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(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】P2024165508
(43)【公開日】2024-11-28
(54)【発明の名称】配電盤および配電盤の解体方法
(51)【国際特許分類】
H02B 1/04 20060101AFI20241121BHJP
H02B 3/00 20060101ALI20241121BHJP
H02B 1/01 20060101ALI20241121BHJP
H05K 7/18 20060101ALI20241121BHJP
【ＦＩ】
H02B1/04 C
H02B3/00 D
H02B1/01 A
H05K7/18 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023081764
(22)【出願日】2023-05-17
(71)【出願人】
【識別番号】502129933
【氏名又は名称】株式会社日立産機システム
(74)【代理人】
【識別番号】110001689
【氏名又は名称】青稜弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】宍戸 正典
(72)【発明者】
【氏名】石崎 伸一
【テーマコード（参考）】
5G016
【Ｆターム（参考）】
5G016AA04
5G016CD24
5G016CD38
(57)【要約】
【課題】ビルの屋上や工場の敷地内に設置される中規模の需要家のために金属筐体を有する配電盤であって、配電盤の組み立てや解体を効率的に行えるようにする。
【解決手段】配電盤の構成として、外枠により枠組みが構成される外枠ユニットと、内枠により枠組みが構成される内枠ユニットとを有し、外枠ユニットに含まれて、一つ以上の内枠ユニットが配置され、内枠ユニットに内部機器が設置され、内枠ユニットと他の内部ユニットを固定させる勘合部と、外枠ユニットと内部ユニットを固定させる勘合部とを備えるようにする。また、個々の配電盤の列となる構成部分ごとに、外枠ユニットを設けられている。内枠ユニットと他の内部ユニットを固定させる勘合部および外枠ユニットと内部ユニットを固定させる勘合部は、勘合ピンと勘合穴により構成する。
【選択図】 図３Ａ
【解決手段】配電盤の構成として、外枠により枠組みが構成される外枠ユニットと、内枠により枠組みが構成される内枠ユニットとを有し、外枠ユニットに含まれて、一つ以上の内枠ユニットが配置され、内枠ユニットに内部機器が設置され、内枠ユニットと他の内部ユニットを固定させる勘合部と、外枠ユニットと内部ユニットを固定させる勘合部とを備えるようにする。また、個々の配電盤の列となる構成部分ごとに、外枠ユニットを設けられている。内枠ユニットと他の内部ユニットを固定させる勘合部および外枠ユニットと内部ユニットを固定させる勘合部は、勘合ピンと勘合穴により構成する。
【選択図】 図３Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外枠により枠組みが構成される外枠ユニットと、
内枠により枠組みが構成される内枠ユニットとを有し、
前記外枠ユニットに含まれて、一つ以上の前記内枠ユニットが配置され、
前記内枠ユニットに内部機器が設置され、
前記内枠ユニットと他の内部ユニットを固定させる勘合部と、
前記外枠ユニットと前記内部ユニットを固定させる勘合部とを備えたことを特徴とする配電盤。
内枠により枠組みが構成される内枠ユニットとを有し、
前記外枠ユニットに含まれて、一つ以上の前記内枠ユニットが配置され、
前記内枠ユニットに内部機器が設置され、
前記内枠ユニットと他の内部ユニットを固定させる勘合部と、
前記外枠ユニットと前記内部ユニットを固定させる勘合部とを備えたことを特徴とする配電盤。
【請求項2】
