JP2009280995A - スイッチギヤの扉ロック構造 - Google Patents

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幸治 佐野
Hiroshi Kobayashi
弘嗣 小林
Susumu Kozuru
進 小鶴
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三菱電機株式会社
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Abstract

【課題】扉の開閉操作が簡単に行え、且つ、多点部で筐体に係止できるスイッチギヤの扉ロック構造を得る。
【解決手段】スイッチギヤを構成する箱体パネル21の開口部の取付面21aに取り付けられた扉2と、扉2の周縁の屈曲部2aの内側にスライド自在に取り付けられ、取付面21aと対向する側に複数の係合穴22bを有し、扉2に設けられたハンドル6の開閉動作に連動してスライドするスライドプレート22と、係合穴22bに対応させて箱体パネル21の取付面21aに配設されたロックボルトとを備え、扉2が閉じられてハンドルが閉位置にあるときは係合穴22bがロックボルトに係止し、開位置にあるときは係止が外れるように構成した。
【選択図】図3

Description

この発明は、金属閉鎖形スイッチギヤに使用される扉のロック構造に関し、特に、内部アーク事故等による圧力上昇に耐え得るような扉ロック構造に関するものである。
スイッチギヤにおいて、小動物の侵入、過電圧、誤操作等により発生する内部アーク事故は、その発生により装置内部の圧力を上昇させたり局部的な過熱を発生させ、装置に機械的又は熱的に大きなストレスを与える。
このような現象に耐え得るように工夫した従来の技術として、例えば、箱体の内部が、主回路機器室,制御機器室,母線室等に区画されて構成されたスイッチギヤにおいて、各室から、箱体の天井部へ放圧できる通路を確保し、天井部に放圧板を備えたスイッチギヤが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、箱体正面部の扉のヒンジ側と反対側に複数のパネルボルト(つまみ式ボルト)を設ける対策を施して、扉の締め付けを強固にした技術も周知である。
特開平10−322811号公報(第2頁、図1)
上記のように、スイッチギヤの内部が異常に圧力上昇したときは、内部圧力を積極的に放圧させると共に、扉が開放した場合に人体に接触する可能性のある前面扉部及び後面カバー部は防爆構造にするような対策がとられている。このうちの扉部に関して、従来のような、多数点のパネルボルトで正面扉を固定するような構造では、現地での据付・メンテナンス作業時に、各扉の全てのパネルボルトのつまみを回し、外した上で扉を開けなければならず(扉を閉める際も同様の作業が必要)、作業時間が長くかかってしまうという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、扉の開閉操作が簡単に行え、且つ、多点部で筐体に係止できる扉ロック構造を得ることを目的とする。
この発明に係わるスイッチギヤの扉ロック構造は、スイッチギヤにおける筐体の開口部の取付面に開閉自在に取り付けられ、周縁に断面コの字状の屈曲部が形成された扉と、屈曲部の内側にスライド自在に取り付けられ、取付面と対向する側に複数の係合穴を有し、扉に設けられたハンドルの開閉動作に連動してスライドするスライドプレートと、係合穴に対応させて取付面に配設された複数のロックボルトとを備え、扉が閉じられてハンドルが閉位置にあるときは係合穴がロックボルトに係止し、開位置にあるときは係止が外れるように構成したものである。
