JP3809961B2 - インバータ装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、ユニット化され、壁取付け型として有用なインバータ装置に係り、特に、誘導電動機駆動用に好適な汎用のインバータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
インバータ装置は、汎用の誘導電動機を、簡単に、しかも効率的に可変速運転できるため、近年、広く使用されるようになってきているが、このインバータ装置の一般的な回路構成は、図8に示すようになっている。
すなわち、この図8は、一般的な電圧形インバータ装置の基本的な動作に必要な主回路部分を示した図で、同図において、Aは順変換部、Bは逆変換部、Cは主回路コンデンサ、IMは誘導電動機である。
【0003】
このインバータ装置は、例えば50Hz、又は60Hzの商用交流電源から交流電力の供給を受け、これから順変換部Aにより直流電力を得、これをコンデンサCによって平滑化し、この平滑化された直流電力を逆変換部Bにより交流電力に再変換するようになっており、これにより、例えば、0.5Hzの低い周波数から1000Hz位の高い周波数までの任意の周波数の交流電力を、負荷である誘導電動機IMに供給し、この誘導電動機IMを可変速運転するようになっているものである。
【0004】
従って、逆変換部Bの入力には、充分に平滑化された直流電圧が供給されなければならず、このため、かなり大きな静電容量を有するコンデンサを直流主回路に設ける必要があり、この結果、主回路コンデンサCとしては、通例、電解コンデンサが用いられるようになっている。
【0005】
ところで、従来のインバータ装置では、例えば特開昭60−219968号公報などで知られているように、この平滑用の主回路電解コンデンサは、それ自体に予め設けてある取付部材を用いたり、或いは適当な枠体などを用いてインバータ装置内にねじなどにより固定し、且つ、これに対する電気的接続は、電解コンデンサの端子を配線基板のパターンに直接、はんだ付けしたり、或いは導体バーや電線をはんだ付けしてから、これらの導体バーや電線を介して所定の回路に接続していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、インバータの主回路コンデンサがかなりの静電容量を必要とし、このため大きな容積を有する部品である点について配慮がされておらず、インバータ装置の小型化の点で問題があった。
【0007】
すなわち、近年、インバータ装置では、小型化と共に、取扱や設置の容易性などの見地から、装置全体をプラスチックなどのケースでまとめてユニット化したものが広く用いられるようになっているが、このとき、主回路コンデンサが大きな静電容量を必要とすることから、たとえ電解コンデンサを用いたとしても大型になってしまい、このため、ケース内でかなりの容積を占めることになり、この結果、小型化が困難で、特に取付面からの高さ方向の寸法を縮めるのが困難になって、大型化してしまうのである。
【0008】
本発明の目的は、大型の主回路用のコンデンサを用いても、高さ方向の寸法を充分に縮めることが可能で、容易に小型化が得られるようにしたインバータ装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、少なくとも順変換部と逆変換部、それに平滑用のコンデンサとを備えたインバータ装置において、順変換部と逆変換部を端子台と共にユニット化して、略立方体(箱型)のインバータ本体部とした上で、上記コンデンサを外付けとし、この外付けのコンデンサとインバータ主回路との接続を、上記端子台を用いて行なうようにして達成される。
【0010】
【作用】
ユニット化されたインバータ装置では、主回路用コンデンサが高さ方向に積層さまれた形で収容されているので、外付けされた主回路用コンデンサは、それが本体内から除かれた分、インバータ本体部の高さ方向の寸法を小さくするように働く。
【0011】
この結果、たとえ大型の主回路用コンデンサを用いたとしても、インバータ本体の高さ方向の寸法は充分に抑えらることになり、従って、小型化を得ることができる。
【0012】
【実施例】
以下、本発明によるインバータ装置について、図示の実施例によって詳細に説明する。
図1と図2は、本発明の一実施例で、これらの図において、1は冷却フィン、2はパワーモジュール、3は電源基板、4はフレキシブルフラットケーブル、5はスペーサ部材、5Aは取り付け用部材、6は主回路電解コンデンサ、6Aはコンデンサの電極端子、7は制御基板、8は制御基板ホルダカバー、9はディジタル操作パネル、10は表面カバー、12は主回路電解コンデンサホルダ部、13はボトムエントリーソケット、14はパワーモジュール取り付けネジ、15はコンデンサ接続用の電線、15Aはファストン端子(弾性挿入形の端子)、15Bは圧着端子(ねじ止め形の端子)、そして16はパワーモジュールのピンヘッダー部である。
