WO2021090437A1

WO2021090437A1 - 電力変換装置

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Publication number: WO2021090437A1
Application number: PCT/JP2019/043646
Authority: WO
Inventors: 満杷野
Original assignee: 東芝三菱電機産業システム株式会社
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2021-05-14
Also published as: CN113169676A; JPWO2021090437A1; US20220166338A1; JP6899956B1

Abstract

実施形態の電力変換装置において、誤装着抑制機構は、筐体及びインバータモジュールに設けられ、筐体に対するインバータモジュールの第１方向への移動を規制する。インバータモジュールは、母線と端子との間を遮断可能なオフ位置、及び母線と端子との間を接続可能なオン位置の間を移動する開閉器を有する。誤装着抑制機構は、ストッパと、干渉部材と、を有する。ストッパは、筐体に設けられている。干渉部材は、開閉器に接続され、規制位置及び退避位置の間を開閉器の移動に伴い移動する。規制位置は、開閉器がオン位置にあるとき第１方向から見てストッパと重なり合う。退避位置は、開閉器がオフ位置にあるとき第１方向から見てストッパから退避する。

Description

電力変換装置

　本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。

　電力変換装置として、電子部品が搭載された複数のインバータユニットを、単一の盤（筐体）内に収納した構成が知られている。
　しかしながら、従来の電力変換装置にあっては、各インバータユニットの誤装着を抑制する点で未だ改善の余地があった。

特開２００７－１２９８３８号公報

　本発明が解決しようとする課題は、誤装着を抑制することができる電力変換装置を提供することである。

　実施形態の電力変換装置は、筐体と、インバータモジュールと、誤装着抑制機構と、を有する。筐体は、第１方向に開口する開口部を有するとともに、内部に母線が配索されている。インバータモジュールは、開口部を通じて筐体に着脱可能に構成されるとともに、筐体に装着された装着位置において母線に接続される端子を有する。誤装着抑制機構は、筐体及びインバータモジュールに設けられ、筐体に対するインバータモジュールの第１方向への移動を規制する。インバータモジュールは、母線と端子との間を遮断可能なオフ位置、及び母線と端子との間を接続可能なオン位置の間を移動する開閉器を有する。誤装着抑制機構は、ストッパと、干渉部材と、を有する。ストッパは、筐体に設けられている。干渉部材は、開閉器に接続され、規制位置及び退避位置の間を開閉器の移動に伴い移動する。規制位置は、開閉器がオン位置にあるとき第１方向から見てストッパと重なり合う。退避位置は、開閉器がオフ位置にあるとき第１方向から見てストッパから退避する。

実施形態の電力変換装置を示す斜視図。筐体を透過した状態を示す本体ユニットの斜視図。大ユニットの斜視図。大ユニットの概略斜視図。大ユニットが装着位置にある状態を示す概略平面図。開閉器がプリチャージ位置にあるときを示す図４に対応する概略斜視図。誤操作抑制機構と操作部との関係を示す図。大ユニットを右側から見た部分側面図。大ユニットが断路位置にある状態を示す概略平面図。大ユニットを右側から見た部分側面図。大ユニットを右側から見た部分側面図。誤装着抑制を説明するための大ユニットの概略平面図。

　以下、実施形態の電力変換装置を、図面を参照して説明する。以下の説明では、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付すとともに、各構成間で重複する説明は省略する場合がある。以下の説明において、電力変換装置１が設置された設置面Ｆの法線方向を上下方向（矢印ＵＰが上方）とし、上下方向に直交する方向をそれぞれ前後方向（第１方向：矢印ＦＲが装置前方）及び左右方向（矢印ＬＨが装置左側）とする。以下の説明において、例えば「平行」や「直交」、「中心」、「同軸」等の相対的又は絶対的な配置を示す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差や同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。

　図１は、電力変換装置１の斜視図である。
　図１に示す電力変換装置１は、例えばモータを駆動するドライブシステムに適用される装置である。電力変換装置１は、外部電源から供給される直流電力を交流電力（３相交流）に変換してモータに出力する。電力変換装置１は、ドライブシステム以外のシステムに適用される装置であってもよい。電力変換装置１は、交流電力を直流電力に変換する装置でもよい。電力変換装置１は、ある電力を周波数や電圧の異なる別の電力に変換する装置等であってもよい。

　電力変換装置１は、上下方向を長手方向とする箱型に形成されている。電力変換装置１は、本体ユニット１１と、インバータユニット１２～１４と、誤装着抑制機構１５（図５参照）と、誤操作抑制機構１６（図５参照）と、位置決め機構１７（図８参照）と、を備えている。

　図２は、筐体２１を透過した状態を示す本体ユニット１１の斜視図である。
　図１、図２に示すように、本体ユニット１１は、筐体２１と、ユニット支持機構２２と、母線２３，２４と、を備えている。
　筐体２１は、前方に向けて開口する開口部２５を有する箱型に形成されている。筐体２１内の下部には、電力変換装置１の動作を司るメイン制御部等が搭載されている。

