WO2015076249A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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WO2015076249A1
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WO
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unit
conversion device
housing
power conversion
circuit
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PCT/JP2014/080468
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English (en)
French (fr)
Inventor
圭一 小太刀
青木 功
Original Assignee
株式会社明電舎
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427Housings
    • H05K7/1432Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14325Housings specially adapted for power drive units or power converters for cabinets or racks

Definitions

  • the present invention relates to a power conversion device in which a unit on which components constituting a circuit are mounted is detachable from a housing.
  • a unit on which a power conversion circuit component such as an IGBT is mounted is detachable from the housing, and the unit inserted in the housing is a connector (or a disconnector, a contactor, or the like).
  • a connector or a disconnector, a contactor, or the like.
  • the switchboard via the cable (for example, Patent Document 1).
  • the housing-side circuit is connected so that electrical connection between the housing-side circuit (for example, a switchboard) and the unit-side circuit is reliably performed. It is necessary to mount the unit at a position where the connection portion and the connection portion of the circuit on the unit side are aligned (hereinafter referred to as a normal position).
  • the unit when the unit is mounted, the unit may be misaligned. In such a case, it may be difficult to mount the unit at the normal position.
  • a rail is provided in the unit insertion portion of the housing in which the unit is inserted, and the unit is held by the sliding member that slides on the rail, so that the unit is correctly adjusted by the rail. The position is guided to prevent the unit from shifting.
  • a slide rail 15 as shown in FIG. 15 is used.
  • the slide rail 15 has an outer channel 16 fixed to the housing and an inner channel 17 fixed to the unit.
  • the inner channel 17 is inserted into the outer channel 16 when the unit is inserted into the housing. Is done. That is, when the unit is inserted into the housing, the slide rail 15 performs positioning in the vertical direction and the horizontal direction with respect to the unit insertion direction, so that the connection portion of the circuit on the housing side and the connection portion of the circuit on the unit side The electrical connection is surely made.
  • the present invention has an object to provide a technique that contributes to easily performing a unit mounting operation in a power conversion device in which a unit on which components constituting a circuit are mounted is removably provided in a housing.
  • One aspect of the power conversion device of the present invention that achieves the above object is a power conversion device in which a unit housing a component constituting a circuit is detachably provided in a housing, wherein the unit is inserted into the unit.
  • the housing has a notch at a side end, and the housing is provided with a unit insertion part into which the unit can be inserted and removed, and a guide provided in an inner peripheral part of the unit insertion part and extending in the insertion / removal direction of the unit.
  • a fastener that is provided on an inner peripheral portion of the unit insertion portion and that fits into a notch portion of the unit when the unit is inserted into the housing.
  • a power conversion device of the present invention in which a unit housing a part that constitutes a circuit is detachably provided in a housing, wherein the housing includes: A unit insertion portion into which the unit can be inserted and removed; a guide provided in an inner peripheral portion of the unit insertion portion and extending in the insertion and removal direction of the unit; and a fastener provided at an insertion side end portion of the unit of the guide
  • the unit has a sliding member extending from a side portion of the unit, and before the electrical connection between the circuit of the housing and the circuit of the unit is made, the sliding member The unit is inserted into the unit insertion portion so as to slide on the guide, and the fastener guides the unit to a position where electrical connection between the circuit of the housing and the circuit of the unit is possible.
  • FIG. 1 The perspective view which shows the state in which the unit of the power converter device which concerns on 1st Embodiment of this invention was accommodated, (b) The state where the unit of the power converter device which concerns on 1st Embodiment of this invention was pulled out. It is a perspective view shown. It is an enlarged view of the unit insertion part of the storage panel of the power converter device which concerns on 1st Embodiment of this invention.
  • a power conversion device 1 As shown in FIGS. 1A and 1B, a power conversion device 1 according to the first embodiment of the present invention includes a storage panel 2 (housing) and a unit 3 that is detachably provided in the storage panel 2. And have.
  • the direction in which the unit 3 is pulled out is the front direction (front surface), and the direction in which the unit 3 is inserted is the rear direction (back surface).
  • the front-rear direction does not limit the present invention. (The same applies to the second embodiment).
  • the storage board 2 is, for example, a switchboard. As shown in FIG. 2, the storage board 2 has a unit insertion portion 2a into which the unit 3 is inserted. A guide 4, a fastener 5, and a connector 6 (housing side connection portion) are provided on the inner peripheral portion of the unit insertion portion 2 a.
  • the guide 4 is erected from the inner bottom of the unit insertion portion 2a and is provided along the front-rear direction of the unit insertion portion 2a.
  • the guide 4 is a plate member having an L-shaped longitudinal section having a fixed portion 4a in contact with the inner bottom portion of the unit insertion portion 2a and a guide portion 4b erected from the end portion of the fixed portion 4a.
  • the fixed portion 4a is a unit. It is fixed to the inner bottom part of the insertion part 2a.
  • the fastener 5 is an inner bottom portion of the unit insertion portion 2a, and is provided in the vicinity of a position where the lower end of the back surface of the unit 3 is located when the unit 3 is inserted.
  • the fastener 5 extends in the forward direction (that is, the opening direction of the unit insertion portion 2a) from the standing portion 5a provided so as to stand upright from the bottom surface portion of the unit insertion portion 2a.
  • a fitting portion 5b As shown in FIG. 3A, both side portions 5c of the distal end portion of the fitting portion 5b are formed in a shape having a curvature so that the distal end portion is tapered. That is, the width of the tip of the fitting portion 5b is gradually narrowed toward the tip. Further, as shown in FIG. 3B, the tip of the fitting portion 5b is bent upward, and a holding portion 5d is formed at the tip of the fitting portion 5b.
