(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器を収容する筐体と、
前記筐体の一面に形成された第１通気口を少なくとも前記一面の法線方向で覆うカバー部材と、
前記一面と前記カバー部材との間に形成された第２通気口を開放及び閉塞する開閉部材と、
前記第１通気口の周縁部に設けられるとともに前記開閉部材を支持する回転支持部と、
を備え、
前記開閉部材は、開放する状態と閉塞する状態との間で前記回転支持部を回転中心として前記回転支持部の周りを回転する
防爆構造。
【請求項２】
前記第２通気口を閉塞する状態での前記開閉部材の回転を規制する回転規制部材を備える
請求項１に記載の防爆構造。
【請求項３】
前記第２通気口を開放する状態での前記開閉部材の回転による前記筐体の内部への進入を規制する進入規制部材を備える
請求項１又は請求項２に記載の防爆構造。
【請求項４】
複数の前記開閉部材として、
前記周縁部のうち鉛直方向上部に接続された第１開閉部材と、
前記周縁部のうち前記鉛直方向上部以外に接続されるとともに、前記第２通気口を開放する状態で少なくとも一部が前記法線方向に前記第１開閉部材よりも前記一面側で前記第１開閉部材と重なる少なくとも１つの第２開閉部材と、
を備える
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の防爆構造。
【請求項５】
前記複数の前記開閉部材として、
前記周縁部のうち鉛直方向下部に接続されるとともに、前記第２通気口を開放する状態で少なくとも一部が前記法線方向に前記第２開閉部材よりも前記一面側で前記第２開閉部材と重なる第３開閉部材を備える
請求項４に記載の防爆構造。
【請求項６】
前記開閉部材は、
前記筐体の内部の所定圧力により塑性変形する塑性変形部を備え、
前記塑性変形部の塑性変形によって前記第２通気口を閉塞する
請求項１に記載の防爆構造。
【請求項７】
前記第２通気口を複数有し、
前記開閉部材によって前記第２通気口を開放する状態において、前記第１通気口の開口面積と複数の前記第２通気口の全体での開口面積とは同一である
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の防爆構造。
【請求項８】
前記第２通気口のうち鉛直方向上方の開口面積は少なくとも鉛直方向下方の開口面積よりも小さい
請求項７に記載の防爆構造。
【請求項９】
前記第２通気口のうち鉛直方向上方の開口の少なくとも一部を覆う上方カバー部材を備える
請求項８に記載の防爆構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防爆構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力変換装置を収納する収納盤の扉に形成された開口部を覆うフィルターの取付構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、筐体の表面のうち相互の法線方向が直交する２つの表面の各々に開口部が形成された装置が開示されている（例えば、特許文献２又は特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２０１６−１１１９１５号公報
【特許文献２】日本国特開２０１７−１０８５６３号公報
【特許文献３】日本国特開２０１７−１３３８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術に係る各装置のように電子部品を収容する筐体では、筐体内部のアーク放電などに起因した内部圧力の上昇により高圧ガス又は内部部品などが筐体の通気口から外部に噴出又は飛散することを抑制することが望まれている。【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、内部圧力の上昇に起因する外部へのガスの噴出又は部品の飛散を抑制することが可能な電子機器の防爆構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の電子機器の防爆構造は、筐体と、カバー部材と、開閉部材と、回転支持部と、を備える。筐体は電子部品を収容する。カバー部材は、筐体の一面に形成された第１通気口を少なくとも一面の法線方向で覆う。開閉部材は、一面とカバー部材との間に形成された第２通気口を開閉する。回転支持部は、第１通気口の周縁部に設けられるとともに開閉部材を支持する。開閉部材は、開放する状態と閉塞する状態との間で回転支持部を回転中心として回転支持部の周りを回転する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の防爆構造の斜視図。