【0013】
冷却フィン1は、例えばアルミニウム合金など、軽合金のダイカストで作られており、冷却用のフィンとしての役割を持つと共に、インバータ装置全体の台としても機能するようになっている。
パワーモジュール2は、図8で説明したインバータの順変換部Aと、逆変換部Bを搭載した上で、電源側の主回路端子台2A及び負荷側の主回路端子台2Bと共に一体化して、ダイカストケース1と同じ寸法の平面形状に、合成樹脂により作られており、4本のネジ14を用いてダイカストケース1の上に積み重ねるようにして取付られている。なお、図2においては、これらの端子台のねじの1本を39で示してある。
【0014】
従って、この実施例によれば、パワーモジュール2に搭載されている順変換部Aや逆変換部Bなどから発生した熱が直接ダイカストケース1に伝達されるようになり、効率的な冷却機能を得ることができる。
【0015】
電源基板3には、逆変換部を駆動するドライブ回路や、各部の回路で必要な電源回路が実装されている。そして、この電源基板3に搭載されている回路とパワーモジュール2に搭載されている回路との間は、電源基板3をパワーモジュール2の上から、その内部に水平に載置して収容し、取付けたとき、パワーモジュール2に設けられているピンヘッダー部16に、電源基板3に設けられているボトムエントリーソケット13が嵌合されることによって電気的に接続され、必要なインターフェースが自動的に与えられるようになっている。
【0016】
スペーサ部材5は、特に図2から明らかなように、幅方向の寸法はパワーモジュール2と同じに、そして、縦方向の寸法は、それよりも短くなるようにして、所定の合成樹脂により、浅い箱型の枠体として作られており、これにより電源基板3と制御基板7を収容する空間を作り出す働きをする。そして、その幅方向の両外側には、コンデンサホルダ部12を保持するための取り付け用部材5Aが形成されている。
【0017】
次に、このスペーサ部材5の横方向の側板の下側には、図示のように4個の爪が設けてあり、他方、これに対応してパワーモジュール2には凹部が形成してある。
従って、この実施例によれば、パワーモジュール2に対するスペーサ部材5の取付けは、単にスペーサ部材5をパワーモジュール2に積み重ねて押し付けるだけで行なえるようになっている。
【0018】
スペーサ部材5の下側には、電源基板3が納められ、上側には制御基板7が収容されるが、このとき、フレキシブルフラットケーブル4は、これら電源基板3と制御基板7の間を接続する働きをするもので、このため、これらの基板には横形ソケット21がそれぞれ搭載されており、フレキシブルフラットケーブル4をこれらのソケットに装着することにより、これらの基板間での必要なインターフェースがとられるようになっている。
【0019】
制御基板7には、例えばマイクロコンピュータなどのインバータの制御に必要な素子が実装されているが、さらに制御信号インターフェース用の接続部となるコネクタ部32なども実装されている。
従って、ユーザなどによる外部機器とインターフェースに際しても、簡単に接続が行えるようになる。
【0020】
そして、この実施例では、この接続部が分割されていて、2個のインターフェース用コネクタ部32に分けられており、従って、それらの一方のコネクタ部に使用頻度の高いと思われる制御信号路を配置し、他方には、それ以外の制御信号路を配置することができる。
【0021】
制御基板7の取付は、スペーサ部材5の内部に設けられている位置決め用の突起部によって保持され、上から制御基板ホルダカバー8を取付けることによって固定されるようになっているが、この制御基板ホルダカバー8のスペーサ部材5に対する取付けも、爪の嵌合により得られるように構成してある。
【0022】
従って、この実施例によれば、インバータ本体の組立に必要なねじが、4本のパワーモジュール取り付けネジ14だけで済み、この後、スペーサ部材5と制御基板ホルダカバー8の取付けは、順次、積み重ねて爪を嵌合させるだけで組立ることができるので、工程数が少なくなり、組立が容易になる。
【0023】
上記したように、制御基板7の上には制御基板ホルダカバー8が取付けられるようになっているが、さらにこの上には、ディジタル操作パネル9を取付けて使用したり、表面カバー10を取付けて使用したり、任意に選択できるようになっている。
【0024】
従って、この実施例によれば、ユーザにより選択可能な機能を増やすことができる。
なお、このとき、制御基板ホルダカバー8に対するディジタル操作パネル9の着脱にはネジ40が用いられ、表面カバー10の着脱は、図示のように、爪を用いた嵌合により行われるようになっている。
【0025】
ホルダ部(主回路電解コンデンサホルダ部)12は、スペーサ部材5の両側に、取り付け用部材5Aにより取付けられ、外付けのコンデンサ6を収容保持する働きをする。そして、ここに収容されたコンデンサ6は、電線15により電源側端子台2Aの直流端子に接続されるようになっている。
【0026】
