(57)【要約】 【課題】  発熱機器，発熱回路部の冷却性を損ねることなく、筐体の小型化をはかった電力節約装置を提供する。【解決手段】  予め定められた降下電圧の中から一つの降下電圧を選択し、実際の電源電圧をこの選択した降下電圧分だけ降下させて、負荷としての電気機器に供給出力する電力節約装置１であって、筐体３内に、電源電圧を降下させるための制御トランス部１０と、制御トランス部１０を駆動制御するための切換回路部２０及び制御回路部３０とを、該筐体３の設置状態における水平方向に対して、左右分けて配置し、かつ該切換回路部２０と該制御回路部３０とを重ねて設けた。【選択図】  図４
2005234969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続され、予め定められた降下電圧の中から一つの降下電圧を選択し、実際の電源電圧をこの選択した降下電圧分だけ降下させて、負荷としての電気機器に供給出力する電力節約装置であって、
筐体内に、電源電圧を降下させるための制御トランス部と、該制御トランス部を駆動制御するための切換回路部及び制御回路部とを、前記筐体の設置状態における水平方向に対して、左右分けて配置し、かつ該切換回路部と該制御回路部とを重ねて設けた
ことを特徴とする電力節約装置。
【請求項２】
前記切換回路部につなぎ回路を設けて、一の降下電圧から他の降下電圧に切り換える際に電力の遮断を生じないようにし、このつなぎ回路にはサーキットプロテクターを設け、このサーキットプロテクターが作動した際には、制御回路部は、実際の電源電圧を負荷としての電気機器にそのまま供給出力するために、前記制御トランス部に制御電流を流さないバイパスモードを選択するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電力節約装置。
【請求項３】
前記切換回路部のスイッチング素子にゼロクロススイッチ回路を設け、しかも、電源接続側には、交流リアクトルを設けたことを特徴とする請求項１又２記載の電力節約装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷への供給電圧が予め設定された範囲に対して上昇又は降下している場合には、予め設定された範囲の電圧が負荷へ供給されるように調整する電力節約装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気機器は、電源電圧（例えば、商用電源電圧）が温度，負荷等の外部影響を受けて変動を生じる場合であっても、定格作動すなわち正常に作動できる定格使用範囲を有している。通常の電気機器では、その供給電圧に関して、例えば定格電圧±１０％程度の定格使用範囲を設け、この定格使用範囲内であれば定格作動できるように設計されている。
【０００３】
そこで、この電気機器に対する供給電圧を、定格使用範囲内の下限値寄りの電圧であっても電圧変動を抑えて安定的に供給できるようにすれば、電気機器の正常な作動が保障され、しかも、実際の電源電圧に対するこの供給電圧の電圧降下分が、消費電力の節約になる。
【０００４】
そのために、予め定められた複数の降下電圧、例えば、定格電圧の０％，４％，６％といった複数の降下電圧の中から一つの降下電圧を選択し、実際の電源電圧をこの選択した降下電圧分だけ降下させて、負荷としての電気機器に供給出力する構成の電力節約装置が、特開２００１−１２５６５２号公開公報（特許文献１）等により示されている。
【０００５】
この種の電力節約装置では、電源の各線毎に主巻線を接続し、これら主巻線を介して、負荷としての電気機器に作動電圧を供給する構成になっている。そして、各主巻線の線間には、制御巻線や、この制御巻線をバイパスするバイパス線路がそれぞれ接続され、これら１組又は複数組の制御巻線やバイパス線路は、自動又は手動による切換手段を介して他の主巻線側（すなわち、別の主巻線側）に対してそれぞれ接続制御される構成になっている。その上で、この種の電力節約装置では、上記主巻線と複数組の制御巻線やバイパス線路との接続組み合わせにより制御変圧器を構成し、主巻線における作動電圧の供給端の出力電圧を、実際の電源電圧（すなわち、電源の各線の電圧）に対して、例えば０％，４％，６％の中のいずれか降下させた値に調整することにより、負荷としての電気機器に供給される供給電圧が調整可能になっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１２５６５２号公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述した電力節約装置においては、その装置筐体内へ機器，回路部の実装において、次のような問題点があった。
