JP6295603B2 - パワーコンディショナ - Google Patents

Description

本発明は、パワーコンディショナに関し、特に、その筐体の構造に係る。

従来、特許文献１では、太陽電池とパワーコンディショナとの間に介装される集電箱の構造について提案されている。この集電箱においては、箱状の筐体と、その前面開口を遮蔽するフロントカバーとに加え、筐体内に設置される各種の電力変換回路の前面側を略全面にわたり覆う保護カバー（同文献の段落００５０、図１の符号１７参照）を備え、かかる保護カバーを筐体に対しネジ止めして内部の各種の電力変換回路を保護した上で、フロントカバーで蓋をするようにしている。

特開２０１２−２４４７６９号公報

ところで、パワーコンディショナにおいては、外部からの多数本の各種配線（交流配線や直流配線等）を筐体内部に引き込んで接続させるための端子台が筐体に設けられている。このような端子台が設置された空間には、各種の配線が外部から引き込まれるため、虫等の異物の侵入のおそれがあり、侵入した虫等やその死骸の接触による電力変換回路への悪影響を排除するために，虫等の侵入防止を図る必要がある。この点について、特許文献１で提案された如き保護カバーをたとえ設けたとしても、筐体に各種配線を通すための孔（同文献の図２の符号１９，２０や図５参照）が貫通形成され、この孔を通して各種配線が保護カバーの内側にある電力変換回路が設置された空間まで引き込まれる構造になっているため、その各種配線を通すための孔を通して電力変換回路の設置空間に対する虫等の侵入のおそれが懸念される。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各種配線を接続するための配線接続部が設けられた配線領域から，各種の電力変換回路が設置された電力変換領域への虫等の異物の侵入防止を図り得るパワーコンディショナを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、筐体と、入力電力を所定の出力電力に変換するための電力変換部と、外部から引き込まれた配線を前記電力変換部に対し接続するための配線接続部とを備え、これら電力変換部及び配線接続部が前記筐体内に配設されているパワーコンディショナを対象にして、次の特定事項を備えることとした。すなわち、前記配線接続部が設けられた配線領域から前記電力変換部が収容された電力変換領域への虫等の異物の侵入を防止するために、前記電力変換領域と前記配線領域との間を区画して仕切るように配設されるカバー部材を備える。そして、押圧操作により操作される操作部が前面側に設けられた操作基台を備える一方、前記カバー部材は合成樹脂素材により形成されその一部が折曲されて突出する舌片部を備え、操作基台が、操作部が筐体から前方に臨んで配設され、かつ、操作基台の後面側が筐体に対し間にカバー部材の舌片部を挟んだ状態で取り付けられるようにすることとした（請求項１）。

本発明の場合、配線接続部での配線接続作業のために外部から各種配線を引き込む際に、配線領域に虫等がたとえ侵入したとしても、配線領域と電力変換領域との間がカバー部材により区画されて仕切られているため、配線領域から電力変換領域への虫等の侵入が確実に防止されて虫等の侵入防止が確実に図られる。そして、このようなパワーコンディショナにおいて、寸法誤差や経年使用による緩みの発生により若干のがたつきがたとえ生じたとしても、間に合成樹脂製の舌片部を挟んだ状態になっているため、操作部に対し押圧操作が行われた場合でも金属同士の衝突音等のがたつき音が発生することはない。又、操作基台を全体的に固定しなくても一部位置でのネジ止め固定手法を採用したとしても、合成樹脂製の舌片部を介装させることにより、前記のがたつき音等の不都合を発生させることなく維持させ得るため、ネジ本数の削減等の部品点数の軽減化を図り得る。

本発明のパワーコンディショナにおいて、筐体として、筐体本体と、この筐体本体の前面開口部を覆う前面カバーとを備えたものとし、カバー部材として、前記前面カバーの内面に当接するように前記筐体本体に対し取り付けられたものとすることができる（請求項２）。このようにすることにより、フロントカバー（前面カバー）を取り付けた状態では、その内面とカバー部材とが互いに当接して配線領域と電力変換領域とが互いに遮断されるため、本発明の作用を確実に実現させることが可能になる。

