JP2010114971A

JP2010114971A - インバータユニット

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Publication number: JP2010114971A
Application number: JP2008283826A
Authority: JP
Inventors: Yuka Yamamoto; 裕加山本
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2008-11-05
Publication date: 2010-05-20
Anticipated expiration: 2028-11-05
Also published as: JP5531398B2

Abstract

【課題】据付けの自由度を高めるインバータユニットを提供する。
【解決手段】インバータユニット１の筺体と、前記筐体内に着脱可能に構成されたファン取付板金５０と、ファン取付板金５０に対して着脱可能に構成された前面カバー８１等を有し、前面カバー８１等の内部に前記筺体内に空気を送る羽８７を設けたファン８０と、を備え、ファン取付板金５０が前記筺体に対して着脱する方向と前面カバー８１等がファン取付板金５０に対して着脱する方向とが互いに異なることを特徴とする。
【選択図】図１１

Description

本発明は、インバータユニットの据付けの自由度を高めるようにするインバータユニットの構造に関するものである。

従来のインバータユニットの据付けについて図１６を用いて説明する。

図１６は、インバータユニット１００の正面据付けを示しており、図１６（ａ）は正面図で、図１６（ｂ）は分解図である。

インバータユニット１００は、内部に制御回路、電源回路、スイッチングを行う半導体素子等を備えている。インバータユニット１００の前面パネル１０１と背面板とは前面側から見た形状が同一であり、その背面板にはその４隅に、インバータユニット１００をネジ１０３ａ〜１０３ｄで固定できるように、上部の２隅には左からネジ穴１０２ａ，１０２ｂが、下部の２隅には右からネジ穴１０２ｃ、１０２ｄが形成されている。このような正面据付けを行うものが例えば、特許文献１に開示されている。

また、インバータユニット１００は上述した内部構成のうち、特に半導体素子は熱を生じるため、冷却するためのファンが必要である。従来は、このファンの交換を一方向のみから行うようにしており、例えば、特許文献２〜４に開示されている。

実開平３−１２８９６９号公報。特開平２−２０４７００号公報。特開平１１−３４０６６５号公報。特開２００２−２０６５００号公報。

図１６のようなインバータユニットの据付け方法は、正面からのみの据付けであり、据付けに自由度がなかった。また、複数のインバータユニットを並べて配置する場合に、インバータの据付け面積による制約で配置台数が決まっていた。

また、ファン交換をする場合も一方向のみであり、これも据付けの自由度を損なう要因の一つであった。

そこで、本発明は、インバータユニットの据付けの自由度を高めることを第１の課題とする。また、ファン交換を２方向から行うようにすることを第２の課題とする。また、インバータユニットの据付けを２方向から行うようにすることを第３の課題とする。

本発明は、前記課題に基づいてなされたものであり、据付けの自由度を高めるインバータユニットを提供することにある。

本発明は、前記課題の解決を図るために、筺体と、前記筐体内に着脱可能に構成された第１の枠体と、前記第１の枠体に対して着脱可能に構成され、前記第１の枠体の筺体に対する着脱方向とは異なる着脱方向に構成された第２の枠体と、前記第２の枠体の内部に設けられ、前記筺体内に空気を送る送風手段と、を備えたことを特徴とする。

また、前記第１の枠体は、前記筐体に取り付けるための第１の取付部材と、前記第２の枠体が取り付けられる第２の取付部材とを有し、前記第１の取付部材および前記第２の取付部材は、前記第１の枠体の着脱する方向と前記第２の枠体の着脱する方向とが略直交するように設けられていることを特徴とする。

上記構成によれば、第１の枠体の取り付け方向と第２の枠体の取付方向とが互いに異なり、送風手段の着脱が異なる２方向から行えることで第１および第２の課題を解決し、メンテナンス性が向上し、送風手段を交換する際の時間を短縮することができる。また、配電盤の中に複数のインバータユニットを設置する際、インバータユニット間の距離を縮めて設置することができる。

また、前記第２の枠体は矩形枠を有し、前記矩形枠の１辺を前記第２の取付部材に取り付けることを特徴とする。

上記構成によれば、第２の枠体が有する矩形枠の１辺を第２の取付部材に取り付けることで第１および第２の課題を解決し、第１の枠体に対しての着脱が容易になり、送風手段の交換の時間短縮が可能になる。

また、前記筐体は、前記筺体の異なる２面のそれぞれの面に、前記筺体を外筺に取り付けるための第３の取付部材が設けられていることを特徴とする。

上記構成によれば、インバータユニットの筺体が異なる２面にて外筺に取り付けられることで第１および第３の課題を解決し、外筺の寸法により、インバータユニットをどの面で据付けるかを自由に選択することができる。また、外筺の中に複数のインバータユニットを設置する際、据付面積を縮小することができる。