この発明のスイッチギヤの扉ロック構造によれば、扉の屈曲部に設けられてハンドルの開閉動作に連動するスライドプレートの複数の係合穴と、筐体開口部の取付面側に配設されたロックボルトとを、ハンドルが閉位置のときに係止させ、開位置のときに係止を外すようにしたので、ハンドルの回動操作だけで扉を複数の係止点でロックでき、扉を強固に固定することができる。このため、内部アーク事故発生等により筐体の内部圧力が急上昇したときに扉にかかる大きな荷重を多数点の係止部で分散させることができるので、扉が不用意に開いたり破損したりするのを防止でき、安全性が向上する。
また扉周縁の屈曲部の小さなエリア内でロック構造を構成できるので、扉構造の省スペース化が図られ、内部の機器収容エリアを大きく確保できる。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による扉ロック構造を用いた金属閉鎖形スイッチギヤを示す構成図であり、(a)は正面図、(b)は側面断面図である。図2は図1の制御ユニット部を示す斜視図である。また、図3は、図2の扉の詳細図であり、(a)は側面図、(b)は裏面図である。図4は、扉に対向する筐体の扉取付面を示す正面図である。また、図5は、図3のV−Vから見た要部断面図である。
まず図1によりスイッチギヤの全体構成について説明する。金属閉鎖形スイッチギヤは、全体が金属製の筐体1で覆われており、前面側には図1(a)のように、上段扉2、中段扉3、下段扉4がヒンジ5により開閉可能に設けられている。また、各扉には開閉用のハンドル6が設けられている。
スイッチギヤ内部は複数のコンパートメントに区画されており、上段扉2の内側は制御室7、中段扉3の内側は遮断器室8、下段扉4の内側はケーブル室9、また、遮断器室8の背面側の上方は主母線室10となっている。
制御室7には制御機器(図示せず)が収納されている。
遮断器室8には、引出形の遮断器11が収納され、前面側へ引き出し可能となっている。遮断器室8の後壁には、上下に所定の間隔を隔てて、内部に断路部を内蔵した母線側ブッシング12、及び同様に構成されたケーブル側ブッシング13が固設されており、遮断器11がブッシング部で着脱可能となっている。
主母線室10には、3相の主母線導体14が支持碍子15に支持されて収納されており、分岐母線によって母線側ブッシング12に接続されている。
ケーブル室9は、主回路ケーブル16が接続される区画であり、主回路ケーブル16は分岐導体によって、ケーブル側ブッシング13に接続されている。
なお、この図1に示すスイッチギヤの内部構成は一般的な構成の一例を示したものであり、これに限定するものではない。
次に、図1を用いて内部アーク事故の現象を説明する。小動物の侵入、過電圧、誤操作等により内部アーク事故が発生する可能性のある部位として、遮断器室8、ケーブル室9、主母線室10が想定される。内部アーク事故発生時には、装置内部の圧力が急上昇し、図中に矢印で示すように、スイッチギヤの外装面(正面扉2、3,4等)に過大の圧力を加える。この内部圧力の上昇を低減させる手段として、筐体1の天井部に放圧板17を設けている。放圧板17により内部圧力を放圧させる技術に関しては、背景技術の項で例示した特開平10−322811号公報等に開示されており、公知技術である。本実施の形態の発明は、扉に加わる内部圧力に対し、扉をロックして不用意に扉が開放しないようにした点に特徴を有するものである。
そこで、制御室7と上段扉2を含む制御室ユニット部を例に挙げて扉ロック構造を説明する。
図2は、図1の制御室7部分の斜視図である。図2において、制御室ユニット部は、箱体パネル21(筐体1の一部であるが説明の便宜上、箱体パネルと称する)の開口部の取付面21aに、ヒンジ5により開閉動作が可能な上段扉2(以下、単に扉2と略す)が設けられ、制御器具が収納された制御室7を基本構成としている。ハンドル6を矢印のように回動させることで、扉が開閉できるようになっている。
