JPH05260763A - 板金構造のインバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が簡単で、配線作業が容易にでき、冷却
効率もよく、小型でコスト低廉な板金構造のインバータ
装置を提供する。 【構成】 板金フレームに、主回路部を構成する半導体
素子と冷却フィンを含む全ての電気部品を取り付け、そ
の上面を、制御回路を構成するプリント板を収納したケ
ースでカバーし、左右両側部を側板でカバーし、その底
面を底板でカバーし、据付装置をフレームに取り付け、
全体としてユニット構造のインバータ装置とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電源用電力変換装置と
して用いられるインバータ装置の構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のインバータ装置の部品構
成を示すための分解斜視図であり、図７は従来のインバ
ータ装置の側面図、図８は従来のインバータ装置の据え
付け部分の構成を示す側面図、である。

【０００３】これらの図において、３は右側の側板、４
は左側の側板、６，７はそれぞれ当該インバータ装置を
箱体（盤）内部などに取り付け（据え付け）るときに用
いる据付装置、８は半導体素子（インバータ装置の主回
路を構成するパワトランジスタやダイオード）、９は平
滑コンデンサ、である。

【０００４】そのほか、１０は冷却体（放熱用の冷却フ
ィン）、１１は冷却ファン、１２は接続端子台、１３は
端子台取付板、１４は冷却ファン取付板、１５は主回路
用の電気部品、１６はプリント板（主回路を構成するパ
ワトランジスタのスイッチングを制御する制御回路とし
てのプリント板）、１７，１８はそれぞれフレーム、１
９はプリント板１９の取付板、である。

【０００５】これらの図から分かるように、従来のイン
バータ装置は、半導体素子８の取り付いた冷却体１０の
ブロックと、平滑コンデンサ９と端子台１２とが取り付
いたフレーム１８のブロックと、主回路用の電気部品１
５の取り付いたフレーム１７のブロックと、プリント板
１６とその取付板１９のブロックと、冷却ファン１１と
その取付板１４のブロックと、の合計５ブロックから成
っていた。

【０００６】そして冷却体１０のブロックは、フレーム
１７，１８に取り付け固定され、その他のブロックは、
両側板３，４に取り付け固定される。なお当該インバー
タ装置は、該装置の冷却ファンによる冷却後の空気が、
当該インバータ装置を取り付ける箱体（盤ともいう）の
内部を流れるタイプの盤内設置形と、冷却後の空気が、
当該インバータ装置を取り付ける箱体（盤）の外部を流
れるタイプの外部冷却形とがある。

【０００７】当該インバータ装置を盤内設置形とするか
外部冷却形とするかは、据付装置６，７をどこに設ける
かで決まる。盤内設置形とする場合には、据付装置６，
７も両側板３，４に、図８に示す如く、左右方向のみで
固定される。平滑コンデンサ９は、フレーム１８が覆い
かぶさるように取り付けられる。外部冷却形とする場合
の据付穴はフレーム１７，１８にそれぞれ設けられる。

【０００８】なお従来のインバータ装置の構造例を記載
した文献としては、特開平３−１４８８９９号公報を挙
げることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したような従
来のインバータ装置の構造では、前述の通り、側板３，
４まで全て組立てないと、各ブロックが固定されず、配
線作業が進まず、なおかつ側板３，４で壁が出来て、そ
の壁の内側で配線作業を行うため、作業性が悪く、大き
な工数が必要となり、メンテナンスする場合にも同様に
作業性が悪という問題があった。

【００１０】また冷却ファン１１により起こされた風の
流れ道に、電気部品である平滑コンデンサ９が直列に配
置され、かつ冷却ファンの高さより平滑コンデンサの高
さが高い場合には、風の流れ道を完全に塞ぐ形となり、
冷却能力の低下を招くという問題があった。そのため冷
却ファンの大型化を招き装置の大型化やコストアップと
なる欠点があった。

【００１１】更に従来のインバータ装置における構成部
品の配置では、装置の構成上と寸法の制約上から、平滑
コンデンサ９の端子の上部に端子台１２が必要な絶縁距
離を保って配置されており、それにより装置の奥行き寸
法Ｂ（図７参照）が制約され小型化の阻害要因となって
いた。

【００１２】また盤内設置形用の据付装置については、
正面から装置の据付ネジを外せるように、図７に示すＡ
寸法分、装置からはみだす形となり、外部冷却形のとき
に比べると無駄なスペースが必要であるし、図８に示す
ように、左右方向にしか側板３，４に固定する箇所がな
く、装置の左右方向の振動に対して弱く、その対策とし
て、据付装置６，７および側板３，４の板厚を上げるこ
とになり、重量の増加とそれに伴う作業性の悪化等、コ
ストアップ、生産性の低下を招いていた。

