特開 2024-122673 電気機器

(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】P2024122673

(43)【公開日】2024-09-09

(54)【発明の名称】電気機器

(51)【国際特許分類】

   H05K 5/06 20060101AFI20240902BHJP

   H05K 5/03 20060101ALI20240902BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

H05K5/06 B

H05K5/03 H

H02M7/48 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023030346

(22)【出願日】2023-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】児島 慎二

【テーマコード（参考）】

4E360

5H770

【Ｆターム（参考）】

4E360AB33

4E360BA01

4E360BD02

4E360BD03

4E360BD05

4E360EA24

4E360EA29

4E360EC04

4E360ED02

4E360ED08

4E360GA07

4E360GA12

4E360GA42

4E360GB91

4E360GC02

4E360GC08

5H770AA21

5H770BA11

5H770QA28

5H770QA33

(57)【要約】

【課題】内部の部品からガスが発生した場合に筐体が大きく破損することが抑制されうる電気機器を提供する。
【解決手段】電気機器１が、筐体２と、筐体２内に収容される内装部品３とを備える。筐体２が、本体２１と、カバー２２と、本体２１に対してカバー２２を固定する複数の取付部４とを備える。本体２１が、内部に収容空間２３を有し、かつ収容空間２３に通じる開口２４を有する。カバー２２が、開口２４を塞ぐ。取付部４が、開口２４の縁に沿って間隔をあけて配置されている。取付部４が、少なくとも１つの第一取付部４１と、第一取付部４１よりも低い取付強度で本体２１にカバー２２を固定する少なくとも１つの第二取付部４２とを、含む。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、前記筐体内に収容される内装部品とを備える電気機器であり、
前記筐体が、本体と、カバーと、前記本体に対して前記カバーを固定する複数の取付部とを備え、
前記本体が、内部に収容空間を有し、かつ前記収容空間に通じる開口を有し、
前記カバーが、前記開口を塞ぎ、
前記取付部は、前記開口の縁に沿って間隔をあけて配置され、
前記取付部が、少なくとも１つの第一取付部と、前記第一取付部よりも低い取付強度で前記本体に前記カバーを固定する少なくとも１つの第二取付部とを、含む、
電気機器。

【請求項2】

前記取付部が、２つの前記第一取付部と、２つの前記第二取付部とを、少なくとも含み、
２つの前記第一取付部を結ぶ仮想的な線分と、２つの前記第二取付部を結ぶ仮想的な線分とが、交差する、
請求項１に記載の電気機器。

【請求項3】

前記第一取付部が、取付具と、前記取付具を前記本体と前記カバーとのうち一方に螺旋止めにより固定する固定具と、前記本体と前記カバーとのうち他方を前記取付具に螺旋止めにより固定する固定具とを備える、
請求項１又は２に記載の電気機器。

【請求項4】

前記第二取付部が、前記本体と前記カバーとのうち一方にかしめ接続で固定されている取付具と、前記本体と前記カバーとのうち他方を前記取付具に螺旋止めにより固定する固定具とを備える、
請求項１又は２に記載の電気機器。

【請求項5】

電力変換装置である。
請求項１又は２に記載の電気機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は一般に電気機器に関し、より詳細には、筐体と、筐体内に収容される内装部品とを備える電気機器に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電気機器が、電気回路が有する回路部品と、回路部品を内部に収容する筐体とを備え、筐体が、回路部品を内部に収容する本体と、本体の開口を塞ぐためのカバーと、本体とカバーとの間に介在するパッキンとを備えることが、開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－７２７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示の課題は、内部の部品からガスが発生した場合に筐体が大きく破損することが抑制されうる電気機器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係る電気機器は、筐体と、前記筐体内に収容される内装部品とを備える。前記筐体が、本体と、カバーと、前記本体に対して前記カバーを固定する複数の取付部とを備える。前記本体が、内部に収容空間を有し、かつ前記収容空間に通じる開口を有する。前記カバーが、前記開口を塞ぐ。前記取付部は、前記開口の縁に沿って間隔をあけて配置されている。前記取付部が、少なくとも１つの第一取付部と、前記第一取付部よりも低い取付強度で前記本体に前記カバーを固定する少なくとも１つの第二取付部とを、含む。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、電気機器の内部の部品からガスが発生した場合に筐体が大きく破損することが抑制されうる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態１に係る電気機器の分解斜視図である。

