JP6689803B2

JP6689803B2 - 筐体

Info

Publication number: JP6689803B2
Application number: JP2017178764A
Authority: JP
Inventors: 慶樹平田
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2037-09-19
Also published as: JP2019053653A

Description

本発明は、筐体に係り、例えば、内部に交通用の機器を収納する筐体に関する。

一般に交通信号制御機は、交通信号灯を保持する柱体や電柱等の支柱に取り付けられ、荒天にあっても内部に雨が浸入しないように防滴構造を有する。また、交通信号制御機に限らず、線路脇に設置される器具箱、転てつ機等についても同様の構造が用いられる。その様な技術として、例えば、筐体の開口を開閉自在に蓋をする扉を有する交通信号制御機の筐体において、相互に対向した複数本のリブで構成する複数の隙間及び溝空間が外部からの風雨等の浸入圧力を低下させ、筐体内への雨水等の浸入を防止して、防水性を高めた技術がある（例えば、特許文献１参照）。また、扉側のパッキンを筐体側のリブ状の開口枠に押しつける構造で防水性を高めた技術もある（例えば、特許文献２参照）。

実開平３−７１６８８号公報特開２０１５−９０５７８号公報

ところで、近年、洪水や津波等の大規模災害の発生頻度が高まり、また災害規模も大きくなる傾向がある。交通インフラは、災害復旧活動において最も重要な役割を果たすものであり、それら災害が発生しても機能停止せず、または停止した場合でも早期に復旧することが求められる。上述の様に、交通信号制御機では荒天等を考慮して防滴構造が採用されることが多いが、大規模な洪水や津波等による水没は想定されておらず、対策の技術が求められていた。一方で、交通信号制御機に求められるコストや施工後の管理上の観点から、すでに市場に投入されている構造と大きく変わらないことが求められることもある。同様な問題は、交通信号制御機と同様に支柱に取り付けられた電装装置等にも発生する。

また、扉側のパッキンを筐体側のリブ状の開口枠に押しつける構造で防水性を高めた筐体は、リブ状の開口枠にパッキンが食い込むように圧接させる必要があるため、筐体内の内部機器の点検等で扉を開けるとき及び、点検等の終了後に扉を閉めるときに通常より強い力が必要になる。

本発明は、以上のような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決する技術を提供することにある。

本発明は、筐体本体と、前記筐体本体に開閉自在に設けられた扉とを有し、交通信号機の装置を収納する筐体であって、前記扉が閉じた状態で、前記扉と前記筐体本体とを密閉させる枠状のパッキンを有し、前記パッキンは、水を吸収した場合に膨張する内層部と、水による膨張機能を具備せず、前記内層部を覆う外層部とを有し、前記筐体本体の底面には、配線が挿通するように形成された底部開口が形成され、前記扉は、前記筐体本体の前記底面以外の所定の面に設けられた開口を開閉自在に設けられており、前記パッキンの端部が、前記底面の近傍に配置され、前記端部で前記内層部が露出している。
前記外層部は、前記内層部を外部に露出させる開口部を備えてもよい。

本発明によると、内部に交通用機器を収納した筐体が水没するような状況にあっても、内部の機器の機能が損壊してしまうことを低減でき、通常の点検時は、簡単に扉の開け閉めができる。

本実施形態に係る、信号制御機の筐体の斜視図である。本実施形態に係る、信号制御機の筐体の六面図である。本実施形態に係る、主扉が開いた状態の信号制御機の正面図である。本実施形態に係る、筐体本体の斜視図である。本実施形態に係る、主扉の背面図及び背面斜視図である。本実施形態に係る、筐体の断面図である。本実施形態に係る、開いた状態の小窓扉の斜視図である。本実施形態に係る、筐体の機能ブロック図である。本実施形態に係る、応用例の筐体の機能ブロック図である。本実施形態に係る、パッキンを示した図である。変形例に係る、パッキンを示した図である。変形例に係る、筐体本体の斜視図である。変形例に係る、筐体の断面図である。

