JP5465599B2

JP5465599B2 - 零相変流器

Info

Publication number: JP5465599B2
Application number: JP2010113452A
Authority: JP
Inventors: 博之外山; 智晴鈴木
Original assignee: 河村電器産業株式会社
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2030-05-17
Also published as: JP2011243699A

Description

本発明は、回路遮断器内等に設置され、漏電発生の検出に使用する零相変流器に関するものである。

従来、漏電発生を検出すると電路を遮断する機能を備えた漏電遮断器や警報を出す機能を備えた回路遮断器では、その漏電の発生を検出する検出手段として零相変流器が一般的に使用されている。また、近年では、回路遮断器の小型化を図るべく、零相変流器を貫通させる一次導体（電路の一部）を、貫通前後において零相変流器の前面及び後面に沿って折り曲げる等の加工を施している。そして、該タイプの零相変流器としては、零相変流器の前面及び後面に沿って折り曲げられた部分を流れる電流により発生する磁気が、零相変流器内のコアに影響を及ぼさないように、コアの周囲を磁性体からなるシールド部材で覆ったものが考案されている（特許文献１）。尚、コアには、該コアと図示しない漏電検出回路とを電気的に接続するための二次巻線が巻回されている。

特開平９−３２６２３０号公報

しかしながら、上述したようにコアには二次巻線が巻回されているため、シールド部材やコアを収納するケーシング部材には、該二次巻線を引き出すための切り欠きやスリット等を設ける必要がある。したがって、この二次巻線の引き出し位置の周縁は磁気の遮断性能が弱くなっており、該引き出し位置から磁気が侵入してコアによる計測結果に影響を及ぼし、特に大電流が流れた場合等に漏電発生と誤認してしまう事態が起こり得る。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、二次巻線の引き出し位置からの磁気の侵入を防止することができ、漏電発生の検出精度が高く、大電流の回路にも対応可能な零相変流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、前後方向へ貫通する貫通孔を有するケーシング部材の内部に、環状に形成されたコアと、前記貫通孔の軸方向へ複数のリング状の磁性板を積層してなり、前記コアの前後を被覆する一対の第１シールド部材と、前記コアの外周面を被覆する第２シールド部材と、前記コアの内周面を所定の隙間を残して被覆する第３シールド部材とが収納されているとともに、前記第２シールド部材に前記コアに巻回されている二次巻線を引き出すための切り欠きが、前記ケーシング部材に前記二次巻線を引き出すためのスリットが夫々設けられた零相変流器であって、前記ケーシング部材の側面に位置決め段部を形成し、磁性体からなる外付けシールド部材を前記位置決め段部内に収納した状態で装着するとともに、前記スリットを、前記ケーシング部材において前記切り欠きの外側となる位置とは上下方向で異なる高さ位置に設ける一方、前記位置決め段部を、前記スリットの一部と重なる高さ位置から、前記切り欠きの外側となる位置を越えて延設しており、前記位置決め段部内に収納して装着した前記外付けシールド部材により、前記切り欠きの外側、及び前記スリットの少なくとも一部を被覆することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明のうち請求項２に記載の発明は、前後方向へ貫通する貫通孔を有するケーシング部材の内部に、環状に形成されたコアと、前記貫通孔の軸方向へ複数のリング状の磁性板を積層してなり、前記コアの前後を被覆する一対の第１シールド部材と、前記コアの外周面を被覆する第２シールド部材と、前記コアの内周面を所定の隙間を残して被覆する第３シールド部材とが収納されているとともに、前記第２シールド部材に前記コアに巻回されている二次巻線を引き出すための切り欠きが、前記ケーシング部材に前記二次巻線を引き出すためのスリットが夫々設けられた零相変流器であって、前記ケーシング部材の側面に位置決め段部を形成し、磁性体からなる外付けシールド部材を前記位置決め段部内に収納した状態で装着するとともに、前記スリットを、前記ケーシング部材において前記切り欠きの外側となる位置とは上下方向で異なる高さ位置に設ける一方、前記位置決め段部を、前記スリットから前記切り欠き側へ所定の距離だけ離れた位置から、前記切り欠きの外側となる位置を越えて延設しており、前記位置決め段部内に収納して装着した前記外付けシールド部材により、前記切り欠きの外側を被覆することを特徴とする。

