JPS60205939A - 磁気感知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の青眼 現在利用し得る接地事故回路！１ｌｌｉ（ＧＦＣＩ）装
置は、４乃至６ミリアンペアの範囲内の事故電流をＪｌ
ｉすることが出来る。こういう装置に対する回路が米国
特許第４，３４５．２８９号及び同第４．３１８，７０
８号に記載されている。こういう米国特許に記載されて
いる回路は、基本的には、電流感知装置又は磁気回路と
、信号処理装置又は電子回路と、電子式開閉器とを含ん
でいる。

磁気回路は差動変流器で構成されていて、配電回路のＦ
ＡｙＢ導体及び中性点導体の電流の不平衡に応答する。

この電流の不平衡が、電子式開閉器を１へリガしたこと
により、信号処理装置ににって増幅され、こうして引外
しソレノイドに対Ｊる（Ｊ勢回路を閉じる。電流感知装
置は、中性点導体の接地事故に応答する中性点励振変成
器をも含んでいる。

ＧＦＣｌ装置に対する取イ」【ｌ装置が米国特許第３．
９５０．．６７７号及び同第４．００１．６５２号に記
載されている。このＧＦＣｌ装置では、信号処理装置の
電子回路が印刷配線板に搭載されていて、ＧＦＣＩレセ
プタクル・ケーシングの１つの殻体区画内に位置ぎめさ
れ且つ保持されている。磁気回路はレセプタクル内の別
の殻体区画内に位置ぎめされていて、１ターンの変成器
の巻線素子を挿入することによって所定位置に固定され
ている。このＧＦＣＩ集成体は、まとまりがよいが、磁
気回路が、相互の電気接続並びに電子回路との接続を必
要とづる２つの別々の変成器を含んでいる為、完全自動
化した組立て過程に容易に適さない。これまで、磁気回
路と電子回路の電気的な相互接続が、ＧＦＣＩ組立て過
程に必要な時間のかなりの割合を占めていた。

この発明の目的は、ロボツ］へて予め組立てることの出
来る１個の一体構造の中に差動変流器及び中性点励振変
成器の両方を含む様なプラグイン式磁気感知装置モジュ
ールを提供りることである。

発明の要約 印刷配線板の電子回路とプラグイン式に接続づる為の導
電性突片を持つ絶縁支持体の上に設けられ１〔中性点励
振変成器及び差動変流器の一体の構成から成る予め組立
てられた磁気感知装置モジュールにより、ＧＦＣＩ装置
は、完全に自動化した組立てが出来る様になる。感知装
置モジュールを取囲む金属の閉塞部を印刷配線板と電気
接続−することにより、電！ｉ遮蔽が施される。閉塞部
の底に形成された金属突片が閉塞部を絶縁支持体に機械
的に結合りると共に、何等ワイＡ７を用いずに、閉塞部
を印刷配線板の量子回路と電気接続するのに役立つ。

３、発明の詳細な説明 磁気感知装置モジュールを自動化したＧＦＣ１装置内に
プラグイン式に差込むことが出来る様にするこの発明の
電気接続の構成が、最初に第１図に示した従来のＧＦＣ
Ｉ装置１０及び第２図に示　。

した電子回路モジュール１１を見ればよく理解されよう
。電子回路モジュールは前掲米国特許第４゜３４５．２
８９号及び同第４，３４８，７０８号に詳しく記載され
ている。磁気回路１２は差動変流器の鉄心１３及び中性
点−変成器の鉄心１４で構成されていて、これらが線路
導体及び中性点導体し、Ｎを取巻いている。差動変流器
の２次巻線１５及び中性点励振変成器の２次巻線１６が
増幅器デツプ１７と相互接続され、これが検出された接
地事故電流を増幅すると共に、ＳＣＲ及び引外しコイル
・ソレノイドＴＣを作動して、０ｎＨＩ器の接点を開く
。限流並びに雑音の抑圧の為に、コンテンツＣ１−Ｃ６
及び抵抗Ｒ１−Ｒ６の様な複数個の個別回路素子が必要
である。引外しコイル・ソレノイドをＲ３の様な限流抵
抗を介して直接的に接続する為に試験スイッチＳＷが用
いられ、こうして線路導体及び中性点導体の間の回路が
１３ＩＪじ、開閉器の接点を聞いて、回路を試験する。

従来のＧ　Ｆ　ＣＩ装置１０内の電子回路モジュール１
１は印刷配線板１８を用い、これが抵抗、］ンデンザ、
Ｓ　ＣＩｔ及び増幅器デツプ１７の様な個別素子を搭載
している。電子回路モジトル１１が仝休を１９ｒ：示し
た複数個のワイ＼アにより、磁気回路１２と相互接続さ
れる。鉄心１３及び巻線１５を持つ差動変流器２１と、
鉄心１４及び巻線１６を持つ中性点励振変成器２０とで
構成された磁気回路が、取付【ノ台２７の下側に固定さ
れる。

