(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビネット内に、冷却体に取り付けられた半導体素子，電解コンデンサ等の電力変換部を構成する各種の電子部品を搭載したプリント基板を収容する電力変換装置において、前記キャビネットにより直接または間接的に固定支持された取付板を設け、この取付板に前記プリント基板を固定支持するとともに、前記取付板の要所に円錐台形状に突出して形成した複数の支持座を設け、これらの支持座上に前記プリント基板と接触またはわずかな隙間を有する絶縁座を結合してなることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、前記支持座は、前記プリント基板の電解コンデンサおよび冷却体等の質量の嵩む電子部品の搭載された領域に対向して設けることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力変換器を構成する半導体素子およびその付属の電子部品や２次電池等を１つのキャビネット内に収納して構成した、無停電電源装置として使用されるような電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電力変換装置として、特許文献１および２に示すような装置が知られている。
【０００３】
このような従来の電力変換装置の構成を図６ないし図１０に示す。
【０００４】
図１０は、電力変換装置の外観を示す斜視図である。図６および図７は、それぞれこの図１０に示す鋼板等で形成された直方体の箱体で構成されたキャビネット１の上面板１ａおよび側面板１ｂを外して電力変換装置の内部構成が見えるようにした状態での平面図および側面図である。図８は、キャビネット１内のプリント基板を取り付けるための取付板の構成を示す平面図、図９は図６におけるプリント基板と取付板の取付部Ｑを拡大して示す縦断面図である。
【０００５】
図示した従来の電力変換装置のキャビネット１は、前面に電源スイッチ１１、操作表示器１２を備え、内部空間が仕切り板１３により上下に仕切られ、下部に２次電池６を収容する電池室１４が形成され、上部に電力変換部プリント基板２１およびフィルタ回路プリント基板２２等により構成された電力変換器２を収容する電力変換室１５が形成される。電力変換部プリント基板２１上には、電力変換部を構成する冷却体２３に取り付けられた半導体電力変換素子（図示せず）、電解コンデンサ２４やその他多数の電子部品２５が搭載されるとともに、直流回路を制御する機械式接点を備えた制御リレー２６が搭載されている。フィルタ回路プリント基板２２にはフィルタ回路を構成するリアクトル２７等が搭載されている。
【０００６】
キャビネット１内には、その他に、電力変換部の電力変換素子等の冷却のための冷却ファン３、入出力端子盤４等が設けられている。
【０００７】
前記のプリント基板２１および２２をキャビネット１内に固定するために、図８に示すようにキャビネット１に固定された仕切板１３の上に、溶接等により枠状の取付板１６を固着している。そしてこの取付板１６の複数個所にねじ穴を備えた取付片１６ａが設けられ、これらの取付片１６ａに、図９に拡大して示すように、絶縁性の緩衝材１７を介してプリント基板２１または２２を取付ねじ１８により締め付け固定するようにしている。このとき取付ねじ１８の先端が、仕切板１１を貫通して電池室１４内に突出することのないようにするため、取付片１６ａが上方に折り曲げられている。
【特許文献１】特開２０００−１８４７５２号公報
【特許文献２】特開２００２−１１２５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように従来の電力変換装置においては、プリント基板を、緩衝材１７を介して取付板１６にねじにより取付けて固定支持するようにしているので、設置時などに取扱いを誤って装置が落下した場合でも、ある程度の衝撃は吸収でき、プリント基板に搭載された各種の電子部品が破損したり誤動作したりするのを防止することができる。
【０００９】
しかし、実際に落下衝撃試験を行った場合、このように緩衝材を設けただけでは、落下時の衝撃により電力変換部プリント基板２１のように特に質量の嵩む冷却体や電解コンデンサのような電子部品を搭載したプリント基板２１は、その質量のために大きく撓んで変形して取付板１６に衝突して大きな衝撃を受ける場合あり、このプリント板２１に搭載したリレー２６の接点が衝撃で閉合され、２次電池６で構成されたバックアップ電源から供給される電流により溶着し、操作表示器１２内の表示灯が誤点灯するような事故が発生することが確認された。
