(57)【要約】【課題】分割部位の磁気抵抗を機械的に調整して残留電流を絞り込めるようにした分割型変流器の提供。【解決手段】一端部１３ａ，４３ａと他端部とに備える櫛歯状突片１７，４７からなる凹凸部１５，４５を相互に嵌合させた噛合部２３を介して閉止される磁気コア部１３，４３と、各磁気コア部１３，４３に覆設された各ボビン部２６，５２に巻線を施したコイル体２５，５１とからなる磁気センサ１２，４２を備え、下側の磁気コア部１３は、閉止時に一側最外側２６ａと他側最外側とに透磁性金属板１４から延設された櫛歯状突片１７を位置させ、該磁気コア部１３の一側最外側２６ａの櫛歯状突片１７と他側最外側の櫛歯状突片とは、ボビン部２６に設けられた間隔調整手段３４を介して、閉止時に隣接する上側の磁気コア部４３の櫛歯状突片４７との間隔を拡げてその拡開位置を固定可能に配設した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが一端部と他端部とに備える複数枚の櫛歯状突片からなる凹凸部を相互に嵌合させた噛合部を介して環状に閉止される一対の磁気コア部と、これらの各磁気コア部に前記凹凸部側を残して覆設された各ボビン部に巻線を施して形成されるコイル体とからなる一対の磁気センサを備える分割型変流器において、
共に同一複数枚の透磁性金属板を積層してなる前記磁気コア部のうち、いずれか一方の前記磁気コア部は、前記閉止時に前記一端部の一側最外側と前記他端部の他側最外側とに前記透磁性金属板から延設された前記櫛歯状突片がそれぞれ位置するように配列させて形成され、
一方の前記磁気コア部が備える前記一側最外側の前記櫛歯状突片と前記他側最外側の前記櫛歯状突片とは、対応する位置関係にある前記ボビン部に付設された非磁性材からなる各間隔調整手段を介して、その閉止時に隣り合う他方の前記磁気コア部の櫛歯状突片との間隔を拡げてその拡開位置を固定可能に配設したことを特徴とする分割型変流器。
【請求項２】
前記間隔調整手段のそれぞれは、最外側に位置する前記櫛歯状突片の基部を内側から掛止するフランジ部を奥端面に備える調整用螺杆と、該調整用螺杆と螺合させてこれを外方に引き出すべく前記ボビン部にインサートされた雌ねじ金具と、該雌ねじ金具から突出する先端面側から前記調整用雄ねじ杆に螺着させてその位置を固定する固定ナットとで形成した請求項１記載の分割型変流器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、零相変流器として好適に用いることができる分割型変流器に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
零相変流器は、送・配電線路において地絡事故が発生したり、人体に感電事故があった際にのみ流れる零相電流を検出し、安全のために遮断器や開閉器や高圧交流遮断器等を作動させるために用いられている。
【０００３】
すなわち、例えば三相交流の電線は、３線構成の電線や負荷側に漏電などが発生していない場合、これらの各電線を流れる電流により誘起される磁束が打ち消し合って誘導電圧を発生させない。
【０００４】
しかし、上記電線や負荷側に漏電などが発生する場合には、該電線内を流れる電流がアンバランスとなり、零相電流（事故電流）が流れて誘導電圧を発生させ、これを零相変流器が検出して遮断器等を作動させるに至る。
【０００５】
一方、零相変流器においては、例えば開閉器の投入時に過大な電流が流れた際、過渡的に磁気シールド部材は磁気飽和して漏れ磁束を発生させることがある。そして、このような漏れ磁束は、磁気コア内に入り込み、導電等が発生していないにも拘わらず残留電圧を誘起させ、該残留電圧が設定電圧を超えると遮断機等を誤作動させてしまうことになる。
【０００６】
このような残留電圧を効果的に減少させる構造を備えているものとしては、下記特許文献１に開示されている零相変流器があるが、非分割型の環状磁気コアが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１１４５２２号公報
【０００８】
一方、図４〜図６は、従来から零相変流器として用いられている分割型変流器の一例を示す説明図であり、そのうちの図４は、外ケースを除いた状態での側面図を、図５は、図４における巻線を省略した状態でのＢ−Ｂ線矢視方向での拡大断面図を、図６は、巻線を省略した状態での全体斜視図をそれぞれ示す。
【０００９】