  • the connector 6 is an inner peripheral portion of the unit insertion portion 2 a and is provided to face the back surface of the unit 3.
  • the connector 6 performs electrical connection between a circuit provided in the storage board 2 and a circuit stored in the unit 3. In addition, it is good also as a form which electrically connects the circuit provided in the storage panel 2 and the circuit accommodated in the unit 3 via a disconnector or a contactor.
  • the unit 3 is, for example, an inverter unit, and a control circuit, a power supply circuit, a semiconductor element, etc. (not shown) are accommodated in the unit 3.
  • the unit 3 is detachably provided in the storage board 2.
  • a strip-shaped mounting plate 3 a extends from the upper end of the front surface of the unit 3, and the unit 3 is fixed to the storage panel 2 by screwing the mounting plate 3 a to the storage panel 2.
  • connection bars 7 (unit side connection portions) that are respectively inserted into the connectors 6 are provided on the back surface of the unit 3 and corresponding to the connectors 6 of the storage board 2.
  • a notch 8 into which the fastener 5 is fitted is formed on the back surface of the unit 3 at a location corresponding to the fastener 5 of the storage board 2.
  • the notch portion 8 has a fitting groove 8 a in which the fitting portion 5 b of the fastener 5 is fitted, and a sliding contact portion 8 b in which the bottom surface of the fitting portion 5 b is in sliding contact.
  • the edge 8c of the opening of the fitting groove 8a is formed in a shape having a gentle curvature, and the fitting groove 8a has a shape that gently widens in the opening direction of the fitting groove 8a.
  • the unit 3 is inserted into the storage panel 2 while the side surface of the unit 3 on the right side with respect to the insertion direction of the unit 3 is abutted against a guide 4 (not shown) disposed in the storage panel 2. To do.
  • the fastener 5 arranged in the storage panel 2 is provided on the rear surface of the unit 3.
  • the unit 3 is inserted into the notch 8 and is guided to the normal position (in other words, the position where the connection between the connector 6 and the connection bar 7 is reliably performed).
  • both side portions 5 c of the fastener 5 and the edge portion 8 c of the notch portion 8 are formed in a shape having a curvature. Therefore, the insertion position of the unit 3 is guided to the normal position in the storage board 2 by the both side portions 5c (and the edge portion 8c).
  • the insertion position of the unit 3 is shifted upward with respect to the normal position of the unit 3, the lower surface of the retaining portion 5 d of the fastener 5 comes into contact with the edge of the sliding contact portion 8 b of the notch portion 8.
  • the insertion position of the unit 3 is guided to the normal position in the storage board 2 by the pressing portion 5d.
  • the unit 3 is arranged in the normal position by fitting the fastener 5 into the notch portion 8.
  • the connection bar 7 of the unit 3 is inserted into the connector 6 of the storage panel 2. Then, electrical connection between the connector 6 and the connection bar 7 is performed. At this time, the standing portion 5 a of the fastener 5 is also fitted into the cutout portion 8. Finally, the mounting plate 3 a of the unit 3 is screwed to the storage board 2, and the unit 3 is fixed to the storage board 2.
  • the power conversion device 1 According to the power conversion device 1 according to the first embodiment of the present invention as described above, it is possible to easily perform the attaching operation of the unit 3 that is detachably provided in the storage board 2.
  • the power converter device 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention can guide the unit 3 to a normal position reliably, between the circuit accommodated in the unit 3 and the circuit provided in the storage panel 2 The connection can be reliably performed, and the connector 6 and the connection bar 7 can be prevented from being damaged.
  • the strength against vibration of the unit 3 can be improved by fitting the fastener 5 to the notch 8.
  • the lower surface of the fitting portion 5 b of the fastener 5 and the upper surface of the sliding contact portion 8 b of the notch portion 8 come into contact with each other. Is suppressed in the vertical direction.
  • the pressing portion 5d comes into contact with the upper end portion 8d at the back of the cutout portion 8 (in the front direction of the unit 3), so that the unit 3 is pressed downward by the pressing portion 5d. Vibration is further suppressed.
  • vibration in the left-right direction of the unit 3 is also suppressed, but by screwing the mounting plate 3a of the unit 3 to the storage board 2, The vibration in the left-right direction of the unit 3 is further suppressed.
  • the power converter 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention does not provide the rail which guides the unit 3 to a normal position, the cost of the power converter 1 can be reduced. Moreover, the operation
  • a power conversion device 9 according to the second embodiment of the present invention includes a storage panel 10 (housing) and a unit 11 that is detachably provided in the storage panel 10. And have.
  • the storage board 10 is, for example, a switchboard. As shown in FIG. 9, the storage board 10 has a unit insertion portion 10a into which the unit 11 is inserted. A support member 12 that supports the unit 11, a fastener 13 provided at an end of the support member 12, and a connector 6 are provided on the inner peripheral portion of the unit insertion portion 10 a.
  • the support member 12 is provided at a position corresponding to the lower end of the side surface of the unit 11 inserted into the unit insertion portion 10a.
  • the support member 12 has a support portion 12a that contacts the lower surface of the unit 11, and a side portion 12b that faces the side surface of the unit 11, and is provided along the front-rear direction of the unit insertion portion 10a.
  • the support member 12 has a function corresponding to the guide 4 of the power conversion device 1 according to the first embodiment.
