(57)【要約】【課題】 導電バーやプラグを挿入して接続する端子部に対して大きな設計変更をすることなく、接続不良を早期に検出できるプラグイン式端子部の接続不良検出装置を提供する。【解決手段】  導電バー１を挿入して接続するプラグイン式の端子部において、挿入された導電バー１の先端に当接する板バネ４と、板バネ４が端子金具３に接触しないように双方の間に配置されたセパレータ５とを設け、端子金具３と板バネ４との間に発生する電位差から導電バー１と端子金具３との接続不良を検出する接続不良検出回路６を設けた。接続不良検出回路６は、板バネ４と端子金具３の間に抵抗素子８を配置し、抵抗素子８の電圧降下によりオン動作するフォトカプラを備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入された導電バーを挟持して電気的接続を図る端子金具を備えたプラグイン式端子部の接続不良を検出する接続不良検出装置であって、
挿入された前記導電バーの先端に当接するバネ体と、
前記バネ体が前記端子金具に接触しないように双方の間に配置されたセパレータとを有し、
前記端子金具と前記バネ体との間に発生する電位差から前記導電バーと前記端子金具との接続不良を検出する接続不良検出回路を設けたことを特徴とするプラグイン式端子部の接続不良検出装置。
【請求項２】
接続不良検出回路が、バネ体と端子金具の間に配置された抵抗素子と、該抵抗素子の電圧降下によりオン動作するフォトカプラとを備えて成る請求項１記載のプラグイン式端子部の接続不良検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーカやコンセントに組み込まれたプラグイン式端子部の接続不良検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
配電盤や分電盤等の盤内には、機器間に配設する電路として電流容量の大きな銅バーから成る導電バーが使用されることが多い。このような盤内に設置されるブレーカ等の機器は、電源側端子が挿入された導電バーを挟持する端子金具を備えたプラグイン式に形成され、導電バーを挿入するだけで接続できるよう形成されたものが使用される。このプラグイン式の端子はネジ締めに依らないため、ネジの緩みにより接続不良となることはないが、導電バーを挟持する端子金具が変形して導電バーとの接触が不安定になり接続不良を引き起こす場合があった。
また、壁面等に設置された家庭用コンセントも、同様に導電バーとしてのプラグの栓刃を挟持する端子金具である受刃を有し、ネジの緩み等で接続不良に成ることはないが、受刃が変形した場合に接続不良が発生することがあった。
【０００３】
このような接続不良が発生すると、負荷電流通電時に導電バーと端子金具の間（或いは、栓刃と受刃の間）でアーク放電が発生し、端子部が発熱して劣化する問題があった。そのため、このような接続不良を検出する方法が考えられ、例えば特許文献１では端子部に温度センサを取り付けて、温度が所定値以上になったら接続不良発生と判断させていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８６０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記温度センサを使用した構成は、接続部の温度上昇を検出することで接続不良を検出することはできる。しかしながら、温度による接続不良の検出は誤動作を防止するために設定温度を低くできず、高温にならなければ接続不良と判断できなかった。また、端子部に温度センサを設ける構成は大きな設計変更を伴い容易に実施できるものではなかった。
一方で、接続不良に伴う端子部の劣化は上述したようにアーク放電が主要因であることが知られている。そのためこのアーク放電発生の初期段階を検出できれば、端子部が劣化する前に検出することが可能となる。
【０００６】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、導電バーを挿入して接続する端子部に対して大きな設計変更をすることなく、接続不良を早期に検出できるプラグイン式端子部の接続不良検出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】
上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、挿入された導電バーを挟持して電気的接続を図る端子金具を備えたプラグイン式端子部の接続不良を検出する接続不良検出装置であって、挿入された前記導電バーの先端に当接するバネ体と、前記バネ体が前記端子金具に接触しないように双方の間に配置されたセパレータとを有し、前記端子金具と前記バネ体との間に発生する電位差から前記導電バーと前記端子金具との接続不良を検出する接続不良検出回路を設けたことを特徴とする。
