JP6364741B2 - ユニット収納装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体電力変換装置の構成要素となる回路ユニットを収納するためのユニット収納装置に関するものである。

半導体電力変換装置には、複数の回路ユニットを組み合わせて所望の機能を有するように構成されたものがある。それぞれの回路ユニットは、個別のユニット筐体の内部に回路構成部品を収納することによって構成されている。ユニット筐体は、半導体電力変換装置の支持フレームに対して着脱可能となるように構成されている。この種の半導体電力変換装置では、対象となる回路ユニットのみを支持フレームから取り外して点検したり、交換することができ、保守点検作業を容易に行うことが可能である（例えば、特許文献１参照）。

回路ユニットの交換作業にあたっては、通常、ユニット収納装置に収納された回路ユニット及び台車が用いられる。ユニット収納装置は、回路ユニットを収納するための架台である。ユニット収納装置Ａとしては、例えば、図８−１及び図８−２に示すように、金属製のフレームによって構成したケージＡ１と、ケージＡ１の底面に設けられたレール部材Ａ２とを備えたものが提供されている。台車Ｃは、回路ユニットＢを載置するための載置台Ｃ１を備えており、載置台Ｃ１の下面に設けられた車輪Ｃ２を介して走行することが可能である。

これらユニット収納装置Ａ及び台車Ｃを用いて半導体電力変換装置の回路ユニットＢを交換する場合には、まず、載置台Ｃ１が空の台車Ｃを半導体電力変換装置（図示せず）において交換対象となる回路ユニットＢに対応した位置に配置する。この状態から、半導体電力変換装置の支持フレームから回路ユニットＢを引き出すように移動させて台車Ｃの載置台Ｃ１に載せ替える。

その後、図８−２に示すように、台車Ｃをユニット収納装置Ａまで走行させ、ケージＡ１において空のレール部材Ａ２に対応した位置に配置する。この状態から、台車Ｃの載置台Ｃ１に載置させた回路ユニットＢを移動させてユニット収納装置Ａのレール部材Ａ２に載せ替え、図８−１に示すように、ケージＡ１の奥方に移動させて収納させる。

次いで、空となった台車Ｃを移動させ、交換用の回路ユニットＢが収納されたレール部材Ａ２に対応した位置に配置する。この状態から、ユニット収納装置Ａに収納してあった交換用の回路ユニットＢをケージＡ１の前方に引き出して載置台Ｃ１に載せ替える。さらに、台車Ｃを半導体電力変換装置まで移動させ、回路ユニットＢを収納させる位置に配置する。この状態から、回路ユニットＢを支持フレームの内部に移動させれば、回路ユニットＢが支持フレームに収納され、交換作業が終了する。

特開２００２−２７１９２１号公報

ところで、回路ユニットＢを載せ替える作業は、交換作業を煩雑化する要因となるばかりでなく、回路ユニットＢを落下させる機会ともなり得るため、できるだけ少ないことが望ましい。しかしながら、図８−１及び図８−２に示したユニット収納装置Ａを適用した場合には、１つの回路ユニットＢの交換が終了するまでに回路ユニットＢを４回載せ替える必要がある。すなわち、上述のユニット収納装置Ａでは、半導体電力変換装置の支持フレームから台車Ｃに回路ユニットＢを載せ替える作業と、台車Ｃに載置させた回路ユニットＢをユニット収納装置Ａのレール部材Ａ２に載せ替える作業と、レール部材Ａ２に載置された交換用の回路ユニットＢを台車Ｃに載せ替える作業と、台車Ｃに載置させた回路ユニットＢを半導体電力変換装置の支持フレームに載せ替える作業が必須となる。

本発明は、上記実情に鑑みて、回路ユニットを交換する際の作業を容易化することのできるユニット収納装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るユニット収納装置では、回路ユニットを載置される台車と、外郭を構成するケージとを分割構成とした。ケージには、載置台に回路ユニットを載置させた状態で台車の出し入れが可能となるように搬入出用開口を設け、さらにケージに対して台車を着脱可能に固定できるように台車固定手段を設けた。

