特許 7370824 機器固定機構、機器固定方法

(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】2023-10-20

(45)【発行日】2023-10-30

(54)【発明の名称】機器固定機構、機器固定方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 7/14 20060101AFI20231023BHJP

   F16B 5/10 20060101ALI20231023BHJP

【ＦＩ】

H05K7/14 R

F16B5/10 K

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019209633

(22)【出願日】2019-11-20

(65)【公開番号】P2021082729

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-09-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(74)【代理人】

【識別番号】100097113

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 城之

(74)【代理人】

【識別番号】100162363

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 幸彦

(72)【発明者】

【氏名】高橋 佑徳

(72)【発明者】

【氏名】飛永 勝太

【審査官】木下 直哉

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－３３５７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１６４１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－０２２７９１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１１－１８６７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５０－０７８９６３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ７／１４

Ｈ０５Ｋ ７／１８

Ｆ１６Ｂ ５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の機器を一方向に沿って一方の側から他方の側に向けて並列に収納部に収納させて固定するために用いられる機器固定機構であって、
前記機器を前記一方向に沿って前記収納部に収容する際に前記機器を案内するように複数の前記機器の各々に対応して並列に設けられ、前記収納部において前記機器と対向する前記一方向に沿った内面に固定された、樹脂材料製の複数のレールと、
前記一方向と交差する方向に沿って延伸し、隣接する２つ以上の前記レールと前記機器がある側から各前記レールの前記一方向の周りの表面と当接して係合し、当該レールと係合する箇所よりも前記他方の側において前記内面と当接して当該レールと共に前記内面に固定された、金属製の補強金具と、を具備し、
複数の前記機器は前記一方向に沿った前記一方の側において前記収納部に対して固定され、
前記補強金具は前記レールにおける前記一方向に沿った前記他方の側に装着され、かつ前記補強金具と係合する前記レールのうちの少なくとも一つと当該補強金具とは、前記補強金具が当該レールと係合する箇所よりも前記他方の側で前記内面と当接した箇所において、共通の固定具によって前記内面に固定されたことを特徴とする機器固定機構。

【請求項2】

複数の機器を一方向に沿って一方の側から他方の側に向けて並列に収納部に収納させて固定する機器固定方法であって、
前記機器を前記一方向に沿った一方の側から前記収納部に収容する際に前記機器を案内する樹脂材料製のレールを、複数の前記機器の各々に対応させて前記収納部において前記機器と対向する前記一方向に沿った内面に複数固定し、
前記一方向と交差する方向に沿って延伸し、隣接する２つ以上の前記レールと前記一方向に沿った他方の側において前記機器がある側から各前記レールの前記一方向の周りの表面と当接して係合する金属製の補強金具を、当該レールと共に、当該レールと係合する箇所よりも前記他方の側において、前記内面と当接させ、前記補強金具と係合する前記レールのうちの少なくとも一つと当該補強金具とを、共通の固定具によって前記内面に固定し、
各前記機器を、対応する各前記レールに沿わせて前記収納部に収納してから、前記機器を前記一方の側において前記収納部に対して固定することを特徴とする機器固定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、単一のラック（収納部）の中に複数のユニット（機器）を固定させるための機器固定機構、機器固定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、電気機器は、それぞれが定められた機能をもつ複数のユニット（機器）を組み合わせて構成される場合が多い。こうした構成により、ある一つのユニットを異なる様々な電気機器において共通に使用することができる。あるいは、故障が発生した場合に、故障の原因となった特定のユニットのみを交換することによって復旧作業を容易にすることができる。

【0003】

この場合、各ユニットが同様の形状、大きさをもつように形成され、単一の金属製のラック（収納部：筐体）内に各ユニットが装着された上で各ユニット間の電気的接続が行われて一つの電気機器が構成されるような構成が用いられる。この構造においては、各ユニットは略矩形体形状を具備し、ラック内において複数のラックが並列となった状態で固定される。図７は、既に７つのユニット１０がラック９０において固定された状態で、新たに一つのユニット１０を装着する際の形態を示す斜視図である。この場合、ユニット１０はラック９０に対して前方から後方に向けて装着される。この場合、ユニット１０がラック９０における所定の位置に配された後に、ユニット１０における前面（ユニット前面１０Ａ）がラック９０の前面（ラック前面９０Ａ）に対して例えばネジによって固定されることによって、ユニット１０がラック９０に対して固定される。

【0004】

こうした場合においては、固定時における各ユニット１０間の隙間を小さくした上で各ユニット１０はラック９０に対して適切な位置に固定される。この際、各ユニット１０をラック９０に装着する作業が再現性よく確実に行われることが要求される。特許文献１には、このために、ユニット１０側に設けられたガイドピンとラック９０側に設けられたガイドピン受けバネとを係合させる構造が記載されている。