さらに、本発明のパワーコンディショナにおいて、カバー部材として、所定形状の単一の合成樹脂製シート素材を折り曲げ加工することにより一体に形成することができる（請求項３）。このようにすることにより、隙間発生の可能性を極力排除して虫等の侵入防止がより一層図られる上に、製造負担の軽減化も図られる。

以上、説明したように、本発明のパワーコンディショナによれば、配線接続部での配線接続作業のために外部から各種配線を引き込む際に、配線領域に虫等がたとえ侵入したとしても、配線領域と電力変換領域との間をカバー部材により区画して仕切るようにしているため、配線領域から電力変換領域への虫等の侵入を確実に防止することができ、虫等の侵入防止を確実に図ることができる。そして、このようなパワーコンディショナにおいて、寸法誤差や経年使用による緩みの発生により若干のがたつきがたとえ生じたとしても、間に合成樹脂製の舌片部を挟んだ状態になっているため、操作部に対し押圧操作が行われた場合でも金属同士の衝突音等のがたつき音を発生させることはない。又、操作基台を全体的に固定せずに一部位置でのネジ止め固定手法を採用したとしても、合成樹脂製の舌片部を介装させることにより、前記のがたつき音等の不都合を発生させることなく固定状態を維持させることができるため、ネジ本数の削減等の部品点数の軽減化を図ることができる。

図１（ａ）は本発明の実施形態に係るパワーコンディショナの正面側から見た斜視図であり、図１（ｂ）は同パワーコンディショナの背面側から見た斜視図である。 図１のパワーコンディショナのフロントカバーを取り外した状態の正面側から見た分解斜視図である。 図２のパワーコンディショナの内部から配線カバー、表示部、防虫シートを取り外した状態の正面側から見た分解斜視図である。 配線カバーを配線接続部に対し装着するための第１ステップの手順を示す部分拡大斜視図である。 配線接続部及び取り外された配線カバーを筐体の底面側から見た部分拡大底面説明図である。 配線接続部及び取り外された配線カバーを筐体の右側面側から見た部分拡大側面説明図である。 図７（ａ）は防虫シートの斜視図であり、図７（ｂ）は別の方向から見た防虫シートの斜視図である。 防虫シートを形成するためのシート素材について略展開状態にして示す斜視図である。 右側面側から見た配線カバー及びフロントカバーを取り付けた状態を一部切り欠き状態で示す部分拡大側面図である。 フロントカバーを外した状態で前面側から見た部分拡大正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナの外観を示す斜視図である。このパワーコンディショナは、例えば太陽光発電部を商用電力系統に接続するために用いられるものであり、その背面側（図１（ｂ）参照）が屋内又は屋外の壁面に対し壁掛け状態で設置されるようになっている。本実施形態では屋内設置タイプを示しており、屋外設置タイプの場合には雨等に対する対策がさらに施されることになる。以下の説明では壁掛け状態（図１（ａ）の状態）を基準にして上下、左右又は前後を用いて説明する。

前記パワーコンディショナは所定の厚みを有し正面視で矩形の全体形状を有する筐体１を備えている。筐体１の背面には前記設置対象の壁面を貫通して配線される各種配線を内部に引き込むための背面開口部１１（図１（ｂ）参照）が明けられている。筐体１は、図２にも示すように、筐体本体２と、前面開口部を覆うフロントカバー（前面カバー）３とを備えている。筐体本体２は配線カバー４を備え、配線カバー４が筐体本体２に対し装着された状態で全体形状が矩形になるように構成されている。具体的には、筐体本体２は、天壁２１、右側壁２２、左側壁２３、底壁２４及び後述の区画壁５０等から周囲の枠体２０が構成され、この枠体２０と、背面壁２５とから前面が開口された箱状に構成されている。筐体本体２の周方向の一部、具体的には右下の隅角部が区画壁５０により内側に凹むように区画されて配線接続部５（図２，図３参照）が形成され、断面形状がＬの字状の前記配線カバー４を取り付けることで、この配線接続部５が区画されかつ周囲から遮蔽されて保護されるとともに、筐体本体２の全体形状が矩形になるように構成されている。かかる配線接続部５として設定された領域（空間）を配線領域Ｒ２（図２参照）と呼ぶ。又、筐体本体２の内部には、パワーコンディショナとしての機能を果たすために通常備えるべき機器類が内装されている。例えば、前記太陽光発電部から供給される発電電力を整流・昇圧して出力するコンバータや、このコンバータの出力を商用電力系統に系統連系する交流電力に変換して出力するインバータなどにより構成された電力変換部Ｅ（図２にのみ示す）が筐体本体２内に設置されており、かかる電力変換部Ｅが収容されている領域（空間）を電力変換領域Ｒ１と呼ぶ。なお、図面では電力変換部Ｅ等の機器類の詳細についての図示は省略している。

