JP6965476B1 - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

コンデンサユニット（１）は、コンデンサ（１０）と、実装面（２０Ａ）を有する板状のベース部（２０）と、係止部材（２５）とを含む。係止部材（２５）は、実装面（２０Ａ）に形成された孔に挿入される軸部と、頭部とを有する。第１ガイド部材（１１４Ａ）および第２ガイド部材は、横方向におけるベース部（２０）の第１端部および第２端部を、前後方向に沿ってそれぞれガイドする。孔は、横方向においてコンデンサと第１端部との間に位置し、かつ、前後方向において第１ガイド部材（１１４Ａ）よりも開口部（１１１）から離れた位置に配置されている。頭部が実装面に接するときの第１の係合位置において、係止部材（２５）は、第１ガイド部材（１１４Ａ）に当接する。頭部の下端の高さが第１ガイド部材（１１４）の上端の高さよりも高い第２の係合位置において、係止部材（２５）は、第１ガイド部材（１１４Ａ）との当接が解除される。

Description

本開示は、電力変換装置に関する。

特開２０１８−２０７５６３号公報（特許文献１）には、直方体形状の筐体の内部に複数のユニットが収納された電力変換装置が開示されている。複数のユニットは、複数の電力変換装置と、複数のコンデンサが収納されたコンデンサユニットと含んでいる。複数の電力変換装置およびコンデンサユニットは、筐体の上下方向に沿って、多段積みされるように配置されている。

特開２０１８−２０７５６３号公報

特許文献１に記載される電力変換装置では、コンデンサユニットの保守点検または交換の際に、筐体の前面に設けられた開口部を通じてコンデンサユニットを前方向に引き出すことにより、コンデンサユニットを筐体から取り外すことができる。

しかしながら、複数のコンデンサの各々の端子には配線部材が接続されているため、コンデンサユニットを取り外すためには、各コンデンサの端子から配線部材を外す作業が必要となる。このとき、筐体の奥側に位置するコンデンサについては、コンデンサユニットを開口部から前方の引き出した状態で配線部材を外す作業をせざるを得ず、作業中にコンデンサユニットが筐体から落下してしまう可能性が懸念される。

コンデンサユニットの落下防止の対策としては、コンデンサユニットを筐体の天井付近に収容し、天井に設けられた開口部を通じて配線部材を外す作業を行なった後に、コンデンサユニットを筐体から引き出す作業を行なう手法を採ることができる。ただし、この手法では、コンデンサユニットの配置位置が制約されるため、筐体内部における複数のユニットの配置の自由度を低下させる。また、コンデンサユニットを天井付近に配置したことによって、コンデンサに接続される配線部材の長さが長くなってしまうため、電圧または電流に重畳する高調波ノイズを増加させる可能性がある。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、コンデンサユニットの取り外し作業中にコンデンサユニットの落下を防止することができ、かつ、筐体内におけるコンデンサユニットの配置上の制約を解消することができる電力変換装置を提供することである。

本開示の一態様に係る電力変換装置は、コンデンサユニットと、筐体とを備える。筐体は、前方に向けて開口する開口部が設けられ、開口部を通じてコンデンサユニットを取り外し可能に収容する。筐体は、棚板、第１ガイド部材および第２ガイド部材を含む。棚板は、筐体の上下方向に直交して延在する板状に形成され、コンデンサユニットが載置される。第１ガイド部材および第２ガイド部材は、棚板上に設けられる。コンデンサユニットは、コンデンサと、コンデンサが実装される実装面を有する板状のベース部と、係止部材とを含む。係止部材は、実装面に形成された孔に挿入される軸部と、孔から露出する頭部とを有する。係止部材は、軸部が孔に係合する係合位置を変更することによって、上下方向における頭部の高さを変更可能に構成される。第１ガイド部材および第２ガイド部材は、上下方向に直交する横方向におけるベース部の第１端部および第２端部を、上下方向および横方向に直交する前後方向に沿ってそれぞれガイドするように構成される。孔は、横方向においてコンデンサと第１端部との間に位置し、かつ、前後方向において第１ガイド部材よりも開口部から離れた位置に配置されている。頭部が実装面に接するときの第１の係合位置において、係止部材は、第１ガイド部材に当接する。頭部の下端の高さが第１ガイド部材の上端の高さよりも高い第２の係合位置において、係止部材は、第１ガイド部材との当接が解除される。

本開示によれば、コンデンサユニットの取り外し作業中にコンデンサユニットの落下を防止することができ、かつ、筐体内におけるコンデンサユニットの配置上の制約を解消することができる電力変換装置を提供することができる。