　図２に示すように、ユニット支持機構２２は、筐体２１における左右両側壁２８，２９の内面に対で設けられている。ユニット支持機構２２は、レール３１と、スライダ３２と、をそれぞれ備えている。レール３１は、側壁２８，２９の内面上に前後方向に延在している。スライダ３２は、前後方向にスライド可能にレール３１に支持されている。したがって、スライダ３２は、開口部２５を通して筐体２１に進退可能に構成されている。ユニット支持機構２２は、各側壁２８，２９において、上下方向に間隔をあけて設けられている。本実施形態では、左右一対のユニット支持機構２２が上下方向に間隔をあけて複数組（例えば、８組）設けられている。ユニット支持機構２２の組数は適宜変更が可能である。

　母線２３，２４は、筐体２１における後壁３４の内面に設けられている。母線２３，２４は、左右方向に間隔をあけた状態で後壁３４の内面上を上下方向に延在している。母線２３，２４は、筐体２１の下部において、ＤＣ共通母線（不図示）を介して外部電源に接続される。

　図１に示すように、インバータユニット１２～１４は、開口部２５を通じて抜き差しすることで、筐体２１内に着脱可能に構成されている。本実施形態において、インバータユニット１２～１４は、上下方向の高さが異なる小ユニット１２、中ユニット１３及び大ユニット１４である。筐体２１内に着脱されるインバータユニット１２～１４の種類は、適宜変更が可能である。以下の説明では、大ユニット１４を例にしてインバータユニットの詳細について説明する。

　図３は、大ユニット１４の斜視図である。
　図３に示すように、大ユニット１４は、例えばユニット支持機構２２の４組分（開口部２５の半分）の高さを有する箱状に形成されている。大ユニット１４は、ユニットハウジング４１と、開閉器４２と、電力変換回路（不図示）と、端子４３，４４（図５参照）と、を備えている。大ユニット１４のサイズ等は適宜変更が可能である。

　ユニットハウジング４１は、収容部５１と、扉機構５２と、を備えている。収容部５１は、前方及び上方に開口する箱型に形成されている。収容部５１における左右両側壁６１，６２には、左右方向の外側に向けて張り出す張出部６３が設けられている。張出部６３は、上下方向を厚さ方向として前後方向に延びる板状に形成されている。張出部６３は、各側壁６１，６２に上下方向に間隔をあけて配置されている。張出部６３は、各側壁６１，６２間で同じ高さにあるもの同士が対になって上下方向に複数組設けられている。各張出部６３は、上述したスライダ３２に対して各別に着脱可能に取り付けられる。大ユニット１４は、レール３１に対するスライダ３２の前後方向への移動に応じて前後方向に移動することで、開口部２５を通じて筐体２１から抜き差しされる。

　収容部５１内の上部には、左右両側壁６１，６２間を架け渡す第１仕切壁６５が設けられている。第１仕切壁６５は、側壁６１，６２の前部（収容部５１の前端開口縁よりも後方に位置する部分）において、収容部５１内を前後方向に仕切っている。

　収容部５１には、収容部５１内の上部を左右に仕切る第２仕切壁６７が設けられている。第２仕切壁６７は、収容部５１の後壁７０と第２仕切壁６７との間を前後方向に架け渡している。
　収容部５１内における第２仕切壁６７に対して右側空間５１Ｒには、軸支持壁（第１軸支持壁６８及び第２軸支持壁６９）が設けられている。第１軸支持壁６８は、収容部５１内における前後方向の中央部において、側壁６１と第２仕切壁６７との間を架け渡している。第２軸支持壁６９は、収容部５１内の後端部において、側壁６１と第２仕切壁６７との間を架け渡している。収容部５１内のレイアウトは、適宜変更が可能である。

　扉機構５２は、収容部５１の前端開口部を開閉可能に構成されている。本実施形態の扉機構５２は、扉支持部７１と、上パネル７２と、下パネル７３と、を備えている。
　扉支持部７１は、収容部５１のうち側壁６１の前端縁に設けられている。扉支持部７１は、側壁６１の前端縁から左右方向の外側（右側）に張り出している。扉支持部７１は、ユニットハウジング４１の前壁を構成する。扉支持部７１は、収容部５１の高さに対して上下方向に分割されていても、一体に形成されていてもよい。

　上パネル７２及び下パネル７３は、収容部５１の前方に上下方向に並んで設けられている。各パネル７２，７３は、上下方向に延びる軸線回りにそれぞれ回動可能に扉支持部７１に支持されることで、収容部５１の前端開口部を開閉する。本実施形態において、各パネル７２，７３は、扉支持部７１とともにユニットハウジング４１の前壁を構成する正面部８１と、正面部８１の外周縁から後方に屈曲された屈曲壁８２と、を備えている。各パネル７２，７３は、一体で回動可能に構成されていてもよい。

　電力変換回路は、主に収容部５１内の下部に収納されている。電力変換回路は、プリチャージ回路や主回路等を含んでいる。各回路は、スイッチング素子や平滑コンデンサ、ダイオード等が電気的に接続されて構成されている。スイッチング素子には、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等が用いられている。電力変換回路で変換された交流電力は、側壁６２から突出する出力端子８０を通じて出力される。

