JP2021019362A - Power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電力変換装置に関し、特に、筐体に設置された電力変換ユニットを備える電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device, and more particularly to a power conversion device including a power conversion unit installed in a housing.
従来、筐体に設置された電力変換ユニットを備える電力変換装置が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。 Conventionally, a power conversion device including a power conversion unit installed in a housing has been disclosed (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献１には、直流電源と、直流電流を平滑化する平滑コンデンサと、直流電流を交流電流に変換するインバータと、を備えた電力変換装置が記載されている。上記特許文献１に記載の電力変換装置では、インバータは、半導体素子、コンデンサ、等を搭載したスタック（ユニット）として構成されており、スタックは、電力変換装置の筐体に設置されている。 Patent Document 1 describes a power conversion device including a DC power supply, a smoothing capacitor for smoothing a DC current, and an inverter for converting a DC current into an AC current. In the power conversion device described in Patent Document 1, the inverter is configured as a stack (unit) on which semiconductor elements, capacitors, and the like are mounted, and the stack is installed in the housing of the power conversion device.
ここで、上記特許文献１には記載されていないが、上記特許文献１に記載のような従来の電力変換装置では、ユニットは、筐体の特定の方向（たとえば、前面側）からアクセスするように構成されていることが一般的である。また、上記特許文献１には記載されていないが、上記特許文献１に記載のような従来の電力変換装置では、ユニットは、筐体の設置面に対して固定されていると考えられる。したがって、上記特許文献１に記載のような従来の電力変換装置では、ユニットに搭載された半導体素子等の部品が筐体の外部からアクセスし易い位置に配置されていない場合、部品交換のために、半導体素子、コンデンサ、等を搭載したユニット全体を筐体の設置面から筐体の外部に取り出すとともに、取り出したユニットに対して半導体素子等の部品を交換した後、ユニットを元の設置場所に戻す作業が必要となる。このため、上記特許文献１に記載のような従来の電力変換装置では、部品交換のための作業時間が増加するのに起因して装置の停止時間が長くなるという問題点が考えられる。 Here, although not described in Patent Document 1, in the conventional power conversion device as described in Patent Document 1, the unit is accessed from a specific direction (for example, the front side) of the housing. It is generally configured in. Further, although not described in Patent Document 1, it is considered that the unit is fixed to the installation surface of the housing in the conventional power conversion device as described in Patent Document 1. Therefore, in the conventional power conversion device as described in Patent Document 1, when the components such as the semiconductor element mounted on the unit are not arranged at a position easily accessible from the outside of the housing, the components may be replaced. , Semiconductor elements, capacitors, etc. are taken out from the installation surface of the housing to the outside of the housing, and after replacing parts such as semiconductor elements with the removed unit, the unit is returned to the original installation location. Work to return is required. Therefore, in the conventional power conversion device as described in Patent Document 1, there is a problem that the stop time of the device becomes long due to the increase in the working time for parts replacement.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、部品交換のための作業時間が増加するのに起因して装置の停止時間が長くなるのを抑制することが可能な電力変換装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one object of the present invention is to increase the downtime of the device due to the increase in the working time for replacing parts. It is to provide a power conversion device which can suppress the above.
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による電力変換装置は、筐体と、筐体に設置され、半導体素子が内蔵された半導体モジュールを含む、電力変換ユニットと、を備え、筐体は、水平方向に沿って配置され、電力変換ユニットが設置される設置面と、設置面に設けられた第１係合部と、を含み、電力変換ユニットは、筐体に対して電力変換ユニットを設置面の面内方向に回転可能に第１係合部と係合する第２係合部を含み、電力変換ユニットを筐体に対して面内方向に回転させることによって、半導体モジュールを交換可能に構成されている。 In order to achieve the above object, the power conversion device according to one aspect of the present invention includes a housing and a power conversion unit including a semiconductor module installed in the housing and incorporating a semiconductor element. The body is arranged along the horizontal direction and includes an installation surface on which the power conversion unit is installed and a first engaging portion provided on the installation surface, and the power conversion unit converts power to the housing. The semiconductor module is formed by rotating the power conversion unit in-plane with respect to the housing, including a second engaging portion that rotatably engages the first engaging portion in the installation surface. It is configured to be replaceable.
この発明の一の局面による電力変換装置は、上記のように、電力変換ユニットを、筐体に対して、電力変換ユニットが設置される設置面の面内方向に回転させることによって、電力変換ユニットに含まれる半導体モジュールを交換可能に構成されている。これにより、半導体モジュールが電力変換ユニットにおいて筐体の外部からアクセスし易い位置に設けられていない場合でも、半導体モジュールが設けられた部分が筐体の外部からアクセスし易い位置となるように電力変換ユニットを回転させることにより、半導体モジュールを容易に交換することができる。すなわち、半導体モジュールが電力変換ユニットにおいて筐体の外部からアクセスし易い位置に設けられていない場合に、半導体モジュールを交換するために電力変換ユニット全体を筐体の設置面から筐体の外部に取り出すとともに、取り出した電力変換ユニットに対して半導体モジュールを交換した後、電力変換ユニットを筐体の設置面に再度取り付ける作業が不要となる。その結果、部品交換のための作業時間が増加するのに起因して電力変換装置の停止時間が長くなるのを抑制することができる。 In the power conversion device according to one aspect of the present invention, as described above, the power conversion unit is rotated with respect to the housing in the in-plane direction of the installation surface on which the power conversion unit is installed. The semiconductor module included in the above is configured to be replaceable. As a result, even if the semiconductor module is not provided in the power conversion unit at a position easily accessible from the outside of the housing, the power conversion is performed so that the portion provided with the semiconductor module is easily accessible from the outside of the housing. By rotating the unit, the semiconductor module can be easily replaced. That is, when the semiconductor module is not provided in the power conversion unit at a position easily accessible from the outside of the housing, the entire power conversion unit is taken out from the installation surface of the housing to the outside of the housing in order to replace the semiconductor module. At the same time, after replacing the semiconductor module with respect to the power conversion unit taken out, it is not necessary to reattach the power conversion unit to the installation surface of the housing. As a result, it is possible to suppress an increase in the down time of the power conversion device due to an increase in the work time for replacing parts.
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、第２係合部は、上下方向から見て、電力変換ユニットの略中央部に設けられている。このように構成すれば、電力変換ユニットを面内方向に回転させた場合の回転半径を小さくすることができるので、電力変換ユニットを回転させるための空間が大きくなるのを抑制することができる。 In the power conversion device according to the above one aspect, preferably, the second engaging portion is provided at a substantially central portion of the power conversion unit when viewed from the vertical direction. With this configuration, the radius of gyration when the power conversion unit is rotated in the in-plane direction can be reduced, so that it is possible to suppress an increase in the space for rotating the power conversion unit.
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、電力変換ユニットは、半導体モジュールに対して上方から重なるように配置され、半導体モジュールの端子に接続されるバスバーをさらに含み、バスバーは、半導体モジュールに対して、上方からモジュール締結部材により締結固定されており、半導体モジュールは、バスバーの締結固定が解除された状態で、電力変換ユニットの面内方向における外周側から取り外し可能に構成されている。このように構成すれば、半導体モジュールを電力変換ユニットの面内方向における外周側から取り外すことができるので、電力変換ユニットを筐体に対して面内方向に回転させることによって、効果的に、半導体モジュールを交換することができる。 In the power conversion device according to the above one aspect, preferably, the power conversion unit is arranged so as to overlap the semiconductor module from above, and further includes a bus bar connected to the terminal of the semiconductor module, and the bus bar is formed on the semiconductor module. On the other hand, the module fastening member is fastened and fixed from above, and the semiconductor module is configured to be removable from the outer peripheral side in the in-plane direction of the power conversion unit in a state where the fastening and fixing of the bus bar is released. With this configuration, the semiconductor module can be removed from the outer peripheral side of the power conversion unit in the in-plane direction. Therefore, by rotating the power conversion unit in the in-plane direction with respect to the housing, the semiconductor can be effectively removed. The module can be replaced.
