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公開番号2021048771
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210325
出願番号2020217893
出願日20201225
発明の名称分電盤
出願人テンパール工業株式会社
代理人
主分類H02B 1/40 20060101AFI20210226BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】利便性の高い分電盤を提供する。
【解決手段】分電盤100は、通電状態に異常があるときにトリップ動作によりその電路を遮断する主幹開閉器110と、主幹開閉器110の出力側に接続された複数の分岐開閉器130とを備える。分電盤100は、さらに分岐開閉器130の電路の通電状態の異常の有無を検知して分岐通電信号D2を出力する分岐通電検知機能を包含する分岐開閉器130を備え、分岐開閉器130は、分岐通電信号D2に基づいてその電路の開閉を電気制御する分岐リレー131を有する。さらに、分岐リレー131はプリント基板上に配置される。
【選択図】図19

特許請求の範囲【請求項1】
主幹開閉器と、該主幹開閉器の出力側に分岐リレー接続部を介して接続された複数の分岐開閉器とを収納する筐体と、該筐体に外部から供給される電源が接続される電源側コネクタと、該分岐開閉器の負荷装置側配線を接続する負荷側コネクタとを備える分電盤であって、
前記筐体上面の長手方向両側には、前記電源側コネクタと前記負荷側コネクタとが前記筐体から上側に向かうようにそれぞれ一体に突設されるとともに、
前記分岐開閉器の電路の通電状態の異常の有無を検知して分岐通電信号を出力する分岐通電検知機能を包含する分岐開閉器と、前記分岐通電信号を受けて分岐開閉器の電路の接続のオンオフを制御する開閉制御信号を出力する制御部とを備え、
前記主幹開閉器は、該主幹開閉器の通電状態に異常があるときに機械的に自動遮断するトリップ動作により該主幹開閉器の電路を遮断すると共に、使用者の開閉操作を受けて該電路を開閉できる開閉器であり、
前記分岐開閉器は、前記開閉制御信号を受け、該分岐開閉器の通電状態に異常があるときに該分岐開閉器の電路を遮断すると共に、使用者の開閉操作を受けて該電路を開閉できる開閉器であって、
主幹開閉器の入力側と電源側コネクタとの間に配設され、制御部からの開閉制御信号を受けて、前記主幹開閉器と前記外部の電源とを接続する電路の接続、遮断をオンオフ制御可能に構成された切替部を備えた
ことを特徴とする分電盤。
続きを表示(約 250 文字)【請求項2】
請求項1記載の分電盤において、
前記分岐開閉器の状態を表示するとともに、その表示部分で使用者の操作を受けるタッチパネルをさらに備え、前記制御部は、
前記タッチパネルへの操作に基づいて、前記分岐開閉器の電路の接続をオンオフ制御する開閉制御信号を前記分岐開閉器に出力し、
前記分岐開閉器は、前記分岐通電信号および前記タッチパネルの操作に対応する開閉制御信号のうちの少なくともいずれか一方に基づいて前記分岐開閉器の電路を開閉制御することを特徴とする分電盤。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、住宅等において使用される分電盤に関するものである。
続きを表示(約 7,400 文字)【背景技術】
【0002】
一般的な分電盤は、ボディに収納された主幹開閉器(特許文献1では、主幹分岐回路遮断器)と、複数の分岐開閉器(特許文献1では、分岐回路遮断器)によって構成されている。ボディの前面側には、カバーが設けられており、そのカバーには、主幹開閉器や分岐開閉器等の操作部である操作レバーが配設されたボス部を露出させる窓孔が形成されている(例えば、特許文献1)。
【0003】