【図２】実施形態の防爆構造の分解斜視図。
【図３】実施形態の防爆構造の斜視図であり、（ａ）〜（ｄ）は、状態の変化を示す。
【図４】実施形態の防爆構造の断面図であり、（ａ），（ｂ）は状態の変化を示す。
【図５】実施形態の第１変形例での防爆構造の分解斜視図。
【図６】実施形態の第２変形例での防爆構造の分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の防爆構造について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態の防爆構造１０の斜視図である。図２は、実施形態の防爆構造１０の分解斜視図である。
なお、以下において、３次元空間で互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向は、各軸に平行な方向である。例えば、防爆構造１０を備える電気設備の前後方向は、Ｘ軸方向と平行である。Ｘ軸方向の正方向は、電気設備の後部から前部に向かう方向である。電気設備の左右方向は、Ｙ軸方向と平行である。Ｙ軸方向の正方向は、電気設備の右側から左側に向かう方向である。電気設備の上下方向及び鉛直方向は、Ｚ軸方向と平行である。Ｚ軸方向の正方向は、電気設備の下部から上部に向かう方向である。
【０００９】
図１及び図２に示すように、実施形態の防爆構造１０は、電気設備等に備えられる各種の盤１に設けられている。盤１は、例えば電力変換装置、電源装置及びモータ駆動装置等を構成する配電盤、分電盤及び制御盤等である。
防爆構造１０は、電気機器３を収容する筐体１１と、筐体１１の前部２１に形成された第１通気口２３を覆うカバー部材１３と、第１通気口２３の周縁部２５に設けられた複数の開閉部材１５と、第１通気口２３を閉塞するフィルター１７及び固定パネル１９と、を備える。
【００１０】
筐体１１は、各種の電気機器３を内部に収容する。各種の電気機器３は、例えば変圧器、開閉器、遮断器、計測機器及び制御装置等を備える。
筐体１１の前部２１に形成された第１通気口２３は、例えばＸ軸方向に電気機器３に対向して臨むように貫通されている。第１通気口２３は、Ｘ軸方向からみて例えば矩形の開口である。
【００１１】
カバー部材１３の外形は、例えば矩形箱型に形成されている。カバー部材１３は、筐体１１の外部で前部２１に固定されている。カバー部材１３は、筐体１１の外部から第１通気口２３を覆う。カバー部材１３は、例えば、遮蔽部３１と、遮蔽部３１の周縁から屈曲延出された支持部３３と、を備える。
【００１２】
遮蔽部３１の外形は、例えば第１通気口２３の形状に対応した矩形板状に形成されている。遮蔽部３１の大きさは、例えば第１通気口２３の開口面積よりも大きく形成されている。
遮蔽部３１は、少なくとも前部２１の表面２１Ａの法線方向Ｎで第１通気口２３を覆う。法線方向Ｎは、例えばＸ軸方向正方向である。遮蔽部３１は、法線方向Ｎに前部２１の表面２１Ａから所定距離の位置に配置されている。遮蔽部３１の少なくとも一部は、法線方向Ｎから見て第１通気口２３の全域に重なっている。
【００１３】
支持部３３の外形は、遮蔽部３１の形状に対応するように、例えば矩形筒状に形成されている。支持部３３は、遮蔽部３１と一体に形成されている。支持部３３は、前部２１の表面２１Ａのうち第１通気口２３の周縁部２５に固定されている。
支持部３３には、表面２１Ａの法線方向Ｎの直交方向で貫通する複数の第２通気口３５が形成されている。複数の第２通気口３５は、例えばＹ軸方向及びＺ軸方向の各々で支持部３３を貫通する各２つ（つまり合計４つ）の第２通気口３５である。例えば、複数の第２通気口３５の全体での開口面積と、第１通気口２３の開口面積とは、所定範囲以内で同一である。
【００１４】
第１通気口２３の周縁部２５に設けられた複数の開閉部材１５の各々の外形は、例えば矩形板状に形成されている。各開閉部材１５の大きさは、例えば各第２通気口３５の開口面積よりも大きく形成されている。複数の開閉部材１５は、例えば４つの第２通気口３５に対応する４つの開閉部材１５である。４つの開閉部材１５は、例えば、第１開閉部材１５ａ、第２開閉部材１５ｂ、第３開閉部材１５ｃ及び第４開閉部材１５ｄである。