これらの図によれば、従来からある分割型変流器１０１は、それぞれが一端部１０４，１１４と他端部１０５，１１５とに備える複数枚の櫛歯状突片１０６ａ，１１６ａおよび１０７ａ，１１７ａからなる凹凸部１０６，１０７および１１６，１１７を相互に嵌合させてなる噛合部１０８，１１８を介して環状に閉止される一対の磁気コア部１０３，１１３と、これらの各磁気コア部１０３，１１３に凹凸部１０６，１０７および１１６，１１７側を残して覆設された各ボビン部１０９ａ，１１９ａに巻線１０９ｂ，１１９ｂを施して形成される一対のコイル部１０９，１１９とからなる分割型の磁気センサ１０２，１１２を備えている。
【００１０】
そして、これらの各磁気センサ１０２，１１２は、図示は省略してあるが、シールド材に覆われた状態のもとで各ケーシング内に各別に収容されることで、分割型変流器１の全体が形成されることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、図４〜図６に示すような分割型変流器１０１にあっては、凹凸部１０６，１１６および１０７，１１７相互を嵌合させることで、例えば上記特許文献１に開示されているような非分割型変流器が備える環状磁気コアの特性と極力近似させた特性を発揮させることができるように設計するのが望ましい。
【００１２】
しかし、図４〜図６に示す従来タイプの分割型変流器１０１は、凹凸部１０６，１０７および１１６，１１７を相互に嵌合させてなる２箇所の噛合部１０８，１１８にどうしても接触面の不均一が生じてしまい、上記特許文献１などに開示されている非分割型変流器が備える環状磁気コアのような特性を実現することができない。
【００１３】
しかも、残留電流値を決定する要素としては、各ボビン部１０９ａ，１１９ａに巻線１０９ｂ，１１９ｂを施して形成されるコイル部１０９，１１９の均一性も重要になっていることから、分割された一対の磁気コア部１０３，１１３に絶縁用のボビン１０９ａ，１１９ａを被せ、その全域にわたり巻線１０９ｂ，１１９ｂを均一に整列巻きすることが望ましいものの、実際には多層巻きによってなされていることから、上記した均一性の確保が困難になっている。
【００１４】
このような不具合を解消する観点からは、コイル部１０９，１１９に誘導される起電力を電気的に補正して残留電流を抑制することも有効ではあると考えられるものの、回路的に複雑化してコストアップを招いてしまうという課題が残ることになる。
【００１５】
本発明は、従来技術の上記課題に鑑み、磁気センサの分割部位における磁気抵抗を機械的に調整して残留電流を絞り込むようにした分割型変流器を提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、それぞれが一端部と他端部とに備える複数枚の櫛歯状突片からなる凹凸部を相互に嵌合させた噛合部を介して環状に閉止される一対の磁気コア部と、これらの各磁気コア部に前記凹凸部側を残して覆設された各ボビン部に巻線を施して形成されるコイル体とからなる一対の磁気センサを備える分割型変流器において、共に複数枚の透磁性金属板を積層してなる前記磁気コア部のうち、いずれか一方の前記磁気コア部は、前記閉止時に前記一端部の一側最外側と前記他端部の他側最外側とに前記透磁性金属板から延設された前記櫛歯状突片がそれぞれ位置するように配列させて形成され、一方の前記磁気コア部が備える前記一側最外側の前記櫛歯状突片と前記他側最外側の前記櫛歯状突片とは、対応する位置関係にある前記ボビン部に付設された非磁性材からなる各間隔調整手段を介して、その閉止時に隣り合う他方の前記磁気コア部の櫛歯状突片との間隔を拡げてその拡開位置を固定可能に配設したことを最も主要な特徴とする。
【００１７】
この場合、前記間隔調整手段のそれぞれは、最外側に位置する前記櫛歯状突片の基部を内側から掛止するフランジ部を奥端面に備える調整用螺杆と、該調整用螺杆と螺合させてこれを外方に引き出すべく前記ボビン部にインサートされた雌ねじ金具と、該雌ねじ金具から突出する先端面側から前記調整用雄ねじ杆に螺着させてその位置を固定する固定ナットとで形成するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、製作時に巻線や磁気抵抗のバラツキがあっても、組み上げた後に各間隔調整手段を介して調整する簡単な事後操作により性能を改善することができるので、作業性を向上させることができる。
【００１９】