線路導体及び中性点導体り、Ｎが磁気回路１２、電子回
路モジコール１１及びスイッチＳＷとを接続される。ス
イッチＳＷは、ペデスタル２５によって取付は台２７に
支持された可動接点及び固定接点２２．２３で構成され
る。ソレノイドＴ　Ｃが可動接点及び固定接点２２．２
３の下に取（＝Ｊりられ、一方又は両方の変成器に接地
事故電流が発生した時、接点を聞く様に作用づる。取付
は台２７の底から垂下する４木の柱２８が、取イ１１）
台と印刷配線板１８に対重る装置の下側カーパー（図に
示してない）の間に所要のりさ間／！：ＪつたＩる。

差動変流器２１、及び中性点励振変成器２０を共通の開
口の周りのまとまりのよい集成体どして同心に配置覆る
ことにより、ペデスタル２５及び取イ１【ブ台２７を省
略づることが出来、この時磁気回路１２は直接的に印刷
配線板１８に取付ＧＪて、接続ワイヤ１９を省略づ°る
ことが出来ることが判った。更に、従来の様に、中性点
励振変成器及び差動変流器の中心に導体を通さなくＴも
、集成体の開口を通る管状導体によって線路導体及び中
性点導体ＬＳＮを感知することが出来る。

Ｔましい実施例の説明 第３図に示す様に、ＧＦＣＩ用磁気感知装置モジュール
３０が次の様にして組立てられる。絶縁ペデスタル３４
に、直立の絶縁円筒３３と、外周に沿っＩζ３つの成形
）吊孔８１及Ｏ・この周囲から内側に形成された１つの
溝孔８２を段【ノる。外周の溝孔は金属閉塞部３２の底
から垂下覆る対応覆る３本の突片８０を受入れる。これ
らの突片をペデスタルの下で曲げて、モジコールの組立
てが完了した時に閉塞部を固定する。４本口の突片８０
を溝孔８２に挿入づるが、その目的は後で詳しく説明覆
る。角度をつけた４つの）ｊ４孔８３かペデスタル３４
の周縁に沿って形成され、中性点変成器の巻線１６と接
続される２次側導線７８をペデスタル３４の前側に受入
れると共に、差動変流器の巻線１５と接続される差動変
流器ｙ４線７７をペデスタルの後側で溝孔８３に受入れ
る。両方の対の導線７７．７８が、やはりペデスタルの
周縁に沿って設（プられた端子５４に巻イ」（〕られれ
てはんだ付ｔノされる。各々の端子５４を支持する隆起
した台部８４が、ペデスタルに取（＝Ｊりた時の金属の
閉塞部３２から端子を電気絶縁Ｊ−る。中性点巻線１６
を最初に絶縁円筒３３の周りに配置し、中性点巻線の上
に第１の絶縁円板７９を配置する。差動変流器巻線１５
を第１の絶縁円板７９の上に配置し、第２の絶縁円板７
９を差動変流器巻線の上に配置して、この巻線を金属の
閉塞部３２から絶縁りる。

完全に組立てられた磁気感知装置モジュール３０を下か
ら見た図が第４図に示されており、ペデスタル３４を同
心の間口３１が通抜りている。突片８０が外周の溝孔８
１内でペデスタルの底に折曲げられ、突片８０が溝孔８
２を通抜【プることが示されている。４木のピン５６が
ペデスタルから垂直に垂下し、４つの端子５４と電気接
続される。

中性点励振変成器の２次巻線の導線７８及び差動変流器
の２次巻線の導線７７が４つのプラグに接続される。

磁気感知装置モジュール３０とＧＦＣＩ装置の電子回路
を搭載する印刷配線板１８の間の接続が第５図に示され
ている。印刷配線板に磁気感知装置モジュールを差し込
んだ後に、中心の１Ｆｔ１口３１内に挿入される電気接
続装置、並びに印刷配線板に取付けられる回路素子は、
図面を見易くする為に省略しである。下向きに伸びるピ
ン５６が印刷配線板に入り込み、差動変流器及び中性点
励振変圧器の巻線と印刷配線板に搭載される電子回路の
間の電気接続をＪる。金属の閉塞ａｌｌの突片８０も印
刷配線板に入り込み、閉塞部の電気接続をするが、これ
によって図示の様に、ＩｊｌＪ塞部が、影響を受ｃ）易
い差動変流器及び中性点励振変成器の２次巻線１５．１
６に対りる電Ｉｉａ連蔽を行う。米国特Ｊ′１出願通し
番号′Ｐ；５７９．３３６号（１９８４年２月１３Ｂ出
Ｍ）に記載されている様に、中心の１７ｔ１ロ３１内の
相互接続をＪると、磁気感知装置七シュ〜ル３０は、第
６図に全体を２９で示４プラグイン集成体になる。

