JP2019009389A - 電気機器及び分電盤 - Google Patents
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Abstract
【課題】筐体の内圧の上昇を低減することができる電気機器及び分電盤を提供する。【解決手段】筐体2は、第一壁部34及び第二壁部44を含む。第一壁部34及び第二壁部44は、第一方向(上下方向)において互いに対向する。プリント回路板7(又は8a、8b)は、基板71(又は81a、81b)の一の面710(又は810a、810b)が第一壁部34に対向した状態で筐体2に収容されている。筐体2は、貫通孔61を有する。貫通孔61は、筐体2の外面21から内面20までを貫通している。貫通孔61は、筐体2の内面20を第二方向(左右方向)に沿って開口させている。第二方向は、第一方向と直交する方向である。【選択図】図1
Description
本発明は電気機器及び分電盤に関し、より詳細には、プリント回路板を筐体に収容した電気機器及びこの電気機器を備える分電盤に関する。
従来例として特許文献1記載の電気機器を例示する。特許文献1記載の電気機器は、矩形箱形状の筐体を有する。筐体の内部には、外部からの電源の供給を受けて動作する回路が収納されている。
しかしながら、特許文献1記載の電気機器では、筐体の内部で気体が発生した場合に、気体を筐体の外部へ十分に排気できずに、筐体の内圧が上昇する可能性があった。例えば、回路の短絡などにより回路に過電流が流れた場合に、回路部品から気体が発生する可能性があった。
本発明は、筐体の内圧の上昇を低減することができる電気機器及びこの電気機器を備える分電盤を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電気機器は、筐体と、プリント回路板と、を備える。前記筐体は、第一壁部及び第二壁部を含む。前記第一壁部及び前記第二壁部は、第一方向において互いに対向する。前記プリント回路板は、基板と実装部品とを含む。前記プリント回路板は、前記基板の一の面が前記第一壁部に対向した状態で前記筐体に収容されている。前記筐体は、貫通孔を有する。前記貫通孔は、前記筐体の外面から内面までを貫通している。前記貫通孔は、前記筐体の前記内面を第二方向に沿って開口させている。前記第二方向は、前記第一方向と直交する方向である。
本発明の一態様に係る分電盤は、前記電気機器と、キャビネットと、を備える。前記キャビネットは、前記電気機器を収容する。
本発明の一態様に係る電気機器及び分電盤では、筐体の内圧の上昇を低減することができる。
(1)構成
以下、実施形態に係る電気機器及び分電盤について、図面を用いて説明する。以下、特に断りのない限り、図1において第一壁部34と第二壁部44とが対向している方向を電気機器1の上下方向とする。また、第一壁部34と第二壁部44とが対向している方向と直交する平面において、筐体2の長手方向を電気機器1の左右方向とし、該平面において筐体2の短手方向(図1の紙面の奥行き方向)を電気機器1の前後方向とする。ただし、これらの方向は、電気機器1を使用する際の方向を限定する趣旨ではない。なお、図1は、図5のX1−X1線における、電気機器1全体の端面図である。また、図4は、図6のX2−X2線における断面斜視図である。
以下、実施形態に係る電気機器及び分電盤について、図面を用いて説明する。以下、特に断りのない限り、図1において第一壁部34と第二壁部44とが対向している方向を電気機器1の上下方向とする。また、第一壁部34と第二壁部44とが対向している方向と直交する平面において、筐体2の長手方向を電気機器1の左右方向とし、該平面において筐体2の短手方向(図1の紙面の奥行き方向)を電気機器1の前後方向とする。ただし、これらの方向は、電気機器1を使用する際の方向を限定する趣旨ではない。なお、図1は、図5のX1−X1線における、電気機器1全体の端面図である。また、図4は、図6のX2−X2線における断面斜視図である。
本実施形態の電気機器1は、図1、2に示すように、筐体2と、複数(図示例では3つ)のプリント回路板7、8a、8bと、を備えている。
本実施形態の電気機器1は、メカニカルリレー83及び半導体スイッチ素子84などの開閉素子を備えているリレーユニットである。電気機器1は、外部機器から制御信号を受け取って、制御信号に基づいて外部の複数(本実施形態では4つ)の負荷への電力供給を個別に制御する。負荷の種類は、例えば、照明器具である。電気機器1による複数の負荷への電力供給の制御とは、具体的には、電力の供給と遮断とを切り替えることである。また、電気機器1は、複数の負荷(照明器具)の調光制御をも行ってもよい。なお、本実施形態の電気機器1の構成は、他の用途で使用されるリレーユニットにも適宜適用することができる。また、電気機器1は、リレーユニットに限定されない。本実施形態の電気機器1の構成は、筐体と、1又は複数のプリント回路板と、を備えている各種の電気機器に適用することができる。
筐体2は、合成樹脂などを材料として、電気絶縁性を有するように形成されている。筐体2の外形は、例えば、分電盤協約寸法(分電盤の内器の規格としてJIS規格に定められた寸法)に形成されている。筐体2は、主幹ブレーカ91(図8参照)及び分岐ブレーカ92(図8参照)などと共に分電盤9(図8参照)のキャビネット90(図8参照)内に収められる。
筐体2は、第一筐体3と、第二筐体4と、を含む。すなわち、筐体2は、第一筐体3と第二筐体4とが結合して形成される。第一筐体3と第二筐体4との結合は、ねじ止めにより行われる。
第一筐体3は、下面が開口した直方体状に形成されている。第一筐体3は、第一側部33と、第一壁部34とを含む。第一側部33と第一壁部34とは、一体に形成されている。第一側部33は、上面と下面とが長方形状に開口した筒状に形成されている。第一壁部34は、左右方向に長尺に形成されている。第一壁部34は、第一側部33の上面を覆っている。なお、第一側部33は、上面と下面とが正方形状に開口した筒状に形成されていてもよい。