ここで、フロントカバー３や配線カバー４はいずれも着脱可能に構成されているが、フロントカバー３は、筐体本体２に配線カバー４が取り付けられた状態で双方の前面を覆うようになっており、フロントカバー３を外さなければ配線カバー４を着脱できないようになっている。つまり、配線カバー４を単独では外せないようにすることにより、配線カバー４が誤って又は意図せずに外されることのないようにしている。

そして、前記電力変換領域Ｒ１と 配線領域Ｒ２との間には、これらの間を遮断して仕切るように、カバー部材としての防虫シート６（図２，図３参照）が設けられている。すなわち、配線接続部５の上側及び一側には逆Ｌの字状の防虫シート６が前方に突出するように取り付けられており、フロントカバー３を取り付けることにより、フロントカバー３の内面（裏面）に当接して配線領域Ｒ２（配線接続部５側の空間）と、電力変換領域Ｒ１（筐体本体２の内部側の空間）とを区画して遮断するようになっている。かかる防虫シート６の詳細については後述する。そして、図中の符号７は表示モニター７１や押圧操作することで各種操作を行い得る操作部７２等を含む操作基台であり、操作基台７は後面側が筐体本体２に固定された状態でその表示モニター７１や操作部７２がフロントカバー３の窓部３１から外部に臨むようにされている。

配線カバー４は、図４に示すように、側板部４１と、底板部４２とで断面形状がＬの字状に形成されたもので、側板部４１の上端縁から上方に突出する係合爪４３と、底板部４２の端縁位置から上方に突出する２つの係合片４４，４４とを備えている。図４中の符号４２１（図５も併せて参照）は周囲を切り込み線（弱線）で区画した孔明け可能部であり、背面開口部１１（図１（ｂ）参照）を通しての各種配線の引き込みの他に、例えばマイナスのドライバでこじることにより底板部４２から孔明け可能部４２１を切り離せば、底面側からも各種配線を配線接続部５に引き込むための貫通孔が形成されるようになっている。又、図中の符号４２２はフロントカバー３の縁部が外嵌するための段差部であり、符号４２３はフロントカバー３と結合させるためのネジ穴である。

一方、配線接続部５は、図５及び図６に示すように、筐体本体２の右側壁２２の下端から水平方向に延びる天壁部５１と、底壁２４の右端から上方に立ち上がる立上壁５２とからなる逆さＬの字状の区画壁５０によって区画された空間である。この配線接続部５の天面側（天壁部５１の前端側）には端子台８１やコネクタ類８２が設置されており、配線接続部５内に各種配線（直流配線，交流配線等）を引き込んで端子台８１やコネクタ類８２との接続作業が可能となっている。そして、天壁部５１の右側壁２２側の所定位置には、配線カバー４の係合爪４３が入り込んで係合可能な係合スリット５３が形成される一方、立上壁５２の下端側位置には配線カバー４の係合片４４，４４と係合可能な前後２つの係合片５４，５４（図４も併せて参照）が配線接続部５の空間内方に向けて突出するように形成されている。ここで、各係合片５４はいわゆる精密板金加工手法により立上壁５２と一体に形成されたものである。すなわち、係合片５４の形成手法について具体的に説明すると、まず、立上壁５２を形成するための薄板材料（板金）の所定位置において矩形形状部分５４１（図６参照）から係合片５４の形状部分５４２を除いた残余の部分５４３を打ち抜きにより切り落とし、次に、残った形状部分５４２を曲げにより直角に折り曲げることにより、立上壁５２から右方に突出する係合片５４が形成される。この結果、立上壁５２には矩形形状部分５４１に相当する大きさの加工穴５２１が残ることになる。

