(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形状の１枚の金属板が長手方向に沿って２回折り曲げられることによって１つの板状の第１基部および互いに対向した２つの板状の第１側部が形成されて、前記２つの第１側部のうちの一方のみの第１側部の長手方向の途中に切り欠きが形成された第１柱体と、
長方形状の１枚の金属板が長手方向に沿って２回折り曲げられることによって１つの板状の第２基部および互いに対向した２つの板状の第２側部が形成されて、前記第２基部の折り曲げ内側の面が前記第１基部の折り曲げ内側の面と同一の方向を向いて前記第１基部の折り曲げ内側の面と同一平面を形成するように前記第１柱体の前記切り欠きに隣接して前記第１柱体に垂直に配置された第２柱体と、
前記切り欠きを挿通して前記第２基部の折り曲げ内側の面上から前記第１基部の折り曲げ内側の面上まで広がって、前記第１基部と前記第２基部とに重なって配置された板状の連結基部を有する連結部材と、
前記連結基部および前記第１基部を挿通して、前記連結基部と前記第１基部とを締結した第１締結具と、
前記連結基部および前記第２基部を挿通して、前記連結基部と前記第２基部とを締結した第２締結具と、
を具備し、
前記第１基部と前記第１側部とのなす角または前記第２基部と前記第２側部とのなす角が鋭角であることを特徴とする電気機器の筐体フレーム。
【請求項２】
前記連結部材は、１枚の金属板が少なくとも１回折り曲げられることによって少なくとも１つの板状の連結側部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気機器の筐体フレーム。
【請求項３】
前記第２側部および前記連結側部を挿通して、前記第２側部と前記連結側部とを締結した第３締結具を具備したことを特徴とする請求項２に記載の電気機器の筐体フレーム。
【請求項４】
前記第１締結具、前記第２締結具および前記第３締結具は、リベットであることを特徴とする請求項３に記載の電気機器の筐体フレーム。
【請求項５】
前記第１締結具、前記第２締結具および前記第３締結具は、ボルトおよびナットであることを特徴とする請求項３に記載の電気機器の筐体フレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器の筐体のフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置等の電気機器は、筐体の内部に半導体素子、コンデンサ、および、接続導体等を収納している。この筐体は、複数本の柱体によって骨格となるフレームが形成され、複数枚のパネルによって外表面が形成されている（例えば、特許文献１を参照。）。一般的に、この柱体は、断面Ｌ字状の鋼板からなる等辺山形鋼（いわゆる）によって構成されていて、フレームは、複数の等辺山形鋼を溶接することによって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８４９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の筐体フレームに用いられる等辺山形鋼は、寸法・形状等が規格化されている。そのため、任意の寸法・形状の電気機器の筐体フレームを得るためには、多大な費用、労力が必要となる。また、従来の筐体フレームは、複数の等辺山形鋼（いわゆるＬ形鋼材）を溶接することによって形成されているため、寸法精度の高い筐体フレームを得るためには、作業者に高い技量が求められる。
【０００５】
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、低コストで任意の寸法・形状の電気機器の筐体フレームを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明に係る電気機器の筐体フレームは、長方形状の１枚の金属板が長手方向に沿って２回折り曲げられることによって１つの板状の第１基部および互いに対向した２つの板状の第１側部が形成されて、前記２つの第１側部のうちの一方のみの第１側部の長手方向の途中に切り欠きが形成された第１柱体と、長方形状の１枚の金属板が長手方向に沿って２回折り曲げられることによって１つの板状の第２基部および互いに対向した２つの板状の第２側部が形成されて、前記第２基部の折り曲げ内側の面が前記第１基部の折り曲げ内側の面と同一の方向を向いて前記第１基部の折り曲げ内側の面と同一平面を形成するように前記第１柱体の前記切り欠きに隣接して前記第１柱体に垂直に配置された第２柱体と、前記切り欠きを挿通して前記第２基部の折り曲げ内側の面上から前記第１基部の折り曲げ内側の面上まで広がって、前記第１基部と前記第２基部とに重なって配置された板状の連結基部を有する連結部材と、前記連結基部および前記第１基部を挿通して、前記連結基部と