第二筐体4は、上面が開口した箱状に形成されている。第二筐体4は、第二側部43と、第二壁部44とを含む。第二側部43と第二壁部44とは、一体に形成されている。第二側部43は、筒状に形成されている。第二壁部44は、左右方向に長尺に形成されている。第二壁部44は、第二側部43の下面を覆っている。
第一側部33(第一筐体3)の下端と第二側部43(第二筐体4)の上端とを突き合わせて、第一筐体3と第二筐体4とが結合することにより、筐体2が形成される。このとき、第一壁部34と第二壁部44とは、第一方向(上下方向)において互いに対向している(図1参照)。ただし、ここで言う第一壁部34と第二壁部44とが互いに「対向する」とは、第一壁部34と第二壁部44とが間にプリント回路板7、8a、8bなど別の部材を挟んで互いに対向する場合を含む。
第一壁部34は、第一主板341と、第一端子台342と、第二端子台343と、を有している。第一主板341は、平板状に形成されている。第一端子台342は、第一主板341の右に形成されている。第一端子台342は、階段状に形成されている。すなわち、第一端子台342は、第一主板341から下降する段を為すように形成されている。第二端子台343は、第一主板341の左端付近が下向きに窪むことにより形成されている。
電気機器1は、端子として複数のねじ端子35を更に備えている。複数のねじ端子35は、第一端子台342及び第二端子台343に固定されている。ただし、図2では、第二端子台343に設けられたねじ端子35のみを図示している。第一端子台342の複数(本実施形態では8つ)のねじ端子35には、外部電源(商用電源など)に接続される4本の外部電線と、外部電源からの電力を複数(4つ)の負荷に供給するための4本の外部電線とが接続される。第二端子台343の複数(図示例では2つ)のねじ端子35には、複数(本実施形態では2本)の信号線が接続される。2本の信号線は、後述のメカニカルリレー83及び半導体スイッチ素子84をオンオフするための制御信号を伝送する外部電線である。
第一端子台342に固定された複数のねじ端子35は、複数の仕切り36により前後方向において互いに隔てられている。第二端子台343において2つのねじ端子35は、仕切り36により互いに隔てられている。また、電気機器1は、第一端子台342を覆う端子カバー37を更に備えている。端子カバー37には、複数のねじ端子35を回す治具(ドライバ)を通すための複数の孔370が形成されている。複数の孔370は、第一端子台342の複数のねじ端子35に対向している。
第二側部43は、胴部51と、脚部55と、を有している。胴部51と脚部55とは、一体に形成されている。胴部51は、前後方向から見て、下に行くほど左右方向に短い台形状である。脚部55は、胴部51の下に繋がっており、前後方向から見て、下辺に凹部を有する長方形状である。胴部51及び脚部55は、前後方向から見た形状が前後方向に続いて、中空状になっている。
図1に示すように、第二壁部44は、第二主板441と、左壁442と、左底板443と、右壁444と、右底板445と、を有する。これらは一体に形成されている。
第二主板441は、第一主板341と平行に形成されている。左壁442及び右壁444は、第二主板441の左右の両端から下向きに突出している。左底板443は、左壁442の下端から左向きに突出している。右底板445は、右壁444の下端から右向きに突出している。
胴部51において、左側の厚み部分を胴壁52と称し、右側の厚み部分を胴壁53と称する。脚部55において、左側の厚み部分を脚壁56と称し、右側の厚み部分を脚壁57と称する。図4に示すように、左側の脚壁56の内面560には、前後方向の中心に凹部561が形成されている。左側の脚壁56のうち凹部561を除いた部分では、図3に示すように、脚壁56の厚みW1は、左側の胴壁52の厚みW2よりも大きい。また、図6に示すように、右側の脚壁57には、前後方向の中心に凹部571が形成されている。脚壁57は、凹部571において下向きに窪んでいる。脚壁57のうち凹部571を除いた部分では、右側の脚壁57の厚みは、右側の胴壁53の厚みよりも大きい(図1参照)。
図1、3、4、5に示すように、脚壁56(筐体2)は、2つの貫通孔61を有している。貫通孔61は、筐体2の内面20から筐体2の外面21までを貫通している。すなわち、貫通孔61は、筐体2の内面20と外面21とを開口させている。図示例において、内開口62は、筐体2の内面20のうち、貫通孔61により開口している領域である。外開口63は、筐体2の外面21のうち、貫通孔61により開口している領域である。
外開口63は、第一壁部34及び第二壁部44が互いに対向する第一方向(上下方向)において、第一壁部34に対してよりも第二壁部44に対して近い。また、外開口63は、周囲よりも筐体2の内側へ窪んだ部分である脚壁56に形成されている。
内開口62は、脚壁56の内面560(図4参照)に形成されている。筐体2は、内開口62において、第二壁部44における左壁442及び左底板443と脚壁56との間の空間45に向かって開口している(図1参照)。内開口62は、左壁442(対向部)に対向している。
貫通孔61は、筐体2の内面20及び外面21を、第一壁部34及び第二壁部44が互いに対向する第一方向(上下方向)と直交する第二方向(左右方向)に開口させている。言い換えると、筐体2は、内開口62及び外開口63において、第二方向に開口している。更に言い替えると、貫通孔61の内部と、筐体2の内部とが、第二方向において繋がっており、貫通孔61の内部と、筐体2の外部とが、第二方向において繋がっている。ここで、筐体2の内部とは、筐体2のうち貫通孔61よりも内側の空間である。また、筐体2の外部とは、筐体2に対して貫通孔61よりも外側の空間である。