【００１３】本発明の目的は、上記従来技術の問題点、
欠点を解決し、構造が簡単で、配線作業が容易にできて
冷却効率もよく、小型でコスト的にも低廉である如き、
板金構造のインバータ装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明によるインバータ装置では、１つの板金フレーム
に、主回路部を構成する半導体素子と放熱用冷却体を含
む所要の電気部品を全て取り付けた。

【００１５】そして、該板金フレームの上面を、制御回
路を構成するプリント板を収納したケースを該フレーム
に取り付けることでカバーし、その左右両側部を、側板
を該フレームに取り付けることでカバーし、その底面
を、底板を該フレームに取り付けることでカバーし、さ
らに当該インバータ装置自体を、別個の箱体（盤）の内
部に、取り付けるために用いる据付装置を該フレームに
取り付け、全体としてユニット構造の、つまり板金構造
のインバータ装置とした。

【００１６】更に、かかる板金構造のインバータ装置に
おいて、板金フレームの端部に冷却ファンを取り付け、
該ファンにより作り出される風道に、前記電気部品の一
つである平滑コンデンサと、放熱用冷却体とが、風上か
らその順に位置するように前記冷却ファンの取り付け位
置を決めた。

【００１７】それとともに、平滑コンデンサの端部と底
板との間に前記風道として役立つ隙間が形成されるよう
に、平滑コンデンサを板金フレームに、該フレームを突
き抜ける如く取り付けた。

【００１８】また、かかる板金構造のインバータ装置に
おいて、冷却ファンと該ファンにより作り出される風道
とを、当該インバータ装置を取り付けるべき箱体（盤）
の内部に位置させる盤内設置型のインバータ装置とする
ときは、据付装置を、側板の底部の対応箇所に装着す
る。

【００１９】冷却ファンと該ファンにより作り出される
風道とを、当該インバータ装置を取り付けるべき箱体
（盤）の外部に位置させる外部冷却型のインバータ装置
とするときは、据付装置を、フレームの対応箇所に装着
する如くする。

【００２０】かつ据付装置を構成する据付板が、一枚の
板部材をその長さ方向に沿って山形に折り曲げ加工した
部材からなり、その山形の一片を据付用部材、他片を補
強用部材とするとき、当該インバータ装置の箱体（盤）
内部への取り付けに際し、該箱体を構成する側板を、同
じ山形に折り曲げ加工した部材としておき、お互いの補
強用部材をネジ止めすることにより取り付け、箱体の剛
性を高めた。

【００２１】

【作用】本発明では、インバータ装置を構成する全ての
電気部品、冷却体（放熱用冷却フィン）はフレームに取
り付けられるので、フレーム単体で配線作業まで全て完
了でき、かつ側板に比べて、フレーム内側の奥行きが浅
いので、作業性が著しく向上する。

【００２２】また平滑コンデンサの配置を端子台の下か
ら変更したので装置の奥行き寸法を大きくすることな
く、平滑コンデンサと底板との間に隙間を形成して冷却
風の流れを円滑にし、冷却能力を向上させることができ
る。

【００２３】またインバータ装置を箱体（盤）へ取り付
ける際、据付装置の構成する据付板と箱体（盤）の側板
とをネジ止めし、一体化することにより、板厚を上げる
ことなく箱体（盤）の剛性を高め、装置の左右方向の振
動に対して強くなる。

【００２４】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の構造を示す分解
斜視図である。同図において、図６におけるのと同じも
の、対応せるものには同じ符号を付した。そのほか、１
はフレーム、２はプリント板ケース、５は底板、であ
る。

【００２５】一般に、インバータ装置は、主回路部と、
該主回路部に含まれるスイッチ素子のスイッチングを制
御する制御回路と、から成っている。本発明によるイン
バータ装置では、主回路部が、前記スイッチ素子として
の半導体素子と放熱用冷却装置を備え、前記制御回路が
電子部品を実装したプリント板から成っている。

【００２６】以下、図１を参照して説明する。１つの板
金フレーム１に、前記主回路部を構成する半導体素子８
と放熱用冷却体１０を含む所要の電気部品を全て取り付
ける。そして該板金フレーム１を中心として、その上面
を、前記制御回路を構成するプリント板１６を収納した
ケース２を該フレーム１に取り付けることでカバーしす
る。