【０００８】
従来、電力節約装置に備えられた、主巻線及び複数組の制御巻線によって構成される制御変圧器部、電源電圧の大きさに応じて複数組の制御巻線を切り換えるための双方向サイリスタを備えて構成される切換回路部（切換手段）といった機器，回路部は、その余の機器，回路部に比し、発熱量が格段に大きい。そのため、制御変圧器部，切換回路部といった機器，回路部は、それ自身の冷却、その余の機器，回路部（例えば、ＰＬＣ（programmable logic circuit）回路を備えた制御回路部、等）に対する熱の影響の低減を考慮すると、電力節約装置の装置筐体内におけるレイアウトに制約が生じ、装置筐体が大型化せざるを得なかった。
【０００９】
特に、この電力節約装置を、単相２線式又は単相３線式の交流商用電源に接続し、その出力電圧を負荷としての家庭用電気機器に供給する家庭用電力節約装置に適用しようとする場合には、上述した構成からなる電力節約装置の装置筐体の小型化が望まれていた。
【００１０】
また、家庭用電気機器の場合、電気的ノイズ低減や安全性の向上も望まれるところである。
【００１１】
本発明は、上述した問題点を鑑みてなされたものであって、発熱機器，発熱回路部の冷却性を損ねることなく、装置筐体の小型化をはかるとともに、電気的ノイズ低減や安全性の向上もはかった電力節約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】
【００１２】
本発明の電力節約装置は、電源に接続され、予め定められた降下電圧の中から一つの降下電圧を選択し、実際の電源電圧をこの選択した降下電圧分だけ降下させて、負荷としての電気機器に供給出力する電力節約装置であって、筐体内に、電源電圧を降下させるための制御トランス部と、該制御トランス部を駆動制御するための切換回路部及び制御回路部とを、前記筐体の設置状態における水平方向に対して、左右分けて配置し、かつ該切換回路部と該制御回路部とは重ねて設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の電力節約装置は、前記切換回路部につなぎ回路を設けて、一の降下電圧から他の降下電圧に切り換える際に電力の遮断を生じないようにし、このつなぎ回路にはサーキットプロテクターを設け、このサーキットプロテクターが作動した際には、制御回路部は、実際の電源電圧を負荷としての電気機器にそのまま供給出力するために、前記制御トランス部に制御電流を流さないバイパスモードを選択するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の電力節約装置は、前記切換回路部のスイッチング素子にゼロクロススイッチ回路を設け、しかも、電源接続側には、交流リアクトルを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上、本発明の請求項１記載の電力節約装置によれば、家庭用電力節約装置に適用した場合であっても、発熱機器，発熱回路部の冷却性を損ねることなく、装置筐体の小型化をはかることができ、その設置場所の融通性が向上する。
【００１６】
また、本発明の請求項２記載の電力節約装置によれば、スイッチング素子自身の異常及び制御回路部の指示異常に伴うスイッチング素子の作動異常が発生した際、サーキットプロテクターの作動により、スイッチング素子を保護することができ安全性が向上する。
【００１７】
さらに、本発明の請求項３記載の発明によれば、ゼロクロススイッチ回路によって電気的ノイズをより小さな値にするとともに、交流リアクタルによって電力節約装置外部にその小さな電気的ノイズが伝播することを防止するので、電気的ノイズをより低いレベルにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の電力節約装置を、単相２線式又は単相３線式の交流商用電源（以下、単に電源と称し、Ｒ，Ｔで表わす）に適用した場合の一実施の形態について、図面とともに説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態の電力節約装置の構成図である。
本実施の形態の電力節約装置１は、制御変圧器部１０，切換回路部２０，ＰＬＣ（programmable logic circuit）回路等を備えた制御回路部３０、等を備えて構成されている。
【００２０】
制御変圧器部１０は、電源のＲ，Ｔ各入力に対応させて、一端側が対応する入力端Ｒ，Ｔに接続されている主巻線部１１ｒ，１１ｔを有する。この主巻線部１１ｒ，１１ｔの他端側は、図示せぬ負荷としての電気機器に対する、電源のＲ，Ｔ各入力に対応した作動電圧の供給端ｒ，ｔになっている。さらに、本実施の形態では、主巻線部１１ｒ，１１ｔは、それぞれが２つの直列接続された巻線部１１ｒ1，１１ｒ2、１１ｔ1，１１ｔ2を有する構成になっている。
