(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024104762
(43)【公開日】2024-08-06
(54)【発明の名称】盤の換気構造
(51)【国際特許分類】
H02B 1/28 20060101AFI20240730BHJP
H02B 11/02 20060101ALI20240730BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20240730BHJP
E06B 7/082 20060101ALI20240730BHJP
H02B 1/56 20060101ALI20240730BHJP
【ＦＩ】
H02B1/28 E
H02B11/02 C
H05K7/20 G
E06B7/082
H02B1/56 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023009098
(22)【出願日】2023-01-25
(71)【出願人】
【識別番号】000006105
【氏名又は名称】株式会社明電舎
(74)【代理人】
【識別番号】100086232
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 博通
(74)【代理人】
【識別番号】100092613
【弁理士】
【氏名又は名称】富岡 潔
(74)【代理人】
【識別番号】100104938
【弁理士】
【氏名又は名称】鵜澤 英久
(74)【代理人】
【識別番号】100210240
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 友幸
(72)【発明者】
【氏名】青木 隆之
【テーマコード（参考）】
2E036
5E322
5G016
【Ｆターム（参考）】
2E036JA03
2E036KA03
2E036LA01
2E036MA06
2E036NA04
2E036NB01
5E322BA01
5E322BC02
5E322EA01
5E322EA11
5G016AA04
5G016CG05
5G016CG07
(57)【要約】 （修正有）
【課題】盤の換気構造に防水機能および防塵機能も加えることで電気的なトラブルの防止を図る。
【解決手段】盤の筐体の扉を構成するカバーは、複数の通気孔１０ｃと、通気孔１０ｃ群を被覆する凸状の通気ドーム１１と、通気ドーム１１の上下部に形成された通気口１５と、通気口１５に設けられた通気網１６と、通気孔１０ｃ群の背面側のエアフィルター１２と、通気ドーム１１内に配置されたガイド部材１４ａ，１４ｂと、エアフィルター１２の下方に配置された受け皿１３とを備え、両者１２，１３間に水抜孔Ｓを有している。ガイド部材１４ａは通気孔１０ｃ群の上方部分１０ａに固定されている一方、ガイド部材１４ｂは通気孔１０ｃ群の２行目・３行目間の枠１０ｂに固定され、それぞれ通気ドーム１１内の天板１１ａに向かった下り勾配の傾斜が施されている。
【選択図】図５
【解決手段】盤の筐体の扉を構成するカバーは、複数の通気孔１０ｃと、通気孔１０ｃ群を被覆する凸状の通気ドーム１１と、通気ドーム１１の上下部に形成された通気口１５と、通気口１５に設けられた通気網１６と、通気孔１０ｃ群の背面側のエアフィルター１２と、通気ドーム１１内に配置されたガイド部材１４ａ，１４ｂと、エアフィルター１２の下方に配置された受け皿１３とを備え、両者１２，１３間に水抜孔Ｓを有している。ガイド部材１４ａは通気孔１０ｃ群の上方部分１０ａに固定されている一方、ガイド部材１４ｂは通気孔１０ｃ群の２行目・３行目間の枠１０ｂに固定され、それぞれ通気ドーム１１内の天板１１ａに向かった下り勾配の傾斜が施されている。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
