(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷の電源を商用電源と分散電源との間で切り替える切替開閉部と、切り替えを駆動する切替駆動部と、商用電源の停電／復電を監視して前記切替駆動部を制御する制御部とを有して、商用電源に停電が発生したら前記負荷の電源を分散電源に切り替え、復電したら商用電源に切り替える電源自動切替装置であって、
前記切替開閉部は、手動で電源の切り替えを行うための操作ハンドルと、商用電源が接続される第１回路接続端子と、分散電源が接続される第２回路接続端子と、負荷が接続される第３回路接続端子とを有し、前記第２回路接続端子及び前記第３回路接続端子が、漏電ブレーカ及び分岐ブレーカのプラグイン式の端子の接続を可能とする銅バー型端子であり、
更に前記切替開閉部は、前記切替駆動部及び前記制御部と分離可能なハウジングに組み付けられ、前記ハウジングの上面に前記操作ハンドル、前面側に前記第１回路接続端子、背面に前記第２回路接続端子及び第３回路接続端子が配置される一方、前記切替駆動部及び前記制御部は、前記ハウジングの側部に組み付けられて成り、
前記切替駆動部は、前記操作ハンドルに係合して当該操作ハンドルを操作して電源の切り替えを行うハンドルフック部とモータとを具備し、前記ハウジングには、前記モータの少なくとも一部を収容する凹部が形成されて成り、
前記制御部は、前記切替駆動部の前記ハンドルフック部を制御して電源の切り替えを実施することを特徴とする電源自動切替装置。
【請求項２】
前記切替駆動部及び前記制御部は一体に形成され、前記ハウジングの側部に取り外し可能に組み付けられて成ることを特徴とする請求項１記載の電源自動切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源に停電が発生したら分散電源に切り替えて特定の負荷に継続して電源を供給する電源自動切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
停電発生時に、非常用電灯や冷蔵庫等の特定の電気機器の電源を商用電源から蓄電池等の分散電源に切り替えることで、停電発生による障害や被害の発生を削減できる分電盤がある。例えば特許文献１では、自動で切替動作する切替開閉器を分電盤に設置して停電が発生したら特定の電気機器の電源を商用電源から蓄電池等の分散電源に切り替えて、引き続き稼働するよう構成されている。
一方で、負荷等の電源を２系統のうちの何れか一方に切り替えるために手動で操作する切替開閉器として特許文献２に記載されたものがある。これは、何れにも接続されない中立位置を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−３９７５５号公報
【特許文献２】特開２０１５−２１０９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されている切替開閉器は、自動切替専用の構造であるため手動で切り替える切替開閉器に比べてコスト高であった。また、手動で切り替えるための操作ハンドルを持たないため、メンテナンスの際の切替操作が面倒であった。
そのため、手動操作する切替開閉器を大きく変更すること無く、アダプタの接続等で自動切替を可能とすれば、手動での切替機能を生かしつつ自動切替も可能となるし、自動切り替えの為の新たな切替開閉器を製作する必要もないためコストも抑制できる。
加えて、上記特許文献１では切替開閉器から分岐ブレーカへの二次側電路の配線、更に分散電源に対する漏電ブレーカへの配線空間等広い設置スペースが必要なため、分電盤が大型なものとなったし、場合によっては商用電源専用の回路と、商用電源と分散電源の双方から電源が供給できる特定負荷回路とで分電盤ケースを分離して収容された。
【０００５】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、従来よりある操作ハンドルを有して手動切替を実施できる構造を大きく変更せず、手動操作の機能を維持した状態で、停電発生時は商用電源から蓄電池等の分散電源への自動切り替えを可能とし、更に省スペースでの取り付けを可能とした電源自動切替装置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、負荷の電源を商用電源と分散電源との間で切り替える切替開閉部と、切り替えを駆動する切替駆動部と、商用電源の停電／復電を監視して前記切替駆動部を制御する制御部とを有して、商用電源に停電が発生したら前記負荷の電源を分散電源に切り替え、復電したら商用電源に切り替える電