本発明によれば、ケーシング部材の側面に外付けシールド部材を装着しており、該外付けシールド部材によって、第２シールド部材に設けられた二次巻線を引き出すための切り欠きの外側を被覆する。したがって、従来では劣っていた二次巻線の引き出し位置における遮断性能を向上することができ、特に大電流が流れた場合であっても漏電発生の誤認することがなく、漏電発生の検出精度を向上することができるし、大電流の回路に対しても好適に使用することができる。
また、ケーシング部材において、外付けシールド部材を装着する位置に外付けシールド部材を収納可能な位置決め段部を形成しているため、位置決め段部内へ外付けシールド部材を収納するだけで、上記切り欠きの外側を被覆する位置へ正確に外付けシールド部材を装着することができ、外付けシールド部材の装着作業の簡易化を図ることができる。
さらに、特に請求項１に記載の発明によれば、スリットを、ケーシング部材において切り欠きの外側となる位置とは上下方向で異なる高さ位置に設けるとともに、位置決め段部をスリットの一部と重なる高さ位置から延設している。したがって、位置決め段部内に収納して装着した外付けシールド部材により、スリットの少なくとも一部をも被覆することができ、二次巻線の引き出し位置における遮断性能の一層の向上を図ることができる。
また、特に請求項２に記載の発明によれば、スリットを、ケーシング部材において切り欠きの外側となる位置とは上下方向で異なる高さ位置に設けるとともに、位置決め段部を、スリットから切り欠き側へ所定の距離だけ離れた位置から延設しているため、装着された外付けシールド部材とスリットとの干渉が確実に防止される。したがって、スリットから引き出される二次巻線が外付けシールド部材によって傷つく事態を防止することができる。

回路遮断器内に配設された零相変流器及び一次導体を正面側から示した説明図である。零相変流器の断面を示した説明図である。ケーシング部材の一方側にのみ外付けシールド部材を装着した状態にある零相変流器を正面側から示した説明図である。零相変流器の内部を分解して示した斜視説明図である。変更例となる零相変流器を正面側から示した説明図である。変更例となる零相変流器において、ケーシング部材の一方側にのみ外付けシールド部材を装着した状態を正面側から示した説明図である。

以下、本発明の一実施形態となる零相変流器について、図面にもとづき詳細に説明する。

図１は、回路遮断器３１内に配設された零相変流器１及び一次導体２ａ〜２ｃを正面側から示した説明図であり、図２は、零相変流器１の断面を示した説明図である。また、図３は、ケーシング部材４の一方側にのみ外付けシールド部材３を装着した状態にある零相変流器１を正面側から示した説明図であり、図４は、零相変流器１の内部を分解して示した斜視説明図である。

零相変流器１は、従来同様に、中央に貫通孔２０を有する方形に形成された合成樹脂製のケーシング部材４の内部に、貫通孔２０よりも大径な円環状に形成されたコア５を収納してなり、コア５の左右上部（上下方向で中間となる水平位置よりも上側となる位置）には、それぞれ図示しない漏電検出回路に接続される二次巻線６が巻回されている。また、ケーシング部材４の内部には、磁性体からなる第１シールド部材８、８、第２シールド部材９（９ａ、９ｂを含む）、及び第３シールド部材１０がコア５の周囲を覆うように設置されている。第１シールド部材８は、リング状の薄い磁性板を前後方向（すなわち軸方向）へ積層してなるもので、コア５の前後を被覆するように配置される。また、第２シールド部材９は、第１シールド部材８同様にリング状の薄い磁性板を前後方向へ積層してなるもので、コア５の外周面を被覆するように配置される。さらに、第３シールド部材１０は、磁気帯を何重にも巻回してなるもので、コア５の内周面を隙間Ｔを残して被覆するように配置される。尚、第２シールド部材９を構成する磁性板のうち、前から２枚の磁性板９ａ、９ｂには、二次巻線６を引き出すための切り欠き１１が夫々設けられている。