【００１５】
第１開閉部材１５ａは、Ｚ軸方向の正方向側で周縁部２５のうち鉛直方向上部２５ａに接続されている。第２開閉部材１５ｂは、Ｙ軸方向の正方向側で周縁部２５のうち左方部２５ｂに接続されている。第３開閉部材１５ｃは、Ｙ軸方向の負方向側で周縁部２５のうち右方部２５ｃに接続されている。第４開閉部材１５ｄは、Ｚ軸方向の負方向側で周縁部２５のうち鉛直方向下部２５ｄに接続されている。
【００１６】
各開閉部材１５は、前部２１の表面２１Ａのうち第１通気口２３の周縁部２５に接続された各２つの回転支持部４１を備える。これら各２つの回転支持部４１を介し、筐体１１の前部２１に各開閉部材１５が支持される。
例えば、Ｚ軸方向の正方向側及び負方向側に配置される第１開閉部材１５ａ及び第４開閉部材１５ｄの各々に対して、各２つの回転支持部４１は、Ｙ軸方向に所定間隔をあけて配置されている。例えば、Ｙ軸方向の正方向側及び負方向側に配置される第２開閉部材１５ｂ及び第３開閉部材１５ｃの各々に対して、各２つの回転支持部４１は、Ｚ軸方向に所定間隔をあけて配置されている。
【００１７】
各開閉部材１５は、各２つの回転支持部４１を回転中心として、各２つの回転支持部４１回りに回転する。各回転支持部４１は、例えば各開閉部材１５と周縁部２５とを接続する蝶番などである。各開閉部材１５は、各２つの回転支持部４１回りの回転によって、各第２通気口３５を開放及び閉塞する。
【００１８】
各２つの回転支持部４１は前部２１の表面２１Ａに接続されているので、各第２通気口３５を開放する状態の各開閉部材１５は、各２つの回転支持部４１の周りの回転時に周縁部２５に接触する。これにより、第１通気口２３から筐体１１の内部への進入が禁止されている。つまり、第１通気口２３の周縁部２５のうち、Ｘ方向で各開閉部材１５と重なる最内周縁部８０は、各開閉部材１５における筐体１１の内部への進入を規制する進入規制部材としての役割を有する。
例えば、各第２通気口３５及び第１通気口２３を介して筐体１１の外部から内部へと空気等が流入する場合、各開閉部材１５は筐体１１の内部へは進入せずに、第１通気口２３の一部を塞ぐように周縁部２５の最内周縁部８０に接触する。
【００１９】
図３は、実施形態の防爆構造１０の斜視図であり、（ａ）〜（ｄ）は状態の変化を示す。図４は、実施形態の防爆構造１０の断面図であり、（ａ），（ｂ）は状態の変化を示す。
図３（ａ）に示すように、４つの第２通気口３５の開放状態（第１状態（ａ）という）では、４つの開閉部材１５は、相互の端部を法線方向Ｎで重ね合わせつつ第１通気口２３の一部を塞ぐ。４つの開閉部材１５のうち第１開閉部材１５ａは、法線方向Ｎで筐体１１に対して最も外側に配置されている。第２開閉部材１５ｂ及び第３開閉部材１５ｃは、法線方向Ｎに第１開閉部材１５ａよりも表面２１Ａ側で第１開閉部材１５ａの端部１５ｅと重なる。第４開閉部材１５ｄは、法線方向Ｎに第２開閉部材１５ｂ及び第３開閉部材１５ｃよりも表面２１Ａ側で第２開閉部材１５ｂ及び第３開閉部材１５ｃの各々の端部１５ｅと重なる。
【００２０】
４つの開閉部材１５のうち第１開閉部材１５ａは、第１開閉部材１５ａに作用する重力（自重）によって第２通気口３５の開放状態及び第１通気口２３の一部の閉塞状態を維持する。４つの開閉部材１５のうち第２開閉部材１５ｂ、第３開閉部材１５ｃ及び第４開閉部材１５ｄは、第１開閉部材１５ａに作用する重力（自重）に起因してＸ軸方向負方向に筐体１１の前部２１に向かって第１開閉部材１５ａから作用する押し付け力よって各第２通気口３５の開放状態及び第１通気口２３の一部の閉塞状態を維持する。
【００２１】
例えば、筐体１１の内部圧力の上昇等によって、第１通気口２３を介して筐体１１の内部から外部へと気体等が流出する場合、防爆構造１０の状態は、図３（ａ）に示す第１状態（ａ）から順次に図３（ｂ）に示す第２状態（ｂ）、第３（ｃ）に示す第３状態（ｃ）、及び図３（ｄ）に示す第４状態（ｄ）へと遷移する。
先ず、図３の第２状態（ｂ）では、法線方向Ｎで筐体１１に対して最も外側に配置されている第１開閉部材１５ａが２つの回転支持部４１回りに回転する。第１開閉部材１５ａは、支持部３３のＺ軸方向正方向側に形成された第２通気口３５を閉塞する。