  • the fastener 13 is provided at the end of the support member 12 in the rear direction (that is, the back direction of the unit insertion portion 10a). As shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the fastener 13 is used when the unit 11 is inserted into the unit insertion portion 10a.
  • the holding portion 13a is in sliding contact with the upper surface of the sliding member 14, which will be described in detail later.
  • An end portion of the sliding member 14 can be brought into contact with each other, and has a guide portion 13b that guides the sliding member 14 below the holding portion 13a.
  • the fastener 13 includes a fixed portion 13c that is fixed to the back end portion of the side portion 12b of the support member 12, a guide portion 13b that extends from the lower end portion of the fixed portion 13c to the back and a lower end of the guide portion 13b. And a holding part 13a extending in the back direction from the part.
  • the connector 6 is an inner peripheral portion of the unit insertion portion 10 a and is provided to face the back surface of the unit 11.
  • the connector 6 performs electrical connection between a circuit provided in the storage board 10 and a circuit stored in the unit 11. In addition, it is good also as a form which electrically connects the circuit provided in the storage panel 10 and the circuit accommodated in the unit 11 via a disconnector or a contactor.
  • the unit 11 is, for example, an inverter unit, and a control circuit, a power supply circuit, a semiconductor element, etc. (not shown) are accommodated in the unit 11.
  • the unit 11 is detachably provided in the storage board 10.
  • strip-shaped mounting plates 11 a are provided at both side end portions in the vicinity of the front surface of the unit 11 so as to extend from the side end portions of the unit 11. 11 is fixed to the storage board 10.
  • connection bars 7 that are respectively inserted into the connectors 6 are provided on the back surface of the unit 11 and corresponding to the connectors 6 of the storage board 10.
  • the sliding member 14 is provided at a lower end portion of the unit 11 and protruding from the side portion of the unit 11.
  • the sliding member 14 is provided in the unit 11.
  • the sliding member 14 may be formed integrally with the casing of the unit 11. That is, a plate that closes the lower surface of the unit 11 is provided so as to protrude from the plate that closes the side surface of the unit 11, and can function as the sliding member 14.
  • the sliding member 14 is provided at the lower end of the unit 11.
  • the sliding member 14 is a plate-like member disposed along the front-rear direction of the unit 11 and is provided so as to protrude from the side portion of the unit 11.
  • the lower surface of the sliding member 14 of the unit 11 slides on the support portion 12a of the support member 12, and the unit 11 is placed at a predetermined position of the unit insertion portion 10a.
  • the sliding member 14 is supported by the support member 12, and the unit 11 is supported in the unit insertion portion 10a.
  • a notch portion 14 a is formed at the rear side (that is, the back side) end of the sliding member 14. That is, the thickness of the sliding member 14 is smaller at the back end than at the center. Moreover, it is the notch part 14a, Comprising: When the unit 11 is inserted in the unit insertion part 10a, the part in which the holding part 13a of the fastener 13 is located becomes a shape which the holding part 13a can fit.
  • the unit 11 when the unit 11 is inserted into the storage board 10, the unit 11 is inserted by sliding the sliding member 14 on the support member 12.
  • the position of the unit 11 in the left-right direction (that is, the direction perpendicular to the side surface of the unit 11) is determined by the side end surface of the sliding member 14 and the side portion 12b of the support member 12 contacting each other.
  • the lower surface of the sliding member 14 slides on the support portion 12a of the support member 12, so that the vertical direction of the unit 11 (that is, the direction perpendicular to the sliding contact surface between the slide member 14 and the support portion 12a). The position will be determined.
  • the notch portion 14 a of the sliding member 14 passes below the holding portion 13 a of the fastener 13 before the connector 6 is connected to the connection bar 7. That is, the sliding member 14 is guided to a predetermined position by the holding portion 13a or the guide portion 13b of the fastener 13. As a result, the unit 11 is guided to a predetermined position of the unit insertion portion 10a.
  • the unit 11 can be easily guided downward in the holding portion 13a. That is, it becomes easy to guide the unit 11 to the lower side of the fastener 13 by forming the end portion on the rear side of the sliding member 14 (that is, the end portion on the back side of the unit insertion portion 10a) into a gentle curved surface. .
  • the end of the rear side of the sliding member 14 comes into contact with the guide portion 13b of the fastener 13 so that the sliding member 14 is below the holding portion 13a. It will be guided to the position which passes.
  • the shift in the left-right direction of the unit 11 can be absorbed. That is, by forming the chamfered portion so that the end portion of the holding portion 13a extends toward the back, the side surface of the unit 11 slides on the side surface of the fastener 13 even when the horizontal direction of the unit 11 is shifted. By doing so, the shift of the unit 11 in the left-right direction is corrected.
  • the connection bar 7 of the unit 11 is inserted into the connector 6 of the storage panel 10 and connected to the connector 6. Electrical connection with the bar 7 is made.
  • the holding portion 13a of the fastener 13 is fitted into the notch portion 14a, and the lower surface of the holding portion 13a is in contact with the upper surface of the notch portion 14a. The deviation of the center arrow) is suppressed.
  • the mounting plate 11 a of the unit 11 is screwed to the storage board 10 to fix the unit 11 to the storage board 10.
  • the power conversion device 9 according to the second embodiment of the present invention as described above, it is possible to easily perform the attaching operation of the unit 11 that is detachably provided in the storage board 10.
  • the power converter device 9 which concerns on 2nd Embodiment of this invention can guide the unit 11 to the normal position of the unit insertion part 10a, when storing the unit 11 in the storage panel 10, it is unit unit. 11 and the circuit provided on the storage board 10 can be reliably connected, and damage to the connector 6 and the connection bar 7 can be prevented.
