JP6999866B1 - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

電力変換装置（１）は、柱状の本体（１０）と本体（１０）の一端面に設けられた複数の端子（１１）とを有するコンデンサ（１２）と、それぞれが端子（１１）と接続される複数の端子台が設けられた搭載面を有する第１の基板（５）と、搭載面を覆うとともに、一端面が搭載面と垂直となる姿勢でコンデンサ（１２）が挿入される窪み（１３）が第１の基板（５）側を向く面の反対面（２ｂ）に形成された第１のカバー（２）と、を備える。搭載面が第１のカバー（２）で覆われているときに、窪み（１３）にコンデンサ（１２）が挿入されると、端子（１１）と端子台が接続される。

Description

本開示は、コンデンサを備える電力変換装置に関する。

交流電圧から直流電圧への変換、または直流電圧から交流電圧への変換を行う電力変換装置にはコンデンサが備えられる。電力変換装置では、使用期間等に応じてコンデンサの交換が行われることがある。電力変換装置において、コンデンサの交換作業を容易にするために、特許文献１に示すように、コンデンサボックスの内部にコンデンサを収容することにより、コンデンサの交換作業を容易にする技術が開示されている。

特許第３４３０１８５号公報

特許文献１に開示された電力変換装置では、コンデンサの交換時には、ボックスからコンデンサを引き抜いて、新しいコンデンサをボックスに挿入する必要がある。電力変換装置は、壁面等の設置面に取り付けられている。特許文献１に開示された電力変換装置では、ボックスからコンデンサを取り出す際の引き抜き方向が、設置面と平行な方向となっている。電力変換装置が取り付けられる設置面には他の装置も設置されていることが多い。電力変換装置とその周囲に取り付けられた他の装置との距離が近い場合には、他の装置が邪魔になって電力変換装置を設置面に取り付けたままではコンデンサを引き抜けず交換を行うことができない。このような場合には、電力変換装置を取り外すか、またはボックスを電力変換装置から取り外してからでなければコンデンサの交換を行うことができず、交換作業の工数の増加を招いてしまう。

一方、電力変換装置と他の装置との距離を十分に確保した場合には、電力変換装置等の設置スペースが大きくなってしまう。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、コンデンサを交換する際の作業性の向上および設置スペースの省スペース化を図ることができる電力変換装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる電力変換装置は、柱状の本体と本体の一端面に設けられた複数の端子とを有するコンデンサと、それぞれが端子と接続される複数の端子台が設けられた搭載面を有する第１の基板と、搭載面を覆うとともに、一端面が搭載面と垂直となる姿勢でコンデンサが挿入される窪みが第１の基板側を向く面の反対面に形成された第１のカバーと、を備える。搭載面が第１のカバーで覆われているときに、窪みにコンデンサが挿入されると、端子と端子台が接続される。

本開示によれば、コンデンサを交換する際の作業性の向上および設置スペースの省スペース化を図ることができる電力変換装置を得ることができるという効果を奏する。

本開示の実施の形態１にかかる電力変換装置の正面図 実施の形態１にかかる電力変換装置の斜視図 実施の形態１にかかる電力変換装置の断面図であって、図１に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図 実施の形態１にかかる電力変換装置の断面図であって、図１に示すＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図 実施の形態１においてベースに第１の基板が載置された状態を示す斜視図 実施の形態１にかかる電力変換装置の第２のカバーを外した状態を示す分解斜視図 実施の形態１におけるコンデンサの斜視図 実施の形態１における第１のカバーに形成された窪み部分を拡大した部分拡大斜視図 実施の形態１におけるコンデンサを窪みに差し込んだ状態を示す図 実施の形態１におけるコンデンサを固定した状態を示す図 実施の形態１におけるコンデンサが窪みに挿入された状態を示す側面図であって、第１のカバーを省略して示した図 実施の形態１の変形例１にかかるコンデンサと端子台とを一端面側から見た図 実施の形態１の変形例２にかかるコンデンサと端子台とを一端面側から見た図 実施の形態１の変形例３にかかるコンデンサと端子台とを一端面側から見た図 実施の形態１の変形例４にかかるコンデンサと端子台とを前方から見た図 実施の形態１の変形例５にかかる第１のカバーの露出部部分を拡大した部分拡大斜視図 図１６に示した露出部部分に板金がはめ込まれた状態を示す図 変形例５において板金を用いてコンデンサ同士を並列に接続した状態を示す図 変形例５において板金を用いてコンデンサ同士を直列に接続した状態を示す図 変形例５における第１の板金の斜視図 変形例５における第２の板金の斜視図 変形例５における第３の板金の斜視図

