JP6774689B2 - 分電盤 - Google Patents

Description

本発明は、分電盤に関する。特に、分電盤内の発熱に伴うキャビネットの熱的な経年変化を効果的に抑制することが可能な構造を備えた分電盤に関する。

分電盤は、ケースに、主開閉器、分岐開閉器等の配電機器を載置し、ケースの前面側を本体カバーで覆うキャビネットを備えて成る。通常、キャビネットは樹脂製のものが多い。一般的な分電盤においては、ケースは、底面と該底面の周囲に立設される側壁を備える箱型状であり、盤内に配線を引き込むための開口部が底面側に略全体に亘って設けられている。（特許文献１）
分電盤の使用時においては、電気の使用に伴い、配電機器に電流が流れることにより発熱を生ずる。配電機器等から生じた熱は、前記開口部を通じて分電盤が取り付けられる壁面内に逃がすよう構成されている。

一方、機器内へ組み込んで使用される分電盤においては、設置上の制約から、ケースの底面に開口を設けることができない場合がある。このような場合、分電盤における開口位置は前記側壁側に設けられ、かつ開口の大きさは、盤内に電線を引き込むための最低限の開口のみ許される。また、塵埃や、異物の混入を防ぐために分電盤に大きな開口部が設けられないことがある。

このような分電盤においては、キャビネットを鉄板で構成し、発生した熱を熱伝導によって周囲に放散させることにより分電盤内の温度上昇を抑制することがある。（特許文献２）

特開平９−６５５１７号公報 特開平１０−１０８３１９号公報

盤内で発生した熱は、盤の外部に速やかに排出させる必要があるが、排出が滞り、熱が滞留すると、その滞留箇所においては熱の影響を受ける。発熱の大きな機器や母線などの近傍における滞留は、経年的にみると熱的な劣化が促進されることがある。

キャビネットを鉄板で構成した場合、効果的に盤内で発生した熱を周囲に放散させることができるが、樹脂に比べて分電盤キャビネットの成形自由度が低下するという課題がある。

一方、キャビネットが樹脂製の分電盤においては、熱の滞留が大きいところと、そうでないところの温度差が大きいと、膨張の大きさが異なることによるキャビネットのゆがみや、変色につながる可能性がある。樹脂製の分電盤においては、長期に亘る熱的な影響は好ましいものではない。

そこで、樹脂製のキャビネットを採用しつつ、ケースの底面には大きな開口孔が設けられない分電盤においても、長期に亘る使用であっても局所的な熱的劣化を防いで全体的に均一な冷却を行え、なおかつ、発熱の大きな母線等を効果的に冷却することができる構造を備えた分電盤を提供する。

上記の課題を解決するために、本発明の分電盤は、壁面に取り付けられて使用される分電盤であって、壁面に取り付けられる分電盤ケースの壁面側に配置される空気導入溝と、複数の空気導入溝と連通してケース内方に凹んで形成される導入空気混合部と、混合空気をケース内方に導出し得るようにケース内方に連通するとともに該導入空気混合部の周縁部に配置される混合空気導出部とが形成されるよう構成すると良い。
上記構成によれば、導入された空気が、導入空気混合部によって一旦蓄えられることにより温度が均一化され、その均一化された混合空気をケース内方に導出するから、導出部分の違いによる温度の差がなく、全体的に均一な冷却を行うことができる。

また、前記導入空気混合部は、分電盤のケースに収納される主開閉器の背面に配置するとよい。

これにより、分電盤の中で大きな面積を占める主開閉器の背面を有効活用することができ、主開閉器の大きさに相当する導入空気混合部の大きさを確保することができ、分電盤の大きさに対して導入空気混合部の割合を大きなものとすることができる。

また、前記混合空気導出部は、ケース内方に凹んで形成される導入空気混合部の隅部に分岐開閉器複数個ごとに配置されて、混合空気が、ケース内方に向けて導出されるよう構成するとよい。

これにより、ケース内方における母線がまとまった部分に対して、全体的に広くかつ集中的に冷却することができるから発熱の大きな母線を効果的に冷却することができる。

本発明の一態様によれば、樹脂製のキャビネットを採用しつつ、ケースの底面には大きな開口孔が設けられない分電盤においても、長期に亘る使用であっても局所的な熱的劣化を防いで全体的に均一な冷却を行え、なおかつ、発熱の大きな母線等を効果的に冷却することができるという効果を奏する。