さらに、零相変流器１には、本発明の要部となる外付けシールド部材３がケーシング部材４の左右両側面に夫々装着されている。各外付けシールド部材３は、上下方向に長い帯状の磁性体（たとえばケイ素鋼板や純鉄板）の長手方向両側縁を同じ方向へ対向するように折り曲げてなるもので、長手方向での長さは一次導体２ａ、２ｃの上下幅（短手方向での長さ）よりも十分に長くなっている。一方、ケーシング部材４の左右上隅部（ケーシング部材４内に収納されている磁性板９ａ、９ｂの切り欠き１１、１１よりも上方となる位置）には、コア５に巻回されている二次巻線６をケーシング部材４外部へ引き出すためのスリット７、７が夫々前面に開口している。また、ケーシング部材４の左右両側面には、外付けシールド部材３を収納可能な凹状の位置決め段部１２が夫々形成されている。該位置決め段部１２は、スリット７、７の一部と重なる高さ位置から、磁性板９ａ、９ｂの切り欠き１１、１１の外側となる位置を越えて十分に下方まで延設されている。そして、上記外付けシールド部材３は、折り曲げられた側縁部をケーシング部材４の前面及び後面に、中央の幅広部をケーシング部材４の側面に夫々当接させた姿勢で、位置決め段部１２内に収納されて装着される。また、この装着状態において、外付けシールド部材３、３は、その幅広部によってケーシング部材４の内部にある磁性板９ａ、９ｂの切り欠き１１、１１を左右外側を被覆しているとともに、折り曲げられた側縁の上端部によってスリット７、７・・の一部を被覆している。

また、上記零相変流器１を回路遮断器３１内に配設するに際しては、外付けシールド部材３、３をケーシング部材４の側面に装着した後、零相変流器１の二次巻線６、６の引き出し側、すなわちスリット７、７・・側が上になるような姿勢で零相変流器１を設置するとともに、従来同様に零相変流器１の貫通孔２０を一次導体２ａ、２ｂ、２ｃが貫通するように設置すればよい。尚、一次導体２ａ、２ｃについては、貫通部前後をケーシング部材４の前面若しくは後面に沿って折り曲げ、その折り曲げ部を外付けシールド部材３の前方及び後方を通過させて夫々左右外側へ延設させる。

そして、上述の如く配設される零相変流器１は、一次導体２ａ〜２ｃに電流が流れたことで生じる磁気が隙間Ｔを介してコア５に作用することによって、漏電検出回路が一次導体２ａ〜２ｃに流れる電流を計測し、漏電が発生しているか否かを判断するといった漏電検出手段の一部として用いられる。この際、一次導体２ａ、２ｃの折り曲げ部の周囲にも当然磁気が発生するものの、当該磁気は第１シールド部材８、８や第２シールド部材９で遮断される。また、従来では、ケーシング部材４に設けられているスリット７、７・・や第２シールド部材９を構成する磁性板９ａ、９ｂの切り欠き１１等、二次巻線６、６の引き出し位置において磁気の遮断機能が劣っていたものの、スリット７、７・・の一部や切り欠き１１、１１の左右外側を外付けシールド部材３、３で覆っているため、当該箇所から侵入していた磁気も外付けシールド部材３、３によって確実に遮断される。

以上、本実施形態に係る零相変流器１によれば、ケーシング部材４の側面に外付けシールド部材３、３を装着しており、コア５に巻回された二次巻線６、６を引き出すために磁性板９ａ、９ｂに設けられた切り欠き１１の左右方向で外側を外付けシールド部材３、３によって被覆している。したがって、二次巻線６、６の引き出し位置における遮断性能を向上することができ、特に大電流が流れた場合であっても漏電発生の誤認することがなく、漏電発生の検出精度を向上することができるし、大電流の回路に対しても好適に使用することができる。

