JP4561196B2 - インバータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、インバータ装置に関し、特に運転、停止、各種設定を行う操作部をあらゆる機種（用途）や容量（外形寸法）のものに対応できるように取り付け構造を改善したインバータ装置に関する。

一般に、インバータ装置は、商用電源から必要な電力を出力する機能を有し、電力変換を行う主回路部と、この主回路部の制御を行う制御部と、その制御部に対して各種操作を行う操作部と、これらの要素を収納している筐体とを備えている。

主回路部は、一般に、交流を直流に変換する整流器及び平滑コンデンサと直流を交流に変換する半導体スイッチング素子とを備えている（たとえば、特許文献１参照。）。
また、制御部及び操作部は、それぞれのプリント基板にコネクタが設けられていて、これらのコネクタを介して相互に結合されている。このため、操作部は、そのコネクタを介して制御部と機械的に固定されるとともに、電気的にも接続されている（たとえば、特許文献２参照。）。

図１２は、従来のインバータ装置の内部構成を示した斜視図であり、図１３は、従来のインバータ装置での操作部の制御部への取り付け状態を示す斜視図であり、図１４は、操作部と制御部との接続関係を示す斜視図である。

インバータ装置１００は、図１２に示したように、筐体１０４の中の高さ方向の中間位置に主回路部１０１が配置されており、その図の上方には制御部１０２が積層状態で配置されている。そして、制御部１０２の図の上方には、操作部１０３が配置されている。

制御部１０２は、図１４に示したように、制御部１０２のプリント基板上にコネクタ１０６が実装されており、図示はしないが、そのコネクタ１０６に対応するコネクタが操作部１０３の裏面に設けられている。この操作部１０３の制御部１０２への装着は、操作部１０３のコネクタを制御部１０２のコネクタ１０６に結合することによって行われるが、操作部１０３の装着状態を安定させるためには、図１３に示したように、操作部１０３のケーシングを支持する支持部材が制御部１０２との間に介挿された状態で操作部１０３が制御部１０２に固定されている。このように、操作部１０３は、基板対基板用コネクタを用いて制御部１０２に結合するようにしたことで、制御部１０２に対して機械的に固定され、かつ電気的に接続されるようにしている。

上記の構成からなるインバータ装置１００においては、主回路部１０１が商用電源の交流を直流に変換し、さらにその直流を負荷に応じた交流の電力に変換することにより、電力の変換を行う。その主回路部１０１の電力変換の制御は、制御部１０２によって行われる。その制御部１０２に対する運転、停止などの指示は、操作部１０３の前面に配置されたスイッチを操作し、表示器による確認を通じて行われる。
特開２０００−２３２２８８号公報（図１） 特開２０００−１７５４５９号公報（図１）

しかしながら、上記のような構造のインバータ装置では、制御部と操作部とが基板対基板用コネクタにより接続されているため、制御部に操作部を固定する位置が限定されてしまい、制御部に対する操作部の配置に自由度がないという問題点があった。また、メンテナンス時には、操作部直下のプリント基板に対して点検を行おうとすると、操作部を取り外さなければならないため、取り外しに手間がかかり、操作部を取り外してしまうことにより操作部を利用した点検ができないなどメンテナンス性が悪いという問題点があった。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、制御部に対する操作部の配置を自由に設計できるとともに、メンテナンスを容易にすることができるインバータ装置を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、運転、停止、各種設定などを行う操作部と、前記操作部とは電気的に接続された制御部と、前記制御部の制御の基に電力の変換を行う主回路部と、前記操作部、前記制御部及び前記主回路部を収容する筐体とを備えたインバータ装置において、前記操作部を着脱自在に収容することができ、一端に前記筐体に対して回動自在に支持される支持手段を有し、他端には前記筐体に対して嵌脱自在に固定される固定手段を有しているケースと、前記ケースに設置されて前記操作部を前記ケースに装着したときに前記操作部と電気的に接続されるとともに前記操作部を前記ケースに固定することができるコネクタと、前記コネクタと前記制御部とを電気的に接続するハーネスと、を備えていることを特徴とするインバータ装置が提供される。

