(57)【要約】【課題】ノイズの影響を受けにくい電線収納構造としつつ、筐体の製作コストの低減化、電線敷設の作業効率を向上させることができる電力変換装置を提供する。【解決手段】筐体２０内に、電力変換を行う複数のユニットが多段に収納された電力変換装置である。筐体２０を構成する柱材６０を、所定のユニットの間で電気的に接続される複数の電線を柱内部に収納する電線収納空間６２，６４とし、電線収納空間６２にノイズが発生しやすい電線５３、５４を収納し、電線収納空間６２に対して離間した電線収納空間６４に、ノイズの影響を受けやすい電線６６を収納した。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に、電力変換を行う複数のユニットが多段に収納された電力変換装置において、
前記筐体を構成する柱材を、所定のユニットの間で電気的に接続される複数の電線を柱内部に収納する電線収納空間とし、当該電線収納空間に、ノイズが発生しやすい電線と、ノイズの影響を受けやすい電線とを離間して収納したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記柱材を、前記複数のユニットを収納する空間に開口部を向けた溝形鋼とし、この溝形鋼の内部に、当該内部を少なくとも２つの電線収納空間に区画する金属製の電線仕切り部材を固定したことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電線仕切り部材は、前記溝形鋼の開口部に、自身の開口部が位置するように前記溝形鋼の内部に固定され、３つの電線収納空間を画成する横断面Ｕ字形状の鋼材であることを特徴とする請求項２記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体内に複数のユニットを上下に多段に収納した電力変換装置に係り、特に、ユニット間で電気的に接続される複数の電線の収納構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントの計測設備やコンピュータなどに安定した電源供給を行う電力変換装置として無停電電源装置が知られている。無停電電源装置は、通常、筐体内に、制御部品を機能別に搭載した複数のユニットが上下に多段に収納されている。
例えば特許文献１の装置は、筐体内に、制御部品を機能別に搭載した複数のユニットが上下に多段に収納されている。
【０００３】
一方、筐体内には、商用電源や負荷装置と接続する主回路線、各ユニットを制御する電源線、信号線等の多数の電線が収納されている。これらの電線は、損傷防止やユニットの保守・点検を容易にするため、筐体内に配置した電線ダクトに収納されている。
例えば特許文献２の装置は、信号線のようにノイズの影響を受けやすい電線を収納する専用の電線ダクトと、主回路線のようにノイズを発生しやすい電線を収納する専用の電線ダクトを筐体内に離間して配置し、損傷防止やユニットの保守・点検を容易にするとともに、ノイズの影響を受けにくい電線の収納構造としている。
【特許文献１】特開平６−８６５６７号公報
【特許文献２】特開平１１−９８６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した特許文献１の装置は、筐体内に少なくとも２箇所以上の電線ダクトを配置しなければならず、筐体の製作コストの面で問題がある。また、互いに離間した複数の電線ダクトに、ノイズの影響を受けやすい電線とノイズを発生しやすい電線とを分けて収納しなければならず、電線の敷設作業に多くの手間と時間を費やすという問題がある。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ノイズの影響を受けにくい電線収納構造としつつ、筐体の製作コストの低減化、電線敷設の作業効率を向上させることができる電力変換装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る電力変換装置は、筐体内に、電力変換を行う複数のユニットが多段に収納された電力変換装置において、前記筐体を構成する柱材を、所定のユニットの間で電気的に接続される複数の電線を柱内部に収納する電線収納空間とし、当該電線収納空間に、ノイズが発生しやすい電線と、ノイズの影響を受けやすい電線とを離間して収納した。
この発明によると、従来装置のように筐体内に電線ダクトを新たに設けず、筐体の柱材の内部を電線ダクトとして使用しているので、筐体の製作コストの低減化を図ることができる。
【０００６】
また、電線収納空間に、ノイズの影響を受けやすい電線をノイズが発生しやすい電線から離間して収納されているので、ノイズの影響を受けずに収納することができる。
また、本発明の電力変換装置は、前記柱材を、前記複数のユニットを収納する空間に開口部を向けた溝形鋼とし、この溝形鋼の内部に、当該内部を少なくとも２つの電線収納空間に区画する金属製の電線仕切り部材を固定するようにしてもよい。
【０００７】