個々の配電盤の列となる構成部分ごとに、前記外枠ユニットを設けたことを特徴とする請求項１記載の配電盤。
【請求項3】
前記内枠ユニットと他の内部ユニットを固定させる勘合部および前記外枠ユニットと前記内部ユニットを固定させる勘合部を、勘合ピンと勘合穴により構成することを特徴とする請求項１記載の配電盤。
【請求項4】
前記外枠ユニットの外枠および前記内枠ユニットの内枠に吊り用穴を設けたことを特徴とする請求項１記載の配電盤。
【請求項5】
前記外枠ユニットの外枠と前記内枠ユニットの内枠の間の隙間、または、前記内枠ユニットの内と他の内枠ユニットの内枠の間の隙間に隙間を埋めるためのライナーを設けたことを特徴とする請求項１記載の配電盤。
【請求項6】
屋根と、外枠により枠組みが構成される外枠ユニットと、内枠により枠組みが構成される内枠ユニットとを有し、
前記外枠ユニットに含まれて、一つ以上の前記内枠ユニットが配置され、
前記内枠ユニットに内部機器が設置される配電盤の解体方法であって、
屋根を吊り上げて解体する工程と、
前記内枠ユニットと他の内枠ユニットの内部機器の相互の接続、前記外枠ユニットと前記内枠ユニットの内部機器の相互の接続、および、外部のケーブル類の接続を切り離す工程と、
前記内枠ユニットを吊り上げて、開放された天井部から取り出す工程と、
前記外枠ユニットを解体する工程と、
前記取り出された内枠ユニットを解体する工程とを有することを特徴とする配電盤の解体方法。
前記外枠ユニットに含まれて、一つ以上の前記内枠ユニットが配置され、
前記内枠ユニットに内部機器が設置される配電盤の解体方法であって、
屋根を吊り上げて解体する工程と、
前記内枠ユニットと他の内枠ユニットの内部機器の相互の接続、前記外枠ユニットと前記内枠ユニットの内部機器の相互の接続、および、外部のケーブル類の接続を切り離す工程と、
前記内枠ユニットを吊り上げて、開放された天井部から取り出す工程と、
前記外枠ユニットを解体する工程と、
前記取り出された内枠ユニットを解体する工程とを有することを特徴とする配電盤の解体方法。
【請求項7】
前記内枠ユニットを吊り上げて、開放された天井部から取り出す工程において、
前面に配置された内枠ユニットと背面に配置された内枠ユニットとを、内部に配置された内枠ユニットより先に取り出すことを特徴とする請求項６記載の配電盤の解体方法。
前面に配置された内枠ユニットと背面に配置された内枠ユニットとを、内部に配置された内枠ユニットより先に取り出すことを特徴とする請求項６記載の配電盤の解体方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配電盤および配電盤の解体方法に係り、特に、ビルの屋上や工場の敷地内に設置される中規模の需要家のために配電盤であり、配電盤の組み立てや解体を効率的に行うのに好適な配電盤および配電盤の解体方法に関する。
【背景技術】
【0002】
配電盤は、電源と負荷との間に設けられ、回路の開閉や電源電圧の昇降、電気系統の切換えを行うための設備で、各種の遮断器類、保護継電器、計器等が設けられている。
【0003】
特に、自家用電気工作物としては、ビルの屋上や工場の敷地内に設置される中規模の需要家のために配電盤が設置され、そのような配電盤に対して事業者の配電変電所から配電線路を介して、一次系統の電圧が供給される。
【0004】
このような中規模の需要家のために設置される屋外の配電盤は、金属筐体を有している倉庫のような形状であり、電気機器はその金属筐体の内部に配置されて風雨などの外部のストレスから保護される形態になる。
【0005】
このような金属筐体を有する配電盤の構造の例としては、例えば、特許文献１に開示がある。
特許文献１には、盤構造として、箱型のカバーと、各種機器が配置されるフレームを備えており、カバーは、正面側に開口が形成され、フレームは、１対の支柱、と下方連結部を有するようになっている。これにより、作業者と、フレームに取り付けられる各種機器との間の距離を短縮できるとしている。