次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。本実施形態の概要は、次の通りである。すなわち、冠水の影響を受けやすい交通用の機器を収納する筐体に用いるパッキンに、水による膨張機能を有する素材を用いる。交通用の機器として、例えば、交通信号制御機、鉄道車両の床下収容箱、線路脇の器具箱や転てつ機などがある。以下では、交通信号制御機に適用した例を説明する。

図１は本実施形態にかかる信号制御機１の筐体１０を示す斜視図である。また、図２は信号制御機１の筐体１０の六面図を示しており、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は左側面図、図２（ｃ）は右側面図、図２（ｄ）は平面図、図２（ｅ）は底面図、図２（ｆ）は背面図である。また、図３は主扉４０が開いた状態の筐体１０を示している。図４は筐体１０（図１の状態）から主扉４０を取り除いた筐体本体２０の斜視図を示している。また、図５は主扉４０を示しており、特に図５（ａ）は背面図であり、図５（ｂ）は背面斜視図である。図６は筐体１０の断面図を示しており、特に、図６（ａ）は図３のＢ−Ｂ断面図、図６（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図を示している。

図示のように、筐体１０は、高耐食ステンレス鋼の略箱形（縦長の直方体）の筐体本体２０と主扉４０とを備える。筐体本体２０は、前側の面が略全面が開口（前面開口２１）となっており、主扉４０によって開閉されるようになっている。

主扉４０は、右側面に設けられたヒンジ６２によって筐体本体２０の前面側を開閉自在に取り付けられている。ここでは、上下に２つのヒンジ６２が設けられている。また、主扉４０の筐体本体２０への固定は、左側面に設けられた主扉用錠前６０によってなされる。ここでは、上中下に３つの主扉用錠前６０が設けられている。主扉４０が閉じられ主扉用錠前６０で固定された状態では、後述する密閉構造により、主扉４０部分での密閉状態が強固に確保され、水没した状態でも内部への水浸入の防止が可能となっている。

筐体本体２０の前面側の開口（前面開口２１）の外縁部分は所定幅の前面枠２３が設けられている。そして、前面開口２１の内側縁、つまり、前面枠２３の内側縁には、前方に所定長突出する前延出部２６が形成されている。さらに、前延出部２６の先端には前面枠２３と平行にプレート枠状の押圧面２４が形成されている。ここでは、例えば図３に示すように、押圧面２４は、前面開口２１の四方を囲むように、筐体本体２０の外形より若干小さくなるように、形成されている。

また、筐体本体２０の底部２２には、図８で後述するが内部に配置される機器部７０や配電盤８０への各種配線（制御ケーブル７３や電源ケーブル８１等）を配索するために底部開口２５（連通構造）が形成されている。

主扉４０は、扉本体４１と扉本体４１の前面側に取り付けられた飾り板４２とを備える。飾り板４２は、記章等を取り付ける記章取付穴４８ａやプレートを取り付ける銘板取付穴４８ｂが設けられている。

扉本体４１は図５、６に示すように蓋形状を有するとともに、その内部側（背面側）の外周縁にパッキン４４が取り付けられている。

具体的には、図示のように、扉本体４１の内部側の外周縁に、扉側面４３と補強リブ４７で挟まれた領域にパッキン配置面４５が設けられている。パッキン配置面４５の幅は、主扉４０が閉じられた際に、押圧面２４が嵌まるように設定されている。

パッキン配置面４５に、水膨張機能を有する一本の丸紐状のパッキン４４が配置される。パッキン４４は、例えば、吸水性樹脂を加硫ゴムに配合して形成された構造により、水膨張機能を実現し、冠水するような状況において、密着性を強めることができる。また、乾燥すると膨張が縮小するため、密着性が通常レベルに戻る。これによって、後に内部機器を点検等する場合に扉の開閉を阻害することを防止できる。なお、吸水性樹脂の配合率を調整することで、水吸収時の膨張率を調整することができる。また、パッキン４４は、丸紐状（断面円形）に限る趣旨では無く、断面が楕円形状であってもよいし、また、筒状であってもよい。後述する押圧面２４による押圧によって適当に一定量潰れて所望の密閉性能を実現できればよい。

