特許 6856352 スイッチギヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6856352

(24)【登録日】2021年3月22日

(45)【発行日】2021年4月7日

(54)【発明の名称】スイッチギヤ

(51)【国際特許分類】

   H02B 1/28 20060101AFI20210329BHJP

【ＦＩ】

   H02B1/28 G

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-215443(P2016-215443)

(22)【出願日】2016年11月2日

(65)【公開番号】特開2018-74857(P2018-74857A)

(43)【公開日】2018年5月10日

【審査請求日】2019年9月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】植木 俊之

【審査官】 太田 義典

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５９−１１７２１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０６−０１３３０９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１４−０９６８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−０５１７４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５６−０７１２２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｂ １／００− １／３８

Ｈ０１Ｈ ３３／２８−３３／５９

Ｈ０２Ｂ １／４６− ７／０８

Ｈ０２Ｂ １３／００−１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口部が設けられた筐体と、
前記筐体の外側に設けられ、前記開口部を覆う蓋と、
少なくとも一部が前記蓋と前記筐体との間に設けられるとともに、前記筐体の外側から前記開口部を覆う状態に設けられ、前記筐体内で生じて前記開口部から流出したガスを導入して膨らむ袋状部材と、
を備え、
前記袋状部材のうち当該袋状部材が膨らんだ場合の頂部となる位置に、当該袋状部材を貫通する逃げ穴が設けられた、
スイッチギヤ。

【請求項2】

前記蓋は、前記開口部を開閉可能に覆い、前記ガスが導入されて膨らむ前記袋状部材によって閉位置から開位置へ動かされる、請求項１に記載のスイッチギヤ。

【請求項3】

前記袋状部材は、伸縮性を有した、請求項１または２に記載のスイッチギヤ。

【請求項4】

前記袋状部材は、互いに重ねられた複数の袋体を有した、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載のスイッチギヤ。

【請求項5】

複数の前記開口部と、
複数の前記開口部のそれぞれに対応して設けられた複数の前記蓋と、
複数の前記開口部のそれぞれに対応して設けられた複数の前記袋状部材と、
を備えた、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のスイッチギヤ。

【請求項6】

前記逃げ穴は、前記袋状部材のスリットが設けられた部分が外側に拡開することにより出現する、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載のスイッチギヤ。

【請求項7】

前記逃げ穴は、前記袋状部材に設けられた脆弱部が当該袋状部材の内圧の上昇に伴って破断することにより出現する、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載のスイッチギヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、スイッチギヤに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、開口部が設けられた筐体と、筐体の外側で開口部を開閉可能に覆う蓋と、蓋と一体で閉位置から開位置へ移動し筐体内で生じたガスを冷却する放熱部材と、を備えたスイッチギヤが、知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２２３７２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種のスイッチギヤでは、例えば、より不都合が少なく改善された新規な構成が得られれば、好ましい。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態のスイッチギヤは、例えば、筐体と、蓋と、袋状部材と、を備える。筐体には、開口部が設けられる。蓋は、筐体の外側に設けられ、開口部を覆う。袋状部材は、少なくとも一部が蓋と筐体との間に設けられるとともに、筐体の外側から開口部を覆う状態に設けられ、筐体内で生じて開口部から流出したガスを導入して膨らむ。前記袋状部材のうち当該袋状部材が膨らんだ場合の頂部となる位置に、当該袋状部材を貫通する逃げ穴が設けられる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、第１実施形態のスイッチギヤの蓋が閉位置にある状態での例示的かつ模式的な斜視図である。

【図2】図２は、図１のII−II断面図である。

【図3】図３は、第１実施形態のスイッチギヤの蓋が開位置にある状態での例示的かつ模式的な斜視図である。

【図4】図４は、図３のIV−IV断面図である。

【図5】図５は、第２実施形態のスイッチギヤの蓋が閉位置にある状態での例示的かつ模式的な斜視図である。

【図6】図６は、第２実施形態のスイッチギヤの蓋が開位置にある状態での例示的かつ模式的な斜視図である。

【図7】図７は、第３実施形態のスイッチギヤの蓋が閉位置にある状態での例示的かつ模式的な斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。

【0008】

また、以下に開示される複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれる。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。なお、以下の各図では、便宜上、互いに直交する三方向が定義されている。Ｘ方向は、筐体２の前後方向に沿い、Ｙ方向は、筐体２の幅方向に沿い、Ｚ方向は、筐体２の高さ方向に沿う。