台車には、載置台に回路ユニットが載置された場合に回路ユニットと載置台との間を着脱可能に固定する載置台用ユニット固定手段を設けることが好ましい。載置台用ユニット固定手段としては、例えば、載置台から上方に向けて突設した一対の支持支柱と、一対の支持支柱の上端部間を連結するように設けた横桟部材とを備え、横桟部材を介して回路ユニットを載置台に固定するものを適用することが可能である。また、載置台に載置された回路ユニットとケージとの間を着脱可能に固定するケージ用ユニット固定手段を設けることがさらに好ましい。さらに、台車に対して回路ユニットを載せ替える作業を容易化するため、回路ユニットの移動を案内する側方ガイド部材を載置台の両側に設けることが好ましい。

ケージは、複数の台車を並設した状態で収納可能、かつ搬入出用開口を介して台車を個別に出し入れ可能となるように構成することが可能である。この場合、ケージ用ユニット固定手段としては、並設された複数の台車を同時にケージに固定するものを適用することが可能である。

本発明によれば、ケージに対して台車を出し入れすることができるように構成したため、台車の載置台に載置させた回路ユニットをケージに収納する際には回路ユニットを載せ替える作業が不要となり、回路ユニットを交換する際の作業を容易化することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態であるユニット収納装置において回路ユニットを載置した台車をケージの内部に収納した状態の斜視図である。 図２は、図１に示したユニット収納装置の断面側面図である。 図３は、図１に示したユニット収納装置において台車固定手段を取り外した状態の分解斜視図である。 図４は、図１に示したユニット収納装置においてケージから台車を引き出した状態の分解斜視図である。 図５は、図１に示したユニット収納装置においてケージからすべての台車を引き出した状態の分解斜視図である。 図６は、図１に示したユニット収納装置を適用して回路ユニットの交換を行う半導体電力変換装置の正面図である。 図７は、図６に示した半導体電力変換装置に対する回路ユニットの交換作業を示す分解斜視図である。 図８−１は、従来のユニット収納装置においてケージに回路ユニットを収納した状態の斜視図である。 図８−２は、図８−１に示したユニット収納装置において台車に回路ユニットを載置させた状態の斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係るユニット収納装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１〜図５は、本発明の実施の形態であるユニット収納装置を示したものである。ここで例示するユニット収納装置１は、図６及び図７に示すように、半導体電力変換装置１００の構成要素となる回路ユニット１０１を収納対象とするものである。半導体電力変換装置１００の回路ユニット１０１は、図には明示していないが、個別のユニット筐体１０１ａの内部にそれぞれ回路構成部品（図示せず）を収納することによって所望の機能を有するように構成されたものである。ユニット筐体１０１ａは、直方体状を成すもので、半導体電力変換装置１００の支持フレーム１０２に対して着脱可能となるように構成されている。本実施の形態では、図７に示すように、左右の幅寸法ｄに対して、奥行き寸法ｅがほぼ２．５倍、高さ寸法ｆがほぼ５倍となるように構成したユニット筐体１０１ａを例示している。以下においては便宜上、図７中に示す回路ユニット１０１において、手前側に位置する幅の狭い面を正面、正面に平行となる後方側の面を背面と称して説明を行う。

回路ユニット１０１を収納するユニット収納装置１は、台車１０を備えている。台車１０は、図３〜図５に示すように、半導体電力変換装置１００の支持フレーム１０２に搭載される際の姿勢のまま、回路ユニット１０１を載置して搬送するためのものである。本実施の形態で適用する台車１０は、平面視が矩形状を成す載置台１１の下面四隅に車輪１２を設けることにより、走行可能となるように構成してある。載置台１１の上面は、回路ユニット１０１の下面よりも大きな矩形状で、平坦に形成してある。この載置台１１の上面には、一対の支持支柱１３、一対の側方ガイド部材１４及び一対の固定ブラケット１５が設けてある。

支持支柱１３は、載置台１１の一方の端部（以下、支持支柱１３を設けた部分を載置台１１の基端部と称する）の両隅からそれぞれ鉛直上方に向けて突出した角柱状の部材である。支持支柱１３の突出寸法は、回路ユニット１０１の高さ寸法ｆとほぼ同じとなるように設定してある。支持支柱１３の上端部には、互いの間を連結するように横桟部材１３ａが設けてある。横桟部材１３ａは、載置台１１の上面に回路ユニット１０１を載置させた場合に回路ユニット１０１を載置台１１に固定させるための載置台用ユニット固定手段を構成するもので、図には明示していないが、取付ネジｓを挿通させるためのネジ挿通孔を有している。この横桟部材１３ａは、載置台１１の上面に回路ユニット１０１を載置させた場合に、回路ユニット１０１の正面上端部に当接するように設けてある。

