JPH0646529B2 - 動作確認灯付スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、交流回路に用いられ通電時に点灯する動作確
認灯を備えた動作確認灯付スイッチに関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来より、この種の動作確認灯付スイッチとして、電流
トランスにより通電状態を検出し、電流トランスの２次
巻線に接続された発光ダイオード等の動作確認灯を点滅
させるようにしたものが提供されている。

このような動作確認灯付スイッチで用いられている電流
トランスは、一般に、フェライトにより形成された円環
状のコアに１次巻線と２次巻線とを巻回して形成されて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、フェライトは飽和磁束密度が比較的小さいも
のであるから、１次巻線に流す入力電流の変化幅が広い
場合に、電流の変化範囲のうちの最小電流で動作確認灯
が点灯するように１次巻線の巻数を設定しているとする
と、変化範囲の最大電流までにコアに磁気飽和が生じる
ことになる。一方、最大電流に対応させると、最小電流
のときに所定の出力電流が得られず、動作確認灯が点灯
しないという問題が生じる。したがって、１次巻線に流
すことができる入力電流の変化幅を大きくとることがで
きないという問題があり、その結果、スイッチの用途が
限定されることになる。

飽和磁束密度を改善するために、コアにパーマロイを用
いた電流センサもあるが、パーマロイは高磁束密度で使
用すると鉄損が大きくなるから、発熱するという問題が
あり、結局、磁束密度を大きくとることができず、最大
電流が制限されることになる。

すなわち接点への通過電流が制限され、使用用途が限定
されてしまうのである。

本発明は上記問題点を解決することを目的とするもので
あり、使用用途が限定されないように接点への通過電流
の変化幅が広く取れるようにした動作確認灯付スイッチ
を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明では、上記目的を達成するために、電流トランス
を、円環状のコアと、コアに挿通される形でコアに巻回
された１次巻線および２次巻線と、コアと１次巻線と２
次巻線とを１次巻線および２次巻線とリード線との接続
部位を含めてモールドする合成樹脂の被覆体とで構成
し、コアを、円筒状に形成され軸方向の両端部に円板状
のフランジを有した非磁性体よりなるボビンと、ボビン
の軸方向の長さに略合致する幅を有した非晶質磁性体の
薄肉の帯片をボビンに複数層巻回して形成され最外層が
上記フランジの外周縁に略合致するコア本体と、ボビン
およびコア本体を覆いボビンの中心軸を含む断面の外周
形状が滑らかな曲線となる合成樹脂のコーティング層と
で形成し、ボビンを円筒状の筒軸の一端にフランジを設
けた形状の一対の半体により形成し、一方の半体の筒軸
を他方の半体の筒軸に圧入することによって両半体を結
合しているのである。

［作用］ 上記構成によれば、電流トランスのコアを、非磁性体の
ボビンと、ボビンに巻回した非晶質磁性体の帯片とで形
成しているから、フェライトのコアを用いる場合に比較
して飽和磁束密度を大きくとることができ、入力電流の
変化幅が大きくても最小電流から最大電流まで直線性よ
く出力電流を得ることができるのである。また、非晶質
磁性体は、パーマロイに比較すれば飽和磁束密度が低い
場合があるが、鉄損を考慮すれば、実効的にはパーマロ
イよりも高磁束密度で使用することができ、最大電流を
大きくとることができる。

また、ボビンとコア本体とを合成樹脂のコーティング層
で覆うから、絶縁特性をよくすることができ、しかも、
１次巻線や２次巻線を巻回する際にコア本体に応力が発
生するのを防止でき、磁気特性を安定させることができ
るのである。

