JP2013168289A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】コアを確実に固定することができる固定構造を備えた回路遮断器を提供する。
【解決手段】コア３１に設ける挿通孔３１ｂを略四角孔状に成形するとともに、遮断器ケースの内面に、挿通孔３１ｂの四隅部及び挿通孔３１ｂの下面を除く周面に当接してコア３１を固定可能とした内側固定リブ４２を設けており、コア３１を内周面側から固定可能とした。また、また、右ケース３内面と、右ケース３に設けた前面固定リブ３９及び下面固定リブ４０と、左ケース２に設けた上面固定リブ４５及び側面固定リブとにより、コア３１を外周面側からも固定可能とした。したがって、遮断器ケースへの固定後にコア３１が位置ズレしたりしない。
【選択図】図３

Description

本発明は、たとえば分電盤内等に設置される回路遮断器に関するものである。

従来、電流計測機能を備えた回路遮断器が考案されている。たとえば特許文献１に記載されている回路遮断器では、電路電流を計測するために磁性体からなるコアと、コアに生じる磁界を検出するためのホール素子とを備えた別途ユニットを回路遮断器に装着し、電流値情報を外部へ出力可能としている。
このように個々の回路遮断器に電流計測機能を設ければ、住戸全体の電力使用量を詳細に管理することが可能となるため、そのような電流計測機能を備えた回路遮断器は今後普及することが考えられる。特に、太陽光発電設備等の発電設備を備えた住宅においては、住宅の省電力化を進める上で、個々の電力設備を管理することは必要であり、電流計測機能を備えた回路遮断器の一層の普及が考えられる。
一方、回路遮断器の薄型化が進み、たとえば特許文献２に記載されているように、厚み１０ｍｍ程度のケース内に、必要な部材を収納した回路遮断器が考案されている。

特表２００８−５４７１５５号公報 特開２００８−１５２９７５号公報

ここで、特許文献２に記載の回路遮断器に、特許文献１に記載されているようなコアやホール素子を組み込んで電流計測機能を備えようとした場合、コアに対するホール素子の位置を確実に一定で保持しないと電流計測の精度が劣化する。すなわち、回路遮断器のケース内でコアの位置ズレ等が生じないようにしなければならない。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、コアを確実に固定することができる固定構造を備えた回路遮断器を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、過電流や短絡等の異常が発生すると電路を遮断する回路遮断器であって、所定幅のギャップを有するコアと、前記ギャップに配置されて前記コアに生じる磁界を検出するホール素子とを内蔵し、前記電路に流れた電流を計測可能とする一方、前記コアに、前記電路を挿通させるための四角孔状の挿通孔を形成するとともに、前記回路遮断器のケースの内面に、少なくとも前記挿通孔の四隅部に当接して前記コアを固定する内側固定手段を設けたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ケースの内面に、前記コアの外周面に当接して前記コアを固定する外側固定手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、コアに設ける挿通孔を四角孔状にするとともに、回路遮断器のケースの内面に、少なくとも挿通孔の四隅部に当接してコアを固定する内側固定手段を設けており、コアを内周面側から固定可能としているため、回路遮断器のケースへの固定後にコアが位置ズレしたりしない。したがって、コアに対するホール素子の位置を確実に一定で保持することができ、高い精度で電流計測を行うことができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、ケースの内面に、コアの外周面に当接してコアを固定する外側固定手段を設けており、コアを外周面側からも固定可能としている。したがって、コアの固定状態における一層の位置ズレ防止を図ることができ、一層高い精度で電流計測を行うことができる。

回路遮断器の内部機構を側方から示した説明図である。 回路遮断器の分解した状態を示した斜視説明図である。 遮断器ケース内におけるコアの固定スペース周辺を拡大して示した説明図である。 コアを示した説明図である。

以下、本発明の一実施形態となる回路遮断器について、図面にもとづき詳細に説明する。
図１は、回路遮断器１の内部機構を側方から示した説明図である。図２は、回路遮断器１のコア３１及びホール素子３２以外の内部機構を省略して分解した状態を示した斜視説明図である。図３は、遮断器ケース内におけるコア３１の固定スペース４１周辺を拡大して示した説明図である。尚、図１の左右方向を回路遮断器１の前後方向、図１の表裏方向を回路遮断器１の左右方向とする。