【0009】

＜第１実施形態＞
図１，２に示されるように、スイッチギヤ１は、例えば、建物の電気室等に設置されており、筐体２と、蓋３と、ヒンジ部４と、袋状部材５と、取付部材６，７（図２参照）と、メッシュ部材１１と、結合具１２と、を備えている。スイッチギヤ１は、遮断器や保護継電器等が金属製の筐体２内に収容された、所謂金属閉鎖形スイッチギヤである。筐体２は、盤や、閉鎖箱等とも称されうる。なお、電気室には、Ｙ方向に一列に並んだ状態で複数の筐体２が設けられうる。筐体２には、例えば、遮断器、計器用変成器等を有し主に電力を受電する受電盤や、遮断器、変流器、零相変流器等を介して負荷供給用のケーブルが引き出されるフィーダ盤、主母線を系統毎に遮断器によって切り分ける母線連絡盤等が含まれる。

【0010】

筐体２は、例えば、Ｘ方向に短い偏平な直方体状の箱型に構成されている。筐体２は、複数の壁部２ａ〜２ｆを有する。壁部２ａおよび壁部２ｂは、いずれも、Ｚ方向と直交する方向（ＸＹ平面）に沿って延びており、Ｚ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部２ａは、天壁部や上壁部等と称され、壁部２ｂは、底壁部や下壁部等と称されうる。

【0011】

また、壁部２ｃおよび壁部２ｅは、いずれも、Ｘ方向と直交する方向（ＹＺ平面）に沿って延びており、Ｘ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。また、壁部２ｄおよび壁部２ｆは、いずれも、Ｙ方向と直交する方向（ＸＺ平面）に沿って延びており、Ｙ方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部２ｃは、前壁部等と称され、壁部２ｅは、後壁部等と称されうる。また、壁部２ｃ〜２ｆは、側壁部や周壁部等とも称されうる。

【0012】

また、筐体２には、Ｘ方向に向けて開放され、図１に示される扉８によって開閉可能に覆われた作業用の開口部が設けられうる。扉８は、壁部２ｃの少なくとも一部を構成している。扉８は、筐体２に、扉８のＹ方向の反対方向の端部８ａ（Ｚ方向）に沿って延びる回転軸を有したヒンジ部を介して、回転可能に支持されている。扉８は、回転軸回りに回転することで、開口部を閉じる閉位置（図１参照）と、開口部を開放する開位置との間で、移動可能である。

【0013】

また、扉８のＹ方向の端部８ｂには、操作部９が設けられている。操作部９は、Ｘ方向に沿って延びる回転軸回りに回転可能に設けられたレバー９ａを有する。レバー９ａは、例えば、閉位置（図１参照）ではＺ方向に沿った下向きの状態となり、開位置ではＹ方向に沿った横向きの状態となる。レバー９ａは、ハンドルや、ドアノブ、把持部等とも称されうる。

【0014】

また、図２に示されるように、壁部２ａには、蓋３によって開閉可能に覆われた開口部２ｓが設けられている。開口部２ｓは、壁部２ａをＺ方向に貫通した貫通孔である。図３に示されるように、開口部２ｓは、Ｚ方向の視線では、円形状に構成されている。開口部２ｓは、例えば、遮断器等のスイッチギヤ１の主回路を構成する機器が配置される室等と繋がっている。

【0015】

図１に示されるように、蓋３は、例えば、覆部３ａと、接続部３ｂと、を有する。覆部３ａは、開口部２ｓの縁部２ｓ１（図２参照）に沿った円板状に構成されている。覆部３ａは、開口部２ｓを開閉可能に覆っている。

【0016】

接続部３ｂは、覆部３ａの基端部から覆部３ａと交差する方向に延びている。図２に示されるように、接続部３ｂは、ヒンジ部４と接続されている。蓋３は、覆部３ａおよび接続部３ｂによって、Ｘ方向と直交したＬ字状の断面を有している。

【0017】

また、蓋３は、筐体２に、Ｘ方向に沿って延びる回転軸を有したヒンジ部４を介して、回転可能に支持されている。ヒンジ部４は、蓋３の接続部３ｂと、壁部２ａの外面２ａ１と、に固定されている。蓋３は、ヒンジ部４の回転軸回りに回転することで、開口部２ｓを閉じる閉位置Ｐ１（図１，２参照）と、開口部２ｓを開放する開位置Ｐ２（図３，４参照）との間で、移動可能である。覆部３ａは、蓋３が閉位置Ｐ１にある状態では、壁部２ａと平行であり、蓋３が開位置Ｐ２にある状態では、壁部２ａと直交する。蓋３は、開閉板や、放圧板、弁部等とも称されうる。