本発明の実施の一形態に係る分電盤の平面図を示す。 （ａ）は主幹ハンドルカバーおよび分岐ハンドルカバーを取り外した状態の分電盤の平面図を示し、（ｂ）は該状態における分電盤の斜視図を示す。 上記分電盤に関し、ケースに内器ユニットを取付けた状態を示す正面図である。 上記分電盤に関し、内器ユニットの構造を示す斜視図である。 上記分電盤に関し、背面側の空気導入部、導入空気混合部、混合空気導出部の構造を示す斜視図である。 上記分電盤に関し、背面側の空気導入部、導入空気混合部、混合空気導出部の構造を示す斜視図である。 上記分電盤に関し、分岐開閉器を通る断面図である。 従来の分電盤を示す図である。 従来の分電盤を示す図である。

本発明の一実施形態について、図１〜図６に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る分電盤１の平面図を示す。図２の（ａ）は、主幹ハンドルカバーおよび分岐ハンドルカバーを取り外した状態の分電盤１の平面図を示し、図２の（ｂ）は、該状態における分電盤１の斜視図を示す。

分電盤１は、ケース２、本体カバー３、主開閉器４、複数の分岐開閉器５、主幹ハンドルカバー１１、および分岐ハンドルカバー１２（ハンドルカバー）を備える。主開閉器４は、開閉（導通／遮断）の切り替え操作を行うための主幹ハンドル４ａを備える。分岐開閉器５は、開閉の切り替え操作を行うための分岐ハンドル５ａ（ハンドル）を備える。主開閉器４および複数の分岐開閉器５は、ケース２に取り付けられる。本体カバー３は、分電盤１の内部に設けられた配線（母線等）を覆うように、ケース２に対して取り付けられる。本体カバー３は、主幹ハンドル４ａに対応する箇所に第１開口窓３ａを有し、複数の分岐ハンドル５ａに対応する箇所に第２開口窓３ｂ（開口部）を有する。第２開口窓３ｂには、所定の間隔をおいて複数の架設部１６が設けられている。ここでは、ケース２、本体カバー３、主幹ハンドルカバー１１、および分岐ハンドルカバー１２は、樹脂製であるが、これに限らず、本体カバー３を除いて、金属製であってもよい。

また、本体カバー３には、２つの取手部６が設けられている。取手部６は、本体カバー３をケース２に固定するための部材であるとともに、本体カバー３をケース２から取り外すための部材である。なお、本体カバー３における互いに対向する２つの側面のそれぞれには、それぞれの取手部６を配置するための凹部の空間が設けられている。取手部６は、当該凹部の空間内において可動であるように配置されている。このように、凹部の空間内に取手部６が設けられることにより、本体カバー３の取り外し作業が容易化される。これにより、分電盤１のメンテナンス作業が容易化される。

（主幹ハンドルカバー）
主幹ハンドルカバー１１は、第１開口窓３ａを覆うように、本体カバー３に取り付けられる。主幹ハンドルカバー１１および本体カバー３の第１開口窓３ａ周辺には、対応する凸部と凹部が設けられている。凸部と凹部とが係合することにより、主幹ハンドルカバー１１が本体カバー３に固定される。主幹ハンドルカバー１１は、工具を使用することなく外側からユーザの手によって着脱（開閉）することができる。

なお、主幹ハンドルカバー１１は、着脱式ではなく、固定された軸を中心に回動して開く構成であってもよい。ただし、回動式に比べて、着脱式の主幹ハンドルカバー１１の方
が、軸等が壊れることがなく、主幹ハンドルカバー１１が前側に回動するスペースが必要ないので、小さいスペースで分電盤１を使用（設置）することができる。

（分岐ハンドルカバー）
分岐ハンドルカバー１２は、板状の部材であり、長方形状の外形を有する。分岐ハンドルカバー１２は、樹脂製であり、かつ、薄い板状であるため、弾性変形可能である。分岐ハンドルカバー１２は、周辺部に、複数（ここでは４つ）の切り欠きを有する。ここでは、切り欠きは、円弧状であるが、三角形状であってもよいし、四角形状であってもよく、任意の形状であってよい。複数の切り欠きは、分岐ハンドルカバー１２の少なくとも１つの中心軸に対して対称となるように、分岐ハンドルカバー１２に形成されてもよい。例えば、複数の切り欠きが縦の中心軸に対して対称に形成されている場合、縦の中心軸に対して分岐ハンドルカバー１２を１８０°回転させた状態でも、元の状態と同じように分岐ハンドルカバー１２を本体カバー３に取り付けることができる。水平の中心軸に対して対称な場合、および中心に対して対称な場合についても同様である。分岐ハンドルカバー１２は、少なくとも部分的に透明または半透明であることが好ましい。これにより、分岐ハンドルカバー１２が閉まった（取り付けられた）状態でも、ユーザは外側から分岐ハンドルカバー１２を通して分岐ハンドル５ａの状態を見ることができる。