回路遮断器１は、中性線と２本の電圧線で構成される単相３線式電路に使用するものであって、一対のケース（左ケース２及び右ケース３）を組み立ててなる合成樹脂製の遮断器ケースの後部には、３つの端子４ａ、４ｂ、４ｃを上下一列に配列してなる電源側端子４が、前部に負荷配線を挿入接続可能な３つの端子５ａ、５ｂ、５ｃからなる負荷側端子５が夫々配置されている。電源側端子４では、上部端子４ａが中性極端子、中央端子４ｂ及び下部端子４ｃが電圧極端子となっており、中性極端子である上部端子４ａと使用する電圧極端子（ここでは中央端子４ｂ）とにコ字状の端子金具６が設置され、分電盤内等に配設された導体バー（図示せず）を挿入するだけで接続可能なプラグイン方式の端子として形成されている。一方、負荷側端子５では、端子５ａ〜５ｃが遮断器ケース前面の傾斜面上で上下方向へ一列に配設されており、中央端子５ｂが中性極端子、上部端子５ａ及び下部端子５ｃが電圧極端子となっている。そして、中性極端子である中央端子５ｂと使用する電圧極端子（ここでは上部端子５ａ）とに、固定接点７ａを有する端子金具７が設置されており、端子孔８を介して負荷配線の電線部を遮断器ケース内へ挿入するだけで接続可能な速結端子として形成されている。

また、遮断器ケース内には、短絡電流発生時に瞬時に遮断動作する可動電磁片９、過電流発生時に遮断動作するバイメタル片１０、電路電流を計測するための変流器１１、及び可動接点１２ａ、１２ａを内蔵し、固定接点７ａ、７ａに対して可動接点１２ａ、１２ａを接続／解離させる開閉機構部１２等が設置されている。さらに、遮断器ケースの上面には、前後方向への回動操作により開閉機構部１２を動作させて電路をＯＮ／ＯＦＦ操作する操作ハンドル１３が設けられている。

加えて、遮断器ケース内の後方上隅部には、磁性体からなるコア３１、コア３１に生じる磁界を検出するホール素子３２が搭載された素子基板３３、ホール素子３２が検出した値を外部に出力するためのコネクタ３４が搭載されたコネクタ基板３５が設置されている。また、遮断器ケースの上面後部には、連結口３６が開口しており、該連結口３６内にコネクタ３４が露出した状態となっている。なお、遮断器ケースの上面後部には、連結口３６を囲むように筒状のリブ３７が上方へ突設されており、コネクタ３４へ外部機器（図示せず）を接続したとしても、コネクタ３４にかかるストレスをリブ３７で受けることで軽減可能としている。また、ホール素子３２とコネクタ３４とは、電気的に接続された状態にある。

ここで、本発明の要部となるコア３１の固定構造について説明する。図４は、コア３１を拡大して示した説明図である。
コア３１は、前後方向へ長い長方形フレーム状に成形されており、後側の短辺部には上下方向に所定幅（ここでは２ｍｍ）を有するギャップ３１ａが設けられている。また、コア３１の外周面、すなわち上辺又は下辺となる長辺部の外周面（上辺の上面及び下辺の下面）、及び前辺又は後辺となる短辺部の外周面（前辺の前面及び後辺の後面）は、夫々平坦面となっている。さらに、コア３１の左右側面も平坦に成形されている。加えて、コア３１の中央部には、電路を構成する可撓電線２０を挿通させるための挿通孔３１ｂが、左右方向に貫通して設けられている。該挿通孔３１ｂは略四角孔となっており、その周面（コア３１の内周面）は、コア３１の各辺部と略平行に設けられている。すなわち、挿通孔３１ｂの周面は、コア３１の上辺部に平行な上面、前辺部に平行な前面、下辺部に平行な下面、及びギャップ３１ａにより分断されている後辺部に平行な後面とからなる。ただ、挿通孔３１ｂの各面同士は、曲面Ｒを介して連結されている。

