特許 5946689 分電盤

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5946689

(24)【登録日】2016年6月10日

(45)【発行日】2016年7月6日

(54)【発明の名称】分電盤

(51)【国際特許分類】

   H02B 1/40 20060101AFI20160623BHJP

   H01H 73/02 20060101ALI20160623BHJP

   H02B 1/18 20060101ALI20160623BHJP

   H02B 1/42 20060101ALI20160623BHJP

【ＦＩ】

   H02B9/00 A

   H01H73/02 B

   H02B1/18 A

   H02B9/00 D

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-103344(P2012-103344)

(22)【出願日】2012年4月27日

(65)【公開番号】特開2013-233032(P2013-233032A)

(43)【公開日】2013年11月14日

【審査請求日】2015年2月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000124591

【氏名又は名称】河村電器産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078721

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 喜樹

(72)【発明者】

【氏名】平井 孝資

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 智晴

(72)【発明者】

【氏名】須佐 太

【審査官】 出野 智之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３１８６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３２０６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３００３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８８１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０７２３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｂ １／４０

Ｈ０１Ｈ ７３／０２

Ｈ０２Ｂ １／１８

Ｈ０２Ｂ １／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

帯状に配設された単相３線式電路に沿って、少なくとも一方の側に複数の分岐ブレーカを列設した分電盤において、
前記分岐ブレーカが、分岐した電路の電流を検出する電流センサ、及び検出した電流情報を出力する電流計測端子を備えると共に、前記電流計測端子に接続する複数の入力端子と、電路電圧情報を取得するための電圧情報入力部と、個々の分岐電路の消費電力を演算する電力演算部とを備えた電力計測装置を備え、
前記電流計測端子は分電盤の前面側となる部位に配置されると共に、前記入力端子は前記電力計測装置の背面に、分岐ブレーカの配列に合わせて複数設けられ、
更に前記電流計測端子、前記入力端子の何れか一方に、他方の接続を案内するガイド壁が設けられ、
前記電流計測端子に合わせて前記入力端子を配置した前記電力計測装置が、前方からの押圧操作により、前記ガイド壁に案内されて前記入力端子が前記電流計測端子に接続されることを特徴とする分電盤。

【請求項2】

前記ガイド壁は、端子の周囲を囲む四角形の枠体であり、前記枠体内に配置された端子は、前記枠体内において挿入方向に直交する面上で移動可能に配置されて成ることを特徴とする請求項１記載の分電盤。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分岐電路毎の電流を計測して個々の電路の消費電力を計測する機能を備えた分電盤に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、個々の分岐電路に流れる電流を計測して、分岐電路毎に流れる電流、更には消費電力を計測する機器を備えた分電盤がある。例えば特許文献１では、分電盤内に個々の分岐電路の電流を計測するためセンサを備えた分岐電流センサユニット、計測した電流値を判断したり電力を演算する計測制御ユニット、電流異常の発生を報知する報知ユニットを配置して、閾値を設定して分岐電流が閾値を超えるとＬＥＤの発光で表示したり警報音を発報するよう構成し、きめ細かい電力の管理を可能としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１３６２７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら上記特許文献１は、列設された分岐ブレーカに対して、電流センサを組み付けた１つの基板を分岐ブレーカの一次側に設置して分岐電流を計測するため、個々のセンサの配線は基板上にパターン形成することで容易に配設することができたが、センサを組み付ける場合は全ての分岐ブレーカを一旦外さなければ成らなかった。この作業は面倒であったし、１個のセンサが故障した場合でも基板の交換で対処するため、やはり全ての分岐ブレーカを外さなければならないため面倒であった。

【0005】

そのため、分岐ブレーカ自体に電流センサを内蔵させることができれば、別途センサを設ける必要がなくなるため、組み付けやメンテナンスが容易になると考えられる。ところが、この場合は分岐電路の電流値を入手するための配線が分岐ブレーカ毎に必要になるため、組み付け作業が大幅に改善できる見込みは期待できなかった。