ここで、配線カバー４の係合爪４３と、区画壁５０側の係合スリット５３との関係について説明すると、係合スリット５３は係合爪４３の前後方向全長よりも前後方向に所定量長く設定された長さと、係合爪４３の板厚に対応する幅とを備え、かつ、係合爪４３の溝間隙Ｋ１（図６参照）が係合スリット５３を形成している天壁部５１の板厚に対応するように設定されている。そして、係合爪４３が係合スリット５３内に装入された後に、配線カバー４を奥方（後方）に移動させることで溝間隙Ｋ１間に係合スリット５３のスリット縁が入り込んで互いに係合されることにより、配線カバー４を上下・左右への移動を阻止した状態に位置固定するようになっている。この位置固定された状態（装着状態）では、それと同時に、次に説明する配線カバー４側の各係合片４４と区画壁５０側の各係合片５４とが互いに係合して配線カバー４の上下・左右への移動を阻止した状態になるようになっている。

又、配線カバー４側の各係合片４４と、区画壁５０側の各係合片５４との関係について説明すると、各係合片４４は溝部４４１と、所定の大きさの遮蔽部４４２とからなり、溝部４４１の溝間隙Ｋ２（図６参照）が立上壁５２の係合片５４の板厚に対応するように設定される一方、立上壁５２の係合片５４の溝間隙Ｍ（図５参照）が配線カバー４側の係合片４４の板厚に対応するように設定されている。又、前記遮蔽部４４２の大きさは次のように設定されている。すなわち、遮蔽部４４２の大きさは、配線カバー４側の係合片４４の溝部４４１内に立上壁５２側の係合片５４の溝部が互いに交差した状態で入り込んで係合することにより、配線カバー４が上下・左右への移動が阻止された装着状態になり、同時に、遮蔽部４４２が前記の加工穴５２１を覆って塞いだ状態になるように設定されている。

防虫シート６について詳細に説明すると、防虫シート６は、区画壁５０（図５，図６参照）を構成する天壁部５１の前端側に前方に突出するように配設される第１シート片６１と、立上壁５２の前端側から前方に突出するように配設される第２シート片６２とで逆Ｌの字状に形成されたものである。防虫シート６は、その詳細形状について図７に示すように、第１シート片６１にはコネクタ８２を挿通配置させるための孔６１１，６１１，…と、端子台８１及びコネクタ８２の支持部５５（図９参照）に載置してネジ６０により固定するためのネジ穴６１２と、端子台８１を配設するための凹部６１３とが形成されている。一方、第２シート片６２は、立上壁５２の前端縁に跨がせた状態で係合させるための係合片部６２１，６２１と、矩形状の１辺を残し他の３辺に切り込み線を入れて外方に折り曲げることにより外側に突出させた舌片部６２２と、舌片部６２２の形成のために切り欠いた切り欠き穴６２３を塞ぐために切り欠き穴６２３に差し込まれる差し込み片部６２４とを備えている。このような防虫シート６は、図８に略展開状態の例を示すように、所定形状の単一の合成樹脂製シート素材６ａを、例えば一点鎖線の矢印の向きに折り曲げ加工することにより一体に形成されるようになっている。そして、舌片部６２２を押し曲げて突出させ、差し込み片部６２４を切り欠き穴６２３に差し込んで塞いだ状態にすれば、完成する。

防虫シート６及び操作基台７の組み付け手順について説明すると、防虫シート６を先ず取り付けてから、操作基台７の取り付けを行う。防虫シート６は、第２シート片６２の一方の係合片部６２１を立上壁５２の前端縁を挟んで一側、他方の係合片部６２１を他側に配設し、立上壁５２の前端縁に跨がるようにして係合させる。併せて、第１シート片６１を支持部５５に載置させてネジ６０（図３参照）でネジ止めして筐体本体２側に固定する。このように防虫シート６を配設することにより、図１０に示すように、舌片部６２２が電力変換領域Ｒ１側の筐体本体２を構成する支持杆２６の前面に配設されることになると共に、フロントカバー３を取り付ければ、後述の如く、そのフロントカバー３の内面が第１シート片６１の前端縁６１０及び第２シート片６２の前端縁６２０と互いに当接することになるように形状設定されている。