実施の形態に従う電力変換装置の構成例を示す概略的な外観図である。 無停電電源装置の構成を示す回路図である。 コンデンサユニットの外観図である。 筐体にコンデンサユニットが収容されている状態を示す部分斜視図である。 図４のコンデンサユニットを矢印Ａ方向から見た図である。 筐体の開口部からコンデンサユニットが引き出されている状態を示す部分斜視図である。 筐体からコンデンサユニットが取り外された状態を示す部分斜視図である。 ベース部および棚板の部分概略図である。 図８（Ｂ）に示すＩＸ−ＩＸ線における断面図である。 実施の形態の変更例に従うコンデンサユニットの上面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一の符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。

［電力変換装置の構成例］
図１は、実施の形態に従う電力変換装置の構成例を示す概略的な外観図である。本実施の形態に従う電力変換装置は、代表的に無停電電源装置１００に適用することができる。無停電電源装置１００は、通常時（正常時）は、商用電源などの交流電源から供給される交流電力により、負荷（図示せず）に電力を供給する。交流電源が停電した場合には、無停電電源装置１００は、蓄電装置（図示せず）から供給される直流電力により、負荷に電力を供給する。

図１に示すように、無停電電源装置１００は、盤形状（直方体形状）の筐体１１０と、複数のユニット１〜７と、ファン８とを備える。以下の説明では、筐体１１０を正面側から見たときの左右方向をＸ軸方向とし、前後方向をＹ軸方向とし、上下方向をＺ軸方向とする。なお、＋Ｘ方向はＸ軸方向を右側に進む方向であり、−Ｘ方向は＋Ｘ方向とは反対方向である。＋Ｙ方向は無停電電源装置１００の正面から背面に向かう方向であり、−Ｙ方向は＋Ｙ方向とは反対方向である。＋Ｚ方向はＺ軸方向を上方に進む方向であり、−Ｚ方向は＋Ｚ方向とは反対方向である。

筐体１１０は、複数のユニット１〜７を収容する。筐体１１０は、−Ｙ方向に開口する開口部１１１と、開口部１１１を覆う前面カバー（図示せず）とを有する。前面カバーは、開口部１１１を開閉可能に設けられている。前面カバーには、筐体１１０の外部の空気を筐体１１０内に導入するための通風口が形成されている。

複数のユニット１〜７は、略直方体の形状を有しており、Ｚ軸方向に互いに間隔をあけて積み重ねられている。複数のユニット１〜７は、コンデンサが含まれるコンデンサユニット１と、コンデンサ以外の素子が含まれる素子ユニット２〜７とを含む。素子ユニット２〜７は、チョッパ回路２、電力変換器（以下、「コンバータユニット」とも称する）３〜５、制御装置６、および遮断器ユニット７を含む。コンデンサユニット１および素子ユニット２〜７の構成については後述する。

複数のユニット１〜７は、開口部１１１を通じて筐体１１０の外部から筐体１１０の内部に挿入される。複数のユニット１〜７の各々は、保守点検および新品への交換が容易となるように、Ｙ軸方向に挿脱可能に設けられている。

ファン８は、筐体１１０の上面に配置されている。ファン８は、筐体１１０内部の空気を吸い込み、吸い込んだ空気を筐体１１０の外部に排気する。これにより、筐体１１０の前面カバーの通気口を通じて筐体１００内部に空気が導入され、この導入された空気が複数のユニット１〜７を通過することによって、複数のユニット１〜７の放熱が促進される。複数のユニット１〜７を通過することによって暖められた空気は、筐体１１０の外部に排気される。

図２は、無停電電源装置１００の構成を示す回路図である。
図２に示すように、無停電電源装置１００は、チョッパ回路２と、コンバータユニット３〜５と、制御装置６と、ファン８と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、遮断器ＣＢ１〜ＣＢ３と、リアクトルＬ１〜Ｌ３と、スイッチＳＷとを備える。無停電電源装置１００は、蓄電装置３１と接続されている。無停電電源装置１００は、交流電源３２と三相三線式で接続され、負荷３３と三相四線式で接続されている。

コンバータユニット３〜５は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相にそれぞれ対応して設けられている。コンバータユニット３〜５の各々は、コンバータＣＮＶおよびインバータＩＮＶを有する。

交流電源３２から入力された三相交流電力は、遮断器ＣＢ１およびリアクトルＬ２を順次に介して、相ごとにコンバータユニット３〜５に入力される。コンバータユニット３〜５は、入力された三相交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を負荷３３に供給する三相交流電力に変換する。コンバータユニット３〜５は、変換した三相交流電力をリアクトルＬ３および遮断器ＣＢ３を順次に介して、負荷３３およびファン８に出力する。ファン８の入力側にはスイッチＳＷが設けられている。

