JP2003199360A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の取付け・取外し性を向上させること。 【解決手段】 直流電力を商用電源系統の周波数に対応
した交流電力に変換して上記系統へ供給可能とし、メイ
ン基板１３、サブ基板１４、表示基板１５が外装ケース
１１内に積層して配置された電源装置１０において、メ
イン基板１３がヒートシンク２２を介して外装ケース１
１に固定して取り付けられると共に、サブ基板１４が、
メイン基板を覆うサブ基板取付金具２７を介して外装ケ
ース１１に固定して取り付けられたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電力を商用電
源系統の周波数に対応した交流電力に変換して上記系統
へ供給可能とする電源装置に係り、特に、基板の取付け
構造を改良した電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、太陽光をエネルギー源として発電
した電力を自家使用するのみならず、自家で使用しなか
った余剰電力を商用電源系統へ供給可能とする系統連系
型発電装置としての太陽光発電装置が普及しつつある。

【０００３】このような太陽光発電装置では、太陽電池
によって発電した直流電力を電源装置を用いて、商用電
源系統の周波数に対応した交流電力に変換している。

【０００４】上記電源装置では、図１１に示すように、
図示しない外装ケース内に複数枚の基板（メイン基板１
０１、サブ基板１０２、表示基板１０３）が、積層状態
で配置されている。

【０００５】上記メイン基板１０１には、直流電力を交
流電力に変換するインバータ装置や電解コンデンサ等の
発熱体となる電子部品が実装されている。このため、こ
のメイン基板１０１は、ヒートシンク１０４に複数本の
六角支柱１０５（図１２）を用いて固定して取り付けら
れる。このメイン基板１０１に上記サブ基板１０２が、
同じく六角支柱１０５を用いて固定して取り付けられ、
このサブ基板１０２に表示基板１０３が、同様に六角支
柱１０５を用いて固定して取り付けられる。

【０００６】表示基板１０３には、各種の操作ボタン１
０６等が実装されている。更に、この表示基板１０３
に、オーナメント１０８が接着された表示部金具１０７
が、六角支柱１０５を用いて積層して固定して取り付け
られる。表示基板１０３の操作ボタン１０６は、表示部
金具１０７、オーナメント１０８にそれぞれ形成された
のボタン挿通穴１０９、１１０内に挿通される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
に構成された複数の電源装置では、メイン基板１０１、
サブ基板１０２、表示基板１０３及び表示部金具１０７
の取付け時または取外し時に、複数本の六角支柱１０５
を取付けまたは取り外さなければならない。このため、
作業工数が多く、基板等の取付け・取外し性が低下し
て、電源装置のサービス性やメンテナンス性が低下して
しまう。

【０００８】また、六角支柱１０５を挿通するためにメ
イン基板１０１、サブ基板１０２、表示基板１０３、表
示部金具１０７に形成された挿通穴の位置がずれると、
六角支柱１０５から作用する力によってメイン基板１０
１、サブ基板１０２、表示基板１０３にストレスが発生
し、これらのメイン基板１０１、サブ基板１０２、表示
基板１０３に不具合が生ずる恐れがある。

【０００９】更に、メイン基板１０１、サブ基板１０
２、表示基板１０３及び表示部金具１０７が六角支柱１
０５を用いて一体化されているので、これらメイン基板
１０１、サブ基板１０２、表示基板１０３、表示部金具
１０７のいずれかに、衝撃力等の力が作用すると、その
力がこれらの全てに伝達されてしまい、基板に悪影響を
及ぼす恐れがある。

【００１０】本発明の目的は、上述の事情を考慮してな
されたものであり、基板の取付け・取外し性を向上させ
ることができる電源装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、直流電力を商用電源系統の周波数に対応した交流電
力に変換して上記系統へ供給可能とし、複数枚の基板が
外装ケース内に積層して配置された電源装置において、
第１の基板が上記外装ケースに固定して取り付けられる
とともに、第２の基板が、上記第１の基板を覆う基板取
付部材を介して、上記外装ケースに固定して取り付けら
れたことを特徴とするものである。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記基板取付部材には、第１の基板を
熱的に遮蔽する遮蔽部材が形成されたことを特徴とする
ものである。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、上記第１の基板は、放熱部材
を介して外装ケースに固定して取り付けられたことを特
徴とするものである。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれかに記載の発明において、上記直流電力は、太
陽電池により発電されたものであることを特徴とするも
のである。