図3〜図5により扉のロック構造の詳細について説明する。扉2は、図5に示すように、周縁(少なくとも後述のスライドプレートが配設される辺)に、断面コの字状の屈曲部2aが形成されている。この屈曲部の内側に、断面L字状のスライドプレート22(詳細は後述する)が、屈曲部2aの側面に固定したガイド部材にガイドされて、上下方向にスライド自在に取り付けられている。このスライド構造は、図3(a)に示すように、スライドプレート22に設けた長穴22aが、屈曲部2aの側面に設けたガイド部材であるガイドボルト23にガイドされて、上下方向にスライドするようになっている。ガイドボルト23は、締付側に段付ナットを用いて、その段差部にスライドプレート22を挟み込んで構成しているが、これに限定するものではない。
図3(b)に示すように、扉2の裏面側のハンドル軸にはハンドルリンク24が固着されており、このハンドルリンク24は、スライドプレート22に固着されたピン25と係合している。したがって、ハンドル6の開閉動作によりスライドプレート22が上下動するようになっている。
更に、断面L字状のスライドプレート22の、図3(b)に見える面(箱体の取付面21aとの対向側)には、係合穴22b(詳細は後述する)が形成されている。
一方、図4に示す箱体パネル21の取付面21aには、上記のスライドプレート22の係合穴22bに対応させてロックボルト26(詳細は後述する)が設けられている。
図6は、スライドプレート22の詳細図である。(a)は図3(a)に見える側の裏面側から見た図であり、(b)は図3(b)に見える側から見た図である。(c)はこれを斜視図で表したものである。(a)に示す面には、ガイドボルト23とスライド可能に係合する長穴22aが形成されている。一方(b)に示す面には、ロックボルト26と係合する係合穴22bが形成されている。係合穴22bは、ロックボルト26の頭部が通る大径部と軸部のみが通る小径部とをテーパ形状で滑らかに連結した長穴である。以下の説明では、係合穴22bの大きい方を大径部、小さい方を小径部と呼ぶことにする。なお、大径部と小径部とを滑らかなテーパ形状とすることで、スライド動作を滑らかにするが、扉2を箱体パネル21へ組立てるとき、組立誤差を吸収する効果も期待できる。
また、このスライドプレートに22は、ハンドルリンク24と係合するピン25を有する取付板27が溶接等で固着されている。
上記のスライドプレート22の係合穴22bに対応し、扉2の屈曲部2aの裏面側に折り曲げられた面(取付面と対向する面)には、図3(b)に示すように、ロックボルト貫通穴28が設けられている。このロックボルト貫通穴28は、スライドプレート22が図3で上方に移動したとき、係合穴22bの大径部と一致し、この位置が、箱体パネル21側の取付面21aに設けたロックボルト26の位置と同じ位置となっている。
図7は、ロックボルト26の詳細図である。(b)は正面図、(a)はその左側面図、(c)は右側面図である。
一端側にスライドプレート22と係合する頭部26aを有し、頭部26aの軸部側にはテーパ面26bが形成され、途中に箱体パネル21との係止部26cが形成され、その先はねじ部26dになっている。係止部26cには、スパナの掛かり面を設けている。
なお、ロックボルトはこの形状に限定するものではなく、テーパ面を持たないものでも良く、また、段付きボルトのようなものでも良い。
次に、動作について説明する。
ハンドル6が「開」の状態ではスライドプレート22は上方に移動しており、スライドプレート22の係合穴22bの大径部と扉2の屈曲部2aに形成したロックボルト貫通穴28とが一致している。この状態で扉2を閉めると、ロックボルト貫通穴28及び係合穴22bの大径部にロックボルト26の頭部26aが貫通するので、扉2を箱体パネル21の取付面21aに当接するまで閉めることができる。
次に、ハンドル6を「閉」の方向に回すとスライドプレート22が下方にスライドする。この動作で、スライドプレート22の係合穴22bの小径部がロックボルト26の軸部にはまり込むので、ロックボルト26の頭部26aは、屈曲部2aのロックボルト貫通穴28が形成された部分の板材を挟んで係合穴22bの小径部に係止され、扉2は取付面21aに堅固にロックされることになる。更に、ロックボルト26は、頭部26aとそれに続く軸部との間にテーパ面26bが形成されているので、扉2が取付面21aに押し付けられる。