この場合、好ましくは、バスバーは、半導体モジュールの締結位置に対応する位置に設けられ、モジュール締結部材の締結部分が上下方向に貫通する第１貫通孔を含む。このように構成すれば、半導体モジュールの締結位置に対応する位置に設けられたバスバーの第１貫通孔に、モジュール締結部材の締結部分が上下方向に貫通するので、バスバーが半導体モジュールの直上に配置された状態のままで、上方から、バスバーの半導体モジュールに対する締結固定を解除することができる。その結果、半導体モジュールを電力変換ユニットの面内方向における外周側から取り外すために電力変換ユニットにおいてバスバーを取り除く作業を省略することができる。 In this case, preferably, the bus bar is provided at a position corresponding to the fastening position of the semiconductor module, and includes a first through hole through which the fastening portion of the module fastening member penetrates in the vertical direction. With this configuration, the fastening portion of the module fastening member penetrates the first through hole of the bus bar provided at the position corresponding to the fastening position of the semiconductor module in the vertical direction, so that the bus bar is arranged directly above the semiconductor module. The fastening and fixing of the bus bar to the semiconductor module can be released from above in the same state. As a result, the work of removing the bus bar in the power conversion unit can be omitted in order to remove the semiconductor module from the outer peripheral side in the in-plane direction of the power conversion unit.
上記バスバーが第１貫通孔を含む構成において、好ましくは、電力変換ユニットは、バスバーに対して上方から重なるように配置され、半導体素子のスイッチングを制御する制御基板をさらに含み、制御基板は、上方から見て、バスバーの第１貫通孔とオーバラップしない位置に配置されている。このように構成すれば、バスバーに対して制御基板を取り外すことなしに、バスバーの半導体モジュールに対する締結固定を解除することができる。その結果、半導体モジュールを電力変換ユニットの面内方向における外周側から取り外すために電力変換ユニットにおいて制御基板を取り除く作業を省略することができる。 In a configuration in which the bus bar includes a first through hole, preferably, the power conversion unit is arranged so as to overlap the bus bar from above, further includes a control board for controlling switching of semiconductor elements, and the control board is above. It is arranged at a position that does not overlap with the first through hole of the bus bar when viewed from the viewpoint. With this configuration, the fastening and fixing of the bus bar to the semiconductor module can be released without removing the control board from the bus bar. As a result, the work of removing the control board in the power conversion unit can be omitted in order to remove the semiconductor module from the outer peripheral side in the in-plane direction of the power conversion unit.
この場合、好ましくは、バスバーは、半導体モジュールの端子に接続される端子接続部をさらに含み、端子接続部は、上方から、半導体モジュールの端子に対して締結固定されかつ接続されるように構成されており、制御基板は、上方から見て、バスバーの第１貫通孔および端子接続部とオーバラップしない位置に配置されている。このように構成すれば、バスバーに対して制御基板を取り外すことなしに、バスバーの半導体モジュールに対する締結固定に加えてバスバーの端子接続部に対する締結固定も解除することができる。その結果、半導体モジュールを電力変換ユニットの面内方向における外周側から取り外すために電力変換ユニットにおいて制御基板を取り除く作業を確実に省略することができる。 In this case, preferably, the bus bar further includes a terminal connection portion connected to the terminal of the semiconductor module, and the terminal connection portion is configured to be fastened and fixed and connected to the terminal of the semiconductor module from above. The control board is arranged at a position that does not overlap with the first through hole and the terminal connection portion of the bus bar when viewed from above. With this configuration, it is possible to release the fastening and fixing of the bus bar to the semiconductor module and the fastening and fixing of the bus bar to the terminal connection portion without removing the control board from the bus bar. As a result, in order to remove the semiconductor module from the outer peripheral side in the in-plane direction of the power conversion unit, the work of removing the control board in the power conversion unit can be reliably omitted.
上記半導体モジュールが電力変換ユニットの面内方向における外周側から取り外し可能な構成において、好ましくは、半導体モジュールは、複数設けられており、複数の半導体モジュールは、上方から見て、電力変換ユニットの面内方向における外周側の端部に配置されている。このように構成すれば、複数の半導体モジュールが電力変換ユニットの面内方向における外周側の端部に配置されているので、複数の半導体モジュールのいずれも、バスバーの締結固定が解除された状態で、電力変換ユニットの面内方向における外周側から容易に取り外すことができる。また、電力変換ユニットを筐体に対して面内方向に回転させることによって、電力変換ユニットにおいて筐体の外部からアクセスし易い位置に設けられていない半導体モジュールでも、半導体モジュールを電力変換ユニットの面内方向における外周側から容易に交換することができる。 In a configuration in which the semiconductor module is removable from the outer peripheral side in the in-plane direction of the power conversion unit, preferably, a plurality of semiconductor modules are provided, and the plurality of semiconductor modules are the surfaces of the power conversion unit when viewed from above. It is arranged at the end on the outer peripheral side in the inward direction. With this configuration, since the plurality of semiconductor modules are arranged at the outer peripheral end of the power conversion unit in the in-plane direction, all of the plurality of semiconductor modules are in a state where the bus bar is released from fastening and fixing. , The power conversion unit can be easily removed from the outer peripheral side in the in-plane direction. Further, by rotating the power conversion unit in the plane with respect to the housing, even if the semiconductor module is not provided at a position easily accessible from the outside of the housing in the power conversion unit, the semiconductor module can be mounted on the surface of the power conversion unit. It can be easily replaced from the outer peripheral side in the inward direction.
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、電力変換ユニットと、筐体とは、第１係合部が第２係合部に係合した状態で、ユニット締結部材により上下方向に締結固定されており、電力変換ユニットは、筐体に対する締結固定が解除された状態で、筐体に対して面内方向に回転可能に構成されている。このように構成すれば、電力変換ユニットと筐体とがユニット締結部材により締結固定されることにより、第１係合部と第２係合部とが係合している場合でも、電力変換ユニットが筐体に対して面内方向に回転するのを防止することができる。その結果、電力変換ユニットが筐体に対して意図せずに回転してしまうのを抑制することができる。 In the power conversion device according to the above one aspect, preferably, the power conversion unit and the housing are fastened and fixed in the vertical direction by the unit fastening member in a state where the first engaging portion is engaged with the second engaging portion. The power conversion unit is configured to be rotatable in the in-plane direction with respect to the housing in a state where the fastening and fixing to the housing are released. With this configuration, the power conversion unit and the housing are fastened and fixed by the unit fastening member, so that the power conversion unit is engaged even when the first engaging portion and the second engaging portion are engaged. Can be prevented from rotating in-plane with respect to the housing. As a result, it is possible to prevent the power conversion unit from unintentionally rotating with respect to the housing.
この場合、好ましくは、電力変換ユニットは、筐体の前側からアクセス可能に構成されており、ユニット締結部材が、電力変換ユニットの前側に設けられた上下方向に貫通する第２貫通孔を貫通することにより、電力変換ユニットと筐体とが締結固定されている。このように構成すれば、ユニット締結部材が貫通する第２貫通孔が、電力変換ユニットの前側に設けられているので、ユニット締結部材による電力変換ユニットと筐体との締結固定を容易に解除することができる。 In this case, preferably, the power conversion unit is configured to be accessible from the front side of the housing, and the unit fastening member penetrates the second through hole provided on the front side of the power conversion unit in the vertical direction. As a result, the power conversion unit and the housing are fastened and fixed. With this configuration, since the second through hole through which the unit fastening member penetrates is provided on the front side of the power conversion unit, the fastening and fixing of the power conversion unit and the housing by the unit fastening member can be easily released. be able to.
