(57)【要約】【課題】シンプルな構造により小型化が可能なＡＣコントローラ構造の提供。【解決手段】直流電力を交流電力に変換するインバータ１１と、インバータ１１を制御する制御基板２２とを備え、インバータ１１の直流電力を入力する入力端子１１ａに入力電極１５と、インバータ１１の交流電力を出力する出力端子１１ｂに出力電極１７とを設置し、制御回路２２をインバータ１１の上方に配置し、制御基板２２を入力電極１５と出力電極１７とにより支持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータを制御する制御基板と
を備え、
前記インバータの直流電力を入力する入力端子に入力電極と、
前記インバータの交流電力を出力する出力端子に出力電極と
を設置し、
前記制御回路を前記インバータの上方に配置し、該制御基板を前記入力電極と前記出力電極とにより支持する
ことを特徴とするＡＣコントローラ構造。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＣコントローラ構造において、
前記制御回路を動作させる電力を前記制御回路と前記入力電極との接触部から供給する
ことを特徴とするＡＣコントローラ構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＡＣコントローラ構造において、
前記出力電極に該出力電極の熱を放熱する放熱器を設ける
ことを特徴とするＡＣコントローラ構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＡＣコントローラ構造において、
前記インバータを伝熱性の基部に設置し、
前記出力電極を、該基部に絶縁部材を介して固定する
ことを特徴とするＡＣコントローラ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＣコントローラ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＯ2削減や環境改善の観点から、バッテリ式フォークリフトの需要が高まっている。バッテリ式フォークリフトは、インバータで生成した交流電力によって交流モータを駆動する方式が一般的となっており、このインバータは制御基板により制御されている。インバータを制御基板により制御する方式では、交流モータに印加する電圧、及び、周波数等を制御して、トルクや回転速度等を自由に制御できるため、バッテリ式フォークリフトの交流モータを制御する方式として好適であり、最近ではこのような方式のＡＣコントローラが多く採用されている。なお、１台のバッテリ式フォークリフトに搭載されるＡＣコントローラ、及び、交流モータは、走行用とリフト駆動用等複数台設置され、それぞれに一組ずつ設置される場合が多い。このようなＡＣコントローラの例が下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２３５８９号公報
【０００４】
上述したＡＣコントローラは、主にインバータと制御基板とから構成される。図７に、従来のＡＣコントローラの模式図を示す。図７に示すように、ＡＣコントローラ２の基部であるベース５０の上部にインバータ５１を設置する。インバータ５１の直流電力の入力端子５２には、銅製のブスバー５３を接続し、このブスバー５３のもう一方の端部を端子台５４に固定して、これらにより直流電力の入力電極５５を形成している。この入力電極５５には、バッテリが電線を介して接続される。インバータ５１の交流電力の出力端子５６には、銅製のブスバー５４を接続し、このブスバー５４のもう一方の端部を端子台５８に固定して、これらにより交流電力の出力電極５９を形成している。
【０００５】
インバータ５１の側方のベース５０上には、ケース６１に収納された制御基板６２を支持するステー６０が設置され、このステー６０により制御基板６２はインバータ１１の上方に配置される。制御基板６２には、制御基板６２を作動させるための電力がインバータ５１側から電気配線６３を介して供給される。また、制御基板６２とインバータ５１との間には、制御基板６２からの制御信号をインバータ５１側に送信するための信号線６４が設置される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のＡＣコントローラ構造では、制御基板６２を支持するためのステー６０や、制御基板６２側に電力を供給するための電気配線６３等を設置しなければならないため、コストの上昇を抑制することが困難であるという問題がある。
【０００７】
また、バッテリ式フォークリフト上におけるＡＣコントローラ２を設置するために利用できるスペースには限りがあるが、従来のＡＣコントローラ構造は複雑な構造であるため、小型化が困難であるという問題もある。
【０００８】
このようなことから、本発明は、シンプルな構造により小型化が可能なＡＣコントローラ構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための第１の発明（請求項１に対応）に係るＡＣコントローラ構造は、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータを制御する制御基板と