盤の筐体を構成するカバーに施される換気構造であって、
前記カバーに形成された通気孔と、
前記通気孔の前方に被された凸状の通気ドームと、
を備え、
前記通気ドームの上下部に形成された通気口と、
前記通気口に設けられた通気網と、
前記通気孔の後方に装着されるフィルターと、
前記通気ドーム内に配置されたガイド部材と、
を備え、
前記ガイド部材は、前記通気孔の上方に固定され、
前記通気ドームの天井方向に向かった下り勾配の傾斜に形成されていることを特徴とする盤の換気構造。
前記カバーに形成された通気孔と、
前記通気孔の前方に被された凸状の通気ドームと、
を備え、
前記通気ドームの上下部に形成された通気口と、
前記通気口に設けられた通気網と、
前記通気孔の後方に装着されるフィルターと、
前記通気ドーム内に配置されたガイド部材と、
を備え、
前記ガイド部材は、前記通気孔の上方に固定され、
前記通気ドームの天井方向に向かった下り勾配の傾斜に形成されていることを特徴とする盤の換気構造。
【請求項2】
複数の前記通気孔群を備え、
前記通気孔群は、「複数行×複数列」に配置され、
前記通気孔群の上方に固定された第１のガイド部材と、
前記通気孔群の行間に固定された第２のガイド部材と、
を備え、
前記両ガイド部材は、それぞれ前記天井方向に向かった下り勾配の傾斜が施されていることを特徴とする請求項１記載の盤の換気構造。
前記通気孔群は、「複数行×複数列」に配置され、
前記通気孔群の上方に固定された第１のガイド部材と、
前記通気孔群の行間に固定された第２のガイド部材と、
を備え、
前記両ガイド部材は、それぞれ前記天井方向に向かった下り勾配の傾斜が施されていることを特徴とする請求項１記載の盤の換気構造。
【請求項3】
前記フィルターの下方に受け皿が配置され、
前記フィルターと前記受け皿との間に水抜孔を有する
ことを特徴とする請求項１または２記載の盤の換気構造。
前記フィルターと前記受け皿との間に水抜孔を有する
ことを特徴とする請求項１または２記載の盤の換気構造。
【請求項4】
前記ガイド部材と前記天井との間の面積（Ｓ１）と、
前記フィルターを施された前記通気孔の有効面積（Ｓ０）と、
について、
「Ｓ０≧Ｓ１」の関係が成立することを特徴とする請求項１または２記載の盤の換気構造。
前記フィルターを施された前記通気孔の有効面積（Ｓ０）と、
について、
「Ｓ０≧Ｓ１」の関係が成立することを特徴とする請求項１または２記載の盤の換気構造。
【請求項5】
前記各通気口の開口面積（Ｓ２，Ｓ３）と、
前記有効面積（Ｓ０）と、
前記面積（Ｓ１）と、
について、
「Ｓ２，Ｓ３≦Ｓ０，Ｓ１」の関係が成立することを特徴とする請求項４記載の盤の換気構造。
前記有効面積（Ｓ０）と、
前記面積（Ｓ１）と、
について、
「Ｓ２，Ｓ３≦Ｓ０，Ｓ１」の関係が成立することを特徴とする請求項４記載の盤の換気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、屋外設置型盤の筐体に施される換気構造に関する。
【背景技術】
【0002】
屋外設置型盤の換気構造（通気構造）については、筐体内に雨水などの水滴が侵入するおそれがある。そこで、特許文献１～３に示すように、換気構造に防水対策が施されている。
【0003】
特許文献１では、筐体の排気口を覆うように取り付けられた排気ダクトと、該排気ダクトの上方に取り付けられた吸水部材とを備える。この吸水部材は、排気ダクトから上方に舞い上がった細かい水滴を吸収し、筐体内への侵入を防止している。
【0004】
特許文献２では、筐体の吸気口に通気ギャラリーが設けられている。この通気ギャラリーは、換気口に連通する開口部群と、該開口部群を指令に応じて閉鎖する防護シールとを備える。ここでは異常気象などの際に前記指令を発して前記開口部を閉鎖することで泥水などの侵入を防止している。
【0005】