特許文献１には、盤構造として、箱型のカバーと、各種機器が配置されるフレームを備えており、カバーは、正面側に開口が形成され、フレームは、１対の支柱、と下方連結部を有するようになっている。これにより、作業者と、フレームに取り付けられる各種機器との間の距離を短縮できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０２２－１４４４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１に記載されているように、配電盤の組み立て時には、外側の筐体部分を設置し、その後に内部のフレームに対して、電気機器を設置するのが一般的である。
【0008】
【0009】
一般的な配電盤は、図１に示されるように、筐体構造としては、扉（正面）１３ａ、扉（背面）１３ｂ、屋根１０、側板１５から構成される。図１の例では、３面構成で、扉（正面）１３ａ、扉（背面）１３ｂがそれぞれ３面ある構成になっている。なお、個々の配電盤の列となる構成部分を、以下では、「列盤」ということにする。
【0010】
配電盤に関する工作時には、正面と背面から二箇所の扉により開放して、内部の電気機器を設置したり、修理の場合など点検や部品交換を行うことができる。
【0011】
配電盤の内部の筐体構造を内部から見ると、図２に示されるようになり、ベース１９の上に、直法体形状の筐体１６が置かれて、天井部分には、屋根１０が設置される。筐体１６の側方の面には、柱１４が必要数分（図２では、一面に２本）配置され、柱１４と他の柱１４の中間部分、また、柱１４と筐体１６の中間部分には、必要数分（図２では、３対）の保持金具１２がわたされて、それにより内部の電気機器を保持する。
【0012】
筐体１６の背面側には、保護板１１が設置されており、内部の構造物と電気機器を保護するようになっている。
【0013】
扉（正面）１３ａには、作業者の視線がくる程度の高さの部分に、計器覗き窓１８がうがたれており、計器・操作パネル２５の計器を視認し、操作できるようになっている。
【0014】
電気系統としては、床面から高圧引き込みの外部ケーブル２１により負荷開閉器２６を介して高圧母線２０に接続される。そして、高圧母線２０から交流電流は、変圧器２２の一次側に入力され、変圧後に二次側に出力される。二次側では、遮断器２３を介して、需要家の低圧機器（図示せず）に接続される。また、二次側の接続を制御するために、補助リレーなどの制御機器２４が設けられている。
【0015】
このように、特許文献１に記載された配電盤や図１および図２で示した一般的な構造の配電盤においては、リサイクルやリユースなどを目的とした金属筐体を有する配電盤の解体する際に、内蔵機器などを取り出す際に扉や保護板を開放し、得られた開口部からの作業となるため開口部の制約（手前の器具や外部ケーブル）により作業者の人数が制限され、かつ、クレーンやリフターなどの重機が使用しづらかったという課題がある。そして、クレーンやリフターなどの重機が使用しづらいため、高所配置の機器（負荷開閉器など）や重量物（変圧器など）の取り出しが大変な作業であり、危険を伴っていた。
【0016】
また、一般に、配電盤の内蔵の電気機器の取付けは、多種多サイズの鋲螺（ボルト，ネジ等）が使用されており、そのつどの鋲螺確認や工具の使い分けが必要だった。
【0017】
特許文献１に記載された配電盤の技術においても、フレームに必要な電気機器を取り付けなければならず、複数作業者による分業は、困難であった。
【0018】