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、第１係合部および第２係合部のうちの一方は、上下方向の一方側から他方側に突出する回転軸としての円形状の外周面を有するとともに、第１係合部および第２係合部のうちの他方は、上下方向の一方側から他方側に円形状の内周面を有するように凹んでいる。このように構成すれば、第１係合部と第２係合部とが、互いに、面内方向に容易に回転可能に係合する形状を有するので、電力変換ユニットを筐体に対して面内方向に容易に回転させることができる。 In the power conversion device according to the above one aspect, preferably, one of the first engaging portion and the second engaging portion is a circular outer peripheral surface as a rotation axis protruding from one side in the vertical direction to the other side. The other of the first engaging portion and the second engaging portion is recessed so as to have a circular inner peripheral surface from one side in the vertical direction to the other side. With this configuration, the first engaging portion and the second engaging portion have a shape in which they are easily rotatably engaged with each other in the in-plane direction, so that the power conversion unit is surfaced with respect to the housing. It can be easily rotated inward.
本発明によれば、上記のように、部品交換のための作業時間が増加するのに起因して装置の停止時間が長くなるのを抑制することができる。 According to the present invention, as described above, it is possible to suppress an increase in the stop time of the device due to an increase in the work time for replacing parts.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
図１〜図１４を参照して、本発明の一実施形態による電力変換装置１００の構成について説明する。電力変換装置１００は、たとえば、ＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）やＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）である。
The configuration of the
図１に示すように、電力変換装置１００は、筐体１０と、電力変換ユニット２０と、を備えている。筐体１０には、上下方向（Ｚ方向）に並ぶように複数の設置面１１が設けられている。電力変換ユニット２０は、設置面１１の上側（Ｚ１側）に設置されている。設置面１１は、水平方向（ＸＹ平面）に沿って配置されている。電力変換ユニット２０は、半導体素子（図示しない）が内蔵された半導体モジュール２１を含む。電力変換ユニット２０は、たとえば、整流器やインバータである。電力変換ユニット２０を構成する半導体モジュール２１などの機器は、ユニット筐体２２に収納されている。
As shown in FIG. 1, the
電力変換装置１００では、電力変換ユニット２０の上側（Ｚ１側）の端部２０ａと設置面１１の下側（Ｚ２側）の面１１ａとの間が、上下方向（Ｚ方向）において、所定の距離だけ離間するように構成されている。すなわち、電力変換装置１００では、電力変換ユニット２０（ユニット筐体２２）の上側（Ｚ１側）の端部２０ａと設置面１１の下側（Ｚ２側）の面１１ａとの間に形成された空間３０を、電力変換ユニット２０を構成する半導体モジュール２１などの機器の交換を行う際などの保守作業用の空間として利用することが可能である。
In the
以下の説明では、筐体１０の上下方向、左右方向および前後方向を、それぞれ、Ｚ方向、Ｘ方向およびＹ方向とする。また、筐体１０の上側、下側、左側、右側、前側（手前側）および後側（背面側）を、それぞれ、Ｚ１側、Ｚ２側、Ｘ１側、Ｘ２側、Ｙ１側およびＹ２側とする。なお、Ｚ１側およびＺ２側は、それぞれ、特許請求の範囲の「上下方向の他方側」および「上下方向の一方側」の一例である。
In the following description, the vertical direction, the horizontal direction, and the front-rear direction of the
図２に示すように、本実施形態では、電力変換ユニット２０は、筐体１０の前側（Ｙ１側）からアクセス可能に構成されている。具体的には、筐体１０は、設置面１１の左側（Ｘ１側）に配置される側壁１０ａと、設置面１１の右側（Ｘ２側）に配置される側壁１０ｂと、設置面１１の後側（Ｙ２側）に配置される側壁１０ｃと、を含む。そして、設置面１１は、側壁１０ａと側壁１０ｂと側壁１０ｃとに囲まれている。一方、設置面１１の前側（Ｙ１側）には側壁が設けられていない。すなわち、筐体１０の前側（Ｙ１側）は、筐体１０の外部に開放されている。なお、保守作業等が行われない通常時には、筐体１０の前側（Ｙ１側）をカバー部材で覆うように構成してもい。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the
電力変換ユニット２０は、上方（Ｚ１側）から見て、設置面１１の略中央部に設けられている。電力変換ユニット２０は、上方（Ｚ１側）から見て、略矩形形状を有する。電力変換ユニット２０において、半導体モジュール２１は、複数（６つ）設けられている。なお、電力変換ユニット２０の前側（Ｙ１側）には、主回路端子２３が設けられている。主回路端子２３には、電力変換ユニット２０と電力変換ユニット２０外の装置（他の電力変換ユニット２０、筐体１０内の電力変換ユニット２０以外の装置など）とを電気的に接続する導体（図示しない）が接続されている。
The
本実施形態では、複数の半導体モジュール２１は、上方（Ｚ１側）から見て、電力変換ユニット２０の面内方向（ＸＹ平面内）における外周側（外側）の端部２０ｂに配置されている。具体的には、６つの半導体モジュール２１は、電力変換ユニット２０において、Ｙ１側およびＹ２側に、各々、３つずつ設けられている。Ｙ１側の半導体モジュール２１は、電力変換ユニット２０のＹ方向における中央部２０ｃよりもＹ１側の端部寄りに配置されている。また、Ｙ２側の半導体モジュール２１は、電力変換ユニット２０のＹ方向における中央部２０ｃよりもＹ２側の端部寄りに配置されている。なお、Ｙ１側の半導体モジュール２１とＹ２側の半導体モジュール２１とは、上方（Ｚ１側）から見て、電力変換ユニット２０において、Ｘ方向に沿った中心線９１（図９参照）に対して略対称な位置に配置されている。
In the present embodiment, the plurality of
ここで、本実施形態では、電力変換ユニット２０を筐体１０に対して面内方向（ＸＹ平面内）に回転させることによって、半導体モジュール２１を交換可能に構成されている。詳細には、筐体１０の設置面１１には、第１係合部１２が設けられている。また、電力変換ユニット２０には、筐体１０に対して電力変換ユニット２０を設置面１１の面内方向（ＸＹ平面内）に回転可能に第１係合部１２と係合する第２係合部２４が設けられている。
Here, in the present embodiment, the
具体的には、図３に示すように、電力変換ユニット２０の下側（Ｚ２側）の面２０ｄ（図１０参照）には、下側（Ｚ２側）から上側（Ｚ１側）に凹んでいる第２係合部２４が設けられている。第２係合部２４は、上下方向（Ｚ方向）から見て、電力変換ユニット２０の略中央部２０ｅに設けられている。第２係合部２４は、上側（Ｚ１側）および下側（Ｚ２側）を各々底面とする円柱形状を有する。すなわち、本実施形態では、第２係合部２４は、上下方向（Ｚ方向）の一方側（Ｚ２側）から他方側（Ｚ１側）に円形状の内周面２４ａを有するように凹んでいる。なお、図３では、主回路端子２３の図示を省略している。