以下に、本開示の実施の形態にかかる電力変換装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、本開示の実施の形態１にかかる電力変換装置の正面図である。図２は、本開示の実施の形態１にかかる電力変換装置の斜視図である。図３は、実施の形態１にかかる電力変換装置の断面図であって、図１に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、実施の形態１にかかる電力変換装置の断面図であって、図１に示すＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。電力変換装置１は、ベース６と、第１の基板５と、筐体４と、コンデンサ１２と、第２の基板７と、を備える。ベース６は、第１の基板５が載置される基台となる。また、ベース６は、電力変換装置１で発生した熱を放熱させるヒートシンクとしても機能する。

図５は、実施の形態１においてベースに第１の基板が載置された状態を示す斜視図である。第１の基板５は、複数の端子台８が搭載された搭載面５ａを有する。第１の基板５は、搭載面５ａをベース６と反対に向けてベース６に載置されている。複数の端子台８は、搭載面５ａから突出するように形成されている。複数の端子台８の搭載面５ａからの突出高さは等しくなっている。

端子台８は、金属の板をＵ字状に折り曲げて形成された剛体であり、解放された端部が第１の基板５に固定されている。端子台８の折り曲げられた部分は平坦面になっており、その平坦面にはねじ穴８ａが形成されている。ねじ穴８ａの内側にはねじ山が形成されており、ねじをねじ込むことが可能となっている。

第１の基板５の搭載面５ａには、端子台８の他に図示を省略した電子部品が搭載されている。第１の基板５に搭載された電子部品によってコンバータおよびインバータ等が構成される。なお、以下の説明において搭載面５ａの法線方向のうちベース６に向かう方向を後方と称し、その反対方向を前方と称する。また、前後方向と垂直な方向を側方とする。なお、この方向の定義は、電力変換装置１の設置姿勢を限定するものではない。

筐体４は、第１のカバー２と第２のカバー３とを備え、電力変換装置１の外郭を構成する。第１のカバー２は、第１の基板５の搭載面５ａを覆う。第１のカバー２とベース６とは、いずれか一方に形成されたツメ（図示を省略）が他方に形成された凹み等に係合することで固定されている。

図６は、実施の形態１にかかる電力変換装置の第２のカバーを外した状態を示す分解斜視図である。第１のカバー２のうち第１の基板５の搭載面５ａを向く面の反対面２ｂには、搭載面５ａ側に凹んだ窪み１３が形成されている。窪み１３には、コンデンサ１２が挿入される。

図３に示すように、第１のカバー２には、端子台８を窪み１３から露出させる露出部２ａが形成されている。露出部２ａが、第１のカバー２のうち搭載面５ａを向く面と反対面２ｂとを貫通する孔である例が示されているがこれに限られず、縁から切り欠かれて端子台８を露出させる切欠きであってもよい。

図７は、実施の形態１におけるコンデンサの斜視図である。コンデンサ１２は、本体１０と複数の端子１１とを備える。本体１０の形状は柱状形状であり、本実施の形態１では円柱形状である例を示している。複数の端子１１は、本体１０の一端面１４に設けられている。端子１１は、金属板をＬ字状に折り曲げて形成されており、折り曲げ箇所から一方側となる部分が本体１０の一端面１４に固定され、他方側となる部分が一端面１４から突出するようになっている。端子１１のうち一端面１４から突出する部分には貫通孔１１ａが形成されている。

コンデンサ１２は、本体１０の一端面１４が第１の基板５の搭載面５ａに対して垂直となる姿勢で、第１のカバー２に形成された窪み１３に挿入される。また、第１のカバー２の反対面２ｂに形成された窪み１３へのコンデンサ１２の挿入方向は、搭載面５ａに対して垂直な方向すなわち前後方向となる。

ここで、窪み１３は、コンデンサ１２の形状に合わせた形状で形成されており、特にコンデンサ１２の本体１０が挿入される部分は、本体１０の側面に当接してベース６側から支持する形状で形成されている。

図８は、実施の形態１における第１のカバーに形成された窪み部分を拡大した部分拡大斜視図である。本実施の形態１のように本体１０が円柱形状であれば、窪み１３の底部の断面形状は、図４および図８等に示すように円弧面形状で形成されている。また、窪み１３の底部には孔１６が形成されている。また、窪み１３の底部には、孔１６の縁１６ａから窪み１３の縁１３ａまで伸びる溝１７が形成されている。

図９は、実施の形態１におけるコンデンサを窪みに差し込んだ状態を示す図である。図１０は、実施の形態１におけるコンデンサを固定した状態を示す図である。図１１は、実施の形態１におけるコンデンサが窪みに挿入された状態を示す側面図であって、第１のカバーを省略して示した図である。