【００１５】請求項１、３または４に記載の発明には、
次の作用がある。

【００１６】外装ケース内に配置される第１の基板が上
記外装ケースに固定して取り付けられ、第２の基板が、
上記第１の基板を覆う基板取付部材を介して、上記外装
ケースに固定して取り付けられたことから、第２の基板
が、例えば複数本の六角支柱を用いて第１の基板に取り
付けられる場合に比べ、これら第１及び第２の基板の取
付け・取外し性を向上させることができ、メンテナンス
性及びサービス性を向上させることができる。

【００１７】また、第１の基板が外装ケースに固定して
取り付けられるとともに、第２の基板が、第１の基板を
覆う基板取付部材を介して、外装ケースに固定して取り
付けられたことから、これらの基板のいずれか一方に力
（衝撃力など）が作用しても、その力は他方の基板へは
伝達されないので、基板の信頼性を向上させることがで
きる。

【００１８】更に、第２の基板を固定して取り付ける基
板取付部材が、第１の基板を覆った状態で外装ケース内
に固定されることから、この基板取付部材により外装ケ
ースの剛性を高めることができ、電源装置の強度を向上
させることができる。

【００１９】請求項２に記載の発明には、次の作用があ
る。

【００２０】基板取付部材には、第１の基板を熱的に遮
蔽する遮蔽部材が形成されたことから、この遮蔽部材に
より、第１の基板の実装部品を、基板取付部材の外側に
設置された発熱体（例えばリアクトルなど）の熱から保
護することができる。

【００２１】また、基板取付部材が第１の基板を覆い、
且つ遮蔽部材を備えたことから、この基板取付部材によ
って、第１の基板を収納する部屋を、他の部材（例えば
発熱体）を収納する部屋から区画でき、これらそれぞれ
の部屋で、熱による空気の自然対流を発生させて放熱効
果を生じさせることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づき説明する。

【００２３】図１は、本発明に係る電源装置の一実施形
態を示し、（Ａ）が平面図、（Ｂ）が正面図、（Ｃ）が
底面図、（Ｄ）が左側面図、（Ｅ）が右側面図である。
図２は、図１の電源装置において、フロントパネルを取
り除いたときの正面図である。系統連系発電装置として
の太陽光発電装置は、発電手段としての太陽電池（不図
示）と、系統連系型の電源装置１０とを有して構成され
る。この電源装置１０は、商用電源系統に接続（連系）
され、太陽電池により発電された直流電力を、商用電源
系統の交流電力に対応した交流電力に変換して、この商
用電源系統へ供給（回生）可能とする。

【００２４】上記電源装置１０は、図４にも示すよう
に、外装ケース１１及びフロントパネル１２内に、複数
枚の基板（第１の基板としてのメイン基板１３、第２の
基板としてのサブ基板１４、及び表示基板１５）が積層
状態で配置されて構成される。この電源装置１０は、建
物の壁３４に取り付けられた壁掛板３５を介して上記壁
３４に取り付けられる。この取付け状態で、メイン基板
１３、サブ基板１４及び表示基板１５等は、熱による空
気の自然対流（矢印Ａ）の方向に平行に積層される。

【００２５】上記外装ケース１１は、図４及び図５に示
すように、底面部１６及び側面部１７が一体化された本
体パネル１８の背面側、上面側にリアパネル１９、トッ
プパネル２０がそれぞれビス止めなどにより固定されて
成る。この本体パネル１８の前部開口２１を閉塞すべ
く、上記フロントパネル１２が本体パネル１８の底面部
１６とトップパネル２０とにビス止め固定される。

【００２６】また、リアパネル１９には放熱体としての
ヒートシンク２２がビス止め等により固定され、このヒ
ートシンク２２にメイン基板１３が、複数本の六角支柱
２３等を用いて固定して取り付けられる。つまり、メイ
ン基板１３は、ヒートシンク２２を介して外装ケース１
１のリアパネル１９に固定して取り付けられる。

