JP2015065714A - スイッチギヤの筐体 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば溶接による締結は、母材を溶融して一体化させるので、接合部が母材と同じ材質で構成されるため強度が母材と比べてあまり低下しないという利点がある一方で、コーナー部の溶接の作業性の悪さや作業の工数が多く、手間が掛かるという問題点があった。
そのため近年のスイッチギヤ筐体の製作には、ボルトやリベット締結による接合が多く用いられる傾向にある。ボルトやリベットによる締結方法は、締結が簡便である一方、筐体に締結用の穴を空ける必要があるため、筐体を構成するパネルやフレームの強度の低下が懸念される。このように、筐体を構成する部品間の締結方法には、それぞれメリット,デメリットがある。
図5は、そのフレーム構造の筐体のうち、側面フレーム部を取り出して模式的に示した分解斜視図である。フレームは、断面係数を増やし強度を向上させるためにコの字状に折り曲げられた上下の固定用フレーム21,22と、同様に板材を折り曲げて作られた側面フレーム23,24,25から構成されている。
床板パネル26は、側面フレーム部を取り付けるため周囲をL字状に折り曲げ、折り曲げたところに締結用の穴を設けている。また、天井側には幅方向のフレーム27が取り付けられる。
ほかにもスイッチギヤ内部に収容する電気機器の質量に応じて、適宜、幅方向,奥行き方向に必要な形状のフレームが追加される。
スイッチギヤの筐体は、輸送による振動をはじめ、多くの負荷を受け、特にコーナー部の締結部にあるボルトやリベットのような締結部品に多大な負荷が掛かるため、締結部品の使用本数を増やして強度を維持している。このため特にコーナー部の締結作業に多大な時間を要していた。特に、スイッチギヤは幅方向に対して奥行き方向が長く、前後方向の振動よりも左右方向の振動に弱いという特性を持っているため、縦のフレームが奥行き方向に複数個設置される場合が多く、その数に比例して締結箇所と部品点数が増加する。
更に、それぞれのフレームは締結用の穴が設けられるため、締結箇所付近の強度は締結部品に依存する。締結箇所となるコーナー部は材料の端部に近いため応力が集中しやすく、締結部が強度上のネックとなっていた。
以下、この発明の実施の形態1によるスイッチギヤの筐体を図に基づいて説明する。
図1は、この発明の実施の形態1によるスイッチギヤの筐体の斜視図であり、図2は図1の分解斜視図である。
スイッチギヤの筐体は、複数のフレーム及びパネルが組み合わされて直方体状に形成されて内部に電気機器が収容されるものである。
なお、スイッチギヤは、正面から見て一般的に幅方向に対して奥行き方向が長いので、便宜上、以下の説明では各図の左側をスイッチギヤの正面側として説明する。
正面側の左右上下のフレームである正面の垂直枠フレーム2は、例えば、矩形状の1枚の薄鋼板から絞り加工を用いて枠状に成形されたものである。すなわち、従来の縦方向フレームと横方向フレームとが継目無く一体となった形状である。
背面側の左右上下のフレームである背面の垂直枠フレーム3も同様に形成されている。
更に、奥行き方向の中間部には、やはり正面の垂直枠フレーム2と同様に製作された中間の垂直枠フレーム4が配置されている。
また、上部側には、各垂直枠フレーム2〜4の左右の角部を繋ぐための、断面L字状をした奥行き方向フレーム5が設けられている。図では、前後に長い1本のフレームとしたが、正面と中間、中間と背面のそれぞれを繋ぐように2本に分けても良い。
また、背面の垂直枠フレーム3は、コの字状の開口部を正面側に向け、底面を背面側に向けることで、背面に容易に背面パネルまたは背面扉(いずれも図示せず)を取り付けることができる。
このように、開口部を矩形状の枠面に対して垂直方向とすることで、コの字状の加工は、絞り加工等で一度に達成できる。また、コの字状の凹部に奥行き方向のフレームを嵌合させて固定することもできる。
なお、断面形状は、コの字状に限定するものではなく、筐体の大きさや収容機器の重量によってはL字状としても良い。
なお、図1の筐体は、基本形状を示すものであり、内部に収容する機器の大きさや重量に応じて、例えば、中間の垂直枠フレーム4を省略しても良く、逆に、数を増やす場合もある。更に、スイッチギヤの筐体の幅方向及び奥行き方向に対して、適宜、追加の幅方向フレームや奥行き方向フレーム等を取り付けることが可能である。
更に、各垂直枠フレーム2〜4の上部左右を、奥行き方向フレーム5により、リベットまたはボルト等で固定することで、外形が直方体状をした筐体フレームが完成する。
筐体フレームの側面には側面パネルが取り付けられ、背面には背面パネルまたは背面扉が取り付けられ、天井側には天井板が取り付けられ、更に、正面には開閉可能な正面扉が取り付けられるが、本願の主要部ではないので、図示は省略している。