図９および図１１に示すように、窪み１３に挿入されたコンデンサ１２の複数の端子１１のそれぞれは、露出部２ａを通じて窪み１３から露出している端子台８に重なる。端子１１と端子台８が重なると、互いに形成された貫通孔１１ａとねじ穴８ａとが重なる。この状態で、図１０に示すように、前方からねじ穴８ａにねじ１５をねじ込むことで、端子１１と端子台８とが締結される。これにより、端子１１と端子台８とを介してコンデンサ１２と第１の基板５に形成された回路と第１の基板５に搭載された電子部品とが電気的に接続される。なお、端子１１と端子台８が重なるといった場合には、端子１１と端子台８とが当接している場合だけでなく、端子１１と端子台８とが当接しておらず前後方向に沿って見た場合に端子１１と端子台８とが重なっている状態も含む。

図１から図４に戻って、第２のカバー３は、第１のカバー２に対して反対面２ｂ側に設けられる。第２のカバー３は、板部２４と当接部２５とを備える。板部２４は、窪み１３を覆う板状の部材である。当接部２５は、窪み１３を覆った状態で窪み１３側に向けて突出するように形成されている。当接部２５は、窪み１３を覆った状態で窪み１３に侵入してコンデンサ１２の本体１０に当接する。当接部２５が本体１０に当接することで、コンデンサ１２は第１のカバー２と第２のカバー３とに挟み込まれて固定される。なお、窪み１３の深さがコンデンサ１２の本体１０の直径と等しければ、当接部２５を形成しなくても板部２４を本体１０に当接させることができる。なお、コンデンサ１２は、端子１１と端子台８とがねじ１５で締結されているので、第２のカバー３がなくてもコンデンサ１２の脱落は防がれる。

第２の基板７は、第２のカバー３のうち当接部２５が形成される面とは反対面側に搭載される。第２の基板７は、第１の基板５に構成されたコンバータおよびインバータを制御するために電子部品（図示を省略）の搭載および回路の形成がなされた制御基板である。電力変換装置１では、コンバータおよびインバータが制御されることで、交流電圧から直流電圧への変換および直流電圧から交流電圧への変換等が行われる。

電力変換装置１は、壁面等の設置面に取り付けて使用される。電力変換装置１は、ベース６のうち第１の基板５が設けられた面の反対面を、すなわち後方を向く面を設置面に向けて取り付けられる。電力変換装置１が設置面に取り付けられた状態で、第１の基板５の搭載面５ａおよびコンデンサ１２の本体１０の軸方向は設置面と平行となり、本体１０の一端面１４は設置面と垂直となる。

電力変換装置１は、設置面に設置されてからの使用期間に応じて、コンデンサ１２の交換が行われる。コンデンサ１２の交換時には、筐体４からコンデンサ１２を取り外し、新しいコンデンサ１２を筐体４に取り付ける必要がある。

本実施の形態１にかかる電力変換装置１では、第１のカバー２からのコンデンサ１２の着脱が、窪み１３への前後方向に沿った挿入または前後方向に沿った抜き取りで行うことができる。したがって、コンデンサ１２を交換する場合には、まず第２のカバー３が取り外される。次に、端子台８にねじ込まれたねじ１５が取り外され、コンデンサ１２が窪み１３から前方に引き抜かれる。その後、新しいコンデンサ１２が窪み１３に挿入され、第２のカバー３が取り付けられる。

ここで、電力変換装置１が取り付けられた設置面には電力変換装置１以外の他の装置も設置される。したがって、電力変換装置１の側方には他の装置が配置される場合がある。このような場合であっても、本実施の形態１にかかる電力変換装置１では、コンデンサ１２の交換時に着脱される第２のカバー３およびコンデンサ１２の前後方向への移動だけで済むので、電力変換装置１の側方に配置された他の装置が邪魔にならない。

例えば、コンデンサを側方に引き抜いて取り外す必要がある電力変換装置では、側方に他の装置が設置されている場合、電力変換装置自体を取り外さなければコンデンサを引き抜くことができず交換作業の工数が増加してしまう。また、電力変換装置自体を取り外さずにコンデンサの交換が行われるようにするには、電力変換装置の側方に大きなスペースの確保が必要になるため、電力変換装置の設置スペースが大きくなってしまう。

一方、本実施の形態１にかかる電力変換装置１では、上述したように第２のカバー３とコンデンサ１２の前後方向への移動でコンデンサ１２を交換できるので、側方に他の装置が設置されていても電力変換装置１自体を取り外さずにコンデンサ１２の交換が行える。また、コンデンサ交換用のスペースを電力変換装置１の側方に確保する必要がないので、設置スペースの省スペース化を図ることができる。

また、コンデンサ１２の着脱が前後方向の移動で行えるので、コンデンサ１２の側方に他の部品を配置することが可能となり、他の部品の配置の自由度が向上する。また、コンデンサ１２を側方に引き抜く場合には、コンデンサ１２を引き抜く軌道では搭載面５ａに部品を配置することができない。そのため、搭載面５ａのうち部品を配置できるスペースが減ってしまう。一方、本実施の形態１にかかる電力変換装置１では、コンデンサ１２を前後方向に引き抜くため、側方に引き抜く場合と比べて搭載面５ａ上の部品を配置できるスペースが増える。これにより、搭載面５ａでの部品の実装密度を高めることができ、第１の基板５の小型化を図ることができる。