【0005】

また、ラック９０におけるユニット１０を収容する内部の上面側及び下面側には、装着の際に各ユニット１０を案内するレールが各ユニット１０毎に形成される。図８（ａ）（ｂ）は、この場合においてユニット１０をラック９０に装着する際の態様を簡略化して示す図であり、図８（ａ）に示された状態から図８（ｂ）に示された状態となるようにユニット１０はラック９０内に収容される。ここで、ユニット１０におけるラック９０内に収容される部分は破線で示されている。

【0006】

この際にユニット１０を案内するレール９１は、ユニット１０の挿入方向（前後方向：一方向）に沿ってユニット１０毎に形成されるため、レール９１は複数並行に形成される。ここでは、２つのユニット１０が装着される部分が示されているため、レール９１は２本設けられている。

【0007】

レール９１を樹脂製とすれば、同一のものを安価に多数製造することができるため好ましく、この場合には金属製のラック９０に対して各レール９１をネジ等を用いて固定することが必要となる。この場合、レール９１の位置精度を高く保つためには、レール９１をその長手方向端部である前方と後方の２箇所で固定することが好ましい。図９は、レール９１における後方側においてこのようにネジ９２を用いた固定が行われる場合の形態を模式的に示す斜視図である。ここでは後方側の構造が示されているが、前方側の構造も同様である。

【0008】

図９において、レール９１の後端部における平板上の部分であるネジ固定部９１Ａには開口部が形成され、ネジ９２をこの開口部に挿通させて、ラック９０の底面（ラック底面（内面）９０Ｂ）に対してネジ（固定具）９２を固定することによって、レール９１がラック底面９０Ｂ（ラック９０）に対して固定される。レール９１におけるネジ固定部９１Ａ以外は、ユニット１０を案内するための前後方向に沿った溝が設けられた案内部９１Ｂとなっている。案内部９１Ｂは、これに沿ってユニット１０を滑動させて案内するために、高い機械的強度を有するように、その長手方向に沿った断面積は大きく設定される。一方、ネジ９２の頭が上側に大きく突出してユニット１０と当接することを抑制するために、ネジ固定部９１Ａは案内部９１Ｂよりも十分に低くなるように、薄い板状に形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２００８－００４７５９号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

このような構造の電気機器に対して振動が加わると、各ユニット１０とラック９０の連結部分となるレール９１に特に応力が集中するため、機械的強度の低い樹脂材料製のレール９１が破損しやすかった。特に、前記のようにユニット１０がその前面（ユニット前面１０Ａ）側でラック９０に対して固定される場合、振動の振幅は特に後方側で大きくなり、特にレール９１の後方側において応力が集中した。更に、前記のようにネジ固定部９１Ａは薄く形成され、かつネジ固定部９１Ａは直接ラック９０に対して固定されるため、特に後方側のネジ固定部９１Ａが破損しやすくなった。

【0011】

このため、レールを用いて機器が収納部に装着されてから固定された構成において、レールの破損を抑制することが望まれた。

【0012】

本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、上記課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明は、複数の機器を一方向に沿って一方の側から他方の側に向けて並列に収納部に収納させて固定するために用いられる機器固定機構であって、前記機器を前記一方向に沿って前記収納部に収容する際に前記機器を案内するように複数の前記機器の各々に対応して並列に設けられ、前記収納部において前記機器と対向する前記一方向に沿った内面に固定された、樹脂材料製の複数のレールと、前記一方向と交差する方向に沿って延伸し、隣接する２つ以上の前記レールと前記機器がある側から各前記レールの前記一方向の周りの表面と当接して係合し、当該レールと係合する箇所よりも前記他方の側において前記内面と当接して当該レールと共に前記内面に固定された、金属製の補強金具と、を具備し、複数の前記機器は前記一方向に沿った前記一方の側において前記収納部に対して固定され、前記補強金具は前記レールにおける前記一方向に沿った前記他方の側に装着され、かつ前記補強金具と係合する前記レールのうちの少なくとも一つと当該補強金具とは、前記補強金具が当該レールと係合する箇所よりも前記他方の側で前記内面と当接した箇所において、共通の固定具によって前記内面に固定されている。
また、本発明は、複数の機器を一方向に沿って一方の側から他方の側に向けて並列に収納部に収納させて固定する機器固定方法であって、前記機器を前記一方向に沿った一方の側から前記収納部に収容する際に前記機器を案内する樹脂材料製のレールを、複数の前記機器の各々に対応させて前記収納部において前記機器と対向する前記一方向に沿った内面に複数固定し、前記一方向と交差する方向に沿って延伸し、隣接する２つ以上の前記レールと前記一方向に沿った他方の側において前記機器がある側から各前記レールの前記一方向の周りの表面と当接して係合する金属製の補強金具を、当該レールと共に、当該レールと係合する箇所よりも前記他方の側において、前記内面と当接させ、前記補強金具と係合する前記レールのうちの少なくとも一つと当該補強金具とを、共通の固定具によって前記内面に固定し、各前記機器を、対応する各前記レールに沿わせて前記収納部に収納してから、前記機器を前記一方の側において前記収納部に対して固定する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によると、レールを用いて機器が収納部に装着されてから固定された構成において、レールの破損を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施の形態に係る機器固定機構が用いられた収納部の構造を示す斜視図である。