図１０にパッキン４４の構造の例であって、図５（ａ）の左下部分のパッキン４４に領域に対応したものである。図１０（ａ）は正面図であり、図１０（ｂ）は底面図（端面図）であり、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のＣ−Ｃ断面図を示す。パッキン４４は、内層部４４４（コア）とそれを覆う外層部４４３が異なる２層構造となっている。内層部４４４は、水膨張機能を有する。外層部４４３は、内層部４４４の膨張により伸びる素材（例えば、天然ゴム）であるが、水膨張機能は有さない。このような２層構造とすることで、単なる湿気程度では膨張させず冠水時のような完全な水濡れの状態で膨張させるようにコントロールすることができる。なお、外層部４４３に水膨張機能を持たせる場合、例えば、膨張率を小さくするといった構造を採用することができる。

また、図５に示すように、パッキン４４は、パッキン配置面４５の下側（底面側）は設けられていない。主扉４０が閉じられた際に、前面開口２１の押圧面２４が、扉側面４３と補強リブ４７の間の領域、すなわちパッキン配置面４５に嵌まり、主扉用錠前６０が固定された状態では、押圧面２４がパッキン４４を強固に圧接し押し潰す。このような構成によって、筐体１０は、主扉４０の上側及び左右側の密閉を確保できる。また、押圧面２４に固まらないワックス、ワセリンや液状ガスケットなどペースト状のシーリング材を塗ることで、押圧面２４の面が荒い場合やパッキン４４が経年劣化で硬化した場合に、押圧面２４とパッキン４４との隙間をなくすことができる。

なお、パッキン４４は、パッキン配置面４５を全周させてもよいが、少なくとも密閉したい領域に存在するようにすればよい。例えば、ここでは、筐体本体２０の底面に底部開口２５が形成されているため、底面側の密閉に対しては、厳しい要求は無く、上述のように、その部分（パッキン配置面４５の底面側領域）にはパッキン４４が存在しない。このため、パッキン４４をパッキン配置面４５に取り付ける際に、パッキン４４を取り付けた後、端部を切断して長さを調整することもでき、施工性が良好である。また、図示のような配置の場合に、パッキン４４の端部が下側を向くように配置する。この場合、図１０で説明した２層構造のパッキン４４の場合、端部で内層部４４４が露出する。したがって、パッキン４４は、下側の端部で露出している内層部４４４から水が吸収される。すなわち、水が冠水する状況において、水位が上昇してきた場合に、内部に配置される機器部７０や配電盤８０へ水の影響が及ぼす前に、筐体本体２０と主扉４０との機密性を高めることができる。

また、パッキン配置面４５は、扉本体４１の内面（背面）の外縁ぎりぎりまで覆う構成でなく、外縁から若干内側に位置している。つまり、パッキン４４で覆われていない部分が設けられている。このパッキン配置面４５より外側に位置している部分において、ネジ構造の飾り板取付部４９が設けられて飾り板４２が取り付けられる。ここでは、上下の各２箇所の合計４箇所の飾り板取付部４９で飾り板４２が取り付けられている。パッキン配置面４５の外側に飾り板取付部４９があるので、飾り板４２の取り付けにパッキン４４と押圧面２４との密閉構造には影響がないため、飾り板４２を取り付け後に飾り板取付部４９に防水処理を行わないで済み、飾り板４２の取り付けが容易となる。

さらに、扉本体４１には開閉自在な小窓扉５０と小窓扉５０が閉じた状態を保持する係止部５３が設けられている。飾り板４２には、小窓扉５０が開閉自在になるように小窓４６が形成されている。小窓扉５０は図７に示すように、所定の密閉構造と同様の構造が採用されている。