このような一般的な分電盤において、主幹開閉器および分岐開閉器の過電流や漏電等の異常を検知すると、操作レバー(特許文献2では、操作ハンドル)が傾倒または起立することにより回路を遮断するトリップ動作を行うようになっている。このように、機械的な動作によって回路の遮断を行うため、例えば、故障が生じた場合に主幹開閉器や分岐開閉器を交換する必要がある。一般的に、分岐開閉器は主幹開閉器と比較して、定格容量(定格電圧や定格電流等)が小さく設定される。また、例えば、大電流を使用する複数の負荷装置(例えば、電子レンジやドライヤー等)が単一の分岐開閉器に接続されることがある。このような状況から、分岐開閉器は、主幹開閉器と比較してトリップ動作や使用者の操作等による接続/遮断の動作回数が多くなり、主幹開閉器と比較してその交換頻度が高くなる傾向がある。
【0004】
特許文献2には、分岐開閉器(特許文献2では、分岐ブレーカ)の交換作業が容易な分電盤が開示されている。このものでは、分岐開閉器は、ブレーカ取付け板上に着脱可能に取り付けられ、この取付け板の裏側に形成された隙間を通って電力計測器と分岐開閉器の信号出力端とを配線している。これにより、故障等により交換の必要が生じた分岐開閉器を交換する際に、配線が邪魔にならない。
【0005】
また、特許文献3には、ベース台の短手方向の両側において、長手方向に並べて配設された複数の分岐開閉器(特許文献3では、分岐ブレーカ)と、ベース台上に保持されたメインバー上に配設された表示ユニットとを備えた分電盤が開示されている。表示ユニットは、対応する分岐ブレーカに隣接するように配設された複数のLEDを有している。この特許文献3の分電盤において、表示ユニットのLEDは、予め設定された電流閾値と電流センサが検出した電流値との比較に応じて点灯や点滅を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2002−78120号公報
特開2009−207237号公報
特開2008−136280号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1〜3に開示されているような従来の分電盤では、分電盤のサイズが主幹開閉器および分岐開閉器の数に依存して大きくなるという課題がある。すなわち、例えば、屋内で使用する負荷装置数の増加等に伴って分岐開閉器数を増加させるのに伴い、分電盤のサイズを大きくする必要があるという課題がある。仮に、既存の住宅等で分岐開閉器を増設する場合において、増設する分岐開閉器数が既設の分電盤のサイズに基づいて規定される分岐開閉器数を超えるとき、分電盤を増設(追加)するか、既設の分電盤よりもサイズの大きい分電盤と交換する必要がある。
【0008】
さらに、従来の分岐開閉器は、例えば、バイメタル等を構成部品に含む熱動電磁方式であるため、通電電流により発熱する。この発熱による影響を緩和するため、すなわち冷却効果を確保するために、分岐開閉器の配置間隔の確保および周辺空間の確保が必要であり、従来の分電盤では、そのサイズを小さくすることは容易ではない。
【0009】
また、前述のとおり、分岐開閉器は、例えば、予め定めた所定期間毎等での交換を要し、主幹開閉器と比較して、その交換頻度が高くなる。分電盤は、玄関やトイレの天井等の比較的暗くかつ高い位置に設けられことが多いため、分岐開閉器の交換作業は面倒であるという課題がある。
【0010】
これらの課題に対して、主幹開閉器および分岐開閉器を、共にリレー(例えば、ラッチリレーや半導体リレー)等の電気制御されるユニットに置きかえることが考えられる。これらのユニットは、既存の分電盤に採用されている主幹開閉器や分岐開閉器と比較して、通電電流による発熱が小さく、各々のユニットを構成する素子のサイズも小さくすることができる。そのため、分岐開閉器数が増加した場合においても、一定の大きさのケース内に主幹開閉器および分岐開閉器を収納することができる。
【0011】
しかしながら、主幹開閉器および分岐開閉器にリレーを用いた場合、例えば、通電状態が保持された状態でリレーの駆動部が壊れることにより、リレーを取り外さない限り通電状態が維持される、すなわち負荷側に電流が流れ続ける故障が発生する場合がある。分電盤には、例えば100V〜200V程度の電圧が印加され、また、例えば20A〜100A程度の電流が流れることを考えると、このような通電状態が継続する可能性を有する構成は好ましくない。