本発明の目的は、ビルの屋上や工場の敷地内に設置される中規模の需要家のために金属筐体を有する配電盤であって、配電盤の組み立てや解体を効率的に行うことのできるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明の配電盤の構成は、好ましくは、外枠により枠組みが構成される外枠ユニットと、内枠により枠組みが構成される内枠ユニットとを有し、外枠ユニットに含まれて、一つ以上の内枠ユニットが配置され、内枠ユニットに内部機器が設置され、内枠ユニットと他の内部ユニットを固定させる勘合部と、外枠ユニットと内部ユニットを固定させる勘合部とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、ビルの屋上や工場の敷地内に設置される中規模の需要家のために金属筐体を有する配電盤であって、配電盤の組み立てや解体を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】一般的な配電盤の概観を示す斜視図である。
【図2】一般的な配電盤の内部構造を示す斜視図である。
【図3A】一実施形態に係る配電盤の構成を概念的に説明する図である。
【図3B】一実施形態に係る配電盤の解体時の構成を概念的に説明する図である（その一）。
【図3C】一実施形態に係る配電盤の解体時の構成を概念的に説明する図である（その二）。
【図4A】一実施形態に係る配電盤の構成を説明する図である。
【図4B】一実施形態に係る配電盤の解体時の構成を説明する図である（その一）。
【図4C】一実施形態に係る配電盤の解体時の構成を説明する図である（その二）。
【図5A】配電盤の内枠、外枠の構成を示す斜視図である。
【図5B】配電盤の内枠、外枠に設けられる勘合部を示す斜視図である。
【図6】内枠－内枠勘合部の要部詳細図である。
【図7A】配電盤の内枠ユニットの構成例である（その一）。
【図7B】配電盤の内枠ユニットの構成例である（その二）。
【図7C】配電盤の内枠ユニットの構成例である（その三）。
【図7D】配電盤の内枠ユニットの構成例である（その四）。
【図7E】配電盤の内枠ユニットの構成例である（その五）。
【図7F】配電盤の内枠ユニットの構成例である（その六）。
【発明を実施するための形態】
【0022】
【0023】
本実施形態に係る配電盤では、外枠に含まれる外枠ユニットとその外枠ユニットの中に含まれる複数の内枠ユニットに分かれたモジュラー構成にする。外枠ユニットは、外被部分（扉、保護板、屋根など）を取り付けるユニットであり、内枠ユニットは、内枠に電子機器や内部構造物を収納するユニットである。
【0024】
【0025】
例えば、図３Ａ、図４Ａに示されるように、配電盤の列盤の構成を外枠ユニット４０、内枠ユニット（上段）３０ｕ、内枠ユニット（下段）３０ｄ、内枠ユニット（背面）３０ｂ、内枠ユニット（前面）３０ｆのように、外枠ユニット４０に四つの内枠ユニットを収納するようにする。
【0026】
内枠ユニット（背面）３０ｂは、扉（背面）１３ｂ側に置かれるユニットであり、内枠ユニット（前面）３０ｆは、扉（正面）１３ａ側に置かれるユニットである。内枠ユニット（上段）３０ｕ、内枠ユニット（下段）３０ｄは、それらの内枠ユニット（背面）３０ｂ、内枠ユニット（前面）３０ｆの間に置かれて、内枠ユニット（下段）３０ｄが、内枠ユニット（上段）３０ｕの下に置かれる。
【0027】
このような本実施形態の配電盤を解体するときには、以下のような工程に従って行うようにする。
（Ｉ）先ず、クレーン等の重機で屋根１０を吊り上げて解体する。
（ＩＩ）次に、内枠ユニット（上段）３０ｕ、内枠ユニット（下段）３０ｄ、内枠ユニット（背面）３０ｂ、内枠ユニット（前面）３０ｆの電子機器の相互の接続、また、外部のケーブル類との接続があれば、それを切り離す。
（ＩＩＩ）次に、内枠ユニット（背面）３０ｂ、内枠ユニット（前面）３０ｆをクレーン等の重機で吊り上げて、開放された天井部から取り出す（図３Ｂ、図４Ｂ、図３Ｃ、図４Ｃ）。
（ＩＶ）次に、内枠ユニット（上段）３０ｕ、内枠ユニット（下段）３０ｄをクレーン等の重機で屋根１０を吊り上げて、開放された天井部から取り出す（図３Ｂ、図４Ｂ ）。
（Ｖ）最後に、外枠ユニット４０の解体と個々の内枠ユニット（上段）３０ｕ、内枠ユニット（下段）３０ｄ、内枠ユニット（背面）３０ｂ、内枠ユニット（前面）３０ｆの解体を行う。
