(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述した特許文献1においては、次のような問題があった。
図9および
図10は、この問題点を説明するための従来の電力変換装置の装置本体を示す斜視図である。
図9および
図10に示すように、従来の電力変換装置の装置本体100は、収納本体102と、フレーム体101と、操作パネル103とを備える。フレーム体101は収納本体102の後面側に連結されている。操作パネル103は収納本体102の前面側に保持される。
【0006】
このように構成された装置本体100が、
図9に示すように、壁104に対してフレーム体101の背面が対向するように設置された場合、収納本体102の前面に操作パネル103が設置されているため、作業者は操作パネル103と正対でき、容易に操作できる。ところが、
図10に示すように、装置本体100を収納本体102の側面が壁104に対向するような設置方向にした場合、作業者は、収納本体102の前面側の操作パネル103に正対できない。これにより、作業者による操作パネル103の操作が困難になるという問題があった。
【0007】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、電力変換装置の設置状況によって、設置方向が変わった場合においても操作パネルを正対させることでき、その操作を容易化できる電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る電力変換装置は、内部に電力変換回路を構成する半導体素子が収納された収納本体と、収納本体の後面に取り付けられて半導体素子の冷却体が収納されたフレーム体と、収納本体の前面に収納本体と着脱自在な操作パネルを保持する第1の操作パネル保持部と、を備え、収納本体の後面または一方の側面が取り付け壁に対向するように設置される電力変換装置であって、収納本体における他方の側面またはフレーム体の側面のうちの他方の側面と同一側の側面に、操作パネルを保持する第2の操作パネル保持部が設けられていることを特徴とする。
【0009】
本発明に係る電力変換装置は、上記の発明において、第2の操作パネル保持部は、操作パネルホルダを介して操作パネルを保持することを特徴とする。
【0010】
本発明に係る電力変換装置は、上記の発明において、他方の側面に収納本体の内部と外部との間で連通する通気口が設けられていることを特徴とする。
【0011】
本発明に係る電力変換装置は、上記の発明において、操作パネルホルダの取付位置が通気口の近傍であるとともに、操作パネルホルダを他方の側面に取り付けた状態において、他方の側面と操作パネルホルダとの間に、通気口を通じた空気が通過可能な間隙が形成されていることを特徴とする。
【0012】
本発明に係る電力変換装置は、上記の発明において、通気口が少なくとも1つの吸気口と少なくとも1つの排気口とから構成され、操作パネルホルダの取付位置が排気口の近傍であるとともに、操作パネルホルダを取り付けた状態において、他方の側面と操作パネルホルダとの間に、収納本体から排出される空気が通過可能な間隙が形成されていることを特徴とする。
【0013】
本発明に係る電力変換装置は、上記の発明において、操作パネルが、背面に信号ケーブルを接続可能なコネクタを有し、第2の操作パネル保持部は、操作パネルを保持した際に、コネクタが電力変換装置本体の端面から突出した位置になるように設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係る電力変換装置によれば、電力変換装置の設置状況によって、設置方向が変わった場合においても操作パネルを正対させることでき、その操作を容易化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図1】
図1は、本発明の一実施形態による操作パネルホルダが電力変換装置に設けられた状態を示す斜視図である。
【
図2】
図2は、本発明の一実施形態による電力変換装置の全体構成を示す斜視図である。
【
図3】
図3は、本発明の一実施形態による電力変換装置の前面に操作パネルが設置された状態を示す斜視図である。
【
図4】
図4は、本発明の一実施形態による操作パネルホルダと電力変換装置とが分離した状態を示す斜視図である。