無停電電源装置１００の入力側の各相は、コンデンサＣ１を介して無停電電源装置１００の出力側の中性点と接続されている。無停電電源装置１００の出力側の各相は、コンデンサＣ２を介して、無停電電源装置１００の出力側の中性点と接続されている。

蓄電装置３１は、交流電源３２の停電時に電力を供給するためのエネルギーを蓄える。交流電源３２の停電時、蓄電装置３１から出力された直流電力は、遮断器ＣＢ２およびリアクトルＬ１を順次に介してチョッパ回路２に供給される。

チョッパ回路２は、蓄電装置３１から与えられた直流電圧を昇圧して、コンバータユニット３〜５の各々の直流リンクに直流電力を供給する。蓄電装置３１を充電する場合、チョッパ回路２は、コンバータユニット３〜５の直流リンクより入力された直流電力により蓄電装置３１を充電するように動作する。

チョッパ回路２およびコンバータユニット３〜５の各々は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのスイッチング素子で構成される電気回路を有する。

制御装置６は、無停電電源装置１００全体の動作を制御する。制御装置６は、交流電源３２の停電が発生したか否かを検出し、検出結果に応じてチョッパ回路２およびコンバータユニット３〜５の動作を制御する。制御装置６はさらに、遮断器ＣＢ１〜ＣＢ３およびスイッチＳＷのオンオフを制御する。

コンデンサＣ１，Ｃ２は、図１に示すコンデンサユニット１に収納されている。リアクトルＬ１〜Ｌ３は、図示は省略するが、筐体１１０内部において、コンバータユニット３〜５が実装されている空間の背面側の空間に設置されている。遮断器ＣＢ１〜ＣＢ３は、図１に示す遮断器ユニット７に収納されている。

図１の例では、Ｗ相のコンバータユニット５の上にＶ相のコンバータユニット４が設置され、Ｖ相のコンバータユニット４の上にＵ相のコンバータユニット３が設置され、Ｕ相のコンバータユニット３の上にチョッパ回路２が設置されている。

コンデンサユニット１は、チョッパ回路２の上に設置されている。制御装置６および遮断器ユニット７は、コンデンサユニット１の上に設置されている。

なお、図１では、素子ユニット２〜７として、図２に示したチョッパ回路２、コンバータユニット３〜５、制御装置６および遮断器ユニット７が実装されている構成例を示したが、この他にも無停電電源装置１００内には、図３に示す電気回路を構成する素子および機器などが実装されている。

［コンデンサユニットの構成例］
図３は、図１に示したコンデンサユニット１の外観図である。図３の外観図は、コンデンサユニット１を筐体１１０の正面側から見た斜視図である。

図３に示すように、コンデンサユニット１は、複数のコンデンサ１０と、ベース部２０と、ヒレ部２１と、取っ手部２２と、係止部材２５とを有する。複数のコンデンサ１０は、図２に示すコンデンサＣ１，Ｃ２を含んでいる。

ベース部２０は、矩形の平板形状を有している。ベース部２０は、複数のコンデンサ１０が実装される実装面２０Ａと、Ｘ軸方向（左右方向）の端部２０Ｂ，２０Ｃと、Ｙ軸方向（前後方向）の端部２０Ｄ，２０Ｅとを有する。

複数のコンデンサ１０の各々は、円筒部と、円筒部の一端に設けられた正極端子１１および負極端子１２とを有する。コンデンサ１０は、端子１１，１２が上端に位置するように実装面２０Ａ上に実装される。

正極端子１１には配線部材１３の第１端部が接続される。負極端子１２には配線部材１４の第１端部が接続される。なお、配線部材１３の第２端部（図示せず）は交流電源３２または負荷３３とコンバータユニット３〜５とを電気的に接続する主配線に接続される。配線部材１４の第２端部（図示せず）は、無停電電源装置１００の出力側の中性点に接続される。

複数のコンデンサ１０は、実装面２０Ａ上にＸ軸方向およびＹ軸方向に整列するように配置されている。図３の例では、合計６個のコンデンサ１０がＹ軸方向に沿って３列に整列するように配置されている。以下の説明では、３列のうちの最前列（１列目）に配置される２個のコンデンサ１０を「第１コンデンサ１０Ａ」とも称し、２列目に配置される２個のコンデンサを「第２コンデンサ１０Ｂ」とも称し、最後列（３列目）に配置される２個のコンデンサ１０を「第３コンデンサ１０Ｃ」とも称する。

ベース部２０の−Ｙ方向における端部２０Ｄには、２個のヒレ部２１および取っ手部２２が設けられている。２個のヒレ部２１はＸ軸方向に離間して配置されている。取っ手部２２は、端部２０ＤのＸ軸方向の中央部分に配置されている。なお、ヒレ部２１の数は２に限定されない。取っ手部２２の数は１に限定されない。