一方、右ケース３の後方上隅部には、上下方向へ延設された前面固定リブ３９、及び前面固定リブ３９の下端から一体的に後方へ延設された前部と、該前部から後方へ所定の間隔だけ離して設けられた後部とからなる下面固定リブ４０とで区画されたコア３１の固定スペース４１が設けられている。また、固定スペース４１の略中央には、挿通孔３１ｂに挿通可能な内側固定リブ４２が右ケース３の内面からケース内方（左方向）へ突設されている。内側固定リブ４２は、コア３１の挿通孔３１ｂへ挿通された際に挿通孔３１ｂの上面に当接する天面部４２ａと、天面部４２ａの両端部から下方へ垂下され、挿通孔３１ｂの前面又は後面の何れかに夫々当接する一対の垂下部４２ｂ、４２ｃとを備えた門形に形成されており、可撓電線２０は該内側固定リブ４２の更に内側を通されることになる。また、各垂下部４２ｂ、４２ｃの基端部（天面部４２ａの両端部と同義）及び先端部には、挿通孔３１ｂへ挿通された際に挿通孔３１ｂの曲面Ｒに当接可能な曲面として形成されている。また、内側固定リブ４２がコア３１の挿通孔３１ｂへ挿通された際、後側の垂下部４２ｃは、図１に示すようにギャップ３１ａと挿通孔３１ｂとの連通部を塞ぐようになっており、コア３１を固定するという機能に加え、ギャップ３１ａに位置するホール素子３２と可撓電線２０との絶縁距離を稼ぐという機能も果たすようになっている。なお、下面固定リブ４０の前部と後部との間のスペースは、電路を構成する部材であって、可撓電線２０の一端が接続される銅バー（図示せず）を設置するためのスペース（電路配設用のスペース）となっている。

さらに、下面固定リブ４０の更に後方には、素子基板３３を固定するための固定部４３、４３が設けられているとともに、該固定部４３、４３の更に後方で連結口３６の下方となる位置には、コネクタ基板３５を固定するための取付部４４、４４・・を備えた収納スペースが形成されている。

一方、左ケース２には、右ケース３へ組み付けた際、固定スペース４１に収納状態にあるコア３１の上面と、右ケース３の上面との間に嵌り込み、コア３１の上面に当接する上面固定リブ４５がケース内方（右方向）へ突設されている。また、左ケース２の内面には、右ケース３へ組み付けた際、固定スペース４１に収納状態にあるコア３１の側面に当接する門形（内側固定リブ４２と同形状であるものの、サイズは一回り大きい門形）の図示しない側面固定リブが突設されている。

そして、コア３１の固定作業について説明すると、まずはコア３１をギャップ３１ａが後方を向く所定の姿勢とした上で、当該姿勢のままコア３１を右ケース３の固定スペース４１内へ、挿通孔３１ｂに内側固定リブ４２を挿通させながら収納する。すると、上述したように挿通孔３１ｂの下面を除く周面には、夫々内側固定リブ４２の各部４２ａ〜４２ｃが当接するとともに、挿通孔３１ｂの四隅の曲面Ｒには、垂下部４２ｂ、４２ｃの基端部（天面部４２ａの両端部）及び先端部に設けられた曲面が当接した状態となる。すなわち、コア３１が内周面側から固定されることになる。また、コア３１の前面は前面固定リブ３９に、下面は下面固定リブ４０に、コア３１の右側面は右ケース３の内面に夫々当接した状態となっている。そして、左ケース２を右ケース３へ組み付ければ、コア３１の上面に上面固定リブ４５が、コア３１の左側面に側面固定リブが夫々当接して、コア３１は外周面側からも固定されることになり、コア３１の固定作業は終了となる。なお、ホール素子３２が搭載された素子基板３３は、コア３１の固定スペース４１内への収納後、ホール素子３２をギャップ３１ａ内に位置させた上で、右ケース３に起立する姿勢で固定部４３、４３にネジ止め等によって固定すればよい。また、コネクタ基板３５についても、素子基板３３同様、コア３１の固定スペース４１内への収納後に、素子基板３３の固定と共に、取付部４４、４４・・へ固定すればよい。

