(57)【要約】【課題】襲雷時にのみ耐雷トランス３を経由した低圧電源電路を形成し、平常時または、去雷時に低圧電源電路が耐雷トランス３を経由しない状態に切替え、かつ電路切替え途中においても無停電状態で出来、省スペースで安価に提供することにある。【解決手段】絶縁材料にてモールド成型された耐雷トランス３に開閉器２を備え、前記開閉器２には襲雷を検出する検出部１と、前記開閉器２は電源から負荷側へと中間電極８を経由し接続する第１電路と、電源側から耐雷トランス３を介して負荷側へと接続する第２電路を備えて、襲雷の情報に応じて電路を切替える機能を備えた装置において前記略立方体形状からなる耐雷トランス３上面に略立方体形状からなる前記開閉器２をネジにより結合することで、耐雷トランスと開閉器が構造的に結合されると共に電路が形成されることを特徴とする耐雷トランス付き防雷開閉器。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐雷トランス４を備えた開閉器３であって、該開閉器３には襲雷を検出する検出部２と、２つの電路を切替える機構部６および電極部からなり、前記開閉器３は電源側から負荷側へと電路を接続する第１電路と、電源側から耐雷トランス４を介して負荷側へと接続する第２電路を備えており、平常時は第１電路にて形成されており、襲雷時には第２電路へと切換え、さらに去雷時には再び第１電路へと自動的に電路を切替える機能を備えた装置において、
該開閉器３は、エポキシ樹脂の絶縁材料で形成された有底の箱型形状の構造体３１と、
構造体３１内部の電極部は対向する鉛直面にそれぞれ固定支持された断面形状が略Ｌ字形状で、電源電路に接続される電源側固定電極３７と負荷電路に接続される負荷側固定電極３５を設け、該電源側固定電極３７や負荷側固定電極３５に対して回転可能に狭持されるように２枚刃から成る電源側可動電極３３と負荷側可動電極３２とがそれぞれ備えられ、
第２電路を形成するために電源側可動電極３２が外側への揺動時、該電源側可動電極３２の先端部で狭持されるように断面形状が略Ｌ字形状のトランス入力電極３８と、同様に負荷側可動電極３３が外側への揺動時、該負荷側可動電極３３の先端部で狭持されるように断面形状が略Ｌ字形状のトランス出力電極３６とが構造体３１底面に固定配置され、該構造体３１の底面でトランス出力電極３６の取付部３６ｅやトランス入力電極３８の取付部３８ｅに当接する箇所には貫通穴３１ａ、３１ｂを設け
さらに、エポキシ樹脂の絶縁材料でモールド成形された耐雷トランス上面部には、その上面より突出した状態で耐雷トランスの１次コイル４３や２次コイル４４に電気的に接続された金属ネジ用穴４２、４１とを備え、
該耐雷トランス４の上面に該開閉器３に設けられた貫通穴と金属ネジ用穴４２、４１を勘合させ設置することで、トランス入力電極３８の取付部３８ｅやトランス出力電極３６の取付部３６ｅと該金属ネジ用穴４２、４１が接触する構成としたことを特徴とする耐雷トランス付き防雷開閉器。
【請求項２】
該開閉器３において、第１電路を形成するために該電源側可動電極３３と負荷側可動電極３２が内側に揺動する際にそれぞれの可動電極３３、３２の先端部で狭持されるように該構造体３１底面に中間電極３４を備えたことを特徴とする請求項１の耐雷トランス付き防雷開閉器。
【請求項３】
該開閉器３において、該電源側可動電極３３は該中間電極３４とトランス入力電極３８、また該負荷側可動電極３２は該中間電極３４とトランス出力電極３６とにそれぞれ同時に狭持できるように先端部をＴ字形状としたことを特徴とする請求項２の耐雷トランス付き防雷開閉器。
【請求項４】
該開閉器３において、第１電路を形成するために該電源側可動電極３３と該負荷側可動電極３２が内側への揺動時、それぞれの可動電極３３、３２の先端部がお互い接触する構成とした請求項１の耐雷トランス付き防雷開閉器。
【請求項５】
