JP3749171B2 - 電源装置の電子部品保護構造 - Google Patents

Description

【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の電子部品保護構造に関する。
【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】
上記電源装置には、直流電力を交流電力に変換するインバータ装置等の各種電子部品を実装した基板が、外装ケース内に配置されている。特に、インバータ装置は発熱部品であることから、ヒートシンクに直接固着されて放熱が実施される。このため、外装ケースの上面及び下面には、冷却用の空気を流入し流出するための通気スリットが形成されている。
【０００５】
更に、従来の電源装置では、特に、外装ケース上面の通気スリットから水やごみが侵入して、インバータ装置等の電子部品に落下して付着しないように、外装ケース上面の下方にスリット板が配置されている。このスリット板に形成された多数のスリットのピッチは、外装ケース上面のスリットのピッチと同一であり、スリット板は、そのスリットが外装ケース上面のスリットに対し、平面視でずれた位置となるように配置される。このスリット板によって、冷却用空気の通気を確保しつつ、水やごみの侵入が防止される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のような電源装置では、外装ケース上面の下方にスリット板を設置しなければならないので、その分コストが上昇してしまう。
【０００７】
また、外装ケース上面のスリット及びスリット板のスリットを通って、外装ケース内に昆虫などの小動物が侵入してしまう恐れがある。
【０００８】
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、基板に実装された電子部品を、低コストにて水やごみから保護できる電源装置の電子部品保護構造を提供することにある。
【０００９】
【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する電源装置であって、外装ケース内に配置された基板における電子部品の略直上に、この電子部品を隠すシート部材が設置され、上記電子部品がヒートシンクに固着され、上記シート部材が、上記ヒートシンクに向かって下方に傾斜して構成されたことを特徴とするものである。
【００１０】
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、上記電子部品は、直流電力を交流電力に変換するインバータ装置であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、上記外装ケースには、シート部材の上方にスリット状の通気口が形成されるとともに、この通気口を覆う防虫用の網が設けられたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４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。
【００１４】
請求項１、２または４に記載の発明には、次の作用がある。
【００１５】
外装ケース内に配置された基板における電子部品の略直上に、この電子部品を隠すシート部材が設置されたことから、このシート部材によって、当該電子部品に水またはごみが付着することを防止でき、電子部品を低コストにて水やごみから良好に保護できる。
さらに電子部品がヒートシンクに固着され、シート部材が、ヒートシンクに向かって下方に傾斜して構成されたことから、水またはごみは、シート部材に案内されてヒートシンクに落下するので、この傾斜したシート部材によって、電子部品を水またはごみから更に良好に保護できる。
【００１８】
請求項３に記載の発明には、次の作用がある。
【００１９】
外装ケースには、この外装ケースのスリット状の通気口を覆う防虫用の網が設けられたことから、電源装置内に昆虫等の小動物が侵入することを防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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１１のリアパネル１９に固定して取り付けられる。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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１４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。
【００２８】
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。
【００２９】
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３８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。
【００３０】
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２０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。
【００３１】
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３８及びサブ基板取付金具２７を介して連結される。
【００３２】
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。
【００３３】
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１５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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
図４に示すように、メイン基板１３の裏面（リアパネル１９側）に実装されたインバータ装置２４は、前述の如くヒートシンク２２に固着されて、その放熱が実施される。このインバータ装置２４の略直上に、図４及び図８に示すように、シート部材としての保護シート５０が、平面視でインバータ装置２４を隠すように配置される。
【００４０】
この保護シート５０は、図１１に示すように、平面形状の保護面部５１から下方に複数本の脚部５２が延び、この脚部５２に係止穴５３が形成されて構成される。図１２に示すように、保護シート５０の脚部５２の係止穴５３を、メイン基板１３をヒートシンク２２に固着して取り付けるための六角支柱２３に係止させることによって、保護シート５０が取り付けられる。
【００４１】
この保護シート５０の取り付け状態では、保護シート５０の保護面部５１が、図４に示すようにメイン基板１３の上縁５４及びヒートシンク２２の上縁５５に載置される。このとき、メイン基板１３の上縁５４がヒートシンク２２の上縁５５よりも高いことから、保護シート５０の保護面部５１は、ヒートシンク２２に向かって下方に傾斜して設置される。この傾斜の角度θは略１０度である。このように保護シート５０の保護面部５１がヒートシンク２２に向かって下方に傾斜して設置されることにより、水やごみ等は、保護シート５０の保護面部５１に案内されてヒートシンク２２側へ落下する。
【００４２】
従って、上記実施の形態によれば、次の効果▲１▼〜▲３▼を奏する。
【００４３】
▲１▼外装ケース１１内に配置されたメイン基板１３におけるインバータ装置２４の略直上に、このインバータ装置２４を隠す保護シート５０が設置されたことから、この保護シート５０によって、インバータ装置２４に水またはごみが付着することを防止でき、インバータ装置２４を低コストにて水やごみから良好に保護できる。
【００４４】
▲２▼インバータ装置２４がヒートシンク２２に固着され、保護シート５０が、ヒートシンク２２に向かって下方に傾斜して構成されたことから、水またはごみは、保護シート５０に案内されてヒートシンク２２に落下するので、この傾斜した保護シート５０によって、インバータ装置２４を水またはごみから更に良好に保護できる。
【００４５】
▲３▼外装ケース１１のトップパネル２０には、このトップパネル２０の上通気口４４Ｂを覆う網４５が設けられたことから、この網４５によって、電源装置１０内に昆虫等の小動物が侵入することを防止できる。
【００４６】
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。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係る電源装置の電子部品保護構造によれば、基板に実装された電子部品を、低コストにて水やごみから保護できる。
【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】図８に示す保護シートの斜視図である。
【図１２】図１１の保護シートの取り付け状況を示す電源装置の平面図である。
【符号の説明】
１０ 電源装置
１１ 外装ケース
１３ メイン基板
２０ トップパネル
２２ ヒートシンク
２４ インバータ装置（電子部品）
４４Ｂ 上通気口
４５ 網
５０ 保護シート（シート部材）
θ 角度（傾斜角）

Claims (4)

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する電源装置であって、
   外装ケース内に配置された基板における電子部品の略直上に、この電子部品を隠すシート部材が設置され、
   上記電子部品がヒートシンクに固着され、上記シート部材が、上記ヒートシンクに向かって下方に傾斜して構成されたことを特徴とする電源装置の電子部品保護構造。
2. 上記電子部品は、直流電力を交流電力に変換するインバータ装置であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置の電子部品保護構造。
3. 上記外装ケースには、シート部材の上方にスリット状の通気口が形成されるとともに、この通気口を覆う防虫用の網が設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源装置の電子部品保護構造。
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の電子部品保護構造。

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