【００２１】
また、制御変圧器部１０は、制御巻線部１２を有する。制御巻線部１２は、入力端Ｒ，Ｔに供給される電源のＲ，Ｔ各入力の入力電圧の大きさ（実効値）Ｖｉを、一乃至複数段階に降下させることができるように、一乃至複数の制御巻線１２ｎを備えている。本実施の形態の場合においては、入力電圧Ｖｉを４％，６％の２段階に降下させることができるように、制御巻線部１２は、第１の制御巻線１２-１及び第２の制御巻線１２-２からなる２つの制御巻線を備えている。そして、本実施の形態では、第１の制御巻線１２-１及び第２の制御巻線１２-２も、それぞれが２つの直列接続された巻装部１２-１１，１２-１２、１２-２１，１２-２２を有する構成になっている。
【００２２】
その上で、第１の制御巻線１２-１と第２の制御巻線１２-２とは直列接続され、第１の制御巻線１２-１（１２-１１，１２-１２）における第２の制御巻線１２-２（１２-２１，１２-２２）との非接続側端部、第１の制御巻線１２-１（１２-１１，１２-１２）と第２の制御巻線１２-２（１２-２１，１２-２２）との接続部、第２の制御巻線１２-２（１２-２１，１２-２２）における第１の制御巻線１２-１（１２-１１，１２-１２）との非接続側端部は、タップｔｐ１，ｔｐ２，ｔｐ３を構成するようになっている。制御巻線部１２は、これらタップｔｐ１，ｔｐ２，ｔｐ３を介して、切換回路部２０を介して主巻線部１１ｒ，１１ｔの他端側、すなわち作動電圧の供給端ｒ，ｔ側に接続される。
【００２３】
このように構成された制御変圧器部１０は、例えば一対の馬蹄形状（Ｕの字形状）の鉄心構成部を、それぞれ対向する端部同士で連結して構成した平形コア１５に、主巻線部１１ｒ，１１ｔを形成するための断面平角形状の平形銅線、第１，２の制御巻線１２-１，１２-２を備えた制御巻線部１２を形成するための断面円形状の丸銅線を、巻装して構成される。
【００２４】
図２は、本実施の形態の制御変圧器部の外観図である。
平形コア１５に巻装された平形銅線からなる主巻線部１１ｒ，１１ｔは、平形コア１５の一対の券装部１５-１，１５-２に対して、例えば、平形銅線１８ｒ，１８ｔを次のように巻装して形成されている。
【００２５】
主巻線部１１ｒを形成する平形銅線１８ｒは、一対の巻装部１５-１，１５-２の中の一方の巻装部１５-１における一端側１５-１ａから他端側１５-１ｂに向けて巻装されて、一方の巻装部１５-１に巻線部１１ｒ1を形成した後、他方の巻装部１５-２における他端側１５-２ｂから一端側１５-２ａに向けて逆向きに再び巻装されて、他方の巻装部１５-２に巻線部１１ｒ2を形成する。
【００２６】
これに対して、主巻線部１１ｔを形成する平形銅線１８ｔは、一対の巻装部１５-１，１５-２の中の他方の巻装部１５-２における一端側１５-２ａから他端側１５-２ｂに向けて巻装されて、他方の巻装部１５-２に巻線部１１ｔ1を形成した後、一方の巻装部１５-１における他端側１５-１ｂから一端側１５-１ａに向けて逆向きに再び巻装されて、一方の巻装部１５-１に巻線部１１ｔ2を形成する。
【００２７】
このように、主巻線部１１ｒ及び主巻線部１１ｔは交差巻線で構成され、両者間に不平衡が生じた場合であっても、その不平衡を解消できるようになっている。
【００２８】
上述した主巻線部１１ｒ，１１ｔと同様に、第１の制御巻線１２-１及び第２の制御巻線１２-２も、図２上では現われないが、交差巻線で構成されている。本実施の形態では、第１の制御巻線１２-１は、巻装部１２-１１が平形コア１５の巻装部１５-１に、巻装部１２-１２が平形コア１５の巻装部１５-２に、丸銅線を巻装して構成されている。また、第２の制御巻線１２-２は、巻装部１２-２１が平形コア１５の巻装部１５-２に、巻装部１２-２２が平形コア１５の巻装部１５-１に、丸銅線を巻装して構成されている。
【００２９】
さらに、主巻線部１１ｔ，１１ｔについては、平形銅線１８の断面形状に起因して、その折曲方向が制御巻線１２-１，１２-２を構成する丸銅線に比し自在ではないため、一対の巻装部１５-１，１５-２の中の一方から他方へ巻換えるに当たっては、次に述べる構成を採用して巻換えられている。
【００３０】
図３は、本実施の形態の制御変圧器部における平形コアに対する平形銅線の導出・導入部分の説明図である。
【００３１】