【0006】

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、分岐電路の電流情報を出力する端子を備えた分岐ブレーカを組み込んで別途電流センサを設ける必要を無くすと共に、分岐電路の電流情報を入手するための配線を個々の分岐ブレーカに対して施す必要のない電力計測装置を備えた分電盤を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、帯状に配設された単相３線式電路に沿って、少なくとも一方の側に複数の分岐ブレーカを列設した分電盤において、前記分岐ブレーカが、分岐した電路の電流を検出する電流センサ、及び検出した電流情報を出力する電流計測端子を備えると共に、前記電流計測端子に接続する複数の入力端子と、電路電圧情報を取得するための電圧情報入力部と、個々の分岐電路の消費電力を演算する電力演算部とを備えた電力計測装置を備え、前記電流計測端子は分電盤の前面側となる部位に配置されると共に、前記入力端子は前記電力計測装置の背面に、分岐ブレーカの配列に合わせて複数設けられ、更に前記電流計測端子、前記入力端子の何れか一方に、他方の接続を案内するガイド壁が設けられ、前記電流計測端子に合わせて前記入力端子を配置した前記電力計測装置が、前方からの押圧操作により、前記ガイド壁に案内されて前記入力端子が前記電流計測端子に接続されることを特徴とする。
この構成によれば、電力計測装置の背面に設けられた複数の入力端子は、押圧操作により個々の分岐ブレーカに設けられた電流計測端子に一度に接続され、簡易な操作で複数の分岐ブレーカに接続でき、分岐電路の電流情報を入手できる。よって、別途電流センサを必要としないし、分岐ブレーカ毎に配線することなく、電力計測装置は分岐電路の電流情報を入手して電力を演算できる。また、この接続は電力計測装置の背面に設けた端子により行われるが、ガイド壁により案内されるため端子位置が確認し辛くても容易に接続できる。

【0008】

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、前記ガイド壁は、端子の周囲を囲む四角形の枠体であり、前記枠体内に配置された端子は、前記枠体内において挿入方向に直交する面上で移動可能に配置されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、分電盤に組み付けた分岐ブレーカに位置ズレが生じても、端子は固定されずに遊びを有するため位置ズレを吸収でき、接続をスムーズに行うことができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、電力計測装置の背面に設けられた複数の入力端子は、押圧操作により個々の分岐ブレーカに設けられた電流計測端子に一度に接続され、簡易な操作で複数の分岐ブレーカに接続でき、分岐電路の電流情報を入手できる。よって、別途電流センサが必要無いし、分岐ブレーカ毎に配線する必要もない。また、この接続は電力計測装置背面に設けた端子により行われるが、ガイド壁により案内されるため端子位置が確認し辛くても容易に接続できる。
また、分電盤内の分岐ブレーカ組み付けに位置ズレが生じても、端子は固定されずに遊びを有するため位置ズレを吸収でき、接続をスムーズに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る分電盤の一例を示す説明図であり、分電盤内に配置された分岐ブレーカと電力計測装置の正面図を示している。

【図2】図１の左側面図である。

【図3】第１ユニット単体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。

【図4】電力計測装置の回路ブロック図である。

【図5】連結端子の端子配列説明図である。

【図6】分岐ブレーカの斜視図である。

【図7】分岐ブレーカの内部構造を示す側面図である。

【図8】分岐ブレーカの正面図である。

【図9】図８のＡ部拡大図であり、（ａ）は電流計測端子が既定位置にある状態、（ｂ）は電流計測端子が移動した状態を示している。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る分電盤の一例を示す説明図であり、分電盤内に配置された分岐ブレーカと電力計測装置を示している。図１において、１は分岐ブレーカ、２ａは分岐ブレーカ１から電流情報を入手して消費電力を演算する第１ユニット、２ｂは第１ユニット２から消費電力情報を入手して管理する第２ユニットであり、１つ又は複数の第１ユニット２ａと１つの第２ユニット２ｂとで電力計測装置２を構成している。
また、図２は図１の左側面図を示している。図２に示すように第１ユニット２ａは列設された分岐ブレーカ１の前面側に配置され、図１に示すように第２ユニット２ｂは分岐ブレーカ１に隣接するように設置される。

