JP5908300B2 - Circuit breaker - Google Patents
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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。 The present invention relates to a circuit breaker installed in a distribution board, for example.
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、回路遮断器の小型化及び薄型化が進み、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。
Conventionally, a circuit breaker having a current measuring function has been devised. For example, in the circuit breaker described in
By providing a current measurement function for each circuit breaker in this way, it becomes possible to manage the power consumption of the entire dwelling unit in detail, so circuit breakers equipped with such a current measurement function will become widespread in the future. It is possible to do. In particular, in houses equipped with power generation equipment such as photovoltaic power generation equipment, it is necessary to manage individual power equipment in order to save electricity in the house, and circuit breakers equipped with a current measurement function are required. Further spread is conceivable.
On the other hand, the circuit breaker has been reduced in size and thickness. As described in
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。
また、コアの形状としては、周知な変流器の如く、円環状に形成した方が精度の良い電流計測を期待できる。ただ、コアを円環状に形成すると、広い設置スペースが必要となり、回路遮断器の小型化に支障をきたす上、コアが回転方向に位置ズレを起こしやすいという問題がある。
Here, when the circuit breaker described in
In addition, as the shape of the core, an accurate current measurement can be expected if it is formed in an annular shape like a known current transformer. However, if the core is formed in an annular shape, a large installation space is required, which hinders downsizing of the circuit breaker and causes the core to easily shift in the rotational direction.
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回路遮断器を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a circuit breaker that can securely fix a core.
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が内蔵され、前記電路に流れた電流を計測可能である一方、前記コアが四角形フレーム状に形成され、前記コアの外周面が平坦面とされているとともに、前記コアに設けられた前記電路を挿通させるための挿通孔が、四隅部が円弧状の曲面とされた四角孔状とされ、さらに、前記回路遮断器のケースの内面に、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が設けられていることを特徴とする。
To achieve the above object, the invention according to
本発明によれば、コアを四角形フレーム状に形成し、コアの外周面を平坦面とするとともに、回路遮断器のケースの内面に、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いるため、コアが回転方向で位置ズレしたりしない。したがって、コアを確実に固定することができ、高い精度で電流計測を行うことができる。
また、コアに設けられた挿通孔を、四隅部が円弧状の曲面とされた四角孔状としているため、内面が全て平面とされた孔が設けられている場合と比較して、ホール素子による磁界の検出位置での磁束の数、すなわちギャップを通過する磁束の数を増やすことができ、電流計測の精度を向上することができる。
According to the present invention, the core is formed in a rectangular frame shape, the outer peripheral surface of the core is a flat surface, and the outer fixing means for fixing the core to the inner surface of the case of the circuit breaker by contacting the outer peripheral surface of the core Since the core is provided, the core is not displaced in the rotational direction. Therefore, the core can be reliably fixed, and current measurement can be performed with high accuracy.
Further, an insertion hole provided in the core, since the four corners is an arcuate curved surface is squares hole shape, as compared with a case where hole whose inner surface is all planes is provided, a Hall element It is possible to increase the number of magnetic fluxes at the detection position of the magnetic field, that is, the number of magnetic fluxes passing through the gap, thereby improving the accuracy of current measurement.
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。
Hereinafter, a circuit breaker according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view showing the internal mechanism of the
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。
The
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。
Further, in the breaker case, there are a movable
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。
In addition, at the upper rear corner in the circuit breaker case, a
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、側面視円弧状の曲面Rを介して連結されている。
Here, the fixing structure of the
The
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。
On the other hand, at the upper rear corner of the
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。
Further, fixing
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。
On the other hand, the upper surface of the
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。
Then, the fixing work of the core 31 will be described. First, the
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。
According to the
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。
Further, the
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。
Furthermore, the
加えて、挿通孔31bの四隅部を側面視円弧状の曲面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。
In addition, since the four corners of the
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。 The circuit breaker according to the present invention is not limited to the aspect of the above-described embodiment, and the structure of the core case and the core fixing mechanism as well as the structure of the main body case and the internal mechanism related to the circuit breaking. Etc. can be changed as needed.
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、外側固定手段のみでコア31を十分に固定することができるのであれば、内側固定手段を設けずともよい。
さらに、挿通孔31bの形状も適宜変更可能であって、少なくとも一部に円弧状の曲面を有する形状であればどんな形状でもよく、たとえば丸孔としても何ら問題はない。
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。
For example, in the above embodiment, the inner fixing means is the inner fixing
If the core 31 can be sufficiently fixed only by the outer fixing means, the inner fixing means may not be provided.
Furthermore, the shape of the
In addition, the design of the position where the
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。
1 ...
Claims (1)
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が内蔵され、前記電路に流れた電流を計測可能である一方、
前記コアが四角形フレーム状に形成され、前記コアの外周面が平坦面とされているとともに、前記コアに設けられた前記電路を挿通させるための挿通孔が、四隅部が円弧状の曲面とされた四角孔状とされ、
さらに、前記回路遮断器のケースの内面に、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が設けられていることを特徴とする回路遮断器。 A circuit breaker for interrupting the electric path when an overcurrent or short-circuit occurs,
While a core having a gap with a predetermined width and a Hall element that is disposed in the gap and detects a magnetic field generated in the core are built in , it is possible to measure the current flowing in the electric circuit,
Said core is formed in a quadrangular frame shape, with the outer peripheral surface of the core is a flat surface, an insertion hole for inserting the path provided in the core, the four corners is an arcuate curved surface is a a square hole shape,
Further, the inner surface of the circuit breaker case, the circuit breaker, characterized in that the outer fixing means are provided for fixing the core in contact with the outer peripheral surface of the core.
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