即ち、扉本体４１には小さな小窓開口５４が形成されており、その縁に沿って所定高さの小窓外周リブ５５が形成されている。一方、小窓扉５０の小窓扉内面５１には枠状の小窓パッキン５６が設けられている。小窓パッキン５６は、小窓外周リブ５５に対応する位置に、つまり、閉じられた状態で対向する様に設けられている。小窓扉５０が閉じられ錠前５２が係止部５３に係止し固定された状態では、リブ形状である小窓外周リブ５５が小窓パッキン５６に食い込むように圧接する。その結果、小窓扉５０と小窓開口５４において強固な密閉構造が実現される。また、錠前５２は、小窓パッキン５６の外側に設けられており、密閉構造には影響がないため、防水仕様の錠前５２を取り付ける必要がない。

なお、小窓扉５０は、扉本体４１と比較して小さく変形が生じないので補強リブ４７に対応する構造は設けられていない。当然に、補強リブ４７に相当する構造が設けられてもよい。

以上のような構造を採用することで、信号制御機１が水没した場合であっても、底部２２を除いて十分な密閉構造を実現できる。したがって、筐体１０の内部に底部２２から水が浸入する場合でも、内部に空気が充填された状態になっているため、浸入量は僅かであり、内部に取り付けられる機器部７０等（図８参照）が濡れて故障することを防止できる。なお、シミュレーションの結果、筐体の外形を高さ８００ｍｍ／幅３００ｍｍ／奥行き２３０ｍｍ、筐体板厚２ｍｍ（ステンレス鋼）筐体１０の上面を水深２ｍの条件で、十分な密閉状態を確保できることが確認できている。また、水圧による変形が懸念される場合には、筐体１０（筐体本体２０）に補強を施すことで十分に対応可能である。

また、筐体本体２０側の構成、特に、押圧面２４については、すでに市場に投入されている構造と同じまたは類似である。したがって、主扉４０の変更のみで対応することができ、金型や治具等を新たに準備する必要が無い。また、同様の理由から、すでに設置済みの信号制御機１についても、主扉４０のみの交換で、密閉構造を向上させることができる。

ここで図８に信号制御機１の機能ブロック図を模式的に示す。筐体１０の内部には機器部７０が収納される。機器部７０は、交差点に配置される車両用信号灯器や歩行者用信号灯器等の交通信号灯器を制御する制御部７１を有する。制御部７１は配線接続部７２を介して点灯制御を行っている。ここで、制御部７１から配線接続部７２に接続して、配線接続部７２に制御ケーブル７３が配線される。制御ケーブル７３は底部２２に形成されている底部開口２５を介して各信号灯器に接続される。また、機器部７０の下側に配電盤８０が配置され、配電盤８０から電源ケーブル８１が配線されて、底部開口２５を介して外部電源に接続される。

信号制御機１が水没して、水深が深くなり、水圧によって筐体１０の内部に底部２２から水が浸入して、信号制御機１が水深２ｍ程度水没した場合でも、機器部７０及び配電盤８０が水に浸からないような高さに設置して、機器部７０内の電子機器の故障を防止する。

また、本実施形態では機器部７０として、信号制御機１に内蔵する内蔵機器を用いて説明したが、信号制御機１以外にも、信号制御機１と同様に支柱に取り付け可能な無線や有線の通信機器等を含む通信装置、交通情報板や車両感知器等の交通端末を制御する交通端末制御装置、又はＵＰＳ（無停電電源装置）を含む電源装置、充電装置等の電気回路を有する電装装置の各装置の内蔵機器を機器部７０として筐体１０を用いることができる。更には、電装装置の各装置の内蔵機器を組み合わせたものを機器部７０として筐体１０を用いることができる。

そして、信号制御機１の水没状態から水が引き、送電が復旧することで、早期に車両用信号灯器や歩行者用信号灯器を通常通りに運用することが可能である。同様に、機器部７０として、通信装置、交通端末制御装置、電源装置及び充電装置等の電気回路を有する電装装置の内蔵機器を採用した場合でも、迅速に復旧させることが可能である。