Specifically, as shown in FIG. 3, the lower side (Z2 side) surface 20d (see FIG. 10) of the
また、図４に示すように、設置面１１の上側（Ｚ１側）の面１１ｂには、下側（Ｚ２側）から上側（Ｚ１側）に突出する第１係合部１２が設けられている。第１係合部１２は、上下方向（Ｚ方向）から見て、設置面１１の略中央部１１ｃに設けられている。第１係合部１２は、上側（Ｚ１側）および下側（Ｚ２側）を各々底面とする円柱形状を有する。図５に示すように、第１係合部１２と第２係合部２４とは、電力変換ユニット２０を筐体１０に対して面内方向（ＸＹ平面内）に回転可能に係合するように構成されている。そして、第１係合部１２は、電力変換ユニット２０を筐体１０に対して面内方向（ＸＹ平面内）に回転させる際の回転軸として機能する。すなわち、本実施形態では、第１係合部１２は、上下方向（Ｚ方向）の一方側（Ｚ２側）から他方側（Ｚ１側）に突出する回転軸としての円形状の外周面１２ａを有する。なお、図５では、主回路端子２３の図示を省略している。
Further, as shown in FIG. 4, a first engaging
また、本実施形態では、電力変換ユニット２０と筐体１０とは、第１係合部１２が第２係合部２４に係合した状態で、ユニット締結部材４１により上下方向（Ｚ方向）に締結固定されている。そして、図６に示すように、電力変換ユニット２０は、筐体１０に対する締結固定が解除された状態で、筐体１０に対して面内方向（ＸＹ平面内）に回転可能に構成されている。
Further, in the present embodiment, the
具体的には、図４に示すように、筐体１０の設置面１１には、上下方向（Ｚ方向）に貫通する設置面側貫通孔１１ｄが設けられている。設置面側貫通孔１１ｄは、Ｙ方向において、第１係合部１２よりも前側（Ｙ１側）に配置されている。設置面側貫通孔１１ｄは、２つ設けられている。２つの設置面側貫通孔１１ｄは、それぞれ、第１係合部１２よりも左側（Ｘ１側）および右側（Ｘ２側）に配置されている。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
また、図３に示すように、電力変換ユニット２０は、電力変換ユニット２０と設置面１１とを締結固定するためのユニット締結部２５を含む。ユニット締結部２５は、ユニット筐体２２の左側（Ｘ１側）の端部および右側（Ｘ２側）の端部から突出するように、ユニット締結部２５の左側（Ｘ１側）および右側（Ｘ２側）に各々設けられている。すなわち、ユニット締結部２５（ユニット側貫通孔２５ａ）は、２つ設けられている。ユニット締結部２５は、前後方向（Ｙ方向）において、ユニット筐体２２と略同様の長さを有する。ユニット締結部２５には、上下方向（Ｚ方向）に貫通するユニット側貫通孔２５ａが設けられている。ユニット側貫通孔２５ａは、ユニット締結部２５の前側（Ｙ１側）の端部に配置されている。なお、ユニット側貫通孔２５ａは、特許請求の範囲の「第２貫通孔」の一例である。
Further, as shown in FIG. 3, the
図１に示すように、２つのユニット側貫通孔２５ａは、２つの設置面側貫通孔１１ｄと対応する位置に設けられている。また、ユニット締結部２５は、電力変換ユニット２０が設置面１１に設置された状態で、設置面１１に接触するように構成されている。そして、ユニット締結部２５のユニット側貫通孔２５ａと、設置面１１の設置面側貫通孔１１ｄとが、上下方向（Ｚ方向）から見て、略同じ位置に配置された状態で、ユニット側貫通孔２５ａおよび設置面側貫通孔１１ｄにユニット締結部材４１を貫通させることにより、電力変換ユニット２０と筐体１０とが締結固定されている。なお、電力変換装置１００では、ユニット締結部材４１が、ユニット締結部材４１の脚部が下側（Ｚ２側）に配置された状態で、ユニット締結部２５の上方（Ｚ１側）から、ユニット側貫通孔２５ａおよび設置面側貫通孔１１ｄに貫通されることにより、電力変換ユニット２０と筐体１０とが、上方（Ｚ１側）から締結固定されている。
As shown in FIG. 1, the two unit-side through
図６に示すように、ユニット締結部材４１が、ユニット側貫通孔２５ａおよび設置面側貫通孔１１ｄから上方（Ｚ１側）に取り外されることにより、電力変換ユニット２０の筐体１０に対する締結固定が解除される。そして、図７および図８に示すように、電力変換ユニット２０の筐体１０に対する締結固定が解除された状態において、電力変換ユニット２０を筐体１０に対して面内方向（ＸＹ平面内）に回転させることが可能となる。なお、図７では、上下方向（Ｚ方向）から見て、電力変換ユニット２０を、筐体１０に対して、通常の状態（図２の状態）から、反時計回りに略４５度回転させた状態を示している。また、図８では、上下方向（Ｚ方向）から見て、電力変換ユニット２０を、筐体１０に対して、通常の状態（図２の状態）から、反時計回りに略１８０度回転させた状態を示している。
As shown in FIG. 6, the
図９に示すように、電力変換ユニット２０は、半導体モジュール２１に加えて、ラミネートバスバー２６と、制御基板２７と、冷却部２８と、コンデンサ２９と、を含む。なお、ラミネートバスバー２６は、特許請求の範囲の「バスバー」の一例である。
As shown in FIG. 9, the
半導体モジュール２１、ラミネートバスバー２６、制御基板２７、冷却部２８およびコンデンサ２９は、上方（Ｚ１側）から見て、ユニット筐体２２の内部に配置されている。電力変換装置１００では、ユニット筐体２２は、上方（Ｚ１側）が開放されている。これにより、ユニット筐体２２の上側（Ｚ１側）に形成された保守作業用の空間３０（図１参照）を経由して、ユニット筐体２２の上方（Ｚ１側）から、ユニット筐体２２の内部にアクセスすることが可能である。なお、ユニット筐体２２のＹ１側の面の上方（Ｚ１側）には、ユニット筐体２２からＹ１側に突出するように主回路端子２３が配置されている。
The
半導体モジュール２１は、電力変換ユニット２０において、上下方向（Ｚ方向）における略中央部に配置されている。ラミネートバスバー２６は、半導体モジュール２１に対して上方（Ｚ１側）から重なるように配置されている。制御基板２７は、ラミネートバスバー２６に対して上方（Ｚ１側）から重なるように配置されている。冷却部２８は、半導体モジュール２１の下方（Ｚ２側）に配置されている。コンデンサ２９は、上下方向（Ｚ方向）から見て、半導体モジュール２１および冷却部２８とオーバラップしない位置において、ラミネートバスバー２６の下方（Ｚ２側）に配置されている。
The
図１１に示すように、半導体モジュール２１は、上方（Ｚ１側）から見て、略矩形形状を有する。半導体モジュール２１の上側（Ｚ１側）の面には、半導体モジュール２１内部の回路と半導体モジュール２１外の回路とを電気的に接続するための端子２１ａが設けられている。半導体モジュール２１の端子２１ａは、上方（Ｚ１側）から見て、略中央部に配置されている。図中では、半導体モジュール２１において、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対応する３つの端子２１ａを図示している。
As shown in FIG. 11, the
図１０に示すように、半導体モジュール２１には、上下方向（Ｚ方向）に貫通するモジュール貫通孔２１ｂが設けられている。図１１に示すように、モジュール貫通孔２１ｂは、上方（Ｚ１側）から見て、半導体モジュール２１の四隅に配置されている。なお、モジュール貫通孔２１ｂは、特許請求の範囲の「（半導体モジュールの）締結位置」の一例である。
As shown in FIG. 10, the
図１２に示すように、ラミネートバスバー２６は、上方（Ｚ１側）から見て、略矩形形状を有する。ラミネートバスバー２６は、導電層と絶縁層とが積層されたバスバーである。ラミネートバスバー２６は、半導体モジュール２１の端子２１ａや主回路端子２３などに接続されている。ラミネートバスバー２６には、半導体モジュール２１の端子２１ａに接続される端子接続部２６ａが設けられている。
As shown in FIG. 12, the
ここで、本実施形態では、図１０に示すように、ラミネートバスバー２６は、半導体モジュール２１に対して、上方（Ｚ１側）からモジュール締結部材４２により締結固定されている。そして、図１３および図１４に示すように、半導体モジュール２１は、ラミネートバスバー２６の締結固定が解除された状態で、電力変換ユニット２０の面内方向（ＸＹ平面内）における外周側から取り外し可能に構成されている。