  • the vibration of the unit 11 in the left-right direction is also suppressed by fitting the fastener 13 into the notch 14a.
  • the vibration resistance of the power converter 9 is improved by the lower surface of the holding portion 13a of the fastener 13 being in contact with the upper surface of the cutout portion 14a of the sliding member 14.
  • the vibration resistance of the power converter 9 is further improved by providing the fastener 13 so that the holding portion 13 a of the fastener 13 presses the sliding member 14.
  • the power conversion device 9 according to the second embodiment of the present invention does not include the rail that guides the unit 11 to the normal position, the cost of the power conversion device 9 can be reduced. Further, it is possible to reduce the work of accurately positioning the storage board 10 and the unit 11 and attaching the rails when the power conversion device 1 is manufactured. Moreover, since the space for attaching a rail becomes unnecessary, the power converter device 1 can be reduced in size.
  • the power converter device 9 which concerns on 2nd Embodiment of this invention can support the unit 11 with the supporting member 12, it supports the unit 11 rather than the power converter device 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention. Therefore, the cost of the power converter 9 can be reduced.
  • the power conversion device of the present invention has been described in detail with a specific example.
  • the power conversion device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design change can be made as appropriate without departing from the characteristics of the present invention. It is possible, and the design modified as such belongs to the technical scope of the power conversion device of the present invention.
  • the number of units provided in the power converter is not limited to the embodiment, and a necessary number of units can be appropriately provided in the power converter.
  • a necessary number of units are provided according to the output voltage to be increased. Will be.
  • the shapes of the fastener and the notch are shapes in which each shape has an individual effect. Therefore, a part of the effect of the power converter of the present invention can be obtained by using a fastener or a notch having a part of the shape having an effect.
  • the notch part 14a is not an essential structure, If the fastener 13 is fixed so that it may contact
  • the effects of the power conversion device 1 of the first embodiment and the power conversion device 9 of the second embodiment are combined. Can be obtained.

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Abstract

