JP2017139305A - ユニット機器の挿抜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体に引き出し可能のユニット機器の第１の通電部と筐体側に配置された複数の第２の通電部が容易に挿抜可能にする。【解決手段】筐体５の両側面に回転可能に支持された支持棒５５と、この支持棒に所定間隔で固定された複数の爪部５６と、支持棒の両端にそれぞれ固定され筐体の開口部側に延びてその先端に連結部を有する作動レバー５７とを有した筐体５、背面に爪部５６に係合するピン４３が固定されたユニット機器４、作動レバー５７に対して脱着可能な操作レバー６を備え、操作レバー６を作動レバー５７に連結した状態で上下することで、筐体側に設けられた爪部５６がユニット機器のピン４３に係合して回動することにより、ユニット機器の第１の通電部４２と筐体側に配置された第２の通電部５４との挿抜を行うようにした。【選択図】図７

Description

この発明は、ユニット機器が機器収納枠内に引き出し可能に収容された制御盤等において、ユニット機器の挿抜作業を容易にするユニット機器の挿抜装置に関するもので、特にサイリスタ励磁装置盤内へのサイリスタトレイの挿抜作業を容易にするユニット機器の挿抜装置に関するものである。

サイリスタ励磁装置は、複数のサイリスタ素子を配置したトレイを１つのユニット機器として、箱形の盤内に複数のユニット機器が引出し可能に配置された構成になっている。各ユニット機器の背面には通電部となる複数の可動接触子が設けられ、これら可動接触子が盤の仕切り壁に配置された通電部となる固定接触子と電気的に接続されるようになっている。
可動接触子と固定接触子は所定の接触圧力で挿入されて電気的に接続されているので、ユニット機器の挿抜動作において、可動接触子を挿入する時と引き抜く時が、接触圧力に抗して挿抜されるために特に大きな力を必要とする。

従来のコントロールセンタにおいては、筐体の内部が複数に区画されてユニット室が構成され、このユニット室を区画構成する機器収納枠の内部に、複数のユニット機器が引出し可能に収納されている。
ユニット機器は、背面に通電部となる電源グリップが設けられて、機器収納枠内の裏面側に配置された通電部である電力供給用の母線に着脱自在に接続されており、ユニット機器を機器収納枠から引き出すときは、電源グリップが母線側から引き抜かれるようになっている。着脱動作において、電源グリップを挿入する時と引き抜く時が、接触圧力に抗して挿抜されるために特に大きな力を必要とする。

このため、ユニット機器の着脱操作が容易に行えるように、機器収納枠側の開口部近傍の天板に第１のピン挿入孔を設け、第１のピン挿入孔と対向するユニット機器の天板に第２のピン挿入孔を設け、第１のピン挿入孔と係合する第１のピン及び第２のピン挿入孔と係合する第２のピンを有するＩ字状の操作レバーを備え、操作レバーの両ピンを両ピン挿入孔に係合させた状態で、第１のピンを支点として操作レバーを時計方向または反時計方向に回動させることにより、ユニット機器が機器収納枠に着脱するように構成したものが知られている。（特許文献１、２参照）

また、特許文献２には、機器収納枠の両側面の開口側近傍の２箇所に同じ高さで第１のピン挿入孔を設け、それに対向するユニット機器のユニット枠の両側面の２箇所に第２のピン挿入孔を設け、第１のピン挿入孔と係合する第１のピン及び第２のピン挿入孔と係合する第２のピンを２か所に有するコ字状の操作レバーを備え、操作レバーを上下方向に回動させることにより、ユニット機器への力を左右均等に加えることによりユニット機器の着脱時の傾きを抑えて、ユニット機器が機器収納枠にスムーズに着脱するように構成したものも記載されている。

特開平８−１９１２４号公報（図１−図８） 特開２０１０−２３９６８５号公報（図１−図９）

従来のサイリスタ励磁装置盤内でのサイリスタトレイの挿抜作業には、大きな力を要する為、危険を伴う。また、大きな力を必要とする為、サイリスタ励磁装置盤とサイリスタトレイとの接合部を損傷する危険性があった。
特許文献２に記載されたユニット機器の着脱装置をサイリスタ励磁装置に適用した場合、ユニット機器の重さは１個９０Ｋｇ以上で、可動接触子と固定接触子の挿抜時の力は１３９Ｋｇ以上となり、Ｉ字状の操作レバーのみでは挿抜の操作を行うことは難しい。また、コ字状の操作レバーを使用した場合は、操作点は２か所となり、Ｉ字状の操作レバーに比べて挿抜時の操作力は半減するが、サイリスタ励磁装置のユニット機器の重さは重く、且つ可動接触子と固定接触子の挿抜時の力も大きいので、適用不可能だった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、サイリスタ励磁装置のような重いユニット機器においても、小さな力でユニット機器の挿抜作業が行えるようにしたユニット機器の挿抜装置を提供することを目的とするものである。