図３に示すように、平形銅線１８ｒ（１８ｔ）は、その平形コア１５に対する巻装姿勢状態に対して平坦部分を略９０度捻られて巻装部１５-１（１５-２）の他端側１５-１ｂ（１５-２ｂ）に導出された後、その平坦部分を略９０度折曲されて平形コア１５の側方外部に引き出される。そして、図２に示したように、その平坦部分を再び略９０度折曲されて、平形銅線１８ｒ（１８ｔ）は平形コア１５の側方を沿設される。平形銅線１８ｒ（１８ｔ）は、この平形コア１５の側方沿設部分において、平坦部分を略１８０度折曲されてその延設方向が逆向きにされた後、平形コア１５の側方外部に戻され、平坦部分を略９０度折曲されて巻装部１５-２（１５-１）の他端側１５-２ｂ（１５-１ｂ）に案内される。そして、図３に示すように、再び平坦部分を略９０度折曲された後、その平坦部分を平形コア１５に対する巻装姿勢状態に略９０度捻られ戻されてから、巻装部１５-２（１５-１）の他端側１５-２ｂ（１５-１ｂ）へ巻換えられる。
【００３２】
この構成により、主巻線部１１ｒ及び主巻線部１１ｔを一対の巻装部１５-１，１５-２の中の一方から他方へ巻換え、巻装部１５-１（１５-２）の一端側１５-１ａ（１５-２ａ）側に巻戻す際に、主巻線部１１ｒ，１１ｔの折曲部１６が平形コア１５の他側端部１５ａから巻装方向にコアの外方へ突出するのを防止し、巻線部１７の側方に一体的に沿わせて配置することができ、制御変圧器部１０自体の小型化をはかれるようになっている。
【００３３】
一方、切換回路部２０は、図１に示すように、継電手段（スイッチング素子）としての、例えばＳＳＲ（ソリッドステートリレー/ Solid State Relay）２１を備えて構成されている。このＳＳＲ２１には、ゼロクロススイッチ回路が組み込まれている（図省略）。交流を切り換える場合、切り換え時における素子への衝撃軽減及び切り換え時に発生する電気ノイズのレベル低減の観点から、交流波形のうちのゼロ点近傍で切り換えることが望ましい。このＳＳＲ２１に組み込まれたゼロクロススイッチ回路は、交流波形のゼロ点を検知し、ゼロ点近傍での切り換えを可能とする。
【００３４】
ＳＳＲ２１は、発光素子を備えたスイッチング制御部２１ａと、このスイッチング制御部２１ａの発光状態を光電変換素子によって検出し、この光電変換素子の検出出力が予め定められたしきい値レベルを超えているか否かで回路の導通・遮断を行うスイッチング部２１ｂとを備え、スイッチング制御部２１ａとスイッチング部２１ｂとの間は光アイソレーションされている。
【００３５】
本実施の形態では、実際の電源電圧の大きさに応じて、０％，４％，６％といった複数の降下電圧の中から一つの降下電圧を選択し、実際の電源電圧をこの選択した降下電圧分だけ降下させるために、４つのＳＳＲ２１-１〜２１-４を備えている。ＳＳＲ２１-１は０％の降下電圧制御用、ＳＳＲ２１-２は４％の降下電圧制御用、ＳＳＲ２１-３は６％の降下電圧制御用になっている。また、ＳＳＲ２１-４は、降下電圧が切り換わる際に、供給端ｒ，ｔから負荷としての家庭用電気機器に供給される電力の瞬断をきたさないようにするための、つなぎ回路用になっている。
【００３６】
そのために、図示の例では、０％の降下電圧制御用ＳＳＲ２１-１におけるスイッチング制御部２１ａ-１のアノード側入力、及び４％の降下電圧制御用ＳＳＲ２１-２におけるスイッチング制御部２１ａ-２，６％の降下電圧制御用ＳＳＲ２１-３におけるスイッチング制御部２１ａ-３，つなぎ回路用ＳＳＲ２１-４におけるスイッチング制御部２１ａ-４のそれぞれカソード側入力は、後述する制御回路部３０に備えられたＰＬＣ回路３１のそれぞれ対応する制御端Ｘ１〜Ｘ４に接続されている。また、ＳＳＲ２１-１におけるスイッチング制御部２１ａ-１のカソード側入力は、後述する制御回路部３０の０［Ｖ］に接続され、各ＳＳＲ２１-２〜２１-４におけるスイッチング制御部２１ａ-２〜２１ａ-４のそれぞれアノード側入力は、制御回路部３０の直流の回路電圧Ｖｃ［Ｖ］（例えば＋２４［Ｖ］）に接続されている。これにより、４つのＳＳＲ２１-１〜２１-４の中、ＳＳＲ２１-１は、他のＳＳＲ２１-２〜２１-４に対し、そのスイッチング部２１ｂ-１を導通・遮断するためのＰＬＣ回路３１における制御端Ｘ１の出力特性が正逆反対になり、スイッチング部２１ｂ-１の導通・遮断特性（オン・オフ特性）は、スイッチング部２１ｂ-２〜２１ｂ-４の導通・遮断特性とは正逆反対になる。
【００３７】
一方、各ＳＳＲ２１-１〜２１-４のそれぞれスイッチング部２１ｂ１〜２１ｂ-４は、前述した第１の制御巻線１２-１及び第２の制御巻線１２-２を駆動するための駆動回路上に、サージ吸収用のバリスタ２９が並列接続された状態で設けられる。
【００３８】