図5、6に示すように、筐体2において、左側の脚壁56の外面562には、複数(図示例では2つ)の窪み60が形成されている。2つの窪み60と2つの貫通孔61とは一対一で対応している。各貫通孔61は、対応する窪み60の内部の空間を含む。各貫通孔61は、対応する窪み60の底面600を開口させている。つまり、貫通孔61は、外開口63から筐体2の内側へと筐体2を貫通している。ここで、貫通孔61は、途中で底面600を貫通し、内開口62(図4参照)まで続いている。ただし、底面600の一部は、貫通孔61により貫通されずに残っている。外開口63は、窪み60のうち、底面600に向かい合い外部に開口している部分に相当する。
外開口63の一部と内開口62とは、貫通孔61を通して左右方向において互いに向かい合っている。このように、貫通孔61は、外開口63と内開口62とを直線状に結んでいる。言い換えると、貫通孔61は、筐体2の外面21から内面20までを直線状に貫通している。より詳細には、貫通孔61は、脚壁56を第二方向(左右方向)に貫通している。貫通孔61は、どの部分でも上下方向の長さが略等しい。貫通孔61は、内開口62と窪み60の底面600との間の部分では、どの部分でも前後方向の長さが略等しい。貫通孔61は、窪み60の底面600と外開口63との間の部分では、どの部分でも前後方向の長さが略等しい。貫通孔61において、内開口62と窪み60の底面600との間の部分は、窪み60の底面600と外開口63との間の部分よりも、前後方向の長さが短い。
図1に示すように、脚部55の右側の脚壁57の外面572には、2つ(図1では1つのみを図示)の窪み66が形成されている。脚壁57には、貫通孔は形成されていない。
筐体2は、2つの窪み60及び2つの窪み66に挿入される4つ(図1では2つのみを図示)の第一取付部材10により、分電盤9(図8参照)のキャビネット90(図8参照)に取り付けられる。4つの第一取付部材10による筐体2の取付方法について、詳しくは「(3)電気機器の取付方法」の項目にて後述する。
左底板443は、前後方向の中心に切欠き46(図2、5参照)を含む。切欠き46は、左底板443を前後に分断している。
図4、5、6に示すように、第二筐体4は、橋部47と、2つのガイド部48と、を更に含む。橋部47及び2つのガイド部48は、第二主板441と脚壁56とを架け渡すように形成されている。橋部47は、第二壁部44の前後方向の中心に形成されている。橋部47の下は、切欠き46を通して外部に開放している。2つの内開口62に面している2つの空間45はそれぞれ、橋部47の前後に、下向きに窪んだ窪み状に設けられている。2つのガイド部48のうち一方のガイド部48は、橋部47と一方の空間45との間に形成されており、他方のガイド部48は、橋部47と他方の空間45との間に形成されている。2つのガイド部48は、左底板443から上向きに突出している。
第二筐体4は、溝部49(図2、5参照)を有している。溝部49は、橋部47の下面を底面とし、2つのガイド部48の互いに向かい合う側面480を側面とし、切欠き46を通して下に開口した溝である。溝部49は、脚壁56と左壁442とを左右方向に貫通している。溝部49には、留め具14(図7参照)が挿入される。留め具14は、2つのガイド部48に保持され、溝部49を左右方向にスライド可能である。
橋部47と各ガイド部48との間の隙間である第一空隙部448(図6参照)は、溝部49に繋がっている。つまり、筐体2は、第二壁部44に形成された第一空隙部448を通して、上下方向において内部から外部へ貫通している。第一空隙部448は、左右方向に長尺に形成されている。
図7に示すように、第二壁部44の右壁444からは、突出片447が突出している。突出片447は、前後方向に長尺に形成されている。筐体2は、突出片447と留め具14とに第二取付部材15(DINレール)が引っ掛けられることにより、第二取付部材15に固定される。第二取付部材15への筐体2の取付方法について、詳しくは「(3)電気機器の取付方法」の項目にて後述する。
図6に示すように、第二壁部44は、第二空隙部449を有している。第二空隙部449は、突出片447の真上に形成されており、第二主板441を上下方向に貫通している。つまり、筐体2は、第二空隙部449により、上下方向において内部から外部へ貫通している。第二空隙部449は、前後方向に長尺であり、前後方向において突出片447よりもわずかに長い。
図1、2に示すように、プリント回路板7は、基板71と、基板71に実装された複数の実装部品と、配線用の導体と、を含む。プリント回路板8aは、基板81aと、基板81aに実装された複数の実装部品(後述の2つのメカニカルリレー83など)と、配線用の導体と、を含む。プリント回路板8bは、基板81bと、基板81bに実装された複数の実装部品(後述の2つのメカニカルリレー83など)と、配線用の導体と、を含む。なお、図1では、メカニカルリレー83を除いて、複数の実装部品の図示を省略している。
3つのプリント回路板7、8a、8bは、筐体2に収容されている。より詳細には、プリント回路板7は、基板71の一の面710(上面)が第一壁部34に対向した状態で筐体2に収容されている。プリント回路板8aは、基板81aの一の面810a(上面)が第一壁部34に対向した状態で筐体2に収容されている。プリント回路板8bは、基板81bの一の面810b(上面)が第一壁部34に対向した状態で筐体2に収容されている。ここで、一の面710、810a、810bが第一壁部34に「対向する」とは、一の面710、810a、810bが第一壁部34との間に複数の実装部品など別の部材を挟んで互いに対向する場合を含む。
基板71は、第一壁部34の第一主板341の近くに位置決めされている。基板81a、81bは、筐体2の上下方向の中心付近に位置決めされている。基板71、81a、81bは、第一筐体3にねじ止めされることにより位置決めされている。
プリント回路板7では、複数の実装部品は、基板71の一の面710(上面)に実装されている。プリント回路板7の複数の実装部品は、集積回路、ディップスイッチ73、2つのプッシュスイッチ74及び2つ(図2では1つのみを図示)のコネクタ75などを含む。ディップスイッチ73を操作することにより、電気機器1の外部の機器が電気機器1を識別するための電気機器1のアドレスを指定することができる。ディップスイッチ73は、第一壁部34に設けられた孔344から操作が可能である。2つのプッシュスイッチ74は、第一壁部34に設けられた2つの孔345から操作が可能である。2つのコネクタ75は、プリント回路板8a、8bの配線用の導体に電気的に接続されている。