なお、図示は省略しているが、適宜、奥行き方向フレームや幅方向フレームを追加することで最適な筐体の強度を確保するものである。
また、枠状フレームを採用しているので、絞り加工等の成形により、枠状フレームの内周角部を容易に滑らかな曲面に形成でき、応力の集中を緩和して枠状フレームの剛性を向上させることが可能となる。したがって、コーナー接続する従来構造のフレームに比べ、板厚を薄くすることが可能になり軽量化できる。
図3は、実施の形態2によるスイッチギヤの筐体を示す分解斜視図である。実施の形態1の図1及び図2と同等部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図3に示すように、本実施の形態では、継目の無い枠状フレームを、床面側の前後左右のフレームとなる床面枠フレーム6にも適用するものである。
床面枠フレーム6は、矩形状の1枚の薄鋼板から絞り加工を用いて枠状に成形されたものである。断面は、コの字状をしており、その開口部を垂直上方に向けて配置し、床面に配置した平板状の床板7と接合される。すなわち、実施の形態1の床板1に替えて、床部は床面枠フレーム6と床板7で構成したものである。
なお、中間フレーム8は、下部側に横方向フレームの無い門形としたが、床面枠フレーム6の一部に切欠を設けることで、実施の形態1の中間の垂直枠フレーム4と同様のものを使用することも可能である。
また、図示は省略しているが、床面枠フレーム6には、筐体内部に収容する電気機器の配置に合わせて、適宜、横方向のフレームが追加される。
図4は、実施の形態3によるスイッチギヤの筐体の分解斜視図である。実施の形態1の図2に対応するものであり、図2と同等部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施の形態では、垂直枠フレームを、スイッチギヤの奥行き方向に、高さを変えて配置したものである。
図4に示すように、中間の垂直枠フレーム9の高さを、正面の垂直枠フレーム2及び背面の垂直枠フレーム3より低くしている。そして、正面の垂直枠フレーム2と中間の垂直枠フレーム9とを奥行き方向フレーム10で連結し、中間の垂直枠フレーム9と背面の垂直枠フレーム3とを奥行き方向フレーム11で連結している。なお、この中間の垂直枠フレーム9も当然、継目の無い枠状フレームである。
スイッチギヤの筐体の内部には、例えば、遮断器をはじめとする各種の電気機器が収容されるが、重量の重い電気機器が多く存在し、筐体の中央部に重い機器が配置される場合が多い。それらの電機機器の荷重は、各垂直枠フレーム2,3,9や、図示しない縦方向フレーム、横方向フレーム、奥行き方向フレームで支えることになる。
スイッチギヤ奥行き方向の中間部に高さの低い中間の垂直枠フレーム9を配置することで、その上部横方向フレームを利用し、それに重量物を載置する等により、電気機器の荷重を効果的に負担させることができる。すなわち、各フレームに掛かる荷重の負担の偏りを少なくすることが可能になり、結果的に筐体の軽量化が可能になる。
なお、実施の形態1の図1の中間の垂直枠フレーム4と同様のものに、その上下方向の中間に横方向フレームを追加して機器の荷重を負担させても良いが、その方法と比較して、図4の方が部材の使用量が少なくなり、軽量化できる。
また、天井付近に強度が必要な場合、中間部の枠状フレームを高さ方向に積み重ねて配置することで、筐体強度を向上させることが可能である。
Claims (4)
- 複数のフレーム及びパネルが組み合わされて直方体状に形成され、内部に電気機器が収容されるスイッチギヤの筐体であって、
前記複数のフレームのうち額縁状に形成されるフレームのいくつかは、1枚の板材から成形された継目の無い枠状フレームで構成されていることを特徴とするスイッチギヤの筐体。 - 請求項1記載のスイッチギヤの筐体において、
前記枠状フレームは、矩形状の枠面を前記スイッチギヤの正面側に向けて前記正面側から背面側にかけて複数個配置される垂直枠フレームに適用されていることを特徴とするスイッチギヤの筐体。 - 請求項2記載のスイッチギヤの筐体において、
前記枠状フレームは、前記スイッチギヤの床面側の前後左右のフレームとなる床面枠フレームにも適用され、前記垂直枠フレームと組み合わされることを特徴とするスイッチギヤの筐体。 - 請求項2または請求項3に記載のスイッチギヤの筐体において、
複数個の前記垂直枠フレームは、収容される前記電気機器の配置に対応させて、高さの異なる垂直枠フレームで構成し、前記電気機器の荷重を、前記高さの異なる垂直枠フレームで分担して支持するようにしたことを特徴とするスイッチギヤの筐体。
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