ここで、第１の制御巻線１２-１及び第２の制御巻線１２-２は、負荷としての電気機器が接続される供給端ｒ，ｔの供給電圧Ｖｏ(ｒ)，Ｖｏ(ｔ)によって駆動される構成になっている。図示の例では、供給端ｔの供給電圧Ｖｏ(ｔ)は、後述するフィルタ回路４３を介して、第１の制御巻線１２-１における第２の制御巻線１２-２との非接続側端部のタップｔｐ１に接続されている。これに対し、供給端ｔの供給電圧Ｖｏ(ｒ)は、後述するフィルタ回路４３を同様に介して、４％の降下電圧制御用ＳＳＲ２１-２のスイッチング部２１ｂ-２，６％の降下電圧制御用ＳＳＲ２１-３のスイッチング部２１ｂ-３，つなぎ回路用ＳＳＲ２１-４のスイッチング部２１ｂ-４にそれぞれ接続されている。
【００３９】
そして、４％の降下電圧制御用ＳＳＲ２１-２のスイッチング部２１ｂ-２は、第２の制御巻線１２-２における第１の制御巻線１２-１との非接続側端部のタップｔｐ３に接続され、つなぎ回路用ＳＳＲ２１-４のスイッチング部２１ｂ-４は、サーキットプロテクタ２８及びつなぎ抵抗２２を介して、同じくタップｔｐ３に接続されている。また、６％の降下電圧制御用ＳＳＲ２１-３のスイッチング部２１ｂ-３は、第１の制御巻線１２-１と第２の制御巻線１２-２との接続部のタップｔｐ２に接続されているとともに、０％の降下電圧制御用ＳＳＲ２１-１のスイッチング部２１ｂ-１を介して、供給端ｔの供給電圧Ｖｏ(ｔ)すなわちタップｔｐ１にも接続されている。
【００４０】
さらに、このタップｔｐ１とタップｔｐ２との間には、０％の降下電圧制御用ＳＳＲ２１-１のスイッチング部２１ｂ-１と並列に、両タップｔｐ１−ｔｐ２間を短絡するために、０％の降下電圧制御用のマグネットリレー２３の常開の接点部２３ｂ１，２３ｂ２が並列に設けられている。この０％降下電圧制御用のマグネットリレー２３のリレー部２３ａは、一側がＰＬＣ回路３１の、前述した０％の降下電圧制御用ＳＳＲ２１-１のアノード側入力が接続された制御端Ｘ１とは別の制御端Ｘ０に接続され、他側は制御回路部３０の直流の回路電圧Ｖｃ［Ｖ］に接続されている。
【００４１】
これら切換回路部２０を構成するＳＳＲ２１-１〜２１-４は、ＳＳＲ基板２４（図４参照）上に実装され、マグネットリレー２３とともに、予め定められた制御シーケンスに基づきＰＬＣ回路３１により制御作動される。
【００４２】
このＰＬＣ回路３１等を有した制御回路部３０は、さらに回路電圧生成部３２，電圧検出回路３３，しきい値設定回路３４，手動設定回路３５，表示回路３６を有している。
【００４３】
回路電圧生成部３２は、直流の回路電圧Ｖｃ［Ｖ］及び０［Ｖ］を生成する。
電圧検出回路３３は、供給端ｒ，ｔから供給される供給電圧Ｖｏ() ，Ｖｏ(ｔ) の大きさＶｏを検出する。そして、電圧検出回路３３は、この検出した供給電圧Ｖｏ(ｒ) ，Ｖｏ(ｔ) の大きさＶｏと、しきい値設定回路３４から供給される上限しきい値Ｖｏth、下限しきい値Ｖｏtlとのそれぞれ比較を行う。本実施の形態では、電圧検出回路３３は、検出信号の大きさが上限しきい値Ｖｏthを超えている場合には、上限しきい値超過検出信号Ｓｈを、また下限しきい値Ｖｏtlを超えている場合には、下限しきい値超過検出信号Ｓｌを、ＰＬＣ回路３１の自動切換制御入力端にそれぞれ供給する。
【００４４】
しきい値設定回路３４は、供給電圧下限値設定手段及びしきい値生成手段を備えている。供給電圧下限値設定手段は、各相における作動電圧の供給端ｒ，ｔから供給しようとする供給電圧Ｖｏ(ｒ)，Ｖｏ(ｔ)の大きさＶｏの下限値Ｖｏminを、ロータリスイッチ等によってマニュアル設定できる。しきい値生成手段は、この供給電圧下限値設定手段によって設定された供給電圧Ｖｏ(ｒ)，Ｖｏ(ｔ)の大きさＶｏの下限値Ｖｏminに基づいて、作動電圧の供給端ｒ，ｔから供給される供給電圧Ｖｏ(ｒ)，Ｖｏ(ｔ)の大きさＶｏを、電源から入力される各相電圧Ｖｉ(ｒ)，Ｖｉ(ｔ)の大きさＶｉに対し、０％分だけ降下させた電圧Ｖｏ(０％)にするか、４％分だけ降下させた電圧Ｖｏ(４％)にするか、又は６％分だけ降下させた電圧Ｖｏ(６％)にするかを切り換えるための上限しきい値Ｖｏth及び下限しきい値Ｖｏtlを生成する。
【００４５】
例えば、ユーザが、供給電圧下限値設定手段によって、供給電圧Ｖｏ(ｒ)，Ｖｏ(ｔ)，の大きさＶｏの下限値Ｖｏminを設定した場合、しきい値設定回路３４は、この下限値Ｖｏminに対して所定電圧値ｋ１（ただし、ｋ１≧０）だけ大きい電圧値（Ｖｏmin＋ｋ１）を下限しきい値Ｖｏtlとして生成し、この下限しきい値Ｖｏtlよりも所定電圧値ｋ２（ただし、ｋ２＞０）だけ大きい電圧値（Ｖｏmin＋ｋ１＋ｋ２）を上限しきい値Ｖｏthとして生成する。なお、所定電圧値ｋ１，ｋ２，ｋ１＋ｋ２の大きさは、いずれも定格使用範囲の電圧幅よりも小さい値である。
【００４６】