請求項１および２の発明によれば、第１の枠体の取り付け方向と第２の枠体の取付方向とが互いに異なり、送風手段の着脱が異なる２方向から行えることで、メンテナンス性が向上し、送風手段を交換する際の時間を短縮することができる。また、配電盤の中に複数のインバータユニットを設置する際、インバータユニット間の距離を縮めて設置することができる。

また、請求項３の発明によれば、第２の枠体が有する矩形枠の１辺を第２の取付部材に取り付けることで、第１の枠体に対しての着脱が容易になり、送風手段の交換の時間短縮が可能になる。

また、請求項４の発明によれば、インバータユニットの筺体が異なる２面にて外筺に取り付けられることで、外筺の寸法により、インバータユニットをどの面で据付けるかを自由に選択することができる。また、外筺の中に複数のインバータユニットを設置する際、据付面積を縮小することができる。

以下、本発明の実施の形態におけるインバータユニットを図面等に基づいて詳細に説明する。
＜実施例１＞
本実施例ではインバータユニットの据付けを、正面だけでなく側面でも行えるようになっている。まず、図１および２を用いて本実施例における正面据付けから説明する。

図１（ａ）は、本実施例における正面据付けの分解図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡの部分の詳細形状図である。また、図２は、本実施例における正面据付けの正面図である。インバータユニット２０の内部には、後述するファン８０、制御回路、電源回路、半導体素子等が備えられている。また、インバータユニット２０の２は前面パネルである。そして、インバータユニット２０の筺体の左側面板１７には開口部１８と１９とが設けられている。この下側の開口部１９はファン８０への空気取込口として作用する。

インバータユニット２０の前面パネル２と対面する、インバータユニット２０の筺体の背面板には、該背面板を上下方向に突出して延設した取付片１６ａ，１６ｂが形成されており、筺体の右側面板には、該右側面板を上下方向に突出して延設した取付片１６ｃ，１６ｄが形成されている。なお、取付片１６ａ〜１６ｄが第３の取付部材に相当する。また、前記取付片１６ａ〜１６ｄは、前記背面板、右側面板を上下方向に突出して延設するに限らず、各々別体として背面板、右側面板の上下端に固設するように構成してもよい。

取付片１６ａの縁端部の左側から順にネジ溝３ａ，３ｂが設けられ、取付片１６ｂの縁端部の右側から順にネジ溝３ｃ，３ｄが設けられている。前記図１６のネジ穴が設けられた取付部分は、インバータユニット１００の筺体より外側に設けられていないが、本実施例のネジ溝３ａ〜３ｄが設けられた取付片１６ａ，１６ｂは、筺体よりも外側に設けられている。また、ネジ溝３ａ〜３ｄは、図１６のように４隅に設けられているのではなく、それぞれ前面パネル２の短辺の中心よりに配設されている。

また、ネジ４ａ〜４ｄが取り付けられるネジ溝３ａ〜３ｄの形状は穴ではなく、取付片１６ａ，１６ｂを略Ｕ字形状に切欠いて形成されている。なお、図示していない下の部分のネジ溝３ｃ，３ｄは、ネジ溝３ａ，３ｂの形状の上下を逆にしたものである。

なお、本実施例では、ネジ溝３ａ〜３ｄ，５ａ〜５ｈに関するものについて重点的に説明したが、他の構成については実施例２で述べる。

次に、図３および４を用いて本実施例における側面据付けを説明する。図３は、図１および２のインバータユニット２０の右側面を取り付けた状態を表し、図３（ａ）は側面据付けの分解図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢの部分の詳細形状図である。また、図４は、本実施例における側面据付けの正面図である。なお、図３および４において、図１および２と同一のものは同一符号を付している。

前述した、取付片１６ｃの縁端部の、左側から順にネジ溝５ａ〜５ｄが設けられ、取付片１６ｄの縁端部の、右側から順にネジ溝５ｅ〜５ｈが設けられている。また、ネジ溝５ａ〜５ｈの形状はネジ溝３ａ〜３ｄと同じである。