また、従来のように巻線部位にて電気的に調整する方法に比べて巻線工程をそれだけ単純化することができるだけでなく、コイル体に誘導される起電力を電気的に補正して残留電流を抑制するための回路も不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一例をシールド部材と外ケースとを除いた状態で示す説明図であり、そのうちの（ａ）は平面図を、（ｂ）は正面図を、（ｃ）は右側面図をそれぞれ示す。
【図２】図１（ｂ）に示す例につき巻線を省略した状態で示すＡ−Ａ線矢視方向での拡大断面図。
【図３】図１に示す例につき巻線を省略した状態で示す全体斜視図。
【図４】従来から零相変流器として用いられている分割型変流器の一例をシールド部材と外ケースを除いた状態で示す正面図。
【図５】図４に示す従来例につき巻線を省略した状態で示すＢ−Ｂ線矢視方向での拡大断面図。
【図６】図４に示す例につき巻線を省略した状態で示す全体斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜図３によれば、分割型変流器１１は、それぞれが一端部１３ａ，４３ａと他端部１３ｂ，４３ｂとに１枚おきとなって配列される複数枚の櫛歯状突片１７，４７からなる凹凸部１５，４５および櫛歯状突片１８，４８からなる凹凸部１６，４６を、相互に互い違いに嵌合させてなる噛合部２３，２４を介して環状に閉止される一対の磁気コア部１３，４３と、これらの各磁気コア部１３，４３に凹凸部１５，４５および１６，４６側を残して覆設される各ボビン部２６，５２に巻線２９，５３を施して形成されるコイル体２５，５１とで構成される一対の磁気センサ１２，４２を備えて形成されている。
【００２２】
この場合、一対の磁気コア部１３，４３は、同一複数枚、例えば図示例のように１２枚の略コ字形を呈する高透磁率のパーマロイなどのような透磁性金属板１１４，４４を積層することでそれぞれが形成されており、それぞれの一端部１３ａ，４３ａと他端部１３ｂ，４３ｂとを相互に向き合わせることで、噛合部２３，２４を介して環状に組み合わせることができるようになっている。
【００２３】
しかも、これらの磁気コア部１３，４３のうち、いずれか一方、図示例では下側に位置する磁気コア部１３は、一対の磁気センサ１２，４２を図３に示すような配置関係で環状に閉止させた際に、一端部１３ａの一側最外側１９と他端部１３ｂの他側最外側２０とに透磁性金属板１４側から延設された櫛歯状突片１７，１８がそれぞれ位置するように、つまり左右対称な配置関係となるように配列させて形成されている。
【００２４】
これに対し、上側に対向配置される他方の磁気コア部４３は、一端部４３ａの一側最外側４９に位置する櫛歯状突片４７が、下側に位置する磁気コア部１３がその一端部１３ａの一側最外側１９に位置する櫛歯状突片１７の内側に、他端部４３ｂの他側最外側５０に位置する櫛歯状突片４８が、下側に位置する磁気コア部１３がその他端部１３ｂの他側最外側２０に位置する櫛歯状突片１８の内側に、それぞれ入り込む位置関係のもとで対向配置されている。
【００２５】
つまり、一対の磁気センサ１２，４２を環状に閉止させた際、磁気コア部１３の一端部１３ａが位置する一側最外側１９には、対応する透磁性金属板１４側からから延設された櫛歯状突片１７が、磁気コア部１３の他端部１３ｂが位置する他側最外側２０には、同じく対応する透磁性金属板１４側からから延設された櫛歯状突片１８がそれぞれ表出することになる。
【００２６】
しかも、磁気コア部１３の一端部１３ａが位置する一側最外側１９に表出する櫛歯状突片１７は、ボビン部２６に配設された間隔調整手段３４を介して、その閉止時に隣り合う他方の磁気コア部４３の一端部４３ａの櫛歯状突片４７との間隔を拡げた状態のもとで、その拡開位置を固定可能にして配設されている。
【００２７】
これを図示例に即して詳しく説明すれば、間隔調整手段３４は、一側最外側１９に位置している櫛歯状突片１７における透磁性金属板１４との境界部位に位置する基部１７ａに穿設された掛合孔２１にその内側方向から差し込んでフランジ部３７を掛止させて配置される調整用螺杆３５と、該調整用螺杆３５と螺合させてこれを外方に引き出すべくボビン部２６側にインサートされた雌ねじ金具３８と、該雌ねじ金具３８から突出する部位の調整用螺杆３５に螺着させてその位置を固定する固定ナット３９とで形成されている。
【００２８】
この場合、間隔調整手段３４を構成している各部材のうち、非磁性材からなる調整用螺杆３５は、その先端面３５ａに刻設されたドライバー用の掛止溝３６と、奥端面３５ｂに付設されて櫛歯状突片１７が備える掛合孔２１にその内側から掛止されるフランジ部３７とを備えて形成されている。
【００２９】