また、窪み１３にコンデンサ１２を挿入したときに端子１１と重なる位置に端子台８が露出しているため、端子１１と端子台８とを接続するための位置合わせが不要であり作業性が向上する。また、端子台８に形成されたねじ穴８ａにねじ１５をねじ込むことで端子１１と端子台８とが接続された状態で固定されているので、接続状態が強固に維持される。したがって、振動および衝撃等によって端子１１と端子台８との接続が断たれにくい。

また、第１の基板５の搭載面５ａに設けられた端子台８にコンデンサ１２の端子１１が直接接続されるので、コンデンサ１２から第１の基板５までの接続経路の短縮化を図ることができる。これにより、電気的ノイズが発生しにくくなり、電気的ノイズの影響も受けにくくなる。一般に、電気的な接続経路が長いと、周囲に放出される電気的ノイズの強度が増す。その結果、周囲に配置される他の電子機器を誤動作させるおそれがあるため、他の電子機器を離して設置する必要が生じる。一方、本実施の形態１では、上述したようにコンデンサ１２から第１の基板５までの接続経路の短縮化が図られているため、周囲に放出する電気的ノイズの強度を抑制でき、他の電子機器を電力変換装置１の近くに配置することができる。

また、第１の基板５の搭載面５ａに設けられた端子台８は金属の板をＵ字状に折り曲げて形成された剛体である。すなわち、コンデンサ１２と第１の基板５との接続には、ハーネスのような軟体が使用されていない。ハーネスのような軟体が用いられた装置をロボットで組み立てるには、多くのセンサー類の設置および部品準備の際の位置決め作業が必要となる。そのため、ハーネスを用いた装置をロボットで組み立てようとすると、設備費用の増大および作業工数の増加が懸念される。一方、本実施の形態１にかかる電力変換装置１では、上述したようにコンデンサ１２と第１の基板５との接続にハーネスのような軟体が用いられていないため、ロボット等の自動機で組立てが可能であり、生産性の向上を図ることができる。

また、金属の板で形成された端子１１と端子台８の平坦面同士を接触させて接続しているので、接触面積が広くなり接触抵抗が抑えられる。また、端子１１から端子台８への電熱性も向上するため、コンデンサ１２の本体１０で発生した熱の放熱性の向上が図られる。これにより、コンデンサ１２の長寿命化が図られる。

また、コンデンサ１２は、第１のカバー２と第２のカバー３とに挟まれて保持されるため、振動および衝撃が加わった際に窪み１３の内部でずれにくく、端子１１と端子台８との接続部分に負荷が加わりにくい。その結果、電力変換装置１の耐振動性の向上が図られる。

また、本体１０の側面が第１のカバー２と第２のカバー３とに挟まれて保持されるとともに、ねじ１５によって端子１１が端子台８に固定されているので、本体１０のうち端子１１が設けられた一端面１４の反対面となる他端面に、窪み１３内でコンデンサ１２を固定するための部材を当接させる必要がない。したがって、軸方向の長さが異なる本体１０であっても、本体１０の直径が等しく軸方向に沿った長さが窪み１３に納まる長さであれば窪み１３にコンデンサ１２を固定することができる。したがって、異なるコンデンサ１２の種類ごとに専用の第１のカバー２を用意する必要がなくなり、製造コストの抑制を図ることができる。なお、板部２４または当接部２５が弾性を備えていてもよい。このようにすれば、窪み１３の深さがコンデンサ１２の本体１０の直径より大きい場合でも、板部２４が変形することで、板部２４と窪み１３との間でコンデンサ１２を挟持できる。また、板部２４の復元力により、コンデンサ１２がより強固に保持される。

また、第１の基板５の搭載面５ａは、電気部品が搭載されたり、回路が形成されたりした高電位部を含む導電部（以下では高圧導電部と呼称）である。高圧導電部を備える装置では、安全性の確保のため高圧導電部への接触の困難性が要求される場合がある。ここで、高圧導電部である搭載面５ａは第１のカバー２で覆われており、高圧導電部に触れるためには第１のカバー２を取り外す必要がある。本実施の形態１では、第１のカバー２の窪み１３にコンデンサ１２が挿入されており、ベース６とコンデンサ１２との間に第１のカバー２が挟み込まれた状態となっている。また、第１のカバー２に形成された露出部２ａを通じてコンデンサ１２の端子１１が工具によって操作されるねじ１５によって搭載面５ａに設けられた端子台８に固定されている。そのため、ねじ１５を外して窪み１３からコンデンサ１２を抜き取らなければ、第１のカバー２をベース６から取り外すことができない。すなわち、工具を用いてねじ１５を操作しなければ高圧導電部に触れることはできず、電力変換装置１の安全性の向上が図られている。例えば、実施の形態１にかかる電力変換装置１は、保護等級であるＩＰ２０を満足することができる。

