JP2010040642A - 電気機器収納箱の放圧装置および電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で安価にでき、既成のハンドルに適用することができる電気機器収納箱の放圧装置および電気機器を提供する。
【解決手段】電気機器収納箱の箱体２と、扉３と、ハンドル７と、ハンドル７の操作により係止部１１に係止して扉３を閉状態に保持する止め金９とを備える。ハンドル７は扉３の内面側に被嵌合部８ｂを有し、止め金９は被嵌合部８ｂに嵌合する嵌合部９ａを有する。また止め金９の嵌合部９ａを被嵌合部８ｂに嵌合する方向に押圧する弾性体１２を有し、弾性体１２を支持する取り付けねじ１０を有する。取り付けねじ１０は箱体２内の圧力上昇に伴って開こうとする扉３に引かれて扉３と箱体２の開口２ａとの間に放圧可能な隙間が形成されるように、弾性体１２を嵌合部９ａに対して圧縮する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、回路遮断器および端子台等を収納する密閉された電気機器収納箱で、例えば短絡事故時のアークガスにより箱体内の圧力が上昇して、扉の破損や、止め金の外れにより扉の開放が発生するのを防止する電気機器収納箱の放圧装置、および放圧装置を備えた電気機器に関するものである。

扉の閉止装置として特許文献１がある。これは、ハンドル保持体が扉に固定され、ハンドル保持体にハンドルを貫通するとともにハンドル保持体内にハンドルを前方へ付勢するばねを設け、扉の裏側でハンドルに設けたレバーの傾斜面が箱体の係止口の前縁に摺接しかつばねにより圧接して扉を閉止している。レバーの傾斜面が係止口の前縁に摺接しばねにより圧接するため強度が大であり箱体内の事故に対して安全性が確保できる。またハンドルを前方に付勢するばねにより扉ががたつくことなく閉止され、扉の鋼板厚みが増加しても大きい力を要さずに開閉することができる。

特許文献２には放圧機能を備えた扉の蝶番が記載されている。これはＵボルトを用いて、Ｕボルトの基部外側に箱体側蝶番パイプを固定し、Ｕボルトの両脚部を箱体の縁板の挿入穴に外側から挿入し、Ｕボルトの両脚端部にそれぞれナットを螺着し、これらのナットと縁板内面との間でＵボルトにスプリングを巻き付けている。Ｕボルトの両脚部の挿入穴と、Ｕボルトの両脚部外周の隙間は水切りパッキンが装着してある。扉側および箱体側蝶番パイプに蝶番ピンを挿入して扉を箱体に支持し、内圧上昇時に扉が開こうとする力でスプリングが縮み、箱体と扉に隙間が生じ放圧する。
特開２００３−２６２０６５号公報 実開昭５５-１９４０１号公報

特許文献１では、ハンドル保持体内にハンドルを押すばねが設けられているため、汎用のハンドルに適用することができない。またハンドル内に空間が必要であるため、防水構造のハンドルの製作が困難である。さらに事故による箱体内の上昇圧力に耐えるように、ハンドルおよびレバーや箱体を堅牢に製作する必要がある。

特許文献２では、Ｕボルトの基部外側に箱体側蝶番パイプを固定しており、蝶番構造が複雑で部品点数が多く組立が困難である。Ｕボルトの両脚端部にナットを螺着し、このナットと縁板内面との間でＵボルトにスプリングを巻き付けるので箱体内部への突出部分が大きくなりデッドスペースが大となる。扉はスプリングを介して蝶番により支えられているので、扉が重い場合自重により扉下がりが生じる。また屋外に設置する場合は、防水処理用の水切パッキンが必要である。

したがって、本発明の目的は、構造が簡単で安価にでき、既成のハンドルに適用することができる電気機器収納箱の放圧装置および電気機器を提供することである。

本発明の電気機器収納箱の放圧装置は、開口を有し前記開口の縁部の内側に係止部を有する電気機器収納箱の箱体と、前記箱体の前記開口を開閉可能に密閉する扉と、前記扉に貫設されて前記扉を開閉操作するハンドルと、前記ハンドルの操作により前記係止部に係止して前記扉を密閉状態に閉扉可能とする止め具とを備え、
前記ハンドルは前記扉に接近離間する方向に軸方向のある被嵌合部を前記扉の内面側に有し、前記止め具は前記被嵌合部に前記軸方向に嵌合し周方向に係合して前記ハンドルの回動操作に連動する嵌合部を有し、さらに前記ハンドルに設けられ弾性体を介して前記嵌合部を前記軸方向に押圧し嵌合状態から抜け止めする取り付け具を有し、前記取り付け具は、前記箱体内の圧力上昇に伴って開こうとする前記扉に引かれて、前記扉と前記箱体の開口との間に放圧可能な隙間が形成されるように、前記弾性体を前記止め具の前記嵌合部に対して圧縮するものである。