ここで、このホルダ部12の詳細の構成について、図3〜図5で説明すると、まず、このホルダ部12は、図3に示すように、底を有する略円筒状に作られた本体部12Aを主要部としている。そして、この本体部12Aの側面には取り付け用部材12Bが設けられており、その円筒面の両側面には複数のスロット部12Cが、そして、その底部の周辺には欠き取部12Dが設けられている。
【0027】
そして、このホルダ部12の本体部12A内には、図4に示すような、略円板状のストッパ部材(保持部材)12Eが、図5に示すように挿入されるようになっているが、このストッパ部材12Eには、図示のように、弾性を与えるための切欠き部12Fと、その外周部から突出した突起部12Gが形成してあり、これにより、ホルダ部12の本体部12A内にストッパ部材12Eの突起部12Gを外側から押すことにより、このストッパ部材12Eをホルダ部12の本体部12A内に挿入させることができ、その上で、外側に広がろうとしている突起部12Gを、スロット部12Cの何れか1個に嵌合させることができ、その位置で保持させた状態にできるようになっている。
【0028】
そこで、図2に示すように、まず、ホルダ部12を、その取り付け用部材12Bをスペーサ部材5の取り付け用部材5Aに嵌合させることにより、このスペーサ部材5の両側に取付け、内部にコンデンサ6を挿入する。その後、ホルダ部12の本体部12A内にストッパ部材12Eを挿入し、一杯に押し込まれた位置でその突起部12Gをスロット部12Cの何れか1個に嵌合させてやれば、このホルダ部12により、スペーサ部材5の外側にコンデンサ6を確実に保持することができる。
【0029】
インバータ直流主回路に対する主回路電解コンデンサ6の接続は、ホルダ部12の本体部12A内に挿入された主回路電解コンデンサ6の電極端子6Aを、2本の電線15によって、パワーモジュール2の端子台2Aに設けてある直流+端子と、直流−端子の2個の端子に接続することにより、完成されるようになっている。
【0030】
電線15には、一方にファストン端子15Aが、そして他方には圧着端子15Bがそれぞれ設けられており、これにより、圧着端子15Bをパワーモジュール2の電源側端子台2Aの直流端子に取付けた上で、ファストン端子15Aを主回路電解コンデンサ6の電極端子6Aに差し込んでやれば、所定の接続状態が得られるようになっている。
【0031】
このとき、ホルダ部12からの電線15の取り出しは、図1から明らかなように、本体部12Aの底部の周辺に設けてある欠き取部12Dを欠き取って、電線引出用の開孔とし、ここから取り出すようになっている。なお、この作業を容易にするため、本体部12Aの底部を着脱自在にしておいてもよい。
【0032】
従って、この実施例によれば、主回路電解コンデンサ6が、インバータの本体内から取り出され、側面に取り付けられているので、その分、本体の高さ、つまり、図1において、冷却フィン1の下面から表面カバー10の上面までの寸法を少なくすることができる。
【0033】
また、この実施例によれば、主回路電解コンデンサ6の取付作業が簡単で、スペーサ部材5を組み立てた後からでも容易に取付けることができる上、主回路電解コンデンサ6を交換するときでも本体を分解する必要はなく、単にコンデンサボックスカバー7を取り外し、電線15のファストン端子15Aを抜き外し、主回路電解コンデンサ6を取り出して新品と交換してやればよいので、寿命部品の保守を容易に得ることができる。
【0034】
さらに、この実施例では、ホルダ部12の本体部12Aには、スロット部12Cが複数個所、例えば図示のように3個所に形成してあり、これらの溝12Aの中の任意の1個を選んでストッパ部材12Eを嵌合させて使用するようになっている。
【0035】
インバータ装置では、その定格出力に応じて静電容量の異なるコンデンサを使用する必要があり、コンデンサ6として、例えば静電容量が180μF、330μF、或いは470μFのものを選択する必要がある。
【0036】
ところで、このようなコンデンサとしては、図示のように、円筒形のものを使用するのが通例であるが、このとき、直径は変えずに、長さを変えるだけで静電容量の違いに対応するのが、これも通例であり、このときには、静電容量が多いコンデンサほど、その長さが長くなる。
【0037】
そこで、この実施例では、静電容量が異なっているコンデンサの長さに対応して、それぞれのスロット部12Cの位置を変えておき、例えば、静電容量が180μFのコンデンサを使用するときにはスロット部12Cの一番奥のスロットにストッパ部材12Eを嵌合させて使用し、以下同様に、コンデンサの静電容量、つまりコンデンサの長さに応じて順次、手前(出口側)のスロット部12Aにストッパ部材12Eを嵌合させて使用するようになっている。
【0038】