【
図5】
図5は、本発明の一実施形態による操作パネルホルダの取付面側の斜視図である。
【
図6】
図6は、本発明の一実施形態による操作パネルホルダの取付面側の斜視図である。
【
図7】
図7は、本発明の一実施形態による操作パネルホルダの収納本体への取り付けを説明するための収納本体と操作パネルホルダとが分離したされた状態を示す側面一部断面図である。
【
図8】
図8は、本発明の一実施形態による収納本体に操作パネルホルダを取り付けた状態を説明するための収納本体と操作パネルホルダとを示す側面一部断面図である。
【
図9】
図9は、従来技術の問題点を説明するための電力変換装置の設置状態の例を示す斜視図である。
【
図10】
図10は、従来技術の問題点を説明するための電力変換装置の設置状態の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する一実施形態によって限定されるものではない。
【0017】
まず、本発明の一実施形態による電力変換装置について説明する。
図1、
図2、
図3、および
図4は、この一実施形態による電力変換装置を示す斜視図である。ここで例示する電力変換装置は、装置本体1を備える。なお、以下の説明における前後上下左右はそれぞれ、装置本体1が
図1、
図3、および
図4に示すように設置された際の起立した姿勢状態において操作パネルと正対した場合の、手前側、奥側、上側、下側、左側、および右側である。
【0018】
図1、
図2および
図3に示すように、装置本体1は、フレーム体10と収納本体20とを備えて構成されている。フレーム体10は、上面および下面が開口部を有する直方状を成すものであり、例えばダイカストから構成されている。また、フレーム体10の上面および下面のいずれか一方におけるフレーム体10の内部には、冷却ファン(図示せず)が設けられている。そして、この冷却ファンによって、
図2中矢印A
0に示すようにしてフレーム体10の下面から吸気された外気が、矢印Aに示すようにして上面に排気される。このフレーム体10に吸気された外気によって、フレーム体10内に収納されている冷却フィン等(図示せず)の冷却が行われる。フレーム体10の冷却においては、冷却ファンによる風力が強いことにより、フレーム体10の上面からの粉塵等のゴミの浸入が少なく、仮にゴミが入ったとしても冷却フィン等は故障が生じる機器ではないため問題はない。また、フレーム体10においては、上面25側に電力変換装置を盤などの壁40に設置するための取付穴43a,43b,44a,44bが形成されているとともに、下面24側に切欠き41a,41b,42a,42bが形成されている。
【0019】
収納本体20は、後面に後方開口が形成されているとともに、内部に電力変換回路を構成する半導体素子およびその半導体素子を制御する制御機器が収納された略直方状の形態を成している。そして、収納本体20は、フレーム体10の前方域を覆うようにしてフレーム体10に連結して併設されている。この収納本体20は、フレーム体10との間において、様々な制御機器を収納する制御室としての収納空間を成している。また、フレーム体10には、半導体素子を冷却するための冷却フィン等の冷却体(図示せず)が収納されているが、フレーム体10と冷却体とは一体であっても別体であってもよい。
【0020】
また、収納本体20は、フレーム体10と連結された後面以外において面が規定される。すなわち、収納本体20は、フレーム体10と連結された後面以外に、前面21、右側面22、左側面23、下面24、および上面25の5面を備える。そして、この一実施形態において装置本体1は、収納本体20の左側面23が壁40に対向するように設置される。
【0021】
具体的に、
図1および
図2に示すように、取付ネジ(図示せず)をフレーム体10の取付穴43a,43bおよび切欠き41a,41bに貫通させて壁40に螺合させることによって、左側面23が壁40に対向するように装置本体1を設置できる。また、取付ネジをフレーム体10の取付穴44a,44bおよび切欠き42a,42bに貫通させて壁40に螺合させることによって、収納本体20の後面が壁40に対向するように装置本体1を設置することも可能である。
【0022】
