JP2015012692A - 分割組立型配電盤および分割組立型配電盤の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブロック部に分割してなる分割組立型配電盤において、ブロック部ごとにタイプの異なる部品を実装することにより、作業性を改善してリードタイムの短縮化を図る。
【解決手段】分割組立型配電盤１では、３つのブロック部、すなわちオプションブロック部３１、コア部品ブロック部３２、周辺部品ブロック部３３が垂直方向に積み上げられている。オプションブロック部３１は、初期状態では電気部品を実装しないブロック部であって、空（から）の筐体フレーム２のみからなる。コア部品ブロック部３２は、分割組立型配電盤１の基本機能を実現するコア部品が実装される。周辺部品ブロック部３３は、前記コア部品以外である周辺部品が実装される。周辺部品ブロック部３３とオプションブロック部３１は、納入先あるいは据付先付近の製造工場などで組立可能である。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、分割組立可能な配電盤およびその製造方法に関するものである。

配電盤は、電力系統の保護制御設備、各種需要家の受電設備、上下水道の設備、ビル設備内の受配電設備および各種機器の制御に適用されている。この種の配電盤は全体が箱型の一体構造とされた筐体フレームを有しており、その内部に遮断器や変圧器といった各種の電気機器又は電気ユニットを実装している。このような配電盤は、工場で組立後、試験装置を用いて工場試験を実施してから、設置場所である現地へと出荷する。現地で運び込まれた配電盤は所定の場所に据え付け、現地での試験を行った後、運用を開始する。

特開２００１−１７７９２５号公報

配電盤の筐体フレームは、耐震強度を確保するために板状の部品同士を溶接して大きな箱状に組立ている。したがって、配電盤を製造するにあたり、溶接作業には特殊技術を要している。また、筐体フレーム自体が大きいので、筐体フレーム上部に位置する高所部あるいは筐体フレーム下部に位置する、いわゆる架下部では、電気機器を組み込む作業や配線作業がやりづらく、組立作業の作業性が低かった。しかも、完成した配電盤は相当に重く、工場や現地ではクレーン等を用いて配電盤の搬出入を行っている。そのため、工場や現地には、クレーン等の設置スペースも含めて十分な広さの搬出入経路が必要である。したがって、作業スペースの確保が難しく、作業性を低下させる要因となっていた。

さらに、完成した配電盤を工場から現地まで輸送する場合、配電盤そのものが大きいので、大型トラックでの陸送や大型特殊コンテナでの海運となり、特殊な輸送作業となっていた。以上述べたように、配電盤は組立時や輸送時の作業効率が低く、リードタイムの長期化をもたらしていた。

本発明の実施形態は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、ブロック部に分割してなる分割組立型配電盤において、ブロック部ごとにタイプの異なる部品を実装することにより、作業性を改善してリードタイムの短縮化を図った分割組立型配電盤および分割組立型配電盤の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の実施形態は、複数のブロック部に分割し前記ブロック部同士を結合部により結合して組み立てる分割組立型配電盤において、前記ブロック部は、少なくとも、配電盤の基本機能を実現するコア部品が実装されたコア部品ブロック部と、前記コア品以外の周辺部品が実装された周辺部品ブロック部を有することを特徴とする。
また、本発明の実施形態は、分割組立型配電盤の製造方法であって、前記コア部品ブロック部と、前記周辺部品ブロック部を別々の場所で製造することを特徴とするものである。

第１の実施形態の構成を示す斜視図。 第１の実施形態において上下のブロック部の結合部分と位置合わせ方法を示す斜視図。 第１の実施形態において上下のブロック部の結合部分と結合方法を示す斜視図。 第１の実施形態においてブロック部間の配線方法を示す斜視図。 第１の実施形態においてブロック部の構成部品の斜視図であり、（Ａ）はオプションブロック部、（Ｂ）はコア部品ブロック部、（Ｃ）は周辺部品ブロック部を示している。 第１の実施形態における組立手順の２つのパターンを示すフローチャート。

（１）第１の実施形態
［構成］
本発明に係る分割組立型配電盤の第１の実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。図１は、第１の実施形態の構成を示す斜視図である。図１に示すように、分割組立型配電盤１では、３つのブロック部３１〜３３が垂直方向に積み上げられている。

