(57)【要約】【課題】分電盤内のヒューズ本体を流れる電流を正確に測定する電流計測装置の提供。【解決手段】ヒューズ本体のケースの内部に設けられヒューズ本体内の内部ヒューズを内側にヒューズ本体の二側面にコ字状に配設されると共に、内部ヒューズを流れる電流に基き内部ヒューズの周囲に発生する磁界の磁束を収束し易いようにヒューズ本体の正面側で幅狭になって、間に所定の間隙を持って対峙する磁束収束手段と、磁束収束手段上に所定の間隔を置いて設けられ、磁束収束手段の間隙部分に先端部分が嵌入して設けられ内部ヒューズを流れる電流の大きさを微小電圧の変化として捕捉するホールＩＣと、ホールＩＣで発生した微小電圧を増幅する増幅部と、増幅部で増幅された電圧をデジタル電流値に変換する演算部と、演算部で得られた内部ヒューズを流れる電流値をデジタル信号の形式で外部に出力する通信部とを有する基板と、基板を覆うケースフタからなる電流計測装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒューズ本体に装着されるケースと、前記ケースの内部に設けられ、ヒューズ本体内の内部ヒューズを流れる電流に基き該内部ヒューズの周囲に発生する磁界の磁束を収束する磁束収束手段と、前記磁束収束手段に所定の間隔を置いて設けられ、前記磁束収束手段の間隙部分に先端部分が嵌入して設けられ前記内部ヒューズを流れる電流の大きさを微小電圧の変化として捕捉するホールＩＣと、基板と、を具備することを特徴とする電流計測装置。
【請求項２】
前記磁束収束手段は、パーマロイであることを特徴とする請求項１に記載の電流計測装置。
【請求項３】
前記磁束収束手段は、前記ケースの内部に設けられ、ヒューズ本体内の内部ヒューズを内側に前記ヒューズ本体の二側面にコ字状に配設されると共に、前記内部ヒューズを流れる電流に基き該内部ヒューズの周囲に発生する磁界の磁束を収束し易いようにヒューズ本体の正面側で幅狭になって、間に所定の間隙を持って対峙することを特徴とする請求項１または２に記載の電流計測装置。
【請求項４】
前記基板は、該ホールＩＣで発生した微小電圧を増幅する増幅部と、該増幅部で増幅された電圧をデジタル電流値に変換する演算部と、該演算部で得られた前記内部ヒューズを流れる電流値をデジタル信号の形式で外部に出力する通信部とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電流計測装置。
【請求項５】
前記基板は、ケースフタに覆われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電流計測装置。
【請求項６】
前記ケースは、ヒューズ本体の正面側から見て少なくともその四方面を覆うように装着されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電流計測装置。
【請求項７】
前記ケース及び/又は前記ケースフタの外側が磁気シールド表面処理されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電流計測装置。
【請求項８】
前記ヒューズ本体内の内部ヒューズが溶断したことを示すインジケータを視認できるように、前記インジケータの位置に対応する部分の前記磁束収束手段及び前記基板の一部に切欠又は円孔が設けられると共に、前記ケースフタの対応部分にも円孔が設けられるか又は前記ケース全体が透明部材で構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電流計測装置。
【請求項９】
ヒューズ本体に装着されるケースと、前記ケースの内部に設けられ、ヒューズ本体内の内部ヒューズを流れる電流に基き該内部ヒューズの周囲に発生する磁界の磁束を収束する磁束収束手段と、前記磁束収束手段上に所定の間隔を置いて設けられ、前記磁束収束手段の間隙部分に先端部分が嵌入して設けられ前記内部ヒューズを流れる電流の大きさを微小電圧の変化として捕捉するホールＩＣと、該ホールＩＣで発生した微小電圧を増幅する増幅部と、該増幅部で増幅された電圧をデジタル電流値に変換する演算部と、該演算部で得られた前記内部ヒューズを流れる電流値をデジタル信号の形式で外部に出力する通信部とを有する基板と、を具備することを特徴とする電流計測装置が電源・信号ユニットを介してＰＣとＬＡＮ接続されることを特徴とする電流計測及び監視装置。
【請求項１０】
ゲートウェイを介してインターネット網に接続されることを特徴とする請求項９に記載の電流計測及び監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電流計測装置に関し、より詳しくは、配電盤又は分電盤内に設けられたヒューズ内を実際に流れている電流を、ホールＩＣを用いて正確に計測する電流計測装置に関する。本発明は更に、分電盤内に多数設けられた複数のヒューズを流れる各電流を、各ヒューズに前記電流計測装置を対応して設けることにより、個別に正確に計測することができる電流計測及び監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの通信設備を備える例えば電話会社などでは、直流電源又は商用交流電源を電源として、主幹線から分電盤又は配電盤を介して多くの機器に電力が、２４時間継続して供給されている。分電盤内には主幹線から分岐する各部分にヒューズが多数（例えば、ｍ列×ｎ段）設けられており、各ヒューズを流れる電流、即ち分岐電流を、電流が流れている状態を維持したままで正確に測定したいという要請がある。