前面21には、第1の操作パネル保持部としてのホルダ部20aが形成されている。収納本体20のホルダ部20aは、操作手段としての操作パネル30を着脱自在かつ保持可能に構成されている。操作パネル30を保持するホルダ部20aは、前面21において操作パネル30を収納可能で、操作パネル30の形状に沿ったU字状の凹形状を有する。そして、
図3に示すようにして、操作パネル30がホルダ部20aに保持される。
【0023】
また、
図1に示すように、操作パネル30およびホルダ部20aにはそれぞれ、収納本体20内部の制御機器と操作パネル30との間で相互に信号を通信するためのコネクタ30a,20bが設けられている。そして、操作パネル30をホルダ部20aに嵌め込むことによって、相互のコネクタ30a,20bが連結されて、収納本体20内部の制御機器と操作パネル30との間において信号を通信可能な状態になる。これにより、操作パネル30による、電力変換装置の装置本体1に対する操作が可能になる。
【0024】
ここで、操作パネル30をホルダ部20aから取り外して相互に分け離した状態において、操作パネル30を収納本体20に対して保持固定させるために、収納本体20の側面に、この一実施形態による操作パネルホルダ31が設置される。この操作パネルホルダ31は、少なくとも操作パネル30を支持可能かつ差し込み装着可能に構成されたU字状の凹部を有するとともに正面側が開放されている。これにより、操作パネルホルダ31は、操作パネル30を保持した装着時に、操作面が正面に露出するように構成されている。なお、操作パネル30が収納本体20のホルダ部20aから取り外された状態においては、コネクタ30aに遠隔操作用延長ケーブル(図示せず)を接続可能に構成されている。そして、遠隔操作用延長ケーブルを用いてコネクタ30a,20bを相互に連結することができる。これにより、操作パネル30がホルダ部20aから取り外された状態であっても、操作パネル30と収納本体20内部の制御機器との間において信号が通信可能になるので、装置本体1に対する操作が可能になる。
【0025】
また、この一実施形態においては、
図1、
図3、および
図4に示すように収納本体20の左側面23が壁40に面して設置されていることから、右側面22において操作パネルホルダ31を着脱可能に構成されている。これにより、操作パネル30の操作面を壁40と略平行で正面側に向けることができるので、作業者は操作パネル30と正対できる。なお、この操作パネルホルダ31の詳細については、後述する。
【0026】
また、
図2に示すように、右側面22には、外気と連通した通気口が少なくとも1つ設けられている。この一実施形態においては、外気を収納本体20内部に給気する吸気口22aと、収納本体20内部の内気を外部に排気する排気口22bとの2つの通気口が設けられている。そして、矢印B
0に示すようにして吸気口22aを通じて吸気された外気は、矢印Bに示すようにして排気口22bから排気される。ここで、装置本体1が設置された姿勢状態での右側面22において、吸気口22aは下半分の領域に設けるのが好ましく、排気口22bは上半分の領域に設けるのが好ましい。また、操作パネルホルダ31の取付位置は、好適には排気口22bの近傍になる。なお、吸気口は収納本体20の下面24に設けてもよく、吸気口は収納本体20の右側面22の下半分の領域および下面24の少なくとも一方、または両方に設けられていればよい。
【0027】
また、収納本体20内部の吸気口22aの近傍には、吸気を行う吸気手段としての吸気ファン26が設けられている。そして、この吸気ファン26の回転によって、外気を強制的に給気して収納本体20内部に導入することができる。また、吸気ファン26を吸気口22aの近傍に設けることにより、収納本体20内部の温度より低い温度の外気が吸気ファン26を通過するので、吸気ファン26の構成部品が熱に曝されて熱の影響を受けるのを抑制でき、吸気ファン26の長寿命化を実現できる。
【0028】
一方、収納本体20の左側面23には通気口が設けられておらず、閉塞状態の面を構成している。これにより、
図1および
図4に示すように、この一実施形態においては、左側面23を壁40に対向するように設置できる。すなわち、装置本体1を壁40に設置する際に、左側面23を壁40に対向するように設置すれば、左側面23に通気口が設けられていないことから、収納本体20自体の吸排気が阻害されないので、収納本体20内部の冷却効果が低下するのを防止できる。これにより、所定の設置空間における奥行きが浅い場合であっても装置本体1を設置できる可能性が向上するので、設置の自由度を従来に比して向上できる。さらに、収納本体20の内部の吸排気は、フレーム体10の上面からの排気とは別方向になるため、フレーム体10の上面から排気される高温の空気が収納本体20の内部に逆流することを防止できる。