側方ガイド部材１４は、載置台１１の中間部両側縁から鉛直上方に向けて突出したガイド支柱部１４ａと、ガイド支柱部１４ａの上端から載置台１１の他方の端部（以下、支持支柱１３を設けた部分を載置台１１の先端部と称する）に向けてほぼ水平に突出した水平ガイド部１４ｂとを有したものである。側方ガイド部材１４のガイド支柱部１４ａは、支持支柱１３に対して１／２以下の高さを有するように構成してある。水平ガイド部１４ｂは、それぞれの突出端部が支持支柱１３の中間部に連結している。載置台１１の一方の側縁に設けた側方ガイド部材１４と他方の側縁に設けた側方ガイド部材１４との間には、回路ユニット１０１を配置することのできるスペースが確保してある。

固定ブラケット１５は、横桟部材１３ａと同様、載置台用ユニット固定手段を構成するもので、載置台１１の基端部及び先端部に配設してある。個々の固定ブラケット１５は、台固定片１５ａ及びユニット固定片１５ｂを有したもので、台固定片１５ａを介して載置台１１に取付ネジｓを螺合させることにより、載置台１１に対して着脱可能となるように取り付けてある。ユニット固定片１５ｂは、載置台１１の上面からそれぞれ上方に向けて突出した平板状部材であり、互いの間に回路ユニット１０１の奥行き寸法ｅに相当する隙間を確保して設けてある。図には明示していないが、ユニット固定片１５ｂには、取付ネジｓを挿通させるためのネジ挿通孔が設けてある。

一方、ユニット収納装置１は、ケージ２０を備えている。ケージ２０は、複数の金属製フレーム要素を組み合わせることによって枠状に構成したものである。より具体的には、上部前方フレーム要素２１ａ、上部後方フレーム要素２１ｂ及び一対の上部側方フレーム要素２１ｃを組み合わせることによってケージ２０の上部矩形枠２１が構成してある。上部矩形枠２１の下面四隅部には、それぞれ上下方向に延びる支柱フレーム要素２２の上端部が連結してある。支柱フレーム要素２２の下端部間には、下部後方フレーム要素２３ａ及び一対の下部側方フレーム要素２３ｂが設けてある。図３〜図５からも明らかなように、ケージ２０の前面については、下部フレーム要素を省略することによって搬入出用開口２４が構成してある。搬入出用開口２４は、上述した台車１０を走行した状態で出し入れを可能とするものである。本実施の形態では、同一の構成を有した２台の台車１０を互いに並設した状態で収納することのできるように搬入出用開口２４が構成してある。

さらに、ユニット収納装置１のケージ２０には、ユニット連結部材（ケージ用ユニット固定手段）２５及び一対の台車固定部材（台車固定手段）２６が設けてある。ユニット連結部材２５は、ケージ２０の後方側に位置する一対の支柱フレーム要素２２の上端部間に取り付けたものである。このユニット連結部材２５は、回路ユニット１０１を載置させた状態で台車１０をケージ２０の内部に収納させた場合に、図２に示すように、回路ユニット１０１の背面上端部に当接するように設けてある。台車固定部材２６は、ケージ２０の前方側に位置する一対の支柱フレーム要素２２の相互間に掛け渡すように上下に配設してある。これらの台車固定部材２６は、取付ネジｓを締結、弛緩させることにより、ケージ２０の前面に対して着脱することが可能である。図には明示していないが、台車固定部材２６には、ケージ２０に台車１０が収納されている場合に、それぞれの支持支柱１３の前面に対向する部位に取付ネジｓを挿通させるためのネジ挿通孔が設けてある。

上記のように構成したユニット収納装置１は、図１及び図２に示すように、予めケージ２０の内部に台車１０を２台収納させた状態で、回路ユニット１０１の交換が必要となる半導体電力変換装置１００の近傍に搬送される。この場合、一方の台車１０には、交換用の回路ユニット１０１を載置させ、もう一方の台車１０は空にした状態でケージ２０に収納する。