特許文献３では、筐体の通気口に縦断面逆Ｕ字状のギャラリー群と、該ギャラリー群の内側を被覆するフィルターベースとを備え、フィルターベースの下部には水抜き孔が形成されている。ここではギャラリー内を通って落下する水滴を水抜き孔により排出し、筐体内への侵入を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０２１－１６８２３２
【特許文献2】特開２０１７－２００２９８
【特許文献3】特開２０００－２９５７２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献１～３は、前述した防水対策を施しているものの、以下の問題が生じる。
【0008】
すなわち、特許文献１は、排気ダクトの開口部からゴミなどの塵埃が侵入しやすい構造であるが、それを処理する構造を備えていなく、筐体内の電気機器の故障につながるおそれがある。
【0009】
また、特許文献２の換気構造も、換気口から通気ギャラリー内にゴミなどの塵埃が侵入する場合がある。この場合には通気ギャラリー内に侵入物が蓄積され、開口部群を閉塞するおそれがある。
【0010】
さらに特許文献３の換気構造は、ギャラリーから小さなゴミなどが侵入する場合がある。この場合、フィルター内の底部に侵入物が蓄積されるため、水抜き孔が閉塞され、水滴を排出できなくなるおそれがある。
【0011】
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、盤の換気構造に防水対策および防塵対策を施すことで電気的なトラブルの防止を図ることを解決課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0012】
（１）本発明は、盤の筐体を構成するカバーに施される換気構造であって、
前記カバーに形成された通気孔と、
前記通気孔の前方に被された凸状の通気ドームと、
を備え、
前記通気ドームの上下部に形成された通気口と、
前記通気口に設けられた通気網と、
前記通気孔の後方に装着されるフィルターと、
前記通気ドーム内に配置されたガイド部材と、
を備え、
前記ガイド部材は、前記通気孔の上方に固定され、
前記通気ドームの天井方向に向かった下り勾配の傾斜に形成されていることを特徴としている。
前記カバーに形成された通気孔と、
前記通気孔の前方に被された凸状の通気ドームと、
を備え、
前記通気ドームの上下部に形成された通気口と、
前記通気口に設けられた通気網と、
前記通気孔の後方に装着されるフィルターと、
前記通気ドーム内に配置されたガイド部材と、
を備え、
前記ガイド部材は、前記通気孔の上方に固定され、
前記通気ドームの天井方向に向かった下り勾配の傾斜に形成されていることを特徴としている。
【0013】
（２）本発明の一態様は、
複数の前記通気孔群を備え、
前記通気孔群は、「複数行×複数列」に配置され、
前記通気孔群の上方に固定された第１のガイド部材と、
前記通気孔群の行間に固定された第２のガイド部材と、
を備え、
前記両ガイド部材は、それぞれ前記天井方向に向かった下り勾配の傾斜が施されていることを特徴としている。
複数の前記通気孔群を備え、
前記通気孔群は、「複数行×複数列」に配置され、
前記通気孔群の上方に固定された第１のガイド部材と、
前記通気孔群の行間に固定された第２のガイド部材と、
を備え、
前記両ガイド部材は、それぞれ前記天井方向に向かった下り勾配の傾斜が施されていることを特徴としている。
【0014】
（３）本発明の他の態様は、
前記フィルターの下方に受け皿が配置され、
前記フィルターと前記受け皿との間に水抜孔を有する
ことを特徴としている。
前記フィルターの下方に受け皿が配置され、
前記フィルターと前記受け皿との間に水抜孔を有する
ことを特徴としている。
【0015】
（４）本発明のさらに他の態様は、
前記ガイド部材と前記天井との間の面積（Ｓ１）と、
前記フィルターを施された前記通気孔の有効面積（Ｓ０）と、