源自動切替装置であって、前記切替開閉部は、手動で電源の切り替えを行うための操作ハンドルと、商用電源が接続される第１回路接続端子と、分散電源が接続される第２回路接続端子と、負荷が接続される第３回路接続端子とを有し、前記第２回路接続端子及び前記第３回路接続端子が、漏電ブレーカ及び分岐ブレーカのプラグイン式の端子の接続を可能とする銅バー型端子であり、更に前記切替開閉部は、前記切替駆動部及び前記制御部と分離可能なハウジングに組み付けられ、前記ハウジングの上面に前記操作ハンドル、前面側に前記第１回路接続端子、背面に前記第２回路接続端子及び第３回路接続端子が配置される一方、前記切替駆動部及び前記制御部は、前記ハウジングの側部に組み付けられて成り、前記切替駆動部は、前記操作ハンドルに係合して当該操作ハンドルを操作して電源の切り替えを行うハンドルフック部とモータとを具備し、前記ハウジングには、前記モータの少なくとも一部を収容する凹部が形成されて成り、前記制御部は、前記切替駆動部の前記ハンドルフック部を制御して電源の切り替えを実施することを特徴とする。
この構成によれば、使用電力データをデマンド周期内に複数回入手してデマンド周期の期間の使用電力量の予測を行うため、高い精度で予測することができる。そして、使用電力が基準電力量より大きいことが予想される場合は報音と表示により通知するので、居住者は基準電力量を超えないよう使用電力を管理することが可能となる。
また、奥行きのあるモータは切替開閉部のハウジングに収容できるため、切替駆動部をハウジングに組み付けても大きく突出する部位が無いように構成でき、省スペースで組み付けできる。
【０００７】
加えて、第２回路接続端子と第３回路接続端子が銅バー型端子であるため、一次側接続端子がプラグイン式の分岐ブレーカを直接接続できるし、二次側接続端子がプラグイン式の漏電ブレーカを直接接続できる。よって、切替開閉部から分岐ブレーカまで配電路が必要ないし、分散電源を接続する漏電ブレーカから切替開閉部までの配電路も必要なくなり、電源を切り替えるための回路を省スペースで形成できる。
【０００８】
更に、切替開閉部は専用のハウジングに組み付けられるため、切替駆動部及び制御部を取り外したら手動の切替開閉器として使用が可能となり、自動／手動の切替装置を低コストで作製できる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、切替駆動部及び制御部は一体に形成され、ハウジングに取り外し可能に組み付けられて成ることを特徴とする。
この構成によれば、切替駆動部及び制御部が一体に構成されていることで、ハウジングからの着脱を容易に実施でき、手動／自動の構成変更を容易に実施できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電源の切り替えを自動で実施する一方で、切替開閉部は操作ハンドルを有するためマニュアル操作が可能であり、停電／復電に拘わらず容易に切り替えを実施でき、利便性がよい。また、操作ハンドルにハンドルフック部を係合させて操作するため、従来の手動操作型の切替開閉器を大きく変更すること無く自動切替が可能であり、低コストでの自動切替を実施できる。
加えて、第２回路接続端子と第３回路接続端子を銅バー型端子とすれば、一次側接続端子がプラグイン式の分岐ブレーカを直接接続できるし、二次側接続端子がプラグイン式の漏電ブレーカを直接接続できる。よって、切替開閉部から分岐ブレーカまで配電路が必要ないし、分散電源を接続する漏電ブレーカから切替開閉部までの配電路も必要なくなり、電源を切り替えるための回路を省スペースで形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る電源自動切替装置の一例を示す斜視説明図であり、分岐ブレーカを合わせて示している。
【図２】切替開閉部を構成するハウジングと切替駆動制御部とを分離した電源自動切替装置の斜視説明図であり、分岐ブレーカ、漏電ブレーカを合わせて示している。
【図３】電源自動切替装置の平面図であり、分岐ブレーカ、漏電ブレーカを合わせて示している。
【図４】切替開閉部の内部回路図である。
【図５】切替駆動制御部の回路ブロック図である。
【図６】Ａ−Ａ線断面図である。
【図７】Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図８】Ｃ−Ｃ線断面図である。