収納盤2(筐体)と、収納盤2に挿脱自在に設けられるユニット3とを有する電力変換装置である。収納盤2のユニット3が挿入されるユニット挿入部2aの内周部に、ガイド4、留め具5、コネクタ6を設ける。ユニット3の背面に、留め具5が嵌合する切り欠き部8と、コネクタ6に挿着される接続バー7を設ける。ガイド4に沿って、ユニット3をユニット挿入部2aに挿入する際、留め具5と切り欠き部8とを嵌合させることで、ユニット3を正位置に案内する。ユニット3を正位置に案内した後、コネクタ6と接続バー7との電気的接続を行う。このような電力変換装置によれば、収納盤2へのユニット3の取付作業が容易になる。

Description

電力変換装置
 本発明は、回路を構成する部品を搭載したユニットを、筐体に挿脱可能に設ける電力変換装置に関する。
 電力変換装置には、例えば、IGBTなどの電力変換回路の部品を搭載しているユニットを筐体に挿脱可能に設け、筐体に挿入されたユニットがコネクタ(若しくは、断路器やコンタクタ等)を介して配電盤と電気的に接続されるものがある(例えば、特許文献1)。
 このようなユニットを筐体に挿脱可能に設ける電力変換装置では、筐体側の回路(例えば、配電盤)とユニット側の回路との電気的接続が確実に行われるように、筐体側の回路の接続部とユニット側の回路の接続部とが位置合わせされた位置(以後、正位置という)にユニットを取り付ける必要がある。
 しかし、ユニットを取り付けるときに、ユニットの位置ずれが生じる場合があり、このような場合には、ユニットの正位置での取付作業が困難となるおそれがある。
 そのため、従来技術に係る電力変換装置では、ユニットが挿入される筐体のユニット挿入部にレールを設け、このレール上を摺動する摺動部材にユニットを保持することで、レールによりユニットを正位置に案内し、ユニットの位置ずれを防止している。
 具体的に説明すると、図15に示すような、スライドレール15が用いられる。スライドレール15は、筐体に固設されるアウタチャンネル16とユニットに固設されるインナチャンネル17とを有し、筐体にユニットを挿入する際に、インナチャンネル17がアウタチャンネル16に挿嵌される。すなわち、筐体にユニットを挿入する際、スライドレール15によりユニットの挿入方向に対して垂直方向及び水平方向の位置決めがされるので、筐体側の回路の接続部とユニット側の回路の接続部の電気的な接続が確実に行われることとなる。
 しかしながら、筐体にレールを取り付けること(及び摺動部材にユニットを保持すること)は、電力変換装置のコストを増大させる要因やユニットの取付作業に時間がかかる等の製造コストを増大させる要因となるおそれがある。また、レールを設けるスペースが必要となるので電力変換装置の小型化が妨げられるおそれがある。
実開平06-074092号公報
 本発明は、回路を構成する部品を搭載したユニットを筐体に挿脱可能に設ける電力変換装置において、ユニットの取付作業を容易に行うことに貢献する技術を提供することを目的とする。
 上記目的を達成する本発明の電力変換装置の一態様は、筐体に、回路を構成する部品を収納したユニットを挿脱可能に設ける電力変換装置であって、前記ユニットは、該ユニットの挿入側端部に切り欠き部を有し、前記筐体は、前記ユニットが挿脱可能なユニット挿入部と、前記ユニット挿入部の内周部に設けられ、前記ユニットの挿脱方向に延びるガイドと、前記ユニット挿入部の内周部に設けられ、前記筐体に前記ユニットを挿入するときに、該ユニットの切り欠き部に嵌合する留め具と、を有する。
 また、上記目的を達成する本発明の電力変換装置の他の態様は、筐体に、回路を構成する部品を収納したユニットを挿脱可能に設ける電力変換装置であって、前記筐体は、前記ユニットが挿脱可能なユニット挿入部と、前記ユニット挿入部の内周部に設けられ、前記ユニットの挿脱方向に延びるガイドと、前記ガイドの前記ユニットの挿入側端部に設けられる留め具と、を有し、前記ユニットは、該ユニットの側部から延在する摺動部材を有し、前記筐体の回路と前記ユニットの回路との電気的接続を行う前に、前記摺動部材が前記ガイド上を摺動するように前記ユニットを前記ユニット挿入部に挿入し、前記留め具が前記ユニットを前記筐体の回路と前記ユニットの回路との電気的接続が可能な位置に案内する。
(a)本発明の第1実施形態に係る電力変換装置のユニットが収納された状態を示す斜視図、(b)本発明の第1実施形態に係る電力変換装置のユニットが引き出された状態を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る電力変換装置の収納盤のユニット挿入部の拡大図である。 (a)留め具の上面図、(b)留め具の側面図である。 本発明の第1実施形態に係る電力変換装置のユニットの背面斜視図である。 ユニットの切り欠き部の拡大図である。 ユニットの切り欠き部に収納盤の留め具が嵌合する過程を説明する説明図である。 ユニットの切り欠き部に留め具が嵌合した状態を示す縦断面図である。 (a)本発明の第2実施形態に係る電力変換装置のユニットが収納された状態を示す斜視図、(b)本発明の第2実施形態に係る電力変換装置のユニットが引き出された状態を示す斜視図である。 本発明の第2実施形態に係る電力変換装置の収納盤のユニット挿入部の拡大図である。 (a)留め具の斜視図、(b)留め具の側面図である。 本発明の第2実施形態に係る電力変換装置のユニットの背面斜視図である。 摺動部材の切り欠き部の拡大図である。 摺動部材の切り欠き部に収納盤の留め具が嵌合する過程を説明する説明図である。 摺動部材の切り欠き部に留め具が嵌合した状態を示す側面図である。 (a)従来技術に係る電力変換装置のスライドレールを示す図、(b)図15(a)のA-A断面図、(c)図15(a)のB方向矢視図である。
 本発明の実施形態に係る電力変換装置について、図面を参照して詳細に説明する。
 [第1実施形態]
 図1(a),(b)に示すように、本発明の第1実施形態に係る電力変換装置1は、収納盤2(筐体)と、収納盤2に挿脱可能に設けられるユニット3とを有する。なお、実施形態の説明では、ユニット3を引き出す方向を前方向(前面)とし、ユニット3を挿入する方向を後ろ方向(背面)とするが、前後方向は、本発明をなんら限定するものではない(第2実施形態も同様である)。
 収納盤2は、例えば、配電盤である。図2に示すように、収納盤2は、ユニット3が挿入されるユニット挿入部2aを有する。ユニット挿入部2aの内周部には、ガイド4、留め具5、コネクタ6(筐体側接続部)が設けられる。