【図2】図２は、同上の電気機器の分解斜視図である。

【図3】図３は、同上の電気機器の分解斜視図である。

【図4】図４は、同上の電気機器の斜視図である。

【図5】図５は、同上の電気機器の要部の分解斜視図である。

【図6】図６は、同上の電気機器の要部の分解斜視図である。

【図7】図７は、同上の電気機器の要部の分解斜視図である。

【図8】図８は、同上の電気機器の要部の分解斜視図である。

【図9】図９は、同上の電気機器の第二取付具の側面図である。

【図10】図１０は、同上の電気機器の要部の分解斜視図である。

【図11】図１１は、同上の電気機器の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

１．概要
電力変換装置などの電気機器の筐体の内部には、コンデンサ、端子台などの部品が収容されている。電気機器が屋外に設置される場合、及び電気機器が自動車に搭載される場合などには、電気機器内の部品が水に曝されないようにするため、筐体が密閉されることがある。電気機器の温度が不測の事態により過度に上昇すると、筐体内の部品を構成する材料が分解又は揮発してガスが発生することで、筐体内の圧力が高まるおそれがある。特許文献１に開示されているように筐体が回路部品を内部に収容する本体と本体の開口を塞ぐためのカバーとを備える場合、筐体内の圧力が高まっても本体からカバーが外れないように、カバーは本体に強固に取り付けられる。

【0009】

しかし、万が一、筐体内の圧力が本体に対するカバーの取付強度を上回れば、本体からカバーが脱落してしまい、筐体が大きく破損してしまう可能性がある。

【0010】

そこで、本開示は、内部の部品からガスが発生した場合に筐体が大きく破損することが抑制されうる電気機器を提供する。

【0011】

本開示の一態様に係る電気機器１は、筐体２と、筐体２内に収容される内装部品３とを備える。筐体２が、本体２１と、カバー２２と、本体２１に対してカバー２２を固定する複数の取付部４とを備える。本体２１が、内部に収容空間２３を有し、かつ収容空間２３に通じる開口２４を有する。カバー２２が、開口２４を塞ぐ。取付部４は、開口２４の縁に沿って間隔をあけて配置されている。取付部４が、少なくとも１つの第一取付部４１と、第一取付部４１よりも低い取付強度で前記本体２１に前記カバー２２を固定する少なくとも１つの第二取付部４２とを、含む。

【0012】

取付強度とは、取付部４による本体２１に対するカバー２２の固定を解除するために要する、取付部４に加えられる力の大きさのことである。

【0013】

このため、内装部品３を構成する材料が分解又は揮発するなどして筐体２内の圧力が高まった場合、第一取付部４１による本体２１に対するカバー２２の固定が維持されながら、第二取付部４２による本体２１に対するカバー２２の固定が優先的に解除されうる。このため、第一取付部４１によって本体２１からのカバー２２の脱落を抑制しながら、本体２１に対するカバー２２の取り付けを部分的に解除して、筐体２内のガスを排出できる。これにより、筐体２の破損の程度を制御して、筐体２が大きく破損することが抑制されうる。

【0014】

２．実施形態
図１から図１１を参照して、実施形態に係る電気機器１について説明する。

【0015】

図１から図４に電気機器１を示す。図１から図３は分解斜視図であり、図４は電気機器１の斜視図である。電気機器１は、筐体２と、筐体２内に収容される内装部品３とを備える。