従って、この実施例によれば、ストッパ部材12Eを嵌合させるスロット部12Aの選択だけで、そのままコンデンサ6として静電容量の異なるものを用いることができ、定格出力の異なるインバータ装置として、長さの異なったコンデンサを用いた場合でも、このストッパ部材12Eがコンデンサ保持用の部材として働き、コンデンサ6を固定することができるようになり、常に確実にがたつきを防止することができる。
なお、この実施例では、4個のスロット部12Aが設けてあるが、必要に応じて、2個以上、任意の数を設けるようにすればよいことは言うまでもない。
【0039】
次に、本発明の他の実施例について説明する。
まず、図6は、本発明の他の一実施例で、図において、17はバンド部材、18は締め具(バックル)であり、その他の構成は、図1〜図5で説明した実施例と同じである。
【0040】
バンド部材17は、所定の長さの合成樹脂製、或いは金属製の帯状部材で作られ、その一部がスペーサ部材5の両側面に取り付けられており、締め具18により端部を結合させることにより、コンデンサ6をスペーサ部材5の両側に保持する取付部材として機能する。
【0041】
従って、この実施例によっても、主回路電解コンデンサ6が、インバータの本体内から取り出され、側面に取り付けられているので、その分、本体の高さ寸法を少なくすることができる。
【0042】
そして、この実施例によれば、コンデンサ6の保持にバンド部材17を用いているので構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる上、コンデンサ6が露出されているので、効果的な冷却が得られるようになり、コンデンサ6の寿命を長くすることができる。
【0043】
なお、この実施例によっても、主回路電解コンデンサ6の取付作業が簡単で、スペーサ部材5を組み立てた後からでも容易に取付けることができる上、主回路電解コンデンサ6を交換するときでも本体を分解する必要はなく、単にコンデンサボックスカバー7を取り外し、電線15のファストン端子15Aを抜き外し、主回路電解コンデンサ6を取り出して新品と交換してやればよいので、寿命部品の保守を容易に得ることができることは、いうまでもない。
【0044】
次に、図7は、本発明の更に別の一実施例で、コンデンサ6をインバータ本体とは別体とし、コンデンサ取付用の脚部材6Aにより、インバータ本体が取り付けられている制御パネルの近傍に取り付けて使用するようしたものであり、その他の構成は、図1〜図6で説明した実施例と同じである。
【0045】
従って、この実施例によっても、主回路電解コンデンサ6は、インバータの本体内から取り出されているので、その分、本体の高さ寸法を少なくすることができる。
【0046】
そして、この実施例によれば、コンデンサ6の取り付けに脚部材6Aを用いているだけなので構成が簡単になり、コストダウンを図ることができる上、コンデンサ6が露出されているので、効果的な冷却が得られるようになり、コンデンサ6の寿命を長くすることができる。
【0047】
更に、コンデンサの静電容量を複数台のインバータ本体の定格出力の和に応じたものを選定することにより、コンデンサ6単体に複数台のインバータ本体が接続でき、作業、材料のコストダウン、省スペース化を図ることができる。
【0048】
なお、筒型の電解コンデンサには、取付用の脚部材を備えた状態で市販されている場合が多いから、この実施例によれば、このようなコンデンサを使用することにより、さらにコストを低減させることができる。
【0049】
次に、本発明の実施例について、さらに具体的に説明する。
まず、図9は、図1で説明した実施例に基づいて、本発明を、定格出力(定格容量)が、小さい方で0.75KWから大きい方では1.5KW程度までのインバータ装置として、共通に適用できるようにした場合の実施例で、図1の実施例における冷却フィン1を除き、正面図を中心にして上面から見た図(平面図)と右側面から見た図(右側面図)、それに底面から見た図(底面図)を夫々示したものである。なお、各部の名称と構成は、図1と同じであり、各部の寸法はmm単位で示してある。
【0050】
そして、この図9の実施例によれば、上記したように、インバータ本体部として同一寸法のままで、種々の定格出力のインバータ装置を得ることができ、従って、ローコストで充分に汎用性を持たせることができるのであるが、以下、この点について説明する。
【0051】
インバータの定格容量を増加させるためには、特に主回路での損失による発熱の増加に応じて冷却能力を高めてやり、且つ、主回路コンデンサの静電容量を増加させてやればよい。
【0052】
ところで、この図9から明らかなように、この実施例では、インバータ本体部が、端子台2A、2Bと一体に作られているパワーモジュール2にスペーサ部材5と制御基板ホルダカバー8を積み重ね、更にこのスペーサ部材5の側面にコンデンサホルダ部12が取付けられるようにしてユニット化されている。
【0053】
そして、このようにユニット化した上で、図1に示すように、パワーモジュール2に冷却フィン1を取付けるようになっているので、使用する冷却フィン1の大きさは、有る程度、任意に変えることができる。
