JP2014026739A - 配電機器 - Google Patents

Abstract

【課題】配線用遮断器における電流センサの設置に際し、簡単な作業で着脱自在に固定保持させることができ、かつ、電流センサ取り付け用のスペースのために配線用遮断器を大型化する必要のない配線用遮断器を提供すること。
【解決手段】電流センサを保持する電流センサ固定部が、配電機器の端部に形成された接続端子部に配置され、電流センサ固定部は、外部から接続される配線と接続端子部とを接続して形成される電路が貫通する筒状部を備え、基板の一端から一対の腕部を突出させてその内側を端部が開放された配線挿通部とするとともに、一対の腕部の各々に磁気検出素子を搭載した電流センサを保持する。
【選択図】図３

Description

本発明は、端子台や配線用遮断器等の配電機器の接続端子部に設置可能な電流測定手段を備えたものである。

配線用遮断器を流れる電流を測定する手段として、配線用遮断器の入力線にカレントトランスを取り付ける方法（特許文献１の図３）や、配線用遮断器中に電流センサを組み込む方法（特許文献１の図４）が知られている。

しかし、配線用遮断器の入力線にカレントトランスを取り付ける方法では、入力線を配線用遮断器に接続する前に電流センサを取り付けておく必要があり、接続後に電流センサの組み込みが必要になった場合には、接続を解除して組み込み作業を行う必要があり不便であるという問題があった。

また、配線用遮断器中に電流センサを組み込む方法では、電流センサの組み込みスペースを確保するために配線用遮断器を長幅とする必要がある問題があった。さらに、配線用遮断器内部において電流センサからの発熱による影響を低減するためには、必要時にのみ電流センサを組み込んで使用することが望ましいが、配線用遮断器中に電流センサを組み込む方法では、電流センサの着脱が自由に行えず不便であるという問題があった。

特開２００８−２８９３０１号公報

本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、端子台・配線用遮断器などの配電機器における電流センサの設置に際し、簡単な作業で着脱自在に固定保持させることができ、かつ、電流センサ取り付け用のスペースのために配電機器を大型化することなく、配電機器に流れる電流値を測定可能な構造を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明の配電機器は、電流センサを着脱自在に備えた配電機器であって、電流センサを保持する電流センサ固定部が、配電機器の端部に形成された接続端子部に配置され、電流センサ固定部は、外部から接続される配線と接続端子部とを接続して形成される電路が貫通する筒状部を備え、該筒状部の周縁に渡って、基板の一端から一対の腕部を突出させてその内側を端部が開放された配線挿通部とするとともに、一対の腕部の各々に磁気検出素子を搭載した電流センサを保持することを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の配電機器において、電流センサ固定部の筒状部に、外部から配線される配線と接続端子部とを接続する接続部材を貫通させたことを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の配電機器において、該接続部材が、ねじ形状を有し、電流センサ固定部の筒状部には、ねじ軸部を貫通させ、更に、電流センサ固定部は、ねじ頭部の裏面を受けて保持する接続部材保持面を有することを特徴とするものである。

本発明の配電機器は、該電流センサを保持する電流センサ固定部を、配電機器の端部に形成された接続端子部の上端に配置し、電流センサ固定部に、外部から接続される配線と接続端子部とを接続して形成される電路が貫通する筒状部を備え、筒状部の周縁に渡って、基板の一端から一対の腕部を突出させてその内側を端部が開放された配線挿通部とするとともに、一対の腕部の各々に磁気検出素子を搭載した電流センサを保持するものであるため、電流センサを、簡単な作業により、電流センサ固定部に着脱自在に固定保持させることができる。また、電流センサ固定部は、配電機器の端部に形成された接続端子部のスペースを利用して配置したため、従来技術のように、電流センサの組み込みスペースを確保するために配電機器を長幅とする必要がなく、コンパクトで美観にも優れたものとすることができる。

外部から接続される配線と接続端子部との接続をねじで行う場合、接続端子部の上端に配置した電流センサ固定部に保持された電流センサに対し、ねじの締めつけ荷重がかかり、電流センサが破損する恐れがあるところ、請求項３記載の発明によれば、電流センサ固定部を、ねじ頭部の裏面を受けて保持する接続部材保持面と、ねじ軸部を貫通させる筒状部を有する構造とすることにより、ねじの締めつけ荷重を、これらの保持面と筒状部で分散し、電流センサにかかる締めつけ荷重を低減させることができる。