また、窪み１３の内側では溝１７が形成された部分でコンデンサ１２の本体１０との間にすき間が形成される。溝１７の端部は孔１６の縁１６ａと窪みの縁１３ａにつながっているので、窪み１３にコンデンサ１２が挿入された状態であっても孔１６と溝１７を通して本体１０の周囲を空気が流通することができる。すなわち、窪み１３に挿入されたコンデンサ１２の本体１０の周囲に空気を流通させて放熱性を向上させることができる。

また、第２の基板７とコンデンサ１２との間に第２のカバー３の板部２４が介在しているので、第２の基板７とコンデンサ１２との間の絶縁を板部２４で確保することができる。したがって、第２の基板７とコンデンサ１２との絶縁距離の確保が必要なくなり、第２の基板７をコンデンサ１２に近づけて配置することが可能となる。これにより、電力変換装置１の小型化を図ることが可能となる。

図１２は、実施の形態１の変形例１にかかるコンデンサと端子台とを一端面側から見た図である。本変形例１では、１つのコンデンサ１２に接続される複数の端子台８同士が、第１の基板５の搭載面５ａからの高さが互いに異なる。具体的には、端子台８１の高さｈ１よりも端子台８２の高さｈ２のほうが低くなっている。

本変形例１では、１つのコンデンサに設けられた複数の端子１１は、コンデンサ１２が窪み１３に挿入された状態で搭載面５ａからの高さが互いに異なる。具体的には、端子１１１の高さｈ３よりも端子１１２の高さｈ４のほうが低くなっている。

また、高さｈ１と高さｈ３が等しく、高さｈ２と高さｈ４とが等しくなっており、コンデンサ１２が窪み１３に挿入された状態で、端子台８１と端子１１１とが当接し、端子台８２と端子１１２とが当接する。

コンデンサ１２の端子１１には極性があり、極性を間違えて端子台８に接続すると電力変換装置１が期待通りの動作をしなくなってしまう。本変形例１のように、端子台８１と端子台８２の搭載面５ａからの高さ、および端子１１１と端子１１２の搭載面５ａからの高さを異ならせることで、図１２に示した状態からコンデンサ１２を本体１０の中心軸１０ａを中心に１８０度回転させた場合には、端子１１２は端子台８１に当接するものの、端子１１１は端子台８２に当接できない。したがって、図１２に示す状態を正しい極性でコンデンサ１２が接続された状態とすれば、中心軸１０ａを中心に１８０度回転させた場合、すなわち極性を間違えた場合にはコンデンサ１２を窪み１３に挿入しても端子１１１を端子台８２に接続させることができない。したがって、変形例１では、極性を間違えた状態でコンデンサ１２が端子台８に接続されてしまうことを防ぐことができる。このように、一端面１４に対して、中心軸１０ａと一端面１４との交点を中心とする点対称とならないように端子１１を設け、コンデンサ１２が正しい極性となる姿勢の時に端子１１と当接する高さおよび位置に端子台８が設けられることで、極性を間違えた状態でコンデンサ１２が端子台８に接続されてしまうことを防ぐことができる。

図１３は、実施の形態１の変形例２にかかるコンデンサと端子台とを一端面側から見た図である。本変形例２では、１つのコンデンサ１２に接続される複数の端子台８同士の搭載面５ａからの高さは等しいが、中心軸１０ａからの距離が互いに異なる。具体的には、端子台８１のねじ穴８ａの中心と中心軸１０ａとの距離ｄ１よりも、端子台８２のねじ穴８ａの中心と中心軸１０ａとの距離ｄ２のほうが短くなっている。

また、１つのコンデンサに設けられた複数の端子１１は、中心軸１０ａからの距離が互いに異なっている。具体的には、端子１１１の貫通孔１１ａの中心と中心軸１０ａとの距離ｄ３よりも、端子１１２の貫通孔１１ａの中心と中心軸１０ａとの距離ｄ４のほうが短くなっている。

また、距離ｄ１と距離ｄ３が等しく、距離ｄ２と距離ｄ４とが等しくなっており、コンデンサ１２が窪みに挿入された状態で、端子台８１と端子１１１とが当接し、端子台８２と端子１１２とが当接する。

変形例２に示した構成であっても、一端面１４に対して、中心軸１０ａと一端面１４との交点を中心とする点対称とならないように端子１１を設けることができる。したがって、コンデンサ１２が正しい極性となる姿勢の時に端子１１と当接する高さおよび位置に端子台８が設けられることで、極性を間違えた状態でコンデンサ１２が端子台８に接続されてしまうことを防ぐことができる。

