JP2017005000A - キャビネット、及びこれを用いた蓄電システム - Google Patents

Abstract

【課題】収納箱と蓋との間における導通の信頼性を向上させることができるキャビネットを提供する。【解決手段】キャビネット１は、前面に開口部２７１が形成され電気装置１０１を収納する収納箱２と、収納箱２の天井板２２０に対して上方に離れて配置された屋根板３１０と、収納箱２及び屋根板３１０の前方を覆う蓋４とを備える。収納箱２は、前面に沿って左右方向に延長して形成され上向きに開口した第１溝部２７５を有する。屋根板３１０は、第１溝部２７５の上方に形成され上向きに開口した第２溝部３１１を有する。蓋４は、第２溝部３１１の上方を覆う上片４２１を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、一般にキャビネット及びこれを用いた蓄電システム、より詳細には電気装置を収納するキャビネット及びこれを用いた蓄電システムに関する。

従来、電気装置を収納する筐体（キャビネット）を備え、屋外に設置される設備機器が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のキャビネットは、本体（収納箱）の開口部の回りに水切り溝が形成されており、開口部及び水切り溝を覆うようにカバー（蓋）が取り付けられる。

特開２０１５−７９８９３号公報

キャビネットは電気装置を収納するため、より高い防水性が望まれていた。

本発明は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、防水性を向上させることができるキャビネット及びこれを用いた蓄電システムを提供することにある。

本発明のキャビネットは、一面に開口部が形成され電気装置を収納する収納箱と、前記収納箱の天井板に対して上方に離れて配置された屋根板と、前記収納箱の前記一面側において前記収納箱及び前記屋根板を覆う蓋とを備え、前記収納箱は、前記一面に沿って前記開口部の上方に形成され上向きに開口した第１溝部を有し、前記屋根板と前記蓋との一方は、前記第１溝部の上方に形成され上向きに開口した第２溝部を有し、前記屋根板と前記蓋との他方は、前記第２溝部の上方を覆う上片を有することを特徴とする。

本発明の蓄電システムは、上記のキャビネットと、前記電気装置として前記収納箱に収納される蓄電池モジュールと、前記電気装置として前記収納箱に収納され、前記蓄電池モジュールの充放電を制御する充放電装置とを備えることを特徴とする。

本発明では、収納箱と蓋との間における導通の信頼性を向上させることができるという効果がある。

実施形態のキャビネット及び蓄電システムにおける蓋及び屋根カバーを取り外した状態の斜視図である。 図２Ａは、実施形態のキャビネット及び蓄電システムの正面図である。図２Ｂは、実施形態のキャビネット及び蓄電システムの側面図である。図２Ｃは、実施形態のキャビネット及び蓄電システムの背面図である。 実施形態のキャビネットにおける一部を拡大した断面図である。 図４Ａは、実施形態のキャビネットにおける取付台が設けられた状態の一部を拡大した斜視図である。図４Ｂは、実施形態のキャビネットにおける取付台を取り外した状態の一部を拡大した斜視図である。 実施形態の取付台の上下を逆にした斜視図である。 実施形態のキャビネットの変形例における一部を拡大した断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、下記の実施形態において説明する各図は、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
（実施形態）
以下、本実施形態に係るキャビネット１について図１〜図５を参照して説明する。ただし、以下に説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

本実施形態のキャビネット１は、電気装置１０１を収納する金属製のキャビネットである。キャビネット１は、電気装置１０１として蓄電池モジュール１０２及び充放電装置１０３を収納し、戸建て住宅に設けられる蓄電システム１００に用いられる。以下の説明で用いる方向は、図２Ａにおける上下方向を上下方向、図２Ａにおける左右方向を左右方向、図２Ｂにおける左右方向を前後方向と規定して説明する。

本実施形態のキャビネット１は、前面に開口部２７１が形成され蓄電池モジュール１０２及び充放電装置１０３を収納する収納箱２と、収納箱２の上方を覆う屋根カバー３と、収納箱２及び屋根カバー３の前方を覆う蓋４とを備えている。