前記第１基部とを締結した第１締結具と、前記連結基部および前記第２基部を挿通して、前記連結基部と前記第２基部とを締結した第２締結具と、を具備し、前記第１基部と前記第１側部とのなす角または前記第２基部と前記第２側部とのなす角が鋭角であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低コストで任意の寸法・形状の電気機器の筐体フレームを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る筐体フレームを用いた電気機器の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る筐体フレームの斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る筐体フレームにおける第１柱体の斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る筐体フレームにおける第２柱体の斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る筐体フレームにおける連結部材の斜視図である。
【図６】図２の点線で囲まれた部分の拡大図であって、第１柱体と第２柱体との連結部分を筐体フレームの内部から見た斜視図である。
【図７】図２の点線で囲まれた部分の拡大図であって、第１柱体と第２柱体との連結部分を筐体フレームの外部から見た立面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る筐体フレームを説明するための図であって、第１柱体と第２柱体との連結部分を筐体フレームの内部から見た斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る筐体フレームにおける第１柱体の横断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る筐体フレームを説明するための図であって、第１柱体と第２柱体との連結部分を筐体フレームの内部から見た立面図である。
【図１１】従来の筐体フレームの等辺山形鋼の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る電気機器の筐体フレームについて説明する。
【００１０】
まず、第１の実施形態に係る筐体の概要について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る筐体フレームを用いた電気機器の斜視図である。図２は、本実施形態に係る筐体フレームの斜視図である。
【００１１】
本実施形態に係る筐体フレーム１が用いられる電気機器５０は、例えば電力変換装置である。電気機器５０の筐体５１の内部には、半導体素子、コンデンサ、および、接続導体等（図示しない。）が収納されている。
【００１２】
筐体５１は、例えば直方体に形成されている。筐体５１の骨格は、筐体フレーム１により形成されて、筐体５１の外表面は、パネル５２により形成されている。筐体５１の正面には、開閉扉５３が設けられていて、開閉扉５３には、筐体５１の内部の温度上昇を抑制するために、例えば複数の通気用スリット５４が形成されている。
【００１３】
次に、本実施形態に係る筐体フレームの構造について、図３ないし図７を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る筐体フレームにおける第１柱体の斜視図である。図４は、本実施形態に係る筐体フレームにおける第２柱体の斜視図である。図５は、本実施形態に係る筐体フレームにおける連結部材の斜視図である。図６は、図２の点線で囲まれた部分の拡大図であって、第１柱体と第２柱体との連結部分を筐体フレームの内部から見た斜視図である。図７は、図２の点線で囲まれた部分の拡大図であって、第１柱体と第２柱体との連結部分を筐体フレームの外部から見た立面図である。
【００１４】
筐体フレーム１は、主に、鉛直方向に延びた複数の柱体と水平方向に延びた複数の柱体とが連結されてなる。これらの複数の柱体のそれぞれは、長方形状の１枚の金属板が長手方向に沿って垂直に２回折り曲げられて形成されている。
【００１５】
ここで、図２の点線で囲まれた部分を例にして、複数の柱体の連結構造について説明する。この連結構造は、鉛直方向に延びた柱体（以下、「第１柱体」という。）１０、垂直方向に延びた柱体（以下、「第２柱体」という。）２０、連結部材３０、および、締結具３６，３７，３８によって実現される。
【００１６】
