JP7073757B2

JP7073757B2 - 盤構造

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Publication number: JP7073757B2
Application number: JP2018016916A
Authority: JP
Inventors: 学野原
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2022-05-24
Anticipated expiration: 2038-02-02
Also published as: JP2019134121A

Description

本発明は、電力変換装置などの電気機器に用いられる盤の構造に関する。

図４に基づき特許文献１の盤構造を説明する。ここでは盤の箱体フレーム１内には、多段に仕切られた複数個のユニット室２が構成されている。この各ユニット室２には、電気機器などを収納した図示省略のユニットが出し入れ自在に収納される。

このユニット室２の開口部には、図４（ａ）に示すように、ヒンジ１ｄを介して制御用品取付パネル３が盤に開閉自在に取り付けられている。この制御用品取付パネル３のヒンジ１ｄと反対側には、雌ねじ孔１３ａが貫通形成されている。

この雌ねじ孔１３ａに図示省略の固定ボルトを締結することで制御用品取付パネル３を固定する。一方、前記固定ボルトの締結を解除すれば、図４（ｂ）に示すように、ヒンジ１ｄを介して制御用品取付パネル３を開くことができる。これにより盤内に簡単にアクセスでき、盤内の保守点検を容易にしている。

特開平７－８７６２８号公報

特許文献１の盤構造は、ヒンジ１ｄを用いることで盤内へのアクセスを簡単にしているものの、以下の問題が生じるおそれがあった。

（１）すなわち、盤の箱体フレーム１と制御用品取付パネル３とにヒンジ１ｄを取り付けなければならならず、その取付工程により盤の組立工程が増加し、またヒンジ１ｄのコストが上乗せされてしまう。

（２）制御用品取付パネル３は、開閉自在に取り付けられているが、開閉時の扉４や箱体フレーム１などとの衝突を回避する観点から開閉スペースを確保しなければならず、保守点検の作業時や試験時などに盤周囲のスペースを広く確保しなければならない問題が生じる。

（３）制御用品取付パネル３の両端部をヒンジ１ｄと前記固定ボルトとで固定しているものの、制御用品取付パネル３を開閉する際には前記固定ボルトを外す必要がある。その結果、制御用品取付パネル３の開閉を何度も繰り返す場合には、工程の増加により作業効率が悪化するおそれがあった。

（４）ユニット室２内の電気機器などを保守点検する際には、制御用品取付パネル３は開いた状態となるが、ヒンジ１ｄのみで制御用品取付パネル３を支えなければならない。これにより制御用品取付パネル３が不安点な状態となり、保守点検時などに作業員の頭部に制御用品取付パネル３が当たるなどの危険が生じるおそれがある。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされ、ヒンジで開閉自在な構造とすることなく、盤内へのアクセスが容易な盤構造の提供を図ることを解決課題としている。

（１）本発明は、盤に収納された電気機器の前面側に配置されたプリント基板取付ユニットと、前記プリント基板取付ユニットの上下の少なくとも一方に配置された保護カバーと、を備えた盤構造であって、
前記プリント基板取付ユニットと前記保護カバーとは、それぞれ複数のダルマ穴が形成され、該各ダルマ穴の小径穴に挿通された固定ボルトの軸部の締結により盤に固定され、
前記プリント基板取付ユニットと前記保護カバーとの固定には、同寸法の前記固定ボルトが用いられ、
前記各ダルマ穴の大径穴の内径は、前記固定ボルトの頭部の直径よりも大きく、
前記各ダルマ穴の小径穴の内径は、前記固定ボルトの頭部の直径よりも小さく、かつ前記固定ボルトの軸部の直径よりも大きく、
前記固定ボルトを緩めて前記大径穴側にずらして前記プリント基板取付ユニットおよび前記保護カバーを取り外した際、プリント基板と盤内の電気機器とを接続する配線を取り外すことなく、
前記プリント基板取付ユニットの少なくとも２カ所のダルマ穴を、前記保護カバー固定用の固定ボルトに係止可能なことを特徴としている。

（２）前記プリント基板取付ユニットの前記ダルマ穴を前記保護カバー用の前記固定ボルトに係止させた状態において、前記プリント基板に通電しながら盤内部にアクセスすることができる。