複数個（３個）ある蓄電池モジュール１０２のそれぞれは、直列又は並列に接続された複数の蓄電池（例えばリチウムイオン電池など）を有している。また、蓄電池モジュール１０２は、蓄電池のみ備える構成のほか、温度センサのようなセンサ類、蓄電池の特性データを格納したメモリ、蓄電池の充放電制御や異常監視を行う監視制御部、情報を伝送するための通信部などを備える構成でもよい。

充放電装置１０３は、複数個の蓄電池モジュール１０２と屋内配線との間に電気的に接続されて電力変換を行うパワーコンディショナで構成されており、蓄電池モジュール１０２の充放電を制御する。充放電装置１０３は、屋内配線を介して商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池モジュール１０２を充電する。また、充放電装置１０３は、蓄電池モジュール１０２が出力する直流電力を交流電力に変換し、屋内配線を通してて電気負荷に交流電力を供給する。

収納箱２は、前面に矩形状の開口部２７１が設けられた直方体状に形成されている。収納箱２は、例えば戸建て住宅などの建物の外壁に後板部２５０を対向させ、建物の外壁と後板部２５０との間に隙間を開けた状態で設置される。また、収納箱２は、箱型の台座２００に載せられて、設置場所に設置される。

収納箱２の内部空間は、底板２１０から天井板２２０まで形成された隔壁２３０によって、右側の第１収納室２４１と左側の第２収納室２４２とに分けられている。さらに、左側の第２収納室２４２は、収納箱２の内部空間において上下方向のほぼ中央に設けられた横桟２３１によって上側収納室２４３と下側収納室２４４とに分かれている。

第１収納室２４１の上側の位置には、充放電装置１０３が配置されている。充放電装置１０３は、電力変換を行う回路が形成された回路基板と、回路基板などの部材を収納する角筒状のカバー１０４とを有している。また、カバー１０４の後壁は、回路基板に実装された回路部品（例えばスイッチング素子やコイル部品など）と熱的に結合された板状のヒートシンク１０５で構成されている（図３参照）。ヒートシンク１０５は、収納箱２の後板部２５０から離れて配置されており、後板部２５０との間に上下方向に空気を流すことができるダクト２４５を形成している。また、天井板２２０には、ダクト２４５に臨む部位に複数の貫通孔２２１が形成されている。複数の貫通孔２２１は、左右方向に並んで形成されており、各貫通孔２２１の縁の全周にわたって上向きに突出した立上げ片２２２が形成されている。立上げ片２２２は、例えば貫通孔２２１の周囲をバーリング加工などにより形成することができる。そして、充放電装置１０３が備える回路部品は、ヒートシンク１０５を介してダクト２４５の内部の空気と熱交換することで放熱する。また、ダクト２４５の内部における暖められた空気は、対流によって上昇し貫通孔２２１を介して収納箱２の外部に排出される。これにより、充放電装置１０３から発生する熱を効率よく放熱することができ、収納箱２の内部における温度上昇が抑制される。

また、本実施形態では、第１収納室２４１において充放電装置１０３の下側のスペースが外部配線スペースであり、屋内配線と充放電装置１０３との間を電気的に接続する外部配線が引き回される。収納箱２の底板２１０には、上下方向に貫通した貫通孔２１１が設けられている。外部配線は、例えば台座２００の後側に設けられた開口部２０１から台座２００の内部に挿入され、底板２１０に設けられた貫通孔２１１を通して収納箱２内に導入される。そして、外部配線が充放電装置１０３に接続されることで、充放電装置１０３と屋内配線とが電気的に接続される。

