JP2017091696A

JP2017091696A - コンビネーションスタータ

Info

Publication number: JP2017091696A
Application number: JP2015217945A
Authority: JP
Inventors: 武史江村; Takeshi Emura
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-05-25
Also published as: CN106847641A

Abstract

【課題】小型化及び製造コストの低減化を図りながら漏電検出機能を備えることができるコンビネーションスタータを提供する。【解決手段】電源及び負荷の間の電路に、回路遮断器２と電磁接触器４とが、接続モジュール３を介装して直列に接続されており、接続モジュールには、電路の漏電を検出する漏電検出部１５、１６、１７が内蔵されている。【選択図】図４

Description

本発明は、電動機の保護・制御用機器として使用されるコンビネーションスタータに関する。

電動機の保護・制御用機器として、コンビネーションスタータと呼ばれる開閉器ユニットが公知である（例えば、非特許文献１）。このコンビネーションスタータは、ブレーカとサーマルリレーの機能を一体化したマニュアルモータスタータ（ＭＭＳ）の名称で知られる回路遮断器（配線用遮断器）に、電磁接触器を組み合わせてユニットを構築し、コンパクトな構成で電動機の過負荷、短絡保護および運転、停止制御を行うものである。

制御盤などの盤内でコンビネーションスタータを構築する場合には、従来では回路遮断器（マニュアルモータスタータ）と電磁接触器との間に専用付属品の接続モジュールを介装し、この接続モジュールを介して回路遮断器の負荷側端子と電磁接触器の電源側端子との間を電気的・機械的に接続するようにしている（例えば、非特許文献１，特許文献１）。

製品カタログ"富士マニュアルモータスタータコンビネーションスタータ"（第６−７頁）、［online］、富士電機機器制御株式会社、[平成１９年１０月１０日検索]、インターネット＜http://www.fujielectric.co.jp/fcs/jpn/edc/catalog2/EH530b/EH530b_1.pdf＞

米国特許明細書第６４７２６２１Ｂ２号公報

ところで、コンビネーションスタータに漏電検出ユニットを接続し、漏電検出機能を付加することが考えられる。
しかし、コンビネーションスタータの周囲に漏電検出ユニットを配置すると、外形寸法が増大して大型の装置になってしまうとともに、製造コストの面で問題がある。
そこで、本発明は、小型化及び製造コストの低減化を図りながら漏電検出機能を備えることができるコンビネーションスタータを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るコンビネーションスタータは、電源及び負荷の間の電路に、回路遮断器と電磁接触器とが、接続モジュールを介装して直列に接続されており、接続モジュールに、電路の漏電を検出する漏電検出部が内蔵されている。

本発明に係るコンビネーションスタータによれば、小型化及び製造コストの低減化を図りながら漏電検出機能を備えることができる。

本発明に係る第１実施形態のコンビネーションスタータの回路構成を示す図である。本発明に係る第１実施形態のコンビネーションスタータの外観を示す図である。第１実施形態のコンビネーションスタータを構成する接続モジュールを回路遮断器に接続する側から示した図である。第１実施形態のコンビネーションスタータを構成する接続モジュールの断面図である。

次に、図面を参照して、本発明に係る第１実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

また、以下に示す第１実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
本発明に係る第１実施形態のコンビネーションスタータ１は、図１及び図２に示すように、電源及び負荷の間の電路に、回路遮断器２と、接続モジュール３と、電磁接触器４とが直列に接続されて構成されている。

回路遮断器２は、Ｒ，Ｓ，Ｔの３相の主回路５と、主回路５の導体を開閉する開閉接点６と、開閉接点６を開閉する開閉機構７と、開閉機構７を開閉操作する開閉ハンドル８と、開閉機構７を引き外して開閉接点６を遮断（開極）する電圧引き外し装置９と、を備えている。なお、電圧引き外し装置９は、外部付属装置として構成することができ、後述する漏電検出回路と電圧引き外し装置９を電気的に接続することで、漏電検出信号を電圧引き外し装置９に出力することができる。

電磁接触器４は、Ｒ，Ｓ，Ｔの３相の主回路１２と、主回路１２の導体に設けた固定接点１２ａと、固定接点１２ａに接離する可動接点１２ｂと、を備えている。
接続モジュール３は、回路遮断器２のＲ，Ｓ，Ｔの３相の主回路５の導体に接続する負荷側端子１０ａ〜１０ｃと、電磁接触器４のＲ，Ｓ，Ｔの３相の主回路１２の導体に接続する電源側端子１３ａ〜１３ｃとにそれぞれ接続している３本の導電接続線１４ａ〜１４ｃを備えている。