更に、機器部７０として、無停電電源装置の内蔵機器を収納させた場合には、災害等により一時的に電力供給が遮断されても、各装置の運用を継続できる。

また、機器部７０として、電源装置の内蔵機器を収納した場合には、水が引き、送電が復旧した場合に、例えば照明器具と接続することで災害時の照明を確保することができる。周囲が水没による破損によって電源が確保できないような場所でも、緊急電源として運用が可能である。

また、機器部７０として、充電装置の内蔵機器を収納させた場合には、送電が復旧しない状況であっても、所定時間、各装置や各機器を起動させる緊急電源として運用することができる。

さらに、ここで図９に応用例として信号制御機１の機能ブロック図を示す。機器部７０の内部に伝送部７４が配置される。伝送部７４は配線接続部７２を介して信号機や管制センターに浸水状況を通知する。ここで、伝送部７４から配線接続部７２に接続して、配線接続部７２から信号ケーブル７５が配線される。信号ケーブル７５は底部２２に形成されている底部開口２５を介して外部の信号機や管制センターと接続される。

上述の様に底部開口２５を除く筐体１０の密閉構造によって、筐体１０内部に密閉された空気が底部開口２５からの水の内部への浸入を防止する。信号制御機１が水深２ｍ程度水没した場合でも、水圧とバランスが取れた位置まで底部開口２５から水が入ってくるが機器部７０や配電盤８０が水で濡れる虞は少ない。しかし、水没状体で筐体１０周囲の水に動きがあり水深２ｍを超えて水没した場合に筐体１０内部に浸入している水面に動きが生じ、配電盤８０等の位置まで水位が上がってしまうおそれもある。

そこで、筐体１０の内部への水浸入を極力少なくするために、濡れるとエアを噴出する外部機器（ボンベ９０）が筐体本体２０に取り付けられている。ここでは、最も下側に配置されている電装部品である配電盤８０より５ｃｍ下側にボンベ９０が取り付けられる。

ボンベ９０は、ボンベ本体９１とその動作を検知する動作検知センサ９２が設けられている。ボンベ本体９１は、水に濡れるとエアを噴出する構造となっている。噴出したエアが筐体１０の内部に充填されることで、底部２２から浸入した水は外部に押し出される。このような構造は、非常用ボートやライフジャケットに採用されている公知の技術（例えば、特開２０１１−６８２９７号公報に開示の技術）を利用することができる。なお、噴出するエアとしては特に限定するものでは無いが、酸素やヘリウム等の水に溶けにくい性質のガスが好ましい。

動作検知センサ９２は、ボンベ本体９１が動作したとき、つまりエアが噴出したことを検知し、機器部７０の伝送部７４に通知する。伝送部７４は配線接続部７２等を介して管制センター等へ通知する。信号制御機１は管制センターでコントロールさせているので、管制センターはボンベ９０の動作を検知することで、どの信号制御機１が水没するような状況下にあるかを把握できる。また、ボンベ９０が動作していなければ、筐体１０が密閉構造であることから、機器部７０等には水が掛かっていないと判断できる。その結果、災害後の復旧作業（修復作業）において、修理対象の信号制御機１を特定することや優先順位の設定が容易になる。

なお、複数のボンベ９０が異なる高さに取り付けられてもよい。その場合、どの高さのボンベ９０が動作したかを確認できれば、復旧作業において優先順位の設定をより詳細にできる。つまり、例えば３つのボンベ９０が取り付けられている場合、最も下のボンベ９０が動作した場合には、水の浸入量は少ないと判断し復旧の優先順位を下げ、最も上のボンベ９０が動作した場合には、故障の可能性が高いと判断し交換対象の優先度が高いと判断することができる。特に、信号制御機１は、信号機が設置される場所によって制御内容が異なるため、いわゆるカスタムオーダーによる製造となる。そのため製造に時間が掛かってしまう。そこで本実施形態のように、修理・交換等の優先順位が高い信号制御機１が特定できれば、災害地区における復旧作業を短縮することができる。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素や処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、上記の実施形態では、筐体１０の前面側に主扉４０が開閉時間に設けられ、その密閉状態が強固に確保された。しかし、他の面（側面や背面、上面）に扉が設けられてもよく、その場合でも、上記の密閉構造が適用され密閉状態が確保できる。

