JP2008159456A - 漏電遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】漏電保護機能部品の部品点数を削減して省スペース，コスト低減化が図れるように漏電引外しユニットの構成を改良した漏電遮断器を提供する。
【解決手段】本体ケース１０の中に過電流保護および漏電保護の各機能部品を搭載した漏電遮断器であって、漏電保護機能部品として零相変流器３，漏電検出回路４，トリップコイル６，感度電流スイッチ７，動作時間スイッチ８，および漏電テストスイッチ９を装備したものにおいて、前記の漏電検出回路（ＩＣ）４と、感度電流スイッチ７，動作時間スイッチ８，および漏電テストスイッチ９を一枚の回路基板２０の上に並べて実装し、該回路基板をトリップコイルと組み合わせて、開閉操作ハンドル１３の側方に配置した漏電引外しユニット１６のユニットケースに収容して遮断器の本体ケース１０に組み込む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、低電圧配電系統に適用する過電流，地絡保護機能を備えた漏電遮断器に関し、詳しくは漏電遮断器の本体ケースに搭載した漏電引外しユニットの構成に係わる。

低電圧配電系統の保護機器として配線用遮断器，漏電遮断器が周知であり、現在国内で生産されている漏電遮断器は単体構造になる本体ケースに過電流保護機能部品と地絡保護機能部品を組み込んだ構成のものが一般的である。また、需要家での使い勝手性を高めるために、この漏電遮断器は同じアンペアフレーム(ＡＦ:Ampere Frame)の配線用遮断器と本体ケースの外形寸法を統一した上で、本体ケースの内部に前記の各機能部品を組み込んで構成している。

次に、漏電遮断器の回路を図５に示し、従来における漏電遮断器の組立構造を図６，図７に示す。まず、図５の回路図において、１は３相主回路、２は主回路１の開閉接点、３は主回路１を一次導体として主回路の漏電電流を検出する零相変流器、４は零相変流器３の二次出力から漏電発生を判別する漏電検出回路（ＩＣ）、５は漏電検出回路４の電源回路、６は漏電検出回路４の出力信号を受けて開閉接点２を開極させるトリップコイル（trip coil）（遮断器の開閉機構に連繋する操作スライダと組合せたプランジャ型電磁石）、７は漏電遮断器の感度電流を可変設定する感度電流スイッチ（スライドスイッチ）、８は動作時間を可変設定する動作時間スイッチ（スライドスイッチ）、９は漏電テストスイッチ（押しボタンスイッチ）である。

また、図６に示す漏電遮断器の組立構造において、１０は漏電遮断器の本体ケース（下部ケース）、１１は電源側端子、１２は負荷側端子、１３は開閉操作ハンドル、１４は開閉機構、１５は主回路接点２（図５参照）の消弧室、１６は漏電引外しユニットである。ここで、図５に示した零相変流器３は負荷側端子１２の背後に配置され、その側方には漏電検出回路４のＩＣを実装した回路基板（プリント板）がケースに収容されて本体ケース１０の内側に配置されている。一方、漏電引外しユニット１６は開閉操作ハンドル１３の側方に並べて本体ケース１０の中央に収容配置されている。この漏電引外しユニット１６は、図７で示すようにユニットケース(unit case)１６ａの下段にトリップコイル６，該トリップコイルの動作に応動する漏電表示ボタン１７、上段には感度電流スイッチ７，動作時間スイッチ８，漏電テストスイッチ９，および接続コネクタ１８が組み込まれている。なお、本体ケース１０にカバー（図示せず）を被せた状態では、前記各スイッチ７，８，９の把手，および漏電表示ボタン１７がカバーに開口した穴を通じて外部に露出する。

そして、零相変流器３の側方に配置した漏電検出回路４の回路基板と開閉操作ハンドル１３の側方に配置した漏電引外しユニット１６のトリップコイル６およびスイッチ７，８との間が本体ケースの内方に引き回し配線したリード線１９を介して相互接続されている（例えば、特許文献１参照）。
実開平３−１１８５３６号公報