【００１０】
このような事故を防止するには、電力変換装置を工場から出荷する際に、２次電池６により構成されたバックアップ電源を停止するために、その出力線の結線を外しておいて、設置を完了してから現地で２次電池の出力線の結線を行うようにすることが考えられるが、現実には、２次電池の取扱いにはかなりの危険が伴うので、このような方法をとることができない。
【００１１】
また、前記のようなリレーの接点の溶着は、リレー２６が質量の大きい電力変換素子冷却体２３や電解コンデンサ２４の搭載された電力変換部プリント板２１にこれらと一緒に搭載されているため、落下時等にプリント基板２１が変形して固定物に衝突したときの衝撃力が大きくなることが原因と考えられる。このため、冷却体２３や電解コンデンサ２４をこのプリント基板２１から外して直接キャビネット１などに固着し、リレーを搭載したプリント基板の受ける衝撃力を緩和することも考えられる。しかし、この種の電力変換装置は、多くの部品を高密度に実装して小形に構成しているため、レイアウト上の多くの制約がありこのような手段をとることも困難となる問題がある。
【００１２】
この発明は、このような問題を解決するために、特に質量の大きい電子部品の搭載されたプリント基板を備えた電力変換装置が落下した時等において、プリント基板の受ける衝撃を小さくすることのできる電力変換装置におけるプリント基板の支持装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の課題を解決するため、この発明は、キャビネット内に、冷却体に取り付けられた半導体素子，電解コンデンサ等の電力変換部を構成する各種の電子部品を搭載したプリント基板を収容する電力変換装置において、前記キャビネットにより直接または間接的に固定支持された取付板を設け、この取付板に前記プリント基板を固定支持するとともに、前記取付板の要所に円錐台形状に突出して形成した複数の支持座を設け、これらの支持座上に前記プリント基板と接触またはわずかな隙間を有する絶縁座を結合してなることを特徴とするものである。
【００１４】
この発明において、前記支持座は、前記プリント基板の電解コンデンサおよび冷却体等の質量の嵩む電子部品の搭載された領域に対向して設けるのがよい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のように、電力変換器を構成する各種の電子部品を搭載したプリント基板を支持する取付板に、円錐台形状に突出した支持座を設け、これらの支持座上に前記プリント基板と接触またはわずかな隙間を有する絶縁座を結合し、前記絶縁座を介して支持座により、衝撃により変形したプリント基板を受けるようにしたので、装置の落下等により撓んで変形したプリント基板が支持座に衝突した際の衝撃力が円錐台状の支持座により吸収され、プリント基板への衝撃力の伝達が軽減され、特にリレーのような機械的な可動部品を備える素子の誤動作または破損が抑制され製品の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の実施の形態を図に示す実施例について説明する。
【００１７】
図１ないし図４にこの発明の実施例を示す。図１および図２は、キャビネット１の上面板および側面板を外した状態で電力変換装置の内部構成を示す平面図および側面図である。図３は、キャビネット１内のプリント基板を取り付けるための取付板の構成を示す平面図、図４は図２のプリント基板と取付板の受部Ｐの拡大縦断面図である。
【００１８】
図１ないし図４に示すこの発明の実施例は、図６ないし図１０に示す従来装置とほぼ構成が同じであるので、同一の構成要素は同一の符号を付して示す。
【００１９】
図１ないし図４に示すこの発明の実施例において、電力変換器２と２次電池６とを収容するキャビネット１は、従来装置と同様に内部を仕切板１３により上下に仕切られ、下部の電池室１４に２次電池６を収納し、上部の変換器室１５に電力変換器２を収納している。
【００２０】
電力変換器２の電力変換部を構成する、半導体電力変換素子（図示せず）の結合された冷却体２３、電解コンデンサ２４、その他の電子部品２５および直流回路を制御するリレー２６等を搭載した電力変換部プリント基板２１、およびフィルタ回路を構成するリアクトル２７等を搭載したフィルタ回路プリント基板２２は、仕切板１３上に固着された取付板５の取付片５１に取付ねじ１８により固定される。