第２収納室２４２の上側収納室２４３及び下側収納室２４４には、それぞれ、蓄電池モジュール１０２を収納可能な蓄電池収納スペースが設けられている。上側収納室２４３には、２つの蓄電池モジュール１０２が前後方向に並べて収納され、下側収納室２４４には、１つの蓄電池モジュール１０２が収納されている。また、上側収納室２４３及び下側収納室２４４のそれぞれには、２個の取付台２６０が左右方向に間隔を開けて配置されている。取付台２６０は、板金を折り曲げることによって形成されており、底板２１０及び横桟２３１それぞれにねじで固定されている。蓄電池モジュール１０２は、２個の取付台２６０に跨るように載せられた状態で、例えば蓄電池モジュール１０２に固定された金具を取付台２６０にねじなどで固定することによって、収納箱２に取り付けられている。そして、複数の蓄電池モジュール１０２のそれぞれは、内部配線を介して充放電装置１０３と電気的に接続されている。

ここで、収納箱２の底板２１０には、水抜き用の通孔２１２が形成されており（図４Ｂ参照）、底板２１０に固定される取付台２６０は、通孔２１２を塞ぐように配置されている（図４Ａ参照）。取付台２６０は、図５に示すように、天板２６１と、一対の脚片２６２と、一対の底カバー２６３とを一体に備える。天板２６１は、矩形板状に形成され蓄電池モジュール１０２が載せられる。一対の脚片２６２は、天板２６１の左右両側端からそれぞれ下向きに突出して形成される。一対の底カバー２６３は、一対の脚片２６２それぞれの下端から互いに離れる向きに突出して形成される。また、底カバー２６３は、矩形板状に形成されており、底板２１０と対向する下面に直線状の凹溝２６４が設けられている。凹溝２６４は、底カバー２６３の下面の一部を窪ませることによって形成されており、凹溝２６４の一部が通孔２１２と上下方向に対向するように取付台２６０が底板２１０に固定される。また、凹溝２６４は、一端部が開放、言い換えれば一端部が底板２１０と底カバー２６３との間で開口し、他端部が底板２１０の通孔２１２に通じるように形成されている。

また、収納箱２は、開口部２７１の全周にわたって前方に突出した側板部２７２と、側板部２７２の前端から全周にわたって開口部２７１と離れる向きに突出したフランジ２７３とを有している。そして、収納箱２の前板部２７０と側板部２７２とフランジ２７３とで、開口部２７１の全周にわたって断面Ｕ字状の溝２７４を形成している。なお、溝２７４のうち、上辺部分が第１溝部２７５に相当する。すなわち、第１溝部２７５は、前板部２７０、側板部２７２、及びフランジ２７３の各上辺部分で構成された溝であり、収納箱２の前面に沿って開口部２７１の上方に形成され、左右方向に延長して上向きに開口しており、水切り溝として機能する。

また、収納箱２の上方には、収納箱２の天井板２２０全体を覆う屋根カバー３が設けられている。屋根カバー３は、天井板２２０と離れて上方に配置される矩形状の屋根板３１０と、屋根板３１０の左右両側端からそれぞれ下向きに突出する一対の側板３２０と、屋根板３１０の後端から下向きに突出する後板３３０とを有する。

屋根板３１０は、左右方向の寸法及び前後方向の寸法が天井板２２０とほぼ同じ寸法に形成されており、前端部には左右方向の全長にわたって第２溝部３１１が設けられている。第２溝部３１１は、左右方向に延長して形成され上向きに開口するように形成されており、水切り溝として機能する。具体的には、第２溝部３１１は、左右方向に延長して形成され互いに前後方向に対向する一対の側片３１２と、一対の側片３１２それぞれの下端同士を繋ぐ底片３１３とで構成されている。

また、屋根板３１０の上面は、第２溝部３１１から離れるにつれて下がる形状に形成されている。具体的には、屋根板３１０の上面は、後方に向かって下り勾配となる傾斜面で形成されており、後端が前端よりも下側に位置する。なお、本実施形態の屋根板３１０の上面は、傾斜角度が２度に設定されているが、傾斜角度はこの数値に限定しない。

そして、屋根カバー３は、天井板２２０の上面に設けられた３個のＬ型のブラケット２８０を用いて収納箱２に取り付けられている。屋根カバー３の一対の側板３２０、及び後板３３０それぞれには、ねじを通す貫通孔が形成されており、ねじが貫通孔を介してブラケット２８０に固定されることで、屋根カバー３が収納箱２に取り付けられる。また、天井板２２０には、屋根板３１０との間隔を保つスペーサ２８１が設けられている。