図１４は、実施の形態１の変形例３にかかるコンデンサと端子台とを一端面側から見た図である。本変形例３では、１つのコンデンサ１２に接続される複数の端子台８同士の搭載面５ａからの高さｈ５，ｈ６は等しく、中心軸１０ａとねじ穴８ａの中心との距離ｄ５，ｄ６も等しい。また、端子１１同士の搭載面５ａからの高さｈ７，ｈ８は等しく、中心軸１０ａと貫通孔１１ａとの距離ｄ７，ｄ８も等しい。また、高さｈ５と高さｈ７が等しく、高さｈ６と高さｈ８が等しい。しかしながら、中心軸１０ａの搭載面５ａからの高さｈ９が、高さｈ５，ｈ６，ｈ７，ｈ８と異なっている。

変形例３に示した構成であっても一端面１４に対して、中心軸１０ａと一端面１４との交点を中心とする点対称とならないように端子１１を設けることができる。したがって、コンデンサ１２が正しい極性となる姿勢の時に端子１１と当接する高さおよび位置に端子台８が設けられることで、極性を間違えた状態でコンデンサ１２が端子台８に接続されてしまうことを防ぐことができる。

図１５は、実施の形態１の変形例４にかかるコンデンサと端子台とを前方から見た図である。本変形例４では、コンデンサ１２が窪み１３に挿入された状態で、端子台８１のねじ穴８ａの中心と一端面１４との距離ｄ９と、端子台８２のねじ穴８ａの中心と一端面１４との距離ｄ１０とが異なっている。

また、コンデンサ１２の端子１１１の貫通孔１１ａの中心と一端面１４との距離ｄ１１と、端子１１２の貫通孔１１ａの中心と一端面１４との距離ｄ１２との距離が異なっている。また、距離ｄ９と距離ｄ１１は等しく、距離ｄ１０と距離ｄ１２は等しい。

本変形例４のように構成した場合には、図１５に示す状態を正しい極性でコンデンサ１２が接続された状態とすれば、中心軸１０ａを中心に１８０度回転させた場合、すなわち極性を間違えた場合にはコンデンサ１２を窪み１３に挿入しても端子１１の貫通孔１１ａと端子台８のねじ穴８ａとが重ならないため、ねじ１５でお互いを締結することができない。したがって、本変形例４では、極性を間違えた状態でコンデンサ１２が端子台８に接続されてしまうことを防ぐことができる。

図１６は、実施の形態１の変形例５にかかる第１のカバーの露出部部分を拡大した部分拡大斜視図である。図１７は、図１６に示した露出部部分に板金がはめ込まれた状態を示す図である。

本変形例５では、第１のカバー２に２つの窪み１３Ａ，１３Ｂが形成されている。また、２つの窪み１３Ａ，１３Ｂのそれぞれにコンデンサ１２が挿入される。すなわち、本変形例５では、２つのコンデンサ１２が電力変換装置１に設けられる。

第１のカバー２の露出部２ａ部分には、第１の板金２１、第２の板金２２、および第３の板金２３を差し込むことが可能となっている。本変形例５では、第１の板金２１、第２の板金２２、および第３の板金２３を用いることで、コンデンサ１２同士を並列に接続したり直列に接続したりすることが可能となっている。

図１８は、変形例５において板金を用いてコンデンサ同士を並列に接続した状態を示す図である。図１８に示すようにコンデンサ１２同士を並列に接続する場合には、第１の板金２１と第２の板金２２が用いられる。端子台８は、図１８において示した２か所のＡ部分に立ち上げられて、端子１１と接続されている。すなわち、コンデンサ１２同士を並列に接続する場合には第１の基板５に２つの端子台８が設けられる。第１の板金２１と第２の板金２２は、コンデンサ１２同士を並列に接続させる並列用板金である。

図１９は、変形例５において板金を用いてコンデンサ同士を直列に接続した状態を示す図である。図１９に示すようにコンデンサ１２同士を直列に接続する場合には、第３の板金２３が用いられる。端子台８は、図１９において示した３カ所のＢ部分に立ち上げられて、端子１１と接続されている。すなわち、コンデンサ１２同士を直列に接続する場合には第１の基板５に３つの端子台８が設けられる。３つの端子台８のうちの１つは中間電位を取るために設けられている。第３の板金２３は、コンデンサ１２同士を直列に接続させる直列用板金である。なお、中間電位を取る必要がない場合には、その分の端子台８が不要となる。したがって、中間電位を取る必要がない場合には、端子台８は２カ所に立ち上げられていればよい。