を備え、
前記インバータの直流電力を入力する入力端子に入力電極と、
前記インバータの交流電力を出力する出力端子に出力電極と
を設置し、
前記制御回路を前記インバータの上方に配置し、該制御基板を前記入力電極と前記出力電極とにより支持する
ことを特徴とする。
【００１０】
上記の課題を解決するための第２の発明（請求項２に対応）に係るＡＣコントローラ構造は、第１の発明に係るＡＣコントローラ構造において、前記制御回路を動作させる電力を前記制御回路と前記入力電極との接触部から供給することを特徴とする。
【００１１】
上記の課題を解決するための第３の発明（請求項３に対応）に係るＡＣコントローラ構造は、第１の発明又は第２の発明に係るＡＣコントローラ構造において、前記出力電極に該出力電極の熱を放熱する放熱器を設けることを特徴とする。
【００１２】
上記の課題を解決するための第４の発明（請求項４に対応）に係るＡＣコントローラ構造は、第１の発明乃至第３の発明のいずれかに係るＡＣコントローラ構造において、
前記インバータを伝熱性の基部に設置し、
前記出力電極を、該基部に絶縁部材を介して固定する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、直流電力を交流電力に変換するインバータと、インバータを制御する制御基板とを備え、インバータの直流電力を入力する入力端子に入力電極と、インバータの交流電力を出力する出力端子に出力電極とを設置し、制御回路をインバータの上方に配置し、制御基板を入力電極と出力電極とにより支持することにより、制御基板を支持するためのステー等が不要となって部品点数を減少させることができる。このため、構造がシンプルになるため小型化が可能となり、さらに、生産コストも減少させることができる。
【００１４】
第２の発明によれば、第１の発明による効果に加え、制御回路を動作させる電力を制御回路と入力電極との接触部から供給することにより、電気配線の数を減少させることができる。このため、構造がシンプルになるため小型化が可能となり、さらに、生産コストも減少させることができる。
【００１５】
第３の発明によれば、第１の発明又は第２の発明による効果に加え、出力電極に出力電極の熱を放熱する放熱器を設けることにより、出力電極に発生する熱を効率よく放熱することができるため、インバータや制御基板等の熱による損傷、及び、誤動作等を防ぐことができる。
【００１６】
第４の発明によれば、第１の発明乃至第３の発明による効果に加え、インバータを伝熱性の基部に設置し、出力電極を、基部に絶縁部材を介して固定することにより、出力電極に発生する熱を熱伝導性が高く、熱容量が大きな基部へ効率よく放熱することができるため、インバータや制御基板等の熱による損傷、及び、誤動作等を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係るＡＣコントローラ構造について、図１から図を用いて説明する。図１は、第１の実施例に係るＡＣコントローラ構造の斜視図、図２は、第１の実施例に係るＡＣコントローラ構造の側面図、図３は、第１の実施例に係るカバーを取り付けた後のＡＣコントローラの斜視図、図４は、第２の実施例に係るＡＣコントローラ構造の側面図、図５は、第３の実施例に係るＡＣコントローラ構造の側面図、図６は、第３の実施例に係る出力電極の固定部の断面図である。
【実施例１】
【００１８】
以下、第１の実施例に係るＡＣコントローラ構造について説明する。図１に、本実施例に係るＡＣコントローラ構造の斜視図を示す。図１に示すように、ＡＣコントローラ１は、ＡＣコントローラ１の基部をなす板状のベース１０を有している。本実施例では、ベース１０の素材として放熱性や熱伝導性に優れるアルミニウムを使用するが、熱を伝導する素材であればこれ以外の素材を用いても良い。
【００１９】
ベース１０の上部のほぼ中央部には、直流電力を交流電力に変換するインバータ１１が設置されている。このインバータ１１には、直流電力を入力するための入力端子１１ａが設けられている。この入力端子１１ａには、＋極と、及び、−極の２極がある。また、インバータ１１には、３相の交流電力を出力するための出力端子１１ｂが設けられている。この出力端子１１ｂは、Ｕ極、Ｖ極、及び、Ｗ極の３極がある。
【００２０】
インバータ１１の入力端子１１ａ側の側方には、入力電力を安定して供給するためのコンデンサ１２が基板上に実装された状態で設置されている。このコンデンサ実装基板１３の端子は、インバータ１１の入力端子１１ａに電気的に接続されている。なお、コンデンサ実装基板１３のインバータ１１側とは反対側の端部の角部には、コンデンサ実装基板１３を支えるためのコンデンサ実装基板支持部材１４が設置されている。
【００２１】
また、インバータ１１の入力端子１１ａの上方には、入力電力をインバータ１１に供給するための入力電極１５が設置されている。この入力電極１５は、＋極と−極とにそれぞれ設置されている。この極性はインバータ１１の仕様により決定される。図２に、本実施例に係るＡＣコントローラ構造の側面図を示す。図２に示すように、入力電極１５の形状は、ほぼクランク状になっている。本実施例では、入力電極１５は、アルミニウムを素材として、型成形することにより成形する。このため、銅製のブスバーを折り曲げて製作する方法に比べて、高い部品精度を確保することができる。