プリント回路板8aでは、複数の実装部品は、基板81aの一の面810a(上面)に実装されている。プリント回路板8bでは、複数の実装部品は、基板81bの下面811bに実装されている。プリント回路板8a、8bは、互いに同一の回路を構成している。すなわち、プリント回路板8a、8bの各々において、複数の実装部品は、2つのメカニカルリレー83(開閉素子)、2つの半導体スイッチ素子84(開閉素子)、2つのインダクタ85、2つのコンデンサ86、2つのバリスタ87、2つの温度ヒューズ88及び半導体スイッチ素子84の駆動回路などを含む。各メカニカルリレー83は、接点を含む構成を電気絶縁性のケースに収容して形成されている。各半導体スイッチ素子84は、具体的には、トライアックである。なお、半導体スイッチ素子84は、サイリスタ又はMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)などであってもよい。なお、図2では、複数の実装部品のうち一部の実装部品のみを図示している。
プリント回路板8a、8bは、これら複数の実装部品により、ハイブリッドリレーを2回路ずつ、計4回路構成している。すなわち、プリント回路板8a、8bの各々において、2つのハイブリッドリレーは、メカニカルリレー83と半導体スイッチ素子84とを1つずつ備えている。各ハイブリッドリレーにおいて、メカニカルリレー83の接点と半導体スイッチ素子84とは、互いに並列に接続されており、外部電源と負荷との間を開閉する。外部電源から負荷へ電力を供給する場合、初めに半導体スイッチ素子84がオンになり、外部電源から負荷への電力供給が開始される。その後、メカニカルリレー83がオンになると、外部電源からメカニカルリレー83を介して負荷に電力が供給されるようになり、半導体スイッチ素子84がオフになる。
以下のように、負荷と外部電源との直列回路の両端にハイブリッドリレーが電気的に接続されている。複数(4つ)のハイブリッドリレーには、第一端子台342の複数(8つ)のねじ端子35のうちからねじ端子35が2つずつ割り当てられている。各ハイブリッドリレーにおける入力端は、割り当てられた2つのねじ端子35のうちの一方を介して外部電源に電気的に接続されており、出力端は、他方のねじ端子35を介して負荷に電気的に接続されている。
プリント回路板7には、第二端子台343の2つのねじ端子35を介して、外部機器から制御信号が入力される。プリント回路板7の集積回路は、制御信号に応じて、例えば、複数(4つ)のハイブリッドリレーを個別に制御するための複数(本実施形態では4つ)の信号を生成する。集積回路は、生成した4つの信号を、2つのコネクタ75を介して4つのハイブリッドリレーに1つずつ送信し、4つのハイブリッドリレーを開閉する。これにより、電気機器1は、4つの負荷への給電を個別にオンオフする。
プリント回路板8bの2つのメカニカルリレー83は、2つの内開口62に一対一で対応して配置されている。各メカニカルリレー83は、対応する内開口62の近傍に設けられている。筐体2の内部において、各メカニカルリレー83と対応する内開口62との間には、他の部材が存在せず、空洞24(図3参照)になっている。すなわち、電気機器1は、空洞24を有している。
電気機器1は、電気絶縁性を有する絶縁板800を更に備えている。絶縁板800は、基板81aと基板81bとに平行に、基板81aと基板81bとの間に位置決めされている。基板81aと絶縁板800と基板81bとは、互いに間隔を空けて位置決めされている。
図8に示すように、分電盤9は、電気機器1を複数備え、さらに、キャビネット90を備えている。また、分電盤9は、主幹ブレーカ91及び複数の分岐ブレーカ92などを備えていてもよい。なお、分電盤9は、電気機器1を1つのみ備えていてもよいし、電気機器1を2つ以上備えていてもよい。
キャビネット90は、ボックス900と、扉910とを含む。ボックス900は、正面に開口部901を有する箱状に形成されている。扉910は、ヒンジにより、開口部901を開閉可能にボックス900に取り付けられている。
キャビネット90の長手方向において、主幹ブレーカ91、複数の分岐ブレーカ92及び複数の電気機器1は、この順番で並んでキャビネット90に収容されている。複数の電気機器1は、複数の第一取付部材10(図1参照)又は第二取付部材15(図7参照)を用いて、ボックス900の内部に取り付けられている。
(2)機能
プリント回路板7、8a、8bで故障により回路が短絡したとき、又は、電気機器1の短絡試験を行うときなどには、プリント回路板7、8a、8bの回路に過電流が流れる。過電流により、プリント回路板7、8a、8bの実装部品から気体が発生する可能性がある。例えば、メカニカルリレー83の接点に過電流が流れると、接点が過熱して、接点が溶断したり、接点から気体が発生したりする可能性がある。
プリント回路板7、8a、8bで故障により回路が短絡したとき、又は、電気機器1の短絡試験を行うときなどには、プリント回路板7、8a、8bの回路に過電流が流れる。過電流により、プリント回路板7、8a、8bの実装部品から気体が発生する可能性がある。例えば、メカニカルリレー83の接点に過電流が流れると、接点が過熱して、接点が溶断したり、接点から気体が発生したりする可能性がある。
筐体2内のプリント回路板7、8a、8bで発生した気体は、2つの貫通孔61を通って筐体2の外部へ排気される。これにより、筐体2の内圧の上昇を低減することができる。したがって、電気機器1では、貫通孔61が無い場合よりも、プリント回路板7、8a、8bでの過電流に対する信頼性が高まる。
また、電気機器1では、2つの第一空隙部448及び第二空隙部449からも、筐体2の内部で発生した気体を排気することができる。
(3)電気機器の取付方法
