(57)【要約】【課題】  漏電検出の為に別途スペースを設ける必要がなく、またブレーカの構成を大きく変更すること無く対応することができる漏電検出機能付の電子式ブレーカを提供する。【解決手段】  前面に３端子から成る負荷側端子４、背面に３端子から成る電源側端子３を配置し、負荷側端子４に至る銅バー１５で形成された電路１の一部を、１平面内に平行に配置された直線部１５Ｓで構成し、この３本の直線部１５Ｓの間となる左右２箇所に、電路電流により発生する磁気を検出する第１磁気検出素子７Ａ、第２磁気検出素子７Ｂを配置した。制御装置８が、検出した磁気情報から電路電流の不平衡を検出し、不平衡を検知したら漏電発生と判断して電路を遮断動作する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面に３端子から成る負荷側端子、背面に３端子から成る電源側端子が夫々左右方向に列設されたハウジング内に、電路開閉機構及び過電流遮断機構等を備え、三相電路に使用される電子式ブレーカであって、
前記負荷側端子に至る電路の一部は、１平面内に平行に配置された３本の銅バーを有し、前記平行に配置された３本の銅バーの間となる左右２箇所に、前記銅バーにおいて電路電流により発生する磁気を検出する磁気検出素子を配置し、
前記磁気検出素子が検出した磁気情報から漏電発生を判断する演算処理部を備えたことを特徴とする電子式ブレーカ。
【請求項２】
前記２個の磁気検出素子は、平行に配置された３本の前記銅バーのうち中央の銅バーを中心に左右対称配置したことを特徴とする請求項１記載の電子式ブレーカ。
【請求項３】
前記演算処理部は、双方の磁気検出素子が検出した磁気信号の平均値を演算し、互いの平均値が異なる場合、漏電発生と判断することを特徴とする請求項２記載の電子式ブレーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電路の電流情報等を基に演算により過電流等の電路異常の発生を判断し、電路を遮断操作する電子式ブレーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子式ブレーカは、電流検出手段、電圧検出手段、電源回路、検出した電流及び電圧情報をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ、演算により過電流等の電路異常を判断する演算処理部等を備えて、電路異常発生と判断したら遮断信号を出力して、電路を遮断操作するよう構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
一方で、電路の漏電を検出するためには通常零相電流を使用するが、零相変流器を用いずに省スペースで零相電流を検出する技術がある。例えば特許文献２では、零相変流器の代わりに１個の磁気検出素子を使用して漏電を検出している。
具体的に、特許文献２では、漏電が発生していない正常状態では、３本の電線に流れる電流により発生する磁束が打ち消し合って、磁気検出素子が磁気を検出しなくなる特定の位置関係に３本の電線と磁気検出素子を配置し、漏電が発生したら打ち消し合うバランスが崩れて磁気検出素子が磁気を検出するよう構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９５０９７号公報
【特許文献２】特開平１１−２８１６９９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に示すような従来の電子式ブレーカは漏電遮断機能が無く、漏電遮断機能を備えるためには従来のブレーカと同様に零相変流器を組み込んでいた。この場合、零相変流器はブレーカに組み込まれる素子の中でも大きな素子となるため、ブレーカのハウジング全体が大きなサイズとなっていた。
そのため、ハウジングを大きくすること無く漏電検出機能を備えるには上記特許文献２に開示されている磁気検出素子により漏電を検出する構成が考えられる。ところが、３本の電線と磁気検出素子を磁束が打ち消し合う特定の位置関係に配置するには、ある程度の配置空間が必要であり、従来横方向に並べて配置していた３本の電路の配置を変更しなければならない。これは、ブレーカハウジングの形状や構成を大きく変えることになり、現実的ではなかった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、漏電検出の為に別途スペースを設ける必要がなく、またブレーカの構成を大きく変更することなく対応することができる漏電検出機能付の電子式ブレーカ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】
【０００６】