【００２７】板金フレーム１の左右両側部を、側板３，
４を該フレーム１に取り付けることでカバーし、その底
面を、底板５を該フレーム１に取り付けることでカバー
し、さらに前記インバータ装置自体を、別個の箱体
（盤）（図示せず）の内部に、取り付けるために用いる
据付装置６，７を該フレーム１に取り付け、全体として
ユニット構造にしてある。

【００２８】また板金フレーム１の端部に冷却ファン１
１を取り付け、該ファンにより作り出される風道に、前
記電気部品の一つである平滑コンデンサ９と、放熱用冷
却体１０とが、風上からその順に位置するように冷却フ
ァン１１の取り付け位置を決めている。

【００２９】それとともに、平滑コンデンサ９の下端部
と底板５との間に、風道として役立つ隙間が形成される
ように、平滑コンデンサ９を板金フレーム１に、該フレ
ーム１を突き抜ける如く取り付けた。

【００３０】更に、かかる板金構造のインバータ装置に
おいて、冷却ファン１１と該ファンにより作り出される
風道とを、当該インバータ装置を取り付けるべき箱体
（盤）の内部に位置させる盤内設置型のインバータ装置
とするときは、据付装置６，７を、側板３，４の底部の
対応箇所に取り付ける（具体的には、据付装置７の穴Ｈ
２について云うと、それを側板３の穴Ｈ３に取り付け
る）。

【００３１】冷却ファン１１と該ファンにより作り出さ
れる風道とを、当該インバータ装置を取り付けるべき箱
体（盤）の外部に位置させる外部冷却型のインバータ装
置とするときは、据付装置６，７を、フレーム１の対応
箇所に装着する（具体的には、据付装置７の穴Ｈ２につ
いて云うと、それをフレーム１の穴Ｈ４に取り付け
る）。

【００３２】また据付装置を構成する据付板７が、一枚
の板部材をその長さ方向に沿って山形に折り曲げ加工し
た部材からなり、その山形の一片７ｂを据付用部材、他
片７ａを補強用部材とするとき、当該インバータ装置の
箱体内部への取り付けに際し、該箱体を構成する側板
を、同じ山形に折り曲げ加工した部材としておき、お互
いの補強用部材をネジ止めすることにより取り付け、箱
体の剛性を高めている。据付用部材７ｂにおける切り込
みｕは、箱体への取り付け部である。

【００３３】図２は、本発明の一実施例が盤内設置型の
インバータ装置であるときの、その斜視図を（イ）に、
該インバータ装置を箱体（盤）に取り付けたときの、そ
の側面図を（ロ）に、それぞれ示した図である。

【００３４】盤内設置型であるから、冷却ファン１１と
該ファンにより作り出される風道とを、当該インバータ
装置を取り付けるべき箱体（盤）Ｖの内部に位置させて
いることが分かるであろう。またそれ故に、据付装置７
が、フレーム１の対応箇所に取り付けられていることも
分かるであろう。

【００３５】図３は、本発明の一実施例が外部冷却型の
インバータ装置であるときの、その斜視図を（イ）に、
該インバータ装置を箱体（盤）に取り付けたときの、そ
の側面図を（ロ）に、それぞれ示した図である。

【００３６】外部冷却型であるから、冷却ファン１１と
該ファンにより作り出される風道とを、当該インバータ
装置を取り付けるべき箱体（盤）Ｖの外部に位置させて
いることが分かるであろう。またそれ故に、据付装置７
が、側板３の底部の対応箇所に取り付けられていること
も分かるであろう。

【００３７】図４は、本発明の一実施例である盤内設置
型インバータ装置の側面図であり、図５は、同底面図で
ある。これらの図について改めて説明する必要はないで
あろう。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のインバータ
装置によれば、その組立時に作業性が著しく向上すると
いう利点がある。またその冷却能力を向上させることが
でき、その結果、冷却ファンを小型化して装置全体の小
型化も図れる。さらにインバータ装置を取り付けるべき
箱体（盤）の剛性を高めることにより、箱体（盤）を構
成する板厚を小さくでき、重量の低減と、板厚種類を少
なく統一することが可能となり、生産性の向上、ひいて
はコストの低減を図ることができる。

【００３９】更にインバータ装置としては、制御を異に
する複数の種類があるが、本発明のインバータ装置によ
れば、主回路部を共通にして、制御プリント板を変える
だけで制御の種類を異にするインバータ装置を製作でき
るので、顧客側のインバータ選定に対して柔軟に対応で
き、ひいては生産性の向上にもつながるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構造を示す分解斜視図であ
る。

