JP5014742B2 - Ｓｐｄおよび住宅用分電盤 - Google Patents

Description

本発明は、住宅用分電盤に使用されるＳＰＤと、このＳＰＤを装備した住宅用分電盤に関する。

住宅用分電盤の盤上には、ブレーカ（開閉器）と共に住宅の各種電気機器を雷サージから防護するＳＰＤが配設される。また、ＳＰＤが配設されていない住宅用分電盤においては、ＳＰＤを後付けで配設することが望ましい。住宅用分電盤の盤上に配設されるブレーカは、主幹ブレーカと複数の分岐ブレーカがある。複数の分岐ブレーカは、同一サイズの薄型ケースを有し、分電盤の盤上に並列に配設される。ＳＰＤは、分岐ブレーカと同様なサイズの薄型ケースを有し、分電盤の盤上に分岐ブレーカと並列に配設される。

住宅用分電盤に使用されるＳＰＤは、矩形状の薄型ケース内に、扁平な酸化亜鉛素子や小形の放電ギャップ、温度ヒューズ、動作表示用発光素子などの部品で構成されるＳＰＤ回路を収納している。また、ケースの一部に、ＳＰＤ機能が正常であるか否かを外部に表示するための表示窓を設けている（例えば、特許文献１参照）。この表示窓は、ケース内に収納した動作表示用発光素子（発光ダイオード）の発光を外部に表示する。ＳＰＤ機能が正常な場合に、発光素子が点灯してＳＰＤが正常に動作していることが住人に視認される。ＳＰＤに雷サージが侵入して酸化亜鉛素子が劣化などして、ＳＰＤ機能が正常でなくなると、発光素子が消灯する。この消灯を住人が確認すると、ＳＰＤを交換するなどの手配をする。
特開２０００−２１５４８号公報（図４）

住宅用分電盤は、台所などの壁面上部といった住人の目の高さより高い位置に設置されていることから、分電盤に配設したＳＰＤの表示窓が見難く、ＳＰＤ機能が正常か否かを視認することが難しい。特に、ブレーカやＳＰＤを設置した盤上を開閉式カバーで覆うようにした住宅用分電盤においては、カバーがＳＰＤの表示窓を隠すため、カバーを開かない限りＳＰＤ機能を視認することができない。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、ＳＰＤ機能の状況表示が確実性よくできるＳＰＤ、このＳＰＤを備えた住宅用分電盤を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のＳＰＤは、単相三線式配電路の二本の電源ラインに温度ヒューズおよび一対の酸化亜鉛素子を介して放電ギャップを接続して接地すると共に、整流素子が並列接続された発光素子を前記二本の電源ライン間に接続したＳＰＤ回路を収納するケースに、ＳＰＤ機能の状況を表示する動作表示手段をケース外に引き出すための引出し端子を配設し、ケースは、住宅用分電盤の分岐ブレーカのケースと同様な形状およびサイズの矩形状の薄型で、連続した四周壁部の一周壁部にＳＰＤ回路に配線されてケース外に導出される接地線の導出穴と引出し端子を露呈させる端子穴を形成したことを特徴とする。

ここで、ＳＰＤ回路は、酸化亜鉛素子や放電ギャップ、温度ヒューズなどの部品で構成される回路で、ＳＰＤ回路に接続される動作表示用発光素子を含む。このＳＰＤ回路を収納するケースは、扁平な酸化亜鉛素子などをコンパクトに収納するのに適した薄型筐体である。ＳＰＤ機能の状況とは、ＳＰＤが正常に機能して動作する状況と、ＳＰＤに異常や劣化が発生して正常に動作しない状況をいう。このＳＰＤ機能の状況を表示する動作表示手段は、ＳＰＤ回路の１つである動作表示用発光素子と同様な発光素子、この発光素子の発光でスイッチング動作するフォトカプラを使用した表示回路や異常警報回路である。ケースに設けた引出し端子に動作表示手段からのリード線を配線することで、ケース外で動作表示手段がＳＰＤ機能の状況を発光や警報などで表示する。また、ケース内のＳＰＤ回路の１つである動作表示用発光素子が点灯または消灯して、ＳＰＤ自体の動作状況を表示をする。ケースに設けた引出し端子は、動作表示手段からのリード線を差し込むのみで電気的かつ機械的接続できるねじ無し端子（スクリューレス端子）が、動作表示手段との配線作業を簡易にする上で望ましい。また、引出し端子は、発光素子に給電して発光させる市販の電源端子が適用できる。