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the
具体的には、図１２に示すように、ラミネートバスバー２６には、上下方向（Ｚ方向）に貫通するモジュール締結用貫通孔２６ｂが設けられている。図１０に示すように、本実施形態では、モジュール締結用貫通孔２６ｂは、半導体モジュール２１のモジュール貫通孔２１ｂに対応する位置に設けられている。モジュール締結部材４２は、頭部４２ａと脚部４２ｂとを含む。そして、モジュール締結部材４２が、脚部４２ｂが下側（Ｚ２側）に配置された状態で、ラミネートバスバー２６の上方（Ｚ１側）から、ラミネートバスバー２６のモジュール締結用貫通孔２６ｂおよび半導体モジュール２１のモジュール貫通孔２１ｂに貫通されることにより、ラミネートバスバー２６と半導体モジュール２１とが締結固定されている。すなわち、本実施形態では、モジュール締結用貫通孔２６ｂは、モジュール締結部材４２の脚部４２ｂが上下方向（Ｚ方向）に貫通するように構成されている。なお、モジュール締結用貫通孔２６ｂは、特許請求の範囲の「第１貫通孔」の一例である。また、脚部４２ｂは、特許請求の範囲の「（モジュール締結部材の）締結部分」の一例である。
Specifically, as shown in FIG. 12, the
また、図１２に示すように、ラミネートバスバー２６には、上下方向（Ｚ方向）に貫通する端子接続用貫通孔２６ｃが設けられている。端子接続用貫通孔２６ｃには、Ｘ方向に延びる梁部２６ｄが配置されている。梁部２６ｄの略中央部には、上述した端子接続部２６ａが設けられている。図１０に示すように、端子接続部２６ａは、半導体モジュール２１の端子２１ａに対応する位置に設けられている。半導体モジュール２１の端子２１ａとラミネートバスバー２６の端子接続部２６ａとは、導電性を有する端子接続部材４３によって接続されている。端子接続部材４３は、頭部４３ａと脚部４３ｂとを含む。そして、端子接続部材４３が、脚部４３ｂが下側（Ｚ２側）に配置された状態で、ラミネートバスバー２６の上方（Ｚ１側）から、ラミネートバスバー２６の端子接続用貫通孔２６ｃに貫通されるとともに半導体モジュール２１の端子２１ａに締結固定されることにより、ラミネートバスバー２６の端子接続部材４３と半導体モジュール２１の端子２１ａとが接続されている。すなわち、本実施形態では、ラミネートバスバー２６の端子接続部２６ａは、上方（Ｚ１側）から、半導体モジュール２１の端子２１ａに対して締結固定されかつ接続されるように構成されている。
Further, as shown in FIG. 12, the
図１３に示すように、モジュール締結部材４２および端子接続部材４３が、ラミネートバスバー２６の上方（Ｚ１側）に、ラミネートバスバー２６および半導体モジュール２１から取り外されることにより、ラミネートバスバー２６と半導体モジュール２１との締結固定が解除された状態となる。ここで、電力変換装置１００では、ユニット筐体２２のＹ１側の面およびＹ２側の面に、ユニット筐体２２に対して取外し可能なカバー部材２２ａが取り付けられている。カバー部材２２ａが取り付けられた開口部２２ｂは、ユニット筐体２２のＹ１側の面およびＹ２側の面をＹ方向に貫通するとともに、上下方向（Ｚ方向）において、半導体モジュール２１とオーバラップする位置に設けられている。したがって、図１４に示すように、ラミネートバスバー２６と半導体モジュール２１との締結固定が解除された状態において、カバー部材２２ａをユニット筐体２２から取り外すことにより、半導体モジュール２１を、ユニット筐体２２の面内方向（ＸＹ平面内）における外周側に取り出すことが可能となる。
As shown in FIG. 13, the
図１０に示すように、制御基板２７は、電力変換ユニット２０において、Ｙ方向における略中央部に配置されている。制御基板２７は、半導体素子のスイッチングを制御するためのゲート駆動回路等を備えた基板である。制御基板２７は、半導体モジュール２１に対してパルス信号（制御信号）を送るためのゲート配線（図示しない）により半導体モジュール２１と接続されている。
As shown in FIG. 10, the
本実施形態では、制御基板２７は、上方（Ｚ１側）から見て、ラミネートバスバー２６の（全ての）モジュール締結用貫通孔２６ｂおよび（全ての）端子接続部２６ａとオーバラップしない位置に配置されている。具体的には、図９に示すように、制御基板２７は、Ｙ１側に設けられた全てのモジュール締結用貫通孔２６ｂおよび全ての端子接続部２６ａよりもＹ２側、かつ、Ｙ２側に設けられた全てのモジュール締結用貫通孔２６ｂおよび全ての端子接続部２６ａよりもＹ１側に設けられている。
In the present embodiment, the
図１０に示すように、冷却部２８は、電力変換ユニット２０において、２つ設けられている。電力変換装置１００では、２つの冷却部２８は、それぞれ、Ｙ１側の半導体モジュール２１およびＹ２側の半導体モジュール２１に対応するように配置されている。すなわち、図９に示すように、Ｙ１側に設けられた冷却部２８は、上方（Ｚ１側）から見て、Ｙ１側の３つの半導体モジュール２１とオーバラップするように配置されている。また、Ｙ２側に設けられた冷却部２８は、上方（Ｚ１側）から見て、Ｙ２側の３つの半導体モジュール２１とオーバラップするように配置されている。なお、冷却部２８は、半導体モジュール２１を冷却する（半導体モジュール２１から発生した熱を外部に放出する）ための部材である。
As shown in FIG. 10, two cooling
図１０に示すように、冷却部２８には、上下方向（Ｚ方向）に延びる締結部材固定用開口部２８ａが設けられている。締結部材固定用開口部２８ａは、半導体モジュール２１のモジュール貫通孔２１ｂに対応する位置に設けられている。そして、モジュール締結部材４２が、ラミネートバスバー２６のモジュール締結用貫通孔２６ｂおよび半導体モジュール２１のモジュール貫通孔２１ｂに貫通され、さらに、モジュール締結部材４２の脚部４２ｂ側（Ｚ２側）の先端部が、冷却部２８の締結部材固定用開口部２８ａに挿入されることにより、ラミネートバスバー２６と半導体モジュール２１と冷却部２８とが締結固定されている。すなわち、電力変換装置１００では、ラミネートバスバー２６と半導体モジュール２１とが締結固定される際に、ラミネートバスバー２６および半導体モジュール２１は、冷却部２８との間でも締結固定されている。
As shown in FIG. 10, the cooling
図９に示すように、コンデンサ２９は、複数（１０つ）設けられている。複数（１０つ）のコンデンサ２９は、Ｘ方向に沿った中心線９１よりもＹ１側およびＹ２側に各々複数（５つ）設けられている。Ｙ１側に設けられた複数（５つ）のコンデンサ２９は、Ｙ１側の半導体モジュール２１および冷却部２８よりも中心線９１側に配置されている。Ｙ２側に設けられた複数（５つ）のコンデンサ２９は、Ｙ２側の半導体モジュール２１および冷却部２８よりも中心線９１側に配置されている。Ｙ１側に設けられた複数（５つ）のコンデンサ２９およびＹ２側に設けられた複数（５つ）のコンデンサ２９は、各々、Ｘ方向に並ぶように配置されている。図１０および図１１に示すように、コンデンサ２９は、略円柱形状を有する。コンデンサ２９は、たとえば、電解コンデンサである。
As shown in FIG. 9, a plurality (10)
（半導体モジュールの交換手順）
次に、図１５および図１６を参照して、電力変換装置１００における半導体モジュール２１の交換手順を説明する。なお、半導体モジュール２１の交換作業を行う前に、作業者は、交換対象の半導体モジュール２１（が手前側（Ｙ１側）の半導体モジュール２１であるか背面側（Ｙ２側）の半導体モジュール２１であるか）を既知であるとして説明する。
(Semiconductor module replacement procedure)
Next, the procedure for replacing the
図１５に示すように、まず、ステップＳ１において、作業者は、主回路端子２３への接続を解体する（主回路端子２３へ接続された導体を取り外す）。 As shown in FIG. 15, first, in step S1, the operator disassembles the connection to the main circuit terminal 23 (removes the conductor connected to the main circuit terminal 23).