図３は、ケース２に内器ユニット２０を取り付けた状態の分電盤１を示す正面図である。ケース２は、分電盤１の内部構成を収容するものであり、図３に示すようにケース２の内部には、内器ユニット２０が収容されている。内器ユニット２０は、分電盤１の外部トランス（不図示）から供給される電力を単相３線式で引き込み、引き込んだ電力を１００Ｖまたは２００Ｖの電圧として、図２に示す複数の分岐開閉器５（分岐ブレーカ）のそれぞれに供給するものである。

内器ユニット２０（図４における分岐取付板２１１）には、ケース２に取り付けられるための孔が形成され、当該孔はねじ締め箇所として利用される。なお、分電盤１の内部を構成する内器ユニット２０以外の部材について、図示を省略している。

（内器ユニット２０の要部構造）
次に、図４に基づいて内器ユニット２０の要部構造について説明する。図４は、内器ユニット２０の構造を示す斜視図である。図示のように、内器ユニット２０は、母線マトメ部材２１０、分岐取付板２１１および分岐開閉器５を備えている。母線マトメ部材２１０は、Ｎ母線２０１、Ｌ１母線２０２、Ｌ２母線２０３、母線固定台２０４および絶縁壁２０５を組み立てたものである。

分岐取付板２１１は、母線マトメ部材２１０および分岐開閉器５をケース２（図３参照）に取り付けるための金属板である。分岐取付板２１１には、母線マトメ部材２１０および分岐開閉器５を分岐取付板２１１に固定するための凹部、孔および突起（不図示）が形成されている。また、例えば、図３にて上述した通り、分岐取付板２１１には、ケース２に取り付けられるための孔が形成されている。なお、分岐取付板２１１の具体的な形状は任意の構成であるため、詳細な説明を省略する。

母線マトメ部材２１０は、分岐取付板２１１に形成された形状に沿って配置され、母線マトメ部材２１０（図４における母線固定台２０４）に形成された孔をねじ締め箇所として固定され、分岐取付板２１１に取り付けられる。そして、分岐開閉器５は、分岐取付板２１１に取り付けられた母線マトメ部材２１０に接続された状態で分岐取付板２１１に取り付けられる。

（母線マトメ部材２１０の構成）
母線マトメ部材２１０は、Ｎ母線２０１、Ｌ１母線２０２、Ｌ２母線２０３（複数本の母線）、母線固定台２０４および絶縁壁２０５を組み立てたものである。

Ｎ母線２０１、Ｌ１母線２０２およびＬ２母線２０３は、電源側から分岐開閉器５に電流を流す板状の金属導体であり、分岐開閉器５のそれぞれに電力を供給する。Ｎ母線２０１、Ｌ１母線２０２およびＬ２母線２０３は、互いに電位が異なるものである。Ｌ１母線２は第１の電圧極であり、Ｌ２母線３は第２の電圧極であり、Ｎ母線１は中性極である。

母線固定台２０４は、Ｎ母線２０１、Ｌ１母線２０２およびＬ２母線２０３を分電盤１に固定するものである。絶縁壁２０５は、Ｎ母線２０１、Ｌ１母線２０２およびＬ２母線２０３のそれぞれを互いに絶縁するものであり、母線固定台２０４と対向して配置される。母線固定台２０４および絶縁壁２０５は、樹脂材料からなる絶縁部材である。

絶縁壁２０５は、各母線２０１〜２０３が延在する方向に沿って複数個配置されている。そして、各母線２０１〜２０３は、自身が延在する方向において互いに平行となるように、複数個の絶縁壁２０５と母線固定台２０４とで挟まれて固定されている。例えば、２つの絶縁壁２０５が配置されている。

そして、複数個の絶縁壁２０５のそれぞれは、隣接する他の絶縁壁２０５と離間して配置されている。すなわち、複数の絶縁壁２０５のそれぞれは、各母線２０１〜２０３の一部を覆う構造となっている。このため、各母線２０１〜２０３の全体を覆う構造の絶縁壁と比較して、絶縁壁２０５の作成時の構成材料（例えば樹脂）の使用量が少なくなるため、絶縁壁２０５の製作コストを低減させることができる。また、絶縁壁２０５は、各母線２０１〜２０３の一部を覆っているだけなので、各母線２０１〜２０３の全体を覆う構造の絶縁壁と比較して分電盤１の通風性を向上させることができる。

（分電盤１の冷却構造）
次に、分電盤１の冷却構造について図５〜図７に基づき説明を行う。

図中、ｘ方向は、分岐開閉器５の並設方向、ｙ方向は、分電盤１の天地方向（上下方向）、ｚ方向は、ケース２を背面側、本体カバー３を前面側としたときに、背面側から前面側への方向である。