本発明においては、ケースの引出し端子からケース外に引き出される動作表示手段は、ＳＰＤ機能が正常な場合に引出し端子からの給電で点灯する発光素子を有する構成とすることができる。この発光素子は、ケース内の既存の動作表示用発光素子と同様のもの、あるいは、ケース内の既存の動作表示用発光素子をケース外に取り出したもの、さらには、フォトカプラの発光素子が適用できる。

また、本発明においては、ケースは、連続した四周壁部を有する矩形状の薄型で、四周壁部の一周壁部にケース内のＳＰＤ回路に配線されてケース外に導出される接地線の導出穴とケース内の引出し端子を露呈させる端子穴を形成した構成とすることができる。

ここでの矩形状の薄型ケースとは、全体が矩形か、ほぼ矩形の薄型筐体で、その一辺の平坦な周壁部に接地線導出穴と引出し端子を露呈させる端子穴を形成する。このようにすることで、ＳＰＤからの接地線を外部に配線する電線引き回し作業と、ケースの引出し端子に外部の動作表示手段からのリード線を配線する電線引き回し作業が便利になる。

また、上記目的を達成する本発明の住宅用分電盤は、盤上に複数のブレーカを配設し、盤上をカバーで覆う住宅用分電盤であって、ＳＰＤ回路を収納するケースに、ＳＰＤ機能の状況を表示する動作表示手段を外部に引き出すための引出し端子を配設したＳＰＤを盤上に設置し、ＳＰＤの引出し端子から引き出した動作表示手段を盤上またはカバー外に配設したことを特徴とする。

この住宅用分電盤においては、ＳＰＤのケースを住宅用分電盤の盤上に設置される複数の矩形状薄型分岐ブレーカのケースと同様な矩形状薄型にして、ＳＰＤを住宅用分電盤に分岐ブレーカと並列に設置することができる。分電盤に複数の分岐ブレーカとＳＰＤを密にして並列に配設することで、既存の薄型の住宅用分電盤の盤上に、盤上を設計変更することなくＳＰＤが設置できる。ＳＰＤの引出し端子から引き出した動作表示手段を盤上に設置する場合は、盤上の動作表示手段を覆うカバーの一部に表示窓を形成する。この表示窓はカバーに部分的に開口した穴や、カバーの一部に形成した透明部分が適用できる。

本発明のＳＰＤによれば、ケースに設けた引出し端子を利用することでケース外の動作表示手段を簡単、迅速に配線接続することができる。そのため、機能性に優れたＳＰＤが提供できる。

また、本発明のＳＰＤをカバー付きの住宅用分電盤に適用した場合、盤上のＳＰＤから離れた場所に動作表示手段を設置することで、住人は分電盤のカバーで邪魔されることなくＳＰＤ機能の状況を視認することができるようになり、住人にとって便利な住宅用分電盤が提供できるようになる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図７を参照して説明する。

図１に示す実施形態のＳＰＤ１は、矩形状の薄型ケース２を備える。ケース２内に図２の回路図に示すような複数種類の部品で構成されるＳＰＤ回路３を収納し、配線している。図２のＳＰＤ１は、例えば単相三線式配電路の電源ラインＬ１、Ｌ２と中性ラインＮに配線される。このＳＰＤ１のＳＰＤ回路３は、例えば一対の酸化亜鉛素子４ａ、４ｂを樹脂外装して一体化した扁平な酸化亜鉛素子４と、単品の放電ギャップ５と、動作表示用発光素子である発光ダイオード６を備える。

一対の酸化亜鉛素子４ａ、４ｂに接続された電極用リード線８ａ、８ｂに温度ヒューズＦ１、Ｆ２を介して電源ライン用端子９ａ、９ｂが接続される。電極用リード線８ａ、８ｂ間に発光ダイオード６が接続され、この発光ダイオード６に整流素子７が並列接続される。一対の酸化亜鉛素子４ａ、４ｂに共通の接地用リード線８ｃの先端に中性ライン用端子９ｃが接続される。さらに、接地用リード線８ｃが放電ギャップ５に接続され、放電ギャップ５から接地線１０が導出される。