ヒレ部２１は、平板状の形状を有しており、端部２０Ｄから−Ｙ方向に突出している。ヒレ部２１には、ヒレ部２１を厚み方向に貫通する貫通孔が形成されている。なお、貫通孔の数は１に限定されない。

取っ手部２２は、端部２０Ｄから−Ｙ方向に突き出している。作業者が取っ手部２２を＋Ｙ方向に沿って押すことにより、コンデンサユニット１を筐体１１０に挿入することができる。また、作業者が取っ手部２２を−Ｙ方向に沿って引くことにより、コンデンサユニット１を筐体１１０から取り出すことができる。

ベース部２０の＋Ｙ方向における端部２０Ｅにおいても、端部２０Ｄと同様に、取っ手部２２が設けられている。２個の取っ手部２２は運搬用の取っ手部として用いることができる。

ベース部２０には、実装面２０Ａにおいて開口している孔２４が形成されている。孔２４は、実装面２０ＡからＺ軸方向に延びている。孔２４は、実装面２０Ａが設けられた平板部分をＺ軸方向に貫通する貫通孔であってもよいし、実装面２０Ａから所定の深さで設けられた有底の孔であってもよい。

孔２４は、Ｘ軸方向においてベース部２０の端部２０Ｂとコンデンサ１０との間に位置する。孔２４が配置される位置については、より詳細に後述する。

係止部材２５は、孔２４に挿入されることにより、実装面２０Ａに取り付けられる。係止部材２５は、孔２４に挿入される軸部と、孔２４から露出する頭部とを有している。係止部材２５は、例えば、頭部２５Ａおよび雄ねじ部２５Ｂを有するボルト部材である。頭部２５Ａの直径は雄ねじ部２５Ｂの直径よりも大きい。頭部２５Ａの先端部分は、スパナを引っかけることが可能な六角形状を有している。

孔２４は、雄ねじ部２５Ｂに対応する開口形状を有しており、その内表面には、雄ねじ部２５Ｂに螺合する雌ねじ部が形成されている。雄ねじ部２５Ｂを孔２４の雌ねじ部に螺合させることにより、実装面２０Ａに係止部材２５を取り付けることができる。

係止部材２５を実装面２０Ａに取り付けた状態において、雄ねじ部２５Ｂを回転中心軸として係止部材２５を回転させることにより、雄ねじ部２５Ｂと孔２４の雌ねじ部との螺合位置が変化する。＋Ｚ方向において実装面２０Ａからの距離を「高さ」と定義すると、雄ねじ部２５Ｂと雌ねじ部との螺合位置を変化させることによって、係止部材２５の頭部２５Ａの高さを変化させることができる。

［コンデンサユニット１の取り外し方法］
次に、図４から図７を参照して、筐体１１０からコンデンサユニット１を取り外す方法について説明する。以下に説明する方法は、コンデンサユニット１を点検保守する場面またはコンデンサユニット１を新品に交換する場面において実施される。

図４は、筐体１１０にコンデンサユニット１が収容されている状態を示す部分斜視図である。図５は、図４のコンデンサユニット１を矢印Ａ方向から見た図である。

図４に示すように、コンデンサユニット１は、筐体１１０の内部に設けられた棚板１１２の上に載置されている。棚板１１２は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿う平板状に形成されている。

なお、図示は省略するが、筐体１１０の内部には、複数の棚板１１２が設けられている。複数の棚板１１２は、Ｚ軸方向に分かれて配置されている。図２に示すコンデンサユニット１および素子ユニット２〜７は、複数の棚板１１２に分かれて載置される。したがって、コンデンサユニット１の上方に配置された棚板１１２には、素子ユニット（制御装置６および遮断器ユニット７）が載置されている。

図５に示すように、コンデンサユニット１は、棚板１１２の上面に固定されている。棚板１１２は、ガイド部材１１４Ａ，１１４Ｂと、押さえ部材１１５Ａ，１１５Ｂとを有する。ガイド部材１１４Ａ，１１４Ｂおよび押さえ部材１１５Ａ，１１５Ｂは、棚板１１２の上面に取り付けられている。

ガイド部材１１４Ａ，１１４Ｂおよび押さえ部材１１５Ａ，１１５Ｂは、棚板１１２に載置されるコンデンサユニット１を棚板１１２に位置決めするための部材である。具体的には、ガイド部材１１４Ａは、ベース部２０の端部２０Ｂに対応して設けられ、ガイド部材１１４Ｂは、ベース部２０の端部２０Ｃに対応して設けられる。ガイド部材１１４Ａ，１１４Ｂは筐体１１０の開口部１１１に近接して配置されている。押さえ部材１１５Ａ，１１５Ｂは、ベース部２０の端部２０ＥをＺ軸方向に把持するように構成される。押さえ部材１１５Ａ，１１５Ｂは、Ｘ軸方向に離間して配置されている。押さえ部材の数は２に限定されない。