［実施例１］ 第４図に示すように、器体３０内に電流トランス１０
と、接点機構部とを内蔵しており、電流トランス１０に
は第５図に示すように、発光ダイオードよりなる動作確
認灯４１が接続される。器体３０は、第１図および第２
図に示すように、ボディ３１とボディ３１に被嵌される
カバー３２とを組立枠３３で結合して形成されている。
器体３０の外形は、日本配線器具工業会で規格化されて
いる取付枠に対して着脱自在に取着できる埋込型の配線
器具の１個分に相当する寸法に設定されており、第３図
に示すように、合成樹脂製の取付枠への取付部となる取
付爪３４と、金属製の取付枠への取付部となる取付孔３
５とが、組立枠３３に形成されている。カバー３２には
ハンドル３６が揺動自在に保持されており、ハンドル３
６には動作確認灯４１を実装したプリント基板４２が固
定される。動作確認灯４１は、ハンドル３６の操作面に
露出しており、操作面にはハンドルカバー３７が被嵌さ
れ、ハンドルカバー３７を通して動作確認灯４１の点滅
状態が確認できるようになっている。

ボディ３１の両端部には、端子４０ａ，４０ｂが納装さ
れており、各端子４０ａ，４０ｂは略コ形に形成された
端子板４３ａ，４３ｂと、端子板４３ａ，４３ｂに対し
て近付く向きのばね力を有する鎖錠ばね４４ａ，４４ｂ
と、外力を加えることにより鎖錠ばね４４ａ，４４ｂを
端子板４３ａ，４３ｂから引き離す向きに押圧する解除
釦４５ａ，４５ｂとで構成された速結端子構造を有して
いる。したがって、ボディ３１の底面に形成された電線
挿入孔４６ａ，４６ｂから電線を挿入することで、端子
板４３ａ，４３ｂと鎖錠ばね４４ａ，４４ｂとの間に電
線を挟持して結線を行い、ボディ３１の底面からドライ
バ等で解除釦４５ａ，４５ｂを押すことにより電線を引
き抜くことができるようにしているのである。一方の端
子板４３ａには固定接点４７が設けられ、固定接点４７
には上方に開放された略コ形の可動子４８に設けた可動
接点４９が対向する。可動子４８の下面は、支持端子板
５０に設けた支点５０ａの上に揺動自在に支持されてお
り、可動子４８の揺動に伴って可動接点４９が固定接点
４７に離接する。可動子４８とハンドル３６との間には
反転ばね５１が保持されており、ハンドル３６の揺動に
伴って反転ばね５１がもっとも圧縮される死点を挟んで
可動子４８が揺動するから、可動子４８はいわゆるスナ
ップ動作を行い、瞬間的に反転するのである。

ところで、上述した動作確認灯４１は電流トランス１０
の２次巻線３に接続される。電流トランス１０は、第４
図に示すように、可動子４８の側方でボディ３１内に収
納される。電流トランス１０の１次巻線２の一端は、支
持端子板５０に接続され、他端は端子板４３ｂに接続さ
れる。したがって、第５図に示す回路構成となるのであ
って、交流回路に挿入されているときに、可動接点４９
が固定接点４７に当接して接点ｒが閉極していると、動
作確認灯４１が点灯し、接点ｒが開極していると、動作
確認灯４１が消灯するから、接点ｒのオン・オフの状態
を動作確認灯４１の点滅によって確認することができる
のである。

ところで、電流トランス１０のコア１は、第６図に示す
ように、非磁性体により筒状に形成され軸方向の両端部
にフランジ１１を備えたボビン１２と、非晶質磁性体の
薄肉の帯片１３をボビン１２に対して多数層に巻装した
コア本体１４と、ボビン１２およびコア本体１４を被覆
する合成樹脂のコーティング層１５とにより形成され
る。

ボビン１２は、合成樹脂等により一体に形成してもよい
が、第７図に示すように、一対の半体１２ａ，１２ｂを
結合して形成するのが望ましい。すなわち、各半体１２
ａ，１２ｂは、黄銅等の非磁性体の板金を加工して形成
されるのであり、円筒状の筒軸１６ａ，１６ｂの軸方向
の一端部にフランジ１１を備えた形状に形成されてい
る。一方の半体１２ａの筒軸１６ａの内径は、他方の半
体１２ｂの筒軸１６ｂの外径に略等しく設定されてお
り、筒軸１６ｂを筒軸１６ａ内に圧入することにより、
第７図(b)のように、両半体１２ａ，１２ｂが結合され
てボビン１２を形成するようになっている。