また、ボビン部２６の一側開放端部２６ａは、櫛歯状突片１７側を突出させた状態でその周囲を囲繞するように鍔状に配置された囲壁部２７を備えて形成されており、該囲壁部２７を介して巻線２９の一端２９ａ側が図１に示されているようにその内側に位置するように配置されている。
【００３０】
しかも、一側最外側１９に位置する櫛歯状突片１７が備える掛合孔２１の軸方向と対面する部位の囲壁部２７には、雌ねじ金具３８をインサートするための円筒部２８が、櫛歯状突片１７の基部１７ａ側に位置するボビン部２６の一側開放端部２６ａの内側面を含む領域に該櫛歯状突片１７を外方に向けてやや拡開変形させる際に必要な空隙３０を介在させて形成されている。
【００３１】
このため、間隔調整手段３４は、図２に示されているように一側最外側１９に位置して表出している櫛歯状突片１７の掛合孔２１に内側からフランジ部３７を掛止させ、雌ねじ金具３８に調整用螺杆３５をその先端面３３ａの掛止溝３４側が突出するようにして螺合させ、その突出部位に固定ナット３９を螺合配置することで、その全体が構成されることになる。
【００３２】
また、磁気コア部１３の他端部１３ｂが位置する他側最外側２０に表出する櫛歯状突片１８は、ボビン部２６の他側開放端部２６ｂに備える囲壁部３１に、磁気コア部１３の一端部１３ａ側と同様にして配設された間隔調整手段３４を介して、その閉止時に隣り合う他方の磁気コア部４３の他端部４３ｂの櫛歯状突片４８との間隔を拡げた状態のもとで、その拡開位置を固定可能にして配設されている。なお、間隔調整手段３４自体の取付け構造は、磁気コア部１３の一端部１３ａと同一なので、同一箇所には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
また、下側に位置するボビン部２６がその一側開放端部２６ａ側に備える囲壁部２７の表出面には、上側に位置するボビン部５２がその一側開放端部５２ａ側に備える囲壁部２７の表出面に配置されている他側基板５５と、その閉止時に近接対面する一側基板３３が配置されている。
【００３４】
しかも、閉止時における一側基板３３と他側基板５５とは、該他側基板５５が備えるコネクタ５５ａを介して一側基板３３の接点３３ａと電気的に接触させることができるようになっている。
【００３５】
さらに、各透磁性金属板１４，４４が備える個々の櫛歯状突片１７，１８，４７，４８は、それぞれの開放端側に調整用螺杆３５の外径よりも大径は略半円状に凹設された逃し溝６２を各別に備える同一構造のもと形成されている。
【００３６】
つまり、一対の磁気センサ１２，４２は、各透磁性金属板１４，４４を同じ配列状態となるように積層形成された磁気コア部１３，４３のそれぞれに、同一構造を備える各コイル体２５，５１を各別に覆設することで形成された同一構造体として用意され、、一側基板３３と他側基板５５とが相互に対向する位置関係となるように配置することで組み合わせることができる。
【００３７】
したがって、一側最外側１９に位置する櫛歯状突片１７と他側最外側２０に位置する櫛歯状突片１８とは、それぞれの逃し溝６２を介することで、その閉止時に調整用螺杆３５に当接させることなく配置して噛合部２３，２４を形成することができる。
【００３８】
そして、図示は省略してあるが、このようにして形成されている各磁気センサ１２，３２は、シールド材（図示せず）に覆われた状態のもとでそれぞれの外ケーシング（図示せず）内に各別に収容することで、分割型変流器１１の全体が形成されることになる。
【００３９】
次に、このような構成からなる本発明の作用・効果を説明すれば、分割型変流器１１は、上下一対の磁気コア部１３，４３を図１に示すようにその閉止時に一端部１３ａ，４２ａ側の凹凸部１５，４５相互で噛合部２３を、他端部１３ｂ，４３ｂ側の凹凸部１６，４６相互で噛合部２４をそれぞれ形成して環状に組み合わせることができる。
【００４０】
このとき、下側に位置する磁気コア部１３は、その一端部１３ａ側の一側最外側１９に櫛歯状突片１７を、他端部１３ｂ側の他側最外側２０に櫛歯状突片１８をそれぞれ表出させた状態で上側に位置する磁気コア部４３と組み合わされることになる。
【００４１】
しかも、下側に位置する磁気コア部１３の一側最外側１９に位置する櫛歯状突片１７と、他側最外側２０に位置する櫛歯状突片１８とは、ボビン部２６の一側開放端部２６ａに備える囲壁部２７と、他側開放端部２６ｂに備える囲壁部３１とを介して配設されている配設された各間隔調整手段３４を介して、その閉止時に隣り合う上側に位置する磁気コア部４３の一端部４３ａの櫛歯状突片４７と、他端部４３ｂの櫛歯状突片４８とのそれぞれの間隔を拡げた状態のもとで、その拡開位置を固定可能にして配設刷ることができるようになっている。