【0012】
また、従来の分電盤では、主幹開閉器や分岐開閉器が過電流や漏電等により遮断したとき、どの分岐開閉器がどのような原因で遮断したのかが不明確であるという課題がある。例えば、特許文献3では、分岐開閉器の使用状況を発光ダイオードの点灯により表示する技術が開示されているが、分岐開閉器が遮断した場合の遮断原因を報知する方法については開示されていない。また、分電盤は、玄関やトイレの天井等の比較的暗く、かつ高い位置に設けられことが多いため、特許文献3に開示されているような表示方法では、分岐開閉器数が増えた場合に、遮断された分岐開閉器の判別等がしにくいという課題がある。特に、停電等が発生し、周囲が暗くなっている状況では、遮断された分岐開閉器の判別等がしにくいという課題がある。
【0013】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主な目的は、分電盤の安全性を確保しつつ、利便性を向上させた分電盤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明に係る分電盤は、通電状態に異常がある際にトリップ動作により電気接続を遮断する主幹開閉器と、分岐通電信号に基づいてリレーを制御することにより電気接続を遮断する分岐開閉器とを接続して構成したものである。
【0015】
すなわち、本発明の第1態様では、分電盤は、主幹開閉器と、該主幹開閉器の出力側に分岐リレー接続部を介して接続された複数の分岐開閉器とを収納する筐体を備えている。さらに、分電盤は、該分電盤の筐体に外部から供給される電源が接続される電源側コネクタと、該分岐開閉器の負荷装置側配線を接続する負荷側コネクタとを備え、前記筐体上面の長手方向両側には、前記電源側コネクタと前記負荷側コネクタとが前記筐体から上側に向かうようにそれぞれ一体に突設される。また、分岐開閉器の電路の通電状態の異常の有無を検知して分岐通電信号を出力する分岐通電検知機能を包含する分岐開閉器を備えている。また、前記分岐通電信号を受けて分岐開閉器の電路の接続のオンオフを制御する開閉制御信号を出力する制御部を備えている。そして、主幹開閉器は、該主幹開閉器の通電状態に異常があるとき、トリップ動作により該主幹開閉器の電路を遮断するものであり、分岐開閉器は、開閉制御信号を受け、該開閉制御信号に基づいて該分岐開閉器の電路の開閉を電気制御する切替ユニットを有しているものである。また、主幹開閉器の入力側と電源側コネクタとの間に配設され、制御部からの開閉制御信号を受けて、前記主幹開閉器と前記外部の電源とを接続する電路の接続、遮断をオンオフ制御可能に構成された切替部を備えたものである。
【0016】
本態様によると、主幹開閉器は、トリップ動作により電路を遮断する、すなわち、機械的手段により電路の遮断を行うため、分岐開閉器の通電状態に異常がある際に安全かつ確実に電路を遮断することができる。一方で、分岐開閉器は、分岐通電信号に基づく切替ユニットの電気制御により、その電路の開閉(接続/遮断)を行う。一般的に、このような電気制御による切替ユニットは、機械的手段により電路を遮断する装置と比較して、長寿命であり、かつ小型化することが可能である。したがって、本開示に係る分電盤は、分電盤をすべて機械的手段により構成した場合と比較して、長寿命であり、かつ小型化することができる。さらに、電気制御による切替ユニットは、機械的手段により電路を遮断する装置と比較して、発熱を抑制することができる。したがって、冷却効果を確保するための各分岐開閉器間の空間確保や周辺空間の確保が不要となり、分電盤を小型化することができる。また、電気制御による切替ユニットは、例えば、プリント基板のような基板への実装が可能であり、例えば、あらかじめ複数の分岐開閉器とその配線とが実装された基板を準備することにより、施工時等における分電盤の設置作業、部品取り替え作業を容易化することができる。