上述のようにして形成されたボビン１２に対して、第８
図および第９図に示すように、非晶質磁性体の薄肉の帯
片１３が巻装される。帯片１３の幅は、ボビン１２の両
フランジ１１の間の距離に略等しく設定されており、巻
き始めの端部は、ポリイミドフィルムテープ等の耐熱性
接着テープよりなる始端固定テープ１７によりボビン１
２に固定される。また、帯片１３を被数層に巻回した
後、巻き終わりの端部を耐熱性接着テープの終端固定テ
ープ１８により固定する。始端固定テープ１７を用いる
ことにより、ボビン１２と帯片１３とが密着し、帯片１
３の曲げ応力によるボビン１２からの浮き上がりが防止
されるのである。また、終端固定テープ１８を用いるこ
とにより、巻き終わりの端部のめくれが防止できるので
ある。その結果、帯片１３により形成されるコア本体１
４の占積率が大きくなるのである。ボビン１２に帯片１
３を巻いた後、磁場中で焼鈍する（３９０℃２時間）。
これにより、非晶質磁性体である帯片１３の内部応力が
除去される。また、ボビン１２は非磁性体の金属で形成
されており、帯片１３の固定には耐熱性接着テープを用
いているから、焼鈍の際の耐熱性には問題がない。この
ように、ボビン１２には非磁性体を用いているから、コ
ア１の磁気特性はコア本体１４の磁気特性により決定さ
れ、コア本体１４が非晶質磁性体であるところから、飽
和磁束密度および透磁率が大きく、鉄損が少なくなるの
である。

ボビン１２とコア本体１４とは合成樹脂のコーティング
層１５により全周に亙って覆われる。コーティング層１
５は、ポリアミド等の合成樹脂の数１０〜数１００μｍ
の粒度の粉末体により形成される。合成樹脂の粉末体を
用いている結果、帯片１３の層間に樹脂が侵入せず、磁
気特性を低下させることがないのである。また、上述し
たようにコア本体１４が金属のボビン１２に帯片１３を
巻装して形成されているから、コーティング層１５の成
形時に帯片１３に応力が発生するのを防止でき、コーテ
ィング層１５の成形によるコア本体１４の磁気特性の変
化を防止できるのである。ここに、コーティング層１５
の外周面は、ボビン１２の中心軸を含む断面においてエ
ッジを形成しない滑らかな曲線となるように形成されて
いる。

以上のようにして形成されたコア１には、第１０図に示
すように、コア１の中心孔に挿通する形で１次巻線２と
２次巻線３とが巻装される。１次巻線２は、２次巻線３
に比較して直径が１０倍程度であって、数ターン程度巻
回される。ここに、コーティング層１５が形成されてい
ることにより、１次巻線２および２次巻線３の巻装時
に、コア本体１４に応力が発生することがないのであ
る。しかも、上述のようにコーティング層１５にはエッ
ジが形成されないから、１次巻線２や２次巻線３を傷付
けることがなく、しかもボビン１２やコア本体１４に対
する絶縁性も保たれるのである。ところで、コーティン
グ層１５には、第６図(f)に示すように、コア１の軸方
向における両端面にそれぞれ突部１５ａが突設されてい
て、各突部１５ａにはコア１の端面に沿った保持溝１５
ｂが形成されている、２次巻線３の端末部は、この保持
溝１５ｂ内に挿入されるとともに、第６図(a)に示すよ
うに、ホットメルトの接着剤２１によりコーティング層
１５に固着される。さらに、２次巻線３には、絶縁被覆
を有したリード線４が接続される。リード線４は、芯線
が編組線よりなり、２次巻線３に接続される端部は、第
６図(e)のように、偏平に加工された後、予備溶接が施
され、芯線のばらけが防止される。また、第６図(d)の
ように、先端部に保持凹所２２が形成されており、保持
凹所２２に２次巻線３の端部を重ねる形で、２次巻線３
とリード線４とが溶着されるのである。２次巻線３とリ
ード線４との接続が完了した後、この結合部はホットメ
ルトの接着剤２３によりコーティング層１５に固着され
る。このように、２次巻線３とリード線４との結合部を
コーティング層１５に固着することにより、２次巻線３
の両端部間の絶縁距離が保たれるとともに、リード線４
からの張力が２次巻線３に作用するのを防止することが
でき、比較的細い２次巻線３の断線が防止できるのであ
る。