【0016】

本実施形態における電気機器１は、電力変換装置である。電力変換装置は、例えば、自家発電設備から出力される電力を変換して、負荷、蓄電設備又は商用電力系統へ出力するパワーコンディショナーとして使用される。あるいは、電力変換装置は、例えば、電気自動車のバッテリーと電気的に接続するパワーステーションに備えられる。この場合、電力変換装置は、例えば、次の第１動作と第２動作とのうち少なくとも一方を行う。第１動作は、電気自動車の外部の蓄電設備、自家発電設備又は商用電力系統から供給される電力を変換して、電気自動車のバッテリーへ出力することである。第２動作は、電気自動車のバッテリーから供給される電力を変換して、負荷、蓄電設備又は商用電力系統へ出力することである。

【0017】

内装部品３は、例えば出力装置、実装基板、制御基板及びリアクトル等を含む。実装基板には、例えばスイッチング素子（メカニカルスイッチ又は半導体スイッチ）、コンデンサ、及び端子台等の実装部品が、実装されている。

【0018】

筐体２は、例えば金属から作製されるが、樹脂等の他の材料から作製されてもよい。筐体２が、本体２１と、カバー２２と、複数の取付部４とを備える。

【0019】

本体２１は、直方体状の容器である。本体２１は、内部に収容空間２３を有し、かつ収容空間２３に通じる開口２４を有する。収容空間２３内に、内装部品３が収容される。本体２１の一面に開口２４がある。開口２４は矩形状である。本体２１は、開口２４の全周を取り巻くフランジ２５を有する。

【0020】

カバー２２は、本体２１の開口２４を塞ぐ。カバー２２は、平坦かつ矩形状である。本体２１のフランジ２５にカバー２２の周縁が重なるようにして、カバー２２が本体２１の開口２４を塞ぐ。

【0021】

本体２１とカバー２２との間に、パッキン７が介在している。パッキン７は輪状であり、本体２１のフランジ２５とカバー２２の周縁との間に、開口２４を取り巻くように配置されている。パッキン７により、本体２１とカバー２２との間の気密が維持されうる。

【0022】

複数の取付部４は、本体２１のフランジ２５とカバー２２の周縁とが重なる箇所に、開口２４の縁に沿って間隔をあけて配置されている。本実施形態では、４つの取付部４が、それぞれ、開口２４の４つのコーナーの縁に、配置されている。各取付部４は、パッキン７に対して開口２４とは反対側の位置に配置されている。そのため取付部４はパッキン７による本体２１とカバー２２との間の気密維持を阻害しない。

【0023】

４つの取付部４のうち、対角に位置する２つの取付部４の各々が第一取付部４１であり、別の対角に位置する２つの取付部４の各々が第二取付部４２である。このため、２つの第一取付部４１を結ぶ仮想的な線分Ｌ１と、２つの第二取付部４２を結ぶ仮想的な線分Ｌ１とが、交差している（図１１参照）。

【0024】

第一取付部４１が、取付具５（第一取付具５１）と、第一取付具５１を本体２１とカバー２２とのうち一方に螺旋止めにより固定する固定具６（第一固定具６１）と、本体２１とカバー２２とのうち他方を第一取付具５１に螺旋止めにより固定する固定具６（第二固定具６２）とを備える。第二取付部４２が、本体２１とカバー２２とのうち一方にかしめ接続で固定されている取付具５（第二取付具５２）と、本体２１とカバー２２とのうち他方を第二取付具５２に螺旋止めにより固定する固定具６（第三固定具６３）とを備える。

【0025】

このため、第一取付部４１による本体２１に対するカバー２２の取付強度を適度に高め、かつ第二取付部４２による本体２１に対するカバー２２の取付強度を適度に低めることで、本実施形態の効果が得られる。