接続モジュール３は、零相変流器１５と、漏電検出回路１６を実装したプリント基板１７と、を備えている。漏電検出回路１６には、回路遮断器２の主回路５の導体に電源線１８を介して接続された整流回路により構成された電源回路１９から作動電力が供給される。
零相変流器１５は、環状コア（不図示）と、環状コアの外周にトロイダル状に巻回したコイル（不図示）とを備えたものであり、環状コアの空洞部１５ａに、３本の導電接続線１４ａ〜１４ｃが挿通されている。

上記構成のコンビネーションスタータ１は、漏電により３本の導電接続線１４ａ〜１４ｃを流れる電流が不平衡になると、漏電電流（零相電流）により発生する磁束によって零相変流器１５の環状コアの磁束状態が変化する。これにより、零相変流器１５のコイルに誘起電圧が発生し、漏電電流に相当する電圧がコイル両端で生じるので、この電圧が漏電検出信号として漏電検出回路１６に出力される。そして、漏電検出信号を入力した漏電検出回路１６は、電圧引き外し装置９に開極制御信号を出力する。これにより、回路遮断器２は、電圧引き外し装置９が開閉機構７に対して開極制御を行うことで、開閉接点６が遮断（開極）される。

次に、図３及び図４は、接続モジュール３の構造を詳細に示したものである。
この接続モジュール３は、図３に示すように、モジュールケース２１の内部に、導電接続線１４ａ〜１４ｃ、零相変流器１５やコンデンサ２０などの電子部品及び漏電検出回路１６を実装したプリント基板１７が配置されている。
モジュールケース２１は、図４に示すように、ケース本体２２と、このケース本体２２に着脱自在に装着される第１カバー２８及び第２カバー２９と、を備えている。

ケース本体２２は、電磁接触器４を載置する載置台２３が形成されているとともに、回路遮断器２に接続する側（図４の左側）で開口している第１収容空間２５と、第１収容空間２５とは隔壁２６を間に設けて別空間とされ、電磁接触器４に接続する側（図４の右側）で開口している第２収容空間２７と、を備えている。
第１収容空間２５には、零相変流器１５やコンデンサ２０などの電子部品及びプリント基板１７が収納される。

零相変流器１５は、環状コアの外周に巻回されているコイルがプリント基板１７の所定位置に半田付けされており、環状コアの軸方向の一方の端面がプリント基板１７の実装面に当接した状態で実装されている。零相変流器１５の空洞部１５ａに対向するプリント基板１７には、基板挿通孔３０が形成されている。
プリント基板１７の基板挿通孔３０の内周には、零相変流器１５の空洞部１５ａに延在する接続線案内部３１が固定されている。この接続線案内部３１は、図３に示すように、横断面が略Ｙ字形状となるように形成され、周方向に３箇所の案内凹部３１ａ〜３１ｃが形成された部材である。

零相変流器１５及びコンデンサ２０などの電子部品を実装したプリント基板１７は、図４に示すように、隔壁２６に平行に対峙した状態で、第１収容空間２５を形成している内壁にスナップフィットなどの結合手段で着脱自在に固定されている。
また、３本の導電接続線１４ａ〜１４ｃは、隔壁２６に形成した挿通孔２６ａ、プリント基板１７の基板挿通孔３０及び零相変流器１５の空洞部１５ａに挿通される。この際、３本の導電接続線１４ａ〜１４ｃの一部は、プリント基板１７に固定された接続線案内部３１の案内凹部３１ａ〜３１ｃに入り込んで案内される。

回路遮断器２側（図４の左側）に延在する３本の導電接続線１４ａ〜１４ｃは、零相変流器１５の空洞部１５ａから出た後に互いに離間する方向に折り曲げられ、さらに回路遮断器２に接続する方向に折り曲げられる。
そして、回路遮断器２側に延在した３本の導電接続線１４ａ〜１４ｃの端部は、第１カバー２８に形成したカバー挿通孔２８ａに挿通される。そして、第１カバー２８を、ケース本体２２の第１収容空間２５の開口部を閉塞して装着することで、３本の導電接続線１４ａ〜１４ｃの回路遮断器２側の端部は、ケース本体２２及び第１カバー２８で支持される。

一方、電磁接触器４側に延在する３本の導電接続線１４ａ〜１４ｃは、挿通孔２６ａから出た後に第２収容空間２７に向けて折り曲げられ、さらに電磁接触器４に接続する方向に折り曲げられる。
そして、電磁接触器４側に延在した３本の導電接続線１４ａ〜１４ｃの端部は、第２カバー２９に形成したカバー挿通孔２９ａに挿通される。そして、第２カバー２９を、ケース本体２２の第２収容空間２７の開口部を閉塞して装着することで、３本の導電接続線１４ａ〜１４ｃの電磁接触器４側の端部は、ケース本体２２及び第２カバー２９で支持される。