【００２７】このメイン基板１３には、インバータ装置
２４や電解コンデンサ２５等の発熱電子部品が主に実装
されている。上記インバータ装置２４は、単相ブリッジ
状に接続された複数のスイッチング素子をモジュール化
したものであり、直流電力を交流電力に変換する。この
インバータ装置２４は、ヒートシンク２２に直接接触し
て固着されて、スイッチング素子からの放熱が効率的に
実施される。

【００２８】サブ基板１４には、マイクロコンピュータ
２６等を含む各種の電子機器が実装されている。このマ
イクロコンピュータは、例えばインバータ装置２４にお
けるスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御して、
このインバータ装置２４が、太陽電池により発電された
直流電力を、商用電源系統の周波数に対応した交流電力
に変換するよう制御する。

【００２９】このサブ基板１４は、図２、図３及び図４
に示すように、メイン基板１３を覆うようにして設置さ
れた基板取付部材としてのサブ基板取付金具２７を介し
て、外装ケース１１に固定して取り付けられる。つま
り、このサブ基板取付金具２７は、図７に示すように、
略平面形状のベース面２８の一側縁から側壁面２９が一
体に延設されたものであり、ベース面２８にサブ基板１
４が固定して取り付けられる。そして、図２及び図３に
示すように、ベース面２８がビス３０を用いてトップパ
ネル２０に、また側壁面２９がビス３０を用いてリアパ
ネル１９にそれぞれ固定される。

【００３０】サブ基板取付金具２７の上記側壁面２９
は、リアパネル１９に固定されたリアクトル３１からの
熱を遮断して、メイン基板１３の電解コンデンサ２５等
をその熱から保護する機能を有する。また、サブ基板取
付金具２７は、ベース面２８及び側壁面２９によって、
メイン基板１３を収納する部屋３２（図４）を、リアク
トル３１を収納する部屋３３（図２）から区画し、それ
ぞれの部屋３２、３３で熱による空気の自然対流（図４
の（矢印Ａ））を発生させる。これにより、部屋３２で
はメイン基板１３の、部屋３３ではリアクトル３１の、
それぞれの放熱効果が促進される。

【００３１】前記表示基板１５は、図４及び図５に示す
ように、複数の操作ボタン３６及び表示部３７を備え、
ビス３０を用いて表示部取付部材としての表示部金具３
８に固定して取り付けられる。この表示部金具３８はオ
ーナメント３９を接着するものであり、図３及び図６に
示すように、その両端部がビス３０を用いてサブ基板取
付金具２７に固定される共に、その中央部がビス３０及
びブッシュ４３を用いて本体パネル１８の底面部１６に
固定される。

【００３２】このような表示基板１５、表示部金具３８
及びオーナメント３９の取付け状態において、表示基板
１５の操作ボタン３６は、表示部金具３８、オーナメン
ト３９のそれぞれのボタン挿通穴４０、４１に挿通さ
れ、オーナメント３９から突設される。また、このオー
ナメント３９は、図１及び図４に示すように、フロント
パネル１２が外装ケース１１（つまり、トップパネル２
０及び本体パネル１８の底面部１６）にビス３０を用い
て固定された時に、フロントパネル１２の開口４２内に
収容される。

【００３３】上述のように、表示基板１５及びオーナメ
ント３９が表示部金具３８に固定して取り付けられ、こ
の表示部金具３８が本体パネル１８の底面部１６に固定
されたことから、フロントパネル１２が外装ケース１１
における本体パネル１８の底面部１６及びトップパネル
２０に固定された時には、これらの表示基板１５、オー
ナメント３９、表示部金具３８、外装ケース１１及びフ
ロントパネル１２は一体化される。更に、表示基板１５
は、表示部金具３８に取り付けられてサブ基板１４とは
一体化されず、このサブ基板１４に対し、表示部金具３
８及びサブ基板取付金具２７を介して連結される。

【００３４】また、オーナメント３９を固着し、且つ表
示基板１５を固定して取り付けた表示部金具３８が、外
装ケース１１における本体パネル１８の底面部１６に固
定されると共にサブ基板取付金具２７にも固定され、し
かも、このサブ基板取付金具２７が、外装ケース１１に
おけるリアパネル１９及びトップパネル２０に固定され
ることから、これらの表示部金具３８及びサブ基板取付
金具２７によって外装ケース１１の剛性が高められる。