 ガイド4は、ユニット挿入部2aの内底部から立設し、ユニット挿入部2aの前後方向に沿うように設けられる。ガイド4は、ユニット挿入部2aの内底部と接する固定部4aと、固定部4aの端部から立設するガイド部4bとを有する縦断面L字状の板部材であり、固定部4aがユニット挿入部2aの内底部に固定される。
 留め具5は、ユニット挿入部2aの内底部であって、ユニット3を挿入したときに、ユニット3の背面の下端が位置する箇所の近傍に設けられる。留め具5は、ユニット挿入部2aの底面部から立設するように設けられる立設部5aと、立設部5aの先端部から前方向(すなわち、ユニット挿入部2aの開口方向)に延在する嵌合部5bとを有する。図3(a)に示すように、嵌合部5bの先端部の両側部5cは、先端部が先細りとなるように、曲率を有する形状に形成されている。すなわち、嵌合部5bの先端部は、先端に行くにしたがってなだらかに幅が狭くなっている。また、図3(b)に示すように、嵌合部5bの先端部は上方向に曲折されており、嵌合部5bの先端に押止部5dが形成されている。
 コネクタ6は、ユニット挿入部2aの内周部であって、ユニット3の背面と対向して設けられる。コネクタ6は、収納盤2に設けられる回路と、ユニット3に収納される回路との電気的接続を行う。なお、収納盤2に設けられる回路と、ユニット3に収納される回路とを、断路器やコンタクタを介して電気的に接続する形態としてもよい。
 ユニット3は、例えば、インバータユニットであり、ユニット3内部には、図示省略の制御回路、電源回路、半導体素子等が収納される。図1(a),(b)に示すように、ユニット3は、収納盤2に挿脱可能に設けられる。また、ユニット3の前面の上端部から短冊状の取付板3aが延在して設けられており、取付板3aを収納盤2に螺設してユニット3が収納盤2に固定される。また、図4に示すように、ユニット3の背面であって、収納盤2のコネクタ6に対応する箇所には、それぞれコネクタ6に挿着される接続バー7(ユニット側接続部)が設けられる。さらに、ユニット3の背面であって、収納盤2の留め具5に対応する箇所には、留め具5が嵌合する切り欠き部8が形成される。
 切り欠き部8は、図5に示すように、留め具5の嵌合部5bが嵌合する嵌合溝8aと、嵌合部5bの底面が摺接する摺接部8bとを有する。なお、嵌合溝8aの開口の縁部8cは、なだらかな曲率を有する形状に形成されており、嵌合溝8aは、嵌合溝8aの開口方向になだらかに拡幅する形状となっている。
 [ユニットの取付方法]
 図6を参照して、収納盤2にユニット3を取り付ける方法について詳細に説明する。なお、図中の矢印は、ユニット3の挿入方向を示している。なお、留め具5と切り欠き部8の嵌合部分は、実際には、ユニット3の側面に設けられるカバー等により隠れることとなるが、説明をわかりやすくするため、ユニット3の側面に設けられるカバー等を図示省略している。
 図6に示すように、ユニット3の挿入方向に対して右側のユニット3の側面を収納盤2内に配置されたガイド4(図示せず)に当てつけながら、収納盤2内にユニット3を挿入する。
 収納盤2内にユニット3を挿入すると、コネクタ6と接続バー7との通電部の接続を開始する前に、収納盤2内に配置された留め具5がユニット3背面部に設けられた切り欠き部8に嵌挿し、ユニット3が正位置(換言すると、コネクタ6と接続バー7との接続が確実に行われる位置)に誘導される。
 このとき、ユニット3の挿入位置にずれが生じていると、ユニット3の背面部が留め具5に当接することとなる。例えば、ユニット3の挿入位置がユニット3の正位置に対して左右方向にずれている場合、留め具5の両側部5c及び切り欠き部8の縁部8cが曲率を有する形状に形成されているので、ユニット3の挿入位置が、両側部5c(及び縁部8c)により収納盤2内の正位置に案内されることとなる。また、ユニット3の挿入位置がユニット3の正位置に対して上方向にずれている場合、留め具5の押止部5dの下面が切り欠き部8の摺接部8bの端縁と当接することで、ユニット3の挿入位置が、押止部5dにより収納盤2内の正位置に案内されることとなる。その結果、ユニット3の挿入位置が正位置から左右方向または上方向にずれた場合でも、留め具5が切り欠き部8に嵌合することでユニット3が正位置に配置されることとなる。
 そして、留め具5が切り欠き部8に嵌挿されることでユニット3が正位置に移動した後に、さらに、ユニット3を押し込むと、ユニット3の接続バー7が収納盤2のコネクタ6に挿着され、コネクタ6と接続バー7との電気的な接続が行われる。このとき、留め具5の立設部5aも切り欠き部8に嵌合することとなる。最後に、ユニット3の取付板3aを収納盤2に螺設して、ユニット3が収納盤2に固定される。
 以上のような本発明の第1実施形態に係る電力変換装置1によれば、収納盤2に挿脱可能に設けられたユニット3の取付作業を容易に行うことができる。
 また、本発明の第1実施形態に係る電力変換装置1は、ユニット3を正位置に確実に案内することができるので、ユニット3に収納された回路と収納盤2に設けられた回路との接続を確実に行うことができ、コネクタ6や接続バー7の破損を防止することができる。
 また、留め具5を切り欠き部8に嵌合させることで、ユニット3の振動に対する強度を向上させることができる。図7に示すように、留め具5が切り欠き部8に嵌合すると、留め具5の嵌合部5bの下面と切り欠き部8の摺接部8bの上面とが接することで、ユニット3の上下方向の振動が抑制される。さらに、押止部5dが切り欠き部8奥(ユニット3の前面方向)の上端部8dと接することで、ユニット3が押止部5dによって下方向に押圧されることとなり、ユニット3の上下方向の振動がより抑制される。なお、留め具5が切り欠き部8に嵌合することで、ユニット3の左右方向の振動も抑制されることとなるが、ユニット3の取付板3aを収納盤2に螺設することで、ユニット3の左右方向の振動がさらに抑制される。
 また、本発明の第1実施形態に係る電力変換装置1は、ユニット3を正位置に案内するレールを設けていないので、電力変換装置1のコストを低減することができる。また、電力変換装置1の製造時に、レールを取り付ける作業を削減することができる。また、レールを取り付けるためのスペースが不要になるので、電力変換装置1を小型化することができる。
 [第2実施形態]
 図8(a),(b)に、本発明の第2実施形態に係る電力変換装置9を示す。図8(a),(b)に示すように、本発明の第2実施形態に係る電力変換装置9は、収納盤10(筐体)と、収納盤10に挿脱可能に設けられるユニット11とを有する。