本実施の形態では、これら電圧検出回路３３及びしきい値設定回路３４は、作動電圧の供給端ｒ，ｔから供給される供給電圧Ｖｏ(ｒ)，Ｖｏ(ｔ)の大きさＶｏに応じて、電源から入力される各相電圧Ｖｉ(ｒ)，Ｖｉ(ｔ)の大きさＶｉを降下させて各相の作動電圧の供給端ｒ，ｔから供給することが可能であるか否か、を判定するための降下電圧切換自動判定手段として機能する。
【００４７】
手動設定回路３５は、作動電圧の供給端ｒ，ｔから供給される供給電圧Ｖｏ(ｒ)，Ｖｏ(ｔ)の大きさＶｏを、電源から入力される電圧Ｖｉ(ｒ)，Ｖｉ(ｔ)の大きさＶｉに対し、０％分だけ降下させた電圧Ｖｏ(０％)にするか、４％分だけ降下させた電圧Ｖｏ(４％)にするか、又は６％分だけ降下させた電圧Ｖｏ(６％)にするかを、その自動／手動切換スイッチの操作によって、ＰＬＣ回路３１に降下電圧切換自動判定手段の判定結果に基づいて自動制御させるか否かを設定する。手動設定回路３５では、ＰＬＣ回路３１に自動制御させずに手動で供給電圧Ｖｏ(ｒ)，Ｖｏ(ｔ)の大きさＶｏを設定する場合の手動選択設定スイッチも設けられている。図示の例では、手動設定回路３５からは、自動／手動切換スイッチの操作によって手動設定が設定された場合に、手動選択設定スイッチで設定された電圧Ｖｏ(０％)，Ｖｏ(４％)，Ｖｏ(６％)のいずれかに対応する出力指示が、ＰＬＣ回路３１の対応した指示入力端（０％，４％，６％）に供給されるようになっている。
【００４８】
表示回路３６は、前述したＳＳＲ２１-１〜２１-４の作動状態、及びＰＬＣ回路３１の図示省略した障害発生検出時用の制御出力ＸＬの状態に基づいて、電力節約装置１の作動状態を報知するための回路である。表示回路３６は、例えば、電力節約装置１の電源状態、電源から入力される電圧Ｖｉ(ｒ)，Ｖｉ(ｔ)を４％分だけ降下させた節約状態になっているか、６％分だけ降下させた節約状態になっているか、電源から入力される電圧Ｖｉ(ｒ)，Ｖｉ(ｔ)の異常状態の発生を、それぞれ発光素子（発光ダイオード）３６-１〜３６-４の点灯状態で報知する。
【００４９】
そして、制御回路部３０の中、回路電圧生成部３２，電圧検出回路３３，しきい値設定回路３４，手動設定回路３５，表示回路３６は、同一の制御基板３８（図４参照）上に実装配置されている。
【００５０】
一方、ＰＬＣ回路３１は、上述した電圧検出回路３３や手動設定回路３５からの出力に基づき、ＳＳＲ２１-１〜２１-４及びマグネットリレー２３の作動を制御する。
【００５１】
本実施の形態では、ＰＬＣ回路３１は、電源から入力される電圧Ｖｉ(ｒ)，Ｖｉ(ｔ)をそのまま作動電圧の供給端ｒ，ｔから供給電圧Ｖｏ(ｒ)，Ｖｏ(ｔ)として出力する０％節約時には、ＳＳＲ２１-１のスイッチング部２１ｂ-１を遮断状態とし、マグネットリレー２３の常開の接点部２３ｂ１，２３ｂ２を閉成状態にする。これにより、第１の制御巻線１２-１及び第２の制御巻線１２-２には制御電流が流れないよう、バイパスモードになるように制御する。
【００５２】
また、ＰＬＣ回路３１は、電源から入力される電圧Ｖｉ(ｒ)，Ｖｉ(ｔ)を４％分だけ電圧降下させて作動電圧の供給端ｒ，ｔから供給電圧Ｖｏ(ｒ)，Ｖｏ(ｔ)から出力する４％節約時には、ＳＳＲ２１-２のスイッチング部２１ｂ-２を導通状態とし、スイッチング部２１ｂ-２を介して第１の制御巻線１２-１及び第２の制御巻線１２-２に制御電流が流れるように制御する。
【００５３】
また、ＰＬＣ回路３１は、電源から入力される電圧Ｖｉ(ｒ)，Ｖｉ(ｔ)を６％分だけ電圧降下させて作動電圧の供給端ｒ，ｔから供給電圧Ｖｏ(ｒ)，Ｖｏ(ｔ)から出力する６％節約時には、ＳＳＲ２１-３のスイッチング部２１ｂ-３を導通状態とし、スイッチング部２１ｂ-３を介して第２の制御巻線１２-２にのみ制御電流が流れるように制御する。
【００５４】
このように、本実施の形態では、ＰＬＣ回路３１は、ＳＳＲ２１-１〜２１-４の作動制御して、第１の制御巻線１２-１及び第２の制御巻線１２-２に流れる制御電流を制御する。そのため、ＳＳＲ２１-１〜２１-４の光アイソレーションされたスイッチング制御部２１ａ-１のカソード側入力、又はスイッチング制御部２１ａ-２〜２１ａ-４のそれぞれアノード側入力で、制御回路部３０の０［Ｖ］側又は直流の回路電圧Ｖｃ［Ｖ］側から多少のノイズが混入しても、スイッチング制御部２１ａ-１〜２１ａ-４の発光素子は、スイッチング部２１ｂ-１〜２１ｂ-４を切り換える程の出力変化は起こさないため、耐ノイズ性能も向上したものになっている。
【００５５】
そして、ＰＬＣ回路３１には、第１のフィルタ回路４１を介して電源から入力される電圧Ｖｉ(ｒ)，Ｖｉ(ｔ)が供給される。その際、第１のフィルタ回路４１と作動電圧の供給端ｒ，ｔとの間は、コネクタ５１、高調波抑制用及びサージ進入の抑制用の交流リアクトル５２、フューズ５３及びバリスタ５４により構成されるサージサプレッサ回路５５が設けられている。また、ＰＬＣ回路３１には、第２のフィルタ回路４２を介して、回路電圧生成部３２で生成された直流の回路電圧Ｖｃ［Ｖ］及び０［Ｖ］が供給される。