各ブロック部３１〜３３は、高さ寸法が異なり、幅寸法と奥行き寸法とが同一である直方体状の筐体フレーム２から構成されている。筐体フレーム２は、枠状あるいはパネル状部品が左右に対向して配置され、この部品の４つの角部分に横長のビーム状あるいはシャフト状部品が設置されている。これらの部品は耐震強度を確保するために部品同士を溶接して組立てられる。なお、筐体フレーム２を構成する部品については、後段の「ブロック部の構成部品」において述べることとする。

３つのブロック部３１〜３３は、各ブロック部に収納される部品の機能的な観点から分けられている。すなわち、３つのブロック部とは、上段から順に、オプションブロック部３１、コア部品ブロック部３２、周辺部品ブロック部３３である。このため、オプションブロック部３１が筐体フレーム２の高所部になり、周辺部品ブロック部３３がいわゆる架下部になる。

オプションブロック部３１は、初期状態では電気部品を実装しないブロック部であって、空（から）の筐体フレーム２のみからなる。オプションブロック部３１は、現地での配転盤据付後に、拡張機能や補助機能といった追加機能を実現するための各種電気部品を実装可能なブロック部である。オプションブロック部３１は、初期状態では筐体フレームだけなので工場試験は不要であり、メーカの製造工場以外の工場つまり納入先あるいは据付先付近の製造工場などで組立てることが可能なものである。

コア部品ブロック部３２は、分割組立型配電盤１の基本機能を実現するコア部品が実装される。コア部品とは、分割組立型配電盤１を適用する設備に応じて様々な機能部品がある。コア部品ブロック部３２は、メーカの製造工場で組立て、試験装置を用いて所定の工場試験を行うようになっている。

周辺部品ブロック部３３は、前記コア部品以外である周辺部品が実装される。周辺部品ブロック部３３は、前記オプションブロック部３１と同様、納入先あるいは据付先付近の製造工場などで組立可能なものである。なぜなら、周辺部品は周辺部品ブロック部３３の状態に組み立てたとしてもメーカの製造工場での工場試験を行う必要がないからである。周辺部品の代表的な例としては、外部設備と接続するためのインターフェース回路部品などがあり、電気機器としては入力変換器などがある。また、周辺部品ブロック部３３は架下部であるが故に、現地の床面に据付けられて外部ケーブルとの接続工事を実施する部分である。

図２、図３を用いて、ブロック部３１〜３３同士の結合構成について説明する。図２に示す通り、各ブロック部３１〜３３には、ブロック部３１〜３３の上下の位置を合わせるための位置合わせ部１０が設けられている。位置合わせ部１０では、下側のブロック部上面に設けられた突起部８を、上側のブロック部下面に設けられた穴部９に挿入することで、位置合わせがなされる。

図３に示すように、各ブロック部３１〜３３には、上下のブロック部３１〜３３同士を結合するための小さな長方形状の上下結合部品１１が取り付けられる。さらに、上下結合部品１１ごと上下のブロック部３１〜３３同士を固定するために、おさえ部品１２が取り付けられる。おさえ部品１２はブロック部３１〜３３の幅寸法全体にわたって構成されている。さらには、おさえ部品１２を覆うようにして、結合部化粧板１３が設置されている。

続いて図４を用いて、コア部品ブロック部３２と周辺部品ブロック部３３との配線方法について説明する。これらのブロック部３２，３３は、多芯ケーブル２０及びＬＡＮケーブル２１によって電気的に接続される。このような接続構成をとることにより、ブロック部間の電気的接続を専用ケーブル化しており、ブロック部内の部品間の電気的な情報の授受が可能となる。この電気的な接続に関しては、無線ＬＡＮや、電源供給ラインを利用するＰＬＣ等を具備するようにしてもよい。

図５は、ブロック部３１〜３３の構成部品についての斜視図である。図５の（Ａ）はオプションブロック部３１、（Ｂ）はコア部品ブロック部３２、（Ｃ）は周辺部品ブロック部３３を示している。これらブロック部３１〜３３の構成部品は、個別部品４０―１〜４０―１８と、標準シリーズ部品４１−１〜４１−１６とからなる。個別部品４０―１〜４０―１８とは、分割組立型配電盤１に特有の部品であり、縦長の枠状あるいはパネル状部品である。標準シリーズ部品４１−１〜４１−１とは、標準化が可能な部品であり、横長のビーム状あるいはシャフト状部品である。