また、後板３３０には、通気孔として複数の貫通孔３３１が左右方向に並んで形成されている（図２Ｃ参照）。後板３３０における各貫通孔の縁の下側部分は、前方に向かって窪んだ凹部３３２が形成されている。

蓋４は、後面が開口した扁平な直方体状であり、収納箱２及び屋根板３１０の前方を覆うように配置される。蓋４は、矩形板状の前板部４１０と、前板部４１０の縁から後方に突出した側板部４２０、側板部４２０の後端から開口部２７１に近づく向きに突出したフランジ４３０（図３参照）を有している。前板部４１０は、左右方向の寸法が収納箱２の左右方向の寸法とほぼ同じに形成され、上下方向の寸法が屋根カバー３の屋根板３１０から収納箱２の底板２１０までの寸法とほぼ同じに形成されている。すなわち、前板部４１０は、収納箱２の開口部２７１、及び天井板２２０と屋根板３１０との間の空間の前方側を覆っている。

蓋４の前板部４１０には、ねじを通す複数の貫通孔４１１が形成されており、収納箱２のフランジ２７３には、ねじが結合されるねじ孔が形成されている。そして、蓋４の貫通孔４１１を通ったねじが収納箱２のねじ孔に結合されることで、蓋４が収納箱２に取り付けられる。なお、収納箱２のフランジ２７３と蓋４の前板部４１０との間には、パッキンが設けられていることが望ましい。

ここで、蓋４の側板部４２０のうち前板部４１０の上端から後方に突出した部分を上片４２１とし、フランジ４３０のうち上片４２１の後端から下向きに形成された部分を垂下片４３１とする。蓋４が収納箱２に取り付けられることで、上片４２１が第２溝部３１１の上方を覆い、垂下片４３１が第２溝部３１１に嵌まり込む。なお、蓋４の側板部４２０のうち上片４２１を除く部分は、収納箱２の溝２７４のうち第１溝部２７５を除く部分を覆う。また、蓋４のフランジ４３０のうち垂下片４３１を除く部分は、収納箱２の溝２７４のうち第１溝部２７５を除く部分に嵌まり込む。

このように、本実施形態のキャビネット１は、収納箱２に設けられた第１溝部２７５の上方に、屋根カバー３に設けられた第２溝部３１１が位置し、第２溝部３１１の開口が蓋４の上片４２１によって覆われている。すなわち、本実施形態のキャビネット１は、上下方向に並んだ第１溝部２７５と第２溝部３１１とで二重の樋（水切り溝）を構成している。したがって、上方から浸入しようとする水は、第２溝部３１１で受けられ第２溝部３１１の側端から排水されるので、第１溝部２７５まで到達する水が低減される。これにより、収納箱２に設けられた開口部２７１を介して水が浸入することが抑制され、防水性が向上する。

また、屋根板３１０の上面は、後方に向かって下り勾配となる傾斜面で形成されているので、屋根板３１０の上面に付着した水は、屋根板３１０の上面の勾配にしたがって後方に流れる。すなわち、水が第２溝部３１１から離れる向きに流れるので、第２溝部３１１に入る水が低減され、キャビネット１の防水性がより向上する。また、屋根板３１０の変形例として、屋根板３１０の上面において、後方に向かうにつれて下がる段差が設けられた形状であってもよい。このように構成した場合であっても、第２溝部３１１に入る水が低減され、キャビネット１の防水性が向上する。

また、収納箱２の天井板２２０には、通気孔として貫通孔２２１が設けられており、この貫通孔２２１の縁の全周にわたって上向きに突出した立上げ片２２２が形成されている。この立上げ片２２２により、水が天井板２２０の上面を伝って貫通孔２２１に入ることが抑制される。また、天井板２２０の上方には屋根カバー３が配置されているので、例えば落ち葉などの異物が貫通孔２２１に入る、あるいは貫通孔２２１を塞ぐことが抑制される。