このようなインバータ装置によれば、制御部と操作部との接続にハーネスを用いることにより、制御部と操作部との位置関係を自由にすることが可能になる。
また、本発明によれば、操作部が装着されるケースは、筐体に対して回動自在に支持される支持手段を一端に有し、他端には筐体に対して嵌脱自在に固定される固定手段を有している。これにより、操作部によって覆われている制御部の点検の際には、嵌脱自在な固定手段を外し、支持手段を中心としてケースを回動させることにより、容易に操作部を制御部から退避させることができるので、メンテナンス性がよくなる。

本発明のインバータ装置は、操作部の機械的な固定をケースで行い、制御部との電気的な接続をハーネスで行うように構成したことにより、外形寸法の異なるインバータ装置間で制御部と操作部との位置関係を自由にすることが可能になるという利点がある。また、操作部は共通であるが仕様の違いなどにより制御部が異なっている場合のように用途の異なるインバータ装置間においても、操作部との接続のためのコネクタを自由に配置することが可能になる。さらに、操作部を固定しているケースの一端を回動可能とし、他端を嵌脱可能な構造にしたことにより、操作部をケースから取り外すことなく制御部を覆っている位置から移動させることができるので、メンテナンス時の作業が容易になるという利点がある。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、インバータ装置の内部構造を示した斜視図であり、図２は、操作部をケースに装着した状態を示した斜視図である。

本発明によるインバータ装置１は、端子台を備えた主回路部２と、この主回路部２を制御する制御部３と、この制御部３に対して各種操作を行うための操作部４を装着するケース５とが筐体６の内部に積み重ねられるように配置されている。

筐体６の両側面には、図２に示した支持金具７と固定金具８とがそれぞれ固定されていて、その支持金具７には、ケース５の一端が支持され、固定金具８には、ケース５の他端が固定されている。これにより、操作部４を装着したケース５が制御部３を覆い隠すような状態で、筐体６の中に設置されている。

図３は、ケースの操作部取り付け面側の構造を示した斜視図であり、図４は、ケースの裏面側の構造を示した斜視図、図５は、ケースと制御部との電気的な接続の状態を示す斜視図である。

ケース５は、その前面部に操作部４を収納するための収納部９が操作部４の外形に合わせて凹設されている。その収納部９の底面には、操作部４を装着したときに、その操作部４を機械的に固定し、電気的に接続するモジュラージャック１０が設置されている。なお、図示はしないが、操作部４を装着したときに、そのモジュラージャック１０に嵌合されるモジュラープラグが操作部４の裏面に設けられている。

モジュラージャック１０は、図４に示したように、プリント基板に実装され、ケース５の裏面側から取り付けられる。すなわち、収納部９の底面には、取付孔１１が開口されていて、その取付孔１１にモジュラージャック１０が裏面側から挿入され、モジュラージャック１０を実装しているプリント基板を取付孔１１の周囲に設けられたフックにより掛止することでケース５に固定するようにしている。したがって、操作部４は、これを収納部９に押し込むことでモジュラージャック１０に嵌合されてケース５に固定されることになる。

モジュラージャック１０を実装しているプリント基板は、図５に示したように、ハーネス１７の一端がはんだ付けされており、その他端には制御部３に実装されたコネクタ１８に嵌合するコネクタが接続されている。

このように操作部４と制御部３とがハーネス１７によって接続されているため、インバータ装置の機種や種類によって内部構造が変わることによりケース５に装着された操作部４の位置と制御部３の接続位置とが変更されたとしても、ハーネス１７の長さを変更するだけで、操作部４と制御部３との位置関係を自由に変更することが可能になる。

ケース５は、また、図４に示したように、ケース５を回動自在に支持する側の端面に、筐体６に固定された支持金具７に取り付けるための結合部を有している。この結合部は、ケース５の端面の長手方向両端に近い位置に突設された基部１３，１４を有し、これらの基部１３，１４には、端面に平行かつ同一の方向に延出されていて互いに同一軸線上に配置された回転軸１５，１６をそれぞれ有している。