回路ユニット１０１を載置した台車１０においては、上述した固定ブラケット１５及び支持支柱１３の間の横桟部材１３ａを介してユニット筐体１０１ａにそれぞれ取付ネジｓを螺合させることにより、載置台１１と回路ユニット１０１との間を固定するようにしている。また、回路ユニット１０１とケージ２０との間においては、ユニット連結部材２５を介してユニット筐体１０１ａに取付ネジｓを螺合させることによって両者を固定するようにしている。さらに、ケージ２０の前面に台車固定部材２６を取り付けるとともに、台車固定部材２６を介してそれぞれの台車１０の支持支柱１３に取付ネジｓを螺合させることにより、２台の台車１０を同時にケージ２０に固定するようにしている。

この状態においては、台車１０に対する回路ユニット１０１の相対移動が阻止され、かつケージ２０に対する台車１０の相対移動が阻止される。従って、これら回路ユニット１０１、台車１０及びケージ２０を一体物として搬送することが可能となる。尚、空の台車１０については、載置台１１の先端部及び基端部にそれぞれ固定ブラケット１５を取り付けた状態としておく。

半導体電力変換装置１００の回路ユニット１０１を交換する場合、ユニット収納装置１においては、まず、取付ネジｓを弛緩させてケージ２０及び台車１０から台車固定部材２６を取り外すとともに、ユニット連結部材２５を介して回路ユニット１０１に螺合していた取付ネジｓを弛緩させて除去する。この状態では、ケージ２０の搬入出用開口２４が開放されることになるとともに、台車１０とケージ２０との間の固定状態が解除されるため、図４及び図５に示すように、いずれの台車１０も手前に引き出せば、ケージ２０の外部に搬出することができる。ケージ２０から引き出した空の台車１０については、載置台１１の基端部側に固定ブラケット１５を取り付けた状態とし、一方、先端部側からは固定ブラケット１５を取り外した状態とする。

次いで、ケージ２０から引き出した空の台車１０を半導体電力変換装置１００において交換対象となる回路ユニット１０１に対応した位置に配置する。この場合、固定ブラケット１５を取り外した載置台１１の先端部が半導体電力変換装置１００の支持フレーム１０２に近接する向きで台車１０を配置する。この状態において半導体電力変換装置１００の支持フレーム１０２から回路ユニット１０１を引き出すように移動させれば、交換対象となる回路ユニット１０１を台車１０の載置台１１に載せ替えることができる。その際、載置台１１の両側に設けた側方ガイド部材１４がガイドとなるため、載置台１１からの脱落を招来することなく回路ユニット１０１を確実に載置台１１に移動させることが可能となる。

台車１０に回路ユニット１０１を移動させた後においては、横桟部材１３ａを介してユニット筐体１０１ａに取付ネジｓを螺合させる。さらに、載置台１１の先端部に固定ブラケット１５を取り付けた後、それぞれの固定ブラケット１５を介して取付ネジｓをユニット筐体１０１ａに螺合させて載置台１１と回路ユニット１０１との間を固定する。その後、回路ユニット１０１を載置した台車１０をユニット収納装置１のケージ２０まで走行させ、そのままケージ２０の空いている空間に搬入させる。ケージ２０の空間に搬入させた台車１０に対しては、ユニット連結部材２５を介してユニット筐体１０１ａに取付ネジｓを螺合させることによって回路ユニット１０１をケージ２０に固定しておく。

次いで、ケージ２０から交換用の回路ユニット１０１を載置した台車１０を引き出して半導体電力変換装置１００に移動させる。その後、載置台１１の先端部に取り付けてある固定ブラケット１５を取り外し、そのまま交換用回路ユニット１０１を支持フレーム１０２の内部に収納させれば、回路ユニット１０１の交換作業が終了する。

最後に、空になった台車１０をケージ２０の内部に収納し、ケージ２０の前面に台車固定部材２６を取り付け、台車固定部材２６を介してそれぞれの台車１０の支持支柱１３に取付ネジｓを螺合させれば、台車１０に対する回路ユニット１０１の相対移動が阻止され、かつケージ２０に対する台車１０の相対移動が阻止される。このため、交換対象となった回路ユニット１０１についても、台車１０及びケージ２０を一体物として搬送することが可能となる。