そして、作業者は、手前側（Ｙ１側）の半導体モジュール２１を交換する場合は、ステップＳ４に進む。また、作業者は、背面側（Ｙ２側）の半導体モジュール２１を交換する場合は、ステップＳ２に進む。
Then, when the operator replaces the
ステップＳ２において、作業者は、電力変換ユニット２０と設置面１１とを締結しているユニット締結部材４１を取り外す。
In step S2, the operator removes the
ステップＳ３において、作業者は、交換対象の半導体モジュール２１（背面側（Ｙ２側）の半導体モジュール２１）が手前側（Ｙ１側）に位置するように電力変換ユニット２０を設置面１１に対して回転させる。
In step S3, the operator rotates the
ステップＳ４において、作業者は、電力変換ユニット２０のカバー部材２２ａを取り外す。
In step S4, the operator removes the
ステップＳ５において、作業者は、ラミネートバスバー２６と交換対象の半導体モジュール２１とを締結固定しているモジュール締結部材４２を取り外す。
In step S5, the operator removes the
ステップＳ６において、作業者は、ラミネートバスバー２６の端子接続部２６ａと交換対象の半導体モジュール２１の端子２１ａとの締結固定および接続を解除する。
In step S6, the operator fastens and fixes and disconnects the
ステップＳ７において、作業者は、制御基板２７と交換対象の半導体モジュール２１とを接続しているゲート配線を取り外す。
In step S7, the operator removes the gate wiring connecting the
ステップＳ８において、作業者は、交換対象の半導体モジュール２１を交換する。
In step S8, the operator replaces the
図１６に示すように、ステップＳ９において、作業者は、制御基板２７と交換後の半導体モジュール２１とを接続するゲート配線を取り付ける。
As shown in FIG. 16, in step S9, the operator attaches the gate wiring that connects the
ステップＳ１０において、作業者は、ラミネートバスバー２６の端子接続部２６ａと交換後の半導体モジュール２１の端子２１ａとの締結固定および接続を行う。
In step S10, the operator fastens and fixes and connects the
ステップＳ１１において、作業者は、ラミネートバスバー２６と交換後の半導体モジュール２１とを締結固定するモジュール締結部材４２を取り付ける。
In step S11, the operator attaches the
ステップＳ１２において、作業者は、電力変換ユニット２０のカバー部材２２ａを取り付ける。
In step S12, the operator attaches the
そして、作業者は、手前側（Ｙ１側）の半導体モジュール２１を交換した場合は、ステップＳ１５に進む。また、作業者は、背面側（Ｙ２側）の半導体モジュール２１を交換した場合は、ステップＳ１３に進む。
Then, when the operator replaces the
ステップＳ１３において、作業者は、交換後の半導体モジュール２１が元の位置（背面側（Ｙ２側）の位置）になるように電力変換ユニット２０を設置面１１に対して回転させる。
In step S13, the operator rotates the
ステップＳ１４において、作業者は、電力変換ユニット２０と設置面１１とを締結するユニット締結部材４１を取り付ける。
In step S14, the operator attaches the
ステップＳ１５において、作業者は、主回路端子２３への接続を元に戻す（主回路端子２３へ接続されていた導体を取り付ける）。 In step S15, the operator restores the connection to the main circuit terminal 23 (attaches the conductor connected to the main circuit terminal 23).
なお、上記のフローにおいて、ステップＳ５、ステップＳ６およびステップＳ７の順序は、変更されてもよい。同様に、ステップＳ９、ステップＳ１０およびステップＳ１１の順序は、変更されてもよい。また、交換対象の半導体モジュール２１が、手前側（Ｙ１側）の半導体モジュール２１と背面側（Ｙ２側）の半導体モジュール２１との両方である場合、上記のフローにおいて、ステップＳ１を行った後に、ステップＳ４〜ステップＳ１２（手前側（Ｙ１側）の半導体モジュール２１を交換する場合）、および、ステップＳ２〜ステップＳ１４（背面側（Ｙ２側）の半導体モジュール２１を交換する場合）を行い、最後に、ステップＳ１５を行えばよい。この場合、ステップＳ４〜ステップＳ１２と、ステップＳ２〜ステップＳ１４とは、いずれの順序で行ってもよい。
In the above flow, the order of steps S5, S6 and S7 may be changed. Similarly, the order of steps S9, S10 and S11 may be changed. Further, when the
（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of embodiment)
In this embodiment, the following effects can be obtained.
本実施形態では、上記のように、電力変換ユニット２０を、筐体１０に対して、電力変換ユニット２０が設置される設置面１１の面内方向（ＸＹ平面内）に回転させることによって、電力変換ユニット２０に含まれる半導体モジュール２１を交換可能に構成する。これにより、半導体モジュール２１が電力変換ユニット２０において筐体１０の外部からアクセスし易い位置に設けられていない場合でも、半導体モジュール２１が設けられた部分が筐体１０の外部からアクセスし易い位置となるように電力変換ユニット２０を回転させることにより、半導体モジュール２１を容易に交換することができる。すなわち、半導体モジュール２１が電力変換ユニット２０において筐体１０の外部からアクセスし易い位置に設けられていない場合に、半導体モジュール２１を交換するために電力変換ユニット２０全体を筐体１０の設置面１１から筐体１０の外部に取り出すとともに、取り出した電力変換ユニット２０に対して半導体モジュール２１を交換した後、電力変換ユニット２０を筐体１０の設置面１１に再度取り付ける作業が不要となる。その結果、部品交換のための作業時間が増加するのに起因して電力変換装置１００の停止時間が長くなるのを抑制することができる。
In the present embodiment, as described above, the electric power is generated by rotating the electric
また、本実施形態では、上記のように、第２係合部２４を、上下方向（Ｚ方向）から見て、電力変換ユニット２０の略中央部２０ｅに設ける。これにより、電力変換ユニット２０を面内方向（ＸＹ平面内）に回転させた場合の回転半径を小さくすることができるので、電力変換ユニット２０を回転させるための空間が大きくなるのを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the second engaging
また、本実施形態では、上記のように、電力変換ユニット２０を、半導体モジュール２１に対して上方（Ｚ１側）から重なるように配置され、半導体モジュール２１の端子２１ａに接続されるラミネートバスバー２６を含むように構成する。また、ラミネートバスバー２６を、半導体モジュール２１に対して、上方（Ｚ１側）からモジュール締結部材４２により締結固定されるように構成する。そして、半導体モジュール２１を、ラミネートバスバー２６の締結固定が解除された状態で、電力変換ユニット２０の面内方向（ＸＹ平面内）における外周側から取り外し可能に構成する。これにより、半導体モジュール２１を電力変換ユニット２０の面内方向（ＸＹ平面内）における外周側から取り外すことができるので、電力変換ユニット２０を筐体１０に対して面内方向（ＸＹ平面内）に回転させることによって、効果的に、半導体モジュール２１を交換することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、ラミネートバスバー２６を、半導体モジュール２１の締結位置に対応する位置に設けられ、モジュール締結部材４２の脚部４２ｂが上下方向（Ｚ方向）に貫通するモジュール締結用貫通孔２６ｂを含むように構成する。これにより、半導体モジュール２１の締結位置に対応する位置に設けられたラミネートバスバー２６のモジュール締結用貫通孔２６ｂに、モジュール締結部材４２の脚部４２ｂが上下方向（Ｚ方向）に貫通するので、ラミネートバスバー２６が半導体モジュール２１の直上に配置された状態のままで、上方（Ｚ１側）から、ラミネートバスバー２６の半導体モジュール２１に対する締結固定を解除することができる。その結果、半導体モジュール２１を電力変換ユニット２０の面内方向（ＸＹ平面内）における外周側から取り外すために電力変換ユニット２０においてラミネートバスバー２６を取り除く作業を省略することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、電力変換ユニット２０を、ラミネートバスバー２６に対して上方（Ｚ１側）から重なるように配置され、半導体素子のスイッチングを制御する制御基板２７を含むように構成する。そして、制御基板２７を、上方（Ｚ１側）から見て、ラミネートバスバー２６のモジュール締結用貫通孔２６ｂとオーバラップしない位置に配置する。これにより、ラミネートバスバー２６に対して制御基板２７を取り外すことなしに、ラミネートバスバー２６の半導体モジュール２１に対する締結固定を解除することができる。その結果、半導体モジュール２１を電力変換ユニット２０の面内方向（ＸＹ平面内）における外周側から取り外すために電力変換ユニット２０において制御基板２７を取り除く作業を省略することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、ラミネートバスバー２６を、半導体モジュール２１の端子２１ａに接続される端子接続部２６ａを含むように構成する。また、端子接続部２６ａを、上方（Ｚ１側）から、半導体モジュール２１の端子２１ａに対して締結固定されかつ接続されるように構成する。そして、制御基板２７を、上方（Ｚ１側）から見て、ラミネートバスバー２６のモジュール締結用貫通孔２６ｂおよび端子接続部２６ａとオーバラップしない位置に配置する。これにより、ラミネートバスバー２６に対して制御基板２７を取り外すことなしに、ラミネートバスバー２６の半導体モジュール２１に対する締結固定に加えてラミネートバスバー２６の端子接続部２６ａに対する締結固定も解除することができる。その結果、半導体モジュール２１を電力変換ユニット２０の面内方向（ＸＹ平面内）における外周側から取り外すために電力変換ユニット２０において制御基板２７を取り除く作業を確実に省略することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、半導体モジュール２１を、複数設ける。そして、複数の半導体モジュール２１を、上方（Ｚ１側）から見て、電力変換ユニット２０の面内方向（ＸＹ平面内）における外周側の端部２０ｂに配置する。これにより、複数の半導体モジュール２１が電力変換ユニット２０の面内方向（ＸＹ平面内）における外周側の端部２０ｂに配置されているので、複数の半導体モジュール２１のいずれも、ラミネートバスバー２６の締結固定が解除された状態で、電力変換ユニット２０の面内方向（ＸＹ平面内）における外周側から容易に取り外すことができる。また、電力変換ユニット２０を筐体１０に対して面内方向（ＸＹ平面内）に回転させることによって、電力変換ユニット２０において筐体１０の外部からアクセスし易い位置に設けられていない半導体モジュール２１でも、半導体モジュール２１を電力変換ユニット２０の面内方向（ＸＹ平面内）における外周側から容易に交換することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, a plurality of