電気機器1の筐体2は、4つの第一取付部材10により分電盤9のキャビネット90内に取り付けられる。各第一取付部材10は、金属板により形成されている。図1、3に示すように、第一取付部材10は、第一固定板11と、第一爪部12と、を含む。第一固定板11は、長方形又は正方形の板状に形成されている。第一固定板11は、ねじ挿通孔110を有している。第一爪部12は、立上げ部121と、腕部122と、を有しており、鉤状に形成されている。より詳細には、第一爪部12は、L字の板状に形成されている。立上げ部121は、第一固定板11の一端から第一固定板11の厚み方向に沿って突出している。腕部122は、立上げ部121のうち第一固定板11側とは反対側の端から突出している。
電気機器1の筐体2は、4つの第一取付部材10により分電盤9のキャビネット90内に取り付けられる。各第一取付部材10は、金属板により形成されている。図1、3に示すように、第一取付部材10は、第一固定板11と、第一爪部12と、を含む。第一固定板11は、長方形又は正方形の板状に形成されている。第一固定板11は、ねじ挿通孔110を有している。第一爪部12は、立上げ部121と、腕部122と、を有しており、鉤状に形成されている。より詳細には、第一爪部12は、L字の板状に形成されている。立上げ部121は、第一固定板11の一端から第一固定板11の厚み方向に沿って突出している。腕部122は、立上げ部121のうち第一固定板11側とは反対側の端から突出している。
4つの第一取付部材10のうち、2つの第一取付部材10の腕部122は、厚み方向を上下方向に一致させて2つの窪み60に挿入される。腕部122の先端124は、窪み60の底面600(図5参照)に接する。このようにして、第一爪部12が窪み60に引っ掛けられる。第一爪部12が窪み60に引っ掛けられた状態で、ねじ挿通孔110にねじが通され、第一取付部材10は、キャビネット90(図8参照)に固定された板材930(図8参照)などにねじ止めされる。
残りの2つの第一取付部材10の腕部122は、厚み方向を上下方向に一致させて2つの窪み66に挿入される。腕部122の先端124は、窪み66の底面660に接する。このようにして、第一爪部12が窪み66に引っ掛けられる。第一爪部12が窪み66に引っ掛けられた状態で、ねじ挿通孔110にねじが通され、第一取付部材10は、キャビネット90(図8参照)に固定された板材930(図8参照)などにねじ止めされる。
以上により、筐体2は、左右両側で、4つの第一取付部材10に固定される。このとき、4つの第一固定板11は、第一壁部34及び第二壁部44が互いに対向する第一方向(上下方向)において、第一壁部34に対してよりも第二壁部44に対して近い。また、筐体2は、4つの第一取付部材10を介してキャビネット90に固定される。
第一取付部材10は、第一爪部12を筐体2に引っ掛けることにより筐体2を固定する取付部材に相当し、第一固定板11は、固定板に相当し、第一爪部12は、爪部に相当する。さらに、第一取付部材10は、第一爪部12を窪み60に引っ掛けることにより筐体2を固定する取付部品にも相当し、第一固定板11は、取付板に相当し、第一爪部12は、引掛爪に相当する。
窪み60を貫通する貫通孔61の上下方向の大きさは、腕部122の厚みよりも大きい。したがって、窪み60に腕部122が挿入されても、筐体2の内部と外部との間では、貫通孔61により通気が可能である。
ところで、筐体2の内部において、第二主板441の上面4410(図3参照)は、貫通孔61の内面のうち下側の面610よりも上に位置している。左壁442(対向部)は、第二主板441と左底板443とを上下方向に繋いでいる。したがって、貫通孔61(窪み60)に挿入された腕部122の先端124は、左壁442に対向する。すなわち、腕部122の先端124は、筐体2の内部で実装部品及び配線用の導体に対向するのではなく、左壁442に対向する。左壁442は、電気絶縁性を有する。これにより、第一取付部材10と実装部品及び配線用の導体との間の電気的絶縁をより確実に保つことができる。特に、第一取付部材10と、ケースに収容されていない実装部品及び配線用の導体との間の電気絶縁性能を向上させることができる。
筐体2をキャビネット90(図8参照)に取り付ける方法は、第一取付部材10による方法に限定されない。次に述べるように、筐体2は、第二取付部材15(図7参照)による取付けが可能である。第二取付部材15は、ドイツ工業規格(DIN)に規格化されたDINレールである。
第二取付部材15は、金属板により形成されている。図7に示すように、第二取付部材15は、第二固定板16と、2つの第二爪部17と、を含む。第二固定板16は、前後方向に長尺の矩形板状に形成されている。各第二爪部17は、立上げ部171と、腕部172と、を有しており、鉤状に形成されている。より詳細には、第二爪部17は、L字の板状に形成されている。2つの第二爪部17の2つの立上げ部171は、第二固定板16の左右の両端から、第二固定板16の厚み方向に沿って突出している。各第二爪部17において、腕部172は、立上げ部171のうち第二固定板16側とは反対側の端から突出している。右側の第二爪部17の腕部172は右向きに突出しており、左側の第二爪部17の腕部172は左向きに突出している。
溝部49(図2参照)に挿入された留め具14は、右端140が左壁442と右壁444との間の空間に突出し、左右方向において突出片447に対向する。第二取付部材15の2つの腕部172が留め具14と突出片447とに引っ掛けられることにより、筐体2が第二取付部材15に固定される。さらに、第二取付部材15は、板材930(図8参照)などを介してキャビネット90(図8参照)に取り付けられる。
以上のように筐体2が第二取付部材15に固定されたとき、第二固定板16は、第一壁部34及び第二壁部44が互いに対向する第一方向(上下方向)において、第一壁部34に対してよりも第二壁部44に対して近い。また、筐体2は、第二取付部材15を介してキャビネット90に固定される。
(4)変形例
以下、本実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。