【図９】切替開閉部を一方に接続操作した状態のＣ−Ｃ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１〜３は本発明に係る電源自動切替装置の一例を示し、図１は斜視説明図、図２は切替開閉部と切替駆動制御部とを分離した状態の斜視説明図、図３は平面説明図であり、何れも接続される分岐ブレーカ（特定分岐ブレーカ）、漏電遮断器を合わせて示している。１が電源自動切替装置、２が分岐ブレーカ、３が漏電ブレーカであり、電源自動切替装置１に接続されるブレーカ２，３を合わせて示している。尚、単相３線式電路を切り替える構成を示している。
【００１４】
電源自動切替装置１は、切替開閉部４と切替駆動制御部５とで構成されている。切替開閉部４は、ハウジング１０の上面に切替操作する操作ハンドル１１が配置され、前方（図３に示す右側）に後述する一対の固定接点１７（１７Ａ，１７Ｂ）のうちの一方の固定接点１７Ａに接続されている第１回路接続端子１２（第１電圧極端子１２ａ，中性極端子１２ｂ，第２電圧極端子１２ｃ）が配置され、ハウジング１０の背面（図３に示す左側）には、他方の固定接点１７Ｂに接続されている第２回路接続端子１３（第１電圧極端子１３ａ，中性極端子１３ｂ，第２電圧極端子１３ｃ）が配置されている。また、後述する可動接点１５に接続されている第３回路接続端子１４（第１電圧極端子１４ａ，中性極端子１４ｂ，第２電圧極端子１４ｃ）も背面に配置されている。尚、６は端子を保護する端子カバーである。
このように、切替開閉部４は１つのハウジング１０で構成され、手動で切り替えが可能な切替開閉器を構成している。
【００１５】
第１回路接続端子１２は、ネジ８により図示しないケーブルを接続固定するネジ式端子（図６に示す）であり、左右方向にそれぞれ３個連設され、図３に示すように第１電圧極端子１２ａ、中性極端子１２ｂ、第２電圧極端子１２ｃの順で配置されている。一方、第２及び第３回路接続端子１３，１４は平坦な起立面に隣接して配置され、それぞれの端子が横長の銅バー型端子で形成され、上下に３本の銅バー型端子が並べて配置されている。上から中性極端子１３ｂ、１４ｂ，第１電圧極端子１３ａ，１４ａ，第２電圧極端子１３ｃ，１４ｃと配置されている。また、第３回路接続端子１４は幅広に形成されて複数の分岐ブレーカ２を隣接して接続できるよう形成されている。
【００１６】
図４は切替開閉部４の回路図、即ちハウジング１０の内部回路図である。図４に示すように、各接続端子１２（１２ａ〜１２ｃ），１３（１３ａ〜１３ｃ），１４（１４ａ〜１４ｃ）は３連で構成されている。そして第３回路接続端子１４は、操作ハンドル１１の操作により、第１回路接続端子１２と第２回路接続端子１３の間で切り替え接続を実施し、接続されない中立の開放状態を含めて３姿勢を選択可能となっている。
【００１７】
具体的に、この電源自動切替装置１が、停電時に電源を商用電源から分散電源として蓄電池を備えた蓄電池電源回路に切り替える回路に使用される場合、第３回路接続端子１４に分岐ブレーカ（特定分岐ブレーカ）２を介して電気機器（特定負荷）が接続された回路が接続され、第１回路接続端子１２に商用電源が接続された商用電源回路が接続され、第２回路接続端子１３に漏電ブレーカ３を介して蓄電池電源回路（分散電源系統回路）が接続され、後述するように商用電源の停電を検知したら電源の切り替えがなされる。
【００１８】
切替駆動制御部５は、ハンドルフック部５２、モータ５３及びモータ５３の回転をハンドルフック部５２に伝達する伝達機構部５４を有する切替駆動部５０、モータ５３を制御して切り替えを実施する制御部としての制御回路６１（図６に示す）を収容した回路収容部５５等が基台５１に組み付けられて形成され、基台５１がハウジング１０にネジ止めされて固定される。また、固定された切替駆動制御部５の露出部は、同様にハウジング１０にネジ止め等で固定されるカバー枠５６で覆われる。
このように、ハンドルフック部５２、切替駆動部５０、及び回路収容部５５が基台５１に組み付けられて一体に構成されているため、ハウジング１０からの着脱を容易に実施でき、手動／自動の構成変更を容易に実施できる。
【００１９】
ハンドルフック部５２は、操作ハンドル１１全体を覆う蓋状に形成され、操作ハンドル１１の側部側に位置する端部が伝達機構部５４の回動片５４ｂに軸着されている。そして、この軸着部を中心にハウジング１０に対して左右方向に傾倒／起立操作でき、操作ハンドル１１に対して係脱自在に構成されている。図１はハンドルフック部を途中まで傾倒した状態を示し、矢印Ｐ１に示す方向へ水平になるまで傾倒すると操作ハンドル１１の図示しない係止部に係止して操作ハンドル１１が覆われる。
【００２０】
また、ハンドルフック部５２が軸着された回動片５４ｂは、伝達機構部５４を構成する歯車５４ａが設けられており、モータ５３の駆動により回転する歯車５４ｃを介して歯車５４ａが回転し、ハンドルフック部５２がケース１０の前後方向に回動する。こうして、操作ハンドル１１が前方或いは後方に傾倒する。