該開閉器３において、該電源側可動電極３３は該負荷側可動電極３２とトランス入力電極３８に、また該負荷側可動電極３２は該電源側可動電極３３とトランス出力電極３８に接触するようにそれぞれの可動電極３３、３２先端部はＴ字形状をしている請求項４の耐雷トランス付き防雷開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雷害を防止する目的で、雷接近時には低圧電源電路を耐雷トランス経由の電路に切替え、去雷時、および平常時には電源側と負荷側を接続させるための中間電極経由の電路に切替える耐雷トランス付き防雷開閉器の装置の改良に係り、特に前記耐雷トランス部と前記開閉器をコンパクトかつ、合理的に配置する構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、落雷によって発生する雷サージが商用周波電源線を伝播して建物内に侵入し、電源線に接続されている電気機器等を破壊させることが知られており、雷サージ過電圧から電気機器を保護するために種々の保護システムが提案されている。（特許文献参照願います）
【０００３】
さらに、本出願人は特願２００２−２５８２１７号にて、雷接近の有無を判断して、雷接近時には、低圧電源線に被保護機器を接続している平常状態から非保護機器を低圧電源線から切り離す耐雷状態に切替えることにより被保護機器を保護する耐雷システムを提案している
【０００４】
【特許文献１】特公平７−８９７１２号報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記耐雷トランスには鉄損などによる電力損失がそのトランス容量の３〜１０％程度と大きいため、襲雷時以外は耐雷トランスを電源線路より切り離したいという要望があり、また、本出願人のシステムにおいては襲雷時においては低圧電源線より電路を切り離すため停電状態となり、去雷時に低圧電源が復帰したとき被保護機器の襲雷前の情報がリセットされるという不具合があった。
【０００６】
本発明は、襲雷時にのみ耐雷トランスを経由した低圧電源電路を形成し、平常時または、去来時には低圧電源電路が耐雷トランスを経由しない状態に切替え、かつ電路切替え途中においても無停電状態にならず、設置スペースを最小限度に押さえ、簡易で安価な構成の装置を提供する本出願人が発明した特願２００４−１５４２０２号の別構成に関する発明である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１の発明においては耐雷トランス４を備えた開閉器３であって、該開閉器３には襲雷を検出する検出部２と、２つの電路を切替える機構部６および電極部からなり、前記開閉器３は電源側から負荷側へと電路を接続する第１電路と、電源側から耐雷トランス４を介して負荷側へと接続する第２電路を備えており、平常時は第１電路にて形成されており、襲雷時には第２電路へと切換え、さらに去雷時には再び第１電路へと自動的に電路を切替える機能を備えた装置において、
該開閉器３は、エポキシ樹脂の絶縁材料で形成された有底の箱型形状の構造体３１と、
構造体３１内部の電極部は対向する鉛直面にそれぞれ固定支持された断面形状が略Ｌ字形状で、電源電路に接続される電源側固定電極３７と負荷電路に接続される負荷側固定電極３５を設け、該電源側固定電極３７や負荷側固定電極３５に対して回転可能に狭持されるように２枚刃から成る電源側可動電極３３と負荷側可動電極３２とがそれぞれ備えられ、
第２電路を形成するために電源側可動電極３２が外側への揺動時、該電源側可動電極３２の先端部で狭持されるように断面形状が略Ｌ字形状のトランス入力電極３８と、同様に負荷側可動電極３３が外側への揺動時、該負荷側可動電極３３の先端部で狭持されるように断面形状が略Ｌ字形状のトランス出力電極３６とが構造体３１底面に固定配置され、該構造体３１の底面でトランス出力電極３６の取付部３６ｅやトランス入力電極３８の取付部３８ｅに当接する箇所には貫通穴３１ａ、３１ｂを設け
さらに、エポキシ樹脂の絶縁材料でモールド成形された耐雷トランス上面部には、その上面より突出した状態で耐雷トランスの１次コイル４３や２次コイル４４に電気的に接続された金属ネジ用穴４２、４１とを備え、
該耐雷トランス４の上面に該開閉器３に設けられた貫通穴と金属ネジ用穴４２、４１を勘合させ設置することで、トランス入力電極３８の取付部３８ｅやトランス出力電極３６の取付部３６ｅと該金属ネジ用穴４２、４１が接触する構成としたことを特徴とする耐雷トランス付き防雷開閉器であり、