以上のような構成を有する回路遮断器１によれば、コア３１に設ける挿通孔３１ｂを略四角孔状に成形するとともに、遮断器ケースの内面に、挿通孔３１ｂの四隅部及び挿通孔３１ｂの下面を除く周面に当接してコア３１を固定可能とした内側固定リブ４２を設けており、コア３１を内周面側から固定可能としているため、遮断器ケースへの固定後にコア３１が位置ズレしたりしない。したがって、コア３１に対するホール素子３２の位置を確実に一定で保持することができ、高い精度で電流計測を行うことができる。

また、右ケース３内面と、右ケース３に設けた前面固定リブ３９及び下面固定リブ４０と、左ケース２に設けた上面固定リブ４５及び側面固定リブとにより、コア３１を外周面側からも固定可能としている。したがって、コア３１の固定状態における一層の位置ズレ防止を図ることができ、一層高い精度で電流計測を行うことができる。

さらに、コア３１を長方形フレーム状に成形しており、コア３１の外周面、すなわち上辺の上面や下辺の下面、前辺の前面、後辺の後面を平坦面としている。したがって、コア３１の固定状態における位置ズレを極めて確実に防止することができ、極めて高い精度で電流計測を行うことができる。

加えて、挿通孔３１ｂの四隅部を曲面Ｒとしているため、四隅部が直角面とした場合と比較して、ホール素子３２による磁界の検出位置での磁束の数、すなわちギャップ３１ａを通過する磁束の数を増やすことができる。したがって、電流計測の精度を向上することができる。

なお、本発明に係る回路遮断器は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、本体ケースや回路遮断に係る内部機構等の構成は勿論、コアの形状やコアの固定に係る機構等についても必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施形態では、内側固定手段を天面部４２ａと一対の垂下部４２ｂ、４２ｃとからなる内側固定リブ４２としているが、特に挿通孔３１ｂの四隅を固定可能であれば、位置ズレ防止効果に係り一応の効果を得ることができるため、たとえば４本の支柱状の突起を突設して内側固定手段としても何ら問題はない。
また、外側固定手段についても同様に適宜変更可能であって、必要なければ設けずともよい。
さらに、コア３１に設ける挿通孔３１ｂの形状についても変更可能であって、挿通孔３１ｂの四隅部を曲面Ｒとしているが、直角面であってもよい。
加えて、コア３１を遮断器ケースのどの場所に固定するか、すなわち固定スペース４１の設置位置等についても、適宜設計変更可能であるし、素子基板３３とコネクタ基板３５とを一体に成形する（すなわち、同一基板上にホール素子３２及びコネクタ３４を搭載する）ように構成することも可能である。

１・・回路遮断器、２・・左ケース、３・・右ケース、２０・・可撓電線、３１・・コア、３１ａ・・ギャップ、３１ｂ・・挿通孔、３２・・ホール素子、３３・・素子基板、３４・・コネクタ、３５・・コネクタ基板、３６・・連結口、３７・・リブ、３９・・前面固定リブ（外側固定手段）、４０・・下面固定リブ（外側固定手段）、４１・・固定スペース、４２・・内側固定リブ（内側固定手段）、４２ａ・・天面部、４２ｂ、４２ｃ・・垂下部、４３・・固定部、４４・・取付部、４５・・上面固定リブ（外側固定手段）、Ｒ・・曲面。

Claims (2)

1. 過電流や短絡等の異常が発生すると電路を遮断する回路遮断器であって、
   所定幅のギャップを有するコアと、前記ギャップに配置されて前記コアに生じる磁界を検出するホール素子とを内蔵し、前記電路に流れた電流を計測可能とする一方、
   前記コアに、前記電路を挿通させるための四角孔状の挿通孔を形成するとともに、
   前記回路遮断器のケースの内面に、少なくとも前記挿通孔の四隅部に当接して前記コアを固定する内側固定手段を設けたことを特徴とする回路遮断器。
2. 前記ケースの内面に、前記コアの外周面に当接して前記コアを固定する外側固定手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。

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