図１１は、変形例に係るパッキン４４ａを示している。図１１（ａ）は正面図であり、図１１（ｂ）は底面図（端面図）であり、図１１（ｃ）は図１１（ａ）のＤ−Ｄ断面図を示す。パッキン４４ａは、図１０のパッキン４４と異なる点は、外層部４４３に、内層部４４４を外部に露出（開放）する複数の連通穴４４５が一定間隔で並んで設けられている。ここでは、図示左側（図５（ａ）では、扉本体４１の外側方向）に、開放するように連通穴４４５が設けられている。このような構成によって、内層部４４４への水の導入スピードを高めることができる。また、乾燥時も乾燥スピードを高めることができる。なお、連通穴４４５の配置間隔は、等間隔に限る趣旨ではなく、例えば、パッキン４４の下側では配置間隔を狭め、水位上昇時に極力早く水を内層部４４４に導入するようにしてもよい。

図１２及び図１３は変形例の筐体本体２０及び主扉４０を示している。図１２は図４に、図１３（ａ）は図６（ａ）、図１３（ｂ）は図６（ｂ）に対応している。図１３（ｃ）は図１３（ｂ）の領域Ｅを拡大している。この変形例では、図４の押圧面２４の代わりに、前面開口１２１の前面枠１２３に外周囲いリブ１２４を設けている。主扉４０を閉じた時に、外周囲いリブ１２４がパッキン４４を押し潰す。防水性の観点では、水濡れによってパッキン４４が膨張するため、通常時の密着性を弱くしてもよく。その結果、通常における主扉４０の開閉操作が容易になり、かつ水濡れ時の密着性能を十分に確保できる。

１信号制御機
１０筐体
２０筐体本体
２１、１２１前面開口
２２底部
２３前面枠
２４押圧面
２５底部開口
２６前延出部
４０主扉
４１扉本体
４２飾り板
４３扉側面
４４、４４ａパッキン
４５パッキン配置面
４６小窓
４７補強リブ
４８ａ記章取付穴
４８ｂ銘板取付穴
４９飾り板取付部
５０小窓扉
５１小窓扉内面
５２錠前
５３係止部
５４小窓開口
５５小窓外周リブ
５６小窓パッキン
６０主扉用錠前
６２ヒンジ
７０機器部
７１制御部
７２配線接続部
７３制御ケーブル
７４伝送部
７５信号ケーブル
８０配電盤
８１電源ケーブル
９０ボンベ
９１ボンベ本体
９２動作検知センサ
１２３前面枠
１２４外周囲いリブ
４４３外層部
４４４内層部
４４５連通穴

Claims

筐体本体と、前記筐体本体に開閉自在に設けられた扉とを有し、交通信号機の装置を収納する筐体であって、
前記扉が閉じた状態で、前記扉と前記筐体本体とを密閉させる枠状のパッキンを有し、
前記パッキンは、水を吸収した場合に膨張する内層部と、水による膨張機能を具備せず、前記内層部を覆う外層部とを有し、
前記筐体本体の底面には、配線が挿通するように形成された底部開口が形成され、
前記扉は、前記筐体本体の前記底面以外の所定の面に設けられた開口を開閉自在に設けられており、
前記パッキンの端部が、前記底面の近傍に配置され、前記端部で前記内層部が露出していることを特徴とする筐体。
前記外層部は、前記内層部を外部に露出させる開口部を備えることを特徴とする請求項１に記載の筐体。