトコア１３同士を電力線挿通部２０を形成した状態で束ねるためのバンド具４０を有している。
バンド具４０は、バンド部４１の一端にロック部４２を設けたもので、バンド部４１を先端からロック部４２のロック孔４３に通すことでバンド部４１をロック部４２で固定する。
異相線間カプラ１０ｂの異相の２本の電力線への取り付けは、先ず、磁気コア１１の１対の分割フェライトコア１３を電力線挿通凹部１３ａに電力線を入れて重ね合わせ、電力線挿通部２０に一方の電力線を通した状態とし、なお且つ、この磁気コア１１の１対の分割フェライトコア１３の片方に、誘導導線体３０の第１コイル部３１の空芯部３１ａを分割面１３ｂ側から挿入して第１コイル部３１を磁気コア１１に巻装した状態にする。
次いで、この分割フェライトコア１３を重ね合わせた状態とした磁気コア１１の周囲部１１ａを周方向にバンド具４０で結束して固定する。
磁気コア１２側も同様に他方の電力線に取り付ける。
先ず、磁気コア１２の１対の分割フェライトコア１３を電力線挿通凹部１３ａに電力線を入れて重ね合わせ、電力線挿通部２０に他方の電力線を通した状態とし、なお且つ、この磁気コア１２の１対の分割フェライトコア１３の片方に、誘導導線体３０の第２コイル部３２の空芯部３２ａを分割面１３ｂ側から挿入して第２コイル部３２を磁気コア１２に巻装した状態とする。
次いで、この分割フェライトコア１３を重ね合わせた状態とした磁気コア１２の周囲部１２ａを周方向にバンド具４０で結束して固定する。
このように、２つの磁気コア間を誘導導線体３０で連結できれば、１対の分割フェライトコア１３の結束方法は特に限定されない。

異相線間カプラの一形態例を示し、（ａ）は結束ケースを開いた状態を示し、（ｂ）は結束ケースを閉じた状態を示し、（ｃ）は電力線に取り付けた状態を示す。 （ａ）は異相線間カプラの平面図を示し、（ｂ）は異相線カプラの断面図を示す。 （ａ）は誘導導線体の平面図を示し、（ｂ）は磁気コアと誘導導線体の状態説明図を示し、（ｃ）は結束ケースを開いた状態の説明図を示す。 分電盤の電力線に異相線間カプラを取り付けた状態を示す。 導線カバーを設けた異相線間カプラの説明図を示す。 （ａ）は誘導導線体を示し、（ｂ）は磁気コアと誘導導線体の状態説明図を示す。 バンド具を用いた異相線間カプラを示す。 異相の電力線間の従来の信号伝達方法を示す。 配電盤の電力線の状態を示す。

符号の説明

１ 電力線（Ｌ２相線）
２ 電力線（Ｎ相線）
３ 電力線（Ｌ１相線）
４ 主幹ノーヒューズブレーカー（ＮＦＢ）
５ 主幹漏電ブレーカー（ＥＬＢ）
６ ブレーカー間スペース
１０、１０ａ、１０ｂ 異相線間カプラ
１１、１２ 磁気コア
１１ａ、１２ａ 周囲部
１３ 分割フェライトコア
１３ａ 電力線挿通凹部
１３ｂ 分割面
２０ 電力線挿通部
２１、２２ 結束ケース
２３ コアケース
２３ａ 通孔
２３ｂ ケーブル用凹部
２３ｃ ヒンジ部
２３ｄ フック
２３ｅ 係止爪
３０、３０ａ 誘導導線体
３１ 第１コイル部
３１ａ 空芯部
３２ 第２コイル部
３２ａ 空芯部
３３ 導線連結部
３４、３４ａ 導線
４０ バンド具
４１ バンド部
４２ ロック部
４３ ロック孔
５０ 導線カバー
５１ カバーベース部
５２ カバー取付部

Claims (5)

1. １対の分割フェライトコアを重ね合せて電力線挿通部を形成する磁気コアを２つと、
   第１コイル部と第２コイル部とを導線連結部で接続してある誘導導線体とを備え、
   一方の１対の分割フェライトコアの片方を第１コイル部の空芯部に挿入することで一方の磁気コアに第１コイル部を巻装し、
   他方の１対の分割フェライトコアの片方を第２コイル部の空芯部に挿入することで他方の磁気コアに第２コイル部を巻装し、
   １対の分割フェライトコアを重ね合わせた状態に保持する結束手段を有していることを特徴とする異相線間カプラ。
2. 結束手段は、一の側縁部で開閉自在に連結した１対のコアケースからなる結束ケースであることを特徴とする請求項１記載の異相線間カプラ。
3. 結束手段は、１対の分割フェライトコアを重ね合せた状態で周囲部に巻きつけるバンド具であることを特徴とする請求項１記載の異相線間カプラ。
4. 誘導導線体をフレキシブルプリント基板で形成してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の異相線間カプラ。
5. ２つの結束ケースを連結してある導線カバーで、誘導導線体の導線連結部を覆ってあることを特徴とする請求項２記載の異相線間カプラ。

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