請求項２の発明においては、該開閉器３において、第１電路を形成するために該電源側可動電極３３と負荷側可動電極３２が内側に揺動する際にそれぞれの可動電極３３、３２の先端部で狭持されるように該構造体３１底面に中間電極３４を備えたことを特徴とする請求項１の耐雷トランス付き防雷開閉器であり、
請求項３の発明においては、該開閉器３において、該電源側可動電極３３は該中間電極３４とトランス入力電極３８、また該負荷側可動電極３２は該中間電極３４とトランス出力電極３６とにそれぞれ同時に狭持できるように先端部をＴ字形状としたことを特徴とする請求項２の耐雷トランス付き防雷開閉器であり、
請求項４の発明においては該開閉器３において、第１電路を形成するために該電源側可動電極３３と該負荷側可動電極３２が内側への揺動時、それぞれの可動電極３３、３２の先端部がお互い接触する構成とした請求項１の耐雷トランス付き防雷開閉器であり、
請求項５の発明は該開閉器３において、該電源側可動電極３３は該負荷側可動電極３２とトランス入力電極３８に、また該負荷側可動電極３２は該電源側可動電極３３とトランス出力電極３８に接触するようにそれぞれの可動電極３３、３２先端部はＴ字形状をしている請求項４の耐雷トランス付き防雷開閉器である。
【発明の効果】
【０００８】
耐雷トランス４の上面に開閉器３を設置固定する際には、ネジにて開閉器３内部に設けられたトランス入力、出力電極３６、３８を介して耐雷トランス４の上面より突出した金属ネジ用穴４２、４１を、それぞれネジ着接合することで第２電路の形成と更に耐雷トランス４と開閉器３の組立てが１度に行える。そのため該耐雷トランス４と前記開閉器３の各電極間の接続が特別な部材を使用せずともネジ接続により簡単に電路を形成することができる。
【０００９】
そして、上記の如く開閉器３を絶縁材料でモールド成型された耐雷トランス４上面に設置することで、該開閉器３と耐雷トランス４間の絶縁が確保される。
【００１０】
また、耐雷トランス４の上面に開閉器３を配置し、その上面に検出部２を縦に組み付けることで設置面積が少なく狭いスペースでも設置することができ、さらに組み付け状態において重量のある耐雷トランス３が装置の下部に配置されることで安定した設置が提供できる。
【００１１】
さらに、第１電路から第２電路への切替え時、第１電路と第２電路が同時に形成されることで、無停電にて電路切替えが行えるため、負荷側に接続されている被保護機器における襲雷前の情報がリセットされる事が無く、電路切替え前後で、被保護機器に対して特に余計な操作を必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に本発明の好ましい実施の形態を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
以下、本考案の実施例を図１から図５を参照しながら説明する。
実施例の耐雷トランス４付き防雷開閉器１０は需要家の引き込み口と負荷側の間に取付けられ、平常時は図１の実線に示すように電源側から中間電極３４を経由し負荷側へと接続する第１電路が形成されており、襲雷検出時においては自動的に電源側から耐雷トランス４を経由して負荷側へ接続する図１の２点鎖線で示すように第２電路が形成され、去雷時には自動的に第１電路に復帰させる機能を備えた装置である。
【００１４】
耐雷トランス４付防雷開閉器１０の概略構成としては、エポキシ樹脂の絶縁材料にてモールド成型された耐雷トランス４と、該耐雷トランス４の上面に配置される第１電路、第２電路を自動的に切替えるための開閉器３と、該開閉器３の上面に設けられた襲雷を検出する検出部２により構成されている。
【００１５】
図２に示すように、耐雷トランス４は１次コイル４３（電源側）、２次コイル４４（負荷側）がエポキシ樹脂の絶縁材料にてモールド成形されており、底面側の四隅には、装置全体の設置部に使用されるゴム足５が図示しない取付穴部に設けられている。また、該耐雷トランス４上面部には、インサート成形された金属ネジ用穴４２、４１が上面より突出して設けられており、該金属ネジ用穴４２は絶縁材料でモード成形された耐雷トランス４の１次コイル側４３（電源側）に、該金属ネジ用穴４１は２次コイル側４４（負荷側）に電気的に接続されている。