また、本実施形態では、上記のように、電力変換ユニット２０と、筐体１０とを、第１係合部１２が第２係合部２４に係合した状態で、ユニット締結部材４１により上下方向（Ｚ方向）に締結固定されるように構成する。そして、電力変換ユニット２０を、筐体１０に対する締結固定が解除された状態で、筐体１０に対して面内方向（ＸＹ平面内）に回転可能に構成する。これにより、電力変換ユニット２０と筐体１０とがユニット締結部材４１により締結固定されることにより、第１係合部１２と第２係合部２４とが係合している場合でも、電力変換ユニット２０が筐体１０に対して面内方向（ＸＹ平面内）に回転するのを防止することができる。その結果、電力変換ユニット２０が筐体１０に対して意図せずに回転してしまうのを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、電力変換ユニット２０を、筐体１０の前側（Ｙ１側）からアクセス可能に構成する。そして、ユニット締結部材４１が、電力変換ユニット２０の前側に設けられた上下方向（Ｚ方向）に貫通するユニット側貫通孔２５ａを貫通することにより、電力変換ユニット２０と筐体１０とが締結固定されるように構成する。これにより、ユニット締結部材４１が貫通するユニット側貫通孔２５ａが、電力変換ユニット２０の前側（Ｙ１側）に設けられているので、ユニット締結部材４１による電力変換ユニット２０と筐体１０との締結固定を容易に解除することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、第１係合部１２を、上下方向（Ｚ方向）の一方側（Ｚ２側）から他方側（Ｚ１側）に突出する回転軸としての円形状の外周面１２ａを有するように構成する。また、第２係合部２４を、上下方向（Ｚ方向）の一方側（Ｚ２側）から他方側（Ｚ１側）に円形状の内周面２４ａを有するように凹んでいるように構成する。これにより、第１係合部１２と第２係合部２４とが、互いに、面内方向（ＸＹ平面内）に容易に回転可能に係合する形状を有するので、電力変換ユニット２０を筐体１０に対して面内方向（ＸＹ平面内）に容易に回転させることができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the first engaging
［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。
[Modification example]
The embodiments disclosed this time should be considered as exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the description of the above embodiment but by the scope of claims, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
たとえば、上記実施形態では、第１係合部１２を、Ｚ２側からＺ１側に突出するように構成するとともに、第２係合部２４を、Ｚ２側からＺ１側に凹んでいるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１係合部を、Ｚ１側からＺ２側に突出するように構成するとともに、第２係合部を、Ｚ１側からＺ２側に凹んでいるように構成してもよい。
For example, in the above embodiment, the first engaging
また、上記実施形態では、電力変換ユニット２０を、筐体１０の前側（Ｙ１側）からアクセス可能に構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電力変換ユニットを、筐体の後側（Ｙ２側）、左側（Ｘ１側）および右側（Ｘ２側）のいずれかの方向からアクセス可能に構成してもよい。その場合、ユニット締結部材が貫通するユニット側貫通孔を、それぞれ、電力変換ユニットの後側（Ｙ２側）、左側（Ｘ１側）および右側（Ｘ２側）のいずれかの側に設けることが好ましい。
Further, in the above embodiment, an example in which the
また、上記実施形態では、制御基板２７を、上方（Ｚ１側）から見て、ラミネートバスバー２６のモジュール締結用貫通孔２６ｂとオーバラップしない位置に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御基板を、上方（Ｚ１側）から見て、ラミネートのモジュール締結用貫通孔とオーバラップする位置に配置するように構成してもよい。この場合、半導体モジュールを電力変換ユニットの面内方向における外周側から取り外すために電力変換ユニットにおいて制御基板を取り除く作業が必要となる。
Further, in the above embodiment, an example is shown in which the
また、上記実施形態では、第２係合部２４を、上下方向（Ｚ方向）から見て、電力変換ユニット２０の略中央部２０ｅに設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２係合部を、上下方向（Ｚ方向）から見て、電力変換ユニットの略中央部以外の位置に設けてもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which the second engaging
また、上記実施形態では、第１係合部１２を、上下方向（Ｚ方向）から見て、設置面１１の略中央部２０ｅに設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１係合部を、上下方向（Ｚ方向）から見て、設置面の略中央部以外の位置に設けてもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which the first engaging
また、上記実施形態では、電力変換ユニット２０を、上方（Ｚ１側）から見て、設置面１１の略中央部に設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電力変換ユニットを、上方（Ｚ１側）から見て、設置面の略中央部以外の位置に設けてもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which the
また、上記実施形態では、電力変換ユニット２０において、半導体モジュール２１を、６つ設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電力変換ユニット２０において、５つ以下の半導体モジュール２１を設けてもよいし、７つ以上の半導体モジュール２１を設けててもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which six
また、上記実施形態では、複数の半導体モジュール２１を、電力変換ユニット２０において、筐体１０の手前側（Ｙ１側）および筐体１０の背面側（Ｙ２側）に各々設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の半導体モジュールを、電力変換ユニットにおいて、筐体の手前側のみに設けてもよいし、筐体の背面側のみに設けてもよい。また、複数の半導体モジュールを、電力変換ユニットにおいて、筐体の手前側および背面側以外（たとえば、筐体の左側または右側）に設けてもよい。
Further, in the above embodiment, an example is shown in which the plurality of
また、上記実施形態では、設置面側貫通孔１１ｄを、２つ設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、設置面側貫通孔を、１つだけ設けてもよいし、３つ以上設けてもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which two through
また、上記実施形態では、設置面側貫通孔１１ｄを、第１係合部１２よりも左側（Ｘ１側）および右側（Ｘ２側）に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、設置面側貫通孔を、第１係合部よりも左側（Ｘ１側）のみに配置してもよいし、第１係合部よりも右側（Ｘ２側）のみにしてもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which the installation surface side through
また、上記実施形態では、ユニット側貫通孔２５ａを、２つ設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ユニット側貫通孔を、１つだけ設けてもよいし、３つ以上設けてもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which two unit-side through
また、上記実施形態では、ユニット側貫通孔２５ａを、ユニット筐体２２の左側（Ｘ１側）の端部および右側（Ｘ２側）の端部に各々設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ユニット側貫通孔を、ユニット筐体の左側（Ｘ１側）の端部のみに設けてもよいし、ユニット筐体の右側（Ｘ２側）の端部のみに設けてもよい。
Further, in the above embodiment, an example is shown in which the unit side through
また、上記実施形態では、制御基板２７を、上方（Ｚ１側）から見て、ラミネートバスバー２６の全てのモジュール締結用貫通孔２６ｂとオーバラップしない位置に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御基板を、上方（Ｚ１側）から見て、ラミネートバスバーの一部のモジュール締結用貫通孔とオーバラップしない位置に配置するように構成してもよい。この場合、制御基板がとオーバラップする位置に配置されるラミネートバスバーのモジュール締結用貫通孔において、モジュール締結部材によるラミネートバスバーと半導体モジュールとが締結固定が行われていない構成が好ましい。
Further, in the above embodiment, an example is shown in which the
また、上記実施形態では、制御基板２７を、ラミネートバスバー２６に対して上方（Ｚ１側）から重なるように配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御基板を、ラミネートバスバーに対して下方（Ｚ２側）から重なるように配置してもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which the