配線用遮断器の筐体内部の斜視図である。 配線用遮断器の筐体内部の側面図である。 要部の分解図である。 電流センサの斜視図である。 他の実施形態における電流センサ固定部の斜視説明図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。

配線用遮断器１の筐体内部には、図１、図２に示すように、バイメタル２と、可動接触子３と、引き外し機構部４が順に配置され、回路に過電流が流れるとバイメタル２が加熱により湾曲して引き外し機構部４を作動させ、可動接触子３を引き外して過電流回路遮断動作（トリップ）を行う構造となっている。

配線用遮断器１の一端には電源側端子部５が、他端には負荷側端子部６からなる接続端子部が形成されている。いずれの接続端子部５，６でも、複数の端子部が並列配置されており、隣接する端子部間には、仕切壁１５が立設されている。

各接続端子部５，６は、外部から接続される配線となる電線１６と端子部５，６とを接続する接続部材となる接続ねじ１７を備えている。なお、本実施形態においては各接続端子部５、６に接続される配線は電線１６に限るものではなく銅バーであっても良いものである。

本実施形態では、電流センサ７を着脱自在に保持する電流センサ固定部８が、負荷側端子部６の上端に配置されている。このように、負荷側端子部６の上端スペースを利用することにより、配線用遮断器１を長幅方向で、電流センサの組み込みスペースを別途に確保することなく、電流センサ７を配置することができる。また、電流センサ７は必要に応じて着脱可能となるものである。更に、電流センサ７に対しては、直流電源の供給を行うために、図示しない電源線や信号線が接続されるが、電流センサ７を、電線１６よりも下側に配置することにより、これらの電源線や信号線の配線スペースも、邪魔にならない箇所に確保することができる。なお、本発明のような電流センサ７は配線用遮断器１の外部に設置されることになるので、配線用遮断器1内部の熱だまりを防ぐものである。

電流センサ固定部８は、図３に示すように、接続ねじ１７のねじ軸部１８を貫通させる筒状部１９と、ねじ頭部２０の裏面を受けて保持する接続部材保持面２１と、負荷側端子部６と接して配置される端子部保持面２２を有し、断面が略「工」字状に形成されている。

接続部材保持面２１と端子部保持面２２は、四角形状で、端子部ごとに仕切壁１５で仕切られた空間に嵌りこむように形成されている。これにより、電流センサ固定部８が空間内に嵌め込まれた後、接続ねじ１７の締結時に、接続部材保持面２１及び端子部保持面２２が仕切壁１５に当接するため、連動して回動する現象を回避することができる。

また、接続ねじ１７の締結時に発生する締め付け荷重が、接続部材保持面２１から筒状部１９と端子部保持面２２を介して分散されるため、接続ねじ１７の締結時に発生する締め付け荷重が、電流センサ７に直接加わり、電流センサ７を破損する危険を回避することができる。

電流センサ固定部８は、樹脂体、あるいは、導電性のある金属体のいずれで形成したものであってもよい。ただし、樹脂体で形成する場合には、電路（固定接触子の接点〜負荷側端子部６〜電流センサ固定部８(樹脂体の場合は省略)〜接続ねじ１７〜電線１６）を確保するために、接続ねじ１７のねじ軸部１８の長さを十分確保し、ねじ軸部１８の先端が筒状部１９を貫通して、負荷側端子部６にまで達する長さとする必要がある。

ここで、電流センサ７は、図３に示すように、基板９の一端から一対の腕部１０を突出させてその内側を端部が開放された配線挿通部１０ａを形成した略Ｕ字構造を有するものであり、電流センサ固定部８への取り付け時には、電流センサ固定部８の筒状部１９を、腕部１０間の配線挿通部１０ａに嵌め込むようにして簡単に取り付け作業を行うことができる。

電流センサ７の腕部１０には、図４に示すように、磁気検出素子１１を搭載している。

電流センサ７に搭載された磁気検出素子１１は、腕部１０間の配線挿通部１０ａに配置された電路となる筒状部１９または接続ねじ１７に流れる電流によって生じる磁場を検知するものであり、基板９には、これらの磁気検出素子１１の検知出力を処理して接続端子に流れる電流値を算出する集積回路１２も搭載されている。本実施形態では、磁気検出素子１１を各腕部１０に各１個ずつ搭載しているが、複数搭載したものであっても良い。複数搭載することにより、更に正確に接続端子に流れる電流を調査することが可能である。

