特開 2024-107974 スイッチギヤ

(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】P2024107974

(43)【公開日】2024-08-09

(54)【発明の名称】スイッチギヤ

(51)【国際特許分類】

   H02B 1/32 20060101AFI20240802BHJP

【ＦＩ】

H02B1/32 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023012194

(22)【出願日】2023-01-30

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【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】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木下 智広

【テーマコード（参考）】

5G016

【Ｆターム（参考）】

5G016AA04

5G016CD25

5G016CD32

(57)【要約】      （修正有）

【課題】省スペース化が可能なスイッチギヤを得る。
【解決手段】実施形態に係るスイッチギヤ１は、例えば、筐体と、フィルム型太陽電池１３と、を備える。筐体は、設置面Ｓと接触する底面１１１と、前記底面の反対側に位置する上面１１２と、を有する。フィルム型太陽電池は、少なくとも底面に設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

設置面と接触する第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有する筐体と、
少なくとも前記第２面に設けられるフィルム型太陽電池と、
を備えるスイッチギヤ。

【請求項2】

前記筐体に収容される配線と、電子部品と、をさらに備え、
前記筐体には、外部と連通する開口部が設けられ、
前記配線は、前記開口部を通過するとともに前記フィルム型太陽電池と前記電子部品とを接続する、
請求項１に記載のスイッチギヤ。

【請求項3】

前記フィルム型太陽電池は、フィルム型のペロブスカイト太陽電池である、
請求項１又は２に記載のスイッチギヤ。

【請求項4】

前記筐体より露出する計器をさらに備え、
前記筐体は、日中において、前記フィルム型太陽電池が太陽光を受ける位置且つ前記計器が太陽光を受けない位置に設置される、
請求項１又は２に記載のスイッチギヤ。

【請求項5】

前記第２面は、当該第２面に沿う第１方向において、一方の端部から他方の端部に向かって傾斜しており、
前記筐体は、当該筐体の表面より外部に張り出した突出部を有し、
前記開口部は、前記突出部において前記設置面に向かって開口して設けられるとともに、前記第１方向において前記一方の端部側に位置する、
請求項２に記載のスイッチギヤ。

【請求項6】

前記筐体は、開閉可能に取り付けられた複数の扉を有し、
前記フィルム型太陽電池は、前記開口部を避けるとともに、前記扉毎に貼り付けられる、
請求項２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、太陽光パネルを備えたスイッチギヤが知られている。例えば、スイッチギヤは、屋外に設置され、太陽光パネルによって発電された電力を制御電源として用いる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－２０５７３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のスイッチギヤでは、筐体の外部に太陽光パネルが設置される。スイッチギヤを設置する場合、太陽光パネルを設置するためのスペースが必要になる。そのため、スイッチギヤの省スペース化は困難であった。

【0005】

本発明が解決する課題の一例は、省スペース化が可能なスイッチギヤを得ることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係るスイッチギヤは、例えば、筐体と、フィルム型太陽電池と、を備える。筐体は、設置面と接触する底面と、前記底面の反対側に位置する上面と、を有する。フィルム型太陽電池は、少なくとも底面に設けられている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本実施形態のスイッチギヤの正面図である。

【図2】図２は、本実施形態のスイッチギヤの側面図である。

【図3】図３は、本実施形態のスイッチギヤの断面図である。

【図4】図４は、本実施形態のスイッチギヤの機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（実施形態）
以下、実施形態に係るスイッチギヤ１を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態の構成、並びに当該構成によってもたらされる作用及び結果（効果）は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。なお、本明細書では、序数は、部品や部材を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。

【0009】

また、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、スイッチギヤ１の前後方向に沿う方向である。Ｙ方向は、スイッチギヤ１の幅方向に沿う方向であり、左右方向とも称され得る。Ｚ方向は、スイッチギヤ１の高さ方向に沿う方向であり、上下方向とも称され得る。なお、Ｘ方向は、第１方向の一例である。

【0010】

図１は、本施形態のスイッチギヤ１の斜視図である。図１に示すように、スイッチギヤ１は、筐体１１と、計器１２と、フィルム型太陽電池１３と、を備える。

【0011】

筐体１１は、例えば、金属製であり、直方体状の箱型に構成されており、遮断器や断路器等を収容している。図２は、本実施形態のスイッチギヤ１の側面図である。図１、２に示すように、筐体１１は、底面１１１と、上面１１２と、側面１１３と、複数の扉１１４と、屋根１１５と、により構成される。すなわち、筐体１１は、底面１１１と、上面１１２と、側面１１３と、複数の扉１１４と、屋根１１５と、を有する。なお、底面１１１は、第１面の一例であり、上面１１２は、第２面の一例である。