この構成によれば、導電バーと端子金具が良好な接続状態にあれば、端子金具とバネ体とは導通状態になくても同電位状態にあるため、接続不良検出回路は動作しない。ところが、挿入された導電バーと端子金具とが接続不良状態になると、導電バーと端子金具の電圧が異なり双方の間でアーク放電が発生するような状況となる。このような場合、端子金具と導電バーに接触しているバネ体との間に発生する電位差により、接続不良検出回路が動作して信号を出力する。こうして、接続不良を検出することができる。而も、導電バーと端子金具の電位差により接続不良検出回路は動作するので、端子部の発熱に関係なく接続不良発生の早期の段階で検出することができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、接続不良検出回路が、バネ体と端子金具の間に配置された抵抗素子と、該抵抗素子の電圧降下によりオン動作するフォトカプラとを備えて成ることを特徴とする。
この構成によれば、接続不良検出回路は、抵抗素子とフォトカプラ等の比較的小さな素子を組み合わせるだけで回路形成でき、省スペースで構成できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、挿入された導電バーと端子金具が接続不良状態になりアーク放電が発生するような状況になると、導電バーに接しているバネ体と端子金具の間に電位差が生じ接続不良検出回路が動作して接続不良を検出することができる。而も、導電バーと端子金具の電位差により接続不良検出回路は信号を出力するので、発熱に関係なく早期の段階で接続不良を検出することができる。
そして、接続不良検出回路は、抵抗素子とフォトカプラ等の比較的小さな素子を組み合わせるだけで回路形成でき、省スペースで構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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は本発明に係るプラグイン式端子部の接続不良検出装置の一例を示し、１は電路を構成する導電バー、２はブレーカ等に設けられたプラグイン式の端子部、３は挿入された導電バー２を挟持するようにコ字状に折り曲げ形成された端子金具、４は端子金具３内の奥部に配置され、挿入された導電バー１の先端が当接して圧縮される板バネ（バネ体）、５は端子金具３と板バネ４の接触を防ぐために設けた絶縁材料から成るセパレータ、６は導電バー１の接続不良を検出する接続不良検出回路である。
【００１１】
この、接続不良検出回路６は、板バネ４と端子金具３とを抵抗素子８を介して接続し、この抵抗素子８に印加される電圧から接続不良を検出するよう構成され、図２に示すような回路構成となっている。図２において、１１ａは入力部１１を構成する第１入力端子、１１ｂは入力部１１を構成する第２入力端子、１２は信号出力部、１３は電源入力部、１４はアース接続部であり、第１入力端子１１ａと第２入力端子１１ｂの間に抵抗素子８（第１抵抗素子Ｒ１、第２抵抗素子Ｒ２）が配置され、第２抵抗素子Ｒ２の電圧降下によりオン動作するフォトカプラ１５が接続されている。更に、フォトカプラ１５のオン動作により電圧信号を生成するトランジスタＴ１を備えた出力回路１６を有し、入力部１１と信号出力部１２は、回路が電気的に分離されて形成されている。
そして、第１入力端子１１ａが板バネ４に接続されると共に、第２入力端子１１ｂが端子金具３に接続され、両者の間に発生した電位差を基に電圧信号が出力される。
【００１２】
次に、上記接続不良検出装置の作用を図３の端子部２の拡大図を基に説明する。尚、図３（ａ）は導電バーを挿入しない状態、図３（ｂ）は接続不良が発生した状態を示している。端子部２に導電バー１を挿入した正常な接続状態では、導電バー１を端子金具３が挟持して連結され、負荷電流は良好に流れる。そして、この状態で板バネ４は挿入された導電バー１により圧縮されるが、板バネ４の弾性力は端子金具３の挟持力に対して十分小さく設定されており、導電バー１が押し戻されるようなことがない。
この接続状態では、導電バー１と端子金具３との間で電位差は発生しないため、導電バー１に接触している板バネ４と端子金具３との間にも電位差は発生しない。従って、接続不良検出回路６は動作しない。
【００１３】
ところが、何らかの理由で端子金具３の挟持部が開き、図３（ｂ）に示すように端子金具３の挟持力が弱まり導電バー１との密着状態が不安定になると、導電バー１から端子金具３に負荷電流が流れ難くなり、両者の間でアーク放電が発生するようになる。この場合、導電バー１と端子金具３の間で電位差が発生し、抵抗素子８を介して板バネ４から端子金具３に負荷電流が流れようとする。その結果、抵抗素子８に電圧降下が発生し、第２抵抗素子Ｒ２での電圧降下が、フォトカプラ１５がオンする特定の電圧に達すると接続不良検出回路６が動作し、信号出力部１２から電圧信号が出力される。
【００１４】
このように、導電バーと端子金具が良好な接続状態にあれば、端子金具とバネ体とは導通状態になくても同電位状態にあるため、接続不良検出回路は動作しない。ところが、挿入された導電バーと端子金具とが接続不良状態になると、導電バーと端子金具の電圧が異なり双方の間でアーク放電が発生するような状況が発生する。このよう場合、端子金具とバネ体との間に発生する電位差により、接続不良検出回路が動作して信号を出力する。こうして、接続不良を検出することができる。而も、導電バーと端子金具の電位差により接続不良検出回路は動作するので、端子部の発熱に関係なく接続不良発生の早期の段階で検出することができる。
また、接続不良検出回路は、抵抗素子とフォトカプラ等の比較的小さな素子を組み合わせるだけで回路形成でき、省スペースで構成できる。