この発明によると、柱材としての溝形鋼の内部に電線仕切り部材を固定したことで、ノイズの影響を受けやすい電線と、ノイズが発生しやすい電線とを別異なる電線収納空間に収納することができるので、さらにノイズの影響を受けにくい電線収納構造を得ることができる。
さらに、本発明の電力変換装置は、前記電線仕切り部材は、前記溝形鋼の開口部に、自身の開口部が位置するように前記溝形鋼の内部に固定され、３つの電線収納空間を画成する横断面Ｕ字形状の鋼材であることが好ましい。
【０００８】
この発明によると、柱材の内部に、３つの電線収納空間が画成され、それらの空間に、複数種類の電線（ノイズが発生しやすい電線、ノイズの影響を受けにくい電線、ノイズの影響を受けやすい電線）を分けて収納するだけで電線の敷設作業が完了するので、電線の敷設作業の低減化を図ることができる。
また、柱材に、横断面Ｕ字形状の電線仕切り部材を固定することで、柱材は撓み剛性が高い部材となり、強度を高めながら軽量化を図った筐体を得ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る電力変換装置によると、従来装置のように筐体内に電線ダクトを新たに設けず、筐体の柱材の内部を電線ダクトとして使用しているので、筐体の製作コストの低減化を図ることができる。
また、電線収納空間に、ノイズの影響を受けやすい電線をノイズが発生しやすい電線から離間して収納されているので、ノイズの影響を受けずに収納することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明に係る無停電電源装置を前面側及び背面側から示した斜視図、図２は無停電電源装置の前面カバーを外し、前面扉を開けて筐体内部を示した図、図３は無停電電源装置内の結線図、図４は筐体に複数のユニットが多段に配置されている状態を示す側面から見た模式図、図５は最上段に収納したターミナルユニットと他のユニットとの主回路線の結線を示す図、図６は各ユニット間の主回路線の結線を示す図、図７は図２のＡ−Ａ線矢視図、図８は図７の符号Ｂで示す丸印内の領域を拡大して示した図である。
【００１１】
（無停電電源装置の構成）
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明に係る無停電電源装置は、筐体２０の前面開ロ部を前面カバー２１及び開閉扉２２が覆い、筐体２０の側面開ロ部を側面カバー２３が覆い、筐体２０の背面開口部を背面カバー２４が覆い、筐体２０の上部開ロ部を天面カバー２５が覆っている。
【００１２】
前面カバー２１及び開閉扉２２の最下部から上部側の領域には、空気を筐体２０内部に吸い込む吸気スリット２６が形成されている。背面カバー２４にも、筐体２０内部の空気を外部に排出する排気スリット２７が形成されている。また、天面カバー２５にも、筐体２０内部の空気を外部に排出する排気スリット２８が形成されているとともに、主回路線及び信号線等の外線引込スペースが形成されている。
【００１３】
図２に示すように、筐体２０には、内部を左右の空間に仕切る隔壁２９が配置されており、左右の空間に２組の無停電電源部ＵＰＳ１，ＵＰＳ２が収納されている。
筐体２０は、図７に示すように、側面カバー２３、背面カバー２４、隔壁２９の側部から立ち上がる柱材６０が、薄肉のＣ形鋼（リップ溝形鋼）で構成されている。これらＣ形鋼からなる柱材６０は、一対のリップ間から開口する開口部を無停電電源部ＵＰＳ１，ＵＰＳ２を収納する空間に向けた状態で配置されている。そして、各柱材６０の内部には、後述する電線が収納されている。
【００１４】
２組の無停電電源部ＵＰＳ１，ＵＰＳ２は、同一構造のユニットで筐体２０内に収納されており、図２に戻って、一方の無停電電源部ＵＰＳ１のみの説明を行なう。なお、図示しないが、２組の無停電電源部ＵＰＳ１，ＵＰＳ２は、商用電源と接続する入力端子及び負荷と接続する出力端子が並列に接続されている。また、本実施形態では、一例として２組の無停電電源部ＵＰＳ１，ＵＰＳ２を並列に接続する場合を示しているが、２組以上の無停電電源部をＮ組並列接続することも可能である。
【００１５】
無停電電源部ＵＰＳ１は、図２に示すように、筐体２０の最上段に収納したターミナルユニット３０、ＭＣ（マグネットコンタクタ）ユニット３１、第１リアクトルユニット３２、第１電力変換ユニット３３、第２リアクトルユニット３４及び最下段の第２電力変換ユニット３５からなる複数のユニットが筐体２０内の上下方向に多段に配置されている。
第１リアクトルユニット３２は、図３に示すように、３相分の交流リアクトル３２ａ，及び直流リアクトル３２ｂ，３２ｃを備えた装置であり、三相四線式の商用電源から入力した交流電流の高周波成分を抑制する装置である。
【００１６】
第１電力変換ユニット３３は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ）などのパワー半導体素子、パワー半導体素子冷却体、電解コンデンサ等を備えた装置であり、商用電源から第１リアクトルユニット３２を介して入力した商用電力を交流から直流に変換するコンバータ装置である。