ケース２は、後述する住宅用分電盤の分岐ブレーカのケースと同様な形状、サイズの薄型で、具体例を図３および図４に示す。同図のケース２は、四周壁部２ａ〜２ｄを有するほぼ矩形の樹脂製薄型筐体で、平行に対向する二側壁部の周縁に一体に形成した四周壁部２ａ〜２ｄを有する。四周壁部２ａ〜２ｄのそれぞれは第一周壁部２ａ、第二周壁部２ｂ、第三周壁部２ｃ、第四周壁部２ｄである。第一周壁部２ａに三端子９ａ、９ｂ、９ｃが上下３段配列で設置される。第二周壁部２ｂの中央に、動作表示用発光ダイオード６の点灯を外部に表示させる表示窓１１を形成している。第三周壁部２ｃに、図４（Ａ）に示すように接地線１０をケース外に導出する導出穴１２を形成している。第四周壁部２ｄは、ＳＰＤ１を住宅用分電盤の盤上に着脱自在に取り付けるための取付座部で、図４（Ｃ）に示すようなフック状の取付爪などを有する。

以上のＳＰＤ１の特徴とするところは、ケース２の一部にＳＰＤ機能の状況を表示する動作表示手段２０をケース外に引き出すための引出し端子３０を設置したことにある。動作表示手段２０は、例えばケース２内に収納される動作表示用発光ダイオード６と同様な発光素子２１で、この発光素子２１を内蔵する透明容器の灯体２２と、灯体２２から延在する２本のリード線２３を備える。引出し端子３０は、一対の直流電源端子である。また、一対の引出し端子３０のそれぞれはねじ無し端子である。この一対の引出し端子３０が、ケース２の例えば第三周壁部２ｃに取り付けられる。第三周壁部２ｃは、接地線用導出穴１２と、この導出穴１２の近くに一対の引出し端子３０を露呈させる端子穴１３を有する。ケース２に収納された一対の引出し端子３０の前面が、端子穴１３からケース外に露呈する。ケース外から動作表示手段２０の一対のリード線２３の先端部が一対のねじ無し型引出し端子３０の接続用穴に挿入されると、両者が電気的かつ機械的に接続される。

ケース２内で引出し端子３０は、図２に示すように発光ダイオード６の両端に配線される。一対の引出し端子３０に動作表示手段２０のリード線２３を接続すると、発光ダイオード６と動作表示手段２０の発光素子２１が並列接続され、発光ダイオード６と発光素子２１が同じ直流電流の給電を受けて点灯する。即ち、ＳＰＤ１が正常に動作する状況にあると、発光ダイオード６が点灯すると共に発光素子２１も点灯して、ＳＰＤ１が正常な状況にあることを点灯表示する。また、酸化亜鉛素子４が雷サージ侵入で劣化するなどして、ＳＰＤ１が正常に動作し難くなり、発光ダイオード６が消灯すると、同じように発光素子２１も消灯して、ＳＰＤ１が異常な状況にあることを表示する。

ＳＰＤ１が設置される場所によっては、ケース２の表示窓１１から発光ダイオード６の点灯の有無を視認し難いことがある。このような場合は、動作表示手段２０のリード線２３に長尺なものを使用して、灯体２２をケース２から離れた箇所で、人が視認し易い場所に置く。このようにすれば、ケース２が視認できなくても、灯体２２が点灯しているか否かを視認することで、ＳＰＤ１が正常か否かが視認できる。

動作表示手段２０は、ケース２に収納される動作表示用発光ダイオード６と同様な発光素子２１に限らず、フォトカプラの発光素子も適用できる。その具体例を図５に示す。

図５の動作表示手段２０は、フォトカプラ２４の発光ダイオード２４ａを引出し端子３０に接続している。フォトカプラ２４は、発光ダイオード２４ａの点滅で受光素子２４ｂを導通不導通のスイッチング動作をさせる開閉接点で、表示警報回路２５に接続される。表示警報回路２５は、発光ダイオード２４ａが点灯して受光素子２４ｂが接点オン動作をすると、動作表示用発光ダイオード２７を点灯させる動作表示回路である。また、表示警報回路２５は、発光ダイオード２４ａが消灯して受光素子２４ｂが接点オフ動作をすると、異常警報用ブザー２６を鳴動させる異常警報回路としても使用される。このような表示警報回路２５は、図示しないパソコンに接続してＳＰＤ１の動作状況を逐一に表示させることもできる。