更にモータ５３は、取付対象のハウジング１０の方向に突出した状態で基台５１に固定されているが、ハウジング１０のモータ５３に対応する部位にはモータ５３の突出部を収納するための筒状の凹部１０ａが形成されている。
【００２１】
このように、奥行きがあり基台５１から突出しているモータ５３は、突出部が切替開閉部４のハウジング１０に収容されるため、切替駆動部５０をハウジング１０に組み付けても大きく突出する部位が無いよう構成でき、省スペースで組み付けできる。
【００２２】
図５は切替駆動制御部５の回路ブロック図を示している。図５に示すように、モータ５３を制御する制御回路６１、制御回路６１及びモータ５３に電源を供給する電源回路６２、商用電源の有無を検出する商用電源電圧センサ６３、蓄電池電源の有無を検出する蓄電池電源電圧センサ６４、蓄電池電源を遮断する半導体スイッチから成る回路開閉スイッチ６５等を有している。尚、回路収容部５５には、制御回路６１及び電源回路６２が収容されている。
【００２３】
電源回路６２は商用電源回路及び蓄電池電源回路の双方に接続されており、制御回路６１は、商用電源が通電されている限り回路開閉スイッチ６５を開操作して電源回路６１の接続を商用電源回路のみとし、商用電源電圧センサ６３が停電を検知したら回路開閉スイッチ６５を閉させて蓄電池電源回路を電源回路６２に接続する。そして、商用電源の復電を検知したら、回路開閉スイッチ６５を開操作する。
尚、蓄電池電源電圧センサ６４が電圧を検出しない場合は、停電が発生しても電源の切り替えを実施せず、回路開閉スイッチ６５は開操作される。
【００２４】
そして制御回路６１は、モータ５３を制御して操作ハンドル１１を操作する。具体的に、商用電源回路が通電されている限り、即ち商用電源がある限り切替開閉部４の第３回路接続端子１４を第１回路接続端子１２に接続し、停電を検知したら第３回路接続端子１４を第２回路接続端子１３に接続させる。
【００２５】
ここで、分岐ブレーカ２及び漏電ブレーカ３を説明する。図１〜４に示す分岐ブレーカ２は概略を示し、開閉操作する操作レバーや二次側端子は省略してある。但し、一次側端子２１は、図２に示すように分岐ブレーカ２の背面において横方向に切り欠きを設けて形成されたプラグイン式の端子であり、水平方向に配置された銅バー型端子（第３回路接続端子１４）を上下から挟持して接続する構造となっている。そして、この一次側端子２１は３端子が縦に並べて配置され、上から中性極端子２１ｂ、第１電圧極端子２１ａ、第２電圧極端子２１ｃと配列され、電源自動切替装置１の第３回路接続端子１４に直接接続可能に構成されている。
【００２６】
漏電ブレーカ３は、分岐ブレーカと概略同一形状を成し、上面に操作レバー３１が配置され、一次側端子３２が傾斜形成された前面に配置され、二次側端子３３が背面に配置されている。双方の端子とも縦に３連で配置され、一次側端子３２は即結端子で形成され、二次側端子３３は分岐ブレーカ２の一次側端子２１と同様に横方向に切り欠きを設けて形成されたプラグイン式の端子となっている。また、上から中性極端子３３ｂ、第１電圧極端子３３ａ、第２電圧極端子３３ｃと配列され、電源自動切替装置１の第２回路接続端子１３に直接接続可能に構成されている。９は蓄電池電源回路を構成するケーブルを示している。
【００２７】
図６〜９はハウジング１０を異なる部位で切断した断面図であり、以下この図を参照してハウジング１０の内部構造及び切替開閉部４の動作を説明する。図６は図３のＡ−Ａ線断面図であり、３つの第１電圧極端子１２ａ，１３ａ，１４ａの内部接続構造を示している。
図６に示すように、ハウジング１０内には可動接点１５を前後両側に備えた可動接触子１６ａが操作ハンドル１１の下部で垂下するように配置され、その前後に一対の固定接点１７（１７Ａａ，１７Ｂａ）が配置されている。
【００２８】
可動接点１５は、可動接触子１６ａ、可動接触子１６ａに接続された可撓導線１８を介して第３回路接続端子１４の第１電圧極端子１４ａに接続されている。前方に配置された一方の固定接点１７Ａａは銅バー７ａを介して第１回路接続端子１２の第１電圧極端子１２ａに接続され、後方に配置された他方の固定接点１７Ｂａは銅バー７ｂを介して第２回路接続端子１３の第１電圧極端子１３ａ（図２に示す）に接続されている。
【００２９】
図７はＢ−Ｂ線断面図であり、３つの中性極端子１２ｂ，１３ｂ，１４ｂの内部接続構造を示している。図７に示すように、可動接点１５を前後両側に備えた可動接触子１６ｂが操作ハンドル１１の下部で垂下するように配置され、その前後に一対の固定接点１７（１７Ａｂ，１７Ｂｂ）が配置されている。