【0012】

底面１１１及び上面１１２は、いずれも上下方向（Ｚ方向）と略直交する方向（ＸＹ平面）に延びている。側面１１３及び扉１１４は、前後方向（Ｘ方向）又は左右方向（Ｙ方向）と略直交する方向（ＸＺ平面又はＹＺ平面）に延びている。すなわち、側面１１３及び扉１１４は、底面１１１又は上面１１２と交差する方向に延びている。

【0013】

底面１１１は、略下方向（－Ｚ方向）を向いており、スイッチギヤ１の設置面Ｓと接触する面である。上面１１２は、スイッチギヤ１の屋根１１５の一部であり、上下方向（Ｚ方向）において底面１１１の反対側に位置する面である。

【0014】

図２に示すように、上面１１２は、前後方向（Ｘ方向）において前方向の端部である前端部１１２ａから後方向の端部である後端部１１２ｂに向かって傾斜している。言い換えると、上面１１２は、スイッチギヤ１の設置面Ｓに対して傾斜している。これにより、例えば、雨天時においてスイッチギヤ１の上部に水が貯まることを抑制できる。なお、前端部１１２ａは、一方の端部の一例であり、後端部１１２ｂは、他方の端部の一例である。

【0015】

図１、２に示すように、側面１１３は、底面１１１から囲むように突出し、当該底面１１１と上面１１２とを接続している。複数の扉１１４は、筐体１１における前方向（＋Ｘ方向）を向く開口部を閉じる。各扉１１４は、例えば、ヒンジ等で側面１１３に対して開閉可能に取り付けられる。

【0016】

屋根１１５は、筐体１１における上方向（＋Ｚ方向）を向く開口部を閉じる。言い換えると、屋根１１５は、側面１１３と、扉１１４と、に接続されている。さらに、図２に示すように、屋根１１５は、突出部１１５ａを有する。突出部１１５ａは、屋根１１５における筐体１１より外部に向かって張り出している部分である。

【0017】

各扉１１４には、複数の取手１１６が取り付けられている。各取手１１６は、各扉１１４の表面から筐体１１の外側に向かって突出している。なお、取手１１６は、例えば、扉１１４の表面から筐体１１の内側に向かって凹んでいる形状でも良い。

【0018】

図３は、本実施形態のスイッチギヤ１の断面図である。図３に示すように、筐体１１には、換気口１１７が設けられる。なお、換気口１１７は、開口部の一例である。換気口１１７は、屋根１１５の突出部１１５ａに設けられている。

【0019】

換気口１１７は、前後方向（Ｘ方向）において上面１１２の前端部１１２ａ側に位置している。換気口１１７は、上下方向（Ｚ方向）において上面１１２の前端部１１２ａよりも下方に位置している。言い換えると、設置面Ｓに対して傾斜している上面１１２において、設置面Ｓからより離間している上面１１２の下方に設けられている。

【0020】

換気口１１７は、設置面Ｓに向かって開口して筐体１１内部と外部とを連通させている。すなわち、換気口１１７は、上下方向（Ｚ方向）に開口して筐体１１内部の空気を換気している。これにより、例えば、雨天時において換気口１１７から水が侵入することを抑制できる。

【0021】

計器１２は、例えば、スイッチギヤ１における温度や電流等の数値又は状態等を計測する機器である。図１、２に示すように、計器１２は、筐体１１の扉１１４の表面に取り付けられている。言い換えると、計器１２は、筐体１１の扉１１４の表面から外部に露出している。

【0022】

なお、本実施形態では、計器１２は、扉１１４の表面に取り付けられているが、これに限らない。計器１２の取り付け位置は、筐体１１の日中において太陽光を受けない位置に取り付けられていれば良い。または、筐体１１は、計器１２が日中において太陽光を受けない位置（向き）に設置されていれば良い。

【0023】

フィルム型太陽電池１３は、例えば、取手１１６や計器１２のような筐体１１表面から外部に突出している部分と、換気口１１７と、各扉１１４が可動するための隙間（複数の扉１１４の中心線等）と、を除いた筐体１１の表面に貼り付けられている。言い換えると、フィルム型太陽電池１３は、例えば、取手１１６や計器１２のような筐体１１表面から外部に突出している部分と、換気口１１７と、を避けるとともに、扉１１４毎に貼り付けられている。