このように、接続モジュール３は、零相変流器１５を固定したプリント基板１７がケース本体２２の内壁に固定され、零相変流器１５の空洞部１５ａ及びプリント基板１７の基板挿通孔３０を通過した３本の導電接続線１４ａ〜１４ｃが、ケース本体２２に着脱自在に固定された第１カバー２８及び第２カバー２９で支持された構造である。
次に、第１実施形態のコンビネーションスタータ１の効果について説明する。

第１実施形態のコンビネーションスタータ１を構成している接続モジュール３は、モジュールケース２１に、電源及び負荷の間の電路の漏電を検出するための零相変流器１５やコンデンサ２０などの電子部品と、漏電検出回路１６を実装したプリント基板１７とが内蔵されているので、漏電検出機能を備えても小型化を図ることができる。
また、第１実施形態のコンビネーションスタータ１は、接続モジュール３の導電接続線１４ａ〜１４ｃを流れる電流が不平衡になり、零相変流器１５のコイルに誘起電圧が発生すると、漏電を検出した漏電検出回路１６が、回路遮断器２の電圧引き外し装置９に開極制御信号を出力して開閉接点６を遮断（開極）するので、負荷（電動機）の保護・制御用機器とともに、漏電遮断器としても機能することができる。

また、接続モジュール３は、零相変流器１５を固定したプリント基板１７がケース本体２２の内壁に固定され、零相変流器１５の空洞部１５ａ及びプリント基板１７の基板挿通孔３０を通過した３本の導電接続線１４ａ〜１４ｃが、ケース本体２２に着脱自在に固定された第１カバー２８及び第２カバー２９で支持された簡便な構造とされているので、製造コストの低減化を図ることができる。

１コンビネーションスタータ
２回路遮断器
３接続モジュール
４電磁接触器
５回路遮断器の主回路
６開閉接点
７開閉機構
８開閉ハンドル
９電圧引き外し装置
１０ａ〜１０ｃ回路遮断器の負荷側端子
１２電磁接触器の主回路
１２ａ固定接点
１２ｂ可動接点
１３ａ〜１３ｃ電磁接触器の電源側端子
１４ａ〜１４ｃ導電接続線
１５零相変流器
１５ａ空洞部
１６漏電検出回路
１７プリント基板
１８電源線
１９電源回路
２０コンデンサ
２１モジュールケース
２２ケース本体
２３載置台
２５第１収容空間
２６隔壁
２６ａ挿通孔
２７第２収容空間
２８第１カバー
２８ａカバー挿通孔
２９第２カバー
２９ａカバー挿通孔
３０基板挿通孔
３１接続線案内部
３１ａ〜３１ｃ案内凹部

Claims

電源及び負荷の間の電路に、回路遮断器と電磁接触器とが、接続モジュールを介装して直列に接続されており、
前記接続モジュールに、前記電路の漏電を検出する漏電検出部が内蔵されていることを特徴とするコンビネーションスタータ。
前記回路遮断器は、開閉接点を開閉する開閉機構と、この開閉機構を開極制御する電圧引き外し装置と、を備え、
前記電圧引き外し装置は、前記電路の漏電を検出した前記漏電検出部から制御信号が入力することで、前記開閉機構の開極制御を行うことを特徴とする請求項１記載のコンビネーションスタータ。
前記接続モジュールは、前記回路遮断器の負荷側端子及び前記電磁接触器の電源側端子に接続する複数の導電接続線を備え、
前記漏電検出部は、モジュールケース内に、前記複数の導電接続線を一次導体として前記電路の不平衡電流を検出する零相変流器と、この零相変流器の出力値に基づいて漏電を検出する漏電検出回路を実装したプリント基板とが配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のコンビネーションスタータ。
前記モジュールケースは、収容空間を設けたケース本体と、前記収容空間の前記回路遮断器側及び前記電磁接触器側で開口している開口部を閉塞するように前記ケース本体に着脱自在に固定される第１及び第２カバーと、を備え、
前記零相変流器を固定した前記プリント基板が前記ケース本体の内壁に固定され、前記零相変流器の空洞部及び前記プリント基板を通過した複数の導電接続線が前記第１及び第２カバーに挿通して支持されていることを特徴とする請求項３記載のコンビネーションスタータ。