特許 7275403 防塵構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-09

(45)【発行日】2023-05-19

(54)【発明の名称】防塵構造

(51)【国際特許分類】

   H05K 7/20 20060101AFI20230510BHJP

   H02B 1/28 20060101ALN20230510BHJP

【ＦＩ】

H05K7/20 K

H02B1/28 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022550068

(86)(22)【出願日】2020-09-15

(86)【国際出願番号】 JP2020034897

(87)【国際公開番号】W WO2022059065

(87)【国際公開日】2022-03-24

【審査請求日】2022-06-27

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100135301

【弁理士】

【氏名又は名称】梶井 良訓

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100207192

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 健一

(72)【発明者】

【氏名】杷野 満

【審査官】ゆずりは 広行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－２０４４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－０３２２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２１１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－２２０４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平５－６９９９４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６０－５２６８１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｈ０２Ｂ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気機器を収容し、第１通気口が形成された筐体と、
前記第１通気口を覆い、前記第１通気口とは別の第２通気口を有する非磁性のカバー部材と、
前記カバー部材に着脱自在に固定されて前記第２通気口を覆うように形成されているとともに、前記第１通気口を流れる気体が通過する孔が形成され、前記カバー部材に固定されることにより磁化された磁性部材と、
前記カバー部材に、前記筐体に接触しないように固定され、前記磁性部材を磁化するとともに磁力によって前記磁性部材を前記カバー部材に固定する磁石と、
を備える防塵構造。

【請求項4】

前記カバー部材に前記磁石を固定する固定部材を備える
請求項１に記載の防塵構造。

【請求項5】

前記流路に配置される濾過部材を備える
請求項１又は請求項４に記載の防塵構造。

【請求項6】

前記磁性部材である第１磁性部材と前記電気機器との間の前記筐体の内部に配置される第２磁性部材を備える
請求項１、請求項４、請求項５のいずれか１項に記載の防塵構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、防塵構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、冷却空気が流通する吸気口及び排気口が形成された筐体を備える制御盤がある。制御盤は、筐体の外部から内部に導入される冷却空気によって内部の発熱源を冷却する。
しかしながら、冷却空気とともに導電性の微粒子が筐体の内部に侵入すると、制御盤の内部の電気機器で短絡等の異常が生じる可能性があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】日本国特開２０１６－１１１１９４号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、筐体の内部への導電性の異物の侵入を抑制することができる防塵構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の防塵構造は、筐体と、カバー部材と、磁性部材と、磁石と、を備える。筐体は、電気機器を収容し、第１通気口が形成されている。カバー部材は、第１通気口を覆い、第１通気口とは別の第２通気口を有する非磁性である。磁性部材は、カバー部材に着脱自在に固定されて第２通気口を覆うように形成されているとともに、第１通気口を流れる気体が通過する孔が形成され、カバー部材に固定されることにより磁化されている。磁石は、カバー部材に、筐体に接触しないように固定され、磁性部材を磁化するとともに磁力によって磁性部材をカバー部材に固定する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態の防塵構造の斜視図。

【図2】実施形態の防塵構造の分解斜視図。

【図3】実施形態の防塵構造の前部をＸ－Ｚ平面に平行な断面で破断して示す断面図。

【図4】実施形態の変形例での防塵構造の前部の分解斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態の防塵構造を、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態の防塵構造１０の斜視図である。図２は、実施形態の防塵構造１０の分解斜視図である。図３は、実施形態の防塵構造１０の前部をＸ－Ｚ平面に平行な断面で破断して示す断面図である。

【0008】

以下、３次元空間で互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向は、各軸に平行な方向である。例えば、防塵構造１０の前後方向は、Ｘ軸方向と平行である。Ｘ軸方向の正方向は、防塵構造１０の後部から前部に向かう方向である。防塵構造１０の左右方向は、Ｙ軸方向と平行である。Ｙ軸方向の正方向は、防塵構造１０の右側から左側に向かう方向である。防塵構造１０の上下方向及び鉛直方向は、Ｚ軸方向と平行である。Ｚ軸方向の正方向は、防塵構造１０の下部から上部に向かう方向である。