【００１６】
耐雷トランス４の電源側や負荷側に電気的に接続された該金属ネジ用穴４２、４１は、後ほど詳細に説明する開閉器３内部で底面に設けられたトランス入力電極３８、トランス出力電極３６と接触できるように該開閉器に設けられた構造体３１の肉厚より長く設けてあることで、耐雷トランス４経由の電路が形成されている。
【００１７】
耐雷トランス４の上面に設置される開閉器３は、エポキシ樹脂の絶縁材料からなる上面が開放した有底の箱形状をした構造体３１の内部に第１電路および第２電路を形成するための電極部や電極切替えを行う機構部６が設けられている。
【００１８】
電極部の構成としては、電路を切替えるための電源側可動電極３３および負荷側可動電極３２とがそれぞれ３相構成されており、それらの支持部を形成し電源線路や負荷線路に接続するための固定電源電極３７や固定負荷電極３５に回転可能に支持され、第１電路を形成するために電源側及び負荷側可動電極３３、３２先端部が構造体３の中心部に揺動する際に接触する位置に構造体３１底部に固定配置された中間電極３４とで構成されている。
【００１９】
さらに、耐雷トランス４経由の第２電路を形成するために、それぞれの可動電極３２、３３の先端部が外側への揺動時において接触する位置に配置されたトランス入力電極３８、トランス出力電極３６が構造体３１の底面で鉛直面付近に固定されている。
【００２０】
固定電源電極３７は、断面形状が略Ｌ字形状で銅材からなる部材にて構成されており、構造体３１内部の鉛直面より突出した取付部３１ｃに該固定電源電極３７の水平面部３７ｂがネジ固定されている。さらに該固定電源電極３７の鉛直面部には２枚の電極からなる電源側可動電極３３が狭持できるように、支持部３３ｆを構成しており、その支持部３３ｆには固定電極３７と可動電極３３に対してネジ３３ａが挿通され、さらに可動電極３３の外面とネジ３３ａの頭部の間には圧縮コイルバネ３３ｄが取付けられていることで、可動電極３３は固定電源電極３７に必要な接触圧力が確保できる構成をしている。
【００２１】
同様に、固定電源電極３７に対向する構造体３１の鉛直面には、断面形状が略Ｌ字形状で銅材からなる部材にて構成された固定負荷電極３５が構造体の取付部３２ｃにネジ固定されており、負荷側可動電極３２や必要な接触圧力を確保する構成についても電源側可動電極３７同様に形成されている。
【００２２】
電源側、負荷側可動電極３２、３３には支持部３２ｆ、３３ｆでの接触圧力を確保するための構造と同様、それらの先端部が中間電極３４やトランス入力電極３８、トランス出力電極３６の接続時に必要な接触圧力を確保するために、可動電極３２、３３の先端付近にネジ３３ｂ、３２ｂを挿通させネジ３３ｂ、３２ｂ頭部と電極３２、３３の外面との間に２枚の電極３２、３３が互いに狭持し合うように圧縮コイルバネ３３ｄを取付けている。さらにＴ字形状をした可動電極３２、３３のそれぞれの先端部３２ｃ、３３ｃを外側に曲げることでトランス入力電極３８、トランス出力電極３２、または中間電極３４への案内部が形成されることで、電路切替え時の負荷を軽減させる構成をしている。
【００２３】
さらに、該可動電極３２、３３先端部のＴ字形状は、トランス入力電極３８（トランス出力電極３６）から中間電極３４への遥動時や中間電極３４からトランス入力電極３２（トランス出力電極３３）への遥動時においては、該中間電極３４と該トランス入力電極３８とが同時に接触する構成となっている。
そのため、電路切替え時（第１電路から第２電路、もしくは第２電路から第１電路）においては電路が切断されることが無く、無停電による電路切替え可能となる。
【００２４】
なお、図４に示すように第１電路を形成するための中間電極３４を設けず、電源側可動電極３３、および負荷側可動電極３３の先端部が中心部への揺動時に互いに狭持する構成であっても良い。その場合は電源側、負荷側の可動電極３２、３３の先端形状は、お互いが重なり合うように、それぞれの可動電極３３、３２の外側に配置される側の電極先端部に曲げ部３３Ｃ、３２Ｃを設けることで、電極接続の案内部が構成され、確実に電極が接続され、投入負荷が軽減される。