について、
「Ｓ０≧Ｓ１」の関係が成立することを特徴としている。
前記ガイド部材と前記天井との間の面積（Ｓ１）と、
前記フィルターを施された前記通気孔の有効面積（Ｓ０）と、
について、
「Ｓ０≧Ｓ１」の関係が成立することを特徴としている。
【0016】
（５）本発明のさらに他の態様は、
前記各通気口の開口面積（Ｓ２，Ｓ３）と、
前記有効面積（Ｓ０）と、
前記面積（Ｓ１）と、
について、
「Ｓ２，Ｓ３≦Ｓ０，Ｓ１」の関係が成立することを特徴としている。
前記各通気口の開口面積（Ｓ２，Ｓ３）と、
前記有効面積（Ｓ０）と、
前記面積（Ｓ１）と、
について、
「Ｓ２，Ｓ３≦Ｓ０，Ｓ１」の関係が成立することを特徴としている。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、盤の換気構造に防水対策および防塵対策を施すことで電気的なトラブルの防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施形態に係る換気構造を説明する。ここでは図１，２に示す屋外設置型盤（制御盤・配電盤など）の筐体１への適用例を説明する。
【0020】
この筐体１は、図２に示すように、ボックス状に形成され、内部にインバータや変圧器，リアクトルなど各種の電気機器ユニットが収納され、底部２とカバー３，５，６と屋根部７とにより構成されている。
【0021】
すなわち、筐体１は、前後のカバー３，５により正面・背面の垂直面が構成され、底部２の両サイドに立設されたカバー６により両側面の垂直面が構成され、各カバー３，５，６の上端部を屋根部７により閉塞されている。ここでは左右のカバー３により前扉が構成され、該各カバー３に前記換気構造が適用されている。
【0022】
≪構成例≫
図３および図４に基づき各カバー３の換気構造を説明する。このカバー３は、略長方形状に形成されたカバー本体１０と、カバー本体１０の上下に形成された通気孔（換気孔）１０ｃ群と、各通気孔１０ｃ群の前方に被された凸状の通気ドーム１１と、通気ドーム１１内に配置される上下一対のガイド部材１４ａ，１４ｂと、前記通気孔１０ｃ群の後方に装着されたエアフィルター（防塵フィルター）１２と、エアフィルター１２をカバー本体１０に装着するための抑え枠１７と、エアフィルター１２の下方に配置される受け皿１３と、を備えている。
図３および図４に基づき各カバー３の換気構造を説明する。このカバー３は、略長方形状に形成されたカバー本体１０と、カバー本体１０の上下に形成された通気孔（換気孔）１０ｃ群と、各通気孔１０ｃ群の前方に被された凸状の通気ドーム１１と、通気ドーム１１内に配置される上下一対のガイド部材１４ａ，１４ｂと、前記通気孔１０ｃ群の後方に装着されたエアフィルター（防塵フィルター）１２と、エアフィルター１２をカバー本体１０に装着するための抑え枠１７と、エアフィルター１２の下方に配置される受け皿１３と、を備えている。
【0023】
通気孔１０ｃ群は、長方形状の通気孔１０ｃを「４行×３列」に配列して構成されている。ここではカバー本体１０は、通気孔１０ｃ群の上方部分１０ａにガイド部材１４ａが固定される一方、通気孔１０ｃ群の２行目・３行目間の枠１０ｂにガイド部材１４ｂが固定され、同４行目の下方に受け皿１３用のスリット１０ｄが形成されている。
【0024】
通気ドーム１１は、断面Ｕ字形状に形成され、四角形状に形成された天板（天井）１１ａと、天板１１ａの両側部に立設された側板１１ｂと、天板１１ａの上下部に開脚状に折曲して立設された上下板１１ｃ，１１ｄとを備える。この上下板１１ｃ，１１ｄは、長手方向に沿って通気用に開口部１５が形成されている。以下、開口部１５を通気口（換気口）１５と呼び、通気口１５には筐体１内へゴミや塵埃などの侵入を防止する通気網（メッシュ）１６が施されている。なお、通気ドーム１１は前記扉のサイズに応じて大きさや形状が定められ、前記扉の幅サイズが大きければ天板１１ａが横長の長方形状を呈し、前記扉の幅サイズが小さければ天板１１ａが縦長の長方形状を呈する傾向となる。