【図2】実施の形態に係る機器固定機構において用いられる補強金具の斜視図である。

【図3】実施の形態に係る機器固定機構において用いられる補強金具の上面図（ａ）、正面図（ｂ）、側面図（ｃ）、背面図（ｄ）である。

【図4】レールにおいて最も応力が高くなる部分の断面形状を、補強金具が用いられない場合（ａ）、補強金具が用いられる場合（ｂ）について示す図である。

【図5】実施の形態に係る機器固定機構において用いられる補強金具の第１の変形例の上面図（ａ）、正面図（ｂ）である。

【図6】実施の形態に係る機器固定機構において用いられる補強金具の第２の変形例の上面図（ａ）、正面図（ｂ）である。

【図7】収納部に機器を装着する際の形態を示す斜視図である。

【図8】従来の構造の収納部に対して機器を収容する際の状況を簡略化して示す斜視図である。

【図9】機器を案内するレールの端部側の構造を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に、本発明を実施するための形態を図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る機器固定機構が用いられた電気機器のラック（収納部）２０の構造を示す斜視図である。図１は、このラック２０の図８に対応した状態を示す斜視図である。ここでは、ユニット（機器）１０の記載は省略されているが、ユニット１０の構造、ユニット１０がラック２０に対して装着される方向は同様である。

【0017】

また、このラック２０においても、前記と同様にユニット１０を案内をするレール９１が用いられている。図８においてはレール９１は下側に２本設けられた（ユニット１０が２つ装着される）領域が記載されていたが、ここではレール９１は４本設けられた（ユニット１０が４つ装着される）領域が記載されており、同様にレールは上側にも装着されている。ユニット１０がラック２０に対して固定される際にはユニット１０の前面（ユニット前面１０Ａ）がラック２０の前面（ラック前面２０Ａ）に対してネジで固定されることは前記と同様である。また、図９に示されるようにレール９１がラック２０に対して固定される際にはラック２０の底面となるラック底面（内面）２０Ｂに対してネジ９２で固定される点についても同様である。

【0018】

ここで、後方側において、隣接する２つのレール９１を連結するように補強金具３０が装着されている。補強金具３０の図１に対応する方向からみた斜視図を図２に、その上面図、前面図、側面図、背面図をそれぞれ図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）にそれぞれ示す。この補強金具３０は金属製であり、図１に示す状態で、隣接する２本のレール９１と係合する形状を具備する。図３（ａ）（ｃ）においては、係合した状態におけるレール９１等が点線で示されている。

【0019】

図３（ｃ）に示されるように、この補強金具３０は、隣接する２本のレール９１における案内部９１Ｂを前後方向で挿通させた状態で係止するレール補強部３１と、レール補強部３１の後方でレール補強部３１と連結しネジ固定部９１Ａと上側から当接するように形成された後方固定部３２とが一体となって構成されている。図２、図３（ｂ）に示されるように、レール補強部３１の前面側には、２本の案内部９１Ｂと係合するように下側から形成された前方切り欠き部３１Ａが２つ形成される。また、図２、図３（ａ）（ｄ）に示されるように、レール補強部３１の背面側と後方固定部３２の前方側には、レール補強部３１の背面下側において案内部９１Ｂと係合する切り欠きと、後方固定部３２の前方側において案内部９１Ｂと係合する切り欠きが連結することによって形成される開口であるレール係合開口部３０Ａが２つ形成される。

【0020】

また、図３（ａ）に示されるように、後方固定部３２には、２つのレール９１に対して用いられる図９におけるネジ（固定具）９２を上側から挿通させるネジ開口部３２Ａが２つ形成されている。このような補強金具３０は、金属板に予め前方切り欠き部３１Ａ、レール係合開口部３０Ａ、ネジ開口部３２Ａを形成した後で、図３（ｃ）に示される形状に屈曲させる板金加工によって製造することができる。

【0021】

この補強金具３０を、隣接する２本のレール９１において後方側の固定のために用いられるネジ９２を用いて、２本のレール９１と共にラック底面２０Ｂに対して固定することができる。このように補強金具３０が固定されることによって、この２本のレール９１の振動が抑制され、レール９１が破損することが抑制される。