【0009】

図１に示すように、実施形態の防塵構造１０は、電気設備等に備えられる各種の盤１に設けられている。盤１は、例えば、電力変換装置、電源装置及びモータ駆動装置等を構成する配電盤、分電盤及び制御盤等である。盤１は、例えば、変圧器、開閉器、遮断器、計測機器及び制御装置等の各種の電気機器２を備える。

【0010】

図１、図２及び図３に示すように、防塵構造１０は、筐体１１と、カバー部材１２と、複数の永久磁石１３と、磁性材フィルター１４（請求項における磁性部材、第１磁性部材の一例）と、エアフィルター（請求項における濾過部材の一例）１５と、磁性材シールド１６（請求項における第２磁性部材の一例）と、を備える。

【0011】

筐体１１は、各種の電気機器２を内部に収容する。筐体１１は、上部２１に固定されたファン２２を備える。ファン２２は、筐体１１の上部２１を貫通する排気口２３を塞ぐように配置されている。排気口２３は、例えば矩形の開口である。
筐体１１の前部２４には、吸気口２５が形成されている。吸気口２５は、例えばＸ軸方向で電気機器２と対向するように配置されている。吸気口２５は、例えば矩形の開口である。

【0012】

ファン２２は、筐体１１の前部２４の吸気口２５から筐体１１の外部の空気を内部に吸入するとともに、筐体１１の上部２１の排気口２３から筐体１１の内部の空気を外部に排出する。ファン２２は、筐体１１の内部を流れる空気によって電気機器２を冷却する。

【0013】

カバー部材１２の外形は、例えば矩形箱型である。カバー部材１２は、例えば合成樹脂等の磁場によって磁化されない非磁性の材料によって形成されている。
カバー部材１２は、筐体１１の前部２４の表面２４Ａに固定されている。カバー部材１２は、筐体１１の外部から吸気口２５を覆う。
カバー部材１２の前部３１には、大部分に通気口３２が形成されている。通気口３２は、例えばＸ軸方向で吸気口２５と対向する。通気口３２は、例えば矩形の開口である。

【0014】

カバー部材１２は、複数の永久磁石１３を筐体１１に接触させずに固定する複数の固定部材３３を備える。複数の固定部材３３の各々の外形は、例えばリブ型の突起である。
複数の固定部材３３は、例えば二対の固定部材３３である。例えば、二対の固定部材３３の各対は、カバー部材１２の前部３１の裏面３１Ａでの左右の両端（Ｙ軸方向の両端）のいずれかからＸ軸方向に所定間隔を置いて離れている。二対の固定部材３３の各対は、カバー部材１２の上部３４及び下部３５の各裏面３４Ａ，３５ＡからＺ軸方向の内側に突出する２つの固定部材３３である。

【0015】

複数の永久磁石１３の各々の外形は、例えば四角柱型の棒状である。複数の永久磁石１３は、例えば一対の永久磁石１３である。例えば、一対の永久磁石１３は、カバー部材１２の前部３１の裏面３１Ａでの左右の両端（Ｙ軸方向の両端）に二対の固定部材３３によって固定されている。各永久磁石１３は、例えばＹ軸方向のスライド移動によって一対の固定部材３３により固定又は一対の固定部材３３による固定が解除される。
一対の永久磁石１３は、磁場によって磁性材フィルター１４を磁化する。一対の永久磁石１３は、磁力によって磁性材フィルター１４をカバー部材１２に固定する。

【0016】

一対の永久磁石１３は、例えばメンテナンス作業時等にカバー部材１２に対する固定が解除されることによって、カバー部材１２から容易に取り外される。
例えば一対の永久磁石１３の磁場に起因してカバー部材１２に付着する導電性の異物が存在する場合であっても、一対の永久磁石１３がカバー部材１２から取り外されることによって、導電性の異物が容易に回収される。