【0029】
また、この一実施形態においては、下面24および上面25に、収納本体20内部の制御機器と外部との間で信号を通信するための外部配線を連結するコネクタ、電力変換回路に電力を入力する入力用コネクタ,および電力変換インバータ回路で変換された交流電力を出力する出力用コネクタが設けられている反面、通気口が設けられていない。すなわち、下面24および上面25はいずれも、閉塞状態の面を構成している。これにより、外部配線を連結するためのコネクタを配置する領域が確保できるので、設計自由度を向上させることができる。
【0030】
この一実施形態のように、左側面23、下面24、および上面25に通気口を設けていないことにより、右側面22の吸気口22aから吸気された外気は、熱対流によって収納本体20の内部をまんべんなく通過する。そして、収納本体20内の制御機器を放熱して冷却し、右側面22の排気口22bから排気される。さらに、収納本体20の下面24に通気口を設けていないことにより、吸気ファン26により吸気された外気が制御機器を放熱することなく下方に抜けてしまって、収納本体20の内部が冷却されない問題も発生しない。他方、上面25に通気口が設けられていないので、収納本体20の上方から収納本体20内部に粉塵等のゴミが侵入することを防止でき、ゴミによる収納本体20の制御機器における故障の発生を抑制できる。
【0031】
次に、この一実施形態による操作パネルホルダ31について説明する。
図5および
図6は、この一実施形態による操作パネルホルダ31の背面である取付面側の斜視図である。また、
図7および
図8は、この操作パネルホルダ31を収納本体20の右側面22に取り付ける方法を説明するための側面一部断面図である。
【0032】
図5および
図6に示すように、操作パネルホルダ31の背面である取付面には、取付面に対して略直角に、矩形板状の突出部材31a,31b,31c,31d、および棒状の突出部材31gとが設けられている。矩形板状の突出部材31a〜31dは、取付面内において例えば長方形の4隅の位置に設けられている。棒状の突出部材31gは、取付面内の例えば中央近傍に設けられている。
【0033】
また、操作パネルホルダ31の取付面の上部および下部にはそれぞれ、
図4に示す右側面22の第2の操作パネル保持部としての係合孔22c,22dにそれぞれ差し込み可能な、係合突起31e,31fが設けられている。そして、
図7および
図8に示すように、係合突起31eを右側面22の係合孔22cに差し込むとともに、または差し込んだ後、係合突起31fを右側面22の係合孔22dに係合させる。これにより、
図1に示すように、右側面22に操作パネルホルダ31を取り付けることができる。
【0034】
また、係合孔22c,22dは、操作パネルホルダ31が操作パネル30を保持した装着時に、操作パネル30の背面上部に設けられたコネクタ30aが収納本体20の上面25よりも上部に突出する位置になるように設けられる。すなわち、係合孔22c,22dは、操作パネル30を操作パネルホルダ31に保持させた際に、操作パネル30のコネクタ30aが収納本体20の端面から突出した位置になるように設けられる。これにより、操作パネル30を操作パネルホルダ31に装着した際に、信号ケーブルとしての遠隔操作用延長ケーブル(図示せず)によるコネクタ30a,20bの相互の連結が容易になる。
【0035】
また、
図4および
図8に示すように、収納本体20の右側面22における係合孔22c,22dは、上述した排気口22bの部分に形成されている。そのため、操作パネルホルダ31の取付面に突出部材31a〜31d,31gが設けられている。これにより、
図7に示すように、操作パネルホルダ31を収納本体20の右側面22に取り付けた状態において、突出部材31a〜31d,31gが当接して、取付面と排気口22bとの間に収納本体20から排出される空気が通過可能な間隙を確保できる。そして、収納本体20からの排気は、操作パネルホルダ31の取付面と右側面22の排気口22bとの間隙を通じて、操作パネルホルダ31に阻害されることなく、矢印Bに示すように上方に抜ける。これにより、収納本体20からの排気を十分に行うことができる。