このように、基板状の電流センサを使用することにより、従来型のコア状の電流センサを使用する場合と比較して、電流センサの配置スペースを大きく削減することができる。また、従来型のコア状の電流センサでは、電流センサの設置に際し、コア状の電流センサの内部に配線を通す必要があり、事後的にＣＴを取り付けたい場合においては、全ての配線を取り外して作業を行う必要があり、組み込み作業に手間がかかるという問題があったが、前記の電流センサ７は、基板９の一端を開放させた構造を有するため、各種配線がなされた状態においても、容易に組み込み作業を行うことができる。

本実施形態において、電流センサ７は、図４に示すケース１３で覆った状態で使用される。ケース１３は、電流センサ７と同様に、一対の腕部１４を有する略Ｕ字構造に形成され、該腕部１４間に、電流センサ固定部８の筒状部１９を弾性的に差し込み可能とした取付部を備えている。

電路と磁気検出素子１１との位置関係にずれが生じると電流の検出誤差に影響を与えてしまうため、電流センサ７はガタツキを生じないように配置することが好ましい。本実施形態では、仕切壁１５で左右方向のガタツキを防止し、接続部材保持面２１と端子部保持面２２で上下方向のガタツキを防止することができる。

上記実施形態では、電流センサ固定部８の形状は、断面が略「工」字状に形成されたものとして説明したが、図５に示す凸状、あるいはＴ状のような形状とすることもできる。凸状に形成した場合においては、筒状部１９の開放端部側の面がねじ頭部２０の裏面を受けて保持する接続部材保持面２１となり、Ｔ状に形成した場合は開放端部側の面が、負荷側端子部６と接して配置される端子部保持面２２となるものである。電流センサ固定部８としては、少なくとも、接続ねじ１７のねじ軸部１８を貫通させ、電流センサ７を保持する筒状部１９が形成されていれば良い。

本発明においては、配線用遮断器１の接続端子部の上端に電流センサ固定部８を設置させて使用するものを説明したが、配線用遮断器１の下方に向かって突出させて形成する裏面配線用端子の場合でも使用することができる。この場合は電流センサ固定部８を接続端子部の下端に配置するものである。何れにおいても、電流センサ固定部８は電路が通過する位置に配置する必要がある。

なお、本発明においては、配電機器として配線用遮断器１を説明したものであるが、配線用遮断器１に限らず、端子台など、接続端子部が形成されるものであれば本発明における電流センサ固定部８を利用することができるものである。

１ 配線用遮断器
２ バイメタル
３ 可動接触子
４ 引き外し機構部
５ 電源側端子部
６ 負荷側端子部
７ 電流センサ
８ 電流センサ固定部
９ 基板
１０ 腕部
１０ａ 配線挿通部
１１ 磁気検出素子
１２ 集積回路
１３ ケース
１４ 腕部
１５ 仕切壁
１６ 電線
１７ 接続ねじ
１８ ねじ軸部
１９ 筒状部
２０ ねじ頭部
２１ 接続部材保持面
２２ 端子部保持面

Claims (3)

1. 電流センサを着脱自在に備えた配電機器であって、
   電流センサを保持する電流センサ固定部が、配電機器の端部に形成された接続端子部に配置され、
   電流センサ固定部は、外部から接続される配線と接続端子部とを接続して形成される電路が貫通する筒状部を備え、
   筒状部の周縁に渡って、基板の一端から一対の腕部を突出させてその内側を端部が開放された配線挿通部とするとともに、一対の腕部の各々に磁気検出素子を搭載した電流センサを保持することを特徴とする配電機器。
2. 電流センサ固定部の筒状部に、外部から接続される配線と接続端子部とを接続する接続部材を貫通させたことを特徴とする請求項１記載の配電機器。
3. 該接続部材が、ねじ形状を有し、
   電流センサ固定部の筒状部には、ねじ軸部を貫通させ、
   更に、電流センサ固定部は、ねじ頭部の裏面を受けて保持する接続部材保持面を有することを特徴とする請求項２記載の配電機器。