第１柱体１０は、金属板が長手方向に沿って垂直に２回折り曲げられることによって、１つの板状の第１基部１１、および、互いに対向した２つの板状の第１側部１２ａ，１２ｂが形成されている。第１側部１２ａの中間部には、切り欠き１３が形成されて、切り欠き１３付近の第１基部１１には、締結孔１４が形成されている。また、第１柱体１０の所定位置には、パネル１０２をリベット止め、あるいは、ねじ止めするための、リベット穴、あるいは、ねじ穴（図示しない。）が形成されている。
【００１７】
なお、第１柱体１０は、１枚の金属板の所定の位置に切り欠き１３やリベット穴等を形成した後、２回折り曲げることによって形成されている。
【００１８】
一方、第２柱体２０は、第１柱体１０と同様に、１つの板状の第２基部２１、および、互いに対向した２つの板状の第２側部２２ａ，２２ｂが形成されている。第２基部２１の端部および第２側部２２ａ，２２ｂの端部には、それぞれ締結孔２４が形成されている。また、第２柱体２０の所定位置には、パネル５２をリベット止め、あるいは、ねじ止めするための、リベット穴、あるいは、ねじ穴（図示しない。）が形成されている。
【００１９】
なお、第２柱体２０は、１枚の金属板の所定の位置にリベット穴等を形成した後、２回折り曲げることによって形成されている。
【００２０】
連結部材３０は、１枚の金属板が垂直に２回折り曲げられることによって、１つの板状の連結基部３１、および、互いに対向した２つの板状の連結側部３２ａ，３２ｂが形成されている。２つの連結側部３２ａ，３２ｂの外面同士の距離は、２つの第２側部２２ａ，２２ｂの内面同士の距離と略同一に形成されている。連結基部３１および連結側部３２ａ，３２ｂには、第１柱体１０の締結孔１４および第２柱体２０の締結孔２４に対応する位置に、複数の締結孔３４が形成されている。
【００２１】
第２柱体２０は、一端が第１側部１２ａの切り欠き１３に臨むように、鉛直に配置された第１柱体１０に対して垂直に配置されている（すなわち、水平に配置されている）。このとき、第２基部２１の折り曲げ側の面２６は、第１基部１１の折り曲げ側の面１６と同一の方向を向いていて、第１基部の折り曲げ側の面１６と同一平面を形成している。ここで、「第１基部１１の折り曲げ側の面１６」とは、第１基部１１の第１側部１２ａ，１２ｂが折り曲げられた側の面を指す。同様に、「第２基部２１の折り曲げ側の面２６」とは、第２基部２１の第２側部２２ａ，２２ｂが折り曲げられた側の面を指す。
【００２２】
連結部材３０は、第２柱体の一端から切り欠き１３を挿通して第１柱体の中間部まで延びるように配置されている。このとき、連結基部３１は、第２基部２１の折り曲げ側の面２６上から第１基部１１の折り曲げ側の面１６上まで広がっていて、第１基部１１の折り曲げ側の面１６と第２基部２１の折り曲げ側の面２６とに重なっている。
【００２３】
連結基部３１と第１基部１１とは、連結基部３１の締結孔３４および第１基部１１の締結孔１４を挿通した第１締結具３６によって締結されている。また、連結基部３１と第２基部２１とは、連結基部３１の締結孔３４および第２基部２１の締結孔２４を挿通した第２締結具３７によって締結されている。さらに、連結側部３２ａ，３２ｂと第２側部２２ａ，２２ｂとは、連結側部３２ａ，３２ｂの締結孔３４および第２側部２２ａ，２２ｂの締結孔２４を挿通した第３締結具３８によって締結されている。すなわち、第１柱体１０と第２柱体２０とは、連結部材３０を介して連結されている。なお、第１締結具３６、第２締結具３７、および、第３締結具３８は、例えばリベットである。
【００２４】
本実施形態に係る筐体フレームによって得られる効果について説明する。
【００２５】
上述したとおり、従来の筐体フレームに用いられる等辺山形鋼は、例えばホットストリップミルやコールドストリップミル等によって得られ、寸法・形状等が規格化されている。そのため、任意の寸法・形状の筐体フレームを得るためには、多大な費用、労力が必要となる。一方、本実施形態に係る筐体フレーム１によれば、１枚の金属板を折り曲げて得られた柱体を用いるため、任意の寸法・形状の筐体フレームを低コストで容易に得ることができる。また、従来の筐体フレームの設計図を援用でき、従来の筐体フレームから本実施形態に係る筐体フレームへの取替えも容易である。
【００２６】
また、従来の筐体フレームでは、柱体同士を溶接によって連結していたため、作業者に高い技量が求められ、作業に長時間掛かっていた。一方、本実施形態に係る筐体フレーム１では、第１柱体１０と第２柱体とを締結具３０を用いて連結している。そのため、作業者に高い技量が求められず、筐体フレーム１を容易に寸法精度良く製造でき、作業時間を短縮できる。その結果、量産性も向上できる。
【００２７】
さらに、従来の筐体フレームに用いられる等辺山形鋼１００は、規格化されていて、図１１に示すように、角部分の内側に肉厚部１０１が成型されている。そのため、本実施形態のように、連結部材３０を用いて等辺山形鋼１００同士を連結する場合、この肉厚部１０１を避けて連結部材３０および締結具３６，３７，３８を配置しなければならない。一方、本実施形態に係る筐体フレーム１に用いる柱体は、１枚の金属板を折り曲げて得られるため、上述したような肉厚部１０１が形成されないため、設計の自由度が増大する。