ところで、前記した従来構造の漏電遮断器には次記のような問題点がある。すなわち、図６で示すように、本体ケース１０の異なる位置に配置されている零相変流器３と漏電引外しユニット１６に対して、零相変流器３の側方に配置した漏電検出回路４の回路基板と、漏電引外しユニット１６のトリップコイル６，感度電流スイッチ７，動作時間スイッチ８，漏電テストスイッチ９との間をコネクタ１８，リード線１９を介して相互接続している。しかも、このリード線１９は本体ケース１０に組み込まれた他の部品の間を縫うように引き回して配線されていることから、外来ノイズや電流遮断時に生じるアークガス，熱の影響を受け易い。そのために、リード線には外来ノイズおよびアークガス，熱に対する防護対策が必要となるほか、リード線１９の配線作業にも手間がかかって製品がコスト高となる。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決して漏電保護機能部品の部品点数を削減して省スペース，コスト低減化が図れるように漏電引外しユニットの構成を改良した漏電遮断器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、単体構造になる本体ケースの中に過電流保護および漏電保護の各機能部品を搭載した漏電遮断器であって、漏電保護機能部品として零相変流器，漏電検出回路，トリップコイル，感度電流スイッチ，動作時間スイッチ，および漏電テストスイッチを装備したものにおいて、
前記の漏電検出回路と、感度電流スイッチ，動作時間スイッチ，および漏電テストスイッチを一枚の回路基板の上に全て配備して遮断器の本体ケースに搭載するものとし（請求項１）、その回路基板は具体的に次記のよう構成で遮断器の本体ケースに組み込む。
（１）前記の回路基板をトリップコイルと組み合わせて、開閉操作ハンドルの側方に配置する漏電引外しユニットのユニットケースに収容する（請求項２）。
（２）前項（１）において、漏電引外しユニットのユニットケースがトリップコイルを収容した下部ケースと、回路基板を収容して下部ケースの上に重ねた上部ケースと、上部ケースのカバーからなる分割構造の樹脂ケースであって、回路基板を収容した上部ケースおよびカバーは、その端部を遮断器本体ケースに搭載した零相変流器に近づけるように延在させて形成する（請求項３）。

上記の構成によれば、漏電検出回路（ＩＣ），および漏電遮断器の感度電流，動作時間を設定する感度電流スイッチ，動作時間スイッチ，および漏電テストスイッチの各部品を全て一枚の回路基板（プリント板）に並置配備してその相互間を回路基板に形成した導体パターンにより配線接続するようにしている。これにより、従来構造（図６，図７参照）のように互いに分離して本体ケース内の別々な位置に配置した漏電検出回路の基板と前記の各スイッチとの間を接続するように本体ケース内部に引き回したリード線が不要となる。これにより、省スペース化と併せて、配線部品の点数，配線工数を減らして製品のコストダウンが図れるほか、リード線を介して伝播する外来ノイズの影響も低減する。

また、前記の回路基板をトリップコイルと組合せて漏電引外しユニットのユニットケースに収容したことで、遮断器本体ケースへの組込み，取扱いが簡単となるほか、電流遮断に伴って発生するアークガス，熱の影響も受け難くなって高い信頼性を確保できる。
さらに、漏電引外しユニットのユニットケースについても、回路基板を収容するケースの一端を零相変流器に近づけるように延在形成しておくことにより、零相変流器の出力端子と回路基板との間隔が縮小して短いリード線での配線が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に示す実施例に基づいて説明する。なお、図１は本体ケースおよび漏電引外しユニットのカバーを外した状態での漏電遮断器の組立構造図、図２は漏電引外しユニットの分解斜視図、図３は図２の組立状態の外観斜視図、図４は漏電引外しユニットに搭載したトリップコイルの組立分解斜視図であり、図６に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。

図示実施例の漏電遮断器は図６に示した従来の漏電遮断器と基本的に同様であるが、図１の構成では開閉操作ハンドル１３の側方に並べて本体ケース１０に搭載した漏電引外しユニット１６が以下に述べるような組立構造で構成されている。
すなわち、図２〜図４において、漏電引外しユニット１６のユニットケース２１は下部ケース２１ａと、下部ケース２１ａの上に積み重ねたトレー状の上部ケース２１ｂと、カバー２１ｃとに三分割されたモールド樹脂ケースで作られており、各ケース，カバーの間が着脱可能にスナップフィット結合されている。

ここで、下部ケース２１ａには、図４で示すようにトリップコイル６が操作スライダ６ａ，漏電表示ボタン１７と組み合わせて収容されている。一方、上部ケース２１ｂには、図２，図３で示すような長尺外形の回路基板（プリント板）２０が収容されている。またこの上部ケース２１ｂは、回路基板２０の外形形状に合わせてその一端（図示の左側端部）が下部ケース２１ａから側方に張り出すような延長部２１ｂ−１を有し、これに対応してカバー２１ｃにも延長部２１ｃ−１を有する。