１次巻線２および２次巻線３をコア１に巻装した後、第
１１図に示すように、合成樹脂の被覆体５でモールドす
る。このように被覆体５で、コア１、１次巻線２、２次
巻線３をモールドすることにより、リード線４の根元の
断線が防止でき、しかも外部からの衝撃がコア本体１４
に作用せず、コア本体１４の磁気特性への影響が防止で
きるのである。被覆体５としては、紫外線硬化樹脂が用
いられる。したがって、加工に要する時間が短縮され、
成形サイクルが短くなって生産性が向上するのである。
また、成形にあたって加熱が不要であるから、コア本体
１４の磁気特性に影響を与えないのである。

以上のような構成の電流トランス１０を用いることによ
り、１次巻線２に通電する電流の変化幅を大きくとるこ
とができるのであり、使用用途の制限を低減することが
できるのである。

［実施例２］ 上記実施例では接点を１回路１接点で構成していたが、
本実施例では接点を１回路２接点としている。すなわ
ち、第１２図および第１３図に示すように、実施例１に
おける端子板４３ａが２分割されて端子板４３ａ₁，４
３ａ₂となっており、両端子板４３ａ₁，４３ａ₂にそれ
ぞれ設けた固定接点４７₁，４７₂の間に可動子４８を配
設しているのである。可動子４８には両固定接点４
７₁，４７₂にそれぞれ対応する可動接点４９₁，４９₂が
設けられており、いずれか一方の可動接点４９₁，４９₂
が対応する固定接点４７₁，４７₂に接触するようになっ
ているのである。

電流トランス１０は、ボディ３１の底部で支持端子板５
０の下方に配設されており、第１４図に示すように、１
次巻線２の一端部が支持端子板５０に接続され、他端部
が端子板４３ｂに接続される。また、２次巻線３の両端
間に動作確認灯４１が接続される。以上のようにして、
第１５図に示すように、１回路２接点の接点ｒの共通接
点に電流トランス１０を接続した回路構成が得られるの
であって、動作確認灯付きの３路スイッチを得ることが
できるのである。

［実施例３］ 本実施例では、２回路について両回路を同じ回路に接続
する状態と、互いに他の回路に接続する状態とが選択で
きるようにした、いわゆる４路スイッチとして構成され
ている。第１６図および第１７図に示すように、器体３
０は、日本配線器具工業会で規格化された取付枠に取り
付けることができる配線器具の２個分の寸法に設定され
ている。実施例１における端子板４３ａと端子板４３ｂ
とはそれぞれ２分割されて端子板４３ａ₁，４３ａ₂、４
３ｂ₁，４３ｂ₂を形成し、端子板４３ａ₁，４３ａ₂には
それぞれ固定接点４７ａ₁，４７ａ₂が設けられる。ま
た、端子板４３ａ₁，４３ａ₂に対向して固定端子板５２
₁，５２₂が配設されており、各固定端子板５２₁，５２₂
には、それぞれ固定接点４７ｂ₁，４７ｂ₂が設けられて
いる。互いに対向する固定接点４７ａ₁，４７ｂ₁、４７
ａ₂，４７ｂ₂の間にはそれぞれ可動子４８₁，４８₂が配
設される。端子板４３ａ₁は固定端子板５２₂に接続さ
れ、また端子板４３ａ₂は固定端子板５２₁に接続されて
いる。また、各可動子４８₁，４８₂はそれぞれ支持端子
板５０₁，５０₂の上で揺動自在に配設される。