本発明によれば、ヒンジで開閉自在な構造とすることなく、盤内へのアクセスを容易にすることができる。

（ａ）は本発明の実施形態に係る盤の扉を開けた状態を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）中の各保護カバーを取り外した状態の斜視図。（ａ）は図１（ａ）の盤中央の保護カバーを取り外した部分拡大図、（ｂ）は（ａ）中のＰ部拡大図、（ｃ）は保護カバー取付器具を示す部分拡大図、（ｄ）は（ｃ）のＱ部拡大図、（ｅ）はプリント基板取付ユニットを矢印Ｘ方向に移動させた状態の部分拡大図、（ｆ）は（ｅ）の移動後に主回路部の前面が開放された状態を示す部分拡大図、（ｇ）は（ｅ）（ｆ）状態のプリント基板取付ユニットの拡大図。（ａ）はダルマ穴の拡大図、（ｂ）は固定ボルトの拡大図。（ａ）は特許文献１の盤構造を示す部分斜視図、（ｂ）は（ａ）の制御用品取付パネルを開けた状態を示す部分斜視図。

以下、本発明の実施形態に係る盤構造を説明する。この盤構造は、盤内に収納された電気機器へのアクセスを容易にし、保守点検作業や試験時などの労力軽減を図っている。

≪構成例≫
図１～図３に基づき前記盤構造を説明する。図１（ａ）（ｂ）中の１０は、電力変換装置などの電気機器を収納する盤を示し、筺体（箱型フレーム）１１内に設けられた複数の収納室１２と、筺体１１に開閉自在に取り付けられた扉１３と、扉１３を開けたときに収納室１２内の電気機器の活電部に手が触れることを防止する上下の保護カバー１４ａ，１４ｂおよび両保護カバー１４ａ，１４ｂ間の保護カバー１５と、図示省略の制御回路・状態表示回路やチャージャランプ・光通信ランプなどが実装されたプリント基板１６と、プリント基板１６を筺体１１に取り付けるプリント基板取付ユニット１９と、を備えている。

ここでは保護カバー１５越しにプリント基板１６に実装されたチャージャランプや光通信ランプなどの確認およびプリント基板１６のフロントメンテナンスを図るため、図１（ｂ）に示すように、プリント基板１６は筺体１１内の前面側に設置されている。また、プリント基板１６の前面側、即ち筺体１１の中央部に配置される保護カバー１５を透明体で構成し、あるいは図示省略のランプ確認用の孔を加工するなどして、プリント基板１６上の前記各ランプ表示の確認を可能にしている。

このときプリント基板１６は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、筺体１１内の主要回路部１７（図２（ｆ）参照）とプリント基板配線１８により接続されている。また、前記プリント基板取付ユニット１９を盤前面側に配置することで盤の小型化と部品配置の効率性との両立を図っている。

このプリント基板取付ユニット１９は、図２（ｇ）に示すように、底板１９ａの前面側にプリント基板１６がねじ止めなどの手段により固定され、底板１９ａの四隅にはねじ取付孔としてのダルマ穴２０が貫通形成されている。このプリント基板取付ユニット１９は、図２（ｂ）に示すように、固定ボルト（固定ねじ）２２を用いて筺体１１内の取付プレート２３（図２（ｆ）参照）に固定されている。

このダルマ穴２０は、図３（ａ）に示すように、大径穴（脱着穴）２０ａと小径穴（締付穴）２０ｂとを有し、両穴２０ａ，２０ｂが連続形成されている。この大径穴２０ａの内径Ｒ１は、図３（ｂ）に示す固定ボルト２２の頭部２２ａの直径ｒ１よりも大きく設定されている。一方、小径穴２０ｂの内径Ｒ２は、固定ボルト２２の頭部２２ａの直径ｒ１よりも小さく、かつ固定ボルト２２の軸部２２ｂの直径ｒ２よりも大きく設定されている。なお、図面中では省略されているが、保護カバー１４ｂの四隅にもプリント基板取付ユニット１９と同様にねじ取付孔としてのダルマ穴２０が形成されている。

また、取付プレート２３は、支持部２３ａを介して筺体１１のサイドフレーム１ａに支持固定されている。なお、図２（ｆ）中では、一方側のサイドフレーム１ａの取付プレート２３のみが表されているが、他方側のサイドフレーム１ａにも同様に取付プレート２３が設けられている。