【００３５】また、図６に示すように、表示部金具３８
をサブ基板取付金具２７に固定し、このサブ基板取付金
具２７にサブ基板１４を、表示部金具３８に表示基板１
５及びオーナメント３９をそれぞれ取り付けた状態で、
サブ基板取付金具２７をリアパネル１９及びトップパネ
ル２０から脱着させ、表示部金具３８を本体パネル１８
の底面部１６から脱着させ得るよう構成される。更に、
表示部金具３８に表示基板１５及びオーナメント３９が
取り付けられた状態で、この表示部金具３８をサブ基板
取付金具２７及び本体パネル１８の底面部１６から脱着
させ得るよう構成されて、表示基板１５及びオーナメン
ト３９の位置決め等が容易化される。

【００３６】図１（Ａ）、（Ｃ）及び図８に示すよう
に、本体パネル１８の底面部１６にスリット形状の多数
の下通気口４４Ａが形成され、また、トップパネル２０
に略正方形状の複数の上通気口４４Ｂが形成されてい
る。下通気口４４Ａは、図４に示すように、本体パネル
１８の底面部１６において、ヒートシンク２２からメイ
ン基板１３を経てサブ基板取付金具２７に到る対応領域
に形成される。また、上通気口４４Ｂは、この上通気口
４４Ｂを通ってメイン基板１３及びサブ基板１４等にゴ
ミが侵入しないように、トップパネル２０において、ヒ
ートシンク２２及びリアクトル３１に対応する部分に形
成される。

【００３７】本体パネル１８の底面部１６における下通
気口４４Ａの総開口面積とトップパネル２０における上
通気口４４Ｂの総開口面積との比は、ほぼ１５：１３と
なるよう構成される。これにより、下通気口４４Ａから
流入した空気は、ヒートシンク２２やメイン基板１３の
電子部品等からの熱により上昇して自然対流し、これら
ヒートシンク２２や電子部品等から熱を奪って上通気口
４４Ｂから流出し、これらヒートシンク２２及びメイン
基板１３の電子部品等を冷却する。

【００３８】なお、本体パネル１８の底面部１６及びト
ップパネル２０の内面には、図１及び図５に示すよう
に、それぞれ下通気口４４Ａ、上通気口４４Ｂを覆う防
虫用の網４５が設置されている。

【００３９】図２に示す端子台４６は、リアパネル１９
において、メイン基板１３を境にリアクトル３１と反対
位置に配置される。この端子台４６は、図９及び図１０
に示すように、端子台取付板４７の挿入穴４８に挿入さ
れた状態で、この端子台取付板４７にビス止め固定され
る。この端子台取付板４７は、図２及び図５に示すよう
に、端子台４６を取り付けた状態で、外装ケース１１の
リアパネル１９にビス３０を用いて３点で着脱自在に取
り付けられる。

【００４０】端子台４６の裏側（リアパネル１９側）に
メイン基板１３、サブ基板１４、表示基板１５からの配
線が接続され、端子台４６の表側（フロントパネル１２
側）に太陽電池からの配線が接続される。このように端
子台４６に配線が接続された後に、配線カバー４９が、
これらの端子台４６及び端子台取付板４７を覆うように
して、本体パネル１８の側面部１７の切り欠き部分に装
着される。

【００４１】以上のように構成されたことから、本実施
の形態によれば、次の効果〜を奏する。

【００４２】外装ケース１１内に配置されるメイン基
板１３が、外装ケース１１のリアパネル１９にヒートシ
ンク２２を介して固定して取り付けられ、サブ基板１４
が、メイン基板１３を覆うサブ基板取付金具２７を介し
て、外装ケース１１のリアパネル１９及びトップパネル
２０にビス３０を用いて固定して取り付けられ、更に、
サブ基板取付金具２７が表示部金具３８を介して、外装
ケース１１の本体パネル１８の底面部１６にビス３０及
びブッシュ４３を用いて固定されたことから、サブ基板
１４が、例えば複数本の六角支柱２３を用いてメイン基
板１３に取り付けられる場合に比べ、これらメイン基板
１３及びサブ基板１４の取付け・取外し性を向上させる
ことができ、電源装置１０のメンテナンス性及びサービ
ス性を向上させることができる。