ところで、電流トランス１０₁，１０₂は２個設けられて
おり、接点の側方に配設されている。第１８図に示すよ
うに電流トランス１０₁，１０₂の１次巻線２の一端部
は、各端子板４３ｂ₁，４３ｂ₂にそれぞれ接続され、他
端部は各支持端子板５０₁，５０₂に接続される。また、
第１９図に示すように、各電流トランス１０₁，１０₂の
２次巻線３は共通接続され、動作確認灯４１の両端に接
続される。この接続により、第２０図に示すように、２
回路をいわゆるストレートとクロスとに切り換えること
ができる４路切換の接点ｒを備えた回路構成が得られる
のである。

第２１図は、取付枠に取着することができるパイロット
ランプを示し、電流トランス１０と動作確認灯４１と端
子部４０とが器体３０内に納装されている。すなわち、
実施例１と同様の端子部４０ａ，４０ｂが器体３０内に
納装されているのであって、両端子部４０ａ，４０ｂ間
には電流トランス１０の１次巻線２が挿入される。ま
た、電流トランス１０の２次巻線３には動作確認灯４１
が接続され、第２２図のような回路構成になっている。
器体３０において動作確認灯４１に対応する部位には透
光カバー３８が配設されており、端子部４０ａ，４０ｂ
間に交流が通電されると、動作確認灯４１が点灯し、透
光カバー３８を通して動作確認灯４１の点滅が確認でき
るのである。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、電流トランスを、円環状のコア
と、コアに挿通される形でコアに巻回された１次巻線お
よび２次巻線と、コアと１次巻線と２次巻線とを１次巻
線および２次巻線とリード線との接続部位を含めてモー
ルドする合成樹脂の被覆体とで構成し、コアを、円筒状
に形成され軸方向の両端部に円板状のフランジを有した
非磁性体よりなるボビンと、ボビンの軸方向の長さに略
合致する幅を有した非晶質磁性体の薄肉の帯片をボビン
に複数層巻回して形成され最外層が上記フランジの外周
縁に略合致するコア本体と、ボビンおよびコア本体を覆
いボビンの中心軸を含む断面の外周形状が滑らかな曲線
となる合成樹脂のコーティング層とで形成し、ボビンを
円筒状の筒軸の一端にフランジを設けた形状の一対の半
体により形成し、一方の半体の筒軸を他方の半体の筒軸
に圧入することによって両半体を結合しているものであ
り、電流トランスのコアを、非磁性体のボビンと、ボビ
ンに巻回した非晶質磁性体の帯片とで形成しているか
ら、フェライトのコアを用いる場合に比較して飽和磁束
密度を大きくとることができ、入力電流の変化幅が大き
くても最小電流から最大電流まで直線性よく出力電流を
得ることができるのである。また、非晶質磁性体は、パ
ーマロイに比較すれば飽和磁束密度が低い場合がある
が、鉄損を考慮すれば、実効的にはパーマロイよりも高
磁束密度で使用することができ、最大電流を大きくとる
ことができるという利点がある。

また、ボビンとコア本体とを合成樹脂のコーティング層
で覆うから、絶縁特性をよくすることができ、また、１
次巻線や２次巻線を巻回する際にコア本体に応力が発生
するのを防止でき、磁気特性を安定させることができる
のである。しかも、コーティング層はボビンの中心軸を
含む断面の外周形状が滑らかな曲線となっているから、
１次巻線や２次巻線をコアに巻回する際に、１次巻線や
２次巻線が断線しにくくなるという利点を有するのであ
る。