【００５６】
ＰＬＣ回路３１のリセット信号入力には、後述するブレーカ５６の作動に連動して異常時に閉成するブレーカ等によって異常時リセット回路３７が接続されている。また、前述のサーキットプロテクター２８もこれが作動したとき、異常時リセット回路３７を切り換えるように接続されている（図中、反時計回りに作動）。異常時リセット回路３７は、異常発生時（例えば、停電時やブレーカ５６による電源遮断時、また、サーキットプロテクター２８の作動時）に閉成され、その回復時に開成されることによって、ＰＬＣ回路３１のリセット入力にリセット信号が供給され、マグネットリレー２３を介して強制的にパイパスモードにもたらす。
【００５７】
また、前述の切換回路部２０には、上述したコネクタ５１、交流リアクトル５２を介して、さらにブレーカ５６、バリスタ５７により構成されるサージサプレッサ回路５８、及び第３のフィルタ回路４３を介して、作動電圧の供給端ｒ，ｔに接続されている。
【００５８】
上述のように構成された電力節約装置１を構成する各機器，各回路部は、図４及び図５に示す電力節約装置の筐体２内に収容され、実装されている。
【００５９】
図４は、本実施の形態の電力節約装置の外観図である。
図５は、本実施の形態の電力節約装置の筐体内の各機器，各回路部の実装説明図である。
【００６０】
図４に示すように、筐体２は、矩形状の箱体によって形成され、箱体は有底、開口形状の筐体本体部３と、筐体本体部３の開口部を施蓋するための筐体蓋体部４とから構成される。
【００６１】
筐体蓋体部４の正面パネルには、その上部側及び下部側に寄せて正面パネルの略全幅にわたって、換気用の複数の縦長孔（換気孔）５が開口されている。また、筐体蓋体部４の正面パネルには、制御回路部３０の、回路電圧生成部３２，電圧検出回路３３，しきい値設定回路３４，手動設定回路３５，表示回路３６が配置された基板上における、表示回路３６の発光素子（発光ダイオード）３６-１〜３６-４の実装位置に対応させて、表示窓６-１〜６-４が形成されている。
【００６２】
次に、図５により、筐体本体部３に対する電力節約装置１を構成する各機器，各回路部の実装について説明する。
【００６３】
図５において、図５(ａ)は、筐体蓋体部４を筐体本体部３から取り外した状態の筐体本体部３の開口部から眺めた電力節約装置１を構成する各機器，各回路部の外観配置を示したもので、図５(ｂ)は、図５(ａ)に示した状態から、破線で示す一部の機器，回路部を取り除いて眺めた外観配置を示したものである。
【００６４】
図５に示されるように、筐体本体部３内には、その開口側から眺めて、左右方向一方側、例えば正面右側の内壁側部３ａに沿うように、図２に示した制御変圧器部１０と、作動電圧の供給端ｒ，ｔ及び電源のＲ，Ｔ各入力に対応した作動電圧の供給端ｒ，ｔを構成するための入出力端子盤７が縦方向に並んで配置されている。その際、制御変圧器部１０は、巻装部１５（１５-１，１５-２）の他端側１５ｂ（１５-１ｂ，１５-２ｂ）を筐体本体部３の内壁底部３ｄ側に対向させて、図２中でＲ，Ｔ，ｒ，ｔで示したタップが導出された巻装部１５（１５-１，１５-２）の他端側１５ａ（１５-１ａ，１５-２ａ）を入出力端子盤７側に向けて配置される。これにより、制御変圧器部１０のタップＲ，Ｔ，ｒ，ｔが入出力端子盤７に接続し易くなる。このことは、図２で示したように、制御変圧器部１０の他端側１５ａに導出された主巻線部１１ｒ，１１ｔの折曲部１６を巻線部１７の側方に一体的に沿わせて配置したことにより、制御変圧器部１０の平形コア１５の巻装部１５（１５-１，１５-２）の他端側１５ｂを可能な限り筐体本体部３の内壁底部３ｄ側に近づけて配置することができ、制御変圧器部１０のタップＲ，Ｔ，ｒ，ｔの入出力端子盤７に対する接続作業性の向上、及び筐体本体部３の正面から眺めた高さ方向の寸法小型化がさらにはかれる。
【００６５】
また、上述した入出力端子盤７の筐体本体部３の奥部３ｅ（すなわち、筐体本体部３自体の内壁底部に対応）側には、図５(ｂ)に示すように、切換回路部２０のつなぎ抵抗２２が入出力端子盤７に重ねて配置されている。これにより、発熱性の高い制御変圧器部１０及び切換回路部２０のつなぎ抵抗２２は、筐体本体部３の左右方向、一方側（正面右側）の内壁側部３ａに沿うように配置されているので、制御変圧器部１０及び切換回路部２０のつなぎ抵抗２２が発生する熱は、複数の縦長孔（換気孔）５の中、下側縦長孔５ｇから筐体本体部３内に進入する大気によって、他の機器，回路部を経由することなく、他の機器，回路部に及ぼす熱影響を極力抑え、上側縦長孔５ｆから効率よく排出できる。
