特開 2024-113482 チャンネルベース

(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】P2024113482

(43)【公開日】2024-08-22

(54)【発明の名称】チャンネルベース

(51)【国際特許分類】

   H05K 5/02 20060101AFI20240815BHJP

   H02B 3/00 20060101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

H05K5/02 B

H02B3/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018501

(22)【出願日】2023-02-09

(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】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】橋本 光広

【テーマコード（参考）】

4E360

【Ｆターム（参考）】

4E360AC03

4E360AC23

4E360EA05

4E360EB03

4E360GA26

4E360GA33

4E360GA53

4E360GA60

4E360GB94

(57)【要約】

【課題】植物由来のカーボンニュートラルなバイオマス素材を用いることで、軽量で高い強度を有しつつ絶縁性を兼ね備え、搬送作業に要する手間やコスト並びに設置作業に要する手間や時間を低減可能な環境負荷の小さいチャンネルベースを提供する。
【解決手段】電力を消費する装置と、その電源との間に配設される電力用盤２を支持するように、予め設定された支持領域にセットされるチャンネルベース１であり、電力用盤は電気機器を収容した金属製筐体２ｈを有し、筐体はチャンネルベースを介して支持領域に接続された状態で、電気機器を流れる電流が筐体からチャンネルベースを通って支持領域に漏洩するのを防止することで、筐体が電気的に絶縁された状態に維持されるように、チャンネルベースは、少なくともその一部が植物由来のカーボンニュートラルなバイオマス素材であるセルロースナノファイバを用いたＣＮＦ材で一体的に構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力を消費する装置と、その電源との間に配設される電力用盤を支持するように、予め設定された支持領域にセットされるチャンネルベースであって、
前記電力用盤は、電気機器を収容した金属製の筐体を有すると共に、
前記筐体は、前記チャンネルベースを介して、前記支持領域に接続されている状態において、
前記電気機器を流れる電流が前記筐体から前記チャンネルベースを通って前記支持領域に漏洩するのを防止することで、前記筐体が前記支持領域に対して電気的に絶縁された状態に維持されるように、前記チャンネルベースは、少なくともその一部が、植物由来のカーボンニュートラルなバイオマス素材であるセルロースナノファイバを用いたＣＮＦ材によって一体的に構成されているチャンネルベース。

【請求項2】

前記チャンネルベースは、その全体が、前記ＣＮＦ材によって一体的に構成されている請求項１に記載のチャンネルベース。

【請求項3】

前記チャンネルベースは、前記筐体に接する表面部と、前記表面部の反対側において前記支持領域に接する背面部と、を有し、
前記チャンネルベースは、前記表面部が、前記ＣＮＦ材によって一体的に構成されている請求項１に記載のチャンネルベース。

【請求項4】

前記チャンネルベースは、前記筐体に接する表面部と、前記表面部の反対側において前記支持領域に接する背面部と、を有し、
前記チャンネルベースは、前記背面部が、前記ＣＮＦ材によって一体的に構成されている請求項１又は３に記載のチャンネルベース。

【請求項5】

前記チャンネルベースは、前記筐体に接する表面部と、前記表面部の反対側において前記支持領域に接する背面部と、前記表面部と前記背面部との間に介在された中間部と、を有し、
前記チャンネルベースは、前記中間部が、前記ＣＮＦ材によって一体的に構成されている請求項１に記載のチャンネルベース。

【請求項6】

前記ＣＮＦ材は、植物を原料とするセルロースを数～数十ナノメートルに微細化したナノ繊維を含有して構成された粉状、液状、或いは、固形状を成している請求項１に記載のチャンネルベース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明の実施形態は、セルロースナノファイバ（ＣＮＦ）製のチャンネルベースに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、電力を消費する装置（エアコン、テレビ、発動機など）と、その電源との間に配設されるものとして、電源装置（無停電電源装置、直流電源装置）、配電盤、分電盤、スイッチギヤなどの電気機器を金属製の筐体の内部に収容した電力用盤が知られている。