また、回路基板２０には、図２で示すように先記した感度電流スイッチ７，動作時間スイッチ８，漏電テストスイッチ９、および漏電検出回路（ＩＣ）４を図示のように並べて実装し、その各部品を回路基板２０に形成した回路パターンに半田接合して所定の回路を形成している。
そして、上部ケース２１ｂにカバー２１ｃを被せた状態では、図３で示すように感度電流スイッチ７，動作時間スイッチ８に設けたスライド式操作把手７ａ，８ａがカバー２１ｃに開口した長孔を通して上方に突き出している。また、カバー２１ｃには漏電テストスイッチ９の操作ボタン９ａを取付けて手動で漏電テストスイッチ９をＯＮ，ＯＦＦ操作するようにしている。なお、上部ケース２１ｂの側面に突き出し形成したポケット状の枠部２１ｂ−２は漏電動作検出スイッチ（図示せず）の収納部であり、ここに収納保持した漏電検出スイッチ（マイクロスイッチ(micro switch）)をトリップコイル６（図４参照）のプランジャに連繋して漏電遮断器の漏電動作を電気信号として外部に出力するようにしている。

上記した漏電引外しユニット１６は、遮断器本体ケース１０に対して、図１で示すように開閉操作ハンドル１３の側方に形成したポケット状のスペースへ上方から差し込んでユニットケース２１を本体ケース１０に掛止固定する。このユニット装着状態では、回路基板２０を収容した上部ケース２１ｂの延長部２１ｂ−１の先端が本体ケース１０の負荷端子側に配置した零相変流器７に近づいてその出力端子部に対峙する。そして、このユニット装着位置で、前記した回路基板２０の端部から引き出したリード線２２を零相変流器３の端子，および零相変流器３の右側方に並べて配置した電源回路５（図５参照）に接続することで漏電引外しユニットとの間の配線が完了する。

なお、図示の漏電遮断器では、零相変流器３の左右側方に振り分けて前記の電源回路５およびメガーテストスイッチ（megger-test switch）２３（漏電遮断器の絶縁耐力テストを行う際に該スイッチを手動操作して漏電検出回路（ＩＣ）４に連なる電源回路５を断路するとともに、開閉機構を強制的にトリップさせて主回路接点を開極させる）を本体ケース１０の側壁との間の空きスペースに配置している。

本発明の実施例による漏電遮断器の構成図で、本体ケースのカバー，および漏電引外しユニットのカバーを外した状態の俯瞰図 図１における漏電引外しユニットの組立構造を表す分解斜視図 図２に示した漏電引外しユニットの組立状態の外観斜視図 図２における下部ケースに収容するトリップコイルの構成斜視図 漏電遮断器の回路図 従来における漏電遮断器の構成図で、本体ケースのカバー，および漏電引外しユニットのカバーを外した状態の俯瞰図 図６における漏電引外しユニットの組立構造を表す外観斜視図

符号の説明

３ 零相変流器
４ 漏電検出回路
５ 電源回路
６ トリップコイル
７ 感度電流スイッチ
８ 動作時間スイッチ
９ 漏電テストスイッチ
１０ 本体ケース
１１ 電源側端子
１２ 負荷側端子
１３ 開閉操作ハンドル
１６ 漏電引外しユニット
２０ 回路基板
２１ 漏電引外しユニットのユニットケース
２１ａ 下部ケース
２１ｂ 上部ケース
２１ｃ カバー

Claims (3)

1. 本体ケースに過電流保護および漏電保護の各機能部品を搭載した漏電遮断器であり、漏電保護機能部品として零相変流器，漏電検出回路，トリップコイル，感度電流スイッチ，動作時間スイッチ，および漏電テストスイッチを装備したものにおいて、
   前記の漏電検出回路と、感度電流スイッチ，動作時間スイッチ，および漏電テストスイッチを一枚の回路基板の上に配備して前記本体ケースに搭載したことを特徴とする漏電遮断器。
2. 請求項１に記載の漏電遮断器において、回路基板をトリップコイルと組み合わせて開閉操作ハンドルの側方に配置する漏電引外しユニットのユニットケースに収容したことを特徴とする漏電遮断器。
3. 請求項２に記載の漏電遮断器において、漏電引外しユニットのユニットケースがトリップコイルを収容した下部ケースと、回路基板を収容して下部ケースの上に重ねた上部ケースと、上部ケースのカバーからなる樹脂ケースで、かつ回路基板を収容した上部ケースおよびカバーの端部を零相変流器に近づけて延在させたことを特徴とする漏電遮断器。

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