特開 2024-150092 分電盤

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024150092

(43)【公開日】2024-10-23

(54)【発明の名称】分電盤

(51)【国際特許分類】

   H02B 1/40 20060101AFI20241016BHJP

【ＦＩ】

H02B1/40 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023063339

(22)【出願日】2023-04-10

(71)【出願人】

【識別番号】000227401

【氏名又は名称】日東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001977

【氏名又は名称】弁理士法人クスノキ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】若林 諒

【テーマコード（参考）】

5G211

【Ｆターム（参考）】

5G211AA07

5G211AA11

5G211AA12

5G211AA17

5G211BB13

5G211DD11

5G211DD14

5G211DD15

5G211GG04

(57)【要約】

【課題】外部電源及び独立電源システムの利用を可能としつつ、外部電源の動作が不安定にならないようにすること。
【解決手段】商用電源９１が接続される第１配線機器２と、外部電源９３が接続される第２配線機器３と、独立電源システム９２の一次側に接続される第３配線機器４と、負荷９４に接続される１つの出力端子と複数の入力端子を備えるとともに出力端子の接続先を複数の入力端子の中から切り替え可能な切替開閉器６と、を備えた分電盤１であって、第１配線機器は、第３配線機器に電線が接続され、かつ、切替開閉器の第１入力端子に電線が接続され、第２配線機器は、切替開閉器の第１入力端子に電線が接続され、切替開閉器の第２入力端子は、独立電源システムから電気を入力する電線が接続される構成とする。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

商用電源が接続される第１配線機器と、外部電源が接続される第２配線機器と、独立電源システムの一次側に接続される第３配線機器と、負荷に接続される１つの出力端子と複数の入力端子を備えるとともに出力端子の接続先を複数の入力端子の中から切り替え可能な切替開閉器と、を備えた分電盤であって、
第１配線機器は、第３配線機器に電線が接続され、かつ、切替開閉器の第１入力端子に電線が接続され、
第２配線機器は、切替開閉器の第１入力端子に電線が接続され、
切替開閉器の第２入力端子は、独立電源システムから電気を入力する電線が接続される分電盤。

【請求項2】

第１配線機器の下部側には商用電源が接続される接続端子を備え、
第２配線機器の下部側には外部電源が接続される接続端子を備え、
第３配線機器の下部側には独立電源システムが接続される接続端子を備え、
第１配線機器の上部側には第３配線機器及び切替開閉器と電線が接続される接続端子を備え、
第２配線機器の上部側には切替開閉器と電線が接続される接続端子を備え、
第３配線機器の上部側には第１配線機器と電線が接続される接続端子を備えた請求項１に記載の分電盤。

【請求項3】

第１配線機器よりも上方側に配索される電線に流れる電気における電流又は電圧を検出する計測部を備えた請求項２に記載の分電盤。

【請求項4】

第１配線機器の下部側に備えられた接続端子の上下位置と、第２配線機器の下部側に備えられた接続端子の上下位置と、第３配線機器の下部側に備えられた接続端子の上下位置を同じ高さに設定した請求項２に記載の分電盤。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分電盤に関するものである。

【背景技術】

【0002】

負荷に電源供給を行うために分電盤を利用することが知られている。また、特許文献１に記載されているように、商用電源のほか、太陽電池などの分散電源、燃料電池、蓄電池を用いた分電盤が知られている。このような分電盤とすれば、太陽電池、燃料電池、蓄電池から給電可能となるため、商用電源の電力使用量を抑えることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－７３０１０号公報

【0004】

ところで、引用文献１に記載の分電盤は、停電して商用電源を利用できない場合にも電気を使用できるようにしている。そして、商用電源を利用できない場合に燃料電池などの外部電源を使用したい場合は、蓄電池など商用電源以外の手段を利用して外部電源を利用できるようにする。しかしながら、蓄電池などは安定的な供給を確保できるものではないため、外部電源の動作が不安定になる虞がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明が解決しようとする課題は、外部電源及び独立電源システムの利用を可能としつつ、外部電源の動作が不安定にならないようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、商用電源が接続される第１配線機器と、外部電源が接続される第２配線機器と、独立電源システムの一次側に接続される第３配線機器と、負荷に接続される１つの出力端子と複数の入力端子を備えるとともに出力端子の接続先を複数の入力端子の中から切り替え可能な切替開閉器と、を備えた分電盤であって、第１配線機器は、第３配線機器に電線が接続され、かつ、切替開閉器の第１入力端子に電線が接続され、第２配線機器は、切替開閉器の第１入力端子に電線が接続され、切替開閉器の第２入力端子は、独立電源システムから電気を入力する電線が接続される分電盤とする。