【0013】

尚、分電盤には、商用電力系統からの引き込み線が接続される主幹ブレーカを備えているがここでは省略してある。また図２において、一方の分岐ブレーカ１はカバーを外した状態を示している。また、Ｌは分電盤内に左右に亘り帯状に配設された銅バーから成る単相３線式電路を示している。

【0014】

分岐ブレーカ１は、電路Ｌを挟むように上下２列で配置され、左右に複数列設して組み付けられている。そして図２に示すように、電路の開閉操作を行う操作ハンドル１０が設けられた前面には、分岐ブレーカ１により分岐された電路の電流情報を出力する電流計測端子１１が設けられている。また、上下端面の一方に単相３線式電路Ｌに接続する電源側端子１２、他方の側面には負荷へ至るケーブルを接続する負荷側端子１３がそれぞれ１列で設けられている。尚、１４は電流センサである。

【0015】

電力計測装置２を構成する第１ユニット２ａは、図３に示すように構成されている。図３は、第１ユニット単体の外観図を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図を示している。図３に示すように、第１ユニット２ａは一様な厚みを有する四角形板状に形成され、基板９で形成した背面には分岐ブレーカ１の電流計測端子１１に接続する入力端子２１が組み付けられている。入力端子２１は、分電盤に組み付けた分岐ブレーカ１の電流計測端子１１の位置に合わせて上下２列にそれぞれ６個設けられ、１つの第１ユニット２ａで１２個の分岐ブレーカ１に接続できるよう構成されている。

【0016】

そして、左右側部には第１ユニット２ａを連結して増設するための連結端子２２が設けられている。連結端子２２のうち、ユニットの左側は雄形に形成された連結された第１ユニット２ａを中継するための中継端子２２ａである。右側の雌形に形成された連結端子２２は、中継端子２２ａと連結すると共に第２ユニット２ｂを接続するための伝送用端子２２ｂである。この中継端子２２ａと伝送用端子２２ｂとを互いに接続することで、第１ユニット２ａを連結できるし、連結した第１ユニット２ａの列の右側に第２ユニット２ｂを接続できる。
尚、連結端子２２の雄型、雌形は逆でも良い。また連結端子２２は、例えば日本圧着端子製造株式会社製のプリント基板用コネクタ１５Ｐ−１．２５ＦＪが適用でき、直接連結できるよう基板９に堅牢に組み付けられている。また、２３はネジを挿通する取付穴、２４は係止爪であり、分電盤に固定する際使用される。

【0017】

図４は電力計測装置の回路ブロック図を示している。図４に示すように、第１ユニット２ａには１００Ｖ分岐電路の電力を演算する電力計測ＩＣ２６ａ、２００Ｖ分岐電路の電力を演算する電力計測ＩＣ２６ｂ、演算結果を記憶するメモリ２７、入力端子２１の接続状態を表示するＬＥＤ２８等を備えている。
ＬＥＤ２８は、入力端子２１の接続状態を通知するもので、入力端子２１毎に設けられている。尚、１００Ｖ、２００Ｖの何れの電圧情報で演算するかは、設置される分岐ブレーカ１に合わせて予め設定される。

【0018】

図５は第１ユニット２ａの連結端子２２の端子配列説明図を示し、連結部の模式図を示している。連結端子２２は、図５に示すように、単相３線式電路Ｌの１００Ｖ電圧情報を伝送する１００Ｖ情報端子Ｘ１及びＹ１、中性線電圧情報を伝送する中性線情報端子Ｎ、２００Ｖ電圧情報を伝送する２００Ｖ情報端子Ｘ２、全ての回路に電源を供給するための電源端子Ｐ、アース端子Ｇ、シリアル通信端子Ｓ、確認ボタン３４の操作信号を伝送するＬＥＤ端子Ｂ等を備えている。尚、実際のシリアル通信端子Ｓは複数の端子で構成されている。
こうして、一方の連結端子２２である中継端子２２ａと、他方の連結端子２２である伝送用端子２２ｂとは対称に端子が配置され、第１ユニット２ａを左右に直接連結可能としている。