ケース２の背面側には、空気導入溝２１、導入空気混合部２２、混合空気導出部２３が形成される。

これら、空気導入溝２１、導入空気混合部２２、混合空気導出部２３は、ｙ方向、即ち分電盤１の天地方向に対して、下側から順に、空気導入溝２１、導入空気混合部２２、混合空気導出部２３と配置され、下側から上側にかけて空気の上昇が起きやすいように配置している。

空気導入溝２１は離間されて４つ形成している。空気導入溝２１の溝の深さが深いものと浅いものの２種類で構成している。空気導入溝２１と連通する導入空気混合部２２において、導入された空気が混ざって均一化しやすいようにしたためである。

混合空気導出部２３は、分岐開閉器５を載置する内器ユニット２０の背面側に、凹状に配置され、内器ユニット２０の大きさに相当する大きさとなっている。

空気導入溝２１から導入された空気は、この導入空気混合部２２で一旦蓄えられ、上方に移動するにつれて徐々に温度が均一化される。

そして、導入空気混合部２２の上方周縁の隅部には、分岐開閉器５の回路数に相当する混合空気導出部２３が形成されている。

図７のように、導入空気混合部２２を上昇して混合空気導出部２３を介して盤内に導出された空気は、各々の分岐開閉器５付近の母線の間を通って母線を冷却していく。

なお、前述のように、母線を支持している絶縁壁２０５は、各母線２０１〜２０３の一部のみを覆っていることによる通風性の良さを相まって、母線の冷却性がよい。

このように、樹脂製のキャビネットを採用しつつ、ケースの底面には大きな開口孔が設けられない分電盤においても、長期に亘る使用であっても局所的な熱的劣化を防いで全体的に均一な冷却を行え、なおかつ、発熱の大きな母線等を効果的に冷却することができる
（付記事項）
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

例えば、空気導入溝２１の数は、図５に示した４つから、例えば２つに減らしたり、６つに増やしたりして、増減してもより。溝の数を減らした場合には、溝の幅を広げて導入空気の体積を増加させるなどするとよい。また、空気導入溝２１の深さは、深い、浅いの２段階から中間段階を設けて、より導入空気混合部２２における均一化が図られるように多段階に設けてもよい。この場合、空気導入溝２１同市の間に設けられている配線導入用のノックアウト部分の大きさを変更するとよい。

また、導入空気混合部２２は内器ユニット２０に合わせて長方形状としているが、例えば、上方に向かうにつれて狭まる台形状として、導入空気を混合空気導出部２３に導きやすい形状としてもよい。

また、混合空気導出部２３は、分岐開閉器５に対応して設けているが、分岐開閉器複数個ごと（例えば、２個ごと、３個ごと）に混合空気導出部２３の幅を設定して一度に広い面積の母線に対して空気を導出する構造としてもよい。

また、空気導入溝２１、導入空気混合部２２、混合空気導出部２３の位置は、内器ユニット２０の背面に設けるほか、主開閉器４の背面に設けてもよい。これにより、分岐開閉器５付近に加え、主開閉器４が配置される部分についても冷却効果を奏し、分電盤１におけるより広い面積に対して均一に冷却を行うことができる。

本発明は、分電盤に利用することができる。

１ 分電盤
２ ケース
３ 本体カバー
４ 主開閉器
５ 分岐開閉器
６ 取手
２０ 内器ユニット
２０１ Ｎ母線
２０２ Ｌ１母線
２０３ Ｌ２母線
２０４ 母線固定台
２０５ 絶縁壁
２１ 空気導入溝
２２ 導入空気混合部
２３ 混合空気導出部

Claims (3)

1. 壁面に取り付けられて使用される分電盤であって、
   壁面に取り付けられる分電盤ケースの壁面側に、
   配置される空気導入溝と、
   複数の空気導入溝と連通してケース内方に凹んで形成される導入空気混合部と、
   混合空気をケース内方に導出し得るようにケース内方に連通するとともに、該導入空気混合部の周縁部に配置される混合空気導出部と、
   が形成されることを特徴とする分電盤。
2. 前記導入空気混合部は、
   分電盤のケースに収納される主開閉器の背面に配置されることを特徴とする請求項１記載の分電盤。
3. 前記混合空気導出部は、
   ケース内方に凹んで形成される導入空気混合部の隅部に分岐開閉器複数個ごとに配置されて、
   混合空気が、前記ケース内方に向けて導出されることを特徴とする請求項１記載の分電盤。
   

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