次に、分割組立型配電盤１の組立手順の２つのパターンについて図６を参照して説明する。パターン１では、機能単位で分割したオプションブロック部３１と、コア部品ブロック部３２と、周辺部品ブロック部３３を組み立てる。このとき、コア部品ブロック部３２は所定の工場試験を行う必要上、メーカの製造工場で組み立てる。

一方、オプションブロック部３１及び周辺部品ブロック部３３は、納入先あるいは据付先付近の製造工場などで組立てる。ブロック部３１とブロック部３３を組み立てる場所はは、同一の工場であってもよいし、別々の工場であってもよい。つまり、３つのブロック部３１〜３３は、独立したラインでの製造が可能であり、それぞれ最適な製造工場で製作することができる＜ステップ１＞。

次に、ブロック部３２，３３に電気部品を実装する＜ステップ２＞。すなわち、コア部品ブロック部３２にコア部品を実装し、周辺部品ブロック部３３に周辺部品を実装する。次に、最適な製造工場で製作したブロック部３１〜３３を、試験実施する場所に持ち込み、結合部８を結合する＜ステップ３＞。次に、結合したブロック部３１〜３３間を多芯ケーブル２０又はＬＡＮケーブル２１で接続する＜ステップ４＞。以上が分割組立型配電盤１の組立手順のパターン１である。

分割組立型配電盤１の組立手順のパターン２は、＜ステップ１＞、＜ステップ２＞まではパターン１と同じである。パターン２では、＜ステップ２＞の後、試験に必要なコア部品ブロック部３２とオプションブロック部３１を試験実施する場所に持ち込み、結合部８を結合する＜ステップ５＞。また、試験には必要がなく、現地据付け工事で要求度が高い周辺部品ブロック部３３は、先に現地へ送付して外部ケーブルの接続工事を行う＜ステップ６＞。

次に、試験実施したオプションブロック部３１とコア部品ブロック３２を、試験実施した場所から現地へと送付し、外部ケーブルとの接続工事が完了した周辺部品ブロック部３３に対して、現地にて結合部８を結合する＜ステップ７＞。そして最後に、パターン１と同じく、結合したブロック部間を多芯ケーブル２０又はＬＡＮケーブル２１で接続する＜ステップ４＞。以上が分割組立型配電盤１の組立手順のパターン２である。

［作用及び効果］
本実施形態に係る分割組立型配電盤１は、オプションブロック部３１とコア部品ブロック部３２と周辺部品ブロック部３３という３つのブロック部からなる。そのため、各ブロック部の筐体フレームの大きさは、分割前の筐体フレームに比べて十分に小さくなる。したがって、陸送にせよ海運にせよ、輸送性が向上する。

また、各ブロック部３１〜３３は配電盤全体に比べれば軽いので、工場や現地でも搬出入用のクレーン等や広い搬出入経路は不要となる。したがって、作業スペースを容易に確保でき、良好な作業環境を得ることができる。さらに、本実施形態では部品同士を溶接するとしても、大きな箱状に組立てるのではなく、小さなブロック部３１〜３３を製造するだけなので、溶接作業に際して熟練した特殊技術を要することもなく、作業効率を高めることができる。しかも、架下部となる周辺部品ブロック部３３に関しては、従来は配線作業などがしづらかったが、本実施形態では、周辺部品ブロック部３３だけの大きさなので、作業台に載せて作業してもよく、組立作業の作業効率を著しく改善することができる。

また、本実施形態ではオプションブロック部３１とコア部品ブロック部３２と周辺部品ブロック部３３を結合部８で結合する。このとき、結合部８部分の上下間に空間ができるので、ブロック部３２，３３に実装される電気部品からの発熱成分を、前後方向の隙間で放熱することができる。したがって、分割組立型配電盤１の冷却性を高めることが可能となり、動作信頼性の向上に寄与することができる。

分割組立型配電盤１は３つのブロック部３１〜３３に分割構成したが、このうちのオプションブロック部３１は電気部品を持たないブロックであり、納入先付近の製造工場等で組立が可能であり、輸送コスト削減及びリードタイム短縮が可能となる。また、コア部品ブロック部３２は、分割組立型配電盤１の基本機能を実現するコア部品を実装するので、メーカの製造工場で組立て、工場試験を行ってから、工場試験完了後に現地にて納入する。これにより、優れた信頼性を確保することができる。