 収納盤10は、例えば、配電盤である。図9に示すように、収納盤10は、ユニット11が挿入されるユニット挿入部10aを有する。ユニット挿入部10aの内周部には、ユニット11を支持する支持部材12、支持部材12の端部に設けられる留め具13、コネクタ6が設けられる。
 支持部材12は、ユニット挿入部10aに挿入されたユニット11の側面の下端に対応する位置にそれぞれ設けられる。支持部材12は、ユニット11の下面と接する支持部12aと、ユニット11の側面と対向する側部12bとを有し、ユニット挿入部10aの前後方向に沿うように設けられる。支持部材12は、実施形態1に係る電力変換装置1のガイド4に相当する機能を有する。
 留め具13は、支持部材12の後ろ方向(すなわち、ユニット挿入部10aの奥方向)の端部に設けられる。図10(a),(b)に示すように、留め具13は、後に詳細に説明する摺動部材14の上面と摺接する抑え部13aと、ユニット11をユニット挿入部10aに挿入する際に摺動部材14の端部が当接可能であり、摺動部材14を抑え部13aの下方に案内する案内部13bと、を有する。すなわち、留め具13は、支持部材12の側部12bの奥端部に固定される固定部13cと、固定部13cの下端部から奥下方に延在する案内部13bと、案内部13bの下端部から奥方向に延在する抑え部13aとを有する。
 コネクタ6は、ユニット挿入部10aの内周部であって、ユニット11の背面と対向して設けられる。コネクタ6は、収納盤10に設けられる回路と、ユニット11に収納される回路との電気的接続を行う。なお、収納盤10に設けられる回路と、ユニット11に収納される回路とを、断路器やコンタクタを介して電気的に接続する形態としてもよい。
 ユニット11は、例えば、インバータユニットであり、ユニット11内部には、図示省略の制御回路、電源回路、半導体素子等が収納される。図8(a),(b)に示すように、ユニット11は、収納盤10に挿脱可能に設けられる。また、ユニット11の前面近傍の両側端部には、短冊状の取付板11aがユニット11の側端部から延在して設けられており、取付板11aを収納盤10に螺設してユニット11が収納盤10に固定される。また、図11に示すように、ユニット11の背面であって、収納盤10のコネクタ6に対応する箇所には、それぞれコネクタ6に挿着される接続バー7が設けられる。さらに、ユニット11の下端部であって、ユニット11の側部から突出した状態で摺動部材14が設けられる。なお、実施形態の説明では、ユニット11に摺動部材14を設ける形態を示しているが、摺動部材14は、ユニット11の筐体と一体形成することもできる。すなわち、ユニット11の下面を閉塞する板をユニット11の側面を閉塞する板より突出するように設け、摺動部材14として機能させることができる。
 摺動部材14は、ユニット11の下端部に設けられる。摺動部材14は、ユニット11の前後方向に沿うように配設される板状の部材であり、ユニット11の側部から突出して設けられる。ユニット11をユニット挿入部10aに挿設する際には、ユニット11の摺動部材14の下面が支持部材12の支持部12a上を摺動し、ユニット11がユニット挿入部10aの所定の位置に案内される。また、ユニット挿入部10aにユニット11を挿設した際には、摺動部材14が支持部材12に支持され、ユニット11がユニット挿入部10a内に支持されることとなる。
 図12に示すように、摺動部材14の後ろ側(すなわち、奥側)端部には、切り欠き部14aが形成される。すなわち、摺動部材14の厚さは、中央部より奥端部の厚みが薄くなっている。また、切り欠き部14aであって、ユニット挿入部10aにユニット11を挿設した際に留め具13の抑え部13aが位置する部分は、抑え部13aが嵌合できる形状となっている。
 [ユニットの取付方法]
 図13を参照して、収納盤10にユニット11を取り付ける方法について詳細に説明する。なお、留め具13は、実際には、収納盤10の側面に設けられるカバー等により隠れることとなるが、説明をわかりやすくするため、収納盤10の側面に設けられるカバー等を図示省略している。
 図13に示すように、ユニット11を収納盤10に挿入する際に、摺動部材14を支持部材12上を摺動させてユニット11を挿入する。このとき、摺動部材14の側端面と支持部材12の側部12bとが当接することで、ユニット11の左右方向(すなわち、ユニット11の側面と垂直方向)の位置が定められることとなる。また、摺動部材14の下面が支持部材12の支持部12a上を摺動することにより、ユニット11の上下方向(すなわち、摺動部材14と支持部12aとの摺接面と垂直方向)の位置が定められることとなる。
 収納盤10内にユニット11を挿入すると、コネクタ6が接続バー7に接続される前に、摺動部材14の切り欠き部14aが、留め具13の抑え部13aの下方を通過する。すなわち、留め具13の抑え部13aまたは案内部13bにより、摺動部材14が所定の位置に案内されることとなる。その結果、ユニット11がユニット挿入部10aの所定の位置に案内される。
 なお、摺動部材14の後ろ側の端部の上方に面取り部を形成すると、ユニット11を抑え部13aの下方向に案内しやすくなる。すなわち、摺動部材14の後ろ側の端部(すなわち、ユニット挿入部10aの奥側の端部)をなだらかな曲面状に形成することで、ユニット11を留め具13の下方へ案内し易くなる。例えば、ユニット11が所定の位置より上にずれていた場合、摺動部材14の後ろ側の端部が留め具13の案内部13bに当接することで、摺動部材14が抑え部13aの下方を通過する位置に案内されることとなる。同様に、抑え部13aの側端部に面取り部を形成すると、ユニット11の左右方向のずれを吸収することができる。すなわち、抑え部13aの端部を奥に行くにしたがって広がるように面取り部を形成することで、ユニット11の左右方向がずれていた場合でも、ユニット11の側面が留め具13の側面を摺動することで、ユニット11の左右方向のずれが修正される。
 このようにユニット11がユニット挿入部10aの所定の位置に案内された後、さらに、ユニット11を押し込むと、ユニット11の接続バー7が収納盤10のコネクタ6に挿着され、コネクタ6と接続バー7との電気的な接続が行われる。このとき、図14に示すように、留め具13の抑え部13aが切り欠き部14aに嵌合するとともに、抑え部13aの下面が切り欠き部14aの上面と接し、ユニット11の上下方向(図中矢印で示す)のずれが抑制される。最後に、ユニット11の取付板11aを収納盤10に螺設して、ユニット11が収納盤10に固定される。