【0036】
以上説明した本発明の一実施形態によれば、電力変換装置の制御室を構成する収納本体20に着脱可能な操作パネルホルダ31を用いて、ホルダ部20aから取り外した操作パネル30を収納本体20の右側面22、すなわち壁40に対して正面側に配置することができるので、電力変換装置の設置状況によって設置方向が変わった場合においても、操作パネル30を作業者に対して正対させることでき、操作パネル30の操作性をより一層向上させることが可能になる。なお、上述した一実施形態においては、操作パネル30と操作パネルホルダ31とを別部材としているが、操作パネル30と操作パネルホルダ31とを一体にした構成とし、操作パネル30のみで収納本体20の係合孔22c,22dに着脱可能に構成しても良い。
【0037】
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた収納本体20およびフレーム体10の構造はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる収納本体およびフレーム体の構造としてもよい。
【0038】
上述の一実施形態においては、操作パネルホルダ31の取付面に矩形板状の突出部材31a〜31dおよび棒状の突出部材31gが設けられているが、必ずしも矩形状や棒状に限定されるものではなく、操作パネルホルダ31と収納本体20の側面(右側面22または左側面23)との間に、排気を十分に行うことができる間隙を形成できる突出部材であれば、それら以外の種々の形状の突出部材を設けることが可能である。
【0039】
上述の一実施形態においては、通気口が設けられていない左側面23を壁40に対向するように設置しているが、右側面22と左側面23の機能を反転させることも可能である。すなわち、左側面23に吸気口および排気口を設けて、右側面22を壁40に対向するように設置することも可能である。
【0040】
また、上述の一実施形態においては、収納本体20の右側面22に吸気口22aおよび排気口22bがそれぞれ1つ設けられた構成を有しているが、これに限定されず、複数の吸気口22aを設けたり、複数の排気口22bを設けたりすることが可能である。この場合、少なくとも1つの吸気口22aが右側面22の下半分の領域に設け、少なくとも1つの排気口22bが右側面22の上半分の領域に設けるのが望ましい。これにより、収納本体20の内部において、熱対流を生じさせて制御機器を放熱させ、冷却効果をより一層向上できる。また、これらの吸気口の機能と排気口の機能とを1つの通気口によって行うことも可能である。この場合、収納本体20における吸気および排気は、内部と外部とで連通した1つの通気口を通じて行われる。
【0041】
また、上述の一実施形態においては、吸気口22aの近傍に吸気ファン26を設けているが、必ずしもこれに限定されず、吸気ファン26を設けることなく吸気口22aから自然吸気させることも可能である。この場合には収納本体20内部における熱対流によって、昇温した空気が排気口22bから排気される。また、吸気口22aの近傍に吸気ファン26を設ける代わりに、排気口22bの近傍に、収納本体20内部の排気を行うための排気ファンを設けることも可能である。
【0042】
また、上述の一実施形態においては、右側面22に吸気口22aおよび排気口22bを設けているが、右側面22に通気口を設けずに、左側面23にのみ通気口としての吸気口および排気口を設けることができる。このように、左側面23にのみ通気口を設けることもできるので、装置本体1の設置場所に応じて吸気口および排気口の設置位置を決定でき、従来設置困難であった場所にも設置でき、省スペース化も図ることができる。
【0043】
また、上述の一実施形態においては、収納本体20の右側面22に操作パネル30を保持するようにしているが、フレーム体10において、収納本体20の右側面22と同一側の右側面に操作パネル30を保持するようにしてもよい。また、収納本体20の左側面23に操作パネル30を保持するようにしてもよく、フレーム体10において、収納本体20の左側面23と同一側の左側面に操作パネル30を保持するようにしてもよい。