【0018】

図２，４に示されるように、袋状部材５は、例えば、少なくとも一つの袋体５１を有している。袋体５１は、筐体２の内側に位置された第一の部分５１ａと、筐体２の外側に位置された第二の部分５１ｂと、第一の部分５１ａおよび第二の部分５１ｂと繋がり開口部２ｓの内側に位置された第三の部分５１ｃと、を含む。第三の部分５１ｃは、開口部２ｓの縁部２ｓ１の全周に亘って設けられている。第一の部分５１ａは、開口縁部等と称され、第二の部分５１ｂは、袋部や、展開部、膨張部等と称され、第三の部分５１ｃは、スロート部や、接続部、挿入部等と称されうる。

【0019】

第一の部分５１ａは、第三の部分５１ｃと接続されている。第一の部分５１ａは、第三の部分５１ｃから筐体２の内側で壁部２ａに沿って開口部２ｓとは反対側に延び、結合具１２によって壁部２ａと結合されている。第一の部分５１ａは、端部や、固定部等とも称されうる。

【0020】

第二の部分５１ｂは、第三の部分５１ｃと接続されている。第二の部分５１ｂは、第三の部分５１ｃから壁部２ａの外面２ａ１に沿って開口部２ｓとは反対側に延びるとともに、開口部２ｓを筐体２の外側から覆っている。第二の部分５１ｂは、蓋３が閉位置Ｐ１（図２参照）にある状態では、開口部２ｓの縁部２ｓ１の全周に沿った軸回りに複数段に折り畳まれて、覆部３ａと壁部２ａとの間に配置されている。

【0021】

そして、本実施形態では、例えば、異常等によって筐体２内の圧力が閾値よりも高まった場合に、第二の部分５１ｂが筐体２内で生じたガス１０を導入して膨らむとともに、第二の部分５１ｂが蓋３を押して閉位置Ｐ１（図２参照）から開位置Ｐ２（図４参照）へ移動させるよう、構成されている。すなわち、第二の部分５１ｂの内側に筐体２内で生じた高温や高圧のガス１０の少なくとも一部を閉じ込める構造となっている。これにより、ガス１０が蓋３から筐体２外、すなわち筐体２が設置される電気室等の室内へ勢いよく出るのが抑制されている。第二の部分５１ｂは、覆部や、ガス収容部等とも称されうる。

【0022】

また、図４に示されるように、第二の部分５１ｂには、ガス１０の逃げ穴５１ｂ１が設けられている。逃げ穴５１ｂ１は、例えば、第二の部分５１ｂを貫通した貫通孔である。逃げ穴５１ｂ１は、蓋３とは外れた位置、すなわち蓋３によって覆われることなく第二の部分５１ｂが露出する位置、一例としては、第二の部分５１ｂが膨らんだ場合にＺ方向の略頂部となる位置に、設けられている。本実施形態では、このような逃げ穴５１ｂ１によって、袋状部材５がガス１０を導入して膨らんだ場合に内部の圧力が過度に高まるのが抑制されている。

【0023】

なお、第二の部分５１ｂは、例えば、Ｃ字状や、Ｉ字状、Ｕ字状、Ｖ字状、Ｘ字状等のスリットが設けられた部分が袋外側に拡開することにより逃げ穴５１ｂ１が出現するような構成であってもよい。また、第二の部分５１ｂは、例えば、比較的小さなＣ字状や、Ｉ字状、Ｏ字状、Ｕ字状、Ｖ字状、Ｘ字状等の薄肉部等の脆弱部が設けられ、当該脆弱部が内圧の上昇に伴う応力集中によって破断することにより逃げ穴５１ｂ１が出現するような構成であってもよい。

【0024】

袋状部材５は、例えば、ポリ塩化ビニルや、ポリフェニレンオキサイド、難燃ＥＰゴム、架橋ポリエチレン、難燃クロロプレンゴム、ポリビニリデンフロライド、シリコーンゴム、テトラフロロエチレン等の難燃性および伸縮性を有した材料によって構成されうる。これにより、袋状部材５のガス１０に対する耐熱性や、耐圧性、衝撃吸収性等が高まりやすい。