上記構成において、弾性体を皿ばねとする。

上記構成において、弾性体は複数の皿ばねを交互に逆向きに重ねている。

上記構成において、前記箱体は前記係止部と前記ハンドルとの間に挿通孔のあるロック具を有し、前記止め具は前記挿通孔を通して前記係止部に係止するとともに前記扉が前記箱体内の上昇圧力に押されて開くときに前記挿通孔に引っ掛かる掛け止め片を有する。

本発明の電気機器は、上記構成の電気機器収納箱の放圧装置を有する。

本発明の電気機器収納箱の放圧装置によれば、止め具の嵌合部は弾性体を介して取り付け具によりハンドルの被嵌合部に押さえられ嵌合状態が保持されており、ハンドルの操作で止め具を係止部に係止または係止解除することができる。事故により箱体内圧が急上昇し、内圧により箱体が膨張したとき、扉が開こうとする力で取り付け具を介し弾性体が止め具の嵌合部に対して圧縮され、これにより箱体の開口の縁部と扉との間に隙間が生じ、隙間から放圧が可能となる。そのため電気機器収納箱の破損を防止することができる。しかも止め具と取り付け具との間に弾性体を介在する構成であるため、構造が簡単で安価にでき、既成のハンドルに適用することができる。また弾性体によりハンドルの係止部の係止操作がスムーズになり、箱体の開口の縁部と扉の密着性がよく、気密性の高い電気機器収納箱や電気機器が提供できる。

弾性体を皿ばねにすることにより、弾性体の高さが低くなり箱体内のデッドスペースを小さくでき、収納機器等の収納自由度が大きくなる。また皿ばねの数量や組み合わせにより、ばね定数とストロークが自由に設定でき、電気機器収納箱の箱体に適した放圧のための隙間設定が可能となる。

弾性体を複数の皿ばねを交互に逆向きに重ねると、放圧動作が円滑に行われるとともに経年変化も少なく、皿ばねの枚数を増減することにより簡単に最適な放圧設計をすることができる。

止め具はロック具の挿通孔を通して係止部に係止するとともに挿通孔に引っ掛かる掛け止め片を有するため、異常な圧力上昇が生じて弾性体が圧縮され扉が開いて箱体と扉に隙間が生じたときに、止め具の掛け止め片がロック具に掛け止めするので、止め具が箱体の係止部から外れて扉が大きく開放することはなく、止め具の係止外れを防止し確実に箱体内の上昇圧力を放圧することができる。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態を図１から図４により説明する。図１は電気機器の正面図である。この電気機器は、扉３の付いた電気機器収納箱の箱体２内に回路遮断器や端子台等の電気機器本体（図示せず）を収納している。４は蝶番、７はハンドル、２４は箱体２の壁面等への取付部である。

図２は電気機器収納箱の一部切欠き底面図であり、図３はその部分拡大図である。電気機器収納箱１は箱体２と、箱体２の開口２ａを塞ぐ扉３とで構成され、扉３は箱体２の開口２ａの縁部に蝶番４で蝶着されて箱体２に取付けられ、開口２ａを開閉自在にしている。扉３の内周面には気密部材であるパッキン５を設け、箱体２の開口２ａの縁部を形成する当接片６にパッキン５が閉扉時に密着することで箱体２内が密閉状態となるように構成している。

扉３の開閉側にはハンドル７のハンドル回動軸８を扉３に回動自在に貫通して設け、扉３の内面側ではハンドル回動軸８に止め具である止め金９が取り付け具である取り付けねじ１０により取り付けられている。詳しくは、図３に示すようにハンドル回動軸８の先端中央にねじ孔８ａを形成し、その周囲に被嵌合部８ｂの軸方向をねじ孔８ａの軸方向すなわち扉３に接近離間する方向に突出している。被嵌合部８ｂを軸方向にみた形状は非円形たとえば四角形である。止め金９の基端部は、被嵌合部８ｂに軸方向に嵌合する嵌合部９ａを、被嵌合部８ｂを軸方向にみた形状に相似の形状の四角形の穴により形成している。したがって嵌合部９ａは被嵌合部８ｂに軸方向に嵌合するが、周方向には被嵌合部８ｂに係合し、ハンドル７をハンドル回動軸８のまわりに回動すると、それに伴って止め金９が回動する。嵌合部９ａを被嵌合部８ｂに嵌合した状態で止め金９の基端部を筒状の弾性体１２で押さえ、弾性体１２を貫通した取り付けねじ１０の先端１０ｂをねじ孔８ａにねじ込み頭部１０ａで弾性体１２を支持し、これにより頭部１０ａで弾性体１２を介して止め金９の基端部を押さえ保持している。筒状の弾性体１２は例えばウレタンゴムなどのゴム製である。一方止め金９の先端部は、箱体２の当接片６の根元側を折曲することにより形成した係止部１１に係止する位置と、係止部１１から離れて係止解除する位置との間をハンドル７の操作に伴って回動し、前者の位置で扉３を密閉状態に閉扉し、後者の位置で扉３を開扉する。このようにして、止め金９はハンドル回動軸８に弾性体１２を介し取り付けねじ１０で取り付けられ、ハンドル７を回動操作することで止め金９を係止部１１に係止しまたは係止解除している。なお、弾性体１２の前後面には止め金９に均等に荷重が掛かるように平板１３、１４を設けてある。