 以上のような本発明の第2実施形態に係る電力変換装置9によれば、収納盤10に挿脱可能に設けられたユニット11の取付作業を容易に行うことができる。
 また、本発明の第2実施形態に係る電力変換装置9は、ユニット11を収納盤10に収納する際に、ユニット11をユニット挿入部10aの正位置に確実に案内することができるので、ユニット11に収納された回路と収納盤10に設けられた回路との接続を確実に行うことができ、コネクタ6や接続バー7の破損を防止することができる。
 また、留め具13が切り欠き部14aに嵌合することで、ユニット11の左右方向の振動も抑制される。さらに、留め具13の抑え部13aの下面が摺動部材14の切り欠き部14aの上面に接することで、電力変換装置9の耐振動性が向上する。特に、留め具13の抑え部13aが摺動部材14を押圧するように留め具13を設けることで、電力変換装置9の耐振動性がさらに向上する。
 また、本発明の第2実施形態に係る電力変換装置9は、ユニット11を正位置に案内するレールを設けていないので、電力変換装置9のコストを低減することができる。また、電力変換装置1の製造時に、収納盤10及びユニット11に正確に位置決めをしてレールを取り付ける作業を削減することができる。また、レールを取り付けるためのスペースが不要になるので、電力変換装置1を小型化することができる。
 また、本発明の第2実施形態に係る電力変換装置9は、支持部材12でユニット11を支持することができるので、本発明の第1実施形態に係る電力変換装置1よりもユニット11を支持する部材が小さくなり、電力変換装置9のコストを低減することができる。
 以上、本発明の電力変換装置について、具体例を示して詳細に説明したが、本発明の電力変換装置は、上述した実施形態に限らず、本発明の特徴を損なわない範囲で適宜設計変更が可能あり、そのように設計変更された形態も本発明の電力変換装置の技術的範囲に属する。
 例えば、電力変換装置に設けられるユニットの数は、実施例に限定されるものではなく、適宜必要な数のユニットを電力変換装置に設けることができる。具体的な例を挙げると、本発明の電力変換装置をセル多重方式のマルチレベルインバータに適用した場合には、高電圧化する出力電圧に応じて適宜必要な数のユニット(インバータセル)が設けられることとなる。
 また、本発明の電力変換装置において、留め具や切り欠き部の形状は、個々の形状がそれぞれ個別の効果を有する形状である。よって、効果を有する形状の一部を備えた留め具や切り欠き部を用いることで、本発明の電力変換装置の効果の一部を得ることができる。
 また、第2実施形態の電力変換装置9において、切り欠き部14aは必須の構成ではなく、ユニット11の側面と摺動部材14の上面とに、当接するように留め具13を固定すれば、切り欠き部14aを省略することができる。
 また、第1実施形態の電力変換装置1と第2実施形態の電力変換装置9とを組み合わせることで、第1実施形態の電力変換装置1と第2実施形態の電力変換装置9の効果を併せて得ることができる。

Claims (9)

  1.  筐体に、回路を構成する部品を収納したユニットを挿脱可能に設ける電力変換装置であって、
     前記ユニットは、該ユニットの挿入側端部に切り欠き部を有し、
     前記筐体は、前記ユニットが挿脱可能なユニット挿入部と、
     前記ユニット挿入部の内周部に設けられ、前記ユニットの挿脱方向に延びるガイドと、
     前記ユニット挿入部の内周部に設けられ、前記筐体に前記ユニットを挿入するときに、該ユニットの切り欠き部に嵌合する留め具と、を有する電力変換装置。
  2.  前記ユニットの挿入側端部に、前記ユニットに収納された回路と前記筐体に設けられた回路との電気的接続を行うユニット側接続部を設け、
     前記ユニット挿入部の内周部に、前記ユニット側接続部が接続される筐体側接続部を設け、
     前記ユニット挿入部に前記ユニットを挿入して、前記ユニット側接続部と前記筐体側接続部との接続を行う請求項1に記載の電力変換装置。
  3.  前記切り欠き部の開口端部を、開口方向になだらかに拡幅する請求項1または請求項2に記載の電力変換装置。
  4.  前記留め具は、前記ユニット挿入部の底面部から立設して設けられる立設部と、該立設部の先端部から、前記ユニット挿入部の開口方向に延在する嵌合部と、を有し、
     前記切り欠き部は、前記嵌合部が嵌合する嵌合溝と、前記嵌合部の底面に摺接する摺接部と、を有する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  5.  前記嵌合部の先端部の両側部を、前記嵌合部の先端部がなだらかに先細りとなるように形成する請求項4に記載の電力変換装置。
  6.  前記嵌合部の先端部を、上方に屈曲させる請求項4または請求項5に記載の電力変換装置。
  7.  前記ユニット挿入部に、前記ユニットを支持する支持板を設け、前記ガイドを支持板に立設する請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  8.  前記ガイドは、前記ユニットの下面を支持する支持部と、前記ユニットの側面と対向する側部と、を有する請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  9.  筐体に、回路を構成する部品を収納したユニットを挿脱可能に設ける電力変換装置であって、
     前記筐体は、前記ユニットが挿脱可能なユニット挿入部と、
     前記ユニット挿入部の内周部に設けられ、前記ユニットの挿脱方向に延びるガイドと、
     前記ガイドの前記ユニットの挿入側端部に設けられる留め具と、を有し、
     前記ユニットは、該ユニットの側部から延在する摺動部材を有し、
     前記筐体の回路と前記ユニットの回路との電気的接続を行う前に、前記摺動部材が前記ガイド上を摺動するように前記ユニットを前記ユニット挿入部に挿入し、前記留め具が前記ユニットを前記筐体の回路と前記ユニットの回路との電気的接続が可能な位置に案内する電力変換装置。
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