【0026】

本実施形態での第一取付部４１及び第二取付部４２の、より具体的な構成について説明する。

【0027】

第一取付部４１における第一取付具５１は、例えば金属から作製される。図５から図７に示すように、第一取付具５１は、第一固定片５１１、第二固定片５１２、及び接続片５１３を有する。第一固定片５１１及び第二固定片５１２は、同方向に厚みを有する平坦な形状を有し、第一固定片５１１と第二固定片５１２との間には段差がある。接続片５１３は、第一固定片５１１の一端と、第二固定片５１２の一端とを、第一固定片５１１及び第二固定片５１２の厚み方向に繋いでいる。第一固定片５１１は内周面に雌螺旋溝を有する第一固定孔７１を有し、第二固定片５１２は内周面に雌螺旋溝を有する第二固定孔７２を有する。第一固定具６１と第二固定具６２との各々は、頭部と、頭部から延びかつ外周面に雄螺子溝を有する脚部とを有する。第一固定具６１と第二固定具６２との各々は、例えばビス又はボルトである。

【0028】

図５に示すように、開口２４のコーナーの縁における、第一取付部４１が設けられる箇所では、本体２１のフランジ２５が、第一固定孔７１に対応する通孔（第一通孔８１）、第二固定孔７２に対応する通孔（第二通孔８２）、及び接続片５１３に対応するスリット状の通孔（接続通孔８６）を有する。

【0029】

図６に示すように、第一取付具５１の接続片５１３が接続通孔８６に通され、第二固定片５１２がフランジ２５のカバー２２と対向する面側に配置され、第一固定片５１１がフランジ２５のカバー２２と対向する面とは反対側に配置され、第一固定片５１１の第一固定孔７１の位置が第一通孔８１の位置に合わせられ、かつ第二固定片５１２の第二固定孔７２の位置が第二通孔８２の位置に合わせられている。図７に示すように、第一固定具６１がフランジ２５のカバー２２と対向する面側から第一通孔８１に入れられ、第一固定孔７１に螺旋込まれている。これにより、第一固定具６１によって、第一取付具５１が本体２１のフランジ２５に螺旋止めにより固定されている。カバー２２は、その周縁における第二固定孔７２及び第二通孔８２と対応する位置に、通孔（第三通孔８３）を有する。第二固定具６２がカバー２２に対して本体２１とは反対側から、第三通孔８３に入れられ、第二固定孔７２に螺旋込まれ、更に第二通孔８２に入れられている（図３及び図４参照）。これにより、第二固定具６２によって、カバー２２が第一取付具５１に螺旋止めにより固定されている。

【0030】

この第一取付部４１では、第一取付具５１が本体２１のフランジ２５に螺旋止めにより固定され、かつ第一取付具５１にカバー２２が螺旋止めにより固定されているので、第一取付部４１による取付強度が高められている。また、第一取付部４１の第一固定片５１１が本体２１のフランジ２５に引っ掛けられているため、取付強度がより高められている。

【0031】

一方、第二取付部４２における第二取付具５２は、かしめナットである（図８参照）。このかしめナットは、ナット部５２１と、かしめ部５２２とを有する（図９参照）。第二取付具５２は、ナット部５２１とかしめ部５２２とを貫通し、内面に雌螺旋溝を有する第三固定孔７３を有する。かしめ部５２２は、ナット部５２１よりも小さい径を有する。かしめ部５２２の外周面は、その全周にわたり、複数の凹凸を有する。

【0032】

開口２４のコーナーの縁における、第二取付部４２が設けられる箇所では、本体２１のフランジ２５が、かしめ部５２２に対応する通孔（第四通孔８４）を有する（図８参照）。第四通孔８４の径は、ナット部５２１の径より大きく、かしめ部５２２の径よりも小さい。

【0033】

第二取付具５２のナット部５２１がフランジ２５のカバー２２と対向する面の上に配置され、かしめ部５２２が第四通孔８４に押し入れられている（図１０参照）。かしめ部５２２の凹凸が第四通孔８４の内面に押されて潰れることで、かしめ部５２２が第四通孔８４の内面に押圧力を加えている。これにより、第二取付具５２が本体２１のフランジ２５に固定されている。カバー２２は、その周縁における第三固定孔７３及び第四通孔８４と対応する位置に、通孔（第五通孔８５）を有する。第三固定具６３がカバー２２に対して本体２１とは反対側から、第五通孔８５に入れられ、第三固定孔７３に螺旋込まれている。これにより、第三固定具６３によって、カバー２２が第二取付具５２に螺旋止めにより固定されている（図３及び図４参照）。