（Ｉ）先ず、クレーン等の重機で屋根１０を吊り上げて解体する。
（ＩＩ）次に、内枠ユニット（上段）３０ｕ、内枠ユニット（下段）３０ｄ、内枠ユニット（背面）３０ｂ、内枠ユニット（前面）３０ｆの電子機器の相互の接続、また、外部のケーブル類との接続があれば、それを切り離す。
（ＩＩＩ）次に、内枠ユニット（背面）３０ｂ、内枠ユニット（前面）３０ｆをクレーン等の重機で吊り上げて、開放された天井部から取り出す（図３Ｂ、図４Ｂ、図３Ｃ、図４Ｃ）。
（ＩＶ）次に、内枠ユニット（上段）３０ｕ、内枠ユニット（下段）３０ｄをクレーン等の重機で屋根１０を吊り上げて、開放された天井部から取り出す（図３Ｂ、図４Ｂ ）。
（Ｖ）最後に、外枠ユニット４０の解体と個々の内枠ユニット（上段）３０ｕ、内枠ユニット（下段）３０ｄ、内枠ユニット（背面）３０ｂ、内枠ユニット（前面）３０ｆの解体を行う。
【0028】
図３Ｂ、図４Ｂ、図３Ｃ、図４Ｃの状況では、屋根１０、内枠ユニット（背面）３０ｂ、内枠ユニット（前面）３０ｆが、外枠ユニット４０と内枠ユニット（上段）３０ｕ、内枠ユニット（下段）３０ｄが別の場所の置かれていることを示している。
【0029】
本実施形態では、図４Ｂに示されるように、内枠ユニット（下段）３０ｄには、内部の構造物として変圧器２２が配され、内枠ユニット（上段）３０ｕには、内部の構造物として、負荷開閉器２６、高圧母線２０が配されている。
【0030】
また、内枠ユニット（背面）３０ｂには、外部ケーブル２１の一部が配され、内枠ユニット（前面）３０ｆには、制御機器２４、計器・操作パネル２５、遮断器２３が配されている。
【0031】
以上のように、本実施形態の配電盤の構造では、先ず、天井の屋根を解体し、次に内枠（上段）を解体…といったように、クレーン等の重機を使用して真上に解体していくことができる。そして、外枠を保ちながら、列盤状態のまま、屋根以外の外被を解体することなく、内枠ユニットを解体できる。
【0032】
このようにすれば、取り出した内枠ユニットに対して、広いスペースで、複数人により同時並行して作業ができるために、効率的な作業が可能である。特に、扉から近い内枠ユニット（背面）３０ｂ、内枠ユニット（前面）３０ｆを、先に、外枠ユニット４０から取り出すことにより、内枠ユニット（上段）３０ｕ、内枠ユニット（下段）３０ｄにアクセスし易くなり、作業がやりやすくなる。
【0033】
上記では、配電盤の解体時の工程におけるメリットを説明してきたが、配電盤の製作時においても、内枠ユニット（上段）３０ｕ、内枠ユニット（下段）３０ｄ、内枠ユニット（背面）３０ｂ、内枠ユニット（前面）３０ｆという内枠ユニットの単位で作業を行うことができるため、組立効率がよくなるという特徴がある。
【0034】
【0035】
配電盤の内枠、外枠の組み立て構成については、図５Ａに示されるように、外枠４１内に、複数の内枠３１をはめ込む構成とし、内枠３１と内枠３１の間、外枠４１と内枠３１の間には、隙間５０を設ける。
【0036】
外枠４１、内枠３１の材質としては、例えば、塗装した鋼材やステンレスを用いることができる。隙間５０には、耐震強度を保持するように、別途、ライナー（スペーサ）を設けることが望ましい。ライナーは、例えば、鋼板やステンレス板を用いることができる。
【0037】
また、外枠４１、内枠３１のそれぞれに、外枠吊り用穴４２、内枠吊り用穴３２を穿ち、アイボルトなど吊り用金具を取り付けたり、直接、クレーンのフックを掛けて、吊り出すための作業ができるようにする。
【0038】
なお、外枠４１、内枠３１ともにある程度の強度は必要となる。外枠においては、雪や台風などに耐える程度の強度は必要であり、内枠３１においては、盤内機器の荷重や耐震、また、積み上げの場合には、上段側の荷重も含んだ荷重に対する強度が必要である。
【0039】