【0024】

なお、本実施形態では、筐体１１の底面１１１以外にはフィルム型太陽電池１３が貼り付けられている。しかし、これに限らず、フィルム型太陽電池１３は、少なくとも上面１１２に貼り付けられていれば良い。すなわち、フィルム型太陽電池１３は、日中において太陽光を受ける位置に貼り付けられていれば良い。

【0025】

フィルム型太陽電池１３を筐体１１の表面に貼り付ける方法は、例えば、筐体１１にフィルム型太陽電池１３を保持可能な部材を複数設けて、フィルム型太陽電池１３を貼り付ける。

【0026】

本実施形態に係るフィルム型太陽電池１３は、ペロブスカイト結晶により形成されたフィルム型ペロブスカイト太陽電池である。そのため、フィルム型太陽電池１３は、軽量であり、折り曲げや歪み等の変形に強い。なお、本実施形態では、フィルム型太陽電池１３にフィルム型ペロブスカイト太陽電池を用いたが、これに限らない。フィルム型太陽電池１３は、例えば、フィルム型の色素増感太陽電池や有機薄膜太陽電池等の他の材料で形成されても良い。

【0027】

図３に示すように、スイッチギヤ１は、配線１４と、端子台１５と、をさらに備える。なお、端子台１５は、電子部品の一例である。配線１４および端子台１５は、筐体１１に収容されている。

【0028】

配線１４は、換気口１１７を通過するとともに、筐体１１の表面に貼り付けられているフィルム型太陽電池１３と、端子台１５と、を接続している。すなわち、配線１４は、筐体１１の内部から外部に渡って延びている。

【0029】

端子台１５は、フィルム型太陽電池１３と、筐体１１に収容されている制御回路等と、の中継地点である。言い換えると、配線１４は、端子台１５を介してフィルム型太陽電池１３と、筐体１１に収容されている制御回路等と、を接続している。

【0030】

本実施形態では、端子台１５は、筐体１１の上方に設けられている。しかし、これに限らず、端子台１５の設置位置は、当該端子台１５が筐体１１に収容可能な位置であれば適宜変更しても良い。

【0031】

図４は、本実施形態のスイッチギヤ１の機能ブロック図である。図４に示すように、筐体１１には、例えば、蓄電池２と、切替部３と、制御電源４と、第１直流チョッパ５と、第２直流チョッパ６と、が収容されている。

【0032】

蓄電池２は、例えば、蓄電及び放電が可能な二次電池を利用した設備である。蓄電池２は、フィルム型太陽電池１３によって発電された電力を蓄電する。そして、蓄電池２は、放電することで制御電源４に電力を供給する。

【0033】

切替部３は、所定の条件を満たした場合に別途設けられている直流電源装置７から供給される電力を制御電源４に供給されるように回路を切り替える。なお、直流電源装置７は、例えば、電力会社から供給される交流電流を直流電流に変換する設備である。

【0034】

切替部３は、第１電圧リレー３１と、第２電圧リレー３２と、切替回路３３と、を有する。第１電圧リレー３１及び第２電圧リレー３２は、例えば、電圧継電器のような予め定められた電圧で動作する機器である。

【0035】

第１電圧リレー３１は、フィルム型太陽電池１３又は蓄電池２により供給される電力に関する電圧を検知する。第２電圧リレー３２は、直流電源装置７により供給される電力に関する電圧を検知する。

【0036】

切替回路３３は、制御電源４に電力を供給する主体を切り替える回路である。本実施形態では、切替回路３３は、フィルム型太陽電池１３又は蓄電池２により供給される電力と、直流電源装置７により供給される電力と、を切り替える。

【0037】

本実施形態のスイッチギヤ１は、例えば、屋外に設置される。スイッチギヤ１の筐体１１は、フィルム型太陽電池１３が貼り付けられている。すなわち、屋外に設置されたスイッチギヤ１において、フィルム型太陽電池１３は太陽光に晒される。

【0038】

筐体１１に貼り付けられているフィルム型太陽電池１３は、筐体１１内部から換気口１１７を通過して延びる配線１４によって端子台１５と接続されている。さらに、配線１４は、端子台１５と筐体１１に収容されている制御回路等とを接続している。

【0039】

晴天時において筐体１１に貼り付けられているフィルム型太陽電池１３は、太陽光によって電力を発電する。フィルム型太陽電池１３によって発電された電力は、蓄電池２に蓄電されてスイッチギヤ１の制御電源として使用される。