【0003】

なお、電源装置は、入力電源から必要とされる出力電源を生成する装置である。配電盤は、電源から送られた高圧電力を低圧化させる。分電盤は、配電盤から基幹を通して送られた電気を分岐させる。スイッチギヤは、電気回路の開閉や保護（計測・制御）などを実施する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１９／０４４７４７号

【特許文献2】特開２０１７－０９９０４７号公報

【特許文献3】特開２０１０－１４７１３１号公報

【特許文献4】特開２０１９－０４７５５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記したような従来の電力用盤においては、金属製の筐体を通って電流が外部に漏洩するのを防止するために、筐体が外部と電気的に接する部分に絶縁板を介在させる場合がある。例えば、電力用盤（即ち、筐体）が金属製のチャンネルベースで支持されている場合、絶縁板は、筐体とチャンネルベースとの間、或いは、当該チャンネルベースが外部と接する相互間に介在させる。

【0006】

この場合、絶縁板とチャンネルベースとは、別々に製造される。これにより、電力用盤を配設する現場までの搬送作業では、常に、チャンネルベースの搬送作業に加えて、絶縁板の搬送作業が別途行われることとなる。この結果、チャンネルベースの搬送作業に要する手間やコストが倍増してしまう。

【0007】

そして、搬送先の現場におけるチャンネルベースの設置作業では、先ず、チャンネルベースの位置合わせが行われ、次に、このチャンネルベースに絶縁板をセットした状態で再度位置合わせが行われる。この結果、チャンネルベースの設置作業に要する手間や時間が倍増してしまう。

【0008】

更に、近年では、植物由来のカーボンニュートラルなバイオマス素材（例えば、セルロースナノファイバ（ＣＮＦ））を用いたチャンネルベースが求められている。このＣＮＦ製のチャンネルベースによれば、軽量でありながら高い強度を有しつつ、絶縁板を設けること無く絶縁性を兼ね備え、環境に対する負荷も小さくなる。

【0009】

そこで、本発明の目的は、植物由来のカーボンニュートラルなバイオマス素材を用いることで、軽量でありながら高い強度を有しつつ、絶縁板を設けること無く絶縁性を兼ね備え、かつ、搬送作業に要する手間やコスト並びに設置作業に要する手間や時間を低減させることが可能な環境に対する負荷の小さいチャンネルベースを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

実施形態によれば、電力を消費する装置と、その電源との間に配設される電力用盤を支持するように、予め設定された支持領域にセットされるチャンネルベースであって、電力用盤は、電気機器を収容した金属製の筐体を有すると共に、筐体は、チャンネルベースを介して、支持領域に接続されている状態において、電気機器を流れる電流が筐体からチャンネルベースを通って支持領域に漏洩するのを防止することで、筐体が支持領域に対して電気的に絶縁された状態に維持されるように、チャンネルベースは、少なくともその一部が、植物由来のカーボンニュートラルなバイオマス素材であるセルロースナノファイバを用いたＣＮＦ材によって一体的に構成されている。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態（図１～図３）において、電力用盤を支持するように、予め設定された支持領域にセットされたチャンネルベースの斜視図。

【図2】図１に示されたチャンネルベースの平面図。

【図3】図２のＦ－Ｆ線に沿う断面図であって、その全体がＣＮＦ材で一体構成されたチャンネルベースの断面図。

【図4】第１変形例において、図２のＦ－Ｆ線に沿う断面図であって、その表面部がＣＮＦ材で一体構成されたチャンネルベースの断面図。

【図5】第２変形例において、図２のＦ－Ｆ線に沿う断面図であって、その背面部がＣＮＦ材で一体構成されたチャンネルベースの断面図。

【図6】第３変形例において、図２のＦ－Ｆ線に沿う断面図であって、その中間部がＣＮＦ材で一体構成されたチャンネルベースの断面図。

【図7】第４変形例において、図２のＦ－Ｆ線に沿う断面図であって、その表面部と背面部の双方がＣＮＦ材で一体構成されたチャンネルベースの断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