そして、上述した第１電圧極の構造と同様に、可動接点１５は、可動接触子１６ｂ、可撓導線１８を介して第３回路接続端子１４の中性極端子１４ｂに接続されている。前方に配置された一方の固定接点１７Ａｂは銅バー７ａを介して第１回路接続端子１２の中性極端子１２ｂに接続され、後方に配置された他方の固定接点１７Ｂｂは銅バー７ｂを介して第２回路接続端子１３の中性極端子１３ｂ（図２に示す）に接続されている。
【００３０】
更に、図８はＣ−Ｃ線断面図であり、３つの第２電圧極端子１２ｃ，１３ｃ，１４ｃの内部接続構造を示している。図８に示すように、可動接点１５を前後両側に備えた可動接触子１６ｃが操作ハンドル１１の下部で垂下するように配置され、その前後に一対の固定接点１７（１７Ａｃ，１７Ｂｃ）が配置されている。
そして、上述した第１電圧極の端子構造と同様に、可動接点１５は、可動接触子１６ｃ、可撓導線１８を介して第３回路接続端子１４の第２電圧極端子１４ｃに接続されている。また、前方に配置された一方の固定接点１７Ａｃは銅バー７ａを介して第１回路接続端子１２の第２電圧極端子１２ｃに接続され、後方に配置された他方の固定接点１７Ｂｃは銅バー７ｂを介して第２回路接続端子１３の第２電圧極端子１３ｃ（図２に示す）に接続されている。
【００３１】
このように構成された切替開閉部４は以下のように切り替えが行われる。可動接触子１６は、操作ハンドル１１が前方に傾倒されると、即ちハンドルフック部５２が前方に回動すると、可動接触子１６も前方に回動する。また、操作ハンドル１１を後方に傾倒する、即ちハンドルフック部５２が後方に回動すると、可動接触子１６も後方に回動する。こうして、可動接点１５は一方の固定接点１７に選択接続される。
例えば、操作ハンドル１１が図３に示す右側（前方）に傾倒されると、可動接触子５は前方の固定接点１７Ａに接触して第１回路接続端子１２と第３回路接続端子１４とが接続される。図９は、この接続状態，即ち操作ハンドル１１を前方に傾倒した状態のＣ−Ｃ線断面図である。
【００３２】
このように、電源の切り替えを自動で実施する一方で、切替開閉部４は操作ハンドル１１を有するためマニュアル操作が可能であり、停電／復電に拘わらず容易に切り替えを実施でき、利便性がよい。そして、操作ハンドル１１にハンドルフック部５２を係合させて操作するため、従来の手動操作型の切替開閉器を大きく変更すること無く自動切替が可能であり、低コストでの自動切替を実施できる。
また、第２回路接続端子１３と第３回路接続端子１４が銅バー型端子であるため、一次側接続端子がプラグイン式の分岐ブレーカ２を直接接続できるし、二次側接続端子がプラグイン式の漏電ブレーカ３を直接接続できる。よって、切替開閉部４から分岐ブレーカ２まで配電路が必要ないし、蓄電池電源等の分散電源を接続する漏電ブレー３カから切替開閉部４までの配電路も必要なくなり、電源を切り替えるための回路を省スペースで形成できる。
更に、切替開閉部４は専用のハウジングに組み付けられるため、ハンドルフック部５２、切替駆動部５０、回路収容部５５が組み付けられた切替駆動制御部５を取り外したら手動の切替開閉器として使用が可能となり、自動／手動の切替装置を低コストで作製できる。
【００３３】
尚、上記実施形態では、商用電源回路、蓄電池電源回路の双方にで電圧センサ６３，６４を設けているが、蓄電池電源電圧ンサ６４は無くとも良く、商用電源の停電／復電を検知するだけでも制御は可能である。
また、単相３線式電路の切り替えについて説明したが、上記電源自動切替装置１は三相３線式電路の切り替えに対しても適用できるものである。
更に、分散電源を蓄電池として説明したが、燃料電池等であってもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１・・電源自動切替装置、２・・分岐ブレーカ、３・・漏電ブレーカ、４・・切替開閉部、５・・切替駆動制御部、１０・・ハウジング、１１・・操作ハンドル、１２・・第１回路接続端子、１３・・第２回路接続端子、１４・・第３回路接続端子、１５・・可動接点、１６・・可動接触子、１７・・固定接点、２１・・一次側端子、３３・・二次側端子、５０・・切替駆動部、５１・・基台、５２・・ハンドルフック部、５３・・モータ、５４・・伝達機構部、５５・・回路収容部、６１・・制御回路（制御部）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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