磁気感知装置集成体２９を印刷配線板１８に差し込んだ
状態が第６図に示されている。印刷配線板には、線路及
び中性点端子のねじ５２．５３の間にある引外しソレノ
イド６５も取イ］けられることが示されている。磁気感
知装置モジュール集成体及び印刷配線板がＧＦＣＩＱ置
のケース５７内に配置され、その後カバー６６をケース
の上に配置して、孔６８にねじ６７を通し、カバーをケ
ースに取付け、組立てを完了する。全体を６２で示した
集成体機構は、係属中の米国特許出願通し番号第５７Ｆ
６２７号（１，９８’　４年２月１３日出願）の対象物
である。この集成体機構の動作に関する詳細は、この米
国特許出願を参照されたい。

集成体機構をケース５フ内に取付ける前に、ヨーク５８
の側面レール７４に形成された溝孔５９をケースに形成
された対応り°る係止部６０にはめることにより、ヨー
ク５８がケースに取イ」けられる。

ＧＦＣＩ装置の取付けを容易にする為、ヨーク５８に取
付けねじ６１が設けられている。中性点端子のねじ用の
溝孔７６及び線路端子のねじ用の溝孔７５が、ケースの
両側に形成されていて、印す１１配線板及び磁気感知装
置モジュールの集成体２９をケース内に挿入する時、線
路端子及び中性点端子のねじ５２．５３に接近出来る様
にしＣいる。

完全に組立てられたＧ　Ｆ　ＣＩ装置６９が第７図に示
されており、試験ボタン７１及びリレット・ボタン７２
が、ヨーク５８を通抜（）る１個のソケッ１〜・レレブ
タクル７０の上方に配置されている。

線路端子のねじ５２、負荷線路端子のねじ６／Ｉ及び大
地ねじ７３が電気ｊと続のし易い便利な場所にある。

従って、第６図に承り様に、クース５７内に既に組立Ｃ
られＣいる集成体機構６２と接続号る前に、磁気感知装
置モジュールの集成体２９を印刷配線板１８内に配「Ｉ
Ｊることにより、Ｇ　Ｆ　Ｃｌ装置の自動化引立τ過程
かｉｉＪ能になることが判る。

外部のワイヤ接続を必要とμずに、差動変流器の２次巻
線１５及び中性点励振変成器の２次巻線１６と印刷配線
板１８との電気的な相互接続か出来る様にＪる、第３図
に示した磁気感知装置モジコール３０内での部品の形状
並びに組立て順序が、組立て過程を自動化することが出
来る様にづる決め手である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＧＦＣｌ集成体のＯａ側斜視図、第２図
は第１図のＧＦＣＩ装置内に使われる信号処理装置の電
子回路の回路図、第３図はこの発明の磁気感知装置モジ
ュールを組立てる館の前側分解斜視図、第４図は第３図
の磁気感知装置モジ−Ｌ−ルに使われる絶縁ペデスタル
の底面図、第５図は第４図のペデスタルの一部分を断面
で示した正面図、第６図はＧＦＣｌ装置の部品を組立て
る前の上側分解斜視図、第７図はＧＦＣｌ装置１の完全
に組立てた部品の前側斜視図である。 （主な符号の説明） １５：差動変流器の２次巻線、１６：中性点励振変成器
の２次巻線、３２：閉塞部、３４：絶縁ペデスタル、５
４：端子。 特許出願人 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ代理人　（７６
３０）　生　沼　徳　二ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ　、４ ０１ ＦＩＧ　、５ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７ 第１頁の続き ＠発明者　アレクサンダー・アン トニイ・クラシュスキ ＠発明者　ポール・トマス・レイ２ シヨツト アメリカ合衆国、コネチカット州、テリービル、ウェス
ト・メイン・ストリート、９番 アメリカ合衆国、コネチカット州、プレインビル、フォ
ーリストヒ゛ル争アベニュー、７幡