　図４は、大ユニット１４の概略斜視図である。
　図４に示すように、開閉器４２は、ユニットハウジング４１内において、第２仕切壁６７に対して右側空間５１Ｒに収容されている。開閉器４２は、大ユニット１４の状態を、モータへ電力が供給されるオン状態、モータへ電力が供給されないオフ状態、及び平滑コンデンサにプリチャージを行うプリチャージ状態の何れかに切り替える。開閉器４２は、シャフト８３と、操作部８４と、接続部８５と、を備えている。

　シャフト８３は、上述した上パネル７２、第１仕切壁６５（図３参照）及び軸支持壁６８，６９（図３参照）を貫通してユニットハウジング４１内を前後方向に延びる棒状に形成されている。シャフト８３のうち、前後方向の中央部及び後端部には、第１軸受部８６及び第２軸受部８７が設けられている。第１軸受部８６は、上述した第１軸支持壁６８に固定されている。第２軸受部８７は、上述した第２軸支持壁６８に固定されている。これにより、シャフト８３は、前後方向に沿う第１軸線Ｏ１回りに回転可能に構成されている。

　操作部８４は、表示板８８と、摘み部８９と、を備えている。表示板８８には、シャフト８３の前端部が貫通している。表示板８８は、上述した上パネル７２の正面部８１に形成された露出孔９０（図３参照）を通じてユニットハウジング４１の外部に露出している。表示板８８の前面には、例えば大ユニット１４がオフ状態であることを示す「ＯＦＦ」や、大ユニット１４がプリチャージ状態であることを示す「ＰＲＥＣＨＡＲＧＥ」、大ユニット１４がオン状態であることを示す「ＯＮ」等の文字が第１軸線Ｏ１回りの周方向に間隔をあけて付されている。

　摘み部８９は、シャフト８３の前端部のうち、ユニットハウジング４１の外部に突出した部分に固定されている。摘み部８９は、利用者が把持した状態で、第１軸線Ｏ１回りに捻ることで、シャフト８３を回転操作可能に構成されている。

　接続部８５は、シャフト８３のうち、上述した軸受部８６，８７間に位置する部分に設けられている。接続部８５は、インシュレータ９５と、接点ブロック（不図示）と、を備えている。
　インシュレータ９５は、シャフト８３と同軸に配置された円柱状に形成されている。インシュレータ９５は、シャフト８３の回転に伴い、第１軸線Ｏ１回りに回転可能に構成されている。

　接点ブロックは、前後方向及び第１軸線Ｏ１回りの周方向に間隔をあけてインシュレータ９５に設けられている。各接点ブロックは、接点部分がインシュレータ９５の外周面上に露出している。

　複数の接点ブロックは、上述した主回路に接続可能に構成されている。すなわち、接点ブロックは、大ユニット１４が筐体２１に正規に装着された状態（以下、装着位置という。）で、かつ摘み部８９が「ＯＮ」を示す位置（開閉器４２がオン位置）にあるときに主回路に接続される。これにより、接点ブロックを介して母線２３，２４と主回路とが接続される。複数の接点ブロックのうち、一部の接点ブロックは、プリチャージ回路に接続可能なプリチャージブロックを構成している。プリチャージブロックは、大ユニット１４が装着位置で、かつ摘み部８９が「ＰＲＥＣＨＡＲＧＥ」を示す位置（開閉器４２がプリチャージ位置）にあるときにプリチャージ回路に接続される。これにより、プリチャージブロックを介して母線２３，２４とプリチャージ回路とが接続される。大ユニット１４が装着位置で、かつ摘み部８９が「ＯＦＦ」を示す位置（オフ位置）にあるときは、何れの接点ブロックも電力変換回路に接続されないようになっている。これにより、母線２３，２４と電力変換回路との間の電路が遮断される。

　図５は、大ユニット１４の概略平面図である。
　図５に示すように、端子４３，４４は、収容部５１の後壁７０から後方に突出している。各端子４３，４４は、左右方向に間隔をあけて配列されている。各端子４３，４４は、大ユニット１４が装着位置にあるとき、対応する母線２３，２４にそれぞれ接続される。本実施形態において、各端子４３，４４は、後方に向けて開口する二股状に形成されている。各端子４３，４４には、大ユニット１４の装着位置において、対応する母線２３，２４が嵌合される。母線２３，２４及び端子４３，４４同士は、電気的に接続される構成であれば、嵌合に限らず、単なる接触等であってもよい。

　誤装着抑制機構１５は、開閉器４２がオン位置で筐体２１に装着されること、及び開閉器４２がオン位置で筐体２１から取り外されることを抑制するための機構である。誤装着抑制機構１５は、ストッパ１００と、干渉部材１０１と、補強部１０２と、を備えている。

　ストッパ１００は、筐体２１のうち、上述した側壁２８の内面に取り付けられている。具体的に、ストッパ１００は、平面視でＬ字状に形成されている。ストッパ１００は、第１端部が側壁２８に取り付けられる一方、第２端部が側壁２８から左右方向の内側に突出している。この場合、ストッパ１００の第２端部における側壁２８からの突出量は、大ユニット１４のうち、ユニットハウジング４１の側壁６１と正面視で干渉しない長さになっている。