第２電力変換ユニット３５も、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ）などのパワー半導体素子、パワー半導体素子冷却体、電解コンデンサ等を備えた装置であり、第１電力変換ユニット３３から入力した直流の電力、或いは本装置に並設された蓄電池３６（図３参照）から入力した直流の電力を交流に変換するインバータ装置である。
【００１７】
第２リアクトルユニット３４は、図３に示すように、３相分の交流リアクトル３４ａ，Ｎ相分の交流リアクトル３４ｂ，３４ｃを備えた装置であり、第２電力変換ユニット３５から出力された交流電流の高周波成分を抑制する装置である。
ＭＣユニット３１は、図３に示すように、複数の電磁接触器３８ａ〜３８ｄ、複数のリアクトル４１ａ〜４１ｃ、主制御部、保護用ヒューズ、制御信号用インターフェース回路等を備えた装置であり、電磁接触器３８ａ〜３８ｄのＯＮ・ＯＦＦ制御により、負荷に安定した交流電力を供給する装置である。
【００１８】
また、ターミナルユニット３０は、交流入力Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、直送入力Ａｃ相、Ｂｃ相及びＣｃ相、中性相Ｎの商用電源側端子と、蓄電池３６接続用の＋相端子及び−相端子と、交流出力ａ相端子、ｂ相端子、ｃ相端子と、中性相Ｎ端子を備えている。
【００１９】
図４に示すように、筐体２０の側面カバー２３及び隔壁２９には、前面カバー２１側（或いは開閉扉２２側）及び背面カバー２４側に延在する支持案内レール３７ａ〜３７ｆが設けられている。上部に配置した支持案内レール３７ａ，３７ｂは、ターミナルユニット３０及びＭＣユニット３１を下側から支持している。また、上下方向の中央部及び下部に配置されている支持案内レール３７ｃ〜３７ｆは、第１リアクトルユニット３２、第１電力変換ユニット３３、第２リアクトルユニット３４及び第２電力変換ユニット３５を下側から支持している。そして、各ユニットと筐体２０の枠体（不図示）とを固定するビス等の固定手段（不図示）を取り外すことで、ターミナルユニット３０、ＭＣユニット３１、第１リアクトルユニット３２、第１電力変換ユニット３３、第２リアクトルユニット３４及び第２電力変換ユニット３５は、支持案内レール３７ａ〜３７ｆ上を摺動して前面側に引き出し可能とされている。
【００２０】
また、図４に示すように、第１リアクトルユニット３２、第１電力変換ユニット３３、第２リアクトルユニット３４及び第２電力変換ユニット３５の前面側にはファンユニット４３〜４６が配置されている。これらファンユニット４３〜４６は、前面カバー２１、開閉扉２２の吸気スリット２６から冷風を取り込んで各ユニット内に通過させるようになっている。そして、各ユニット内を通過した空気は、背面カバー２４の排気スリット２７から外部に排出されるようになっている。
【００２１】
図５に示すように、筐体２０の最上段に収納されているターミナルユニット３０のＡ相、Ｂ相、Ｃ相の商用電源側端子は、このターミナルユニット３０の直下で収納されているＭＣユニット３１内の電磁接触器３８ａの入力端子に、主回路線５０を介して接続されている。なお、図５では１本の主回路線５０を示しているが、三相四線式の商用電源から電力が供給されるので、図６に示すように、実際には３本の主回路線がターミナルユニット３０及びＭＣユニット３１内の電磁接触器３８ａの間で接続されている。
【００２２】
ターミナルユニット３０の＋相側端子は、ＭＣユニット３１内の電磁接触器３８ｂを介してＭＣユニット３１の直下で収納されている第１リアクトルユニット３２内の直流リアクトル３２ｂの入力端子と、バックアップ線５１を介して接続されている。ターミナルユニット３０の−相端子は、第１リアクトルユニット３２の直下で収納されている第１電力変換ユニット３３の入力端子と、バックアップ線５２を介して接続されている。
【００２３】
また、ターミナルユニット３０のＮ相側端子は、第１電力変換ユニット３３の直下で収納されている第２リアクトルユニット３４内の交流リアクトル３４ａ，３４ｂの入力端子と、主回路線５３を介して接続されている。そして、ターミナルユニット３０のａ相、ｂ相、ｃ相の端子は、ＭＣユニット３１内の電磁接触器３８ｃ及び交流リアクトル４１ｃを介して第２リアクトルユニット３４内の交流リアクトル３４ｃの出力端子と、主回路線５４を介して接続されている。
【００２４】
そして、図示しないが、ＭＣユニット３１、第１リアクトルユニット３２、第１電力変換ユニット３３、第２リアクトルユニット３４及び第２電力変換ユニット３５は、それぞれターミナルユニット３０との間に電源線，信号線を含んだ制御回路が接続されているとともに、ＭＣユニット３１との間にも電源線，信号線を含んだ制御回路が接続されている。
【００２５】
（電線の収納構造）
ここで、図７を参照しながら柱材６０の内部構造について説明する。