本実施例では、インバータユニット２０を正面および側面で取り付けることにより次の効果を奏する。

すなわち、配電盤の寸法により、インバータユニット２０を正面で据付けるか側面で据付けるかを自由に選択することができる。また、配電盤の中に複数のインバータユニット２０を設置する際、据付面積を縮小することができる。
＜実施例１の課題＞
図５（ａ）は図１のようにインバータユニット２０を正面据付けしたものであり、図５（ｂ）は図３のようにインバータユニット２０を側面据付けしたものである。上述の効果を奏するものの図５（ａ）、（ｂ）のいずれも、ファン８０を交換する場合前面パネル２を外して行わなければならないため、ファン８０の取付方向は矢印の一方向のみであり、側面据付けを行った場合、メンテナンス性があまりよくなかった。

その具体例を図６および７を用いて以下に説明する。なお、図５〜図７において図１〜図４と同一のものは同一符号を付している。

側面据付をして複数のインバータユニットを並べ、ファン交換が矢印方向である場合、図６のようにファン交換を考えてある程度の距離をあけてインバータユニット２０ａ，２０ｂを配置する必要がある。また、図７のように距離をあけないで側面据付けをし、インバータユニット２０ａ〜２０ｃのファン交換を行う場合、インバータユニット２０ａ，２０ｂを取り外す必要があり、ファン交換に時間を要していた。

この課題の解決を図り、ファンの交換を２方向から可能にしたものが、以下に説明する実施例２である。
＜実施例２＞
本実施例では、ファン８０のインバータユニットからの着脱を正面だけでなく側面からもできるようにしている。この着脱について図８〜図１３を用いて説明する。なお、実施例１で説明したものと同一部分には同一の符号を付し説明を省略する。
＜ファン取付板金５０＞
まず、図８を用いてファン取付板金５０から説明する。なお、ファン取付板金５０が第１の枠体に相当する。

ファン取付板金５０は、上面板５１、ネジ取付板５２，５６，５９、前面板５４，５５、側面板５８および底面板６１から構成される。なお、ネジ取付板５２，５９が第１の取付部材に相当し、ネジ取付板５６が第２の取付部材に相当する。

上面板５１は、略正方形の形状をしており、背面側の一辺の右端に上面板５１に対して直角かつ上向きにネジ取付板５２が設けられている。

ネジ取付板５２は、中央にネジ穴５３が設けられている。

前面板５４は、短冊状をしており、その短辺が上面板５１の前面側の一辺の左端に、上面板５１に対して直角かつ下向きに設けられている。

前面板５５は、形状が長方形であり、短辺の長さが上面板５１の前面側の一辺の半分程度になっている。そして、前面板５５は、上面板５１の前面側の一辺の右側に、上面板５１に対して直角かつ下向きに設けられている。また、前面板５５の左側の長辺には、前面板５５に対して直角かつ背面側にネジ取付板５６が設けられている。

ネジ取付板５６は、短冊状をしており上部と下部とにネジ穴５７ａ，５７ｂがそれぞれ設けられている。ネジ穴５７ａ，５７ｂの配置は、前面板５４の奥行き方向厚みよりも厚い方向の位置に形成してある。これにより後述するファン８０を挿入したとき確実に取り付けが行えるようになっている。

側面板５８は、形状が長方形をしており、短辺が、上面板５１の右側の一辺の前面側から所定長さにおいて、上面板５１に対して直角かつ下向きに設けられている。また、側面板５８の前面側の長辺は、前面板５５の右側の長辺と当接している。また、側面板５８の背面側の長辺には、側面板５８に対して直角かつ右向きにネジ取付板５９が設けられている。

ネジ取付板５９は、短冊状をしており上部と下部とにネジ穴６０ａ，６０ｂがそれぞれ設けられている。

底面板６１は、上面板５１と比べ、奥行き方向の長さが短くなっている。また、底面板６１の前面側の一辺の左端は前面板５４の下側の短辺に当接し、底面板６１の前面側の一辺の右側は前面板５５の下側の短辺に当接している。

なお、上面板５１と底面板６１とは平行であり、その間隔は上面板５１の１辺よりも長くなっている。また、ネジ取付板５２とネジ取付板５９とは同一面に設けるのではなく、前面板５５からの距離が異なる面に設けられる。ネジ取付板５６の取付面の面方向とネジ取付板５９の取付面の面方向とは図示の通り略直交している。
＜ファン８０＞
次に、ファン取付板金５０に取り付けられるファン８０について説明する。

図９は、ファン取付板金５０に対してのファン８０の取付け方を示したものである。ファン８０は、外枠が矩形を成す前面カバー８１、背面カバー８３、側面カバー８５、これらのカバーに囲まれた図１３（ｂ）において図示される羽８７、および図示しない電源ケーブルを備えている。なお、前面カバー８１、背面カバー８３、および側面カバー８５が第２の枠体に相当し、羽８７を含むファン８０が送風手段に相当する。