さらに、収納箱２の天井板２２０と屋根カバー３の屋根板３１０とは離れて配置されており、天井板２２０と屋根板３１０との間には空間が形成されている。これにより、例えば充放電装置１０３の回路部品から発生した熱によって、収納箱２の内面（特に天井板２２０の下面）に結露が発生することが抑制される。また、屋根カバー３の後板３３０に設けられた貫通孔３３１の縁の下端部分には凹部３３２が設けられている。この凹部３３２により、後板３３０の後面における開口面積が大きくなり、後板３３０の前側において上向きに開口するので、排気効率がさらに向上し、かつ水の浸入をより抑制することが可能となる。

また、本実施形態の蓋４は、屋根カバー３に設けられた第２溝部３１１に嵌まり込む垂下片４３１を有しているので、蓋４を収納箱２に取り付ける際に、蓋４を第２溝部３１１に引っ掛けて仮保持することが可能となる。これにより、蓋４を収納箱２に取り付ける作業が容易となる。また、蓋４は、収納箱２及び屋根板３１０の前方を覆うように構成されており、収納箱２の開口部２７１、及び天井板２２０と屋根板３１０との間の空間を覆っている。したがって、キャビネット１を正面から見た際に、収納箱２、蓋４、及び屋根カバー３それぞれが互いに組み合わさった結合箇所が見えなくなり、意匠性が損なわれることが抑制される。

また、本実施形態の収納箱２の底板２１０には、水抜き用の通孔２１２が形成されており、この通孔２１２は、凹溝２６４が形成された底カバー２６３で覆われている。凹溝２６４は、一端部が底板２１０と底カバー２６３との間で開口し、他端部が通孔２１２に通じるように形成されている。これにより、収納箱２の内部に水が浸入して底板２１０の上に水がたまったとしても、底板２１０の上にたまった水は、凹溝２６４を通って通孔２１２から排水される。したがって、収納箱２の内部に水がたまることが抑制される。また、通孔２１２は、凹溝２６４の奥側の位置に通じているので、通孔２１２を介して塵埃などが収納箱２の内部に進入することが抑制される。なお、本実施形態では、凹溝２６４の形状は直線状であるが、凹溝２６４は、円弧上に湾曲した形状であってもよいし、クランク状の曲がり部を途中に備えた形状であってもよい。

また、本実施形態では、第１溝部２７５の上方に位置する第２溝部３１１は、屋根板３１０が備えた構成であるが、図６に示すように蓋４が第２溝部３１１Ａを備えていてもよい。図６に示す変形例では、蓋４の側板部４２０における上辺部分の後端に第２溝部３１１Ａが設けられており、屋根板３１０は、第２溝部３１１Ａを覆う上片４２１Ａを備えている。このように構成した場合であっても、第１溝部２７５の上方に第２溝部３１１Ａが位置し、収納箱２に設けられた開口部２７１を介して水が浸入することを抑制することが可能となる。

上述したように、本実施形態のキャビネット１は、収納箱２と屋根板３１０と蓋４とを備える。収納箱２は、一面（前面）に開口部２７１が形成され電気装置１０１を収納する。屋根板３１０は、収納箱２の天井板２２０に対して上方に離れて配置される。蓋４は、収納箱２の一面側（前面側）において、収納箱２及び屋根板３１０を覆う。また、収納箱２は、一面（前面）に沿って開口部２７１の上方に形成され上向きに開口した第１溝部２７５を有する。屋根板３１０と蓋４との一方は、第１溝部２７５の上方に形成され上向きに開口した第２溝部３１１（３１１Ａ）を有する。屋根板３１０と蓋４との他方は、第２溝部３１１の上方を覆う上片４２１（４２１Ａ）を有する。

また、本実施形態の蓄電システム１００は、上記のキャビネット１と、電気装置１０１として収納箱２に収納される蓄電池モジュール１０２と、電気装置１０１として収納箱２に収納され、蓄電池モジュール１０２の充放電を制御する充放電装置１０３とを備える。