一方、インバータの冷却能力は、冷却フィンの大きさを変え、放熱面積を増加させることにより高めることができ、従って、この実施例では、インバータ本体部の寸法は変えずに、使用する冷却フィン1の大きさを変えるだけで、まず、冷却能力の点で、定格容量の違いに容易に対応することができる。
【0054】
次に、この実施例では、コンデンサホルダ部12が、そこに収容すべきコンデンサ6として、静電容量が異なっているものでも任意に用いられるように構成されており、従って、主回路コンデンサの静電容量の点でも、定格容量の違いに容易に対応することができる。
【0055】
従って、この図9に示した実施例によれば、インバータ本体部としては、図示の寸法のもとで、これに取付ける冷却フィンの大きさと、コンデンサホルダ部12に収容すべきコンデンサの静電容量値を選択するだけで、小さい方では0.75KWから大きき方では1.5KW程度までの各種の定格容量のインバータ装置として共通に適用でき、この結果、上記したように、ローコストで充分に汎用性を持たせることができるのである。
【0056】
ここで、冷却フィン1の放熱面積を増加させる方法としては種々の方法があるが、この実施例に適した方法について例示すると、例えば図1において、冷却フィン1の放熱フィンの高さや枚数を増してやる方法と、同じく図1において、冷却フィン1の平面形状をパワーモジュール2の平面形状より大きくする方法とが考えられ、さらには、これらの方法を併用してもよい。しかして、本発明の実施例としては、これらの方法に限定されるものではない。
【0057】
次に、この図9の実施例の各部の詳細について説明すると、まず図10は、図9の実施例の背面から見た図(背面図)と、A−A'、B−B'、C−C'の各切断線による各部の断面を示した図であり、A−A'断面図では、図1に示されている電源基板3や制御基板7などの内部構造物は省略してある。
【0058】
次に、図11は、図9でパワーモジュール2とコンデンサホルダ部12を除いた部分の詳細を、正面図を中心として、左右各側面図と平面図、それに底面図により示したものであり、更に図12は、図11のD−D'、E−E'の各切断線による断面図と背面図、そして斜視図を示したものである。
【0059】
次に、図13は、図9において、コンデンサホルダ部12を除いたインバータ本体部の詳細を、正面図を中心として、左右各側面図と平面図、それに底面図により示したものであり、更に図14は、図13のF−F'、G−G'の各切断線による断面図と背面図、そして斜視図を示したものである。
【0060】
また、図15は、コンデンサホルダ部12の詳細を、正面図を中心として、左右各側面図と平面図、それに底面図により示したものであり、更に図16は、図15のH−H'、J−J'の各切断線による断面図と背面図、そして斜視図を示したものである。
【0061】
更に、図17は、図9におけるスペーサ部材5だけを取り出し、その詳細を、正面図を中心とし、左右に各側面図、上側には平面図として示した上で、更に裏面図と、A−A、B−Bの各切断線による各断面図を示したものであり、図9と同じく、mm単位の寸法が記入してある。
従って、これら図10〜図17によれば、図9の実施例における各部の構成の詳細を明確に知ることができ、充分に本発明を理解することができる。
【0062】
ところで、上記したように、例えば図9の実施例によれば、寸法も含めて同一のインバータ本体部により、各種定格出力を異にするインバータ装置を容易に得ることができるが、このとき、比較的小容量のインバータに本発明を適用した場合には、主回路のコンデンサに必要な静電容量も小さくて済むことから、上記した実施例のように、2個のコンデンサを用いなくても、1個のコンデンサで寸法的には充分に間に合う場合がある。
【0063】
そこで、このような場合には、図18に示す実施例のように、コンデンサホルダ部12をインバータ本体部の片側に1個だけ取付けるようにしても良い。
なお、この図18は、図1の実施例における冷却フィン1を除き、正面図を中心にして上側に平面図を、左右に各右側面図、それに下側に底面図を夫々示したもので、各部の名称と構成は図1と同じである。
【0064】
上記した図1と図9から明らかなように、本発明の実施例では、スペーサ部材5に対するコンデンサホルダ部12の取付が、スペーサ部材5側の取り付け用部材5Aと、コンデンサホルダ部12側の取り付け用部材12Bにより着脱自在になっている。
【0065】
従って、この実施例によれば、なんら特別な構成を要せず、図18に示した態様でインバータ装置を得ることが出来、この結果、バラエティに富んだ製品を容易に提供することができ、多様な顧客のニーズに充分に応えることができる。
【0066】
なお、このように、にコンデンサを1個にした実施例の場合には、図18に示してあるように、コンデンサホルダ部12を左側に取付けるようにした方が、コンデンサ接続用の電線15が短くて済み、ノイズ吸収の点で効果的である。
【0067】
次に、本発明の更に別の実施例について説明する。