「一実施形態」
図１は、一実施形態に係るチャンネルベース１の外観配置構成図である。図１の例において、チャンネルベース１は、予め設定された支持領域（図示しない）にセットされる。チャンネルベース１には、電力用盤２が設置される。支持領域としては、例えば、建屋の床や敷地、壁や屋上など電力用盤２を設置可能な全ての領域が想定される。これにより、各所の支持領域において、電力用盤２は、チャンネルベース１によって支持された状態に維持される。

【0013】

電力用盤２は、特に図示しないが例えば、電力を消費する装置（エアコン、テレビ、発動機など）と、その電源との間に配設される。電力用盤２は、金属製の筐体２ｈを有し、この筐体２ｈの内部には、例えば、電源装置（無停電電源装置、直流電源装置）、配電盤、分電盤、スイッチギヤなどの電気機器（図示しない）が収容されている。図１には一例として、矩形の立体的輪郭を有する金属製の筐体２ｈが示されている。

【0014】

図１に示すように、チャンネルベース１は、矩形状に中抜きされた枠形（四角形）の輪郭構造を成し、その全体に亘って一定の厚さＴに設定されている。チャンネルベース１の厚さＴは、電力用盤２を支持可能な強度ないし耐久性を実現できる程度に設定され、電力用盤２の大きさや重量に応じて増減変更されるため、特に数値限定はしない。

【0015】

この厚さＴ方向で見て、チャンネルベース１は、その一方側に表面部１ａが設けられ、その他方側（即ち、表面部１ａの反対側）に背面部１ｂが設けられている。表面部１ａ及び背面部１ｂは、互いに平行に配置され、それぞれ凹凸の無い平坦面として構成されている。これにより、その全体に亘って一定の厚さＴを有するチャンネルベース１が実現されている。

【0016】

ここで、上記した支持領域にチャンネルベース１をセットした状態において、チャンネルベース１は、その背面部１ｂが支持領域に接続される。電力用盤２をチャンネルベース１に設置した状態において、チャンネルベース１は、その表面部１ａが電力用盤２の筐体２ｈに接続される。これにより、筐体２ｈは、チャンネルベース１を介して、支持領域に接続されている状態となる。

【0017】

なお、チャンネルベース１は、その全体を一体的に成形してもよいし、或いは、複数のパーツを相互に接合させて成形してもよい。後述する図２には一例として、複数のパーツ３,４,５,６を相互に接合させて成形されたチャンネルベース１が示されている。

【0018】

図２は、チャンネルベース１のパーツ接合図である。図２の例において、チャンネルベース１は、４つのパーツ（第１～第４パーツ３,４,５,６）を互いに接合させて成形されている。各パーツ３～６は、それぞれ、真っ直ぐに延在した長尺の矩形輪郭を有し、その幅Ｗは、互いに同一に設定されている。

【0019】

各パーツ３～６の長さについては、第１パーツ３と第２パーツ４の長さは、互いに同一の長さＬ１に設定され、第３パーツ５と第４パーツ６の長さは、互いに同一の長さＬ２に設定されている。双方の長さＬ１,Ｌ２は、互いに、同一に設定してもよいし、相違させて設定してもよい。

【0020】

図２に示すように、第１パーツ３と第２パーツ４とを互いに平行に対向配置させた状態において、これら第１パーツ３及び第２パーツ４の両端相互間に、第３パーツ５と第４パーツ６とを互いに平行に対向配置させる。そして、例えば、接着、溶接、ねじ（ボルト）止めなど既存の接合方法で各パーツ３～６を相互に接合させる。これにより、矩形状に中抜きされた枠形（四角形）の輪郭構造を成したチャンネルベース１が成形されている。