また、ケーシング部材４の左右上隅部にスリット７、７・・を形成するとともに、位置決め段部１２、１２の上端がスリット７、７・・の一部と重なる高さ位置とされており、装着した外付けシールド部材３、３が、ケーシング部材４から二次巻線６を引き出すためのスリット７、７・・の一部をも被覆するように構成しているため、引き出し位置における遮断性能の一層の向上を図ることができる。さらに、外付けシールド部材３を装着する位置に位置決め段部１２を形成したことにより、位置決め段部１２内へ外付けシールド部材３を収納するだけで、切り欠き１１の外側を被覆する位置へ正確に外付けシールド部材３を装着することができ、外付けシールド部材３の装着作業の簡易化を図ることができる。加えて、ケーシング部材４の左右上隅部にスリット７、７・・を形成しているため、回路遮断器３１内への設置後にスリット７、７・・から引き出されている二次巻線６、６の配線作業を容易に行うことができる。

なお、本発明に係る零相変流器は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、外付けシールド部材の装着位置や形状、寸法等に係る構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、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、ケーシング部材４の左右上隅部にスリット７、７を形成するとともに、位置決め段部１２、１２をケーシング部材４側面において上寄りに形成しているが、図５及び図６に示すように、位置決め段部１２、１２の位置はそのままで、スリット２２、２２・・をケーシング部材２３の左右下隅部（磁性板９ａ、９ｂの切り欠き１１、１１よりも下方となる位置）において前面に開口させて零相変流器２１を構成することも可能である。当該零相変流器２１において位置決め段部１２は、スリット２２、２２・・から切り欠き１１、１１側へ所定の距離だけ上方となる位置から、切り欠き１１、１１の外側となる位置を越えて十分に上方（ケーシング部材２３の左右上隅部の近傍）まで延設されている。

このような構成を採用したとしても、上記実施形態と同様、切り欠き１１、１１の左右外側を外付けシールド部材３、３により被覆することによる磁気の遮断性能の向上、及び外付けシールド部材３、３の装着作業の簡易化を図ることができる。
また、スリット２２、２２・・をケーシング部材２３の左右下隅部に形成する一方、位置決め段部１２、１２の下端とスリット２２、２２・・とを所定の距離だけ離しているため、装着された外付けシールド部材３、３とスリット２２、２２・・との干渉が確実に防止される。したがって、スリット２２、２２・・から引き出される二次巻線６、６が外付けシールド部材３、３によって傷つく事態を防止することができる。さらに、位置決め段部１２、１２をケーシング部材２３の左右上隅部の近傍まで延設しているため、一次導体２ａ〜２ｃを配設した際、上記実施他形態よりもスリット２２、２２・・を一次導体２ａ、２ｃから遠ざけることができる。したがって、スリット２２、２２・・を外付けシールド部材３、３により被覆していないにも拘わらず、磁気の侵入防止を期待することができる。尚、本変更例においては、スリット２２、２２・・を被覆する必要がないため、外付けシールド部材として、上記折り曲げ部を有する外付けシールド部材３ではなく、側縁が折り曲げられていない板状の磁性板を採用することも可能である。

また、外付けシールド部材の装着位置や装着数については、一次導体の配設態様に応じて適宜変更可能であり、たとえば上記実施形態の一次導体２ｂがケーシング部材４の前面及び後面に沿って折り曲げられている場合には、ケーシング部材４の下面に位置決め段部１２を形成して外付けシールド部材３を装着すればよい。
さらに、ケーシング部材の形状も適宜変更可能であって、正面視円形のリング状に形成してもよく、当該ケーシング部材に対しては、円弧状に湾曲した帯状の外付けシールド部材をケーシング部材の側面（周面）に装着すればよい。