【0007】

また、第１配線機器の下部側には商用電源が接続される接続端子を備え、第２配線機器の下部側には外部電源が接続される接続端子を備え、第３配線機器の下部側には独立電源システムが接続される接続端子を備え、第１配線機器の上部側には第３配線機器及び切替開閉器と電線が接続される接続端子を備え、第２配線機器の上部側には切替開閉器と電線が接続される接続端子を備え、第３配線機器の上部側には第１配線機器と電線が接続される接続端子を備えた構成とすることが好ましい。

【0008】

また、第１配線機器よりも上方側に配索される電線に流れる電気における電流又は電圧を検出する計測部を備えた構成とすることが好ましい。

【0009】

また、第１配線機器の下部側に備えられた接続端子の上下位置と、第２配線機器の下部側に備えられた接続端子の上下位置と、第３配線機器の下部側に備えられた接続端子の上下位置を同じ高さに設定した構成とすることが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明では、外部電源及び独立電源システムの利用を可能としつつ、外部電源の動作が不安定にならないようにすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態における分電盤の正面図である。ただし、蓋は省略している。

【図2】実施形態における分電盤の斜視図である。ただし、蓋は省略している。

【図3】図１に示す分電盤と、商用電源、外部電源、独立電源システム、負荷が電線で接続されている例を示す図である。

【図4】実施形態における切替開閉器の斜視図である。

【図5】図４に示す切替開閉器を別の角度から見た斜視図である。

【図6】分電盤に計測部を設けた例を示す図である。

【図7】図６に破線を付し、各配電機器の下部に設けた接続端子の高さが揃っていることを明らかにした図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に発明を実施するための形態を示す。図１乃至図３に示されていることから理解されるように、本実施形態の分電盤１は、商用電源９１が接続される第１配線機器２と、外部電源９３が接続される第２配線機器３と、独立電源システム９２の一次側に接続される第３配線機器４と、負荷９４に接続される１つの出力端子６３と複数の入力端子を備えるとともに出力端子６３の接続先を複数の入力端子の中から切り替え可能な切替開閉器６と、を備えている。また、この分電盤１の第１配線機器２は、第３配線機器４に電線７１が接続され、かつ、切替開閉器６の第１入力端子６１に電線７１が接続される。また、この分電盤１の第２配線機器３は、切替開閉器６の第１入力端子６１に電線７１が接続される。また、この切替開閉器６の第２入力端子６２は、独立電源システム９２から電気を入力する電線７１が接続される。したがって、外部電源９３及び独立電源システム９２の利用を可能としつつも、独立電源システム９２を用いて外部電源９３を利用することはないため、外部電源９３の動作が不安定にならないようにすることが可能となる。

【0013】

ここで、実施形態の分電盤１について説明をする。図１から図３に示すことから理解されるように、実施形態の分電盤１は配線機器を収納する筐体１１を備えている。実施形態においては、筐体１１は建築物の壁面などに固定される。この場合、筐体１１は後側が壁面と対向する部分であり、筐体１１の後側が壁面と接触した状態となるように設置される。なお、通常、分電盤１は高めの位置に設置されるものであり、建築物の天井付近などに設置される。

【0014】

図１に示すことから理解されるように、筐体１１は略直方体状に構成されることが多いが、その他の形態でも構わない。また、筐体１１は設置状態において、左右方向が長手方向となるようにすることが多いが、上下方向が長手方向となるようにするなど、その他の態様でも構わない。ただし、壁面に固定する場合、前後方向の長さが左右方向の長さや上下方向の長さよりも短くなるようにするのが好ましい。