【0068】
以下に説明する実施例は、図1と図9で説明した実施例におけるコンデンサホルダ部の形状を変えた、いわば変形例に相当するもので、まず、図19の実施例は、コンデンサホルダ部12の形状を半円筒形にしたものであり、次に、図20の実施例は、コンデンサホルダ部12を角筒形にしたものである。
【0069】
そして、これら図19と図20には表わされていないが、図1、又は図9の実施例と同じく、スペーサ部材5側には取り付け用部材5Aが、コンデンサホルダ部12側には取り付け用部材12Bがそれぞれ設けてあり、これらにより、スペーサ部材5に対してコンデンサホルダ部12が着脱自在になっている。
【0070】
従って、これら図19と図20の実施例によれば、図1、又は図9の実施例と同じ作用効果に加えて、インバータとしての基本的な性能を残したままで、洗練された外観を有するデザイン的に優れたインバータ装置を容易に得ることができる。
さらに、これら図19、図20の実施例によれば、インバータの本体部側とコンデンサホルダ部の取付面が平面になっているので、振動に強く信頼性が向上する。
【0071】
次に、コンデンサの取付位置を変え、本体の前面に取付けるようにした実施例について、図21〜図30により説明する。
まず、図21〜図23は、コンデンサを縦向きにして前面に取付けるようにした実施例で、図において、58は、図1、又は図9の実施例におけるスペーサ部材5と制御基板ホルダカバー8とを一体にした部材で、この部材28の前面にコンデンサホルダ部12を設けるようにしたものである。
【0072】
まず、図21の実施例は、コンデンサホルダ部12の形状を円筒形にしたものであり、次に、図22の実施例は、コンデンサホルダ部12の形状を角筒形にしたものであり、更に図23の実施例は、コンデンサホルダ部12の形状を4半分円筒形にしたものである。
従って、これら図21〜図23の実施例によれば、コンデンサホルダ部12がインバータ装置の取付面に対する投影面に含まれなくなるので、取付面積が狭い場合でも使用可能になり、適用範囲を広げることができる。
【0073】
次に、図24〜図26の実施例は、コンデンサを縦向きにして前面に取付けるようにした実施例で、まず、図24は、コンデンサホルダ部12の形状を円筒形にした実施例で、次に、図25は、コンデンサホルダ部12の形状を角筒形にしたものであり、更に図26の実施例は、コンデンサホルダ部12の形状を4半分円筒形にしたものである。
【0074】
従って、これら図24〜図26の実施例によっても、コンデンサホルダ部12は、インバータ装置の取付面に対する投影面には含まれなくなるので、取付面積が狭い場合でも使用可能になり、適用範囲を広げることができる。
また、これら図21〜図26の実施例では、何れも2個のコンデンサホルダ部12が隣接しているので、これらを一体化することができ、さらに構成の簡略化を得ることができる。
【0075】
次に、図27〜図29は、同じくコンデンサホルダ部12を前面に取付けた実施例ではあるが、ここでは、制御基板ホルダカバー8の形状を変え、上下方向を縮めて厚み方向を増した上で、この制御基板ホルダカバー8を上下から挾むようにしてコンデンサホルダ部12を設けたもので、まず、図27は、コンデンサホルダ部12の形状を円筒形にした実施例で、次に、図28は、コンデンサホルダ部12の形状を角筒形にしたものであり、更に図26の実施例は、コンデンサホルダ部12の形状を半円筒形にしたものである。
【0076】
一方、図30〜図32は、コンデンサホルダ部12を、スペーサ部材5と制御基板ホルダカバー8の双方を挾んだ状態で、パワーモジュール2の前面に設けた実施例で、同じく図30は、コンデンサホルダ部12の形状を円筒形にした実施例で、図31は、コンデンサホルダ部12の形状を角筒形にしたもの、そして図32は、コンデンサホルダ部12の形状を半円筒形にしたものである。
【0077】
ところで、以上の実施例は、それぞれコンデンサホルダ部の取付位置は異なっているが、何れも位置は固定されている。
しかして、以下に説明する実施例は、コンデンサホルダ部の位置が変えられるようにしたものである。
【0078】
まず、図33と図34の実施例は、何れも左右両側の位置と、前面の位置との間で移動可能にコンデンサホルダ部12を構成したもので、これらは、図19又は図20の実施例におけるコンデンサホルダ部12を可動可能にしたものに対応し、まず、図33の実施例では、コンデンサホルダ部12に取付部材12Fが設けてあり、これらが部材58に形成してある溝58A、58Bに挿入され、これにより、コンデンサホルダ部12が部材58に保持されるように構成されているものである。
【0079】
これらの溝58A、58Bは、レールの役目を果たすように作られており、取付部材12Fをガイドして、コンデンサホルダ部12を実線で示してある左右両側の位置と、破線12’で示してある前方の位置との間で自由に移動可能に保持しているものである。
【0080】