【００２２】
次に、第３状態（ｃ）では、法線方向Ｎで第４開閉部材１５ｄよりも外側に配置されている第２開閉部材１５ｂ及び第３開閉部材１５ｃの各々が各２つの回転支持部４１回りに回転する。第２開閉部材１５ｂ及び第３開閉部材１５ｃは、支持部３３のＹ軸方向の正方向側及び負方向側に形成された２つの第２通気口３５を閉塞する。
次に、第４状態（ｄ）では、法線方向Ｎで最も表面２１Ａ側に配置されている第４開閉部材１５ｄが２つの回転支持部４１回りに回転する。第４開閉部材１５ｄは、支持部３３のＺ軸方向負方向側に形成された第２通気口３５を閉塞する。
【００２３】
図２及び図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、カバー部材１３は、各第２通気口３５を閉塞する状態の各開閉部材１５の回転を規制する複数の回転規制部材５１を備える。複数の回転規制部材５１は、例えば第１開閉部材１５ａ、第２開閉部材１５ｂ及び第３開閉部材１５ｃに対して設けられた３つの回転規制部材５１である。各回転規制部材５１は、例えば法線方向Ｎで前部２１の表面２１Ａに向かい合う遮蔽部３１の内面３１Ａに設けられている。
【００２４】
各回転規制部材５１の外形は、例えば内面３１Ａ上から突出する爪片状に形成されている。各回転規制部材５１は、例えば弾性材料によって形成されている。図４（ａ）の第１状態（ａ）に示す各第２通気口３５の開放状態から図４（ｂ）の第２状態（ｂ）に示す各第２通気口３５の閉塞状態に移行する場合、各開閉部材１５は各第２通気口３５に向かって回転する。各回転規制部材５１は、例えば各開閉部材１５が各第２通気口３５に向かって回転する際に、各開閉部材１５の先端部１５ｔに接触して弾性変形することによって、回転方向Ｒの前方側から後方側に入り込む。各回転規制部材５１は、回転方向Ｒの後方側から各開閉部材１５の先端部１５ｔに突き当たることによって、各開閉部材１５が各第２通気口３５から離れるように回転することを規制する。
【００２５】
筐体１１の第１通気口２３を閉塞するフィルター１７及び固定パネル１９は、筐体１１の内部に配置されている。フィルター１７は、筐体１１の内部側から第１通気口２３を覆う。固定パネル１９は、筐体１１の前部２１の裏面２１Ｂに固定され、フィルター１７を支持する。フィルター１７は、第１通気口２３を通過する空気等を通過させるとともに、塵埃等の異物の通過を禁止する。
【００２６】
上述したように、実施形態の防爆構造１０は、筐体１１の第１通気口２３を表面２１Ａの法線方向Ｎで覆うカバー部材１３を備える。このため、筐体１１の内部から第１通気口２３の正面側に内部アークに起因するガス等が噴出することを抑制することができる。
防爆構造１０は、カバー部材１３に形成された第２通気口３５を開放及び閉塞する開閉部材１５を備える。このため、開放時には、筐体１１の内部と外部との間で空気等を流通させることができる。閉塞時には、内部アークに起因するガス等が外部に噴出することを抑制することができる。
【００２７】
防爆構造１０は、開閉部材１５を支持する回転支持部４１を備える。このため、内部アークに起因する内部圧力の上昇等によって回転する開閉部材１５によって、カバー部材１３の第２通気口３５を自動的に閉塞することができる。
回転支持部４１は、前部２１の表面２１Ａに接続されている。このため、第２通気口３５を開放する状態の開閉部材１５は、回転しても周縁部２５に接触することによって、第１通気口２３から筐体１１の内部へ進入又は倒れ込むことが規制される。
防爆構造１０は、第２通気口３５を閉塞する状態の開閉部材１５の回転を規制する回転規制部材５１を備える。このため、開閉部材１５の跳ね返り等によってカバー部材１３の第２通気口３５が開放されてしまうことを防ぐことができる。
【００２８】
４つの開閉部材１５は、相互の端部を法線方向Ｎで重ね合わせつつ第１通気口２３の一部を塞ぐ。このため、法線方向Ｎで筐体１１に対して最も外側に配置されている第１開閉部材１５ａに作用する重力（自重）によって、各第２通気口３５の開放状態及び第１通気口２３の一部の閉塞状態を容易に維持することができる。
複数の第２通気口３５の全体での開口面積と、第１通気口２３の開口面積とは、所定範囲以内で同一である。このため、筐体１１の内部と外部との間で流通する空気等の所望の流通量を確保することができる。
【００２９】