【0015】

実施形態の分電盤１は、筐体１１に複数の配線機器が収納されている。例えば、分電盤１に商用電源９１から供給される電力を負荷９４に供給できるようにする経路上に位置する第１配線機器２を筐体１１に収納している。また、燃料電池などの外部電源９３から供給される電力を負荷９４に供給できるようにする経路上に位置する第２配線機器３を筐体１１に収納している。また、商用電源９１の電力を独立電源システム９２（蓄電池など）に供給可能とする経路上に位置する第３配線機器４を筐体１１に収納している。また、負荷９４への電力の供給元を切り替えることができるようにする切替開閉器６を筐体１１に収納している。なお、切替開閉器６は第１入力端子６１と第２入力端子６２と出力端子６３を備えており、出力端子６３の接続先を第１入力端子６１と第２入力端子６２の間で切り替えることができる。

【0016】

図１から図３に示す実施形態では、更に、独立電源システム９２からの出力を切替開閉器６に供給可能とする経路上に位置する第４配線機器５を筐体１１に収納している。ただし、第４配線機器５は省略することも可能である。この場合、独立電源システム９２から直接、切替開閉器６に電線７１を接続するようにしてもよい。

【0017】

実施形態の切替開閉器６は、負荷９４に出力する出力端子６３と、第１入力端子６１と、第２入力端子６２と、を備えている（図４及び図５参照）。また、入力端子における電圧又は電流の検知結果、又は、入力端子の上流側における電圧又は電流の検知結果より、入力端子を自動で切り替えることができるように制御している。なお、実施形態においては、通常、第１入力端子６１から出力端子６３に接続するように設定している。実施形態では、第１入力端子６１側から十分な電力が送られない状態の場合に、第２入力端子６２と出力端子６３が接続するようにしている。

【0018】

商用電源９１から電力が供給される第１配線機器２は、電力を切替開閉器６及び第３配線機器４に供給できるように電線７１が接続される。また、第１配線機器２と電線７１が接続される切替開閉器６の第１入力端子６１は、第２配線機器３との間でも電線７１が接続される。したがって、第１入力端子６１は、第１配線機器２を経由して商用電源９１からの電力を負荷９４に供給するために利用されるし、第２配線機器３を経由して外部電源９３からの電力を負荷９４に供給するためにも利用される。なお、外部電源９３からの電力を負荷９４に供給する際には、商用電源９１側に外部電源９３からの電力が流れ込まないようにしたりするなど、電力に関する調整をするように制御するのが好ましい。

【0019】

また、実施形態においては、第１配線機器２、第２配線機器３、第３配線機器４及び第４配線機器５については、それぞれ、筐体１１の外側に位置する機器などに繋がる電線７１が接続される。実施形態においては、分電盤１の筐体１１の下部側において、筐体１１の外側から内側に電線７１が導入される。筐体１１の内側に導入されたこれらの電線７１が各配線機器の下部に設けられた接続端子に接続される。

【0020】

分電盤１の筐体１１の内側に電線７１を導入できるようにするために、筐体１１の背面側に配線口１３を設けている。各配線機器などは機器取付板１４に取り付けられているが、機器取付板１４は、機器取付板１４の下方に配線口１３の少なくとも一部が位置するように配置される。図１に示す例では、正面視において、機器取付板１４の下方に位置する配線口１３の一部が視認できる構成となっている。

【0021】

また、実施形態の各配線機器においては、入力部となる接続端子と、出力部となる接続端子を備えている。図１に示す例では、第１配線機器２の下部に入力部が設けられている。また、第１配線機器２の上部に出力部が設けられている。同様に、第２配線機器３の下部に入力部が設けられている。また、第２配線機器３の上部に出力部が設けられている。更には、第４配線機器５の下部に入力部が設けられている。また、第４配線機器５の上部に出力部が設けられている。

【0022】

ただし、第３配線機器４の下部には出力部が設けられている。また、第３配線機器４の上部には入力部が設けられている。また、切替開閉器６の下部には第２入力端子６２と出力端子６３が設けられている。また、切替開閉器６の上部には第１入力端子６１が設けられている（図４及び図５参照）。

【0023】

上記した例では、第１配線機器２から第４配線機器５の配線の取り扱いの利便性を考慮した構成としたが、必ずしも、全ての配線の取り扱いの利便性を高める必要はない。例えば、その一部の配線の取り扱いの利便性を高めるようにしてもよい。