このように、本実施の形態のユニット収納装置１を適用した場合には、台車１０と半導体電力変換装置１００との間においてのみ回路ユニット１０１の載せ替え作業を行えば良く、台車１０の載置台１１に載置させた回路ユニット１０１をケージ２０に収納する際には回路ユニット１０１を載せ替える作業が必要ない。従って、回路ユニット１０１を交換する際の作業を容易化することが可能となる。

尚、上述した回路ユニット１０１の交換方法は、あくまでも例示のために記載したものであり、上述のものに限らない。例えば、空の台車１０及び交換用の回路ユニット１０１を載置した台車１０を同時にケージ２０から引き出して半導体電力変換装置１００まで移動させ、交換対象となる回路ユニット１０１を台車１０に載置させた後、直ちに交換用の回路ユニット１０１を半導体電力変換装置１００の支持フレーム１０２に収納させるようにすることも可能である。

また、載置台１１に昇降機構を設けるようにすれば、支持フレーム１０２に対して回路ユニット１０１が垂直方向に複数段収納される半導体電力変換装置１００に対しても適用することが可能となる。すなわち、回路ユニット１０１を一対の支持支柱１３に沿って昇降させる昇降機構を載置台１１に設ければ、この昇降機構により回路ユニット１０１を垂直方向に上昇させることで、回路ユニット１０１の高さ位置を半導体電力変換装置１００の各段の高さ位置に合致させることが可能となる。これにより、支持フレーム１０２に対して回路ユニット１０１が垂直方向に複数段収納される半導体電力変換装置１００に対しても回路ユニット１０１の交換を容易に行うことができる。

１ ユニット収納装置
１０ 台車
１１ 載置台
１３ 支持支柱
１３ａ 横桟部材
１４ 側方ガイド部材
１５ 固定ブラケット
２０ ケージ
２４ 搬入出用開口
２５ ユニット連結部材
２６ 台車固定部材
１００ 半導体電力変換装置
１０１ 回路ユニット

Claims (6)

1. 半導体電力変換装置の構成要素となる回路ユニットを収納するためのユニット収納装置であって、
   前記回路ユニットを載置する載置台を有した台車と、
   前記載置台に前記回路ユニットを載置させた状態で前記台車の出し入れが可能となる搬入出用開口を有したケージと、
   前記ケージに対して前記台車を着脱可能に固定する台車固定手段と、
   前記載置台に前記回路ユニットが載置された場合に前記回路ユニットと前記載置台との間を着脱可能に固定する載置台用ユニット固定手段と
   を備え、
   前記載置台用ユニット固定手段は、前記載置台から上方に向けて突設した一対の支持支柱と、前記一対の支持支柱の上端部間を連結するように設けた横桟部材とを備え、前記横桟部材を介して前記回路ユニットを前記載置台に固定することを特徴とするユニット収納装置。
2. 半導体電力変換装置の構成要素となる回路ユニットを収納するためのユニット収納装置であって、
   前記回路ユニットを載置する載置台を有した台車と、
   前記載置台に前記回路ユニットを載置させた状態で前記台車の出し入れが可能となる搬入出用開口を有したケージと、
   前記ケージに対して前記台車を着脱可能に固定する台車固定手段と
   を備え、
   前記ケージは、前記台車を複数並設した状態で収納可能、かつ前記搬入出用開口を介して前記台車を個別に出し入れ可能となるように構成し、
   前記台車固定手段は、並設された複数の前記台車を同時にケージに固定することを特徴とするユニット収納装置。
3. 前記載置台に載置された前記回路ユニットと前記ケージとの間を着脱可能に固定するケージ用ユニット固定手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のユニット収納装置。
4. 前記台車には、前記回路ユニットの移動を案内する側方ガイド部材が前記載置台の両側に設けてあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のユニット収納装置。
5. 前記ケージは、前記台車を複数並設した状態で収納可能、かつ前記搬入出用開口を介して前記台車を個別に出し入れ可能となるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のユニット収納装置。
6. 前記載置台には、前記回路ユニットを前記一対の支持支柱に沿って昇降させる昇降機構が設けてあることを特徴とする請求項１に記載のユニット収納装置。

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