【0021】

このようなチャンネルベース１は、少なくともその一部が、植物由来のカーボンニュートラルなバイオマス素材（再生可能な持続型資源）であるセルロースナノファイバを用いたＣＮＦ材によって一体的に構成されている。

【0022】

セルロースナノファイバ（ＣＮＦ）は、植物を原料とするセルロースを数～数十ナノメートルに微細化した繊維状の物質を指している。そして、ＣＮＦ材は、このようなナノ繊維を含有して構成された粉状、液状、或いは、固形状を成したものを想定している。

【0023】

ＣＮＦ材を構成する植物としては、例えば、木材、竹、稲わら、麦わら、もみ殻、農業残債（野菜くず、茶殻、みかん皮）、ススキなどの草本類、海藻などを想定することができる。

【0024】

カーボンニュートラルとは、植物を細かく磨り潰す際には二酸化炭素が排出されるものの、植物は二酸化炭素を吸収して成長するので、全体的に見れば大気中に排出される二酸化炭素と、大気中から吸収される二酸化炭素とが互いに等しい量（即ち、二酸化炭素の排出量がゼロ）となっている状態を指している。これにより、大気中の二酸化炭素の量に影響を与えず、その結果、環境に対する負荷を少なくすることができる。

【0025】

図３は、チャンネルベース１の断面図である。図３の例において、チャンネルベース１は、その全体が、ＣＮＦ材によって一体的に構成（即ち、一体成形）されている。この場合、上記した４つのパーツ（第１～第４パーツ３,４,５,６）は、それぞれ、その全体がＣＮＦ材によって一体成形されている。

【0026】

各パーツ３～６の全体をＣＮＦ材で一体成形する方法としては、例えば、粉状或いは液状のＣＮＦ材を用意して、これをバインダ（固化材）によって、予め設定された形状に固化させればよい。これにより、その全体がＣＮＦ材で一体成形された断面矩形状の長尺構造を有する第１～第４パーツ３,４,５,６を構成することができる。

【0027】

以上、本実施形態によれば、チャンネルベース１をＣＮＦ材で一体成形したことにより、絶縁板を用いること無く、電気機器を流れる電流が筐体２ｈからチャンネルベース１を通って支持領域に漏洩するのを防止することができ、その結果、筐体２ｈを常に支持領域に対して電気的に絶縁された状態に維持することができる。

【0028】

本実施形態によれば、チャンネルベース１をＣＮＦ材で一体成形したことにより、電力用盤２を配設する現場までの搬送作業において、絶縁板を別途搬送するといった従来の作業が不要となり、その結果、チャンネルベース１の搬送作業に要する手間やコストを大幅に削減することができる。

【0029】

本実施形態によれば、チャンネルベース１をＣＮＦ材で一体成形したことにより、搬送先の現場におけるチャンネルベース１の設置作業において、絶縁板をチャンネルベース１にセットした状態で再度位置合わせを行うといった従来の作業が不要となり、その結果、チャンネルベース１の設置作業に要する手間や時間を格段に低減することができる。

【0030】

本実施形態によれば、チャンネルベース１をＣＮＦ材で一体成形したことにより、チャンネルベース１の軽量化と共に高強度化を同時に達成することが可能となり、その結果、チャンネルベース１をセットする支持領域に求められる耐荷重強度を小さくすることができると共に、電力用盤２を支持するチャンネルベース１自体の耐久性を向上させることができる。

【0031】

本実施形態によれば、チャンネルベース１をＣＮＦ材で一体成形したことにより、二酸化炭素の排出量を実質ゼロ（換言すると、カーボンニュートラルな状態）にすることが可能となり、その結果、環境に対する負荷を小さくすることができる。

【0032】

本実施形態によれば、チャンネルベース１をＣＮＦ材で一体成形したことにより、リサイクル時の繊維破断ないし物性低下を少なくすることが可能となり、その結果、紙やプラスチックと同様にサーマルリカバリーを達成することができる。