図７の符号６１は、横断面Ｕ字形状の鋼材からなる電線仕切り部材である。
この電線仕切り部材６１は、図８に示すように、柱材６０の一対のリップ間の間に開口部が位置するように、柱材６０の内部にスポット溶接等により固定されている。
柱材６０の内部には、図８に示すように、電線仕切り部材６１の互いに平行に延在する一対の対向板６１ａ，６１ｂを仕切り壁として、互いに別空間に区画されて上下方向に延在する第１電線収納空間６２、第２電線収納空間６３及び第３電線収納空間６４が設けられている。
【００２６】
そして、図７で示したように、第２リアクトルユニット３４近くの柱材６０に設けた第１電線収納空間６２には、ノイズが発生しやすい主回路線５３，５４が収納されて上方のターミナルユニット３０まで延在している。
また、第１電線収納空間６２に隣接している第２電線収納空間６３には、第２リアクトルユニット３４の電源線６５が収納されて上方のターミナルユニット３０まで延在している。
【００２７】
そして、第２電線収納空間６３を間に位置して第１電線収納空間６２に対して逆側の第３電線収納空間６４には、ノイズの影響を受けやすい信号線６６が収納されて上方のＭＣユニット３１まで延在している。
また、図示しないが、他のユニット（第１リアクトルユニット３２、第１電力変換ユニット３３）近くの柱材６０にも、第１電線収納空間６２にノイズが発生しやすい主回路線５０、バックアップ線５１，５２が収納され、第２電線収納空間６３には制御回路内の電源線が収納され、第３電線収納空間にはノイズの影響を受けやすい制御回路内の信号線が収納されている。
【００２８】
（本実施形態の作用効果）
次に、本実施形態の作用効果について述べる。
本実施形態は、柱材６０に収納されている電線は、主回路線５０，５３，５４、バックアップ線５１，５２が第１電線収納空間６２に収納され、信号線６６が、電線仕切り部材６１を介して第１電線収納空間６２から離間した位置である第３電線収納空間６４に収納されている。このため、信号線６６は、ノイズを発生しやすい主回路線５０，５３，５４、バックアップ線５１，５２から離間しているので、ノイズの影響を受けずに収納することができる。
【００２９】
また、本実施形態は、従来装置のように筐体内に電線ダクトを新たに設けず、筐体２０のＣ形鋼とした柱材６０の内部を電線ダクトとして使用しているので、筐体２０の製作コストの低減化を図ることができる。
また、Ｃ形鋼とした柱材６０の内部に電線仕切り部材６１を配置することで第１〜第３電線収納空間６２〜６４の３つの空間が設けられ、それぞれの空間に、ノイズが発生しやすい電線、ノイズの影響をうけやすい電線等を分けて収納するだけで電線の敷設作業が完了するので、電線の敷設作業の低減化を図ることができる。
【００３０】
また、柱材６０は薄肉のＣ形鋼であるが、横断面Ｕ字形状の電線仕切り部材６１を固定することで撓み剛性が高い柱材６０となり、強度を高めながら軽量化を図った筐体２０を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】無停電電源装置を前面側及び背面側から示した斜視図である。
【図２】無停電電源装置の前面カバーを外し、前面扉を開けて筐体内部を示した図である。
【図３】無停電電源装置内の結線図である。
【図４】筐体に複数のユニットが多段に配置されている状態を示す図である。
【図５】最上段に収納したターミナルユニットと他のユニットとの主回路線の結線を示す図である。
【図６】図６は各ユニット間の主回路線の結線を示す図である。
【図７】図２のＡ−Ａ線矢視図である。
【図８】図７の要部を拡大して示した図である。
【符号の説明】
【００３２】
２０…筐体、２１…前面カバー、２２…開閉扉、２３…側面カバー、２４…背面カバー、２５…天面カバー、２６…吸気スリット、２７…排気スリット、２８…排気スリット、２９…隔壁、３０…ターミナルユニット、３１…ユニット、３２…リアクトルユニット、３２ａ…交流リアクトル、３２ｂ，３２ｃ…直流リアクトル、３３…電力変換ユニット、３４…リアクトルユニット、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ…交流リアクトル、３５…電力変換ユニット、３６…蓄電池、３７ａ〜３７ｆ…支持案内レール、３８ａ〜３８ｄ…電磁接触器、４１ａ〜４１ｃ…リアクトル、４３〜４６…ファンユニット、５０…主回路線、５０，５３，５４…主回路線（ノイズが発生しやすい電線）、５１，５２…バックアップ線（ノイズが発生しやすい電線）、６０…柱材、６１…電線仕切り部材、６１ａ，６１ｂ…対向板、６２…第１電線収納空間、６３…第２電線収納空間、６４…第３電線収納空間、６５…制御回路内の電源線、６６…制御回路内の信号線（ノイズの影響を受けやすい電線）、ＵＰＳ１，ＵＰＳ２…無停電電源部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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