【0040】

従来の太陽光パネルを備えたスイッチギヤでは、太陽光パネルとスイッチギヤは、別々に設置されていた。そのため、従来のスイッチギヤを設置するためには広いスペースが必要であった。

【0041】

一方、本実施形態のスイッチギヤ１では、太陽光パネルと同様の役割であるフィルム型太陽電池１３は、スイッチギヤ１の筐体１１に貼り付けられている。これにより、本実施形態のスイッチギヤ１は、従来と比較して狭いスペースにおいても設置可能である。従って、本実施形態のスイッチギヤ１は、省スペース化が可能である。

【0042】

以上のような構成によれば、本実施形態のスイッチギヤ１は、筐体１１と、フィルム型太陽電池１３と、を備える。筐体１１は、設置面Ｓと接触する底面１１１と、底面１１１の反対側に位置する上面１１２と、を有する。フィルム型太陽電池１３は、少なくとも底面１１１に設けられている。

【0043】

スイッチギヤ１では、筐体１１にフィルム型太陽電池１３が貼り付けられている。そのため、スイッチギヤ１とフィルム型太陽電池１３とを別々に設置する必要がなくなる。これにより、本実施形態では、スイッチギヤ１を設置するためのスペースを削減することが可能である。従って、本実施形態のスイッチギヤ１は、省スペース化が可能である。

【0044】

また、本実施形態では、スイッチギヤ１は、筐体１１に収容される配線１４と、端子台１５と、をさらに備える。筐体１１には、外部と連通する換気口１１７が設けられている。配線１４は、換気口１１７を通過するとともにフィルム型太陽電池１３と端子台１５とを接続する。これにより、配線１４は、効率的にフィルム型太陽電池１３と端子台１５とを接続可能である。従って、本実施形態のスイッチギヤ１では、配線１４の長さは、最適な長さを設定可能である。

【0045】

また、本実施形態では、フィルム型太陽電池１３は、フィルム型のペロブスカイト太陽電池である。一般的にペロブスカイト太陽電池は、軽量であり、折り曲げや歪み等の変形に強い。これにより、フィルム型太陽電池１３は、筐体１１に容易に貼り付けることができる。さらに、フィルム型太陽電池１３を支える筐体１１のサイズが大型化することを抑制できる。

【0046】

また、本実施形態では、スイッチギヤ１は、筐体１１より露出する計器１２をさらに備える。筐体１１は、日中において、フィルム型太陽電池１３が太陽光を受ける位置且つ計器１２が太陽光を受けない位置に設置される。これにより、屋外に設置したスイッチギヤ１において計器１２は、太陽光に晒される難くなる。従って、本実施形態のスイッチギヤ１では、太陽光によって計器１２が劣化することを抑制できる。

【0047】

また、本実施形態では、上面１１２は、前後方向（Ｘ方向）において、前端部１１２ａから後端部１１２ｂに向かって傾斜している。筐体１１は、当該筐体１１の表面より外部に張り出した突出部１１５ａを有する。換気口１１７は、突出部１１５ａにおいて設置面Ｓに向かって開口して設けられるとともに、前後方向において前端部１１２ａ側に位置する。

【0048】

例えば、雨天時において雨が降った場合、雨は上面１１２において前端部１１２ａから後端部１１２ｂに向かって流れ落ちる。さらに、換気口１１７は、設置面Ｓに向かって開口するとともに、前後方向において前端部１１２ａ側に位置する。これにより、スイッチギヤ１では、換気口１１７から雨が侵入することを防ぐことができる。

【0049】

また、本実施形態では、筐体１１は、開閉可能に取り付けられた複数の扉１１４を有する。フィルム型太陽電池１３は、換気口１１７を避けるとともに、扉１１４毎に貼り付けられる。これにより、スイッチギヤ１は、フィルム型太陽電池１３によって換気口１１７と、扉１１４と、が塞がれることを防ぐことができる。

【0050】

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、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。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、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】

【0051】

１ スイッチギヤ
１１ 筐体
１１１ 底面（第１面）
１１２ 上面（第２面）
１１２ａ 前端部（一方の端部）
１１２ｂ 後端部（他方の端部）
１１４ 扉
１１５ａ 突出部
１１７ 換気口（開口部）
１２ 計器
１３ フィルム型太陽電池
１４ 配線
１５ 端子台（電子部品）
Ｓ 設置面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】