以下、本実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。
貫通孔61は、左側の2つの窪み60だけではなく、右側の2つの窪み66の少なくとも一方にも形成されていてもよい。
また、貫通孔61は、貫通孔61内の位置によって上下方向の長さが異なっていてもよいし、どの位置でも上下方向の長さが一定であってもよい。また、貫通孔61は、貫通孔61内の位置によって前後方向の長さが異なっていてもよいし、どの位置でも前後方向の長さが一定であってもよい。例えば、貫通孔61は、直線状に形成されていてもよい。あるいは、貫通孔61は、テーパ状に形成されていてもよい。
また、貫通孔61は、筐体2を左右方向に貫通して形成されていなくてもよい。例えば、貫通孔61は、左右方向に沿った斜め上向き又は斜め下向きの直線状に形成されていてもよい。また、貫通孔61は、直線状に形成されるほか、例えば、円弧状に形成されていてもよいし、クランク状に形成されていてもよい。
また、貫通孔61は、前後方向に沿って形成されていてもよい。例えば、貫通孔61は、脚部55のうち、前後の厚み部分である前壁58及び後壁59(図6参照)の少なくとも一方に、前後方向に沿って形成されていてもよい。
少なくとも貫通孔61は、筐体2の内面20を、第一壁部34と第二壁部44とが互いに対向する第一方向(上下方向)と直交する第二方向(例えば、左右方向又は前後方向)に沿って開口させていればよい。第二方向に沿った方向は、好ましくは、第二方向と45度未満の角度で交差する方向である。第二方向に沿った方向は、より好ましくは、第二方向と20度以下の角度で交差する方向である。第二方向に沿った方向は、更に好ましくは、第二方向と平行な方向である。
また、貫通孔61は、筐体2の外面21を、内面20を開口させている方向(実施形態1では左右方向)とは異なる方向に開口させていてもよい。例えば、貫通孔61は、実施形態1と同様に脚壁56の内面560を開口させ、実施形態1とは異なり脚壁56の下面563(図3参照)を開口させていてもよい。つまり、貫通孔61は例えば、筐体2の内面20を左右方向に開口させ、外面21を上下方向に開口させていてもよい。
また、貫通孔61は、窪み60に形成されていなくてもよい。貫通孔61は、例えば、脚壁56のうち窪み60が形成されていない凹部561に形成されていてもよい。あるいは、貫通孔61は、第二壁部44に形成されていてもよいし、右側の脚壁57に形成されていてもよいし、胴部51に形成されていてもよいし、第一筐体3に形成されていてもよい。
また、貫通孔61の数は2つに限定されず、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、貫通孔61が複数設けられている場合は、第一筐体3と第二筐体4とにそれぞれ貫通孔61が設けられるなど、複数の貫通孔61が別々の構成に形成されていてもよい。
また、基板71、81a、81bは、リジッド基板であるが、これに限らず、フレキシブル基板であってもよい。
また、全ての基板71、81a、81bの一の面710、810a、810bが第一壁部34に対向していなくてもよい。つまり、少なくとも1つの基板の一の面が第一壁部34に対向していればよい。また、プリント回路板の数は1つ又は2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。
また、プリント回路板8a、8bは、開閉素子としてメカニカルリレー83のみを含んでいてもよいし、半導体スイッチ素子84のみを含んでいてもよい。
また、第一爪部12の先端124に対向する対向部の構成は、左壁442に限定されない。例えば、左壁442、左底板443、前壁58又は後壁59から空間45へ突出し、先端124に対向する構成を、対向部として追加してもよい。
また、外部電線が接続される端子は、ねじ端子35に限定されない。例えば、ねじ端子35に代えて、ばねにより外部電線を接続する端子を用いてもよいし、ピン端子又はコネクタ端子などを用いてもよい。
(5)まとめ
以上説明したように、第1の態様に係る電気機器1は、筐体2と、プリント回路板7(又は8a、8b)と、を備える。筐体2は、第一壁部34及び第二壁部44を含む。第一壁部34及び第二壁部44は、第一方向(上下方向)において互いに対向する。プリント回路板7(又は8a、8b)は、基板71(又は81a、81b)と実装部品(例えばメカニカルリレー83)とを含む。プリント回路板7(又は8a、8b)は、基板71(又は81a、81b)の一の面710(又は810a、810b)が第一壁部34に対向した状態で筐体2に収容されている。筐体2は、貫通孔61を有する。貫通孔61は、筐体2の外面21から内面20までを貫通している。貫通孔61は、筐体2の内面20を第二方向(左右方向)に沿って開口させている。第二方向は、第一方向と直交する方向である。
以上説明したように、第1の態様に係る電気機器1は、筐体2と、プリント回路板7(又は8a、8b)と、を備える。筐体2は、第一壁部34及び第二壁部44を含む。第一壁部34及び第二壁部44は、第一方向(上下方向)において互いに対向する。プリント回路板7(又は8a、8b)は、基板71(又は81a、81b)と実装部品(例えばメカニカルリレー83)とを含む。プリント回路板7(又は8a、8b)は、基板71(又は81a、81b)の一の面710(又は810a、810b)が第一壁部34に対向した状態で筐体2に収容されている。筐体2は、貫通孔61を有する。貫通孔61は、筐体2の外面21から内面20までを貫通している。貫通孔61は、筐体2の内面20を第二方向(左右方向)に沿って開口させている。第二方向は、第一方向と直交する方向である。
上記の構成によれば、筐体2は外面21から内面20までを貫通している貫通孔61を有し、貫通孔61は、筐体2の内面20を、筐体2の第一壁部34と第二壁部44とが互いに対向する第一方向(上下方向)と直交する第二方向(左右方向)に沿って開口させている。したがって、筐体2の内部で気体が発生した場合に、貫通孔61を通して排気することで、筐体2の内圧の上昇を低減することができる。