【0019】

一方、第２ユニット２ｂは、図４に示すように単相３線式電路Ｌに接続して各電路の電圧情報を入手する電路接続部３１、外部機器と通信するための通信端子３２、第１ユニット２ａとの通信を制御すると共に電力計測装置全体を制御するＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）３３、入力端子２１と電流計測端子１１との接続状態を確認するための確認ボタン３４、入力端子２１の接続状態を判定してＬＥＤ２８の点滅を制御するＬＥＤ駆動部３５、第１ユニット２ａに接続する第２ユニット端子３６、第１ユニット２ａを含む各回路を駆動するための電源３７等を備えている。
電路接続部３１から入手した電路電圧情報は、１００Ｖ情報端子Ｘ１及びＹ１、中性線情報端子Ｎ、２００Ｖ情報端子Ｘ２にそれぞれ供給される。また、第２ユニット端子３６は、連結端子２２と同一の端子配列で構成され、直接接続することも可能に形成されている。

【0020】

図６は分岐ブレーカ１の内部構造を示すためにカバーを外した側面説明図、図７は分岐ブレーカ１の斜視図を示している。図６において、Ｌ２は電源側端子１２と負荷側端子１３の間の電路（分岐電路）、１５は分岐電路Ｌ２を開閉する接点部、１６は接点部１５の開閉を操作する開閉機構部、１７は過電流検出部である。そして、電流センサ１４は、分岐電路Ｌ２の電流を計測するホール素子１４ａとフェライトコア１４ｂで構成され、電流計測端子１１は４本のピンを有し、専用の基板１８に組み付けられている。

【0021】

電流計測端子１１は電源側端子１２の近傍に配置され、図７に示すように端子周囲は四角形の枠体１９で囲まれている。枠体１９はケース前面１ａに突出形成され、内側にはテーパ面１９ａが形成されている。テーパ面１９ａを設けることで、入力端子２１の電流計測端子１１への接続をし易くしている。

【0022】

一方、基板１８は分岐ブレーカ１のケース内に形成された専用のキャビン１ｂ内に配置され、固定されること無くケース前面１ａに平行な面内で移動可能に配置されている。即ち、電流計測端子１１は枠体１９内でケース前面１ａに並行な面内で移動可能に配置されている。

【0023】

図８は分岐ブレーカ１の正面図を示し、電流計測端子１１の正面図を示している。また、図９はＡ部拡大図を示し、電流計測端子１１の拡大図を示している。図８（ａ）は電流計測端子１１が既定位置にある状態、図８（ｂ）は電流計測端子１１が移動した状態を示している。基板１８は、図８に示すように挿入方向に直交する面上で最大で１ｍｍ程度移動でき、分岐ブレーカ１の組み付けによる位置ズレが発生しても、そのズレを吸収して入力端子２１の挿入をスムーズに行われるよう構成されている。

【0024】

一方、挿入する入力端子２１は箱状に形成され、図６に示すように第１ユニット２ａの基板９に組み付けられ、電流計測端子１１のピン１１ａを挿入する挿入孔２１ａを備えている。

【0025】

上記の如く構成された分電盤は、次のように分岐ブレーカ１と電力計測装置２が接続され、動作する。分岐ブレーカ１が分電盤内に組み付けられたら、まず電力計測装置２の入力端子２１毎に演算する条件を設定する。このとき、接続する分岐ブレーカ１が１００Ｖ分岐か２００Ｖ分岐か実際の仕様に合わせて設定される。設定は第２ユニット２ｂの通信端子３２にパーソナルコンピュータ等の設定装置が接続されて実施される。