ガイド部材１１４Ａ，１１４Ｂおよび押さえ部材１１５Ａ，１１５Ｂによってベース部２０が棚板１１２に位置決めされた状態において、２個のヒレ部２１がボルトに代表される締結部材によって棚板１１２に締結されることにより、コンデンサユニット１は棚板１１２に固定される。

図４に示す状態において、係止部材２５は、実装面２０Ａに取り付けられている。係止部材２５の雄ねじ部２５Ｂは、実装面２０Ａに形成された孔２４に挿入されている。孔２４は、Ｙ軸方向においてガイド部材１１４Ａよりも開口部１１１から離れた位置に配置されている。このとき、係止部材２５の頭部２５Ａが実装面２０Ａに接するように、雄ねじ部２５Ｂと孔２４の雌ねじ部との螺合位置が調整されている。このときの螺合位置は「第１の係合位置」の一実施例に対応する。

図４の状態において筐体１１０からコンデンサユニット１を取り外す場合には、作業者は、コンデンサユニット１の棚板１１２への固定を解除する作業、コンデンサユニット１に含まれる複数のコンデンサ１０の端子１１，１２にそれぞれ接続される配線部材１３，１４を外す作業、およびコンデンサユニット１を筐体１１０から引き出す作業を行なう必要がある。

ただし、コンデンサユニット１の上方には素子ユニット６，７を載置した棚板１１２が存在するため、図４に示す状態において、奥側の第２コンデンサ１０Ｂおよび第３コンデンサ１０Ｃの端子１１，１２から配線部材１３，１４を外す作業は容易でない。そのため、作業者は、コンデンサユニット１を筐体１１０から引き出す作業の合間に、第２コンデンサ１０Ｂおよび第３コンデンサ１０Ｃから配線部材１３，１４を外す作業を行なわなければならない。

しかしながら、配線部材１３，１４を外す作業中にベース部２０の前後方向の重量バランスが崩れることによって、コンデンサユニット１が棚板１１２から落下してしまう可能性がある。あるいは、作業中において、作業者が誤ってコンデンサユニット１の取っ手部２２を勢いよく手前（−Ｙ方向）に引いた場合には、コンデンサユニット１が棚板１１２から落下してしまう可能性がある。

そこで、本実施の形態では、棚板１１２からのコンデンサユニット１の落下を防止して、コンデンサユニット１の取り外し作業を安定して行なうことを可能とする電力変換装置の構成を提供する。以下、コンデンサユニット１の取り外し作業の動作手順について詳細に説明する。

最初に、図４に示す状態において、手前の第１コンデンサ１０Ａの端子１１，１２から配線部材１３，１４が外される。

次に、２個のヒレ部２１を棚板１１２に締結する締結部材が外される。この状態で、取っ手部２２が−Ｙ方向に沿って手前に引かれると、コンデンサユニット１のベース部２０が棚板１１２に対して−Ｙ方向にスライドする。ガイド部材１１４Ａ，１１４Ｂは、ベース部２０をＹ軸方向に沿ってガイドする。これにより、開口部１１１からコンデンサユニット１を−Ｙ方向に沿って引き出すことができる。

第２コンデンサ１０Ｂが開口部１１１に近接する位置までベース部２０を−Ｙ方向に沿ってスライドさせる。この状態で、第２コンデンサ１０Ｂの端子１１，１２から配線部材１３，１４がそれぞれ外される。

次に、第３コンデンサ１０Ｃが開口部１１１に近接する位置までベース部２０を−Ｙ方向に沿ってスライドさせる。図６は、筐体１１０の開口部１１１からコンデンサユニット１が引き出されている状態を示す部分斜視図である。

取っ手部２２が−Ｙ方向に沿って手前に引かれると、ベース部２０の実装面２０Ａに取り付けられた係止部材２５も−Ｙ方向に沿って移動する。図４の状態からベース部２０を−Ｙ方向に所定の長さだけスライドさせると、係止部材２５の頭部２５Ａがガイド部材１１４Ａの＋Ｙ方向における端部に当接する。これにより、ベース部２０の−Ｙ方向に沿った移動が規制される。すなわち、係止部材２５は、ベース部２０が−Ｙ方向に向けて移動することを規制するストッパとして機能し得る。