【００４３】また、メイン基板１３が外装ケース１１
のリアパネル１９にヒートシンク２２を介して固定して
取り付けられると共に、サブ基板１４が、メイン基板１
３を覆うサブ基板取付金具２７を介して、外装ケース１
１のリアパネル１９及びトップパネル２０にビス３０を
用いて固定して取り付けられ、更に、サブ基板取付金具
２７が表示部金具３８を介して、外装ケース１１の本体
パネル１８の底面部１６にビス３０及びブッシュ４３を
用いて固定されたことから、これらのメイン基板１３及
びサブ基板１４のいずれか一方に力（衝撃力等）が作用
しても、その力は他の基板へは伝達されないので、メイ
ン基板１３及びサブ基板１４の信頼性を向上させること
ができる。

【００４４】サブ基板１４を固定して取り付けるサブ
基板取付金具２７が、メイン基板１３を覆った状態で外
装ケース１１のリアパネル１９及びトップパネル２０に
直接固定され、更に、表示部金具３８を介して外装ケー
ス１１の本体パネル１８の底面部１６に固定されたこと
から、このサブ基板取付金具２７により外装ケース１１
の剛性を高めることができ、電源装置１０の強度を向上
させることができる。

【００４５】サブ基板取付金具２７には、メイン基板
１３を熱的に遮蔽する側壁面２９が形成されたことか
ら、この側壁面２９により、メイン基板１３に実装され
た電子部品（特に電解コンデンサ２５）を、サブ基板取
付金具２７の側壁面２９の外側に設置されたリアクトル
３１等の熱から保護することができる。

【００４６】サブ基板取付金具２７がメイン基板１３
を覆い、且つ側壁面２９を備えたことから、このサブ基
板取付金具２７によって、メイン基板１３を収納する部
屋３２を、リアクトル３１を収納する部屋３３から区画
でき、これらそれぞれの部屋３２、３３で、熱による空
気の自然対流を発生させて放熱効果を促進させることが
できる。

【００４７】以上、本発明を上記実施の形態に基づいて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係る電源装置によれば、基板の
取付け・取外し性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源装置の一実施の形態を示し、
（Ａ）が平面図、（Ｂ）が正面図、（Ｃ）が底面図、
（Ｄ）が左側面図、（Ｅ）が右側面図である。

【図２】図１の電源装置において、フロントパネルを取
り除いたときの正面図である。

【図３】図２の電源装置の斜視図である。

【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図である。

【図５】図１の電源装置の分解斜視図である。

【図６】図２の電源装置における一体化されたサブ基
板、サブ基板取付金具、表示基板及び表示部金具等を示
す斜視図である。

【図７】図２のサブ基板取付金具を示し、（Ａ）が正面
図、（Ｂ）が左側面図である。

【図８】トップパネルの取付け状態を示す平面図であ
る。

【図９】図２の端子台及び端子台取付板を示す分解図で
ある。

【図１０】図２の端子台及び端子台取付板を示す斜視図
である。

【図１１】従来の電源装置における基板取付構造を示す
側面図である。

【図１２】図１１の六角支柱を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 電源装置 １１ 外装ケース １２ フロントパネル １３ メイン基板 １４ サブ基板 １５ 表示基板 １６ 底面部 １８ パネル本体 ２２ ヒートシンク（放熱部材） ２４ インバータ装置 ２７ サブ基板取付金具（基板取付部材） ２９ 側壁面（遮蔽部材） ３１ リアクトル（発熱体） ３６ 操作ボタン ３８ 表示部金具（表示部取付部材） ３９ オーナメント ４１ ボタン挿通穴 ４２ フロントパネルの開口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電力を商用電源系統の周波数に対応
   した交流電力に変換して上記系統へ供給可能とし、複数
   枚の基板が外装ケース内に積層して配置された電源装置
   において、 第１の基板が上記外装ケースに固定して取り付けられる
   とともに、第２の基板が、上記第１の基板を覆う基板取
   付部材を介して、上記外装ケースに固定して取り付けら
   れたことを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】 上記基板取付部材には、第１の基板を熱
   的に遮蔽する遮蔽部材が形成されたことを特徴とする請
   求項１に記載の電源装置。
3. 【請求項３】上記第１の基板は、放熱部材を介して外装
   ケースに固定して取り付けられたことを特徴とする請求
   項１または２に記載の電源装置。
4. 【請求項４】 上記直流電力は、太陽電池により発電さ
   れたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいず
   れかに記載の電源装置。