図２０は、変形例５における第１の板金の斜視図である。第１の板金２１は、金属の板を折り曲げて形成されている。第１の板金２１は、コンデンサ１２の端子１１と重なる２つの接続部２１ｂを有する。第１の板金２１は、２つの接続部２１ｂ同士をつなぐ連結部２１ａを有する。接続部２１ｂには孔２１ｃ，２１ｄが形成されている。図１８に示したＡ部分のように端子台８およびコンデンサ１２の端子１１と接続される接続部２１ｂに形成された孔２１ｃの内周面にねじ山は形成されていない。これは、図１０に示したねじ１５は端子台８に形成されたねじ穴８ａにねじ込まれるため、孔２１ｃの内周面にねじ山が形成されている必要がないからである。

一方、端子台８と接続されずにコンデンサ１２の端子１１とだけ接続される接続部２１ｂに形成された孔２１ｄの内周面にはねじ山が形成されており、図１０に示したねじ１５をねじ込むことが可能となっている。これは、ねじ穴８ａが形成された端子台８と接続されないため、接続部２１ｂに形成された孔２１ｄが接続部２１ｂと端子１１とを接続するためにねじ１５をねじ込む対象となるからである。

図２１は、変形例５における第２の板金の斜視図である。第２の板金２２は、金属の板を折り曲げて形成されている。第２の板金２２は、コンデンサ１２の端子１１と重なる２つの接続部２２ｂを有する。第２の板金２２は、２つの接続部２２ｂ同士をつなぐ連結部２２ａを有する。接続部２２ｂには孔２２ｃ，２２ｄが形成されている。図１８に示したＡ部分のように端子台８およびコンデンサ１２の端子１１と接続される接続部２２ｂに形成された孔２２ｃの内周面にねじ山は形成されていない。これは、図１０に示したねじ１５は端子台８に形成されたねじ穴８ａにねじ込まれるため、孔２２ｃの内周面にねじ山が形成されている必要がないからである。

一方、端子台８と接続されずにコンデンサ１２の端子１１とだけ接続される接続部２２ｂに形成された孔２２ｄの内周面にはねじ山が形成されており、図１０に示したねじ１５をねじ込むことが可能となっている。これは、ねじ穴８ａが形成された端子台８と接続されないため、接続部２２ｂに形成された孔２２ｄが接続部２２ｂと端子１１とを接続するためにねじ１５をねじ込む対象となるからである。

図２２は、変形例５における第３の板金の斜視図である。第３の板金２３は、金属の板を折り曲げて形成されている。第３の板金２３は、コンデンサ１２の端子１１と重なる２つの接続部２３ｂを有する。第３の板金２３は、２つの接続部２３ｂ同士をつなぐ連結部２３ａを有する。接続部２３ｂには孔２３ｃ，２３ｄが形成されている。図１９に示したＢ部分のように端子台８およびコンデンサ１２の端子１１と接続される接続部２３ｂに形成された孔２３ｃの内周面にねじ山は形成されていない。これは、図１０に示したねじ１５は端子台８に形成されたねじ穴８ａにねじ込まれるため、孔２３ｃの内周面にねじ山が形成されている必要がないからである。

一方、端子台８と接続されずにコンデンサ１２の端子１１とだけ接続される接続部２３ｂに形成された孔２３ｄの内周面にはねじ山が形成されており、図１０に示したねじ１５をねじ込むことが可能となっている。これは、ねじ穴８ａが形成された端子台８と接続されないため、接続部２３ｂに形成された孔２３ｄが接続部２２ｂと端子１１とを接続するためにねじ１５をねじ込む対象となるからである。

第１の板金２１、第２の板金２２、および第３の板金２３は、それぞれ連結部２１ａ，２２ａ，２３ａの形状が異なっている。第１のカバー２には、連結部２１ａが挿入される第１の挿入溝１８、連結部２２ａが挿入される第２の挿入溝１９、および連結部２３ａが挿入される第３の挿入溝２０が形成されている。第１の挿入溝１８および第２の挿入溝１９は、コンデンサ１２を並列に接続させる板金が挿入される並列用溝である。第３の挿入溝２０は、コンデンサ１２を直列に接続させる板金が挿入される直列用溝である。連結部２１ａ，２２ａ，２３ａの形状および接続部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂとの相対的な位置関係から、連結部２１ａ，２２ａ，２３ａを挿入可能な挿入溝１８，１９，２０は決まっている。したがって、図１７から図１９に示した位置と異なる位置に挿入した場合、第１のカバー２の露出部２ａの周囲に形成された凹凸に干渉して適切な位置に配置することができない。そのため、第１の板金２１、第２の板金２２、および第３の板金２３の挿入位置の間違いによる、コンデンサ１２同士の誤接続を防ぐことができる。