【０００３】
一つの方法は、各ヒューズからケーブルを引き出して電流センサを外部に設ける方法があるが、装置が複雑且つ大型になる欠点がある。
他の方法としては、クランプ型の電流測定器を、ヒューズの入力側の電力線をクランプして測定する方法がある。このクランプ型電流測定器を用いれば、電流が流れている状態を維持したままで電流を計測することは可能であるが、配線そのものは通常は分電盤の後ろ側に多数纏まった状態にしてあり、計測の対象となる配線を探し出し、且つ非常に狭いスペースでこれを適切にクランプすることは極めて困難である。
更に他の方法としては、電流センサ自体をヒューズ内に一体的に内蔵し、その検出値を外部に信号として導き出す方法がある。この方法によれば、検出信号線を遠隔地まで配線することも可能であるが、ヒューズそのものが複雑且つ高価となる欠点がある。また、この方法は、現在も広く使用されている従来型のヒューズには直ちには対応することができない。
【０００４】
更には、電源ケーブル又はヒューズ装置のヒューズ線を流れる電流に基く磁界（磁束）を検出して、通電の有無又は通電状態においては電流の大小をＬＥＤバーディスプレーで視覚的に表示する装置が、特開２００２−３１１０６４号に開示されている。この装置によれば、通電状態の有無の確認はできるが、表示が発光ダイオードによる段階的な表示であること、電源ケーブル又はヒューズ線への接触状態等により表示状態が大きく左右されることも含めて、電流値の正確な測定までは要求しない、簡易な装置に過ぎないと言える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１１０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、分電盤内で現在も多く使用されている従来型のヒューズ本体に何も手を加えることなくそのまま使用でき、且つ流れている電流を遮断することなく正確に測定することが可能な電流計測装置を提供することを目的とする。本発明は、更に、分電盤内の各ヒューズを流れる電流を遠隔地で正確に監視及び表示することができる電流計測及び監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
ヒューズ本体に装着されるケースと、前記ケースの内部に設けられ、ヒューズ本体内の内部ヒューズを流れる電流に基き該内部ヒューズの周囲に発生する磁界の磁束を収束する磁束収束手段と、前記磁束収束手段に所定の間隔を置いて設けられ、前記磁束収束手段の間隙部分に先端部分が嵌入して設けられ前記内部ヒューズを流れる電流の大きさを微小電圧の変化として捕捉するホールＩＣと、基板と、を具備することを特徴とする電流計測装置が提供される。
本発明の電流計測装置から出力されるデジタル信号は、専用通信ケーブルを介して分電盤の外部に導かれて、必要により中継装置を介して、適当なＤＡ変換装置を経て可視的に表示される。従来型のヒューズ本体に何ら変更を加えることなく電流が測れる。
【０００８】
また、前記磁束収束手段はパーマロイであることを特徴とする。内部ヒューズの周囲に発生する磁界の磁束はパーマロイによってホールＩＣの設置位置に効果的に収束されるため、ホールＩＣでの磁束の捕捉効率が高まり、微弱電流及びその変化も正確に計測することが可能となる。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、前記磁束収束手段は、前記ケースの内部に設けられ、ヒューズ本体内の内部ヒューズを内側に前記ヒューズ本体の二側面にコ字状に配設されると共に、前記内部ヒューズを流れる電流に基き該内部ヒューズの周囲に発生する磁界の磁束を収束し易いようにヒューズ本体の正面側で幅狭になって、間に所定の間隙を持って対峙することを特徴とする。
【００１０】
また、前記基板は、該ホールＩＣで発生した微小電圧を増幅する増幅部と、該増幅部で増幅された電圧をデジタル電流値に変換する演算部と、該演算部で得られた前記内部ヒューズを流れる電流値をデジタル信号の形式で外部に出力する通信部とを有することを特徴とする。ヒューズ本体部分に装着される本発明の電流計測装置から出力される信号がデジタル形式の信号であるため、分電盤から実際に表示される部分までの距離が長くても、その間のケーブルの抵抗値の大小や外来雑音に起因する誤差を生じることなく正確な電流値を表示することができる。
【００１１】
また、前記基板は、ケースフタに覆われることを特徴とする。
【００１２】
また、前記ケースは、ヒューズ本体の正面側から見てその四方面を覆うように装着されることを特徴とする。
【００１３】
また、前記ケース及び/又は前記ケースフタの外側が磁気シールド表面処理されていることが好ましい。こうすることにより、地磁気や外来磁気による影響を無くすることができ、正確な電流測定が可能となる。
【００１４】