【００２１】
取付板５には、図３に示すように、複数の要所にプリント基板２１を支持するための支持座５２が設けられる。この支持座５２は、図４に示すように絞り加工等により取付板５から円錐台形状に適宜の高さ突出させてこれと一体に形成されている。この支持座５２は、プリント基板２１、２２の冷却体２３や電解コンデンサ２４のように質量の嵩む電子部品の搭載された部分に対応する個所に設けられている。
【００２２】
このように円錐台形状の支持座５２には、プリント基板と支持座５２との間を絶縁するために絶縁樹脂等で形成された絶縁座５３が結合されている。絶縁座５３は、その下方に延びた先端に固定用の返り片５３ｂを備えた結合ピン５３ａを支持座５２に設けた取付穴５２ａに嵌入して支持座５２に結合する。絶縁座５３の高さは、上端がプリント基板２１の下面と接触するか、僅かな間隔をおいて離間する高さとされている。
【００２３】
予め電力変換部等を構成する各種の電子部品を搭載実装したプリント基板２１は周辺を、キャビネット１内の仕切板１３上に固着された取付板５の取付片５１上に緩衝材１７を介するかまたは直接載置し、プリント基板２１の取付穴２１ａから取付ねじ１８を挿入し、取付片５１のねじ穴５１ａにねじ込むことにより取付板５に固定される。
【００２４】
プリント基板２１の取り付けられる取付板５の取付片５１は上方に折曲されているのでプリント基板２１と取付板５との間には隙間が形成される。この隙間内に突出した取付板５に突出形成されて円錐台形状の支持座５２とこの支持座上に結合された絶縁座５３とによりこの隙間の一部が埋められる。
【００２５】
このため、電力変換装置が落下したとき、プリント基板２１が、これに加わる衝撃力により、図５（ａ）に点線で示すように撓んで湾曲し、絶縁座５３に当たり、これを矢印方向に押圧する。これによりこの絶縁座５３から支持座５２に衝撃力が伝えられるが、支持座５２は、その周壁を弾性変形することにより、図５（ｂ）に示すように周壁の全周に分散させてこの衝撃力を吸収することができる。
【００２６】
この結果、プリント基板２１に加わる衝撃力は、振幅が半分以下になるまで低減され、プリント基板２１に実装された機械的接点を備えたリレーが接点を誤閉合することがなくなるため、リレー接点の溶着事故の発生を防止することができる。このため、この発明によれば、電力変換装置の２次電池で構成されたバッファ電源の回路を接続した状態で出荷することができ、設置する際の安全を確保でき、電力変換装置の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施例による電力変換装置の構成を示す平面図である。
【図２】この発明の実施例による電力変換装置の構成を示す側面図である。
【図３】この発明に使用する取付板を示す平面図である。
【図４】図１における取付部Ｐを拡大して示す縦断面図である。
【図５】この発明の動作解説図であり、（ａ）はプリント基板と取付板とのの拡大側面図、（ｂ）は結合部の取付板の拡大平面図である。
【図６】従来の電力変換装置の構成を示す平面図である。
【図７】従来の電力変換装置の構成を示す側面図である。
【図８】従来の電力変換装置に使用された取付板を示す平面図である。
【図９】図６における取付部Ｐを拡大して示す縦断面図である。
【図１０】従来の電力変換装置の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１：キャビネット
１３：仕切板
１７：緩衝材
１８：取付ねじ
２：電力変換器
２１，２２：プリント基板
２３：冷却体
２４：電解コンデンサ
２５：電子部品
２６：機械的接点を有するリレー
２７：リアクトル
５：取付板
５２:支持座
５２ａ：取付穴
６：２次電池
【図１】
0005125560.tif 000002
【図２】
0005125560.tif 000003
【図３】
0005125560.tif 000004
【図４】
0005125560.tif 000005
【図５】
0005125560.tif 000006
【図６】
0005125560.tif 000007
【図７】
0005125560.tif 000008
【図８】
0005125560.tif 000009
【図９】
0005125560.tif 000010
【図１０】
0005125560.tif 000011