この発明に係るユニット機器の挿抜装置は、前面に開口部を有した筐体内に、開口部から引き出し可能にユニット機器が収容され、ユニット機器の背面に設けられた複数の第１の通電部と筐体側に配置された複数の第２の通電部とが挿抜可能に構成されたユニット機器の挿抜装置において、筐体は、その筐体の幅方向に延びて筐体の両側面に回転可能に支持された支持棒と、この支持棒に第２の通電部に近接して所定間隔で固定された複数の爪部と、支持棒の両端にそれぞれ固定され、開口部側に延びてその先端に連結部を有する作動レバーとを有し、ユニット機器はその背面に固定されて爪部に係合するピンを有し、作動レバーの連結部と連結される連結部を有して作動レバーに対して脱着可能な操作レバーを備え、操作レバーを作動レバーに連結した状態で上下することで、筐体側に設けられた爪部がユニット機器のピンに係合して回動され、ユニット機器の第１の通電部と筐体側に配置された第２の通電部との挿抜を行うようにしたものである。

この発明のユニット機器の挿抜装置は、作動レバーに対して脱着可能な操作レバーを上下に動作させることによって、ユニット機器を前後に動作させることが可能になるため、ユニット機器の第１の通電部と筐体側に配置された第２の通電部との挿抜を小さな力で作業できる。
しかもユニット機器に設けられたピンと筐体側に設けられた爪部が係合して回動することで、ユニット機器の第１の通電部と筐体側に配置された第２の通電部の接合部を不要な干渉から守ることが可能になる。

この発明が適用されるサイリスタ励磁装置の回路図である。 この発明の実施の形態１によるユニット機器の挿抜装置を備えたサイリスタ励磁装置盤の概略構成を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１によるユニット機器の挿抜装置に使用される筐体のユニット室を正面から見た図およびユニット室内部の側面図である。 この発明の実施の形態１によるユニット機器の挿抜装置に使用される筐体の内部斜視図である。 この発明の実施の形態１によるユニット機器の背面を正面から見た図、側面図、および斜視図である。 この発明の実施の形態１によるユニット機器の挿抜装置に使用されるロック機構を示す図である。 この発明の実施の形態１によるユニット機器の挿抜装置における挿抜動作を示す図である。 この発明の実施の形態２によるユニット機器の挿抜装置に使用されるストッパ機構を示す図である。 この発明の実施の形態３によるユニット機器の挿抜装置に使用される筐体のユニット室を正面から見た図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係るユニット機器の挿抜装置を図１から図７に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明においては、ユニット機器としてサイリスタトレイをサイリスタ励磁装置盤内へ挿抜する装置について述べるが、この発明は一般のコントロールセンタなどの制御盤にも適用できるものである。

図１はこの発明が適用されるサイリスタ励磁装置の回路図を示し、サイリスタ励磁装置１は励磁コイル２の一端に接続される正側の３つのサイリスタ素子３ａと励磁コイル２の他端に接続される負側の３つのサイリスタ素子３ｂがそれぞれ直列に接続された構成になっている。正側の３つのサイリスタ素子３ａと負側の３つのサイリスタ素子３ｂとの接続点は三相交流の主回路に接続されている。
正側の３つのサイリスタ素子３ａと負側の３つのサイリスタ素子３ｂは、それぞれサイリスタスタック３としてユニット機器４であるサイリスタトレイに搭載されており、これらサイリスタトレイには図示しない冷却ファンや制御機器が搭載されており、１つのユニット機器４の重量は９０Ｋｇ以上の重いものとなっている。サイリスタ励磁装置１は複数の励磁コイル２に励磁電流を流すように上記したユニット機器４であるサイリスタトレイの一対が図１には記載していないが複数個設けられるようになっている。