【0026】

次に、第１ユニット２ａが装着される。個々の入力端子２１を電流計測端子１１の前方に配置し、前方から押圧操作することで接続される。このとき、係止爪２４が分岐ブレーカ１の所定部位に係止し、入力端子２１は枠体１９に案内されて電流計測端子１１に接続される。また、この装着操作において、操作途中の位置ズレや分岐ブレーカ１の装着ズレによる電流計測端子１１と入力端子２１との間の僅かな位置ずれに対して、電流計測端子１１は遊びを有して接続方向に直交する面内で移動するため、無理なく接続できる。こうして押圧操作が完了したら、取付穴２３にネジ止めして装着は完了する。
尚、第２ユニット２ｂは、分岐ブレーカ１の列に隣接する部位にネジ止め等で組み付けられる。

【0027】

装着後は、第１ユニット２ａの各入力端子２１が電流計測端子１１に確実に接続されているかチェックを行う。これは、確認ボタン３４を押下することで実施され、押下している間、ＬＥＤ駆動部３５が起動して判定が成される。判定は、例えば接続されることで変化する入力端子２１の端子間抵抗値情報を入手し、抵抗の大きさから接続状態の判定が行われる。この場合、低抵抗状態であれば接続されていると判断してＬＥＤ２８を点灯するし、高抵抗状態であれば接続されていないと判断してＬＥＤ２８は点灯しない。

【0028】

こうして接続が確認できたら、消費電力の計測（演算）が実施される。消費電力の演算は、各第１ユニット２ａにおいて演算され、第２ユニット２ｂから電路Ｌの電圧情報を入手して、例えば１０秒等の所定間隔で演算される。演算結果はメモリ２７に記憶されると共に第２ユニット２ｂに送信され、第２ユニット２ｂの通信端子３２に表示機器（図示せず）が接続されていたら、演算結果が表示される。
また、メモリ２７に蓄積されたデータは、任意のタイミングで第２ユニット２ｂに接続された表示機器の操作で引き出すことができ、使用電力量の演算や電気料金の演算等に利用できる。

【0029】

このように、電力計測装置２の背面に設けられた複数の入力端子２１は、押圧操作により個々の分岐ブレーカ１に設けられた電流計測端子１１に一度に接続され、簡易な操作で複数の分岐ブレーカ１に接続でき、分岐電路の電流情報を入手できる。よって、別途電流センサを必要としないし、分岐ブレーカ１毎に配線することなく、電力計測装置２は分岐電路の電流情報を入手して電力を演算できる。また、この接続は電力計測装置２の背面に設けた入力端子２１により行われるが、ガイド壁としての枠体１９により案内されるため端子位置が確認し辛くても容易に接続できる。
また、電流計測端子１１は接続方向に直交する面上で移動可能であるため、接続対象との間で位置ズレが発生しても枠体１９により確実に案内されるし、電流計測端子１１が移動して位置ズレを吸収するため、電流計測端子１１と入力端子２１との接続をスムーズに行うことができる。

【0030】

尚、上記実施形態では、電流計測端子１１をピン１１ａを備えた雄型とし、入力端子２１を挿入孔２１ａを設けた雌形としたが、逆に構成しても良い。また、分岐ブレーカ１側に枠体１９を設けて内部の端子に遊びを持たせたが、電力計測装置２側の入力端子２１に枠体を設けて端子に遊びを持たせても良い。
また、分岐ブレーカ１を電路Ｌの両脇に列設しているが、一方の側だけに分岐ブレーカ１を列設しても良い。

【符号の説明】

【0031】

１・・分岐ブレーカ、２・・電力計測装置、１０・・操作ハンドル、１１・・電流計測端子、１２・・電源側端子、１３・・負荷側端子、１４・・電流センサ、１５・・接点部（開閉手段）、１６・・開閉機構部、１７・・過電流検出部（過電流検出手段）、１９・・枠体、２１・・入力端子、２６・・電力計測ＩＣ（電力演算部）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】