【００２５】
前記のような第１電路形成の構成においても、それぞれの可動電極３２、３３先端部が互いに重なり合う状態から該トランス入力電極３８やトランス出力電極３６に接続するように電路が切り替わる状態においては、電路が切断されることがないように、それぞれの可動電極の先端形状がＴ字形状をしていることで第１電路、第２電路が同時に形成される構成をしている。
【００２６】
次に、第２電路を形成するためには、電源側、負荷側可動電極３２、３３が外側への揺動時、それぞれの可動電極先端部により狭持されるように開閉器３の底面に固定配置された断面形状が略Ｌ字形状をした銅材にて構成されたトランス入力電極３８、およびトランス出力電極３６が設けられており、トランス入力電極３８、およびトランス出力電極３６の水平面部には構造体４にネジ固定するためのネジ用穴３８ｃ、３６ｃとは別に取付け穴３８ｂ、３６ｂが設けられている。
【００２７】
この取付け穴３８ｂ、３６ｂの構造体３１側の対向面には、貫通穴３１ｂ、３１ａが貫通して設けられている。そのため耐雷トランス４と開閉器３を結合させる際には、耐雷トランス４の上面に設けられた突出した金属ネジ用穴４２、４１に対して該開閉器３の貫通穴３１ｂ、３１ａを勘合させ、ネジにてトランス入力電極３８やトランス出力電極３６に設けられた取付け穴３８ｃ、３６ｃを介して耐雷トランス４の金属ネジ用穴４２、４１とをネジ着結合させることで構造的には１体となり、さらには金属ネジ用穴４２先端部と開閉器４に設けられたトランス入力電極３８が接触することで、耐雷トランス４を経由し開閉器３に設けられたトランス出力電極３６へと電路が形成される。
【００２８】
機構部６には、前記開閉器３の電路を切替えるため構造体３１の上部で中央付近の背面側にギヤードモータ６３が設けられて、その出力軸６３ａに固定された絶縁材料からなる円柱形状の回転軸６４は回転可能に構造体３１にて支持されており、回転軸６４に設けられた絶縁材料からなる連結部６１は、可動電極３２、３３の回転支点３３ｆ、３２ｆより上部側に設けられた穴３２ｅ、３３ｅに回転可能に挿通された連結軸６５と、該連結軸６５に接続される絶縁材料からなるリンク６２とで連結されていることで、ギヤードモータ６３の出力軸６３ａが図１の状態（第１電路）から時計方向へ回転することで図１に示す２点鎖線状態（第２電路）に可動電極３３、３３が遥動し電路が切り替わる。
【００２９】
なお、図３に示すように３相の電極を可動させるための構成としては、連結軸６５を３相並列配置された電源側可動電極や、負荷側可動電極に設けられた挿通穴    にそれぞれ貫通して取付け、その連結軸６５とリンク６２とが連結されているが、図４に示すようにそれぞれの電源側可動電極３３や負荷側可動電極３２に回転可能に支持された絶縁材料からなるリンク６２Ａと回転軸６４Ａに設けられた連結部６１Ａを回転可能な状態にて連結しても問題ない。
【００３０】
雷サージを検出する検出部２は、雷ノイズ電波を検出するためのアンテナ部１と、検出された雷ノイズ電波に基づき開閉器の電路切替えの判断や、電路を切替えるためのギヤードモータ６３の回転制御を行う図示しない制御部から構成される。前記アンテナ１は検出部２に設けた図示しないアンテナ取付部に対して抜き差し可能な構成である。
【００３１】
雷サージの検出方法については、制御部に設けられたタンク回路から出力される電流値や、その積分値を計算することで、雷接近の判定を行う方法であるが、ここでは制御フローや制御回路構成については省略する。
【００３２】
次に耐雷トランス付き防雷開閉器の電気回路について図５を参照に説明する。