次に、ＳＰＤ１を使用した住宅用分電盤を、図５および図６に示す。同図の住宅用分電盤４０は、住宅の壁に直付けされるカバー付き分電盤である。分電盤４０の盤上４１にカバー４２が着脱開閉可能に設置される。盤上４１に単機の主幹ブレーカ４３が設置され、その横に複数の分岐ブレーカ４４が並列に設置される。分岐ブレーカ４４は矩形状の薄型ケースを備える。盤上４１に複数の分岐ブレーカ４４が上下二段に分かれて、各段で並列に設置される。図６において、下段の複数の分岐ブレーカ４４の右端の分岐ブレーカ４４にＳＰＤ１を並列に設置する。ＳＰＤ１と分岐ブレーカ４４の各ケースを同一サイズの薄型にすることで、ＳＰＤ１を分岐ブレーカ４４に十分に接近させて並列に配置することができる。

また、盤上４１にＳＰＤ１を、そのケース２の第三周壁部２ｃを下向けに設置して、第三周壁部２ｃから下方に延在する接地線１０と動作表示手段２０のリード線２３を同一方向に引き回し、動作表示手段２０の灯体２２を盤上４１の下部端に設置する。これに対応して、カバー４２の下部端に灯体２２からの光をカバー外に透過させる表示窓４５を形成する。ＳＰＤ１のケース２の同じ一周壁部２ｃから接地線１０とリード線２３を導出しているので、これら電線の引き回し作業が容易になる。分電盤４０の盤上４１にカバー４２を被せたとき、このカバー４２の下部の表示窓４５が下向きになるようにしておくと、分電盤４０の下方から住人による表示窓４５内の灯体２２の点灯の有無確認が容易になる。

図６の住宅用分電盤４０においては、盤上４１に灯体２２を設置してカバー４２に表示窓４５を形成したが、カバー４２の一部を切り欠いて灯体２２を露出させるようにしてもよい。さらに、カバー４２の外に灯体２２を設置するようにしてもよい。

なお、本発明の分電盤用ＳＰＤは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明に係るＳＰＤの実施の形態を示す斜視図である。 図１のＳＰＤの等価回路図である。 図１のＳＰＤの側面図である。 （Ａ）は図１のＳＰＤの後面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は前面図である。 他の実施の形態を示すＳＰＤの等価回路図である。 本発明に係る住宅用分電盤の実施の形態を示す一部省略部分を含む正面図である。 図６の住宅用分電盤の側面図である。

符号の説明

１ ＳＰＤ
２ ケース
２ｃ 周壁部
３ ＳＰＤ回路
４ 酸化亜鉛素子
５ 放電ギャップ
６ 動作表示用発光ダイオード
１０ 接地線
１１ 表示窓
１２ 導出穴
１３ 端子穴
２０ 動作表示手段
２１ 発光素子
２２ 灯体
２３ リード線
２４ フォトカプラ
２４ａ 発光素子
２５ 表示警報回路
２６ 異常警報用ブザー
２７ 動作表示用発光ダイオード
３０ 引出し端子
４０ 住宅用分電盤
４１ 盤上
４２ カバー
４３ 主幹ブレーカ
４４ 分岐ブレーカ
４５ 表示窓

Claims (3)

1. 単相三線式配電路の二本の電源ラインに温度ヒューズおよび一対の酸化亜鉛素子を介して放電ギャップを接続して接地すると共に、整流素子が並列接続された発光素子を前記二本の電源ライン間に接続したＳＰＤ回路を収納するケースに、ＳＰＤ機能の状況を表示する動作表示手段をケース外に引き出すための引出し端子を配設し、前記ケースは、住宅用分電盤の分岐ブレーカのケースと同様な形状およびサイズの矩形状の薄型で、連続した四周壁部の一周壁部に前記ＳＰＤ回路に配線されてケース外に導出される接地線の導出穴と前記引出し端子を露呈させる端子穴を形成したことを特徴とするＳＰＤ。
2. 前記動作表示手段は、ＳＰＤ機能が正常な場合に前記引出し端子からの給電で点灯する発光素子を有することを特徴とする請求項１に記載のＳＰＤ。
3. 請求項１又は２に記載のＳＰＤを複数のブレーカが配設された盤上に設置し、前記ＳＰＤの前記引出し端子から引き出した前記動作表示手段を前記盤上または前記盤上を覆うカバー外に設置したことを特徴とする住宅用分電盤。