図６は、ケースと支持金具との取り付け構造を示す斜視図であり、図７は、ケースと支持金具とを取り付けた状態を示す斜視図である。
支持金具７は、アングル材の水平部の先端を直角に屈曲して形成された支持片１９と、水平部の途中を切り起こして形成された支持片２０とを有し、ケース５を回動可能に支持する軸受部を構成している。これら支持片１９，２０は、ケース５に設けられた基部１３，１４の設置間隔と同じ距離だけ離間されている。これら支持片１９，２０の上部近傍には、それぞれ孔２１，２２が穿設されていて、基部１３，１４に設けられた回転軸１５，１６における軸受部の軸孔を構成している。

回転軸１５，１６を支持片１９，２０の孔２１，２２に合わせてケース５を回転軸１５，１６が突設されている方向に移動させることにより、図７に示したように、回転軸１５，１６がそれぞれ対応する孔２１，２２に嵌め込まれ、これによって、ケース５は、回転軸１５，１６を中心にして回動自在に支持金具７に取り付けられることになる。

図８は、ケースの回動範囲を規制するストッパ機構及びケースの脱落防止機構を示す斜視図であり、図９は、図８のＡ部詳細を表す拡大図である。
ケース５は、その支持側の端面に回転軸１５，１６の基部１３，１４を長手方向両端の内側に形成されていて、ケース５の回転軸１５，１６を中心として反時計回り方向に回転したときに、ケース５の支持側の端面が支持片１９，２０の頂部の当接部２３に当接するようにしている。これにより、ケース５は、それ以上回転することができず、ケース５の支持側の端面が支持片１９，２０の当接部２３に当接するまでが回動可能範囲になっている。なお、ケース５の回動可能範囲は９０°以上とすることで、メンテナンス時に制御部３等にアクセスする際にケース５を支えることなく、図８に示す状態で停止させておくことができる。また、ハーネス１７は、図８の状態で引っ張られない程度の長さに調整しておく。

また、回転軸１５，１６は、支持片１９，２０の孔２１，２２に遊嵌されているため、ケース５が回転してその支持側の端面が支持片１９，２０の当接部２３に当接した場合に、ケース５は、その当接部２３を中心として反時計回りの方向に回転しようとして、回転軸１５，１６に荷重がかかり、それによって回転軸１５，１６が支持片１９，２０の孔２１，２２から脱落してしまう恐れがある。

そこで、回転軸１５には、脱落防止用の突起２４を設けるようにしている。図９に示した例では、回転軸１５は、十字形状に形成されていて、支持片２０の孔２２と摺接している４つの摺接部のうち、ケース５が当接部２３に当接することによって荷重がかかる回転軸１５の摺接部の先端に脱落防止用の突起２４を設けている。これにより、ケース５が当接部２３に当接することにより回転軸１５に荷重がかかった場合に、その突起２４が支持片２０の孔２２に掛止されることになるので、回転軸１５，１６が支持片１９，２０から抜け出てしまうことはなくなる。なお、この脱落防止用の突起２４は、回転軸１５，１６の一方にあればよいが、両方にあってもよい。

図１０は、ケースと固定金具との取り付け構造を示す斜視図であり、図１１は、ケースと固定金具とを取り付けた状態を示す斜視図である。
ケース５は、これを支持する側の端面と反対の側に筐体６に対して嵌脱自在に固定するための機構を有している。この機構は、筐体６に固定される固定金具８とケース５に設けられた掛止レバー２５とによるスナップフィット構造としている。

ケース５は、これの嵌脱時に用いる操作ハンドルを備えた操作突部２６が固定金具８と嵌合される形状に形成されている。この操作突部２６は、その先端近傍における図の上下方向両端面にばね性を有する掛止レバー２５が一体に形成されている。