この各取付プレート２３には、上下一対の雌ねじ孔（図示省略）がそれぞれ形成されている。ここでは両取付プレート２３の前記各雌ねじ孔は、プリント基板取付ユニット１９の各ダルマ穴２０に応じた位置に形成されている。したがって、プリント基板取付ユニット１９は、各小径穴２０ｂに挿通された固定ボルト２２の軸部（雄ねじ部）２２ｂを取付プレート２３の雌ねじ孔に締結することで筺体１１に固定される。

この各取付プレート２３の固定位置の下側には、図２（ｃ）（ｄ）に示すように、保護カバー取付器具２４がねじ止めなどの手段によりサイドフレーム１ａに固定されている。なお、図２（ｃ）（ｄ）中では省略されているが、各サイドフレーム１ａの下端部にも同様に保護カバー取付器具２４が固定されている。したがって、保護カバー１４ｂの四隅に応じた位置に合計４個の保護カバー取付器具２４が配置固定されている。

この各保護カバー取付器具２４には、それぞれ上下一対の雌ねじ孔が形成され、上側の前記雌ねじ孔には保護カバー１５のねじ取付孔（図示省略）に挿通された固定ボルト２２の軸部（雄ねじ部）２２ｂが締結される。一方、下側の前記雌ねじ孔には、保護カバー１４ｂの小径穴２０ｂに挿通された固定ボルト２２の軸部（雄ねじ部）２２ｂが締結されている。これにより保護カバー１４ｂが筺体１１に固定される。

このときプリント基板取付ユニット１９と保護カバー１４ｂとの固定には、同寸法の固定ボルト２２（頭部２２ａの直径ｒ１および軸部２２ｂの直径ｒ２が同寸法の固定ボルト２２）が使用される。なお、保護カバー１４ａ，１５のねじ取付孔は、ダルマ穴２０でなくてもよい。

≪盤内へのアクセス手順≫
以下、保守点検の作業時や試験時などにおける盤内の主要回路部１７へのアクセス手順を説明する。ここで保守・点検や試験時などに盤内部の主要回路部１７にアクセスする際には、盤前面側の保護カバー１５内に配置固定されたプリント基板取付ユニット１９を取り外さなければならない。

このプリント基板取付ユニット１９を取り外す際には、まず扉１３を開けた状態で盤中央部の保護カバー１５を固定する固定ボルト２２の締結を解除し、保護カバー１５を盤１０から取り外す。これによりプリント基板取付ユニット１９の取外作業が可能となる。

つぎに保護カバー１４ｂを固定する各固定ボルト２２を緩めた後に保護カバー１４を持ち上げて各固定ボルト２２の軸部２２ｂを大径穴２０ａ側にずらし、その後に各固定ボルト２２の頭部２２ａを大径穴２０ａから抜脱して該保護カバー１４を盤１０から取り外す。

同様にプリント基板取付ユニット１９を固定する各固定ボルト２２を緩めた後にプリント基板取付ユニット１９を持ち上げて各固定ボルト２２の軸部２２ｂを大径穴２０ａ側にずらし、その後に各固定ボルト２２の頭部２２ａを大径穴２２ａから抜脱してプリント基板取付ユニット１９を盤１０から取り外す。

このとき保護カバー１４ｂを固定していた固定ボルト２２は、図２（ｃ）（ｄ）に示すように、保護カバー取付器具２４に残存する。この残存する左右の固定ボルト２２間の距離は、プリント基板取付ユニット１９のダルマ穴２０の幅方向の距離Ｌ１（図２（ｇ）参照）と同等に設定されている。

したがって、プリント基板取付ユニット１９を図２（ｅ）中の矢印Ｘ方向（手前方向）に移動させて、図２（ｆ）に示すように、保護カバー取付器具２４に残存する左右の固定ボルト２２（保護カバー１４ｂの固定用）にプリント基板取付ユニット１９の上側２カ所のダルマ穴２０を引っ掛けることができる。

すなわち、図２（ｇ）に示すように、プリント基板配線１８を取り外すことなく、固定ボルト２２の頭部２２ａを大径穴２０ａに挿通した後に軸部２２ｂを小径穴２２ｂの内周縁に係止させることでプリント基板取付ユニット１９を移動させて仮置きすることができる。