【0022】

補強金具３０が用いられない図８の場合と、補強金具３０が用いられた図１のどちらの場合においても、レール９１において最も最も負荷が大きくなる部分（最も大きな応力が発生する部分）は、レール９１が固定された部分の近傍である。図４は、このようにレール９１において最も負荷が大きくなる部分の断面形状を示す図（ａ：補強金具３０が用いられない場合、ｂ：補強金具３０が用いられる場合）であり、この部分の断面が太線で示されている。

【0023】

図４（ａ）においては、補強金具３０が用いられないため、このように負荷が大きくなるのは、ネジ９２の近傍における薄い板状のネジ固定部９１Ａとなる。これに対して、図４（ｂ）においては、補強金具３０が用いられ、補強金具３０によって案内部９１Ｂが係止されるため、このように負荷が大きくなるのは、案内部９１Ｂとなる。案内部９１Ｂの断面積は、前記の通りネジ固定部９１Ａよりも大きく設定されるため、機械的強度（曲げ強度）はネジ固定部９１Ａよりも高い。このため、補強金具３０を用いることによってレール９１が補強される効果は、図９のような構成を具備するレール９１に対して特に大きくなる。

【0024】

図１においては、レール９１が４つ用いられ、図３に示された補強金具３０が２つ用いられたが、使用されるユニット１０の数に応じてレール９１の本数は設定され、レール９１の本数に応じて補強金具３０の構成は設定される。すなわち、補強金具が係合するレール９１の数は２つ以上であればよい。

【0025】

図５は、このような補強金具の第１の変形例となる補強金具４０の構成を示す上面図（ａ）、前面図（ｂ）である。この補強金具４０は、５つ以上のレール９１が用いられる場合においてこれらのレール９１を連結し、図５（ａ）（ｂ）は、それぞれ図３（ａ）（ｃ）に対応する。このように、前方切り欠き部３１Ａ、レール係合開口部３０Ａ、ネジ開口部３２Ａを、補強金具が装着されるレール９１の本数に応じて形成することができる。

【0026】

また、図６は、このような補強金具の第２の変形例となる補強金具５０の構成を同様に示す上面図（ａ）、前面図（ｂ）である。この補強金具５０も、５つ以上のレール９１が用いられる場合においてこれらのレール９１を連結するように構成されるため、前方切り欠き部３１Ａ、レール係合開口部３０Ａは前記の補強金具４０と同様にレール９１に対応して形成される。ただし、ここでは、ネジ開口部３２Ａは、左右両端部側のレール９１に対応するものしか形成されていない。こうした構造によっても、補強金具５０を対応する全てのレール９１と共に固定することができる。この場合においては、ネジ開口部３２Ａが形成されなかった箇所のレール９１はラック底面２０Ｂには直接固定されないが、補強金具５０を介してラック底面２０Ｂに固定される。あるいは、ネジ開口部３２Ａが形成されなかった箇所のレール９１は、前方側においてラック底面２０Ｂに直接固定される。

【0027】

上記の例においては、ユニット１０はラック２０に対して前方側（一方の側）から収容され、かつ前方側においてラック２０に対して固定された。これに対応して、補強金具はレール９１の後方側（他方の側）において装着されたが、これを前方側にも同様に装着する、あるいは前方側にのみ装着してもよい。この場合において前方に設けられる補強金具は、前記の補強金具３０等と前後が逆転した構成のものを用いることが好ましく、レール補強部に対して前記の後方固定部３２の代わりに前方の前方固定部を接続した構造とすることが好ましい。ただし、前記のようにユニット１０がラック２０に対して前方側で固定される場合には、振動が特に後方側で発生しやすくなるため、後方側に補強金具を設けることが特に好ましい。また、上記の例では下側のレール９１に対して補強金具３０が装着されていたが、これを上側のレールに装着してもよい。すなわち、収納部においてユニット１０が収納される際の移動方向（一方向）に沿った内面に複数のレール固定され、補強金具は、このレールのうち隣接する複数のものに対してユニット１０がある側から係合し、係合する複数のレールと共にこの内面に固定されていればよい。あるいは、この内面が収納部の内側面であってもよい。

【0028】

また、上記の例においては、この機器固定機構が電気機器に対して用いられたが、同様に収納部に対して複数の機器がレールを用いて並列に収納、固定される場合には、このように補強金具を用いた機器固定機構、機器固定方法は有効である。

【0029】

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【符号の説明】

【0030】

１０ ユニット（機器）
１０Ａ ユニット前面
２０、９０ ラック（収納部）
２０Ａ、９０Ａ ラック前面
２０Ｂ、９０Ｂ ラック底面（内面）
３０、４０、５０ 補強金具
３０Ａ レール係合開口部
３１ レール補強部
３１Ａ 前方切り欠き部
３２ 後方固定部
３２Ａ ネジ開口部
９１ レール
９１Ａ ネジ固定部
９１Ｂ 案内部
９２ ネジ（固定具）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】