次に、図34の実施例は、コンデンサホルダ部12を、それぞれ蝶番8A、8Bを介してスペーサ部材5又は制御基板ホルダカバー8に取付けたもので、これによりコンデンサホルダ部12を、実線で示してある左右両側の位置と、破線12’で示してある前方の位置との間で自由に移動可能にすることができるようになっているものである。
【0081】
従って、これら図33及び図34の実施例によれば、コンデンサホルダ部12の位置を変えることにより、インバータ装置の形状を変更できることになり、取付場所の状態による制約を受けることが少なくなるので、適用範囲を広げることができる。
【0082】
次に、図35と図36の実施例は、何れも上下の位置と、前面の位置との間で移動可能にコンデンサホルダ部12を構成したもので、まず、図35は、図28の実施例におけるコンデンサホルダ部12を移動可能にしたものに対応し、蝶番8A、8Bにより、それぞれ上下のコンデンサホルダ部12を制御基板ホルダカバー8に取付けたものであり、次に、図36は、図図31の実施例におけるコンデンサホルダ部12を移動可能にしたものに対応し、蝶番8A、8Bにより、それぞれ上下のコンデンサホルダ部12を制御基板ホルダカバー8に取付けたものである。
【0083】
従って、これら図35と図36の実施例によれば、パワーモジュール2の端子台2A、2Bに対する配線接続に際しては、それぞれ、破線12’で示してある位置にコンデンサホルダ部12を移動させておくことにより、配線作業を容易に行なうことができ、配線作業終了後、実線の位置に戻すことにより、このコンデンサホルダ部12により端子台カバーの機能が得られることになるので、端子台カバーを不要にできるという効果がある。
【0084】
ここで、以上の実施例による効果について列挙すれば、以下の通りである。
(1) インバータ装置を、その高さを含めて充分に小形化することができる。
(2) 寿命部品である電解コンデンサの交換が極めて簡単に行なえるので、保守が容易になり、装置の耐用年数を永く得ることができる。
(3) 組立工数の低減による大幅な製品のコストダウンが可能になる。
(4) 電源側の端子と負荷側(電動機側)の端子が対向する位置にあるため、配線が容易である。
【0085】
(5) 配電盤などに取付けられる機器として一般的な電磁開閉器と同一の端子配置にすることができるので、習慣的な配線作業となり、設置に際して本質的に誤配線を少なくすることができる。
(6) 本体部の寸法を変えずに、種々の異なった定格出力のインバータ装置を得ることができるので、機種の多様化にも容易に、しかもローコストで対応することができる。
【0086】
(7) 種々の外観を異にしたインバータ装置を、本体部の構成を変えること無く容易に得ることができるので、洗練された外観を有するデザイン的に優れたインバータ装置を容易に提供できる。
(8) また、この結果、バラエティに富んだ製品を容易に提供することができ、多様な顧客のニーズに充分に応えることができる。
(9) 図9乃至図18の実施例によれば、端子台2Aとコンデンサ6を接続する電線15の長さは十分に短くでき、配線インダクタンスは20nH以下に抑えることができるので、インバータのスイッチング動作などによるサージ過電圧を十分低く抑えることができる。
【0087】
(10) コンデンサがインバータ装置の外部にあるので、劣化などでコンデンサが破裂しても、インバータ装置内部にある制御回路に二次災害を及ぼす危険性が少なく、従って信頼性が向上する。
(11) コンデンサホルダ部が下側に開放され、比較的強度が低いストッパ部材でコンデンサを内部に収納保持するようにしているので、コンデンサが破裂した場合には下側に抜けるようになり、安全面で優れている。
(12) 冷却フィンを除いた構成のものによれば、他の機器に容易に取付けられる効果がある。
【0088】
(13) コンデンサ取付け用の外部接続端子が設けられているので、コンデンサが簡単に本体ケースの外に取付けられる。
(14) コンデンサの取付方向が基板と平行の配置なので、全体がコンパクトになる。
(15) 本体ケース、コンデンサ部、放熱部の3要素からなる構成なので、これらの組合せが自在に行なえる効果がある。
(16) コンデンサの取付位置が選択できるので、コンデンサの配置によって多様な設置場所に対応できる。
【0089】
【発明の効果】
本発明によれば、主回路用のコンデンサの取付位置が任意に選択でき、この結果、外形が変えられるので、大型の主回路用のコンデンサを用いても、取付場所による制約が少なくなり、性能のよい小型のインバータ装置を容易に得ることができるので、設置スペースが充分に得られない場合でも使用することができ、広い適用性を持ったインバータ装置を容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるインバータ装置の一実施例を示す斜視図である。
【図2】本発明によるインバータ装置の一実施例を示す分解斜視図である。