上記構成により、キャビネット１及び蓄電システム１００は、上下方向に並んだ第１溝部２７５と第２溝部３１１とで二重の樋（水切り溝）を構成しているので、収納箱２に設けられた開口部２７１を介して水が浸入することが抑制され防水性が向上する。

また、屋根板３１０は、第２溝部３１１を有し、蓋４は、上片４２１と、上片４２１から下向きに形成され第２溝部３１１に嵌まる垂下片４３１とを有する。上記構成により、蓋４を第２溝部３１１に引っ掛けて仮保持することができ、蓋４を収納箱２に取り付ける作業性が向上する。

また、収納箱２は、天井板２２０に形成された貫通孔２２１と、貫通孔２２１の縁の全周にわたって上向きに突出して形成された立上げ片２２２とを有する。上記構成により、屋根カバー３内に浸入した水が天井板２２０を伝って貫通孔２２１に入ることが抑制され防水性が向上する。

また、屋根板３１０の上面は、第２溝部３１１から離れるにつれて下がる形状である。上記構成により、屋根板３１０の上面に付着した水は、第２溝部３１１から離れる向きに流れるので、第２溝部３１１に入る水が低減され防水性が向上する。

また、収納箱２は、底板２１０に形成された通孔２１２と、底板２１０の上側に重なり通孔２１２を覆う底カバー２６３と、底カバー２６３の下面に形成された凹溝２６４とを有する。凹溝２６４は、通孔２１２に通じており、一端部が底板２１０と底カバー２６３との間で開口している。上記構成により、収納箱２の内部に水がたまることが抑制され、さらに通孔２１２を介して塵埃などの異物が収納箱２の内部に進入することが抑制される。

１ キャビネット
１００ 蓄電システム
１０１ 電気装置
１０２ 蓄電池モジュール
１０３ 充放電装置
２ 収納箱
２１０ 底板
２１２ 通孔
２２０ 天井板
２２１ 貫通孔
２２２ 立上げ片
２６３ 底カバー
２６４ 凹溝
２７１ 開口部
２７５ 第１溝部
３１０ 屋根板
３１１，３１１Ａ 第２溝部
４ 蓋
４２１，４２１Ａ 上片
４３１ 垂下片

Claims (6)

1. 一面に開口部が形成され電気装置を収納する収納箱と、
   前記収納箱の天井板に対して上方に離れて配置された屋根板と、
   前記収納箱の前記一面側において前記収納箱及び前記屋根板を覆う蓋とを備え、
   前記収納箱は、前記一面に沿って前記開口部の上方に形成され上向きに開口した第１溝部を有し、
   前記屋根板と前記蓋との一方は、前記第１溝部の上方に形成され上向きに開口した第２溝部を有し、
   前記屋根板と前記蓋との他方は、前記第２溝部の上方を覆う上片を有する
   ことを特徴とするキャビネット。
2. 前記屋根板は、前記第２溝部を有し、
   前記蓋は、前記上片と、前記上片から下向きに形成され前記第２溝部に嵌まる垂下片とを有する
   ことを特徴とする請求項１記載のキャビネット。
3. 前記収納箱は、前記天井板に形成された貫通孔と、前記貫通孔の縁の全周にわたって上向きに突出して形成された立上げ片とを有する
   ことを特徴とする請求項１または２記載のキャビネット。
4. 前記屋根板の上面は、前記第２溝部から離れるにつれて下がる形状である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のキャビネット。
5. 前記収納箱は、底板に形成された通孔と、前記底板の上側に重なり前記通孔を覆う底カバーと、前記底カバーの下面に形成された凹溝とを有し、
   前記凹溝は、前記通孔に通じており、一端部が前記底板と前記底カバーとの間で開口している
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のキャビネット。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のキャビネットと、
   前記電気装置として前記収納箱に収納される蓄電池モジュールと、
   前記電気装置として前記収納箱に収納され、前記蓄電池モジュールの充放電を制御する充放電装置とを備える
   ことを特徴とする蓄電システム。

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