【００２２】
＋極側の入力電極１５と−極側の入力電極１５とは、互いに違う方向を向くよう配置されている。これにより、ＡＣコントローラ１を複数台設置する場合、ＡＣコントローラ１を並べて設置して、それぞれの＋極側の入力電極１５と−極側の入力電極１５をそれぞれ１本のブスバー等でまとめて接続することができる。
【００２３】
入力電極１５の下部１５ａは、コンデンサ実装基板１３の端子とともにインバータ１１の入力端子１１ａにボルト締めにより結合されている。なお、ベース１０表面からの各入力電極１５の最上面１５ｂの高さは、同じ高さになっている。また、入力電極１５の最上面１５ｂには、直流電力を供給する電線を接続するためのボルト１６を設置する。
【００２４】
図１に示すように、インバータ１１の出力端子１１ｂの上方には、出力電力を外部に取り出すための出力電極１７が設置されている。この出力電極１７は、Ｕ極とＶ極とＷ極とにそれぞれ設置されている。図２に示すように、出力電極１７の形状は、ほぼ上下逆さまのＴ字状になっている。本実施例では、出力電極１７は、アルミニウムを素材として、型成形することにより成形する。このため、銅製のブスバーを折り曲げて製作する方法に比べて、高い部品精度を確保することができる。
【００２５】
出力電極１７のインバータ１１側の端部１７ａは、インバータ１１の出力端子１１ｂにボルト締めにより結合されている。出力電極１７のインバータ側とは反対側の端部１７ｂの下部には、出力電極１７を支える端子台１８が設置されている。出力電極１７と端子台１８とは、ボルト締めにより結合されている。このように、出力電極１７は、端子台１８により支えられているため、インバータ１１の出力端子１１ｂに加わる負担を軽減することができる。
【００２６】
なお、ベース１０表面からの各出力電極１７の最上面１７ｃの高さは全て同じ高さとなっており、さらに、各入力電極１５の最上面１５ｂの高さとも、同じ高さとなっている。また、出力電極１７の最上面１７ｃには、交流電力を外部に出力する電線を接続するためのボルト１９を設置する。
【００２７】
また、端子台１８は、絶縁性の素材で形成し、出力電極１７と端子台１８とを結合するボルト２０の先端はベース１０にまで達しないものとする。端子台１８の各出力電極１７の間の部分にボルト設置孔１８ａを設け、このボルト設置孔１８ａにボルト（図示省略）をベース１０に達するようにボルト締めして、端子台１８とベース１０とを結合する。
【００２８】
出力電極１７の上部には、出力電極を流れる電流量を測定する電流センサ２１を設置する。本実施例では、電流センサ２１は、３つの出力電極１７の内、２つの出力電極１７に設置する。これは３相交流の特性上、３つの出力電極１７の内、２つの出力電極１７に電流センサ２１を設置しさえすれば、３つの出力電極１７の電流値を測定することができるためである。
【００２９】
図１、及び、図２に示すように、入力電極１５、及び、出力電極１７の上部には、インバータ１１を制御するための制御回路が実装された制御基板２２を載置する。すなわち、入力電極１５、及び、出力電極１７により、制御基板２２を支持する。また、コンデンサ実装基板支持部材１４の上部に制御基板２２の端部を支える制御基板支持部材２３を設置して、この部分でも制御基板２２を支持する。制御基板２２とインバータ１１とは信号線２４で接続する。
【００３０】
図３に、カバーを取り付けた後のＡＣコントローラの斜視図を示す。図３に示すように、ＡＣコントローラ１には、制御基板２２やインバータ１１等の保護のためにカバー２５が取り付けられる。カバー２５の側面には熱を逃がすための通気孔２６が設けられている。これにより、制御基板２２やインバータ１１等を保護しながら、制御基板２２やインバータ１１等で発生した熱を効率よく放熱することができる。また、カバー２５の上面には、バッテリ等の直流電源を接続するボルト１６と、交流モータ等を接続するボルト１９が配置されている。
【００３１】
このように、本実施例に係るＡＣコントローラ構造によれば、直流電力を交流電力に変換するインバータ１１と、インバータ１１を制御する制御基板２２とを備え、インバータ１１の直流電力を入力する入力端子１１ａに入力電極１５と、インバータ１１の交流電力を出力する出力端子１１ｂに出力電極１７とを設置し、制御回路２２をインバータ１１の上方に配置し、制御基板２２を入力電極１５と出力電極１７とにより支持することにより、制御基板２２を支持するためのステー等が不要となって部品点数を減少させることができる。このため、構造がシンプルになるため小型化が可能となり、さらに、生産コストも減少させることができる。
【００３２】
また、制御回路を動作させる電力を制御回路と入力電極との接触部から供給することにより、電気配線の数を減少させることができる。このため、構造がシンプルになるため小型化が可能となり、さらに、生産コストも減少させることができる。
【実施例２】
【００３３】