図２はこの発明のユニット機器の挿抜装置を備えたサイリスタ励磁装置盤の概略構成を示す斜視図で、箱形の盤内に複数のユニット機器４が引出し可能に配置された構成になっている。
図２において、サイリスタ励磁装置盤の筐体５は、ユニット室５１を区画構成する機器収納枠を有する箱型になっており、前面に開口部を有するユニット室５１が多段に形成されている。ユニット室５１の開口部には必要に応じ開閉扉５２が設けられ、ユニット室５１を開閉できるようになっている。
筐体５の機器収納枠の両側面にはガイドレール５３が設けられ、一方、ユニット機器４の両側面には車輪４１が設けられ、この車輪４１がガイドレール５３に沿ってその上を移動可能になっており、ユニット機器４がユニット室５１の機器収納枠の前面開口部から出し入れできるようになっている。

各ユニット機器４の背面には第１の通電部となる４個の可動接触子４２が設けられ、一方、筐体５の背面の仕切り壁には第２の通電部となる４個の固定接触子５４が設けられ、ユニット機器４がユニット室５１へ挿入されるに伴って、可動接触子４２と固定接触子５４は所定の接触圧力で挿入されて電気的に接続されるようになっている。また、ユニット機器４のユニット室５１からの抜出に伴って、可動接触子４２と固定接触子５４は所定の接触圧力から抜出されて電気的に切断されるようになっている。
なお、可動接触子４２と固定接触子５４が４個設けられているのは、図１の励磁コイル２の一端と、三相交流の主回路の３端子に接続されるためのもので、サイリスタスタック３の構成によっては接触子４２、５４の数は４個に限られるものではない。
このユニット機器４の挿抜動作において、可動接触子４２を挿入する時と引き抜く時が、接触圧力に抗して挿抜されるために特に大きな力を必要とする。

次に、ユニット機器４の挿抜を容易にするためのユニット機器の挿抜装置の構成について、図３から図６において説明する。
図３（ａ）はサイリスタ励磁装置盤の筐体５のユニット室５１を正面から見た図で、図３（ｂ）はユニット室５１内部の側面図である。図４は図３を斜視図に展開した図である。
図３および図４において、筐体５の機器収納枠の両側面には、幅方向に延びた１本の支持棒５５が回転可能に支持されており、この支持棒５５に固定接触子５４に近接して所定間隔で複数の爪部５６が固定されている。爪部５６は各固定接触子５４の間と支持棒５５の両側に位置するように配置されており、したがって４個の固定接触子５４に対して合計６個の爪部５６がある。各爪部５６の先端はスパナ（Ｕ字状溝）のような形状をしており、後述するユニット機器４に固定されたピンが係合するようになっている。また、支持棒５５の両端には作動レバー５７の一端が固定され、他端は筐体５の開口部側に延びてその先端には連結部となる孔部５７ａが設けられている。

図４には、ユニット室５１の内部構成図に加えて、ユニット機器４の挿抜時のみに使用されるコ字状の操作レバー６を示している。この操作レバー６の先端には連結部となる孔部６ａ、６ｂが先端上下に設けられ、連結ピン７が操作レバー６の上部孔部６ａ―作動レバー５７の孔部５７ａ―操作レバー６の下部孔部６ｂに挿入されることにより、作動レバー５７と操作レバー６が簡単に連結されるようになっている。また、操作レバー６を作動レバー５７から取り外す場合は、連結ピン７をそれぞれの孔部６ａ、６ｂ、孔部５７ａから抜くことで簡単に行われる。
要は、操作レバー６は作動レバー５７に対して脱着可能になっている。操作レバー６と作動レバー５７を一体型とした場合は、操作レバー６が筐体５の開口部から飛び出した形となり、作業時に危険をともなう可能性がある。そこで、操作レバー６は作動レバー５７に対して脱着可能とした。

図５（ａ）はユニット機器４の背面を正面から見た図で、図５（ｂ）はユニット機器４の側面図、図５（ｃ）はユニット機器４の背面側の斜視図である。
図５において、ユニット機器４の複数の可動接触子４２の間および両端には、ユニット室５１に設けられた爪部５６の先端のＵ字状溝に係合するピン４３が複数本固定されている。ピン４３は爪部５６に対応して設けられ、ピン４３の数は爪部５６の数（６個）と同じになっている。しかしピン４３の数はこの数にこだわる必要はない。