【0033】

本実施形態によれば、チャンネルベース１をＣＮＦ材で一体成形したことにより、防火性能を向上させることが可能となり、その結果、高温になり難いと共に燃え（溶け）難く、更に、有毒ガスも発生しない。

【0034】

「第１変形例」
図４は、第１変形例に係るチャンネルベース１の断面図である。図４の例において、チャンネルベース１は、表面部１ａが、ＣＮＦ材によって一体的に構成（即ち、一体成形）されている。具体的には、上記した４つのパーツ（第１～第４パーツ３,４,５,６）は、それぞれ、その表面部１ａがＣＮＦ材によって一体成形されている。この場合、各パーツ３～６は、既存のチャンネルベース１と同様の材質（例えば、強度や剛性に優れた金属材料）で構成することができる。

【0035】

各パーツ３～６の表面部１ａをＣＮＦ材で一体成形する方法としては、例えば、粉状或いは液状のＣＮＦ材を用意して、これを含有させた塗布溶液を各パーツ３～６の表面部１ａに沿って塗布して乾燥させればよい。これにより、その表面部１ａがＣＮＦ材から成るＣＮＦ層７で一体成形された第１～第４パーツ３,４,５,６を構成することができる。

【0036】

ここで、ＣＮＦ層７の厚さについては、チャンネルベース１で電力用盤２を支持した状態において、当該ＣＮＦ層が破断したり損壊したりしない程度の強度ないし耐久性を有する厚さに設定すれば足りるため、特に数値限定はしない。

【0037】

更に、本変形例では、既存のチャンネルベース１をそのまま利用し、当該チャンネルベース１の表面部１ａに沿って、溶液状のＣＮＦ材を塗布して乾燥させてもよい。なお、これ以外の構成並びに効果は、上記した一実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0038】

「第２変形例」
図５は、第２変形例に係るチャンネルベース１の断面図である。図５の例において、チャンネルベース１は、背面部１ｂが、ＣＮＦ材によって一体的に構成（即ち、一体成形）されている。具体的には、上記した４つのパーツ（第１～第４パーツ３,４,５,６）は、それぞれ、その背面部１ｂがＣＮＦ材によって一体成形されている。この場合、各パーツ３～６は、既存のチャンネルベース１と同様の材質（例えば、強度や剛性に優れた金属材料）で構成することができる。

【0039】

各パーツ３～６の背面部１ｂをＣＮＦ材で一体成形する方法としては、例えば、粉状或いは液状のＣＮＦ材を用意して、これを含有させた塗布溶液を各パーツ３～６の背面部１ｂに沿って塗布して乾燥させればよい。これにより、その背面部１ｂがＣＮＦ材から成るＣＮＦ層７で一体成形された第１～第４パーツ３,４,５,６を構成することができる。

【0040】

ここで、ＣＮＦ層７の厚さについては、チャンネルベース１で電力用盤２を支持した状態において、当該ＣＮＦ層７が破断したり損壊したりしない程度の強度ないし耐久性を有する厚さに設定すれば足りるため、特に数値限定はしない。

【0041】

更に、本変形例では、既存のチャンネルベース１をそのまま利用し、当該チャンネルベース１の背面部１ｂに沿って、溶液状のＣＮＦ材を塗布して乾燥させてもよい。なお、これ以外の構成並びに効果は、上記した一実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0042】

「第３変形例」
図６は、第３変形例に係るチャンネルベース１の断面図である。図６の例において、チャンネルベース１は、表面部１ａと背面部１ｂとの間に介在された中間部１ｃが、ＣＮＦ材によって一体的に構成（即ち、一体成形）されている。