ハンドル6を開方向に回動させたときは、逆にスライドプレート22は上方に移動し、スライドプレート22の係合穴22bの大径側とロックボルト貫通穴28とが一致し、ロックボルト26の頭部26aが抜けるため係止が外れて扉2を開くことができる。
このように、扉2と箱体パネル21とが複数箇所で、且つ、扉板を挟んで係合が保たれるので、盤内の圧力が上昇し扉面に大きな荷重がかかっても、複数箇所の係止部で荷重を分散させることができ、防爆性に優れた扉ロック構造が得られる。
なお、スライドプレートとガイドボルトとは3箇所でスライド可能に取り付けたが、2箇所以上あれば良い。また、係合穴とロックボルトの係合箇所は5箇所としたが、これも内部アークにより発生する圧力上昇値に応じて任意に決定すれば良い。
また、以上の説明では、制御ユニットの前面扉に扉ロック構造を適用した場合について説明したが、筐体前面の全扉に適用することができる。また逆に、盤内で内部アーク事故等により圧力上昇が発生すると予想される任意の扉に選択的に適用してもよい。そうすることで、製作コストの低減を図ることができる。
また、本実施の形態では、ロックボルト26を箱体パネル21の扉取付面21a側に設けている。ロックボルト26をスライドプレート22側に設け、扉取付面21a側に係合穴を設けることも考えられるが、ロックボルト26を箱体パネル21の扉取付面21a側に設けた理由は、内部アーク発生時に生じる高圧ガスが、大きな係合穴から外部に吹き出さないようにするためである。更に、だるま穴のような変形の係合穴を扉取付面21a側に設けた場合は加工が面倒になるが、本実施の形態のようにスライドプレート22側に設けることで加工が容易となる。
また、スライドプレート22を扉2の屈曲部2aにガイドボルト23でスライド可能に設けているのは、扉2の内側にできるだけ広い面積を確保するためである。一般的に、扉の内側は制御器具や配線等の取付けに使用されるので、できるだけ広い面積が確保されることが望ましい。本実施の形態の構造によれば、スライドプレートを用いる場合でも、扉の内側を最大限に有効利用できる。
以上のように、実施の形態1のスイッチギヤの扉ロック構造によれば、スイッチギヤにおける筐体の開口部の取付面に開閉自在に取り付けられ、周縁に断面コの字状の屈曲部が形成された扉と、屈曲部の内側にスライド自在に取り付けられ、取付面と対向する側に複数の係合穴を有し、扉に設けられたハンドルの開閉動作に連動してスライドするスライドプレートと、係合穴に対応させて取付面に配設された複数のロックボルトとを備え、扉が閉じられてハンドルが閉位置にあるときは係合穴がロックボルトに係止し、開位置にあるときは係止が外れるように構成したので、ハンドルの回動操作だけで扉を複数の係止点でロックでき、扉を強固に固定することができる。このため、内部アーク事故発生時等により筐体の内部圧力が急上昇したときに扉にかかる大きな荷重を多数点の係止部で分散させることができるため、扉が不用意に開いたり破損したりするのを防止でき、内部事故発生時の安全性が向上する。
また扉周縁の屈曲部の小さなエリア内でロック構造を構成できるので、扉構造の省スペース化が図れ、内部の機器収容エリアを大きく確保できる。
また、スライドプレートは、L字状の断面を有し、一面側に扉の屈曲部に設けられたガイド部材とスライド可能に係合する長穴が形成され、他面側にロックボルトと係合する複数の係合穴が形成され、係合穴の形状は、ロックボルトの頭部が通る大径部と軸部のみが通る小径部とを連結した長穴としたので、扉周縁の屈曲部の板部を挟んでスライドプレートの係合穴とロックボルトとが掛かり合い、ハンドル閉時に扉を強固に固定することができる。
また、ロックボルトは、頭部とそれに続く軸部との間にテーパ面が形成されているので、扉が取付面に押し付けられて、内部アーク発生時に生じる高温ガスが外部へ吹き出すのを防止できる。更に、このテーパ面によって、扉を筐体の開口部に組み付けるときに、扉の厚み方向の組み立て公差を吸収することができるので、組立調整が容易となる。
実施の形態2.