【0025】

図２，３に示されるように、取付部材６，７は、開口部２ｓの縁部２ｓ１に沿った円環状（リング状）に構成されている。取付部材６，７には、それぞれ、結合具１２のボルト１２ａが貫通する複数の貫通孔６ａ，７ａが設けられている。本実施形態では、例えば、取付部材６、第二の部分５１ｂ、壁部２ａ、第一の部分５１ａ、メッシュ部材１１、および取付部材７を貫通したボルト１２ａにナット１２ｂが噛み合うことによって、袋状部材５が壁部２ａと結合されている。ボルト１２ａおよびナット１２ｂは、結合具１２の一例である。

【0026】

また、取付部材６には、Ｚ方向に向けて開放された複数の有底の凹部６ｂが設けられている。複数（例えば、八つ）の凹部６ｂは、開口部２ｓの縁部２ｓ１に沿って互いに間隔をあけて設けられている。凹部６ｂのそれぞれには、ボルト１２ａの頭部が収容される。また、凹部６ｂのそれぞれの底部には、ボルト１２ａの軸部が貫通する貫通孔６ａが設けられている。

【0027】

図２に示されるように、メッシュ部材１１は、第一の部分５１ａと取付部材７との間に設けられている。メッシュ部材１１は、開口部２ｓを筐体２の内側から覆っている。メッシュ部材１１は、例えば、アルミやステンレス等の金属線によって、メッシュ状かつ所定の厚さを有したシート状に構成されている。メッシュ部材１１は、筐体２内の圧力が閾値よりも高まった場合に、ガス１０の開口部２ｓ側への流出を許容しつつ、筐体２内に収容される部品等の開口部２ｓ側への流出を抑制している。メッシュ部材１１は、防護部材等とも称されうる。

【0028】

以上のように、本実施形態では、例えば、スイッチギヤ１は、開口部２ｓが設けられた筐体２と、筐体２の外側に設けられ、開口部２ｓを覆う蓋３と、少なくとも一部が蓋３と筐体２との間に設けられるとともに、筐体２の外側から開口部２ｓを覆う状態に設けられ、筐体２内で生じて開口部２ｓから流出したガス１０を導入して膨らむ袋状部材５と、を備える。よって、本実施形態によれば、例えば、異常等によって筐体２内の圧力が閾値よりも高まった場合に、袋状部材５の内側に筐体２内で生じた高温や高圧のガス１０の少なくとも一部を閉じ込めることができる。よって、例えば、蓋３から筐体２外、すなわち筐体２が設置される電気室等の室内へのガス１０の噴出（飛散、放出、漏洩）が抑制されやすく、ひいては当該ガス１０によって生じる筐体２の周囲に配置される機器等への影響が抑制されうる。

【0029】

また、本実施形態では、例えば、蓋３は、開口部２ｓを開閉可能に覆い、ガス１０が導入されて膨らむ袋状部材５によって閉位置Ｐ１から開位置Ｐ２へ動かされる。よって、本実施形態によれば、例えば、袋状部材５の膨らみを利用して蓋３を閉位置Ｐ１から開位置Ｐ２へ移動させることができる。また、例えば、袋状部材５が蓋３に対する衝撃吸収部として機能しうる。

【0030】

また、本実施形態では、例えば、袋状部材５に、ガス１０の逃げ穴５１ｂ１が設けられている。よって、本実施形態によれば、例えば、逃げ穴５１ｂ１によって、袋状部材５がガス１０を導入して膨らんだ場合に内部の圧力が過度に高まるのが抑制されやすい。

【0031】

また、本実施形態では、例えば、袋状部材５は、伸縮性を有した材料によって構成されている。よって、本実施形態によれば、例えば、蓋３が閉位置Ｐ１にある状態で、袋状部材５がよりコンパクトに蓋３と筐体２との間に配置されやすい。また、伸縮性を有するため、袋状部材５のガス１０に対する耐圧性や衝撃吸収性等が高まりやすく、ひいては袋状部材５がガス１０を導入して膨らんだ場合により破れ難くなりやすい。

【0032】

また、本実施形態では、例えば、袋状部材５は、難燃性を有した材料によって構成されている。よって、本実施形態によれば、例えば、袋状部材５のガス１０に対する耐熱性が高まりやすい。