以上の結果、接点に通過させることができる電流の大き
さが、電流トランスの性能によって制限されることがな
く、使用用途の制限が少なくなるのである。さらに、円
筒の両端にフランジを設けた形状のボビンを形成するに
あたって、円筒状の筒軸の一端にフランジを設けた形状
の半体を互いに結合しているのであって、ボビンの形状
に比較して容易に作成できる形状の半体を用いることに
より、製造が容易になるという利点があり、また、被覆
体は１次巻線および２次巻線とリード線との接続部位を
覆うように形成されるから、比較的強度が小さいリード
線の根元部分での断線を防止することができるという利
点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す断面図、第２図は同上
の側面図、第３図は同上の平面図、第４図は同上のカバ
ーを開いた平面図、第５図は同上の回路図、第６図(a)
〜(f)はそれぞれ同上に用いる電流トランスを示す横断
面図、縦断面図、要部拡大断面図、同図(a)中Ｘ−Ｘ線
を破断した側面図、同図(a)中Ｙ−Ｙ線断面図、同図(a)
中Ｚ−Ｚ線断面図、第７図(a)(b)はそれぞれ電流トラン
スに用いるボビンを示す分解斜視図、組立後の斜視図、
第８図ないし第１１図は同上の製造工程の各段階を示す
工程図、第１２図は本発明の実施例２を示す断面図、第
１３図は同上のカバーを開いた平面図、第１４図は同上
の要部側面図、第１５図は同上の回路図、第１６図は本
発明の実施例３を示す断面図、第１７図は同上のカバー
を開いた平面図、第１８図は同上の要部斜視図、第１９
図は同上の要部斜視図、第２０図は同上の回路図、第２
１図は電流トランスを用いたパイロットランプを示す断
面図、第２２図は同上の回路図である。 １…コア、２…１次巻線、３…２次巻線、４…リード
線、５…被覆体、１１…フランジ、１２…ボビン、１２
ａ，１２ｂ…半体、１３…帯片、１４…コア本体、１５
…コーティング層、１６ａ，１６ｂ…筒軸、４３ａ，４
３ｂ…端子板、４７…固定接点、４８…可動子、４９…
可動接点。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流回路に挿入される接点と、交流回路へ
   の通電時に１次巻線に交流電流が流れるように接続され
   た電流トランスと、電流トランスの２次巻線に接続され
   交流回路への通電時に点灯する動作確認灯とを備えた動
   作確認灯付スイッチにおいて、上記電流トランスは、円
   環状のコアと、コアに挿通される形でコアに巻回された
   １次巻線および２次巻線と、コアと１次巻線と２次巻線
   とを１次巻線および２次巻線とリード線との接続部位を
   含めてモールドする合成樹脂の被覆体とから成り、コア
   は、円筒状に形成され軸方向の両端部に円板状のフラン
   ジを有した非磁性体よりなるボビンと、ボビンの軸方向
   の長さに略合致する幅を有した非晶質磁性体の薄肉の帯
   片をボビンに複数層巻回して形成され最外層が上記フラ
   ンジの外周縁に略合致するコア本体と、ボビンおよびコ
   ア本体を覆いボビンの中心軸を含む断面の外周形状が滑
   らかな曲線となる合成樹脂のコーティング層とから成
   り、ボビンは円筒状の筒軸の一端にフランジを設けた形
   状の一対の半体により形成され、一方の半体の筒軸が他
   方の半体の筒軸に圧入されることによって両半体が結合
   されて成ることを特徴とする動作確認灯付スイッチ。
2. 【請求項２】上記接点は１回路１接点であって、電流ト
   ランスの１次巻線が接点に直列に挿入されて成ることを
   特徴とする請求項１記載の動作確認灯付スイッチ。
3. 【請求項３】上記接点は１回路２接点であって、上記電
   流トランスの１次巻線の一端は共通接点に接続されて成
   ることを特徴とする請求項１記載の動作確認灯付スイッ
   チ。
4. 【請求項４】上記接点は２回路をそれぞれ同じ回路に接
   続する状態と互いに他の回路に接続する状態とを選択す
   る４路構成であって、電流トランスが一対設けられると
   ともに各回路に各電流トランスの１次巻線が挿入され、
   各電流トランスの２次巻線に動作確認灯が共通接続され
   て成ることを特徴とする請求項１記載の動作確認灯付ス
   イッチ。