【0034】

第二取付部４２では、第二取付具５２と本体２１との間のかしめ接続が外れると、第二取付部４２による本体２１に対するカバー２２の固定が解除される。前記のかしめ接続は、螺旋止めによる接続よりも弱い力で外れうる。そのため、第二取付部４２による取付強度が、第一取付部４１による取付強度よりも十分に低い。

【0035】

本実施形態の電気機器１において、内装部品３からガスが発生するなどして筐体２内の圧力が高まり、第二取付部４２にその取付強度を上回る力がかけられると、二つの第二取付部４２のうちの一方又は両方において、第二取付具５２と本体２１との間のかしめ接続が外れる。これにより、第二取付部４２による本体２１に対するカバー２２の固定が解除されて、本体２１とカバー２２との間が部分的に開き、筐体２内のガスが外部へ排出される。第一取付部４１による取付強度は第二取付部４２よりも高いため、第二取付部４２による本体２１に対するカバー２２の固定が解除されても、第一取付部４１による本体２１に対するカバー２２の固定は維持されうる。そのため、カバー２２が本体２１から脱落することが抑制され、筐体２が大きく破損することが抑制される。

【0036】

本実施形態では、上述のとおり、対角に位置する２つの取付部４の各々が第一取付部４１であり、別の対角に位置する２つの取付部４の各々が第二取付部４２であることで、２つの第一取付部４１を結ぶ仮想的な線分Ｌ１と、２つの第二取付部４２を結ぶ仮想的な線分Ｌ２とが、交差している（図１１参照）。取付部４がこのような位置関係にあると、筐体２内で局所的に突発的にガスが発生するなどして、筐体２内の圧力が瞬間的かつ局所的に高まった場合には、２つの第二取付部４２のうち、圧力が高まった箇所に近い位置にある第二取付部４２による固定が速やかに解除されうる。そのため、速やかに筐体２内のガスを外部へ放出することで、筐体２が大きく破損することが、更に抑制されうる。２つの第二取付部４２のうち一方の第二取付部４２による固定が解除され、ガスが放出されることでカバー２２に力が加えられて変形しても、２つの第一取付部４１による固定が維持されていると、カバー２２の変形の程度が規制されうる。そのため、周囲に与えられる影響が低減されうる。

【0037】

３．変形例
実施形態における電気機器１は電力変換装置であるが、電気機器１は、電力変換装置以外の機器であってもよい。例えば、電気機器１は、ガス給湯器、照明器具、貯湯器、ボイラー、又は電気自動車用充電器等であってよい。

【0038】

実施形態におけるカバー２２は平坦な形状であるが、カバー２２の形状はこれに限られない。たとえばカバー２２も筐体２と同様の形状を有していてもよい。

【0039】

実施形態では第一取付具５１が本体２１に螺旋止めにより固定され、第一取付具５１にカバー２２が螺旋止めにより固定されているが、第一取付具５１がカバー２２に螺旋止めにより固定され、第一取付具５１に本体２１が螺旋止めにより固定されていてもよい。実施形態では第二取付具５２が本体２１にかしめ接続により固定され、第二取付具５２にカバー２２が螺旋止めにより固定されているが、第二取付具５２がカバー２２にかしめ接続により固定され、第二取付具５２に本体２１が螺旋止めにより固定されていてもよい。

【0040】

実施形態では、取付具５の数が４つであり、そのうち第一取付具５１の数が２つ、第二取付具５２の数が２つであるが、取付具５等の数はこれに限られない。取付具５の数が３つでもよく、５つ以上でもよい。第一取付具５１の数が１つでもよく、３つ以上でもよい。第二取付具５２の数が１つでもよく、３つ以上でもよい。