上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、前面に３端子から成る負荷側端子、背面に３端子から成る電源側端子が夫々左右方向に列設されたハウジング内に、電路開閉機構及び過電流遮断機構等を備え、三相電路に使用される電子式ブレーカであって、前記負荷側端子に至る電路の一部は、１平面内に平行に配置された３本の銅バーを有し、前記平行に配置された３本の銅バーの間となる左右２箇所に、前記銅バーにおいて電路電流により発生する磁気を検出する磁気検出素子を配置し、前記磁気検出素子が検出した磁気情報から漏電発生を判断する演算処理部を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、負荷側端子から延設された３本の銅バーは平行に配置することができるので、従来のブレーカの構成を大きく変更する必要が無い。そして、磁気検出素子を用いて漏電を検出するため零相変流器が必要なくなり、ハウジングを大型にすることなく対応することが可能となる。更に、過電流等を判断する演算処理部に漏電の判断させれば良く、別途演算回路を必要としない。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、前記２個の磁気検出素子は、平行に配置された３本の前記銅バーのうち中央の銅バーを中心に左右対称配置したことを特徴とする。
この構成によれば、磁気検出素子は中央の銅バーを中心に左右対称配置されるので、漏電が発生していない状態では、双方の磁気検出素子が検出する磁気は同一値となる。そのため漏電発生の判断を簡易な演算で行うことができる。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の構成において、前記演算処理部は、双方の磁気検出素子が検出した磁気信号の平均値を演算し、互いの平均値が異なる場合、漏電発生と判断することを特徴とする。
この構成によれば、簡易な演算で確実に漏電を検出することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、３本の銅バーは平行に配置されるので、従来のブレーカの構成を大きく変更する必要が無い。そして、磁気検出素子を用いて漏電を検出するため零相変流器が必要なくなり、ハウジングを大型にすることなく対応することが可能となる。更に、過電流等を判断する演算処理部に漏電の判断させれば良く、別途演算回路を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る電子式ブレーカの一例を示し、上カバーを外して内部の構成を露出させた斜視図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】磁気検出素子を組み付けた基台の平面図である。
【図４】負荷側端子から接点までの電路と磁気検出素子の位置関係を示す斜視説明図である。
【図５】電路を構成する銅バーと磁気検出素子との位置関係を示す正面説明図である。
【図６】磁気検出素子の他の配置形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図３は、本発明に係る電子式ブレーカの一例を示し、図１は電子式ブレーカの上カバーを取り外して内部を露出させた状態の斜視図、図２は図１の平面図、図３は磁気検出素子を組み付けた基台の平面図を夫々示している。
【００１２】
本発明の電子式ブレーカ１は三相３線式電路に使用されるもので、合成樹脂製の基台２の後部に３つの端子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を左右方向へ配列してなる電源側端子３を配置し、基台２の前部に３つの端子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を左右方向へ配列してなる負荷側端子４が配置されている。基台２上には、電路を接続／遮断するための接点部を構成する３つの可動接触子１２と３つの固定接触子１３、過電流の発生や漏電の発生を演算により判断するＤＳＰ等からなる演算処理部やＡ／Ｄコンバータ等（何れも図示せず）を備えた制御装置８、可動接触子１２を開放動作させるための図示しない遮断機構、電路の開閉操作を行う操作ハンドル６、操作ハンドル６の操作で可動接触子１２を開閉させる図示しない開閉機構部、漏電が発生した場合にそれを検出するための磁気検出素子７（第１磁気検出素子７Ａ、第２磁気検出素子７Ｂ）等が組み付けられている。
【００１３】
電子式ブレーカ１のハウジングは、この基台２と基台２の上部を覆う図示しない上カバーとで構成され、上記制御装置８、磁気検出素子７Ａ，７Ｂ等はハウジング内に収納され、ハンドル６のみ上カバー上に露出して上方から開閉操作可能となっている。また、磁気検出素子７は制御装置８に接続され、磁気検出素子７が磁気を検出して誘起した電圧がデジタルデータに変換されて制御装置８内の演算処理部で所定の演算が実施され、漏電の有無が判定される。
【００１４】
次に、本発明の要部である磁気検出素子７による漏電発生の検出に係る構成について説明する。図４は、負荷側端子４から可動接触子１２までの電路１１（第１の電路１１ａ，第２電路１１ｂ，第３の電路１１ｃ）と、第１磁気検出素子７Ａ、第２磁気検出素子７Ｂの位置関係を示す斜視図である。この図４に示すように、電路１１は負荷座１４から帯状に延設された銅バー１５と、この銅バー１５を可動接触子１２に接続する軟銅撚り線１６とで構成されている。負荷座１４及び銅バー１５は、磁気検出素子７と共に基台２に固定されている。
尚、負荷側端子４から電源側端子３に至る電路は、この負荷側端子４から可動接触子１２までの電路１１に加えて、固定接触子１３から電源側端子３に至る電路とで構成されている。