【0025】
ガイド部材１４ａ，１４ｂは相似形に形成され、その幅方向の長さが通気孔１０ｃ群より若干長く形成され、上下板１１ｃ，１１ｄよりも若干短く形成されている。具体的にはガイド部材１４ａ，１４ｂは、それぞれの固定箇所１０ａ，１０ｂに溶着される固定板２４ａと、固定板２４ａの下端部から天板１１ａ方向に折曲形成された傾斜板２４ｂとを備えている。この傾斜板２４ｂは、天板１１ａ方向に向かった下り勾配の傾斜が施され、その両端部には下方向への折曲部２４ｃが形成されている。
【0026】
エアフィルター１２は、抑え枠１７内に保持され、長方形状のウレタンフォーム（スポンジ）により構成されている。ただし、材質はウレタンフォームに限定されるものではなく、他の材質でもよいものとする。
【0027】
抑え枠１７は、通気孔１０ｃ群と相似の格子状に形成された枠本体１７ａと、枠本体１７ａの両端部に長方形状に形成された固定部１７ｂとを備えている。この枠本体１７ａは通気孔１０ｃに連通する「４行×３列」の空洞部１７ｃ群を備えている。この固定部１７ｂを通気孔１０ｃ群の周囲にねじ止めすることでエアフィルター１２が通気孔１０ｃ群の後方（背面）に装着されている。
【0028】
受け皿１３は、スリット１０ｄに差し込まれる水平部１３ａと、水平部１３ａの後端部から傾斜状に立ち上がった傾斜部１３ｂと、傾斜部１３ｂの上端部から垂直に立設された垂直部１３ｃとを備えている。ここでは図５に示すように、傾斜部１３ｂが枠本体１７ａの下端部１７ｄに当接し、エアフィルター１２の下端部と水平部１３ａとの間に隙間を有している。この隙間とスリット１０ｄとは連通しており、該両者を一体（連通した）とした水抜孔Ｓが形成されている。
【0029】
≪作用効果≫
図５に基づきカバー３の作用効果を説明する。このカバー３の換気構造には、以下に示すように、エアフローに防水機能および防塵機能が加えられている。図５中の矢印Ｐ１～Ｐ６は吸排気経路（エアフロー）を示し、同矢印Ｑ１～Ｑ８は雨水などの水滴の排水経路を示し、Ｘは筐体１外側を示し、Ｙは筐体１内側を示している。
図５に基づきカバー３の作用効果を説明する。このカバー３の換気構造には、以下に示すように、エアフローに防水機能および防塵機能が加えられている。図５中の矢印Ｐ１～Ｐ６は吸排気経路（エアフロー）を示し、同矢印Ｑ１～Ｑ８は雨水などの水滴の排水経路を示し、Ｘは筐体１外側を示し、Ｙは筐体１内側を示している。
【0030】
（１）まず、エアフローについて説明すれば、カバー３は冷気が下に溜まりやすく、暖気が上に逃げやすい煙突効果の特性を利用し、通気ドーム１１の下板１１ｃから上板１１ｄ方向への自然空冷方式を採用する。
【0031】
吸気側については、矢印Ｐ１に示すように、通気ドーム１１は自然換気により冷却風を下板１１ｃの通気口１５から取り込む。このとき大きなゴミなどがあれば、通気網１６により通気ドーム１１内への侵入が防止される（防塵機能１）。
【0032】
その結果、通気ドーム１１内にゴミが蓄積されることはなく、この点でゴミなどの侵入を防止しながら通気性を向上させることができる。また、通気網１６が目詰まりした場合には、簡単に清掃することができ、メンテナンス性もよい。
【0033】
通気口１５から取り込まれた冷却風は、前記特性により通気ドーム１１内を上昇しようとするものの、ガイド部材１４ｂの傾斜板２４ｂに抑えられるため、矢印Ｐ２，Ｐ３に示すようにＹ方向に流れ、３行目・４行目の通気孔１０ｃから筐体１内に流入する。
【0034】
その際、小さなゴミや塵埃などが通気網１６を通り抜けられたとしても、通気孔１０ｃの背面側にエアフィルター１２が設置されているため、そこに吸着されて筐体１内への侵入が阻止される（防塵機能２）。
【0035】