【００２８】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る電気機器の筐体フレームについて説明する。図８は、本実施形態に係る筐体フレームにおける連結部材の斜視図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であるため、重複部分には同一符号を付して、その部分の構成の説明を省略する。
【００２９】
筐体フレーム１は、主に、鉛直方向に延びた複数の柱体と水平方向に延びた複数の柱体とが連結されてなる。これらの複数の柱体のそれぞれは、長方形状の１枚の金属板が長手方向に沿って垂直に１回折り曲げられて、断面Ｌ字形状に形成されている。
【００３０】
第１柱体１０は、金属板が長手方向に沿って垂直に１回折り曲げられることによって、第１基部１１および第１側部１２を有し、第２柱体２０は、第２基部２１および第２側部２２を有している。
【００３１】
また、連結部材３０は、１枚の金属板が垂直に１回折り曲げられて、断面Ｌ字形状に形成されている。連結部材３０は、連結基部３１および連結側部３２を有している。
【００３２】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係る電気機器の筐体フレームについて説明する。図９は、本発明の第３実施形態に係る筐体フレームにおける第１柱体の横断面図である。図１０は、本発明の第３の実施形態に係る筐体フレームを説明するための図であって、第１柱体と第２柱体との連結部分を筐体フレームの内部から見た立面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であるため、重複部分には同一符号を付して、その部分の構成の説明を省略する。
【００３４】
本実施形態においては、第１柱体１０は、図９に示したように、第１基部１１と第１側部１２ａ，１２ｂとのなす角θが鋭角（例えば７５°）になるように形成されている。
【００３５】
第１側部１２ｂには、図１０に示したように、２つのスリット１８ａ，１８ｂが形成されている。第１柱体１０と第２柱体２０との連結状態においては、スリット１８ａ，１８ｂには、それぞれ連結部材３０の連結側部３２ａ，３２ｂの一端が挿入されている。
【００３６】
本実施形態によれば、第１の実施形態に比べて、第１柱体１０の剛性が上がり、筐体フレームの強度が向上する。
【００３７】
［他の実施形態］
第１の実施形態において、第１締結具３６、第２締結具３７、および、第３締結具３８は、リベットに限られず、ボルトおよびナットであっても良い。また、第１の実施形態の柱体および第２の実施形態の柱体の両方を用いて１つの筐体フレームを形成しても良い。
【００３８】
また、第３の実施形態においては、第１柱体１０についてのみ、第１基部１１と第１側部１２ａ，１２ｂとのなす角θが鋭角に形成されているが、第２柱体２０および連結部材３０についても、第２基部２１と第２側部２２ａ，２２ｂとのなす角θも鋭角に形成されていても良い。
【００３９】
さらに、第３の実施形態においては、第１基部１１と第１側部１２ａとのなす角θと第１基部１１と第１側部１２ｂとのなす角θが同一角であるが、異なった角度でも良い。例えば、第１基部１１と第１側部１２ａとのなす角が７５°で、第１基部１１と第１側部１２ｂとのなす角が９０°でも良い。この場合には、スリット１８ａ，１８ｂは不要となる。
【符号の説明】
【００４０】
１…筐体フレーム、１０…第１柱体、１１…第１基部、１２…第１側部、１３…切り欠き、１４…締結孔、１６…第１基部の折り曲げ側の面、１８…スリット、２０…第２柱体、２１…第２基部、２２…第２側部、２４…締結孔、２６…第２基部の折り曲げ側の面、３０…連結部材、３１…連結基部、３２…連結側部、３４…締結孔、３６…第１締結具、３７…第２締結具、３８…第３締結具、５０…電気機器、５１…筐体、５２…パネル、５３…開閉扉、５４…通気用スリット、１００…従来の筐体フレームに用いられる等辺山形鋼、１０１…肉厚部
【図１】
0005490476.tif 000002
【図２】
0005490476.tif 000003
【図３】
0005490476.tif 000004
【図４】
0005490476.tif 000005
【図５】
0005490476.tif 000006
【図６】
0005490476.tif 000007
【図７】
0005490476.tif 000008
【図８】
0005490476.tif 000009
【図９】
0005490476.tif 000010
【図１０】
0005490476.tif 000011
【図１１】
0005490476.tif 000012