図６はユニット機器４のユニット室５１への挿入前に作動レバー５７が上下に勝手に動かないようにするためのロック機構を示す図で、ユニット室５１を正面から見た一部の図を示している。
図６において、筐体５の機器収納枠の右側の支柱には、ロック機構５９が左右に移動可能に取り付けられている。ロック機構５９の内部にはバネが設けられ、ロック機構５９を手で右側に引っ張ることで作動レバー５７が上下に可動できる状態になり、右側に引っ張った状態から手を放すと自然に元の状態（実線に示す状態）に戻るようになっている。
ロック機構５９が図６の実線の状態（５９ａ）はロック状態を示し、作動レバー５７が下がらないようにロックする。一方、ロック機構５９が図６の破線の状態（５９ｂ）は解除状態を示し、作動レバー５７は図の破線の状態まで下側に下げることができる。

次に、上記のように構成されたユニット機器４の挿抜装置の動作を図７において説明する。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）はユニット機器の挿入時における動作順を示し、各図の上部には可動接触子４２と固定接触子５４の位置関係のみを示している。
図２のサイリスタ励磁装置盤において、例えば、上から２段目のようにユニット機器４をユニット室５１から引き出した状態から、１段目のようにユニット機器４をユニット室５１に収納する場合で説明する。
まず、支持棒５５の両側に取り付けられた作動レバー５７が下側に下がらないようにロック機構５９を図６の実線の状態（５９ａ）にして作動
レバー５７をロックする。

次にユニット機器４を筐体５のガイドレール５３に沿って人手により奥に入れて行き、ユニット機器４の背面に固定されたピン４３がユニット室５１の爪部５６のＵ字状溝に当たる位置まで図７（ａ）のように押し込む。
次に、図７（ａ）のように、連結ピン７を操作レバー６の孔部６ａ、６ｂと作動レバー５７の孔部５７ａに挿入し、操作レバー６と作動レバー５７を連結する。その後、ロック機構５９を手で図６の矢印右方向に移動してロックを解除する。

次に、操作レバー６を手で握って図７（ｂ）の鎖線の位置まで下方向に下げることにより、作動レバー５７を下げて、作動レバー５７に固定された支持棒５５を支点にして爪部５６を反時計方向に回転させる。これにより、ユニット機器４はさらにユニット室５１の奥へ挿入され、図７（ｂ）のようにユニット機器４の可動接触子４２が固定接触子５４の奥に挿入されていく。
さらに操作レバー６を図７（ｃ）の位置まで下方向に下げることにより、ユニット機器４の可動接触子４２が固定接触子５４の接触圧力に抗して更に挿入されて、ユニット機器４が筐体５のユニット室５１に完全に配置される。ユニット機器４が筐体５のユニット室５１に完全に配置されたら、操作レバー６と作動レバー５７を連結していた連結ピン７をそれぞれの孔部６ａ、６ｂ、５７ａから抜いて、操作レバー６を作動レバー５７から取り外す。

ユニット機器４をユニット室５１から抜き出す場合は、上記と逆の手順で、まず、連結ピン７を操作レバー６の孔部６ａ、６ｂと作動レバー５７の孔部５７ａに挿入し、操作レバー６と作動レバー５７を連結する。次に、操作レバー６を手で握って図７（ｃ）の位置から図７（ｂ）の位置へ上方向に上げることにより、さらに図７（ａ）の位置まで上げることで、作動レバー５７を時計方向に回転させる。この動作により、作動レバー５７に固定された支持棒５５を支点にして爪部５６が時計方向に回転され、ユニット機器４の可動接触子４２が固定接触子５４の接触圧力に抗して抜けていく。
図７（ａ）の状態になったら、この後は、人手によってユニット機器４を容易に前方へ引き出すことができる。

以上のように、実施の形態１のユニット機器の挿抜装置によれば、作動レバー５７に対して脱着可能な操作レバー６を上下に動作させるだけでユニット機器４を前後に動作させることが可能になるため、ユニット機器４の可動接触子４２と筐体側に配置された固定接触子５４との挿抜時の作業が容易になる効果がある。
しかも通電部の挿抜を小さな力で作業することができることで、ユニット機器の可動接触子４２と筐体側に配置された固定接触子５４とが容易に接触して損傷する可能性があるが、ユニット機器４に設けられたピン４３と筐体側に設けられた爪部５６が係合して回動することで、ユニット機器４の可動接触子４２と筐体側に配置された固定接触子５４の接合部を不要な干渉から守ることが可能になる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係るユニット機器の挿抜装置を図８に基づいて詳細に説明する。
この実施の形態２は、実施の形態１のユニット機器の挿抜装置に加えて、ユニット機器４が筐体５のガイドレール５３から抜け落ちないためのストッパ機構８を設けたものである。