また、前記ヒューズ本体内の内部ヒューズが溶断したことを示すインジケータを視認できるように、前記インジケータの位置に対応する部分の前記磁束収束手段及び前記基板の一部に切欠又は円孔が設けられると共に、前記ケースフタの対応部分にも円孔が設けられるか又は前記ケース全体が透明部材で構成されることが好ましい。こうすることにより、過電流により溶断したヒューズ本体を、本発明による電流計測装置をヒューズ本体から取り外すことなく容易に視認することができる。
【００１５】
また本発明の他の態様によれば、複数の上記電流計測装置を電源・信号ユニットを介してＰＣとＬＡＮ接続することも可能である。そうすることにより、ＬＡＮ接続された任意のＰＣで、ヒューズ本体を現時点で流れている正確な電流を監視することができる。
【００１６】
また、ＬＡＮ接続された上記電流計測装置をゲートウェイを介してインターネット網に接続することも可能である。そうすることにより、インターネット網に接続された任意のＰＣ上からヒューズ本体を流れている正確な電流を表示及び監視することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来型のヒューズ本体に何ら変更を加えることなく正確な電流を測ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明による電流計測装置が適用される分電盤の一例を示す図である。
【図２】図２は、本発明による電流計測装置がヒューズ本体に装着された状態を示す図である。
【図３】図３は、磁束収束手段を上から見た図である。
【図４】図４は、基盤上に設けられる各構成要素の接続図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施例による電流計測装置の断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施例による電流計測装置の断面図である。
【図７】図７は、分電盤内の複数個の電流計測装置がＬＡＮ接続及びインターネット接続された電流計測及び監視装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明による電流計測装置の詳細を説明する。なお、全図を通して、同一又は類似する構成要素又は部品には同一参照番号を付す。
【００２０】
最初に、図１から図５を参照しながら、本発明の第１実施例の電流計測装置を説明する。図１は本発明による電流計測装置が適用できる分電盤１の一例を示す。分電盤１には、その表側から分岐回路毎のヒューズ本体２が横一列に複数個、複数段（図では２段分までを取り付けた状態）にわたって配列される。本発明による電流計測装置は、このヒューズ本体２に表側から装着することができるものである。
【００２１】
図２は、本発明による電流計測装置１０が、図１に示すヒューズ本体２に装着された状態を示す。ヒューズ本体２の正面から（図面上は上から）、本発明の装置１０のケース１２を被せて挿すように装着する。ケース１２内には、ヒューズ本体２の３面を覆うように、磁束収束手段となるパーマロイ１４が設けられている。パーマロイ１４は、図３に示すように、上面が中央部に向かって幅狭となる２片１４ａ、１４ｂからなる。パーマロイ片１４ａ、１４ｂは、間に僅かな間隙１５を置いて設けられる。パーマロイ１４はヒューズ本体２内の内部ヒューズ６を３面で覆い、内部ヒューズ６を流れる電流によって生じる磁界の磁束を拾い、間隙１５のところに収束する。
【００２２】
パーマロイ片１４ｂの切欠１７は、内部ヒューズ６が溶断した際に、その溶断状態を示すインジケータ（図示せず）が、本発明の電流計測装置１０を外すことなく視認できるためのものである。
【００２３】
パーマロイ１４の上には、適当な数のスペーサ（図示せず）を用いて基板２０が設けられる。基板２０は通常不透明であるため、パーマロイ１４の切欠１７に対応する部分には円孔が設けられる。基板２０上には、パーマロイ１４ａ，１４ｂの間隙１５の部分にその検知部が合致するように、ホールＩＣ２２が図面上、下方向に向かって設けられる。ホールＩＣ２２は磁界の磁束を捉えて電圧に変換する素子である。磁束の強弱は電流に比例するため、磁束を捉えることにより電流を測定することが可能となる。本装置では、内部ヒューズ６を流れる電流の大きさに応じた電圧がホールＩＣ２２によって発生する。基板上２０上には、更に、図４に示すように、ホールＩＣ２２によって発生した微小電圧を増幅するための増幅部２４が設けられる。
【００２４】
増幅部２４で増幅された電圧は、基板２０上の演算部２６で、内部ヒューズ６を流れる電流値に変換される。この演算部２６では更に、長距離の情報伝送に適したデジタル信号への変換も同時に行われる。変換されたデジタル信号は、基板上の通信部２８から、専用通信ケーブル２７を介して送出される。計測された電流値をアナログ信号のままでケーブルを介して長距離伝送すると、ケーブルの線路抵抗や外来ノイズの影響を受けて、特に遠隔地で電流値を計測する場合には誤差が生じて正確な測定が困難であるが、本発明の装置のように、デジタル信号に変換した後に伝送することにより、そのような影響を受けることなく誤差の無い正確な電流値を遠隔地でも得ることができる。
【００２５】