【0017】
本発明の第2態様では、第1態様記載の分電盤において、分岐開閉器の状態を表示するとともに、その表示部分で使用者の操作を受けるタッチパネルと、タッチパネルへの操作に基づいて、分岐開閉器の電路の接続をオンオフ制御する開閉制御信号を切替ユニットに出力する制御部とを備えている。そして、切替ユニットは、分岐通電信号および開閉制御信号のうちの少なくともいずれか一方に基づいて分岐開閉器の電路の接続を開閉制御するものである。
【0018】
本態様によると、使用者の操作を受けて分岐開閉器の電路の接続をオンオフ制御可能にしたタッチパネルを有している。タッチパネルは、表示の追加や複数の情報を重ねて表示することや、レイアウトを変更して表示することなどが可能であり、分岐開閉器の電路の接続情報、分岐開閉器の通電状態等を使用者にわかりやすく表示することができる。さらに、タッチパネルに分電盤以外の情報を表示することも可能である。具体的には、例えば、本態様に係る分電盤を台所などに設置し、定常時には、分電盤に関する情報表示に代えて、テレビやインターネット等の情報を表示したり、インターネットでの使用者による検索(レシピ等の検索)等を可能にすることができる。
【0019】
また、第2態様記載の分電盤において、主幹開閉器および複数の分岐開閉器が収納された筐体を備え、タッチパネルは、筐体の表面からの操作が可能に配設され、主幹開閉器は、該主幹開閉器の電路の接続をオンオフ制御可能に構成された操作レバーを有し、操作レバーは、タッチパネルの左側において、筐体の外部に露出するように配設されていて、該筐体外部からの操作が可能に構成してもよい。
【0020】
本態様によると、主幹開閉器の操作レバーを筐体の左側表面に操作可能に露出させている。一般的に、分電盤は、玄関やトイレの天井等の比較的暗く、かつ高い位置に設けられことが多いため、その筐体の左右方向のスペースが限られている場合も多い。本態様では、操作レバーの右側にタッチパネルの領域分のスペースが形成されている。これにより、使用者による傾倒または起立操作を要する操作レバーに対して、右手による操作を容易にすることができる。
【0021】
また、分電盤において、主幹開閉器の通電状態を検知して主幹通電信号を出力する主幹通電検知部を備えている。そして、制御部は、分岐通電信号に基づく分岐開閉器の通電状態および主幹通電信号に基づく主幹開閉器の通電状態のうちの少なくともいずれか一方が通電異常状態にあるとき、該通電異常状態であることをタッチパネルに表示してもよい。
【0022】
本態様によると、使用者は、オンオフ制御されている開閉器(主幹開閉器と分岐開閉器とをあわせて単に開閉器と称する場合がある。以下同様とする。)の情報に加えて、通電異常状態にある開閉器を瞬時にかつ明確に把握することができる。さらに、例えば、制御部が、分岐通電信号から受ける通電異常状態として、通電状態の異常の有無に加えて、通電状態の異常の内容の情報を読み取るように設定することにより、異常状態の種別を表示することができる。このような表示をすることにより、使用者は次に必要な行動、作業等を把握することができる。具体的には、例えば、居住者が自身で解決可能な異常なのか、あるいは電力会社や電気工事士等の有資格者等に通報を要する異常なのかを瞬時に把握することができる。
【0023】
また、分電盤において、タッチパネルは、通電異常状態の表示において、通電異常状態にある開閉器を示す情報を他の情報よりも目立つように強調して表示してもよい。
【0024】
本態様のように通電異常状態を他の情報よりも目立つように強調して表示することにより、通電異常状態にある開閉器をより容易かつ瞬時に、明確に把握することができる。これにより、使用者は次に必要な行動、作業等をより容易かつ瞬時に把握することができる。このような表示をすることにより、使用者は次に必要な行動、作業等を把握したり、開閉器の復帰作業を実施したりすることができる。なお、他の情報よりも目立つように強調して表示するとは、他の情報を完全に省いて、異常報知情報を目立つように表示部に強調して表示することも含む概念である。