耐雷トランス付き防雷開閉器の低圧電源線路は１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ側に接続され負荷側電線線路は１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ側に接続されている。平常時の電路（第１電路）はそれぞれの可動電極３２、３３先端部が中間電極３４に投入されることで、中間電極３４により電源側から負荷側へと電路が形成される。電気回路図においては電源線路１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃから１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃの可動電極３３を介して１０８の中間電極３４に接続され１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃの可動電極３２から１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃの負荷電線電路へと接続される。
【００３３】
襲雷が検出され可動電極３２、３３が第１電路から第２電路への切替わり時、可動電極３２、３３は図１に示す２点鎖線のように揺動し、図５における電気回路図においては、該中間電極部１０８よりトランス入力電極３８に相当する１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃへと切り替わり、トランス出力電極３６に相当する１００ａ、１００ｂ、１００ｃへと接続されることで耐雷トランスを経由した電源側から負荷側への電路が形成される。
【００３４】
なお、図４のように中間電極３４が無い場合においては、図５の電気回路における１０８が無く、直接１１７ａと１１５ａ、１１７ｂと１１５ｂ、１１７ｃと１１５ｃが接続される構成となる。
【００３５】
次に動作について説明する。
雷が到来していない平常時においては、前記開閉器３の電路は耐雷トランス４を経由しない図１の実線状態で示されている第１電路が形成されて負荷側に接続されている。
【００３６】
襲雷による雷サージ電波が検出部２により検出され、第１電路から第２電路への電路切替えが必要と判断された場合、検出部２の制御部より該機構部６のギヤードモータ６３に対して時計方向への回転信号が出力される。時計方向に回転された回転軸６４はリンク６２を介して可動電極３２、３３を遥動させることで耐雷トランス３を経由する第２電路に無停電状態を維持しながら切り替わり、図示しないセンサーにより回転停止位置が検知されると、ギヤードモータ６３に回転停止信号が出力され、回転が停止される。
【００３７】
また、去雷時には、検出部２の制御部より該ギヤードモータ６３に対して反時計方向への回転信号が出力さることで、前記襲雷時と同様に無停電状態を維持しながら自動的に平常時の第１電路に切り替わる。
【００３８】
上述のように電路切替えが無停電にて行えるため、負荷側に接続されている機器などの電源がリセットされることなく雷サージより被保護機器が保護される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】開閉器と耐雷トランスの組合せ構成を示す部分断面部
【図２】本発明である耐雷トランス付き防雷開閉器の断面図
【図３】開閉器における第１実施例の電極構成を示す斜視図
【図４】開閉器における第１実施例の電極構成を示す斜視図
【図５】本発明である開閉器の回路構成を示す回路図
【符号の説明】
【００４０】
１    アンテナ
２    検出部
３    開閉器
４    耐雷トランス
５    ゴム足
６    機構部
７    電極部
３１    構造体
３２    負荷側可動電極
３３    電源側可動電極
３４    中間電極部
３５    負荷側固定電極
３６    トランス出力電極
３７    電源側固定電極
３８    トランス入力電極
４１    金属ネジ用穴
４２    金属ネジ用穴
６１    連結部
６２    リンク
６３    ギヤードモータ
６４    回転軸
【図１】
2006221838.tif 000003
【図２】
2006221838.tif 000004
【図３】
2006221838.tif 000005
【図４】
2006221838.tif 000006
【図５】
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