また、上記実施形態では、電力変換ユニット２０を、半導体モジュール２１を冷却する（半導体モジュール２１から発生した熱を外部に放出する）ための冷却部２８を備えるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電力変換ユニットを、コンデンサを冷却する（コンデンサから発生した熱を外部に放出する）ための冷却部を備えるように構成してもよい。
Further, in the above embodiment, an example is shown in which the
また、上記実施形態では、コンデンサ２９を、Ｘ方向に沿った中心線９１よりもＹ１側およびＹ２側に各々設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コンデンサを、Ｘ方向に沿った中心線よりもＹ１側のみに設けてもよいし、Ｘ方向に沿った中心線よりもＹ２側に設けてもよい。また、コンデンサを、Ｘ方向に沿った中心線を跨るように設けてもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which the
１０ 筐体
１１ 設置面
１２ 第１係合部
１２ａ （第１係合部の）外周面
２０ 電力変換ユニット
２０ｂ （電力変換ユニットの面内方向における外周側の）端部
２０ｅ （電力変換ユニットの）略中央部
２１ 半導体モジュール
２１ａ （半導体モジュールの）端子
２４ 第２係合部
２４ａ （第２係合部の）内周面
２５ａ ユニット側貫通孔（第２貫通孔）
２６ ラミネートバスバー（バスバー）
２６ａ 端子接続部
２６ｂ モジュール締結用貫通孔（第１貫通孔）
２７ 制御基板
４１ ユニット締結部材
４２ モジュール締結部材
４２ｂ 脚部（（モジュール締結部材の）締結部分）
１００ 電力変換装置
10
26 Laminated busbar (busbar)
26a
27
100 power converter
Claims (10)
前記筐体に設置され、半導体素子が内蔵された半導体モジュールを含む、電力変換ユニットと、
を備え、
前記筐体は、水平方向に沿って配置され、前記電力変換ユニットが設置される設置面と、前記設置面に設けられた第１係合部と、を含み、
前記電力変換ユニットは、前記筐体に対して前記電力変換ユニットを前記設置面の面内方向に回転可能に前記第１係合部と係合する第２係合部を含み、
前記電力変換ユニットを前記筐体に対して前記面内方向に回転させることによって、前記半導体モジュールを交換可能に構成されている、電力変換装置。 With the housing
A power conversion unit including a semiconductor module installed in the housing and incorporating a semiconductor element, and
With
The housing is arranged along the horizontal direction and includes an installation surface on which the power conversion unit is installed and a first engaging portion provided on the installation surface.
The power conversion unit includes a second engaging portion that rotatably engages the power conversion unit with the housing in an in-plane direction of the installation surface.
A power conversion device configured so that the semiconductor module can be exchanged by rotating the power conversion unit with respect to the housing in the in-plane direction.
前記バスバーは、前記半導体モジュールに対して、上方からモジュール締結部材により締結固定されており、
前記半導体モジュールは、前記バスバーの締結固定が解除された状態で、前記電力変換ユニットの前記面内方向における外周側から取り外し可能に構成されている、請求項１または２に記載の電力変換装置。 The power conversion unit is arranged so as to overlap the semiconductor module from above, and further includes a bus bar connected to a terminal of the semiconductor module.
The bus bar is fastened and fixed to the semiconductor module by a module fastening member from above.
The power conversion device according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor module is configured to be removable from the outer peripheral side of the power conversion unit in the in-plane direction in a state where the fastening and fixing of the bus bar are released.
前記制御基板は、上方から見て、前記バスバーの前記第１貫通孔とオーバラップしない位置に配置されている、請求項４に記載の電力変換装置。 The power conversion unit is arranged so as to overlap the bus bar from above, and further includes a control board that controls switching of the semiconductor element.
The power conversion device according to claim 4, wherein the control board is arranged at a position that does not overlap with the first through hole of the bus bar when viewed from above.
前記端子接続部は、上方から、前記半導体モジュールの端子に対して締結固定されかつ接続されるように構成されており、
前記制御基板は、上方から見て、前記バスバーの前記第１貫通孔および前記端子接続部とオーバラップしない位置に配置されている、請求項５に記載の電力変換装置。 The busbar further includes a terminal connection that is connected to the terminal of the semiconductor module.
The terminal connection portion is configured to be fastened and fixed and connected to the terminal of the semiconductor module from above.
The power conversion device according to claim 5, wherein the control board is arranged at a position that does not overlap with the first through hole of the bus bar and the terminal connection portion when viewed from above.
前記複数の半導体モジュールは、上方から見て、前記電力変換ユニットの前記面内方向における外周側の端部に配置されている、請求項３〜６のいずれか１項に記載の電力変換装置。 A plurality of the semiconductor modules are provided.
The power conversion device according to any one of claims 3 to 6, wherein the plurality of semiconductor modules are arranged at an end portion of the power conversion unit on the outer peripheral side in the in-plane direction when viewed from above.
前記電力変換ユニットは、前記筐体に対する締結固定が解除された状態で、前記筐体に対して前記面内方向に回転可能に構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置。 The power conversion unit and the housing are fastened and fixed in the vertical direction by a unit fastening member in a state where the first engaging portion is engaged with the second engaging portion.
The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the power conversion unit is configured to be rotatable in the in-plane direction with respect to the housing in a state where the fastening and fixing to the housing are released. Power converter.
前記ユニット締結部材が、前記電力変換ユニットの前側に設けられた上下方向に貫通する第２貫通孔を貫通することにより、前記電力変換ユニットと前記筐体とが締結固定されている、請求項８に記載の電力変換装置。 The power conversion unit is configured to be accessible from the front side of the housing.
8. The unit fastening member is fastened and fixed to the power conversion unit and the housing by penetrating a second through hole provided in the front side of the power conversion unit and penetrating in the vertical direction. The power converter described in.
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