　干渉部材１０１は、開閉器４２のシャフト８３のうち、第１軸受部８６と操作部８４との間に位置する部分に固定されている。すなわち、干渉部材１０１は、開閉器４２の回転に同期して第１軸線Ｏ１回りに揺動可能に構成されている。干渉部材１０１は、第１軸線Ｏ１に直交する方向（延在方向）に沿ってシャフト８３から片持ちで延在している。

　干渉部材１０１は、開閉器４２の回転位置に応じて第１軸線Ｏ１に直交する面内での向きが変化する。具体的に、干渉部材１０１は、開閉器４２がオン位置にあるとき、側壁６１に形成された連通孔１０５を通じてユニットハウジング４１の外部に突出している（規制位置：図４中の鎖線参照）。干渉部材１０１の先端部（ユニットハウジング４１の外部に突出した部分）は、大ユニット１４が装着位置で、かつ開閉器４２がオン位置にあるとき、ストッパ１００の第２端部に対して正面視で後方から重なり合う。これにより、筐体２１に対して大ユニット１４が前方へ移動しようとした際、干渉部材１０１がストッパ１００に対して後方から接触（干渉）することで、大ユニット１４の前方への移動が規制される。

　図４に示すように、干渉部材１０１は、開閉器４２がオフ位置にあるとき、ユニットハウジング４１内において下方を向いている。干渉部材１０１は、開閉器４２がオフ位置にあるとき、連通孔１０５から退避することで、ストッパ１００に対して正面視で重なり合わない（退避位置）。そのため、誤装着抑制機構１５は、干渉部材１０１が退避位置にあるとき、筐体２１に対する大ユニット１４の前方への移動を許容する。

　図６は、開閉器４２がプリチャージ位置にあるときを示す図４に対応する概略斜視図である。
　図６に示すように、干渉部材１０１は、開閉器４２がプリチャージ位置にあるとき、規制位置と退避位置の間に配置されている。具体的に、干渉部材１０１は、開閉器４２がプリチャージ位置にあるとき、ユニットハウジング４１内において斜め下方を向いている（中間位置）。なお、干渉部材１０１は、中間位置において、上述したストッパ１００に干渉しない位置であれば、ユニットハウジング４１の外部に突出していても、ユニットハウジング４１内に位置していてもよい。干渉部材１０１は、少なくとも規制位置において、ストッパ１００に干渉する構成であればよく、中間位置においてストッパ１００に干渉する構成であってもよい。

　上述した連通孔１０５は、側壁６１のうち、退避位置から規制位置まで至る干渉部材１０１の揺動軌跡上に少なくとも形成されていればよい。
　補強部１０２は、連通孔１０５の開口縁のうち、前後両端縁からそれぞれユニットハウジング４１内に向けて突出している。各補強部１０２は、前後方向を厚さ方向として、上下方向に延びる板状に形成されている。各補強部１０２は、干渉部材１０１の前後方向への変位を規制した上で、退避位置及び規制位置間での干渉部材１０１の移動を案内する。なお、補強部１０２は、連通孔１０５の開口縁のうち、前後方向の何れかの端縁に形成されていてもよい。補強部１０２は、ユニットハウジング４１（側壁６１）と一体に形成されていてもよい。補強部１０２は、収容部５１の内外何れの方向に突出していてもよい。

　誤操作抑制機構１６は、プリチャージを行わずに（プリチャージ完了前に）オフ位置からオン位置に開閉器４２が移動するのを抑制するための機構である。誤操作抑制機構１６は、規制部材１２０と、ロック部１２１と、を備えている。
　規制部材１２０は、シャフト８３のうち、表示板８８と第１仕切壁６５との間に位置する部分に固定されている。規制部材１２０は、開閉器４２の回転に同期して第１軸線Ｏ１回りに揺動可能に構成されている。規制部材１２０は、前後方向を厚さ方向とする板状に形成されている。規制部材１２０は、シャフト８３に固定されたベース部１２３と、第１軸線Ｏ１に直交する面内に沿ってベース部１２３から突出する突出部１２４と、を備えている。

　ロック部１２１は、いわゆるソレノイドである。ロック部１２１は、コイル等が収納された本体部１３０に、プランジャ１３１が進退可能に支持されて構成されている。本体部１３０は、上述した第１仕切壁６５（図３参照）において、規制部材１２０に対して左側に隣接した位置に取り付けられている。

　図７は、誤操作抑制機構１６と操作部８４との関係を示す図である。
　図７に示すように、プランジャ１３１は、本体部１３０のコイルとの間に作用する電磁力によって、左右方向に移動可能に構成されている。プランジャ１３１は、突出部１２４の揺動軌跡上に位置するロック位置、及び突出部１２４の揺動軌跡から退避するロック解除位置の間を移動する。

　プランジャ１３１は、ロック位置にあるとき、プリチャージを行わずに開閉器４２がオン位置へ移行する場合に、開閉器４２がオン位置に到達する前に突出部１２４が第１軸線Ｏ１回りの周方向で接触する。これにより、規制部材１２０の揺動動作（開閉器４２の回動操作）が規制される。
　プランジャ１３１は、ロック解除位置にあるとき、突出部１２４の揺動軌跡上から退避することで、規制部材１２０の揺動を許容する。これにより、開閉器４２の回動操作が許容される。ロック部１２１は、プランジャ１３１がロック位置にあるとき、規制部材１２０と干渉する位置にあれば、取付位置を適宜変更することが可能である。