【0017】

磁性材フィルター１４の外形は、例えば複数の貫通孔１４ａが形成された矩形の格子状又は網状である。磁性材フィルター１４は、例えば鉄等の強磁性の材料によって形成されている。
磁性材フィルター１４は、一対の永久磁石１３の磁力によってカバー部材１２の前部３１の表面３１Ｂに固定されている。磁性材フィルター１４は、カバー部材１２の通気口３２を覆う。磁性材フィルター１４は、一対の永久磁石１３の磁力に抗う外力によってカバー部材１２に対する固定が解除される。

【0018】

磁性材フィルター１４は、一対の永久磁石１３の磁場によって磁化される。磁性材フィルター１４は、カバー部材１２の通気口３２及び筐体１１の吸気口２５に向かって複数の貫通孔１４ａを通過する空気から導電性の塵埃等の異物を分離して捕集する。
磁性材フィルター１４は、筐体１１の外部に配置されていることによって、吸気口２５から筐体１１の内部に導電性の異物が侵入することを抑制する。

【0019】

磁性材フィルター１４は、例えばメンテナンス作業時等にカバー部材１２に対する固定が解除されることによって、一対の永久磁石１３による磁化が解消される。磁化された磁性材フィルター１４に捕集された導電性の異物は、磁化が解消された磁性材フィルター１４から分離し易くなるので、容易に回収される。
磁性材フィルター１４が一対の永久磁石１３から離れることに伴って磁性材フィルター１４の磁化は徐々に解消されるので、磁性材フィルター１４に捕集された導電性の異物が空気中に飛散することが抑制される。

【0020】

エアフィルター１５の外形は、例えば複数の貫通孔が形成された矩形の網状である。エアフィルター１５は、例えば合成樹脂等の磁場によって磁化されない非磁性の材料によって形成されている。
エアフィルター１５は、例えば筐体１１の前部２４と磁性材シールド１６とによってＸ軸方向の両側から挟み込まれて固定されている。エアフィルター１５は、筐体１１の内部から吸気口２５を覆う。

【0021】

エアフィルター１５は、吸気口２５から筐体１１の内部に流入して複数の貫通孔を通過する空気から異物を分離して捕集する。エアフィルター１５は、磁性材フィルター１４によって取り除くことができなかった異物、例えば非導電性の塵埃等の異物を空気から分離して捕集する。

【0022】

磁性材シールド１６の外形は、例えば複数の貫通孔１６ａが形成された矩形の格子状又は網状である。磁性材シールド１６は、例えば鉄等の強磁性の材料によって形成されている。
磁性材シールド１６は、筐体１１の前部２４の裏面（内面）２４Ｂに固定されている。磁性材シールド１６は、例えばねじ等の固着具によって筐体１１に固定されている。磁性材シールド１６は、エアフィルター１５とともに筐体１１の内部から吸気口２５を覆う。

【0023】

磁性材シールド１６は、エアフィルター１５から複数の貫通孔１６ａに流入する空気を筐体１１の内部に向かって通過させる。磁性材シールド１６は、磁性材フィルター１４及び一対の永久磁石１３と筐体１１の内部の電気機器２との間で磁気を遮断する。磁性材シールド１６は、筐体１１の内部の電気機器２を磁性材フィルター１４及び一対の永久磁石１３の磁気から遮蔽する。

【0024】

以上説明した実施形態によれば、防塵構造１０は、筐体１１に形成された吸気口２５を流れる空気の流路であるカバー部材１２の通気口３２を覆う磁性材フィルター１４を備えることにより、筐体１１の内部への導電性の塵埃等の異物の侵入を抑制することができる。

【0025】

防塵構造１０は、磁性材フィルター１４を磁化するとともに磁力によってカバー部材１２に固定する一対の永久磁石１３を備えることにより、磁性材フィルター１４の固定が解除された場合に磁性材フィルター１４の磁化を解消することができる。磁化された磁性材フィルター１４に捕集された導電性の異物は、磁化が解消された磁性材フィルター１４から分離し易くなることによって、容易に回収される。磁性材フィルター１４が一対の永久磁石１３から離れることに伴って磁性材フィルター１４の磁化は徐々に解消されることにより、磁性材フィルター１４に捕集された導電性の異物が空気中に飛散することは抑制される。