図４は、図３において短絡事故のアークガスなどで電気機器収納箱１内に異常な圧力上昇が生じた場合の扉の動作を示している。電気機器収納箱1の内面には急激な内圧Ｐにより扉3を押し開くような力が働くが、このとき、取り付けねじ１０がハンドル７を介して扉３の開き方向に扉３に引っ張られるため、頭部１０ａと係止部１１に係止した止め金９との間に弾性体12が圧縮される。これにより、嵌合部９ａと被嵌合部８ｂの嵌合状態を維持したままパッキン５と当接片６の間に隙間２３が生じる、この隙間２３により安全に放圧が行え、電気機器収納箱1の破損を防止することができる。
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態を図５および図６により説明する。すなわち、第１の実施の形態の弾性体１２としてゴムに代えて、皿ばねを複数枚用いたものである。図５は図３に対応し、止め金９はハンドル回動軸８に皿ばねを用いた弾性体１２を介し取り付けねじ１０で取り付けられている。なお、皿ばねの前面には止め金９に均等に荷重が掛かるように平板１３を設けてある。

図６は図４に対応し、短絡事故などが生じた場合、電気機器収納箱1の内面には急激な圧力上昇Ｐにより扉３を押し開くような力が働くが、このときには皿ばねの弾性体１２が圧縮されることによりパッキン５と当接片６の間に隙間２３が生じる。この隙間２３により安全に放圧が行え、電気機器収納箱１の破損を防止することができる。

皿ばねはコイルばねや他の弾性体に比べ、コンパクトで大きな荷重を得ることができる。皿ばねはいろいろなサイズが有り、また複数枚の組み合わせにより荷重やストロークを自由に設定できる特徴がある。この特徴を生かし適切な皿ばねを介して止め金９を取り付けることにより、皿ばねの高さＨ2（図５）は第１の実施の形態の弾性体１２の高さＨ1（図３）より低くすることができる。したがって箱体２の内部への突出部分が小さくでき、従来のようなデッドスペースが少なくなるので箱体２の内部が有効に使用できるようになる。

本来皿ばねはプレス金型等に使用するばねであり、そのため耐久性や信頼性が高いことが知られている。これを電気機器収納箱の一部品として使用することにより、安価で簡単な構造で信頼性の高い電気機器収納箱を提供することができる。

別の実施の形態として、弾性体を複数の皿ばねを交互に逆向きに重ねることも可能である。この場合、放圧動作が円滑に行われるとともに経年変化も少なく、皿ばねの枚数を増減することにより簡単に最適な放圧設計をすることができる。
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態を図７から図１１により説明する。第２の実施の形態と比較して相違する点は、掛け止め片１７とロック具であるロック金具１８を第２の実施の形態に追加したことである。図７（ａ）は止め金９の正面図、図７（ｂ）はその左側面図である。止め金９は箱体２の係止部１１に係止する先端部の側部より掛け止め片１７を突設し、かつ後述のように板厚方向に傾斜角θ傾斜している。嵌合部９ａは前述のようにハンドル回動軸８に突設された被嵌合部８ｂに嵌合されて止め金９を取り付ける穴で、ハンドル回動軸８の被嵌合部８ｂの例えば四角形状に合わせて四角形状に形成されて周り止めを成している。