前面カバー８１は、その４隅にネジ穴８２ａ〜８２ｄを設けており、上部の奥の隅にネジ穴８２ａが配設され、他のネジ穴８２ｂ〜８２ｄはこの順に時計回りに他の隅に配設されている。背面カバー８３は、その４隅にネジ穴８４ａ〜８４ｄを設けており、上部の奥の隅にネジ穴８４ａが配設され、他のネジ穴８４ｂ〜８４ｄはこの順に時計回りに他の隅に配設されている。

ファン８０をファン取付板金５０内へ挿入し、ネジ８６ａが、ネジ穴８２ｂ，８４ｂに嵌入されて、ネジ穴５７ａに螺着され、ネジ８６ｂが、ネジ穴８２ｃ，８４ｃに嵌入されて、ネジ穴５７ｂに螺着されることで、ファン８０は、ファン取付板金５０に固定される。

このようにファン８０は、矩形枠である背面カバー８３の１辺のみをファン取付板金５０に取付けるようになっている。なお、ファン８０がファン取付板金５０に固定された状態において、ファン８０から送られる風は、ファン取付板金５０の側面であり、かつ側面板５８で遮られない開口部位を通る。
＜ファン８０およびファン取付板金５０の着脱＞
次に、図１０は、インバータユニット１の前面パネル２を外し、ファン８０を取り付けたファン取付板金５０を、インバータユニット１に取り付けた状態である。

ここで、インバータユニット１内には板金８ａ，８ｂ、電流検出器９ａ，９ｂ、マグネットコンダクタ１０、抵抗器１１、端子台１２が設けられている。

板金８ａ，８ｂは、電源回路、制御回路、半導体素子等を備えたプリント板を取り付けるためのものである。電流検出器９ａ，９ｂは、インバータユニット１に接続される負荷に流れる電流を検出するものである。端子台１２は、渡り線の中継用として用いられ、１６個の端子が設けられている。

なお、インバータユニット１の筺体と基板１５との間には、ファン取付板金５０とファン８０の取り外し方を説明する図１１に示すように、空間が形成されている。このためファン取付板金５０のネジ取付板５２とネジ取付板５９は、インバータユニット１の筺体と基板１５とによる段差と整合するようになっている。

図１０および１１より、インバータユニット１の背面板の板金８ａ，８ｂに覆われない部分のうち板金８ａの右下隅付近にネジ穴１３が設けられている。また、基板１５の板金８ｂに覆われない部分のうち左端の上下にネジ穴１４ａ，１４ｂがそれぞれ設けられている。

ファン８０が固定されたファン取付板金５０において、ネジ６２をネジ取付板５２のネジ穴５３に嵌入し、図１１に示されるネジ穴１３に螺着する。また、ネジ６３ａ，６３ｂをネジ取付板５９のネジ穴６０ａ，６０ｂにそれぞれ嵌入し、図１１に示されるネジ穴１４ａ，１４ｂにそれぞれ螺着する。このようにして、ファン取付板金５０はインバータユニット１に対して固定される。

また、ファン取付板金５０とファン８０を取り外す際は、まず、ネジ穴１３に螺着しているネジ６２、ネジ穴１４ａに螺着しているネジ６３ａ、ネジ穴１４ｂに螺着しているネジ６３ｂを各々緩めて外し、ファン取付板金５０をインバータユニット１から取り外す。

次に、ファン取付板金５０のネジ穴５７ａ，５７ｂに螺着しているネジ８６ａ，８６ｂを緩めて外し、矢印で示されるようにファン８０をファン取付板金５０から取り外す。

図１２は、ファン取付板金５０とファン８０の取り外し方について図１１とは別角度から示したものである。各構成については図１１のものと同様である。

図１１で説明した場合と同様にしてファン取付板金５０をインバータユニット１から取り外して円で囲まれた（１）の状態にする。そして、図１１で説明した場合と同様にネジ８６ａ，８６ｂを緩めてファン８０をファン取付板金５０から取り外して、矢印で示された（２）の状態にする。

図１３は、インバータユニット１の側面を据付けた場合におけるファン８０の交換手順について示したものである。図１３（ａ）は、インバータユニット１を側面据付けした場合の正面図であり、図１３（ｂ）は、インバータユニット１を側面据付けした場合の分解図である。

ファン８０は、ネジ８６ａ，８６ｂにより、インバータユニット１に固定されているファン取付板金５０に取付けられている。ネジ８６ａ，８６ｂを緩めて取り外すことで、ファン８０は、ファン取付板金５０から取り外される。