舌片部６２２が支持杆２６の前面に配設された状態で、操作基台７の取り付けを行う。操作基台７の前面側の下端縁を筐体本体２の底壁２４の前端縁に、操作基台７の背面側の上端縁を前記支持杆２６の舌片部６２２に、それぞれ当接させた状態で、前記操作基台７の前面側の下端縁に対しネジ７３，７３（図３参照）をねじ込んで筐体本体２に固定する。これにより、操作基台７はその下端縁においてネジ止めにより固定され、上端縁側は未固定の片持ち固定状態になるが、その上端縁は間に舌片部６２２を挟み込んだ状態で支持杆２６に対し押し付けられた状態になる（図１０参照）。このため、前面側から操作部７２に対し押圧操作が行われた場合でも操作基台７は適切に固定状態を維持する上に、経年使用により若干のがたつきがたとえ生じたとしても、間に合成樹脂製の舌片部６２２を挟んだ状態になっているため、金属同士の衝突音等のがたつき音が発生することはない。

次に、パワーコンディショナの設置時の配線接続の手順を説明すると、設置対象である所定位置の屋内壁面に対し筐体本体２の背面壁２５を取り付けることでパワーコンディショナを壁掛け状態に固定する。この取り付けの際には、背面開口部１１（図１（ｂ）参照）が、各種配線が貫通配置されている屋内壁面の配線孔に臨むように位置合わせする。なお、設置対象の屋内壁面と前記背面壁２５との間に図示省略の取り付けプレートを介装させるようにすることもできる。パワーコンディショナを設置対象の壁面に固定した後に、各種配線の接続作業を行う。このために、まず、パワーコンディショナのフロントカバー３を外し（図２参照）、次に、配線カバー４を外し（図３，図４参照）、その上で各種配線を配線接続部５に引き込んで端子台８１やコネクタ類８２と接続する。接続作業が完了すれば、配線カバー４を装着した後、フロントカバー３を取り付けることで設置作業が完了する。以下、配線カバー４の着脱手順について、特に外した状態から装着する手順について詳細に説明する。装着する手順の逆の操作を行えば，配線カバー４を外すことができる。

まず、図４に示すように、第１ステップとして、配線カバー４を配線接続部５の下方位置でかつ所定量だけ前方にずれた位置に持って行き、その位置から上方（図４の矢印Ｕの方向）の配線接続部５に向けて押し上げる。これにより、配線カバー４の係合爪４３を係合スリット５３内に装入させる一方、係合片４４と係合片５４とを係合前の状態に位置付ける。次に、第２ステップとして、第１ステップ終了状態の配線カバー４を奥方（後方）に押し込む。これにより、係合スリット５３のスリット縁が係合爪４３に入り込んで係合されると同時に、係合片５４，５４の溝部が係合片４４，４４の溝部４４１内に入り込んで互いに係合されて、配線カバー４は上下方向にも左右方向にも後方にも移動が阻止された装着状態（図９に示す状態）に至ることになる。装着状態になれば、係合片４４，４４の各遮蔽部４４２が立上壁５２の加工穴５２１を覆って塞いだ状態になり、配線接続部５内に虫がたとえ入り込んだとしても、加工穴５２１を通して配線接続部５の側から区画壁５０で仕切られた筐体本体２の内部への虫の侵入を確実に阻止することができるようになる。加えて、装着状態になれば、配線カバー４の側板部４１は筐体本体２の右側壁２２と面一となり、配線カバー４の底板部４２は筐体本体２の底壁２４と面一となり、全体形状は筐体本体２と配線カバー４とによって矩形となると共に、外観上の見栄えも良くなる。