【図3】本発明の一実施例における主回路電解コンデンサホルダ部の説明図である。
【図4】本発明にの一実施例におけるストッパ部材の説明図である。
【図5】本発明の一実施例における主回路電解コンデンサホルダ部とストッパ部材の斜視図である。
【図6】本発明によるインバータ装置の他の一実施例を示す斜視図である。
【図7】本発明によるインバータ装置の更に別の一実施例を示す斜視図である。
【図8】インバータ装置の主回路の一例を示す回路図である。
【図9】本発明の一実施例におけるインバータ本体部の詳細を寸法の一例も含めて記載した説明図である。
【図10】本発明の一実施例におけるインバータ本体部の詳細を断面図も含めて記載した説明図である。
【図11】本発明の一実施例におけるインバータ本体部からパワーモジュールを除いて詳細に記載した説明図である。
【図12】本発明の一実施例におけるインバータ本体部からパワーモジュールを除いて断面図も含めて詳細に記載した説明図である。
【図13】本発明の一実施例におけるインバータ本体部とパワーモジュールを詳細に記載した説明図である。
【図14】本発明の一実施例におけるインバータ本体部とパワーモジュールを断面図と斜視図も含めて詳細に記載した説明図である。
【図15】本発明の一実施例におけるコンデンサホルダ部の詳細を示す説明図である。
【図16】本発明の一実施例におけるコンデンサホルダ部の詳細を断面図と斜視図も含めて記載した説明図である。
【図17】本発明の一実施例におけるスペーサ部の詳細を寸法の一例も含めて記載した説明図である。
【図18】本発明の他の一実施例を示す説明図である。
【図19】本発明の別の一実施例を示す説明図である。
【図20】本発明の更に別の一実施例を示す説明図である。
【図21】本発明の他の一実施例を示す説明図である。
【図22】本発明の別の一実施例を示す説明図である。
【図23】本発明の更に別の一実施例を示す説明図である。
【図24】本発明の他の一実施例を示す説明図である。
【図25】本発明の別の一実施例を示す説明図である。
【図26】本発明の更に別の一実施例を示す説明図である。
【図27】本発明の他の一実施例を示す説明図である。
【図28】本発明の別の一実施例を示す説明図である。
【図29】本発明の更に別の一実施例を示す説明図である。
【図30】本発明の他の一実施例を示す説明図である。
【図31】本発明の別の一実施例を示す説明図である。
【図32】本発明の更に別の一実施例を示す説明図である。
【図33】本発明の他の一実施例を示す説明図である。
【図34】本発明の別の一実施例を示す説明図である。
【図35】本発明の更に別の一実施例を示す説明図である。
【図36】本発明の他の一実施例を示す説明図である。
【符号の簡単な説明】
1 冷却フィン
2 パワーモジュール
2A 電源側主回路端子台
2B 負荷側主回路端子台
3 電源基板
4 フレキシブルフラットケーブル
5 スペーサ部材
5A 取り付け用部材
6 主回路電解コンデンサ
6A コンデンサの電極端子
7 制御基板
8 制御基板ホルダカバー
9 ディジタル操作パネル
10 表面カバー
12 主回路電解コンデンサホルダ部
13 ボトムエントリーソケット
14 パワーモジュール取り付けネジ
15 コンデンサ接続用の電線
15A ファストン端子
15B 圧着端子
16 パワーモジュールのピンヘッダー部
Claims (4)
- 順変換部と逆変換部と電源回路部と制御回路部とを本体ケース内に有する本体部と、前記本体ケースの外に配置されたコンデンサを備えたインバータ装置において、
前記コンデンサは、少なくとも円筒の一部で形成されているコンデンサホルダに収納され、
前記コンデンサホルダは、その一部が半円筒形に形成されていることを特徴とするインバータ装置。 - 順変換部と逆変換部と電源回路部と制御回路部とを本体ケース内に有する本体部と、前記本体ケースの外に配置されたコンデンサを備えたインバータ装置において、
前記コンデンサはコンデンサホルダに収納され、
前記コンデンサホルダには、静電容量の異なるコンデンサを任意に組合せて前記コンデンサとすることができる手段が備えられていることを特徴とするインバータ装置。 - 順変換部と逆変換部と電源回路部と制御回路部とを本体ケース内に有する本体部と、前記本体ケースの外に配置されたコンデンサと、冷却フィンを備えたインバータ装置において、
前記コンデンサは、前記本体ケースが取付られる部材の近傍に取付けるための脚部材を備え、前記本体ケースとは別体にされていることを特徴とするインバータ装置。 - 順変換部と逆変換部と電源回路部と制御回路部とを本体ケース内に有する本体部と、前記本体ケースの外に配置されたコンデンサを備えたインバータ装置において、
前記コンデンサは、前記本体ケースに対して、その前側の位置と前記本体ケースの上下又は左右の位置の間で移動可能に取付けられていることを特徴とするインバータ装置。
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