【0041】

２つの第一取付部４１を結ぶ仮想的な線分Ｌ１と、２つの第二取付部４２を結ぶ仮想的な線分Ｌ２とが交差する場合、線分Ｌ１、Ｌ２は、平面交差していてもよく、立体交差していてもよい。

【0042】

第一取付部４１及び第二取付部４２の構造は、第一取付部４１による取付強度よりも第二取付部４２による取付強度が低いのであれば、実施形態に制限されない。第一取付部４１による取付強度よりも第二取付部４２による取付強度との間には、明確な差があることが好ましい。例えば実施形態のように、取付具５を螺旋止めで固定する場合とかしめ接続で固定する場合との間には、取付強度に明確な差が生じうる。

【0043】

４．まとめ
第一の態様に係る電気機器（１）は、筐体（２）と、筐体（２）内に収容される内装部品（３）とを備える。筐体（２）が、本体（２１）と、カバー（２２）と、本体（２１）に対してカバー（２２）を固定する複数の取付部（４）とを備える。本体（２１）が、内部に収容空間（２３）を有し、かつ収容空間（２３）に通じる開口（２４）を有する。カバー（２２）が、開口（２４）を塞ぐ。取付部（４）が、開口（２４）の縁に沿って間隔をあけて配置されている。取付部（４）が、少なくとも１つの第一取付部（４１）と、第一取付部（４１）よりも低い取付強度で本体（２１）にカバー２２を固定する少なくとも１つの第二取付部（４２）とを、含む。

【0044】

この態様によると、筐体（２）内の圧力が高まった場合、第一取付部（４１）による本体（２１）に対するカバー（２２）の固定が維持されながら、第二取付部（４２）による本体（２１）に対するカバー（２２）の固定が優先的に解除されうる。このため、第一取付部（４１）によって本体（２１）からのカバー（２２）の脱落を抑制しながら、本体（２１）に対するカバー（２２）の固定を部分的に解除して、筐体（２）内のガスを排出できる。これにより、筐体（２）の破損の程度を制御して、筐体２が大きく破損することが抑制されうる。

【0045】

第二の態様では、第一の態様において、取付部（４）が、２つの第一取付部（４１）と、２つの第二取付部（４２）とを、少なくとも含む。２つの第一取付部（４１）を結ぶ仮想的な線分（Ｌ１）と、２つの第二取付部（４２）を結ぶ仮想的な線分（Ｌ２）とが、交差する。

【0046】

この態様によると、筐体（２）内の圧力が瞬間的かつ局所的に高まった場合には、２つの第二取付部（４２）のうち、圧力が高まった箇所に近い位置にある第二取付部（４２）による固定が速やかに解除されうる。そのため、速やかに筐体（２）内のガスを外部へ放出することで、筐体（２）が大きく破損することが、更に抑制されうる。

【0047】

第三の態様では、第一又は第二の態様において、第一取付部（４１）が、取付具（５）と、取付具（５）を本体（２１）とカバー（２２）とのうち一方に螺旋止めにより固定する固定具（６）と、本体２１とカバー（２２）とのうち他方を取付具（５）に螺旋止めにより固定する固定具（６）とを備える。

【0048】

この態様によると、第一取付部（４１）による取付強度を適度に高めうる。

【0049】

第四の態様では、第一から第三のいずれか一の態様において、第二取付部（４２）が、本体（２１）とカバー（２２）とのうち一方にかしめ接続で固定されている取付具（５）と、本体（２１）とカバー（２２）とのうち他方を取付具（５）に螺旋止めにより固定する固定具（６）とを備える。

【0050】

この態様によると、第二取付部（４２）による取付強度を適度に低めうる。

【0051】

第五の態様では、第一から第四のいずれか一の態様において、電気機器（１）が、電力変換装置である。

【符号の説明】

【0052】

１ 電気機器
２ 筐体
２１ 本体
２２ カバー
２３ 収容空間
２４ 開口
４ 取付部
４１ 第一取付部
４２ 第二取付部
５ 取付具
６ 固定具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】