【0026】

防塵構造１０は、カバー部材１２に一対の永久磁石１３を固定する二対の固定部材３３備えることにより、一対の永久磁石１３をカバー部材１２から容易に取り外すことができる。例えば一対の永久磁石１３の磁場に起因してカバー部材１２に付着する導電性の異物が存在する場合であっても、一対の永久磁石１３がカバー部材１２から取り外されることによって、導電性の異物は容易に回収される。

【0027】

防塵構造１０は、筐体１１の内部にエアフィルター１５を備えることにより、磁性材フィルター１４によって取り除くことができなかった異物、例えば非導電性の塵埃等の異物を、吸気口２５から筐体１１の内部に流入する空気から分離して捕集することができる。

【0028】

防塵構造１０は、筐体１１の内部に磁性材シールド１６を備えることにより、磁性材フィルター１４及び一対の永久磁石１３と筐体１１の内部の電気機器２との間で磁気を遮断することができる。磁性材シールド１６は、筐体１１の内部の電気機器２を磁性材フィルター１４及び一対の永久磁石１３の磁気から遮蔽することができる。

【0029】

以下、変形例について説明する。
上述した実施形態では、磁性材フィルター１４はカバー部材１２の前部３１の通気口３２を覆うとしたが、これに限定されない。磁性材フィルター１４は、カバー部材１２の前部３１以外の他の部位に形成された通気口を覆ってもよい。
図４は、実施形態の変形例での防塵構造１０Ａの前部の分解斜視図である。
図４に示すように、変形例の防塵構造１０Ａは、上述した実施形態のカバー部材１２、複数の永久磁石１３及び磁性材フィルター１４とは異なる変形例のカバー部材１２Ａ、複数の永久磁石１３Ａ及び複数の磁性材フィルター１４Ａを備える。

【0030】

変形例のカバー部材１２Ａの外形は、例えば矩形箱型に形成されている。変形例のカバー部材１２Ａは、例えば合成樹脂等の磁場によって磁化されない非磁性の材料によって形成されている。カバー部材１２Ａは、例えば、遮蔽部４１と、支持部４２と、を備える。
遮蔽部４１の外形は、例えば矩形板状である。遮蔽部４１は、Ｘ軸方向で吸気口２５を覆う。遮蔽部４１は、筐体１１の前部２４の表面２４ＡからＸ軸方向に所定距離を置いて離れている。遮蔽部４１の少なくとも一部は、Ｘ軸方向から見て吸気口２５の全域に重なっている。

【0031】

支持部４２の外形は、例えば矩形筒状である。支持部４２は、遮蔽部４１と一体である。支持部４２は、筐体１１の前部２４の表面２４Ａのうち吸気口２５の周縁部に固定されている。
支持部４２には、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の各々で貫通する複数の通気口４３が形成されている。複数の通気口４３は、例えば各軸方向に２つずつの合計４つの通気口４３である。

【0032】

変形例の複数の永久磁石１３Ａの各々の外形は、例えば四角柱型の棒状である。複数の永久磁石１３Ａは、例えば４つの永久磁石１３Ａである。例えば４つの永久磁石１３Ａは、カバー部材１２Ａの支持部４２の裏面での４つの隅部に複数の固定部材によって固定されている。４つの隅部は、支持部４２の裏面での上端の左右端及び下端の左右端である。複数の固定部材の各々は、例えば支持部４２の裏面から突出するリブ型の突起等である。
４つの永久磁石１３Ａは、磁場によって４つの磁性材フィルター１４Ａを磁化する。４つの永久磁石１３Ａは、磁力によって４つの磁性材フィルター１４Ａをカバー部材１２Ａの支持部４２に固定する。