【００６６】
また、筐体本体部３内の、その開口側から眺めて、左右方向他方側、例えば正面左側には、筐体本体部３の内壁天部３ｃに沿うように、左右方向、すなわち他方側の内壁側部３ｂから一方側の内壁側部３ａ側に向けて順に、切換回路部２０のサーキットプロテクター２８，ＰＬＣ回路３１，フューズ５３，及び０％降下電圧制御用マグネットリレー２３が並んで配置されている。
【００６７】
そして、筐体本体部３内の、その開口側から眺めて、左右方向他方側（正面左側）には、筐体本体部３の内壁底部３ｄに沿うように、他方側の内壁側部３ｂから一方側の内壁側部３ａ側に向けて順に、第３のフィルタ回路４３，ブレーカ５６，交流リアクトル５２が並んで配置されている。
【００６８】
そして、筐体本体部３内の、その開口側から眺めて、左右方向他方側（正面左側）の高さ方向中間部には、図５(ｂ)に示すようにしてＳＳＲ基板２４を奥部３ｅ側にして、制御基板３８が開口側から眺めて手前に重ねられて設けられている。
【００６９】
また、第３のフィルタ回路４３の筐体本体部３内の奥部３ｅ側には、第１のフィルタ回路４１、及び第２のフィルタ回路４２が、図５(ｂ)に示すようにして、第３のフィルタ回路４３に重ねられて設けられている。
【００７０】
これにより、制御基板３８及びＰＬＣ回路３１は、制御変圧器部１０及び切換回路部２０のつなぎ抵抗２２から、水平方向にずれて配置されることになり、これらの熱換気経路Ｈから外れ、熱影響を受け難くなる。また、制御基板３８は、ＳＳＲ基板２４と重ねられて開口側から眺めて手前に寄せられて配置されるので、その表示回路３６の発光素子３６-１〜３６-４は、筐体蓋体部４の表示窓６-１〜６〜４に近づけて配置することができる。これにより、表示窓６-１〜６〜４内部での発光素子３６-１〜３６-４相互の発光干渉（点灯干渉）を低減でき、その表示もさらに見易くなる。
【００７１】
なお、実施例においては、スイッチング素子として、発光・受光機能を有するスイッチング素子にゼロクロススイッチ回路を用いた例を示したが、必ずしも発光・受光機能を有するスイッチング素子を使用する必要はなく、サイリスタ素子のゲート回路にゼロクロススイッチ回路を用いたものでもよい。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態の電力節約装置１によれば、発熱機器，発熱回路部の冷却性を損ねることなく、筐体の小型化をはかることができ、その設置場所の融通性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本実施の形態の電力節約装置の構成図である。
【図２】本実施の形態の制御変圧器部の外観図である。
【図３】本実施の形態の制御変圧器部における平形コアに対する平形銅線の導出・導入部分の説明図である。
【図４】本実施の形態の電力節約装置の外観図である。
【図５】本実施の形態の電力節約装置の筐体内の各機器，各回路部の実装説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  電力節約装置
２  筐体
３  筐体本体部
４  筐体蓋体部
５  縦長孔
６  表示窓
７  入出力端子盤
１０  制御変圧器部
１１  主巻線部
１２  制御巻線部
１２-１  第１の制御巻線
１２-２  第２の制御巻線
１５  平形コア
１６  折曲部
１７  巻線部
２０  切換回路部
２１  ＳＳＲ
２１-１  ０％降下電圧制御用ＳＳＲ
２１-２  ４％降下電圧制御用ＳＳＲ
２１-３  ６％降下電圧制御用ＳＳＲ
２１-４  つなぎ回路用ＳＳＲ
２１ａ  スイッチング制御部
２１ｂ  スイッチング部
２２  つなぎ抵抗
２３  ０％降下電圧制御用マグネットリレー
２４  ＳＳＲ基板
２８  サーキットプロテクタ
２９  バリスタ
３０  制御回路部
３１  ＰＬＣ回路
３２  回路電圧生成部
３３  電圧検出回路
３４  しきい値設定回路
３５  手動設定回路
３６  表示回路
３７  異常時リセット回路
３８  制御基板
４１  第１のフィルタ回路
４２  第２のフィルタ回路
４３  第３のフィルタ回路
５１  コネクタ
５２  交流リアクトル
５３  フューズ
５４  バリスタ
５５  サージサプレッサ回路
５６  ブレーカ
５７  バリスタ
５８  サージサプレッサ回路
【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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