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電気絶縁支持体の上に配置された第１及び第２の変
   成器と、該支持体の上にあって、前記変成器内の巻線と
   電気接続される端子手段と、前記変成器の周りにあって
   該変成器を前記支持体上に保持でる閉塞手段とを有する
   磁気感知装置。 ２、特許請求の範囲１）に記載した磁気感知装置に於て
   、第１の変成器が第１の環状鉄心部材を有し、１つの巻
   線が該第１の鉄心の周りに配置されている磁気感知装置
   。 ３）特許請求の範囲２）に記載した磁気感知装置に於て
   、前記第１の変成器が差動変流器で構成されていて、前
   記環状鉄心に通した第１の導体を通る電流が前記第１の
   鉄心に通した第２の導体を通る電流と異なる時、出力電
   圧を発生ずる磁気感知装置。 ４）特許請求の範１１Ｊ１１）に記載した磁気感知装置
   に於て、前記第２の変成器が第２の環状鉄心部材を有し
   、他方の巻線が前記第２の鉄心の周りに配置されている
   磁気感知装置。 ５）特許請求の範１１１ｔ１４）に記載した磁気感知装
   置に於て、前記第２の変成器が中性点励振変成器である
   磁気感知装置。 ６）特許請求の範囲１）に記載した磁気感知装置に於て
   、前記第１及び第２の変成器の間に電気絶縁スペーサー
   を設置ノだ磁気感知装置。 ７）特許請求の範囲１）に記載した磁気感知装置に於て
   、前記絶縁支持体が基部及び円筒を持ち、該円筒が基部
   から直立していて該基部を通抜りる開口を持っている磁
   気感知装置。 ８）特許請求の範囲７）に記載した磁気感知装置に於て
   、前記第１及び第２の変成器が前記円筒の周囲に互いに
   上下に配置されている磁気感知装置。 ９）特許請求の範囲８）に記載した磁気感知装置に於て
   、前記基部及び円筒がプラスチック材料で一体に形・成
   されている磁気感知装置。 １０）特６′１請求の範囲７）に記載した磁気感知装置
   に於て、前記端子手段がｎＵ記基部の向い合った隅に治
   って配置されていて、前記基部を下向ぎに通抜（）て−
   感知装置を印刷配線板に接続覆る手段となる複数個の金
   属ピンで構成されている磁気感知装置。 １１）特許請求の範囲１０）に一記載した磁気感知装置
   に於て、前記金属ピンの内の第１の対が前記第１の変成
   器に電気接続され、前記金属ピンの第２の対が前記第２
   の変成器に電気接続されている磁気感知装置。 １２、特許請求の範囲７）に記載した磁気感知装置に於
   て、前記閉塞手段が頂部、底部並ひに該頂部及び底部の
   間を伸びる連続的な側壁を持つ円筒で構成されている磁
   気感知装置。 １３）特許請求の範囲１２）に記載した磁気感知装置に
   於て、前記円筒の頂部が前記第１及び第２の変成器ど同
   心の開口を持っていて、前記第１及び第２の変成器を通
   る１対の電気導体を受入れる磁気感知装置。 １４）特許請求の範囲１３）に記〜載した磁気感知装置
   に於て、前記円筒の底部が前記絶縁支持体の基部を受入
   れる様に開放している磁気感知装置。 １５）特許請求の範囲１４）に記載した磁気感知装置に
   於て、前記底部の近くで側壁から伸びる複数個の突片を
   持っていて、該突片が前記絶縁支持体の基部と機械的に
   係合する磁気感知装置。 １６〉特許請求の範囲１５）に記載した磁気感知装置に
   於て、多数の前記突片が絶縁支持体の基部の底の周りに
   曲げられていて、１つの突片が支持体の基部に形成され
   た溝孔を通抜ける磁気感知装置。 １７）特許請求の範囲１６）に記載した磁気感知装置に
   於て、前記円筒が導電金属で構成されており、前記１つ
   の突片が前記支持体の基部を通って円筒と電気接続され
   る磁気感知装置。 １８）特許請求の範囲１７）に記載した磁気感知装置に
   於て、前記円筒が前記第１及び第２の変成器の電磁遮蔽
   を行う磁性金属で構成されている　−磁気感知装置。 １９）特許請求の範囲１２）に記載した磁気感知１Ａ置
   に於て、前記絶縁支持体の基ｆｉｌ（が該基部の間口の
   外側に複数個の溝孔を持っていて、前記第１及び第２の
   変成器と接続覆る為に、ワイ曳７が前記絶縁支持体の基
   部を通過出来る様にづる磁気感知装置。 ２０）特ａ’ｌ請求の範囲１）に記載した磁気感知装置
   に於て、前記第１及び第２の変成器の内の〜方が変流器
   である磁気感知装置。 ２、特許請求の範囲１９）に記載した磁気感知装置に於
   て、前記ワイー７用満孔が前記第１及び第２の変成器の
   外径並びに前記閉塞用円筒の内縁の直ぐ下にあって、前
   記ワイヤが支持体の基部を通過し易くした磁気感知装置
   。