また、第2の態様に係る電気機器1では、第1の態様において、貫通孔61は、筐体2の外面21を第二方向(左右方向)に沿って開口させている。
上記の構成によれば、貫通孔61は、筐体2の外面21を第二方向(左右方向)に沿って開口させている。すなわち、貫通孔61は、筐体2の内面20と外面21とを同じ第二方向に沿って開口させている。したがって、筐体2の内部で発生した気体をより円滑に排気することができる。
また、第3の態様に係る電気機器1では、第1又は2の態様において、貫通孔61は、筐体2の外面21から内面20までを直線状に貫通している。
上記の構成によれば、貫通孔61は、筐体2の外面21から内面20までを直線状に貫通している。したがって、筐体2の内部で発生した気体をより円滑に排気することができる。
また、第4の態様に係る電気機器1では、第1〜3のいずれかの態様において、プリント回路板7(又は8a、8b)は、実装部品として開閉素子(例えばメカニカルリレー83、半導体スイッチ素子84)を含む。
上記の構成によれば、プリント回路板7(又は8a、8b)は、実装部品として開閉素子(例えばメカニカルリレー83、半導体スイッチ素子84)を含む。筐体2は貫通孔61を有するので、開閉素子において発生する熱を、貫通孔61を通して排熱することができる。
また、第5の態様に係る電気機器1では、第4の態様において、開閉素子はメカニカルリレー83である。
上記の構成によれば、開閉素子はメカニカルリレー83である。筐体2は貫通孔61を有するので、過電流によりメカニカルリレー83の接点が過熱して発生する気体を、貫通孔61を通して排気することができる。
また、第6の態様に係る電気機器1は、第4又は5の態様において、筐体2の内部において、筐体2の内面20のうち貫通孔61により開口している領域と、開閉素子(例えばメカニカルリレー83、半導体スイッチ素子84)との間に空洞24を有する。
上記の構成によれば、電気機器1は、筐体2の内部において、筐体2の内面20の開口(内開口62)と開閉素子(例えばメカニカルリレー83、半導体スイッチ素子84)との間に空洞24を有するので、開閉素子において発生する熱を、より効率良く排熱することができる。また、開閉素子がメカニカルリレー83である場合には、メカニカルリレー83において発生する気体を、より効率良く排気することができる。
また、第7の態様に係る電気機器1では、第1〜6のいずれかの態様において、筐体2の外面21には窪み60が形成されている。筐体2は、取付部品(第一取付部材10)に固定可能である。取付部品は、取付板(第一固定板11)と、引掛爪(第一爪部12)とを含む。引掛爪は、取付板から突出しており、鉤状である。筐体2は、取付部品の引掛爪が窪み60に引っ掛けられることにより、取付部品に固定可能である。貫通孔61は、窪み60の底面600を開口させている。
上記の構成によれば、筐体2の外面21には、取付部品(第一取付部材10)の引掛爪(第一爪部12)を引っ掛けるための窪み60が形成されており、貫通孔61は、窪み60の底面600を開口させている。すなわち、筐体2では、引掛爪を引っ掛けるための窪み60と、プリント回路板7(又は8a、8b)で発生した気体を排気するための貫通孔61とが同じ箇所に形成されている。これにより、窪み60と貫通孔61とが互いに異なる箇所に設けられる場合に比べて、筐体2の構造を簡略化することができる。
また、第8の態様に係る電気機器1では、第7の態様において、筐体2は、内部に、対向部(左壁442)を更に含む。対向部は、電気絶縁性を有する。対向部は、引掛爪(第一爪部12)の先端124に対向する。
上記の構成によれば、筐体2は、内部に、引掛爪(第一爪部12)の先端124に対向する電気絶縁性の対向部(左壁442)を含むので、取付部品(第一取付部材10)が導電性を有している場合であっても、プリント回路板7(又は8a、8b)の回路と取付部品との間の電気的絶縁をより確実に保つことができる。
また、第9の態様に係る電気機器1では、第1〜8のいずれかの態様において、筐体2は、第一筐体3と、第二筐体4と、を有する。第一筐体3は、第一壁部34を含む。第二筐体4は、第二壁部44を含む。第二筐体4は、第一筐体3に結合される。
上記の構成によれば、筐体2は、互いに結合される第一筐体3と第二筐体4とを有するので、第一筐体3と第二筐体4とを初めから一体に成形する場合と比較して、容易に成形することができる。
また、第10の態様に係る電気機器1は、第1〜9のいずれかの態様において、端子(ねじ端子35)を更に備える。端子は、第一壁部34に固定される。端子には、外部電線が接続される。第一方向(上下方向)において、筐体2の外面21のうち貫通孔61により開口している領域は、第一壁部34に対してよりも第二壁部44に対して近い。
上記の構成によれば、第一方向(上下方向)において、筐体2の外面21の開口(外開口63)は、端子(ねじ端子35)が固定される第一壁部34に対してよりも、第二壁部44に対して近い。したがって、端子側から見て外面21の開口が目立ちにくく、外面21の開口を設けることによる筐体2の外観への影響を低減することができる。
また、第11の態様に係る電気機器1では、第1〜10のいずれかの態様において、筐体2は、取付部材(第一取付部材10又は第二取付部材15)に固定可能である。取付部材は、固定板(第一固定板11又は第二固定板16)と、爪部(第一爪部12又は第二爪部17)とを含む。爪部は、固定板から突出しており、鉤状である。筐体2は、取付部材の爪部が筐体2に引っ掛けられることにより、取付部材に固定可能である。筐体2が取付部材に固定されているとき、第一方向(上下方向)において、固定板と、筐体2の外面21のうち貫通孔61により開口している領域とは、第一壁部34に対してよりも第二壁部44に対して近い。