【0033】

＜第２実施形態＞
図５，６に示される実施形態のスイッチギヤ１Ａは、上記第１実施形態のスイッチギヤ１と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の構成に基づく同様の結果（効果）が得られる。

【0034】

ただし、本実施形態では、例えば、図５，６に示されるように、袋状部材５Ａが互いに重ねられた複数の袋体５１Ａ，５１Ｂを有する点が、上記第１実施形態と相違している。袋体５１Ａは、袋体５１Ｂの外側に位置され、袋体５１Ｂを覆っている。換言すれば、袋体５１Ｂは、袋体５１Ａ内に収容されている。本実施形態では、袋体５１Ａの大きさは、袋体５１Ｂの大きさと略同じかあるいは僅かに大きい。よって、本実施形態によれば、例えば、複数の袋体５１Ａ，５１Ｂによって、開口部２ｓの保護性が高まりやすく、ひいてはガス１０や筐体２に収容される部品等の電気室への流出がより確実に抑制されうる。なお、袋体５１Ａ，５１Ｂの数は、二つには限定されず、例えば、三つ以上であってもよい。また、袋体５１Ａ，５１Ｂの材質を互いに異ならせてもよい。

【0035】

＜第３実施形態＞
図７に示される実施形態のスイッチギヤ１Ｂは、上記第１実施形態のスイッチギヤ１と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の構成に基づく同様の結果（効果）が得られる。

【0036】

ただし、本実施形態では、例えば、図７に示されるように、壁部２ａにそれぞれが袋状部材５Ｂおよび蓋３によって覆われた複数の開口部２ｓが設けられている点が、上記第１実施形態と相違している。具体的には、本実施形態では、例えば、壁部２ａに互いに間隔をあけて四つの開口部２ｓが設けられるとともに、それぞれの開口部２ｓに対応して、四つの袋状部材５Ｂ、および四つの蓋３が設けられている。よって、本実施形態によれば、複数の袋状部材５Ｂによって容積を稼ぐことができるため、例えば、一つ一つの袋状部材５Ｂの大きさをより小さく構成することができるという利点がある。よって、例えば、壁部２ａと電気室の天井との間のスペースが比較的小さいような場合にも、袋状部材５Ｂの展開した状態、すなわちガス１０を導入して膨らんだ状態がより確実に得られうる。なお、開口部２ｓ、蓋３、および袋状部材５Ｂの数は、四つには限定されず、例えば、二つや、三つ、あるいは五つ以上であってもよい。また、開口部２ｓ、蓋３、および袋状部材５Ｂが設けられる場所は、壁部２ａには限定されず、例えば、壁部２ｃ〜２ｆ等に設けられてもよい。

【0037】

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、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、組み合わせ、変更を行うことができる。上記実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。本発明は、上記実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成（技術的特徴）によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）を得ることが可能である。また、各構成要素のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。
以下に、出願当初の特許請求の範囲の内容を付記する。
［１］
開口部が設けられた筐体と、
前記筐体の外側に設けられ、前記開口部を覆う蓋と、
少なくとも一部が前記蓋と前記筐体との間に設けられるとともに、前記筐体の外側から前記開口部を覆う状態に設けられ、前記筐体内で生じて前記開口部から流出したガスを導入して膨らむ袋状部材と、
を備えた、スイッチギヤ。
［２］
前記蓋は、前記開口部を開閉可能に覆い、前記ガスが導入されて膨らむ前記袋状部材によって閉位置から開位置へ動かされる、［１］に記載のスイッチギヤ。
［３］
前記袋状部材は、伸縮性を有した、［１］または［２］に記載のスイッチギヤ。
［４］
前記袋状部材は、互いに重ねられた複数の袋体を有した、［１］〜［３］のうちいずれか一つに記載のスイッチギヤ。
［５］
複数の前記開口部と、
複数の前記開口部のそれぞれに対応して設けられた複数の前記蓋と、
複数の前記開口部のそれぞれに対応して設けられた複数の前記袋状部材と、
を備えた、［１］〜［４］のうちいずれか一つに記載のスイッチギヤ。

【符号の説明】

【0038】

１，１Ａ，１Ｂ…スイッチギヤ、２…筐体、２ｓ…開口部、３…蓋、５，５Ａ，５Ｂ…袋状部材、５１，５１Ａ，５１Ｂ…袋体、５１ｂ１…逃げ穴、１０…ガス、Ｐ１…閉位置、Ｐ２…開位置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】