このようにすると、コンデンサユニット１は、ガイド部材１１４Ａ，１１４Ｂによってベース部２０の端部２０Ｂ，２０Ｃが支持された状態で棚板１１２に固定される。したがって、図６に示すように、ベース部２０の一部分が開口部１１１から引き出された状態で、コンデンサユニット１を落下させることなく保持し続けることができる。その結果、第３コンデンサ１０Ｃの端子１１，１２から配線部材１３，１４を外す作業を安定して行なうことができる。また、作業者が誤って取っ手部２２を勢いよく手前に引いたときに、コンデンサユニット１が棚板１１２から落下することを防止することができる。

第３コンデンサ１０Ｃの端子１１，１２から配線部材１３，１４を外す作業を終えると、係止部材２５の頭部２５Ａの先端部分にスパナなどの工具を引っかけて頭部２５Ａを回転させる。このとき、頭部２５Ａの下端の高さがガイド部材１１４Ａの上端の高さよりも高くなるように、雄ねじ部２５Ｂと孔２４の雌ねじ部との螺合位置を変更する。このときの螺合位置は「第２の係合位置」の一実施例に対応する。

頭部２５Ａの下端の高さがガイド部材１１４Ａの上端の高さよりも高くなると、頭部２５Ａとガイド部材１１４Ａとの当接が解除され、ベース部２０の−Ｙ方向への移動が許容される。したがって、取っ手部２２を−Ｙ方向に沿って手前に引くことによって、コンデンサユニット１を筐体１１０から取り外すことができる。図７は、筐体１１０からコンデンサユニット１が取り外された状態を示す部分斜視図である。

次に、図８および図９を用いて、コンデンサユニット１の取り外し作業時における係止部材２５の働きを説明する。図８（Ａ）から図８（Ｃ）は、ベース部２０および棚板１１２の部分概略図である。

図８（Ａ）は、図４に示す状態におけるベース部２０および棚板１１２の上面図である。図８（Ａ）では、係止部材２５の頭部２５Ａとベース部２０の実装面２０Ａとが接するように、係止部材２５の雄ねじ部２５Ｂと孔２４の雌ねじ部との螺合位置（第１の係合位置）が調整されている。

図８（Ｂ）は、図６に示す状態におけるベース部２０および棚板１１２の上面図である。図８（Ａ）の状態からベース部２０を−Ｙ方向にスライドさせることによって、図中矢印に示すように、係止部材２５がガイド部材１１４Ａに接近する。

図９（Ａ）は、図８（Ｂ）に示すＩＸ−ＩＸ線における断面図である。係止部材２５は、頭部２５Ａと実装面２０Ａとが接しているときに、＋Ｙ方向から見た平面視において、頭部２５Ａの一部分がガイド部材１１４Ａに重なり合う位置に配置されている。そのため、ベース部２０のスライド中に頭部２５Ａがガイド部材１１４Ａに当接し、ベース部２０のスライドが規制される。これにより、棚板１１２からのコンデンサユニット１の落下が防止されるため、図６に示したように、第３コンデンサ１０Ｃの端子１１，１２から配線部材１３，１４を取り外す作業を安定して行なうことができる。

図９（Ｂ）では、図９（Ａ）の状態から雄ねじ部２５Ｂと雌ねじ部との螺合位置が変更されている（第２の係合位置）。頭部２５Ａの下端の高さをガイド部材１１４Ａの上端の高さよりも高くすることによって、頭部２５Ａとガイド部材１１４Ａとの当接が解除されている。

なお、＋Ｙ方向から見た平面視において、雄ねじ部２５Ｂは、ガイド部材１１４Ａと重なり合っていない。そのため、雄ねじ部２５Ｂはガイド部材１１４Ａに当接しない。したがって、ベース部２０を−Ｙ方向にスライドさせることが可能となる。

図８（Ｃ）は、図７に示す状態におけるベース部２０および棚板１１２の上面図である。ベース部２０を−Ｙ方向に沿ってスライドさせることが可能となるため、コンデンサユニット１を筐体１１０から取り外すことができる。

なお、図示は省略するが、コンデンサユニット１を筐体１１０に挿入する場合には、上述した取り外し作業の動作手順とは逆の手順により、コンデンサユニット１を棚板１１２へ固定する作業、コンデンサユニット１に含まれる複数のコンデンサ１０Ａ〜１０Ｃの端子１１，１２にそれぞれ配線部材１３，１４を接続する作業、およびコンデンサユニット１を筐体１１０に押し込む作業が行なわれる。