【図２】本発明の一実施例が盤内設置型のインバータ装
置であるときの、その斜視図を（イ）に、該インバータ
装置を箱体（盤）に取り付けたときの、その側面図を
（ロ）に、それぞれ示した図である。

【図３】本発明の一実施例が外部冷却型のインバータ装
置であるときの、その斜視図を（イ）に、該インバータ
装置を箱体（盤）に取り付けたときの、その側面図を
（ロ）に、それぞれ示した図である。

【図４】本発明の一実施例である盤内設置型インバータ
装置の側面図である。

【図５】本発明の一実施例である盤内設置型インバータ
装置の底面図である。

【図６】従来のインバータ装置の部品構成を示すための
分解斜視図である。

【図７】従来のインバータ装置の側面図である。

【図８】従来のインバータ装置の据え付け部分の構成を
示す側面図である。

【符号の説明】

１…フレーム、２…プリント板ケース、３，４…側板、
５…底板、６，７…据付装置、８…半導体素子、９…平
滑コンデンサ、１０…冷却体、１１…冷却ファン、１２
…接続端子台、１３…端子台取付板、１４…冷却ファン
取付板、１５…主回路用の電気部品、１６…プリント
板、１７，１８…フレーム、１９…取付板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主回路部と、該主回路部に含まれるスイ
   ッチ素子のスイッチングを制御する制御回路と、から成
   るインバータ装置の、前記主回路部が、前記スイッチ素
   子としての半導体素子と放熱用冷却装置を備え、前記制
   御回路が電子部品を実装したプリント板から成る前記イ
   ンバータ装置であって、 １つの板金フレーム（１）に、前記主回路部を構成する
   半導体素子（８）と放熱用冷却体（１０）を含む所要の
   電気部品を全て取り付け、該板金フレーム（１）を中心
   として、その上面を、前記制御回路を構成するプリント
   板（１６）を収納したケース（２）を該フレーム（１）
   に取り付けることでカバーし、その左右両側部を、側板
   （３，４）を該フレーム（１）に取り付けることでカバ
   ーし、その底面を、底板（５）を該フレーム（１）に取
   り付けることでカバーし、さらに前記インバータ装置自
   体を、別個の箱体の内部に、取り付けるために用いる据
   付装置（６，７）を該フレーム（１）に取り付け、全体
   としてユニット構造にしたことを特徴とする板金構造の
   インバータ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の板金構造のインバータ
   装置において、前記板金フレーム（１）の端部に冷却フ
   ァン（１１）を取り付け、該ファンにより作り出される
   風道に、前記電気部品の一つである平滑コンデンサ
   （９）と、前記放熱用冷却体（１０）とが、風上からそ
   の順に位置するように前記冷却ファン（１１）の取り付
   け位置を決めるとともに、前記平滑コンデンサ（９）の
   端部と前記底板（５）との間に前記風道として役立つ隙
   間が形成されるように、前記平滑コンデンサ（９）を前
   記板金フレーム（１）に、該フレーム（１）を突き抜け
   る如く取り付けたことを特徴とする板金構造のインバー
   タ装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の板金構造のインバータ
   装置において、前記冷却ファン（１１）と該ファンによ
   り作り出される風道とを、当該インバータ装置を取り付
   けるべき前記箱体（盤）の内部に位置させる盤内設置型
   のインバータ装置とするときは、前記据付装置（６，
   ７）を、前記側板（３，４）の底部の対応箇所（Ｈ３）
   に装着し、 前記冷却ファン（１１）と該ファンにより作り出される
   風道とを、当該インバータ装置を取り付けるべき前記箱
   体（盤）の外部に位置させる外部冷却型のインバータ装
   置とするときは、前記据付装置（６，７）を、前記フレ
   ーム（１）の対応箇所（Ｈ４）に装着する如くし、 かつ前記据付装置を構成する据付板（７）が、一枚の板
   部材をその長さ方向に沿って山形に折り曲げ加工した部
   材からなり、その山形の一片を据付用部材（７ｂ）、他
   片を補強用部材（７ａ）とするとき、当該インバータ装
   置の前記箱体内部への取り付けに際し、該箱体を構成す
   る側板を、同じ山形に折り曲げ加工した部材としてお
   き、お互いの補強用部材をネジ止めすることにより取り
   付け、前記箱体の剛性を高めたことを特徴とする板金構
   造のインバータ装置。