図8は実施の形態2によるスイッチギヤの扉ロック構造を示す図であり、(a)はハンドル「開」のとき、(b)はハンドル「閉」のときを示している。なお、図8では、扉と箱体パネルの一部の図示を省略し、内側のスライドプレート部が見える状態で示している。実施の形態1とはハンドル部のみが異なるので、異なる部分を中心に説明する。また、同等部分は同一符号で示し説明を省略する。
本実施の形態では、扉2のハンドルとして、前後駆動式埋込型扉ハンドル29(以下、ハンドル29と略す)を使用するものである。ハンドル29は市販品を使用でき、ハンドル29にはその機能の一部としてリンク30が装備されている。このリンク30は、ハンドルの内側に設けられたピンを有するスライド板と連動し、ハンドル29を開閉動作するとスライド板が上下にスライドするような構造となっている。スライドプレート31はこのリンク30のスライド板に直接取り付ける。これにより、ハンドル29の開閉動作に連動してスライドプレート31が上下にスライドする。図8(a)のハンドル開状態から矢印のようにハンドル29を押し込むと、スライドプレート31は矢印のように上方にスライドし、(b)の状態になって、係合穴(図示せず)の小径部がロックボルト26の頭部に係止する。なお、スライドプレート31の係合穴は、実施の形態1のスライドプレート22の係合穴22bとは、大径部と小径部の方向が逆になっている。
それ以外の基本的な構造および動作は実施の形態1と同様なので説明は省略する。本構造により、ハンドル29が閉時に堅固に扉を固定できる。
以上のように、実施の形態2のスイッチギヤの扉ロック構造によれば、ハンドルは前後駆動式ハンドルを使用し、このハンドルの引き出しと押し込みの動作に連動して上下動する動きを利用してスライドプレートをスライドさせるようにしたので、前後駆動式ハンドルのリンク機構を利用して、実施の形態1と同等の効果が得られ、且つ、扉ロック構造を簡単に構成することができる。
実施の形態3.
図9は実施の形態3によるスイッチギヤの扉ロック構造の扉の裏面図であり、図10は、扉に対応する箱体パネルの正面図である。但し、図9では、扉の屈曲部の裏面側に折り曲がった部分の図示を省略し、スライドプレートが裏面側から見える状態を表している。各図とも、実施の形態1と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点を中心に説明する。
基本的な相違点は、スライドプレートを垂直方向だけでなく、扉上部と下部の水平方向にも配設した点である。
図9において、矩形状をした扉2のハンドル6近傍の側辺の屈曲部の内側に、垂直方向のスライドプレート32が、図示しないガイドボルトにガイドされてスライド自在に配設されている。また、扉の上辺の屈曲部の内側には、水平方向のスライドプレート33が配設され、下辺の屈曲部の内側には水平方向のスライドプレート34が配設されている。各スライドプレート32〜34の、取付面21aと対向する側には、それぞれ複数の係合穴22bが形成されている。なお、係合穴22bの方向は上辺と下辺で方向が逆になっている。
垂直方向のスライドプレート32と水平方向のスライドプレート33,34とは、変向連結部材35で連結されている。変向連結部材35としては、例えば、自転車で使用しているようなチェーンをガイド部でガイドさせたものを使用するが、これに限定するものではなく、例えばリンク機構で構成しても良い。
一方、図10に示すように、箱体パネル21の取付面21aには、各スライドプレートの係合穴22bと対応する位置に、ロックボルト26が上下のフレーム部にも設けられている。
このような構成において、扉2の開状態から、扉を閉めてハンドル6を閉方向に回動させると、各スライドプレート32〜34は、図9に矢印で示すような方向に一体的にスライドして図9のような状態になり、各スライドプレートの係合穴22bは各ロックボルト26と係止することにより、扉2を全周で堅固に固定することができる。