【0043】

各パーツ３～６の中間部１ｃをＣＮＦ材で一体成形する方法としては、例えば、上記した４つのパーツ（第１～第４パーツ３,４,５,６）をそれぞれ構成する一対のパーツ構成体Ｐ１,Ｐ２を用意する。各パーツ構成体Ｐ１,Ｐ２の厚さは、上記した各パーツ３～６の厚さＴの半分Ｔ／２程度に設定する。この場合、各パーツ構成体Ｐ１,Ｐ２は、既存のチャンネルベース１と同様の材質（例えば、強度や剛性に優れた金属材料）で構成することができる。

【0044】

そして、各パーツ構成体Ｐ１,Ｐ２を互いに接合した状態において、パーツ構成体Ｐ１,Ｐ２の相互間にＣＮＦ材から成るＣＮＦ層７が介在するように、双方のパーツ構成体Ｐ１,Ｐ２の対向面Ｓ１,Ｓ２或いは一方のパーツ構成体Ｐ１（又はＰ２）の対向面Ｓ１（又はＳ２）に沿って溶液状のＣＮＦ材を塗布して乾燥させればよい。これにより、その中間部１ｃがＣＮＦ材から成るＣＮＦ層７で一体成形された第１～第４パーツ３,４,５,６を構成することができる。

【0045】

なお、対向面Ｓ１,Ｓ２は、当該パーツ構成体Ｐ１,Ｐ２を互いに接合させる際に対向し合う面を指している。溶液状のＣＮＦ材は、粉状或いは液状のＣＮＦ材を用意して、これを塗布溶液に含有させて製造することができる。

【0046】

ここで、ＣＮＦ層７の厚さについては、チャンネルベース１で電力用盤２を支持した状態において、当該ＣＮＦ層７が破断したり損壊したりしない程度の強度ないし耐久性を有する厚さに設定すれば足りるため、特に数値限定はしない。

【0047】

更に、本変形例では、既存のチャンネルベース１をそのまま利用し、当該チャンネルベース１の双方或いは一方に沿って溶液状のＣＮＦ材を塗布して乾燥させ、その後、当該ＣＮＦ層７を挟み込むように、双方のチャンネルベース１を接合させてもよい。なお、これ以外の構成並びに効果は、上記した一実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0048】

「第４変形例」
図７は、第４変形例に係るチャンネルベース１の断面図である。図７の例において、チャンネルベース１は、表面部１ａと背面部１ｂの双方が、ＣＮＦ材によって一体的に構成（即ち、一体成形）されている。具体的には、上記した４つのパーツ（第１～第４パーツ３,４,５,６）は、それぞれ、その表面部１ａと背面部１ｂの双方がＣＮＦ材によって一体成形されている。この場合、各パーツ３～６は、既存のチャンネルベース１と同様の材質（例えば、強度や剛性に優れた金属材料）で構成することができる。

【0049】

各パーツ３～６の表面部１ａと背面部１ｂの双方をＣＮＦ材で一体成形する方法としては、上記した第１変形例並びに第２変形例において行った方法を組み合わせればよい。ＣＮＦ層７の厚さについても、上記した第１変形例並びに第２変形例と同様に数値限定はしない。

【0050】

更に、本変形例でも、既存のチャンネルベース１をそのまま利用し、当該チャンネルベース１の表面部１ａと背面部１ｂの双方に沿って、溶液状のＣＮＦ材を塗布して乾燥させてもよい。なお、これ以外の構成並びに効果は、上記した一実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0051】

以上、本発明の一実施形態及びいくつかの変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、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。これらの実施形態及び変形例は、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。これら実施形態及び変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。

【符号の説明】

【0052】

１…チャンネルベース、１ａ…表面部、１ｂ…背面部、１ｃ…中間部、２…電力用盤、２ｈ…筐体、３…第１パーツ、４…第２パーツ、５…第３パーツ、６…第４パーツ、７…ＣＮＦ層、Ｐ１,Ｐ２…パーツ構成体、Ｓ１,Ｓ２…対向面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】