以下、実施形態の変形例について説明する。
上述した実施形態において、回転規制部材５１は、回転方向Ｒの後方側（第２通気口３５側の反対側）から開閉部材１５の先端部１５ｔに突き当たるとしたが、これに限定されない。例えば、回転規制部材５１は、いわゆるカンチレバー型のスナップフィットによって、開閉部材１５の先端部１５ｔに弾性により噛み合うことによって機械的に接合されてもよい。
【００３０】
上述した実施形態において、４つの開閉部材１５は、第１開閉部材１５ａに作用する重力によって第１通気口２３の一部の閉塞状態を維持するとしたが、これに限定されない。例えば、防爆構造１０は、各開閉部材１５を各第１通気口２３に向かって押す力若しくは引く力を弾性により発生させる弾性部材又は４つの開閉部材１５の相互の端部を重ね合わせる磁気的な力を発生させる磁石等を備えてもよい。
【００３１】
上述した実施形態において、３つの回転規制部材５１は、第１開閉部材１５ａ、第２開閉部材１５ｂ及び第３開閉部材１５ｃに対して設けられるとしたが、これに限定されない。カバー部材１３は、さらに、第４開閉部材１５ｄに対して設けられる回転規制部材５１を備えてもよい。
【００３２】
上述した実施形態において、カバー部材１３の支持部３３に形成される複数の第２通気口３５のうち鉛直方向上方の第２通気口３５の開口面積は、他の第２通気口３５の開口面積よりも小さくてもよい。他の第２通気口３５は、少なくとも鉛直方向下方の第２通気口３５であってもよい。
また、防爆構造１０は、カバー部材１３の支持部３３に形成される複数の第２通気口３５のうち少なくとも鉛直方向上方の第２通気口３５に対して設けられるルーバー部材６１を備えてもよい。
【００３３】
図５は、実施形態の第１変形例での防爆構造６０の分解斜視図である。
図５に示すように、第１変形例での防爆構造６０は、カバー部材１３の支持部３３に形成される複数の第２通気口３５のうち、鉛直方向上方の第２通気口３５に配置されるルーバー部材６１を備える。ルーバー部材６１は、鉛直方向上方の第２通気口３５の開口面積を他の第２通気口３５の開口面積よりも小さくするとともに、鉛直方向の上方から下方へと向かう異物の第２通気口３５への侵入を抑制する。
【００３４】
第１変形例では、鉛直方向上方の第２通気口３５の開口面積は他の第２通気口３５の開口面積よりも小さい。このため、鉛直方向の上方から下方に流れる水等の異物がカバー部材１３の内部に侵入することを抑制できる。
【００３５】
上述した実施形態において、各開閉部材１５は各２つの回転支持部４１回りの回転によって各第２通気口３５を開放及び閉塞するとしたが、これに限定されない。各開閉部材１５は、回転支持部４１を備えずに、筐体１１の内部の所定圧力により塑性変形することによって不可逆的に各第２通気口３５を閉塞してもよい。
【００３６】
図６は、実施形態の第２変形例での防爆構造７０の分解斜視図である。第２変形例の防爆構造７０での複数の開閉部材１５の各々は、第１通気口２３の周縁部２５に固定されている。各開閉部材１５は、周縁部２５の周辺に各塑性変形部７１を備える。各塑性変形部７１は、筐体１１の内部の所定圧力により各開閉部材１５を各第２通気口３５に向かって折れ曲げるように塑性変形する。各塑性変形部７１には、例えば仮想的な折り目に沿って延びる凹溝又は複数の貫通孔が形成されてもよい。
【００３７】
なお、第２変形例では、上述した実施形態の複数の回転規制部材５１は省略されてもよい。
また、第２変形例では、各開閉部材１５は、周縁部２５の周辺に各塑性変形部７１を備えるとしたが、これに限定されない。各開閉部材１５の全体を塑性変形部７１としてもよい。
【００３８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３９】
１…盤、３…電気機器、１０…防爆構造、１１…筐体、１３…カバー部材、１５…開閉部材、１７…フィルター、１９…固定パネル、２１…前部、２１Ａ…表面、２３…第１通気口、２５…周縁部、３１…遮蔽部、３３…支持部、３５…第２通気口、４１…回転支持部、５１…回転規制部材、８０…最内周縁部（進入規制部材）、Ｎ…法線方向、Ｒ…回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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