このようなプリント基板取付ユニット１９の移動の結果、図２（ｆ）に示すように、盤中央の収納室１２前方が開放されて開口部ができ、盤内の主要回路部１７にアクセスすることが可能となる。ここではプリント基板１６と主要回路部１７とをコネクタなどを介して接続するプリント基板配線１８の配線長は、両者１６，１７のどちらの位置でも取付（接続）となるように余裕を持って設計されている。

その結果、プリント基板配線１８を取り外すことなく、プリント基板取付ユニット１９を移動させて仮置きでき、この点でプリント基板１６に通電させながら盤内の主要回路部１７にアクセスする試験が可能となり、試験の作業性が向上する。また、盤１０によれば、特許文献１の発明と比較して、以下の効果を得ることができる。

（１）すなわち、プリント基板取付ユニット１９の取付には、ダルマ穴２０に固定ボルト２２の軸部を挿通して締結すればよい。したがって、特許文献１のようにヒンジを使用する必要は無く、ヒンジを使用した場合よりも組立工数やコストを抑制することができる。

（２）プリント基板取付ユニット１９は、特許文献１のようにヒンジを介して開閉させる必要が無く、プリント基板取付ユニット１９の開閉スペースを要しない。この点で盤周囲のスペースが狭くても試験や保守点検などの作業が可能となる。

（３）プリント基板取付ユニット１９は、仮置き時に左右の保護カバー取付器具２４のダルマ穴２０に引っ掛けられているため、左右の二点で固定され、安定性がよい。したがって、プリント基板取付ユニット１９の脱落などの危険性が無く、作業の安全性が向上する。

（４）プリント基板取付ユニット１９および保護カバー１４ｂには、ねじ取付孔としてダルマ穴２０が形成され、その取外しの際には固定ボルト２２を緩めればよい。すなわち、保護カバー１４ｂの取外し後にプリント基板取付ユニット１９を移動させて固定ボルト２２に引っ掛けて仮置きする以外の作業は発生しなく、作業性もよい。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載された範囲内で変形して実施することができる。例えばプリント基板取付ユニット１９と保護カバー１４ｂとが同寸法（上下方向の長さおよび横方向の長さが同寸法）であれば、保護カバー１４ｂの取外し後の固定ボルト２２にプリント基板取付ユニット１９の４カ所のダルマ穴２０を引っ掛けて仮置きすることができる。

また、保護カバー１４ａのねじ取付孔をダルマ穴２０とすれば、保護カバー１４ａの取外し後の固定ボルト２２にプリント基板取付ユニット１９を仮置きすることができる。この点で保護カバー１４ａ，１４ｂの一方を取り外せば、プリント基板取付ユニットの仮置きが可能となる。

１０…盤
１６…プリント基板
１７…主要回路部
１８…プリン基板配線
１９…プリント基板取付ユニット
１４ａ，１４ｂ，１５…保護カバー
２０…ダルマ穴
２０ａ…大径穴
２０ｂ…小径穴
２２…固定ボルト
２２ａ…頭部
２２ｂ…軸部

Claims

盤に収納された電気機器の前面側に配置されたプリント基板取付ユニットと、前記プリント基板取付ユニットの上下の少なくとも一方に配置された保護カバーと、を備えた盤構造であって、
前記プリント基板取付ユニットと前記保護カバーとは、それぞれ複数のダルマ穴が形成され、該各ダルマ穴の小径穴に挿通された固定ボルトの軸部の締結により盤に固定され、
前記プリント基板取付ユニットと前記保護カバーとの固定には、同寸法の前記固定ボルトが用いられ、
前記各ダルマ穴の大径穴の内径は、前記固定ボルトの頭部の直径よりも大きく、
前記各ダルマ穴の小径穴の内径は、前記固定ボルトの頭部の直径よりも小さく、かつ前記固定ボルトの軸部の直径よりも大きく、
前記固定ボルトを緩めて前記大径穴側にずらして前記プリント基板取付ユニットおよび前記保護カバーを取り外した際、プリント基板と盤内の電気機器とを接続する配線を取り外すことなく、
前記プリント基板取付ユニットの少なくとも２カ所のダルマ穴を、前記保護カバー固定用の固定ボルトに係止可能であり、
前記プリント基板取付ユニットの前記ダルマ穴を前記保護カバー用の前記固定ボルトに係止させた状態において、
前記プリント基板に通電しながら盤内部にアクセス可能なことを特徴とする盤構造。