そして、配線カバー４を装着状態にした上で、フロントカバー３を被せて配線カバー４のネジ孔４２３他にネジ止めすることにより、設置作業は完了する。この状態では、図９に示すように、フロントカバー３の内面が、防虫シート６の第１シート片６１の前端縁６１０と、第２シート片６２の前端縁６２０とに当接し、これにより、電力変換領域Ｒ１と配線領域Ｒ２との間が互いに区画されて遮断されることになる。しかも、防虫シート６は合成樹脂製のシート素材により形成されて弾力性を備えているため、フロントカバーの寸法誤差や経年使用に伴う変形等が生じたとしても、それらを吸収して前記の電力変換領域Ｒ１と配線領域Ｒ２との間を遮断状態に維持し得ると共に、異音の発生もない。以上により、配線領域Ｒ２に対し配線接続作業の際や背面開口部１１から虫等が侵入したとしても、配線領域Ｒ２から電力変換領域Ｒ１への虫等の侵入を確実に防止することができるようになる。

＜他の実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、配線接続部５を筐体本体４の隅角部を凹ませた形状に区画して形成し、これに併せて配線カバー４をＬの字状のもので構成して、筐体本体２と配線カバー４とで全体形状が矩形になるようにしているが、これに限らず、配線接続部の空間を筐体本体の周囲の枠体を構成する天壁、右側壁、左側壁、底壁のいずれかの途中部分を内方側に凹むように区画して配線接続部を形成し、この配線接続部を覆うための配線カバーを平らな平面形状のもので構成するようにしてもよい。この場合にはその平面形状の配線カバーの両側端位置からそれぞれ前記実施形態の係合片４４と同様構成の係合片が突出するように形成すればよい。

又、前記実施形態では、防虫シート６を設置し、配線カバー４の係合片４４の遮蔽部４４２により加工穴５２１を覆って塞ぐことで虫の侵入防止を図っているが、虫の侵入防止を目的とすることから、隙間の残留を完璧に排除するものでなくても、虫の侵入を防止し得る程度に実質的に覆う大きさとすることができる。もちろん隙間の残留を完璧に排除して完全に遮断することが望ましいが、虫侵入防止のために内外方向に開口する穴のサイズの上限値（例えば３ｍｍ）が何らかの基準で定められていれば、その上限値よりも小さい隙間等が残ることを許容する程度の大きさや形状設定等にすることもできる。

さらに、防虫シート６として合成樹脂製のものを示したが、舌片部６２２による緩衝効果を期待するには合成樹脂製又はゴム製のものが望ましいが、虫等の侵入防止のためだけであれば、これに限らず、金属製のもので構成することができる。

１ 筐体
２ 筐体本体
３ フロントカバー（前面カバー）
５ 配線接続部
６ 防虫シート（カバー部材）
６ａ 合成樹脂製シート素材
７ 操作基台
３１ 窓部
７２ 操作部
６２２ 舌片部
Ｅ 電力変換部
Ｒ２ 配線領域
Ｒ１ 電力変換領域

Claims (3)

1. 筐体と、入力電力を所定の出力電力に変換するための電力変換部と、外部から引き込まれた配線を前記電力変換部に対し接続するための配線接続部とを備え、これら電力変換部及び配線接続部が前記筐体内に配設されているパワーコンディショナにおいて、
   前記配線接続部が設けられた配線領域から前記電力変換部が収容された電力変換領域への虫等の異物の侵入を防止するために、前記電力変換領域と前記配線領域との間を区画して仕切るように配設されるカバー部材を備え、
   押圧操作により操作される操作部が前面側に設けられた操作基台を備える一方、前記カバー部材は合成樹脂素材により形成され一部を外方に突出させて舌片部が形成され、
   前記操作基台は、前記操作部が前記筐体から前方に臨んで配設され、かつ、前記操作基台の後面側が前記筐体に対し間に前記舌片部を挟んだ状態で取り付けられている、
   ことを特徴とするパワーコンディショナ。
2. 請求項１に記載のパワーコンディショナであって、
   前記筐体は、筐体本体と、この筐体本体の前面開口部を覆う前面カバーとを備え、
   前記カバー部材は、前記前面カバーの内面に当接するように前記筐体本体に対し取り付けられている、パワーコンディショナ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のパワーコンディショナであって、
   前記カバー部材は、所定形状の単一の合成樹脂製シート素材を折り曲げ加工することにより一体に形成されている、パワーコンディショナ。

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