外枠４１、内枠３１には、組み立てのためにそれぞれ勘合部を設ける。図５Ｂでは、内枠ユニット（上段）３０ｕ、内枠ユニット（下段）３０ｄ間に、内枠－内枠勘合部６０、外枠ユニット４０、内枠ユニット（下段）３０ｄ間に、外枠－内枠勘合部７０を設けることが示されている。これは、ユニット同士に隙間があると、組立時の位置決めに手間がかかる問題があるからである。
【0040】
内枠－内枠勘合部６０では、内枠ユニット（下段）３０ｄを構成する内枠３１に凸部材、内枠ユニット（上段）３０ｕに凹部材を設けて、それぞれの部材をはめ合わせる。外枠－内枠勘合部７０では、外枠ユニット４０の底板４３に凸部材、内枠ユニット（下段）３０ｕに凹部材を設けて、それぞれの部材をはめ合わせる。
【0041】
図６は、内枠－内枠勘合部６０の要部の詳細を示したものである。図６の例では、内枠ユニット（上段）３０ｕの内枠３１に勘合穴６１、内枠ユニット（下段）３０ｄに勘合ピン６２を設ける。勘合ピン６２は、内枠に差し込む形態にしてもよいし、内枠３１の成型時に突起を形成するようにしてもよい。
【0042】
外枠－内枠勘合部７０も同様であるが、この場合には、底板４３に勘合ピン６２を設ける。
【0043】
【0044】
図７Ａに示される構成は、正面と背面にそれぞれ縦型の内枠ユニット、それらの間に横型の内枠ユニットを上下に設置した例である。これは、本実施形態で説明した構成である。
【0045】
図７Ｂに示される構成は、背面に縦型の内枠ユニット、正面に横型の内枠ユニットを上中下として設置した例である。
【0046】
図７Ｃに示される構成は、背面に縦型の内枠ユニット、正面に横型の内枠ユニットを四層設置した例である。
【0047】
図７Ｄに示される構成は、上面に横型の内枠ユニット、その内枠ユニットの下に、正面と背面にそれぞれ縦型の内枠ユニット、それらの間に横型の内枠ユニットを設置した例である。
【0048】
図７Ｅに示される構成は、背面に縦型の内枠ユニットを前後に、正面に横型の内枠ユニットを上中下として設置した例である。
【0049】
図７Ｆに示される構成は、正面に縦型の内枠ユニットを左右に、背面に縦型の内枠ユニット、それらの間に縦型の内枠ユニットを左右に設置した例である。
【0050】
このように、配電盤に配置される内部部材の構成に従い、様々な内枠ユニットの構成を使い分けることができる。
【0051】
以上、本実施形態では、配電盤の構成について説明してきたが、内部の機器をモジュール化して配置できる電気設備、電気工作物について応用することができる。
【0052】
以上述べてきたように、本実施形態によれば、ビルの屋上や工場の敷地内に設置される中規模の需要家のために金属筐体を有する配電盤の構成を、外枠ユニットと、適切な数の内枠ユニットにモジュール化することにより、配電盤の組み立てや解体を効率的に行うことができる。
【符号の説明】
【0053】
１０…屋根、１２…保持金具、１３ａ…扉（正面）、１３ｂ…扉（背面）、１４…柱、１５…側板、１６…筐体、１８…計器覗き窓、１９…ベース、
２０…高圧母線、２１…外部ケーブル、２２…変圧器、２３…遮断器、２４…制御機器、２５…計器・操作パネル、２６…負荷開閉器、
３０ｕ…内枠ユニット（上段）、３０ｄ…内枠ユニット（下段）、３０ｂ…内枠ユニット（背面）、３０ｆ…内枠ユニット（前面）、３１…内枠、３２…内枠吊り用穴、
４０…外枠ユニット、４１…外枠、４２…外枠吊り用穴、４３…底板、
５０…隙間、
６０…内枠－内枠勘合部、６１…勘合穴、６２…勘合ピン、
７０…外枠－内枠勘合部
２０…高圧母線、２１…外部ケーブル、２２…変圧器、２３…遮断器、２４…制御機器、２５…計器・操作パネル、２６…負荷開閉器、
３０ｕ…内枠ユニット（上段）、３０ｄ…内枠ユニット（下段）、３０ｂ…内枠ユニット（背面）、３０ｆ…内枠ユニット（前面）、３１…内枠、３２…内枠吊り用穴、
４０…外枠ユニット、４１…外枠、４２…外枠吊り用穴、４３…底板、
５０…隙間、
６０…内枠－内枠勘合部、６１…勘合穴、６２…勘合ピン、
７０…外枠－内枠勘合部
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図7F】