周辺部品ブロック部３３は、電気部品である周辺部品を実装するものの、これらの部品は標準構成をしており、国内あるいは海外での製造工場で組立てることが可能である。したがって、製造コストの削減やリードタイム短縮が可能となる。また、架下部である周辺部品ブロック部３３は外部ケーブルとの接続工事を実施する部分なので、周辺部品ブロック部３３は据付工事の時は要求度が高い。このような周辺部品ブロック部３３を他のブロック部３１，３２に先駆けて現地へ先行搬入するため、ケーブル敷設工事が可能となり、現地据付けリードタイムを大幅に短縮することができる。

また、周辺部品ブロック部３３の現地試験に際して、コア部品ブロック部３２の代わりに、多芯ケーブル２０またはＬＡＮケーブル２１を用いて情報端末と周辺部品ブロック部３３と接続することで、現地試験も先行して実施することが可能である。これにより、さらなるリードタイムの短縮が実現する。このように、本実施形態によれば、部品の機能別に分割したブロック部３１〜３３を、最適な製造場所を製造することができるので、最適な分業を図ることができ、リードタイムの短縮といった効果が望める。

さらに、分割組立型配電盤１では、各ブロック部３１〜３３の構成部品において、標準シリーズ部品４１を多用しているので、他の配電盤１の部品との共通化を図ることができ、量産に適している。したがって、部品製造の効率化が可能となり、コスト削減に貢献することができる。

（２）他の実施形態
本実施形態は、上記の態様に限定されるものではなく、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、分割組立型配電盤を構成するブロック部の分割数は適宜変更可能であり、ブロック部同士の結合構成も適宜選択可能である。ブロック部の結合構成としては、結合部分の構造をスライドしてはめ込むスライド機構としてもよい。または、結合部分に前記の通り位置合わせ部を具備し、位置を合わせた後、接着剤または両面テープを用いて結合するようにしてもよい。さらに、周辺部品ブロック部の現地試験に際して、コア部品ブロック部の代わりにコア部品ブロック部の模擬ユニットを使い、これにより現地試験も先行して実施するようにしてもよい。

１：分割組立型配電盤
２：筐体フレーム
８：突起部
９：穴部
１０：位置合わせ部
１１：上下箱体結合部品
１２：上下箱体おさえ部品
１３：結合部化粧板
２０：多芯ケーブル
２１：ＬＡＮケーブル
３１：オプションブロック部
３２：コア部品ブロック部
３３：周辺部品ブロック部
４０−１〜−ｎ：個別部品
４１−１〜−ｎ：標準シリーズ部品

Claims (10)

1. 複数のブロック部に分割し前記ブロック部同士を結合部により結合して組み立てる分割組立型配電盤において、
   前記ブロック部は、少なくとも、
   配電盤の基本機能を実現するコア部品が実装されたコア部品ブロック部と、
   前記コア品以外の周辺部品が実装された周辺部品ブロック部を有することを特徴とする分割組立型配電盤。
2. 前記ブロック部間の電気的接続を専用ケーブル化したことを特徴とする請求項１に記載の分割組立型配電盤。
3. 前記コア部品ブロック部よりも先行して現地に設置した前記周辺部品ブロック部の現地試験を行うために、前記前記専用ケーブルに電子端末を接続したことを特徴とする請求項２に記載の分割組立型配電盤。
4. 初期状態では電気機器を実装しないオプションブロック部を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の分割組立型配電盤。
5. 前記周辺部品ブロック部と他のブロック部との間の信号インターフェースを、有線ＬＡＮ化又は無線ＬＡＮ化したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の分割組立型配電盤。
6. 前記周辺部品ブロック部と他のブロック部との間の信号インターフェースを、電源供給ラインを利用して電力線搬送信号化したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の分割組立型配電盤。
7. 前記ブロック部同士の結合構造として、スライド構造を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の分割組立型配電盤。
8. 前記ブロック部同士の結合構造として、両面テープあるいは接着剤を用いて結合することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の分割組立型配電盤。
9. 前記コア部品ブロック部よりも先行して現地に設置した前記周辺部品ブロック部の現地試験を行うために、前記周辺部品ブロック部に接続可能な前記コア部品ブロック部の模擬ユニットを設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の分割組立型配電盤。
10. 複数のブロック部に分割し前記ブロック部同士を結合部により結合して組み立てる分割組立型配電盤の製造方法において、
    配電盤の基本機能を実現するコア部品が実装されたコア部品ブロック部と、
    前記コア品以外の周辺部品が実装された周辺部品ブロック部を別々の場所で製造することを特徴とする分割組立型配電盤の製造方法。