上記の構成によれば、筐体2は取付部材(第一取付部材10又は第二取付部材15)に固定可能であり、第一方向(上下方向)において、取付部材の固定板(第一固定板11又は第二固定板16)と筐体2の外面21の開口(外開口63)とは、第一壁部34に対してよりも、第二壁部44に対して近い。したがって、筐体2のうち固定板が配置される箇所から比較的離れた第一壁部34側から見て、外面21の開口が目立ちにくく、外面21の開口を設けることによる筐体2の外観への影響を低減することができる。
また、第12の態様に係る分電盤9は、第1〜11のいずれかの態様に係る電気機器1と、キャビネット90と、を備える。キャビネット90は、電気機器1を収容する。
上記の構成によれば、分電盤9が備える電気機器1において、筐体2は外面21から内面20までを貫通している貫通孔61を有し、貫通孔61は、筐体2の内面20を、筐体2の第一壁部34と第二壁部44とが互いに対向する第一方向(上下方向)と直交する第二方向(左右方向)に沿って開口させている。したがって、筐体2の内部で気体が発生した場合に、貫通孔61を通して排気することで、筐体2の内圧の上昇を低減することができる。
第2〜11の態様に係る構成については、電気機器1に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
以上説明した実施形態は本発明の一例である。このため、本発明はこれらの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
1 電気機器
2 筐体
20 内面
21 外面
24 空洞
3 第一筐体
34 第一壁部
35 ねじ端子(端子)
4 第二筐体
44 第二壁部
442 左壁(対向部)
60 窪み
600 底面
61 貫通孔
7、8a、8b プリント回路板
71、81a、81b 基板
710、810a、810b 一の面
83 メカニカルリレー(開閉素子)
84 半導体スイッチ素子(開閉素子)
9 分電盤
90 キャビネット
10 第一取付部材(取付部品、取付部材)
11 第一固定板(取付板、固定板)
12 第一爪部(引掛爪、爪部)
15 第二取付部材(取付部材)
16 第二固定板(固定板)
17 第二爪部(爪部)
2 筐体
20 内面
21 外面
24 空洞
3 第一筐体
34 第一壁部
35 ねじ端子(端子)
4 第二筐体
44 第二壁部
442 左壁(対向部)
60 窪み
600 底面
61 貫通孔
7、8a、8b プリント回路板
71、81a、81b 基板
710、810a、810b 一の面
83 メカニカルリレー(開閉素子)
84 半導体スイッチ素子(開閉素子)
9 分電盤
90 キャビネット
10 第一取付部材(取付部品、取付部材)
11 第一固定板(取付板、固定板)
12 第一爪部(引掛爪、爪部)
15 第二取付部材(取付部材)
16 第二固定板(固定板)
17 第二爪部(爪部)
Claims (12)
- 第一方向において互いに対向する第一壁部及び第二壁部を含む筐体と、
基板と実装部品とを含み、前記基板の一の面が前記第一壁部に対向した状態で前記筐体に収容されているプリント回路板と、を備え、
前記筐体は、前記筐体の外面から内面までを貫通している貫通孔を有し、
前記貫通孔は、前記筐体の前記内面を前記第一方向と直交する第二方向に沿って開口させている
ことを特徴とする電気機器。 - 前記貫通孔は、前記筐体の前記外面を前記第二方向に沿って開口させていることを特徴とする請求項1記載の電気機器。
- 前記貫通孔は、前記筐体の前記外面から前記内面までを直線状に貫通していることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気機器。
- 前記プリント回路板は、前記実装部品として開閉素子を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気機器。
- 前記開閉素子はメカニカルリレーであることを特徴とする請求項4記載の電気機器。
- 前記筐体の内部において、前記筐体の前記内面のうち前記貫通孔により開口している領域と、前記開閉素子との間に空洞を有することを特徴とする請求項4又は5に記載の電気機器。
- 前記筐体の前記外面には窪みが形成されており、
前記筐体は、取付板と、前記取付板から突出している鉤状の引掛爪とを含む取付部品の前記引掛爪が前記窪みに引っ掛けられることにより、前記取付部品に固定可能であり、
前記貫通孔は、前記窪みの底面を開口させている
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の電気機器。 - 前記筐体は、内部に、電気絶縁性を有し前記引掛爪の先端に対向する対向部を更に含むことを特徴とする請求項7記載の電気機器。
- 前記筐体は、
前記第一壁部を含む第一筐体と、
前記第二壁部を含み、前記第一筐体に結合される第二筐体と、を有する
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の電気機器。 - 前記第一壁部に固定され、外部電線が接続される端子を更に備え、
前記第一方向において、前記筐体の前記外面のうち前記貫通孔により開口している領域は、前記第一壁部に対してよりも前記第二壁部に対して近い
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の電気機器。 - 前記筐体は、固定板と、前記固定板から突出している鉤状の爪部とを含む取付部材の前記爪部が前記筐体に引っ掛けられることにより、前記取付部材に固定可能であり、
前記筐体が前記取付部材に固定されているとき、前記第一方向において、前記固定板と、前記筐体の前記外面のうち前記貫通孔により開口している領域とは、前記第一壁部に対してよりも前記第二壁部に対して近い
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の電気機器。 - 請求項1〜11のいずれか一項に記載の電気機器と、
前記電気機器を収容するキャビネットと、を備える
ことを特徴とする分電盤。
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