図８は、ハンドル７側から箱体２の係止部１１に向いてロック金具１８をみた部分側面図、図９は止め金９が係止部１１に係止した状態の部分縦断面図、図１０は同じく部分横断面図である。箱体２は係止部１１とハンドル７との間に挿通孔１９のあるロック金具１８を設けている。ロック金具１８は箱体２の当接片６に固着されている。止め金９はハンドル７の操作によって回動することにより、掛け止め片１７が挿通孔１９の端部に引っ掛かることなく、挿通孔１９を通して係止部１１に係止しまたは係止解除するが、止め金９が係止部１１に係止した状態で扉３が箱体２内の内圧に押されて開こうとするとき、止め金９は回動しないので掛け止め片１７はロック金具１８の挿通孔１９の端部２０に掛け止め可能となる。挿通孔１９は溝状であり、止め金９が挿入しやすく、また変形しても支障なく容易にハンドル７をロック解除できるように広幅に形成する窪み部２１を設けてある。また掛け止め片１７は傾斜角θにより挿通孔１９に挿入容易になっている。なお、ロック金具１８と掛け止め片１７は当接せずに、弾性体１２の圧縮とパッキン５と当接片６の間に隙間２３が生じるのを妨げないように隙間２２を設けている。

図１１は内圧が上昇したときの部分横断面図である。図６において説明したことと同様に、箱体２内の異常な圧力上昇Ｐにより弾性体１２が圧縮されたとき、扉３の放圧動作が行われる。この場合、止め金９が箱体２の係止部１１からすべり外れて扉３が開放しないように掛け止め片１７がロック金具１８の挿通孔１９の端部２０に確実に係止することにより扉３の開放を防いでいる。

なお、本発明において弾性体１２はコイルばね、板ばね等でもよい。また第３の実施の形態の掛け止め片１７およびロック金具１８は第１の実施の形態に適用することもできる。

本発明の第１の実施の形態の電気機器の正面図である。 扉が閉じた状態の一部切欠き底面図である。 図２の部分拡大断面図である。 箱体内の上昇圧力により、弾性体が圧縮され箱体と扉に隙間が生じた放圧状態を示す部分断面図である。 第２の実施の形態の電気機器収納箱の止め金が箱体の係止部に係止した状態の部分断面図である。 箱体内の上昇圧力により、皿ばねが圧縮され箱体と扉に隙間が生じた放圧状態を示す部分断面図である。 （ａ）は第３の実施の形態の掛け止め片を突出した止め金の正面図、（ｂ）はその左側面図である。 第３の実施の形態の箱体にロック金具を固着した状態の部分側面図である。 止め金の掛け止め片がロック金具に掛止した状態の部分縦断面図である。 止め金の掛け止め片がロック金具に掛止した状態の部分横断面図である。 箱体内の上昇圧力に伴う動作を示す部分横断面図である。

符号の説明

１ 電気機器収納箱
２ 箱体
２ａ 開口
３ 扉
４ 蝶番
５ パッキン
６ 当接片
７ ハンドル
８ ハンドル回動軸
８ａ ねじ孔
８ｂ 被嵌合部
９ 止め金
９ａ 嵌合部
１０ 取り付けねじ
１０ａ 頭部
１０ｂ 先端
１１ 係止部
１２ 弾性体
１７ 掛け止め片
１８ ロック金具
１９ 挿通孔
２０ 端部
２１ 窪み部
２３ 隙間
２４ 取付部

Claims (5)

1. 開口を有し前記開口の縁部の内側に係止部を有する電気機器収納箱の箱体と、前記箱体の前記開口を開閉可能に密閉する扉と、前記扉に貫設されて前記扉を開閉操作するハンドルと、前記ハンドルの操作により前記係止部に係止して前記扉を密閉状態に閉扉可能とする止め具とを備え、
   前記ハンドルは前記扉に接近離間する方向に軸方向のある被嵌合部を前記扉の内面側に有し、前記止め具は前記被嵌合部に前記軸方向に嵌合し周方向に係合して前記ハンドルの回動操作に連動する嵌合部を有し、さらに前記ハンドルに設けられ弾性体を介して前記嵌合部を前記軸方向に押圧し嵌合状態から抜け止めする取り付け具を有し、前記取り付け具は、前記箱体内の圧力上昇に伴って開こうとする前記扉に引かれて、前記扉と前記箱体の開口との間に放圧可能な隙間が形成されるように、前記弾性体を前記止め具の前記嵌合部に対して圧縮する電気機器収納箱の放圧装置。
2. 前記弾性体は皿ばねである請求項１記載の電気機器収納箱の放圧装置。
3. 前記弾性体は複数の皿ばねを交互に逆向きに重ねている請求項１記載の電気機器収納箱の放圧装置。
4. 前記箱体は前記係止部と前記ハンドルとの間に挿通孔のあるロック具を有し、前記止め具は前記挿通孔を通して前記係止部に係止するとともに前記扉が前記箱体内の上昇圧力に押されて開くときに前記挿通孔に引っ掛かる掛け止め片を有する請求項１、請求項２または請求項３記載の電気機器収納箱の放圧装置。
5. 請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の電気機器収納箱の放圧装置を有する電気機器。

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