具体的には、筐体１１０にコンデンサユニット１を挿入する作業では、最初に、係止部材２５の頭部２５Ａの高さが予め定められた高さ以上となるように、雄ねじ部２５Ｂと孔２４の雌ねじ部との螺合位置が調整される。このときの頭部２５Ａの高さは、棚板１１２にベース部２０が載置された状態で、頭部２５Ａの下端の高さがガイド部材１１４Ａの上端の高さよりも高くなるように設定されている。＋Ｙ方向に沿ってベース部２０をスライドさせたときに、頭部２５Ａとガイド部材１１４Ａとの当接を避けるためである。

次に、コンデンサユニット１は端部２０Ｅ側から開口部１１１に挿入される。このとき、端部２０Ｂ，２０Ｃがそれぞれガイド部材１１４Ａ，１１４Ｂの内側に位置するようにベース部２０が開口部１１１から挿入される。

次に、取っ手部２２が＋Ｙ方向に押されることにより、ベース部２０が棚板１１２に対して＋Ｙ方向にスライドする。ガイド部材１１４Ａ，１１４Ｂは、ベース部２０をＹ軸方向に沿ってガイドする。

頭部２５Ａとガイド部材１１４Ａとは当接しないため、係止部材２５は、ガイド部材１１４Ａを通過して＋Ｙ方向に沿って移動する。係止部材２５がガイド部材１１４Ａを通過すると、頭部２５Ａが実装面２０Ａに接するように、雄ねじ部２５Ｂと孔２４の雌ねじ部との螺合位置が変更される（第１の係合位置）。このようにすると、万一ベース部２０が−Ｙ方向に移動した場合においても、頭部２５Ａがガイド部材１１４Ａに当接してベース部２０のスライドが規制されるため、棚板１１２からのコンデンサユニット１の落下を防止することができる。

ベース部２０が＋Ｙ方向にスライドされる合間に、第３コンデンサ１０Ｃおよび第２コンデンサ１０Ｂの端子１１，１２に配線部材１３，１４がそれぞれ接続される。さらに、ベース部２０の端部２０Ｅが押さえ部材１１５Ａ，１１５ＢによってＺ軸方向に把持された状態で、第１コンデンサ１０Ａの端子１１，１２に配線部材１３，１４が接続される。２個のヒレ部２１が締結部材によってベース部２０に締結されることにより、コンデンサユニット１は棚板１１２に固定される。

以上説明したように、本実施の形態に係る電力変換装置によれば、前後方向に向けて開口した開口部を通じて筐体からコンデンサユニットを取り外す作業中に、コンデンサユニットが棚板から落下することを防止することができる。したがって、コンデンサユニットに含まれる複数のコンデンサから配線部材を外す作業を安定して行なうことができる。

さらに、コンデンサユニットを筐体内に挿入する作業中においても、コンデンサユニットが棚板から落下することを防止することができるため、コンデンサユニットに含まれる複数のコンデンサに配線部材を接続する作業を安定して行なうことができる。

従来の電力変換装置においては、複数のコンデンサから配線部材を外す作業のしやすさの観点から、筐体の天井付近にコンデンサユニットを収容し、天井に設けられた開口部を利用して複数のコンデンサから配線部材を外す手法が採られていた。この手法では、全ての配線部材が外された後に、コンデンサユニットを筐体の正面側から取り出すことができる。

しかしながら、この手法によると、コンデンサユニットの配置位置が制約されるため、筐体内部における複数のユニットの配置の自由度が低下してしまう。これにより、筐体の小型化が妨げられることが懸念される。また、コンデンサユニットを天井付近に配置したことによって、コンデンサに接続される配線部材の長さが長くなってしまうため、電圧または電流に重畳する高調波ノイズを増加させる可能性がある。

本実施の形態に係る電力変換装置によれば、図１に示したように、コンデンサユニットの上方に素子ユニットを積み重ねて配置した場合においても、コンデンサユニットを落下させることなく、コンデンサユニットの取り外し作業を安定して行なうことができる。したがって、筐体内部における複数のユニットの配置が、コンデンサユニットによって制約されることがない。また、コンデンサに接続される配線部材の長さを短縮化できるため、高調波ノイズの増加を抑制することができる。

［変更例］
上述した実施の形態では、係止部材２５を、ベース部２０の−Ｘ方向における端部２０Ｂとコンデンサ１０との間に配置する構成例を説明したが、係止部材２５を、ベース部２０の＋Ｘ方向における端部２０Ｃとコンデンサ１０との間に配置する構成としてもよい。

さらに、ベース部２０に取り付けられる係止部材２５の数は１に限定されない。例えば、図１０に示すように、＋Ｘ方向における端部２０Ｃとコンデンサ１０との間に係止部材２５をさらに配置してもよい。２個の係止部材２５は、開口部１１１からのＹ軸方向における距離が互いに等しい。