【0024】

しかしながら、第１配線機器２から第３配線機器４に関する配線の取り扱いの利便性を高めるようにするのが好ましいことから、第１配線機器２の下部側には商用電源９１が接続される接続端子２１を備え、第２配線機器３の下部側には外部電源９３が接続される接続端子３１を備え、第３配線機器４の下部側には独立電源システム９２が接続される接続端子４１を備える構成とすることが好ましい、また、第１配線機器２の上部側には第３配線機器４及び切替開閉器６と電線７１が接続される接続端子２２を備え、第２配線機器３の上部側には切替開閉器６と電線７１が接続される接続端子３２を備え、第３配線機器４の上部側には第１配線機器２と電線７１が接続される接続端子４２を備える構成とするのが望ましい。

【0025】

もちろん、切替開閉器６の配線の利便性も考慮した構成とするのが好ましい。このため、切替開閉器６の下部側に、負荷９４に出力するための出力端子６３を備えた構成とするのが好ましい。また、切替開閉器６の下部側に、独立電源システム９２から出力された電気が入力される第２入力端子６２を備えた構成とするのが好ましい。また、切替開閉器６の上部側に、第１配線機器２及び第２配線機器３と電線７１が接続される第１入力端子６１を備えた構成とするのが好ましい。

【0026】

また、第４配線機器５を設ける場合は、第４配線機器５の下部側には独立電源システム９２から出力された電気が入力される接続端子５１を備え、第４配線機器５の上部側には切替開閉器６の第２入力端子６２と電線７１が接続される接続端子５２を備えた構成とするのが好ましい。

【0027】

また、第１配線機器２の上部側や第２配線機器３の上部側に切替開閉器６と電線７１が接続される接続端子を備える場合、第１配線機器２よりも上方側に配索される電線７１に流れる電気における電流又は電圧を検出する計測部８１を備える構成とするのが好ましい。計測部８１で計測された値を、分電盤１の制御に利用することができる。

【0028】

図６に示す例では、第１配線機器２と切替開閉器６の第１入力端子６１を接続する電線７１に流れる電気における電流又は電圧を検出可能なように計測部８１であるＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）を第１配線機器２の真上に配置している。例えば、この計測部８１を用いて、外部電源９３から出力された電気が商用電源９１側に逆潮流をされていないかを検出するために利用することができる。計測部８１は、第２配線機器３と切替開閉器６の第１入力端子６１を接続する電線７１に流れる電気における電流又は電圧も検出可能なようにするのが好ましい。

【0029】

また、計測部８１で切替開閉器６の第１入力端子６１に接続される電線７１に流れる電気における電流又は電圧を検出可能とすることで、切替開閉器６の自動切替を可能とすることができる。例えば、切替開閉器６の第１入力端子６１の電圧の有無などを検出して、第１入力端子６１への電気の入力が十分であるか否かを判定し、不十分であれば、第１入力端子６１から第２入力端子６２に切り替えるように制御する。

【0030】

ＣＴなどを第２入力端子６２に接続される電線７１に流れる電気における電流又は電圧を検出できるように取り付けて、切替開閉器６の第２入力端子６２の電圧の有無などを検出して、その結果を、第１入力端子６１と第２入力端子６２の切り替えの判定に利用するようにしてもよい。

【0031】

図６に示す例では、計測部８１で計測された結果を利用して、切替開閉器６において、蓄電池から出力された電気を負荷９４に給電するか、外部電源９３又は商用電源９１から出力された電気を負荷９４に給電するか、を自動で切り替えることができるようにしている。

【0032】

ところで、第１配線機器２の下部側と第２配線機器３の下部側と第３配線機器４の下部側に筐体１１の外部に位置する機器などと接続する電線７１が接続される場合、第１配線機器２の下部側に備えられた接続端子２１の上下位置と、第２配線機器３の下部側に備えられた接続端子３１の上下位置と、第３配線機器４の下部側に備えられた接続端子４１の上下位置を同じ高さに設定するのが好ましい。このようにすれば、分電盤１に引き入れられる電線７１に必要な長さが推測しやすくなる。第４配線機器５を設ける場合は、第４配線機器５の下部側に備えられた接続端子５１の上下位置についても、これらと同じ高さに設定するのが好ましい。