　図８は、大ユニット１４を右側から見た部分側面図である。
　図８に示すように、位置決め機構１７は、筐体２１に対する大ユニット１４の前後方向の位置を位置決めする。位置決め機構１７は、大ユニット１４が装着位置及び断路位置の何れかの位置にある場合に、筐体２１に対する大ユニット１４の前後動を規制する。装着位置とは、上述したように端子４３，４４が母線２３，２４に接続された状態である。一方、断路位置とは、図３、図９に示すように、端子４３，４４が母線２３，２４から離間し、かつ大ユニット１４の前端部（屈曲壁８２に対応する部分のみ）が中ユニット１３の前面から突出した状態である。断路位置において、収容部５１の上方開口部は、大ユニット１４に対して上方に位置する中ユニット１３の前端部に上方から覆われることで、外部に露出していない。収容部５１の上方開口部は、断路位置において、一部が外部に露出していてもよい。

　位置決め機構１７は、係合部１３３と、第１レバー１３４と、第２レバー１３５と、を備えている。
　係合部１３３は、筐体２１のうち、上述した側壁２８の内面において、上述したストッパ１００の下方に位置する部分に取り付けられている。係合部１３３は、側壁２８から左右方向の内側に突出している。係合部１３３の先端部における側壁２８からの突出量は、大ユニット１４のうち、ユニットハウジング４１の側壁６１と正面視で干渉しない長さになっている。

　第１レバー１３４は、側壁６１の後端部に、左右方向に沿う第２軸線Ｏ２回りに回動可能に支持されている。第１レバー１３４は、左右方向を厚さ方向とする板状に形成されている。第１レバー１３４は、側壁６１の外面に沿って前方に片持ちで延在している。第１レバー１３４の前部には、下方に開口する第１スリット１３６が形成されている。大ユニット１４が断路位置にあるとき、第１スリット１３６内には上述した係合部１３３が係合する（図１１参照）。これにより、断路位置において、筐体２１に対する大ユニット１４の前後方向の移動が規制される。断路位置では、仮に干渉部材１０１が規制位置にあったとしても、干渉部材１０１がストッパ１００から前方に離間していることが好ましい（図９参照）。

　第１レバー１３４のうち、第１スリット１３６の前方に位置する部分には、逃げ部１３７が形成されている。逃げ部１３７は、第１レバー１３４の下端縁が前方に向かうに従い上方に向けて傾斜することで形成されている。すなわち、第１レバー１３４のうち、逃げ部１３７が形成されている部分は、前方に向かうに従い上下方向の幅が漸次縮小している。

　第１レバー１３４の前端部には、第１取手１３８が設けられている。第１取手１３８は、第１レバー１３４から前方に延在している。第１取手１３８は、扉支持部７１に形成された貫通孔１３９を通じて大ユニット１４の前方に突出している。第１レバー１３４は、第１取手１３８を上下動することで、第２軸線Ｏ１回りに揺動する。扉支持部７１よりも後方において、第１取手１３８と側壁６１との間には、第１レバー１３４を下方に付勢する第１付勢部材１４０が介在している。第１レバー１３４は、ストッパ（不図示）に当接することで、最下端位置が規定されている。第１レバー１３４の下端縁は、第１レバー１３４が最下端位置にあるとき、前方に向かうに従い漸次下方に傾斜している。

　第２レバー１３５は、側壁６１の後端部に、上述した第２軸線Ｏ２と同軸で回動可能に支持されている。第２レバー１３５は、左右方向を厚さ方向とする板状に形成されている。第２レバー１３５は、第１レバー１３４と側壁６１との間を前方に片持ちで延在している。第１レバー１３４及び第２レバー１３５は、同軸に配置されていなくてもよい。

　第２レバー１３５のうち、上述した第１スリット１３６よりも前方に位置する部分には、第２スリット１４２が形成されている。第２スリット１４２は、下方に開口している。第２スリット１４２の下端開口縁は、上述した逃げ部１３７よりも下方に位置している。大ユニット１４が装着位置にあるとき、第２スリット１４２内には上述した係合部１３３が係合する。これにより、装着位置において、筐体２１に対する大ユニット１４の前後方向の移動が規制される。第２レバー１３５の下端縁は、第２レバー１３５が最下端位置にあるとき、前方に向かうに従い漸次下方に傾斜している。

　第２レバー１３５の前端部において、第１レバー１３４よりも上方に位置する部分には、第２取手１４５が設けられている。第２取手１４５は、第２レバー１３５から前方に延在している。第２取手１４５は、扉支持部７１に形成された貫通孔１４６を通じて大ユニット１４の前方に突出している。第２レバー１３５は、第２取手１４５を上下動することで、第２軸線Ｏ１回りに揺動する。扉支持部７１よりも後方において、第２取手１４５と側壁６１との間には、第２レバー１３５を下方に付勢する第２付勢部材１４７が介在している。第２レバー１３５は、ストッパ（不図示）に当接することで、最下端位置が規定されている。