図１０に示す構成例では、コンデンサユニット１を取り外す作業において、ベース部２０を−Ｙ方向に沿ってスライドさせると、２個の係止部材２５がガイド部材１１４Ａ，１１４Ｂにそれぞれ当接するため、ベース部２０のスライドが規制される。よって、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、上述した実施の形態では、係止部材２５として、頭部２５Ａおよび雄ねじ部２５Ｂを有するボルト部材を用いる構成例について説明したが、係止部材２５は、ボルト部材に限定されない。係止部材２５は、頭部および軸部を有しており、実装面２０Ａに設けられた孔２４と軸部との係合位置によって、頭部の高さを変更可能に構成されていればよい。例えば、係止部材２５として、ピン部材を用いてもよい。ピン部材は頭部および軸部を有する。頭部の直径は軸部の直径よりも大きい。軸部と孔２４との係合位置を変更することによって、頭部の高さを調整することができる。これによると、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ コンデンサユニット、２ チョッパ回路、３〜５ コンバータユニット、６ 制御装置、７ 遮断器ユニット、８ ファン、１０，１０Ａ〜１０Ｃ コンデンサ、１１ 正極端子、１２ 負極端子、１３，１４ 配線部材、２０ ベース部、２０Ａ 実装面、２１ ヒレ部、２２ 取っ手部、２４ 孔、２５ 係止部材、２５Ａ 頭部、２５Ｂ 雄ねじ部、３１ 蓄電装置、３２ 交流電源、３３ 負荷、１００ 無停電電源装置、１１０ 筐体、１１１ 開口部、１１２ 棚板、１１４Ａ，１１４Ｂ ガイド部材、１１５Ａ，１１５Ｂ 押さえ部材、ＣＢ１〜ＣＢ３ 遮断器、ＣＮＶ コンバータ、ＩＮＶ インバータ、ＳＷ スイッチ。

Claims (5)

1. コンデンサユニットと、
   前方に向けて開口する開口部が設けられ、前記開口部を通じて前記コンデンサユニットを取り外し可能に収容する筐体とを備え、
   前記筐体は、
   前記筐体の上下方向に直交して延在する板状に形成され、前記コンデンサユニットが載置される棚板と、
   前記棚板上に設けられた第１ガイド部材および第２ガイド部材とを含み、
   前記コンデンサユニットは、
   コンデンサと、
   前記コンデンサが実装される実装面を有する板状のベース部と、
   前記実装面に形成された孔に挿入される軸部と、前記孔から露出する頭部とを有する係止部材とを含み、
   前記係止部材は、前記軸部が前記孔に係合する係合位置を変更することによって、前記上下方向における前記頭部の高さを変更可能に構成され、
   前記第１ガイド部材および前記第２ガイド部材は、前記上下方向に直交する横方向における前記ベース部の第１端部および第２端部を、前記上下方向および前記横方向に直交する前後方向に沿ってそれぞれガイドするように構成され、
   前記孔は、前記横方向において前記コンデンサと前記第１端部との間に位置し、かつ、前記前後方向において前記第１ガイド部材よりも前記開口部から離れた位置に配置されており、
   前記頭部が前記実装面に接するときの第１の係合位置において、前記係止部材は、前記第１ガイド部材に当接し、
   前記頭部の下端の高さが前記第１ガイド部材の上端の高さよりも高い第２の係合位置において、前記係止部材は、前記第１ガイド部材との当接が解除される、電力変換装置。
2. 前記第１の係合位置において、前記ベース部を前記前後方向から平面視した場合に、前記頭部は前記第１ガイド部材と部分的に重なり合う位置に配置され、
   前記第２の係合位置において、前記ベース部を前記前後方向から平面視した場合に、前記軸部は前記第１ガイド部材と重なり合わない位置に配置される、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記係止部材は、前記頭部と、雄ねじ部が形成された前記軸部とを有するボルト部材であり、
   前記孔の内表面には、前記雄ねじ部と螺合可能な雌ねじ部が形成され、
   前記ボルト部材は、前記雄ねじ部が前記雌ねじ部に螺合する螺合位置を変更することによって、前記上下方向における前記頭部の高さを変更可能に構成される、請求項１または２に記載の電力変換装置。
4. 前記実装面には、複数の前記コンデンサが前記前後方向に沿って並べて実装され、
   各前記コンデンサは、円筒部と、前記円筒部の上端部に設けられた端子とを有し、
   前記コンデンサユニットは、各前記コンデンサの前記端子に接続される配線部材をさらに含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
5. 複数の素子ユニットをさらに備え、
   前記コンデンサユニットおよび前記複数の素子ユニットは、前記筐体の内部に前記上下方向に間隔をあけて配置される、請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換装置。

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