以下、第２の実施例に係るＡＣコントローラ構造について説明する。本実施例に係るＡＣコントローラ構造では、出力電極に発生する熱を放熱するための放熱器を設けた。本実施例と第１の実施例とは、出力電極の構造以外については、ほぼ同様の構造となっている。
【００３４】
図４に、本実施例に係るＡＣコントローラ構造の側面図を示す。図４に示すように、出力電極１７の下部には、電流が流れることにより出力電極に発生する熱を放熱する放熱器２７を形成する。放熱器２７は、複数枚の板状の放熱板２７ａにより構成されており、インバータ１１と端子台１８との間に収まる構造となっている。本実施例では、放熱器２７は、出力電極１７の型成形時に同時に一体に形成した。これにより、出力電極１７に発生する熱を効率よく放熱することができる。
【００３５】
このように、本実施例に係るＡＣコントローラ構造によれば、出力電極１７に出力電極の熱を放熱する放熱器２７を設けることにより、出力電極１７に発生する熱を効率よく放熱することができるため、インバータ１１や制御基板２２等の熱による損傷、及び、誤動作等を防ぐことができる。
【実施例３】
【００３６】
以下、第３の実施例に係るＡＣコントローラ構造について説明する。本実施例に係るＡＣコントローラ構造では、出力電極に発生する熱を放熱するため、出力電極とベースとを絶縁部材を挟んで接するようにした。本実施例と第１の実施例とは、出力電極の構造と端子台を設置しないこと以外については、ほぼ同様の構造となっている。
【００３７】
図５に、本実施例に係るＡＣコントローラ構造の側面図を示す。図５に示すように、出力電極１７の形状は、左右が逆のＬ字状の形状となっており、インバータ１１側の側面に設けた凸部２８でインバータ１１の出力端子１１ｂと接している。出力電極１７の凸部とインバータ１１の出力端子１１ｂとは、ボルト締めにより結合されている。
【００３８】
また、出力電極１７とベース１０との間には、シート状の絶縁部材２９が配置されている。本実施例では、絶縁部材２９の形状をシート状とし、材質をポリエステルやシリコン等としたが、出力電極１７とベース１０とを絶縁し、出力電極１７の熱を伝導してベース１０側に放熱することさえできれば、絶縁部材２９の形状や材質はどのようなものでも良い。
【００３９】
図６に、本実施例に係る出力端子の固定部の断面図を示す。図６に示すように、出力電極１７のインバータ１１側とは反対側の端部は、ボルト３０によりベース２０に固定されている。ここで、単にボルト３０によりベース１０に固定するだけでは出力電極１７とベース１０が導通してしまう。このため、出力電極１７のボルト設置孔３０とボルト３０との間に、絶縁性のカラー３１を設置する。
【００４０】
本実施例では、絶縁性のカラー３１を用いたが、ボルト３０自体を絶縁性のものとして出力電極１７とベース１０とを絶縁しても良い。このように、絶縁部材２９とカラー３１により、出力電極１７とベース１０とを絶縁しつつ、出力電極１０の熱を絶縁部材２９を通してベース１０側に効率よく放熱することができる。
【００４１】
このように、本実施例に係るＡＣコントローラ構造によれば、インバータ１１を伝熱性のベース１０に設置し、出力電極１７を、ベース１０に絶縁部材２９を介して固定することにより、出力電極１７に発生する熱を熱伝導性が高く、熱容量が大きなベース１０へ効率よく放熱することができるため、インバータ１１や制御基板２２等の熱による損傷、及び、誤動作等を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係るＡＣコントローラ構造は、バッテリ式フォークリフトに搭載されるＡＣコントローラに対して特に有効であるが、これ以外のＡＣコントローラに対しても有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の実施例に係るＡＣコントローラ構造の斜視図である。
【図２】第１の実施例に係るＡＣコントローラ構造の側面図である。
【図３】第１の実施例に係るカバーを取り付けた後のＡＣコントローラの斜視図である。
【図４】第２の実施例に係るＡＣコントローラ構造の側面図である。
【図５】第３の実施例に係るＡＣコントローラ構造の側面図である。
【図６】第３の実施例に係る出力電極の固定部の断面図である。
【図７】従来のＡＣコントローラの模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  ＡＣコントローラ
１０  ベース（基部）
１１  インバータ
１１ａ  入力端子
１１ｂ  出力端子
１２  コンデンサ
１３  コンデンサ実装基板
１４  コンデンサ実装基板支持部材
１５  入力電極
１６，１９，２０，３０  ボルト
１７  出力電極
１８  端子台
２１  電流センサ
２２  制御基板
２３  制御基板支持部材
２４  信号線
２５  カバー
２６  通気孔
２７  放熱器
２７ａ  放熱板
２８  凸部
２９  絶縁部材
３０  ボルト設置孔
３１  カラー
【図１】
2008035591.tif 000003
【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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