一方、この操作突部２６が嵌合される固定金具８は、図の上下方向両端部が屈曲されて操作突部２６を図の上下方向から把持する把持片２９，３０が形成されている。これらの把持片２９，３０は、操作突部２６の受け入れを容易にするため、先端部が外側に傾斜されていて間口を広げるようにしている。把持片２９，３０には、操作突部２６の掛止レバー２５が嵌合されて掛止される嵌合孔２７，２８が穿設されている。

したがって、操作突部２６が固定金具８に押し込まれることで、掛止レバー２５が嵌合孔２７，２８に嵌合され、さらにその嵌合孔２７，２８に掛止されることによって、ケース５は、固定金具８に固定されることになる。ケース５を固定金具８から外す場合は、掛止レバー２５が内側へ押し込まれることで、嵌合孔２７，２８との掛止状態を解除することができるので、その状態で、操作突部２６が手前に引かれることにより、ケース５は、固定金具８から離脱されて回動可能になる。

上記の構造から、図１１に示すように、操作部４を装着したケース５は、支持金具７に支持されることにより回動自在になり、固定金具８にスナップフィットすることにより嵌脱可能となる。したがって、メンテナンス時に操作部４が収納されたケース５を回動させることにより、制御部３を点検することができるので、メンテナンス性が向上する。

インバータ装置の内部構造を示した斜視図である。 操作部をケースに装着した状態を示した斜視図である。 ケースの操作部取り付け面側の構造を示した斜視図である。 ケースの裏面側の構造を示した斜視図である。 ケースと制御部との電気的な接続の状態を示す斜視図である。 ケースと支持金具との取り付け構造を示す斜視図である。 ケースと支持金具とを取り付けた状態を示す斜視図である。 ケースの回動範囲を規制するストッパ機構及びケースの脱落防止機構を示す斜視図である。 図８のＡ部詳細を表す拡大図である。 ケースと固定金具との取り付け構造を示す斜視図である。 ケースと固定金具とを取り付けた状態を示す斜視図である。 従来のインバータ装置の内部構成を示した斜視図である。 従来のインバータ装置での操作部の制御部への取り付け状態を示す斜視図である。 操作部と制御部との接続関係を示す斜視図である。

符号の説明

１ インバータ装置
２ 主回路部
３ 制御部
４ 操作部
５ ケース
６ 筐体
７ 支持金具
８ 固定金具
９ 収納部
１０ モジュラージャック
１１ 取付孔
１３，１４ 基部
１５，１６ 回転軸
１７ ハーネス
１８ コネクタ
１９，２０ 支持片
２１，２２ 孔
２３ 当接部
２４ 突起
２５ 掛止レバー
２６ 操作突部
２７，２８ 嵌合孔
２９，３０ 把持片

Claims (5)

1. 運転、停止、各種設定などを行う操作部と、前記操作部とは電気的に接続された制御部と、前記制御部の制御の基に電力の変換を行う主回路部と、前記操作部、前記制御部及び前記主回路部を収容する筐体とを備えたインバータ装置において、
   前記操作部を着脱自在に収容することができ、一端に前記筐体に対して回動自在に支持される支持手段を有し、他端には前記筐体に対して嵌脱自在に固定される固定手段を有しているケースと、
   前記ケースに設置されて前記操作部を前記ケースに装着したときに前記操作部と電気的に接続されるとともに前記操作部を前記ケースに固定することができるコネクタと、
   前記コネクタと前記制御部とを電気的に接続するハーネスと、
   を備えていることを特徴とするインバータ装置。
2. 前記支持手段は、前記筐体の側面に対向する前記ケースの端面に設けられて前記筐体の側面と平行に延びる回転軸であり、前記回転軸を前記筐体に固定されている軸受部の軸孔に挿通することにより前記筐体に対して前記ケースを回動自在に支持していることを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
3. 前記ケースは、開く方向の回転時に前記筐体に固定された前記軸受部に当接されるようにして回動範囲が規制されていることを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。
4. 前記回転軸は、先端に前記軸孔に掛止される脱落防止用の突起を有していることを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。
5. 前記固定手段は、前記筐体に固定された掛止部に嵌脱可能に掛止されるようにしたスナップフィット構造を有していることを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。

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