【0033】

例えば、第１配線機器２の下部側に商用電源９１が接続される接続端子２１を備え、第２配線機器３の下部側に外部電源９３が接続される接続端子３１を備え、第３配線機器４の下部側に独立電源システム９２が接続される接続端子４１を備える場合に、第１配線機器２の下部側に備えられた接続端子２１の上下位置と、第２配線機器３の下部側に備えられた接続端子３１の上下位置と、第３配線機器４の下部側に備えられた接続端子４１の上下位置を同じ高さに設定するのが好ましい。

【0034】

また、本実施形態の筐体１１においては、筐体１１の背面板に形成した配線口１３を介して筐体１１の外部から筐体１１の内部に向けて、若しくは、筐体１１の内部から筐体１１の外部に向けて、電線７１を移動させることができる。また、図１に示す例では、第１配線機器２などは機器取付板１４に取り付けられている。この機器取付板１４は、第１配線機器２の入力用の接続端子２１から見た第１配線機器２の出力用の接続端子２２の方向に偏らせて筐体１１に取り付けるのが好ましい。第１配線機器２などに接続する電線７１のためのスペースを、第１配線機器２などの外側であって、第１配線機器２の出力用の接続端子２２から見た第１配線機器２の入力用の接続端子２１の方向に確保しやすいからである。このため、例えば、入力用の接続端子２１などに接続する電線７１の曲げ半径を確保するためのスペースが確保しやすくなる。図１に示す例では、機器取付板１４は、上方向に偏らせて筐体１１に取り付けられている。

【0035】

また、機器取付板１４を第１配線機器２の入力用の接続端子２１から見た第１配線機器２の出力用の接続端子２２の方向に偏らせて筐体１１に取り付ける構成としつつ、正面視において、機器取付板１４に対して第１配線機器２の出力用の接続端子２２から見た第１配線機器２の入力用の接続端子２１の方向に（機器取付板１４を偏らせた方向とは反対方向に）配線口１３の一部が位置する構成とするのが好ましい。

【0036】

機器取付板１４を第１配線機器２の入力用の接続端子２１から見た第１配線機器２の出力用の接続端子２２の方向に偏らせて筐体１１に取り付ける構成とすれば、機器取付板１４を中央に配置する場合よりも、機器取付板１４に対して第１配線機器２の出力用の接続端子２２から見た第１配線機器２の入力用の接続端子２１の方向における配線口１３の大きさを大きくすることができる。このため、配線場所が把握しやすくなるなど、配線作業をしやすいものとすることが可能となる。

【0037】

ところで、独立電源システム９２は、第３配線機器４と第４配線機器５が接続されることになり、第１配線機器２の接続端子２２が、第３配線機器４の接続端子４２と切替開閉器６の第１入力端子６１に接続されることを考慮すると、第１配線機器２と切替開閉器６の間に第３配線機器４を配置し、切替開閉器６の第３配線機器４が配設されている側と反対側に第４配線機器５を配置することが好ましい。このため、第１配線機器２、第３配線機器４、切替開閉器６、第４配線機器５の順に隣り合うように配置されていることが好ましい。

【0038】

第４配線機器５が設けられないような場合であっても、第１配線機器２と第３配線機器４と切替開閉器６は、第１配線機器２、第３配線機器４、切替開閉器６の順に隣り合うように配置するのが好ましい。

【0039】

また、第１配線機器２、第３配線機器４、切替開閉器６の配置が、上記したようなものであるのが好ましいことと、第２配線機器３は切替開閉器６の第１入力端子６１に接続されることを考慮すると、第２配線機器３は、第１配線機器２から見て、第３配線機器４及び切替開閉器６が配置されている側とは反対側に配置するのが好ましい。

【0040】

以上、実施形態を例に挙げて本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、配線機器は、過電流や漏電などを検出した場合に遮断するブレーカである必要はない。例えば、端子台等であってもよい。また、外部の電線をいずれも筐体の下部から導入することができる構成とする場合に、筐体の背面側ではなく、扉の下面側から導入することができる構成としてもよい。また、外部電源は、自立発電される燃料電池に限る必要はない。

【符号の説明】

【0041】

１ 分電盤
２ 第１配電機器
３ 第２配電機器
４ 第３配電機器
５ 第４配電機器
６ 切替開閉器
６１ 第１入力端子
６２ 第２入力端子
６３ 出力端子
７１ 電線
８１ 計測部
９１ 商用電源
９２ 独立電源システム
９３ 外部電源
９４ 負荷

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】