　次に、本実施形態の電力変換装置１の作用として、筐体２１に対する大ユニット１４の着脱方法について説明する。まず、大ユニット１４の装着方法について説明する。
　開口部２５を通じてスライダ３２を引き出し、大ユニット１４の張出部６３をスライダ３２に固定する。本実施形態では、全ての張出部６３を対応するスライダ３２に固定する。上下方向に並んだ複数組の張出部６３のうち、少なくとも一組の張出部６３を対応するスライダ３２に固定してもよい。

　図１０、図１１は、大ユニット１４を右側から見た部分側面図である。
　開閉器４２をオフ位置にした状態で、大ユニット１４を後方に向けて押し込む。図１０に示すように、大ユニット１４は、スライダ３２がレール３１上を後方に移動することで、スライダ３２とともに、筐体２１内に進入する。大ユニット１４が筐体２１内に進入する過程において、係合部１３３が各レバー１３４，１３５の下端縁上を摺動する。そのため、各レバー１３４，１３５は、大ユニット１４の後方への移動に伴い、第２軸線Ｏ２回りの上方（付勢部材１４０，１４７の付勢力に抗する方向）に回動する。これにより、大ユニット１４の装着動作が各レバー１３４，１３５によって規制されるのを抑制できる。

　図１１に示すように、大ユニット１４が断路位置まで到達すると、係合部１３３と第１スリット１３６とが平面視で重なり合う。第１レバー１３４が第１付勢部材１４０の付勢力によって第２軸線Ｏ２回りの下方に回動する。これにより、第１スリット１３６内に係合部１３３が係合する。その結果、大ユニット１４が断路位置で位置決めされる。断路位置では、図９に示すように、収容部５１の上方開口部が外部に露出しないため、収容部５１の上方開口部を通じてユニットハウジング４１内に塵埃等が進入するのを抑制できる。

　大ユニット１４を断路位置から装着位置まで移動させるには、第１取手１３８を介して第１レバー１３４を引き上げ、第１スリット１３６と係合部１３３との係合を解除させる。この状態で、大ユニット１４を後方に向けてさらに押し込む。第２レバー１３５が係合部１３３によって押し上げられながら、大ユニット１４が後方に移動する。なお、第１スリット１３６が係合部１３３を通過した後は、第１取手１３８の引き上げを解除してもよい。

　図８に示すように、大ユニット１４が装着位置まで到達すると、係合部１３３と第２スリット１４２とが平面視で重なり合う。第２レバー１３５が第２付勢部材１４７の付勢力によって第２軸線Ｏ２回りの下方に回動する。これにより、第２スリット１４２内に係合部１３３が係合する。その結果、大ユニット１４が装着位置で位置決めされる。装着位置では、端子４３，４４が母線２３，２４に接続されるとともに、ユニットハウジング４１の前壁が筐体２１の前壁に面一に配置される。

　続いて、大ユニット１４の動作方法について説明する。
　図７に示すように、大ユニット１４が装着位置にある状態で、摘み部８９を捻り、開閉器４２を第１軸線Ｏ１回りに回動させることで、開閉器４２をプリチャージ位置まで移動させる。開閉器４２の接点ブロックのうちプリチャージブロックを介して母線２３，２４とプリチャージ回路とが接続される。これにより、母線２３，２４を介してプリチャージ回路に直流電力が供給され、平滑コンデンサがプリチャージされる。その結果、開閉器４２がオン状態になったときの突入電力を緩和することができる。

　本実施形態では、上述したようにプリチャージ完了前の状態では、ロック部１２１（突出部１２４）の揺動軌跡上にプランジャ１３１が存在しているため、開閉器４２がオン位置まで回動できないようになっている。そのため、プリチャージを行わずに開閉器４２がオン位置に移動することを未然に抑制できる。

　プリチャージが完了すると、本体部１３０のコイルに電力が供給される。コイルとプランジャ１３１との間に作用する電磁力によって、プランジャ１３１がロック解除位置に退避する。これにより、開閉器４２のオン位置への移動が許容される。開閉器４２を第１軸線Ｏ１回りに回動させ、開閉器４２をオン位置まで移動させる。これにより、開閉器４２の接点ブロックが主回路に接続される。母線２３，２４を介して主回路に供給された直流電力は、交流電力に変換された後、モータに出力される。その結果、モータを駆動させることができる。

　図５に示すように、開閉器４２がオン位置にあるとき、干渉部材１０１が規制位置にある。すなわち、干渉部材１０１は、ストッパ１００の第２端部に後方から近接又は当接している。そのため、筐体２１に対する大ユニット１４の前方移動が規制される。これにより、開閉器４２がオン位置にある状態で、大ユニット１４が不意に引き抜かれるのを抑制できる。

　図４に示すように、メンテナンスや交換等の際に大ユニット１４を筐体２１から取り外す場合には、上述した装着方法と逆の動作を行う。まず、開閉器４２をオフ位置まで移動させる。干渉部材１０１が退避位置まで移動することで、干渉部材１０１がストッパ１００と正面視で重なり合わない位置まで退避する。開閉器４２をオフ位置（オン位置以外）に移動させると、本体部１３０のコイルへの電力供給が停止される。その結果、プランジャ１３１がロック位置まで移動する。