ストッパ機構８は、図８に示すようにユニット機器４の両側面に設けられており、コ字状の支持板８１がユニット機器４の側板に固定され、コ字状の上部と底部には立棒８２が挿入される穴８１ａが設けられている。立棒８２は操作棒８３の一端に固定され、操作棒８３は支点８４を中心に回転するようになっている。操作棒８３の他端はユニット機器４の枠に形成された通し窓を通してユニット機器４の正面より突出している。
ユニット機器４を筐体５のガイドレール５３に沿ってユニット室５１へ挿入したり抜き出したりするときは、操作棒８３を下に下げることで、立棒８２の下端を筐体５の機器収納枠に設けた穴から抜いて、ユニット機器４が移動できるようにする。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係るユニット機器の挿抜装置を図９に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１では、筐体５の両側面に回転可能に支持されている支持棒５５に所定間隔で固定された複数の爪部５６は、各固定接触子５４の間と支持棒５５の両側に位置するように配置されていた。しかし実施の形態３では、図９に示すように、爪部５６は１個の固定接触子５４に対してその両側に位置するように配置したもので、したがって爪部５６は４個の固定接触子５４に対して合計８個ある。
このように爪部５６を配置することで、ユニット機器４の可動接触子４２と筐体側に配置された固定接触子５４との挿抜時の作業がさらに容易になる効果がある。

以上、この発明の実施の形態を記述したが、この発明は実施の形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行うことが可能であり、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１：サイリスタ励磁装置、４：ユニット機器、５：筐体、６：操作レバー、
６ａ、６ｂ：連結部、７：連結ピン、８：ストッパ機構、
４２：可動接触子（第１の通電部）、４３：ピン、５１：ユニット室、
５４：固定接触子（第２の通電部）、５５：支持棒、５６：爪部、５７：作動レバー、
５７ａ：連結部、５９：ロック機構、８２：立棒、８３：操作棒

Claims (5)

1. 前面に開口部を有した筐体内に、前記開口部から引き出し可能にユニット機器が収容され、前記ユニット機器の背面に設けられた複数の第１の通電部と前記筐体側に配置された複数の第２の通電部とが挿抜可能に構成されたユニット機器の挿抜装置において、
   前記筐体は、その筐体の幅方向に延びて前記筐体の両側面に回転可能に支持された支持棒と、この支持棒に前記第２の通電部に近接して所定間隔で固定された複数の爪部と、前記支持棒の両端にそれぞれ固定され、前記開口部側に延びてその先端に連結部を有する作動レバーとを有し、前記ユニット機器はその背面に固定されて前記爪部に係合するピンを有し、前記作動レバーの連結部と連結される連結部を有して前記作動レバーに対して脱着可能な操作レバーを備え、
   前記操作レバーを前記作動レバーに連結した状態で上下することで、前記筐体側に設けられた前記爪部が前記ユニット機器のピンに係合して回動され、前記ユニット機器の第１の通電部と前記筐体側に配置された第２の通電部との挿抜を行うようにしたユニット機器の挿抜装置。
2. 前記爪部は、前記第２の通電部の数以上の個数が配置されている請求項１に記載のユニット機器の挿抜装置。
3. 前記爪部は、前記第２の通電部の１個に対して、前記第２の通電部の両側に位置するよう２個配置した請求項１に記載のユニット機器の挿抜装置。
4. 前記筐体の幅方向の一側に前記作動レバーが自由に回動しないようなロック機構を設けた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のユニット機器の挿抜装置。
5. 前記ユニット機器の側部に回動する操作棒を設け、前記操作棒の一端に立棒を固定し、前記ユニット機器の第１の通電部が前記筐体側に配置された第２の通電部に挿入された時に前記立棒の先端が前記筐体の機器支持枠に設けた穴に挿入されるようにした請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のユニット機器の挿抜装置。