【0033】

変形例の複数の磁性材フィルター１４Ａの各々の外形は、例えば複数の貫通孔１４ａが形成された矩形の格子状又は網状である。各磁性材フィルター１４Ａは、例えば鉄等の強磁性の材料によって形成されている。
複数の磁性材フィルター１４Ａは、例えばカバー部材１２Ａの支持部４２の４つの通気口４３を覆う４つの磁性材フィルター１４Ａである。４つの磁性材フィルター１４Ａの各々は、４つの永久磁石１３Ａのうちの適宜に隣り合う一対の永久磁石１３Ａの磁力によってカバー部材１２Ａの支持部４２の表面に固定されている。各磁性材フィルター１４Ａは、適宜の一対の永久磁石１３Ａの磁力に抗う外力によってカバー部材１２Ａに対する固定が解除される。

【0034】

４つの磁性材フィルター１４Ａの各々は、適宜の一対の永久磁石１３Ａの磁場によって磁化される。各磁性材フィルター１４Ａは、カバー部材１２Ａの支持部４２の各通気口４３及び筐体１１の吸気口２５に向かって複数の貫通孔１４ａを通過する空気から導電性の塵埃等の異物を分離して捕集する。

【0035】

上述した実施形態では、磁性材フィルター１４は筐体１１の外部に配置されるとしたが、これに限定されない。磁性材フィルター１４は、筐体１１に形成された吸気口２５を流れる空気の流路に配置されていればよい。
例えば、磁性材フィルター１４は、筐体１１の内部に配置されてもよい。例えば、一対の永久磁石１３が固定されたカバー部材１２は、筐体１１の前部２４の裏面２４Ｂに固定されてもよい。カバー部材１２は、筐体１１の内部から吸気口２５を覆う。磁性材フィルター１４は、筐体１１の内部で一対の永久磁石１３の磁力によってカバー部材１２に固定され、カバー部材１２の通気口３２を覆う。

【0036】

上述した実施形態では、カバー部材１２は、リブ型の突起である複数の固定部材３３によって複数の永久磁石１３を固定するとしたが、これに限定されない。
各固定部材３３は、例えばねじ等の固着具又は粘着テープ等であってもよい。

【0037】

上述した実施形態では、磁性材フィルター１４及び複数の永久磁石１３の各々は直接に接触せずにカバー部材１２に固定されるとしたが、これに限定されない。
例えば、磁性材フィルター１４及び複数の永久磁石１３は磁力によって直接に接触してカバー部材１２に固定されてもよい。
例えば、磁性材フィルター１４及び複数の永久磁石１３の少なくともいずれかはカバー部材１２に対する固定が解除不可であってもよい。
例えば、カバー部材１２は省略されて、磁力によって直接に接触する磁性材フィルター１４及び複数の永久磁石１３は筐体１１に固定されてもよい。

【0038】

上述した実施形態では、エアフィルター１５は筐体１１の前部２４と磁性材シールド１６との間に配置されるとしたが、これに限定されない。
例えば、エアフィルター１５は磁性材シールド１６と電気機器２との間又は筐体１１の外部に配置されてもよい。
例えば、エアフィルター１５及び磁性材シールド１６の少なくともいずれかは省略されてもよい。

【0039】

上述した実施形態では、磁性材フィルター１４，１４Ａのみ磁化させたとしたが、これに限定されない。磁性材シールド１６を磁化させて、この磁性材シールド１６に磁性材フィルター１４としての機能をもたせてもよい。この場合、磁性材フィルター１４を設けなくてもよい。

【0040】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、防塵構造１０（又は防塵構造１０Ａ）は、筐体１１の吸気口２５を流れる空気の流路に配置される磁化された磁性材フィルター１４（又は磁性材フィルター１４Ａ）を備えることにより、筐体１１の内部への導電性の異物の侵入を抑制することができる。

【0041】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、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】

【0042】

１…盤、２…電気機器、１０…防塵構造、１１…筐体、１２…カバー部材、１３…永久磁石、１４…磁性材フィルター（磁性部材、第１磁性部材）、１５…エアフィルター（濾過部材）、１６…磁性材シールド（第２磁性部材）、２５…吸気口、３２…通気口、３３…固定部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】