　図８、図１０、図１１に示すように、第２取手１４５を介して第２レバー１３５を引き上げ、第２スリット１４２と係合部１３３との係合を解除する。この状態で、大ユニット１４を前方に引き抜く。大ユニット１４は、スライダ３２がレール３１上を前方に移動することで、スライダ３２とともに、前方に移動する。大ユニット１４が断路位置まで到達すると、第１スリット１３６内に係合部１３３が係合する。これにより、大ユニット１４が断路位置で位置決めされる。第１取手１３８を介して第１レバー１３４を引き上げ、第１スリット１３６と係合部１３３との係合を解除した状態で、大ユニット１４をさらに前方に引き抜く。これにより、大ユニット１４が筐体２１から取り外される。

　図１２は、誤装着抑制を説明するための大ユニット１４の概略平面図である。
　また、図１２に示すように、大ユニット１４が装着位置でもないにも関わらず、開閉器４２がオン位置にある場合には、干渉部材１０１が規制位置に配置される。すなわち、干渉部材１０１が連通孔１０５を通じてユニットハウジング４１の外部に突出する。そのため、仮に大ユニット１４を筐体２１に装着しようとした場合には、大ユニット１４が断路位置に到達する前に、干渉部材１０１がストッパ１００に前方から突き当たることで、筐体２１に対する大ユニット１４の後方移動が規制される。これにより、開閉器４２がオン位置にある状態で大ユニット１４が装着位置まで移動するのを抑制できる。干渉部材１０１は、断路位置と装着位置との間でストッパ１００に接触する構成であってもよい。

　このように、本実施形態では、開閉器４２がオン位置にあるとき正面視でストッパ１００と干渉部材１０１が重なり合い、開閉器４２がオフ位置にあるとき正面視でストッパ１００から干渉部材１０１が退避する誤装着抑制機構１５を備える構成とした。
　この構成によれば、干渉部材１０１が規制位置にある状態で大ユニット１４を筐体２１に装着しようとした場合に、干渉部材１０１がストッパ１００に当接することで、筐体２１に対する大ユニット１４の装着位置への移動が規制される。これにより、開閉器４２がオン位置の状態で大ユニット１４が筐体２１に装着されるのを抑制（いわゆる、誤装着を抑制）できる。その結果、例えばプリチャージが行われずに主回路に電力が供給される等して、大ユニット１４が故障等するのを抑制できる。
　本実施形態では、開閉器４２の操作に同期して干渉部材１０１が移動することで、開閉器４２の状態に応じた最適な位置に干渉部材１０１を位置させることができる。

　本実施形態では、開閉器４２がオン位置及びオフ位置の間を第１軸線Ｏ１回りに移動するのに同期して、干渉部材１０１が規制位置及び退避位置の間を第１軸線Ｏ１回りに移動する構成とした。
　この構成によれば、干渉部材１０１が規制位置及び退避位置の間を揺動するので、例えばスライド移動等に比べて周辺部材のレイアウト性を向上させ、大ユニット１４の小型化等を図ることができる。

　本実施形態では、連通孔１０５の開口縁に干渉部材１０１の移動を案内する補強部１０２が設けられた構成とした。
　この構成によれば、干渉部材１０１が規制位置にある状態において、干渉部材１０１に対して前後両側に補強部１０２が配置される。これにより、例えば大ユニット１４を装着位置から無理に引き抜こうとした場合や、大ユニット１４を無理に装着位置まで押し込んだ場合等において、ストッパ１００を介して干渉部材１０１に作用する荷重を補強部１０２により支持できる。これにより、干渉部材１０１等の損傷を抑制できる。また、連通孔１０５の開口縁のみを補強部１０２によって補強することで、収容部５１全体を補強する場合に比べて小型化や軽量化を図ることができる。
　しかも、連通孔１０５の開口縁に補強部１０２が配置されることで、干渉部材１０１が退避位置及び規制位置の間を揺動する際のガイドとして補強部１０２が機能する。これにより、干渉部材１０１が連通孔１０５の開口縁に接触する等して開閉器４２の操作が阻害されること等を抑制できる。

　本実施形態では、プリチャージが完了前の状態においてプリチャージ位置からオン位置への開閉器４２の移動を規制し、プリチャージが完了後の状態においてプリチャージ位置からオン位置への開閉器４２の移動を許容する誤操作抑制機構１６を備える構成とした。
　この構成によれば、プリチャージを行わずに主回路に電力が供給されるのをより確実に抑制し、大ユニット１４が故障等するのを抑制できる。しかも、プリチャージが完了しない状態では、干渉部材１０１が規制位置に移動しない構成となるので、開閉器４２を操作する時点で誤操作であることを気付くことができる。その結果、上述した誤装着を未然に抑制することができる。