【0025】
また、分電盤において、主幹開閉器および複数の分岐開閉器が収納された筐体と、筐体と一体的に設けられ、該筐体の内外を電気接続可能に構成されており、該筐体内において各分岐開閉器の負荷側配線と接続された負荷側コネクタとを備えていることを特徴としてもよい。
【0026】
この態様によると、各分岐開閉器の負荷側配線は負荷側コネクタに接続されている、すなわち負荷側コネクタを介して外部の負荷装置と接続可能に構成されている。これにより、例えば、新たに分電盤を施工する際に、従来の分電盤では、各分岐開閉器に対して負荷装置の配線を接続する必要があったのに対して、本態様では、負荷装置の配線と接続された負荷装置側のコネクタを分電盤の筐体と一体的に設けられた負荷側コネクタに接続することにより施工を行うことが可能になる。これにより、施工の作業容易性が向上する。さらに、例えば、分岐開閉器の故障や接続機器の配線変更がある場合に、分電盤内の配線の変更をすることなく、負荷装置側のコネクタへの配線を変更して、負荷装置と分岐開閉器との接続変更を行うことができる。
【0027】
また、分電盤において、主幹開閉器および複数の分岐開閉器が収納された筐体と、筐体と一体的に設けられ、該筐体の内外を電気接続可能に構成されており、該筐体内において主幹開閉器の入力側と接続された電源側コネクタと、電源側コネクタに接続され、主幹開閉器が遮断された際に制御部およびタッチパネルのうちの少なくともいずれか一方に電源を供給するバッテリーとを備えていることを特徴としてもよい。
【0028】
この態様によると、バッテリーは電源側コネクタに接続されている。すなわち、主幹開閉器を経由することなく、電源側コネクタを介して外部の電源に接続されている、このような構成とすることにより、主幹開閉器が遮断されている場合においても、外部の電源からの電力が供給されていればバッテリーは充電される。これにより、例えば、停電時や、長期間にわたって主幹開閉器が遮断されているとき(例えば、長期間の不在、引っ越し等)でも、制御部やタッチパネルを動作させることができる。
【発明の効果】
【0029】
本発明によれば、通電状態に異常がある際にトリップ動作により電路を遮断する主幹開閉器を備え、分岐開閉器の電路の開閉を電気制御により実現することにより安全性を確保しつつ、分電盤の利便性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
実施形態に係る分電盤の斜視図であり、(a)は右斜め上側から見た斜視図、(b)は右斜め下側から見た斜視図である。
実施形態に係る分電盤のカバーを外して右斜め上側から見た斜視図である。
実施形態に係る分電盤の回路構成例を示した図である。
分岐リレーと分岐リレー接続部との接続を説明するための図である。
主幹開閉器の初期通電診断フローを示すフロー図である。
主幹開閉器のON診断のフロー図である。
主幹開閉器のON診断のフロー図である。
分岐リレーのON診断のフロー図である。
分岐リレーがON/OFF操作されたときの分岐リレーのON診断のフロー図である。
主幹開閉器の定常時診断のフロー図である。
主幹開閉器の定常時診断のフロー図である。
主幹開閉器の定常時診断のフロー図である。
分岐リレーの定常時診断のフロー図である。
ピークカット処理のフロー図である。
定常状態におけるタッチパネルの表示例を示した図である。
タッチパネルの初期表示画面の一例を示した図である。
主幹開閉器の異常状態におけるタッチパネルの表示例を示した図である。
分岐リレーの異常状態におけるタッチパネルの表示例を示した図である。
実施形態に係る分電盤の他の回路構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
(【0031】以降は省略されています)

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