以上のように、実施の形態3によれば、スライドプレートは、扉のハンドル近傍の側辺と上辺及び下辺の3方の屈曲部に配設され、各スライドプレート間は変向連結部材で連結され、ハンドルの開閉動作に連動して各スライドプレートが一体的にスライドするように構成したので、一度のハンドル操作だけで、扉を3辺の多数点で強固に固定することができる。このため、簡単な構成で防爆性に優れた扉ロック構造を提供できる。
この発明の実施の形態1による扉ロック構造を用いたスイッチギヤを示す構成図である。 図1の制御ユニット部を示す斜視図である。 図2の扉の詳細図である。 図2の扉に対向する筐体の扉取付面を示す正面図である。 図3のV−Vから見た要部断面図である。 図3のスライドガイドの詳細図である。 図4の扉ロックボルトの詳細図である。 この発明の実施の形態2によるスイッチギヤの扉ロック構造を示す側面図である。 この発明の実施の形態3によるスイッチギヤの扉ロック構造の扉の裏面図である。 図9の扉に対向する箱体パネルを示す正面図である。
符号の説明
1 筐体 2 上段扉(扉)
2a 屈曲部 3 中段扉
4 下段扉 5 ヒンジ
6 ハンドル 7 制御室
8 遮断器室 9 ケーブル室
10 主母線室 11 遮断器
12 母線側ブッシング 13 ケーブル側ブッシング
14 主母線導体 15 支持碍子
16 主回路ケーブル 17 放圧板
21 箱体パネル 21a 扉取付面
22 スライドプレート 22a 長穴
22b 係合穴 23 ガイドボルト
24 ハンドルリンク 25 ピン
26 ロックボルト 26a 頭部
26b テーパ面 26c 係止部
26d ねじ部 27 取付板
28 ロックボルト貫通穴 29 前後駆動式埋込型扉ハンドル
30 リンク 31〜34 スライドプレート
35 変向連結部材。

Claims (5)

  1. スイッチギヤにおける筐体の開口部の取付面に開閉自在に取り付けられ、周縁に断面コの字状の屈曲部が形成された扉と、前記屈曲部の内側にスライド自在に取り付けられ、前記取付面と対向する側に複数の係合穴を有し、前記扉に設けられたハンドルの開閉動作に連動してスライドするスライドプレートと、前記係合穴に対応させて前記取付面に配設された複数のロックボルトとを備え、
    前記扉が閉じられて前記ハンドルが閉位置にあるときは前記係合穴が前記ロックボルトに係止し、開位置にあるときは前記係止が外れるように構成したスイッチギヤの扉ロック構造。
  2. 請求項1記載のスイッチギヤの扉ロック構造において、前記スライドプレートは、L字状の断面を有し、一面側に前記扉の屈曲部に設けられたガイド部材とスライド可能に係合する長穴が形成され、他面側に前記ロックボルトと係合する複数の前記係合穴が形成され、前記係合穴の形状は、前記ロックボルトの頭部が通る大径部と軸部のみが通る小径部とを連結した長穴としたことを特徴とするスイッチギヤの扉ロック構造。
  3. 請求項1又は請求項2記載のスイッチギヤの扉ロック構造において、前記ロックボルトは、前記頭部とそれに続く前記軸部との間にテーパ面が形成されていることを特徴とするスイッチギヤの扉ロック構造。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のスイッチギヤの扉ロック構造において、前記ハンドルは前後駆動式ハンドルが用いられ、このハンドルの引き出しと押し込みの動作に連動して上下動する動きを利用してスライドプレートをスライドさせるようにしたことを特徴とするスイッチギヤの扉ロック構造。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のスイッチギヤの扉ロック構造において、前記スライドプレートは、前記扉のハンドル近傍の側辺と上辺及び下辺の3方の前記屈曲部に配設され、前記各スライドプレート間は変向連結部材で連結され、前記ハンドルの開閉動作に連動して前記各スライドプレートが一体的にスライドするように構成されたことを特徴とするスイッチギヤの扉ロック構造。
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