【００１５】
尚、上記接続不良検出回路６の動作は負荷電流が流れている場合の動作であり、負荷がオフの場合は、接続不良状態にあっても抵抗素子８で電圧降下は発生しないためフォトカプラ１５がオンすることはない。また、セパレータ５を絶縁体としているが、抵抗素子８より十分高い抵抗特性を示す材料（例えば１０ｋオーム）であればセパレータとして使用できる。
【００１６】
図４は本発明の他の例を示し、プラグイン式端子部の接続不良検出装置を電源コンセントに適用した構成を示している。図４（ａ）はプラグを接続したコンセントの断面説明図、図４（ｂ）は電源コンセント単体の断面説明図を示し、２０は電源コンセント、２５はプラグである。電源コンセント２０は、コンセントケース２０ａの中に導電バーとしてのプラグ２５の栓刃２６を挟持する端子金具としての受刃２１が設けられ、この受刃２１に囲まれるように板バネ２３が設置されている。受刃２１は、栓刃２６を挟持する対称形状の挟持金具２１ａを対向配置して形成され、その間に形成した奥部空間に板バネ２３が配置されている。
【００１７】
板バネ２３は、挟持金具２１ａを支持する絶縁性を有する合成樹脂製の支持部材２７にビス２８により固定され、挟持金具２１ａと板バネ２３は接触することがないように構成されている。
そして、上記図２に示す接続不良検出回路６を構成する抵抗素子８が、板バネ２３（に連結されたビス２８）と挟持金具２１ａの間に接続され、この抵抗素子８に印加される電圧から接続不良を検出するよう構成されている。
【００１８】
このように構成された電源コンセント２０にプラグ２５が接続されると、図４（ａ）に示すように板バネ２３は栓刃２６に押圧されて圧縮される。但し、板バネ２３の弾性力は受刃２１の挟持力に対して十分小さく設定されている。正常な接続状態では、栓刃２１と受刃２０との間で電位差は発生しないため、栓刃２１に接触している板バネ２３と端受刃２１との間にも電位差は発生しない。そのため、接続不良検出回路６は動作しない。
【００１９】
ところが、何らかの理由で受刃２１を構成する挟持金具２１ａ間が開き、受刃２１と栓刃２６との密着状態が不安定になると、栓刃２６から受刃２１に負荷電流が流れ難くなり、アーク放電が発生するようになる。この場合、板バネ２３と受刃２１の間に設けられた抵抗素子８を介して負荷電流が流れようとする。その結果、抵抗素子８に電圧降下が発生し、この電圧降下がフォトカプラ１５がオンする特定の電圧に達すると接続不良検出回路６が動作し、信号出力部１２から電圧信号が出力される。
【００２０】
このように、栓刃と受刃が良好な接続状態にあれば、栓刃とバネ体とは導通状態になくても同電位状態にあるため、接続不良検出回路は動作しない。ところが、挿入された栓刃と受刃とが接続不良状態になると、栓刃と受刃の電圧が異なり双方の間でアーク放電が発生するような状況となる。このよう場合、受刃とバネ体との間に発生する電位差により、接続不良検出回路が動作して信号を出力する。こうして、接続不良を検出することができる。而も、栓刃と受刃の電位差により接続不良検出回路は動作するので、端子部の発熱に関係なく接続不良発生の早期の段階で検出することができる。
【００２１】
尚、この電源コンセントの実施形態は、受刃２１を支持する支持部材２７により、受刃２１と板バネ２３との絶縁を図っているが、受刃２１が上記図１の端子金具３のように略コ字状に形成されている場合は、別途セパレータを設れば良い。また、上記実施形態と同様に、受刃２１と板バネ２３とは完全に絶縁しなくとも良く、両者は抵抗素子８より十分高抵抗特性を示す抵抗体（例えば１０ｋオーム）を間に介在させても良い。
更に、上記接続不良検出回路６は、フォトカプラ１５がオンしたら必ず出力信号が出される回路構成であるため、誤動作を防ぐために平均値回路、判定回路等を更に後段に接続して誤動作を無くすよう構成するとよい。また、何れの実施形態もバネ体として板バネを使用しているが、コイルバネを使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るプラグイン式端子部の接続不良検出装置の一例を示す説明図である。
【図２】接続不良検出回路の回路図である。
【図３】図１の端子部の断面説明図であり、（ａ）は導電バーが接続されていない状態、（ｂ）は接続不良状態を示している。
【図４】本発明のプラグイン式端子部の接続不良検出装置を電源コンセントに適用した例を示し、（ａ）はプラグを接続したコンセントの断面説明図、図３（ｂ）はコンセント単体の断面説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１・・導電バー、２・・端子部、３・・端子金具、４・・板バネ（バネ体）、５・・セパレータ、６・・接続不良検出回路、８・・抵抗素子、１５・・フォトカプラ、１６・・出力回路、２０・・電源コンセント、２１・・受刃（端子金具）、２３・・板バネ（バネ体）、２５・・プラグ、２６・・栓刃（導電バー）、２７・・支持部材（セパレータ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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