本実施例は、上記構成により以下の効果を奏する。すなわち、メンテナンス性が向上し、ファン８０を交換する際の時間を短縮することができる。また、配電盤の中に複数のインバータユニット１を設置する際、インバータユニット１同士の距離を縮めて設置することができる。また、背面カバー８３の１辺をネジ取付板５６に取り付けることで、ファン取付板金５０に対しての着脱が容易になり、ファン８０の交換の時間短縮が可能になる。

本実施例のインバータユニット１は、実施例１で説明したネジ溝３ａ〜３ｄおよび５ａ〜５ｈを備えている。しかし、本実施例においては必須の構成要件ではなく、ネジ溝３ａ〜３ｄおよび５ａ〜５ｈを設けないようにしてもよい。
＜風の流れ＞
次に、インバータユニット１内の風の流れについて図１４および１５を用いて説明する。

図１４は、ファン８０によるインバータユニット１内の風の流れを示している。図１４（ａ）は、正面据付の場合で、図１４（ｂ）は、側面据付の場合である。風の流れは、矢印のように筺体の左側面板１７の開口部１９およびファン８０から流入し、前面パネル２と対面するインバータユニット１の筺体の背面板と基板１５とにより形成される空間を通って、通風孔７から矢印のように流出するようになっている。

図１５を用いて更に説明すると、太枠で囲まれた範囲が風が流れる風洞であり、Ｌ字型に曲がっている。このため、風の流路はファン８０から通風孔７へとＬ字になっている。

実施例２においては、ファン取付板金５０を着脱する方向、ファン８０を着脱する方向、および風が流出する方向は互いに略直交している。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

実施例１における正面据付けの分解図。実施例１における正面据付けの正面図。実施例１における側面据付けの分解図。実施例１における側面据付けの正面図。実施例１における課題を示す説明図。実施例１における課題を示す説明図。実施例１における課題を示す説明図。実施例２におけるファン取付板金を示す構成図。実施例２におけるファンとファン取付板金を示す分解図。実施例２におけるファンが取付けられたファン取付板金がインバータユニットに取付けられた状態を示す説明図。実施例２において、インバータユニットを正面据付した場合の、ファンが取付けられたファン取付板金の着脱方法を示す説明図。実施例２において、インバータユニットを正面据付した場合の、ファンが取付けられたファン取付板金の着脱方法を示す説明図。実施例２において、インバータユニットを側面据付した場合の、ファンの交換手順を示す説明図。実施例２におけるインバータユニット内の風の流れを示す説明図。実施例２におけるインバータユニットの内部の風洞を示す説明図。従来のインバータユニットの据付けを示す説明図。

符号の説明

１，２０，１００…インバータユニット
２，１０１…前面パネル
３ａ〜３ｄ，５ａ〜５ｈ…ネジ溝
４ａ〜４ｄ，６ａ〜６ｈ，８６ａ，８６ｂ，１０３ａ〜１０３ｄ…ネジ
７…通風孔
８ａ，８ｂ…板金
９ａ，９ｂ…電流検出器
１０…マグネットコンダクタ
１１…抵抗器
１２…端子台
１３，１４ａ，１４ｂ，５３，５７ａ，５７ｂ，６０ａ，６０ｂ，８２ａ〜８２ｄ，８４ａ〜８４ｄ，１０２ａ〜１０２ｄ…ネジ穴
１５…基板
１６ａ〜１６ｄ…取付片
１７…左側面板
１８，１９…開口部
５０…ファン取付板金
５１…上面板
５２，５６，５９…ネジ取付板
５４，５５…前面板
５８…側面板
６１…底面板
８０…ファン
８１…前面カバー
８３…背面カバー
８５…側面カバー
８７…羽

Claims

筺体と、
前記筐体内に着脱可能に構成された第１の枠体と、
前記第１の枠体に対して着脱可能に構成され、前記第１の枠体の筺体に対する着脱方向とは異なる着脱方向に構成された第２の枠体と、
前記第２の枠体の内部に設けられ、前記筺体内に空気を送る送風手段と、を備えたことを特徴とするインバータユニット。
前記第１の枠体は、前記筐体に取り付けるための第１の取付部材と、前記第２の枠体が取り付けられる第２の取付部材とを有し、
前記第１の取付部材および前記第２の取付部材は、前記第１の枠体の着脱する方向と前記第２の枠体の着脱する方向とが略直交するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインバータユニット。
前記第２の枠体は矩形枠を有し、前記矩形枠の１辺が前記第２の取付部材に取り付けられることを特徴とする請求項１または２に記載のインバータユニット。
前記筐体は、前記筺体の異なる２面のそれぞれの面に、前記筺体を外筺に取り付けるための第３の取付部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のインバータユニット。