また、第１の板金２１、第２の板金２２、および第３の板金２３を用いてコンデンサ１２の端子１１同士を接続させることでコンデンサ１２同士を直列に接続したり並列に接続したりできるので、第１の板金２１、第２の板金２２、および第３の板金２３を用いずに第１の基板５に形成された回路を介してコンデンサ１２同士を直列に接続したり並列に接続したりする場合に比べて端子台８の数を減らすことができる。具体的には、第１の板金２１、第２の板金２２、および第３の板金２３を用いない場合には、コンデンサ１２のすべての端子１１に端子台８を接続させるため、４つの端子台８が必要になる。一方、第１の板金２１、第２の板金２２、および第３の板金２３を用いた場合には、並列接続であれば図１８に示すようにＡ部分で端子１１に接続される２つの端子台８が設けられていればよい。また、直列接続であれば図１９に示すようにＢ部分で端子１１に接続される３つの端子台８が設けられていればよい。

なお、第１の板金２１、第２の板金２２、および第３の板金２３を形状だけでなく他の要素で識別可能とすることで挿入位置の間違いをより確実に防ぐことができる。例えば、第１の板金２１、第２の板金２２、および第３の板金２３を異なる色で塗ることで、色の違いで識別可能としてもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 電力変換装置、２ 第１のカバー、２ａ 露出部、２ｂ 反対面、３ 第２のカバー、４ 筐体、５ 第１の基板、５ａ 搭載面、６ ベース、７ 第２の基板、８，８１，８２ 端子台、８ａ ねじ穴、１０ 本体、１０ａ 中心軸、１１，１１１，１１２ 端子、１１ａ 貫通孔、１２ コンデンサ、１３，１３Ａ，１３Ｂ 窪み、１３ａ 縁、１４ 一端面、１５ ねじ、１６ 孔、１６ａ 縁、１７ 溝、１８ 第１の挿入溝、１９ 第２の挿入溝、２０ 第３の挿入溝、２１ 第１の板金、２１ａ 連結部、２１ｂ 接続部、２１ｃ，２１ｄ 孔、２２ 第２の板金、２２ａ 連結部、２２ｂ 接続部、２２ｃ，２２ｄ 孔、２３ 第３の板金、２３ａ 連結部、２３ｂ 接続部、２３ｃ，２３ｄ 孔、２４ 板部、２５ 当接部。

Claims (11)

1. 柱状の本体と前記本体の一端面に設けられた複数の端子とを有するコンデンサと、
   それぞれが前記端子と接続される複数の端子台が設けられた搭載面を有する第１の基板と、
   前記搭載面を覆うとともに、前記一端面が前記搭載面と垂直となる姿勢で前記コンデンサが挿入される窪みが前記第１の基板側を向く面の反対面に形成された第１のカバーと、を備え、
   前記搭載面が前記第１のカバーで覆われているときに、前記窪みに前記コンデンサが挿入されると、前記端子と前記端子台が接続されることを特徴とする電力変換装置。
2. 前記第１のカバーには前記端子台を前記窪みから露出させる露出部が形成されており、
   前記窪みに挿入された前記コンデンサの端子と前記露出部から露出した端子台とが重なって接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記端子台は、剛体で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
4. 前記端子台にはねじ穴が形成されており、
   前記ねじ穴にねじ込まれたねじで前記端子と前記端子台とが締結されていることを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
5. １つの前記コンデンサに設けられた複数の前記端子は、前記一端面に対して前記本体の中心軸と前記一端面との交点を中心とする点対称とならない位置に設けられ、
   複数の前記端子台は、前記窪みに挿入された前記コンデンサの前記端子が接続可能に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電力変換装置。
6. １つの前記コンデンサに設けられた複数の前記端子と接続される前記端子台同士は、前記第１の基板の前記搭載面からの高さが互いに異なり、
   １つの前記コンデンサに設けられた複数の前記端子は、前記窪みに挿入された状態で前記搭載面からの高さが互いに異なることを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
7. 前記窪みを覆う第２のカバーをさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の電力変換装置。
8. 前記コンデンサは、前記第１のカバーと前記第２のカバーとに挟み込まれて固定されることを特徴とする請求項７に記載の電力変換装置。
9. 前記第２のカバーを挟んで前記コンデンサの反対側に設けられて電子部品が搭載された第２の基板をさらに備えることを特徴とする請求項７または８に記載の電力変換装置。
10. 前記窪みの内側には貫通孔が形成され、
    前記窪みの縁と前記貫通孔の縁とをつなぐ溝が形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の電力変換装置。
11. 前記第１のカバーには複数の前記窪みが形成され、
    複数の前記窪みに挿入される複数の前記コンデンサが設けられ、
    複数の前記コンデンサに設けられた端子同士を接続させて複数の前記コンデンサを並列に接続させる並列用板金、または複数の前記コンデンサに設けられた端子同士を接続させて複数の前記コンデンサを直列に接続させる直列用板金をさらに備え、
    前記第１のカバーには、前記並列用板金が挿入される並列用溝と、前記直列用板金が挿入される直列用溝とが形成され、
    前記並列用溝は前記直列用板金の挿入を規制し、前記直列用溝は前記並列用板金の挿入を規制することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の電力変換装置。

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