一方、排気側については、電気機器ユニットを冷却後の暖気は、筐体１内を上昇して充満すると、矢印Ｐ４，Ｐ５に示すように、Ｘ方向に流れ、１行目・２行目の通気孔１０ｃから通気ドーム１１内に流出される。通気ドーム１１内では、ガイド部材１４ａの傾斜板２４ｂを迂回して上昇し、矢印Ｐ６に示すように、上板１１ｄの通気口１５から排気される。
【0036】
（２）つぎに雨水などの水滴の排水経路を説明すれば、矢印Ｑ１，Ｑ８に示すように、水滴は上下板１１ｃの通気口１５から侵入するおそれがある。ここで矢印Ｑ１から侵入した場合に水滴は、矢印Ｑ２に示すように、ガイド部材１４ａの傾斜板２４ｂに沿ってＸ方向に流された後に落下する。
【0037】
このとき落下した水滴は、矢印Ｑ３方向と矢印Ｑ４方向とに分岐し、矢印Ｑ３の水滴はＹ方向に流れ、２行目の通気孔１０ｃを通ってエアフィルター１２内に含侵し、矢印Ｑ６に示すように、受け皿１３方向まで浸っていく。
【0038】
その後は、矢印Ｑ７に示すように、水抜孔Ｓを通ってＸ方向に流れ、通気ドーム１１内に戻って下板１１ｃ方向に落下し、通気口１５を通って通気ドーム１１外に排水される（防水機能１）。一方、矢印Ｑ４の水滴は、ガイド部材１４ｂの傾斜板２４ｂに沿ってＸ方向に流された後に落下し、通気口１５から排水される（防水機能２）。
【0039】
つぎに矢印Ｑ８の水滴は、下板１１ｃの通気口１５から通気ドーム１１内に侵入するものの、受け皿１３の水平部１３ａの先端に跳ね返されるため、通気口１５から通気ドーム１１外に排水される（防水機能３）。このとき通気孔１０ｃ内に侵入しても、前述した矢印Ｑ６，Ｑ７の経路を通って排水される。
【0040】
このように前記換気構造によれば、ゴミなどの塵埃や雨水などの水滴の筐体１内への侵入を阻止することが可能となる。その結果、防水・排水性に優れ、塵埃や雨水などによる盤の電気的トラブルを防止することができる。
【0041】
なお、傾斜板２４ｂの両端には折曲部２４ｃが下方向に形成されているため、前記両端方向からエアフィルター１２内に水滴が侵入し難くなっており、この点でも防水性等に優れている。
【0042】
【0043】
また、「Ｓ１」は傾斜板２４ｂと天板１１ａとの間の面積（通気ドーム１１内の上下方向の通風路面積）を示し、「Ｓ２，Ｓ３」は上下の通気口１５の開口面積を示し、エアフロー的には式（１）の関係が成立する設計が理想的といえる。
【0044】
【数1】
【0045】
ただし、現実的には、式（２）に示すように、「Ｓ０」および「Ｓ１」を若干大きく、かつ「Ｓ２」と「Ｓ３」とを等しく設計することにより、好ましいエアフローとすることができる。逆に「Ｓ０」および「Ｓ１」を小さく設計するとエアフローが悪化するおそれがある。
【0046】
【数2】
【0047】
式（２）の設計の場合、「Ｓ１」が「Ｓ２，Ｓ３」よりも大きいため、雨水の落下面積が広くなり、筐体１内への侵入を抑止する効果を向上させることもできる。
【0048】
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。例えばカバー３だけでなく、カバー５，６にも換気構造を適用でき、また通気孔１０ｃ群は「４行×３列」の配列に限らず、他の配列としてもよい。
【符号の説明】
【0049】
１…筐体
３…カバー
１０ａ，１０ｂ…固定箇所
１０ｃ…通気孔
１１…通気ドーム
１１ａ…天板（天井）
１１ｃ…下板（下部）
１１ｄ…上板（上部）
１５…通気口
１６…通気網
１２…フィルター
１３…受け皿
１４ａ，１４ｂ…ガイド部材
３…カバー
１０ａ，１０ｂ…固定箇所
１０ｃ…通気孔
１１…通気ドーム
１１ａ…天板（天井）
１１ｃ…下板（下部）
１１ｄ…上板（上部）
１５…通気口
１６…通気網
１２…フィルター
１３…受け皿
１４ａ，１４ｂ…ガイド部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】