　以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、実施形態の電力変換装置は、筐体と、インバータモジュールと、誤装着抑制機構と、を有する。筐体は、第１方向に開口する開口部を有するとともに、内部に母線が配索されている。インバータモジュールは、開口部を通じて筐体に着脱可能に構成されるとともに、筐体に装着された装着位置において母線に接続される端子を有する。誤装着抑制機構は、筐体及びインバータモジュールに設けられ、筐体に対するインバータモジュールの第１方向への移動を規制する。インバータモジュールは、母線と端子との間を遮断可能なオフ位置、及び母線と端子との間を接続可能なオン位置の間を移動する開閉器を有する。誤装着抑制機構は、ストッパと、干渉部材と、を有する。ストッパは、筐体に設けられている。干渉部材は、開閉器に接続され、規制位置及び退避位置の間を開閉器の移動に伴い移動する。規制位置は、開閉器がオン位置にあるとき第１方向から見てストッパと重なり合う。退避位置は、開閉器がオフ位置にあるとき第１方向から見てストッパから退避する。
　このような構成によれば、誤装着を抑制することができる。

　上述した実施形態では、開閉器４２が第１軸線Ｏ１回りに回動可能な構成としたが、この構成に限られない。開閉器４２は、例えばスライド可能な構成であってもよい。この場合、干渉部材１０１やロック部１２１についても、開閉器４２のスライド移動に伴い、スライドする構成であってもよい。
　上述した実施形態では、大ユニット１４が誤装着抑制機構１５、誤操作抑制機構１６及び位置決め機構１７を備える構成について説明したが、この構成に限られない。大ユニット１４は、少なくとも誤装着抑制機構１５を少なくとも備えていればよい。

　上述した実施形態では、誤装着抑制機構１５を大ユニット１４に搭載した構成を例にして説明したが、この構成に限られない。小ユニット１２や中ユニット１３に対して大ユニット１４と同様の構成を搭載してもよい。
　上述した実施形態では、インバータユニット１２～１４が筐体２１に対して前後方向（第１方向）に抜き差しされる構成について説明したが、この構成に限られない。インバータユニット１２～１４は、筐体２１に対して上下方向（第１方向）に抜き差しされる構成であってもよい。
　上述した実施形態では、側壁２８，６１間に誤装着抑制機構１５を設ける構成について説明したが、この構成に限られない。例えば側壁２９，６２間や後壁３４，９８間に誤装着抑制機構１５を設けてもよい。すなわち、ストッパ１００と干渉部材１０１とが正面視で重なり合ったり、退避したりすることで、筐体２１に対する大ユニット１４の移動の規制及び解除が行えればよい。

　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…電力変換装置、１２～１４…インバータユニット、１５…誤装着抑制機構、１６…誤操作抑制機構、２１…筐体、２３…母線、２４…母線、２５…開口部、４２…開閉器、４３…端子、４４…端子、５１…収容部、１００…ストッパ、１０１…干渉部材、１０２…補強部、１０５…連通孔、１２０…規制部材、１２１…ロック部

Claims

　第１方向に開口する開口部を有するとともに、内部に母線が配索された筐体と、
　前記開口部を通じて前記筐体に着脱可能に構成されるとともに、前記筐体に装着された装着位置において前記母線に接続される端子を有するインバータモジュールと、
　前記筐体及び前記インバータモジュールに設けられ、前記筐体に対する前記インバータモジュールの前記第１方向への移動を規制する誤装着抑制機構と、を備え、
　前記インバータモジュールは、前記母線と前記端子との間を遮断可能なオフ位置、及び前記母線と前記端子との間を接続可能なオン位置の間を移動する開閉器を備え、
　前記誤装着抑制機構は、
　　前記筐体に設けられたストッパと、
　　前記開閉器に接続され、前記開閉器が前記オン位置にあるとき前記第１方向から見て前記ストッパと重なり合う規制位置、及び前記開閉器が前記オフ位置にあるとき前記第１方向から見て前記ストッパから退避した退避位置の間を前記開閉器の移動に伴い移動する干渉部材と、を備える、
　電力変換装置。
　前記開閉器は、前記オン位置及び前記オフ位置の間を前記第１方向に沿う軸線回りに回転可能に構成され、
　前記干渉部材は、前記開閉器の回転に伴い、前記規制位置及び前記退避位置の間を前記軸線回りに移動する、
　請求項１に記載の電力変換装置。
　前記インバータモジュールは、前記開閉器を収容する収容部を備え、
　前記収容部のうち、前記干渉部材の移動軌跡上に位置する部分には、前記収容部の内外を連通させる連通孔が形成され、
　前記連通孔の開口縁のうち、前記第１方向を向く部分には、前記収容部の内側に向けて延びる補強部が設けられている、
　請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
　前記開閉器は、前記オフ位置と前記オン位置との間であって、コンデンサをプリチャージするプリチャージ位置に移動可能に構成され、
　前記インバータモジュールは、前記プリチャージが完了前の状態において前記プリチャージ位置から前記オン位置への前記開閉器の移動を規制し、前記プリチャージが完了後の状態において前記プリチャージ位置から前記オン位置への前記開閉器の移動を許容する誤操作抑制機構を備え、
　前記誤操作抑制機構は、
　　前記開閉器に設けられるとともに、前記開閉器の移動に伴い移動可能なロック部と、
　　前記ロック部の移動軌跡に対して進退可能な規制部材と、を備える、
　請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電力変換装置。