【００１５】
負荷座１４が一体に形成された銅バー１５は、第１〜第３の電路１１ａ〜１１ｃで同一形状のものが使用されている。また、各負荷座１４は、その鉛直方向での設置高さ（基台２底面からの設置高さ）を、従来の一般的な電子式ブレーカ同様、全て同一高さとして左右方向へ等間隔に配設され、電路１１は電源側端子３方向である後方に平行に配設されている。そして、銅バー１５の負荷座１４との連結部は、前後に延びた直線形状部１５Ｓを有し、磁気検出素子７はこの直線形状部１５Ｓで発生する磁界を検出するよう配置されている。
【００１６】
図５は、この直線形状部１５Ｓと、第１磁気検出素子７Ａ、第２磁気検出素子７Ｂとの位置関係を示す正面説明図であり、Ｍ１は直線形状部１５Ｓの中心線を示し、Ｍ２は磁気検出素子７の中心線を示している。この図５に示すように、３本の直線形状部１５Ｓは、同一の中心線Ｍ１を有し、この中心線Ｍ１を含む前後方向の平面内に配置されている。２つの磁気検出素子７Ａ，７Ｂは、同一の中心線Ｍ２を有し、この中心線Ｍ２を含む前後方向の平面内に配置されている。尚、中心線Ｍ１と中心線Ｍ２とは平行に配置されている。
【００１７】
具体的に、第１磁気検出素子７Ａは、第１の電路１１ａの銅バー１５の直線形状部１５Ｓと、第２の電路１１ｂの銅バー１５の直線形状部１５Ｓとの中間から鉛直下方の位置に設置されている。また、第２磁気検出素子７Ｂは、第２の電路１１ｂの銅バー１５の直線形状部１５Ｓと、第３の電路１１ｃの銅バー１５の直線形状部１５Ｓとの中間から鉛直下方の位置に設置されている。
そして、第１磁気検出素子７Ａと第１及び第２の電路１１ａ，１１ｂの距離はｒ１で同一であり、第１磁気検出素子７Ａに対する角度も同一のθ１となっている。この関係は、第２磁気検出素子７Ｂと第２及び第３の電路１１ｂ，１１ｃの関係においても同様であり、第１磁気検出素子７Ａと第２磁気検出素子７Ｂとは、中央に配置された第２の電路１１ｂを境界に左右対称に配置されている。
【００１８】
このように配置された第１磁気検出素子７Ａ、第２磁気検出素子７Ｂは、電路１１に電流が流れることによって、即ち銅バー１５の直線形状部１５Ｓに電流が流れることによって、直線形状部１５Ｓの周囲に生じる磁界のうち、所定の方向（ここでは、図５における矢印Ｇの方向）の磁界成分を検出し、検出した磁界の大きさに応じた電圧を出力する。
その結果、第１〜第３の電路１１ａ〜１１ｃに流れる電流値が同一の場合は、第１及び第２磁気検出素子７Ａ，７Ｂが検出する磁気の平均値（磁気検出素子が出力する電圧値）は同一の大きさとなる。即ち、第１磁気検出素子７Ａが検出する磁気（ＨＡ）＝第２磁気検出素子７ｂが検出する磁気（ＨＢ）の関係を満たすことになる。
【００１９】
しかし、漏電が発生すると、第１磁気検出素子７Ａが検出する磁気（ＨＡ）＝第２磁気検出素子７ｂが検出する磁気（ＨＢ）の関係が成立しなくなる。したがって、制御装置８の演算処理部に、ノイズを考慮して磁気（ＨＡ）−磁気（ＨＢ）の値が所定値を超えると、即ち双方の磁気検出素子７Ａ，７Ｂにより誘起される電圧の差が所定値を越えた場合に漏電発生と判断させることで漏電発生を検知することができ、遮断信号を出力させて遮断機構を遮断動作させ、電路を遮断することができる。
【００２０】
このように、負荷側端子３から延設された３本の銅バー１５は平行に配置することができるので、従来のブレーカの構成を大きく変更する必要が無い。そして、磁気検出素子７を用いて漏電を検出するため零相変流器が必要なくなり、ハウジングを大型にすることなく対応することが可能となる。更に、過電流等を判断する演算処理部に漏電を判断させればよく、別途演算回路を必要としない。
また、磁気検出素子７は中央に配置された第２の電路１１ｂの銅バー１５を中心に左右対称配置されるので、漏電が発生していない状態では、双方の磁気検出素子７Ａ，７Ｂが検出する磁気は同一値となる。そのため漏電発生の判断を簡易な演算で行うことができ、確実に漏電を検出することができる。
【００２１】
尚、第１及び第２磁気検出素子７Ａ，７Ｂの配置は、上記形態の位置に限定するものではなく、左右の配置が対称であれば漏電のない正常時には第１磁気検出素子７Ａが検出する磁気（ＨＡ）＝第２磁気検出素子７Ｂが検出する磁気（ＨＢ）の関係が成立するため、図６に示すように磁気検出素子７の配置は変更することができる。図６（ａ）では、磁気検出素子７の磁気検出方向が上記実施形態と異なり、垂直方向の磁気を検出するよう配置されている。また、図６（ｂ）では、垂直方向の磁気を検出するよう配置すると共に、電路が配置された平面内に磁気検出素子７も配置している。このように配置しても良い。
【符号の説明】
【００２２】
１・・電子式ブレーカ、３・・電源側端子、４・・負荷側端子、７（７Ａ，７Ｂ）・・磁気検出素子、８・・制御装置、１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）・・電路、１４・・負荷座、１５・・銅バー、１５Ｓ・・直線形状部。
【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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