さらにまた、上記実施形態では、スリット７、７・・をケーシング部材４の左右上隅部に形成したものにおいて、位置決め段部１２、１２をスリット７、７・・の一部と重なる高さ位置から下方へ延設しているが、当該態様ではなく、スリット７、７・・をケーシング部材４の左右上隅部に形成したものにおいて、位置決め段部１２、１２を、スリット７、７・・から切り欠き１１、１１側へ所定の距離だけ離した位置から、切り欠き１１、１１の外側となる位置を越えて下方へ延設することも可能である。一方、逆に、スリット２２、２２・をケーシング部材２３も左右下隅部に形成したものにおいて、位置決め段部１２、１２をスリット２２、２２・・の一部と重なる高さ位置から上方へ延設することも当然可能である。
加えて、上記実施形態では、二次巻線を引き出すためのスリットをケーシング部材の前面に開口させているが、ケーシング部材の側面に開口させたとしても何ら問題はなく、その場合には、側縁が折り曲げられていない板状の外付けシールド部材であってもスリットの一部を被覆することができる。また、スリットをケーシング部材の上面に開口させてもよく、その場合には、上端部に折り曲げられた側縁間を閉塞する天板部を備えた外付けシールド部材を用いることでスリットの一部を被覆することができる。

１、２１・・零相変流器、２ａ、２ｂ、２ｃ・・一次導体、３・・外付けシールド部材、４、２３・・ケーシング部材、５・・コア、６・・二次巻線、７、２２・・スリット、８・・第１シールド部材、９・・第２シールド部材、９ａ、９ｂ・・磁性板、１０・・第３シールド部材、１１・・切り欠き、１２・・位置決め段部、２０・・貫通孔、３１・・回路遮断器。

Claims

前後方向へ貫通する貫通孔を有するケーシング部材の内部に、環状に形成されたコアと、前記貫通孔の軸方向へ複数のリング状の磁性板を積層してなり、前記コアの前後を被覆する一対の第１シールド部材と、前記コアの外周面を被覆する第２シールド部材と、前記コアの内周面を所定の隙間を残して被覆する第３シールド部材とが収納されているとともに、前記第２シールド部材に前記コアに巻回されている二次巻線を引き出すための切り欠きが、前記ケーシング部材に前記二次巻線を引き出すためのスリットが夫々設けられた零相変流器であって、
前記ケーシング部材の側面に位置決め段部を形成し、磁性体からなる外付けシールド部材を前記位置決め段部内に収納した状態で装着するとともに、
前記スリットを、前記ケーシング部材において前記切り欠きの外側となる位置とは上下方向で異なる高さ位置に設ける一方、前記位置決め段部を、前記スリットの一部と重なる高さ位置から、前記切り欠きの外側となる位置を越えて延設しており、
前記位置決め段部内に収納して装着した前記外付けシールド部材により、前記切り欠きの外側、及び前記スリットの少なくとも一部を被覆することを特徴とする零相変流器。
前後方向へ貫通する貫通孔を有するケーシング部材の内部に、環状に形成されたコアと、前記貫通孔の軸方向へ複数のリング状の磁性板を積層してなり、前記コアの前後を被覆する一対の第１シールド部材と、前記コアの外周面を被覆する第２シールド部材と、前記コアの内周面を所定の隙間を残して被覆する第３シールド部材とが収納されているとともに、前記第２シールド部材に前記コアに巻回されている二次巻線を引き出すための切り欠きが、前記ケーシング部材に前記二次巻線を引き出すためのスリットが夫々設けられた零相変流器であって、
前記ケーシング部材の側面に位置決め段部を形成し、磁性体からなる外付けシールド部材を前記位置決め段部内に収納した状態で装着するとともに、
前記スリットを、前記ケーシング部材において前記切り欠きの外側となる位置とは上下方向で異なる高さ位置に設ける一方、前記位置決め段部を、前記スリットから前記切り欠き側へ所定の距離だけ離れた位置から、前記切り欠きの外側となる位置を越えて延設しており、
前記位置決め段部内に収納して装着した前記外付けシールド部材により、前記切り欠きの外側を被覆することを特徴とする零相変流器。