図４は、基板２０上に設けられる上述した各回路の接続関係を示すものである。増幅部２４、演算部２６、通信部２８は、基板２０上にそれぞれ分離して設けることもできるが、ワンチップＬＳＩとして構成することも容易である。専用通信ケーブル２７は、本発明の電流計測装置１０からの計測信号を伝送するための信号線であると共に、電源４０からの電力の供給を受ける電力供給線としても機能する。具体的には、ケーブル２７は、基板２０の端部に設けられたコネクタ２９ａに接続される。本発明の電流計測装置１０を分電盤１内に複数個もける場合には、コネクタ２９ｂを介して次の電流計測装置１０のコネクタ２９ａにカスケード接続することにより、分電盤１内が多数本のケーブル２７で煩雑となることを防ぐことができる。
【００２６】
基板２０上には最も外側に位置する部材として、ケースフタ５０が設けられる。ケースフタ５０が不透明な部材である場合には、ヒューズ本体の溶断を示すインジケータ（図示せず）の部分には開口を設ける必要がある。
【００２７】
上で説明した各構成要素の位置関係を横から見た時の断面図が図５である。同図から明確な通り、内部ヒューズ６に対して、ホールＩＣ２２を可能な限り近接した位置関係となるように設けることが重要である。
【００２８】
以上の構成を有した本発明の電流計測装置１０単体では、電源４０から通信ケーブル２７を介して動作に必要な電力の供給を受けると同時に、ヒューズ本体２を流れている電流の計測ができ、通信ケーブル２７を介して送られてくる信号を公知のアナログ変換器（図示せず）でアナログ信号に変換し、そして同じく公知の表示装置（図示せず）も用いて電流値を可視表示することができる。
【００２９】
図６は、本発明の第２実施例に係る電流計測装置６０の断面図であり、上述した第１実施例の図５に相当する。第１実施例との相違は、ケース１２及びケースフタ５０の表面に磁気シールド処理６２が施されていることである。ケース１２及びケースフタ５０全体を磁気シールド素材で形成しても良い。その他の構成及びその動作は前述の第１実施例と同様であるのでその説明は省略する。ケース１２及びケースフタ５０を磁気シールドの構成とすることにより、他の部品や装置、地磁気の影響や周囲に存在する鉄等の磁性体もしくは近傍を通過する電流からの磁気的な影響を受けなくなるので、内部ヒューズ６を流れている電流を、より安定且つ正確に計測することが可能となる。
【００３０】
これまでは、本発明の電流計測装置１０、６０単体の構成と、それを用いた電流の計測方法について述べたが、分電盤１内に設けられた多数のヒューズ本体２（例えば、１台の分電盤１内に最大８０個）を集中的に監視する装置を、図７を参照しながら以下に説明する。
【００３１】
通信機能を有する電源・通信ユニット７０に、系統１の通信ケーブル２７a〜系統５の通信ケーブル２７ｅを介して、各系統に最大１６個の電流計測装置をカスケード接続する。電源・通信ユニット７０はＬＡＮケーブル７２を介して、分電盤１が設けられている建物内の任意のパソコン（ＰＣ）と接続される。各電流計測装置１０からは、電流計測値に更に、個々に予め割り当てられた位置情報が付加されて信号が送出される。分電盤１の識別情報が含まれることもある。この構成とすることにより、ＬＡＮ接続された遠隔の任意のパソコンＰＣで分電盤１内の多数のヒューズ本体２を流れる電流を正確に監視することができる。
【００３２】
図７にも示す通り、必要により、適当なゲートウェイ８０を介してインターネット網８１に接続することにより、分電盤１の設置建物内に限られることなく、世界中任意の場所で、計測の対象とするヒューズ本体２を流れる電流をＰＣ上で正確に監視することが可能である。
【００３３】
本発明による電流計測は、直流電流の測定、交流電流の測定の何れにも使用できることは言うまでもない。
【００３４】
以上、この発明の好適な実施例を添付図面とともに説明したが、この発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱することなく、各種変更及び改変が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
電力関係で、消費電流及び消費電力の正確な測定及びその監視が必要な分野に適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  分電盤
２  ヒューズ本体
６  内部ヒューズ
１０  電流計測装置
１２  ケース
１４  パーマロイ
１５  間隙
２０  基板
２２  ホールＩＣ
２４  増幅部
２６  演算部
２８  通信部
２７  通信ケーブル
２９  コネクタ
４０  電源
５０  ケースフタ
６０  電流計測装置
６２  磁気シールド表面処理
７０  電源・通信ユニット
７２  ＬＡＮケーブル
８０  ゲートウェイ
８１  インターネット網
８２  端末
【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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【図７】
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