【００４２】
これを下側に位置する磁気コア部１３の一側最外側１９に位置する櫛歯状突片１７について詳しく説明すれば、該櫛歯状突片１７は、調整用螺杆３５が奥端面３５ｂに備えるフランジ部３７が掛合孔２１を介して掛止されている。
【００４３】
しかも、調整用螺杆３５は、その先端面３５ａ側が外方に突出するにようにして配置されているので、該先端面３５ａに備える掛合溝３６に例えばドライバの刃先を掛止させて引き出し方向に回転させることで、雌ねじ金具３８と螺合した状態のもとで外方へと移動させることができる。
【００４４】
このとき、一側最外側１９に位置する櫛歯状突片１７は、外方に移動する調整用螺杆３５の動きにフランジ部３７を介して従動させられる結果、外側に拡開させることができる。
【００４５】
つまり、一側最外側１９に位置する櫛歯状突片１７は、上側に位置する磁気コア部４３にあって該櫛歯状突片１７と隣り合う櫛歯状突片４７との間隔を拡開させることができることになる。
【００４６】
このような拡開操作は、下側に位置する磁気コア部１３の他側最外側２０に位置する櫛歯状突片１８に対しても、同様にして構成されている他の間隔調整手段３４を介して行うことができる。
【００４７】
そして、この場合における具体的な調整操作は、残留電流が最大となる位置に往復電路を配して、分割型変流器１１を設置し、実際に電流を流して噛合部２３，２４の２箇所にて磁気抵抗を調整して残留電流を絞り込んだ後、調整用螺杆３５に固定ナット３９を緊締螺着してその位置を固定することで行われる。
【００４８】
つまり、図４〜図６に示すような従来からある分割型変流器１０１による場合には、その特性は固定的に決定されてしまって、事後的により好ましい特性へと改善することができなかったが、本発明によれば、間隔調整手段３４を操作することで特性を事後的に調整することができることになる。
【００４９】
このため、本発明による場合には、製作時に巻線２９，５３や磁気抵抗のバラツキがあっても、組み上げた後に各間隔調整手段３４を介して調整操作することで、性能および作業性を向上させることができる。
【００５０】
また、本発明による場合には、従来のように巻線部位にて電気的に調整する方法に比べて巻線工程をそれだけ単純化することができるだけでなく、コイル体に誘導される起電力を電気的に補正して残留電流を抑制するための回路も不要とすることができる。
【００５１】
以上は、本発明を図示例に基づいて説明したものであり、その具体的な構成はこれに限定されるものではない。例えば、図１，図２には、同一形状の部材を共用してコストダウンを図ることができるので、一側最外側１９と他側最外側２０とに間隔調整を可能に配設される櫛歯状突片１７，１８を有するそれぞれの透磁性金属板１４のほか、櫛歯状突片を有するその他の透磁性金属板のすべてにも逃し溝６２を設けた例が示されている。しかし、透磁性能を向上させる観点からは、一側最外側１９と他側最外側２０とに位置する櫛歯状突片１７，１８を有するそれぞれの透磁性金属板１４にのみ逃し溝６２を設けておくことで、その閉止時に調整用螺杆３５に当接させることなく噛合部２３，２４を形成することができるようにしておくのが望ましい。
【符号の説明】
【００５２】
１１  分割型変流器
１２，４２  磁気センサ
１３，４３  磁気コア部
１３ａ，４３ａ  一端部
１３ｂ，４３ｂ  他端部
１４，４４  透磁性金属板
１５，１６，４５，４６  凹凸部
１７，１８，４７，４８  櫛歯状突片
１７ａ  基部
１９，４９  一側最外側
２０，５０  他側最外側
２１  掛合孔
２３，２４  噛合部
２５，５１  コイル体
２６，５２  ボビン部
２６ａ，５２ａ  一側開放端部
２６ｂ，５２ｂ  他側開放端部
２７，３１，５４，５６  囲壁部
２８  円筒部
２９，５３  巻線
２９ａ，５３ａ  一端
２９ｂ，５３ｂ  他端
３０  空隙
３３  一側基板
３３ａ  接点
３４  間隔調整手段
３５  調整用螺杆
３５ａ  先端面
３５ｂ  奥端面
３６  掛止溝
３７  フランジ部
３８  雌ねじ金具
３９  固定ナット
５５  他側基板
５５ａ  コネクタ
６２  逃し溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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